JPWO2019151334A1 - 偏光板、円偏光板、表示装置 - Google Patents

偏光板、円偏光板、表示装置 Download PDF

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Abstract

本発明は、表示素子上に配置した際に、反射防止能の著しい低下が抑制される円偏光板に好適に適用できる、透過率の高い偏光子を含む偏光板、円偏光板、および、表示装置を提供する。本発明の偏光板は、偏光子、および、偏光子と接している隣接層を含み、偏光子の吸収軸方向の透過率が4.0%以上であり、隣接層の面内平均屈折率が、式(X)の関係を満たす、偏光板。式(X) 偏光子の透過軸方向の屈折率<隣接層の面内平均屈折率<偏光子の吸収軸方向の屈折率

Description

本発明は、偏光板、円偏光板、および、表示装置に関する。
有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置に代表される表示装置において、外光の反射防止のために、偏光子とλ/4板とを積層した円偏光板が使用されている(特許文献1)。
特開平9−127885号公報
近年、表示パネルで表示するパターン(画像、文字等)を省エネルギーでより鮮明にすることが求められている。その手法の一つとして、上述した円偏光板中の偏光子の透過率を高める方法が挙げられる。
通常、透過率の高い偏光子は、偏光度が落ちるため、このような偏光子を含む円偏光板を用いると、透過率の向上が見込まれるものの、反射防止能が低下することが予想される。
透過率の高い偏光子は偏光子の吸収軸方向の透過率が上がってしまう場合が多く、本発明者らは、その吸収軸方向の透過率が高い偏光子を用いた場合、予想以上に反射防止能が低下することを知見した。
本発明は、上記実情に鑑みて、表示素子上に配置した際に、反射防止能の著しい低下が抑制される円偏光板に好適に適用できる、透過率の高い偏光子を含む偏光板を提供することを課題とする。
また、本発明は、円偏光板、および、表示装置を提供することも課題とする。
本発明者は、従来技術の問題点について鋭意検討した結果、所定の構成の偏光板を用いることにより、上記課題を解決できることを見出した。
すなわち、以下の構成により上記課題を解決することができることを見出した。
(1) 偏光子、および、偏光子と接している隣接層を含み、
偏光子の吸収軸方向の透過率が4.0%以上であり、
隣接層の面内平均屈折率が、後述する式(X)の関係を満たす、偏光板。
(2) 偏光子が、二色性物質を用いて形成された偏光子である、(1)に記載の偏光板。
(3) 偏光子の吸収軸方向の屈折率と隣接層の面内平均屈折率との差が0.15以下であり、
隣接層の面内平均屈折率と偏光子の透過軸方向の屈折率の差が0.10以下である、(1)または(2)に記載の偏光板。
(4) 隣接層の面内平均屈折率と隣接層の厚みとの積である光学膜厚dが、後述する式(Y)の関係を満たす、(1)〜(3)のいずれかに記載の偏光板。
(5) さらに、隣接層の偏光子側とは反対側の表面に接している光学機能層を含み、
光学機能層の面内平均屈折率が1.49〜1.60である、(1)〜(4)のいずれかに記載の偏光板。
(6) 隣接層の面内平均屈折率が、偏光子の面内平均屈折率よりも低い、(1)〜(5)のいずれかに記載の偏光板。
(7) 偏光子の吸収軸方向の透過率と偏光子の透過軸方向の透過率との平均値が47.0%以上である、(1)〜(6)のいずれかに記載の偏光板。
(8) (1)〜(7)のいずれかに記載の偏光板と、λ/4板とを有し、
隣接層が、偏光子とλ/4板との間に位置する、円偏光板。
(9) 表示素子と、表示素子上に配置された(8)に記載の円偏光板とを含む、表示装置。
(10) 表示素子が、有機エレクトロルミネッセンス表示素子である、(9)に記載の表示装置。
本発明によれば、表示素子上に配置した際に、反射防止能の著しい低下が抑制される円偏光板に好適に適用できる、透過率の高い偏光子を含む偏光板を提供できる。
また、本発明によれば、円偏光板、および、表示装置を提供できる。
従来技術の問題点を説明するための円偏光板を含む表示装置の断面図である。 偏光板の第1実施形態の断面図である。 偏光板中の偏光子の吸収軸方向および透過軸方向を説明するための図である。 円偏光板の第1実施形態の断面図である。 表示装置の第1実施形態の断面図である。 偏光板の第2実施形態の断面図である。 円偏光板の第2実施形態の断面図である。 表示装置の第2実施形態の断面図である。
以下、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。まず、本明細書で用いられる用語について説明する。
本発明において、Re(λ)およびRth(λ)は、それぞれ波長λにおける面内のレタデーションおよび厚み方向のレタデーションを表す。特に記載がないときは、波長λは、550nmとする。
本発明において、Re(λ)およびRth(λ)はAxoScan OPMF−1(オプトサイエンス社製)において、波長λで測定した値である。AxoScanにて平均屈折率((nx+ny+nz)/3)と膜厚(d(μm))を入力することにより、
遅相軸方向(°)
Re(λ)=R0(λ)
Rth(λ)=((nx+ny)/2−nz)×d
が算出される。
なお、R0(λ)は、AxoScan OPMF−1で算出される数値として表示されるものであるが、Re(λ)を意味している。
AxoScanにて用いられる平均屈折率は、アッベ屈折率(NAR−4T、アタゴ(株)製)を使用し、光源にナトリウムランプ(λ=589nm)を用いて測定する。また、波長依存性を測定する場合は、多波長アッベ屈折計DR−M2(アタゴ(株)製)にて、干渉フィルターとの組み合わせで測定できる。
また、ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、および、各種光学フィルムのカタログの値を使用できる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する:セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、ポリスチレン(1.59)。
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」、および「45°で交差」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°の範囲内であること等を意味し、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。
本明細書において、偏光子の「吸収軸」は、吸光度の最も高い方向を意味する。「透過軸」は、「吸収軸」と90°の角度をなす方向を意味する。
本発明者らは、吸収軸方向の透過率が高い偏光子を含む円偏光板を用いた場合、予想以上に反射防止能が低下することを知見している。その理由について、図1を用いて説明する。
図1に示す表示装置100では、吸収軸方向の透過率が4.0%以上である偏光子102と、λ/4板104と、表示素子106とが積層されている。偏光子102およびλ/4板104は円偏光板として機能し、外光反射を防止する。
一方で、偏光子102は吸収軸方向の透過率が高いため、偏光子102を透過してλ/4板104の表面まで到達する光が増える。そのため、偏光子102とλ/4板104との界面で反射する光が増え、結果として、反射防止能が予想よりも著しく低下する。
それに対して、本発明では、偏光子の吸収軸方向の屈折率よりは小さく、透過軸方向の屈折率よりは大きい面内平均屈折率を示す隣接層を偏光子と接するように設けることにより、偏光子を透過してくる光の界面反射を抑制できる。つまり、上述したような、偏光子とλ/4板との界面での反射を抑制でき、結果として、反射防止能の著しい低下を抑制できる。
<<第1実施形態>>
以下、本発明の偏光板、円偏光板、および、表示装置の第1実施形態について図面を用いて説明する。
図2は、本発明の偏光板の第1実施形態を示す。図2に示す偏光板10Aは、偏光子12と、偏光子12の表面と接するように配置される隣接層14とを含む。図3では、偏光子12の吸収軸Aaおよび透過軸Taの方向を示す。
以下、それぞれの部材について説明する。
<偏光子>
偏光子は、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)であり、吸収型偏光子が挙げられる。
偏光子の吸収軸方向の透過率は、4.0%以上である。なかでも、表示素子のパターン(画像、文字等)を省エネルギーでより鮮明に視認できる点で、偏光子の吸収軸方向の透過率は6.0%以上が好ましい。偏光子の吸収軸方向の透過率の上限値は特に制限されないが、偏光板を含む円偏光板の反射防止能の点で、50.0%以下が好ましく、20.0%以下がより好ましい。
偏光子の吸収軸方向の透過率と透過軸方向の透過率との平均値{(偏光子の吸収軸方向の透過率+偏光子の透過軸方向の透過率)/2}は、47.0%以上が好ましく、48.0%以上がより好ましく、49.0%以上がさらに好ましい。上記平均値の上限値は特に制限されないが、偏光板を含む円偏光板の反射防止能の点で、75.0%以下が好ましく、60.0%以下がより好ましい。
上記偏光子の吸収軸方向の透過率および透過軸方向の透過率の測定は、後段での実施例欄において詳述されるが、マルチチャンネル分光器(OCEAN OPTICS社製、製品名「QE65000」)を用いて実施され、偏光子の吸収軸方向の透過率および透過軸方向の透過率は、いずれも400〜700nmの波長域における平均透過率に該当する。より具体的には、この平均透過率は、400〜700nmの間で上記測定によって得られる10nmごとの透過率の値を、CIE(国際照明委員会)で規格化されたXYZ等色関数(CIE1931標準観測者の等色関数)のY値を用いて、重み付け平均することで算出される。つまり、400〜700nmの間で10nmの毎に測定された透過率の値と、透過率の測定波長に対応するY値の値との積である計算値Aを測定波長毎にそれぞれ算出して、各測定波長で得られた計算値Aを合計して合計値Bを算出し、さらに、得られた合計値Bを上記で用いたY値の合計値Cで除する(合計値B/合計値C)ことにより、透過率が算出される。
偏光子の吸収軸方向の屈折率は図3中の吸収軸Aa方向に沿った屈折率を意図し、その値は特に制限されないが、本発明の偏光板を含む円偏光板が用いられた表示装置における反射防止能がより優れる点(以後、単に「本発明の効果がより優れる点」とも称する)で、1.55〜2.00が好ましく、1.55〜1.85がより好ましい。
偏光子の透過軸方向の屈折率は図3中の透過軸Ta方向に沿った屈折率を意図し、その値は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、1.50〜1.90が好ましく、1.50〜1.75がより好ましい。
上記屈折率は、波長550nmにおける屈折率を意図する。
上記屈折率の測定方法としては、後段の実施例欄で詳述するように、石英ガラス板上に、偏光子を作製し、Woollam社製分光エリプソメトリM−2000Uにより偏光子の屈折率を測定する。
偏光子の厚みは特に制限されないが、薄型化の点から、0.1〜5.0μmが好ましく、0.1〜1.5μmがより好ましい。
偏光子としては、例えば、二色性物質を用いて形成された偏光子、ヨウ素系偏光子、および、ポリエン系偏光子が挙げられ、偏光子の透過率の調整がしやすい点で、二色性物質を用いて形成された偏光子が好ましい。二色性物質を用いて形成された偏光子としては、二色性物質を含む組成物を用いて形成された偏光子が挙げられ、後述するように、二色性物質および液晶性化合物を含む液晶性組成物を用いて形成される偏光子が好ましい。
二色性物質とは、本明細書中、方向により吸光度の異なる色素のことを言い、ジアゾ系化合物、キノン系化合物、および、その他公知の二色性物質が挙げられる。なお、本明細書において、ヨウ素イオン(例えば、I3−およびI5−)は二色性物質には含まれない。
二色性物質としては、下記式(1)で表される化合物(以下、「特定二色性物質」とも略す。)が好ましい。
