JPS60257403A

JPS60257403A - 偏光板

Info

Publication number: JPS60257403A
Application number: JP59115325A
Authority: JP
Inventors: Suguru Yamamoto; 山本　英
Original assignee: Nitto Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1984-06-04
Filing date: 1984-06-04
Publication date: 1985-12-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は偏光板、詳しく言えばどの視野角度からの反射
光または透過光でも着色干渉縞を発生しない透明保護層
で保護された偏光板に関する。

偏光フィルムを外気に曝された環境条件で使用する場合
や、液晶を用いた表示器に使用する場合などには、外傷
や湿気あるいは化学薬品による腐蝕から偏光フィルムを
保護するために、表示に保護層を設ける必要がある。保
護層を形成する材料にはガラスやプラスチックフィルム
が用いられるが、ガラスは強度の点からあまり薄くでき
ず、また重量も重くなることが欠点である。プラスチッ
クフィルムとしてはセルロース系あるいはポリアクリル
系樹脂が実用化されているが、これらも、形状１寸法の
安定性や耐湿、耐熱性に優れず、特に屋外用には適さな
い。これに対してポリエチレンテレフタレート等を延伸
加工したフィルムの使用が試みられている。このフィル
ムは延伸加工されていることにより、表面性が良く、耐
薬品性。

耐熱性、耐湿性が良好となるが、延伸加工によりフィル
ムに光学的異方性が生じ、複屈折を起こさせる。従って
このフィルムで保護さ五た偏光板を透かし物体を見る場
合、方向により光の干渉による色ムラが生じることがあ
り、例えば方向性のない液晶表示装置に使用する偏光板
の保護膜などには適さないことがある。

本発明の目的は、上記のような欠点を排除し、色むらの
生じないプラスチックフィルムで保護された偏光板を提
供することにある。

かかる本発明の目的は、膜面に平行な一方向に特に強く
延伸されたポリスルホン、ポリカーボネート、ポリアミ
ド、ポリエーテルスルホンフィルムにおいてＮｙを特に
強く延伸された方向の屈折率、Ｎｘをこれに垂直方向の
屈折率、ｐＪｚを膜厚方向の屈折率とし、Ｎ　＝　（Ｎ
　ｘ　十Ｎ　ｙ　＋　Ｎ　ｚ　）　／　３としたとき、を満足し、かつ、フィルムの厚さをｄ、ｓｉｎ　θ′−
責、その波長をλとしたとき、Ｎｙ２　Ｎｚ２〉　４を満足する該フィルムが偏光フィルムの少なくとも片方
の面に接着剤の層を介して貼り合わせることにより達成
される。

次に本発明の基礎をなす理論について説明する。

第１図に示すように、互いに光軸が直交するよう配置さ
れた２個の偏光子Ｐ＋、Ｐ２がら成る直交ニコル光学系
の、両偏光子ＰＩ、Ｐ２の間に複屈折性を有するサンプ
ルをおくと、この光学系を透過する光の強度■は、偏光
子の光軸とサンプルの光軸との間の角度をφとして、１　＝Ａ　ｓｉｎ’　２φ・ｓ　ｉ　ｎ　２−　−−−
（１１で表される。ここでＡは定数、δは、 λ で与えられる位相因子である。但し、Δｎはサンプルの
表面に平行な面内での主屈折率の差、λは光の波長、ｄ
はサンプルの厚さとする。従って式（１１と表すことができる。なお、Δｎ−ｄはレターディジョ
ンと呼ばれる。式（２）かられかるようにφ＝０、÷、
π、す、−の時は光は透過しないが、例えば０〈φく÷
であっても、Ｎを整数としてΔｎ・ｄ／λがＮに等しく
なる条件と（Ｎ＋１）／２に等しくなる条件の間で、光
度は０からピーク値まで、ｓｉｎ’（π・Δｎ−ｄ／λ
）に従って変化する。しかし、実際にはＮが大きくなる
とこの変化のコントラストは急速に弱まり、そのような
条件を満たす波長の光は事実上色むらに関与しない。

従って、一方向に強く延伸されたフィルムにおいては、
Ｎの値がどの角度から見た場合においても一定（ｆｌ上
になることが必要である。

第２図は主屈折率をｎｘ、ｎｙ、ｎｚとしたとき、式で表される屈折率楕円体の図である。原点を通るこの楕
円体の断面が円になるとき、その断面の法線方向に近い
方向からフィルムを見た場合Δｎは非常に小さくなって
、着色干渉縞が観測されるようになる。断面の形が円に
なるような断面はｚ軸に対象に２つ存在する。断面が円
となる条件は次のようにしてめられる。即ち、原点０を
通り、法線が２軸と角θ′をなす面で楕円体を切断した
ときの断面の図形（一般に楕円）は、で表される。但しＸおよび２は、断面の法線面の方向を
Ｙ軸に選んだときの上記断面上の平面直交座標である。

