JP2012048259A - Polarizing plate and liquid crystal display device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置等に使用される偏光特性に優れる偏光板、及びそれを用いたコントラストに優れる液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a polarizing plate excellent in polarization characteristics used in a liquid crystal display device and the like, and a liquid crystal display device excellent in contrast using the polarizing plate.
従来、液晶表示装置（以下、ＬＣＤと略称することがある。）に用いられる偏光板には、偏光機能を発現する偏光フィルムの片側又は両側に、保護層として複屈折率の小さいトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムが一般的に使用されている。
しかしながら、ＴＡＣフィルムは複屈折の面で十分ではなく、特に、直交状態の偏光板において、斜め方向からの観察における光漏れを増加させ、ＬＣＤのコントラスト低下が起こる原因となる。このような偏光板の特性を向上させる手段として、透明保護層の複屈折を低減することが、特開平６−５１１２０号公報（特許文献１）、特開平１１−２２３７２８号公報（特許文献２）などに開示されている。
Conventionally, a polarizing plate used in a liquid crystal display device (hereinafter sometimes abbreviated as “LCD”) includes triacetyl cellulose having a low birefringence as a protective layer on one side or both sides of a polarizing film that exhibits a polarizing function. TAC) film is commonly used.
However, the TAC film is not sufficient in terms of birefringence, and in particular, in a polarizing plate in an orthogonal state, it increases light leakage during observation from an oblique direction, causing a decrease in LCD contrast. As means for improving the properties of such a polarizing plate, reducing the birefringence of the transparent protective layer is disclosed in JP-A-6-51120 (Patent Document 1) and JP-A-11-223728 (Patent Document 2). And the like.
しかしながら、透明保護層の位相差値を低減すると偏光板の特性向上の改良は認められるが、偏光板の偏光特性は透明保護層の位相差値のみに依存するものではなく、透明保護層が位相差値を有する場合には、偏光フィルムと透明保護層を積層した時の偏光フィルムの光軸と透明保護層の遅相軸がなす角度にも影響され、必ずしも目的とする特性が達成されるわけではなかった。 However, when the retardation value of the transparent protective layer is reduced, an improvement in the properties of the polarizing plate is recognized. However, the polarizing property of the polarizing plate does not depend only on the retardation value of the transparent protective layer. In the case of having a phase difference value, it is also affected by the angle formed by the optical axis of the polarizing film and the slow axis of the transparent protective layer when the polarizing film and the transparent protective layer are laminated, and the desired characteristics are not necessarily achieved. It wasn't.
本発明は、前記従来の問題を解決するため、直交ニコルに配置した場合、法線方向の透過率が小さくて偏光特性に優れ、かつ、斜め方向における光漏れを低減し、コントラストないし表示品位に優れる液晶ディスプレイを得ることができる偏光板を提供することを目的とする。 In order to solve the above-described conventional problems, the present invention, when arranged in crossed Nicols, has low normal direction transmittance and excellent polarization characteristics, and reduces light leakage in an oblique direction, resulting in contrast or display quality. It is an object of the present invention to provide a polarizing plate capable of obtaining an excellent liquid crystal display.
前記目的を達成するため、本発明の偏光板は、偏光フィルムの片側又は両側に透明保護層を有する偏光板であって、前記透明保護層は、その面内位相差値（nm）をｘ、前記偏光フィルムの光軸と前記透明保護層の遅相軸がなす角（deg）をｙとした場合、ｘ≦１５、Ｅ＝６４．４４８ｘ-1.1283で表される配置関数において、ｙ≦Ｅの関係を満たすことを特徴とする。 In order to achieve the object, the polarizing plate of the present invention is a polarizing plate having a transparent protective layer on one side or both sides of a polarizing film, and the transparent protective layer has an in-plane retardation value (nm) of x, When the angle (deg) formed by the optical axis of the polarizing film and the slow axis of the transparent protective layer is y, in an arrangement function represented by x ≦ 15 and E = 64.448x −1.1283 , y ≦ E It is characterized by satisfying the relationship.
また、本発明の偏光板は、前記偏光板と、位相差板、反射板、半透過反射板、視角補償フィルムおよび輝度向上フィルムから選ばれる少なくとも１つの光学層とを積層したことを特徴とする。 The polarizing plate of the present invention is characterized in that the polarizing plate and at least one optical layer selected from a retardation plate, a reflecting plate, a semi-transmissive reflecting plate, a viewing angle compensation film, and a brightness enhancement film are laminated. .
また、本発明の偏光板は、前記偏光板に、粘着層を設けたことを特徴とする。 The polarizing plate of the present invention is characterized in that an adhesive layer is provided on the polarizing plate.
次に、本発明の液晶表示装置は、前記偏光板を液晶セルの少なくとも片側に配置してなることを特徴とする。 Next, the liquid crystal display device of the present invention is characterized in that the polarizing plate is disposed on at least one side of a liquid crystal cell.
以上説明したとおり、本発明の偏光板は、面内位相差値（nm）をｘ、前記偏光フィルムの光軸と前記透明保護層の遅相軸がなす角（deg）をｙとした場合、ｘ≦１５、Ｅ＝６４．４４８ｘ-1.1283で表される配置関数において、ｙ≦Ｅの関係を満たす透明保護層を有するため、直交ニコルに配置した場合、法線方向の透過率が小さくて偏光特性に優れ、かつ、斜め方向における光漏れを低減し、コントラストないし表示品位に優れる液晶ディスプレイを得ることができる。 As described above, in the polarizing plate of the present invention, when the in-plane retardation value (nm) is x, and the angle (deg) between the optical axis of the polarizing film and the slow axis of the transparent protective layer is y, In the arrangement function represented by x ≦ 15 and E = 64.448x −1.1283 , since the transparent protective layer satisfying the relationship of y ≦ E is provided, when arranged in crossed Nicols, the transmittance in the normal direction is small and polarized light It is possible to obtain a liquid crystal display having excellent characteristics, reducing light leakage in an oblique direction, and excellent in contrast or display quality.