式(1)中、A、AおよびAは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい2価の芳香族基を表す。
また、式(1)中、LおよびLは、それぞれ独立に、置換基を表す。
また、式(1)中、mは、1〜4の整数を表し、mが2〜4の整数の場合、複数のAは互いに同一でも異なっていてもよい。なお、mは、1または2が好ましい。
上記式(1)中、A、AおよびAが表す「置換基を有していてもよい2価の芳香族基」について説明する。
上記置換基としては、例えば、特開2011−237513号公報の[0237]〜[0240]段落に記載された置換基群Gが挙げられ、中でも、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル、および、エトキシカルボニル)、または、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェノキシカルボニル、4−メチルフェノキシカルボニル、および、4−メトキシフェニルカルボニル)が好ましく、アルキル基がより好ましく、炭素数1〜5のアルキル基がさらに好ましい。
2価の芳香族基としては、例えば、2価の芳香族炭化水素基および2価の芳香族複素環基が挙げられる。
上記2価の芳香族炭化水素基としては、例えば、炭素数6〜12のアリーレン基が挙げられ、具体的には、フェニレン基、クメニレン基、メシチレン基、トリレン基、および、キシリレン基が挙げられる。中でもフェニレン基が好ましい。
また、上記2価の芳香族複素環基としては、単環または2環性の複素環由来の基が好ましい。芳香族複素環基を構成する炭素原子以外の原子としては、窒素原子、硫黄原子および酸素原子が挙げられる。芳香族複素環基が炭素原子以外の環を構成する原子を複数有する場合、これらは同一であっても異なっていてもよい。芳香族複素環基としては、具体的には、ピリジレン基(ピリジン−ジイル基)、キノリレン基(キノリン−ジイル基)、イソキノリレン基(イソキノリン−ジイル基)、ベンゾチアジアゾール−ジイル基、フタルイミド−ジイル基、および、チエノチアゾール−ジイル基(以下、「チエノチアゾール基」と略す。)が挙げられる。
上記2価の芳香族基の中でも、2価の芳香族炭化水素基が好ましい。
ここで、A、AおよびAのうちいずれか1つが、置換基を有していてもよい2価のチエノチアゾール基であることが好ましい。なお、2価のチエノチアゾール基の置換基の具体例は、上述した「置換基を有していてもよい2価の芳香族基」における置換基と同じであり、好ましい態様も同じである。
また、A、AおよびAのうち、Aが2価のチエノチアゾール基であることがより好ましい。この場合には、AおよびAは、置換基を有していてもよい2価の芳香族基を表す。
が2価のチエノチアゾール基である場合には、AおよびAの少なくとも一方が置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素基であることが好ましく、AおよびAの両方が置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素基であることがより好ましい。
上記式(1)中、LおよびLが表す「置換基」について説明する。
上記置換基としては、溶解性もしくはネマティック液晶性を高めるために導入される基、色素としての色調を調節するために導入される電子供与性もしくは電子吸引性を有する基、または、配向を固定化するために導入される架橋性基(重合性基)を有する基が好ましい。
例えば、置換基としては、アルキル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜12、さらに好ましくは炭素数1〜8であり、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、および、シクロヘキシル基が挙げられる。)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、さらに好ましくは炭素数2〜8であり、例えば、ビニル基、アリル基、2−ブテニル基、および、3−ペンテニル基が挙げられる。)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、さらに好ましくは炭素数2〜8であり、例えば、プロパルギル基、および、3−ペンチニル基が挙げられる。)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、さらに好ましくは炭素数6〜12であり、例えば、フェニル基、2,6−ジエチルフェニル基、3,5−ジトリフルオロメチルフェニル基、スチリル基、ナフチル基、および、ビフェニル基が挙げられる。)、置換もしくは無置換のアミノ基(好ましくは炭素数0〜20、より好ましくは炭素数0〜10、さらに好ましくは炭素数0〜6であり、例えば、無置換アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、および、アニリノ基が挙げられる。)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜15であり、例えば、メトキシ基、エトキシ基、および、ブトキシ基が挙げられる。)、オキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜15、さらに好ましくは2〜10であり、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、および、フェノキシカルボニル基が挙げられる。)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜10、さらに好ましくは2〜6であり、例えば、アセトキシ基、ベンゾイルオキシ基、アクリロイル基、および、メタクリロイル基が挙げられる。)、アシルアミノ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜10、さらに好ましくは炭素数2〜6であり、例えば、アセチルアミノ基、および、ベンゾイルアミノ基が挙げられる。)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜10、さらに好ましくは炭素数2〜6であり、例えば、メトキシカルボニルアミノ基が挙げられる。)、アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数7〜20、より好ましくは炭素数7〜16、さらに好ましくは炭素数7〜12であり、例えば、フェニルオキシカルボニルアミノ基が挙げられる。)、スルホニルアミノ基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜10、さらに好ましくは炭素数1〜6であり、例えば、メタンスルホニルアミノ基、および、ベンゼンスルホニルアミノ基が挙げられる。)、スルファモイル基(好ましくは炭素数0〜20、より好ましくは炭素数0〜10、さらに好ましくは炭素数0〜6であり、例えば、スルファモイル基、メチルスルファモイル基、ジメチルスルファモイル基、および、フェニルスルファモイル基が挙げられる。)、カルバモイル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜10、さらに好ましくは炭素数1〜6であり、例えば、無置換のカルバモイル基、メチルカルバモイル基、ジエチルカルバモイル基、および、フェニルカルバモイル基が挙げられる。)、アルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜10、さらに好ましくは炭素数1〜6であり、例えば、メチルチオ基、および、エチルチオ基が挙げられる。)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜16、さらに好ましくは炭素数6〜12であり、例えば、フェニルチオ基が挙げられる。)、スルホニル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜10、さらに好ましくは炭素数1〜6であり、例えば、メシル基、および、トシル基が挙げられる。)、スルフィニル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜10、さらに好ましくは炭素数1〜6であり、例えば、メタンスルフィニル基、および、ベンゼンスルフィニル基が挙げられる。)、ウレイド基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜10、さらに好ましくは炭素数1〜6であり、例えば、無置換のウレイド基、メチルウレイド基、および、フェニルウレイド基が挙げられる。)、リン酸アミド基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜10、さらに好ましくは炭素数1〜6であり、例えば、ジエチルリン酸アミド基、および、フェニルリン酸アミド基が挙げられる。)、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、および、ヨウ素原子が挙げられる。)、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、アゾ基、ヘテロ環基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜12のヘテロ環基であり、例えば、窒素原子、酸素原子、および、硫黄原子のヘテロ原子を有するヘテロ環基であり、例えば、エポキシ基、オキセタニル基、イミダゾリル基、ピリジル基、キノリル基、フリル基、ピペリジル基、モルホリノ基、ベンゾオキサゾリル基、ベンズイミダゾリル基、および、ベンズチアゾリル基が挙げられる。)、シリル基(好ましくは炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、さらに好ましくは炭素数3〜24のシリル基であり、例えば、トリメチルシリル基、および、トリフェニルシリル基が挙げられる。)が含まれる。
これらの置換基はさらにこれらの置換基によって置換されていてもよい。また、置換基を2つ以上有する場合は、同じでも異なってもよい。また、可能な場合には互いに結合して環を形成していてもよい。
およびLが表す置換基として好ましくは、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいオキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアシルアミノ基、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいアルコキシカルボニルアミノ基、置換基を有していてもよいスルホニルアミノ基、置換基を有していてもよいスルファモイル基、置換基を有していてもよいカルバモイル基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいスルホニル基、置換基を有していてもよいウレイド基、ニトロ基、ヒドロキシ基、シアノ基、イミノ基、アゾ基、ハロゲン原子、または、ヘテロ環基であり、より好ましくは、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいオキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアミノ基、ニトロ基、イミノ基、または、アゾ基である。
およびLの少なくとも一方は、架橋性基(重合性基)を含むことが好ましく、LおよびLの両方に架橋性基を含むことがより好ましい。
架橋性基としては、具体的には、特開2010−244038号公報の[0040]〜[0050]段落に記載された重合性基が挙げられ、反応性および合成適性の観点から、アクリロイル基、メタクリロイル基、エポキシ基、オキセタニル基、または、スチリル基が好ましく、アクリロイル基またはメタクリロイル基がより好ましい。
