JPH10300931A

JPH10300931A - 偏光板

Info

Publication number: JPH10300931A
Application number: JP9123195A
Authority: JP
Inventors: Eiki Komuro; 栄樹小室; Tooru Kineri; 透木練; Koji Tanabe; 孝司田辺
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 1998-11-13

Abstract

(57)【要約】【課題】安価、かつ大量生産が可能であり、しかも消
光比が高く、性能および信頼性が極めて高い偏向板を提
供する。また、さらには、用いる光の波長に応じて、偏
光特性の最適化が容易に得られる偏向板を提供する。【解決手段】光を制御し偏光を取り出すための偏光層
を備える偏光板であって、前記偏光層は、透光性のある
微粒子分散媒体と、該微粒子分散媒体中に分散されると
ともに磁場配向により一定方向に配列された棒状偏光粒
子を有し、前記棒状偏光粒子は、棒状の酸化物強磁性体
粒子と、その表面に被覆された導電性膜を有してなるよ
うに構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置や偏
光サングラスなどに用いられる偏光板に関し、特に、消
光比が高く、性能および信頼性が極めて高く、しかも、
用いる光の波長に応じて、偏光特性の最適化が容易に図
られる偏向板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液晶表示装置などに用いられ
る直線偏光板として、樹脂フィルムをベースとし、ヨウ
素や染料を使用した直線偏光フィルムがよく知られてい
る。このものは、ベースフィルムを延伸することにより
ヨウ素や染料の二色性物質を配向させ、偏光特性を得て
いる。従って、ベースフィルムは延伸加工に適する素
材、すなわち、ポリビニルアルコール等に限定されてい
るのが現状である。

【０００３】また、このような延伸フィルムを用いる製
造方法では、延伸加工時の温度管理、基材の品質管理、
延伸力の調節管理等を極めて厳密に行う必要がある。

【０００４】このような問題を解決するために、特公平
８−２７４０９号公報には、偏光層中で、磁性微粒子を
磁場により一定方向に配列させるとともに、これらを連
結させて多数の棒状素子を形成させた偏光板が提案され
ている。この提案における偏光層においては、上記棒状
素子の長軸方向が光の吸収軸を形成し、長軸方向に直交
する方向が透過軸を形成するよう作用する。すなわち、
上記偏光層の透過光は、上記棒状素子の長軸方向に直交
する光として直線偏光を受けるように作用するとされて
いる。

【０００５】しかしながら、特公平８−２７４０９号公
報に開示されている棒状素子は、複数の略球状微粒子が
磁場配向により連結されて棒状に形成されたものであ
り、棒状を構成する磁性微粒子の数を制御することが極
めて困難であるといえる。そのため、棒状素子の形状が
均一にならず（長軸長と短軸長の比であるアスペクト比
がばらつく）、消光比が悪くなる。もちろん、用いる光
の波長に応じて棒状素子のアスペクト比を調整すること
も困難である。また、連結により形成された棒状素子
は、素子を構成する各磁性微粒子が連結部分で自由に方
向を変え得るため、全ての棒状素子を磁場配向方向にき
ちんと直線状に整列させることが困難であるといえる。
さらに、特公平８−２７４０９号公報記載の棒状素子に
よる偏光作用が、光の所定方向の振動を磁性微粒子の電
子の振動により吸収させるという原理により行われてい
ると仮定するならば、磁性微粒子の連結部分における粒
界で電子の振動が妨げられてしまい、長軸方向に振動す
る偏光が吸収されなくなり、結果として消光比が悪くな
るという問題が生じる。

【０００６】この一方で、特開昭６０−２１２７０６号
公報には、二色性物質を磁界または電界をかけて配列さ
せてなる偏光板の製造方法が提案されている。具体的な
二色性物質としては、液状塩化スズが実施例の物質とし
て挙げられており、さらに、金属塩、金属結晶、非金属
結晶などが用いられうる好適素材である旨、開示されて
いる。しかしながら、消光比等の偏向板に要求される特
性は、限りなく高いレベルのものが求められてきてお
り、上記従来の提案のものでは、十分満足のいくレベル
のものとは言えない。また、さらに上記の提案では、用
いる光の波長に応じて偏光特性の最適化を容易に実現さ
せることができないという問題もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような実状のもと
に、本発明は創案されたものであって、その目的は、安
価、かつ大量生産が可能であり、しかも消光比が高く、
性能および信頼性が極めて高い偏光板を提供することに
ある。また、さらには、用いる光の波長に応じて、偏光
特性の最適化が容易に得られる偏光板を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明は、光を制御し偏光を取り出すための
偏光層を備える偏光板であって、前記偏光層は、透光性
のある微粒子分散媒体と、該微粒子分散媒体中に分散さ
れるとともに磁場配向により一定方向に配列された棒状
偏光粒子を有し、前記棒状偏光粒子は、棒状の酸化物強
磁性体粒子と、その表面に被覆された導電性膜を有して
なるよう構成される。

