JPS6026304A - 偏光板 - Google Patents

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、表面に保護層を設ける必要がある。保
護層を形成する祠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、ポリエステルの一種であるポリエチ
レンテレフタート（以下の説明でＰＥＴと略す）を伸延
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、伸延加工されていることにより、化学薬品に対す
る耐腐触性が大きく、また耐熱、耐湿性なども優れてい
るが、伸延加工によりフィルムに光学的異方性が生じ、
光に複屈折をおこさせる。従って、このフィルムで保護
された偏光板を透かし物体を見る場合、方向により保護
膜上に光の干渉による色むらが生じることがあり、例え
ば液晶を用いた表示器に使用する偏光板の保護膜などに
は適さない。

本発明の目的は、ＰＥＴその他のポリエステル系フィル
ムの上記のような欠点を排除し、色むらの生じないポリ
エステル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エステルフィルムにおいて、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、Ｎｚを膜厚方向の屈折率としたとき、〉
０．８ を満足し、かつ、フィルム厚さをｄとしたときを満足す
るポリエステル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せるごとにより達成
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ＰＩ、Ｐ２がら成る直交ニコル光学系
の、両部光子ｐｌ、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・ｓｉｎ’　−−−（１）で表
される。ここでＡは定数、δは、 λ で与えられるイ如世因子である。但し、八〇はサンプル
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（１） 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＝シ ０、Ｔ、πｌ　ｌ　ｌ−の時は光は透過しないが、例え
ば０〈φ〈Ｔ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、いまＮ＝１とし、ｄに典型的な膜厚の値として
１００μｍを、λに可視光中央部の波長５５０ｎｍを用
いると、八〇はほぼ０．００５と算出される。この値は
ＰＥＴフィルムのΔｎの値０．０８〜０．１４に比べて
１桁以上小さく、従ってλとｄを同じとするならＰＥＴ
がΔｎ−ｄ／λ−Ｎ、ｏｒ（Ｎ＋１）／２を満足するＮ
の値は１０以上となり、膜面に対して垂直な方向に関す
る限り、色むらに関しては全く問題はない。即ち、レタ
ーディジョンΔｎ−ｄが１０μｍ近くであれば、可視光
について垂直方向に関する限り色むらは問題とならず、
上記のＰＥＴフィルムの場合レターディジョンは８〜１
４μｍになっている。しかし、斜めの方向の場合、Δｎ
が０．００５近くになる場合もあり得るかも知れず、こ
のような方向からフィルムを見た場合、着色干渉縞が現
れる。これについて以下にさらに考察を進める。

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′、こ
近い方向からフィルムを見た場合Δｎは非常に小さくな
り（法線方向から見ればΔｎ＝Ｑ）、今の場合、具体的
には、Δｎ　＝０．００５になる方向からフィルムを見
るとき、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軸に対称に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Ｏ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δ１−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。この式
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現れる。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０２とすると、θとθ′の間には、 ｎｌ　−５ｉｎ　θ＝ｎ２　・ｓｉｎ　θ’　−−（７
１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、ｒｚ　＝１゜ｎ２
＝　１．６　（ＰＥＴフィルムの平均的な屈折率）とし
てθ〉９０°となる条件をめると、＞　０．８　−（８
１ 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は現われな
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い状態での縞次
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、Ｎ２　＝
１．６０゜θ−９０°　（この時θ’　＝３８．７°）
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Δこれを用いて縞
次数を算出すると Ｎ＝　−一・叫 λ 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　・−０１） ００式に（９）、　０のおよびθ’　＝３８．７°を代
入し、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。なお本発明にあたって
試作したＰＥＴフィルムサンプルについて検証した（８
）式、０式の右辺の値を次表に示す。

サンプル■ではｓｉｎθ’　＝０．５０であるためコン
トラストの強い干渉しまが認められた。またサンブル■
ではｓｉｎθ’　＞０．８ではあるがＮ＝２．２である
ためコントラストの弱いうすい干渉縞が認められた。サ
ンプル■ではｓｉｎθ’　＞０．８　、　Ｎ＝　４とも
に満足しており、どの方向から見ても干渉縞は全く認め
られなかった。

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いポリエステルフィルムの種
類とその処理方法および偏光フィルムと保護膜との接着
に使用する接着剤の種類等について説明する。

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　ｇＢ　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、沃素及び／又は二色性染料の如き
偏光素子を、吸着配向せしめた沃素及び／又は二色性染
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ルムを
脱塩酸処理するかしてポリエ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
わされる保護用のポリエステルフィルムは、ポリエチレ
ンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどの
ポリエステルからなるフィルムであって、これに軸方向
の伸延加工を施し、化学薬品に対する耐蝕性を付与する
。

偏光フィルムとポリエステル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２〜５
０μｍ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、エポキシ系接着剤、シアノ７ク
リレート系接着剤、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。

ポリエステルフィルムの表面処理法としては、スパンク
リング法、酸化火災法、或いはプライマー処理法５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、ポリエステルフィルムの表面Ｃｎ出面）に、シリ
コン系樹脂などを塗布して耐スクラ・ノチ処理したり、
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倍の長さに伸延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ｌおよび３は、厚さ１００μｍ、表面に平行な面内で
の主屈折率の差が０．１４．厚さ方向の主屈折率が１．
５１となるよう伸延加工されたポリエチレンテレフタレ
ートのフィルムで、伸延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の伸延の方向を示す。

次に本発明の他の実施例として、−に記と全く同じ偏光
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、保護膜の伸延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・Ｕ“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、点線の矢印は保護膜１および３の伸延
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
表示器に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。

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ＰＥＴフィルムと空気
との接触面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。 ｐ、ｓ　Ｐ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）膜面に平行な一方向に特に強く延伸された。ｌｘ
   　ＩＪエステルフィルムにおいて、Ｎｙを特に強＜　Ｈ
   （Ｉｌ＋された方向の屈折率、Ｎｘをこれに垂直方向の
   屈折率、Ｎｚを膜厚方向の屈折率としたとき、を満足し
   、かつ、フィルム厚さをｄとしたときを満足するポリエ
   ステル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されている偏光板。
2. （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
   剤の群から選ばれた少なくとも１つである特許請求の範
   囲第１項記載の偏光板。