およびLの好適な態様としては、上記架橋性基で置換されたアルキル基、上記架橋性基で置換されたジアルキルアミノ基、および、上記架橋性基で置換されたアルコキシ基が挙げられる。
特定二色性物質は、下記式(2)で表される化合物であることが好ましい。
ここで、式(2)中、Aは、置換基を有していてもよい2価の芳香族基を表す。
また、式(2)中、LおよびLは、それぞれ独立に、置換基を表す。
また、式(2)中、Eは、窒素原子、酸素原子および硫黄原子のいずれかの原子を表す。
また、式(2)中、Rは、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基または置換基を有していてもよいアルコキシ基を表す。
また、式(2)中、Rは、水素原子または置換基を有していてもよいアルキル基を表す。
また、式(2)中、Rは、水素原子または置換基を表す。
また、式(2)中、nは、0または1を表す。ただし、Eが窒素原子である場合には、nは1であり、Eが酸素原子または硫黄原子である場合には、nは0である。
上記式(2)中、Aが表す「置換基を有していてもよい2価の芳香族基」の具体例および好適態様は、上述した式(1)中のA〜Aが表す「置換基を有していてもよい2価の芳香族基」と同様である。
の好ましい態様としては、フェニレン基である。
上記式(2)中、LおよびLが表す「置換基」の具体例および好適態様は、上述した式(1)中のLおよびLが表す「置換基」と同様である。
およびLの好適な態様としては、LおよびLの少なくとも一方が架橋性基を含むことであり、より好適な態様としては、LおよびLの両方が架橋性基を含むことである。
また、LおよびLの架橋性基の好適な態様としては、アクリロイル基またはメタクリロイル基である。
上記式(2)中、Eは、窒素原子、酸素原子および硫黄原子のいずれかの原子を表し、合成適性の観点から、窒素原子であることが好ましい。
また、特定二色性物質を短波長側に吸収を持つもの(例えば、500〜530nm付近に極大吸収波長を持つもの)にすることが容易になるという観点からは、上記式(2)におけるEは、酸素原子であることが好ましい。
一方、特定二色性物質を長波長側に吸収を持つもの(例えば、600nm付近に極大吸収波長を持つもの)にすることが容易になるという観点からは、上記式(2)におけるEは、窒素原子であることが好ましい。
上記式(2)中、Rは、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基または置換基を有していてもよいアルコキシ基を表し、水素原子または置換基を有してもよいアルキル基が好ましい。
次に、Rが表す「置換基を有していてもよいアルキル基」および「置換基を有していてもよいアルコキシ基」について説明する。
置換基としては、例えば、ハロゲン原子等が挙げられる。
アルキル基としては、炭素数1〜8の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基が挙げられる。中でも、炭素数1〜6の直鎖状のアルキル基が好ましく、炭素数1〜3の直鎖状のアルキル基がより好ましく、メチル基またはエチル基がさらに好ましい。
アルコキシ基としては、炭素数1〜8のアルコキシ基が挙げられる。中でも、炭素数1〜6のアルコキシ基であることが好ましく、炭素数1〜3のアルコキシ基であることがより好ましく、メトキシ基またはエトキシ基であることがさらに好ましい。
上記式(2)中、Rは、水素原子または置換基を有していてもよいアルキル基を表し、置換基を有していてもよいアルキル基であることが好ましい。
が表す「置換基を有していてもよいアルキル基」の具体例および好適態様は、上述した式(2)のRにおける「置換基を有していてもよいアルキル基」と同様であるので、その説明を省略する。
なお、Rは、Eが窒素原子である場合に式(2)中で存在する基となる(すなわち、n=1の場合を意味する)。一方で、Rは、Eが酸素原子または硫黄原子である場合、式(2)中で存在しない基となる(すなわち、n=0の場合を意味する)。
上記式(2)中、Rは、水素原子または置換基を表す。
が表す「置換基」の具体例および好適態様は、上述した「置換基を有していてもよい2価の芳香族基」における置換基と同じであり、好ましい態様も同じであるので、その説明を省略する。
上記式(2)中、nは、0または1を表す。ただし、Eが窒素原子である場合には、nは1であり、Eが酸素原子または硫黄原子である場合には、nは0である。
上記式(1)で表される特定二色性物質としては、具体的には、特開2010−152351号公報の[0051]〜[0081]段落に記載された化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。
これらのうち、上記式(2)で表される構造を有する特定二色性物質としては、特開2010−152351号公報の[0074]〜[0081]段落に記載された化合物(D−1)〜(D−53)の他に、以下に示す化合物(D−54)〜(D−58)も好適に挙げられる。
二色性物質の含有量は、偏光子の全質量に対して、25質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましい。また、二色性物質の含有量の下限値は、偏光子の全質量に対して、8質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましい。
本発明においては、二色性物質の析出を抑止しながら、二色性物質をより高い配向度で配向させることができる理由から、偏光子が、上述した二色性物質ととともに、液晶性化合物とを含む液晶性組成物を用いて形成される偏光子であることが好ましい。
以下、液晶性組成物に含まれる成分について詳述する。
(液晶性化合物)
液晶性組成物が含む液晶性化合物としては、低分子液晶性化合物および高分子液晶性化合物のいずれも用いることができる。
ここで、「低分子液晶性化合物」とは、化学構造中に繰り返し単位を有さない液晶性化合物のことをいう。
また、「高分子液晶性化合物」とは、化学構造中に繰り返し単位を有する液晶性化合物のことをいう。
低分子液晶性化合物としては、例えば、特開2013−228706号公報に記載されているが挙げられる。
高分子液晶性化合物としては、例えば、特開2011−237513号公報に記載されているサーモトロピック液晶性高分子が挙げられる。また、高分子液晶性化合物は、末端に架橋性基(例えば、アクリロイル基およびメタクリロイル基)を有していてもよい。
(界面改良剤)
液晶性組成物は、界面改良剤を含むことが好ましい。界面改良剤を含むことにより、塗膜表面の平滑性が向上し、配向度の向上、ならびに、ハジキおよびムラを抑制して、面内の均一性の向上が見込まれる。
界面改良剤としては、液晶性化合物を塗膜表面側で水平にさせるものが好ましく、特開2011−237513号公報の[0253]〜[0293]段落に記載の化合物(水平配向剤)を用いることができる。
液晶性組成物が界面改良剤を含む場合、界面改良剤の含有量は、液晶性組成物中の上記二色性物質と上記液晶性化合物との合計100質量部に対し、0.001〜5質量部が好ましく、0.01〜3質量部がより好ましい。
(重合開始剤)
液晶性組成物は、重合開始剤を含んでいてもよい。
重合開始剤の種類は特に制限されず、光重合開始剤および熱重合開始剤が挙げられ、光重合開始剤が好ましい。なお、重合開始剤は、カチオン重合性およびラジカル重合性のいずれであってもよい。
光重合開始剤としては、α−カルボニル化合物(米国特許第2367661号、同2367670号の各明細書)、アシロインエーテル(米国特許第2448828号明細書)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2722512号明細書)、多核キノン化合物(米国特許第3046127号および同2951758号の各明細書)、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(米国特許第3549367号明細書)、アクリジンおよびフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報および米国特許第4239850号明細書)、オキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書)、および、アシルフォスフィンオキシド化合物(特公昭63−40799号公報、特公平5−29234号公報、特開平10−95788号公報および特開平10−29997号公報)が挙げられる。
このような光重合開始剤としては、市販品も用いることができ、BASF社製のイルガキュア184、イルガキュア907、イルガキュア369、イルガキュア651、イルガキュア819およびイルガキュアOXE−01が挙げられる。
液晶性組成物が重合開始剤を含む場合、重合開始剤の含有量は、液晶性組成物中の上記二色性物質と上記液晶性化合物との合計100質量部に対し、0.01〜30質量部が好ましく、0.1〜15質量部がより好ましい。
(溶媒)
液晶性組成物は、作業性等の観点から、溶媒を含むことが好ましい。
溶媒としては、例えば、ケトン類(例えば、アセトン、2−ブタノン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、および、シクロヘキサノン)、エーテル類(例えば、ジオキサン、および、テトラヒドロフラン)、脂肪族炭化水素類(例えば、ヘキサン)、脂環式炭化水素類(例えば、シクロヘキサン)、芳香族炭化水素類(例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、および、トリメチルベンゼン)、ハロゲン化炭素類(例えば、ジクロロメタン、トリクロロメタン、ジクロロエタン、ジクロロベンゼン、および、クロロトルエン)、エステル類(例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、および、酢酸ブチル)、アルコール類(例えば、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、および、シクロヘキサノール)、セロソルブ類(例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、および、1,2−ジメトキシエタン)、セロソルブアセテート類、スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシド)、アミド類(例えば、ジメチルホルムアミド、および、ジメチルアセトアミド)、および、ヘテロ環化合物(例えば、ピリジン)の有機溶媒、ならびに、水が挙げられる。これの溶媒は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの溶媒のうち、有機溶媒を用いることが好ましく、ハロゲン化炭素類またはケトン類を用いることがより好ましい。
液晶性組成物が溶媒を含む場合、溶媒の含有量は、液晶性組成物の全質量に対して、80〜99質量%が好ましく、83〜97質量%がより好ましい。
(他の成分)
液晶性組成物は、さらに上記特定二色性物質以外の二色性物質を含んでいてもよく、上記特定二色性物質を複数含んでいてもよい。複数の二色性物質を含む場合、液晶性組成物をより硬化する観点からは、上記特定二色性物質と架橋する架橋性基を持つ二色性物質を含むことが好ましく、上記特定二色性物質を複数含むことがさらに好ましい。
(形成方法)
上述した液晶性組成物を用いた偏光子の形成方法は特に制限されず、上記液晶性組成物を透明支持体上に塗布して塗膜を形成する工程(以下、「塗膜形成工程」ともいう。)と、塗膜に含まれる液晶性成分を配向させる工程(以下、「配向工程」ともいう。)と、をこの順に含む方法が挙げられる。
なお、液晶性成分とは、上述した液晶性化合物だけでなく、上述した二色性物質が液晶性を有している場合は、液晶性を有する二色性物質も含む成分である。
塗膜形成工程は、液晶性組成物を透明支持体上に塗布して塗膜を形成する工程である。
ここで、本明細書において、「透明」とは、可視光の透過率が60%以上であることを示し、80%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。
