JP5965675B2 - パターン位相差層を有する円偏光板、および該円偏光板を有する有機elディスプレイ素子 - Google Patents
パターン位相差層を有する円偏光板、および該円偏光板を有する有機elディスプレイ素子 Download PDFInfo
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Description
即ち、本発明は、反射光の色づきが改善された、円偏光板を有する有機EL素子を提供することを課題とする。
<1>
画像表示パネル、少なくとも1つのパターン位相差層、偏光膜がこの順に配置され、前記パターン位相差層が面内遅相軸方向及び位相差の少なくとも一方が互いに異なり、
ストライプ状に交互に配置されている第1位相差領域及び第2位相差領域を有し、
前記第1位相差領域及び前記第2位相差領域の面内レターデーションRe(550)は110nm〜160nmであり、
前記偏光膜の吸収軸と前記パターン位相差層の遅相軸とのなす角が±45°であり、
パターン位相差層のRe波長分散は、下記式(I)を満足し、
前記パターン位相差層の前記第1位相差領域及び前記第2位相差領域において、前記偏光膜のパターン位相差層のある側すべての層(偏光膜を除く)を合わせた全体のRthが、下記式(II)を満足することを特徴とする画像表示装置。
(I): Re(450)>Re(550)>Re(630)
ここで、Re(λ)は、波長λnmにおける面内レターデーション(nm)である。
(II): −90nm≦Rth(550)≦90nm
ここで、Rth(λ)は、波長λnmにおける厚さ方向のレターデーション(nm)である。
<2>
前記パターン位相差層の前記第1位相差領域及び前記第2位相差領域の少なくともどちらか一方がλ/4の面内レターデーションを有することを特長とする、<1>に記載の画像表示装置。
<3>
前記パターン位相差層の前記第1位相差領域及び前記第2位相差領域が、下記式(I)を満足することを特長とする、<1>または<2>に記載の画像表示装置。
(I): Re(450)>Re(550)>Re(630)
ここで、Re(λ)は、波長λnmにおける面内レターデーション(nm)である。
<4>
前記パターン位相差層が、配向膜、液晶化合物を少なくとも含む光学異方性層からなることを特徴とする<1>〜<3>のいずれか1項に記載の画像表示装置。
<5>
前記光学異方性層に含まれる液晶化合物が、円盤状液晶化合物であり、更に前記円盤状液晶化合物が略垂直に配向していることを特徴とする<4>に記載の画像表示装置。
<6>
<1>〜<5>のいずれか1項に記載の画像表示パネルが有機EL素子である、画像表示装置。
本発明は、前記<1>〜<6>に係る発明であるが、以下、それ以外の事項(例えば、下記[1]〜[7])についても記載している。
[1]画像表示パネル、少なくとも1つのパターン位相差層、偏光素子層がこの順に配置され、前記パターン位相差層が面内遅相軸方向及び位相差の少なくとも一方が互いに異なり、ストライプ状に交互に配置されている第1位相差領域及び第2位相差領域を有することを特徴とする画像表示装置。
[2]前記パターン位相差層の前記第1位相差領域及び前記第2位相差領域の少なくともどちらか一方がλ/4の面内レターデーションを有することを特長とする、[1]の画像表示装置。
[3]前記パターン位相差層の前記第1位相差領域及び前記第2位相差領域が、下記式(I)を満足することを特長とする、[1]又は[2]の画像表示装置。
(I): Re(450)>Re(550)>Re(630)
ここで、Re(λ)は、波長λnmにおける面内レターデーション(nm)である。
[4]前記パターン位相差層が、配向膜、液晶化合物を少なくとも含む光学異方性層からなることを特徴とする[1]〜[3]のいずれか1項の画像表示装置。
[5] 前記パターン位相差層の前記第1位相差領域及び前記第2位相差領域において、
前記偏光膜のパターン位相差層のある側すべての層(偏光膜を除く)を合わせた全体のRthが、下記式(II)を満足することを特長とする、[1]〜[4]のいずれか1項の画像表示装置。
(II): −90nm≦Rth(550)≦90nm
ここで、Rth(λ)は、波長λnmにおける厚さ方向のレターデーション(nm)である。
[6]前記光学異方性層に含まれる液晶化合物が、円盤状液晶化合物であり、更に前記円盤状液晶化合物が略垂直に配向していることを特徴とする、[4]又は[5]の画像表示装置。
[7][1]〜[6]のいずれか1項に記載の画像表示パネルが有機EL素子である、画像表示装置。
なお、本明細書において、「A〜B」という記載は「A以上B以下」の意味を表す。また、有機ELとは、有機エレクトロルミネッセンスを意味する。
なお、本明細書では、「可視光」とは、380nm〜780nmのことをいう。また、本明細書では、測定波長について特に付記がない場合は、測定波長は550nmである。
また、本明細書において、角度(例えば「90°」等の角度)、及びその関係(例えば「直交」、「平行」、及び「45°で交差」等)については、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、厳密な角度±10°未満の範囲内であることなどを意味し、厳密な角度との誤差は、5°以下であることが好ましく、3°以下であることがより好ましい。