透明保護層は水分の侵入等を防止して偏光フィルムの耐久性を向上させるためのものであるが、本発明者らは上記課題の克服のため鋭意研究する中で、従来の偏光板における問題は、偏光フィルムと透明保護層との作業上避けることができない光軸のズレと、透明保護層の微小な光学異方性（複屈折）とに基づくことを究明し、その場合に透明保護層の面内位相差値（ｎｍ）をｘ、偏光フィルムの光軸と透明保護層の逓相軸がなす角（ｄｅｇ）をｙとした場合、ｘ≦１５および、Ｅ＝６４．４４８ｘ-1.1283で表される配置関数において、ｙ≦Ｅの関係を満足することにより、偏光特性を向上でき、直交ニコル配置による透過率を大幅に抑制できることを見出した。 The transparent protective layer is intended to prevent the intrusion of moisture and the like to improve the durability of the polarizing film. Has been investigated based on the optical axis misalignment that cannot be avoided in the work of the polarizing film and the transparent protective layer, and the minute optical anisotropy (birefringence) of the transparent protective layer. Where x is the in-plane retardation value (nm) and y is the angle (deg) between the optical axis of the polarizing film and the phase-shifting axis of the transparent protective layer, and E = 64.448x -1.1283 . It has been found that satisfying the relationship of y ≦ E in the arrangement function to be performed can improve the polarization characteristics and greatly suppress the transmittance due to the orthogonal Nicol arrangement.
ここで、ｙの値がＥの値よりも大きくなると、直交ニコル配置時の透過率が大きくなり、高偏光性能を有する偏光フィルムの特性を損ない、所望の性能を有する偏光板を得ることが困難になる。また、ｙが完全に０であれば、ｘの値は既に制限されることはないが、実質上、偏光板作製時の各種作業工程においては避けられないズレが発生するためｙ＝０を完全に達成することはできず、従って、ｘの値はある程度制限されたものとなる。この避けられない軸ズレ量と、配置関数におけるｙ≦Ｅの関係を満たすようにするには、ｘ≦１５とする必要がある。好ましくは、ｘ≦１０とするのがよい。 Here, if the value of y is larger than the value of E, the transmittance at the time of crossed Nicols increases, the characteristics of the polarizing film having high polarization performance are impaired, and it is difficult to obtain a polarizing plate having desired performance. become. Further, if y is completely 0, the value of x is not limited. However, since inevitable misalignment occurs in various work steps when manufacturing a polarizing plate, y = 0 is completely set. Cannot be achieved, and therefore the value of x is somewhat limited. In order to satisfy the relationship of this inevitable axis shift amount and y ≦ E in the arrangement function, it is necessary to satisfy x ≦ 15. Preferably, x ≦ 10.
本発明の偏光板は、偏光フィルムの片側又は両側に透明保護層を有する偏光板であって、前記透明保護層が、前記透明保護層の面内位相差値（nm）をｘ、前記偏光フィルムの光軸と前記透明保護層の遅相軸がなす角（deg）をｙとした場合、ｘ≦１５、Ｅ＝６４．４４８ｘ-1.1283で表される配置関数において、ｙ≦Ｅの関係を満足するものである。その配置例を図１、図２に示した。１，３が透明保護層、２が偏光フィルムである。 The polarizing plate of the present invention is a polarizing plate having a transparent protective layer on one side or both sides of the polarizing film, wherein the transparent protective layer has an in-plane retardation value (nm) of the transparent protective layer x, and the polarizing film When the angle (deg) formed between the optical axis of the transparent protective layer and the slow axis of the transparent protective layer is y, the relation of y ≦ E is satisfied in the arrangement function represented by x ≦ 15 and E = 64.448x −1.1283 To do. Examples of the arrangement are shown in FIGS. 1 and 3 are transparent protective layers, and 2 is a polarizing film.
図１に例示したように、透明保護層を偏光フィルムの片側に設ける場合、面内位相差値ｘ（nm）なる透明保護層は、ｙ≦Ｅの関係を満足するように偏光フィルムに積層される。図２に例示したように、透明保護層を偏光フィルムの両側に設ける場合も同様である。 As illustrated in FIG. 1, when a transparent protective layer is provided on one side of the polarizing film, the transparent protective layer having an in-plane retardation value x (nm) is laminated on the polarizing film so as to satisfy the relationship y ≦ E. The As illustrated in FIG. 2, the same applies to the case where transparent protective layers are provided on both sides of the polarizing film.
透明保護層として用いられるフィルム形成材料としては、透明性が高いフィルムであれば特に制限がない。例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリサルホン（ＰＳｕ）、ポリアリレート、ポリエーテルサルホン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリα−メチルスチレン、ポリノルボルネン等のポリマーフィルムが挙げられる。これらのモノマーユニットが入った共重合体などからなるフィルムも使用可能である。 The film forming material used as the transparent protective layer is not particularly limited as long as it is a highly transparent film. Examples thereof include polymer films such as polycarbonate (PC), polysulfone (PSu), polyarylate, polyethersulfone, polyethylene terephthalate (PET), polystyrene, polymethyl methacrylate (PMMA), poly α-methylstyrene, polynorbornene, and the like. . A film made of a copolymer containing these monomer units can also be used.
透明保護層の厚さとしては特に限定されるものではないが、通常５〜５００μｍが好ましく、より好ましくは１０〜１５０μｍ、さらに好ましくは１５〜１００μｍである。保護層の厚みが薄すぎると強度が低下すると共に、偏光板の耐久試験でカールが大きくなる等の問題点がある。反対に保護フィルムの厚みが厚すぎると、透明性の低下、複屈折の上昇等の問題点がある。 Although it does not specifically limit as thickness of a transparent protective layer, Usually, 5-500 micrometers is preferable, More preferably, it is 10-150 micrometers, More preferably, it is 15-100 micrometers. When the thickness of the protective layer is too thin, there are problems such as a decrease in strength and an increase in curl in the durability test of the polarizing plate. On the other hand, if the protective film is too thick, there are problems such as a decrease in transparency and an increase in birefringence.
