JP2006243653A - Manufacturing method of elliptically polarizing plate and image display device using elliptically polarizing plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、楕円偏光板の製造方法および楕円偏光板を用いた画像表示装置に関する。より詳細には、本発明は、斜め方向についても優れた特性を有する、広帯域かつ広視野角の楕円偏光板を非常に高い製造効率で製造し得る方法およびそのような方法で得られた楕円偏光板、ならびに該楕円偏光板を用いた画像表示装置に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an elliptically polarizing plate and an image display device using the elliptically polarizing plate. More specifically, the present invention relates to a method for producing a wide-band and wide-viewing-angle elliptical polarizing plate having excellent characteristics in an oblique direction with very high production efficiency, and the elliptically polarized light obtained by such a method. The present invention relates to a plate and an image display device using the elliptically polarizing plate.
液晶表示装置やエレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイ等の各種画像表示装置には、一般に、光学的な補償を行うために、偏光フィルムと位相差板とを組み合わせた様々な光学フィルムが使用されている。 Various image display devices such as liquid crystal display devices and electroluminescence (EL) displays generally use various optical films in which a polarizing film and a retardation plate are combined in order to perform optical compensation.
上記光学フィルムの一種である円偏光板は、通常、偏光フィルムとλ/4板とを組み合わせることによって製造できる。しかし、λ/4板は、波長が短波長側になるに従って位相差値が大きくなる特性、いわゆる「正の波長分散特性」を示し、また、その波長分散特性が大きいものが一般的である。このために、広い波長範囲にわたって、所望の光学特性(例えば、λ/4板としての機能)を発揮できないという問題がある。このような問題を回避するために、近年、波長が長波長側になるに従って位相差値が大きくなる波長分散特性、いわゆる「逆分散特性」を示す位相差板として、例えば、ノルボルネン系フィルムおよび変性ポリカーボネート系フィルムが提案されている。しかし、これらのフィルムにはコストの面で問題がある。 A circularly polarizing plate which is a kind of the optical film can be usually produced by combining a polarizing film and a λ / 4 plate. However, the λ / 4 plate generally exhibits a characteristic that the phase difference value increases as the wavelength becomes shorter, that is, a so-called “positive wavelength dispersion characteristic”, and generally has a large wavelength dispersion characteristic. Therefore, there is a problem that desired optical characteristics (for example, a function as a λ / 4 plate) cannot be exhibited over a wide wavelength range. In order to avoid such problems, in recent years, for example, a norbornene-based film and a modified film as a retardation plate exhibiting a wavelength dispersion characteristic in which a retardation value increases as the wavelength becomes longer, that is, a so-called “reverse dispersion characteristic”. Polycarbonate films have been proposed. However, these films have a problem in terms of cost.
そこで、現在では、正の波長分散特性を有するλ/4板について、例えば、長波長側になるに従って位相差値が大きくなる位相差板や、λ/2板を組み合わせることによって、上記λ/4板の波長分散特性を補正する方法が採用されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, at present, for a λ / 4 plate having positive wavelength dispersion characteristics, for example, by combining a retardation plate whose retardation value increases as it becomes longer wavelength side, or a λ / 2 plate, the above-mentioned λ / 4 plate is used. A method of correcting the wavelength dispersion characteristics of the plate is employed (see, for example, Patent Document 1).
このように、偏光フィルムとλ/4板とλ/2板とを組み合わせる場合、それぞれの光軸、すなわち偏光フィルムの吸収軸と各位相差板の遅相軸との角度を調整する必要がある。しかし、偏光フィルムも、延伸フィルムからなる位相差板も、その光軸が一般に延伸方向に依存するので、吸収軸と遅相軸とが所望の角度となるようこれらを積層するには、それぞれのフィルムを光軸の方向に応じて切り抜いてから積層する必要がある。具体的に説明すると、通常、偏光フィルムの吸収軸は延伸方向と平行であり、位相差板の遅相軸もまた延伸方向と平行となる。このため、偏光フィルムと位相差板とを、例えば、吸収軸と遅相軸との角度が45°となるように積層するには、いずれか一方のフィルムを長手方向(延伸方向)に対して45°の方向に切り出す必要がある。このようにフィルムを切り出した上で貼り付けを行う場合には、例えば、切り出した各フィルムにおいて光軸の角度にばらつきが生じるおそれがあり、結果として製品間に品質のばらつきが生じるという問題がある。また、コストや時間がかかるという問題もある。さらに、切り抜きによって廃棄物が増加し、大型フィルムの製造が困難であるとの問題もある。 As described above, when the polarizing film, the λ / 4 plate, and the λ / 2 plate are combined, it is necessary to adjust the respective optical axes, that is, the angles between the absorption axis of the polarizing film and the slow axis of each retardation plate. However, since both the polarizing film and the retardation film made of a stretched film generally have an optical axis that depends on the stretching direction, in order to laminate them so that the absorption axis and the slow axis are at a desired angle, It is necessary to laminate the film after cutting it out according to the direction of the optical axis. Specifically, the absorption axis of the polarizing film is usually parallel to the stretching direction, and the slow axis of the retardation film is also parallel to the stretching direction. For this reason, in order to laminate | stack a polarizing film and a phase difference plate, for example so that the angle of an absorption axis and a slow axis may be 45 degrees, either one film is with respect to a longitudinal direction (stretching direction). It is necessary to cut in the direction of 45 °. When pasting after cutting out the film in this way, for example, there is a possibility that the angle of the optical axis varies in each cut out film, and as a result, there is a problem that the quality varies among products. . There is also a problem of cost and time. Furthermore, there is a problem that the waste increases due to the cutting and it is difficult to produce a large film.
このような問題に対しては、例えば、偏光フィルムや位相差板を斜め方向に延伸する等、延伸方向を調節する方法も報告されているが(例えば、特許文献2参照)、調節が困難であるとの問題がある。 For such problems, for example, a method of adjusting the stretching direction such as stretching a polarizing film or a retardation plate in an oblique direction has been reported (for example, see Patent Document 2), but the adjustment is difficult. There is a problem with it.
さらに、偏光フィルムの吸収軸と各位相差板の遅相軸との角度は製品ごとに調整されているのが現状であり、包括的な最適化の手段は見出されていない。
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、斜め方向についても優れた特性を有する、広帯域かつ広視野角の楕円偏光板を非常に高い製造効率で製造し得る方法およびそのような方法で得られた楕円偏光板、ならびに該楕円偏光板を用いた画像表示装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and the object of the present invention is to produce an elliptically polarizing plate having a wide bandwidth and a wide viewing angle, which has excellent characteristics even in an oblique direction. And an elliptically polarizing plate obtained by such a method, and an image display device using the elliptically polarizing plate.
本発明者らは、偏光子の吸収軸とλ/4板およびλ/2板の遅相軸との関係について鋭意検討した結果、吸収軸と遅相軸がなす角度が特定の関係を有するときにきわめて優れた広帯域かつ広視野角特性が得られること、さらに、偏光子の吸収軸に対して特定の角度を有する遅相軸を得る手段として光配向処理がきわめて有用であることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies on the relationship between the absorption axis of the polarizer and the slow axis of the λ / 4 plate and the λ / 2 plate, the present inventors have found that the angle formed by the absorption axis and the slow axis has a specific relationship. In addition, it has been found that the optical alignment treatment is extremely useful as a means for obtaining a slow axis having a specific angle with respect to the absorption axis of the polarizer. The invention has been completed.
本発明の楕円偏光板の製造方法は、透明保護フィルムの表面に光配向処理を施す工程と、該透明保護フィルムの該光配向処理が施された表面に液晶材料を塗工する工程と、該液晶材料を該透明保護フィルムの配向方向に応じて配向させて、第1の複屈折層を形成する工程と、該透明保護フィルムの該光配向処理が施された表面と反対側の表面に偏光子を積層する工程と、該第1の複屈折層の表面に高分子フィルムを積層して、第2の複屈折層を形成する工程とを含み、該偏光子の吸収軸と該透明保護フィルムの配向方向とのなす角度をα、該偏光子の吸収軸と該第2の複屈折層の遅相軸のなす角度をβとしたとき、角度αおよびβが下記式(1)の関係を有する:
2α+40°<β<2α+50° ・・・(1)。
The method for producing an elliptically polarizing plate of the present invention includes a step of performing photo-alignment treatment on the surface of the transparent protective film, a step of applying a liquid crystal material to the surface of the transparent protective film that has been subjected to the photo-alignment treatment, The liquid crystal material is oriented according to the orientation direction of the transparent protective film to form a first birefringent layer, and the transparent protective film is polarized on the surface opposite to the surface subjected to the photo-alignment treatment. Laminating a polarizer and laminating a polymer film on the surface of the first birefringent layer to form a second birefringent layer, the absorption axis of the polarizer and the transparent protective film Where α is the angle between the orientation direction and β is the angle between the absorption axis of the polarizer and the slow axis of the second birefringent layer, the angles α and β satisfy the relationship of the following formula (1): Have:
2α + 40 ° <β <2α + 50 ° (1).
好ましい実施形態においては、上記偏光子および上記第1の複屈折層が形成された上記透明保護フィルムが共に長尺フィルムであり、上記偏光子の積層工程において、該偏光子および該保護フィルムの長辺同士が連続的に貼り合わせられる。さらに好ましい実施形態においては、上記第2の複屈折層を形成する高分子フィルムが長尺フィルムであり、上記第2の複屈折層を形成する工程において、上記偏光子、上記第1の複屈折層が形成された上記透明保護フィルム、および該高分子フィルムの長辺同士が連続的に貼り合わせられる。
好ましい実施形態においては、上記光配向処理の方向は、上記偏光子の吸収軸に対して、+8°〜+38°または−8°〜−38°である。
好ましい実施形態においては、上記光配向処理は、上記透明保護フィルムの表面に光配向膜を形成する工程と、該光配向膜に光を照射する工程とを含む。さらに好ましい実施形態においては、上記光配向膜は、シンナメート基、カルコン基、アゾベンゼン基、スチルベン基、α−ヒドラゾノ−β−ケトエステル基、ベンジリデンフタルイミジン基、レチノイル基、クマリン基、スチリルピリジン基およびアントラセン基から選択される少なくとも一種の光反応性官能基を有する配向剤を含有する組成物から形成される。さらに好ましい実施形態においては、上記光は、所定の波長で偏光分離機能を有するワイヤーグリッド偏光子によって生成された偏光である。
好ましい実施形態においては、上記液晶材料は、液晶モノマーおよび液晶ポリマーの少なくとも一方を含む。
好ましい実施形態においては、上記第1の複屈折層はλ/2板である。好ましい実施形態においては、上記第2の複屈折層はλ/4板である。
好ましい実施形態においては、上記高分子フィルムは延伸フィルムである。
In a preferred embodiment, the polarizer and the transparent protective film on which the first birefringent layer is formed are both long films. In the step of laminating the polarizer, the length of the polarizer and the protective film is long. Sides are stuck together continuously. In a more preferred embodiment, the polymer film forming the second birefringent layer is a long film, and in the step of forming the second birefringent layer, the polarizer and the first birefringent layer are formed. The transparent protective film having the layer formed thereon and the long sides of the polymer film are continuously bonded to each other.
In a preferred embodiment, the direction of the photo-alignment treatment is + 8 ° to + 38 ° or −8 ° to −38 ° with respect to the absorption axis of the polarizer.
In a preferred embodiment, the photo-alignment treatment includes a step of forming a photo-alignment film on the surface of the transparent protective film and a step of irradiating the photo-alignment film with light. In a more preferred embodiment, the photo-alignment film comprises a cinnamate group, a chalcone group, an azobenzene group, a stilbene group, an α-hydrazono-β-ketoester group, a benzylidenephthalimidine group, a retinoyl group, a coumarin group, a styrylpyridine group, and It is formed from a composition containing an aligning agent having at least one photoreactive functional group selected from anthracene groups. In a further preferred embodiment, the light is polarized light generated by a wire grid polarizer having a polarization separation function at a predetermined wavelength.
In a preferred embodiment, the liquid crystal material includes at least one of a liquid crystal monomer and a liquid crystal polymer.
In a preferred embodiment, the first birefringent layer is a λ / 2 plate. In a preferred embodiment, the second birefringent layer is a λ / 4 plate.
In a preferred embodiment, the polymer film is a stretched film.
本発明の別の局面によれば、楕円偏光板が提供される。この楕円偏光板は、上記製造方法により製造される。 According to another aspect of the present invention, an elliptically polarizing plate is provided. This elliptically polarizing plate is manufactured by the above manufacturing method.
本発明の別の局面によれば、画像表示装置が提供される。この画像表示装置は、上記楕円偏光板を含む。 According to another aspect of the present invention, an image display device is provided. The image display device includes the elliptically polarizing plate.
以上のように、本発明によれば、上記透明保護フィルムの配向処理において、第1の複屈折層の遅相軸を任意の方向に設定できるので、長手方向に延伸された(すなわち、長手方向に吸収軸を有する)長尺の偏光フィルム(偏光子)を使用することができる。つまり、長手方向に対して所定の角度をなすよう配向処理がなされた長尺の透明保護フィルムと、長尺の偏光フィルム(偏光子)とを、それぞれの長手方向を揃えて(いわゆるロールtoロールで)連続的に貼りあわせることができる。したがって、非常に優れた製造効率で楕円偏光板が得られる。さらに、この方法によれば、フィルムを長手方向(延伸方向)に対して斜めに切り出して積層する必要がない。その結果、切り出した各フィルムにおいて光軸の角度にばらつきが生じることがなく、結果として製品間で品質のばらつきがない楕円偏光板が得られる。さらに、切り抜きによる廃棄物も生じないので、低コストで楕円偏光板が得られる。加えて、大型偏光板の製造も容易になる。また、第2の複屈折層を形成する高分子フィルムとして、幅方向に延伸され幅方向に遅相軸を有する高分子フィルムを用いることで、偏光子と高分子フィルムの長辺同士を連続的に貼り合わせることが可能となり、非常に優れた製造効率で楕円偏光板が得られる。 As described above, according to the present invention, in the orientation treatment of the transparent protective film, the slow axis of the first birefringent layer can be set in an arbitrary direction, so that it is stretched in the longitudinal direction (that is, in the longitudinal direction). A long polarizing film (polarizer) having an absorption axis can be used. That is, a long transparent protective film that has been subjected to an orientation treatment so as to form a predetermined angle with respect to the longitudinal direction and a long polarizing film (polarizer) are aligned in the longitudinal direction (so-called roll-to-roll). In) can be pasted together. Therefore, an elliptically polarizing plate can be obtained with very excellent production efficiency. Furthermore, according to this method, it is not necessary to cut and laminate the film obliquely with respect to the longitudinal direction (stretching direction). As a result, there is no variation in the angle of the optical axis in each cut out film, and as a result, an elliptically polarizing plate with no quality variation among products is obtained. Furthermore, no waste due to clipping is generated, so that an elliptically polarizing plate can be obtained at low cost. In addition, a large polarizing plate can be easily manufactured. In addition, by using a polymer film that is stretched in the width direction and has a slow axis in the width direction as the polymer film that forms the second birefringent layer, the long sides of the polarizer and the polymer film are continuously connected to each other. And an elliptically polarizing plate can be obtained with extremely excellent production efficiency.
