JP2013011871A - 位相差層付偏光板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】位相差層付偏光板200は、厚み10μm以下の偏光膜20と、偏光膜20の片側に配置された位相差層30とを有する。位相差層30は、それぞれが異なる方向に遅相軸を有する複数の領域を所定のパターンで有する。異なる方向に遅相軸を有する2つの領域が、それぞれ、液晶セルの1ラインに対応する位相差層付偏光板。
【選択図】図1
Description
好ましい実施形態においては、上記位相差層の面内位相差Re(590)が、90nm〜190nmである。
好ましい実施形態においては、上記位相差層の上記所定パターンが、異なる方向に遅相軸を有する2つの領域が交互に配置されたストライプ状である。
好ましい実施形態においては、上記異なる方向に遅相軸を有する2つの領域が、それぞれ、液晶セルの1ラインに対応する。
好ましい実施形態においては、上記偏光膜の単体透過率が42.0%以上であり、偏光度が99.9%以上である。
好ましい実施形態においては、上記偏光膜が、熱可塑性樹脂基材上にポリビニルアルコール系樹脂層を形成して積層体を作製し、該積層体をホウ酸水溶液中で水中延伸することにより得られる。
好ましい実施形態においては、上記偏光膜が、熱可塑性樹脂基材上にポリビニルアルコール系樹脂層を形成して積層体を作製し、該積層体を95℃以上で空中延伸した後、該積層体をホウ酸水溶液中で水中延伸することにより得られる。
本発明の別の局面によれば、液晶パネルが提供される。この液晶パネルは、上記位相差層付偏光板を有する。
本発明の別の局面によれば、液晶表示装置が提供される。この液晶表示装置は、上記液晶パネルを有する。
本明細書における用語および記号の定義は下記の通りである。
(1)屈折率(nx、ny、nz)
「nx」は面内の屈折率が最大になる方向(すなわち、遅相軸方向)の屈折率であり、「ny」は面内で遅相軸と直交する方向(すなわち、進相軸方向)の屈折率であり、「nz」は厚み方向の屈折率である。
(2)面内位相差(Re)
面内位相差(Re)は、23℃、特に明記しなければ波長590nmにおける層(フィルム)の面内位相差値をいう。Reは、層(フィルム)の厚みをd(nm)としたとき、Re=(nx−ny)×dによって求められる。
(3)厚み方向の位相差(Rth)
厚み方向の位相差(Rth)は、23℃、特に明記しなければ波長590nmにおける層(フィルム)の厚み方向の位相差値をいう。Rthは、層(フィルム)の厚みをd(nm)としたとき、Rth=(nx−nz)×dによって求められる。
図1は、本発明の好ましい実施形態による位相差層付偏光板の概略断面図である。位相差層付偏光板200は、偏光膜20と、偏光膜20の片側(代表的には、視認側)に配置された位相差層30と、偏光膜20のもう片側に配置された保護層41と、偏光膜20と位相差層30との間に配置された保護層42とを有する。位相差層30は、接着層60を介して保護層42に積層されている。保護層41の偏光膜20が配置されていない側には、接着層50が設けられている。代表的には、位相差層付偏光板200は、その接着層50が貼り合わされて、液晶セル(代表的には、視認側)に積層される。
上記偏光膜は、代表的には、二色性物質(好ましくは、ヨウ素)が吸着配向されたポリビニルアルコール系樹脂膜である。
上記工程Aでは、積層体を作製する。図3は、好ましい実施形態による積層体の概略断面図である。積層体10は、熱可塑性樹脂基材11とポリビニルアルコール系樹脂層12とを有し、熱可塑性樹脂基材11上にポリビニルアルコール系樹脂層12を形成することにより作製される。ポリビニルアルコール系樹脂層12の形成方法は、任意の適切な方法を採用し得る。好ましくは、熱可塑性樹脂基材11上に、ポリビニルアルコール系樹脂を含む塗布液を塗布し、乾燥することにより、ポリビニルアルコール系樹脂層12を形成する。
上記工程Bでは、上記積層体を水中延伸(ホウ酸水中延伸)する。水中延伸によれば、上記熱可塑性樹脂基材やポリビニルアルコール系樹脂層のガラス転移温度(代表的には、80℃程度)よりも低い温度で延伸し得、ポリビニルアルコール系樹脂層を、その結晶化を抑えながら、高倍率に延伸することができる。その結果、優れた光学特性(例えば、偏光度)を有する偏光膜を作製することができる。
本実施形態においても、上述のとおり、上記工程Aおよび工程B以外に、その他の工程を含み得る。その他の工程としては、例えば、不溶化工程、染色工程、架橋工程、延伸工程(上記工程Bとは別の)、洗浄工程、乾燥(水分率の調節)工程等が挙げられる。その他の工程は、任意の適切なタイミングで行い得る。