また、角度について、「+」は時計周り方向を意味し、「−」は反時計周り方向を意味するものとする。
また、「遅相軸」は、屈折率が最大となる方向を意味し、更に屈折率の測定波長は、特別な記述がない限り、可視光域(λ=550nm)での値である。
Rth(λ)は、前記Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADH、又はWRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合には、フィルム面内の任意の方向を回転軸とする)のフィルム法線方向に対して法線方向から片側50°まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて全部で6点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADH又はWRが算出する。上記において、法線方向から面内の遅相軸を回転軸として、ある傾斜角度にレターデーションの値がゼロとなる方向をもつフィルムの場合には、その傾斜角度より大きい傾斜角度でのレターデーション値はその符号を負に変更した後、KOBRA 21ADH、又はWRが算出する。なお、遅相軸を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合には、フィルム面内の任意の方向を回転軸とする)、任意の傾斜した2方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値、及び入力された膜厚値を基に、以下の式(A)、及び式(III)よりRthを算出することもできる。
なお、上記のRe(θ)は法線方向から角度θ傾斜した方向におけるレターデーション値を表す。また、式(A)におけるnxは、面内における遅相軸方向の屈折率を表し、nyは、面内においてnxに直交する方向の屈折率を表し、nzは、nx及びnyに直交する方向の屈折率を表す。dは膜厚を表す。
Rth=((nx+ny)/2−nz)×d・・・・・・・・・・・式(III)
[パターン位相差層]
本発明に使用されるパターン位相差層は面内遅相軸方向及び位相差の少なくとも一方が互いに異なり、ストライプ状に交互に配置されている第1位相差領域及び第2位相差領域とを有することを特徴とする。パターン位相差層を偏光板と組み合わせて外光反射防止層として使用する場合、パターン位相差層の2つの位相差領域の遅相軸と偏光板の偏光軸なす角度がそれぞれ異なるため、各領域で生じる反射光の色づきも異なるが、2領域の反射光を調整することで反射光の色づきを極めて小さくすることが可能となる。パターン位相差層の一例の模式断面図を図2に示す。図2では、支持体13上に、第1位相差領域14、第2位相差領域15、及び第1及び第2位相差領域14、15の間に境界部16を有するパターン位相差層12が形成されている。なお、通常、パターン位相差層の配向を制御するために用いられる(光)配向膜の記載は省略してある。
面内レターデーションがλ/4である領域のRe(550)は、110nm〜160nmであることがより好ましく、115nm〜155nmであることがより好ましく、120〜150nmであることが更に好ましい。反射光が目立たず、実用上問題ない程度まで低減できるため好ましい。パターン位相差層12の一例は、図3に示すように、第1及び第2位相差領域14、15の面内遅相軸a及びbが互いに直交するとともに、面内レターデーションReがλ/4であるパターンλ/4層である。この態様のパターン位相差層を偏光膜と組み合わせると、第1及び第2位相差領域のそれぞれを通過した光は互いに逆向きの円偏光状態となる。
(I): Re(450)>Re(550)>Re(630)
ここで、Re(λ)は、波長λnmにおける面内レターデーション(nm)である。前記した通り、パターン位相差層の2つの領域で発生する反射光を調整することで、反射光の色づきを小さくできる。反射光は、パターン位相差層の各領域のReと遅相軸で調整可能であるが、製造時のReや遅相軸のロバスト性を考慮すると、個々の領域に関してはReや遅相軸がわずかに変化した際の反射色変化は小さい方が好ましい。すなわち、パターン位相差層のReは順分散であることが好ましく、1.03≦Re(450)/Re(550)≦1.30であることが好ましく、1.04≦Re(450)/Re(550)≦1.25であることがより好ましく、1.05≦Re(450)/Re(550)≦1.20であることがさらに好ましい。この範囲であると、Reが10nm程度、遅相軸が5度程度変化しても、反射光の色づき変化を視認されない程度まで低減できるため好ましい。
(II): −90nm≦Rth(550)≦90nm
厚み方向のレターデーションRth(550)は−60〜60nmがより好ましく、−40〜40nmが更に好ましい。以上のような範囲にすることで、正面と斜め方向における反射光の色味差をより小さくできる。
本発明に使用されるパターン位相差層は、遮光性部を有してもよい。遮光性部の一例は、黒色の着色層であり、黒色の着色層は、ブラックストライプ層であることが好ましい。