【０００９】また、本発明の好適な態様として、前記酸
化物強磁性体粒子は、二酸化クロムとして構成される。

【００１０】また、本発明の好適な態様として、前記酸
化物強磁性体粒子は、酸化鉄として構成される。

【００１１】また、本発明の好適な態様として、前記棒
状の酸化物強磁性体粒子のアスペクト比は、１．５〜３
０であるよう構成される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面を参照しつつ説明する。図１には、本発明の偏光
板１の好適な実施の形態を示す断面図が示されている。

【００１３】図１に示されるように本発明の偏光板１
は、基板２の上に、偏光層１０が塗設されて形成されて
いる。

【００１４】偏光層１０は、透光性のある微粒子分散媒
体２０と、この微粒子分散媒体２０中に分散されるとと
もに磁場配向により一定方向に配列された複数の棒状偏
光粒子３０を有している。

【００１５】棒状偏光粒子３０は、図２の粒子概念図に
示されるように棒状の酸化物強磁性体粒子３１と、その
表面に被覆された導電性膜３５を有して構成される。

【００１６】棒状の酸化物強磁性体粒子３１としては、
単一の一体的な形状であって、かつ針状等の棒状形状が
容易に得られる二酸化クロム（ＣｒＯ₂ ）；γ−Ｆｅ₂
Ｏ₃，Ｆｅ₃ Ｏ₄ などの酸化鉄等が好適に用いられる。
酸化鉄にあっては、Ｃｏ等の遷移金属が含有されたもの
であってものよい。

【００１７】このような酸化物強磁性体粒子３１は、棒
状形状を安価かつ容易につくることができ、しかも、長
軸長と短軸長の比であるアスペクト比を種々かえたもの
が容易にできるという特徴を有している。これらの中で
も、特に、針状形態の均一性および表面性に優れ（例え
ば、表面凹凸が少なく針状先端での枝分かれがない）、
アスペクト比をかなりの範囲まで自由に変えて作ること
ができる二酸化クロム（ＣｒＯ₂ ）を用いるのがよい。

【００１８】本発明で用いられる棒状の酸化物強磁性体
粒子３１のアスペクト比は特に限定されるものではな
く、通常、アスペクト比１．５〜３０の範囲内で、用い
る光の波長に応じて、最適の偏光特性が得られるように
適宜設定される。これにより、種々の光の波長に対し
て、それぞれ高い消光比が得られることなる。なお、棒
状の酸化物強磁性体粒子３１の長軸長は、通常、０．０
１〜１μｍ程度のものが用いられる。

【００１９】このような酸化物強磁性体粒子３１の表面
には、上述したように導電性膜３５が被膜されて棒状偏
光粒子３０が形成される。導電性膜３５としては、導電
性の良い金、銀、銅、ニッケル、スズなどの金属材料が
用いられる。本発明ではこのような導電性膜３５を形成
させることによって、棒状偏光粒子３０表面に自由電子
を存在せしめ、この自由電子の振動により、所定方向の
光の振動を吸収させて偏光をとりだすように作用させて
いる。この原理を図３（ａ）および（ｂ）を用いてさら
に詳細に説明する。図３（ａ）および（ｂ）はそれぞ
れ、棒状偏光粒子３０の長手方向の向きと光の振動方向
（電界Ｅ方向）との関係を示す図であり、図３（ａ）
は、光の電界Ｅと粒子の長軸が平行な場合、図３（ｂ）
は、光の電界Ｅと粒子の長軸が垂直な場合を、それぞれ
示している。図３（ａ）に示されるように、棒状偏光粒
子３０の長軸と平行方向に振動する光の電界Ｅを有する
光成分は、電子の振動により棒状偏光粒子３０に吸収さ
れる。この一方で、図３（ｂ）に示されるごとく棒状偏
光粒子３０の長軸と垂直方向に振動する光の電界Ｅを有
する光成分に対しては電子が振動しにくいためその光成
分はほどんど吸収されない。これにより棒状偏光粒子３
０の長軸に対し、垂直方向に振動する光成分のみが透過
し、偏光としてとりだされる。

