JP6259925B2 - 円偏光板、表示装置 - Google Patents
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Description
円偏光板としては、λ/2板およびλ/4板からなる位相差板(いわゆる広帯域のλ/4板)と、偏光子とを組み合わせた態様が好適に使用されており、例えば、特許文献1においても類似の構成が開示されている。
また、表示装置の薄型化の点から、使用される円偏光板の薄型化も同時に求められている。
また、本発明は、上記円偏光板を含む表示装置を提供することも目的とする。
すなわち、以下の構成により上記目的を達成することができることを見出した。
λ/2板が、第1のAプレートと第1のCプレートとの積層体であり、
λ/4板が、第2のAプレートと第2のCプレートとの積層体であり、
第1のCプレートおよび第2のCプレートの一方が、波長550nmにおける厚さ方向のレタデーションRthが30〜50nmであるセルロースアシレートフィルムであり、
第1のCプレートおよび第2のCプレートの他方が、波長550nmにおける厚さ方向のレタデーションRthが−60〜−30nmである液晶化合物を含む光学異方性層であり、
第1のAプレートがネガティブAプレートである場合、後述する式(1)および式(2)を満たし、
第1のAプレートがポジティブAプレートである場合、後述する式(3)および式(4)を満たす、円偏光板。
(2) 第1のAプレートおよび第2のAプレートが、液晶化合物を含む、(1)に記載の円偏光板。
(3) 光学異方性層中の液晶化合物が、棒状液晶化合物である、(1)または(2)に記載の円偏光板。
(4) 厚みが60μm以下である、(1)〜(3)のいずれかに記載の円偏光板。
(5) (1)〜(4)のいずれかに記載の円偏光板を含む表示装置。
また、本発明によれば、上記円偏光板を含む表示装置を提供することもできる。
Rth(λ)は、上記Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADH、または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デーション値と平均屈折率の仮定値および入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADHまたは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デーション値はその符号を負に変更した後、KOBRA 21ADH、または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方向からレタデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値、および入力された膜厚値を基に、以下の式(A)、および式(B)よりRthを算出することもできる。
Rth=((nx+ny)/2−nz)×d・・・・・・・・・・式(B)
また、本明細書において、角度(例えば「90°」等の角度)、およびその関係(例えば「直交」、「平行」、「45°」および「90°」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°以下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。例えば、直交の場合、90°±10°の範囲(80〜100°)であればよい。
Aプレートは、ポジティブAプレート(正のAプレート)とネガティブAプレート(負のAプレート)との2種があり、フィルム面内の遅相軸方向(面内での屈折率が最大となる方向)の屈折率をnx、面内の遅相軸と面内で直交する方向の屈折率をny、厚さ方向の屈折率をnzとしたとき、ポジティブAプレートは式(A1)の関係を満たすものであり、ネガティブAプレートは式(A2)の関係を満たすものである。なお、ポジティブAプレートはRthが正の値を示し、ネガティブAプレートはRthが負の値を示す。
式(A1) nx>ny≒nz
式(A2) ny<nx≒nz
なお、上記「≒」とは、両者が完全に同一である場合だけでなく、両者が実質的に同一である場合も包含する。「実質的に同一」とは、例えば、(ny−nz)×d(ただし、dはフィルムの厚みである)が、−10〜10nm、好ましくは−5〜5nmの場合も「ny≒nz」に含まれ、(nx−nz)×dが、−10〜10nm、好ましくは−5〜5nmの場合も「nx≒nz」に含まれる。
Cプレートは、ポジティブCプレート(正のCプレート)とネガティブCプレート(負のCプレート)との2種があり、ポジティブCプレートは式(C1)の関係を満たすものであり、ネガティブCプレートは式(C2)の関係を満たすものである。なお、ポジティブCプレートはRthが負の値を示し、ネガティブCプレートはRthが正の値を示す。
式(C1) nz>nx≒ny
式(C2) nz<nx≒ny
なお、上記「≒」とは、両者が完全に同一である場合だけでなく、両者が実質的に同一である場合も包含する。「実質的に同一」とは、例えば、(nx−ny)×d(ただし、dはフィルムの厚みである)が、0〜10nm、好ましくは0〜5nmの場合も「nx≒ny」に含まれる。