透明支持体を形成する材料としては、例えば、ポリカーボネート系ポリマー;ポリエチレンテレフタレート(PET)、および、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー;ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー;ポリスチレン、および、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)等のスチレン系ポリマー;ポリエチレン、ポリプロピレン、および、エチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィン系ポリマー;塩化ビニル系ポリマー;ナイロン、および、芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー;イミド系ポリマー;スルホン系ポリマー;ポリエーテルスルホン系ポリマー;ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー;ポリフェニレンスルフィド系ポリマー;塩化ビニリデン系ポリマー;ビニルアルコール系ポリマー;ビニルブチラール系ポリマー;アリレート系ポリマー;ポリオキシメチレン系ポリマー;エポキシ系ポリマー;等が挙げられる。
また、透明支持体を形成する材料としては、熱可塑性ノルボルネン系樹脂も好ましい。熱可塑性ノルボルネン系樹脂としては、日本ゼオン(株)製のゼオネックスおよびゼオノア、ならびに、JSR(株)製のアートン等が挙げられる。
また、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(TAC)に代表される、セルロース系ポリマーも好ましい。
透明支持体の厚みは特に制限されず、100μm以下が好ましく、80μm以下がより好ましく、10〜80μmがさらに好ましい。
上述した溶媒を含む液晶性組成物を用いたり、液晶性組成物を加熱等によって溶融液等の液状物としたものを用いたりすることにより、透明支持体上に液晶性組成物を塗布することが容易になる。
液晶性組成物の塗布方法としては、具体的には、ロールコーティング法、グラビア印刷法、スピンコート法、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、スプレー法、および、インクジェット法等の公知の方法が挙げられる。
なお、本態様では、液晶性組成物が透明支持体上に塗布されている例を示したが、これに制限されず、例えば、透明支持体上に設けられた配向膜上に液晶性組成物を塗布してもよい。配向膜の詳細については後述する。
配向工程は、塗膜に含まれる液晶性成分を配向させる工程である。これにより、偏光子が得られる。
配向工程は、乾燥処理を有していてもよい。乾燥処理によって、溶媒等の成分を塗膜から除去できる。乾燥処理は、塗膜を室温下において所定時間放置する方法(例えば、自然乾燥)によって行われてもよいし、加熱および/または送風する方法によって行われてもよい。
ここで、液晶性組成物に含まれる液晶性成分は、上述した塗膜形成工程または乾燥処理によって、配向する場合がある。例えば、液晶性組成物が溶媒を含む塗布液として調製されている態様では、塗膜を乾燥して、塗膜から溶媒を除去することで、光吸収異方性を持つ塗膜(すなわち、偏光子)が得られる。
乾燥処理が塗膜に含まれる液晶性成分の液晶相への転移温度以上の温度により行われる場合には、後述する加熱処理は実施しなくてもよい。
塗膜に含まれる液晶性成分の液晶相への転移温度は、製造適性等の面から10〜250℃が好ましく、25〜190℃がより好ましい。上記転移温度が10℃以上であると、液晶相を呈する温度範囲にまで温度を下げるための冷却処理等が必要とならず、好ましい。また、上記転移温度が250℃以下であると、一旦液晶相を呈する温度範囲よりもさらに高温の等方性液体状態にする場合にも高温を要さず、熱エネルギーの浪費、ならびに、基板の変形および変質等を低減できるため、好ましい。
配向工程は、加熱処理を有することが好ましい。これにより、塗膜に含まれる液晶性成分を配向させることができるため、加熱処理後の塗膜を偏光子として好適に使用できる。
加熱処理は、製造適性等の面から10〜250℃が好ましく、25〜190℃がより好ましい。また、加熱時間は、1〜300秒が好ましく、1〜90秒がより好ましい。
配向工程は、加熱処理後に実施される冷却処理を有していてもよい。冷却処理は、加熱後の塗膜を室温(20〜25℃)程度まで冷却する処理である。これにより、塗膜に含まれる液晶性成分の配向を固定できる。冷却手段としては、特に制限されず、公知の方法により実施できる。
以上の工程によって、偏光子を得ることができる。
なお、本態様では、塗膜に含まれる液晶性成分を配向する方法として、乾燥処理および加熱処理等を挙げているが、これに制限されず、公知の配向処理によって実施できる。
偏光子の製造方法は、上記配向工程後に、偏光子を硬化させる工程(以下、「硬化工程」ともいう。)を有していてもよい。
硬化工程は、例えば、二色性物質が架橋性基(重合性基)を有している場合には、加熱および/または光照射(露光)によって実施される。このなかでも、硬化工程は光照射によって実施されることが好ましい。
硬化に用いる光源は、赤外線、可視光または紫外線等、種々の光源を用いることが可能であるが、紫外線が好ましい。また、硬化時に加熱しながら紫外線を照射してもよいし、特定の波長のみを透過するフィルターを介して紫外線を照射してもよい。
露光が加熱しながら行われる場合、露光時の加熱温度は、偏光子に含まれる液晶性成分の液晶相への転移温度にもよるが、25〜140℃が好ましい。
また、露光は、窒素雰囲気下で行われてもよい。
<隣接層>
隣接層は、上述した偏光子に接するように配置される層である。
隣接層の面内平均屈折率は、式(X)の関係を満たす。
式(X) 偏光子の透過軸方向の屈折率<隣接層の面内平均屈折率<偏光子の吸収軸方向の屈折率
上記式(X)では、隣接層の面内平均屈折率が偏光子の透過軸方向の屈折率より大きく、かつ、偏光子の吸収軸方向の屈折率より小さいことを意図する。隣接層の面内平均屈折率が上記式(X)の関係を満たすことにより、偏光子を透過する偏光子の透過軸方向に沿った偏光、および、偏光子を透過する偏光子の吸収軸方向に沿った偏光のそれぞれの反射を抑制でき、結果として、著しい反射防止能の低下を抑制できる。
偏光子の吸収軸方向の屈折率と隣接層の面内平均屈折率との差(偏光子の吸収軸方向の屈折率−隣接層の面内平均屈折率)は特に制限されず、0.25以下の場合が多いが、本発明の効果がより優れる点で、0.15以下が好ましい。上記差の下限値は特に制限されないが、0.01以上の場合が多い。
隣接層の面内平均屈折率と偏光子の透過軸方向の屈折率との差(隣接層の面内平均屈折率−偏光子の透過軸方向の屈折率)は特に制限されず、0.20以下の場合が多いが、本発明の効果がより優れる点で、0.10以下が好ましい。上記差の下限値は特に制限されないが、0.01以上の場合が多い。
隣接層の面内平均屈折率は上記式(X)の関係を満たしていれば特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、1.51〜1.90が好ましく、1.55〜1.70がより好ましい。
上記面内平均屈折率は、波長550nmにおける屈折率を意図する。
なお、本発明の効果がより優れる点で、隣接層の面内平均屈折率は、上述した、偏光子の面内平均屈折率よりも低いことが好ましい。なお、偏光子の面内平均屈折率とは、偏光子の吸収軸方向の屈折率および偏光子の透過軸方向の屈折率の算術平均値{(偏光子の吸収軸方向の屈折率+偏光子の透過軸方向の屈折率)/2}である。
偏光子の吸収軸方向に沿った方向(図3中の偏光子12の吸収軸Aaに沿った方向)における隣接層の屈折率は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、1.55〜1.90が好ましく、1.55〜1.70がより好ましい。
偏光子の透過軸方向に沿った方向(図3中の偏光子12の透過軸Taに沿った方向)における隣接層の屈折率は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、1.51〜1.80が好ましく、1.51〜1.70がより好ましい。
上記屈折率は、波長550nmにおける屈折率を意図する。
上記屈折率(隣接層の面内平均屈折率、偏光子の吸収軸方向に沿った方向における隣接層の屈折率、偏光子の透過軸方向に沿った方向における隣接層の屈折率)の測定方法としては、後段の実施例欄で詳述するように、石英ガラス板上に、隣接層を作製し、Woollam社製分光エリプソメトリM−2000Uにより隣接層の波長550nmにおける各屈折率を測定する。
なお、層の面内における屈折率最大となる方向をx軸、面内においてx軸に対し直交する方向をy軸、面内に対する法線方向をz軸とし、それぞれの屈折率をnx、ny、および、nzと定義し、本発明における「面内平均屈折率(nave)」は、下記式(1)で表される。
式(1) nave=(n+n)/2
隣接層の厚みは特に制限されないが、薄型化の点から、0.010〜2.000μmが好ましく、0.010〜0.800μmがより好ましく、0.010〜0.150μmがさらに好ましい。
隣接層の面内平均屈折率と隣接層の厚みとの積である光学膜厚d(面内平均屈折率×厚み)の大きさは特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、式(Y)の関係を満たすことが好ましい。上述したように本実施形態で用いられる偏光子は吸収軸方向の透過率が所定以上であるため、反射防止能を付与するための隣接層の光学膜厚が以下の関係を満たすことにより、より効果が高まることを本発明者らは知見している。
式(Y) 70+275×n≦d≦135+275×n
nは、0、1または2を表す。また、隣接層の厚みの単位はnmである。
言い換えれば、光学膜厚dは、以下の式(Y1)〜(Y3)のいずれかの関係を満たせばよい。なお、式(Y1)はnが0の場合、式(Y2)はnが1の場合、式(Y3)はnが2の場合に該当する。
式(Y1) 70≦d≦135
式(Y2) 345≦d≦410
式(Y3) 620≦d≦685
隣接層を構成する成分の種類は、上述した式(X)の関係を満たす層であれば特に制限されない。例えば、樹脂等の有機物、および、無機粒子等の無機物が挙げられる。なかでも、面内平均屈折率の調整が容易であり、偏光子との密着性に優れる点から、隣接層は樹脂を含むことが好ましい。
樹脂としては、例えば、ポリ(メタ)アクリレート樹脂、ポリ(メタ)アクリルアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、および、ポリスチレン樹脂が挙げられる。また、後述するように、隣接層は硬化性化合物を用いて形成してもよく、隣接層は熱硬化性樹脂を用いて形成されてもよい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、および、脂環式エポキシ樹脂が挙げられる。脂環式エポキシ樹脂とは、脂環式環に結合したエポキシ基を分子内に1個以上有するエポキシ樹脂を意味する。
隣接層中における樹脂の含有量は特に制限されないが、隣接層の取り扱い性により優れる点で、隣接層全質量に対して、50〜100質量%が好ましく、70〜100質量%がより好ましい。
隣接層は、上記樹脂と共に、粒子を含んでいてもよい。粒子としては、有機粒子、無機粒子ならびに有機成分および無機成分を含む有機無機複合粒子が挙げられる。
有機粒子としては、スチレン樹脂粒子、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体粒子、アクリル樹脂粒子、メタクリル樹脂粒子、スチレン−アクリル共重合体粒子、スチレン−メタクリル共重合体粒子、メラミン樹脂粒子およびこれらを2種以上含む樹脂粒子が挙げられる。
