JP6709637B2 - 光学補償層付偏光板およびそれを用いた有機elパネル - Google Patents
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Description
1つの実施形態においては、上記第1の光学補償層のNz係数は0.1〜0.4であり、上記偏光子の吸収軸方向と該第1の光学補償層の遅相軸方向とは実質的に直交しており、および、該偏光子の吸収軸と上記第2の光学補償層の遅相軸とのなす角度は35°〜55°である。別の実施形態においては、上記第1の光学補償層のNz係数が0.6〜0.9であり、上記偏光子の吸収軸方向と該第1の光学補償層の遅相軸方向とは実質的に平行であり、および、該偏光子の吸収軸と上記第2の光学補償層の遅相軸とのなす角度は35°〜55°である。
1つの実施形態においては、上記光学補償層付偏光板は長尺状であり、上記第2の光学補償層は、長尺方向に対して35°〜55°の方向に遅相軸を有する。
本発明の別の局面によれば、有機ELパネルが提供される。この有機ELパネルは、上記の光学補償層付偏光板を備える。
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(λ)」は、23℃における波長λnmの光で測定した面内位相差である。Re(λ)は、層(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。例えば、「Re(550)」は、23℃における波長550nmの光で測定した面内位相差である。
(3)厚み方向の位相差(Rth)
「Rth(λ)」は、23℃における波長λnmの光で測定した厚み方向の位相差である。Rth(λ)は、層(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。例えば、「Rth(550)」は、23℃における波長550nmの光で測定した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。
(5)実質的に直交または平行
「実質的に直交」および「略直交」という表現は、2つの方向のなす角度が90°±10°である場合を包含し、好ましくは90°±7°であり、さらに好ましくは90°±5°である。「実質的に平行」および「略平行」という表現は、2つの方向のなす角度が0°±10°である場合を包含し、好ましくは0°±7°であり、さらに好ましくは0°±5°である。さらに、本明細書において単に「直交」または「平行」というときは、実質的に直交または実質的に平行な状態を含み得るものとする。
図1は、本発明の1つの実施形態による光学補償層付偏光板の概略断面図である。本実施形態の光学補償層付偏光板100は、偏光子10と第1の光学補償層30と第2の光学補償層40と第3の光学補償層50とを備える。図示例では、偏光子10側から順に第1の光学補償層30、第2の光学補償層40および第3の光学補償層50が配置されているが、第2の光学補償層40と第3の光学補償層50の配置順序は入れ替わっていてもよい。実用的には、図示例のように、偏光子10の第1の光学補償層30と反対側に保護層20が設けられ得る。また、光学補償層付偏光板は、偏光子10と第1の光学補償層30との間に別の保護層(内側保護層とも称する)を備えてもよい。図示例においては、内側保護層は省略されている。この場合、第1の光学補償層30が内側保護層としても機能し得る。このような構成であれば、光学補償層付偏光板のさらなる薄型化が実現され得る。さらに、必要に応じて、第3の光学補償層50の第2の光学補償層40と反対側(すなわち、第3の光学補償層50の外側)に導電層および基材をこの順に設けてもよい(いずれも図示せず)。基材は、導電層に密着積層されている。本明細書において「密着積層」とは、2つの層が接着層(例えば、接着剤層、粘着剤層)を介在することなく直接かつ固着して積層されていることをいう。導電層および基材は、代表的には、基材と導電層との積層体として光学補償層付偏光板100に導入され得る。導電層および基材をさらに設けることにより、光学補償層付偏光板100は、インナータッチパネル型入力表示装置に好適に用いられ得る。
偏光子10としては、任意の適切な偏光子が採用され得る。例えば、偏光子を形成する樹脂フィルムは、単層の樹脂フィルムであってもよく、二層以上の積層体であってもよい。
第1の光学補償層30は、上述のとおり、屈折率特性がnx>nz>nyの関係を示す。第1の光学補償層の面内位相差Re(550)は、230nm〜310nmであり、好ましくは240nm〜300nmであり、より好ましくは260nm〜280nmである。第1の光学補償層の面内位相差がこのような範囲であれば、第1の光学補償層の遅相軸方向を偏光子の吸収軸方向に対して上記のようにNz係数に応じて実質的に直交または平行とすることにより、偏光子の吸収軸の見かけ上の軸ズレに起因する斜め方向の反射防止機能の低下を防止することができる。
