JP2023011782A - 光学積層体 - Google Patents
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Abstract
Description
1つの実施形態においては、上記光拡散層のヘイズ値は80%以上である。
1つの実施形態においては、上記光拡散層は粘着剤および光拡散微粒子を含む。
1つの実施形態においては、上記光拡散微粒子の平均粒子径は2μm~5μmである。
1つの実施形態においては、上記光拡散微粒子はシリコーン樹脂微粒子である。
1つの実施形態においては、上記粘着剤はアクリル系粘着剤である。
本発明の別の局面においては、反射型液晶表示装置が提供される。この反射型液晶表示装置は、上記光学積層体を含む。
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(550)」は、23℃における波長550nmの光で測定したフィルムの面内位相差である。Re(550)は、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。なお、「Re(450)」は、23℃における波長450nmの光で測定したフィルムの面内位相差である。
(3)厚み方向の位相差(Rth)
「Rth(550)」は、23℃における波長550nmの光で測定したフィルムの厚み方向の位相差である。Rth(550)は、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。なお、「Rth(450)」は、23℃における波長450nmの光で測定したフィルムの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。
図1は、本発明の1つの実施形態による光学積層体の概略断面図である。この光学積層体100は、偏光子10と実質的にλ/4板として機能する位相差層20と光拡散層30とを備える。この光拡散層30は、光拡散層に直進光を入射させた時の極角10°方向の透過光強度をI10、極角60°方向の透過光強度をI60としたときのI10/I60の値が30以上である。このような光拡散層を有する光学積層体100を反射型液晶表示装置に適用することにより、液晶表示装置の視野角特性が向上し得る。なお、本明細書において、極角とは法線方向を0°としたときの角度をいう。
偏光子10としては、任意の適切な偏光子が採用され得る。具体例としては、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質による染色処理および延伸処理が施されたもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等が挙げられる。好ましくは、光学特性に優れることから、ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸して得られた偏光子が用いられる。
位相差層20は実質的にλ/4板として機能する位相差層である。このような位相差層を含むことにより、本発明の光学積層体が採用された反射型液晶表示装置の視野角特性が向上し得る。位相差層20は実質的にλ/4板として機能する層であればよい。例えば、単一の層(いわゆる、λ/4板)であってもよく、複数の位相差板を組み合せてλ/4板としての光学補償機能を発揮する積層構造を有する層としてもよい。
光拡散層30は、光拡散層に直進光を入射した時の極角10°方向の透過光強度をI10、極角60°方向の透過光強度をI60としたときのI10/I60の値が30以上である。I10/I60の値が30以上であることにより、光学積層体が適用された反射型液晶表示装置の視野角特性が向上し得る。I10/I60は、好ましくは35以上であり、より好ましくは40以上であり、さらに好ましくは50以上である。I10/I60は、例えば、200以下である。なお、各極角における透過光強度は実施例に記載の方法で測定することができる。
本発明の反射型液晶表示装置は、上記光学積層体を含む。上記光学積層体を含むことにより、液晶表示装置の視野角特性が向上し得る。1つの実施形態においては、本発明の反射型液晶表示装置は外光を効率よく利用できるため、屋外で使用される液晶表示装置として好適に用いることができる。また、上記の通り、本発明の液晶表示装置は視野角特性に優れる。そのため、大型の液晶表示装置とした場合であっても、良好な視認性を確保し得る。大型の液晶表示装置として用いる場合、1枚の大型の表示装置として用いてもよく、複数の液晶表示装置を配置して(例えば、縦3枚×横4枚)、大型の液晶表示装置としてもよい。
ダイヤルゲージ(PEACOCK社製、製品名「DG-205 type pds-2」)を用いて測定した。
(2)位相差
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。なお、位相差フィルムから50mm×50mmのフィルム片を切り出して、測定サンプルとした。
(3)粘着剤の屈折率
透明基材上に塗工した拡散微粒子を含まない粘着剤の屈折率を、アッベ屈折率計(DR-M2,アタゴ社製)により測定した。
(4)ヘイズ値
実施例および比較例で形成した光拡散層について、JIS 7136で定める方法により、ヘイズメーター(村上色彩科学研究所社製、商品名「HN-150」)を用いて測定した。
