JP2004061565A - Polarizer, polarizing plate, optical member and display device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏光子、偏光板およびそれを用いた光学部材に関する。また本発明は、それらを用いた液晶パネル、画像表示装置に関する。さらには、液晶もしくはエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置のインハウス製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置（ＬＣＤ）や、有機もしくは無機ＥＬなどのＥＬ表示装置には、偏光板が使用されている。偏光板は通常、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）をヨウ素などの２色性染料で染色し延伸して作製した偏光子の少なくとも片側に、透明保護フィルムを貼り合せて製造されている。
【０００３】
偏光子と透明保護フィルムの接着には、ＰＶＡ系接着剤が用いられているため、耐湿性、耐水性が悪く、結露したときなどには保護フィルムの一部が剥がれるなどの不具合が発生していた。ＰＶＡ系接着剤にメラミン系やイソシアネート系の架橋剤を加え、架橋することで耐水性を向上することも考えられるが、架橋させるためには高温に加熱する必要があり、加熱による偏光子の光学特性の劣化（透過率、偏光度、色相の変化）が問題となり、耐湿性、耐水性が向上するレベルまで、十分に偏光子を加熱することができなかった。
【０００４】
また、接着剤にＺｎ、Ｃｕ、Ｂ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｖ、Ｃｒなどの元素含有化合物を添加することにより、偏光子と透明保護フィルムの接着性を向上させることも可能であるが、接着剤のゲル化の進行が速やかに進行し、ポットライフが短くなる。
【０００５】
特開２０００−３５５１２号公報には、偏光フィルム中の亜鉛含有量を０．０４〜０．５重量％とすることにより、高温下における耐久性に優れた偏光子が得られることが開示されている。しかし、耐熱性には効果があるものの、保護フィルムとの接着力が不十分であり、加湿条件下での耐久性試験にかけると、偏光板端部において偏光子と保護フィルム界面で剥がれが生じやすい。
【０００６】
一方、偏光子と貼り合わせる保護フィルムとしては、できるだけ色付きが無い方が好ましいが、Ｒｔｈ＝［（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ］・ｄ（ｄ：フィルム厚み）で表されるフィルム厚み方向の位相差値が大きいトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）などの保護フィルムは、色付きが問題となっていた。
【０００７】
さらに、偏光板に偏光変換素子を貼り合わせると、偏光板から水分が出にくくなり、初期の接着力が安定するまでに時間を要し、また偏光板の片側に偏光変換素子を貼り合わせると、表裏で線膨張率が異なるために、偏光子が少しでも収縮すると、貼り合わせた光学部材にカールが発生するなどの問題があった。
【０００８】
また、液晶表示装置、有機もしくは無機ＥＬ表示装置に使用されている偏光板は、外観検査を行う必要があるために、チップカット、梱包、運搬といった工程を経る必要があるが、それらの工程を経ることによって、保護フィルムが剥がれる、粘着剤の端面部分が欠けてしまうなどの問題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、保護フィルムとの貼り合せ作業が容易で、貼り合わせ工程において偏光子の光学特性の劣化（透過率や偏光度の低下、色相の劣化等）を引き起こすことがなく、光学特性に優れ、かつ高温・高湿時の耐久性にも優れる偏光板を形成しうる偏光子、及びそれを用いた偏光板を提供することを目的とする。また本発明は、それらを用いた光学部材を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、当該偏光子、偏光板及び光学部材を用いて成る、表示品位に優れる液晶表示装置、エレクトロルミネッセンス表示装置を提供することを目的とする。さらには、液晶表示装置、エレクトロルミネッセンス表示装置のインハウス製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
Ｚｎ、Ｃｕ、Ｂ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｖ、Ｃｒなどの元素含有化合物を接着剤中、あるいは粘着剤中に直接添加することにより接着力、粘着力を向上させようとすると、上述のような問題が生じる。本発明者らは前記課題を解決するため鋭意検討した結果、偏光子に架橋可能な特定の金属等を過剰に一定範囲内で含有させることによって、偏光子と保護フィルムとの貼合せ後に、偏光子に含まれる金属成分等が徐々に接着剤層に移行し、移行した金属成分等による反応が進行することにより、高温加熱処理を行わずとも、偏光子と保護フィルムとの界面の接着力が向上し、光学特性に優れかつ高温・高湿時の耐久性にも優れる偏光板が得られることを見出し、本発明に至った。
【００１２】
すなわち、本発明は、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｂ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、ＶおよびＣｒからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を、０．５〜２．０重量％含有することを特徴とする偏光子を提供するものである。前記の偏光子に含まれる元素はイオン状態であってもよい。偏光子中の元素の含有量が多いほど貼り合わせ後の接着性は向上するが、元素の含有量が２．０重量％よりも多い場合はフィルムの白濁化など、光学特性への影響が顕著に現れ、近年の液晶ディスプレイを満足させる光学特性を得ることができない。一方、元素の含有量が０．５重量％よりも少ない場合は、偏光子と保護フィルムとの接着性が不十分となる。光学特性に支障をきたすことなく上記の効果を得るためには、偏光子中に含まれる元素は、好ましくは０．５５〜１．５重量％、さらに好ましくは０．５５〜１．０重量％であるのがよい。前記の偏光子としては、２色性物質を吸着、配向させたポリビニルアルコール系ポリマーが好ましい。
【００１３】
また本発明は、前記の偏光子の少なくとも片側に、接着層を介して保護フィルムを積層してなる偏光板を提供するものである。前記の偏光板は、前記偏光子中の金属成分と同様の金属成分を含有する接着層を有するものであることが好ましい。
【００１４】
偏光子と保護フィルムを接着剤を介して貼り合わせ、偏光板を作製した後に、偏光子に含まれる金属成分が徐々に接着剤層に移行するようにすると、移行した金属成分による架橋構造が形成されることにより、偏光子と保護フィルムとの界面の接着力が強固となり、加湿条件下での耐久性が向上し、偏光板端部での偏光子／保護フィルム界面の剥がれを防ぐ効果がある。耐久性を向上させることは、長期にわたり光学特性を維持することにもつながる。
【００１５】
したがって、本発明は、前記の偏光子の少なくとも片側に、接着剤を介して保護フィルムを貼り合わせた後、前記接着剤層に前記偏光子中の金属成分を移行させてなる偏光板を提供するものである。
【００１６】
前記の偏光板において、保護フィルムの厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）は、−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍであることが好ましい。ただし、Ｒｔｈは式：Ｒｔｈ＝［（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ］・ｄにより求められる値であり、式中、ｎｘ、ｎｙはフィルム平面内の主屈折率、ｎｚはフィルム厚方向の屈折率、ｄはフィルム厚である。
【００１７】
前記の偏光板は、その少なくとも片面に、液晶セル等の他部材と接着するための粘着層を設けたものであってもよい。
【００１８】
また、本発明は、前記の偏光子又は偏光板と、偏光変換素子との積層体からなる光学部材を提供するものである。本発明の偏光子は、高温に対する耐久性が優れているため、接着後、高温で乾燥することができる。したがって、初期の接着力を早期に安定化する事ができ、偏光子の水分率低下時の収縮が軽減されるために、偏光板に偏光変換素子を貼り合わせた後のカールを軽減することができる。
【００１９】
前記において、偏光変換素子は、異方性反射型偏光素子又は異方性散乱型偏光素子であることが好ましい。該異方性反射型偏光素子は、コレステリック液晶とその反射帯域のうちのいずれかのある波長の０．２５倍を位相差にもつ位相差板との複合体、又は、一方の振動方向の直線偏光を通し、他方の振動方向の直線偏光を反射する異方性多重薄膜、又は、反射型グリッド偏光子であることが好ましい。
【００２０】
また、本発明は、前記の偏光子、偏光板又は光学部材と、少なくとも１層の位相差板との積層体からなる光学部材を提供するものである。位相差板を用いて液晶セルの視野角を補償すると、斜め方向のＬＣＤの黒表示の光漏れが改善され、光源から出射される光が偏光板に入射する際に部分偏光となる。よって、これまで見えなかった実部の屈折率異方性と厚みの積のムラ（位相差ムラ）が顕著に見えるようになるが、本発明の偏光子、偏光板等を積層することによってムラのない表示品位を実現することができる
【００２１】
また、本発明は、前記の偏光子、偏光板又は光学部材を、液晶セルの少なくとも片面に貼り合わせたことを特徴とする液晶パネル、およびそれらを液晶セルの少なくとも片側に配置したことを特徴とする液晶表示装置を提供するものである。この液晶表示装置は、偏光を出射する平面光源を有するものであることが好ましい。
【００２２】
また、本発明は、前記の偏光子、偏光板又は光学部材を用いたことを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置を提供するものである。
【００２３】
さらに本発明は、片側に表面保護フィルム及びその反対側に粘着剤層並びに剥離フィルムを持つ前記の偏光子、偏光板又は光学部材が、チップカットされた直後に液晶もしくはエレクトロルミネッセンス表示装置に貼り合わせられることを特徴とするインハウス製造方法を提供するものである。
【００２４】
上記のような光学特性に優れ、耐湿熱性の高い偏光板を得ることができれば、耐湿熱性の確認を行うことなく、偏光板を種々の画像表示装置等に使用することができるため、チップカットされた直後の外観検査や梱包などのオフライン工程が不要となり、一貫して液晶表示装置や有機もしくは無機ＥＬ表示装置と貼り合わせるインハウス製造が可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の偏光子は、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｂ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、ＶおよびＣｒからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を、０．５〜２．０重量％含有するものである。
【００２６】
前記の偏光子は、ポリビニルアルコールフィルムをヨウ素で染色し一軸延伸した偏光子（偏光フィルム）から構成され、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元長の３〜７倍に延伸することで作製することができる。必要に応じて、ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。必要に応じて、染色の前にポリビニルアルコールフィルムを水に浸漬して水洗してもよい。ポリビニルアルコールフィルムを水洗することにより、ポリビニルアルコールフィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコールフィルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。延伸はヨウ素で染色した後に延伸しても良いし、染色しながら延伸してもよい。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液中や水浴中でも延伸することができる。
【００２７】