さらに、本発明によれば、上記透明保護フィルムの配向処理として光配向処理を用いることにより、静電気、塵、埃などの影響をきわめて良好に排除できる。その結果、きわめて優れた品質安定性と光学特性を有する楕円偏光板が得られる。このような効果は、配向処理としてラビング処理を用いる場合に比べて、顕著に優れている。ラビング処理は、フィルム表面をこすった後にできる屑の影響によって得られる楕円偏光板の光学特性が低下する場合があるが、本発明の光配向処理によれば、そのような悪影響を排除できるからである。 Furthermore, according to the present invention, the influence of static electricity, dust, dust, etc. can be eliminated very satisfactorily by using a photo-alignment process as the alignment process of the transparent protective film. As a result, an elliptically polarizing plate having extremely excellent quality stability and optical characteristics can be obtained. Such an effect is remarkably superior to the case where a rubbing process is used as the alignment process. The rubbing treatment may deteriorate the optical properties of the elliptically polarizing plate obtained by rubbing after the film surface is rubbed. However, according to the photo-alignment treatment of the present invention, such an adverse effect can be eliminated. is there.
このようにして得られた楕円偏光板は、偏光子の吸収軸と第1の複屈折層(λ/2板)の遅相軸とがなす角度α、および偏光子の吸収軸と第2の複屈折層(λ/4板)の遅相軸とがなす角度βを、2α+40°<β<2α+50°という関係で最適化されているので、広帯域かつ広視野角の画像表示装置を得ることができる。しかも、この関係は包括的であるので、製品ごとに試行錯誤して積層方向を検討する必要がない。すなわち、偏光子とλ/2板とλ/4板のほとんどの組み合わせにおいて、この関係を用いることにより、非常に優れた円偏光特性が実現され得る。その結果、円偏光特性の最適化をきわめて一般的かつ容易に行うことができる。 The elliptically polarizing plate thus obtained has an angle α formed by the absorption axis of the polarizer and the slow axis of the first birefringent layer (λ / 2 plate), and the absorption axis of the polarizer and the second axis. Since the angle β formed by the slow axis of the birefringent layer (λ / 4 plate) is optimized in the relationship of 2α + 40 ° <β <2α + 50 °, a broadband and wide viewing angle image display device can be obtained. it can. Moreover, since this relationship is comprehensive, it is not necessary to examine the stacking direction by trial and error for each product. That is, in most combinations of a polarizer, a λ / 2 plate, and a λ / 4 plate, a very excellent circular polarization characteristic can be realized by using this relationship. As a result, the optimization of the circular polarization characteristic can be performed very generally and easily.
A.楕円偏光板
A−1.楕円偏光板の全体構成
図1は、本発明の好ましい実施形態による楕円偏光板の概略断面図である。この楕円偏光板10は、偏光子11と第1の複屈折層12と第2の複屈折層13とが積層されてなる。必要に応じて、偏光子11と第1の複屈折層12との間に第1の保護層14が設けられ、偏光子11の第1の保護層14の反対側に第2の保護層15が設けられる。
A. Elliptical polarizing plate A-1. 1 is a schematic sectional view of an elliptically polarizing plate according to a preferred embodiment of the present invention. The elliptically
上記第1の複屈折層12は、いわゆるλ/2板として機能し得る。本明細書において、λ/2板とは、ある特定の振動方向を有する直線偏光を、当該直線偏光の振動方向とは直交する振動方向を有する直線偏光に変換したり、右円偏光を左円偏光に(または、左円偏光を右円偏光に)変換したりする機能を有するものをいう。上記第2の複屈折層13は、いわゆるλ/4板として機能し得る。本明細書において、λ/4板とは、ある特定の波長の直線偏光を円偏光に(または、円偏光を直線偏光に)変換する機能を有するものをいう。
The first
図2は、本発明の好ましい実施形態による楕円偏光板を構成する各層の光軸を説明する分解斜視図である(なお、図2においては、見易くするために第2の保護層15を省略している)。上記第1の複屈折層12は、その遅相軸Bが偏光子11の吸収軸Aに対して所定の角度αを規定するようにして積層されている。また、上記第2の複屈折層13は、その遅相軸Cが偏光子11の吸収軸Aに対して所定の角度βを規定するようにして積層されている。なお、遅相軸とは、面内の屈折率が最大になる方向をいう。
FIG. 2 is an exploded perspective view for explaining the optical axis of each layer constituting the elliptically polarizing plate according to a preferred embodiment of the present invention (in FIG. 2, the second
本発明においては、上記角度αと上記角度βは、下記式(1)の関係を有する:
2α+40°<β<2α+50° ・・・(1)。
角度αと角度βとの関係は、さらに好ましくは2α+42°<β<2α+48°であり、とりわけ好ましくは2α+43°<β<2α+47°であり、最も好ましくはβ=2α+45°である。角度αと角度βがこのような関係を有することにより、非常に優れた円偏光特性を有する偏光板が得られ得る。しかも、この関係は包括的であるので、製品ごとに試行錯誤して積層方向を検討する必要がない。すなわち、偏光子とλ/2板とλ/4板のほとんどの組み合わせにおいて、この関係を用いることにより、非常に優れた円偏光特性が実現され得る。このような関係を見出したことが本発明の大きな特徴の1つであり、このことは、円偏光特性の最適化に関する技術分野におけるきわめて有用な成果である。
In the present invention, the angle α and the angle β have the relationship of the following formula (1):
2α + 40 ° <β <2α + 50 ° (1).
The relationship between the angle α and the angle β is more preferably 2α + 42 ° <β <2α + 48 °, particularly preferably 2α + 43 ° <β <2α + 47 °, and most preferably β = 2α + 45 °. When the angle α and the angle β have such a relationship, a polarizing plate having very excellent circular polarization characteristics can be obtained. Moreover, since this relationship is comprehensive, it is not necessary to examine the stacking direction by trial and error for each product. That is, in most combinations of a polarizer, a λ / 2 plate, and a λ / 4 plate, a very excellent circular polarization characteristic can be realized by using this relationship. The finding of such a relationship is one of the major features of the present invention, and this is a very useful result in the technical field related to the optimization of circular polarization characteristics.
上記角度αは、好ましくは+8°〜+38°または−8°〜−38°であり、さらに好ましくは+13°〜+33°または−13°〜−33°であり、特に好ましくは+19°〜+29°または−19°〜−29°であり、とりわけ好ましくは+21°〜+27°または−21°〜−27°であり、最も好ましくは+23°〜+24°または−23°〜−24°である。したがって、最も好ましい実施形態(β=2α+45°)においては、角度βは、好ましくは+61°〜+121°または−31°〜+29°であり、さらに好ましくは+71°〜+111°または−21°〜+19°であり、特に好ましくは+83°〜+103°または−13°〜+7°であり、とりわけ好ましくは+87°〜+99°または−9°〜+3°であり、最も好ましくは+91°〜+93°または−3°〜−1°である。楕円偏光板の製造手順(後述)を考慮すると、角度βが偏光子の吸収軸と実質的に平行または直交することがきわめて好ましい。なお、本明細書において、「実質的に平行」とは、0°±3.0°である場合を包含し、好ましくは0°±1.0°であり、さらに好ましくは0°±0.5°である。「実質的に直交」とは、90°±3.0°である場合を包含し、好ましくは90°±1.0°であり、さらに好ましくは90°±0.5°である。 The angle α is preferably + 8 ° to + 38 ° or −8 ° to −38 °, more preferably + 13 ° to + 33 ° or −13 ° to −33 °, and particularly preferably + 19 ° to + 29 °. Or −19 ° to −29 °, particularly preferably + 21 ° to + 27 ° or −21 ° to −27 °, and most preferably + 23 ° to + 24 ° or −23 ° to −24 °. Accordingly, in the most preferred embodiment (β = 2α + 45 °), the angle β is preferably + 61 ° to + 121 ° or −31 ° to + 29 °, more preferably + 71 ° to + 111 ° or −21 ° to +19. °, particularly preferably + 83 ° to + 103 ° or −13 ° to + 7 °, particularly preferably + 87 ° to + 99 ° or −9 ° to + 3 °, most preferably + 91 ° to + 93 ° or − 3 ° to −1 °. Considering the manufacturing procedure (described later) of the elliptically polarizing plate, it is very preferable that the angle β is substantially parallel or orthogonal to the absorption axis of the polarizer. In this specification, “substantially parallel” includes the case of 0 ° ± 3.0 °, preferably 0 ° ± 1.0 °, and more preferably 0 ° ± 0. 5 °. “Substantially orthogonal” includes the case of 90 ° ± 3.0 °, preferably 90 ° ± 1.0 °, and more preferably 90 ° ± 0.5 °.
本発明の楕円偏光板の全体厚みは、好ましくは80〜250μmであり、さらに好ましくは110〜220μmであり、最も好ましくは140〜190μmである。本発明の楕円偏光板の製造方法(後述)によれば、接着剤を用いることなく第1の複屈折層を積層することができ、かつ、光配向膜の厚みが非常に薄いので、従来の楕円偏光板に比べて、全体厚みが最小で4分の1程度にまで薄くすることができる。結果として、本発明の楕円偏光板は、液晶表示装置の薄型化に大きく貢献し得る。以下、本発明の楕円偏光板を構成する各層の詳細について説明する。 The total thickness of the elliptically polarizing plate of the present invention is preferably 80 to 250 μm, more preferably 110 to 220 μm, and most preferably 140 to 190 μm. According to the method for producing an elliptically polarizing plate of the present invention (described later), the first birefringent layer can be laminated without using an adhesive, and the thickness of the photo-alignment film is very thin. Compared with the elliptically polarizing plate, the total thickness can be reduced to about a quarter. As a result, the elliptically polarizing plate of the present invention can greatly contribute to thinning of the liquid crystal display device. Hereinafter, details of each layer constituting the elliptically polarizing plate of the present invention will be described.
A−2.第1の複屈折層
上記のように、第1の複屈折層12は、いわゆるλ/2板として機能し得る。第1の複屈折層がλ/2板として機能することにより、λ/4板として機能する第2の複屈折層の波長分散特性(特に、位相差がλ/4を外れる波長範囲)について、位相差が適切に調節され得る。このような第1の複屈折層の面内位相差(Δnd)は、波長590nmにおいて、好ましくは180〜300nmであり、さらに好ましくは210〜280nmであり、最も好ましくは230〜240nmである。なお、面内位相差(Δnd)は、式Δnd=(nx−ny)×dから求められる。ここで、nxおよびnyは上記の通りであり、dは第1の複屈折層の厚さである。さらに、上記第1の複屈折層12は、nx>ny=nzの屈折率分布を有することが好ましい。本明細書において、「ny=nz」は、nyとnzが厳密に等しい場合のみならず、nyとnzが実質的に等しい場合も包含する。
A-2. First Birefringent Layer As described above, the first
上記第1の複屈折層の厚みは、λ/2板として最も適切に機能し得るように設定され得る。言い換えれば、厚みは、所望の面内位相差が得られるように設定され得る。具体的には、厚みは、好ましくは0.5〜5μmであり、さらに好ましくは1〜4μmであり、最も好ましくは1.5〜3μmである。 The thickness of the first birefringent layer can be set so as to function most appropriately as a λ / 2 plate. In other words, the thickness can be set so as to obtain a desired in-plane retardation. Specifically, the thickness is preferably 0.5 to 5 μm, more preferably 1 to 4 μm, and most preferably 1.5 to 3 μm.
上記第1の複屈折層を形成する材料としては、上記のような特性が得られる限りにおいて任意の適切な材料が採用され得る。液晶材料が好ましく、液晶相がネマチック相である液晶材料(ネマチック液晶)がさらに好ましい。液晶材料を用いることにより、得られる複屈折層のnxとnyとの差を非液晶材料に比べて格段に大きくすることができる。その結果、所望の面内位相差を得るための複屈折層の厚みを格段に小さくすることができる。このような液晶材料としては、例えば、液晶ポリマーや液晶モノマーが使用可能である。液晶材料の液晶性の発現機構は、リオトロピックでもサーモトロピックでもどちらでもよい。また、液晶の配向状態は、ホモジニアス配向であることが好ましい。液晶ポリマーおよび液晶モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。 As a material for forming the first birefringent layer, any appropriate material can be adopted as long as the above characteristics are obtained. A liquid crystal material is preferable, and a liquid crystal material (nematic liquid crystal) in which the liquid crystal phase is a nematic phase is more preferable. By using a liquid crystal material, the difference between nx and ny of the obtained birefringent layer can be significantly increased compared to a non-liquid crystal material. As a result, the thickness of the birefringent layer for obtaining a desired in-plane retardation can be significantly reduced. As such a liquid crystal material, for example, a liquid crystal polymer or a liquid crystal monomer can be used. The liquid crystal material may exhibit a liquid crystallinity mechanism either lyotropic or thermotropic. The alignment state of the liquid crystal is preferably homogeneous alignment. The liquid crystal polymer and the liquid crystal monomer may be used alone or in combination.
