JP2021092687A - 円偏光板 - Google Patents
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Abstract
Description
[1] 視認側から、第1の光学異方性層、偏光子、第2の光学異方性層をこの順に有する円偏光板であって、
前記第1の光学異方性層が下記式(I)、(II)及び(III):
Re(450)/Re(550)≦1.00 (I)
1.00≦Re(650)/Re(550) (II)
90nm≦Re(550)≦180nm (III)
〔式中、Re(450)は光学異方性層の波長450nmにおける面内位相差値を表し、
Re(550)は光学異方性層の波長550nmにおける面内位相差値を表し、
Re(650)は光学異方性層の波長650nmにおける面内位相差値を表す〕
で表される光学特性を有し、
前記第1の光学異方性層及び前記第2の光学異方性層が、重合性液晶化合物が配向した状態で重合した重合体を含む層である、円偏光板。
[2] 前記第2の光学異方性層が、前記式(III)で表される光学特性を有する、[1]に記載の円偏光板。
[3] 前記第2の光学異方性層が、前記式(I)及び前記式(II)をさらに有する、[1]又は[2]に記載の円偏光板。
[4] 下記式(IV):
200nm≦Re(550)≦320nm (IV)
〔式中、Re(550)は光学異方性層の波長550nmにおける面内位相差値を表す〕
で表される光学特性を有する第3の光学異方性層をさらに有する、[1]〜[3]のいずれかに記載の円偏光板。
[5] 前記第1の光学異方性層の遅相軸と前記第2の光学異方性層の遅相軸とのなす角が90°±10°である、[1]〜[4]のいずれかに記載の円偏光板。
[6] 前記偏光子が、一軸延伸されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素を吸着配向させた偏光子である、[1]〜[5]のいずれかに記載の円偏光板。
[7] 前記偏光子が、重合性液晶化合物が重合した硬化膜中に、二色性色素が配向した偏光子である、[1]〜[5]のいずれかに記載の円偏光板。
[8] [1]〜[7]のいずれかに記載の円偏光板を備える有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
[9] [8]に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置を含む車載用ディスプレイ。
本発明の円偏光板は、第1の光学異方性層、偏光子、第2の光学異方性層をこの順に有する。第1の光学異方性層及び第2の光学異方性層と、偏光子とは、例えば後述の接着層を介して積層することができる。
第1の光学異方性層11は、円偏光板100において、第2の光学異方性層12より視認側に配置される。第1の光学異方性層11は、式(I)、(II)及び(III)で表される光学特性を有する。
Re(450)/Re(550)≦1.00 (I)
1.00≦Re(650)/Re(550) (II)
90nm≦Re(550)≦180nm (III)
〔式中、Re(450)は光学異方性層の波長450nmにおける面内位相差値を表し、
Re(550)は光学異方性層の波長550nmにおける面内位相差値を表し、
Re(650)は光学異方性層の波長650nmにおける面内位相差値を表す〕
面内位相差値は以下の式により定義される。
Re(λ)=(nx(λ)−ny(λ))×d
〔式中、Re(λ)は光学異方性層の波長λnmにおける面内位相差値を表し、dは光学異方性層の厚みを表し、nxは、光学異方性層が形成する屈折率楕円体において、光学異方性層の平面に平行な方向の波長λnmにおける主屈折率を表し、nyは、光学異方性層が形成する屈折率楕円体において、光学異方性層の平面に対して平行であり、且つ、前記nxの方向に対して直交する方向の波長λnmにおける屈折率を表す〕
Re(450)/Re(550)≦0.93 (I−1)
0.81≦Re(450)/Re(550) (I−2)
1.00<Re(650)/Re(550) (II−1)
Re(650)/Re(550)≦1.10 (II−2)
100nm≦Re(550)≦160nm (III−1)
110nm≦Re(550)≦150nm (III−2)
第1の光学異方性層11が上記光学特性を有すると、表示装置を斜めから見たときに、色変化や色付きが小さくなりやすい。
第2の光学異方性層12は、式(I)及び式(II)で表される光学特性をさらに有することにより逆波長分散性を有することができる。第2の光学異方性層12は、好ましくは式(I−1)で表される光学特性を有し、より好ましくは式(I−2)で表される光学特性を有する。第2の光学異方性層12は、好ましくは式(II−1)で表される光学特性を有し、より好ましくは式(II−2)で表される光学特性を有する。第2の光学異方性層12が上記光学特性を有すると、表示装置を斜めから見たときに、色変化や色付きが小さくなりやすい。