偏光子に上記の金属成分等を含有させる方法は特に限定されないが、例えば、上記したヨウ素あるいはホウ酸水溶液中に、所定の金属化合物等を、偏光子中における金属含有量が本発明で規定する量となるように、浸漬時間、浸漬温度などを勘案して添加し、その水溶液中にてポリビニルアルコールフィルムを延伸処理あるいは架橋処理することにより、ポリビニルアルコールフィルムに金属成分等を含有させる方法等があげられる。金属化合物としては、水溶性ないし水難溶性の金属化合物が好ましく、例えば、金属の塩化物、硝酸塩、ヨウ化物、硫酸塩、酢酸塩等があげられる。具体的には、例えば、ヨウ化亜鉛、ヨウ化アルミニウム、ヨウ化銅、ヨウ化錫、ヨウ化チタン、硝酸亜鉛、硝酸銅、硫酸バナジウム、硝酸クロム等が挙げられるが、安価で少量で効果がある点より、亜鉛化合物が望ましい。
【００２８】
偏光フィルムの厚さは通例５〜８０μｍであるが、これに限定されない。偏光板は、偏光フィルムそのものであってもよいし、偏光フィルムの片側又は両側に透明保護層を設けたものなどであってもよい。透明保護層は、フィルムのラミネート方式や塗工方式などの適宜な方式で形成でき、その形成には適宜な透明樹脂などを用いうる。好ましい透明保護層は、透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮蔽性、等方性などに優れるものである。
【００２９】
ここで、透明保護層となる保護フィルム素材としては、例えば、トリアセチルセルロースの如きアセテート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリノルボルネン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂等があげられるが、これに限定されるものではない。
【００３０】
また、特開２００１−３４３５２９号公報（ＷＯ０１／３７００７）に記載のポリマーフィルム、例えば、イソブテンとＮ−メチルマレイミドからなる交互共重合体とアクリロニトリル・スチレン共重合体とを含有する樹脂組成物の混合押出品からなるフィルム等もあげられる。
【００３１】
偏光特性や耐久性などの点より、特に好ましく用いることができる透明保護層は、表面をアルカリなどでケン化処理したトリアセチルセルロースフィルムである。透明保護層の厚さは、任意であるが一般には偏光板の薄型化などを目的に５００μｍ以下、とりわけ１〜３００μｍ、特に好ましくは５〜３００μｍとされる。なお、偏光フィルムの両側に透明保護層を設ける場合、その表裏で異なるポリマー等からなる透明保護フィルムを用いてもよい。
【００３２】
また、保護フィルムはできるだけ色付きが無いことが好ましい。したがって、Ｒｔｈ＝［（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ］・ｄ（ただし、ｎｘ、ｎｙはフィルム平面内の主屈折率、ｎｚはフィルム厚方向の屈折率、ｄはフィルム厚である）で表されるフィルム厚み方向の位相差値が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍである保護フィルムが好ましく用いられる。かかる厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍのものを使用することにより、保護フィルムに起因する偏光板の着色（光学的な着色）をほぼ解消することができる。厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）は、さらに好ましくは−８０ｎｍ〜＋６０ｎｍ、特に−７０ｎｍ〜＋４５ｎｍが好ましい。
【００３３】
保護層に用いられる透明保護フィルムは、本発明の目的を損なわない限り、ハードコート層や反射防止処理、スティッキング防止や拡散ないしアンチグレアを目的とした処理を施したものであってもよい。ハードコート処理は偏光板表面の傷付き防止などを目的に施されるものであり、例えばアクリル系、シリコーン系などの適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り特性等に優れる硬化皮膜を、透明保護フィルムの表面に付加する方式などにて形成することができる。
【００３４】
一方、反射防止処理は偏光板表面での外光の反射防止を目的に施されるものであり、従来に準じた反射防止膜などの形成により達成することができる。また、スティッキング防止は燐接層との密着防止を目的に、アンチグレア処理は偏光板の表面で外光が反射して偏光板透過光の視認を阻害することの防止等を目的に施されるものであり、例えばサンドブラスト方式やエンボス加工方式による粗面化方式や透明微粒子の配合方式などの適宜な方式にて、透明保護フィルムの表面に微細凹凸構造を付与することにより形成することができる。
【００３５】
前記の表面微細凹凸構造の透明保護層の形成に用いる微粒子としては、例えば平均粒径が０．５〜５０μｍのシリカやアルミナ、チタニアやジルコニア、酸化錫や酸化インジウム、酸化カドミウムや酸化アンチモン等からなる、導電性のこともある無機系微粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子などの透明微粒子が用いられる。微粒子の使用量は、透明樹脂１００重量部あたり２〜５０重量部、とりわけ５〜２５重量部が一般的である。
【００３６】
透明微粒子配合のアンチグレア層は透明保護層そのものとして、あるいは透明保護層表面への塗工層などとして設けることができる。アンチグレア層は、偏光板透過光を拡散して視角などを拡大するための拡散層（視角拡大機能など）を兼ねるものであってもよい。なお、上記した反射防止層やスティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等は、それらの層を設けたシートなどからなる光学層として透明保護層とは別体のものとして設けることもできる。
【００３７】
前記偏光子（偏光フィルム）と保護層である透明保護フィルムとの接着処理は、特に限定されるものではないが、例えば、ビニルアルコール系ポリマーからなる接着剤、あるいは、ホウ酸やホウ砂、グルタルアルデヒドやメラミン、シュウ酸などのビニルアルコール系ポリマーの水溶性架橋剤から少なくともなる接着剤などを介して行うことができる。かかる接着層は、水溶液の塗布乾燥層などとして形成しうるが、その水溶液の調整に際しては必要に応じて、他の添加剤や、酸等の触媒も配合することができる。特に、偏光子にポリビニルアルコール系ポリマーを用いる場合は、これとの接着性が最も良好である点で、ポリビニルアルコールからなる接着剤を用いることが好ましい。接着層の厚さは特に限定されないが、１ｎｍ〜５００ｎｍ、より好ましくは１０ｎｍ〜３００ｎｍ、特に好ましくは２０ｎｍ〜１００ｎｍが一般的である。
【００３８】
本発明による偏光板は、実用に際して偏光変換素子と積層した光学部材として用いることができる。偏光変換素子については特に限定はなく、例えば位相差板（１／２波長板、１／４波長板などのλ板も含む）、異方性反射型偏光素子や異方性散乱型偏光素子などの、液晶表示装置等の形成に用いられることのある偏光変換素子の１層または２層以上を用いることができる。
【００３９】
偏光変換素子としては、例えば、透過光と反射もしくは散乱光に分離するような再帰光を利用して、バックライトからの反射を利用しながら偏光を出射するような光学部材があげられる。また、３Ｍ社製「ＤＢＥＦ」などの偏光異方性多層膜からなる偏光素子（特開平４−２６８５０５号公報参照）、日東電工製「ＰＣＦ」などのコレステリック液晶とλ／４板からなる偏光素子（特開平１１−２３１１３０号公報参照）、３Ｍ社製「ＤＲＰ」などの異方性散乱体からなる偏光素子（米国特許第５，８２５，５４３号参照）、金属に微細加工を施し可視光領域でも反射偏光を出すようなグリッド偏光子（米国特許第６，２８８，８４０号参照）、金属の微粒子を高分子マトリック中に入れて延伸した偏光素子（特開平８−１８４７０１号公報参照）等も挙げられる。また、ワンパスで偏光変換できるような偏光素子であってもよい（特開２００１−２０１６３５号公報参照）。さらに、カイラルスメクティックＣを用いた偏光素子なども用いうる（特開２００１−２０１６３５号公報参照）。さらに、偏光変換素子を応用する異方性回折格子などであってもよい（特開２００１−０６６４２８号公報、特開２００１−１０００２６号公報参照）。
【００４０】
中でも、異方性反射型偏光素子としては、コレステリック液晶層、特にコレステリック液晶ポリマーの配向フィルムやその配向液晶層をフィルム基材上に支持したものの如き、左回り又は右回りのいずれか一方の円偏光を反射して他の光は透過する特性を示すものと、その反射帯域のうちのいずれかの任意の波長の０．２５倍の位相差を有する位相差板との複合体、あるいは、誘電体の多層薄膜や屈折率異方性が相違する薄膜フィルムの多層積層体の如き、所定偏光軸の直線偏光を透過して他の光は反射する特性を示すものが好ましい。前者の例としては、日東電工製のＰＣＦシリーズ等をあげることができ、後者の例としては、３Ｍ社製のＤＢＥＦシリーズ等をあげることができる。
【００４１】
前記の位相差板の具体例としては、後述するようなものなどがあげられる。
【００４２】
本発明による光学部材は、偏光板と２層又は３層以上の光学層とを積層したものからなっていてもよい。従って、位相差板と上記の偏光変換素子と位相差板を組合せたものなどであってもよい。２層又は３層以上の光学層を積層した光学部材は、液晶表示装置等の製造過程で順次別個に積層する方式にても形成することができるものであるが、予め積層して光学部材としたものは、品質の安定性や組立作業性等に優れて液晶表示装置などの製造効率を向上させることができる利点がある。なお、積層には粘着層等の適宜な接着手段を用いることができる。
【００４３】
本発による偏光板は、実用に際して他の光学層と積層した光学部材として用いることができる。その光学層については特に限定はないが、例えば反射板や半透過板、位相差板（１／２や１／４等の波長板を含む）、視角補償フィルムなどの液晶表示装置等の形成に用いられることのある適宜な光学層の１層または２層以上を用いることができ、特に、前述した本発明の偏光子と保護層からなる偏光板に、更に反射板または、半透過反射板が積層されてなる反射型偏光板または半透過型偏光板、前述した偏光子と保護層からなる偏光板に、更に位相差板が積層されてなる楕円偏光板または円偏光板、前述した偏光子と保護層からなる偏光板に、更に視角補償フィルムが積層されてなる広視野角偏光板、あるいは、前述した偏光子と保護層からなる偏光板に、更に輝度向上フィルムが積層されてなる偏光板が好ましい。
【００４４】
反射型偏光板は、偏光板に反射層を設けたもので、視認側（表示側）からの入射光を反射させて表示するタイプの液晶表示装置などを形成するためのものであり、バックライト等の光源の内蔵を省略できて液晶表示装置の薄型化をはかりやすいなどの利点を有する。反射型偏光板の形成は、必要に応じ透明保護層等を介して偏光板の片面に金属等からなる反射層を付設する方式などの適宜な方式にて行うことができる。
【００４５】
反射型偏光板の具体例としては、必要に応じマット処理した透明保護層の片面に、アルミニウム等の反射性金属からなる箔や蒸着膜を付設して反射層を形成したものなどがあげられる。また前記の透明保護層に微粒子を含有させて表面微細凹凸構造とし、その上に微細凹凸構造の反射層を有するものなどもあげられる。前記した微細凹凸構造の反射層は、入射光を乱反射により拡散させて指向性やギラギラした見栄えを防止し、明暗のムラを抑制しうる利点などを有する。また微粒子含有の透明保護層は、入射光及びその反射光がそれを透過する際に拡散されて明暗ムラをより抑制しうる利点なども有している。透明保護層の表面微細凹凸構造を反映させた微細凹凸構造の反射層の形成は、例えば真空蒸着方式、イオンプレーティング方式、スパッタリング方式等の蒸着方式や、メッキ方式などの適宜な方式で、金属を透明保護層の表面に直接付設する方法などにより行うことができる。
【００４６】
反射板は前記の偏光板の透明保護フィルムに直接付与する方式に代えて、その透明フィルムに準じた適宜なフィルムに反射層を設けてなる反射シートなどとして用いることもできる。なお反射層は、通常、金属からなるので、その反射面が透明保護層や偏光板等で被覆された状態の使用形態が、酸化による反射率の低下防止、ひいては初期反射率の長期持続の点や、保護層の別途付設の回避の点などより好ましい。
【００４７】
なお、半透過型偏光板は、上記において反射層で光を反射し、かつ透過するハーフミラー等の半透過型の反射層とすることにより得ることができる。半透過型偏光板は、通常液晶セルの裏側に設けられ、液晶表示装置などを比較的明るい雰囲気で使用する場合には、視認側（表示側）からの入射光を反射させて画像を表示し、比較的暗い雰囲気においては、半透過型偏光板のバックサイドに内蔵されているバックライト等の内蔵光源を使用して画像を表示するタイプの液晶表示装置などを形成できる。すなわち、半透過型偏光板は、明るい雰囲気下では、バックライト等の光源使用のエネルギーを節約でき、比較的明るい雰囲気下においても内蔵光源を用いて使用できるタイプの液晶表示装置などの形成に有用である。
【００４８】
