JP2017049362A - 長尺状の光学補償層付偏光板およびそれを用いた有機elパネル - Google Patents
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Abstract
Description
1つの実施形態においては、上記光学補償層付偏光板は、ロール状に巻回されている。
1つの実施形態においては、上記第1の光学補償層は斜め延伸して得られた位相差フィルムである。
1つの実施形態においては、上記光学補償層付偏光板は、上記第2の光学補償層の上記第1の光学補償層と反対側に導電層および基材をこの順にさらに備える。
本発明の別の局面によれば、有機ELパネルが提供される。この有機ELパネルは、所定のサイズに裁断された上記の光学補償層付偏光板を備える。
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)
「Re(λ)」は、23℃における波長λnmの光で測定した面内位相差である。Re(λ)は、層(フィルム)の厚みをd(nm)としたとき、式:Re=(nx−ny)×dによって求められる。例えば、「Re(550)」は、23℃における波長550nmの光で測定した面内位相差である。
(3)厚み方向の位相差(Rth)
「Rth(λ)」は、23℃における波長λnmの光で測定した厚み方向の位相差である。Rth(λ)は、層(フィルム)の厚みをd(nm)としたとき、式:Rth=(nx−nz)×dによって求められる。例えば、「Rth(550)」は、23℃における波長550nmの光で測定した厚み方向の位相差である。
(4)Nz係数
Nz係数は、Nz=Rth/Reによって求められる。
(5)実質的に直交または平行
「実質的に直交」および「略直交」という表現は、2つの方向のなす角度が90°±10°である場合を包含し、好ましくは90°±7°であり、さらに好ましくは90°±5°である。「実質的に平行」および「略平行」という表現は、2つの方向のなす角度が0°±10°である場合を包含し、好ましくは0°±7°であり、さらに好ましくは0°±5°である。さらに、本明細書において単に「直交」または「平行」というときは、実質的に直交または実質的に平行な状態を含み得るものとする。
図1は、本発明の1つの実施形態による光学補償層付偏光板の概略断面図である。本実施形態の光学補償層付偏光板100は、偏光子10と第1の光学補償層30と第2の光学補償層40とをこの順に備える。実用的には、図示例のように、偏光子10の第1の光学補償層30と反対側に保護層20が設けられ得る。好ましくは、光学補償層付偏光板100は、偏光子10と第1の光学補償層30との間には光学異方性層を含まない。光学異方性層は、例えば、面内位相差Re(550)が10nmを超え、および/または、厚み方向の位相差Rth(550)が−10nm未満もしくは10nmを超える層をいう。光学異方性層としては、例えば、液晶層、位相差フィルム、保護フィルムが挙げられる。光学補償層付偏光板が光学異方性層を含まない場合、1つの実施形態においては、第1の光学補償層30が偏光子の保護層として機能し得る。別の実施形態においては、偏光子10と第1の光学補償層30との間(すなわち、偏光子10の保護層20と反対側)には、光学的に等方性を有する保護層(以下、内側保護層とも称する:図示せず)が設けられてもよい。さらに、必要に応じて、第2の光学補償層40の第1の光学補償層30と反対側(すなわち、第2の光学補償層40の外側)に導電層および基材をこの順に設けてもよい(いずれも図示せず)。基材は、導電層に密着積層されている。本明細書において「密着積層」とは、2つの層が接着層(例えば、接着剤層、粘着剤層)を介在することなく直接かつ固着して積層されていることをいう。導電層および基材は、代表的には、基材と導電層との積層体として光学補償層付偏光板100に導入され得る。導電層および基材をさらに設けることにより、光学補償層付偏光板100は、インナータッチパネル型入力表示装置に好適に用いられ得る。
偏光子10としては、任意の適切な偏光子が採用され得る。例えば、偏光子を形成する樹脂フィルムは、単層の樹脂フィルムであってもよく、二層以上の積層体であってもよい。
第1の光学補償層30は、上述のとおり、屈折率特性がnx>ny≧nzの関係を示す。第1の光学補償層の面内位相差Re(550)は、100nm〜180nmであり、好ましくは110nm〜170nmであり、より好ましくは120nm〜160nmである。第1の光学補償層の面内位相差がこのような範囲であれば、第1の光学補償層の遅相軸方向を偏光子の吸収軸方向に対して上記のように35°〜55°(特に、約45°)の角度をなすよう設定することにより、優れた反射防止機能を実現することができる。
