WO2015111472A1 - 偏光機能を有する基材を設けた表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、一方のヨウ素系偏光板の色は吸収軸を平行に設置すると黄緑、吸収軸を直交に設置すると青色を呈色する偏光素子であり、そういった偏光板を表示装置(以下、またはディスプレイとも表記する)に用いる場合には、その色が表示特性に大きく影響を与える。特に、液晶を用いた表示装置においては、少なくとも液晶セルを介して観察者側に偏光素子を一枚設けることが必須であることから、その偏光板の色が観察者から確認できることは明瞭であるが、そういった偏光素子の波長特性による発色はディスプレイの表示特性に大きく影響を与える要素の一つであるが、バックライトを用いた従来の透過型液晶デバイスでは、バックライトのスペクトル分布やカラーフィルターの調整により表示色を最適化する必要がある。
偏光板の波長特性の改善も行われているが、一般的に用いられているヨウ素系偏光板では透過スペクトル(吸収軸が平行時)を各波長で均一にすると、直交時において短波長に光の漏れが生じ、十分な表示を行うことができなかった。
偏光板の色相を改善する方法として、特許文献1または特許文献2のような技術が開示されている。
特許文献2は、410nm乃至750nmの透過率において、平均値の±30%以内であり、ヨウ素に加えて、直接染料、反応染料、または酸性染料を添加して調整してなる偏光素子を開示している。同文献に開示の偏光素子は、単体透過率、つまりは、偏光素子を1枚のみを用いて測定した時の色をUCS色空間におけるa値、b値で絶対値2以内にして得られた偏光素子であるが、偏光板を2枚用いて白表示時(平行にした場合)および黒表示時(直交にした場合)の色相を同時に無彩色が表現できるものではない。また、実施例を見ればわかるように、その単体透過率の平均値は、実施例1で31.95%、実施例2で31.41%であり、透過率が低いため、高透過率かつ高コントラストを求められる分野、特に、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンスなどの分野では、より高透過率、高偏光度では十分な性能を有するものではない。
「(1)アゾ化合物を含有し、
基材2枚の吸収軸を平行にして測定して得られる透過率において、
520nm乃至590nmの平均透過率が25%以上であって、
420nm乃至480nmの平均透過率と、520nm乃至590nmの平均透過率との差の絶対値が2.5%以内であり、かつ、
520nm乃至590nmの平均透過率と、590nm乃至660nmの平均透過率との差の絶対値が2.0%以内であって、
さらに、該基材2枚の吸収軸を直交にして測定して得られる各波長透過率において、420nm乃至480nmの平均透過率と、520nm乃至590nmの平均透過率との差の絶対値が0.3%以内であり、かつ、
520nm乃至590nmの平均透過率と、600nm乃至660nmの平均透過率との差の絶対値が0.3%以内である
ことを特徴とする偏光機能を有する基材(A)を設けられていることを特徴する表示装置、
(2)表示装置が液晶表示装置であることを特徴とする(1)に記載の表示装置、
(3)液晶表示装置が、反射型液晶表示装置であることを特徴とする(2)に記載の表示装置、
(4)背面側から順に拡散反射板、前記基材(A)、液晶セル、前記基材(A)の順に、
または、
背面側から順に反射板、拡散板、前記基材(A)、液晶セル、前記基材(A)の順に、
構成されていることを特徴とする(3)に記載の表示装置、
(5)前記基材(A)が液晶セルを介して反射型偏光板とで構成し、かつ、光拡散機能を有する基材を具備し、前記基材(A)が液晶セルに対して観察者側に設置されてなることを特徴とする(3)に記載の表示装置、