図１〜図４には、偏光を出射するバックライトなど平面光源の一例を示した。図１は、裏面に印刷を施したタイプのクサビ型導光板（５）に冷陰極管（９）とランプハウス（１０）を備え付け、最も下側に拡散反射板（６）を配置し、導光板の上には拡散板（４）を配置した例（バックライト１）である。
【００４９】
図２は、バックライト１の上に、日東電工製「ＰＣＦ４００ＴＥＧ」の偏光板部分を取り除いたコレステリック層とλ／４板層だけを、バックライト上にコレステリック面（２）がバックライト側に、１／４波長板（１）が視認側になるように配置した例である。
【００５０】
図３は、バックライト１の上に、３Ｍ社製異方性多重薄膜反射偏光子「ＤＢＥＦ」（３）を配置した例である。
【００５１】
図４は、バックライトには光出射面にプリズムを形成したタイプのクサビ型導光板（８）に冷陰極管（９）とランプハウス（１０）を備え付け、最も下側に拡散反射板（６）を配置し、導光板の上にはプリズムシート（７）を置き、プリズム面が導光板に向かい合うように配置し、プリズムシートの上面に拡散板（４）を配置した例である。
【００５２】
次に、前述した偏光子と保護層からなる偏光板に、更に位相差板が積層されてなる楕円偏光板または円偏光板について説明する。
【００５３】
直線偏光を楕円偏光または円偏光に変えたり、楕円偏光または円偏光を直線偏光に変えたり、あるいは直線偏光の偏光方向を変える場合に、位相差板などが用いられ、特に、直線偏光を円偏光に変えたり、円偏光を直線偏光に変える位相差板としては、いわゆる１／４波長板（λ／４板とも言う）が用いられる。１／２波長板（λ／２板とも言う）は、通常、直線偏光の偏光方向を変える場合に用いられる。有機、もしくは無機ＥＬ表示装置には、主に反射防止用途で偏光板と１／４波長板を組み合わせて使用されている。
【００５４】
楕円偏光板はスパーツイストネマチック（ＳＴＮ）型液晶表示装置の液晶層の複屈折により生じた着色（青又は黄）を補償（防止）して、前記着色のない白黒表示する場合などに有効に用いられる。更に、３次元の屈折率を制御したものは、液晶表示装置の画面を斜め方向から見た際に生じる着色も補償（防止）することができて好ましい。円偏光板は、例えば画像がカラー表示になる反射型液晶表示装置の画像の色調を整える場合などに有効に用いられ、また、反射防止の機能も有する。
【００５５】
上記した位相差板の具体例としては、ポリカーボネートやポリビニルアルコール、ポリスチレンやポリメチルメタクリレート、ポリプロピレンやその他のポリオレフィン、ポリアリレートやポリアミドの如き適宜なポリマーからなるフィルムを延伸処理してなる複屈折性フィルムや液晶ポリマーの配向フィルム、液晶ポリマーの配向層をフィルムにて支持したものなどがあげられる。また、傾斜配向フィルムとしては、液晶ポリマーやディスコティック液晶層、ロッドライクネマティック液晶層を斜め配向させたものなどが挙げられる。位相差板は、例えば各種波長板や液晶層の複屈折による着色や視角等の補償を目的としたものなどの使用目的に応じた適宜な位相差を有するものであってよく、２種以上の位相差板を積層して位相差等の光学特性を制御したものなどであってもよい。
【００５６】
また上記の楕円偏光板や反射型楕円偏光板は、偏光板又は反射型偏光板と位相差板を適宜な組合せで積層したものである。かかる楕円偏光板等は、（反射型）偏光板と位相差板の組合せとなるようにそれらを液晶表示装置の製造過程で順次別個に積層することによっても形成しうるが、前記の如く予め楕円偏光板等の光学部材としたものは、品質の安定性や積層作業性等に優れて液晶表示装置などの製造効率を向上させうる利点がある。
【００５７】
視角補償フィルムは、液晶表示装置の画面を、画面に垂直でなくやや斜めの方向から見た場合でも、画像が比較的鮮明にみえるように視野角を広げるためのフィルムである。
【００５８】
このような視角補償位相差板としては、例えば位相差フィルム、液晶ポリマー等の配向フィルムや、透明基材上に液晶ポリマー等の配向層を支持したものなどがあげられる。通常の位相差板は、その面方向に一軸に延伸された複屈折を有するポリマーフィルムが用いられるのに対し、視角補償フィルムとして用いられる位相差板には、面方向に二軸に延伸された複屈折を有するポリマーフィルムや、面方向に一軸に延伸され厚さ方向にも延伸された厚さ方向の屈折率を制御した複屈折を有するポリマーや、傾斜配向フィルムのような２方向延伸フィルムなどが用いられる。傾斜配向フィルムとしては、例えばポリマーフィルムに熱収縮フィルムを接着して加熱によるその収縮力の作用下にポリマーフィルムを延伸処理又は／及び収縮処理したものや、液晶ポリマーを斜め配向させたものなどが挙げられる。視角補償位相差板の素材原料ポリマーは、先の位相差板で説明したポリマーと同様のものが用いられ、液晶セルによる位相差に基づく視認角の変化による着色等の防止や良視認の視野角の拡大などを目的とした適宜なものを用いうる。
【００５９】
また、良視認の広い視野角を達成する点などより、液晶ポリマーの配向層、特にディスコティック液晶ポリマーの傾斜配向屠からなる光学的異方性層をトリアセチルセルロースフィルムにて支持した光学補償位相差板が好ましく用いうる。
【００６０】
偏光板と輝度向上フィルムを貼り合わせた偏光板は、通常液晶セルの裏側サイドに設けられて使用される。輝度向上フィルムは、液晶表示装置などのバックライトや裏側からの反射などにより自然光が入射すると所定偏光軸の直線偏光または所定方向の円偏光を反射し、他の光は透過する特性を示すもので、輝度向上フィルムを前述した偏光子と保護層とからなる偏光板と積層した偏光板は、バックライト等の光源からの光を入射させて所定偏光状態の透過光を得ると共に、前記所定偏光状態以外の光は透過せずに反射される。この輝度向上フィルム面で反射した光を更にその後ろ側に設けられた反射層等を介し反転させて輝度向上フィルムに再入射させ、その一部又は全部を所定偏光状態の光として透過させて輝度向上フィルムを透過する光の増量を図ると共に、偏光子に吸収させにくい偏光を供給して液晶表示画像表示等に利用しうる光量の増大を図ることにより輝度を向上させうるものである。すなわち、輝度向上フィルムを使用せずに、バックライトなどで液晶セルの裏側から偏光子を通して光を入射した場合には、偏光子の偏光軸にー致していない偏光方向を有する光は、ほとんど偏光子に吸収されてしまい、偏光子を透過してこない。すなわち、用いた偏光子の特性によっても異なるが、およそ５０％の光が偏光子に吸収されてしまい、その分、液晶画像表示当に利用しうる光量が減少し、画像が暗くなる。輝度向上フィルムは、偏光子に吸収されるような偏光方向を有する光を偏光子に入射させずに輝度向上フィルムで一旦反射させ、更にその後ろ側に設けられた反射層等を介して反転させて輝度向上フィルムに再入射させることを繰り返し、この両者間で反射、反転している光の偏光方向が偏光子を通過し得るような偏光方向になった偏光のみを、輝度向上フィルムは透過させて偏光子に供給するので、バックライトなどの光を効率的に液晶表示装置の画像の表示に使用でき、画面を明るくすることができる。
【００６１】
輝度向上フィルムと上記反射層等の間に拡散板を設けることもできる。輝度向上フィルムによって反射した偏光状態の光は上記反射層等に向かうが、設置された拡散板は通過する光を均一に拡散すると同時に偏光状態を解消し、非偏光状態とする。すなわち元の自然光状態にもどす。この非偏光状態すなわち自然光状態の光が反射層等に向かい、反射層等を介して反射して、拡散板を再び通過して輝度向上フィルムに再入射することを繰り返す。元の自然光状態にもどす拡散板を設けることにより、表示画面の明るさを維持しつつ、同時に表示画面の明るさのむらを少なくし、均一の明るい画面を提供することができる。元の自然光状態にもどす拡散板を設けることにより、初回の入射光は反射の繰り返し回数が程よく増加し、拡散板の拡散機能と相俟って均一の明るい表示画面を提供することができたものと考えられる。
【００６２】
前記の輝度向上フィルムとしては、例えば誘電体の多層薄膜や屈折率異方性が相違する薄膜フィルムの多層積層体の如き、所定偏光軸の直線偏光を透過して他の光は反射する特性を示すもの（３Ｍ社製「Ｄ−ＢＥＦ」等）、コレステリック液晶層、特にコレステリック液晶ポリマーの配向フィルムやその配向液晶層をフィルム基材上に支持したもの（日東電工社製「ＰＣＦ３５０」、Ｍｅｒｃｋ社製「Ｔｒａｎｓｍａｘ」）の如き、左回り又は右回りのいずれか一方の円偏光を反射して他の光は透過する特性を示すものなどの適宜なものを用いうる。
【００６３】
従って、前記した所定偏光軸の直線偏光を透過させるタイプの輝度向上フィルムでは、その透過光をそのまま偏光板に偏光軸を揃えて入射させることにより、偏光板による吸収ロスを抑制しつつ効率よく透過させることができる。一方、コレステリック液晶層の如く円偏光を透過するタイプの輝度向上フィルムでは、そのまま偏光子に入射させることもできるが、吸収ロスを抑制する点よりその円偏光を位相差板を介し直接偏光化して偏光板に入射させることが好ましい。なお、その位相差板として１／４波長板を用いることにより、円偏光を直線偏光に変換することができる。
【００６４】
可視光域等の広い波長範囲で１／４波長板として機能する位相差板は、例えば波長５５０ｎｍの淡色光に対して１／４波長板として機能する位相差層と他の位相差特性を示す位相差層、例えば１／２波長板として機能する位相差層とを重畳する方式などにより得ることができる。従って、偏光板と輝度向上フィルムの間に配置する位相差板は、１層又は２層以上の位相差層からなるものであってよい。
【００６５】
なお、コレステリック液晶層についても、反射波長が相違するものの組み合わせにして２層又は３層以上重畳した配置構造とすることにより、可視光領域等の広い波長範囲で円偏光を反射するものを得ることができ、それに基づいて広い波長範囲の透過円偏光を得ることができる。
【００６６】
また、偏光板は、上記した偏光分離型偏光板の如く、偏光板と２層又は３層以上の光学層とを積層したものからなっていてもよい。従って、上記の反射型偏光板や半透過型偏光板と位相差板を組み合わせた反射型楕円偏光板や半透過型楕円偏光板などであってもよい。２層又は３層以上の光学層を積層した光学部材は、液晶表示装置等の製造過程で順次別個に積層する方式にても形成しうるものであるが、予め積層して光学部材としたのものは、品質の安定性や組立作業等に優れていて液晶表示装置などの製造工程を向上させうる利点がある。積層には粘着層等の適宜な接着手段を用いうる。前記の偏光板やその他の光学部材の接着に際し、それらの光学軸は目的とする位相差特性などに応じて適宜な配置角度とすることができる。
【００６７】
前述した偏光板や光学部材には、液晶セル等の他部材と接着するための粘着層を設けることもできる。その形成には、例えばアクリル系重合体やシリコーン系ポリマー、ポリエステルやポリウレタン、ポリアミドやポリエーテル、フッ素系やゴム系などの適宜なポリマーをベースポリマーとする粘着性物質や粘着剤を用いることができ、特に限定はない。とりわけ、アクリル系粘着剤の如く光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性などに優れるものが好ましく用いうる。
【００６８】
また上記に加えて、吸湿による発泡現象や剥がれ現象の防止、熱膨張差等による光学特性の低下や液晶セルの反り防止、ひいては高品質で耐久性に優れる液晶表示装置の形成性などの点より、吸湿率が低くて耐熱性に優れる粘着層が好ましい。粘着層は、例えば天然物や合成物の樹脂穎、とりわけ、粘着性付与樹脂、ガラス繊維やガラスビーズ、金属粉やその他の無機粉末等からなる充填剤、顔料、着色剤、酸化防止剤などの、粘着層に添加されることのある適宜な添加剤を含有していてもよい。また微粒子を含有して光拡散性を示す粘着層などであってもよい。
【００６９】
偏光板や光学部材の片面又は両面への粘着層の付設は、適宜な方式で行いうる。ちなみにその例としては、例えばトルエンや酢酸エチル等の適宜な溶剤の単独物又は混合物からなる溶媒に、粘着性物質ないしその組成物を溶解又は分散させて１０〜４０重量％程度の粘着剤液を調製し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式で光学部材上に直接付設する方式、あるいは前記に準じセパレータ上に粘着層を形成してそれを光学部材上に移着する方式などがあげられる。
【００７０】
粘着層は、異なる組成又は種類等のものの重畳層として偏光板や光学部材の片面又は両面に設けることもできる。また両面に設ける場合に、光学部材の表裏において異なる組成や種類や厚さ等の粘着層とすることもできる。粘着層の厚さは、使用目的や接着力などに応じて適宜に決定でき、一般には１〜５００μｍ、とりわけ５〜２００μｍ、特に１０〜１００μｍとされる。
【００７１】