【００２０】導電性膜３５の形成は、例えば、無電解メ
ッキ法や、真空蒸着法、真空スパッタ法等の手法を用い
て行えばよい。また、棒状偏光粒子３０を一定方向に配
列させる磁場配向処理は、微粒子分散媒体未乾燥の間に
永久磁石、電磁石、ソレノイド等の磁界発生手段を用い
て行えばよい。配向方向は、通常、基板の搬送方向に沿
って行われるのが一般的であるが、特別な仕様もあり、
特に限定されない。

【００２１】透光性のある微粒子分散媒体２０として
は、例えば、各種透明の樹脂微粒子分散媒体を用いれば
よい。偏光層１０は、塗設により形成されるため、樹脂
微粒子分散媒体としては、最終的に硬化処理できる熱硬
化性樹脂、反応性硬化性樹脂、紫外線ないし電子線硬化
樹脂等を含有させることが望ましい。

【００２２】微粒子分散媒体２０に対する上記棒状偏光
粒子３０の含有率は、偏光層１０の偏光特性が損なわれ
ない範囲で適宜選定すればよい。棒状偏光粒子３０の含
有率が小さ過ぎると、十分な偏光特性が得られず、ま
た、棒状偏光粒子３０の含有率が大き過ぎると棒状偏光
粒子３０間同士の干渉が起こり、偏光特性に変化が生じ
る場合がある。

【００２３】上述したような偏光層１０が形成される基
板２としては、透光性のあるガラス、プラスチック等を
用いればよい。その形状は、目的、用途に応じて種々の
形態ものを選定すればよい。

【００２４】また、本発明においては、基板２の存在は
必須の要件ではなく、偏光層１０を形成した後に、除去
するようにしてもよい。たとえば、基板２をポリビニル
アルコールで作製しておき、この基板２の上に、偏光層
１０を塗布、配向、乾燥・硬化させた後、基板２ごと水
に浸漬させる。そして、基板２の構成材料であるポリビ
ニルアルコールを水または熱水に溶かすことにより、偏
光層１０のみからなる偏光板が得られる。基板２を除去
することにより、光の透過率が向上するという効果が発
現する。なお、このような製造方法においては、偏光層
１０を塗設する際の塗料中の微粒子分散媒体等は、耐水
性に優れるものを用いる必要がある。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。

【００２６】（実施例１）棒状偏光粒子３０の作製棒状の酸化物強磁性体粒子３１として、針状の二酸化ク
ロム（ＣｒＯ₂ ）を用意した。二酸化クロムの長軸の長
さは、０．２〜０．３μｍ、アスペクト比（長軸長／短
軸長）は、平均約１０程度であり、極めて形状の均一性
に優れていた。この針状の二酸化クロムの表面に、銀か
らなる導電性膜３５を無電解メッキにより被膜形成し、
棒状偏光粒子３０を作製した。銀被膜がされた後の棒状
偏光粒子３０は、被膜前の状態と比べて大きさが若干大
きくなったが、長軸と短軸の比に大きな変化は見られな
かった。

【００２７】偏光板サンプルの作製まず、ポリビニルアルコールを純水に溶かし、濃度１０
％の溶液を５００ｍｌ作製した。次に、この溶液に上記
棒状偏光粒子３０を０．２５ｇ分散させて偏光層形成の
ための塗料を作製した。

【００２８】この塗料を透明ガラス基板２の上に、ドク
ターブレード法により塗設した。基板２の上に塗料を塗
設した後、上記の微粒子分散媒体溶液が完全に硬化して
ポリビニルアルコール膜になる前に、図４に示されるよ
うに基板２を挟むように配置された一対の配向磁石５
０，５０により磁場を一定方向に印加し、棒状偏光粒子
３０を磁場の印加方向に整列させ、しかる後、微粒子分
散媒体を完全に硬化させ（ポリビニルアルコール膜の形
成）、実施例１の偏光板サンプルを作製した。なお、微
粒子分散媒体であるポリビニルアルコール膜の硬化は、
１２０℃、１０分の加熱条件により行った。

【００２９】偏光板サンプルの評価このようにして作製した偏光板サンプルについて、波長
８００ｎｍの光源を用いて消光比の測定を行ったとこ
ろ、消光比１４ｄＢという高い値が得られた。