第2の光学補償層40は、上述のとおり、屈折率特性がnz>nx>nyの関係を示す。このような光学特性を有する第2の光学補償層を設けることにより、斜め方向から見たときの反射色相が顕著に改善され、結果として、非常に優れた視野角特性を有する光学補償層付偏光板が得られ得る。
上記第1の光学補償層と第2の光学補償層との積層体の面内位相差Re(550)は、120nm〜160nmであり、好ましくは130nm〜150nmである。当該積層体の厚み方向の位相差Rth(550)は、−40nm〜100nmであり、好ましくは−20nm〜50nmである。積層体の光学特性をこのように設定することにより、斜め方向から見たときの反射色相が顕著に改善され、結果として、非常に優れた視野角特性を有する光学補償層付偏光板が得られ得る。
保護層20は、偏光子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。
導電層は、任意の適切な成膜方法(例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法、イオンプレーティング法、スプレー法等)により、任意の適切な基材上に、金属酸化物膜を成膜して形成され得る。成膜後、必要に応じて加熱処理(例えば、100℃〜200℃)を行ってもよい。加熱処理を行うことにより、非晶質膜が結晶化し得る。金属酸化物としては、例えば、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、インジウム−スズ複合酸化物、スズ−アンチモン複合酸化物、亜鉛−アルミニウム複合酸化物、インジウム−亜鉛複合酸化物が挙げられる。インジウム酸化物には2価金属イオンまたは4価金属イオンがドープされていてもよい。好ましくはインジウム系複合酸化物であり、より好ましくはインジウム−スズ複合酸化物(ITO)である。インジウム系複合酸化物は、可視光領域(380nm〜780nm)で高い透過率(例えば、80%以上)を有し、かつ、単位面積当たりの表面抵抗値が低いという特徴を有している。
本発明の光学補償層付偏光板を構成する各層の積層には、任意の適切な粘着剤層または接着剤層が用いられる。粘着剤層は、代表的にはアクリル系粘着剤で形成される。接着剤層は、代表的にはポリビニルアルコール系接着剤で形成される。
上記光学補償層付偏光板の製造方法としては、代表的には、ロールツーロールが採用され得る。例えば、光学補償層付偏光板は、保護層を構成する長尺状の樹脂フィルムと、長尺状で長手方向に吸収軸を有する偏光子と、第1の光学補償層を構成する長尺状の位相差フィルムとを、それぞれ長手方向に搬送しながら、それぞれの長手方向を揃えるようにして積層して積層フィルムを得る工程と、この積層フィルムを搬送しながら第2の光学補償層を第1の光学補償層表面に塗布形成する工程とを含む方法により製造され得る。保護層、偏光子および第1の光学補償層は、同時に積層してもよく、保護層と偏光子とを先に積層してもよく、偏光子と第1の光学補償層とを先に積層してもよい。また、第1の光学補償層と第2の光学補償層の積層体を先に形成し、当該積層体を上記の積層に供してもよい。ここで、偏光子10の吸収軸と第1の光学補償層30の遅相軸とのなす角度は、上述のとおり35°〜55°であり、好ましくは38°〜52°であり、より好ましくは42°〜48°であり、さらに好ましくは約45°である。
上記A項およびB項に記載の長尺状の光学補償層付偏光板は、所定のサイズに裁断されて有機ELパネルに適用され得る。したがって、本発明は、そのような光学補償層付偏光板を用いた有機ELパネルを包含する。本発明の有機ELパネルは、有機ELセルと、該有機ELセルの視認側に所定のサイズに裁断された上記光学補償層付偏光板と、を備える。光学補償層付偏光板は、第2の光学補償層が有機ELセル側となるように(偏光子が視認側となるように)積層されている。
ダイヤルゲージ(PEACOCK社製、製品名「DG−205」、ダイヤルゲージスタンド(製品名「pds−2」))を用いて測定した。
(2)位相差
各光学補償層から50mm×50mmのサンプルを切り出して測定サンプルとし、Axometrics社製のAxoscanを用いて測定した。測定波長は450nm、550nm、測定温度は23℃であった。
また、アタゴ社製のアッベ屈折率計を用いて平均屈折率を測定し、得られた位相差値から屈折率nx、ny、nzを算出した。
(3)位相差値および遅相軸方向のばらつき