200nm≦Re(550)≦320nm (IV)
〔式中、Re(550)は光学異方性層の波長550nmにおける面内位相差値を表す〕
で表される光学特性を有する第3の光学異方性層をさらに有することができる。
250nm≦Re(550)≦300nm (IV−1)
265nm≦Re(550)≦285nm (IV−2)
nx≒ny<nz (V)
で表される光学特性を有するものであることもできる。nxは、光学異方性層が形成する屈折率楕円体において、光学異方性層の平面に対して平行な方向の主屈折率を表す。nyは、光学異方性層が形成する屈折率楕円体において、光学異方性層の平面に対して平行であり、且つ、該nxの方向に対して直交する方向の屈折率を表す。nzは、光学異方性層が形成する屈折率楕円体において、光学異方性層の平面に対して垂直な方向の屈折率を表す。
第2の光学異方性層12は、例えばλ/4の位相差を与える層(ポジティブA層)、λ/2の位相差を与える層及びポジティブC層等の位相差層であることができる。第2の光学異方性層12は、好ましくはλ/4の位相差を与える層であり、より好ましくは逆波長分散性を有し、且つλ/4の位相差を与える位相差層である。
第3の光学異方性層は、例えばλ/2の位相差を与える層及びポジティブC層等の位相差層であることができる。第3の光学異方性層は、好ましくはλ/2の位相差を与える層である。
λ/2の位相差を与える層としては、好ましくは波長550nmにおける面内位相差値が200nm以上320nm以下である層のことを意味し、より好ましくは面内位相差値が250nm以上300nm以下である層のことを意味し、さらに好ましくは面内位相差値が265nm以上285nm以下である層のことを意味する。
ポジティブC層は、屈折率がnx≒ny<nzの関係性を示す層であることができる。ポジティブC層の厚み方向の位相差値は、波長550nmにおいて−150nm以上−30nm以下であることができ、−120nm以上−50nm以下であることができる。
Rth(λ)=[{nx(λ)+ny(λ)}/2−nz(λ)]×d
[式中、Rth(λ)は光学異方性層の波長λnmにおける厚み方向の位相差値を表し、dは光学異方性層の厚みを表し、nx(λ)は、光学異方性層が形成する屈折率楕円体において、光学異方性層の平面に平行な方向の波長λnmにおける主屈折率を表し、ny(λ)は、光学異方性層が形成する屈折率楕円体において、光学異方性層の平面に対して平行であり、且つ、前記nx(λ)の方向に対して直交する方向の波長λnmにおける屈折率を表し、nz(λ)は、光学異方性層が形成する屈折率楕円体において、フィルム平面に対して垂直な方向の波長λnmにおける屈折率を表す。〕
硬化物層は例えば、基材に設けられた配向膜上に形成される。基材は、配向膜を支持する機能を有し、長尺に形成されている基材であってもよい。この基材は、離型性支持体として機能し、転写用の硬化物層を支持することができる。さらに、その表面が剥離可能な程度の接着力を有するものが好ましい。基材としては、後述する保護フィルムの材料として例示する樹脂フィルムが挙げられる。基材及び配向膜は、円偏光板中に含まれていてよい。配向膜は基材を除去する際に基材とともに除去されてよい。
第1の光学異方性層11が硬化物層を含み、かつ上記式(I)、(II)及び(III)を満たすことにより、車内ディスプレイ光がフロントガラスで反射した際の反射光を低減するとともに反射光の色変化を低減することが可能となり、かつ円偏光板の耐光性が向上し易くなる傾向にある。
偏光子は、その吸収軸に平行な振動面をもつ直線偏光を吸収し、吸収軸に直交する(透過軸と平行な)振動面をもつ直線偏光を透過する性質を有する吸収型の偏光子であることができる。偏光子としては、一軸延伸されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素を吸着配向させた偏光子を好適に用いることができる。偏光子は、例えばポリビニルアルコール系樹脂フィルムを一軸延伸する工程;ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色することにより二色性色素を吸着させる工程;二色性色素が吸着されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液等の架橋液で処理する工程;及び、架橋液による処理後に水洗する工程を含む方法によって製造できる。