(6)光拡散機能を有する基材が、前記基材(A)と液晶セルの間に設けられており、かつ、液晶セルの電極が鏡面反射型電極であることを特徴とする(3)に記載の表示装置、
(7)液晶セルの電極が拡散反射型電極であることを特徴とする(3)に記載の表示装置、
(8)120乃至160nmの位相差値を有する基材と前記基材(A)とが積層されていることを特徴とする(1)乃至(6)に記載の表示装置」、
に関する。
該基材2枚の吸収軸を平行にして測定して得られる各波長透過率において
520nm乃至590nmの平均透過率が25%以上であって、
420nm乃至480nmの平均透過率と、520nm乃至590nmの平均透過率との差の絶対値が2.5%以内であり、かつ、
520nm乃至590nmの平均透過率と、590nm乃至660nmの平均透過率との差の絶対値が2.0%以内であって、
さらに、該基材2枚の吸収軸を直交にして測定して得られる各波長透過率において420nm乃至480nmの平均透過率と、520nm乃至590nmの平均透過率との差の絶対値が0.3%以内であり、かつ、
520nm乃至590nmの平均透過率と、600nm乃至660nmの平均透過率との差の絶対値が0.3%以内である
ことを特徴とする基材(A)を設けられていることを特徴する表示装置に関する。
さらに、該基材2枚の吸収軸を直交にして測定して得られる各波長透過率において、420nm乃至480nmの平均透過率と、520nm乃至590nmの平均透過率との差の絶対値においては0.3%以内であることが必要であるが、好ましくは0.2%以内、より好ましくは0.1%以内であり、さらに、520nm乃至590nmの平均透過率と、590nm乃至660nmの平均透過率との差の絶対値においては0.3%以内であることが必要であるが、好ましくは0.2%以内、より好ましくは0.1%以内であることが好ましい。
その色の呈色は、バックライトを用いた従来の透過型液晶デバイスでは、バックライトのスペクトル分布やカラーフィルターの調整により表示色を最適化できるが、逆に言えば、偏光板のその色をバックライトやカラーフィルターによって調整する必要があった。しかしながら、外光を利用して表示させる反射型表示装置、特に、反射型液晶デバイスではバックライトを有さないため、白時の黄色の呈色と、黒表示時の青色の呈色を同時にカラーフィルターで改善することは出来ない。さらに、外光の反射を防止したい場合に偏光板を用いて反射防止する表示装置、例えば有機エレクトロルミネッセンス表示装置(以下、OLEDと省略)やプラズマディスプレイ等で用いる場合にも、偏光板は発光表示装置よりも人が観察する側に、位相差板と共に設けられている。これまでの一般的な偏光板では、OLEDの発色の色純度を低下させることから、偏光板の色相の改善は非常に重要であった。そういった反射光を制御したいOLEDなどの表示装置などにも本発明の処方は有効である。つまり、本発明では、従来の偏光板が有する白表示時の黄色の呈色と、黒表示時の青色の呈色する問題によって発生する発色を改善し、白表示時に高品位な紙のような白色を表示し、黒表示時に漆黒の黒を表示するに至る表示装置を提供し、かつ、特に反射型ディスプレイにおいて、その表示時の輝度を向上させ、かつ、コントラストをも向上させうることを達成した。
これらの有機染料は遊離酸の他、アルカリ金属塩(例えばNa塩、K塩、Li塩)、アンモニウム塩、又はアミン類の塩として用いることができる。ただし、二色性染料はこれらに限定されず公知の2色性染料を用いることが出来る。アゾ化合物は、遊離酸、その塩、またはその銅錯塩染料であることで、特に、光学特性が向上される。このアゾ系染料は、1種のみで用いても良いし、他のアゾ化合物と配合して用いても良く、配合は限定されない。