本発明におけるパターン位相差層は、面内遅相軸方向及び面内レターデーションの少なくとも一方が互いに異なる第1位相差領域及び第2位相差領域を含み、且つ前記第1及び第2位相差領域が、面内において交互に配置されており、第1位相差領域及び第2位相差領域の間には境界部を有する。一例は、第1及び第2位相差領域がそれぞれλ/4程度のReを有し、且つ面内遅相軸が互いに直交している光学異方性層である。このようなパターン位相差層の形成には種々の方法があるが、本発明では、重合性基を有する棒状液晶を水平配向させた状態、及びディスコティック液晶を垂直配向させた状態で重合させ、固定化して形成することが好ましい。
棒状液晶化合物としては、例えば、特表平11−513019や特開2007−279688号に記載のものを好ましく用いることができ、ディスコティック液晶化合物としては、例えば、特開2007−108732号や特開2010−244038号に記載のものを好ましく用いることができるが、これらに限定されない。
第1の態様は、液晶の配向制御に影響を与える複数の作用を利用し、その後、外部刺激(熱処理等)によりいずれかの作用を消失させて、所定の配向制御作用を支配的にする方法である。例えば、配向膜による配向制御能と、液晶化合物中に添加される配向制御剤の配向制御能との複合作用により、液晶を所定の配向状態とし、それを固定して一方の位相差領域を形成した後、外部刺激(熱処理等)により、いずれかの作用(例えば配向制御剤による作用)を消失させて、他の配向制御作用(配向膜による作用)を支配的にし、それによって他の配向状態を実現し、それを固定して他方の位相差領域を形成する。例えば、所定のピリジニウム化合物又はイミダゾリウム化合物は、ピリジニウム基又はイミダリウム基が親水的であるため前記親水的なポリビニルアルコール配向膜表面に偏在する。特に、ピリジニウム基が、さらに、水素原子のアクセプターの置換基であるアミノ基が置換されていると、ポリビニルアルコールとの間に分子間水素結合が発生し、より高密度に配向膜表面に偏在すると共に、水素結合の効果により、ピリジニウム誘導体がポリビニルアルコールの主鎖と直交する方向に配向するため、ラビング方向に対して液晶の直交配向を促進する。前記ピリジニウム誘導体は、分子内に複数個の芳香環を有しているため、前述した、液晶、特にディスコティック液晶化合物との間に強い分子間π−π相互作用が起こり、ディスコティック液晶の配向膜界面近傍における直交配向を誘起する。特に、親水的なピリジニウム基に疎水的な芳香環が連結されていると、その疎水性の効果により垂直配向を誘起する効果も有する。しかし、その効果は、ある温度を超えて加熱すると、水素結合が切断され、前記ピリジニウム化合物等の配向膜表面における密度が低下し、その作用を消失する。その結果、ラビング配向膜そのものの規制力により液晶が配向し、液晶は平行配向状態になる。この方法の詳細については、特願2010−141346号明細書に記載があり、その内容は本明細書に参照として取り込まれる。
偏光膜は、一般的な偏光膜を用いることができる。例えば、ヨウ素や二色性色素によって染色されたポリビニルアルコールフィルム等からなる偏光子膜を用いることができる。
光学異方性層と偏光膜との間には、粘着層が配置されていてもよい。光学異方性層と偏光膜との積層のために用いられる粘着層とは、例えば、動的粘弾性測定装置で測定したG’とG”との比(tanδ=G”/G’)が0.001〜1.5である物質のことを表し、いわゆる、粘着剤やクリープしやすい物質等が含まれる。粘着剤については特に制限はなく、例えば、ポリビニルアルコール系粘着剤を用いることができる。
本発明に使用される円偏光板は、表面フィルムとして目的に応じて必要な機能層を単独又は複数層設けてもよい。好ましい態様としては、偏光板の保護フィルム上にハードコート層が積層された態様、反射防止層が積層された態様、ハードコート層が積層され、その上に更に反射防止層が積層された態様、等が挙げられる。該反射防止層は、光学干渉によって反射率が減少するように屈折率、膜厚、層の数、層順等を考慮して設計された,少なくとも一層以上の層からなる層である。
反射防止層は、最も単純な構成では、フィルムの最表面に低屈折率層のみを塗設した構成である。更に反射率を低下させるには、屈折率の高い高屈折率層と、屈折率の低い低屈折率層を組み合わせて反射防止層を構成することが好ましい。構成例としては、下側から順に、高屈折率層/低屈折率層の2層のものや、屈折率の異なる3層を、中屈折率層(下層よりも屈折率が高く、高屈折率層よりも屈折率の低い層)/高屈折率層/低屈折率層の順に積層されているもの等があり、更に多くの反射防止層を積層するものも提案されている。中でも、耐久性、光学特性、コストや生産性等から、ハードコート層上に、中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層の順に有することが好ましく、例えば、特開平8−122504号公報、特開平8−110401号公報、特開平10−300902号公報、特開2002−243906号公報、特開2000−111706号公報等に記載の構成が挙げられる。また、膜厚変動に対するロバスト性に優れる3層構成の反射防止フィルムは特開2008−262187号公報記載されている。上記3層構成の反射防止フィルムは、画像表示装置の表面に設置した場合、反射率の平均値を0.5%以下とすることができ、映り込みを著しく低減することができ、立体感に優れる画像を得ることができる。また、各層に他の機能を付与させてもよく、例えば、防汚性の低屈折率層、帯電防止性の高屈折率層、帯電防止性のハードコート層、防眩性のハードコート層としたもの(例、特開平10−206603号公報、特開2002−243906号公報、特開2007−264113号公報等)等が挙げられる。