第2の光学補償層40は、上述のとおり、屈折率特性がnx>ny≧nzの関係を示す。第2の光学補償層の面内位相差Re(550)は、100nm〜180nmであり、好ましくは110nm〜170nmであり、より好ましくは120nm〜160nmである。第2の光学補償層の面内位相差がこのような範囲であれば、第2の光学補償層の遅相軸方向を偏光子の吸収軸方向に対して上記のように35°〜55°(特に、約45°)の角度をなすよう設定することにより、優れた反射防止機能を実現することができる。
第3の光学補償層50は、上述のとおり、屈折率特性がnz>nx≧nyの関係を示す。第3の光学補償層の厚み方向の位相差Rth(550)は、好ましくは−260nm〜−10nm、より好ましくは−230nm〜−15nm、さらに好ましくは−215nm〜−20nmである。このような光学特性を有する第3の光学補償層を設けることにより、斜め方向から見たときの反射色相が顕著に改善され、結果として、非常に優れた視野角特性を有する光学補償層付偏光板が得られ得る。
保護層20は、偏光子の保護層として使用できる任意の適切なフィルムで形成される。当該フィルムの主成分となる材料の具体例としては、トリアセチルセルロース(TAC)等のセルロース系樹脂や、ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリエーテルスルホン系、ポリスルホン系、ポリスチレン系、ポリノルボルネン系、ポリオレフィン系、(メタ)アクリル系、アセテート系等の透明樹脂等が挙げられる。また、(メタ)アクリル系、ウレタン系、(メタ)アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂等も挙げられる。この他にも、例えば、シロキサン系ポリマー等のガラス質系ポリマーも挙げられる。また、特開2001−343529号公報(WO01/37007)に記載のポリマーフィルムも使用できる。このフィルムの材料としては、例えば、側鎖に置換または非置換のイミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換または非置換のフェニル基ならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が使用でき、例えば、イソブテンとN−メチルマレイミドからなる交互共重合体と、アクリロニトリル・スチレン共重合体とを有する樹脂組成物が挙げられる。当該ポリマーフィルムは、例えば、上記樹脂組成物の押出成形物であり得る。
導電層は、任意の適切な成膜方法(例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法、イオンプレーティング法、スプレー法等)により、任意の適切な基材上に、金属酸化物膜を成膜して形成され得る。成膜後、必要に応じて加熱処理(例えば、100℃〜200℃)を行ってもよい。加熱処理を行うことにより、非晶質膜が結晶化し得る。金属酸化物としては、例えば、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、インジウム−スズ複合酸化物、スズ−アンチモン複合酸化物、亜鉛−アルミニウム複合酸化物、インジウム−亜鉛複合酸化物が挙げられる。インジウム酸化物には2価金属イオンまたは4価金属イオンがドープされていてもよい。好ましくはインジウム系複合酸化物であり、より好ましくはインジウム−スズ複合酸化物(ITO)である。インジウム系複合酸化物は、可視光領域(380nm〜780nm)で高い透過率(例えば、80%以上)を有し、かつ、単位面積当たりの表面抵抗値が低いという特徴を有している。
本発明の光学補償層付偏光板を構成する各層の積層には、任意の適切な粘着剤層または接着剤層が用いられる。粘着剤層は、代表的にはアクリル系粘着剤で形成される。接着剤層は、代表的にはポリビニルアルコール系接着剤で形成される。
本発明の有機ELパネルは、有機ELセルと、該有機ELセルの視認側に上記A項に記載の光学補償層付偏光板と、を備える。光学補償層付偏光板は、第3の光学補償層が有機ELセル側となるように(偏光子が視認側となるように)積層されている。
ダイヤルゲージ(PEACOCK社製、製品名「DG−205」、ダイヤルゲージスタンド(製品名「pds−2」))を用いて測定した。
(2)位相差
各光学補償層から50mm×50mmのサンプルを切り出して測定サンプルとし、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。
また、アタゴ社製のアッベ屈折率計を用いて平均屈折率を測定し、得られた位相差値から屈折率nx、ny、nzを算出した。
(3)斜め方向の反射特性
実施例および比較例で得られた光学補償層付偏光板の特性を用いて、シミュレーションした。正面方向(極角0°)および斜め方向(極角60°)について評価した。シミュレーションには、シンテック社製、「LCD MASTER Ver.6.084」を用いた。LCD Masterの拡張機能を使用して、反射特性のシミュレーションを行った。より詳細には、正面反射強度、正面反射色相、斜め反射強度および斜め色相の評価を行った。斜め反射強度は極角60°、方位角45°、135°、225°および315°の4点の平均値を評価した。正面反射色相はニュートラルポイントからのΔu‘v’(ニュートラル)、斜め色相は極角60°、方位角0°〜360°におけるカラーシフトΔu‘v’を評価した。
