JP2020106782A - 円偏光板および光学表示デバイス - Google Patents
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Abstract
Description
まず、円偏光板に入射した外光は、偏光子で直線偏光に変換された後、位相差層において円偏光に変換される。円偏光は、円偏光板が設けられた表示装置に達した後、表示装置の表面で固定端反射することで位相がλ/2ずれて反射する。
0.80<Re(450)/Re(550)<1.00 …(1)
1.00<Re(650)/Re(550)<1.30 …(2)
Ta(390)<4% …(3)
Ta(410)<38% …(4)
Ta(430)<42% …(5)
Tb(390)≦85% …(i)
Tb(410)≦98% …(ii)
Tb(430)≦99% …(iii)
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となる方向(すなわち、遅相軸方向)の屈折率である。
「ny」は、面内で遅相軸と直交する方向の屈折率である。
「nz」は、厚み方向の屈折率である。
面内の位相差値(Re(λ))は、23℃、波長λ(nm)におけるフィルムの面内の位相差値をいう。Re(λ)は、フィルムの厚みをd(nm)としたとき、Re(λ)=(nx−ny)×dによって求められる。
ここで、Re(λ)の計算に用いられるnx、nyおよびnzは、23℃にて波長λ(nm)の光を使って測定される値である。dは、23℃にて測定される値である。
以下の説明では、面内の位相差値を、「面内位相差値」と称することがある。
面内の位相差値(Rth(λ))は、23℃、波長λ(nm)におけるフィルムの厚み方向の位相差値をいう。Rth(λ)は、フィルムの厚みをd(nm)としたとき、Rth(λ)=((nx+ny)/2−nz)×dによって求められる。
ここで、Rth(λ)の計算に用いられるnx、nyおよびnzは、23℃にて波長λ(nm)の光を使って測定される値である。dは、23℃にて測定される値である。
Nz係数は、Nz係数=Rth(λ)/Re(λ)+0.5によって求められる値である。
図1は、本実施形態の円偏光板1および光学表示パネル20を備えた光学表示デバイス10の構成を示す断面図である。
偏光子層2は、特定の方向に偏光面を持った直線偏光の光を通過させるものである。偏光子層2を通過した光は、偏光子の透過軸方向に振動する直線偏光となる。偏光子層2の厚みは、例えば1μm〜80μm程度である。
位相差層3は、1/4波長板(λ/4板)として機能するポジティブAプレートとすることができる。
通常の樹脂フィルムは、緑色光に対する面内位相差値Rgと、青色光に対する面内位相差値Rbとの比をRb/Rgとし、面内位相差値Rgと赤色光に対する面内位相差値Rrとの比をRr/Rgとしたとき、Rb/RgよりもRr/Rgの方が小さくなる。以下、このような波長分散を「正」波長分散と称することがある。
これに対し、位相差層3は、Rb/RgよりもRr/Rgの方が大きくなる。このような位相差層の特性について、通常の樹脂フィルムの光学特性に対して面内位相差値の比の大小関係が逆転することから、「逆」波長分散と称する。
0.80<Re(450)/Re(550)<1.00 …(1)
1.00<Re(650)/Re(550)<1.30 …(2)
特開2017−167517号公報の実施形態の位相差層では、550nmを基準として、短波長側の波長分散特性と長波長側の波長分散特性とのバランスの調整を行っている。
一方、上述のような調整により、位相差層3の波長分散特性は、短波長側(青色側)で理想状態から離れるため、反射光が青色に着色しやすくなる。
本実施形態の円偏光板においては、このようにして生じる反射光の着色を、後述の光吸収層の機能により低減する。
例えば、公知の方法で重合性の逆波長分散液晶を合成した後に、基板上に形成した配向膜上に逆波長分散液晶を塗布して一方向に配向させ、逆波長分散液晶を重合させることにより、逆波長分散特性を備えた位相差層3を作製することができる。