なお、偏光フィルムの両側に透明保護層を設ける場合、その表裏で異なるポリマー等からなる透明保護層を形成してもよい。また、透明保護層に用いられる透明保護フィルムは、本発明の目的を損なわない限り、ハードコート処理や反射防止処理、スティッキングの防止や拡散ないしアンチグレア等を目的とした処理などを施したものであってもよい。 In addition, when providing a transparent protective layer on both sides of a polarizing film, you may form the transparent protective layer which consists of a polymer etc. which are different in the front and back. In addition, the transparent protective film used for the transparent protective layer has been subjected to a treatment for the purpose of hard coat treatment, antireflection treatment, sticking prevention, diffusion or antiglare, etc., as long as the object of the present invention is not impaired. May be.
本発明で用いる偏光フィルムは、偏光機能を有するフィルム又はシートであればよく、例えば、ＰＶＡフィルムにヨウ素を吸着させた後、ホウ酸浴中で一軸延伸したＰＶＡ・ヨウ素系偏光子あるいはＰＶＡフィルムに二色性の高い直接染料を拡散吸着させた後、一軸延伸したＰＶＡ・染料系偏光膜、ＰＶＡフィルムにヨウ素を吸着させ延伸してポリビニレン構造としたＰＶＡ・ポリビニレン系偏光膜などを適宜使用することができる。偏光フィルムの厚さは、特に限定されるものではないが、通常５〜４０μｍが好ましい。厚さが５μｍ未満の場合は機械的強度の低下となり、４０μｍを越えると光学特性の低下となるからである。 The polarizing film used in the present invention may be any film or sheet having a polarizing function. For example, after the iodine is adsorbed to the PVA film, the polarizing film is uniaxially stretched in a boric acid bath, or the PVA / iodine polarizer or PVA film. Use PVA / dye-type polarizing film uniaxially stretched after diffusively adsorbing a direct dye with high dichroism, or PVA / polyvinylene-type polarizing film that has a polyvinylene structure by adsorbing and stretching iodine on the PVA film. Can do. Although the thickness of a polarizing film is not specifically limited, Usually, 5-40 micrometers is preferable. This is because when the thickness is less than 5 μm, the mechanical strength is lowered, and when it exceeds 40 μm, the optical characteristics are lowered.
透明保護層は、偏光フィルムに直接キャスティングすることにより設けても良いし、別途キャステイング法や押出し法などにより形成されたフィルム材を、偏光フィルムと貼り合わせても良い。この場合、透明な接着剤ないし粘着剤等により偏光フィルムと接着される。その接着剤等の種類については特に限定はなく、アクリル系、ウレタン系、イソシアネート系等の適宜な接着剤等を用いることができるが、偏光フィルムや透明保護層の光学特性の変化防止の点より、硬化や乾燥の際に高温のプロセスを要しないものが好ましく、長時間の硬化処理や乾燥時間を要しないものが望ましい。 The transparent protective layer may be provided by directly casting on the polarizing film, or a film material separately formed by a casting method, an extrusion method, or the like may be bonded to the polarizing film. In this case, it is bonded to the polarizing film with a transparent adhesive or adhesive. There is no particular limitation on the type of the adhesive, and appropriate adhesives such as acrylic, urethane, and isocyanate can be used. From the viewpoint of preventing changes in the optical properties of the polarizing film and the transparent protective layer. Those that do not require a high-temperature process during curing or drying are preferred, and those that do not require a long curing process or drying time are desirable.
さらに、偏光フィルムと透明保護層からなる偏光板の片面または両面に、耐水性などの保護目的で、樹脂の塗布層や反射防止層あるいは防眩層などを必要に応じて適宜形成しても良い。 Furthermore, a resin coating layer, an antireflection layer, an antiglare layer, or the like may be appropriately formed on one or both surfaces of a polarizing plate comprising a polarizing film and a transparent protective layer as needed for the purpose of protection such as water resistance. .
本発明の偏光板は、実用に際して他の光学層と積層した光学部材として用いることができる。その光学層については特に限定はなく、例えば反射板や半透過反射板、位相差板（１／２波長板、１／４波長板などのλ板も含む）、視角補償フィルムや輝度向上フィルムなどの、液晶表示装置等の形成に用いられることのある適宜な光学層の１層または２層以上を用いることができ、特に、前述した本発明の偏光フィルムと保護層とからなる偏光板に、更に反射板または半透過反射板が積層されてなる反射型偏光板または半透過反射型偏光板、前述した偏光フィルムと保護層とからなる偏光板に、更に位相差板が積層されている楕円偏光板または円偏光板、前述した偏光フィルムと保護層とからなる偏光板に、更に視角補償フィルムが積層されている偏光板、あるいは、前述した偏光フィルムと保護層とからなる偏光板に、更に輝度向上フィルムが積層されている偏光板が好ましい。 The polarizing plate of the present invention can be used as an optical member laminated with another optical layer in practical use. The optical layer is not particularly limited. For example, a reflection plate, a transflective plate, a retardation plate (including a λ plate such as a half-wave plate and a quarter-wave plate), a viewing angle compensation film, a brightness enhancement film, and the like. One or two or more suitable optical layers that may be used for forming a liquid crystal display device, etc. can be used, and in particular, the polarizing plate comprising the polarizing film and the protective layer of the present invention described above, Further, a reflective polarizing plate or semi-transmissive reflective polarizing plate in which a reflective plate or a semi-transmissive reflective plate is laminated, or an elliptically polarized light in which a retardation plate is further laminated on the polarizing plate composed of the polarizing film and the protective layer described above. A plate or a circularly polarizing plate, a polarizing plate composed of the polarizing film and the protective layer described above, and a polarizing plate further laminated with a viewing angle compensation film, or a polarizing plate composed of the polarizing film and the protective layer described above, further brightness Improvement Polarizers Lum are stacked is preferable.