・−*/ハードコート層、
・−*/低屈折率層、
・−*/防眩層/低屈折率層
・−*/ハードコート層/低屈折率層、
・−*/ハードコート層/防眩層/低屈折率層
・−*/ハードコート層/高屈折率層/低屈折率層
・−*/ハードコート層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
・−*/ハードコート層/防眩層/高屈折率層/低屈折率層
・−*/ハードコート層/防眩層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
・−*/防眩層/高屈折率層/低屈折率層
・−*/防眩層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
上記の各構成のなかでも、偏光板の保護フィルムの上にハードコート層、防眩層、反射防止層等の機能層を直接形成することが好ましい。また、円偏光板と、別途、支持体上にハードコート層、防眩層、反射防止層等の層を設けた光学フィルムとを貼合積層して製造してもよい。
本発明の画像表示装置に使用される表面フィルムには、フィルムの物理的強度を付与するために、ハードコート層を設けることができる。本発明においては、ハードコート層を設けなくてもよいが、ハードコート層を設けた方が鉛筆引掻き試験などの耐擦傷性面が強くなり、好ましい。
好ましくは、ハードコート層上に低屈折率層が設けられ、更に好ましくはハードコート層と低屈折率層の間に中屈折率層、高屈折率層が設けられ、反射防止フィルムを構成する。
ハードコート層は、二層以上の積層から構成されてもよい。
ハードコート層の強度は、鉛筆硬度試験で、H以上であることが好ましく、2H以上であることが更に好ましく、3H以上であることが最も好ましい。更に、JIS K5400に従うテーバー試験で、試験前後の試験片の摩耗量が少ないほど好ましい。
防眩層は、表面散乱による防眩性と、好ましくは表面フィルムの硬度、耐擦傷性を向上するためのハードコート性をフィルムに寄与する目的で形成される。
防眩層については特開2009−98658号公報の段落[0178]〜[0189]に記載されており、本発明においても同様である。
高屈折率層の屈折率は、1.70〜1.74であることが好ましく、1.71〜1.73であることがより好ましい。中屈折率層の屈折率は、低屈折率層の屈折率と高屈折率層の屈折率との間の値となるように調整される。中屈折率層の屈折率は、1.60〜1.64であることが好ましく、1.61〜1.63であることが更に好ましい。
高屈折率層及び中屈折率層の形成方法は化学蒸着(CVD)法や物理蒸着(PVD)法、特に物理蒸着法の一種である真空蒸着法やスパッタ法により、無機物酸化物の透明薄膜を用いることもできるが、オールウェット塗布による方法が好ましい。
上記高屈折率層は、無機微粒子、3官能以上の重合性基を有する硬化性化合物(以下、「バインダー」と称する場合もある)、溶媒及び重合開始剤を含有する塗布組成物を塗布し、溶媒を乾燥させた後、加熱、電離放射線照射あるいは両手段の併用により硬化して形成されたものであるのが好ましい。硬化性化合物や開始剤を用いる場合は、塗布後に熱及び/又は電離放射線による重合反応により硬化性化合物を硬化させることで、耐傷性や密着性に優れる中屈折率層や高屈折率層が形成できる。
上記無機微粒子としては、金属の酸化物を含有する無機微粒子が好ましく、Ti、Zr、In、Zn、Sn、Al及びSbから選ばれた少なくとも1種の金属の酸化物を含有する無機微粒子がより好ましい。
無機微粒子としては、屈折率の観点から、酸化ジルコニウムの微粒子が好ましい。また、導電性の観点からは、Sb、In、Snのうちの少なくとも1種類の金属の酸化物を主成分とする無機微粒子を用いることが好ましい。導電性の無機微粒子としては、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、アンチモンドープ酸化錫(ATO)、フッ素ドープ酸化錫(FTO)、リンドープ酸化錫(PTO)、アンチモン酸亜鉛(AZO)、インジウムドープ酸化亜鉛(IZO)、酸化亜鉛、酸化ルテニウム、酸化レニウム、酸化銀、酸化ニッケル及び酸化銅からなる群から少なくとも一つ選択される金属酸化物が更に好ましい。
無機微粒子の量を変化させることで所定の屈折率に調整することができる。層中の無機微粒子の平均粒径は、酸化ジルコニウムを主成分として用いた場合、1〜120nmであることが好ましく、更に好ましくは1〜60nm、2〜40nmが更に好ましい。この範囲内で、ヘイズを抑え、分散安定性、表面の適度の凹凸による上層との密着性が良好となり、好ましい。
