JP2017067860A - 偏光子、偏光板および画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
1つの実施形態においては、上記透明部のポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、上記他の部位のポリビニルアルコール系樹脂のケン化度よりも0.1モル%以上高い。
1つの実施形態においては、上記他の部位のポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は99.5モル%以下である。
1つの実施形態においては、上記透明部のヨウ素の含有量は1.0重量%以下である。
1つの実施形態においては、上記透明部のアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属の含有量は0.5重量%以下である。
1つの実施形態においては、上記樹脂フィルムの厚みは8μm以下である。
1つの実施形態においては、上記他の部位における光学特性は、P>−(100.929T―42.4−1)×100(ただし、T<42.3)およびP≧99.9(ただし、T≧42.3)の関係を満足する。式中、Pは偏光度(%)を示し、Tは単体透過率(%)を示す。
1つの実施形態においては、上記透明部は、搭載される画像表示装置のカメラ部に対応する。
本発明の別の局面によれば、上記偏光子の製造方法が提供される。この製造方法は、二色性物質を含む樹脂フィルムの所望の部位を脱色することを含む。
1つの実施形態においては、上記脱色を、上記二色性物質を含む樹脂フィルムに塩基性溶液を接触させることにより行う。
1つの実施形態においては、上記製造方法は、上記樹脂フィルムの塩基性溶液を接触させた部位に、酸性溶液を接触させることをさらに含む。
1つの実施形態においては、上記塩基性溶液の接触に際し、上記樹脂フィルム表面は、その少なくとも一部が露出するように表面保護フィルムで被覆されている。
1つの実施形態においては、上記二色性物質を含む樹脂フィルムは、二色性物質で樹脂フィルムを染色すること、および、該樹脂フィルムを水中延伸することを含む方法により製造される。
本発明のさらに別の局面によれば、偏光板が提供される。本発明の偏光板は、上記透明部が形成された偏光子を有する。
1つの実施形態においては、上記偏光板は、搭載される画像表示装置に対応する形状を有し、上記透明部は端辺から離間して形成されている。
本発明のさらに別の局面によれば、画像表示装置が提供される。本発明の画像表示装置は、上記偏光板を有する。
図1は、本発明の1つの実施形態による偏光子の平面図である。偏光子1は、二色性物質を含む樹脂フィルムから構成される。偏光子(樹脂フィルム)1は、透過率が相対的に高い透明部2が形成されている。具体的には、偏光子1には他の部位3よりも透過率が高い透明部2が形成されている。透明部は、非偏光部として機能し得る。このような構成によれば、機械的に(例えば、彫刻刃打抜き、プロッター、ウォータージェット等を用いて機械的に抜き落とす方法により)、貫通穴が形成されている場合に比べて、クラック、デラミ(層間剥離)、糊はみ出し等の品質上の問題が回避される。
上記偏光子の製造方法としては、好ましくは、二色性物質を含む樹脂フィルムの所望の部位を脱色する方法が採用される。このような方法は、透明部の形成箇所、透明部のサイズ・形状等の設計の自由度が非常に高い。
上記二色性物質を含む樹脂フィルムは、代表的には、樹脂フィルム(基材上に形成された樹脂層でもよい)に、染色処理、延伸処理、膨潤処理、架橋処理、洗浄処理、乾燥処理等の各種処理を施すことにより得ることができる。各処理の回数、順序、タイミング等は、適宜設定される。
上記脱色方法としては、好ましくは、二色性物質を含む樹脂フィルムに、塩基性溶液を接触させる方法が採用される。二色性物質としてヨウ素を用いる場合、樹脂フィルムの所望の部位に塩基性溶液を接触させることで、接触部のヨウ素含有量を容易に低減させることができる。具体的には、接触により、塩基性溶液は樹脂フィルム内部へと浸透し得る。樹脂フィルムに含まれるヨウ素錯体は塩基性溶液に含まれる塩基により還元され、ヨウ素イオンとなる。ヨウ素錯体がヨウ素イオンに還元されることにより、接触部の透過率が向上し得る。そして、ヨウ素イオンとなったヨウ素は、樹脂フィルムから塩基性溶液に移動する。こうして得られる透明部は、その透明性が良好に維持され得る。具体的には、例えば、レーザー光照射によりヨウ素錯体を破壊して脱色した場合、樹脂フィルム内に残存するヨウ素が、偏光子の使用に伴い再度ヨウ素錯体を形成して透過率が低下し得るが、ヨウ素含有量を低減させた場合はそのような問題は防止される。なお、樹脂フィルムに塩基性溶液を接触させることで、樹脂フィルムに含まれ得るホウ酸も取り除かれ得る。したがって、塩基性溶液の接触により、ヨウ素やホウ酸による架橋構造が破壊され得る。