粘着層の露出面に対しては、実用に供するまでの間、その汚染防止等を目的にセパレータが仮着されてカバーされる。これにより、通例の取扱状態で粘着層に接触することを防止できる。セパレータとしては、上記厚さ条件を除き、例えばプラスチックフィルムやゴムシート、紙や布、不織布やネット、発泡シートや金属箔、それらのラミネート体等の適宜な薄葉体を、必要に応じシリコーン系や長鎖アルキル系、フッ素系や硫化モリブデン等の適宜な剥離剤でコート処理したものなどの、従来に準じた適宜なものを用いうる。
【００７２】
なお本発明において、上記した偏光板や光学部材を形成する偏光フィルムや透明保護層等、及び粘着層などの各層は、例えばサリチル酸エステル系化合物やベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物やシアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式などの適宜な方式により、紫外線吸収能をもたせたものなどであってもよい。
【００７３】
本発明による偏光板は、液晶表示装置等の各種装置の形成などに好ましく用いることができる。液晶表示装置の形成は、従来に準じて行いうる。すなわち液晶表示装置は一般に、液晶セルと偏光板と光学補償位相差板、及び必要に応じての照明システム等の構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むことなどにより形成される。本発明においては、本発明による偏光板を用いる点を除いて特に限定はなく、従来に準じうる。液晶セルについても、例えばＴＮ型やＳＴＮ型、π型などの任意なタイプのものを用いうる。
【００７４】
液晶セルの片側又は両側に偏光板を配置した液晶表示装置や、照明システムにバックライトあるいは反射板を用いたものなどの適宜な液晶表示装置およびＥＬ表示装置を形成することができる。その場合、本発明による偏光板は液晶セルの片側又は両側に設置することができる。両側に偏光板や光学部材を設ける場合、それらは同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。さらに、液晶表示装置の形成に際しては、例えば拡散板やアンチグレア層、反射防止膜や保護板、プリズムアレイやレンズアレイシート、光拡散板やバックライトなどの適宜な部品を適宜な位置に１層又は２層以上配置することができる。
【００７５】
次いで、有機エレクトロルミネセンス装置（有機ＥＬ表示装置）について説明する。一般に、有機ＥＬ表示装置は、透明基板上に透明電極と有機発光層と金属電極とを順に積層して発光体（有機エレクトロルミネセンス発光体）を形成している。ここで、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や、あるいは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や、またあるいはこれらの正孔注入層、発光層、および電子注入層の積層体等、種々の組み合わせをもった構成が知られている。
【００７６】
有機ＥＬ表示装置は、透明電極と金属電極とに電圧を印加することによって、有機発光層に正孔と電子とが注入され、これら正孔と電子との再結合によって生じるエネルギーが蛍光物質を励起し、励起された蛍光物質が基底状態に戻るときに光を放射する、という原理で発光する。途中の再結合というメカニズムは、一般のダイオードと同様であり、このことからも予想できるように、電流と発光強度は印加電圧に対して整流性を伴う強い非線形性を示す。
【００７７】
有機ＥＬ表示装置においては、有機発光層での発光を取り出すために、少なくとも一方の電極が透明でなくてはならず、通常酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの透明導電体で形成した透明電極を陽極として用いている。一方、電子注入を容易にして発光効率を上げるには、陰極に仕事関数の小さな物質を用いることが重要で、通常Ｍｇ−Ａｇ、Ａｌ−Ｌｉなどの金属電極を用いている。
【００７８】
このような構成の有機ＥＬ表示装置において、有機発光層は、厚さ１０ｎｍ程度ときわめて薄い膜で形成されている。このため、有機発光層も透明電極と同様、光をほぼ完全に透過する。その結果、非発光時に透明基板の表面から入射し、透明電極と有機発光層とを透過して金属電極で反射した光が、再び透明基板の表面側へと出るため、外部から視認したとき、有機ＥＬ表示装置の表示面が鏡面のように見える。
【００７９】
電圧の印加によって発光する有機発光層の表面側に透明電極を備えるとともに、有機発光層の裏面側に金属電極を備えてなる有機エレクトロルミネセンス発光体を含む有機ＥＬ表示装置において、透明電極の表面側に偏光板を設けるとともに、これら透明電極と偏光板との間に位相差板を設けることができる。
【００８０】
位相差板および偏光板は、外部から入射して金属電極で反射してきた光を偏光する作用を有するため、その偏光作用によって金属電極の鏡面を外部から視認させないという効果がある。特に、位相差板を１／４波長板で構成し、かつ偏光板と位相差板との偏光方向のなす角をπ／４に調整すれば、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
【００８１】
すなわち、この有機ＥＬ表示装置に入射する外部光は、偏光板により直線偏光成分のみが透過する。この直線偏光は位相差板により一般に楕円偏光となるが、とくに位相差板が１／４波長板でしかも偏光板と位相差板との偏光方向のなす角がπ／４のときには円偏光となる。
【００８２】
この円偏光は、透明基板、透明電極、有機薄膜を透過し、金属電極で反射して、再び有機薄膜、透明電極、透明基板を透過して、位相差板に再び直線偏光となる。そして、この直線偏光は、偏光板の偏光方向と直交しているので、偏光板を透過できない。その結果、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
【００８３】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお、各例中、特に言及しない限り、％は重量基準である。
【００８４】
（実施例１）
厚さ８０μｍのポリビニルアルコールフィルムを、０．３％のヨウ素水溶液中で染色し、４％のホウ酸、３％のヨウ化カリウム、５％の亜鉛成分（硝酸亜鉛）を仕込んだ水溶液中で５．５倍まで延伸し、５０℃で４分乾燥させ、偏光子を得た。得られた偏光子の両側に、厚さ８０μｍの表面をケン化処理したトリアセチルセルロースフィルムを、ポリビニルアルコール系接着剤で貼りあわせ、６０℃で４分間乾燥させて偏光板を得た。
【００８５】
（実施例２）
厚さ８０μｍのポリビニルアルコールフィルムを、０．３％のヨウ素水溶液中で染色し、４％のホウ酸、３％のヨウ化カリウム、１０％の亜鉛成分を仕込んだ水溶液中で５．５倍まで延伸し、５０℃で４分乾燥させて偏光子を得た以外は、実施例１と同様にして偏光板を得た。
【００８６】
（実施例３）
厚さ８０μｍのポリビニルアルコールフィルムを、０．３％のヨウ素水溶液中で染色し、４％のホウ酸、３％のヨウ化カリウム、１５％の亜鉛成分を仕込んだ水溶液中で５．５倍まで延伸し、５０℃で４分乾燥させて偏光子を得た以外は、実施例１と同様にして偏光板を得た。
【００８７】
（比較例１）
厚さ８０μｍのポリビニルアルコールフィルムを、０．３％のヨウ素水溶液中で染色し、４％のホウ酸、３％のヨウ化カリウムを仕込んだ水溶液中で５．５倍まで延伸し、５０℃で４分乾燥させて偏光子を得た以外は、実施例１と同様にして偏光板を得た。
【００８８】
（比較例２）
厚さ８０μｍのポリビニルアルコールフィルムを、０．３％のヨウ素水溶液中で染色し、４％のホウ酸、３％のヨウ化カリウム、３％の亜鉛成分を仕込んだ水溶液中で５．５倍まで延伸し、５０℃で４分乾燥させて偏光子を得た以外は、実施例１と同様にして偏光板を得た。
【００８９】
（比較例３）
厚さ８０μｍのポリビニルアルコールフィルムを、０．３％のヨウ素水溶液中で染色し、４％のホウ酸、３％のヨウ化カリウム、１７％の亜鉛成分を仕込んだ水溶液中で５．５倍まで延伸し、５０℃で４分乾燥させて偏光子を得た以外は、実施例１と同様にして偏光板を得た。
【００９０】
（偏光子中亜鉛量の測定）
偏光子中の亜鉛含有量は、ファンダメンタルパラメーター法（ＦＰ法）を用いて測定した。ＦＰ法とは、質量吸収係数・蛍光収率・Ｘ線源のスペクトル分布などの物理定数（ファンダメンタル・パラメーター）を用いて、蛍光Ｘ線強度の理論式から理論Ｘ線強度を求め、測定Ｘ線強度との対比を行って、含有率を算出する方法である。
【００９１】
（耐水性の評価）
実施例、比較例で作成した偏光板を、５０ｍｍ×２５ｍｍ、延伸方法４５°となるように切断し、アクリル系粘着剤を用いてガラス板に貼り付けた。この試験片を４０℃の水中に浸漬して保護フィルムの剥離の様子を観察し、保護フィルムが剥離した時間を測定した。５時間経過しても剥離しなかったものを実用的に問題ないレベルの基準とし、１０時間経過しても剥離しなかったものは１０時間以上と記述した。
【００９２】
上記の評価結果及び光学特性（透過率、偏光度）測定結果を、表１にまとめて示す。
【表１】
実施例、比較例の比較から、ポリビニルアルコールフィルムと２色性染料からなる偏光子に透明保護層を設けた偏光板において、偏光子中に０．５重量％以上の亜鉛金属を含む偏光板は、接着性が向上し、５時間経過しても保譲フィルムが剥離せず実用的に問題ないレベルまで耐水性が改善していることがわかる。
【００９４】
一方、比較例３に見られるように偏光子中の亜鉛の含有量が２．０重量％よりも多いと、光学特性への影響が大きく、市場から要求されている光学特性を満足することができない。
【００９５】
ちなみに、偏光板の状態から、溶剤を用いてトリアセチルセルロースフィルムを溶融除去し、乾燥させて偏光子を取り出し、評価を行った場合も上記と同様の結果が得られている。
【００９６】
貼り合わせ後に、偏光子から接着剤層中に移行する成分量については、接着剤層の厚さが１μｍ以下と非常に薄く（ＳＥＭ観察）、偏光子、保護フィルムと相溶層があるため境界が不鮮明であり、精度の高い定量分析は困難であった。しかしながら、偏光子中の亜鉛の含有量が多いほど、接着性が高まる傾向が確認できた。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明の偏光子によれば、保護フィルムとの貼り合せ作業が容易で、貼り合わせ工程において偏光子の光学特性の劣化（透過率や偏光度の低下、色相の劣化等）を引き起こすことがなく光学特性に優れるとともに、保護フィルムの接着強度が高く、高温・高湿時にも剥がれの生じない耐久性に優れる偏光板が得られる。また本発明によれば、液晶表示装置ならびにエレクトロルミネッセンス表示装置のインハウス製造が可能となり、製造コストの低減が計れるとともに、その工程管理も容易である。よって、その工業的価値は大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるバックライトの構成例を示す概略図である。
【図２】本発明におけるバックライトの他の構成例を示す概略図である。
【図３】本発明におけるバックライトの他の構成例を示す概略図である。
【図４】本発明におけるバックライトの他の構成例を示す概略図である。
【符号の説明】
１ １／４波長板
２ コレステリック液晶層
３ 異方性多重薄膜反射型偏光素子
４ 拡散板
５ 導光板
６ 反射板
７ プリズムシート
８ プリズム付き導光板
９ 冷陰極管
１０ ランプハウス[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a polarizer, a polarizing plate, and an optical member using the same. The present invention also relates to a liquid crystal panel and an image display device using the same. Furthermore, the present invention relates to a method for manufacturing an in-house liquid crystal or electroluminescence (EL) display device.
[0002]
[Prior art]
A polarizing plate is used in a liquid crystal display (LCD) or an EL display such as an organic or inorganic EL. A polarizing plate is usually manufactured by attaching a transparent protective film to at least one side of a polarizer produced by dyeing polyvinyl alcohol (PVA) with a dichroic dye such as iodine and stretching.