円偏光板は、1以上の保護フィルムを有することができる。保護フィルムは、光学異方性や偏光子等を保護する機能を有することができる。保護フィルムは、例えば光学異方性層および偏光子の少なくともいずれか一方の片側または両側に配置されてよく、好ましくは光学異方性層の偏光子側とは反対側および偏光子の視認側の少なくともいずれか一方に配置され、より好ましくは第1光学異方性層の偏光子側とは反対側および偏光子の視認側の少なくともいずれか一方に配置される。光学異方性層または偏光子と保護フィルムとは、例えば後述の接着層を介して貼合することができる。以下、偏光子と保護フィルムとからなる積層体のことを直線偏光板ともいう。
接着層は、第1の光学異方性層11と偏光子10との間、及び偏光子10と第2の光学異方性層12又は第3の光学異方性層との間に配置される。接着層は、接着剤層または粘着剤層であることができる。接着層は、単層であってもよいし多層であってもよい。
前面板は、円偏光板100が画像表示素子に貼合されたときに視認側となるように配置される。前面板は、好ましくは円偏光板100の視認側の最外面となるように配置される。前面板を視認側の最外面に備える円偏光板を画像表示装置に用いる場合、円偏光板は前面板が画像表示装置の視認側の最外面となるように配置される。前面板は、接着層を介して貼合される。
遮光パターンは、前面板における偏光子側の面上に形成することができる。遮光パターンは、画像表示装置の額縁(非表示領域)に形成され、画像表示装置の配線が使用者に視認されないようにすることができる。遮光パターンは、前面板又は前面板が適用される表示装置のベゼル又はハウジングの少なくとも一部として提供することができる。遮光パターンの色及び材質は特に制限されることはなく、黒色、白色、金色などの多様な色を有する樹脂物質で形成することができる。一実施形態において、遮光パターンの厚さは2μm以上50μm以下であってもよく、好ましくは4μm以上30μm以下であってもよく、より好ましくは6μm以上15μm以下の範囲であってもよい。また、遮光パターンと表示領域との間の段差による気泡混入及び境界部の視認を抑制するために、遮光パターンに形状を付与することができる。
図6を参照しながら、円偏光板300の製造方法の一例について説明する。まず、直線偏光板16の偏光子10側に第2の光学異方性層12を接着層15を介して積層する[図6(a)]。次いで、直線偏光板16の保護フィルム14側に第1の光学異方性層11を接着層13を介して積層することにより円偏光板300が得られる[図6(b)]。
第2の光学異方性層12が、式(III)で表される光学特性を有する光学異方性層を含む場合、偏光子10の吸収軸と第2の光学異方性層12の遅相軸のなす角とが45°となるように積層し、かつ第1の光学異方性層11の遅相軸と第2の光学異方性層12の遅相軸のなす角が90°となるように積層することが好ましい。
光学異方性層は、長尺の部材を準備し、ロール・トゥ・ロールでそれぞれの部材を貼り合わせた後、所定形状に裁断して製造してもよいし、それぞれの部材を所定の形状に裁断した後、貼り合わせてもよい。
剥離フィルムは、光学異方性層と偏光子又は直線偏光板とを貼合する際に剥離し、粘着剤層を露出させる。
円偏光板は、さまざまな表示装置に用いることができる。表示装置とは、表示素子を有する装置であり、発光源として発光素子又は発光装置を含む。表示装置としては、例えば、液晶表示装置、有機EL表示装置、無機エレクトロルミネッセンス(以下、無機ELともいう)表示装置、電子放出表示装置(例えば電場放出表示装置(FEDともいう)、表面電界放出表示装置(SEDともいう))、電子ペーパー(電子インクや電気泳動素子を用いた表示装置、プラズマ表示装置、投射型表示装置(例えばグレーティングライトバルブ(GLVともいう)表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス(DMDともいう)を有する表示装置)及び圧電セラミックディスプレイなどが挙げられる。液晶表示装置は、透過型液晶表示装置、半透過型液晶表示装置などのいずれをも含む。これらの表示装置は、2次元画像を表示する表示装置であってもよいし、3次元画像を表示する立体表示装置であってもよい。円偏光板は、特に有機EL表示装置又は無機EL表示装置に特に有効に用いることができる。
円偏光板は、第1の光学異方性層が表示装置の視認側となるように粘着剤層を用いて表示素子に貼合することができる。
本発明の円偏光板は、車内ディスプレイ光がフロントガラスで反射した際の反射光を低減するとともに、その反射光の色変化を低減することができ、かつ耐光性に優れるため、車載用画像表示装置に好適である。
図8に示すように、ディスプレイ23、黒アクリル板25等を配置した。白表示のディスプレイ23の視認側(黒アクリル板25側)に、得られた円偏光板24を貼合した。白色ディスプレイ23から出射した光を、ディスプレイ23に対する角度が45°となるように設置した黒アクリル板25に反射させた。ディスプレイ23の表示面に対し垂直な軸26を回転軸としてディスプレイ23を水平方向に回転させ、観察方向27から黒アクリル板25を目視により観察した。このとき反射光の色味の変化が小さいものをA、大きいものをBと評価した。