第1の光学補償層を構成するフィルムロールの幅方向に等間隔で50mm×50mmのサンプルを5点切り出した。切り出したサンプルについて、Axometrics社製のAxoscanを用いて、面内位相差Re(550)および遅相軸を求めた。設定位相差に対するばらつきの最大値(%)を位相差値のばらつきとし、設定遅相軸方向に対するばらつきの最大値(°)を遅相軸方向のばらつきとした。
(4)吸水率
JIS K 7209に記載の「プラスチックの吸水率及び沸騰吸水率試験方法」に準拠して測定した。試験片の大きさは50mm辺の正方形で、水温25℃の水に24時間試験片を浸水させた後、浸水前後の重量変化を測定することにより求めた。単位は%である。
(5)反射色相および視野角特性
得られた有機ELパネルに黒画像を表示させ、Auoronic−MERCHERS社製の視野角測定評価装置コノスコープを用いて反射色相を測定した。「視野角特性」は、CIE表色系のxy色度図における正面方向の反射色相と斜め方向の反射色相(極角45°における最大値または最小値)との2点間距離Δxyを示す。このΔxyが0.15よりも小さいと、視野角特性が良好と評価される。
(6)正面反射率
得られた有機ELパネルに黒画像を表示させ、コニカミノルタ社製の分光測色計CM−2600dを用いて正面反射率を測定した。反射率が20(%)より小さいと反射特性が良好と評価される。
(ポリカーボネート樹脂フィルムの作製)
撹拌翼および100℃に制御された還流冷却器を具備した縦型反応器2器からなるバッチ重合装置を用いて重合を行った。9,9−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン(BHEPF)、イソソルビド(ISB)、ジエチレングリコール(DEG)、ジフェニルカーボネート(DPC)、および酢酸マグネシウム4水和物を、モル比率でBHEPF/ISB/DEG/DPC/酢酸マグネシウム=0.348/0.490/0.162/1.005/1.00×10−5になるように仕込んだ。反応器内を十分に窒素置換した後(酸素濃度0.0005〜0.001vol%)、熱媒で加温を行い、内温が100℃になった時点で撹拌を開始した。昇温開始40分後に内温を220℃に到達させ、この温度を保持するように制御すると同時に減圧を開始し、220℃に到達してから90分で13.3kPaにした。重合反応とともに副生するフェノール蒸気を100℃の還流冷却器に導き、フェノール蒸気中に若干量含まれるモノマー成分を反応器に戻し、凝縮しないフェノール蒸気は45℃の凝縮器に導いて回収した。
得られたポリカーボネート樹脂を80℃で5時間真空乾燥をした後、単軸押出機(いすず化工機社製、スクリュー径25mm、シリンダー設定温度:220℃)、Tダイ(幅900mm、設定温度:220℃)、チルロール(設定温度:125℃)および巻取機を備えたフィルム製膜装置を用いて、厚み130μmのポリカーボネート樹脂フィルムを作製した。得られたポリカーボネート樹脂フィルムの吸水率は1.2%であった。
攪拌機、冷却管、窒素導入管及び温度計を備えた1リットル反応器に、分散剤であるヒドロキシプロピルメチルセルロース(信越化学製、商品名メトローズ60SH−50)2.3g、蒸留水600g、フマル酸ジイソプロピル358g、フマル酸ジエチル42g(フマル酸ジイソプロピル100重量部に対し、11.7重量部)、メチルイソブチルケトン10g(フマル酸ジイソプロピルとフマル酸ジエチルの合計100重量部に対して、2.4重量部)及び重合開始剤であるtert−ブチルパーオキシピバレート3.1gを入れ、窒素バブリングを1時間行なった後、400rpmで攪拌しながら50℃で24時間保持することにより懸濁ラジカル重合を行なった。重合反応の終了後、反応器より内容物を回収し、重合物をろ別し、蒸留水2000gで5回洗浄を行った後、メタノール2000gで5回洗浄し、80℃で6時間真空乾燥することによりフマル酸ジエステル系重合体310gを得た。
得られたフマル酸ジエステルをMIBKに溶解させ、その塗工液をPET上に塗工し、80℃で5分、さらに、130℃で5分乾燥させることで位相差層を作製した(nz>nx=ny)。さらに、延伸処理することで、nz>nx>nyの屈折率特性を有する位相差層を形成し、この位相差層を第2の光学補償層とした。
上記位相差フィルム(第1の光学補償層)に、アクリル系粘着剤を介してロールツーロールにより上記位相差層(第2の光学補償層)を貼り合わせた後、上記基材フィルムを除去して、位相差フィルムに位相差層(第2の光学補償層)が転写された積層体を得た。
厚み30μmのポリビニルアルコール(PVA)系樹脂フィルム(クラレ製、製品名「PE3000」)の長尺ロールを、ロール延伸機により長手方向に5.9倍になるように長手方向に一軸延伸しながら同時に膨潤、染色、架橋、洗浄処理を施し、最後に乾燥処理を施すことにより厚み12μmの偏光子を作製した。