上記位相差層は、代表的には、λ/4板として機能し得る。λ/4板は、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)変換し得る。このような位相差層の面内位相差Re(590)は、好ましくは90nm〜190nmであり、より好ましくは100nm〜170nmであり、さらに好ましくは110nm〜150nmである。位相差層は、好ましくは、nx>ny>nzまたはnx>ny=nzの屈折率楕円体を有する。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。
上記保護層は、偏光膜の保護層として使用できる任意の適切なフィルムで形成される。当該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、(メタ)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、(メタ)アクリル系、ウレタン系、(メタ)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。当該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。
BRUKER AvanceIII(400MHz)を用いて、樹脂の1H−NMR測定を行った。3.5から3.8ppm付近のメタクリル酸メチルのO−CH3プロトン由来のピーク面積Aと、3.0から3.3ppm付近のグルタルイミドのN−CH3プロトン由来のピークの面積Bより、次式で求められる。
なお、ここで、「イミド化率」とは全カルボニル基中のイミドカルボニル基の占める割合をいう。
本明細書において、「接着層」とは、隣り合う光学部材の面と面とを接合し、実用上十分な接着力と接着時間で一体化させるものをいう。接着層を形成する材料としては、例えば、粘着剤、接着剤、アンカーコート剤が挙げられる。上記接着層は、被着体の表面にアンカーコート層が形成され、その上に接着剤層が形成されたような、多層構造であってもよい。また、肉眼的に認知できないような薄い層(ヘアーラインともいう)であってもよい。
本発明の位相差層付偏光板においては、上記位相差層の視認側に、目的に応じて任意の適切な表面処理層を形成してもよい。表面処理層の代表例としては、アンチグレア層、反射防止層およびハードコート層が挙げられる。
本発明の液晶パネルは、上記位相差層付偏光板を有する。好ましくは、本発明の液晶パネルは、液晶セルと、液晶セルの視認側に配置された上記位相差層付偏光板とを有する。
1.厚み
デジタルマイクロメーター(アンリツ社製、製品名「KC−351C」)を用いて測定した。
2.熱可塑性樹脂基材の吸水率
JIS K 7209に準じて測定した。
3.熱可塑性樹脂基材のガラス転移温度(Tg)
JIS K 7121に準じて測定した。
4.偏光度
紫外可視分光光度計(日本分光社製、製品名「V7100」)を用いて、偏光膜の単体透過率(Ts)、平行透過率(Tp)および直交透過率(Tc)を測定し、偏光度(P)を次式により求めた。
偏光度(P)(%)={(Tp−Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
なお、上記Ts、TpおよびTcは、JIS Z 8701の2度視野(C光源)により測定し、視感度補正を行ったY値である。
5.位相差
王子計測機器(株)製、商品名「KOBRA−CCD」を用いて測定した。
(偏光膜の作製)
熱可塑性樹脂基材として、吸水率0.60%、Tg80℃の非晶質ポリエチレンテレフタレート(A−PET)フィルム(三菱樹脂社製、商品名「ノバクリア」、厚み:100μm)を用いた。
熱可塑性樹脂基材基の片面に、重合度2600、ケン化度99.9モル%のポリビニルアルコール(PVA)樹脂(日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセノール(登録商標)NH−26」)の水溶液を60℃で塗布および乾燥して、厚み7μmのポリビニルアルコール系樹脂層を形成した。このようにして積層体を作製した。
次いで、液温30℃の染色浴(水100重量部に対して、ヨウ素を0.2重量部配合し、ヨウ化カリウムを2重量部配合して得られたヨウ素水溶液)に60秒間浸漬させた(染色工程)。
次いで、液温30℃の架橋浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを3重量部配合し、ホウ酸を3重量部配合して得られたホウ酸水溶液)に30秒間浸漬させた(架橋工程)。
その後、積層体を、液温60℃のホウ酸水溶液(水100重量部に対して、ホウ酸を4重量部配合し、ヨウ化カリウムを5重量部配合して得られた水溶液)に浸漬させながら、周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に一軸延伸を行った(延伸工程)。ホウ酸水溶液への浸漬時間は120秒であり、延伸倍率を5.0倍とした。