なお、特許文献1においては、Rthが正(プラス)の値で、かつ、その値が高いセルロースアシレートフィルムが使用されているが、このようなフィルムは厚みが厚く、円偏光板の薄型化には不向きである。また、Rthの値が負(マイナス)を示すセルロースアシレートフィルムも使用されているが、このようなフィルムには添加剤などが多く含まれているため取り扱い性に劣ると共に、コストも高く、工業的な点からは好ましくない。
以下に、本発明の円偏光板の第1の実施態様について図面を参照して説明する。図1に、本発明の円偏光板の第1の実施態様の断面図を示す。なお、本発明における図は模式図であり、各層の厚みの関係や位置関係などは必ずしも実際のものとは一致しない。以下の図も同様である。
円偏光板10は、偏光子12と、λ/2板14と、λ/4板16とをこの順で有する。λ/2板14は第1のCプレート18と第1のAプレート20とからなり、λ/4板16は第2のCプレート22と第2のAプレート24とからなる。λ/2板14およびλ/4板16は、いわゆる広帯域λ/4板(各波長の光に対し、その1/4の位相差値を発現する位相差フィルム)を構成する。
以下、円偏光板10に含まれる各部材について詳述する。
偏光子12は、光を特定の直線偏光に変換する機能を有する部材(直線偏光子)であればよく、主に、吸収型偏光子および反射型偏光子を利用することができる。
吸収型偏光子としては、ヨウ素系偏光子、二色性染料を利用した染料系偏光子、およびポリエン系偏光子などが用いられる。ヨウ素系偏光子および染料系偏光子には、塗布型偏光子と延伸型偏光子があり、いずれも適用できるが、ポリビニルアルコールにヨウ素または二色性染料を吸着させ、延伸して作製される偏光子が好ましい。
また、基材上にポリビニルアルコール層を形成した積層フィルムの状態で延伸および染色を施すことで偏光子を得る方法として、特許第5048120号公報、特許第5143918号公報、特許第5048120号公報、特許第4691205号公報、特許第4751481号公報、特許第4751486号公報を挙げることができ、これらの偏光子に関する公知の技術も好ましく利用することができる。
反射型偏光子としては、複屈折の異なる薄膜を積層した偏光子、ワイヤーグリッド型偏光子、選択反射域を有するコレステリック液晶と1/4波長板とを組み合わせた偏光子などが用いられる。
なかでも、取り扱い性の点から、ポリビニルアルコール系樹脂(−CH2−CHOH−を繰り返し単位として含むポリマー、特に、ポリビニルアルコールおよびエチレン−ビニルアルコール共重合体からなる群から選択される少なくとも1つが好ましい。)を含む偏光子であることが好ましい。
λ/2板14は、第1のCプレート18と第1のAプレート20とからなる。
λ/2板14は、特定の波長λnmにおける面内レタデーションRe(λ)がRe(λ)≒λ/2を満たす光学異方性層のことをいう。この式は、可視光域のいずれかの波長(例えば、550nm)において達成されていればよい。本発明では、λ/2板14の面内レタデーションRe1は、後述するλ/4板16の面内レタデーションRe2に対して実質的に2倍であるように設定される。ここで、「実質的に2倍である」とは、以下の関係を満たすことを意図する。
Re1=2×Re2±50nm
なかでも、Re1=2×Re2±20nmを満たすことが好ましく、Re1=2×Re2±10nmを満たすことがより好ましい。
また、λ/2板14の波長550nmにおけるRthが正である場合には、λ/2板14(または、第1のAプレート20)の遅相軸方向と偏光子12の吸収軸方向とのなす角が15°±8°の範囲であることが好ましく、15°±6°の範囲であることがより好ましく、15°±3°の範囲であることがさらに好ましい。
なお、上記角度とは、偏光子12表面の法線方向から視認した際の、偏光子12の吸収軸とλ/2板14の面内遅相軸とのなす角度を意図する。
λ/4板16は、第2のCプレート22と第2のAプレート24とからなる。
λ/4板16は、ある特定の波長の直線偏光を円偏光に(または、円偏光を直線偏光に)変換する機能を有する板であり、特定の波長λnmにおける面内レタデーションRe(λ)がRe(λ)≒λ/4を満たす光学異方性層のことをいう。この式は、可視光域のいずれかの波長(例えば、550nm)において達成されていればよいが、波長550nmにおける面内レタデーションRe(550)が、以下の関係を満たすことが好ましい。
115nm≦Re(550)≦155nm
なかでも、120nm≦Re(550)≦145nmを満たすことがより好ましい。
また、λ/2板14の波長550nmにおけるRthが正である場合には、λ/4板16(または、第2のAプレート24)の遅相軸方向と偏光子12の吸収軸方向とのなす角が75°±8°の範囲であることが好ましく、75°±6°の範囲であることがより好ましく、75°±3°の範囲であることがさらに好ましい。
なお、上記角度とは、偏光子12表面の法線方向から視認した際の、偏光子12の吸収軸とλ/4板16の面内遅相軸とのなす角度を意図する。
上記λ/2板14には第1のCプレート18が、上記λ/4板16には第2のCプレート22が含まれる。
Cプレートの定義は、上述の通りである。
第1のCプレート18および第2のCプレート22の一方は、波長550nmにおける厚さ方向のレタデーションRthが30〜50nmであるセルロースアシレートフィルム(以後、単に「セルロースアシレートフィルムA」とも称する)である。また、第1のCプレート18および第2のCプレート22の他方は、波長550nmにおける厚さ方向のレタデーションRthが−60〜−30nmである液晶化合物を含む光学異方性層(以後、単に「光学異方性層B」とも称する)である。