こういったアゾ化合物を用いて、偏光素子の透過率を、該基材2枚の吸収軸を平行にして測定して得られる各波長透過率において、520nm乃至590nmの平均透過率が25%以上であって、420nm乃至480nmの平均透過率と、520nm乃至590nmの平均透過率との差の絶対値が2.5%以内であり、かつ、520nm乃至590nmの平均透過率と、590nm乃至660nmの平均透過率との差の絶対値が2.0%以内であって、さらに、該基材2枚の吸収軸を直交にして測定して得られる各波長透過率において、420nm乃至480nmの平均透過率と、520nm乃至590nmの平均透過率との差の絶対値が0.3%以内であり、かつ、520nm乃至590nmの平均透過率と、600nm乃至660nmの平均透過率との差の絶対値が0.3%以内に調整することによって、本願発明を実現するための偏光素子を作製するに至る。
物のそれぞれを吸着、および、含浸させることで、本願の偏光機能を有する基材(A)とすることも出来る。ヨウ素とともに吸着させるアゾ化合物は式(1)と式(3)で表されるアゾ化合物以外にも、特許公報 昭64-5623の実施例1乃至実施例5で示されるアゾ化合物や特開平03-12606号の実施例1乃至実施例4で示されるアゾ化合物を用いても良い。染色工程は、色素をポリビニルアルコールフィルムに吸着、および含浸させる方法であれば、特に限定されないが、例えば、染色工程はポリビニルアルコール樹脂フィルムを二色性染料を含有した溶液に浸漬させることによって行われる。この工程での溶液温度は、5~60℃が好ましく、20~50℃がより好ましく、35~50℃が特に好ましい。溶液に浸漬する時間は適度に調節できるが、30秒~20分で調節するのが好ましく、1~10分がより好ましい。染色方法は、該溶液に浸漬することが好ましいが、ポリビニルアルコール樹脂フィルムに該溶液を塗布することによって行うことも出来る。
二色性染料を含有した溶液は、染色助剤として、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、無水硫酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウムなどを含有することが出来る。それらの含有量は、染料の染色性による時間、温度によって任意の濃度で調整できるが、それぞれの含有量としては、0~5重量%が好ましく、0.1~2重量%がより好ましい。非特許文献1に記載の二色性染料であるアゾ化合物や、式(1)、式(2)、式(3)、式(4)、式(5)などで示されるアゾ化合物などは遊離酸として用いられるほか、当該化合物の塩でも良い。そのような塩は、リチウム塩、ナトリウム塩、及びカリウム塩などのアルカリ金属塩、或いは、アンモニウム塩やアルキルアミン塩などの有機塩として用いることも出来る。好ましくは、ナトリウム塩である。
(Ysは単体透過率を示し、ρyは偏光度を示す)
(Ysは単体透過率を示し、ρyは偏光度を示す)
また、反射型液晶の構成によって、その表示品位は各段に向上させることが出来る。
2-ニトロ-4-スルホアニリン17.9部を水145部に溶かし35%塩酸26部を含む水140部中に加え15~20℃で亜硝酸ナトリウム6.9部を加えて1時間かけてジアゾ化する。次いでこれをN,N-ビス(1-ヒドロキシ-3-スルホ-6-ナフチル)アミン(慣用名:ジJ酸)31.5部、水125部、ソーダ灰11部とからなる水溶液中に加え、更にソーダ灰溶液を注加しながら、pH8.5~9.5を保ち、20℃で3時間かけて斑点テストでジスアゾ化合物が認められなくなるまでカップリングを行い、ジスアゾ化合物を得た。ついで、硫酸銅25部の水溶液にモノエタノールアミン30.5部を加えてつくった銅錯塩を加え95℃で10時間かけて薄層クロマト上で未反応物を認められなくなるまで銅化反応を行い、得られた溶液にサヌキ塩を残量に対して25重量%加えて塩析しろ過し、60℃で蒸発乾固させて本願の式(2)の構造を有する化合物例12の色素を得た。
