JP2004070348A - 偏光子、およびそれを用いた光学フィルム、ならびにそれらを用いた画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 吸収を示さない測定波長における面内位相差が950〜1350nmの範囲である、マトリックス中に二色性物質を含有する偏光子とする。前記測定波長とは、前記二色性物質が吸収を示さない波長であることが好ましく、例えば、1000nmである。
【選択図】 なし
Description
Δnd=(nx-ny)・d
本発明において、前記面内位相差は、例えば、前記偏光子の大きさを8〜800cm×15〜1500cmに設定し、縦横1〜20mmごとに、合計28〜1,200,000点の測定点において位相差を測定した場合に、全ての測定値が、前記範囲に含まれることが好ましい。具体例としては、25cm×20cmの偏光子について、2mmごとに合計12276点の測定点において位相差を測定した場合に、全ての測定値が前記範囲に含まれることが好ましい。
前記ポリマーフィルムとしては、特に制限されず、従来公知のフィルムが使用できるが、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)系フィルム、部分ホルマール化PVA系フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)、エチレン・酢酸ビニル共重合体系フィルムや、これらの部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルム等があげられる。また、これらの他にも、PVAの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン配向フィルム、延伸配向されたポリビニレン系フィルム等も使用できる。これらの中でも、前記二色性物質であるヨウ素による染色性に優れることから、PVA系ポリマーフィルムが好ましい。なお、ポリマーフィルムにおいて、以下、延伸方向の長さを「長さ」といい、前記延伸方向と垂直方向の長さを「幅」という。
前記ポリマーフィルムを、膨潤浴に浸漬して膨潤させ、前記膨潤浴中で延伸処理を施す。
前記ポリマーフィルムを前記膨潤浴から引き上げ、例えば、二色性物質を含む染色浴に浸漬させ、前記染色浴中においてさらに一軸方向に延伸処理を行う。つまり、前記浸漬によって、前記ポリマーフィルムに前記二色性物質を吸着させ、延伸によって、前記二色性物質を一方向に配向させるのである。
前記ポリマーフィルムを前記染色浴から引き上げ、架橋剤を含む架橋浴に浸漬させ、この架橋浴中において、さらに延伸処理を行う。架橋処理を施すことによって、走行安定性を保持させるのである。
前記ポリマーフィルムを前記架橋浴から引き上げ、最終の延伸浴に浸漬させて、この延伸浴中においてさらに延伸処理を行う。なお、架橋処理と延伸処理とをさらに繰り返し行ってもよい。
前記ポリマーフィルムを前記延伸浴から引き上げ、ヨウ化物含有水溶液に浸漬させた後、水洗を行い、前記ポリマーフィルムを乾燥する。
Ta 延伸ポリマーフィルムの平均厚み
Tb 未延伸ポリマーフィルムの平均厚み
Wa 延伸ポリマーフィルムの幅
Wb 未延伸ポリマーフィルム(原反)の幅
(6)乾燥処理
前述のような処理を行ったポリマーフィルムを、乾燥させることによって、マトリックスに二色性物質が含有された本発明の偏光子が製造できる。乾燥は、例えば、自然乾燥、風乾、加熱乾燥等、特に制限されないが、加熱乾燥の場合、温度は、通常、20〜40℃であり、好ましくは22〜35℃の範囲である。また、処理時間は、通常、0.5〜5分、好ましくは1〜4分、より好ましくは1.5〜3分の範囲である。
Rth=[{(nx+ny)/2}-nz]・d
前記式において、dは、透明保護層の厚みであり、nx,ny,nzとは、前記透明保護層におけるX軸、Y軸およびZ軸の屈折率をそれぞれ示す。前記X軸とは、前記透明保護層面内において最大の屈折率を示す軸方向であり、Y軸は、前記面内において前記X軸に対して垂直な軸方向であり、Z軸は、前記X軸およびY軸に垂直な厚み方向を示す。
(1)膨潤処理
PVAフィルムに下記表1に示す条件で膨潤処理を施した。具体的には、前記PVAフィルムを水浴(膨潤浴)に浸漬して、延伸を行った。下記表1中には、浸漬時間、膨潤浴の温度、膨潤前のPVAフィルム(原反)の長さに対する延伸倍率を示す。なお、前記膨潤浴での水切れ性を良くするためにガイドロールを用いた(以下、同様)。
前記PVAフィルムを前記膨潤浴から引き上げ、ヨウ素0.03重量%を含む水溶液(染色浴)に浸漬させ、さらに延伸を行った。下記表1中には、浸漬時間、染色浴の温度、原反の長さに対する延伸倍率を示す。