つまり、第1のCプレート18および第2のCプレート22の組み合わせとしては、以下の2つが挙げられる。
(組み合わせ1):第1のCプレート18がセルロースアシレートフィルムAであり、第2のCプレート22が光学異方性層Bである。
(組み合わせ2):第1のCプレート18が光学異方性層Bであり、第2のCプレート22がセルロースアシレートフィルムAである。
以下は、上記セルロースアシレートフィルムA、および、光学異方性層Bについて詳述する。
上記セルロースアシレートフィルムAは、波長550nmにおける厚さ方向のレタデーションRthが30〜50nmであり、斜め方向からの黒色の視認性がより優れる点(以後、単に「本発明の効果がより優れる点」とも称する)で、35〜45nmが好ましく、38〜42nmがより好ましい。
セルロースアシレートフィルムAの波長550nmにおける面内レタデーションReは特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、0〜10nmが好ましく、0〜5nmがより好ましい。
また、アセチル基とともに、他の脂肪酸エステル残基を有する混合脂肪酸エステルも好ましい。脂肪酸エステル残基の脂肪族アシル基の炭素原子数は2〜20であることが好ましく、具体的にはアセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、ピバロイル基、ヘキサノイル基、オクタノイル基、ラウロイル基、ステアロイル基等が挙げられる。なかでも、アセチル基とともに、プロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基、および、ヘキサノイル基から選ばれるアシル基を有するセルロースアシレートを用いるのが好ましい。
光学異方性層Bの波長550nmにおける厚さ方向のレタデーションRthが−60〜−30nmであり、本発明の効果がより優れる点で、−50〜−30nmが好ましい。
光学異方性層Bの波長550nmにおける面内レタデーションReは特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、0〜10nmが好ましく、0〜5nmがより好ましい。
液晶化合物の種類は特に制限されないが、その形状から、棒状タイプ(棒状液晶化合物)と円盤状タイプ(円盤状液晶化合物。ディスコティック液晶化合物)に分類できる。さらにそれぞれ低分子タイプと高分子タイプがある。高分子とは一般に重合度が100以上のものを指す(高分子物理・相転移ダイナミクス,土井 正男 著,2頁,岩波書店,1992)。本発明では、いずれの液晶化合物を用いることもできる。2種以上の棒状液晶化合物、2種以上の円盤状液晶化合物、または、棒状液晶化合物と円盤状液晶化合物との混合物を用いてもよい。なかでも、本発明の効果がより優れる点で、棒状液晶化合物が好ましい。
なお、棒状液晶化合物としては、例えば、特表平11−513019号公報の請求項1や特開2005−289980号公報の段落[0026]〜[0098]に記載のものを好ましく用いることができ、円盤状液晶化合物としては、例えば、特開2007−108732号公報の段落[0020]〜[0067]や特開2010−244038号公報の段落[0013]〜[0108]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。
つまり、光学異方性層Bは、重合性基を有する棒状液晶化合物または重合性基を有する円盤状液晶化合物が重合によって固定されて形成された層であることが好ましく、この場合、層となった後はもはや液晶性を示す必要はない。
棒状液晶化合物または円盤状液晶化合物に含まれる重合性基の種類は特に制限されず、付加重合反応が可能な官能基が好ましく、重合性エチレン性不飽和基または環重合性基が好ましい。より具体的には、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基などが好ましく挙げられ、(メタ)アクリロイル基がより好ましい。なお、(メタ)アクリロイル基とは、メタアクリロイル基およびアクリロイル基の両者を包含する概念である。
例えば、所定の基板(仮基板を含む)に、重合性基を有する液晶化合物を含む光学異方性層形成用組成物(以後、単に「組成物」とも称する)を塗布して塗膜を形成し、得られた塗膜に対して硬化処理(紫外線の照射(光照射処理)または加熱処理)を施すことにより、光学異方性層Bを製造できる。なお、必要に応じて、後述する配向層を用いてもよい。
上記組成物の塗布としては、公知の方法(例えば、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法)により実施できる。
例えば、組成物には、重合開始剤が含まれていてもよい。使用される重合開始剤は、重合反応の形式に応じて選択され、例えば、熱重合開始剤、光重合開始剤が挙げられる。例えば、光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物、アシロインエーテル、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物、多核キノン化合物、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせなどが挙げられる。
重合開始剤の使用量は、組成物の全固形分に対して、0.01〜20質量%であることが好ましく、0.5〜5質量%であることがより好ましい。