2-アミノナフタリン-4,8-ジスルホン酸(慣用名:C酸)32.5部を水145部に溶かし35%塩酸26部を含む水140部中に加え15~20℃で亜硝酸ソーダ6.9部を加えて1時間かけてジアゾ化する。次いでパラクレシジン13.7部、35%塩酸17.5部とからなる水溶液を加え、酢酸ソーダでpH3.0~3.5を保ちながら、20℃で4時間かけて斑点テストでパラクレシジンが認められなくなるまでカップリングする。次いでこのアミノアゾ化合物に35%塩酸21.4部を加え、10℃で亜硝酸ソーダ6.9部を加えて15~20℃で2~3時間を要して2次ジアゾ化を行う。次いでこれをN,N-ビス(1-ヒドロキシ-3-スルホ6-ナフチル)アミン(慣用名:ジJ酸)31.5部、水125部、ソーダ灰11部とからなる水溶液中に加え、更にソーダ灰溶液を注加しながら、pH8.5~9.5を保ち、20℃で3時間かけて斑点テストでジスアゾ化合物が認められなくなるまで2次カップリングを行い、テトラキス化合物を得た。ついで、硫酸銅25部の水溶液にモノエタノールアミン30.5部を加えてつくった銅錯塩を加え95℃で10時間かけて薄層クロマト上で未反応物を認められなくなるまで銅化反応を行い、得られた溶液にサヌキ塩を残量に対して25重量%加えて塩析しろ過し、60℃で蒸発乾固させて本願の式(3)の構造を有する化合物例18の色素を得た。
ケン化度99%以上の平均重合度2400のポリビニルアルコールフィルム(クラレ社製 VF-PS)を45℃の温水に2分浸漬し、膨潤処理を適用し延伸倍率を1.30倍とした。膨潤処理したフィルムを、無水芒硝1.5重量部、特許第4033443号の実施例1に記載の式(1)の構造を有するアゾ化合物0.038重量部、式(2)の構造を有する合成例1で得られたアゾ化合物0.17重量部、式(3)の構造を有する合成例2に示されるアゾ化合物0.16重量部、式(4)の構造を有する特願2011-197600の実施例3で用いた染料0.105重量部、式(5)の構造を有するC.I.Direct Orange 39 0.13重量部を含有した45℃に調整した水溶液に、7分30秒間浸漬して染色工程を行いアゾ化合物を含有させ、得られたフィルムをホウ酸(Societa Chimica Larderello s.p.a.社製)20g/lを含有した水溶液により40℃で1分浸漬し、得られたフィルムを、5.0倍に延伸しながらホウ酸30.0g/l含有した50℃の水溶液中で5分間の延伸処理を行った。そのホウ酸処理して得られたフィルムの緊張状態を保ちつつ、25℃の水にて20秒間処理を行った。処理して得られたフィルムを70℃で9分間乾燥処理を行い、本発明の偏光素子を得た。乾燥して得られた偏光素子をアルカリ処理したトリアセチルセルロースフィルム(富士写真フィルム社製 ZRD-60)にポリビニルアルコール系接着剤を用いてラミネートして偏光板を得て、本願の偏光機能を有する基材(A)とした。
染色工程において、染色時間を種々変えて、実施例1と同様に偏光素子を得て、本願の偏光機能を有する基材(A)を作製した。
ケン化度99%以上の平均重合度2400のポリビニルアルコールフィルム(クラレ社製 VF-XS)を45℃の温水に2分浸漬し、膨潤処理を適用し延伸倍率を1.30倍とした。膨潤処理したフィルムを、水1500重量部、トリポリリン酸ナトリウム1.5重量部、式(1)の構造を有する特許第4033443号の実施例1に記載の式(1)の構造を有するアゾ化合物0.1重量部、式(3)の構造を有する合成例2で得られたアゾ化合物0.15重量部含有した45℃に調整した水溶液に、3分30秒浸漬し、得られたフィルムをホウ酸(Societa Chimica Larderello s.p.a.社製)28.6g/l, 沃素(純正化学社製)0.25g/l, ヨウ化カリウム(純正化学社製)17.7g/l、ヨウ化アンモニウム(純正化学社製)1.0g/lを含有した水溶液により30℃で2分浸漬してヨウ素、ヨウ化物処理を行った。その染色して得られたフィルムを、5.0倍に延伸しながらホウ酸30.0g/l含有した50℃の水溶液中で5分間の延伸処理を行った。そのホウ酸処理して得られたフィルムの緊張状態を保ちつつ、ヨウ化カリウム20g/lに調整した水溶液で30℃に保ちつつ20秒間処理を行った。処理して得られたフィルムを70℃で9分間乾燥処理を行い、本発明の偏光素子を得た。乾燥して得られた偏光素子をアルカリ処理したトリアセチルセルロースフィルム(富士写真フィルム社製 ZRD-60)にポリビニルアルコール系接着剤を用いてラミネートして偏光板を得て、本願の偏光機能を有する基材(A)とした。