(i)第1の光学補償層の作製
(i−1)ポリアリレートの合成
撹拌装置を備えた反応容器中で、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−メチルペンタン27.0kgおよびテトラブチルアンモニウムクロライド0.8kgを、水酸化ナトリウム溶液250Lに溶解させた。この溶液に、テレフタル酸クロライド13.5kgとイソフタル酸クロライド6.30kgを300Lのトルエンに溶解させた溶液を撹拌しながら一度に加え、室温で90分間撹拌して、重縮合溶液とした。その後、前記重縮合溶液を静置分離してポリアリレートを含んだトルエン溶液を分離した。ついで、前記分離液を、酢酸水で洗浄し、さらにイオン交換水で洗浄した後、メタノールに投入してポリアリレートを析出させた。析出したポリアリレートを濾過し、減圧下で乾燥させることで、白色のポリアリレート34.1kg(収率92%)を得た。
上記で得られたポリアリレート10kgをトルエン73kgに溶解させ、塗工液を調製した。その後、当該塗工液を、収縮性フィルム(縦一軸延伸ポリプロピレンフィルム、東京インキ(株)製、商品名「ノーブレン」)の上に直接塗工し、その塗膜を乾燥温度60℃で5分間、80℃で5分間乾燥させ、収縮性フィルム/複屈折層の積層体を形成した。得られた積層体を、同時2軸延伸機を用いて、延伸温度155℃でMD方向に収縮倍率0.70、TD方向に1.15倍延伸することで収縮性フィルム上に位相差フィルムを形成した。ついで、当該位相差フィルムを収縮性フィルムから剥離した。位相差フィルムの厚みは15.0μm、Re(550)=272nm、Nz=0.25であった。この位相差フィルムを第1の光学補償層とした。
(ii−1)ポリカーボネート樹脂フィルムの作製
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。
得られたポリカーボネート樹脂を80℃で5時間真空乾燥をした後、単軸押出機(いすず化工機社製、スクリュー径25mm、シリンダー設定温度:220℃)、Tダイ(幅900mm、設定温度:220℃)、チルロール(設定温度:125℃)および巻取機を備えたフィルム製膜装置を用いて、厚み130μmのポリカーボネート樹脂フィルムを作製した。得られたポリカーボネート樹脂フィルムの吸水率は1.2%であった。
下記化学式(II)(式中の数字65および35はモノマーユニットのモル%を示し、便宜的にブロックポリマー体で表している:重量平均分子量5000)で示される側鎖型液晶ポリマー20重量部、ネマチック液晶相を示す重合性液晶(BASF社製:商品名PaliocolorLC242)80重量部および光重合開始剤(チバスペシャリティーケミカルズ社製:商品名イルガキュア907)5重量部をシクロペンタノン200重量部に溶解して液晶塗工液を調製した。そして、基材フィルム(ノルボルネン系樹脂フィルム:日本ゼオン(株)製、商品名「ゼオネックス」)に当該塗工液をバーコーターにより塗工した後、80℃で4分間加熱乾燥することによって液晶を配向させた。この液晶層に紫外線を照射し、液晶層を硬化させることにより、基材上に第2の光学補償層となる液晶固化層(厚み:1.10μm)を形成した。この層のRe(550)は0nm、Rth(550)は−135nmであり(nx:1.5723、ny:1.5723、nz:1.5757)、nz>nx=nyの屈折率特性を示した。
上記(i)の位相差フィルム(第1の光学補償層)と上記(ii)の位相差フィルム(第2の光学補償層)とをアクリル系粘着剤を介してロールツーロールにより貼り合わせ、位相差フィルム積層体を得た。この位相差フィルム積層体の第2の光学補償層に、アクリル系粘着剤を介してロールツーロールにより上記(iii)の液晶固化層(第3の光学補償層)を貼り合わせた後、上記基材フィルムを剥離除去して、第1の光学補償層/第2の光学補償層/第3の光学補償層の積層体を得た。
厚み30μmのポリビニルアルコール(PVA)系樹脂フィルム(クラレ製、製品名「PE3000」)の長尺ロールを、ロール延伸機により長手方向に5.9倍になるように長手方向に一軸延伸しながら同時に膨潤、染色、架橋、洗浄処理を施し、最後に乾燥処理を施すことにより厚み12μmの偏光子を作製した。