重合性モノマーとしては、ラジカル重合性またはカチオン重合性の化合物が挙げられる。好ましくは、多官能性ラジカル重合性モノマーであり、上記の重合性基含有の液晶化合物と共重合性のものが好ましい。例えば、特開2002−296423号公報中の段落[0018]〜[0020]に記載のものが挙げられる。
重合性モノマーの添加量は、液晶化合物の全質量に対して、1〜50質量%であることが好ましく、2〜30質量%であることがより好ましい。
界面活性剤としては、従来公知の化合物が挙げられるが、特にフッ素系化合物が好ましい。具体的には、例えば特開2001−330725号公報中の段落[0028]〜[0056]に記載の化合物、特願2003−295212号明細書中の段落[0069]〜[0126]に記載の化合物が挙げられる。
上記λ/2板14には第1のAプレート20が、上記λ/4板16には第2のAプレート24が含まれる。
Aプレートの定義は、上述の通りである。
第1のAプレート20の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRthは、後述する式(1)〜式(4)の関係を満たせば特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、第1のAプレート20がネガティブAプレートの場合、Rthは−140〜−110nmが好ましく、−130〜−120nmがより好ましく、第1のAプレート20がポジティブAプレートの場合、Rthは110〜140nmが好ましく、120〜130nmがより好ましい。
また、第2のAプレート24の波長550nmにおける面内レタデーションReは、後述する式(1)〜式(4)の関係を満たせば特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、105〜145nmが好ましく、115〜125nmがより好ましい。
式(1) 0<λ/2板14のNz係数≦0.35
式(2) 0.65≦λ/4板16のNz係数<1
なかでも、本発明の効果がより優れる点で、以下の式(1−A)および式(2−A)を満たすことが好ましい。
式(1−A) 0.13<λ/2板14のNz係数≦0.20
式(2−A) 0.65≦λ/4板16のNz係数<0.75
また、第1のAプレート20がポジティブAプレートである場合、以下の式(3)および式(4)を満たす。
式(3) 0.65<λ/2板14のNz係数<1.0
式(4) 0<λ/4板16のNz係数≦0.35
なかでも、本発明の効果がより優れる点で、以下の式(3−A)および式(4−A)を満たすことが好ましい。
式(3−A) 0.80<λ/2板14のNz係数<0.90
式(4−A) 0.30<λ/4板16のNz係数≦0.35
上記円偏光板10は、本発明の効果を損なわない範囲で、偏光子12、λ/2板14、および、λ/4板16以外の他の層を備えていてもよい。
例えば、円偏光板10には、液晶化合物の配向方向を規定する機能を有する配向膜が含まれていてもよい。
配向膜は、一般的にはポリマーを主成分とする。配向膜用ポリマー材料としては、多数の文献に記載があり、多数の市販品を入手することができる。利用されるポリマー材料は、ポリビニルアルコールまたはポリイミド、および、その誘導体が好ましい。特に、変性または未変性のポリビニルアルコールが好ましい。本発明に使用可能な配向膜については、WO01/88574A1号公報の43頁24行〜49頁8行、特許第3907735号公報の段落[0071]〜[0095]に記載の変性ポリビニルアルコールを参照することができる。なお、配向膜には、通常、公知のラビング処理が施される。つまり、配向膜は、通常、ラビング処理されたラビング配向膜であることが好ましい。
配向膜の厚さは、0.01〜10μmであることが好ましく、0.01〜1μmであることがより好ましく、0.01〜0.5μmであることがさらに好ましい。
また、円偏光板10には、偏光子保護フィルムが配置されていてもよい。偏光子保護フィルムの構成は特に制限されず、例えば、いわゆる透明支持体やハードコート層であっても、透明支持体とハードコート層との積層体であってもよい。透明支持体としては、公知の透明支持体を使用することができ、例えば、透明支持体を形成する材料としては、トリアセチルセルロースに代表される、セルロース系ポリマー(以下、セルロースアシレートという)や、熱可塑性ノルボルネン系樹脂(日本ゼオン(株)製のゼオネックス、ゼオノア、JSR(株)製のアートン等)、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂を使用することができる。
また、各層の間の密着性担保のために、各層の間に接着層を配置してもよい。
本発明の円偏光板は各種の用途に適用できるが、例えば、有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置(ELD)、液晶表示装置(LCD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、陰極管表示装置(CRT)のような画像表示装置の反射防止用途に好適に用いられる。
以下、本発明の円偏光板を含む有機EL表示装置の場合について詳述する。
本発明の有機EL表示装置は、上述した円偏光板を有する。通常、円偏光板は、有機EL表示装置の有機ELパネル上に設けられる。より具体的には、図2に示すように、有機EL表示装置26は、少なくとも、有機ELパネル28と、円偏光板10とを有する。円偏光板10の構成は、上述の通りである。