上記液晶材料が液晶性モノマーである場合、例えば、重合性モノマーおよび架橋性モノマーであることが好ましい。これは、後述するように、液晶性モノマーを重合または架橋させることによって、液晶性モノマーの配向状態を固定できるためである。液晶性モノマーを配向させた後に、例えば、液晶性モノマー同士を重合または架橋させれば、それによって上記配向状態を固定することができる。ここで、重合によりポリマーが形成され、架橋により3次元網目構造が形成されることとなるが、これらは非液晶性である。したがって、形成された第1の複屈折層は、例えば、液晶性化合物に特有の温度変化による液晶相、ガラス相、結晶相への転移が起きることはない。その結果、第1の複屈折層は、温度変化に影響されない、極めて安定性に優れた複屈折層となる。 When the liquid crystal material is a liquid crystal monomer, for example, a polymerizable monomer and a crosslinkable monomer are preferable. This is because the alignment state of the liquid crystalline monomer can be fixed by polymerizing or crosslinking the liquid crystalline monomer, as will be described later. After aligning the liquid crystalline monomers, for example, if the liquid crystalline monomers are polymerized or crosslinked, the alignment state can be fixed thereby. Here, a polymer is formed by polymerization and a three-dimensional network structure is formed by crosslinking, but these are non-liquid crystalline. Therefore, in the formed first birefringent layer, for example, a transition to a liquid crystal phase, a glass phase, or a crystal phase due to a temperature change specific to the liquid crystal compound does not occur. As a result, the first birefringent layer is a birefringent layer that is not affected by temperature changes and is extremely stable.
上記液晶モノマーとしては、任意の適切な液晶モノマーが採用され得る。例えば、特表2002−533742(WO00/37585)、EP358208(US5211877)、EP66137(US4388453)、WO93/22397、EP0261712、DE19504224、DE4408171、およびGB2280445等に記載の重合性メソゲン化合物等が使用できる。このような重合性メソゲン化合物の具体例としては、例えば、BASF社の商品名LC242、Merck社の商品名E7、Wacker−Chem社の商品名LC−Sillicon−CC3767が挙げられる。 Any appropriate liquid crystal monomer can be adopted as the liquid crystal monomer. For example, polymerizable mesogenic compounds described in JP-T-2002-533742 (WO00 / 37585), EP358208 (US52111877), EP66137 (US4388453), WO93 / 22397, EP02661712, DE195504224, DE44081171, and GB2280445 can be used. Specific examples of such a polymerizable mesogenic compound include, for example, the trade name LC242 from BASF, the trade name E7 from Merck, and the trade name LC-Silicon-CC3767 from Wacker-Chem.
上記液晶モノマーとしては、例えば、ネマチック性液晶モノマーが好ましく、具体的には、下記式(1)で表されるモノマーが挙げられる。これらの液晶モノマーは、単独で、または2つ以上を組み合わせて用いられ得る。
上記式(1)において、A1およびA2は、それぞれ重合性基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、A1およびA2はいずれか一方が水素であってもよい。Xは、それぞれ独立して、単結合、−O−、−S−、−C=N−、−O−CO−、−CO−O−、−O−CO−O−、−CO−NR−、−NR−CO−、−NR−、−O−CO−NR−、−NR−CO−O−、−CH2−O−または−NR−CO−NRを表し、Rは、HまたはC1〜C4アルキルを表し、Mはメソゲン基を表す。 In the above formula (1), A 1 and A 2 each represent a polymerizable group and may be the same or different. One of A 1 and A 2 may be hydrogen. X is each independently a single bond, —O—, —S—, —C═N—, —O—CO—, —CO—O—, —O—CO—O—, —CO—NR—. , —NR—CO—, —NR—, —O—CO—NR—, —NR—CO—O—, —CH 2 —O— or —NR—CO—NR, wherein R is H or C 1. -C 4 alkyl, M represents a mesogen group.
上記式(1)において、Xは同一であっても異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。 In the above formula (1), X may be the same or different, but is preferably the same.
上記式(1)のモノマーの中でも、A2は、それぞれ、A1に対してオルト位に配置されていることが好ましい。 Among the monomers of the above formula (1), each A 2 is preferably located in the ortho position with respect to A 1 .
さらに、上記A1およびA2は、それぞれ独立して、下記式
Z−X−(Sp)n ・・・(2)
で表されることが好ましく、A1およびA2は同じ基であることが好ましい。
Furthermore, A 1 and A 2 are each independently represented by the following formula ZX- (Sp) n (2)
And A 1 and A 2 are preferably the same group.
上記式(2)において、Zは架橋性基を表し、Xは上記式(1)で定義した通りであり、Spは、1〜30個の炭素原子を有する直鎖または分枝鎖の置換または非置換のアルキル基からなるスペーサーを表し、nは、0または1を表す。上記Spにおける炭素鎖は、例えば、エーテル官能基中の酸素、チオエーテル官能基中の硫黄、非隣接イミノ基またはC1〜C4のアルキルイミノ基等により割り込まれていてもよい。 In the above formula (2), Z represents a crosslinkable group, X is as defined in the above formula (1), and Sp is a linear or branched substituent having 1 to 30 carbon atoms or It represents a spacer composed of an unsubstituted alkyl group, and n represents 0 or 1. A carbon chain in Sp may be, for example, oxygen in ether functional group, sulfur in a thioether functional group, it may be interrupted by such alkylimino group nonadjacent imino or C 1 -C 4.
上記式(2)において、Zは、下記式で表される原子団のいずれかであることが好ましい。下記式において、Rとしては、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル等の基が挙げられる。
また、上記式(2)において、Spは、下記式で表される原子団のいずれかであることが好ましく、下記式において、mは1〜3、pは1〜12であることが好ましい。 In the above formula (2), Sp is preferably any one of the atomic groups represented by the following formula. In the following formula, m is preferably 1 to 3 and p is preferably 1 to 12.
上記式(1)において、Mは、下記式(3)で表されることが好ましい。下記式(3)において、Xは、上記式(1)において定義したのと同様である。Qは、例えば、置換または非置換の直鎖もしくは分枝鎖アルキレンもしくは芳香族炭化水素原子団を表す。Qは、例えば、置換または非置換の直鎖もしくは分枝鎖C1〜C12アルキレン等であり得る。 In the above formula (1), M is preferably represented by the following formula (3). In the following formula (3), X is the same as defined in the above formula (1). Q represents, for example, a substituted or unsubstituted linear or branched alkylene or aromatic hydrocarbon group. Q may be, for example, a substituted or unsubstituted linear or branched C 1 -C 12 alkylene.
上記Qが芳香族炭化水素原子団である場合、例えば、下記式に表されるような原子団や、それらの置換類似体が好ましい。 When Q is an aromatic hydrocarbon atomic group, for example, an atomic group represented by the following formula or a substituted analog thereof is preferable.
上記式で表される芳香族炭化水素原子団の置換類似体としては、例えば、芳香族環1個につき1〜4個の置換基を有してもよく、また、芳香族環または基1個につき、1または2個の置換基を有してもよい。上記置換基は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。上記置換基としては、例えば、C1〜C4アルキル、ニトロ、F、Cl、Br、I等のハロゲン、フェニル、C1〜C4アルコキシ等が挙げられる。 The substituted analog of the aromatic hydrocarbon group represented by the above formula may have, for example, 1 to 4 substituents per aromatic ring, and may include one aromatic ring or one group. Each may have 1 or 2 substituents. The above substituents may be the same or different. As the substituent, for example, C 1 -C 4 alkyl, nitro, F, Cl, Br, a halogen such as I, phenyl, C 1 -C 4 alkoxy, and the like.
上記液晶モノマーの具体例としては、例えば、下記式(4)〜(19)で表されるモノマーが挙げられる。 Specific examples of the liquid crystal monomer include monomers represented by the following formulas (4) to (19).
上記液晶モノマーが液晶性を示す温度範囲は、その種類に応じて異なる。具体的には、当該温度範囲は、好ましくは40〜120℃であり、さらに好ましくは50〜100℃であり、最も好ましくは60〜90℃である。 The temperature range in which the liquid crystal monomer exhibits liquid crystal properties varies depending on the type. Specifically, the temperature range is preferably 40 to 120 ° C, more preferably 50 to 100 ° C, and most preferably 60 to 90 ° C.
A−3.第2の複屈折層
上記のように、第2の複屈折層13は、いわゆるλ/4板として機能し得る。本発明によれば、λ/4板として機能する第2の複屈折層の波長分散特性を、上記λ/2板として機能する第1の複屈折層の光学特性によって補正することによって、広い波長範囲での円偏光機能を発揮することができる。このような第2の複屈折層の面内位相差(Δnd)は、波長550nmにおいて、好ましくは90〜180nmであり、さらに好ましくは90〜150nmであり、最も好ましくは105〜135nmである。第2の複屈折層のNz係数(=(nx−nz)/(nx−ny))は、好ましくは1.0〜2.2であり、さらに好ましくは1.2〜2.0であり、最も好ましくは1.4〜1.8である。さらに、上記第2の複屈折層13は、nx>ny>nzの屈折率分布を有することが好ましい。
A-3. Second Birefringent Layer As described above, the second
上記第2の複屈折層の厚みは、λ/2板として最も適切に機能し得るように設定され得る。言い換えれば、厚みは、所望の面内位相差が得られるように設定され得る。具体的には、厚みは、好ましくは10〜100μmであり、さらに好ましくは20〜80μmであり、最も好ましくは40〜70μmである。 The thickness of the second birefringent layer can be set so as to function most appropriately as a λ / 2 plate. In other words, the thickness can be set so as to obtain a desired in-plane retardation. Specifically, the thickness is preferably 10 to 100 μm, more preferably 20 to 80 μm, and most preferably 40 to 70 μm.
第2の複屈折層は、代表的には、高分子フィルムを延伸処理することにより形成され得る。例えば、ポリマーの種類、延伸条件、延伸方法等を適切に選択することにより、所望の光学特性(例えば、屈折率分布、面内位相差、厚み方向位相差、Nz係数)を有する第2の複屈折層が得られ得る。 The second birefringent layer can be typically formed by stretching a polymer film. For example, a second compound having desired optical characteristics (for example, refractive index distribution, in-plane retardation, thickness direction retardation, Nz coefficient) can be selected by appropriately selecting the type of polymer, stretching conditions, stretching method, and the like. A refractive layer can be obtained.
上記ポリマーフィルムを構成するポリマーとしては、任意の適切なポリマーが採用され得る。具体例としては、ポリカーボネート、ノルボルネン系ポリマー、セルロース系ポリマー、ポリビニルアルコール系ポリマー、ポリスルホン系ポリマー等が挙げられる。 Any appropriate polymer can be adopted as the polymer constituting the polymer film. Specific examples include polycarbonate, norbornene polymer, cellulose polymer, polyvinyl alcohol polymer, polysulfone polymer and the like.
A−4.偏光子
上記偏光子11としては、目的に応じて任意の適切な偏光子が採用され得る。例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、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等の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一軸延伸したもの、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等ポリエン系配向フィルム等が挙げられる。これらのなかでも、ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素などの二色性物質を吸着させて一軸延伸した偏光子が、偏光二色比が高く特に好ましい。これら偏光子の厚さは特に制限されないが、一般的に、1〜80μm程度である。
A-4. Polarizer Any appropriate polarizer may be employed as the
ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を吸着させて一軸延伸した偏光子は、例えば、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硫酸亜鉛、塩化亜鉛等を含んでいても良いし、ヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに必要に応じて染色の前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬して水洗しても良い。 A polarizer uniaxially stretched by adsorbing iodine to a polyvinyl alcohol film can be produced by, for example, dyeing polyvinyl alcohol in an aqueous solution of iodine and stretching it 3 to 7 times the original length. . If necessary, it may contain boric acid, zinc sulfate, zinc chloride, or the like, or may be immersed in an aqueous solution such as potassium iodide. Further, if necessary, the polyvinyl alcohol film may be immersed in water and washed before dyeing.
ポリビニルアルコール系フィルムを水洗することでポリビニルアルコール系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だけでなく、ポリビニルアルコール系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行っても良いし、染色しながら延伸しても良いし、また延伸してからヨウ素で染色しても良い。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。 By washing the polyvinyl alcohol film with water, not only can the surface of the polyvinyl alcohol film be cleaned and the anti-blocking agent can be washed, but also the effect of preventing unevenness such as uneven dyeing can be obtained by swelling the polyvinyl alcohol film. is there. Stretching may be performed after dyeing with iodine, may be performed while dyeing, or may be dyed with iodine after stretching. The film can be stretched in an aqueous solution of boric acid or potassium iodide or in a water bath.
A−5.保護層
上記第1の保護層14および第2の保護層15は、偏光板の保護フィルムとして使用できる任意の適切なフィルムからなる。このようなフィルムの主成分となる材料の具体例としては、トリアセチルセルロース(TAC)等のセルロース系樹脂や、ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリエーテルスルホン系、ポリスルホン系、ポリスチレン系、ポリノルボルネン系、ポリオレフィン系、アクリル系、アセテート系等の透明樹脂等が挙げられる。また、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂等も挙げられる。この他にも、例えば、シロキサン系ポリマー等のガラス質系ポリマーも挙げられる。また、特開2001−343529号公報(WO01/37007)に記載のポリマーフィルムも使用できる。このフィルムの材料としては、例えば、側鎖に置換または非置換のイミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換または非置換のフェニル基ならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が使用でき、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有する樹脂組成物が挙げられる。上記ポリマーフィルムは、例えば、上記樹脂組成物の押出成形物であり得る。TAC、ポリイミド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ガラス質系ポリマーが好ましい。
A-5. Protective layer The said 1st
上記保護層は、透明で、色付きが無いことが好ましい。具体的には、厚み方向の位相差値が、好ましくは−90nm〜+90nmであり、さらに好ましくは−80nm〜+80nmであり、最も好ましくは−70nm〜+70nmである。 The protective layer is preferably transparent and has no color. Specifically, the thickness direction retardation value is preferably −90 nm to +90 nm, more preferably −80 nm to +80 nm, and most preferably −70 nm to +70 nm.