無機粒子を構成する成分としては、金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物、および、金属単体が挙げられる。上記金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物、および、金属単体に含まれる金属原子としては、チタン原子、ケイ素原子、アルミニウム原子、コバルト原子、および、ジルコニウム原子が挙げられる。無機粒子の具体例としては、アルミナ粒子、アルミナ水和物粒子、シリカ粒子、ジルコニア粒子、および、粘土鉱物(例えば、スメクタイト)等の無機酸化物粒子が挙げられる。
粒子の平均粒子径は、1〜300nmが好ましく、10〜200nmがより好ましい。上記範囲であると、粒子の分散性に優れ、また、高温耐久性、湿熱耐久性および透明性により優れる硬化物(透明樹脂層)が得られる。
ここで、粒子の平均粒子径は、TEM(透過型電子顕微鏡)またはSEM(走査型電子顕微鏡)の観察にて得られた写真から求めることができる。具体的には、粒子の投影面積を求め、それに対応する円相当径(円の直径)を粒子の平均粒子径とする。なお、本発明における平均粒子径は、100個の粒子について求めた円相当径の算術平均値とする。
粒子は、球状、針状、繊維(ファイバー状)、柱状および板状等のいずれの形状であってもよい。
隣接層中における粒子の含有量は特に制限されないが、隣接層の面内平均屈折率が調整しやすい点で、隣接層全質量に対して、1〜50質量%が好ましく、1〜30質量%がより好ましい。
隣接層の形成方法は特に制限されないが、隣接層形成用組成物を偏光子上に塗布して、必要に応じて、塗膜に硬化処理を施す方法が挙げられる。
隣接層形成用組成物には、隣接層を構成し得る成分が含まれており、例えば、樹脂、モノマー、および、粒子が挙げられる。樹脂および粒子の例示は、上述した通りである。
モノマーとしては、光硬化性化合物および熱硬化性化合物(例えば、熱硬化性樹脂)が挙げられる。モノマーとしては、重合性基を1分子中に1つ含む単官能重合性化合物、および、同一または異なる重合性基を1分子中に2つ以上含む多官能重合性化合物が好ましい。重合性化合物は、モノマーであっても、オリゴマーまたはプレポリマー等の多量体であってもよい。
重合性基としては、ラジカル重合性基およびカチオン重合性基が挙げられ、ラジカル重合性基が好ましい。ラジカル重合性基としては、エチレン性不飽和結合基等が挙げられる。カチオン重合性基としては、エポキシ基およびオキセタン基等が挙げられる。
隣接層形成用組成物には、界面改良剤、重合開始剤、および、溶媒の少なくとも1種が含まれていてもよい。これらの成分としては、例えば、液晶性組成物に含まれていてもよい成分として例示した化合物が挙げられる。
隣接層形成用組成物の塗布方法は特に制限されず、上述した液晶性組成物の塗布方法が挙げられる。
隣接層形成用組成物を塗布した後、必要に応じて、塗膜に乾燥処理を施してもよい。
また、隣接層形成用組成物がモノマー等の硬化性化合物を含む場合は、隣接層形成用組成物を塗布した後、塗膜に硬化処理を施してもよい。
硬化処理としては、光硬化処理および熱硬化処理が挙げられ、用いられる材料に応じて最適な条件が選択される。
偏光板は、上述した偏光子、および、偏光子と接している隣接層以外の他の部材を含んでいてもよい。
例えば、偏光板は、偏光子の隣接層側とは反対側の表面上に透明支持体を含んでいてもよい。透明支持体の例示は、上述した通りである。
また、偏光板が透明支持体を含む場合、透明支持体と偏光子との間にさらに配向膜を含んでいてもよい。
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は、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリイミド、または、その誘導体が好ましい。
なお、配向膜としては、公知のラビング処理が施された膜が好ましい。
また、配向膜としては、光配向膜を用いてもよい。光配向膜は、光配向化合物に対して直線偏光または非偏光照射を施すことにより製造できる。光配向化合物としては、光の作用により二量化および異性化の少なくとも一方が生じる光反応性基を有する感光性化合物が好ましい。また、光反応性基が、桂皮酸誘導体、クマリン誘導体、カルコン誘導体、マレイミド誘導体、アゾベンゼン化合物、ポリイミド化合物、スチルベン化合物およびスピロピラン化合物からなる群から選択される少なくとも1種の誘導体または化合物の骨格を有することが好ましい。
配向膜の厚みは、0.01〜10μmが好ましい。
<円偏光板>
上述した偏光板は、λ/4板と組み合わせて円偏光板として用いることができる。
具体的には、図4に示すように、円偏光板16Aは、偏光子12と、隣接層14と、λ/4板18とを含む。図4に示すように、隣接層14は、偏光子12とλ/4板18との間に配置される。なお、λ/4板18の面内遅相軸と偏光子12の吸収軸とのなす角が、45±10°となるように調整されることが好ましい。
偏光子12および隣接層14の説明は上述した通りである。
以下では、主に、λ/4板18について詳述する。
λ/4板とは、λ/4機能を有する板であり、具体的には、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る。
λ/4板の具体例としては、例えば米国特許出願公開2015/0277006号等が挙げられる。
例えば、λ/4板が単層構造である態様としては、具体的には、延伸ポリマーフィルム、および、液晶性化合物を用いて形成された光学異方性層等が挙げられ、また、λ/4板が複層構造である態様としては、具体的には、λ/4板とλ/2板とを積層してなる広帯域λ/4板が挙げられる。
λ/4板のRe(550)は特に制限されないが、λ/4板として有用である点で、110〜160nmが好ましく、120〜150nmがより好ましい。
λ/4板は、逆波長分散性を示すのが好ましい。λ/4板が逆波長分散性を示すとは、特定波長(可視光範囲)における面内のレタデーション(Re)値を測定した際に、測定波長が大きくなるにつれてRe値が同等または高くなるものをいう。
λ/4板の形成方法は特に制限されず、例えば、液晶性化合物を含むλ/4板形成用組成物を透明支持体上に塗布して、塗膜に含まれる液晶性化合物を配向させる方法が挙げられる。
透明支持体としては、偏光子の形成の際に用いられる透明支持体が挙げられる。なお、透明支持体上に設けられた配向膜上にλ/4板形成用組成物を塗布してもよい。
液晶性化合物は、重合性基を有していてもよい。重合性基としては、ラジカル重合性基およびカチオン重合性基が挙げられる。
液晶性化合物が重合性基を有する場合、塗膜中の液晶性化合物を配向させた後、塗膜に対して硬化処理(例えば、熱硬化処理、および、光硬化処理)を施してもよい。
なかでも、λ/4板としては、重合性基を有する液晶性化合物を含むλ/4板形成用組成物を塗布して、塗膜に含まれる液晶性化合物を配向させて、配向した液晶性化合物を重合させて固定化させた膜であることが好ましい。
円偏光板は、上述した偏光子、隣接層、および、λ/4板以外の他の部材を含んでいてもよい。
例えば、円偏光板は、透明支持体をさらに含んでいてもよい。透明支持体の例示は、上述した通りである。円偏光板が透明支持体を含む場合、透明支持体は隣接層とλ/4板との間、または、偏光子の隣接層側とは反対側の表面上に、透明支持体が配置されていてもよい。
また、円偏光板は、隣接層とλ/4板との間に、配向膜をさらに含んでいてもよい。
また、円偏光板は、偏光子の隣接層側とは反対側の表面上に、ハードコート層および反射防止層の少なくとも1つを含んでいてもよい。反射防止層の構成は特に制限されず、公知の構成を採用でき、例えば、中屈折率層、高屈折率層、および、低屈折率層を含む態様が挙げられる。
<表示装置>
上述した円偏光板は、表示素子上に配置されて、外光反射の防止機能を表示素子に付与できる。
具体的には、図5に示すように、表示装置20Aは、偏光子12と、隣接層14と、λ/4板18と、表示素子22とを含む。表示装置20Aは、偏光子12側から観察者が視認する。つまり、偏光子12側が視認側に該当する。
偏光子12、隣接層14、および、λ/4板18の説明は上述した通りである。
以下では、主に、表示素子22について詳述する。
表示素子の種類は特に制限されず、例えば、有機EL表示素子、および、液晶表示素子等の画像表示素子が挙げられ、有機EL表示素子が好適に用いられる。
有機EL表示素子の構成は特に制限されず、通常、有機発光層と、有機発光層を挟持する一対の電極とを少なくとも含む。
<<第2実施形態>>
以下、本発明の偏光板、円偏光板、および、表示装置の第2実施形態について図面を用いて説明する。
図6は、本発明の偏光板の第2実施形態を示す。図2に示す偏光板10Bは、偏光子12と、偏光子12の表面と接するように配置される隣接層14と、隣接層14の偏光子12側とは反対側の表面に接するように配置される光学機能層24とを含む。
図2に示す偏光板の第1実施形態と図6に示す偏光板の第2実施形態とは、第2実施形態が光学機能層24を含む点以外は、同一の構成を有する。以下では、主に、光学機能層24について説明する。
光学機能層は、隣接層の偏光子側とは反対側の表面に接している層である。
光学機能層の面内平均屈折率は特に制限されず、1.40〜1.70の場合が多く、なかでも、本発明の効果がより優れる点で、1.49〜1.60が好ましい。
光学機能層の面内平均屈折率の測定方法は、後段の実施例欄で詳述するように、石英ガラス板上に、光学機能層を作製し、Woollam社製分光エリプソメトリM−2000Uにより光学機能層の各方向(x軸、y軸、z軸)の屈折率を測定し、面内平均屈折率を算出できる。
光学機能層を構成する成分の種類は、特に制限されず、例えば、樹脂等の有機物、および、無機粒子等の無機物が挙げられる。樹脂の種類および粒子の種類としては、上述した隣接層に含まれてもよい樹脂および粒子が挙げられる。
光学機能層は、他の機能を有していてもよく、例えば、接着層であってもよい。つまり、光学機能層は、面内平均屈折率が1.49〜1.60である接着層であることが好ましい。接着層とは、部材同士を接着させるための機能を有する層である。
光学機能層が接着層である場合、接着層は粘着剤および接着剤のいずれで形成されてもよい。
光学機能層の面内平均屈折率と隣接層の面内平均屈折率との関係は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、隣接層の面内平均屈折率が光学機能層の面内平均屈折率より大きいことが好ましい。
光学機能層の厚みは特に制限されないが、薄型化の点から、1〜30μmが好ましく、1〜3μmがより好ましい。
上述した偏光板は、λ/4板と組み合わせて円偏光板として用いることができる。
具体的には、図7に示すように、円偏光板16Bは、偏光子12と、隣接層14と、光学機能層24と、λ/4板18とを含む。図7に示すように、隣接層14および光学機能層24は、偏光子12とλ/4板18との間に配置される。なお、λ/4板18の面内遅相軸と偏光子12の吸収軸とのなす角が、45±10°となるように調整されることが好ましい。
偏光子12、隣接層14、λ/4板18、および、光学機能層24の説明は上述した通りである。
上述した円偏光板は、表示素子上に配置されて、外光反射の防止機能を表示素子に付与できる。
具体的には、図8に示すように、表示装置20Bは、偏光子12と、隣接層14と、光学機能層24と、λ/4板18と、表示素子22とを含む。表示装置20Bは、偏光子12側から観察者が視認する。つまり、偏光子12側が視認側に該当する。
偏光子12、隣接層14、λ/4板18、光学機能層24、および、表示素子22の説明は上述した通りである。
以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、および、処理手順は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す実施例により制限的に解釈されるべきものではない。
<実施例1>
(透明支持体1の作製)
厚み40μmのTAC基材(TG40、富士フイルム社製)を準備し、ケン化処理により表面を親水化した後に、下記の組成の塗布液を#8のワイヤーバーで連続的に塗布した。その後、得られたTAC基材を100℃の温風で2分間乾燥することにより、TAC基材上に厚み0.8μmのポリビニルアルコール(PVA)膜が配置された透明支持体1が得られた。