以下に、本発明の円偏光板の第2の実施態様について図面を参照して説明する。図3に、本発明の円偏光板の第2の実施態様の断面図を示す。
円偏光板110は、偏光子12と、第1のAプレート20と、第1のCプレート18と、第2のCプレート22と、第2のAプレート24とをこの順で有する。第1のAプレート20と第1のCプレート18とはλ/2板14を構成し、第2のCプレート22と第2のAプレート24とはλ/4板16を構成する。
図3に示す円偏光板110は、第1のAプレート20と第1のCプレート18との順番が異なる点を除いて、図1に示す円偏光板10と同様の層を有するものであるので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
上記円偏光板110は、上述した円偏光板10と同様に、式(1)および式(2)の関係、または、式(3)および式(4)の関係を満たし、所望の効果を奏する。
以下に、本発明の円偏光板の第3の実施態様について図面を参照して説明する。図4に、本発明の円偏光板の第3の実施態様の断面図を示す。
円偏光板210は、偏光子12と、第1のAプレート20と、第1のCプレート18と、第2のAプレート24と、第2のCプレート22とをこの順で有する。第1のAプレート20と第1のCプレート18とはλ/2板14を構成し、第2のAプレート24と第2のCプレート22とはλ/4板16を構成する。
図4に示す円偏光板210は、各層の順番が異なる点を除いて、図1に示す円偏光板10と同様の層を有するものであるので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
上記円偏光板210は、上述した円偏光板10と同様に、式(1)および式(2)の関係、または、式(3)および式(4)の関係を満たし、所望の効果を奏する。
以下に、本発明の円偏光板の第4の実施態様について図面を参照して説明する。図5に、本発明の円偏光板の第4の実施態様の断面図を示す。
円偏光板310は、偏光子12と、第1のCプレート18と、第1のAプレート20と、第2のAプレート24と、第2のCプレート22とをこの順で有する。第1のAプレート20と第1のCプレート18とはλ/2板14を構成し、第2のAプレート24と第2のCプレート22とはλ/4板16を構成する。
図5に示す円偏光板310は、第2のAプレート24と第2のCプレート22との順番が異なる点を除いて、図1に示す円偏光板10と同様の層を有するものであるので、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
上記円偏光板310は、上述した円偏光板10と同様に、式(1)および式(2)の関係、または、式(3)および式(4)の関係を満たし、所望の効果を奏する。
(1−1)セルロースアシレートフィルムの準備
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。
──────────────────────────────────
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
──────────────────────────────────
──────────────────────────────────
下記化合物B1(Re低下剤) 40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
──────────────────────────────────
セルロースアシレートフィルムは紫外線吸収剤を含有しておらず、Re(550)は1.0nmであり、Rth(550)は40.3nmであった。
(アルカリ鹸化処理)
前述のセルロースアシレートフィルムを、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、フィルムのバンド面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℃に加熱した(株)ノリタケカンパニーリミテド製のスチーム式遠赤外ヒーターの下に、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、ファウンテンコーターによる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シレートフィルムを作製した。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
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
――――――――――――――――――――――――――――――――――
セルロースアシレートフィルムのアルカリ鹸化処理を行った面に、下記組成の配向膜塗布液(A)を#14のワイヤーバーで連続的に塗布した。60℃の温風で60秒、更に100℃の温風で120秒乾燥した。使用した変性ポリビニルアルコールの鹸化度は96.8%であった。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
下記変性ポリビニルアルコール−1 10質量部
水 308質量部
メタノール 70質量部
イソプロパノール 29質量部