実施例で得られた円偏光板の第2の光学異方性層に対し、アクリル系粘着剤層Bとセパレートフィルムを貼合した。得られた粘着剤付き円偏光板を200mm×100mmの大きさに切り出した。カットした粘着剤付き円偏光板のカールを評価した。カールが見られたものをB、カールが見られなかったものをAとした。
実施例で得られた円偏光板の第2の光学異方性層に対し、アクリル系粘着剤層Bとセパレートフィルムを貼合した。得られた粘着剤付き円偏光板を40mm×40mmの大きさに切り出した。セパレートフィルムを剥離して露出した粘着剤を無アルカリガラスに貼合し円偏光板付きガラスを得た。得られたサンプルを卓上キセノンアークランプ式促進耐光性試験機(ATLAS製、SUNTEST XLS+)にてUV露光量95400kJ/m2で照射した。なお、照射は円偏光板の第1の光学異方性層側から行った。照射後の円偏光板の波長450nm、波長550nm、並びに波長650nmの光に対する面内位相差値を、王子計測機器株式会社製のKOBRA−WRを用いて測定した。得られたデータから第2の光学異方性層のΔRe(550)を算出した。
ΔRe(550)=試験後のRe(550)−初期のRe(550)
評価基準:
A:ΔRe(550)が比較例1より小さいものを耐光性が良好であるとした。
B:ΔRe(550)が比較例1と同等もしくは大きいものを耐光性が低いとした。
下記構造の光配向性材料5部(重量平均分子量:30,000)とシクロペンタノン(溶媒)95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。
基材として50μm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の商品名「ZF−14−50」〕上にコロナ処理を実施した。コロナ処理が施された面に、配向膜形成用組成物をバーコーターで塗布した。塗布膜を80℃で1分間乾燥した。乾燥した塗布膜に、偏光UV照射装置〔ウシオ電機株式会社の商品名「SPOT CURE SP−9」〕を用いて、軸角度45°にて偏光UVを照射し、配向膜を得た。偏光UVの照射は、波長313nmにおける積算光量が100mJ/cm2となるように行った。
積層体の重合性液晶化合物が硬化した層上に、粘着剤層を積層させた。当該粘着剤層を介して、積層体を、ガラスに貼合した。その後、積層体が備える基材を剥離して、位相差値を評価するためのサンプルを得た。その結果、重合性液晶化合物が硬化した層は、各波長における位相差値Re(λ)として、Re(450)=121nm、Re(550)=142nm、Re(650)=146nmを有していた。その結果、Re(450)/Re(550)=0.85、Re(650)/Re(550)=1.03と算出された。重合性液晶化合物が硬化した層は、λ/4の位相差を与える層であった。
特開2015−187717号公報の段落0026から段落0051に記載のとおりに、第1光学異方性層(H)[Re(550)=250nm]を作製した。
特開2015−187717号公報の段落0053から段落0062に記載のとおりに、第2光学異方性層(Q)[Re(550)=120nm]を作製した。
厚み25μmのノルボルネン系樹脂からなる延伸フィルムを準備した。位相差値を測定したところ、Re(450)=99.0nm、Re(550)=98.6nm、Re(650)=98.5nmであり、Re(450)/Re(550)=1.004、Re(650)/Re(550)=0.999と算出された。
基板(TACフィルム、厚み40μm)の表面にポリビニルアルコール膜(厚み0.1μm)を形成した。ラビング布を用いて、基板の長手方向に対して45°の方向にポリビニルアルコール膜表面をラビング処理して、配向基板を作製した。
Re(450)/Re(550)=1.07
Re(650)/Re(550)=0.98
PVA系樹脂にヨウ素が吸着配向した偏光子を準備した。この偏光子の厚みは7μmであった。偏光子の一方の面に、シクロオレフィンポリマー(COP)フィルム(ZF−14、日本ゼオン株式会社製)を貼合した。COPフィルムの厚みは13μmであった。このようにして、偏光子の一方の面に保護フィルムを備える直線偏光板Aを作製した。
以下の式(1−6)で表される重合性液晶化合物と式(1−7)で表される重合性液晶化合物及び下記式(2−1a)、(2−1b)、(2−3a)で示される特開2013−101328号公報の実施例に記載のアゾ色素を含む偏光子形成用組成物を準備した。
厚み5μmのシート状粘着剤(リンテック株式会社製)を準備した。
厚み25μmのシート状粘着剤(リンテック株式会社製)を準備した。