なお、変性ポリビニルアルコールは、固形分濃度が4質量%となるように塗布液中に加えた。
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塗布液の組成
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下記の変性ポリビニルアルコール
水 70質量部
メタノール 30質量部
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変性ポリビニルアルコール
(配向膜1の形成)
下記構造の光配向材料E−1(1質量部)に、ブトキシエタノール(41.6質量部)、ジプロピレングリコールモノメチル(41.6質量部)、および、純水(15.8質量部)を加え、得られた溶液を0.45μmメンブレンフィルターで加圧濾過することで配向膜形成用組成物1を調製した。
次いで、得られた配向膜形成用組成物1を透明支持体1の変性ポリビニルアルコールが塗布された面上に塗布し、60℃で1分間乾燥した。その後、得られた塗膜に、偏光紫外線露光装置を用いて直線偏光紫外線(照度4.5mW、照射量500mJ/cm)を照射し、配向膜1を作製した。
(偏光子(光吸収異方性層)の形成)
下記の組成の偏光子形成用組成物P1を調製し、攪拌しながら50℃で1時間加熱溶解し、0.45μmメンブレンフィルターで濾過した。
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偏光子形成用組成物P1
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・下記二色性アゾ色素化合物D1 2.2質量部
・下記二色性アゾ色素化合物D2 9.4質量部
・下記高分子液晶化合物M1 72.1質量部
・重合開始剤IRGACURE819(BASF社製) 0.7質量部
・下記界面改良剤F−1 0.6質量部
・シクロペンタノン 274.5質量部
・テトラヒドロフラン 640.5質量部
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二色性アゾ色素化合物D1
二色性アゾ色素化合物D2
高分子液晶化合物M1
界面改良剤F−1
得られた配向膜1上に、偏光子形成用組成物P1をWET塗布量が5.1cc/mとなるようにワイヤーバーで塗布した。
次いで、得られた塗膜を140℃で90秒間加熱し、室温(23℃)になるまで冷却した。
次いで、得られた塗膜を80℃で60秒間加熱し、再び室温になるまで冷却した。
その後、高圧水銀灯を用いて照度28mW/cmの照射条件で塗膜を60秒間照射して、偏光子(厚み0.5μm)を形成した。
(隣接層1の形成)
偏光子上に、硬化性組成物1を#2のワイヤーバーで連続的に塗布し、40℃で90秒間乾燥した。
その後、高圧水銀灯を用いて照度28mW/cmの照射条件で塗膜を60秒間照射し、偏光子上に隣接層1が形成された積層体1(偏光板に該当)を作製した。
ミクロトーム切削機を用いて、隣接層1の断面を切削し、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)観察にて膜厚を測定したところ、隣接層1の膜厚は700nmであった。
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硬化性組成物1
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・CEL2021P(ダイセル社製) 32質量部
・重合開始剤 IRGACURE819(BASF社製) 1質量部
・アルミナエタノールゾルA2K5−10
(川研ファインケミカル社製、柱状のアルミナ水和物粒子が液中に分散した
コロイド液) 65質量部
・CPI−100P(50%炭酸プロピレン溶液) 2質量部
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CEL2021P
CPI−100P
<λ/4板の作製>
(重合体E−2の合成)
撹拌機、温度計、滴下漏斗および還流冷却管を備えた反応容器に、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(100.0質量部)、メチルイソブチルケトン(500質量部)、および、トリエチルアミン(10.0質量部)を仕込み、室温で混合物を撹拌した。次に、脱イオン水(100質量部)を滴下漏斗より30分かけて得られた混合物に滴下した後、還流下で混合物を混合しつつ、80℃で6時間反応させた。反応終了後、得られた混合物から有機相を取り出し、0.2質量%硝酸アンモニウム水溶液により洗浄後の水が中性になるまで有機相を洗浄した。その後、得られた有機相から減圧下で溶媒および水を留去し、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンを粘調な透明液体として得た。
このエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンについて、H−NMR(Nuclear Magnetic Resonance)分析を行ったところ、化学シフト(δ)=3.2ppm付近にオキシラニル基に基づくピークが理論強度どおりに得られ、反応中にエポキシ基の副反応が起こっていないことが確認された。このエポキシ基を有するポリオルガノシロキサンの重量平均分子量Mwは2,200、エポキシ当量は186g/モルであった。
次に、100mLの三口フラスコに、上記で得られたエポキシ基を有するポリオルガノシロキサン(10.1質量部)、アクリル基含有カルボン酸(東亞合成株式会社、商品名「アロニックスM−5300」、アクリル酸ω−カルボキシポリカプロラクトン(重合度n≒2))(0.5質量部)、酢酸ブチル(20質量部)、特開2015−26050号公報の合成例1の方法で得られた桂皮酸誘導体(1.5質量部)、および、テトラブチルアンモニウムブロミド(0.3質量部)を仕込み、得られた混合物を90℃で12時間撹拌した。撹拌後、得られた混合物と等量(質量)の酢酸ブチルを用いて、混合物を希釈し、さらに希釈された混合物を3回水洗した。得られた混合物を濃縮し、酢酸ブチルで希釈する操作を2回繰り返し、最終的に、光配向性基を有するポリオルガノシロキサン(下記重合体E−2)を含む溶液を得た。この重合体E−2の重量平均分子量Mwは9,000であった。また、H−NMR分析の結果、重合体E−2中のシンナメート基を有する成分は23.7質量%であった。
(配向膜形成用組成物2の調製)
以下の成分を混合して、配向膜形成用組成物2を調製した。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記重合体E−2 10.67質量部
・下記低分子化合物R−1 5.17質量部
・下記添加剤(B−1) 0.53質量部
・酢酸ブチル 8287.37質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
2071.85質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
添加剤(B−1):サンアプロ社製TA−60B(以下、構造式参照)
(λ/4板形成用組成物の調製)
下記組成のλ/4板形成用組成物を調製した。
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λ/4板形成用組成物
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・下記液晶性化合物L−3 42.00質量部
・下記液晶性化合物L−4 42.00質量部
・下記重合性化合物A−1 16.00質量部
・下記低分子化合物B2 6.00質量部
・下記重合開始剤S−1(オキシム型) 0.50質量部
・下記レベリング剤G−1 0.20質量部
・ハイソルブMTEM(東邦化学工業社製) 2.00質量部
・NKエステルA−200(新中村化学工業社製) 1.00質量部
・メチルエチルケトン 424.8質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
なお、下記液晶性化合物L−3およびL−4のアクリロイルオキシ基に隣接する基は、プロピレン基(メチル基がエチレン基に置換した基)を表し、下記液晶性化合物L−3およびL−4は、メチル基の位置が異なる位置異性体の混合物を表す。
(セルロースアシレートフィルム1の作製)
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、撹拌して、コア層セルロースアシレートドープとして用いるセルロースアセテート溶液を調製した。
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コア層セルロースアシレートドープ
─────────────────────────────────
・アセチル置換度2.88のセルロースアセテート 100質量部
・特開2015−227955号公報の実施例に
記載されたポリエステル化合物B 12質量部
・下記化合物F 2質量部
・メチレンクロライド(第1溶媒) 430質量部
・メタノール(第2溶媒) 64質量部
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化合物F
上記のコア層セルロースアシレートドープ(90質量部)に下記のマット剤溶液(10質量部)を加え、外層セルロースアシレートドープを調製した。
─────────────────────────────────
マット剤溶液
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・平均粒子径20nmのシリカ粒子
(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製) 2質量部
・メチレンクロライド(第1溶媒) 76質量部
・メタノール(第2溶媒) 11質量部
・上記のコア層セルロースアシレートドープ 1質量部
─────────────────────────────────
上記コア層セルロースアシレートドープと上記外層セルロースアシレートドープを平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターで濾過した後、上記コア層セルロースアシレートドープとその両側に外層セルロースアシレートドープとを3層同時に流延口から20℃のドラム上に流延した(バンド流延機)。
次いで、ドラム上のフィルムの溶媒含有率が略20質量%の状態でフィルムを剥ぎ取り、フィルムの幅方向の両端をテンタークリップで固定し、横方向に延伸倍率1.1倍で延伸しつつ乾燥した。
その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、さらに乾燥し、厚み40μmのセルロースアシレートフィルム1を作製した。セルロースアシレートフィルム1の波長550nmにおける面内レタデーションは0nmであった。
作製したセルロースアシレートフィルム1の片側の面に、先に調製した配向膜形成用組成物2をバーコーターで塗布した。その後、120℃のホットプレート上で1分間乾燥して塗膜から溶媒を除去し、厚み0.3μmの光異性化組成物層を形成した。
得られた光異性化組成物層を偏光紫外線照射(10mJ/cm、超高圧水銀ランプ使用)することで、光配向膜を形成した。
次いで、光配向膜上に、先に調製したλ/4板形成用組成物をバーコーターで塗布し、組成物層を形成した。形成した組成物層をホットプレート上で一旦110℃まで加熱した後、60℃に冷却させて配向を安定化させた。
その後、60℃に保ち、窒素雰囲気下(酸素濃度100ppm)で紫外線照射(500mJ/cm、超高圧水銀ランプ使用)によって配向を固定化し、厚み2.3μmのλ/4板を含む位相差フィルムを作製した。得られたλ/4板の波長550における面内レタデーションは140nmであった。