その後、積層体を洗浄浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを3重量部配合して得られた水溶液)に浸漬させた後、60℃の温風で乾燥させた(洗浄・乾燥工程)。
このようにして、熱可塑性樹脂基材上に厚み3μmの偏光膜が形成された積層体を得た。得られた偏光膜の単体透過率(Ts)は42.2%であり、偏光度(P)は99.96%であった。
遅相軸方向が異なる2つの領域をストライプパターンで有する位相差フィルムを以下のようにして作製した。ノルボルネン系樹脂フィルム(日本ゼオン社製、商品名「ZEONOR」)の上に光配向膜を形成し、偏光露光法を用いて液晶セルの1ライン毎にストライプの方向に対して+45°、−45°の配向規制力を与え、当該光配向膜上に所定の複屈折率と膜厚とを有する光硬化型液晶ポリマー層を形成した。次いで、紫外線を照射して光硬化型液晶ポリマーを硬化させ、その配向状態を固定することにより、遅相軸方向が異なる2つの領域をストライプパターンで有する、λ/4板に対応する位相差フィルム(パターンリターダーフィルム)を作製した。
特開2009−161744号公報の製造例1に記載のイミド化MS樹脂100重量部およびトリアジン系紫外線吸収剤(アデカ社製、商品名:T−712)0.62重量部を、2軸混練機にて220℃にて混合し、樹脂ペレットを作製した。得られた樹脂ペレットを、100.5kPa、100℃で12時間乾燥させ、単軸の押出機にてダイス温度270℃でTダイから押出してフィルム状に成形した(厚み160μm)。さらに当該フィルムを、その搬送方向に150℃の雰囲気下に延伸し(厚み80μm)、次いでフィルム搬送方向と直交する方向に150℃の雰囲気下に延伸して、厚さ40μmの二軸延伸フィルムを得た。得られたフィルムの面内位相差Re(590)は0.4nm、厚み方向位相差Rth(590)は0.78nmであった。
次いで、熱可塑性樹脂基材を剥離し、その面には、視認側保護層としてTACフィルム(富士フイルム社製、商品名「TD80UL」、厚み80μm、Re(590)=4nm、Rth(590)=45nm)を、ポリビニルアルコール系樹脂を主成分とする水溶性接着剤(日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマーZ200」)を介して貼り合わせた。次いで、視認側保護層表面に、アクリル系粘着剤(厚み23μm)を介して、上記で得られたパターンリターダーフィルムを貼り合わせた。このとき、パターンリターダーフィルムの遅相軸と偏光膜の吸収軸とのなす角度が実質的に±45°となるように貼り合わせた。
さらに、内側保護層表面に、アクリル系粘着剤層(厚み23μm)を形成した。
このようにして、粘着剤層/(メタ)アクリル系フィルム/偏光膜/TACフィルム/粘着剤層/位相差層の構成を有する位相差層付偏光板を得た。
下記の偏光膜(積層体)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、位相差層付偏光板を得た。
(偏光膜の作製)
熱可塑性樹脂基材として、吸水率0.75%、Tg75℃のイソフタル酸を6mol%共重合させたイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み:200μm)を用いた。
熱可塑性樹脂基材の片面に、重合度1000以上、ケン化度99%以上のPVA樹脂粉末を水に溶解させて得られた濃度4〜5重量%の水溶液を塗布し、50〜60℃の温度で乾燥して、厚み9μmのPVA系樹脂層を形成し、積層体を作製した。
その後、積層体を液温30℃の不溶化浴(水100重量部に対して、ホウ酸を3重量部配合して得られたホウ酸水溶液)に30秒間浸漬させた(不溶化工程)。
次いで、液温30℃で、ヨウ素濃度0.12〜0.25重量%でヨウ化カリウムを含む染色液に、最終的に得られる偏光膜の単体透過率が40〜44%になるように浸漬させた(染色工程)。ここでは、ヨウ素とヨウ化カリウムの配合比は1:7とした。
次いで、液温40℃の架橋浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを3重量部配合し、ホウ酸を3重量部配合して得られたホウ酸水溶液)に60秒間浸漬させた(架橋工程)。
その後、積層体を、液温75℃のホウ酸水溶液(水100重量部に対して、ホウ酸を4重量部配合し、ヨウ化カリウムを5重量部配合して得られた水溶液)に浸漬させながら、周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に自由端一軸延伸を行った(延伸工程)。このときの延伸倍率を3.0倍とした。