前記PVAフィルムを前記染色浴から引き上げ、ホウ酸およびKIを含む水溶液(架橋浴)に浸漬させ、さらに延伸を行った。下記表1には、浸漬時間、架橋浴の温度、原反の長さに対する延伸倍率、染色浴におけるホウ酸濃度およびKI濃度を示す。また、前記架橋浴への浸漬時間を表1に示す。
前記PVAフィルムを前記架橋浴から引き上げ、ホウ酸およびKIを含む水溶液(延伸浴)に浸漬させ、さらに延伸を行った。下記表1には、浸漬時間、浸漬浴の温度、原反の長さに対する延伸倍率、延伸浴におけるホウ酸濃度およびKI濃度を示す。また、延伸浴への浸漬時間(延伸に供した時間)を表1に示す。
前記PVAフィルムを前記延伸浴から引き上げ、KI水溶液(水洗浴)に浸漬させた後、水で洗浄した。下記表1には、水洗浴におけるKI濃度および水洗浴の温度を示す。
前記水洗処理後のPVAフィルムを25℃で3分間乾燥処理を施して、偏光子とした。得られた偏光子の幅および厚みについて、原反の幅を100%とした場合の層対値(%)、および原反の厚みを100%とした場合の相対値(%)をそれぞれ求めた。この結果を表1にあわせて示す。
予め、商品名KC4UVX2MW(コニカフィルム社製)のTACフィルムを、40℃の5重量%NAOH水溶液に2分間浸漬し、30℃の純水で1分間水洗し、さらに100℃で2分間乾燥させすることによって、けん化処理を施した保護フィルム(厚み40μm)を作製した。この保護フィルムについて位相差計(王子計測機器社製、商品名KOBRA21ADH)を用いて位相差を測定した結果、面内位相差は1nmであり、厚み方向位相差は27nmであった(測定波長550nm)。前述の偏光子の両面に前記保護フィルムを3重量%PVA水溶液によって貼り付け、乾燥処理(65℃、5分)を施すことによって、偏光板を作製した。
(1)位相差の測定
商品名KOBRA−31PR(王子計測機器製)を用いて偏光板の面内位相差を測定した(測定波長1000nm)。具体的には、長さ250mm×幅200mmの偏光板について、面内2mm毎に、合計12276点の測定を行った。これらの結果を、偏光板の位相差変動範囲として表2に示す。
ΔR=Ri - Ri+1
また、得られた面内位相差のうち、最大位相差と最小位相差との差、ならびに、最小位相差を示す測定点と最小位相差を示す測定点との距離を求めた。これらの結果を下記表2に示す。
分光光度計(商品名DOT-3C:村上色彩技術研究所製)を用いて測定し、JlS Z 8701の2度視野(C光源)によって、視感度補正を行ったY値で示した。
2枚の同じ偏光板を偏光軸が平行になるように重ね合わせた場合の透過率(H0)と、直交に重ね合わせた場合の透過率(H90)とを、前記透過率の測定方法に準じて測定し、下記の式から偏光度を求めた。なお、平行の透過率(H0)と直交の透過率(H90)は、前述と同様に視感度補正したY値である。
積分球式分光透過率測定器(商品名DOT−3C;村上色彩技術研究所製)を使用して、単体色相a、単体色相b、平行色相a、平行色相b、直交色相a、直交色相bを測定した。これらの結果を下記表2に示す。
実施例及び比較例で得た偏光板を、それぞれ長さ25cm×幅20cm角に裁断し、高コントラストタイプのIPS液晶セルの表面(光源側)に、粘着剤を介して貼り合わせ、前記液晶セルの他方の表面(視認側)には、商品名SEG1425DU(日東電工製)を貼り合わせた。得られた液晶パネルを、前記光源側の偏光板(作製した偏光板)が下になるように、後述する各種バックライト(A〜D)の上に置いた。そして、前記液晶パネルの視認側において、正面方向(0°)および斜め方向(30°、60°)から観察し、黒表示時におけるムラを下記評価基準に基づいて評価した。これらの結果を下記表3に示す。
図6は、バックライトAの概略を示す断面図である。図示のように、このバックライト6は、裏面に印刷を施したクサビ型導光板22に、冷陰極管26とランプハウス27とを備え付け、上面には拡散板21を、下面には拡散反射板23を、それぞれ配置した。
図7は、バックライトBの概略を示す断面図である。図示のように、このバックライト7は、前記図6に示すバックライト6の上に、コレステリック層とλ/4板層との積層体を配置した。この際、前記積層体は、バックライト6側にコレステリック面(16)が、視認側にλ/4板(15)がくるように配置した。このバックライト7の上に、前述のように液晶セルを配置する時は、透過光量が最大になるようにした。なお、前記コレステリック層とλ/4板層との積層体としては、日東電工社製の商品名PCF400TEGから、偏光板部分のみを取り除いたものを使用した。