具体的には、膨潤処理は20℃の純水で処理しながら2.2倍に延伸した。次いで、染色処理は得られる偏光子の単体透過率が45.0%になるようにヨウ素濃度が調整されたヨウ素とヨウ化カリウムの重量比が1:7である30℃の水溶液中において処理しながら1.4倍に延伸した。更に、架橋処理は、2段階の架橋処理を採用し、1段階目の架橋処理は40℃のホウ酸とヨウ化カリウムを溶解した水溶液において処理しながら1.2倍に延伸した。1段階目の架橋処理の水溶液のホウ酸含有量は5.0重量%で、ヨウ化カリウム含有量は3.0重量%とした。2段階目の架橋処理は65℃のホウ酸とヨウ化カリウムを溶解した水溶液において処理しながら1.6倍に延伸した。2段階目の架橋処理の水溶液のホウ酸含有量は4.3重量%で、ヨウ化カリウム含有量は5.0重量%とした。また、洗浄処理は、20℃のヨウ化カリウム水溶液で処理した。洗浄処理の水溶液のヨウ化カリウム含有量は2.6重量%とした。最後に、乾燥処理は70℃で5分間乾燥させて偏光子を得た。
上記偏光子の片側に、ポリビニルアルコール系接着剤を介して、TACフィルムの片面にハードコート処理により形成されたハードコート(HC)層を有するHC−TACフィルム(厚み:32μm、保護層に対応する)をロールツーロールにより貼り合わせ、保護層/偏光子の構成を有する長尺状の偏光板を得た。
上記で得られた偏光板の偏光子面と上記で得られた第1の光学補償層/第2の光学補償層の積層体の第1の光学補償層面とを、アクリル系粘着剤を介してロールツーロールにより貼り合わせ、保護層/偏光子/第1の光学補償層/第2の光学補償層の構成を有する長尺状の光学補償層付偏光板を得た。
得られた光学補償層付偏光板の第2の光学補償層側にアクリル系粘着剤で粘着剤層を形成し、寸法50mm×50mmに切り出した。
三星無線社製のスマートフォン(Galaxy−S5)を分解して有機ELパネルを取り出した。この有機ELパネルに貼り付けられている偏光フィルムを剥がし取り、かわりに、上記で切り出した光学補償層付偏光板を貼り合わせて有機ELパネルを得た。
得られた有機ELパネルの反射特性を上記(5)の手順で測定した。その結果、正面方向および斜め方向のいずれにおいてもニュートラルな反射色相が実現されていることを確認した。また、視野角特性および正面反射率の結果を表1に示す。
表1に示す構成で光学補償層付偏光板および有機ELパネルを作製した。得られた光学補償層付偏光板および有機ELパネルを実施例1と同様の評価に供した。表1に示すように、実施例2〜5の有機ELパネルは視野角特性および正面反射率のいずれもが良好であった。さらに、これらの有機ELパネルについては、正面方向および斜め方向のいずれにおいてもニュートラルな反射色相が実現されていることを確認した。一方、比較例1〜3の有機ELパネルの正面反射率は不十分であり、反射防止特性が不十分であった。
20 保護層
30 第1の光学補償層
40 第2の光学補償層
100 光学補償層付偏光板
Claims (5)
- 長尺状の偏光子と長尺状の第1の光学補償層と長尺状の第2の光学補償層とをこの順に備え、
該偏光子の吸収軸方向が、長手方向に対して実質的に直交または平行であり、
該第1の光学補償層が、nx>ny≧nzの屈折率特性を示し、Re(550)が100nm〜180nm、Nz係数が1.0〜2.0であり、Re(450)<Re(550)の関係を満たし、および、該第1の光学補償層の遅相軸と長手方向とのなす角度が35°〜55°であり、
該第2の光学補償層が、nz>nx>nyの屈折率特性を示し、Re(550)が5nm〜20nm、Rth(550)が−200nm〜−20nmであり、および、該第2の光学補償層の遅相軸方向が、長手方向に対して実質的に直交または平行であり、
有機ELパネルに用いられる、
長尺状の光学補償層付偏光板:
ここで、Re(450)およびRe(550)は、それぞれ、23℃における波長450nmおよび550nmの光で測定した面内位相差を表し、Rth(550)は、23℃における波長550nmの光で測定した厚み方向の位相差を表す。 - ロール状に巻回されている、請求項1に記載の長尺状の光学補償層付偏光板。
- 前記第1の光学補償層が斜め延伸して得られた位相差フィルムである、請求項1または2に記載の長尺状の光学補償層付偏光板。
- 前記第2の光学補償層の前記第1の光学補償層と反対側に導電層および基材をこの順にさらに備える、請求項1から3のいずれかに記載の長尺状の光学補償層付偏光板。
- 所定のサイズに裁断された請求項1から4のいずれかに記載の光学補償層付偏光板を備える、有機ELパネル。
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