上記保護層の厚みとしては、上記の好ましい厚み方向の位相差が得られる限りにおいて、任意の適切な厚みが採用され得る。具体的には、保護層の厚みは、好ましくは5mm以下であり、さらに好ましくは1mm以下であり、特に好ましくは1〜500μmであり、最も好ましくは5〜150μmである。 As the thickness of the protective layer, any appropriate thickness can be adopted as long as the preferable thickness direction retardation is obtained. Specifically, the thickness of the protective layer is preferably 5 mm or less, more preferably 1 mm or less, particularly preferably 1 to 500 μm, and most preferably 5 to 150 μm.
第2の保護層の偏光子と反対側の表面(すなわち、偏光板の最外部)には、必要に応じて、ハードコート処理、反射防止処理、スティッキング防止処理、アンチグレア処理等が施され得る。 The surface of the second protective layer opposite to the polarizer (that is, the outermost part of the polarizing plate) may be subjected to a hard coat treatment, an antireflection treatment, an antisticking treatment, an antiglare treatment, or the like as necessary.
B.楕円偏光板の製造方法
本発明の1つの実施形態における楕円偏光板の製造方法は、透明保護フィルム(最終的に保護層14となる)の表面に光配向処理を施す工程と;当該透明保護フィルムの当該光配向処理が施された表面に液晶材料を塗工する工程と;当該液晶材料を該透明保護フィルムの配向方向に応じて配向させて、第1の複屈折層を形成する工程と;当該保護フィルムの配向処理を施していない表面に偏光子を積層する工程と;第1の複屈折層の表面に高分子フィルムを積層して、第2の複屈折層を形成する工程とを含む。ここで、上記のように、偏光子の吸収軸と透明保護フィルムの配向方向(すなわち、第1の複屈折層の遅相軸)とのなす角度をα、当該偏光子の吸収軸と該第2の複屈折層の遅相軸のなす角度をβとしたとき、角度αおよびβは下記式(1)の関係を有する:
2α+40°<β<2α+50° ・・・(1)。
このような製造方法によれば、例えば、図1および図2に示すような楕円偏光板が得られる。
B. Manufacturing method of elliptically polarizing plate The manufacturing method of the elliptically polarizing plate in one embodiment of the present invention includes a step of performing photo-alignment treatment on the surface of a transparent protective film (which finally becomes the protective layer 14); Applying a liquid crystal material to the surface subjected to the photo-alignment treatment; and orienting the liquid crystal material according to the orientation direction of the transparent protective film to form a first birefringent layer; A step of laminating a polarizer on the surface of the protective film not subjected to the orientation treatment; and a step of laminating a polymer film on the surface of the first birefringent layer to form a second birefringent layer. . Here, as described above, the angle formed by the absorption axis of the polarizer and the orientation direction of the transparent protective film (that is, the slow axis of the first birefringent layer) is α, the absorption axis of the polarizer and the first axis. When the angle formed by the slow axis of the birefringent layer 2 is β, the angles α and β have the relationship of the following formula (1):
2α + 40 ° <β <2α + 50 ° (1).
According to such a manufacturing method, for example, an elliptically polarizing plate as shown in FIGS. 1 and 2 is obtained.
上記の各工程の順序および/または配向処理が施されるフィルムは、目的とする楕円偏光板の積層構造に応じて適宜変更され得る。例えば、偏光子の積層工程は、いずれの複屈折層の形成工程または積層工程の後に行ってもよい。また例えば、配向処理は透明保護フィルムに施されてもよく、任意の適切な基材に施してもよい。基材に配向処理を施す場合には、当該基材上に形成されたフィルム(具体的には、第1の複屈折層)は、楕円偏光板の所望の積層構造に応じて適切な順序で転写(積層)され得る。以下、各工程の詳細について説明する。 The order of the above steps and / or the film subjected to the orientation treatment can be appropriately changed according to the target laminated structure of the elliptically polarizing plate. For example, the polarizer lamination step may be performed after any birefringent layer forming step or lamination step. Further, for example, the orientation treatment may be applied to the transparent protective film or may be applied to any appropriate base material. When the substrate is subjected to orientation treatment, the film (specifically, the first birefringent layer) formed on the substrate is in an appropriate order according to the desired laminated structure of the elliptically polarizing plate. It can be transferred (laminated). Details of each step will be described below.
B−1.透明保護フィルムの光配向処理
透明保護フィルム(最終的に保護層14となる)の表面に光配向処理を施し、当該表面に所定の液晶材料を含む塗工液を塗工することにより、図2に示すように、偏光子11の吸収軸に対して角度αをなすような遅相軸を有する第1の複屈折層12を形成することができる(第1の複屈折層の形成工程は後述する)。配向処理として光配向処理を採用することにより、静電気、塵、埃などの影響をきわめて良好に排除できる。その結果、きわめて優れた品質安定性と光学特性を有する楕円偏光板が得られる。言い換えれば、光配向処理によれば、従来のラビング処理による配向処理において大きな問題であったこすった後の屑に起因する光学特性の低下を回避できる。
B-1. Photo-alignment treatment of the transparent protective film The surface of the transparent protective film (which finally becomes the protective layer 14) is subjected to a photo-alignment treatment, and a coating liquid containing a predetermined liquid crystal material is applied to the surface, whereby FIG. As shown in FIG. 1, the first
上記光配向処理は、上記保護フィルムの表面に光配向膜を形成する工程と、該光配向膜に偏光を照射する工程とを含む。光配向膜は、配向剤を含む組成物(以下、配向膜形成組成物という)を透明保護フィルムの表面に塗工し、乾燥することにより形成される。配向膜形成組成物に含まれる配向剤としては、光反応性官能基を有する任意の適切な化合物が採用され得る。例えば、光異性化反応、光開閉環反応、光二量化反応、光分解反応、光フリース転移反応などの光化学反応を生じる光反応性官能基を有する化合物が用いられ得る。好ましくは、光異性化反応および/または光二量化反応を生じる光反応性官能基を有する化合物である。表面均一性の高い複屈折層が得られ得るからである。なお、配向剤は、配向膜を形成するに十分な分子量を有するポリマーである。光反応性官能基は、ポリマー分子の主鎖に存在してもよく、側鎖に存在してもよく、末端に存在してもよい。 The photo-alignment treatment includes a step of forming a photo-alignment film on the surface of the protective film and a step of irradiating the photo-alignment film with polarized light. The photo-alignment film is formed by applying a composition containing an aligning agent (hereinafter referred to as an alignment film-forming composition) onto the surface of the transparent protective film and drying it. Any appropriate compound having a photoreactive functional group may be employed as the alignment agent contained in the alignment film forming composition. For example, a compound having a photoreactive functional group that causes a photochemical reaction such as a photoisomerization reaction, a photo-opening / closing ring reaction, a photo-dimerization reaction, a photolysis reaction, or a photo-fleece transfer reaction can be used. A compound having a photoreactive functional group that causes a photoisomerization reaction and / or a photodimerization reaction is preferable. This is because a birefringent layer having high surface uniformity can be obtained. The alignment agent is a polymer having a molecular weight sufficient to form an alignment film. The photoreactive functional group may be present in the main chain of the polymer molecule, may be present in the side chain, or may be present at the terminal.
光異性化反応を生じる光反応性官能基の具体例としては、アゾベンゼン基、スチルベン基、α−ヒドラゾノ−β−ケトエステル基、シンナメート基、ベンジリデンフタルイミジン基、レチノイン酸が挙げられる。光二量化反応を生じる光反応性官能基の具体例としては、シンナメート基、ベンジリデンフタルイミジン基、カルコン基、クマリン基、スチリルピリジン基、アントラセン基が挙げられる。これらの官能基は、配向剤分子中に2種以上が組み合わされて含まれていてもよい。 Specific examples of the photoreactive functional group that causes a photoisomerization reaction include azobenzene group, stilbene group, α-hydrazono-β-ketoester group, cinnamate group, benzylidenephthalimidine group, and retinoic acid. Specific examples of the photoreactive functional group that causes a photodimerization reaction include a cinnamate group, a benzylidenephthalimidine group, a chalcone group, a coumarin group, a styrylpyridine group, and an anthracene group. These functional groups may be contained in combination of two or more kinds in the alignment agent molecule.
上記光反応性官能基を有する化合物の具体例としては、HUNTSMAN社製の商品名「Staralignシリーズ(2100、2110)」、Chem.Mater.201,13,p.695の表1に記載のクマリン基を有する化合物、JSR TECHNICAL REVIEW No.106(1999)の図1に記載のポリイミド、JSR TECHNICAL REVIEW No.107(2000)の図2に記載のカルコン基を有する化合物が挙げられる。 Specific examples of the compound having a photoreactive functional group include trade names “Staralign series (2100, 2110)” manufactured by HUNTSMAN, Chem. Mater. 201, 13, p. 695, a compound having a coumarin group described in Table 1, JSR TECHNIC REVIEW No. 106 (1999) in FIG. 1, JSR TECHNIC REVIEW No. 107 (2000) and the compound having a chalcone group described in FIG.
特に好ましい配向剤は、シンナメート基、カルコン基およびアゾベンゼン基から選択される少なくとも一種の光反応性官能基を有する化合物である。光化学反応の効率に優れ、液晶材料を均一に配向させることができるので、結果として、光学的均一性に優れ、かつ透明性の高い複屈折層が得られるからである。特に、4−カルコン基は、光分解反応による劣化が生じにくい長波長の紫外光に対して良好な反応性を有し、耐熱性に優れる。シンナメート基は、光反応性が高く、また、得られる配向膜の透明性に優れる。 Particularly preferred aligning agents are compounds having at least one photoreactive functional group selected from a cinnamate group, a chalcone group and an azobenzene group. This is because the photochemical reaction efficiency is excellent and the liquid crystal material can be uniformly oriented, and as a result, a birefringent layer having excellent optical uniformity and high transparency can be obtained. In particular, the 4-chalcone group has good reactivity with respect to long-wavelength ultraviolet light which is unlikely to deteriorate due to a photolytic reaction, and is excellent in heat resistance. The cinnamate group has high photoreactivity and is excellent in the transparency of the resulting alignment film.
上記配向膜形成組成物は、溶媒と、目的に応じて任意の適切な添加剤とをさらに含む。溶媒としては、配向剤を溶解または微分散し得る任意の適切な溶媒が採用され得る。添加剤の具体例としては、光反応開始剤、貯蔵安定剤、分散剤、分散安定剤が挙げられる。配向膜形成組成物中の配向剤濃度(固形分濃度)は、目的、配向剤の種類、所望とされる配向膜の厚み等に応じて適宜設定され得る。組成物中の全固形分濃度は、代表的には1〜5重量%である。 The alignment film-forming composition further includes a solvent and any appropriate additive depending on the purpose. Any appropriate solvent capable of dissolving or finely dispersing the alignment agent can be adopted as the solvent. Specific examples of the additive include a photoreaction initiator, a storage stabilizer, a dispersant, and a dispersion stabilizer. The alignment agent concentration (solid content concentration) in the alignment film forming composition can be appropriately set according to the purpose, the type of the alignment agent, the desired thickness of the alignment film, and the like. The total solids concentration in the composition is typically 1-5% by weight.
上記配向膜形成組成物を透明保護フィルムの表面に塗工および乾燥して、光配向膜を形成する。塗工方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。具体例としては、ロールコート法、スピンコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、エクストルージョン法、カーテンコート法、スプレコート法等が挙げられる。配向膜形成組成物の塗工量は、配向膜形成組成物の濃度や目的とする光配向膜の厚み等に応じて適宜設定され得る。 The alignment film forming composition is applied to the surface of the transparent protective film and dried to form a photoalignment film. Any appropriate method can be adopted as the coating method. Specific examples include a roll coating method, a spin coating method, a wire bar coating method, a dip coating method, an extrusion method, a curtain coating method, and a spray coating method. The coating amount of the alignment film-forming composition can be appropriately set according to the concentration of the alignment film-forming composition, the thickness of the target photo-alignment film, and the like.
乾燥の方法としては任意の適切な方法(例えば、自然乾燥、加熱乾燥、風乾)が採用され得る。乾燥温度は、配向剤の種類、溶媒の種類、目的とする光配向膜の特性等に応じて変化し得る。乾燥温度は、好ましくは40〜200℃、さらに好ましくは60〜160℃、最も好ましくは80〜120℃である。乾燥時間は、好ましくは0.5〜30分、さらに好ましくは1〜15分、最も好ましくは1〜4分である。乾燥は、一定温度で行ってもよく、温度を連続的または段階的に変化させながら行ってもよい。このようにして得られる光配向膜の厚みは、好ましくは10nm〜2μm、さらに好ましくは100nm〜1.5μm、最も300nm〜1μmである。光配向膜の厚みがこのような範囲であれば、光配向処理において膜形状を十分に維持し得る強度を有し、かつ、得られる楕円偏光板の光学特性に実質的な影響を与えない。 Any appropriate method (for example, natural drying, heat drying, air drying) may be employed as the drying method. The drying temperature can vary depending on the type of alignment agent, the type of solvent, the characteristics of the desired photo-alignment film, and the like. The drying temperature is preferably 40 to 200 ° C, more preferably 60 to 160 ° C, and most preferably 80 to 120 ° C. The drying time is preferably 0.5 to 30 minutes, more preferably 1 to 15 minutes, and most preferably 1 to 4 minutes. Drying may be performed at a constant temperature, or may be performed while changing the temperature continuously or stepwise. The thickness of the photo-alignment film thus obtained is preferably 10 nm to 2 μm, more preferably 100 nm to 1.5 μm, and most preferably 300 nm to 1 μm. When the thickness of the photo-alignment film is within such a range, the photo-alignment process has a strength capable of sufficiently maintaining the film shape and does not substantially affect the optical characteristics of the obtained elliptically polarizing plate.
次に、得られた光配向膜に光を照射して、光配向膜を配向させる。光照射の方法としては、配向剤の光化学反応の種類、得られる複屈折層の遅相軸に所望される方向等に応じて任意の適切な方法が採用され得る。代表的には、所定の光源から所望でない波長の光をカットし、かつ、当該光源からの光を偏光に変換して照射する方法が採用される。 Next, light is irradiated to the obtained photo-alignment film to align the photo-alignment film. As a light irradiation method, any appropriate method can be adopted depending on the type of photochemical reaction of the aligning agent, the direction desired for the slow axis of the resulting birefringent layer, and the like. Typically, a method is employed in which light having an undesired wavelength is cut from a predetermined light source, and the light from the light source is converted into polarized light for irradiation.