【００３０】これとの比較のため、銀被膜を行わない棒
状偏光粒子を用い、それ以外は上記の実施例１の偏光板
サンプルと全く同じ方法で比較サンプルを作製し、同様
にして消光比の測定を行ったところ偏光面による消光は
ほとんど起こらなかった。

【００３１】これにより、酸化物強磁性体粒子の表面に
導電性膜を被膜することにより、消光比が格段と向上
し、極めて偏光特性の良い偏光板が得られることが確認
できた。

【００３２】（実施例２）上記実施例１で用いたアスペ
クト比１０の針状の二酸化クロム（ＣｒＯ₂ ）を、アス
ペクト比４の針状の二酸化クロム（ＣｒＯ₂ ）に代え
た。それ以外は上記実施例１の場合と同様にして実施例
２の偏光板サンプルを作製した。

【００３３】この実施例２の偏光板サンプルについて、
波長８００ｎｍおよび波長５５０ｎｍの光源を用いて消
光比の測定を行ったところ、消光比５ｄＢ（波長８００
ｎｍ）および消光比８ｄＢ（波長５５０ｎｍ）がそれぞ
れ得られた。ちなみに上記実施例１の偏光板サンプルに
おける波長５５０ｎｍの光源を用いた場合の消光比は、
６ｄＢであった。

【００３４】これらの結果より、実施例２の偏光板サン
プル（アスペクト比４）は、波長８００ｎｍの光源に対
するよりも波長５５０ｎｍの光源に対する消光比の方が
良好であることがわかる。また、波長５５０ｎｍの光源
に対する消光比を考慮した場合、実施例１の偏光板サン
プル（アスペクト比１０）よりも実施例２の偏光板サン
プル（アスペクト比４）の方が良好な消光比が得られる
ことがわかる。

【００３５】本発明における棒状偏光粒子３０は、中核
となる棒状部分に棒状の酸化物強磁性体粒子３１を用い
ているために、棒状粒子形状の均一性に優れ、しかもア
スペクト比が広範囲に選択できる。従って、用いる光源
の波長に対応して最適な消光比が得られるようにアスペ
クト比の選定が可能である。さらに、酸化物強磁性体粒
子の表面に導電性膜が被覆されているために、本来単独
では高い消光比が得られない酸化物強磁性体粒子を、実
用的高レベルに至るまでに消光比を向上させることがで
きる。

【００３６】

【発明の効果】上記の結果より本発明の効果は明らかで
ある。すなわち、本発明は、光を制御し偏光を取り出す
ための偏光層を備える偏光板であって、前記偏光層は、
透光性のある微粒子分散媒体と、該微粒子分散媒体中に
分散されるとともに磁場配向により一定方向に配列され
た棒状偏光粒子を有し、前記棒状偏光粒子は、棒状の酸
化物強磁性体粒子と、その表面に被覆された導電性膜を
有してなるように構成されているので、安価、かつ大量
生産が可能であり、しかも消光比が高く、性能および信
頼性が極めて高い。また、さらには、用いる光の波長に
応じて、偏光特性の最適化が容易に図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の偏光板の好適な実施の形態を示す断面
図である。

【図２】棒状偏光粒子の構造を分かりやすく説明するた
めの断面図である。

【図３】図３（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、棒状偏光
粒子の長手方向の向きと光の振動方向（電界Ｅ方向）と
の関係を示す図である。

【図４】磁場配向の状態の一例を示す概略斜視図であ
る。

【符号の説明】

１…偏光板２…基板１０…偏光層２０…微粒子分散媒体３０…棒状偏光粒子３１…棒状の酸化物強磁性体粒子３５…導電性膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を制御し偏光を取り出すための偏光層
を備える偏光板であって、前記偏光層は、透光性のある微粒子分散媒体と、該微粒
子分散媒体中に分散されるとともに磁場配向により一定
方向に配列された棒状偏光粒子を有し、前記棒状偏光粒子は、棒状の酸化物強磁性体粒子と、そ
の表面に被覆された導電性膜を有してなることを特徴と
する偏光板。
【請求項２】前記酸化物強磁性体粒子は、二酸化クロ
ムである請求項１記載の偏光板。
【請求項３】前記酸化物強磁性体粒子は、酸化鉄であ
る請求項１記載の偏光板。
【請求項４】前記棒状の酸化物強磁性体粒子のアスペ
クト比は、１．５〜３０である請求項１ないし請求項３
のいずれかに記載の偏光板。