1つの実施形態においては、上記塩基性溶液は、樹脂フィルムと接触後、任意の適切な手段により樹脂フィルムから除去される。このような実施形態によれば、例えば、偏光子の使用に伴う透明部の透過率の低下をより確実に防止することができる。塩基性溶液の除去方法の具体例としては、洗浄、ウエス等による拭き取り除去、吸引除去、自然乾燥、加熱乾燥、送風乾燥、減圧乾燥等が挙げられる。好ましくは、塩基性溶液は洗浄される。洗浄に用いる洗浄液としては、例えば、水(純水)、メタノール、エタノール等のアルコール、および、これらの混合溶媒等が挙げられる。好ましくは、水が用いられる。洗浄回数は特に限定されず、複数回行ってもよい。塩基性溶液を乾燥により除去する場合、その乾燥温度は、例えば20℃〜100℃である。
本発明の偏光板は、上記偏光子を有する。偏光板は、代表的には、偏光子と、この偏光子の少なくとも片側に配置された保護フィルムとを有する。保護フィルムの形成材料としては、例えば、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂等のエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、これらの共重合体樹脂等が挙げられる。
本発明の画像表示装置は、上記偏光板を有する。画像表示装置としては、例えば、液晶表示装置、有機ELデバイスが挙げられる。具体的には、液晶表示装置は、液晶セルと、この液晶セルの片側もしくは両側に配置された上記偏光板と有する液晶パネルを備える。有機ELデバイスは、視認側に上記偏光板が配置された有機ELパネルを備える。代表的には、上記偏光子は、その透明部が搭載される画像表示装置のカメラ部に対応するように配置される。
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.光学特性
紫外可視分光光度計(日本分光社製、製品名「V7100」)を用いて、偏光子の単体透過率(Ts)、平行透過率(Tp)および直交透過率(Tc)を測定した。偏光度(P)は、次式により求めた。なお、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。
偏光度(P)(%)={(Tp−Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
(積層体の作製)
樹脂基材として、長尺状で、吸水率0.75%、Tg75℃の非晶質のイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート(IPA共重合PET)フィルム(厚み:100μm)を用いた。
樹脂基材の片面にコロナ処理を施し、このコロナ処理面に、ポリビニルアルコール(重合度4200、ケン化度99.2モル%)およびアセトアセチル変性PVA(重合度1200、アセトアセチル変性度4.6%、ケン化度99.0モル%以上、日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマーZ200」)を9:1の比で含む水溶液を25℃で塗布および乾燥して、厚み12μmのPVA系樹脂層を形成し、積層体を作製した。
得られた積層体を、140℃のオーブン内で周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に2.0倍に自由端一軸延伸した(空中補助延伸)。
次いで、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4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(不溶化処理)。
次いで、液温30℃の染色浴に、得られる偏光板が所定の透過率となるようにヨウ素濃度、浸漬時間を調整しながら浸漬させた。本実施例では、水100重量部に対して、ヨウ素を0.3重量部配合し、ヨウ化カリウムを2.0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(染色処理)。
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(架橋処理)。
その後、積層体を、液温70℃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)に総延伸倍率が5.5倍となるように一軸延伸を行った(水中延伸)。
その後、積層体を液温30℃の洗浄浴(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)に浸漬させた(洗浄処理)。
得られた偏光板から上記樹脂基材を剥離し、この剥離面(偏光子面)に直径20mmの円形の貫通穴が形成された表面保護フィルムを貼り合わせ、これを1mol/L(1N、4w%)の水酸化ナトリウム水溶液に10秒浸漬した(アルカリ処理)。その後、60℃で乾燥し、表面保護フィルムを剥離して、透明部を有する偏光板を得た。なお、表面保護フィルムとして、厚み5μmの粘着剤層が形成されたPETフィルム(厚み38μm、三菱樹脂社製、商品名:ダイアホイル)を用いた。
アルカリ処理後に、0.1Nの塩酸に30秒浸漬した(酸処理)こと以外は実施例1と同様にして、透明部を有する偏光板を得た。
(偏光板の作製)
実施例1と同様にして得られた積層体を、110℃の加熱下で、自由端一軸延伸により延伸倍率5.0倍まで延伸した。延伸処理後のPVA系樹脂層の厚みは5μmであった(空中延伸)。
次いで、積層体を、液温30℃の染色浴(水100重量部に対して、ヨウ素を0.5重量部配合し、ヨウ化カリウムを3.5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(染色処理)。