光照射に用いられる光源の具体例としては、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、誘電体エキシマ放電ランプ、フラッシュUVランプ、ディープUVランプ、キセノンランプ、キセノンフラッシュランプ、メタルハライドランプが挙げられる。照射される光の波長は、配向剤の光反応性官能基が光学吸収を有する波長領域に応じて、任意の適切な波長が採用され得る。照射される光の波長は、好ましくは210〜380nm、さらに好ましくは230〜380nm、最も好ましくは250〜380nmである。このような範囲に波長を有する光を照射することにより、光配向膜における所望でない光分解反応を抑制することができる。その結果、均一なホモジニアス配向を有する複屈折層を得ることができる。このような波長を有する光は、上記光源からの光を所定のフィルター等に通して、所望でない波長(代表的には100〜200nm)の光をカットすることにより得られる。 Specific examples of light sources used for light irradiation include ultra-high pressure mercury lamps, high pressure mercury lamps, low pressure mercury lamps, dielectric excimer discharge lamps, flash UV lamps, deep UV lamps, xenon lamps, xenon flash lamps, and metal halide lamps. It is done. Any appropriate wavelength can be adopted as the wavelength of the irradiated light depending on the wavelength region in which the photoreactive functional group of the alignment agent has optical absorption. The wavelength of the irradiated light is preferably 210 to 380 nm, more preferably 230 to 380 nm, and most preferably 250 to 380 nm. By irradiating light having a wavelength in such a range, an undesired photodecomposition reaction in the photo-alignment film can be suppressed. As a result, a birefringent layer having a uniform homogeneous orientation can be obtained. The light having such a wavelength is obtained by passing light from the light source through a predetermined filter or the like and cutting light having an undesired wavelength (typically 100 to 200 nm).
光の照射量は、波長310nmにおける測定値が好ましくは5〜500mJ/cm2、さらに好ましくは7〜400mJ/cm2、最も好ましくは10〜300mJ/cm2である。このような範囲の照射量を採用することにより、均一なホモジニアス配向を有する複屈折層を得ることができる。 The amount of light irradiation is preferably 5 to 500 mJ / cm 2 , more preferably 7 to 400 mJ / cm 2 , and most preferably 10 to 300 mJ / cm 2 at a wavelength of 310 nm. By employing an irradiation amount in such a range, a birefringent layer having a uniform homogeneous orientation can be obtained.
光照射時の温度は、好ましくは15〜90℃、さらに好ましくは15〜60℃である。このような温度範囲であれば、均一性の高い複屈折層を得ることができる。照射時の温度を一定に保持する手段としては、任意の適切な加熱手段および/または温度制御手段が採用され得る。具体例としては、熱風または冷風が循環する空気循環式恒温オーブン、マイクロ波または遠赤外線などを利用したヒーター、温度調節用に加熱されたロール、ヒートパイプロール、金属ベルトが挙げられる。 The temperature at the time of light irradiation is preferably 15 to 90 ° C, more preferably 15 to 60 ° C. Within such a temperature range, a highly uniform birefringent layer can be obtained. Arbitrary appropriate heating means and / or temperature control means can be adopted as means for keeping the temperature at the time of irradiation constant. Specific examples include an air circulation type thermostatic oven in which hot air or cold air circulates, a heater using microwaves or far infrared rays, a roll heated for temperature adjustment, a heat pipe roll, and a metal belt.
好ましくは、照射光は偏光である。所定の偏光方向を有する偏光を照射することにより、当該偏光方向に対応した方向に光配向膜を配向させることができる。したがって、偏光方向を制御することにより、所望の方向に光配向膜を配向させることができる。その結果、所望の方向に遅相軸を有する複屈折層を得ることができる。 Preferably, the irradiation light is polarized light. By irradiating polarized light having a predetermined polarization direction, the photo-alignment film can be aligned in a direction corresponding to the polarization direction. Therefore, the photo-alignment film can be oriented in a desired direction by controlling the polarization direction. As a result, a birefringent layer having a slow axis in a desired direction can be obtained.
偏光を生成する手段としては、任意の適切な偏光板が採用され得る。好ましくは、ワイヤーグリッド偏光子である。所望でない波長をカットするフィルター機能(すなわち、所定波長での偏光分離機能)を有し、かつ、耐熱性に優れるので照射時に劣化することが少ないからである。図3は、本発明に用いられるワイヤーグリッド偏光子を説明するための模式図である。図3に示すように、ワイヤーグリッド偏光子は、ワイヤーが格子状に配列されて構成されている。ワイヤーは金属(例えば、タングステン)製である。ワイヤーの直径dは、目的に応じて適宜設定され得る。ワイヤーの間隔pは、カットしたい波長に応じて適宜設定され得る。本発明においては、ワイヤーの間隔pはUV波長よりも短く、具体的には100〜200nmである。このようなワイヤー間隔を採用することにより、波長210〜380nmで偏光分離機能が付与される。ここで、例えば「210〜380nmで偏光分離機能を有する」とは、210〜380nmの波長を有する光のみを実質的に透過し、それ以外の波長を有する光を実質的に吸収することをいう。図3に示すように、ワイヤーグリッド偏光子に光を通すと、所定の波長であって、かつ、格子に垂直な方向の成分のみが透過する。この現象は、理論的には未だ説明されていない。 Any appropriate polarizing plate can be adopted as means for generating polarized light. Preferably, it is a wire grid polarizer. This is because it has a filter function for cutting an undesired wavelength (that is, a polarization separation function at a predetermined wavelength) and is excellent in heat resistance, so that it is less likely to deteriorate during irradiation. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a wire grid polarizer used in the present invention. As shown in FIG. 3, the wire grid polarizer is configured by arranging wires in a lattice pattern. The wire is made of metal (for example, tungsten). The diameter d of the wire can be appropriately set according to the purpose. The space | interval p of a wire can be suitably set according to the wavelength to cut. In this invention, the space | interval p of a wire is shorter than UV wavelength, and is specifically 100-200 nm. By adopting such a wire interval, a polarization separation function is imparted at a wavelength of 210 to 380 nm. Here, for example, “having a polarization separation function at 210 to 380 nm” means substantially transmitting only light having a wavelength of 210 to 380 nm and substantially absorbing light having other wavelengths. . As shown in FIG. 3, when light passes through a wire grid polarizer, only a component having a predetermined wavelength and a direction perpendicular to the grating is transmitted. This phenomenon has not been explained theoretically.
ここで、所定の偏光方向を有する偏光を照射することにより、当該偏光方向に対応した方向に光配向膜を配向させることができるメカニズムについて説明する。図4は、偏光照射により光配向膜が配向するメカニズムを説明する模式図である。一例として、光反応性官能基がシンナメート基であり、光化学反応が光二量化反応である場合を説明する。図4(a)に示すように、光照射前においては、光配向膜中の配向剤分子は統計的にランダムな方向に存在している。図4(b)に示すように、二量化反応においては、それぞれの分子のシンナメート基の二重結合が開裂してラジカルを形成し、当該ラジカル同士が反応して四員環を形成することにより、図4(c)に示すように二量体が形成される。ここで、2つの分子が二量体を形成するためには、2つの分子が模式的には図4(a)および(b)に示すような状態で(すなわち、実質的に並列に)並んでいる必要がある。そうでなければ、分子の立体障害により二量体が形成されないからである。さらに、理論的には明らかではないが、二量体が形成される確率は、偏光方向に分子鎖が並んでいる場合が最も大きくなる(図4(c)参照)。その結果、配向膜全体として、偏光方向に配向軸(遅相軸)が生じる。 Here, a mechanism capable of aligning the photo-alignment film in a direction corresponding to the polarization direction by irradiating polarized light having a predetermined polarization direction will be described. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a mechanism in which the photo-alignment film is oriented by irradiation with polarized light. As an example, a case where the photoreactive functional group is a cinnamate group and the photochemical reaction is a photodimerization reaction will be described. As shown in FIG. 4A, before the light irradiation, the aligner molecules in the photo-alignment film are present in a statistically random direction. As shown in FIG. 4B, in the dimerization reaction, the double bond of the cinnamate group of each molecule is cleaved to form a radical, and the radicals react to form a four-membered ring. As shown in FIG. 4C, a dimer is formed. Here, in order for two molecules to form a dimer, the two molecules are typically arranged in a state as shown in FIGS. 4A and 4B (ie, substantially in parallel). It is necessary to be out. Otherwise, the dimer is not formed due to the steric hindrance of the molecule. Furthermore, although not theoretically clear, the probability that a dimer is formed is greatest when molecular chains are aligned in the polarization direction (see FIG. 4C). As a result, the entire alignment film has an alignment axis (slow axis) in the polarization direction.
上記光配向処理の配向方向は、透明保護フィルムと偏光子を積層した場合に偏光子の吸収軸と所定の角度をなすような方向である。この配向方向は、後述するように、形成される第1の複屈折層12の遅相軸の方向と実質的に同一である。したがって、上記所定の角度は、好ましくは+8°〜+38°または−8°〜−38°であり、さらに好ましくは+13°〜+33°または−13°〜−33°であり、特に好ましくは+19°〜+29°または−19°〜−29°であり、とりわけ好ましくは+21°〜+27°または−21°〜−27°であり、最も好ましくは+23°〜+24°または−23°〜−24°である。実質的には、当該配向方向は、例えばワイヤーグリッド偏光子を通過した光の偏光方向(すなわち、格子方向に対して垂直な方向)が上記の角度となるように、ワイヤーグリッド偏光子の格子方向が透明保護フィルムの長手方向(ロール搬送方向)に対して所定の角度を規定するように配置することにより制御され得る。
The orientation direction of the photo-alignment treatment is a direction that forms a predetermined angle with the absorption axis of the polarizer when the transparent protective film and the polarizer are laminated. As will be described later, this orientation direction is substantially the same as the direction of the slow axis of the first
B−2.第1の複屈折層を形成する液晶材料の塗工工程
次に、上記光配向処理を施した透明保護フィルム表面に上記A−2項で説明したような液晶材料を含有する塗工液を塗工し、次いで当該液晶材料を配向させて第1の複屈折層を形成する。具体的には、液晶材料を適切な溶媒に溶解または分散した塗工液を調製し、この塗工液を、上記配向処理を施した透明保護フィルム表面に塗工すればよい。液晶材料の配向工程は後述のB−3項で説明する。
B-2. Step of coating liquid crystal material for forming first birefringent layer Next, a coating liquid containing the liquid crystal material as described in the above section A-2 is applied to the surface of the transparent protective film subjected to the photo-alignment treatment. And then aligning the liquid crystal material to form a first birefringent layer. Specifically, a coating solution in which a liquid crystal material is dissolved or dispersed in an appropriate solvent is prepared, and this coating solution may be applied to the surface of the transparent protective film that has been subjected to the alignment treatment. The alignment process of the liquid crystal material will be described in the section B-3 below.
上記溶媒としては、上記液晶材料を溶解または分散し得る任意の適切な溶媒が採用され得る。使用される溶媒の種類は、液晶材料の種類等に応じて適宜選択され得る。溶媒の具体例としては、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、塩化メチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、オルソジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、フェノール、p−クロロフェノール、o−クロロフェノール、m−クレゾール、o−クレゾール、p−クレゾールなどのフェノール類、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、メトキシベンゼン、1,2−ジメトキシベンゼン等の芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピルなどのエステル系溶媒、t−ブチルアルコール、グリセリン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、2−メチル−2,4−ペンタンジオールのようなアルコール系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドのようなアミド系溶媒、アセトニトリル、ブチロニトリルのようなニトリル系溶媒、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンのようなエーテル系溶媒、あるいは二硫化炭素、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、酢酸エチルセロソルブ等が挙げられる。好ましくは、トルエン、キシレン、メシチレン、MEK、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、酢酸エチルセロソルブである。これらの溶媒は、単独で、または2種類以上を組み合わせて用いられ得る。 As the solvent, any suitable solvent that can dissolve or disperse the liquid crystal material can be adopted. The type of solvent used can be appropriately selected according to the type of liquid crystal material and the like. Specific examples of the solvent include halogenated hydrocarbons such as chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, dichloroethane, tetrachloroethane, methylene chloride, trichloroethylene, tetrachloroethylene, chlorobenzene, and orthodichlorobenzene, phenol, p-chlorophenol, and o-chlorophenol. , M-cresol, o-cresol, p-cresol and other phenols, benzene, toluene, xylene, mesitylene, methoxybenzene, 1,2-dimethoxybenzene and other aromatic hydrocarbons, acetone, methyl ethyl ketone (MEK), methyl Ketone solvents such as isobutyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-pyrrolidone and N-methyl-2-pyrrolidone, ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate and propyl acetate Alcohol solvents such as t-butyl alcohol, glycerin, ethylene glycol, triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol, dipropylene glycol, 2-methyl-2,4-pentanediol, dimethylformamide, dimethyl Amide solvents such as acetamide, nitrile solvents such as acetonitrile and butyronitrile, ether solvents such as diethyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran and dioxane, or carbon disulfide, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, ethyl cellosolve, etc. It is done. Preferred are toluene, xylene, mesitylene, MEK, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, ethyl acetate, butyl acetate, propyl acetate, and ethyl cellosolve. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
上記塗工液における液晶材料の含有量は、液晶材料の種類や目的とする層の厚み等に応じて適宜設定され得る。具体的には、液晶材料の含有量は、好ましくは5〜50重量%であり、さらに好ましくは10〜40重量%であり、最も好ましくは15〜30重量%である。 The content of the liquid crystal material in the coating liquid can be appropriately set according to the type of the liquid crystal material, the target layer thickness, and the like. Specifically, the content of the liquid crystal material is preferably 5 to 50% by weight, more preferably 10 to 40% by weight, and most preferably 15 to 30% by weight.