(反射防止フィルムの作製)
下記に示す通りに、各層形成用の塗布液を調製して、各層を形成して、反射防止フィルムを作製した。
(ハードコート層形成用組成物の調製)
トリメチロールプロパントリアクリレート(ビスコート#295(大阪有機化学(株)製))(750.0質量部)、質量平均分子量15000のポリ(グリシジルメタクリレート)(270.0質量部)、メチルエチルケトン(730.0質量部)、シクロヘキサノン(500.0質量部)、および、光重合開始剤(イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)(50.0質量部)を混合した。得られた混合物を孔径0.4μmのポリプロピレン製フィルターで濾過して、ハードコート層形成用組成物を調製した。
(中屈折率層形成用組成物Aの調製)
ZrO微粒子含有ハードコート剤(デソライトZ7404[屈折率1.72、固形分濃度:60質量%、酸化ジルコニウム微粒子含量:70質量%(対固形分)、酸化ジルコニウム微粒子の平均粒子径:約20nm、溶媒組成:メチルイソブチルケトン/メチルエチルケトン=9/1、JSR(株)製])(5.1質量部)、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの混合物(DPHA)(1.5質量部)、光重合開始剤(イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)(0.05質量部)、メチルエチルケトン(66.6質量部)、メチルイソブチルケトン(7.7質量部)、および、シクロヘキサノン(19.1質量部)を混合した。得られた混合物を十分に攪拌した後、孔径0.4μmのポリプロピレン製フィルターで濾過して、中屈折率層形成用組成物Aを調製した。
(中屈折率層形成用組成物Bの調製)
ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(DPHA)(4.5質量部)、光重合開始剤(イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)(0.14質量部)、メチルエチルケトン(66.5質量部)、メチルイソブチルケトン(9.5質量部)、および、シクロヘキサノン(19.0質量部)を混合した。得られた混合物を十分に攪拌した後、孔径0.4μmのポリプロピレン製フィルターで濾過して、中屈折率層形成用組成物Bを調製した。
屈折率が1.62となるように、中屈折率層形成用組成物Aと中屈折率層形成用組成物Bとを適量混合し、中屈折率層形成用組成物を作製した。
(高屈折率層形成用組成物の調製)
ZrO微粒子含有ハードコート剤(デソライトZ7404[屈折率1.72、固形分濃度:60質量%、酸化ジルコニウム微粒子含量:70質量%(対固形分)、酸化ジルコニウム微粒子の平均粒子径:約20nm、溶媒組成:メチルイソブチルケトン/メチルエチルケトン=9/1、JSR(株)製])(15.7質量部)、メチルエチルケトン(61.9質量部)、メチルイソブチルケトン(3.4質量部)、および、シクロヘキサノン(1.1質量部)を混合した。得られた混合物を孔径0.4μmのポリプロピレン製フィルターで濾過して、高屈折率層形成用組成物を調製した。
(低屈折率層形成用組成物の調製)
(パーフルオロオレフィン共重合体(1)の合成)
上記構造式中、50:50はモル比を表す。
内容量100mlのステンレス製撹拌機付オートクレーブに、酢酸エチル(40ml)、ヒドロキシエチルビニルエーテル(14.7g)および過酸化ジラウロイル(0.55g)を仕込み、系内を脱気して窒素ガスで置換した。さらにヘキサフルオロプロピレン(25g)をオートクレーブ中に導入して65℃まで昇温した。オートクレーブ内の温度が65℃に達した時点の圧力は、0.53MPa(5.4kg/cm)であった。この温度を保持し8時間反応を続け、圧力が0.31MPa(3.2kg/cm)に達した時点で加熱をやめて放冷した。室温まで内温が下がった時点で未反応のモノマーを追い出し、オートクレーブを開放して反応液を取り出した。得られた反応液を大過剰のヘキサンに投入し、デカンテーションにより溶媒を除去して、沈殿したポリマーを取り出した。さらに、得られたポリマーを少量の酢酸エチルに溶解してヘキサンから2回再沈殿を行うことによって残存モノマーを完全に除去し、乾燥した後、ポリマー(28g)を得た。
次に、このポリマー(20g)をN,N−ジメチルアセトアミド(100ml)に溶解させて溶液を得た後、氷冷下にてアクリル酸クロライド(11.4g)を溶液に滴下した後、室温で10時間攪拌した。反応液に酢酸エチルを加えて水洗して、有機相を抽出後、濃縮し、得られたポリマーをヘキサンで再沈殿させることによりパーフルオロオレフィン共重合体(1)(19g)を得た。得られたポリマーの屈折率は1.422であった。
(中空シリカ粒子分散液の調製)
中空シリカ粒子ゾル(イソプロピルアルコールシリカゾル、触媒化成工業(株)製CS60−IPA、平均粒子径60nm、シェル厚み10nm、シリカ濃度20%、シリカ粒子の屈折率1.31)(500質量部)、アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(30.5質量部)、および、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセテート(1.51質量部)を混合した後に、さらに、イオン交換水(9質量部)を加えた。
次に、得られた溶液を60℃で8時間反応させた後に室温まで冷却し、アセチルアセトン(1.8質量部)を添加し、分散液を得た。その後、シリカの含率がほぼ一定になるようにシクロヘキサノンを添加しながら、圧力30Torrで減圧蒸留による溶媒置換を行い、最後に濃度調整により固形分濃度18.2質量%の中空シリカ粒子分散液を得た。得られた分散液のIPA(isopropyl alcohol)残存量をガスクロマトグラフィーで分析したところ0.5%以下であった。
得られた中空シリカ粒子分散液を用いて、下記組成の組成物を混合し、得られた溶液を攪拌後、孔径1μmのポリプロピレン製フィルターで濾過して、低屈折率層形成用組成物を調製した。
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(低屈折率層形成用組成物の組成)
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DPHA 14.5g
P−1 24.5g
中空シリカ粒子分散液 302.2g
RMS−033 5.0g
イルガキュア907 1.0g
メチルエチルケトン 1750g
シクロヘキサノン 223.0g
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上記低屈折率層形成用組成物で、それぞれ使用した化合物を以下に示す。
・P−1:パーフルオロオレフィン共重合体(1)
・DPHA:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(日本化薬(株)製)
・RMS−033:反応性シリコーン(Gelest(株)製)
・イルガキュア907:光重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
(ハードコート層の作製)
厚み40μmのTAC基材(TG40、富士フイルム社製)上に、グラビアコーターを用いてハードコート層形成用組成物を塗布した。塗膜を100℃で乾燥した後、酸素濃度が1.0体積%以下の雰囲気になるように窒素パージしながら160W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度400mW/cm、照射量150mJ/cmの紫外線を照射して塗膜を硬化させ、厚み12μmのハードコート層を形成した。
得られたハードコート層上に、それぞれ所望の屈折率となるように調整した、中屈折率層形成用組成物、高屈折率層形成用組成物、および、低屈折率層形成用組成物をグラビアコーターを用いて塗布して、反射防止フィルムを作製した。
なお、各層の屈折率の測定は、各層の形成用組成物を約4μmの厚みになるようにガラス板に塗布し、多波長アッベ屈折計DR−M2(アタゴ(株)製)にて測定した。
また、「DR−M2,M4用干渉フィルター546(e)nm 部品番号:RE−3523」のフィルターを使用して測定した屈折率を波長550nmにおける屈折率として採用した。
各層の膜厚は、中屈折率層、高屈折率層、および、低屈折率層をこの順に積層後に反射分光膜厚計“FE−3000”(大塚電子(株)製)を用いて算出した。算出の際の各層の屈折率は上記アッベ屈折率計で導出した値を使用した。
中屈折率層の乾燥条件は90℃、30秒とし、紫外線硬化条件は酸素濃度が1.0体積%以下の雰囲気になるように窒素パージしながら180W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度300mW/cm、照射量240mJ/cmの照射量とした。
硬化後の中屈折率層の屈折率は1.62、層厚は60nmであった。
高屈折率層の乾燥条件は90℃、30秒とし、紫外線硬化条件は酸素濃度が1.0体積%以下の雰囲気になるように窒素パージしながら240W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度300mW/cm、照射量240mJ/cmの照射量とした。硬化後の高屈折率層の屈折率は1.72、層厚は110nmであった。
低屈折率層の乾燥条件は90℃、30秒とし、紫外線硬化条件は酸素濃度が0.1体積%以下の雰囲気になるように窒素パージしながら240W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度600mW/cm、照射量600mJ/cmの照射量とした。硬化後の低屈折率層の屈折率は1.36、層厚は90nmであった。
(円偏光板の作製)
位相差フィルムのセルロースアシレートフィルム1と積層体1の隣接層1とが対向するように、位相差フィルムを積層体1の隣接層1側に粘着剤SK2057(綜研化学製)を介して貼り合わせた。なお、粘着剤より形成される接着層が、光学機能層に該当する。
次に、反射防止フィルム中のTAC基材と、位相差フィルムと貼り合わされた積層体1中のTAC基材とが対向するように、反射防止フィルムを積層体1のTAC基材側に粘着剤SK2057(綜研化学製)を介して貼り合わせ、円偏光板1を作製した。
有機ELパネル(有機EL表示素子)搭載のSAMSUNG社製GALAXY S4を分解し、有機EL表示装置から、円偏光板付きタッチパネルを剥離し、さらにタッチパネルから円偏光板を剥がし、有機EL表示素子、タッチパネルおよび円偏光板をそれぞれ単離した。次いで、単離したタッチパネルを有機EL表示素子と再度貼合し、さらに上記作製した円偏光板を位相差フィルム側がパネル側になるようにタッチパネル上に粘着剤SK2057(綜研化学製)介して貼合し、有機EL表示装置1を作製した。
<実施例2>
硬化性組成物1の代わりに硬化性組成物2を使用し、膜厚が表1に記載の膜厚になるようにバー番手を調整した以外は、実施例1と同様の手順に従って、有機EL表示装置2を作製した。
(二酸化チタン微粒子分散液の調液)
二酸化チタン微粒子としては、コバルトを含有し、かつ、水酸化アルミニウムと水酸化ジルコニウムとを用いて表面処理を施した二酸化チタン微粒子“MPT−129C”{石原産業(株)製、TiO:Co:Al:ZrO=90.5:3.0:4.0:0.5質量比}を使用した。
上記粒子(257.1質量部)と、下記分散剤(41.1質量部)と、シクロヘキサノン(701.8質量部)とを混合してダイノミルにより分散し、質量平均径70nmの二酸化チタン分散液を調製した。
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硬化性組成物2
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・二酸化チタン分散液 193.5質量部
・DPHA(日本化薬製) 60.9質量部