前記の反射板について説明すると、反射板は、それを偏光板に設けて反射型偏光板を形成するためのものであり、反射型偏光板は、通常液晶セルの裏側に設けられ、視認側（表示側）からの入射光を反射させて表示するタイプの液晶表示装置などを形成でき、バックライト等の光源の内蔵を省略できて液晶表示装置の薄型化を図りやすいなどの利点を有する。 The reflection plate will be described. The reflection plate is provided on a polarizing plate to form a reflection-type polarizing plate. The reflection-type polarizing plate is usually provided on the back side of the liquid crystal cell, and the viewing side ( A liquid crystal display device of the type that reflects incident light from the display side) can be formed, and the built-in light source such as a backlight can be omitted, and the liquid crystal display device can be easily thinned.
反射型偏光板の形成は、必要に応じて上記した透明保護層等を介して偏光板の片面に金属等からなる反射層を付設する方式などの適宜な方式にて行なうことができる。その具体例としては、必要に応じマット処理した透明保護層の片面に、アルミニウム等の反射性金属からなる箔や蒸着膜を付設して反射層を形成したものなどが挙げられる。 The reflective polarizing plate can be formed by an appropriate method such as a method in which a reflective layer made of metal or the like is provided on one surface of the polarizing plate via the transparent protective layer or the like as necessary. Specific examples thereof include those in which a reflective layer is formed by attaching a foil or a vapor deposition film made of a reflective metal such as aluminum on one side of a transparent protective layer matted as necessary.
また、微粒子を含有させて表面を微細凹凸構造とした上記の透明保護層の上に、その微細凹凸構造を反映させた反射層を有する反射型偏光板なども挙げられる。表面微細凹凸構造の反射層は、入射光を乱反射により拡散させて指向性を緩和したり、ギラギラした見栄えを防止し、明暗のムラを抑制しうる利点などを有する。透明保護層の表面微細凹凸構造を反映させた微細凹凸構造の反射層の形成は、例えば真空蒸着方式、イオンプレーティング方式、スパッタリング方式等の蒸着方式やメッキ方式などの適宜な方式で金属を透明保護層の表面に直接付設する方法などにより行うことができる。 Moreover, the reflective polarizing plate etc. which have the reflecting layer which reflected the fine concavo-convex structure on said transparent protective layer which contained microparticles | fine-particles and made the surface a fine concavo-convex structure are mentioned. A reflective layer having a fine surface irregular structure has advantages such as that incident light is diffused by irregular reflection to reduce directivity, prevent glare from appearing, and suppress uneven brightness. The reflective layer having a fine concavo-convex structure reflecting the surface fine concavo-convex structure of the transparent protective layer can be formed by transparently depositing metal by an appropriate method such as a vacuum deposition method, an ion plating method, a sputtering method, or a plating method. It can be performed by a method of directly attaching to the surface of the protective layer.
また、反射板は、上記した偏光板の透明保護層に直接付設する方式に代えて、その透明保護層に準じた適宜なフィルムに反射層を設けてなる反射シートなどとして用いることもできる。反射板の反射層は、通常、金属からなるので、その反射面がフィルムや偏光板等で被覆された状態の使用形態が、酸化による反射率の低下防止、ひいては初期反射率の長期持続の点や、保護層の別途付設の回避の点などから好ましい。 Further, the reflection plate can be used as a reflection sheet in which a reflection layer is provided on an appropriate film according to the transparent protection layer, instead of directly attaching to the transparent protection layer of the polarizing plate. Since the reflective layer of the reflector is usually made of metal, the usage form in which the reflective surface is covered with a film, a polarizing plate or the like is used to prevent the reflectance from being lowered by oxidation, and thus to maintain the initial reflectance for a long time. Further, it is preferable from the viewpoint of avoiding the additional attachment of the protective layer.
なお、半透過型偏光板は、上記において反射層で光を反射し、且つ透過するハーフミラー等の半透過型の反射層とすることにより得ることができる。半透過型偏光板は、通常液晶セルの裏側に設けられ、液晶表示装置などを比較的明るい雰囲気で使用する場合には、視認側（表示側）からの入射光を反射させて画像を表示し、比較的暗い雰囲気においては、半透過型偏光板のバックサイドに内蔵されているバックライト等の内蔵光源を使用して画像を表示するタイプの液晶表示装置などを形成できる。即ち、半透過型偏光板は、明るい雰囲気下では、バックライト等の光源使用のエネルギーを節約でき、比較的暗い雰囲気下においても内蔵光源を用いて使用できるタイプの液晶表示装置などの形成に有用である。 The transflective polarizing plate can be obtained by using a transflective reflective layer such as a half mirror that reflects and transmits light with the reflective layer. A transflective polarizing plate is usually provided on the back side of a liquid crystal cell, and displays an image by reflecting incident light from the viewing side (display side) when a liquid crystal display device is used in a relatively bright atmosphere. In a relatively dark atmosphere, a liquid crystal display device or the like that displays an image using a built-in light source such as a backlight built in the back side of the transflective polarizing plate can be formed. In other words, the transflective polarizing plate is useful for forming a liquid crystal display device of a type that can save energy of using a light source such as a backlight in a bright atmosphere and can be used with a built-in light source even in a relatively dark atmosphere. It is.
次に、前述した偏光フィルムと保護層からなる偏光板に、更に位相差板が積層されている楕円偏光板又は円偏光板について説明する。 Next, an elliptically polarizing plate or a circularly polarizing plate in which a retardation plate is further laminated on the polarizing plate composed of the polarizing film and the protective layer described above will be described.
直線偏光を楕円偏光又は円偏光に変えたり、楕円偏光又は円偏光を直線偏光に変えたり、或いは直線偏光の偏光方向を変える場合に、位相差板などが用いられ、特に、直線偏光を楕円偏光又は円偏光に変えたり、楕円偏光又は円偏光を直線偏光に変える位相差板としては、いわゆる１／４波長板（λ／４板とも言う）が用いられる。１／２波長板（λ／２板とも言う）は、通常、直線偏光の偏光方向を変える場合に用いられる。 When changing linearly polarized light to elliptically or circularly polarized light, changing elliptical or circularly polarized light to linearly polarized light, or changing the polarization direction of linearly polarized light, a phase difference plate is used. Alternatively, a so-called quarter-wave plate (also referred to as a λ / 4 plate) is used as a retardation plate that changes to circularly polarized light or changes elliptically or circularly polarized light into linearly polarized light. A half-wave plate (also referred to as a λ / 2 plate) is usually used when changing the polarization direction of linearly polarized light.