[0003]
Since the PVA-based adhesive is used for bonding the polarizer and the transparent protective film, the moisture resistance and water resistance are poor, and problems such as partial peeling of the protective film when dew condensation occurs have occurred. Was. It is conceivable to add a melamine-based or isocyanate-based cross-linking agent to the PVA-based adhesive to improve water resistance by cross-linking. However, in order to cross-link, it is necessary to heat to a high temperature. Deterioration of characteristics (change in transmittance, degree of polarization, hue) became a problem, and the polarizer could not be sufficiently heated to a level at which moisture resistance and water resistance were improved.
[0004]
Further, by adding an element-containing compound such as Zn, Cu, B, Al, Ti, Zr, Sn, V, and Cr to the adhesive, it is also possible to improve the adhesion between the polarizer and the transparent protective film. However, the gelation of the adhesive proceeds rapidly, and the pot life is shortened.
[0005]
JP-A-2000-35512 discloses that a polarizer having excellent durability at high temperatures can be obtained by setting the zinc content in a polarizing film to 0.04 to 0.5% by weight. I have. However, although it has an effect on heat resistance, its adhesion to the protective film is insufficient, and when subjected to a durability test under humid conditions, peeling occurs at the polarizer-protective film interface at the edge of the polarizing plate. Cheap.
[0006]
On the other hand, it is preferable that the protective film to be attached to the polarizer has no coloring as much as possible, but the retardation in the film thickness direction represented by Rth = [(nx + ny) / 2−nz] · d (d: film thickness) For a protective film such as triacetyl cellulose (TAC) having a large value, coloring was a problem.
[0007]
Furthermore, when the polarization conversion element is attached to the polarizing plate, it becomes difficult for moisture to come out of the polarization plate, and it takes time for the initial adhesive strength to stabilize, and when the polarization conversion element is attached to one side of the polarization plate, Since the linear expansion coefficient differs between the front and back sides, there is a problem that even if the polarizer shrinks even a little, curl occurs in the bonded optical member.
[0008]
In addition, the polarizing plate used in the liquid crystal display device or the organic or inorganic EL display device needs to undergo an external inspection, so that it is necessary to go through steps such as chip cutting, packing, and transportation. As a result, the protective film is peeled off, and the end face of the adhesive is chipped.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and allows easy attachment with a protective film, and deterioration of optical characteristics of a polarizer (decrease in transmittance and degree of polarization, hue, A polarizer capable of forming a polarizing plate which does not cause deterioration of the polarizing plate and which has excellent optical characteristics and excellent durability at high temperature and high humidity, and a polarizing plate using the same. I do. Another object of the present invention is to provide an optical member using the same.
[0010]
Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and an electroluminescent display device having excellent display quality, which are formed by using the polarizer, the polarizing plate, and the optical member. Still another object is to provide an in-house manufacturing method for a liquid crystal display device and an electroluminescence display device.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
When the adhesive force and the adhesive force are improved by directly adding an element-containing compound such as Zn, Cu, B, Al, Ti, Zr, Sn, V, and Cr into the adhesive or the adhesive, The following problems occur. The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-described problems, and as a result of including a specific metal or the like which can be crosslinked to the polarizer in an excessively certain range, after laminating the polarizer and the protective film, the polarizing The metal components and the like contained in the polarizer gradually migrate to the adhesive layer, and the reaction by the migrated metal components and the like proceeds, so that the adhesive force at the interface between the polarizer and the protective film can be increased without performing high-temperature heat treatment. The present inventors have found that a polarizing plate having improved optical characteristics and excellent durability at high temperature and high humidity can be obtained, and the present invention has been accomplished.
[0012]
That is, the present invention is characterized in that at least one element selected from the group consisting of Zn, Cu, B, Al, Ti, Zr, Sn, V and Cr is contained in an amount of 0.5 to 2.0% by weight. To provide a polarizer. The element contained in the polarizer may be in an ionic state. The higher the content of the element in the polarizer, the better the adhesion after lamination, but if the content of the element is more than 2.0% by weight, the effect on optical properties such as film turbidity is remarkable. And it is not possible to obtain optical characteristics satisfying a recent liquid crystal display. On the other hand, when the content of the element is less than 0.5% by weight, the adhesiveness between the polarizer and the protective film becomes insufficient. In order to obtain the above effects without impairing the optical characteristics, the element contained in the polarizer is preferably 0.55 to 1.5% by weight, more preferably 0.55 to 1.0% by weight. It is good. As the polarizer, a polyvinyl alcohol-based polymer having a dichroic substance adsorbed and oriented is preferable.
[0013]
The present invention also provides a polarizing plate having a protective film laminated on at least one side of the polarizer via an adhesive layer. It is preferable that the polarizing plate has an adhesive layer containing a metal component similar to the metal component in the polarizer.
[0014]
After the polarizer and the protective film are bonded together via an adhesive to produce a polarizing plate, the metal component contained in the polarizer is gradually transferred to the adhesive layer, forming a crosslinked structure by the transferred metal component. By doing so, the adhesive force at the interface between the polarizer and the protective film is strengthened, the durability under humidified conditions is improved, and the polarizer / protective film interface at the edge of the polarizer is prevented from peeling off. . Improving durability leads to maintaining optical characteristics for a long time.
[0015]
Therefore, the present invention provides a polarizing plate formed by attaching a protective film to at least one side of the polarizer via an adhesive and then transferring a metal component in the polarizer to the adhesive layer. Things.
[0016]
In the polarizing plate, the protective film preferably has a retardation value (Rth) in a thickness direction of -90 nm to +75 nm. Here, Rth is a value obtained by the formula: Rth = [(nx + ny) / 2−nz] · d, where nx and ny are the main refractive index in the film plane, nz is the refractive index in the film thickness direction, d is the film thickness.
[0017]
The polarizing plate may be provided with an adhesive layer on at least one surface thereof for bonding to another member such as a liquid crystal cell.
[0018]
Further, the present invention provides an optical member comprising a laminate of the above-mentioned polarizer or polarizing plate and a polarization conversion element. Since the polarizer of the present invention has excellent durability against high temperatures, it can be dried at high temperatures after bonding. Therefore, it is possible to stabilize the initial adhesive force at an early stage, and to reduce the shrinkage of the polarizer when the water content is reduced, so that the curl after attaching the polarization conversion element to the polarizing plate can be reduced. it can.
[0019]
In the above, it is preferable that the polarization conversion element is an anisotropic reflection type polarization element or an anisotropic scattering type polarization element. The anisotropic reflection-type polarizing element is a composite of a cholesteric liquid crystal and a retardation plate having a phase difference of 0.25 times a certain wavelength in one of its reflection bands, or a linear line in one vibration direction. It is preferable to use an anisotropic multiple thin film that transmits polarized light and reflects linearly polarized light in the other vibration direction, or a reflective grid polarizer.
[0020]
Further, the present invention provides an optical member comprising a laminate of the above-mentioned polarizer, polarizing plate or optical member and at least one layer of retardation plate. When the viewing angle of the liquid crystal cell is compensated for by using a retardation plate, the light leakage of the black display of the LCD in the oblique direction is improved, and the light emitted from the light source becomes partially polarized when entering the polarizing plate. Therefore, the unevenness (phase difference unevenness) of the product of the refractive index anisotropy and the thickness of the real part, which has not been seen up to now, becomes remarkable, but the unevenness is obtained by laminating the polarizer, the polarizing plate and the like of the present invention. Display quality without
[0021]
Further, the present invention provides a liquid crystal panel characterized in that the polarizer, the polarizing plate or the optical member is attached to at least one side of a liquid crystal cell, and that they are arranged on at least one side of the liquid crystal cell. To provide a liquid crystal display device. This liquid crystal display device preferably has a planar light source that emits polarized light.
[0022]
Further, the present invention provides an electroluminescent display device using the above polarizer, polarizing plate or optical member.
[0023]
Further, the present invention provides the above-described polarizer, polarizing plate or optical member having a surface protective film on one side and an adhesive layer and a release film on the other side, and is attached to a liquid crystal or electroluminescent display immediately after chip cutting. An in-house manufacturing method is provided.
[0024]
If it is possible to obtain a polarizing plate having excellent optical properties as described above and high moisture-heat resistance, it is possible to use the polarizing plate in various image display devices without confirming the moisture-heat resistance. Off-line processes such as visual inspection and packing immediately after the process are not required, and in-house manufacturing in which the liquid crystal display device or the organic or inorganic EL display device is consistently bonded can be performed.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The polarizer of the present invention contains at least one element selected from the group consisting of Zn, Cu, B, Al, Ti, Zr, Sn, V and Cr in an amount of 0.5 to 2.0% by weight. .
[0026]
The above-mentioned polarizer is composed of a polarizer (polarizing film) which is obtained by dyeing a polyvinyl alcohol film with iodine and uniaxially stretching, dyeing the polyvinyl alcohol by immersing it in an aqueous solution of iodine, and stretching it to 3 to 7 times its original length. Can be produced. If necessary, it can be immersed in an aqueous solution such as boric acid or potassium iodide. If necessary, the polyvinyl alcohol film may be immersed in water and washed with water before dyeing. By washing the polyvinyl alcohol film with water, dirt on the surface of the polyvinyl alcohol film and the antiblocking agent can be washed, and by swelling the polyvinyl alcohol film, there is also an effect of preventing unevenness such as uneven dyeing. The stretching may be performed after dyeing with iodine, or may be performed while dyeing. Stretching can be performed in an aqueous solution of boric acid or potassium iodide or in a water bath.
[0027]
The method of causing the polarizer to contain the metal component or the like is not particularly limited.For example, in the above-described iodine or boric acid aqueous solution, a predetermined metal compound or the like, the metal content in the polarizer is defined in the present invention. A method of adding a metal component or the like to the polyvinyl alcohol film by adding the immersion time, immersion temperature, etc. in consideration of the amount, and then subjecting the polyvinyl alcohol film to a stretching treatment or a crosslinking treatment in the aqueous solution. can give. As the metal compound, a water-soluble or poorly water-soluble metal compound is preferable, and examples thereof include metal chlorides, nitrates, iodides, sulfates, and acetates. Specific examples include zinc iodide, aluminum iodide, copper iodide, tin iodide, titanium iodide, zinc nitrate, copper nitrate, vanadium sulfate, and chromium nitrate. For some reasons, zinc compounds are desirable.
[0028]
The thickness of the polarizing film is usually 5 to 80 μm, but is not limited thereto. The polarizing plate may be a polarizing film itself or a polarizing film provided with a transparent protective layer on one or both sides of the polarizing film. The transparent protective layer can be formed by an appropriate method such as a film laminating method or a coating method, and an appropriate transparent resin or the like can be used for the formation. Preferred transparent protective layers are excellent in transparency, mechanical strength, thermal stability, moisture shielding properties, isotropy, and the like.
[0029]
Here, as a protective film material to be a transparent protective layer, for example, an acetate resin such as triacetyl cellulose, a polyester resin, a polysulfone resin, a polyethersulfone resin, a polycarbonate resin, a polynorbornene resin, a polyamide resin Examples include, but are not limited to, resins, polyimide resins, polyolefin resins, acrylic resins, and the like.
[0030]
Further, a polymer film described in JP-A-2001-343529 (WO01 / 37007), for example, a mixture of a resin composition containing an alternating copolymer of isobutene and N-methylmaleimide and an acrylonitrile / styrene copolymer Extruded films and the like are also included.
[0031]
A transparent protective layer that can be particularly preferably used in view of polarization characteristics and durability is a triacetylcellulose film whose surface is saponified with an alkali or the like. The thickness of the transparent protective layer is arbitrary, but is generally 500 μm or less, particularly 1 to 300 μm, and particularly preferably 5 to 300 μm for the purpose of reducing the thickness of the polarizing plate. When transparent protective layers are provided on both sides of the polarizing film, transparent protective films made of different polymers or the like may be used on both sides.