次いで、積層体を液温60℃の架橋浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを5重量部配合し、ホウ酸を5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(架橋処理)。
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(洗浄処理)。
得られた偏光板から上記樹脂基材を剥離し、この剥離面(偏光子面)に直径20mmの円形の貫通穴が形成された表面保護フィルムを貼り合わせ、これを1mol/L(1N、4w%)の水酸化ナトリウム水溶液に10秒浸漬した(アルカリ処理)。その後、60℃で乾燥し、表面保護フィルムを剥離して、透明部を有する偏光板を得た。なお、表面保護フィルムとして、厚み5μmの粘着剤層が形成されたPETフィルム(厚み38μm、三菱樹脂社製、商品名:ダイアホイル)を用いた。
実施例1と同様にして得られた偏光板の保護フィルム側から、固体レーザー(YAG)を用いて、レーザー光(波長:532nm)を照射した。レーザー光の照射条件は、パルスエネルギー40μJ、スキャン速度100mm/sec、繰返しパルス数3120Hzとした。こうして、偏光板に直径20mmの円形の透明部を形成した。
実施例3と同様にして得られた偏光板を用いたこと以外は比較例1と同様にして、透明部を有する偏光板を得た。
(偏光板の作製)
厚み60μmのPVAフィルム(クラレ社製、VF−PE6000)を、30℃の水溶液に30秒浸漬させながら(膨潤処理)、2.0倍に延伸した。
次いで、PVAフィルムを、液温30℃の染色浴に、得られる偏光板が所定の透過率を有するようにヨウ素濃度、浸漬時間を調整して浸漬させながら(染色処理)、3.0倍まで延伸した。本実施例では、水100重量部に対して、ヨウ素を0.05重量部配合し、ヨウ化カリウムを0.3重量部配合して得られたヨウ素水溶液に60秒間浸漬させて染色した。
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(架橋処理)。
その後、PVAフィルムを、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)に総延伸倍率が6.0倍となるように一軸延伸を行った(水中延伸)。
その後、PVAフィルムを液温30℃の洗浄浴(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)に浸漬させた(洗浄処理)。
こうして得られた偏光板を用いたこと以外は比較例1と同様にして、透明部を有する偏光板を得た。
(偏光板の作製)
実施例1と同様にして得られた積層体を、110℃の加熱下で、自由端一軸延伸により延伸倍率5.0倍まで延伸した。延伸処理後のPVA系樹脂層の厚みは4μmであった(空中延伸)。
次に、積層体のPVA系樹脂層表面に、直径20mmの円形の防汚層を形成した。ここで、防汚層として、厚み5μmの粘着剤層が形成されたPETフィルム(厚み38μm、三菱樹脂社製、商品名:ダイアホイル)を用いた。
次いで、積層体を、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1.5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(染色処理)。
次いで、積層体を液温60℃の架橋浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを5重量部配合し、ホウ酸を5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(架橋処理)。
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(洗浄処理)。
1.偏光子のヨウ素含有量
透明部を形成する前のヨウ素含有量および透明部のヨウ素含有量を測定した。具体的には、蛍光X線分析で下記条件により測定したX線強度から、あらかじめ標準試料を用いて作成した検量線により各元素含量を求めた。
・分析装置:理学電機工業製 蛍光X線分析装置(XRF) 製品名「ZSX100e」
・対陰極:ロジウム
・分光結晶:フッ化リチウム
・励起光エネルギー:40kV−90mA
・ヨウ素測定線:I−LA
・定量法:FP法
・2θ角ピーク:103.078deg(ヨウ素)
・測定時間:40秒
2.透明部の透過率
透明部の透過率を、紫外可視分光光度計(日本分光社製、製品名「V7100」)を用いて測定した。
3.偏光子のケン化度
得られた偏光子(PVA)の所定の部分を切り出した切断片を重水に浸して加熱し、切断片を溶解させて得られた測定用サンプルを1H−NMR測定に供した。測定条件は、以下のとおりである。
・装置:1H−NMR(Bruker Biospin、AVANCE III−400)
・観測周波数:400MHz
・ケミカルシフト基準:TSP−d4(0.00ppm)
・測定溶媒:重水
・測定温度:80℃
帰属同定された各ピーク面積を用いて、下記式(1)、(2)により、未ケン化基強度[VAc]およびケン化基強度[VOH]を求め、下記式(3)によりケン化度を求めた。