光重合開始剤(イルガキュア2959、チバ・ジャパン製) 0.8質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
上記作製した配向膜に連続的にラビング処理を施した。このとき、長尺状のフィルムの長手方向と搬送方向は平行であり、フィルム長手方向とラビングローラーの回転軸とのなす角度が75°(時計回り)とした(フィルム長手方向を90°とすると、ラビングローラーの回転軸は15°)。
上記手順により、セルロースアシレートフィルム(Cプレート)と、光学異方性層A(ネガティブAプレート)とを含むλ/2板を製造した。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
ディスコティック液晶−1 80質量部
ディスコティック液晶−2 20質量部
配向膜界面配向剤−1 0.55質量部
配向膜界面配向剤−2 0.05質量部
含フッ素化合物(FP−1) 0.1質量部
変性トリメチロールプロパントリアクリレート 10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)
メチルエチルケトン 200質量部
──────────────────────────────────
[ディスコティック液晶−2]
[配向膜界面配向剤−1]
[配向膜界面配向剤−2]
[含フッ素化合物(FP−1)]
(剥離性支持体の作製)
セルロースアシレートフィルムにアルカリ鹸化処理することなく以下のように配向膜を作製し、剥離性支持体を作製した。
(配向膜の形成)
セルロースアシレートフィルムに、下記組成の配向膜塗布液(B)を#14のワイヤーバーで連続的に塗布した。60℃の温風で60秒、更に100℃の温風で120秒乾燥した。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
下記変性ポリビニルアルコール−2 10質量部
水 371質量部
メタノール 119質量部
グルタルアルデヒド(架橋剤) 0.5質量部
クエン酸エステル(三協化学(株)製 AS3) 0.175質量部
光重合開始剤(イルガキュア2959、チバ・ジャパン製) 2.0質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
下記の組成の棒状液晶化合物を含む光学異方性層塗布液(B)を、上記作製した配向膜上に#5.0のワイヤーバーで連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は26m/minとした。塗布液の溶媒の乾燥および棒状液晶化合物の配向熟成のために、60℃の温風で60秒間加熱し、60℃にてUV照射を行い、棒状液晶化合物の配向を固定化して、光学異方性層Bを作製した。光学異方性層Bの厚みは3.0μmであった。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物−1 80質量部
棒状液晶化合物−2 20質量部
光重合開始剤(イルガキュア907、チバ・ジャパン社製) 3質量部
増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 1質量部
含フッ素化合物(FP−2) 0.3質量部
配向膜界面配向剤−1 0.55質量部
メチルエチルケトン 193質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
[棒状液晶化合物−2]
[含フッ素化合物(FP−2)]
(1−3)で作製した配向膜に連続的にラビング処理を施した。このとき、長尺状のフィルムの長手方向と搬送方向は平行であり、フィルム長手方向とラビングローラーの回転軸とのなす角度が75°(時計回り)とした(フィルム長手方向を90°とすると、ラビングローラーの回転軸は15°)。
下記の組成の棒状液晶化合物を含む光学異方性層塗布液(C)を、配向膜上に#2.2のワイヤーバーで連続的に塗布した。フィルムの搬送速度(V)は26m/minとした。塗布液の溶媒の乾燥および棒状液晶化合物の配向熟成のために、60℃の温風で60秒間加熱し、60℃にてUV照射を行い、棒状液晶化合物の配向を固定化して、光学異方性層Cを作製した。光学異方性層Cの厚みは0.8μmであった。棒状液晶化合物の長軸のフィルム面に対する平均傾斜角は0°であり、液晶化合物がフィルム面に対して、水平に配向していることを確認した。また、遅相軸の角度はラビングローラーの回転軸と直交で、フィルム長手方向を90°(フィルム幅方向を0°)とすると、105°であった。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物−1 80質量部
棒状液晶化合物−2 20質量部
光重合開始剤(イルガキュア907、チバ・ジャパン社製) 3質量部
増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 1質量部
含フッ素化合物(FP−2) 0.3質量部
メチルエチルケトン 193質量部
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の偏光子を得た。
市販のセルロースアシレート系フィルム「TD80UL」(富士フイルム社製)を準備し、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、偏光子保護フィルムを作製した。