楕円偏光板は、スーパーツイストネマチック（ＳＴＮ）型液晶表示装置の液晶層の複屈折によって生じた着色（青又は黄）を補償（防止）して、前記着色のない白黒表示にする場合などに有効に用いられる。更に、３次元の屈折率を制御したものは、液晶表示装置の画面を斜め方向 から見た際に生じる着色も補償（防止）することができ好ましい。円偏光板は、例えば画像がカラー表示になる反射型液晶表示装置の画像の色調を整える場合などに有効に用いられ、また、反射防止の機能も有する。 The elliptically polarizing plate is effective when compensating for (preventing) the coloration (blue or yellow) caused by the birefringence of the liquid crystal layer of the super twist nematic (STN) type liquid crystal display device to achieve the above-mentioned monochrome display without coloration. Used for. Further, the one having a controlled three-dimensional refractive index is preferable because it can compensate (prevent) coloring that occurs when the screen of the liquid crystal display device is viewed from an oblique direction. The circularly polarizing plate is effectively used, for example, when adjusting the color tone of an image of a reflective liquid crystal display device in which an image is displayed in color, and also has an antireflection function.
前記位相差板の具体例としては、ポリカーボネートやポリビニルアルコール、ポリスチレンやポリメチルメタクリレート、ポリプロピレンやその他のポリオレフィン、ポリアリレートやポリアミドの如き適宜なポリマーからなるフィルムを延伸処理してなる複屈折性フィルムや液晶ポリマーの配向フィルム、液晶ポリマーの配向層をフィルムにて支持したものなどが挙げられる。また、傾斜配向フィルムとしては、例えばポリマーフィルムに熱収縮性フィルムを接着して加熱によるその収縮力の作用下にポリマーフィルムを延伸処理又は／及び収縮処理したものや液晶ポリマーを斜め配向させたものなどが挙げられる。 Specific examples of the retardation plate include a birefringent film obtained by stretching a film made of an appropriate polymer such as polycarbonate, polyvinyl alcohol, polystyrene, polymethyl methacrylate, polypropylene, other polyolefins, polyarylate, or polyamide, Examples include a liquid crystal polymer alignment film and a liquid crystal polymer alignment layer supported by a film. In addition, as the tilted alignment film, for example, a heat-shrinkable film is adhered to a polymer film, and the polymer film is stretched or / and contracted under the action of the contraction force by heating, or a liquid crystal polymer is obliquely aligned. Etc.
次に、前述した偏光フィルムと保護層からなる偏光板に、更に視角補償フィルムが積層されている偏光板について説明する。 Next, a polarizing plate in which a viewing angle compensation film is further laminated on the polarizing plate composed of the polarizing film and the protective layer described above will be described.
視角補償フィルムは、液晶表示装置の画面を、画面に垂直でなくやや斜めの方向から見た場合でも、画像が比較的鮮明に見えるように視角を広げるためのフィルムである。 The viewing angle compensation film is a film for widening the viewing angle so that an image can be seen relatively clearly even when the screen of the liquid crystal display device is viewed from a slightly oblique direction rather than perpendicular to the screen.
このような視角補償フィルムとしては、トリアセチルセルロースフィルムなどにディスコティック液晶を塗工したものや、位相差板が用いられる。通常の位相差板には、その面方向に一軸に延伸された複屈折を有するポリマーフィルムが用いられるのに対し、視角補償フィルムとして用いられる位相差板には、面方向に二軸に延伸された複屈折を有するポリマーフィルムとか、面方向に一軸に延伸され厚さ方向にも延伸された厚さ方向の屈折率を制御した傾斜配向ポリマーフィルムのような２方向延伸フィルムなどが用いられる。傾斜配向フィルムとしては、前述したように、例えばポリマーフィルムに熱収縮性フィルムを接着して加熱によるその収縮力の作用下にポリマーフィルムを延伸処理又は／及び収縮処理したものや、液晶ポリマーを斜め配向させたものなどが挙げられる。位相差板の素材原料ポリマーは、先の位相差板で説明したポリマーと同様のものが用いられる。 As such a viewing angle compensation film, a film obtained by applying a discotic liquid crystal to a triacetylcellulose film or the like, or a retardation plate is used. A normal retardation film uses a birefringent polymer film uniaxially stretched in the plane direction, whereas a retardation film used as a viewing angle compensation film stretches biaxially in the plane direction. In addition, a polymer film having birefringence, a bi-directionally stretched film such as a tilt-oriented polymer film in which the refractive index in the thickness direction, which is uniaxially stretched in the plane direction and stretched in the thickness direction, is used. As described above, as the tilted alignment film, for example, a heat-shrinkable film is bonded to a polymer film, and the polymer film is stretched or / and contracted under the action of the shrinkage force by heating, or a liquid crystal polymer is slanted. Examples include oriented ones. The raw material polymer for the retardation plate is the same as the polymer described in the previous retardation plate.