この式（４）が円を表すための条件はｘ２の係数と２２
の係数が等しいこと、つまり、が成り立つことである。

この鞭より、が導かれ、式（６）を満足する角θ′の方向に近い方向
から見たときに着色干渉縞が表れる。但し、ここでめた
角θ′は媒質フィルム内での角であり実際には、フィル
ム面での光の屈折を考慮して、空気中より観察する場合
の角θ（第３図参照）に換算する必要がある。空気の屈
折率（事実上１と考えてよい）をｎｌ、フィルムの屈折
率をｎ２とすると、θとθ′の間には、ｎｌ　°　ｓｉｎθ＝ｎ２　・ｓｉｎθ’　−（７）の
関係があり、θが９０°近くになれば、実際上フイルム
面を斜めの方向から観察しても着色干渉縞は現れない。

ここで式（６）と式（７）より、ｎ＋　＝１゜ｎ２　＝
　（Ｎｘ＋Ｎｙ＋Ｎｚ）／３．＝Ｎとしてθ〉９ｏ。

となる条件をめると、が得られる。従って主屈折率Ｎｘ、Ｎｙ、Ｎｚが式（８
）を満足するようなフィルムであれば斜め方向からフィ
“ルムを見てもコントラストの強い着色干渉縞ば現われ
ない。さらにコントラストの弱くなった数次の干渉縞次
数のものも無くし、完べきなものとするためには、最も
斜めに傾けた場合、すなわち最も条件の悪も）状態での
縞次数を算出し、これが一定値以上にし、コントラスト
を無゛くする方向へもってゆけばよい。具体的には、ｎ
２　＝Ｎ。

θ−９０゛、媒質フィルム内での光の進光角度をθ′と
した時の縞次数を算出すればよい。

第４図に、このような場合の屈折率楕円体の図を示す。

この図において光の入射する方向でのΔＮを計算するとこれを用いて縞次数を算出すると、バＮ値が４以上となると実際には干渉縞が観察されないこ
とからＮ　＞　４−（ＩＩ）（ＩＩ）式に＋９１．　Ｏｏｌを代入し１、Ｎｙ’　Ｎ
ｚ’ 〉４の条件が得られる。すなわち、（８）式を満足し、かつ
０式を満足するフィルムであれば、どの方向から見ても
干渉縞は全く認められない偏光板を得ることができる。

次に本発明の偏光板に使用する偏光フィルムの素材とそ
の処理方法、偏光フィルムの表面に保護膜として貼り合
わせる着色干渉縞を生じな６）フィルムの種類とその処
理方法および偏光フイ、１１／ムと保護膜との接着に使
用する接着剤の種類等につも）で説明する。

本発明の実施に当たって用いられる偏光フィルムは、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
重合物ケン化物（ＥＶＯＨ）フィルムの如き親水性高分
子系フィルムに１．偏光物質である沃素及び二色性染料
のいずれか、または両方を吸着配向せしめた沃素系ない
し二色性染料系偏光フィルム、又はポリビニルアルコー
ル系フィルムを脱水処理するか或いはポリ塩化ビニル系
フィノルムを脱塩酸処理するかしてポリコニンを形成せ
しめ配向してなるポリエン系偏光フィルムなどである。

偏光フィルムの片面又は両面に接着剤層を介し、て貼り
合わされる保護用のフィルムは、ポリスｌレホン、ポリ
カーボネート、ポリアシド、ポリエーテルスルボンフィ
ルムであって、これに軸方向の延伸加工を施す。

偏光フィルムと該フィルムとの貼り合わせに使用される
接着剤組成物は、接着特性以外に、約２〜５０μｍの厚
みにおいて光学的透明性を有すると共に、含有成分によ
って偏光フィルムの偏光特性を消失又は低下させないも
のであることが必要で、好適にはポリエステル系接着剤
、ポリアクリル系接着剤２エポキシ系接着剤、シアノア
クリレ−１・系接着剤、ポリウレタン系接着剤、スピラ
ン系接着剤などを挙げることができる。

さらに、両フィルムの貼り合わせに際しては、充分な接
着強度を得るために、両フィルムの貼り合わせ界面側を
表面処理することが望ましい。

該フィルムの表面処理法としては、スバ・ツタリング法
、酸化火災法、或いはプライマー処理法。

アルカリ処理法などが使用でき、偏光フィルムの表面処
理法としては、シランカップリング剤、ポリイソシアネ
ート化合物などによるプライマー処理法などが使用でき
る。

なお、該フィルムの表面（露出面）に、シリコン系樹脂
などを塗布して耐スクラッチ処理したり、フン化マグネ
シウムなどを蒸着などの手段により形成して透明性を向
上させたりすることも、偏光板の寿命を長くすると共に
偏光特性上好ましい。