(1−5)で作製した偏光子の一方の面と(1−6)で作製した偏光子保護フィルムをポリビニルアルコール系接着剤で貼り合わせ、次いで、偏光子の他方の面に(1−2)で作製したλ/2板のセルロースアシレートフィルム側とを粘着剤で貼り合わせた。次いで(1−3)で作製した光学異方性層Bの棒状液晶化合物が塗設された側と、λ/2板側とを粘着剤で貼り合わせ、光学異方性層Bより剥離性支持体を除去した。次いで(1−4)で作製した光学異方性層Cが塗設された側と、光学異方性層Bを粘着剤で貼り合わせ、光学異方性層Cより剥離性支持体を除去し、円偏光板を作製した。作製された円偏光板において、AプレートおよびCプレートの積層順は、図1と同じ構成であった。
なお、実施例1および後述する実施例2〜6、並びに、比較例1〜6の円偏光板中の各層の軸関係に関しては、後段で詳述する。
(2−1)光学異方性層C−2(Aプレート)の作製
光学異方性層塗布液(C)を塗布するワイヤーバーコーターを#4.4に変更した以外は、実施例1の(1−4)と同様の手順に従って、光学異方性層C−2を作製した。
実施例1の(1−3)と同様の手順に従って、光学異方性層Bを作製した。
光学異方性層塗布液(A)を塗布するワイヤーバーコーターを#2.5に変更した以外は、実施例1の(1−2)と同様の手順に従って、λ/4板を作製した。
実施例1の(1−5)で作製した偏光子の一方の面と実施例1の(1−6)で作製した偏光子保護フィルムをポリビニルアルコール系接着剤で貼り合わせ、偏光子の他方の面に(2−2)で作製した光学異方性層Bの棒状液晶化合物が塗設された側とを粘着剤で貼り合わせ、光学異方性層Bより剥離性支持体を除去した。次いで(2−1)で作製した光学異方性層C−2が塗設された側と、光学異方性層Bとを粘着剤で貼り合わせ、光学異方性層C−2より剥離性支持体を除去した。次いで(2−3)で作製したλ/4板のセルロースアシレートフィルム側と、光学異方性層C−2とを粘着剤で貼り合わせ、円偏光板を作製した。作製された円偏光板において、AプレートおよびCプレートの積層順は、図1と同じ構成であった。
(3−1)光学異方性層B−3(Cプレート)の作製
光学異方性層塗布液(B)を塗布するワイヤーバーコーターを#6.3に変更した以外は、実施例1の(1−3)と同様の手順に従って、光学異方性層B−3を作製した。
市販のノルボルネン系ポリマーフィルム「ZEONOR ZF14」((株)オプテス製)を斜め延伸して、膜厚が30μmになるように調整し、Re(550)が125nm、Rth(550)が70nmのポリマーフィルムを得た。
光学異方性層Bの代わりに上記(3−1)の光学異方性層B−3と、光学異方性層Cの代わりに上記(3−2)のAプレートを用いた以外は、実施例1の(1−7)と同様の手順に従って、円偏光板を作製した。
(4−1)光学異方性層B−4の作製
光学異方性層塗布液(B)を塗布するワイヤーバーコーターを#3.8に変更した以外は、実施例1の(1−3)と同様の手順に従って、光学異方性層B−4を作製した。
LG電子製の3D-TVである55LW5700に付属の3Dメガネに使用されていたポリカーボネート系フィルムであるAプレート(λ/4フィルムに該当)を剥離した。
光学異方性層Bの代わりに上記(4−1)の光学異方性層B−4と、光学異方性層Cの代わりに上記(4−2)のAプレートを用いた以外は、実施例1の(1−7)と同様の手順に従って、円偏光板を作製した。
(5−1)Aプレート(ポリマーフィルム)の作製
市販のノルボルネン系ポリマーフィルム「ZEONOR ZF14」((株)オプテス製)を斜め延伸して、膜厚が15μmになるように調整し、Re(550)が125nm、Rth(550)が62.5nmのポリマーフィルムを得たのち、2枚のポリマーフィルムを粘着剤にて遅相軸同士を平行にして貼り合わせ、合計のRe(550)が250nm、Rth(550)が125nmのAプレート(ポリマーフィルム)を得た。
光学異方性層C−2(Aプレート)の代わりに上記(5−1)のAプレート(ポリマーフィルム)を用いた以外は、実施例2の(2−4)と同様の手順に従って、円偏光板を作製した。
(6−1)Aプレート(ポリマーフィルム)の作製
LG電子製の3D-TVである55LW5700に付属の3Dメガネに使用されていたポリカーボネート系フィルムであるλ/4フィルムを剥離し、Re(550)が125nm、Rth(550)が62.5nmのポリマーフィルムを得たのち、2枚のポリマーフィルムを粘着剤にて遅相軸同士を平行にして貼り合わせ、合計のRe(550)が250nm、Rth(550)が125nmのポリマーフィルムを得た。
光学異方性層C−2(Aプレート)の代わりに上記(6−1)のAプレート(ポリマーフィルム)を用いた以外は、実施例2の(2−4)と同様の手順に従って、円偏光板を作製した。
(10−1)透明支持体の準備
各種公知の技術を用いて、下記表1に記載の比較例1〜6にてCプレートとして使用される、所定の光学特性を持つセルロースアシレートからなる透明支持体(タック)を準備した。
上記透明支持体上に、実施例1の(1−2)と同様に配向膜を形成した。
ワイヤーバーコーターを#2.5〜5.0とした以外は、実施例1の(1−2)と同様の手順に従って、光学異方性層を作製した。得られた光学異方性層のRe(550)は125〜250nmであった。
ワイヤーバーコーターを#2.2〜4.0とした以外は、実施例1の(1−4)と同様の手順に従って、光学異方性層を作製した。得られた光学異方性層のRe(550)は125〜250nmであった。