硬化性化合物としては、重合性化合物が好ましく、重合性化合物としては電離放射線硬化性の多官能モノマーや多官能オリゴマーが好ましく用いられる。これらの化合物中の官能基としては、光、電子線、放射線重合性のものが好ましく、中でも光重合性官能基が好ましい。光重合性官能基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基等の不飽和の重合性官能基等が挙げられ、中でも、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
本発明における低屈折率層は、屈折率が1.30〜1.47であることが好ましい。表面フィルムが多層薄膜干渉型の反射防止フィルム(中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層)の場合の低屈折率層の屈折率は1.33〜1.38であることが望ましく、更に望ましくは1.35〜1.37が望ましい。上記範囲内とすることで反射率を抑え、膜強度を維持することができ、好ましい。低屈折率層の形成方法も化学蒸着(CVD)法や物理蒸着(PVD)法、特に物理蒸着法の一種である真空蒸着法やスパッタ法により、無機物酸化物の透明薄膜を用いることもできるが、低屈折率層用組成物を用いてオールウェット塗布による方法を用いることが好ましい。
低屈折率層は、含フッ素硬化性ポリマー、含フッ素硬化性モノマー、非含フッ素硬化性モノマー、低屈折率粒子などを構成成分として形成することができる。これら化合物は、特開2010−152311号公報[0018]〜[0168]段落に記載のものを用いることができる。
低屈折率層まで形成した反射防止フィルムの強度は、500g荷重の鉛筆硬度試験でH以上であることが好ましく、2H以上であることが更に好ましく、3H以上であることが最も好ましい。
また、反射防止フィルムの防汚性能を改良するために、表面の水に対する接触角が95゜以上であることが好ましい。更に好ましくは102゜以上である。特に、接触角が105°以上であると、指紋に対する防汚性能が著しく良化するため、特に好ましい。また、水の接触角が102°以上で、かつ、表面自由エネルギーが25dyne/cm以下であることがより好ましく、23dyne/cm以下であることが特に好ましく、20dyne/cm以下であることが更に好ましい。最も好ましくは、水の接触角が105°以上で、かつ、表面自由エネルギーが20dyne/cm以下である。
低屈折率層は、重合性不飽和基を有する含フッ素防汚剤、重合性不飽和基を有する含フッ素共重合体、無機微粒子、その他所望により含有される任意成分を溶解あるいは分散させた塗布組成物を塗布と同時、又は塗布・乾燥後に電離放射線照射(例えば光照射、電子線ビーム照射等が挙げられる。)や加熱することによる架橋反応、又は、重合反応により硬化して、形成することが好ましい。
ハードコート層及び/又は反射防止層が電離放射線硬化性の化合物の架橋反応、又は、重合反応により形成される場合、架橋反応、又は、重合反応は酸素濃度が10体積%以下の雰囲気で実施することが好ましい。酸素濃度が1体積%以下の雰囲気で形成することにより、物理強度、耐薬品性に優れた硬化層を得ることができる。
好ましくは酸素濃度が1.0体積%以下であり、更に好ましくは酸素濃度が0.1体積%以下、特に好ましくは酸素濃度が0.05体積%以下、最も好ましくは0.02体積%以下である。
本発明の円偏光板は、表面フィルムを有していてもよい。表面フィルムのハードコート層及び/又は反射防止層には、紫外線吸収剤を含有することができる。紫外線吸収剤としては、紫外線吸収性を発現できるもので、公知のものがいずれも使用できる。そのような紫外線吸収剤のうち、紫外線吸収性が高く、電子画像表示装置で用いられる紫外線吸収能(紫外線カット能)を得るためにベンゾトリアゾール系又はヒドロキシフェニルトリアジン系の紫外線吸収剤が好ましい。また、紫外線の吸収幅を広くするために、最大吸収波長の異なる紫外線吸収剤を2種以上併用することができる。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は陽極、陰極の一対の電極間に発光層もしくは発光層を含む複数の有機化合物薄膜を形成した表示装置であり、発光層のほか正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、保護層などを有してもよく、またこれらの各層はそれぞれ他の機能を備えたものであってもよい。各層の形成にはそれぞれ種々の材料を用いることができる。
陽極及び陰極のシート抵抗は低い方が好ましく、数百Ω/□以下が好ましい。
保護層の形成方法についても特に限定はなく、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、MBE(分子線エピタキシ)法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法(高周波励起イオンプレーティング法)、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、ガスソースCVD法、コーティング法を適用できる。
(1)フィルム1の準備
<アルカリ鹸化処理>