(5)透過光強度
光拡散層の正面からレーザー光を照射した。拡散した光の極角に対する透過光強度をゴニオフォトメーター(浜松ホトニクス社製、製品名:S2592-03)で1°おきに測定した。図2に示すようにレーザーの直進透過光を除く透過光強度の最大値を100とした時の、極角10°方向における透過光強度をI10、極角60°方向における透過光強度をI60としてそれぞれ算出した。
(6)コントラスト
図3(a)に示すように、輝度計、光学積層体、ガラス、蛍光ランプを配置し、正面白輝度を測定した。より詳細には、ガラス(厚み1.3μm)の両面に同じ光学積層体を置き、光学積層体の鉛直方向となす角度が30°で入射するように、蛍光ランプ(200lx:照度計IM-5での測定値)を配置し、照射した。蛍光ランプを配置していない側の光学積層体の鉛直方向に出射した光を輝度計(トプコン社製、商品名「SR-UL1」、測定距離:500mm、測定角:2°)で測定した値を正面白輝度とした。
また、図3(b)に示すように、輝度計、光学積層体、反射板、蛍光ランプを配置し、黒輝度を測定した。より詳細には、反射板(東レフィルム加工社製、商品名「セラピール DMS-X42」)の上に光学積層体を置き、光学積層体の鉛直方向となす角度が30°で入射するように、上記蛍光ランプを配置し、照射した。鉛直方向の反射光を輝度計で測定した値を正面黒輝度とした。
測定した正面白輝度を正面黒輝度で除し、コントラスト比を算出した。
厚み75μmのポリビニルアルコール系フィルム(PVAフィルム)(クラレ社製、商品名:VF-PS-N#7500)を、液温25℃の温水(膨潤浴)中に浸漬して膨潤させつつ、元長に対して延伸倍率が2.4倍になるように流れ方向に延伸した。
次いで、上記フィルムを液温30℃の染色浴(水100重量部に対して、ヨウ素を0.04重量部配合し、ヨウ化カリウムを0.4重量部配合して得られたヨウ素水溶液)中に60秒間浸漬して、染色しながら、元長に対して延伸倍率が3.3倍になるように流れ方向に延伸した。
次いで、上記フィルムを液温30℃の水溶液(水100重量部に対して、ホウ酸4重量部を配合し、ヨウ化カリウム3重量部を配合して得られた水溶液)に30秒間浸漬した。
次いで、上記フィルムを液温60℃の延伸浴(水100重量部に対して、ホウ酸4重量部を配合し、ヨウ化カリウム5重量部を配合して得られた水溶液)中に40秒間浸漬しながら、元長に対して延伸倍率が6倍になるように流れ方向に延伸した。
次いで、上記フィルムを液温30℃の洗浄浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウム3重量部を配合して得られた水溶液)に10秒間浸漬して洗浄し、さらに、50℃で4分間乾燥して偏光子を得た。
続いて、得られた偏光子の表面に、PVA系樹脂水溶液(日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマー(登録商標)Z-200」、樹脂濃度:3重量%)を塗布して保護フィルム(厚み25μm)を貼り合わせ、これを60℃に維持したオーブンで5分間加熱し、偏光板(偏光子(透過率42.3%、厚み28μm)/保護フィルム)を得た。
アクリル系ポリマー溶液の固形分100部に対して、イソシアネート架橋剤(日本ポリウレタン工業社製、商品名「コロネートL」)0.6部、および光拡散性微粒子としてのシリコーン樹脂微粒子(モメンティブ社製、商品名:トスパール145、体積平均粒子径4μm)29部を配合して、光拡散粘着剤の塗工液(固形分13.2%)を調製した。
攪拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた4つ口フラスコに、ブチルアクリレート74.9部、ベンジルアクリレート20部、アクリル酸5部、4-ヒドロキシブチルアクリレート0.1部、重合開始剤として2,2’-アゾビスイソブチロニトリル0.1部を酢酸エチル100部と共に仕込み(モノマーの濃度50%)、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入して窒素置換した後、フラスコ内の液温を55℃付近に保って8時間重合反応を行い、重量平均分子量(Mw)204万、Mw/Mn=3.2のアクリル系ポリマーの溶液を調製した。
次いで、得られたアクリル系ポリマー溶液の固形分100部に対して、イソシアネート架橋剤(日本ポリウレタン工業社製のコロネートL,トリメチロールプロパンのトリレンジイソシアネートのアダクト体)0.45部およびベンゾイルパーオキサイド(日本油脂社製,ナイパーBMT)0.1部、シランカップリング剤(信越化学工業(株)製のKBM403)0.1部、光拡散性微粒子としてのシリコーン樹脂微粒子(モメンティブ・マフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製トスパール130、体積平均粒子径3μm)26部を配合して、光拡散粘着剤の塗工液(固形分12.9%)を調製した。
アクリル系ポリマー溶液の固形分100部に対して、イソシアネート架橋剤(日本ポリウレタン工業社製、商品名「コロネートL」)0.6部、および光拡散性微粒子としてポリスチレン微粒子(積水化成品工業社製、商品名「テクポリマーSSX-302ABE」、体積平均粒子径2μm、屈折率1.595)8.3部を配合して、光拡散粘着剤の塗工液(固形分12.1%)を調製した。