具体的には、膨潤処理は20℃の純水で処理しながら2.2倍に延伸した。次いで、染色処理は得られる偏光子の単体透過率が45.0%になるようにヨウ素濃度が調整されたヨウ素とヨウ化カリウムの重量比が1:7である30℃の水溶液中において処理しながら1.4倍に延伸した。更に、架橋処理は、2段階の架橋処理を採用し、1段階目の架橋処理は40℃のホウ酸とヨウ化カリウムを溶解した水溶液において処理しながら1.2倍に延伸した。1段階目の架橋処理の水溶液のホウ酸含有量は5.0重量%で、ヨウ化カリウム含有量は3.0重量%とした。2段階目の架橋処理は65℃のホウ酸とヨウ化カリウムを溶解した水溶液において処理しながら1.6倍に延伸した。2段階目の架橋処理の水溶液のホウ酸含有量は4.3重量%で、ヨウ化カリウム含有量は5.0重量%とした。また、洗浄処理は、20℃のヨウ化カリウム水溶液で処理した。洗浄処理の水溶液のヨウ化カリウム含有量は2.6重量%とした。最後に、乾燥処理は70℃で5分間乾燥させて偏光子を得た。
上記偏光子の片側に、ポリビニルアルコール系接着剤を介して、TACフィルムの片面にハードコート処理により形成されたハードコート(HC)層を有するHC−TACフィルム(厚み:32μm、保護層に対応する)をロールツーロールにより貼り合わせ、保護層/偏光子の構成を有する長尺状の偏光板を得た。
上記で得られた偏光板の偏光子面と上記で得られた第1の光学補償層/第2の光学補償層/第3の光学補償層の積層体の第1の光学補償層面とを、アクリル系粘着剤を介して貼り合わせ、保護層/偏光子/第1の光学補償層/第2の光学補償層/第3の光学補償層の構成を有する長尺状の光学補償層付偏光板を得た。この際、偏光子の吸収軸と第1の光学補償層の遅相軸が実質的に直交するように、および、偏光子の吸収軸と第2の光学補償層の遅相軸とのなす角度が45°となるようにして貼り合わせた。
得られた光学補償層付偏光板の第3の光学補償層側にアクリル系粘着剤で粘着剤層を形成し、寸法50mm×50mmに切り出した。
三星無線社製のスマートフォン(Galaxy−S5)を分解して有機ELパネルを取り出した。この有機ELパネルに貼り付けられている偏光フィルムを剥がし取り、かわりに、上記で切り出した光学補償層付偏光板を貼り合わせて有機ELパネルを得た。
第1の光学補償層として下記のようにして得られたポリカーボネート系樹脂の位相差フィルムを用いたこと、および、偏光子の吸収軸と第1の光学補償層の遅相軸が実質的に平行となるように貼り合わせたこと以外は実施例1と同様にして、保護層/偏光子/第2の光学補償層/第2の光学補償層/第3の光学補償層の構成を有する光学補償層付偏光板を得た。さらに、この光学補償層付偏光板を用いたこと以外は実施例1と同様にして有機ELパネルを作製した。得られた光学補償層付偏光板および有機ELパネルを実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
第1の光学補償層を積層しなかったこと以外は実施例1と同様にして、保護層/偏光子/第2の光学補償層/第3の光学補償層の構成を有する光学補償層付偏光板を得た。さらに、この光学補償層付偏光板を用いたこと以外は実施例1と同様にして有機ELパネルを作製した。得られた光学補償層付偏光板および有機ELパネルを実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
表1から明らかなように、本発明の実施例の光学補償層付偏光板は、正面方向の優れた反射防止特性を維持しつつ、斜め方向の反射防止特性も優れたものとすることができる。
20 保護層
30 第1の光学補償層
40 第2の光学補償層
50 第3の光学補償層
100 光学補償層付偏光板
Claims (3)
- 偏光子と第1の光学補償層と第2の光学補償層と第3の光学補償層とをこの順に備え、
該第1の光学補償層が、nx>nz>nyの屈折率特性を示し、Re(550)が230nm〜310nmであり、
該第2の光学補償層が、nx>ny≧nzの屈折率特性を示し、Re(550)が100nm〜180nmであり、Re(450)<Re(550)の関係を満たし、
該第3の光学補償層が、nz>nx≧nyの屈折率特性を示し、Rth(550)が−260nm〜−10nmであり、
有機ELパネルに用いられ、
下記(1)または(2)のいずれかを満たす、
光学補償層付偏光板:
(1)前記第1の光学補償層のNz係数が0.1〜0.4であり、前記偏光子の吸収軸方向と該第1の光学補償層の遅相軸方向とが実質的に直交しており、および、該偏光子の吸収軸と前記第2の光学補償層の遅相軸とのなす角度が35°〜55°である
(2)前記第1の光学補償層のNz係数が0.6〜0.9であり、前記偏光子の吸収軸方向と該第1の光学補償層の遅相軸方向とが実質的に平行であり、および、該偏光子の吸収軸と前記第2の光学補償層の遅相軸とのなす角度が35°〜55°である
ここで、Re(450)およびRe(550)は、それぞれ、23℃における波長450nmおよび550nmの光で測定した面内位相差を表し、Rth(550)は、23℃における波長550nmの光で測定した厚み方向の位相差を表す。 - 長尺状の光学補償層付偏光板であって、
前記第2の光学補償層が、長尺方向に対して35°〜55°の方向に遅相軸を有する、請求項1に記載の光学補償層付偏光板。 - 請求項1または2に記載の光学補償層付偏光板を備える、有機ELパネル。
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