市販のセルロースアセテート系支持体TD80UL(富士フイルム(株)製)を準備し、温度60℃の誘電式加熱ロールを通過させ、フィルム表面温度を40℃に昇温した後に、下記に示す組成のアルカリ溶液を、バーコーターを用いて塗布量14ml/m2で塗布し、110℃に加熱して10秒間搬送した。続いて、同じくバーコーターを用いて、純水を3ml/m2塗布した。次いで、水洗とエアナイフによる水切りを3回繰り返した後に、70℃の乾燥ゾーンに10秒間搬送して乾燥し、アルカリ鹸化処理したセルロースアセテート透明支持体を作製した。
アルカリ溶液の組成(質量部)
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水酸化カリウム 4.7質量部
水 15.8質量部
イソプロパノール 63.7質量部
界面活性剤
SF−1:C14H29O(CH2CH2O)20H 1.0質量部
プロピレングリコール 14.8質量部
────────────────────────────────────
上記作製した支持体の、鹸化処理を施した面に、下記の組成のラビング配向膜塗布液を#8のワイヤーバーで連続的に塗布した。60℃の温風で60秒、さらに100℃の温風で120秒乾燥し、配向膜を形成した。次に、透過部の横ストライプ幅364μm、遮蔽部の横ストライプ幅364μmのストライプマスクをラビング配向膜上に配置し、室温空気下にて、UV−C領域における照度2.5mW/cm2のメタルハライドランプを用いて紫外線を4秒間照射して、光酸発生剤を分解し酸性化合物を発生させることにより第1位相差領域用配向層を形成した。その後に、ストライプマスクのストライプに対して45°の角度を保持して500rpmで一方向に1往復、ラビング処理を行い、ラビング配向膜付透明支持体を作製した。配向膜の膜厚は、0.5μmであった。なお、製造機におけるマスク露光時の搬送テンションは150N/mであった。
────────────────────────────────────
配向膜形成用塗布液の組成
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配向膜用ポリマー材料 3.9質量部
(PVA103、クラレ(株)製ポリビニルアルコール)
光酸発生剤(S−2) 0.1質量部
メタノール 36質量部
水 60質量部
────────────────────────────────────
下記の光学異方性層用塗布液を、バーコーターを用いて塗布量4ml/m2で塗布した。次いで、膜面温度110℃で2分間加熱熟成した後、80℃まで冷却し空気下にて20mW/cm2のUVメタルハライドランプを用いて紫外線を20秒間照射して、その配向状態を固定化することによりパターン光学異方性層を形成し、パターン位相差板を作製した。マスク露光部分(第1位相差領域)は、ラビング方向に対し遅相軸方向が平行にディスコティック液晶が垂直配向しており、未露光部分(第2位相差領域)は直交に垂直配向していた。光学異方性層の膜厚は、0.9μmであった。
光学異方性層用塗布液の組成
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ディスコティック液晶E−1 100質量部
配向膜界面配向剤(II−1) 3.0質量部
空気界面配向剤(P−1) 0.4質量部
光重合開始剤 3.0質量部
(イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
増感剤(カヤキュア−DETX、日本化薬(株)製) 1.0質量部
メチルエチルケトン 400質量部
────────────────────────────────────
市販のセルロースアセテート系フィルムZ−TAC(富士フイルム(株)製)を準備し、実施例1と同様のアルカリ鹸化処理を行った。Z−TACの鹸化処理を施した面に、下記構造の光配向材料E−1 1%水溶液を塗布し、100℃で1分間乾燥した。得られた塗布膜に、空気下にて160W/cm2の空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて紫外線を照射した。このとき、ワイヤーグリッド偏光子(Moxtek社製, ProFlux PPL02)を図5(a)に示すように、方向1にセットして、さらにマスクA(透過部の横ストライプ幅364μm、遮蔽部の横ストライプ幅364μmのストライプマスク)を通して、露光を行った。その後、図5(b)に示すように、ワイヤーグリッド偏光子を方向2にセットして、さらにマスクB(透過部の横ストライプ幅364μm、遮蔽部の横ストライプ幅364μmのストライプマスク)を通して、露光を行った。露光マスク面と光配向膜の間の距離を200μmに設定した。この際用いる紫外線の照度はUV−A領域(波長380nm〜320nmの積算)において100mW/cm2、照射量はUV−A領域において1000mJ/cm2とした。
下記の光学異方性層用組成物を調製後、孔径0.2μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して、塗布液として用いた。光配向膜付透明支持体A上に該塗布液を塗布、膜面温度105℃で2分間乾燥して液晶相状態とした後、75℃まで冷却して、空気下にて160W/cm2の空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて紫外線を照射して、その配向状態を固定化して、TD80UL上にパターン化された光学異方性層の作製を試みた。光学異方性層の膜厚は、1.2μmであった。