その後、積層体を洗浄浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを4重量部配合して得られた水溶液)に5秒間浸漬させた後、60℃の温風で乾燥させた(洗浄・乾燥工程)。
このようにして、熱可塑性樹脂基材上に厚み3.5μmの偏光膜が形成された積層体を得た。得られた偏光膜の単体透過率(Ts)は42.6%であり、偏光度(P)は99.99%であった。
クロストーク率=(奇数ライン黒表示、偶数ライン白表示時の輝度)−(奇数ライン、偶数ライン共に黒表示時の輝度)/(奇数ライン白表示、偶数ライン黒表示時の輝度)−(奇数ライン、偶数ライン共に黒表示時の輝度)
実施例1および実施例2で得られた位相差層付偏光板によれば、いずれもクロストーク率が4%以下と極めて低かった。
偏光膜の作製に際し、厚み14μmのポリビニルアルコール系樹脂層を形成し、厚み5μmの偏光膜(Ts:42.2%、P:99.96%)を形成したこと以外は実施例1と同様にして、位相差層付偏光板を得た。
偏光膜の作製に際し、厚み18μmのポリビニルアルコール系樹脂層を形成し、厚み7μmの偏光膜(Ts:42.2%、P:99.96%)を形成したこと以外は実施例1と同様にして、位相差層付偏光板を得た。
偏光膜の作製に際し、厚み21μmのポリビニルアルコール系樹脂層を形成し、厚み9μmの偏光膜(Ts:42.2%、P:99.96%)を形成したこと以外は実施例1と同様にして、位相差層付偏光板を得た。
偏光膜として、以下の方法により得られた偏光膜を用いたこと以外は実施例1と同様にして、位相差層付偏光板を得た。
(偏光膜の作製)
厚み60μmのポリビニルアルコール系樹脂を主成分とする高分子フィルム(クラレ(株)製、商品名「VF−PS#7500」)を、下記(1)〜(5)の条件の5浴に、フィルム長手方向に張力を付与しながら浸漬し、最終的な延伸倍率がフィルム元長に対して、6.2倍となるように延伸した。この延伸フィルムを40度の空気循環式乾燥オーブン内で1分間乾燥させて、厚み29μmの偏光膜を作製した。
<条件>
(1)膨潤浴:30度の純水。
(2)染色浴:水100重量部に対し、0.035重量部のヨウ素と、水100重量部に対し、0.2重量部のヨウ化カリウムとを含む、30度の水溶液。
(3)第1の架橋浴:3重量%のヨウ化カリウムと、3重量%のホウ酸とを含む、40度の水溶液。
(4)第2の架橋浴:5重量%のヨウ化カリウムと、4重量%のホウ酸とを含む、60度の水溶液。
(5)水洗浴:3重量%のヨウ化カリウムを含む、25度の水溶液。
実施例3〜5および比較例1で得られた位相差層付偏光板を、液晶パネル(LG電子製、型番:42LW6500)に貼り合わせ、80℃の高温環境下で500時間放置した後の黒表示時および白表示時の輝度を測定し、下記式により、クロストーク率を求めた。
クロストーク率=(奇数ライン黒表示、偶数ライン白表示時の輝度)−(奇数ライン、偶数ライン共に黒表示時の輝度)/(奇数ライン白表示、偶数ライン黒表示時の輝度)−(奇数ライン、偶数ライン共に黒表示時の輝度)
30 位相差層
41 保護層
42 保護層
50 接着層
60 接着層
200 位相差層付偏光板
300 位相差層付偏光板
Claims (9)
- 厚み10μm以下の偏光膜と、
該偏光膜の片側に配置された位相差層とを有し、
該位相差層が、それぞれが異なる方向に遅相軸を有する複数の領域を所定のパターンで有する、
位相差層付偏光板。 - 前記位相差層の面内位相差Re(590)が、90nm〜190nmである、請求項1に記載の位相差層付偏光板。
- 前記位相差層の前記所定パターンが、異なる方向に遅相軸を有する2つの領域が交互に配置されたストライプ状である、請求項1または2に記載の位相差層付偏光板。
- 前記異なる方向に遅相軸を有する2つの領域が、それぞれ、液晶セルの1ラインに対応する、請求項1から3のいずれかに記載の位相差層付偏光板。
- 前記偏光膜の単体透過率が42.0%以上であり、偏光度が99.9%以上である、請求項1から4のいずれかに記載の位相差層付偏光板。
- 前記偏光膜が、熱可塑性樹脂基材上にポリビニルアルコール系樹脂層を形成して積層体を作製し、該積層体をホウ酸水溶液中で水中延伸することにより得られた、請求項1から5のいずれかに記載の位相差層付偏光板。
- 前記偏光膜が、熱可塑性樹脂基材上にポリビニルアルコール系樹脂層を形成して積層体を作製し、該積層体を95℃以上で空中延伸した後、該積層体をホウ酸水溶液中で水中延伸することにより得られた、請求項1から6のいずれかに記載の位相差層付偏光板。
- 請求項1から7のいずれかに記載の位相差層付偏光板を有する、液晶パネル。
- 請求項8に記載の液晶パネルを有する、液晶表示装置。
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