保護フィルム5,6は、偏光子層2を保護する保護層として機能する。図では、保護フィルム5,6は偏光子層2の両面に配置されているが、保護フィルム6を省略し、偏光子層2の外側(位相差層3と対向する側とは反対側の面)に配置された保護フィルム5のみ備える構成としてもよい。また、偏光子層2の内側の面(位相差層3と対向する側の面)に保護フィルム6が配置されていてもよい。
この場合、上述の位相差層3は、保護フィルム6を兼ねることができる。
光吸収層7は、基材層と、基材層に分散する色素とを有する。
Tb(390)≦85% …(i)
Tb(410)≦98% …(ii)
Tb(430)≦99% …(iii)
Tb(410)は好ましくは50%以下であり、より好ましくは10%以下である。
Tb(430)は好ましくは90%以下であり、より好ましくは88%以下である。
光吸収層の一方の面を無アルカリガラス(コーニング社製、商品名「イーグルXG」)に貼合し、さらに光吸収層の他方の面に23μm厚のシクロオレフィン系フィルム(日本ゼオン株式会社製、商品名「ZF−14−23」)を貼合する。次いで、得られた積層体の390nm、410nm、430nmの透過率を、積分球付き分光光度計(日本分光株式会社製の「V7100」)を用いて測定し得られた値を、求める透過率Tb(390)、Tb(410)、Tb(430)とする。なお、測定値は、界面反射の影響を取り除いた値とする。
このような円偏光板1は、透過率Ta(λ)が、下記(3)〜(5)を満たすことが好ましい。
Ta(390)<4% …(3)
Ta(410)<38% …(4)
Ta(430)<42% …(5)
25μm厚のアクリル系粘着剤(リンテック株式会社製、商品名「P−3132」)を介して、円偏光板を無アルカリガラス(コーニング社製、商品名「イーグルXG」)に貼合し、得られた積層体を、紫外可視近赤外分光光度計(日本分光株式会社製、商品名「V−7100」)を用いて測定した値を、円偏光板1の透過率とする。
そのため、円偏光板1においては、反射光に含まれる青色光を、光吸収層7が良好に吸収し、反射光の色付きを抑制することができる。
光学表示パネル20は、例えば、液晶表示装置、有機ELパネルを挙げることができる。液晶表示装置、有機ELパネルは通常知られた構成のものを用いることができる。
この場合、光吸収層が有する基材層は、熱可塑性樹脂を成形したフィルムとすることができる。このような基材層を有する光吸収層としては、保護フィルムのような、表示素子の視認側に配置される任意のフィルムであってもよい。
光学表示デバイス100は、前面板付き円偏光板30と、タッチセンサ40と、光学表示パネル20とを有する。図3に示すように、光学表示デバイス100において、前面板付き円偏光板30と、タッチセンサ40と、光学表示パネル20とは相互に積層可能である。
前面板35は、透明基材31と、透明基材31の少なくとも一面に形成されたハードコート層32と、を有する。前面板35は、外部衝撃や、温度・湿度の変化に起因した内部応力から、光学表示パネル20や、その他光学表示デバイス10の構成要素を保護する機能を有する。図3に示す前面板35は、透明基材31側が保護フィルム5に接して設けられている。
図3に示す光学表示デバイス100は、光学表示パネル20の表示面と円偏光板1との間にタッチセンサ40を備える。このタッチセンサ40は、基材41、基材41上に設けられた下部電極42、下部電極42に対向する上部電極43、下部電極42と上部電極43とに挟持された絶縁層44を有する。図3に示すタッチセンサ40は、いわゆる投影型静電容量方式のタッチセンサである。
(偏光子の作製)
厚み30μmのポリビニルアルコールフィルム(平均重合度約2400、ケン化度99.9モル%以上)を、乾式延伸により約5倍に一軸延伸し、さらに緊張状態を保ったまま、60℃の純水に1分間浸漬した後、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の質量比が0.05/5/100である28℃の水溶液に60秒間浸漬した。
次いで、引き続き26℃の純水で20秒間洗浄した後、65℃で乾燥し、厚み12μmの偏光子を得た。