光学異方性層用組成
────────────────────────────────────────
棒状液晶(LC242、BASF(株)製) 100質量部
水平配向剤A 0.3質量部
光重合開始剤 3.3質量部
(イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
増感剤(カヤキュア−DETX、日本化薬(株)製) 1.1質量部
メチルエチルケトン 300質量部
────────────────────────────────────────
フィルム1の製造において、光学異方性層形成時のワイヤーバー種及び塗布液のメチルエチルケトンの量を適宜調整した以外はフィルム1の製造方法と同様にしてフィルム3を作製した。光学異方性層の厚さは1.01μmであった。
(4)フィルム4の準備
フィルム3の製造において、光学異方性層塗布液を下記組成に変更した以外、フィルム3の作製と同様の操作にてパターン化された光学異方性層を作製した。光学異方性層の膜厚は、1.77μmであった。
────────────────────────────────────────
光学異方性層用組成
────────────────────────────────────────
ディスコティック液晶E−3 100質量部
配向膜界面配向剤(II−1) 1.0質量部
空気界面配向剤(P−1) 0.3質量部
光重合開始剤 3.0質量部
(イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
増感剤(カヤキュア−DETX、日本化薬(株)製) 1.0質量部
エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート
(V#360、大阪有機化学(株)製) 9.9質量部
メチルエチルケトン 400質量部
────────────────────────────────────────
下記の組成でセルロースアシレート溶液(ドープ)を調整した。
メチレンクロライド 435質量部
メタノール 65質量部
セルロースアシレートベンゾエート(CBZ) 100質量部
(アセチル置換度2.45、ベンゾイル置換度0.55、質量平均分子量180000)二酸化ケイ素微粒子(平均粒径20nm、モース硬度 約7) 0.25質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――
<パターン化された光学異方性層の作製>
フィルム3の製造において、TD80ULをセルロースアシレート系フィルムT1に変更した以外、フィルム3の作製と同様の操作にてパターン化された光学異方性層を作製した。光学異方性層の膜厚は、1.01μmであった。
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアシレート溶液Aを調製した。
────────────────────────────────────
セルロースアシレート溶液Aの組成
────────────────────────────────────
置換度2.86のセルロースアセテート 100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤) 3.9質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 300質量部
メタノール(第2溶媒) 54質量部
1−ブタノール 11質量部
────────────────────────────────────
────────────────────────────────────
添加剤溶液Bの組成
────────────────────────────────────
下記化合物B1(Re低下剤) 25質量部
下記化合物B2(波長分散制御剤) 4質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 80質量部
メタノール(第2溶媒) 20質量部
────────────────────────────────────
フィルム2の製造において、Z−TACをセルロースアシレート系フィルムT2に変更し、光学異方性層形成時のワイヤーバー種及び塗布液のメチルエチルケトンの量を適宜調整した以外はフィルム2の製造方法と同様にしてフィルム6を作製した。光学異方性層の厚さは1.35μmであった。
(7)フィルム7の準備
フィルム3の製造において、光学異方性層形成時のワイヤーバー種及び乾燥条件を適宜調整した以外はフィルム3の製造方法と同様にしてフィルム7を作製した。光学異方性層の厚さは1.01μmであった。
(8)フィルム8の準備
市販の有機EL-TV「15EL9500」(LG社製)に使用されていたポリカーボネート系λ/4フィルムをフィルム8として使用した。
(9)フィルム9の準備
フィルム3の製造において、配向膜形成後のパターンマスク露光を、全面露光に変更した以外はフィルム3の製造方向と同様にしてフィルム9を作製した。光学異方性層の厚さは1.01μmであった。