[0032]
Further, it is preferable that the protective film has as little coloring as possible. Therefore, Rth = [(nx + ny) / 2−nz] · d (where nx and ny are the main refractive indices in the film plane, nz is the refractive index in the film thickness direction, and d is the film thickness). A protective film having a retardation value in the film thickness direction of -90 nm to +75 nm is preferably used. By using a film having a retardation value (Rth) in the thickness direction of -90 nm to +75 nm, coloring (optical coloring) of the polarizing plate caused by the protective film can be substantially eliminated. The retardation value (Rth) in the thickness direction is more preferably −80 nm to +60 nm, and particularly preferably −70 nm to +45 nm.
[0033]
The transparent protective film used for the protective layer may have been subjected to a hard coat layer, an antireflection treatment, a treatment for preventing sticking, diffusion or antiglare, as long as the object of the present invention is not impaired. The hard coat treatment is performed for the purpose of preventing the polarizing plate surface from being scratched, and for example, transparently protects a cured film having an excellent hardness and a sliding property by an appropriate ultraviolet curable resin such as an acrylic or silicone resin. It can be formed by a method of adding to the surface of the film.
[0034]
On the other hand, the anti-reflection treatment is performed for the purpose of preventing reflection of external light on the surface of the polarizing plate, and can be achieved by forming an anti-reflection film or the like according to the related art. In addition, anti-sticking is performed for the purpose of preventing adhesion to the phosphorous contact layer, and anti-glare treatment is performed for the purpose of preventing external light from being reflected on the surface of the polarizing plate and hindering the visibility of light transmitted through the polarizing plate. For example, it can be formed by giving a fine uneven structure to the surface of the transparent protective film by an appropriate method such as a roughening method by a sand blast method or an embossing method, or a method of blending transparent fine particles.
[0035]
Examples of the fine particles used for forming the transparent protective layer having the above-mentioned surface fine uneven structure include silica and alumina having an average particle diameter of 0.5 to 50 μm, titania and zirconia, tin oxide and indium oxide, cadmium oxide and antimony oxide, and the like. And transparent fine particles such as inorganic fine particles that may be conductive, and organic fine particles made of a crosslinked or uncrosslinked polymer. The amount of the fine particles to be used is generally 2 to 50 parts by weight, particularly 5 to 25 parts by weight, per 100 parts by weight of the transparent resin.
[0036]
The anti-glare layer containing the transparent fine particles can be provided as the transparent protective layer itself or as a coating layer on the surface of the transparent protective layer. The anti-glare layer may also serve as a diffusion layer (such as a viewing angle expanding function) for diffusing light transmitted through the polarizing plate to increase the viewing angle or the like. The above-described anti-reflection layer, anti-sticking layer, diffusion layer, anti-glare layer, and the like can be provided as an optical layer made of a sheet or the like provided with these layers, separately from the transparent protective layer.
[0037]
The bonding treatment between the polarizer (polarizing film) and the transparent protective film as the protective layer is not particularly limited. For example, an adhesive made of a vinyl alcohol-based polymer, boric acid, borax, glutar It can be carried out via an adhesive comprising at least a water-soluble crosslinking agent of a vinyl alcohol-based polymer such as aldehyde, melamine, and oxalic acid. Such an adhesive layer can be formed as a coating and drying layer of an aqueous solution or the like. When adjusting the aqueous solution, other additives and a catalyst such as an acid can be blended as necessary. In particular, when a polyvinyl alcohol-based polymer is used for the polarizer, it is preferable to use an adhesive made of polyvinyl alcohol in that the adhesiveness with the polymer is the best. The thickness of the adhesive layer is not particularly limited, but is generally 1 nm to 500 nm, more preferably 10 nm to 300 nm, and particularly preferably 20 nm to 100 nm.
[0038]
The polarizing plate according to the present invention can be used as an optical member laminated with a polarization conversion element in practical use. There is no particular limitation on the polarization conversion element, and examples thereof include a phase difference plate (including a λ plate such as a 波長 wavelength plate and a 波長 wavelength plate), an anisotropic reflection type polarization element, and an anisotropic scattering type polarization element. One or more layers of a polarization conversion element that may be used for forming a liquid crystal display device or the like can be used.
[0039]
An example of the polarization conversion element is an optical member that emits polarized light using reflection light from a backlight using return light that separates transmitted light from reflected or scattered light. Also, a polarizing element comprising a polarization anisotropic multilayer film such as "DBEF" manufactured by 3M (see JP-A-4-268505), and a polarizing element comprising a cholesteric liquid crystal and a λ / 4 plate such as "PCF" manufactured by Nitto Denko. (See Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-231130) A polarizing element (see U.S. Pat. No. 5,825,543) comprising an anisotropic scatterer such as "DRP" manufactured by 3M Co., Ltd .; However, a grid polarizer that emits reflected polarized light (see US Pat. No. 6,288,840), a polarizing element in which metal fine particles are put into a polymer matrix and stretched (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-184701), and the like are also available. No. Further, a polarizing element that can perform polarization conversion in one pass may be used (see JP-A-2001-201635). Further, a polarizing element using chiral smectic C may be used (see JP-A-2001-201635). Further, an anisotropic diffraction grating to which a polarization conversion element is applied may be used (see JP-A-2001-066428 and JP-A-2001-100026).
[0040]
Above all, as the anisotropic reflection type polarizing element, a cholesteric liquid crystal layer, particularly a cholesteric liquid crystal polymer oriented film or an oriented liquid crystal layer supported on a film substrate, such as one of counterclockwise or clockwise circles A composite of a material exhibiting the property of reflecting polarized light and transmitting other light, and a retardation plate having a phase difference of 0.25 times any wavelength in any of the reflection bands, or a dielectric. It is preferable to use a material which transmits linearly polarized light having a predetermined polarization axis and reflects other light, such as a multilayer thin film of a body or a multilayer laminate of thin film films having different refractive index anisotropies. Examples of the former include the PCF series manufactured by Nitto Denko, and examples of the latter include the DBEF series manufactured by 3M.
[0041]
Specific examples of the retardation plate include those described later.
[0042]
The optical member according to the present invention may be formed by laminating a polarizing plate and two or more optical layers. Therefore, a combination of a retardation plate, the above-described polarization conversion element, and a retardation plate may be used. The optical member in which two or three or more optical layers are laminated can be formed by a method in which the optical members are sequentially laminated separately in a manufacturing process of a liquid crystal display device or the like. This has the advantage that the stability of quality and the workability of assembly are excellent and the manufacturing efficiency of a liquid crystal display device or the like can be improved. Note that an appropriate bonding means such as an adhesive layer can be used for lamination.
[0043]
The polarizing plate according to the present invention can be used as an optical member laminated with another optical layer in practical use. The optical layer is not particularly limited. For example, the optical layer is used for forming a liquid crystal display device such as a reflection plate, a semi-transmission plate, a retardation plate (including a wavelength plate such as や or ４), a viewing angle compensation film, and the like. One or more suitable optical layers that may be used may be used. In particular, a polarizing plate comprising the polarizer of the present invention and the protective layer described above may further include a reflector or a semi-transmissive reflector. A reflective polarizing plate or a transflective polarizing plate laminated, an elliptically polarizing plate or a circular polarizing plate further laminated with a retardation plate on the above-described polarizer and a polarizing plate comprising a protective layer, and the above-described polarizer A wide viewing angle polarizing plate in which a viewing angle compensation film is further laminated on a polarizing plate composed of a protective layer, or a polarizing plate in which a brightness enhancement film is further laminated on a polarizing plate composed of the above-described polarizer and protective layer. preferable.
[0044]
The reflection type polarizing plate is provided with a reflection layer on a polarizing plate, and is used to form a liquid crystal display device of a type that reflects incident light from a viewing side (display side) and displays the reflected light. This has the advantage that the built-in light source can be omitted and the thickness of the liquid crystal display device can be easily reduced. The reflective polarizing plate can be formed by an appropriate method such as a method in which a reflective layer made of metal or the like is provided on one surface of the polarizing plate via a transparent protective layer or the like as necessary.
[0045]
Specific examples of the reflective polarizing plate include those in which a reflective layer formed by attaching a foil or a vapor-deposited film made of a reflective metal such as aluminum to one surface of a transparent protective layer that has been matted if necessary. In addition, there may be mentioned a transparent protective layer containing fine particles to form a fine surface unevenness structure, and a reflective layer having a fine unevenness structure formed thereon. The reflective layer having the above-mentioned fine uneven structure has an advantage of diffusing incident light by irregular reflection, preventing directivity and glare, and suppressing unevenness in brightness and darkness. Further, the transparent protective layer containing fine particles also has an advantage that the incident light and the reflected light thereof are diffused when transmitting the light and the unevenness of brightness can be further suppressed. The reflection layer having a fine uneven structure reflecting the fine uneven structure on the surface of the transparent protective layer is formed by, for example, a vacuum evaporation method, an ion plating method, an evaporation method such as a sputtering method, or an appropriate method such as a plating method. Can be directly applied to the surface of the transparent protective layer.
[0046]
The reflection plate can be used as a reflection sheet or the like in which a reflection layer is provided on an appropriate film according to the transparent film instead of the method of directly applying the reflection plate to the transparent protective film. Since the reflective layer is usually made of a metal, the use form in which the reflective surface is covered with a transparent protective layer, a polarizing plate, or the like is intended to prevent a decrease in the reflectance due to oxidation and to maintain the initial reflectance for a long time. It is more preferable to avoid separately providing a protective layer.
[0047]
The transflective polarizing plate can be obtained by forming a transflective reflective layer such as a half mirror that reflects and transmits light with the reflective layer. A transflective polarizing plate is usually provided on the back side of a liquid crystal cell. When a liquid crystal display device or the like is used in a relatively bright atmosphere, an image is displayed by reflecting incident light from the viewing side (display side). In a relatively dark atmosphere, a liquid crystal display device of a type that displays an image using a built-in light source such as a backlight built in the back side of a transflective polarizing plate can be formed. That is, the transflective polarizing plate can save energy for use of a light source such as a backlight in a bright atmosphere, and is useful for forming a liquid crystal display device of a type that can be used with a built-in light source even in a relatively bright atmosphere. It is.
[0048]
FIGS. 1 to 4 show an example of a planar light source such as a backlight that emits polarized light. FIG. 1 shows a wedge-type light guide plate (5) having a back surface printed thereon, provided with a cold cathode tube (9) and a lamp house (10), and a diffuse reflection plate (6) disposed at the lowest position. This is an example (backlight 1) in which a diffusion plate (4) is arranged on a light plate.
[0049]
FIG. 2 shows only the cholesteric layer and the λ / 4 plate layer of the “PCF400TEG” manufactured by Nitto Denko on which the polarizing plate portion has been removed, and the cholesteric surface (2) on the backlight 1 on the backlight side. This is an example in which the 波長 wavelength plate (1) is arranged so as to be on the viewing side.
[0050]
FIG. 3 shows an example in which an anisotropic multilayer thin film reflective polarizer “DBEF” (3) manufactured by 3M is arranged on the backlight 1.
[0051]
FIG. 4 shows that the backlight is provided with a cold cathode tube (9) and a lamp house (10) on a wedge-type light guide plate (8) having a prism formed on a light exit surface, and a diffuse reflection plate (6) on the lowermost side. ), A prism sheet (7) is placed on the light guide plate, the prism surface is arranged so as to face the light guide plate, and a diffusion plate (4) is placed on the upper surface of the prism sheet.
[0052]
Next, an elliptically polarizing plate or a circularly polarizing plate in which a retardation plate is further laminated on the above-described polarizing plate including a polarizer and a protective layer will be described.