上記塗工液は、必要に応じて任意の適切な添加剤をさらに含有し得る。添加剤の具体例としては、重合開始剤や架橋剤が挙げられる。これらは、液晶材料として液晶モノマーを用いる場合に特に好適に用いられる。上記重合剤の具体例としては、ベンゾイルパーオキサイド(BPO)、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)等が挙げられる。上記架橋剤の具体例としては、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、金属キレート架橋剤等が挙げられる。これらは、単独で、または2種類以上を組み合わせて用いられ得る。他の添加剤の具体例としては、老化防止剤、変性剤、界面活性剤、染料、顔料、変色防止剤、紫外線吸収剤等が挙げられる。これらもまた、単独で、または2種類以上を組み合わせて用いられ得る。上記老化防止剤としては、例えば、フェノール系化合物、アミン系化合物、有機硫黄系化合物、ホスフィン系化合物が挙げられる。上記前記変性剤としては、例えば、グリコール類、シリコーン類やアルコール類が挙げられる。上記界面活性剤は、例えば、光学フィルムの表面を平滑にするために用いられ、具体例としては、シリコーン系、アクリル系、フッ素系等の界面活性剤が挙げられる。 The said coating liquid can further contain arbitrary appropriate additives as needed. Specific examples of the additive include a polymerization initiator and a crosslinking agent. These are particularly preferably used when a liquid crystal monomer is used as the liquid crystal material. Specific examples of the polymerization agent include benzoyl peroxide (BPO) and azobisisobutyronitrile (AIBN). Specific examples of the crosslinking agent include isocyanate crosslinking agents, epoxy crosslinking agents, metal chelate crosslinking agents, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Specific examples of other additives include anti-aging agents, modifiers, surfactants, dyes, pigments, anti-discoloring agents, and ultraviolet absorbers. These can also be used alone or in combination of two or more. Examples of the anti-aging agent include phenol compounds, amine compounds, organic sulfur compounds, and phosphine compounds. Examples of the modifier include glycols, silicones, and alcohols. The surfactant is used, for example, to smooth the surface of the optical film, and specific examples include silicone-based, acrylic-based, and fluorine-based surfactants.
前記塗工液の塗工量は、塗工液の濃度や目的とする層の厚み等に応じて適宜設定され得る。例えば、塗工液の液晶材料濃度が20重量%である場合、塗工量は、透明保護フィルムの面積(100cm2)あたり好ましくは0.03〜0.17mlであり、さらに好ましくは0.05〜0.15mlであり、最も好ましくは0.08〜0.12mlである。 The coating amount of the coating solution can be appropriately set according to the concentration of the coating solution, the target layer thickness, and the like. For example, when the concentration of the liquid crystal material in the coating solution is 20% by weight, the coating amount is preferably 0.03 to 0.17 ml, more preferably 0.05 per area (100 cm 2 ) of the transparent protective film. ˜0.15 ml, most preferably 0.08 to 0.12 ml.
塗工方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。具体例としては、ロールコート法、スピンコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、エクストルージョン法、カーテンコート法、スプレコート法等が挙げられる。 Any appropriate method can be adopted as the coating method. Specific examples include a roll coating method, a spin coating method, a wire bar coating method, a dip coating method, an extrusion method, a curtain coating method, and a spray coating method.
B−3.第1の複屈折層を形成する液晶材料の配向工程
次いで、上記透明保護フィルム表面の配向方向に応じて、第1の複屈折層を形成する液晶材料を配向させる。当該液晶材料の配向は、使用した液晶材料の種類に応じて、液晶相を示す温度で処理することにより行われる。このような温度処理を行うことにより、液晶材料が液晶状態をとり、上記透明保護フィルム表面の配向方向に応じて当該液晶材料が配向する。これによって、塗工により形成された層に複屈折が生じ、第1の複屈折層が形成される。
B-3. Step of Aligning Liquid Crystal Material Forming First Birefringent Layer Next, the liquid crystal material forming the first birefringent layer is aligned according to the alignment direction of the surface of the transparent protective film. The alignment of the liquid crystal material is performed by processing at a temperature showing a liquid crystal phase according to the type of the liquid crystal material used. By performing such temperature treatment, the liquid crystal material takes a liquid crystal state, and the liquid crystal material is aligned according to the alignment direction of the surface of the transparent protective film. Thereby, birefringence is generated in the layer formed by coating, and the first birefringent layer is formed.
上記のように処理温度は、液晶材料の種類に応じて適宜決定され得る。具体的には、処理温度は、好ましくは40〜120℃であり、さらに好ましくは50〜100℃であり、最も好ましくは60〜90℃である。また、処理時間は、好ましくは30秒以上であり、さらに好ましくは1分以上であり、特に好ましくは2分以上、最も好ましくは4分以上である。処理時間が30秒未満である場合には、液晶材料が十分に液晶状態をとらない場合がある。一方、処理時間は、好ましくは10分以下であり、さらに好ましくは8分以下であり、最も好ましくは7分以下である。処理時間が10分を超えると、添加剤が昇華するおそれがある。 As described above, the treatment temperature can be appropriately determined according to the type of the liquid crystal material. Specifically, processing temperature becomes like this. Preferably it is 40-120 degreeC, More preferably, it is 50-100 degreeC, Most preferably, it is 60-90 degreeC. The treatment time is preferably 30 seconds or longer, more preferably 1 minute or longer, particularly preferably 2 minutes or longer, and most preferably 4 minutes or longer. When the treatment time is less than 30 seconds, the liquid crystal material may not take a sufficient liquid crystal state. On the other hand, the treatment time is preferably 10 minutes or less, more preferably 8 minutes or less, and most preferably 7 minutes or less. When processing time exceeds 10 minutes, there exists a possibility that an additive may sublime.
また、液晶材料として上記A−2項に記載のような液晶モノマーを用いる場合には、上記塗工により形成された層に、さらに重合処理または架橋処理を施すことが好ましい。重合処理を行うことにより、上記液晶モノマーが重合し、液晶モノマーがポリマー分子の繰り返し単位として固定される。また、架橋処理を行うことにより、上記液晶モノマーが3次元の網目構造を形成し、液晶モノマーが架橋構造の一部として固定される。結果として、液晶材料の配向状態が固定される。なお、液晶モノマーが重合または架橋して形成されるポリマーまたは3次元網目構造は「非液晶性」であり、したがって、形成された第1の複屈折層は、例えば、液晶分子に特有の温度変化による液晶相、ガラス相、結晶相への転移が起きることはない。 Moreover, when using the liquid crystal monomer as described in the above section A-2 as the liquid crystal material, it is preferable to further subject the layer formed by the coating to a polymerization treatment or a crosslinking treatment. By performing the polymerization treatment, the liquid crystal monomer is polymerized, and the liquid crystal monomer is fixed as a repeating unit of the polymer molecule. Further, by performing the crosslinking treatment, the liquid crystal monomer forms a three-dimensional network structure, and the liquid crystal monomer is fixed as a part of the crosslinked structure. As a result, the alignment state of the liquid crystal material is fixed. The polymer or three-dimensional network structure formed by polymerizing or cross-linking the liquid crystal monomer is “non-liquid crystalline”. Therefore, the formed first birefringent layer has, for example, a temperature change peculiar to liquid crystal molecules. No transition to liquid crystal phase, glass phase, or crystal phase occurs due to.
上記重合処理または架橋処理の具体的手順は、使用する重合開始剤や架橋剤の種類によって適宜選択され得る。例えば、光重合開始剤または光架橋剤を使用する場合には光照射を行えばよく、紫外線重合開始剤または紫外線架橋剤を使用する場合には紫外線照射を行えばよい。光または紫外線の照射時間、照射強度、合計の照射量等は、液晶材料の種類、透明保護フィルムの種類および光配向処理の種類、第1の複屈折層に所望される特性等に応じて適宜設定され得る。なお、光および紫外線は、非偏光であることが好ましい。透明保護フィルム上に残存する光配向膜の配向方向に影響を与えないようにするためである。 The specific procedure of the above-mentioned polymerization treatment or crosslinking treatment can be appropriately selected depending on the kind of polymerization initiator and crosslinking agent to be used. For example, light irradiation may be performed when a photopolymerization initiator or a photocrosslinking agent is used, and ultraviolet irradiation may be performed when an ultraviolet polymerization initiator or an ultraviolet crosslinking agent is used. Light or ultraviolet irradiation time, irradiation intensity, total irradiation amount, etc. are appropriately determined according to the type of liquid crystal material, the type of transparent protective film, the type of photo-alignment treatment, the desired characteristics of the first birefringent layer, etc. Can be set. In addition, it is preferable that light and an ultraviolet-ray are non-polarized light. This is so as not to affect the alignment direction of the photo-alignment film remaining on the transparent protective film.
上記のような光配向処理を行うことにより、上記透明保護フィルムの配向方向に応じて液晶材料が配向するので、形成された第1の複屈折層の遅相軸は、上記透明保護フィルムの配向方向と実質的に同一となる。したがって、第1の複屈折層の遅相軸の方向は、透明保護フィルムの長手方向に対して、好ましくは+8°〜+38°または−8°〜−38°、さらに好ましくは+13°〜+33°または−13°〜−33°、特に好ましくは+19°〜+29°または−19°〜−29°、とりわけ好ましくは+21°〜+27°または−21°〜−27°、最も好ましくは+23°〜+24°または−23°〜−24°となる。 By performing the photo-alignment treatment as described above, the liquid crystal material is aligned according to the alignment direction of the transparent protective film, so that the slow axis of the formed first birefringent layer is the alignment of the transparent protective film. It is substantially the same as the direction. Therefore, the direction of the slow axis of the first birefringent layer is preferably + 8 ° to + 38 ° or −8 ° to −38 °, more preferably + 13 ° to + 33 ° with respect to the longitudinal direction of the transparent protective film. Or −13 ° to −33 °, particularly preferably + 19 ° to + 29 ° or −19 ° to −29 °, particularly preferably + 21 ° to + 27 ° or −21 ° to −27 °, most preferably + 23 ° to +24. ° or -23 ° to -24 °.
B−4.偏光子の積層工程
さらに、偏光子を、上記透明保護フィルムの光配向処理を施した表面とは反対側の表面上に積層する。上記のように、偏光子の積層は、本発明の製造方法における任意の適切な時点で行われ得る。例えば、偏光子を予め透明保護フィルムに積層しておいてもよく、第1の複屈折層を形成した後に積層してもよく、第2の複屈折層を形成した後に積層してもよい。
B-4. Polarizer Laminating Step Further, the polarizer is laminated on the surface of the transparent protective film opposite to the surface subjected to the photo-alignment treatment. As described above, the lamination of the polarizer can be performed at any appropriate point in the production method of the present invention. For example, a polarizer may be previously laminated on a transparent protective film, may be laminated after forming the first birefringent layer, or may be laminated after forming the second birefringent layer.
上記透明保護フィルムと偏光子との積層方法としては、任意の適切な積層方法(例えば、接着)が採用され得る。接着は、任意の適切な接着剤または粘着剤を用いて行われ得る。接着剤または粘着剤の種類は、被着体(すなわち、透明保護フィルムおよび偏光子)の種類に応じて適宜選択され得る。接着剤の具体例としては、アクリル系、ビニルアルコール系、シリコーン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリエーテル系等のポリマー製接着剤、イソシアネート系接着剤、ゴム系接着剤等が挙げられる。粘着剤の具体例としては、アクリル系、ビニルアルコール系、シリコーン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリエーテル系、イソシアネート系、ゴム系等の粘着剤が挙げられる。 Any appropriate laminating method (for example, adhesion) can be adopted as a laminating method of the transparent protective film and the polarizer. Adhesion can be performed using any suitable adhesive or adhesive. The type of adhesive or pressure-sensitive adhesive can be appropriately selected depending on the type of adherend (that is, the transparent protective film and the polarizer). Specific examples of the adhesive include polymer adhesives such as acrylic, vinyl alcohol, silicone, polyester, polyurethane, and polyether, isocyanate adhesives, rubber adhesives, and the like. Specific examples of the pressure sensitive adhesive include acrylic, vinyl alcohol, silicone, polyester, polyurethane, polyether, isocyanate, and rubber pressure sensitive adhesives.
上記接着剤または粘着剤の厚みは、特に制限されないが、好ましくは10〜200nmであり、さらに好ましくは30〜180nmであり、最も好ましくは50〜150nmである。 The thickness of the adhesive or pressure-sensitive adhesive is not particularly limited, but is preferably 10 to 200 nm, more preferably 30 to 180 nm, and most preferably 50 to 150 nm.
本発明の製造方法によれば、上記透明保護フィルムの光配向処理において、第1の複屈折層の遅相軸を設定できるので、長手方向に延伸された(すなわち、長手方向に吸収軸を有する)長尺の偏光フィルム(偏光子)を使用することができる。つまり、長手方向に対して所定の角度をなすよう光配向処理がなされた長尺の透明保護フィルムと、長尺の偏光フィルム(偏光子)とを、それぞれの長手方向を揃えて連続的に貼りあわせることができる。したがって、非常に優れた製造効率で楕円偏光板が得られる。さらに、この方法によれば、フィルムを長手方向(延伸方向)に対して斜めに切り出して積層する必要がない。その結果、切り出した各フィルムにおいて光軸の角度にばらつきが生じることがなく、結果として製品間で品質のばらつきがない楕円偏光板が得られる。さらに、切り抜きによる廃棄物も生じないので、低コストで楕円偏光板が得られる。加えて、大型偏光板の製造も容易になる。なお、偏光子の吸収軸の方向は、長尺フィルムの長手方向と実質的に平行である。 According to the production method of the present invention, since the slow axis of the first birefringent layer can be set in the photo-alignment treatment of the transparent protective film, it is stretched in the longitudinal direction (that is, has an absorption axis in the longitudinal direction). ) A long polarizing film (polarizer) can be used. That is, a long transparent protective film that has been subjected to a photo-alignment treatment so as to form a predetermined angle with respect to the longitudinal direction and a long polarizing film (polarizer) are continuously pasted with their respective longitudinal directions aligned. Can be combined. Therefore, an elliptically polarizing plate can be obtained with very excellent production efficiency. Furthermore, according to this method, it is not necessary to cut and laminate the film obliquely with respect to the longitudinal direction (stretching direction). As a result, there is no variation in the angle of the optical axis in each cut out film, and as a result, an elliptically polarizing plate with no quality variation among products is obtained. Furthermore, no waste due to clipping is generated, so that an elliptically polarizing plate can be obtained at low cost. In addition, a large polarizing plate can be easily manufactured. The direction of the absorption axis of the polarizer is substantially parallel to the longitudinal direction of the long film.