次に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第５図は、本実施例の断面図、第６図は本実施例の部分
切欠斜視図である。両図において、偏光フィルム２は、
沃素を吸着させたポリビニルアルコール系フィルムを約
４倍の長さに延伸することによって沃素分子に配向を与
えて偏光性を持たせた偏光フィルムで、両面にポリイソ
シアネート化合物による表面処理が施されている。保護
膜１および３は、厚さ１００μｍで、−軸延伸加工され
た該フィルムで、延伸方向を偏光フィルムの偏光軸と直
交するようポリエステル系の接着剤を用いて偏光フィル
ム２の両面にそれぞれ接着されている。

図には接着剤の層は示されていない。図において実線の
矢印は偏光フィルム２の偏光軸の方向を、点線の矢印は
保護膜１および３の延伸の方向を示す。

次に本発明の他の実施例として、上記と全く同じ偏光フ
ィルム、保護膜および接着剤を使用し、偏光フィルムの
偏光軸と、保護膜の延伸方向とを一致させて偏光フィル
ムの両面に保護膜を接着させた偏光板の部分切欠斜視図
を第、７図に示す。第７図において、第６図に示した実
施例に対応する構成要素には第６図の場合と同じ番号を
付した。

また、第７図においても実線の矢印は偏光フィルム２の
偏光軸の方向を、点線の矢印ば保護膜１および３の延伸
の方向を示す。

以上に示した両実施例とも、理論的考察から期待される
通り、これら偏光板を白色光の照射のもとに如何なる方
向から観察しても着色干渉縞は観測されず、また、液晶
表示器を用いる場合のように、これら両実施例による偏
光板を互いに平行、かつ、各々の偏光軸が互いに直交す
るように保持して観察を行っても、着色干渉縞は全く観
測されなかった。

なお、本発明に使用した保護膜の光学的特性例を、ポリ
カーボネートフィルムを例にして示す。

厚さ３００μｍの延伸していないポリカーボネートフィ
ルムを１３０°Ｃに加熱し、一方向くＹ方向）に３倍の
延伸を行なって厚さ１００μｍの一軸延伸ポリカーホネ
ートフイルムを作製、可視光透過率９０％の高い透明度
を得た。このフィルムをサンプリングしアソへの屈折計
にて二方向の屈折率を測定した所、Ｎ、ｙ（面内延伸方向屈折率）Ｎｘ（面内延伸方向に垂直方向の屈折子）Ｎｚ（厚さ方
向の屈折率）ばそれぞれ１．６５１．５７１．５２となった。これを特許請求の範囲（１）の式に代入する
と、＞　（Ｎ戸が成立し、かつ、 −５，８≧４が成立した。

本フィルムを用いて、ポリビニルアルコール系フィルム
に沃素を吸着させた沃素偏光フィルムの両側に接着剤で
貼り合わせて作製した偏光板はポリカーボネートを用い
ているため表面性に優れ、光透過率が高く明るいという
特徴を示した上、上記光学特性を満足しているため複屈
折による色ムラも発η三しなかった。

先に示した２つの実施例の場合と同様、複屈折や色むら
を生しないだけでなく、ポリカーボネートを使用してい
るため高い光の透過性を示した。

以上の説明から明らかなよ・うに、本発明により、単独
に用いても、また光軸が互いに直交するよう配置しても
着色干渉縞の生じない偏光板が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は直交ニコル光学系の構成図、第２図と第４図は
屈折率楕円体を示す図、第３図はフィルムと空気との接
解部における光の屈折状況を示す図である。第５図と第
６図は、それぞれ本発明実施例の構成を示す断面図およ
び部分切欠斜視図である。第７図は、本発明の他の実施
例の構成を示す部分切欠図である。１．３−一保護膜　２＝偏光フイルＪ、特許出願人　日
東電気工業株式会社代理人　弁理士西日］　新ＰＩＳ　Ｐ２ × ２　第；３図

Claims

【特許請求の範囲】ｍ膜面に平行な一方向に延伸されたフィルムの、上記延
伸方向の屈折率をＮｙ、　フィルムの膜厚方向と上記延
伸方向に直交する方向の屈折率をＮｘ。フィルムの膜厚方向の屈折率をＮｚ、（Ｎｘ＋Ｎｙ＋Ｎ
ｚ）／３をに、フィルムの膜厚をｄ、１／Ｎをｓｉｎθ
′、フィルムに投照される光の波長をλとするとき、（（’１／Ｎｙ’　−１／Ｎｘ’　）　／　（１／Ｎｙ
’　−１／Ｎｚ２）　）および、Ｎｙ２Ｎｚ’ 〉４なる関係を満足する、膜面に平行な一方向に延伸された
ポリスルボン・フィルム、ポリカーボネート・フィルム
、ポリアミド・フィルム、ポリエーテルスルホン・フィ
ルムの群から選ばれたフィルムが、偏光フィルムの少な
くとも片方の面に接着剤の層を介して貼着されて成る偏
光板。（２）上記接着剤がポリエステル系接着剤、ポリアクリ
ル系接着剤、エポキシ系接着剤、シアノアクリレート系
接着剤、ポリウレタン系接着剤、および、スピラン系接
着剤の群から選ばれていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の偏光板。