図8は、バックライトCの概略を示す断面図である。図示のように、このバックライト8は、前記図6に示すバックライト6の上に、異方性多重薄膜反射偏光子(商品名DBEF;スリーエム社製)17を配置した。このバックライト8の上に、前述のように液晶セルを配置する時は、透過光量が最大になるようにした。
図9(A)は、バックライトDの概略を示す断面図であり、同図(B)は前記(A)の部分的な概略を示す図である。図示のように、このバックライト9は、光出射面にプリズムを形成したクサビ型導光板25に、冷陰極管26とランプハウス27とを備え付け、前記導光板25の下面には拡散反射板23を、前記導光板25の上面には、プリズムシート24を配置した。なお、このプリズムシート24は、同図(A)の部分的な拡大図(B)に示すように、そのプリズム面が前記導光板25のプリズム面と向かい合うように配置した。そして、前記プリズムシート24の上面に、さらに拡散板21配置した。
5:表示ムラが全く見られない
4:蛍光灯点灯下において、表示ムラが全く見られず、消灯下(暗室)にお
いてムラがうっすらと見える
3:蛍光灯点灯下において、表示ムラが全く見られず、消灯下(暗室)にお
いてムラが見える
2:蛍光灯点灯下において、表示ムラがうっすらと見える
1:蛍光灯点灯下において、表示ムラがはっきりと見える
2 透明保護層
3 粘着剤層
10、11、20 偏光板
12 液晶セル
13 位相差板
14 偏光変換素子
15 1/4波長板
16 コレステリック液晶層
17 異方性多重薄膜反射型偏光素子
21 拡散板
22 導光板
23 反射板
24 プリズムシート
25 プリズム付き導光板
Claims (19)
- マトリックス中に二色性物質を含有する偏光子であって、吸収を示さない測定波長において、面内位相差が950〜1350nmの範囲であることを特徴とする偏光子。
- 前記吸収を示さない測定波長において、面内位相差の微分位相差変化量(σ)が、−5nm/mm〜5nm/mmの範囲である請求項1記載の偏光子。
- 前記吸収を示さない測定波長において、面内位相差の極大値を示す測定部位と極小値を示す測定部位との距離が、10mm以下の範囲もしくは100mm以上の範囲であり、かつ、前記極大値と前記極小値との差(面内位相差バラツキ)が60nm未満である請求項1または2記載の偏光子。
- 前記測定波長が、800〜1500nmの範囲である請求項1〜3のいずれか一項に記載の偏光子。
- 前記測定波長が1000nmである請求項4記載の偏光子。
- 前記マトリックスが、ポリマーフィルムである請求項1〜5のいずれか一項に記載の偏光子。
- 前記ポリマーフィルムがポリビニルアルコールフィルムである請求項6記載の偏光子。
- チップカットされている請求項1〜7のいずれか一項に記載の偏光子。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の偏光子を含む光学フィルム。
- さらに透明保護層を含み、前記偏光子の少なくとも一方の表面に前記透明保護層が配置された請求項9記載の光学フィルム。
- 少なくとも一方の最外層に粘着層が配置された請求項9または10記載の偏光板。
- さらに、偏光変換素子および位相差フィルムの少なくとも一方を含む請求項9〜11のいずれか一項に記載の光学フィルム。
- 前記偏光変換素子が、異方性反射型偏光素子または異方性散乱型偏光素子である請求項12記載の光学フィルム。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の偏光子および請求項9〜13のいずれか一項に記載の光学フィルムの少なくとも一方が、液晶セルの少なくとも一方の表面に配置された液晶パネル。
- 請求項14記載の液晶パネルを含む液晶表示装置。
- 偏光を出射する平面光源を有する請求項15記載の液晶表示装置。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の偏光子および請求項9〜13のいずれか一項に記載の光学フィルムの少なくとも一方を含む画像表示装置。
- エレクトロルミネッセンス表示装置である請求項17記載の画像表示装置。
- 請求項17記載の画像表示装置のインハウス製造方法であって、請求項1〜8のいずれか一項に記載の偏光子および請求項9〜13のいずれか一項に記載の光学フィルムの少なくとも一方を、チップカットした直後に、前記表示装置に貼り合わせる工程を含むインハウス製造方法。
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