未ケン化基[VAc]=( 3.9−4.1ppmピーク面積)/3 ・・・(1)
ケン化基[VOH]= {(1.6−1.9ppmピーク面積)−(2.1ppmピーク面積×2/3)}/2 ・・・(2)
100:(ケン化度)=[VOH]+[VAc]:[VOH] ・・・(3)
(ナトリウム含有量)
蛍光X線分析により、偏光子の透明部におけるナトリウム含有量を求めた。具体的には、下記条件により測定したX線強度から、あらかじめ標準試料を用いて作成した検量線により、偏光子のナトリウム含有量を求めた。
・分析装置:理学電機工業製 蛍光X線分析装置(XRF) 製品名「ZSX100e」
・対陰極:ロジウム
・分光結晶:フッ化リチウム
・励起光エネルギー:40kV−90mA
・ナトリウム測定線:Na−KA
・定量法:FP法
・測定時間:40秒
2 透明部
1.偏光子のヨウ素含有量
透明部を形成する前のヨウ素含有量および透明部のヨウ素含有量を測定した。具体的には、蛍光X線分析で下記条件により測定したX線強度から、あらかじめ標準試料を用いて作成した検量線により各元素含量を求めた。
・分析装置:理学電機工業製 蛍光X線分析装置(XRF) 製品名「ZSX100e」
・対陰極:ロジウム
・分光結晶:フッ化リチウム
・励起光エネルギー:40kV−90mA
・ヨウ素測定線:I−LA
・定量法:FP法
・2θ角ピーク:103.078deg(ヨウ素)
・測定時間:40秒
2.透明部の透過率
透明部の透過率を、紫外可視分光光度計(日本分光社製、製品名「V7100」)を用いて測定した。
3.偏光子のケン化度
得られた偏光子(PVA)の所定の部分を切り出した切断片を重水に浸して加熱し、切断片を溶解させて得られた測定用サンプルを1H−NMR測定に供した。測定条件は、以下のとおりである。
・装置:1H−NMR(Bruker Biospin、AVANCE III−400)
・観測周波数:400MHz
・ケミカルシフト基準:TSP−d4(0.00ppm)
・測定溶媒:重水
・測定温度:80℃
帰属同定された各ピーク面積を用いて、下記式(1)、(2)により、未ケン化基強度[VAc]およびケン化基強度[VOH]を求め、下記式(3)によりケン化度を求めた。
未ケン化基[VAc]=(2.1ppmピーク面積)/3 ・・・(1)
ケン化基[VOH]= {(1.3−1.9ppmピーク面積)−(2.1ppmピーク面積×2/3)}/2 ・・・(2)
100:(ケン化度)=[VOH]+[VAc]:[VOH] ・・・(3)
Claims (16)
- ヨウ素を含む樹脂フィルムから構成され、透過率が他の部位よりも高い透明部が形成された偏光子であって、
前記樹脂フィルムがポリビニルアルコール系樹脂を含み、
前記透明部のポリビニルアルコール系樹脂のケン化度が、前記他の部位のポリビニルアルコール系樹脂のケン化度よりも高い、偏光子。 - 前記透明部のポリビニルアルコール系樹脂のケン化度が、前記他の部位のポリビニルアルコール系樹脂のケン化度よりも0.1モル%以上高い、請求項1に記載の偏光子。
- 前記他の部位のポリビニルアルコール系樹脂のケン化度が99.5モル%以下である、請求項1または2に記載の偏光子。
- 前記透明部のヨウ素の含有量が1.0重量%以下である、請求項1から3のいずれかに記載の偏光子。
- 前記透明部のアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属の含有量が0.5重量%以下である、請求項1から4のいずれかに記載の偏光子。
- 前記樹脂フィルムの厚みが8μm以下である、請求項1から5のいずれかに記載の偏光子。
- 前記他の部位における光学特性が、P>−(100.929T―42.4−1)×100(ただし、T<42.3)およびP≧99.9(ただし、T≧42.3)の関係を満足する、請求項1から6のいずれかに記載の偏光子:
式中、Pは偏光度(%)を示し、Tは単体透過率(%)を示す。 - 前記透明部が、搭載される画像表示装置のカメラ部に対応する、請求項1から7のいずれかに記載の偏光子。
- 二色性物質を含む樹脂フィルムの所望の部位を脱色することを含む、請求項1から8のいずれかに記載の偏光子の製造方法。
- 前記脱色を、前記二色性物質を含む樹脂フィルムに塩基性溶液を接触させることにより行う、請求項9に記載の製造方法。
- 前記樹脂フィルムの塩基性溶液を接触させた部位に、酸性溶液を接触させることをさらに含む、請求項10に記載の製造方法。
- 前記塩基性溶液の接触に際し、前記樹脂フィルム表面は、その少なくとも一部が露出するように表面保護フィルムで被覆されている、請求項10または11に記載の製造方法。
- 前記二色性物質を含む樹脂フィルムが、二色性物質で樹脂フィルムを染色すること、および、該樹脂フィルムを水中延伸することを含む方法により製造される、請求項9から12のいずれかに記載の製造方法。
- 請求項1から8のいずれかに記載の透明部が形成された偏光子を有する、偏光板。
- 搭載される画像表示装置に対応する形状を有し、前記透明部が端辺から離間して形成されている、請求項14に記載の偏光板。
- 請求項14または15に記載の偏光板を有する、画像表示装置。
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