B−5.第2の複屈折層の形成工程
さらに、第2の複屈折層を上記第1の複屈折層の表面上に形成する。代表的には、第2の複屈折層は、上記A−3項に記載の高分子フィルムを第1の複屈折層の表面に積層することにより形成される。好ましくは、高分子フィルムは延伸フィルムである。積層方法は特に限定されず、任意の適切な接着剤または粘着剤(例えば、上記B−4項に記載の接着剤または粘着剤)を用いて行われる。
B-5. Step of forming second birefringent layer Further, a second birefringent layer is formed on the surface of the first birefringent layer. Typically, the second birefringent layer is formed by laminating the polymer film described in the section A-3 on the surface of the first birefringent layer. Preferably, the polymer film is a stretched film. The lamination method is not particularly limited, and is performed using any appropriate adhesive or pressure-sensitive adhesive (for example, the adhesive or pressure-sensitive adhesive described in the above section B-4).
B−6.具体的な製造手順
図5〜図9を参照して、本発明の製造方法の具体的手順の一例について説明する。なお、図5〜図9において、符号111、111’、112、113、114、115および116は、各層を形成するフィルムおよび/または積層体を捲回するロールである。
B-6. Specific Manufacturing Procedure An example of a specific procedure of the manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 9,
まず、偏光子の原料となる長尺のポリマーフィルムを準備し、上記A−4項に記載のようにして染色、延伸等を行う。延伸は、長尺のポリマーフィルムについて、その長手方向に連続的に行う。これによって、図5の斜視図に示すように、長手方向(延伸方向:矢印A方向)に吸収軸を有する長尺の偏光子11が得られる。
First, a long polymer film as a raw material for a polarizer is prepared, and dyeing, stretching, and the like are performed as described in the above section A-4. Stretching is continuously performed in the longitudinal direction of a long polymer film. As a result, as shown in the perspective view of FIG. 5, a
一方、図6の模式図に示すように、長尺の透明保護フィルム(最終的には第1の保護層となる)14を準備し、その一方の表面に配向膜形成組成物を塗工しおよび乾燥して、配向膜14’を形成する。当該配向膜に光を照射して、配向膜を配向させる。このとき、配向方向は、図7(a)に示すように、透明保護フィルム14の長手方向とは異なる方向、例えば、+23°〜+24°または−23°〜−24°の方向とする。さらに、図6に示すように、光配向処理を施した(光配向膜14’を所定方向に配向させた)透明保護フィルム14上に、上記B−2およびB−3項に記載のようにして第1の複屈折層12を形成する。この第1の複屈折層12は、配向膜の配向方向に沿って液晶材料が配向するため、その遅相軸方向は、図7(b)に示すように光配向処理の方向と実質的に同一方向(矢印B方向)となる。なお、図6に示すように、光照射部のワイヤーグリッド偏光子を回転可能に支持し、目的に応じて透明保護フィルムの長手方向(搬送方向)に対して所定の角度を有するように固定して光照射を行うことにより、光配向処理の配向方向を制御することができる。なお、光配向膜14’は透明保護フィルム14上に残存するが、非常に薄く、かつ、その光学特性がニュートラルであるので、楕円偏光板全体の光学特性には実質的に影響を与えない。
On the other hand, as shown in the schematic diagram of FIG. 6, a long transparent protective film (which eventually becomes the first protective layer) 14 is prepared, and an alignment film forming composition is applied on one surface thereof. And drying to form the alignment film 14 '. The alignment film is aligned by irradiating the alignment film with light. At this time, as shown in FIG. 7A, the orientation direction is a direction different from the longitudinal direction of the transparent
次いで、図8の模式図に示すように、透明保護フィルム(第2の保護層となる)15と、偏光子11と、透明保護フィルム(保護層となる)14および第1の複屈折層12の積層体121とを、矢印方向に送り出し、それぞれの長手方向を揃えた状態で接着剤等(図示せず)によって貼り合わせる。なお、図8において、符号122は、フィルム同士を貼り合わせるためのガイドロールを示す(図9においても同様)。また、図8および図9において、配向膜14’は省略されている。
Next, as shown in the schematic diagram of FIG. 8, the transparent protective film (being a second protective layer) 15, the
さらに、図9の模式図に示すように、長尺の第2の複屈折層13を準備し、これと積層体123(第2の保護層15、偏光子11、保護層14および第1の複屈折層12)とを、矢印方向に送り出し、それぞれの長手方向を揃えた状態で接着剤等(図示せず)によって貼り合わせる。上記のように、第1の複屈折層12の遅相軸の方向(角度α)をフィルムの長手方向(偏光子11の吸収軸)に対して+23°〜+24°または−23°〜−24°に設定し、かつ、β=2α+45°の関係を用いれば、角度βは91°〜93°となる。すなわち、第2の複屈折層13の遅相軸をフィルムの長手方向(偏光子11の吸収軸)に対して実質的に直交させればよい。その結果、長手方向に垂直である方向への横延伸した一般的な延伸ポリマーフィルムを使用することができ、製造効率が格段に向上し得る。
Furthermore, as shown in the schematic diagram of FIG. 9, a long second
以上のようにして、本発明の楕円偏光板10が得られる。
As described above, the elliptically polarizing
B−7.楕円偏光板のその他の構成要素
本発明の楕円偏光板は、さらに他の光学層を備えていてもよい。このような他の光学層としては、目的や画像表示装置の種類に応じて任意の適切な光学層が採用され得る。具体例としては、複屈折層(位相差フィルム)、液晶フィルム、光散乱フィルム、回折フィルム等が挙げられる。
B-7. Other components of the elliptically polarizing plate The elliptically polarizing plate of the present invention may further include other optical layers. As such another optical layer, any appropriate optical layer may be employed depending on the purpose and the type of the image display device. Specific examples include a birefringent layer (retardation film), a liquid crystal film, a light scattering film, and a diffraction film.
本発明の楕円偏光板は、少なくとも一方に最外層として粘着層をさらに有し得る。このように最外層として粘着層を有することにより、例えば、他の部材(例えば、液晶セル)との積層が容易になり、楕円偏光板の他の部材からの剥離を防止できる。上記粘着剤層の材料としては、任意の適切な材料が採用され得る。接着剤の具体例としては、上記B−4項に記載のものが挙げられる。好ましくは、吸湿性や耐熱性に優れる材料が用いられる。吸湿による発泡や剥離、熱膨張差等による光学特性の低下、液晶セルの反り等を防止できるからである。 The elliptically polarizing plate of the present invention may further have an adhesive layer as an outermost layer on at least one side. Thus, by having the adhesion layer as the outermost layer, for example, lamination with another member (for example, a liquid crystal cell) becomes easy, and peeling from the other member of the elliptically polarizing plate can be prevented. Any appropriate material can be adopted as the material of the pressure-sensitive adhesive layer. Specific examples of the adhesive include those described in the above section B-4. Preferably, a material excellent in hygroscopicity and heat resistance is used. This is because foaming and peeling due to moisture absorption, deterioration of optical characteristics due to a difference in thermal expansion, and warpage of the liquid crystal cell can be prevented.
実用的には、上記粘着剤層の表面は、楕円偏光板が実際に使用されるまでの間、任意の適切なセパレータによってカバーされ、汚染が防止され得る。セパレータは、例えば、任意の適切なフィルムに、必要に応じて、シリコーン系、長鎖アルキル系、フッ素系、硫化モリブデン等の剥離剤による剥離コートを設ける方法等によって形成され得る。 Practically, the surface of the pressure-sensitive adhesive layer is covered with any appropriate separator until the elliptically polarizing plate is actually used, and contamination can be prevented. The separator can be formed by, for example, a method of providing a release coat with a release agent such as silicone-based, long-chain alkyl-based, fluorine-based, molybdenum sulfide, or the like on any appropriate film as necessary.
本発明の楕円偏光板における各層は、例えば、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、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による処理等によって、紫外線吸収能を付与したものであってもよい。 Each layer in the elliptically polarizing plate of the present invention imparts ultraviolet absorbing ability by, for example, treatment with an ultraviolet absorber such as a salicylic acid ester compound, a benzophenone compound, a benzotriazole compound, a cyanoacrylate compound, or a nickel complex compound. It may be what you did.
C.楕円偏光板の用途
本発明の楕円偏光板は、各種画像表示装置(例えば、液晶表示装置、自発光型表示装置)に好適に使用され得る。適用可能な画像表示装置の具体例としては、液晶表示装置、ELディスプレイ、プラズマディスプレイ(PD)、電界放出ディスプレイ(FED:Field Emission Display)が挙げられる。本発明の楕円偏光板を液晶表示装置に用いる場合には、例えば、視野角補償に有用である。本発明の楕円偏光板は、例えば、円偏光モードの液晶表示装置に用いられ、ホモジニアス配向型TN液晶表示装置、水平電極型(IPS)型液晶表示装置、垂直配向(VA)型液晶表示装置等に特に有用である。また、本発明の楕円偏光板をELディスプレイに用いる場合には、例えば、電極反射防止に有用である。
C. Use of elliptically polarizing plate The elliptically polarizing plate of the present invention can be suitably used for various image display devices (for example, liquid crystal display devices and self-luminous display devices). Specific examples of the applicable image display device include a liquid crystal display device, an EL display, a plasma display (PD), and a field emission display (FED). When the elliptically polarizing plate of the present invention is used in a liquid crystal display device, it is useful for viewing angle compensation, for example. The elliptically polarizing plate of the present invention is used in, for example, a circular polarization mode liquid crystal display device, such as a homogeneous alignment type TN liquid crystal display device, a horizontal electrode type (IPS) type liquid crystal display device, and a vertical alignment (VA) type liquid crystal display device. Is particularly useful. Moreover, when using the elliptically polarizing plate of this invention for EL display, it is useful for electrode reflection prevention, for example.
D.画像表示装置
本発明の画像表示装置の一例として、液晶表示装置について説明する。ここでは、液晶表示装置に用いられる液晶パネルについて説明する。液晶表示装置のその他の構成については、目的に応じて任意の適切な構成が採用され得る。図10は、本発明の好ましい実施形態による液晶パネルの概略断面図である。液晶パネル100は、液晶セル20と、液晶セル20の両側に配置された位相差板30、30’と、それぞれの位相差板の外側に配置された偏光板10、10’とを備える。位相差板30、30’としては、目的および液晶セルの配向モードに応じて任意の適切な位相差板が採用され得る。目的および液晶セルの配向モードによっては、位相差板30、30’の一方または両方が省略され得る。上記偏光板10は、上記A項およびB項で説明した本発明の楕円偏光板である。この偏光板(楕円偏光板)10は、複屈折層12および13が偏光子11と液晶セル20との間になるようにして配置されている。偏光板10’は、任意の適切な偏光板である。偏光板10、10’は、代表的には、その偏光子の吸収軸が直交するようにして配置されている。図10に示すように、本発明の液晶表示装置(液晶パネル)においては、本発明の楕円偏光板10は、視認側(上側)に配置されるのが好ましい。液晶セル20は、一対のガラス基板21、21’と、該基板間に配された表示媒体としての液晶層22とを有する。一方の基板(アクティブマトリクス基板)21’には、液晶の電気光学特性を制御するスイッチング素子(代表的にはTFT)と、このアクティブ素子にゲート信号を与える走査線およびソース信号を与える信号線とが設けられている(いずれも図示せず)。他方のガラス基板(カラーフィルター基板)21には、カラーフィルター(図示せず)が設けられる。なお、カラーフィルターは、アクティブマトリクス基板21’に設けてもよい。基板21、21’の間隔(セルギャップ)は、スペーサー(図示せず)によって制御されている。基板21、21’の液晶層22と接する側には、例えばポリイミドからなる配向膜(図示せず)が設けられている。
D. Image Display Device A liquid crystal display device will be described as an example of the image display device of the present invention. Here, a liquid crystal panel used in a liquid crystal display device will be described. As for other configurations of the liquid crystal display device, any appropriate configuration may be adopted depending on the purpose. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal panel according to a preferred embodiment of the present invention. The
以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。実施例における各特性の測定方法は以下の通りである。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited by these Examples. The measuring method of each characteristic in an Example is as follows.
(1)位相差の測定
試料フィルムの屈折率nx、nyおよびnzを、自動複屈折測定装置(王子計測機器株式会社製,自動複屈折計KOBRA31PR)により計測し、面内位相差Δndおよび厚み方向位相差Rthを算出した。測定温度は23℃、測定波長は590nmであった。
(2)厚みの測定
第1の複屈折層の厚みは大塚電子製MCPD2000を用いて、干渉膜厚測定法によって測定した。その他の各種フィルムの厚みは、ダイヤルゲージを用いて測定した。
(3)透過率の測定
実施例1で得られた同じ楕円偏光板同士を貼り合わせた。貼り合わせたサンプルの透過率を、商品名DOT−3(村上色彩社製)により測定した。なお、楕円偏光板の積層構造を下記に示す。
(4)コントラスト比の測定
同じ楕円偏光板同士を重ねてバックライトで照らし、白画像(偏光子の吸収軸が平行)および黒画像(偏光子の吸収軸が直交)を表示させ、ELDIM社製 商品名
「EZ Contrast160D」により、視認側の偏光子の吸収軸に対して45°−135°方向に、かつ、法線に対して−60°〜60°までスキャンさせた。そして、白画像におけるY値(YW)と、黒画像におけるY値(YB)とから、斜め方向のコントラスト比「YW/YB」を算出した。
(1) Retardation measurement Refractive indexes nx, ny and nz of a sample film are measured by an automatic birefringence measuring device (manufactured by Oji Scientific Instruments Co., Ltd., automatic birefringence meter KOBRA31PR), and in-plane retardation Δnd and thickness direction are measured. The phase difference Rth was calculated. The measurement temperature was 23 ° C. and the measurement wavelength was 590 nm.