前述した偏光フィルムと保護層からなる偏光板に、輝度向上フィルムを貼り合わせた偏光板は、通常液晶セルの裏側サイドに設けられて使用される。輝度向上フィルムは、液晶表示装置などのバックライトや裏側からの反射などにより自然光が入射すると所定偏光軸の直線偏光又は所定方向の円偏光を反射し、他の光は透過する特性を示すもので、輝度向上フィルムを前述した偏光フィルムと保護層とからなる偏光板と積層した偏光板は、バックライト等の光源からの光を入射させて所定偏光状態の透過光を得ると共に、前記所定偏光状態以外の光は透過せずに反射される。この輝度向上フィルム面で反射した光を更にその後ろ側に設けられた反射層等を介し反転させて輝度向上板に再入射させ、その一部又は全部を所定偏光状態の光として透過させて輝度向上フィルムを透過する光の増量を図ると共に、偏光フィルムに吸収されにくい偏光を供給して液晶画像表示等に利用しうる光量の増大を図ることにより輝度を向上させうるものである。即ち、輝度向上フィルムを使用せずに、バックライトなどで液晶セルの裏側から偏光フィルムを通して光を入射した場合には、偏光フィルムの偏光軸に一致していない偏光方向を有する光はほとんど偏光フィルムに吸収されてしまい、偏光フィルムを透過してこない。即ち、用いた偏光フィルムの特性によっても異なるが、およそ５０％の光が偏光フィルムに吸収されてしまい、その分、液晶画像表示等に利用しうる光量が減少し、画像が暗くなる。輝度向上フィルムは、偏光フィルムに吸収されるような偏光方向を有する光を偏光フィルムに入射させずに輝度向上フィルムで一旦反射させ、更にその後ろ側に設けられた反射層等を介して反転させて輝度向上板に再入射させることを繰り返し、この両者間で反射、反転している光の偏光方向が偏光フィルムを通過し得るような偏光方向になった偏光のみを、輝度向上フィルムは透過させて偏光フィルムに供給するので、バックライトなどの光を効率的に液晶表示装置の画像の表示に使用でき、画面を明るくすることができるのである。 A polarizing plate in which a brightness enhancement film is bonded to a polarizing plate composed of the polarizing film and the protective layer described above is usually provided on the back side of a liquid crystal cell. The brightness enhancement film reflects a linearly polarized light having a predetermined polarization axis or a circularly polarized light in a predetermined direction when natural light is incident by a backlight of a liquid crystal display device or the like or reflection from the back side, and transmits other light. In addition, the polarizing plate in which the brightness enhancement film is laminated with the polarizing plate composed of the polarizing film and the protective layer described above makes light from a light source such as a backlight incident to obtain transmitted light in a predetermined polarization state, and the predetermined polarization state. Light other than is reflected without being transmitted. The light reflected on the surface of the brightness enhancement film is further inverted through a reflective layer or the like provided on the rear side thereof and re-incident on the brightness enhancement plate, and a part or all of the light is transmitted as light of a predetermined polarization state. Luminance can be improved by increasing the amount of light transmitted through the enhancement film and increasing the amount of light that can be used for liquid crystal image display or the like by supplying polarized light that is not easily absorbed by the polarizing film. That is, when light is incident through the polarizing film from the back side of the liquid crystal cell with a backlight or the like without using a brightness enhancement film, the light having a polarization direction that does not coincide with the polarizing axis of the polarizing film is almost the polarizing film. Will not be transmitted through the polarizing film. That is, although depending on the characteristics of the polarizing film used, approximately 50% of the light is absorbed by the polarizing film, and accordingly, the amount of light that can be used for liquid crystal image display is reduced and the image becomes dark. The brightness enhancement film is such that light having a polarization direction that is absorbed by the polarizing film is temporarily reflected by the brightness enhancement film without being incident on the polarizing film, and is further inverted through a reflective layer or the like provided on the rear side thereof. Repeatedly re-entering the brightness enhancement plate, and the brightness enhancement film transmits only the polarized light whose polarization direction is such that the polarization direction of the light reflected and inverted between the two can pass through the polarization film. Therefore, light such as a backlight can be efficiently used for displaying an image on the liquid crystal display device, and the screen can be brightened.
前記の輝度向上フィルムとしては、例えば誘電体の多層薄膜や屈折率異方性が相違する薄膜フィルムの多層積層体の如き、所定偏光軸の直線偏光を透過して他の光は反射する特性を示すもの、コレステリック液晶層、特にコレステリック液晶ポリマーの配向フィルムやその配向液晶層をフィルム基材上に支持したものの如き、左回り又は右回りのいずれか一方の円偏光を反射して他の光は透過する特性を示すものなどの適宜なものを用いうる。 The brightness enhancement film has a characteristic of transmitting linearly polarized light having a predetermined polarization axis and reflecting other light, such as a multilayer thin film of dielectric material or a multilayer laminate of thin film films having different refractive index anisotropies. Cholesteric liquid crystal layer, especially the cholesteric liquid crystal polymer alignment film or the alignment liquid crystal layer supported on the film substrate, reflects either the left-handed or right-handed circularly polarized light, and the other light An appropriate material such as a material exhibiting a transmitting characteristic can be used.
従って、前記した所定偏光軸の直線偏光を透過するタイプの輝度向上フィルムでは、その透過光をそのまま偏光板に偏光軸を揃えて入射させることにより、偏光板による吸収ロスを抑制しつつ効率よく透過させることができる。一方、コレステリック液晶層の如く円偏光を透過するタイプの輝度向上フィルムでは、そのまま偏光フィルムに入射させることもできるが、吸収ロスを抑制する点よりその透過円偏光を位相差板を介し直線偏光化して偏光板に入射させることが好ましい。なお、その位相差板として１／４波長板を用いることにより、円偏光を直線偏光に変換することができる。 Therefore, in the brightness enhancement film of the type that transmits linearly polarized light having the predetermined polarization axis as described above, the transmitted light is incident on the polarizing plate with the polarization axis aligned as it is, thereby efficiently transmitting while suppressing absorption loss due to the polarizing plate. Can be made. On the other hand, in a brightness enhancement film of a type that transmits circularly polarized light such as a cholesteric liquid crystal layer, it can be incident on the polarizing film as it is, but from the point of suppressing absorption loss, the transmitted circularly polarized light is linearly polarized through a retardation plate. It is preferably incident on the polarizing plate. Note that circularly polarized light can be converted to linearly polarized light by using a quarter wave plate as the retardation plate.