作製した偏光子は、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素が吸着配向していた。
水100部に対して、カルボキシ基変性ポリビニルアルコール(株式会社クラレ製、商品名「KL−318」)を3質量部溶解し、得られた水溶液に水溶性エポキシ樹脂であるポリアミドエポキシ系添加剤(田岡化学工業株式会社製、商品名「スミレーズレジン650(30)」)、固形分濃度30%の水溶液)を1.5質量部添加して、水系接着剤を調製した。
得られた偏光子の片面に、上述の水系接着剤を塗布し、ハードコート層付きノルボルネン系樹脂フィルム(日本製紙株式会社製、商品名「COP25ST-HC」、以下、HC−COP)を貼合した。
用いたHC−COPは、厚み25μmのシクロオレフィン系樹脂からなる延伸フィルムに、厚みが3μmのハードコート樹脂が形成されたフィルムである。
(逆波長分散液晶の作製)
下記式(11)で示す光配向性材料5質量部(質量平均分子量:30000)と、溶媒であるシクロペンタノン95質量部とを混合し、得られた混合物を80℃で1時間攪拌することにより、配向膜形成用組成物を得た。
重合性液晶化合物Aは特開2010−31223号公報に記載の方法で製造した。また、重合性液晶化合物Bは、特開2009−173893号公報に記載の方法に準じて製造した。
さらに、固形分濃度が13質量%となるようにN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を添加し、80℃で1時間攪拌することにより、液晶硬化膜形成用組成物を得た。
基材にコロナ処理を実施した後、コロナ処理を施した面に配向膜形成用組成物をバーコーターで塗布し、80℃で1分間乾燥し、偏光UV照射装置(ウシオ電機株式会社製、商品名「SPOT CURE SP−9」)を用いて、波長313nmにおける積算光量:100mJ/cm2で軸角度45°にて偏光UV露光を実施し、配向膜を形成した。
その後、液晶硬化膜形成用組成物の塗膜に、高圧水銀ランプ(ウシオ電機株式会社製、商品名:「ユニキュアVB−15201BY−A」)を用いて、紫外線を照射した。紫外線の照射条件は、窒素雰囲気下、波長365nmにおける積算光量500mJ/cm2であった。
これにより、液晶硬化膜を形成し、基材、配向膜および液晶硬化膜が積層した積層体を得た。配向膜および液晶硬化膜の積層体は、本発明における「位相差層」に該当する。
(アクリル樹脂の調製)
冷却管、窒素導入管、温度計および攪拌機を備えた反応容器に、溶媒として酢酸エチル81.8質量部、単量体としてアクリル酸ブチル70.4質量部、アクリル酸メチル20.0質量部、アクリル酸2−フェノキシエチル8.0質量部、アクリル酸2−ヒドロキシエチル1.0質量部、およびアクリル酸0.6質量部の混合溶液を仕込んだ。
ジムロート冷却管、温度計を設置した100mL−四ツ口フラスコ内を窒素雰囲気とし、特開2017-120430号公報の合成例を参考にし、下記式(14)で示す化合物(以下、化合物(14))を合成した。
合成したアクリル樹脂の固形分100質量部に対し、0.5質量部の架橋剤(東ソー株式会社製、商品名「コロネート」)、0.5質量部の3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製、商品名「KBM−403」)、3.5質量部の化合物(15)を配合した。さらに、固形分濃度が14質量%となるように2−ブタノンを添加した。
離型処理が施されたポリエチレンテレフタレートフィルム(リンテック株式会社製、商品名「SP−PLR382050」)の離型処理面に、上述の粘着剤を、乾燥後の粘着剤層の厚さが20μmとなるようにアプリケーターを用いて塗布した。100℃で1分間乾燥させて色素を配合した粘着剤シートを作製した。
Tb(390)≦0.001%
Tb(410)≦0.8%
Tb(430)≦83.0%
偏光板のトリアセチルセルロース系樹脂製の保護フィルム上に、上述の粘着剤シートを貼合した。