[0053]
When changing linearly polarized light to elliptically or circularly polarized light, or changing elliptically or circularly polarized light to linearly polarized light, or changing the polarization direction of linearly polarized light, a phase difference plate or the like is used. A so-called quarter-wave plate (also referred to as a λ / 4 plate) is used as a retardation plate that changes circularly polarized light into linearly polarized light. A half-wave plate (also referred to as a λ / 2 plate) is generally used to change the polarization direction of linearly polarized light. In organic or inorganic EL display devices, a combination of a polarizing plate and a 波長 wavelength plate is mainly used for antireflection.
[0054]
The elliptically polarizing plate compensates (prevents) coloring (blue or yellow) caused by the birefringence of the liquid crystal layer of the Spartist Nematic (STN) type liquid crystal display device, and is effectively used in the case of black-and-white display without the coloring. Can be Further, the one in which the three-dimensional refractive index is controlled is preferable because coloring which occurs when the screen of the liquid crystal display device is viewed from an oblique direction can be compensated (prevented). The circularly polarizing plate is effectively used, for example, when adjusting the color tone of an image of a reflection type liquid crystal display device that displays an image in color, and also has an antireflection function.
[0055]
As a specific example of the above retardation plate, a birefringent film obtained by stretching a film made of a suitable polymer such as polycarbonate or polyvinyl alcohol, polystyrene or polymethyl methacrylate, polypropylene or other polyolefin, polyarylate or polyamide. And an alignment film of a liquid crystal polymer, and an alignment layer of a liquid crystal polymer supported by a film. Examples of the inclined alignment film include a liquid crystal polymer, a discotic liquid crystal layer, and a film obtained by obliquely aligning a rod-like nematic liquid crystal layer. The retardation plate may have an appropriate retardation depending on the purpose of use, such as, for example, a color plate due to birefringence of various wave plates or a liquid crystal layer, or a target for compensation of a viewing angle or the like. A retardation plate may be laminated to control optical characteristics such as retardation.
[0056]
Further, the elliptically polarizing plate or the reflection type elliptically polarizing plate is obtained by laminating a polarizing plate or a reflection type polarizing plate and a retardation plate in an appropriate combination. Such an elliptically polarizing plate or the like may be formed by sequentially and separately laminating a (reflection type) polarizing plate and a retardation plate in the process of manufacturing a liquid crystal display device so as to form a combination. An optical member such as a polarizing plate has an advantage that it is excellent in quality stability and laminating workability, and can improve the production efficiency of a liquid crystal display device and the like.
[0057]
The viewing angle compensation film is a film for widening the viewing angle so that an image can be seen relatively clearly even when the screen of the liquid crystal display device is viewed not in a direction perpendicular to the screen but in a slightly oblique direction.
[0058]
Examples of such a viewing angle compensating retardation plate include a retardation film, an alignment film such as a liquid crystal polymer, and a transparent substrate on which an alignment layer such as a liquid crystal polymer is supported. The ordinary retardation plate is a polymer film having birefringence uniaxially stretched in the plane direction, whereas the retardation plate used as the viewing angle compensation film is biaxially stretched in the plane direction. Birefringent polymer film, birefringent polymer uniaxially stretched in the plane direction, and birefringent polymer in which the refractive index in the thickness direction is also stretched in the thickness direction, and bidirectionally stretched film such as an obliquely oriented film Is used. Examples of the obliquely oriented film include a film obtained by bonding a heat shrinkable film to a polymer film and subjecting the polymer film to a stretching treatment and / or shrinkage treatment under the action of the shrinkage force caused by heating, and a film obtained by obliquely aligning a liquid crystal polymer. No. As the raw material polymer of the viewing angle compensating retardation plate, the same polymer as the polymer described in the above retardation plate is used, and the prevention of coloring due to a change in the viewing angle based on the retardation by the liquid crystal cell and the viewing angle of good visibility. An appropriate one for the purpose of expansion of the size and the like can be used.
[0059]
In addition, in order to achieve a wide viewing angle with good visibility, the optical compensation layer in which the alignment layer of the liquid crystal polymer, particularly the optically anisotropic layer composed of the tilted alignment of the discotic liquid crystal polymer is supported by a triacetyl cellulose film. A retardation plate can be preferably used.
[0060]
A polarizing plate obtained by laminating a polarizing plate and a brightness enhancement film is usually used by being provided on the back side of a liquid crystal cell. The brightness enhancement film reflects linearly polarized light of a predetermined polarization axis or circularly polarized light of a predetermined direction when natural light is incident due to reflection from a backlight or a back side of a liquid crystal display device, and has a property of transmitting other light. A polarizing plate obtained by laminating a brightness enhancement film with a polarizing plate comprising the above-described polarizer and a protective layer, the light from a light source such as a backlight is incident to obtain transmitted light of a predetermined polarization state, and the predetermined polarization state is obtained. Other light is reflected without transmitting. The light reflected on the surface of the brightness enhancement film is further inverted through a reflection layer or the like provided on the rear side thereof and re-incident on the brightness enhancement film, and a part or all of the light is transmitted as light of a predetermined polarization state to thereby obtain brightness. In addition to increasing the amount of light transmitted through the enhancement film, it is also possible to improve the luminance by supplying polarized light that is hardly absorbed by the polarizer to increase the amount of light that can be used for liquid crystal display image display and the like. In other words, when light is incident through a polarizer from the back side of a liquid crystal cell with a backlight or the like without using a brightness enhancement film, light having a polarization direction not aligned with the polarization axis of the polarizer is almost completely polarized. Is absorbed by the polarizer and does not pass through the polarizer. That is, although it depends on the characteristics of the polarizer used, about 50% of the light is absorbed by the polarizer, and accordingly, the amount of light that can be used for displaying a liquid crystal image is reduced, and the image becomes darker. The brightness enhancement film is such that light having a polarization direction as absorbed by the polarizer is once reflected by the brightness enhancement film without being incident on the polarizer, and further inverted through a reflection layer or the like provided behind the same. The brightness enhancement film transmits only the polarized light whose polarization direction has been changed so that the polarization direction of the light reflected and inverted between the two can pass through the polarizer. Since the light is supplied to the polarizer, light from a backlight or the like can be efficiently used for displaying an image on the liquid crystal display device, and the screen can be brightened.
[0061]
A diffusion plate may be provided between the brightness enhancement film and the above-mentioned reflection layer or the like. The light in the polarization state reflected by the brightness enhancement film goes to the reflection layer and the like, but the diffuser provided diffuses the passing light evenly, and at the same time, eliminates the polarization state and changes to a non-polarization state. That is, it returns to the original natural light state. The light in the non-polarized state, that is, the natural light state is repeatedly directed to the reflection layer or the like, reflected through the reflection layer or the like, passed through the diffusion plate again, and re-enters the brightness enhancement film. By providing the diffuser for returning to the original natural light state, it is possible to maintain the brightness of the display screen, reduce unevenness in the brightness of the display screen, and provide a uniform bright screen. By providing a diffuser plate that returns to the original natural light state, the number of repetitions of reflection of the first incident light increases moderately, and together with the diffusion function of the diffuser plate, a uniform bright display screen can be provided. it is conceivable that.
[0062]
The brightness enhancement film has a property of transmitting linearly polarized light having a predetermined polarization axis and reflecting other light, such as a multilayer thin film of a dielectric or a multilayer laminate of thin films having different refractive index anisotropies. (D-BEF manufactured by 3M, etc.), a cholesteric liquid crystal layer, in particular, an alignment film of a cholesteric liquid crystal polymer and an alignment liquid crystal layer supported on a film substrate (“PCF350” manufactured by Nitto Denko Corporation, Merck Corporation) For example, an appropriate material such as "Transmax") which reflects one of the left-handed and right-handed circularly polarized light and exhibits the characteristic of transmitting other light may be used.
[0063]
Therefore, in the brightness enhancement film of the type that transmits linearly polarized light having the predetermined polarization axis, the transmitted light is incident on the polarization plate as it is, with the polarization axis aligned, thereby efficiently transmitting the light while suppressing the absorption loss by the polarization plate. Can be done. On the other hand, in the case of a brightness enhancement film that transmits circularly polarized light, such as a cholesteric liquid crystal layer, it can be directly incident on a polarizer.However, from the viewpoint of suppressing absorption loss, the circularly polarized light is directly polarized through a retardation plate. It is preferable that the light is incident on a polarizing plate. By using a quarter-wave plate as the retardation plate, circularly polarized light can be converted to linearly polarized light.
[0064]
A retardation plate that functions as a quarter-wave plate in a wide wavelength range such as a visible light region exhibits, for example, a retardation layer that functions as a quarter-wave plate for light-color light having a wavelength of 550 nm and other retardation characteristics. It can be obtained by a method of superimposing a retardation layer, for example, a retardation layer functioning as a half-wave plate. Therefore, the retardation plate disposed between the polarizing plate and the brightness enhancement film may be composed of one or more retardation layers.
[0065]
The cholesteric liquid crystal layer is also configured such that two or three or more cholesteric liquid crystal layers are superimposed on each other to reflect circularly polarized light in a wide wavelength range such as a visible light region. Based on this, it is possible to obtain circularly polarized light transmitted in a wide wavelength range.
[0066]
Further, the polarizing plate may be formed by laminating a polarizing plate and two or three or more optical layers as in the above-mentioned polarized light separating type polarizing plate. Therefore, a reflective elliptically polarizing plate or a transflective elliptically polarizing plate obtained by combining the above-mentioned reflective polarizing plate, semi-transmissive polarizing plate, and retardation plate may be used. An optical member in which two or three or more optical layers are laminated can also be formed by a method in which the optical members are sequentially laminated separately in a manufacturing process of a liquid crystal display device or the like. They have an advantage that they are excellent in quality stability and assembling work, and can improve a manufacturing process of a liquid crystal display device or the like. Appropriate bonding means such as an adhesive layer can be used for lamination. When the polarizing plate and other optical members are bonded, their optical axes can be set at an appropriate arrangement angle according to the target retardation characteristics and the like.
[0067]
The above-mentioned polarizing plate or optical member may be provided with an adhesive layer for bonding to another member such as a liquid crystal cell. For the formation thereof, for example, an adhesive substance or an adhesive having an appropriate polymer such as an acrylic polymer or a silicone-based polymer, a polyester or a polyurethane, a polyamide or a polyether, a fluorine-based or a rubber-based polymer as a base polymer can be used. There is no particular limitation. In particular, those which are excellent in optical transparency such as an acrylic pressure-sensitive adhesive, exhibit appropriate wettability, cohesiveness and adhesiveness and have excellent weather resistance and heat resistance can be preferably used.
[0068]
In addition to the above, prevention of foaming and peeling phenomena due to moisture absorption, reduction of optical characteristics due to thermal expansion difference and the like, prevention of warpage of the liquid crystal cell, and, in view of the formability of a liquid crystal display device having high quality and excellent durability, etc. An adhesive layer having low moisture absorption and excellent heat resistance is preferred. The adhesive layer is, for example, a resin granule of a natural product or a synthetic product, particularly, a tackifying resin, a filler made of glass fiber or glass beads, a metal powder or other inorganic powder, a pigment, a colorant, an antioxidant, or the like. It may contain an appropriate additive that may be added to the adhesive layer. In addition, an adhesive layer containing fine particles and exhibiting light diffusibility may be used.
[0069]
The attachment of the adhesive layer to one or both sides of the polarizing plate or the optical member can be performed by an appropriate method. Incidentally, as an example, for example, an adhesive substance or a composition thereof is dissolved or dispersed in a solvent consisting of a proper solvent alone or a mixture such as toluene or ethyl acetate, and an adhesive liquid of about 10 to 40% by weight is obtained. It is prepared, and it is directly attached on the optical member by an appropriate development method such as a casting method or a coating method, or a pressure-sensitive adhesive layer is formed on a separator according to the above and transferred to the optical member. System.
[0070]
The pressure-sensitive adhesive layer may be provided on one or both surfaces of a polarizing plate or an optical member as a superposed layer of different compositions or types. When the optical member is provided on both sides, an adhesive layer having a different composition, a different type, a different thickness, or the like may be formed on the front and back surfaces of the optical member. The thickness of the pressure-sensitive adhesive layer can be appropriately determined depending on the purpose of use, adhesive strength, and the like, and is generally 1 to 500 µm, particularly 5 to 200 µm, particularly 10 to 100 µm.