・重合開始剤IRGACURE907(BASF社製) 3.5質量部
・光増感剤カヤキュアーDETX(日本化薬製) 0.3質量部
・メチルエチルケトン 146.3質量部
・シクロヘキサノン 609.6質量部
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<実施例3>
隣接層1の代わりに隣接層3を作製した以外は、実施例1と同様の手順に従って、有機EL表示装置3を作製した。
(隣接層3の作製)
光配向材料E−1(0.5質量部)に、ナガセケムテックス(株)社製のデコナールアクリレートDA−212(0.5質量部)、ブトキシエタノール(41.6質量部)、ジプロピレングリコールモノメチル(41.6質量部)、および、純水(15.8質量部)を加え、得られた溶液を0.45μmメンブレンフィルターで加圧濾過した。得られた組成物を実施例1で作製した偏光子上に塗布し、60℃で1分間乾燥した。得られた塗膜に、偏光紫外線露光装置を用いて直線偏光紫外線(照度4.5mW、照射量500mJ/cm)を照射し、隣接層3を作製した。
<実施例4〜7>
隣接層の膜厚が表1の記載のようになるように、硬化性組成物1の固形分およびバー番手を調整することで、隣接層4〜7を作製した以外は、実施例1と同様の手順に従って、有機EL表示装置4〜7を作製した。
<実施例8>
粘着剤SK2057(綜研化学製)を用いて位相差フィルムを貼合する代わりに、後述の光硬化性接着剤液を用いて、位相差フィルムを貼合した以外は、実施例1と同様の手順に従って、有機EL表示装置8を作製した。
(光硬化性接着剤液の調液)
3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(70質量部)、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル(15質量部)、および、3−ヒドロキシメチル−3−エチルオキセタ(15質量部)を混合し、さらにトリアリールスルホニウム塩系光カチオン重合開始剤の50%プロピレンカーボネート溶液を、固形分として2.25質量部の割合で混合した後、室温で12時間攪拌して、光硬化性接着剤液を調製した。
<実施例9>
透明支持体1の作製において、厚み40μmのTAC基材(TG40、富士フイルム社製)の表面のケン化処理を行わない以外は、実施例1と同様の手順に従って、積層体2を作製した。
(円偏光板の作製)
位相差フィルムのセルロースアシレートフィルム1と積層体2の隣接層1とが対向するように、位相差フィルムを積層体2の隣接層1側に粘着剤SK2057(綜研化学製)を介して貼り合わせた。
次に、位相差フィルムが貼り合わされた積層体2のTAC基材を剥がした。
次に、反射防止フィルム中のTAC基材と積層体2中のPVA膜とが対向するように、反射防止フィルムを積層体2のPVA膜側に粘着剤SK2057(綜研化学製)を介して貼り合わせ、円偏光板9を作製した。
次に、円偏光板1の代わりに円偏光板9を用いた以外は、実施例1と同様の手順に従って、有機EL表示装置9を作製した。
<比較例1>
硬化性組成物1の代わりに硬化性組成物3を使用し、膜厚が表1に記載の膜厚になるようにバー番手を調整した以外は、実施例1と同様の手順に従って、有機EL表示装置B1を作製した。
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硬化性組成物3
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・ADCP(新中村化学工業社) 99質量部
・重合開始剤 IRGACURE819(BASF社製) 1質量部
・メチルエチルケトン 45質量部
・シクロヘキサノン 180質量部
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<比較例2>
硬化性組成物1の代わりに硬化性組成物4を使用し、膜厚が表1記載の膜厚になるようにバー番手を調整した以外は、実施例1と同様の手順に従って、有機EL表示装置B2を作製した。
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硬化性組成物4
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・二酸化チタン分散液 328.3質量部
・DPHA(日本化薬製) 50.7質量部
・重合開始剤IRGACURE907(BASF社製) 3.4質量部
・光増感剤カヤキュアーDETX(日本化薬製) 0.7質量部
・メチルエチルケトン 373.8質量部
・シクロヘキサノン 824.0質量部
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<透過率の評価>
光学顕微鏡(株式会社ニコン製、製品名「ECLIPSE E600 POL」)の光源側に直線偏光子を挿入した状態で、サンプル台に測定サンプルをセットした。なお、測定サンプルとしては、各実施例および比較例にて製造する、TAC基材とPVA膜と配向膜と偏光子とを含む積層体を用いた。この積層体は、隣接層を形成する前の積層体に該当する。
次に、TAC基材側から光を照射し、マルチチャンネル分光器(OCEAN OPTICS社製、製品名「QE65000」)を用いて、400〜700nmの波長域における測定サンプルの以下の透過率Aおよび透過率Bを測定した。なお、リファレンスとしては、測定サンプルから偏光子を除いた、TAC基材とPVA膜と配向膜とを含む積層体を用いた。
透過率A:偏光子の吸収軸方向の偏光に対する透過率(%)
透過率B:偏光子の透過軸方向の偏光に対する透過率(%)
なお、上記透過率Aおよび透過率Bは、表面反射の影響を除き、かつ、視感度補正した透過率に該当する。より具体的には、上記透過率Aおよび透過率Bは平均透過率に該当し、この平均透過率は、400〜700nmの間で、上記測定によって得られる10nmごとの透過率の値を、CIE(国際照明委員会)で規格化されたXYZ等色関数(CIE1931標準観測者の等色関数)のY値を用いて、重み付け平均することで算出した。つまり、400〜700nmの間で10nmの毎に測定された透過率の値と、透過率の測定波長に対応するY値の値との積である計算値Aを測定波長毎にそれぞれ算出して、各測定波長で得られた計算値Aを合計して合計値Bを算出し、さらに、得られた合計値Bを上記で用いたY値の合計値Cで除する(合計値B/合計値C)ことにより、透過率が算出される。
<屈折率の測定方法>
各層の屈折率の測定は、測定がしやすいようにするために、石英ガラス板上に、測定したい層を作製し、Woollam社製分光エリプソメトリM−2000Uにより各層の屈折率を測定した。偏光子を設ける場合は、実施例1と同様の手順に従って、配向膜を形成し、その配向膜上に偏光子を作製した。面内における屈折率最大となる方向をx軸、面内においてx軸に対し直交する方向をy軸、面内に対する法線方向をz軸とし、それぞれの屈折率をnx、ny、および、nzと定義した。面内平均屈折率(nave)は、下記式(1)で表される。
式(1) nave=(n+n)/2
測定した屈折率を波長550nmにおける屈折率として採用した。
<反射率評価>
実施例および比較例にて作製した有機EL表示装置の反射率を測定した。
反射率は、分光測色計(コニカミノルタ製)を用いて、観察条件10°視野、観察光源 D65における表示系のY値を反射率とした。得られた値を以下の基準に沿って評価した。
:反射率が、2.95%以下の場合
A :反射率が、2.95%より大きく、且つ、3.05%以下
:反射率が、3.05%より大きく、且つ、3.10%以下
B :反射率が、3.10%より大きく、且つ、3.20%以下
C :反射率が、3.20%より大きい
表1中の「偏光子」欄の「透過率」欄の「平均」は、偏光子の吸収軸方向の透過率と偏光子の偏光軸方向の透過率との算術平均値を表す。
「偏光子」欄の「透過率」欄の「吸収軸方向」は、偏光子の吸収軸方向の透過率を表す。
「偏光子」欄の「屈折率」欄の「吸収軸方向」、「透過軸方向」、および、「平均」は、それぞれ、偏光子の吸収軸方向の屈折率、偏光子の透過軸方向の屈折率、および、偏光子の面内平均屈折率を表す。
「隣接層」欄の「屈折率」欄の「吸収軸方向」、「透過軸方向」、および、「平均」は、それぞれ、偏光子の吸収軸方向に沿った隣接層の屈折率、偏光子の透過軸方向に沿った隣接層の屈折率、および、隣接層の面内平均屈折率を表す。
表1中、「平均屈折率*膜厚」欄は、隣接層の「平均」欄で表される面内平均屈折率と「膜厚」欄で表される膜厚との積を表す。
表1中、「接着層」欄の「屈折率」欄の「平均」は、接着層の面内平均屈折率を表す。
表1中、「屈折率差A」は、偏光子の吸収軸方向の屈折率と隣接層の面内平均屈折率との差を表す。
表1中、「屈折率差B」は、隣接層の面内平均屈折率と偏光子の透過軸方向の屈折率の差を表す。
表1中、「式(Y)の関係を満たすか否か」欄は、上述した式(Y)の関係を満たす場合を「A」、満たさない場合を「B」とする。
表1に示すように、本発明の偏光板を用いることにより、所望の効果が得られた。
なかでも、実施例1と3との比較より、偏光子の吸収軸方向の屈折率と隣接層の面内平均屈折率との差が0.15以下であり、かつ、隣接層の面内平均屈折率と偏光子の透過軸方向の屈折率の差が0.10以下である場合、より効果が優れることが確認された。
また、実施例4〜7との比較より、式(Y)の関係を満たす場合、より効果が優れることが確認された。
また、実施例1と8との比較より、面内平均屈折率が1.49〜1.60である光学機能層を偏光板が含む場合、より効果が優れることが確認された。
10A,10B 偏光板
12,102 偏光子
14 隣接層
16A,16B 円偏光板
18,104 λ/4板
20A,20B,100 表示装置
22,106 表示素子
24 光学機能層

Claims (10)

  1. 偏光子、および、前記偏光子と接している隣接層を含み、
    前記偏光子の吸収軸方向の透過率が4.0%以上であり、
    前記隣接層の面内平均屈折率が、式(X)の関係を満たす、偏光板。
    式(X) 前記偏光子の透過軸方向の屈折率<前記隣接層の面内平均屈折率<前記偏光子の吸収軸方向の屈折率
  2. 前記偏光子が、二色性物質を用いて形成された偏光子である、請求項1に記載の偏光板。
  3. 前記偏光子の吸収軸方向の屈折率と前記隣接層の面内平均屈折率との差が0.15以下であり、
    前記隣接層の面内平均屈折率と前記偏光子の透過軸方向の屈折率の差が0.10以下である、請求項1または2に記載の偏光板。
  4. 前記隣接層の面内平均屈折率と前記隣接層の厚みとの積である光学膜厚dが、式(Y)の関係を満たす、請求項1〜3のいずれか1項に記載の偏光板。
    式(Y) 70+275×n≦d≦135+275×n
    nは、0、1または2を表し、前記隣接層の厚みの単位はnmである。
  5. さらに、前記隣接層の前記偏光子側とは反対側の表面に接している光学機能層を含み、
    前記光学機能層の面内平均屈折率が1.49〜1.60である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の偏光板。
  6. 前記隣接層の面内平均屈折率が、前記偏光子の面内平均屈折率よりも低い、請求項1〜5のいずれか1項に記載の偏光板。
  7. 前記偏光子の吸収軸方向の透過率と前記偏光子の透過軸方向の透過率との平均値が47.0%以上である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の偏光板。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の偏光板と、λ/4板とを有し、
    前記隣接層が、前記偏光子と前記λ/4板との間に位置する、円偏光板。
  9. 表示素子と、前記表示素子上に配置された請求項8に記載の円偏光板とを含む、表示装置。
  10. 前記表示素子が、有機エレクトロルミネッセンス表示素子である、請求項9に記載の表示装置。
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