(2) Measurement of thickness The thickness of the first birefringent layer was measured by an interference film thickness measurement method using MCPD2000 manufactured by Otsuka Electronics. The thicknesses of other various films were measured using a dial gauge.
(3) Measurement of transmittance The same elliptically polarizing plates obtained in Example 1 were bonded together. The transmittance of the bonded sample was measured by a trade name DOT-3 (Murakami Color Co., Ltd.). In addition, the laminated structure of an elliptically polarizing plate is shown below.
(4) Measurement of contrast ratio The same elliptical polarizing plates are overlapped and illuminated with a backlight to display a white image (absorption axes of polarizers are parallel) and a black image (absorption axes of polarizers are orthogonal), manufactured by ELDIM The product name “EZ Contrast 160D” was scanned in the direction of 45 ° to 135 ° with respect to the absorption axis of the polarizer on the viewing side and from −60 ° to 60 ° with respect to the normal. Then, the contrast ratio “YW / YB” in the oblique direction was calculated from the Y value (YW) in the white image and the Y value (YB) in the black image.
I.図1に示すような楕円偏光板の作製
I−a.透明保護フィルムの光配向処理(配向基材の作製)
透明保護フィルムに光配向処理を施して配向基材(最終的には保護層となる)を作製した。具体的な手順は以下の通りである。TACフィルム(厚み40μm)の表面に、シンナメート基を有する配向剤を含む組成物(HUNTSMAN社製、商品名「Staralign2100」、全固形分濃度:2重量%)を、グラビアコーターを用いて塗工し、90℃±1℃の空気循環式恒温オーブン内で2分間乾燥して、厚み0.3μmの光配向膜を形成した。次いで、高圧水銀ランプを光源とし、ワイヤーグリッド偏光子(波長210〜380nmで偏光分離機能を有するもの)を備える紫外線照射装置を用いて、30℃の空気雰囲気下で、上記光配向膜の表面に100mJ/cm2(波長310nmの値を測定)の照射量で偏光紫外光を照射した。照射の際、透過光の偏光ベクトルが、フィルムの長手方向と角度α(8°、−8°、13°、−13°、23°、−23°、33°、−33°、38°、−38°)となるように照射した。このようにして、配向基板(1)〜(10)を得た。保護層の厚み方向の位相差についても併せて下記表に示す。
I. Preparation of elliptical polarizing plate as shown in FIG. Photo-alignment treatment of transparent protective film (production of alignment substrate)
The transparent protective film was subjected to a photo-alignment treatment to produce an alignment substrate (which eventually becomes a protective layer). The specific procedure is as follows. On the surface of the TAC film (thickness 40 μm), a composition containing an aligning agent having a cinnamate group (manufactured by HUNTSMAN, trade name “Staralign 2100”, total solid content concentration: 2% by weight) was applied using a gravure coater. The film was dried in an air circulation type constant temperature oven at 90 ° C. ± 1 ° C. for 2 minutes to form a photo-alignment film having a thickness of 0.3 μm. Next, using a high-pressure mercury lamp as a light source and an ultraviolet irradiation device equipped with a wire grid polarizer (having a polarization separation function at a wavelength of 210 to 380 nm), the surface of the photo-alignment film is formed in an air atmosphere of 30 ° Polarized ultraviolet light was irradiated at an irradiation amount of 100 mJ / cm 2 (measured at a wavelength of 310 nm). Upon irradiation, the polarization vector of the transmitted light has a film longitudinal direction and an angle α (8 °, −8 °, 13 °, −13 °, 23 °, −23 °, 33 °, −33 °, 38 °, -38 °). In this way, alignment substrates (1) to (10) were obtained. The retardation in the thickness direction of the protective layer is also shown in the table below.
I−b.第1の複屈折層の作製
まず、ネマチック液晶相を示す重合性液晶(BASF社製:商品名PaliocolorLC242)10gと、当該重合性液晶化合物に対する光重合開始剤(チバスペシャリティーケミカルズ社製:商品名イルガキュア907)3gとを、トルエン40gに溶解して、液晶塗工液を調製した。そして、上記のように作製した配向基材上に、当該液晶塗工液をバーコーターにより塗工した後、90℃で2分間加熱乾燥することによって液晶を配向させた。この液晶層に、メタルハライドランプを用いて1mJ/cm2の光を照射し、当該液晶層を硬化させることによって、第1の複屈折層(1)〜(5)を形成した。第1の複屈折層の厚みおよび位相差は、液晶塗工液の塗工量を変化させることにより調整した。下記表2に、形成した第1の複屈折層の厚みならびに面内位相差値(nm)を示す。
Ib. Preparation of first birefringent layer First, 10 g of a polymerizable liquid crystal exhibiting a nematic liquid crystal phase (manufactured by BASF: trade name Paliocolor LC242) and a photopolymerization initiator for the polymerizable liquid crystal compound (manufactured by Ciba Specialty Chemicals: trade name) 3 g of Irgacure 907) was dissolved in 40 g of toluene to prepare a liquid crystal coating solution. And after apply | coating the said liquid-crystal coating liquid with the bar coater on the orientation base material produced as mentioned above, the liquid crystal was orientated by heat-drying for 2 minutes at 90 degreeC. The liquid crystal layer was irradiated with light of 1 mJ / cm 2 using a metal halide lamp to cure the liquid crystal layer, thereby forming first birefringent layers (1) to (5). The thickness and retardation of the first birefringent layer were adjusted by changing the coating amount of the liquid crystal coating liquid. Table 2 below shows the thickness and in-plane retardation value (nm) of the formed first birefringent layer.
I−c.第2の複屈折層の作製
ポリカーボネートフィルム(厚み60μm)またはノルボルネン系フィルム(JSR社製:商品名Arton:厚み60μm)を所定温度で一軸延伸することによって、第2の複屈折層用フィルムを作製した。下記表3に、使用したフィルムの種類(ポリカーボネートフィルムはPC、ノルボルネンフィルムはNB)、延伸条件(延伸方向)、角度β(フィルムの長手方向に対する遅相軸の角度)、および、得られる位相差値を示す。
Ic. Production of second birefringent layer A polycarbonate film (thickness 60 μm) or a norbornene-based film (manufactured by JSR: trade name Arton: thickness 60 μm) is uniaxially stretched at a predetermined temperature to produce a second birefringent layer film. did. Table 3 below shows the type of film used (PC for polycarbonate film, NB for norbornene film), stretching conditions (stretching direction), angle β (angle of slow axis with respect to the longitudinal direction of the film), and retardation obtained. Indicates the value.
I−e.楕円偏光板の作製
ポリビニルアルコールフィルムを、ヨウ素を含む水溶液中で染色した後、ホウ酸を含む水溶液中で速比の異なるロール間にて6倍に一軸延伸して偏光子を得た。下記表4に示すような組み合わせで、保護層、第1の複屈折層および第2の複屈折層を用いた。これらの偏光子、保護層、第1の複屈折層および第2の複屈折層を、図5〜図9に示す製造手順によって積層し、図1に示すような楕円偏光板A01〜A21を得た。
Ie. Preparation of Elliptical Polarizing Plate A polyvinyl alcohol film was dyed in an aqueous solution containing iodine, and then uniaxially stretched 6 times between rolls having different speed ratios in an aqueous solution containing boric acid to obtain a polarizer. A protective layer, a first birefringent layer, and a second birefringent layer were used in combinations as shown in Table 4 below. The polarizer, the protective layer, the first birefringent layer, and the second birefringent layer are laminated by the manufacturing procedure shown in FIGS. 5 to 9 to obtain elliptically polarizing plates A01 to A21 as shown in FIG. It was.
楕円偏光板A01を重ね合わせてコントラスト比を測定した。表4から明らかなように、この楕円偏光板は、β=2α+44°の関係を有していた。この楕円偏光板によれば、コントラスト10の角度が全方位において最小40度、最大50度、最大最小の差が10度であった。コントラスト10の角度が全方位において最小40度というのは実用上好ましいレベルであった。さらに、最大最小の差が10度と小さいので、視覚特性上バランスが良く、こちらも実用上非常に好ましいレベルであった。
The contrast ratio was measured by superimposing the elliptical polarizing plates A01. As apparent from Table 4, this elliptically polarizing plate had a relationship of β = 2α + 44 °. According to this elliptically polarizing plate, the angle of
楕円偏光板A21を重ね合わせてコントラスト比を測定した。表4から明らかなように、この楕円偏光板は、β=2α+49°の関係を有していた。この楕円偏光板によれば、コントラスト10の角度が全方位において最小40度、最大60度、最大最小の差が20度であった。コントラスト10の角度が全方位において最小40度というのは実用上好ましいレベルであった。
The contrast ratio was measured by overlapping the elliptically polarizing plates A21. As is apparent from Table 4, this elliptically polarizing plate had a relationship of β = 2α + 49 °. According to this elliptically polarizing plate, the angle of
(比較例1)
楕円偏光板A11を重ね合わせてコントラスト比を測定した。表4から明らかなように、この楕円偏光板は、β=2α+64°の関係を有していた。この楕円偏光板によれば、コントラスト10の角度が全方位において最小30度、最大50度、最大最小の差が20度であった。この楕円偏光板によれば、コントラスト10の角度が全方位において最小30度であり、実用に供し得ないレベルであった。
(Comparative Example 1)
The contrast ratio was measured by overlapping the elliptically polarizing plates A11. As apparent from Table 4, this elliptically polarizing plate had a relationship of β = 2α + 64 °. According to this elliptically polarizing plate, the angle of
(比較例2)
楕円偏光板A13を重ね合わせてコントラスト比を測定した。表4から明らかなように、この楕円偏光板は、β=2α+24°の関係を有していた。この楕円偏光板によれば、コントラスト10の角度が全方位において最小30度、最大50度、最大最小の差が20度であった。この楕円偏光板によれば、コントラスト10の角度が全方位において最小30度であり、実用に供し得ないレベルであった。
(Comparative Example 2)
The contrast ratio was measured by overlapping the elliptically polarizing plates A13. As apparent from Table 4, this elliptically polarizing plate had a relationship of β = 2α + 24 °. According to this elliptically polarizing plate, the angle of
実施例1から明らかなように、本発明の製造方法によれば、斜め方向に遅相軸を有する第1の複屈折層が形成された長尺の透明保護フィルムと長尺の偏光子とをその長辺を揃えてロールtoロールで連続的に貼り合わせることができるので、非常に高い製造効率で楕円偏光板を得ることができた。さらに、実施例2〜3および比較例1〜2の結果から明らかなように、本発明によれば、偏光子の吸収軸と第1の複屈折層の遅相軸とがなす角度α、および偏光子の吸収軸と第2の複屈折層の遅相軸とがなす角度βを、2α+40°<β<2α+50°のような関係で最適化することにより、コントラスト10の角度が全方位において最小40度とすることができ、実用上好ましいレベルを確保できた。特に、実施例2によれば、最大最小の差を10度と小さくすることができた。この値は、視覚特性上非常にバランスが良く、実用上非常に好ましいレベルであった。一方、角度αと角度βが上記の関係を満足しない比較例によれば、コントラスト10の角度が全方位において最小30度であり、実用に供し得ないレベルであった。
As is clear from Example 1, according to the manufacturing method of the present invention, a long transparent protective film having a first birefringent layer having a slow axis in an oblique direction and a long polarizer are provided. Since the long sides can be aligned and bonded continuously by roll-to-roll, an elliptically polarizing plate can be obtained with very high production efficiency. Further, as is apparent from the results of Examples 2-3 and Comparative Examples 1-2, according to the present invention, the angle α formed by the absorption axis of the polarizer and the slow axis of the first birefringent layer, and By optimizing the angle β formed by the absorption axis of the polarizer and the slow axis of the second birefringent layer in a relationship of 2α + 40 ° <β <2α + 50 °, the angle of
本発明の楕円偏光板は、各種画像表示装置(例えば、液晶表示装置、自発光型表示装置)に好適に使用され得る。 The elliptically polarizing plate of the present invention can be suitably used for various image display devices (for example, liquid crystal display devices, self-luminous display devices).
10 楕円偏光板
11 偏光子
12 第1の複屈折層
13 第2の複屈折層
14 第1の保護層
14’ 光配向膜
15 第2の保護層
20 液晶セル
100 液晶パネル
DESCRIPTION OF
Claims (13)
該透明保護フィルムの該光配向処理が施された表面に液晶材料を塗工する工程と、
該液晶材料を該透明保護フィルムの配向方向に応じて配向させて、第1の複屈折層を形成する工程と、
該透明保護フィルムの該光配向処理が施された表面と反対側の表面に偏光子を積層する工程と、
該第1の複屈折層の表面に高分子フィルムを積層して、第2の複屈折層を形成する工程とを含み、
該偏光子の吸収軸と該透明保護フィルムの配向方向とのなす角度をα、該偏光子の吸収軸と該第2の複屈折層の遅相軸のなす角度をβとしたとき、角度αおよびβが下記式(1)の関係を有する、楕円偏光板の製造方法:
2α+40°<β<2α+50° ・・・(1)。 A step of performing photo-alignment treatment on the surface of the transparent protective film;
Applying a liquid crystal material to the surface of the transparent protective film that has been subjected to the photo-alignment treatment;
Orienting the liquid crystal material according to the orientation direction of the transparent protective film to form a first birefringent layer;
Laminating a polarizer on the surface of the transparent protective film opposite to the surface subjected to the photo-alignment treatment;
Laminating a polymer film on the surface of the first birefringent layer to form a second birefringent layer,
When the angle between the absorption axis of the polarizer and the orientation direction of the transparent protective film is α, and the angle between the absorption axis of the polarizer and the slow axis of the second birefringent layer is β, the angle α And β have the relationship of the following formula (1):
2α + 40 ° <β <2α + 50 ° (1).
An image display device comprising the elliptically polarizing plate according to claim 12.
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KR20210079272A (en) | 2018-10-26 | 2021-06-29 | 도요보 가부시키가이샤 | Alignment film for liquid crystal compound alignment layer transfer |
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KR20220155987A (en) | 2020-03-26 | 2022-11-24 | 도요보 가부시키가이샤 | Laminate for thin film layer transfer |
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2005
- 2005-03-07 JP JP2005062648A patent/JP2006243653A/en not_active Withdrawn
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