[0071]
A separator is temporarily attached to the exposed surface of the adhesive layer for the purpose of preventing contamination and the like until the adhesive layer is put to practical use and covered. This can prevent the adhesive layer from coming into contact with the adhesive layer in a normal handling state. Except for the thickness conditions described above, the separator may be, for example, a plastic film or a rubber sheet, paper or cloth, a nonwoven fabric or a net, a foamed sheet or a metal foil, or an appropriate thin body such as a laminate thereof, if necessary, a silicone-based material. Appropriate conventional ones, such as those coated with an appropriate release agent such as a long-chain alkyl-based, fluorine-based, or molybdenum sulfide, may be used.
[0072]
In the present invention, each layer such as a polarizing film or a transparent protective layer forming the above-mentioned polarizing plate or optical member, and each layer such as an adhesive layer are, for example, a salicylic acid ester compound or a benzophenone compound, a benzotriazole compound or a cyanoacrylate compound. Alternatively, a material having an ultraviolet absorbing ability by an appropriate method such as a method of treating with an ultraviolet absorbing agent such as a nickel complex compound may be used.
[0073]
The polarizing plate according to the present invention can be preferably used for forming various devices such as a liquid crystal display device. The formation of the liquid crystal display device can be performed according to a conventional method. That is, a liquid crystal display device is generally formed by appropriately assembling components such as a liquid crystal cell, a polarizing plate, an optical compensation phase difference plate, and an illumination system as required, and incorporating a drive circuit. In the present invention, there is no particular limitation except that the polarizing plate according to the present invention is used, and the present invention can be applied to a conventional one. As for the liquid crystal cell, any type such as TN type, STN type and π type can be used.
[0074]
Appropriate liquid crystal display devices and EL display devices such as a liquid crystal display device in which a polarizing plate is arranged on one or both sides of a liquid crystal cell, and a lighting system using a backlight or a reflector can be formed. In that case, the polarizing plate according to the present invention can be installed on one side or both sides of the liquid crystal cell. When a polarizing plate or an optical member is provided on both sides, they may be the same or different. Further, when forming the liquid crystal display device, for example, a suitable component such as a diffusion plate or an anti-glare layer, an anti-reflection film or a protection plate, a prism array or a lens array sheet, a light diffusion plate or a backlight is placed in an appropriate position in one layer or Two or more layers can be arranged.
[0075]
Next, an organic electroluminescence device (organic EL display device) will be described. In general, in an organic EL display device, a luminous body (organic electroluminescent luminous body) is formed by sequentially laminating a transparent electrode, an organic luminescent layer, and a metal electrode on a transparent substrate. Here, the organic light emitting layer is a laminate of various organic thin films, for example, a laminate of a hole injection layer made of a triphenylamine derivative or the like, and a light emitting layer made of a fluorescent organic solid such as anthracene, Alternatively, a configuration having various combinations such as a stacked body of such a light emitting layer and an electron injection layer made of a perylene derivative, or a stacked body of a hole injection layer, a light emitting layer, and an electron injection layer thereof is known. Has been.
[0076]
In an organic EL display device, holes and electrons are injected into an organic light emitting layer by applying a voltage to a transparent electrode and a metal electrode, and energy generated by recombination of these holes and electrons excites a fluorescent substance. Then, light is emitted on the principle that the excited fluorescent substance emits light when returning to the ground state. The mechanism of recombination on the way is the same as that of a general diode, and as can be expected from this, the current and the emission intensity show strong nonlinearity accompanied by rectification with respect to the applied voltage.
[0077]
In an organic EL display device, at least one of the electrodes must be transparent in order to extract light emitted from the organic light emitting layer. Usually, a transparent electrode formed of a transparent conductor such as indium tin oxide (ITO) is used as an anode. Used as On the other hand, in order to facilitate electron injection and increase luminous efficiency, it is important to use a material having a small work function for the cathode, and usually a metal electrode such as Mg-Ag or Al-Li is used.
[0078]
In the organic EL display device having such a configuration, the organic light emitting layer is formed of a very thin film having a thickness of about 10 nm. Therefore, the organic light emitting layer transmits light almost completely, similarly to the transparent electrode. As a result, when light is incident from the surface of the transparent substrate during non-light emission, light transmitted through the transparent electrode and the organic light-emitting layer and reflected by the metal electrode again exits to the surface side of the transparent substrate, and when viewed from the outside, The display surface of the organic EL display device looks like a mirror surface.
[0079]
In an organic EL display device including an organic electroluminescent luminous body having a transparent electrode on the front side of an organic luminescent layer that emits light by applying a voltage and a metal electrode on the back side of the organic luminescent layer, the surface of the transparent electrode A polarizing plate can be provided on the side, and a retardation plate can be provided between the transparent electrode and the polarizing plate.
[0080]
Since the retardation plate and the polarizing plate have a function of polarizing light incident from the outside and reflected by the metal electrode, there is an effect that the mirror surface of the metal electrode is not visually recognized by the polarizing function. In particular, if the retardation plate is formed of a 波長 wavelength plate and the angle between the polarization directions of the polarizing plate and the retardation plate is adjusted to π / 4, the mirror surface of the metal electrode can be completely shielded. .
[0081]
That is, as for the external light incident on the organic EL display device, only the linearly polarized light component is transmitted by the polarizing plate. The linearly polarized light is generally converted into elliptically polarized light by the phase difference plate, but becomes a circularly polarized light particularly when the phase difference plate is a 波長 wavelength plate and the angle between the polarization directions of the polarizing plate and the phase difference plate is π / 4. .
[0082]
This circularly polarized light transmits through the transparent substrate, the transparent electrode, and the organic thin film, is reflected by the metal electrode, passes through the organic thin film, the transparent electrode, and the transparent substrate again, and becomes linearly polarized light again by the phase difference plate. The linearly polarized light cannot pass through the polarizing plate because it is orthogonal to the polarizing direction of the polarizing plate. As a result, the mirror surface of the metal electrode can be completely shielded.
[0083]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to only the following Examples. In each example, unless otherwise specified,% is based on weight.
[0084]
(Example 1)
An 80 μm thick polyvinyl alcohol film is dyed in a 0.3% aqueous solution of iodine, and 5% in an aqueous solution containing 4% boric acid, 3% potassium iodide, and 5% zinc component (zinc nitrate). The film was stretched to 0.5 times and dried at 50 ° C. for 4 minutes to obtain a polarizer. On both sides of the obtained polarizer, a triacetyl cellulose film having a thickness of 80 μm and having a saponified surface was bonded with a polyvinyl alcohol-based adhesive, and dried at 60 ° C. for 4 minutes to obtain a polarizing plate.
[0085]
(Example 2)
An 80 μm-thick polyvinyl alcohol film is dyed in a 0.3% aqueous iodine solution, and up to 5.5 times in an aqueous solution containing 4% boric acid, 3% potassium iodide, and 10% zinc component. A polarizing plate was obtained in the same manner as in Example 1, except that the film was stretched and dried at 50 ° C. for 4 minutes to obtain a polarizer.
[0086]
(Example 3)
An 80 μm thick polyvinyl alcohol film is dyed in a 0.3% aqueous solution of iodine, and up to 5.5 times in an aqueous solution containing 4% boric acid, 3% potassium iodide, and 15% zinc. A polarizing plate was obtained in the same manner as in Example 1, except that the film was stretched and dried at 50 ° C. for 4 minutes to obtain a polarizer.
[0087]
(Comparative Example 1)
An 80 μm-thick polyvinyl alcohol film is dyed in a 0.3% aqueous iodine solution, stretched to 5.5 times in an aqueous solution charged with 4% boric acid and 3% potassium iodide, and heated at 50 ° C. A polarizing plate was obtained in the same manner as in Example 1 except that a polarizer was obtained by drying for 4 minutes.
[0088]
(Comparative Example 2)
An 80 μm-thick polyvinyl alcohol film is dyed in a 0.3% aqueous iodine solution, and up to 5.5 times in an aqueous solution containing 4% boric acid, 3% potassium iodide, and 3% zinc component. A polarizing plate was obtained in the same manner as in Example 1, except that the film was stretched and dried at 50 ° C. for 4 minutes to obtain a polarizer.
[0089]
(Comparative Example 3)
An 80 μm thick polyvinyl alcohol film is dyed in a 0.3% aqueous solution of iodine, and up to 5.5 times in an aqueous solution containing 4% boric acid, 3% potassium iodide, and 17% zinc. A polarizing plate was obtained in the same manner as in Example 1, except that the film was stretched and dried at 50 ° C. for 4 minutes to obtain a polarizer.
[0090]
(Measurement of the amount of zinc in the polarizer)
The zinc content in the polarizer was measured using a fundamental parameter method (FP method). The FP method uses the physical constants (fundamental parameters) such as the mass absorption coefficient, the fluorescence yield, and the spectral distribution of the X-ray source to calculate the theoretical X-ray intensity from the theoretical formula of the fluorescent X-ray intensity, This is a method of calculating the content rate by comparing the strength with the strength.
[0091]
(Evaluation of water resistance)
The polarizing plates prepared in Examples and Comparative Examples were cut so as to have a size of 50 mm × 25 mm and a stretching method of 45 °, and were attached to a glass plate using an acrylic adhesive. This test piece was immersed in water at 40 ° C. to observe the state of peeling of the protective film, and the time required for peeling of the protective film was measured. A sample that did not peel even after 5 hours was defined as a practically acceptable level, and a sample that did not peel after 10 hours was described as 10 hours or more.
[0092]
The above evaluation results and the measurement results of the optical characteristics (transmittance, degree of polarization) are summarized in Table 1.
[Table 1]
From the comparison between the examples and the comparative examples, in the polarizing plate provided with the transparent protective layer on the polarizer made of the polyvinyl alcohol film and the dichroic dye, the polarizing plate containing 0.5% by weight or more of zinc metal in the polarizer is: It can be seen that the adhesiveness was improved, and the water transfer film was not peeled off even after 5 hours, and the water resistance was improved to a practically acceptable level.
[0094]
On the other hand, when the content of zinc in the polarizer is more than 2.0% by weight as seen in Comparative Example 3, the effect on the optical characteristics is large, and the optical characteristics required from the market may be satisfied. Can not.
[0095]
Incidentally, from the state of the polarizing plate, the triacetylcellulose film was melted and removed using a solvent, dried, and the polarizer was taken out and evaluated. The same results as above were obtained.
[0096]
After bonding, the amount of the component that migrates from the polarizer to the adhesive layer is very thin (1 μm or less) (SEM observation), and the boundary between the polarizer and the protective film is compatible with the polarizer and the protective film. Was unclear, and high-precision quantitative analysis was difficult. However, it was confirmed that the higher the content of zinc in the polarizer, the higher the adhesiveness.
[0097]
【The invention's effect】
As described above, according to the polarizer of the present invention, the laminating operation with the protective film is easy, and the optical characteristics of the polarizer are deteriorated in the laminating step (the transmittance, the degree of polarization, the hue, etc.). And a polarizing plate which has excellent optical properties without causing the peeling, has high adhesive strength of the protective film, and does not peel off even at high temperature and high humidity, and has excellent durability. Further, according to the present invention, in-house production of a liquid crystal display device and an electroluminescence display device becomes possible, and the production cost can be reduced, and the process management thereof is also easy. Therefore, its industrial value is great.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a backlight according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing another configuration example of the backlight according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing another configuration example of the backlight according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing another configuration example of the backlight according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 1/4 wavelength plate
2 Cholesteric liquid crystal layer
3 Anisotropic multiple thin film reflective polarizing element
4 Diffusing plate
5 Light guide plate
6 Reflector
7 Prism sheet
8 Light guide plate with prism
9 cold cathode tubes
10 Lamp House
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