可視光域等の広い波長範囲で１／４波長板として機能する位相差板は、例えば波長５５０ｎｍの光等の単色光に対して１／４波長板として機能する位相差層と他の位相差特性を示す位相差層、例えば１／２波長板として機能する位相差層とを重畳する方式などにより得ることができる。従って、偏光板と輝度向上フィルムの間に配置する位相差板は、１層又は２層以上の位相差層からなるものであってよい。 A retardation plate that functions as a quarter-wave plate in a wide wavelength range such as a visible light region is, for example, a retardation layer that functions as a quarter-wave plate for monochromatic light such as light having a wavelength of 550 nm and other retardations. It can be obtained by a method of superposing a retardation layer exhibiting characteristics, for example, a retardation layer functioning as a half-wave plate. Therefore, the retardation plate disposed between the polarizing plate and the brightness enhancement film may be composed of one or more retardation layers.
なお、コレステリック液晶層についても、反射波長が相違するものの組合せにして２層又は３層以上重畳した配置構造とすることにより、可視光域等の広い波長範囲で円偏光を反射するものを得ることができ、それに基づいて広い波長範囲の透過円偏光を得ることができる。 In addition, a cholesteric liquid crystal layer having a reflection structure that reflects circularly polarized light in a wide wavelength range such as a visible light range can be obtained by combining two or more layers with different reflection wavelengths to form an overlapping structure. Based on this, transmitted circularly polarized light in a wide wavelength range can be obtained.
また、偏光板は、上記した偏光分離型偏光板の如く、偏光板と２層又は３層以上の光学層とを積層したものからなっていてもよい。従って、上記の反射型偏光板や半透過型偏光板と位相差板を組合せた反射型楕円偏光板や半透過型楕円偏光板などであってもよい。２層又は３層以上の光学層を積層した光学部材は、液晶表示装置等の製造過程で順次別個に積層する方式にても形成することができるものであるが、予め積層して光学部材としたものは、品質の安定性や組立作業性等に優れて液晶表示装置などの製造効率を向上させることができる利点がある。なお、積層には、粘着層等の適宜な接着手段を用いることができる。 Further, the polarizing plate may be formed by laminating a polarizing plate and two or more optical layers, such as the above-described polarization separation type polarizing plate. Accordingly, a reflective elliptical polarizing plate or a semi-transmissive elliptical polarizing plate in which the above-mentioned reflective polarizing plate or semi-transmissive polarizing plate and a retardation plate are combined may be used. An optical member in which two or three or more optical layers are laminated can be formed by a method of separately laminating sequentially in the manufacturing process of a liquid crystal display device or the like. This has the advantage that the manufacturing efficiency of the liquid crystal display device and the like can be improved with excellent quality stability and assembly workability. In addition, suitable adhesion | attachment means, such as an adhesion layer, can be used for lamination | stacking.
前述した偏光板や光学部材には、液晶セル等の他部材と接着するための粘着層を設けることもできる。その粘着層は、アクリル系等の従来に準じた適宜な粘着剤にて形成することができる。特に、吸湿による発泡現象や剥がれ現象の防止、熱膨張差等による光学特性の低下や液晶セルの反り防止、ひいては高品質で耐久性に優れる液晶表示装置の形成性などの点より、吸湿率が低くて耐熱性に優れる粘着層であることが好ましい。また、微粒子を含有して光拡散性を示す粘着層などとすることもできる。粘着層は必要に応じて必要な面に設ければよく、例えば、偏光フィルムと保護層からなる偏光板の保護層について言及するならば、必要に応じて、保護層の片面又は両面に粘着層を設ければよい。 The polarizing plate and the optical member described above can be provided with an adhesive layer for bonding with other members such as a liquid crystal cell. The pressure-sensitive adhesive layer can be formed of an appropriate pressure-sensitive adhesive according to the conventional type such as acrylic. In particular, the moisture absorption rate is reduced in terms of prevention of foaming and peeling phenomena due to moisture absorption, deterioration of optical characteristics due to thermal expansion differences, prevention of warpage of liquid crystal cells, and formation of a liquid crystal display device with high quality and durability. A pressure-sensitive adhesive layer that is low and excellent in heat resistance is preferred. Moreover, it can also be set as the adhesion layer etc. which contain microparticles | fine-particles and show light diffusibility. The pressure-sensitive adhesive layer may be provided on a necessary surface as necessary. For example, when referring to a protective layer of a polarizing plate comprising a polarizing film and a protective layer, the pressure-sensitive adhesive layer is provided on one or both sides of the protective layer as necessary. May be provided.
偏光板や光学部材に設けた粘着層が表面に露出する場合には、その粘着層を実用に供するまでの間、汚染防止等を目的にセパレータにて仮着カバーすることが好ましい。セパレータは、上記の透明保護層等に準じた適宜な薄葉体に、必要に応じシリコーン系や長鎖アルキル系、フッ素系や硫化モリブデン等の適宜な剥離剤による剥離コートを設ける方式などにより形成することができる。 When the pressure-sensitive adhesive layer provided on the polarizing plate or the optical member is exposed on the surface, it is preferable to temporarily cover with a separator for the purpose of preventing contamination until the pressure-sensitive adhesive layer is put to practical use. The separator is formed by, for example, a method in which a release coat with an appropriate release agent such as silicone, long chain alkyl, fluorine, molybdenum sulfide, or the like is provided on an appropriate thin leaf according to the above-described transparent protective layer or the like. be able to.
なお、本発明の偏光板や光学部材を形成する偏光フィルムや透明保護層、光学層や粘着層などの各層は、紫外線による劣化を防止するため、紫外線吸収剤、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で処理する方式などにより紫外線吸収能を持たせたものであってもよい。 In addition, each layer such as a polarizing film, a transparent protective layer, an optical layer, and an adhesive layer forming the polarizing plate and the optical member of the present invention is used to prevent deterioration due to ultraviolet rays, such as ultraviolet absorbers such as salicylic acid ester compounds and benzophenone compounds. A compound having ultraviolet absorbing ability may be used by a method of treating with an ultraviolet absorber such as a compound, a benzotriazole compound, a cyanoacrylate compound, or a nickel complex compound.