実施例8の染色工程において、式(3)の構造を有する合成例2で得られたアゾ化合物の量を、0.20重量部に変えた以外は同様にして本願の偏光機能を有する基材(A)を得た。
ポラテクノ社製 高透過率染料系偏光板 SHC-115を測定試料とした。
ポラテクノ社製 中性色な高コントラストを有する染料系偏光板として知られているSHC-128を測定試料とした。
特開2008-065222号の比較例1の処方に従い、ヨウ素含有時間を任意に変えて、二色性染料を含まないヨウ素系偏光板を作製した以外は、実施例1と同様にして測定試料とした。
ポラテクノ社製 スーパーハイコントラストヨウ素系偏光板 SKN-18242Pを測定試料とした。
ポラテクノ社製 スーパーハイコントラストヨウ素系偏光板 SKN-18241Pを測定試料とした。
ポラテクノ社製の平行位においてペーパーホワイト色を示すヨウ素系偏光板 SKW-18245Pを測定試料とした。
また、図1には、実施例6により得られた偏光機能を有する基材(A)を設けた場合を右に示し、比較例8の偏光板を設けた場合の写真を左に示す。
Claims (8)
- アゾ化合物を含有し、
基材2枚の吸収軸を平行にして測定して得られる透過率において、
520nm乃至590nmの平均透過率が25%以上であって、
420nm乃至480nmの平均透過率と、520nm乃至590nmの平均透過率との差の絶対値が2.5%以内であり、かつ、
520nm乃至590nmの平均透過率と、590nm乃至660nmの平均透過率との差の絶対値が2.0%以内であって、
さらに、該基材2枚の吸収軸を直交にして測定して得られる各波長透過率において、
420nm乃至480nmの平均透過率と、520nm乃至590nmの平均透過率との差の絶対値が0.3%以内であり、かつ、
520nm乃至590nmの平均透過率と、600nm乃至660nmの平均透過率との差の絶対値が0.3%以内である
ことを特徴とする偏光機能を有する基材(A)を設けられていることを特徴する表示装置。 - 表示装置が液晶表示装置であることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 液晶表示装置が、反射型液晶表示装置であることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
- 背面側から順に拡散反射板、前記基材(A)、液晶セル、前記基材(A)の順に、または、
背面側から順に反射板、拡散板、前記基材(A)、液晶セル、前記基材(A)の順に、
構成されていることを特徴とする請求項3に記載の表示装置。 - 前記基材(A)が液晶セルを介して反射型偏光板とで構成し、かつ、光拡散機能を有する基材を具備し、前記基材(A)が液晶セルに対して観察者側に設置されてなることを特徴とする請求項3に記載の表示装置。
- 光拡散機能を有する基材が、前記基材(A)と液晶セルの間に設けられており、かつ、
液晶セルの電極が鏡面反射型電極であることを特徴とする請求項3に記載の表示装置。 - 液晶セルの電極が拡散反射型電極であることを特徴とする請求項3に記載の表示装置。
- 120乃至160nmの位相差値を有する基材と前記基材(A)とが積層されていることを特徴とする請求項1乃至6の記載の表示装置。
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