直線偏光板Aの偏光子側の面にアクリル系粘着剤層Aを貼合した。この粘着剤層を介して、偏光子の吸収軸と光学異方性層A(第2の光学異方性層)の遅相軸とのなす角が45°となるように光学異方性層Aの重合性液晶化合物が硬化した層側の面を貼合した。
直線偏光板AのCOP側の面にアクリル系粘着剤層Aを貼合した。この粘着剤層を介して、第2の光学異方性層の遅相軸と光学異方性層A(第1の光学異方性層)の遅相軸とのなす角が90°となるように光学異方性層Aの重合性液晶化合物が硬化した層側の面を貼合した。
このようにして、光学異方性層A(第1の光学異方性層)、偏光板A及び光学異方性層A(第2の光学異方性層)をこの順に備える円偏光板を作製した。
光学異方性層B(第3の光学異方性層)と光学異方性層C(第2の光学異方性層)とをアクリル系粘着剤層Aで互いに貼合し、光学異方性層積層体を作製した。
実施例1において、偏光子の吸収軸と光学異方性層Aの遅相軸とのなす角が45°となるように光学異方性層A(第2の光学異方性層)を貼合したことに代えて、偏光子の吸収軸と光学異方性層積層体の光学異方性層C(第2の光学異方性層)の遅相軸とのなす角が45°となるように、光学異方性層積層体の光学異方性層B(第3の光学異方性層)側の面と直線偏光板Aの偏光子側の面とをアクリル系粘着剤層Aを介して貼合したこと以外は、実施例1と同様にして円偏光板を作製した。
直線偏光板Aの代わりに偏光板Bを用いたこと以外は、実施例1と同様にして円偏光板を作製した。
光学異方性層A(第2の光学異方性層)の遅相軸と光学異方性層A(第1の光学異方性層)の遅相軸のなす角が0°となるように光学異方性層A(第1の光学異方性層)を貼合したこと以外は実施例1と同様に円偏光板を作製した。
光学異方性層A(第1の光学異方性層)に代えて光学異方性層Dを用いたこと以外は、実施例1と同様に円偏光板を作製した。
光学異方性層A(第1の光学異方性層)の代わりに光学異方性層Eを用いたこと以外は、実施例1と同様に円偏光板を作製した。
Claims (9)
- 視認側から、第1の光学異方性層、偏光子、第2の光学異方性層をこの順に有する円偏光板であって、
前記第1の光学異方性層が下記式(I)、(II)及び(III):
Re(450)/Re(550)≦1.00 (I)
1.00≦Re(650)/Re(550) (II)
90nm≦Re(550)≦180nm (III)
〔式中、Re(450)は光学異方性層の波長450nmにおける面内位相差値を表し、
Re(550)は光学異方性層の波長550nmにおける面内位相差値を表し、
Re(650)は光学異方性層の波長650nmにおける面内位相差値を表す〕
で表される光学特性を有し、
前記第1の光学異方性層及び前記第2の光学異方性層が、重合性液晶化合物が配向した状態で重合した重合体を含む層である、円偏光板。 - 前記第2の光学異方性層が、前記式(III)で表される光学特性を有する、請求項1に記載の円偏光板。
- 前記第2の光学異方性層が、前記式(I)及び前記式(II)をさらに有する、請求項1又は2に記載の円偏光板。
- 下記式(IV):
200nm≦Re(550)≦320nm (IV)
〔式中、Re(550)は光学異方性層の波長550nmにおける面内位相差値を表す〕
で表される光学特性を有する第3の光学異方性層をさらに有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の円偏光板。 - 前記第1の光学異方性層の遅相軸と前記第2の光学異方性層の遅相軸とのなす角が90°±10°である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の円偏光板。
- 前記偏光子が、一軸延伸されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素を吸着配向させた偏光子である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の円偏光板。
- 前記偏光子が、重合性液晶化合物が重合した硬化膜中に、二色性色素が配向した偏光子である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の円偏光板。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の円偏光板を備える有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
- 請求項8に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置を含む車載用ディスプレイ。
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