本発明による偏光板は、液晶表示装置などの種々の光学系装置に好ましく用いることができる。特に、本発明における透明保護層を偏光フィルムの片側だけに用い反対側には通常の保護層を設けているような場合には、本透明保護層側が内側となるように、従って直交ニコル配置では当該透明保護層側が偏光フィルム間に位置するように偏光板を用いることで、透過光の抑制による偏光度の向上を図ることができる。 The polarizing plate according to the present invention can be preferably used in various optical system devices such as a liquid crystal display device. In particular, in the case where the transparent protective layer in the present invention is used only on one side of the polarizing film and a normal protective layer is provided on the opposite side, the transparent protective layer side is on the inside, and therefore in the crossed Nicol arrangement. By using the polarizing plate so that the transparent protective layer side is positioned between the polarizing films, the degree of polarization can be improved by suppressing transmitted light.
本発明に用いられる液晶表示装置は、上記の偏光板を液晶セルの片側、又は両側に配置したものである。かかる液晶表示装置を図３に例示した。４が偏光板、５が液晶セルである。かかる液晶表示装置に用いられる液晶セルは特に限定されるものではなく、例えば、薄膜トランジスタ型に代表されるアクティブマトリクス駆動型のもの、ツイストネマチック型やスーパーツイストネマチック型に代表される単純マトリクス駆動型のものなどがあげられる。 The liquid crystal display device used in the present invention is one in which the above polarizing plate is disposed on one side or both sides of a liquid crystal cell. Such a liquid crystal display device is illustrated in FIG. 4 is a polarizing plate and 5 is a liquid crystal cell. The liquid crystal cell used in such a liquid crystal display device is not particularly limited, and for example, an active matrix drive type represented by a thin film transistor type, a simple matrix drive type represented by a twist nematic type or a super twist nematic type. Stuff.
また、液晶セルの両側に偏光板や光学部材を設ける場合、それらは同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。更に、液晶表示装置の形成に際しては、例えばプリズムアレイシートやレンズアレイシート、光拡散板やバックライトなどの適宜な部品を適宜な位置に１層又は２層以上配置することができる。 Moreover, when providing a polarizing plate and an optical member in the both sides of a liquid crystal cell, they may be the same and may differ. Furthermore, when forming the liquid crystal display device, for example, appropriate components such as a prism array sheet, a lens array sheet, a light diffusing plate, and a backlight can be arranged in one or more layers at appropriate positions.
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を更に具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples.
（実施例１）
ノルボルネン系モノマーの開環重合体水素添加物（ＪＳＲ社製「ＡＲＴＯＮＨ」）の３５ｗｔ％トルエン溶液を調製し、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基材上に流延し、６０℃で５分間、１２０℃で５分間の２段階で乾燥した後、基材上より剥離して、５０μｍ厚みの透明フィルムを得た。このフィルムの面内位相差値は５ｎｍであった。
Example 1
A 35 wt% toluene solution of a ring-opening polymer hydrogenated product of norbornene-based monomer (“ARTONH” manufactured by JSR) is prepared, cast onto a polyethylene terephthalate (PET) substrate, and heated at 60 ° C. for 5 minutes at 120 ° C. After drying in two stages for 5 minutes, the film was peeled off from the substrate to obtain a transparent film having a thickness of 50 μm. The in-plane retardation value of this film was 5 nm.
このようにして得た透明保護層用のフィルムを、厚さ３０μｍのヨウ素・ポリビニルアルコール系偏光フィルムの両側に、偏光フィルムの光学軸と透明保護層用フィルムの遅相軸とのなす角が５ｄｅｇとなるように、イソシアネート系接着剤を用いて積層することにより偏光板を得た。 The angle between the optical axis of the polarizing film and the slow axis of the transparent protective layer film is 5 degrees on both sides of the 30 μm-thick iodine / polyvinyl alcohol polarizing film. Then, a polarizing plate was obtained by laminating using an isocyanate adhesive.
（比較例１）
実施例１と同様にして作製した透明フィルムと偏光フィルムを、偏光フィルムの光学軸と透明保護層用フィルムの遅相軸とのなす角が１５ｄｅｇとなるように、イソシアネート系接着剤を用いて積層することにより偏光板を得た。
(Comparative Example 1)
A transparent film and a polarizing film produced in the same manner as in Example 1 are laminated using an isocyanate adhesive so that the angle formed by the optical axis of the polarizing film and the slow axis of the transparent protective layer film is 15 deg. As a result, a polarizing plate was obtained.
（評価試験）
実施例、比較例で得た偏光板について、分光光度計により可視領域における単体透過率（Ｙ）、平行透過率（Ｙｐ）、直交透過率（Ｙｃ）を求め、その値より次式に基づいて偏光度Ｐを算出した。
(Evaluation test)
About the polarizing plate obtained by the Example and the comparative example, the single-piece | unit transmittance | permeability (Y), parallel transmittance | permeability (Yp), and orthogonal transmittance | permeability (Yc) in a visible region were calculated | required with the spectrophotometer, and based on following Formula from the value The degree of polarization P was calculated.
なお、平行透過率は一対の偏光板の光吸収軸を平行状態で合わせた場合の光線透過率であり、直交透過率は一対の偏光板の光吸収軸を直交状態で合わせた場合の光線透過率である。 The parallel transmittance is the light transmittance when the light absorption axes of a pair of polarizing plates are aligned in a parallel state, and the orthogonal transmittance is the light transmission when the light absorption axes of a pair of polarizing plates are aligned in an orthogonal state. Rate.
実施例、比較例で用いた透明保護層の特性を表１に、偏光板の光線透過率と偏光度の結果を表２に示した。なお表２には、透明保護層を有しない偏光フィルムそのものについての特性をブランクとして示した。 The properties of the transparent protective layer used in Examples and Comparative Examples are shown in Table 1, and the results of the light transmittance and the degree of polarization of the polarizing plate are shown in Table 2. In Table 2, the properties of the polarizing film itself having no transparent protective layer are shown as blanks.
１ 透明保護層
２ 偏光フィルム
３ 透明保護層
４ 偏光板
５ 液晶セル
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