前述(10−1)で用意した所定の透明支持体(Cプレート)に、ディスコティック液晶化合物、または、棒状液晶化合物を前述(10−2)の方法でそれぞれ塗布した。このようにして得た2枚のフィルムと、実施例1の(1−5)の偏光子とを粘着剤で貼り合せた。最後に、偏光子の表面に実施例1の(1−6)の偏光子保護フィルムをポリビニル系粘着剤を用いて貼り合せて、表1の比較例1〜4に示す各種円偏光板を作製した。
前述(10−1)で用意した透明支持体(Cプレート)に、実施例5の(5−1)および実施例3の(3−2)で得られたZEONORフィルムをそれぞれ粘着剤によって貼り合わせた。このようにして得られた2枚のフィルムと、実施例1の(1−5)の偏光子とを粘着剤で貼り合せた。最後に、偏光子の表面に実施例1の(1−6)の偏光子保護フィルムをポリビニル系粘着剤を用いて貼り合せて、表1の比較例5に示す円偏光板を作製した。
前述(10−1)で用意した透明支持体(Cプレート)に、実施例6の(6−1)および実施例4の(4−2)で得られたポリカーボネート系フィルムを粘着剤によって貼り合わせた。このようにして得られた2枚のフィルムと、実施例1の(1−5)の偏光子とを粘着剤で貼り合せた。最後に、偏光子の表面に実施例1の(1−6)の偏光子保護フィルムをポリビニル系粘着剤を用いて貼り合せて、表1の比較例6に示す各種円偏光板を作製した。
有機ELパネル搭載のSAMSUNG社製GALAXY S5を分解し、円偏光板を剥離して、表1に示した実施例、および比較例の円偏光板を貼合し、表示装置(有機EL表示装置)を作製した。
作製した有機EL表示装置について、明光下にて視認性および表示品位を評価した。表示装置に黒表示をして、極角45度から蛍光灯を映し込んだときの反射光を観察した。極角45度の表示品位を下記の基準で評価した。評価結果を表1にまとめて示す。
3:わずかに着色が視認される。
2:明らかに着色が視認できる。
1:着色が視認され、かつ反射率が高い。
また、「Nz1」欄はλ/2板のNz係数の値を、「Nz2」欄はλ/4板のNz係数の値を示す。
表1中、「式の関係」欄は、上記式(1)および式(2)の関係、または、上記式(3)および式(4)の関係のいずれかを満たす場合を「A」、いずれも満たさない場合は「B」とする。
なお、実施例1,3,4および、比較例1,2においては、いずれも図1と同様のAプレートおよびCプレートの積層順であり、偏光子の吸収軸とλ/2板中のAプレートの遅相軸とのなす角は75°であり、偏光子の吸収軸とλ/4板中のAプレートの遅相軸とのなす角は15°であった。また、実施例2,5,6および、比較例3〜6においては、いずれも図1と同様のAプレートおよびCプレートの積層順であり、偏光子の吸収軸とλ/2板中のAプレートの遅相軸とのなす角は15°であり、偏光子の吸収軸とλ/4板中のAプレートの遅相軸とのなす角は75°であった。
なお、表1中、「タック」はセルロースアシレートフィルムを、「DLC」はディスコティック液晶化合物を、「RLC」は棒状液晶化合物を意図する。また、「垂直配向」「水平配向」は、それぞれ液晶化合物の配向状態を表す。
一方、所定のRthの液晶化合物を含む光学異方性層が使用されていない比較例1〜6においては、所望の効果が得られないことが確認された。
特に、比較例2は特許文献1の実施例欄に記載される実施例61に、比較例3は特許文献1の実施例欄に記載される実施例75にそれぞれ該当し、特許文献1の態様では所望の効果が得られないことが確認された。
12 偏光子
14 λ/2板
16 λ/4板
18 第1のCプレート
20 第1のAプレート
22 第2のCプレート
24 第2のAプレート
26 有機EL表示装置
28 有機ELパネル
Claims (5)
- 偏光子と、λ/2板と、λ/4板とをこの順に有する円偏光板であって、
前記λ/2板が、第1のAプレートと第1のCプレートとの積層体であり、
前記λ/4板が、第2のAプレートと第2のCプレートとの積層体であり、
前記第1のCプレートおよび前記第2のCプレートの一方が、波長550nmにおける厚さ方向のレタデーションRthが30〜50nmであるセルロースアシレートフィルムであり、
前記第1のCプレートおよび前記第2のCプレートの他方が、波長550nmにおける厚さ方向のレタデーションRthが−60〜−30nmである液晶化合物を含む光学異方性層であり、
前記第1のAプレートがネガティブAプレートである場合、以下の式(1)および式(2)を満たし、
前記第1のAプレートがポジティブAプレートである場合、以下の式(3)および式(4)を満たす、円偏光板。
式(1) 0<前記λ/2板のNz係数≦0.35
式(2) 0.65≦前記λ/4板のNz係数<1
式(3) 0.65<前記λ/2板のNz係数<1.0
式(4) 0<前記λ/4板のNz係数≦0.35 - 前記第1のAプレートおよび前記第2のAプレートが、液晶化合物を含む、請求項1に記載の円偏光板。
- 前記光学異方性層中の液晶化合物が、棒状液晶化合物である、請求項1または2に記載の円偏光板。
- 厚みが60μm以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の円偏光板。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の円偏光板を含む表示装置。
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