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。
上記のようにして得られたポリカーボネート樹脂フィルムを、特開2014-194483号公報の実施例1に準じた方法で斜め延伸し、位相差フィルムを得た。なお、装置の詳細な構成については、特開2014-194483号公報の記載が本明細書に参考として援用される。位相差フィルムの具体的な作製手順は以下のとおりである:ポリカーボネート樹脂フィルム(厚み130μm、幅765mm)を延伸装置の予熱ゾーンで142℃に予熱した。予熱ゾーンにおいては、左右のクリップのクリップピッチは125mmであった。次に、フィルムが第1の斜め延伸ゾーンC1に入ると同時に、右側クリップのクリップピッチの増大を開始し、第1の斜め延伸ゾーンC1において125mmから177.5mmまで増大させた。クリップピッチ変化率は1.42であった。第1の斜め延伸ゾーンC1において、左側クリップのクリップピッチについてはクリップピッチの減少を開始し、第1の斜め延伸ゾーンC1において125mmから90mmまで減少させた。クリップピッチ変化率は0.72であった。さらに、フィルムが第2の斜め延伸ゾーンC2に入ると同時に、左側クリップのクリップピッチの増大を開始し、第2の斜め延伸ゾーンC2において90mmから177.5mmまで増大させた。一方、右側クリップのクリップピッチは、第2の斜め延伸ゾーンC2において177.5mmのまま維持した。また、上記斜め延伸と同時に、幅方向にも1.9倍の延伸を行った。なお、上記斜め延伸は135℃で行った。
次いで、収縮ゾーンにおいて、MD収縮処理を行った。具体的には、左側クリップおよび右側クリップのクリップピッチをともに177.5mmから165mmまで減少させた。MD収縮処理における収縮率は7.0%であった。
参考例1で得られた偏光板の偏光子側に、光拡散粘着剤組成物Aを乾燥後の厚みが23μmとなるよう塗布して光拡散粘着剤層を形成し、参考例5で得られた位相差フィルムを位相差フィルムの遅相軸と偏光子の吸収軸とが成す角度が45°となるよう貼り合わせた。次いで、位相差フィルムの偏光子が貼り合わせられていない面に光拡散粘着剤組成物Aを乾燥後の厚みが23μmとなるよう塗布して光拡散粘着剤層を形成した後、乾燥・硬化させ光学積層体1を得た。
上記光拡散粘着剤層のI10は64、I60は0.67であり、I10/I60は96であった。光学積層体1のコントラストを測定したところ、269であった。なお、光拡散粘着剤層のヘイズは95.1%であった。なお、上記I10、I60およびI10/I60の値は上記光拡散粘着剤層(厚み23μm)を2つ積層した状態で測定した値である。
参考例1で得られた偏光板の偏光子側に、粘着剤(アクリル系粘着剤)を乾燥後の厚みが23μmとなるよう塗布し、参考例5で得られた位相差フィルムを貼り合わせた。次いで、位相差フィルムの偏光子が貼り合わせられていない面に光拡散粘着剤組成物Bを乾燥後の厚みが30μmとなるよう塗布し、光学積層体2を得た。
上記光拡散粘着剤層のI10は63、I60は0.87であり、I10/I60は72であった。光学積層体2のコントラストを測定したところ、237であった。なお、光拡散粘着剤層のヘイズは94.6%であった。
参考例1で得られた偏光板の偏光子側に、粘着剤(アクリル系粘着剤)を乾燥後の厚みが23μmとなるよう塗布し、参考例5で得られた位相差フィルムを貼り合わせた。次いで、位相差フィルムの偏光子が貼り合わせられていない面に光拡散粘着剤組成物Cを乾燥後の厚みが26μmとなるよう塗布し、光学積層体3を得た。
上記光拡散粘着剤層のI10は32、I60は0.94であり、I10/I60は34であった。光学積層体3のコントラストを測定したところ、196であった。なお、光拡散粘着剤層のヘイズは95.2%であった。
実施例1~3で得られた光学積層体は、高いコントラストを有していた。また、I10/I60が30以上であり、反射型液晶表示装置に用いることにより視野角特性が向上するものであった。
20 位相差層
30 光拡散層
100 光学積層体
Claims (7)
- 偏光子と、実質的にλ/4板として機能する位相差層と、光拡散層とを有する光学積層体であって、
該光拡散層に直進光を入射させた時の極角10°方向の透過光強度をI10、極角60°方向の透過光強度をI60としたときのI10/I60の値が30以上であり、
反射型液晶表示装置に用いられる、光学積層体。 - 前記光拡散層のヘイズ値が80%以上である、請求項1に記載の光学積層体。
- 前記光拡散層が粘着剤および光拡散微粒子を含む、請求項1または2に記載の光学積層体。
- 前記光拡散微粒子の平均粒子径が2μm~5μmである、請求項3に記載の光学積層体。
- 前記光拡散微粒子がシリコーン樹脂微粒子である、請求項3または4に記載の光学積層体。
- 前記粘着剤がアクリル系粘着剤である、請求項3から5のいずれかに記載の光学積層体。
- 請求項1から6のいずれかに記載の光学積層体を含む、反射型液晶表示装置。
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