粘着剤層を介して、円偏光板を無アルカリガラス(コーニング社製、商品名「イーグルXG」)に貼合した。紫外可視近赤外分光光度計(日本分光株式会社製、商品名「V−7100」)で、390nm、410nm、および430nmの透過率を測定した。
T(λ)=((吸収軸方向の透過率)+(透過軸方向の透過率))/2 …(A)
粘着剤層を介して、円偏光板をOLED表示素子(Samsung Electronics Co., Ltd.製、商品名「Galaxy-Tab S8.4」)の表示面に貼合した。非点灯状態で分光測色計(コニカミノルタ株式会社製、商品名「CM−2600d」)を用いて、反射色相b*の測定を実施した。
反射色相の測定で作製した試料の外観を目視で観察した。評価基準は、以下のとおりである。「◎」「○」と評価された試料を良品とし、「×」と評価された試料を不良品と判断した。
(評価基準)
◎:黒い
○:若干青味がかっているが黒い
×:青い
粘着剤組成物の作製時に、化合物(15)の添加量を2.5質量部にした以外は実施例1と同様にして、円偏光板を作製した。実施例1と同様の方法で測定した粘着剤層の透過率は以下の通りであった。
Tb(390)≦0.001%
Tb(410)≦3.2%
Tb(430)≦86.9%
粘着剤組成物の作製時に、化合物(15)の添加量を1.0質量部にした以外は実施例1同様にして、円偏光板を作製した。実施例1と同様の方法で測定した粘着剤層の透過率は以下の通りであった。
Tb(390)≦0.01%
Tb(410)≦3.2%
Tb(430)≦95.0%
粘着剤組成物の作製時に、化合物(15)の添加量を0.02質量部にした以外は実施例1と同様にして、円偏光板を作製した。実施例1と同様の方法で測定した粘着剤層の透過率は以下の通りであった。
Tb(390)≦81.9%
Tb(410)≦97.2%
Tb(430)≦99.0%
粘着剤組成物の作製時に、化合物(15)の添加量を0.035質量部にした以外は実施例1と同様にして、円偏光板を作製した。実施例1と同様の方法で測定した粘着剤層の透過率は以下の通りであった。
Tb(390)≦70.5%
Tb(410)≦95.2%
Tb(430)≦98.0%
光選択吸収性粘着剤シートを5μm厚のアクリル系粘着剤(リンテック株式会社製、商品名「#L2」)に変更した以外は実施例1と同様にして、円偏光板を作製した。用いたアクリル系粘着剤は、色素(化合物(15))を含んでいなかった。
Tb(390)≦99.9%
Tb(410)≦99.9%
Tb(430)≦99.9%
Claims (7)
- 偏光子層と、
位相差層と、
光吸収層と、を備え、
前記位相差層は、波長λnmの光に対する面内位相差値をRe(λ)としたときに、下記式(1)(2)を満たし、
前記光吸収層は、基材層と、前記基材層に分散する色素とを有し、
前記色素は、波長390〜430nmの波長帯域に極大吸収波長を有する円偏光板。
0.80<Re(450)/Re(550)<1.00 …(1)
1.00<Re(650)/Re(550)<1.30 …(2) - 波長λnmの光に対する前記円偏光板の透過率Ta(λ)が、下記式(3)〜(5)を満たす請求項1に記載の円偏光板。
Ta(390)<4% …(3)
Ta(410)<38% …(4)
Ta(430)<42% …(5) - 前記基材層は粘着剤層または接着剤層である請求項1または2に記載の円偏光板。
- 波長λnmの光に対する前記光吸収層の透過率Tb(λ)が、下記式(i)〜(iii)を満たす請求項1から3のいずれか1項に記載の円偏光板。
Tb(390)≦85% …(i)
Tb(410)≦98% …(ii)
Tb(430)≦99% …(iii) - 光学表示パネルと、
前記光学表示パネルの表示面に貼合された請求項1から4のいずれか1項に記載の円偏光板と、を有する光学表示デバイス。 - 前記円偏光板は、前記偏光子層が前記位相差層に対して前記光学表示パネルとは反対側になるように配置され、
前記円偏光板の前記偏光子層側に前面板を備える請求項5に記載の光学表示デバイス。 - 前記表示面と前記円偏光板との間にタッチセンサを備える請求項6に記載の光学表示デバイス。
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