(1)フィルムのRe及びRth
作製したフィルム1〜9の特性を、下記表にまとめる。なお、各フィルムのRe(550)及びRth(550)は、試料30mm×40mmを、25℃、60%RHで2時間調湿し、KOBRA21−ADH(王子計測機器(株)製)において波長550nmで測定した。また、フィルム1〜7及び9については、前記方法に従って、配向膜界面のディスコティック液晶のチルト角、空気界面のディスコティック液晶のチルト角、遅相軸の方向をそれぞれ測定した。結果を表1に示す。下記表中、垂直とはチルト角70°〜90°を、水平とはチルト角0°〜20°を表す。チルト角は、配向膜界面と空気界面とで同じ結果であった。フィルム8及び9は、パターン位相差層ではなく、一様な遅相軸を有するフィルムであったため、領域1の欄にまとめて光学特性値を示した。
厚さ80μmのポリビニルアルコール(PVA)フィルムを、ヨウ素濃度0.05質量%のヨウ素水溶液中に30℃で60秒浸漬して染色し、次いでホウ酸濃度4質量%濃度のホウ酸水溶液中に60秒浸漬している間に元の長さの5倍に縦延伸した後、50℃で4分間乾燥させて、厚さ20μmの偏光膜を得た。
上記表に示すフィルム1〜7及び9については、1.5モル/リットルで55℃の水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬した後、水で十分に水酸化ナトリウムを洗い流した。その後、0.005モル/リットルで35℃の希硫酸水溶液に1分間浸漬した後、水に浸漬し希硫酸水溶液を十分に洗い流した。最後に試料を120℃で十分に乾燥させた。フィルム1〜7及び9のいずれか1枚とTD80UL(富士フイルム社製)を、偏光膜を挟んで、ポリビニル系粘着剤を用いて貼合し、下表に示した組合せの円偏光板を作製した。フィルム8については、アクリル系粘着剤を用いて円偏光板を作製した。なお、フィルム1〜7については、偏光膜の吸収軸がフィルム1〜7のパターン位相差層の周期方向と直交するように貼り合わせた。
(表示装置への実装)
市販の有機EL-TV「15EL9500」(LG社製)の視認側に貼合されていた円偏光板を剥離して、本発明の円偏光板を下表のように貼合し、表示装置を作製した。
作製した有機EL表示装置について、屋内明光下にて視認性および表示品位を評価した。
(1)明光下での視認性
表示装置に白表示、黒表示、画像表示をして、偏光板の吸収軸方向について、正面から極角45度まで蛍光灯を映し込んだときの反射光を観察した。正面と比較したときの斜め方向の表示品位を下記の基準で評価した。
◎:反射光の色づきが全く視認されない。(許容)
○:反射光の色づきがごくわずかに視認されるが実用上問題ない。(許容)
×:反射光の色づきが強く視認され、許容できない。
2 背面電極
3 発光層を含む有機層
4 透明または半透明電極
5 透明基板
6 パターン位相差層
7 偏光板
13 支持体フィルム
Claims (6)
- 画像表示パネル、少なくとも1つのパターン位相差層、偏光膜がこの順に配置され、前記パターン位相差層が面内遅相軸方向及び位相差の少なくとも一方が互いに異なり、ストライプ状に交互に配置されている第1位相差領域及び第2位相差領域を有し、
前記第1位相差領域及び前記第2位相差領域の面内レターデーションRe(550)は110nm〜160nmであり、
前記偏光膜の吸収軸と前記パターン位相差層の遅相軸とのなす角が±45°であり、
パターン位相差層のRe波長分散は、下記式(I)を満足し、
前記パターン位相差層の前記第1位相差領域及び前記第2位相差領域において、前記偏光膜のパターン位相差層のある側すべての層(偏光膜を除く)を合わせた全体のRthが、下記式(II)を満足することを特徴とする画像表示装置。
(I): Re(450)>Re(550)>Re(630)
ここで、Re(λ)は、波長λnmにおける面内レターデーション(nm)である。
(II): −90nm≦Rth(550)≦90nm
ここで、Rth(λ)は、波長λnmにおける厚さ方向のレターデーション(nm)である。 - 前記パターン位相差層の前記第1位相差領域及び前記第2位相差領域の少なくともどちらか一方がλ/4の面内レターデーションを有することを特長とする、請求項1に記載の画像表示装置。
- 前記パターン位相差層の前記第1位相差領域及び前記第2位相差領域が、下記式(I)を満足することを特長とする、請求項1または請求項2に記載の画像表示装置。
(I): Re(450)>Re(550)>Re(630)
ここで、Re(λ)は、波長λnmにおける面内レターデーション(nm)である。 - 前記パターン位相差層が、配向膜、液晶化合物を少なくとも含む光学異方性層からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記光学異方性層に含まれる液晶化合物が、円盤状液晶化合物であり、更に前記円盤状液晶化合物が略垂直に配向していることを特徴とする請求項4に記載の画像表示装置。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像表示パネルが有機EL素子である、画像表示装置。
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