JP2004341494A - 偏光膜、偏光板及び液晶表示装置 - Google Patents

偏光膜、偏光板及び液晶表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2004341494A
JP2004341494A JP2004092287A JP2004092287A JP2004341494A JP 2004341494 A JP2004341494 A JP 2004341494A JP 2004092287 A JP2004092287 A JP 2004092287A JP 2004092287 A JP2004092287 A JP 2004092287A JP 2004341494 A JP2004341494 A JP 2004341494A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
polarizing
polarizing plate
polarizing film
liquid crystal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004092287A
Other languages
English (en)
Inventor
Kentaro Shirato
健太郎 白土
Ikuko Okaru
郁子 大軽
Takeshi Chiga
武志 千賀
Hiroyuki Watanabe
裕幸 渡邊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP2004092287A priority Critical patent/JP2004341494A/ja
Publication of JP2004341494A publication Critical patent/JP2004341494A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Polarising Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)

Abstract

【課題】薄膜で光学性能に優れた偏光膜、及び、薄膜化した偏光膜を有し、光学性能に優れた偏光板、さらには表示性能に優れ、額縁状光漏れの少ない液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】波長1064nmのYAGレーザーを励起光として用いた偏光ラマン分光法により得られる散乱スペクトル強度が特定の関係式を満たし、かつ厚さが5μm以上21μm以下である偏光膜。該偏光膜がポリビニルアルコールを延伸して得られたもので、該偏光膜の少なくとも片側に保護膜を貼合した偏光板。また、該偏光板を用いた液晶表示装置。
【選択図】 なし

Description

本発明は、薄膜で光学性能に優れた偏光膜及び偏光板、並びに表示性能に優れ、額縁状光漏れの改良された液晶表示装置に関する。
近年、液晶表示装置は、携帯電話、テレビ、コンピュータ等様々な用途に用いられるディスプレイとして需要が高まっている。
偏光板は、このような液晶表示装置の普及に伴い、需要が急増している。偏光板は一般に偏光能を有する偏光膜の両面あるいは片面に、接着剤層を介して保護膜が貼り合わせら
れている。上記のような偏光板に用いられる偏光膜は、一般に、ポリビニルアルコール等からなるポリマーフィルムを、延伸機等を用いて延伸することにより作製されている。また、保護膜としては、光学的に透明で複屈折が小さいことから、主にセルローストリアセテートが用いられている。
偏光板が使用される液晶表示装置は、薄型で、軽量で、省消費電力であることなどを特徴としており、偏光板としても、その厚さがより薄く、質量もより軽いものが求められている。偏光板の厚さや、質量を、小さくする方法としては、片側の保護膜をなくすことや、偏光膜や保護膜を薄膜化する方法がある。
このうち片側の保護膜をなくす方法では、偏光膜との貼り合わせで偏光板が表裏非対称となり、偏光板が反ってしまう問題が生じ、好ましくない。
また、偏光膜の両側の保護膜の厚みを薄くする方法(例えば、特許文献1参照)では、偏光板の保護膜として一般的に使用されているセルローストリアセテート(TAC)フィルムの透湿度が薄膜化により増大し、それを用いた偏光板は加湿による光線透過率や偏光度の変化が大きく、加湿信頼性が悪化してしまう。このため、さらに防湿層を形成する必要が生じ、生産性の面で不利であった。
一方、液晶表示装置の製造や使用時の温度変化により、液晶ディスプレイ(LCD)の画面周囲の色相が変化する、いわゆる「額縁状光洩れ」が発生することがある。この問題は、15インチ以上の大サイズのLCDで特に顕著で、近時、液晶テレビの普及により、LCDの大サイズ化が進んでいるため、額縁状光漏れの抑制が要望されている。
この額縁状光漏れは、偏光板に加熱ストレスがかかることで、延伸の残留応力により偏光膜が収縮し、その応力が保護膜に作用し保護膜を収縮させるため、LCD周囲部の保護膜の複屈折が大きくなることで生じると考えられる。偏光板の軽量・薄膜化が進む中で、保護膜が薄膜化されているため、LCD周囲部の保護膜の複屈折がより大きくなり、さらに額縁状光漏れが顕著になってしまうことが問題であった。
このような状況のなかで、偏光膜の膜厚を薄くすることが提案されている(例えば、特許文献2参照)。しかし、現状の偏光膜を薄膜化すると、十分な光学性能が実現されないことが問題であった。
特開2001−235625号公報 特開2002−6133号公報
したがって、上記状況に鑑み、本発明は、薄膜で光学性能に優れた偏光膜、及び薄膜化した偏光膜を有し、光学性能に優れた偏光板を提供することを目的とする。また、該偏光板を使用し、表示性能に優れ、額縁状光漏れの少ない液晶表示装置を提供することも目的とする。
上記課題は、下記構成の偏光膜、偏光板及び液晶表示装置により解決できる。
(1)ポリビニルアルコールからなる偏光膜であって、波長1064nmのYAGレーザーを励起光として用いた偏光ラマン分光法により得られる散乱スペクトル強度が下記(式1)及び(式2)を満たし、かつ厚さが5μm以上21μm以下であることを特徴とする偏光膜。
(式1):(Ib108/Ia108)>60
(式2):(Ib154/Ia154)>60
Ia108:励起光であるレーザー光の磁気ベクトルの振動方向と測定対象である偏光膜の延伸方向とを平行に配置した場合のラマンバンド108cm-1の散乱光強度。
Ib108:励起光であるレーザー光の磁気ベクトルの振動方向と測定対象である偏光膜の延伸方向とを垂直に配置した場合のラマンバンド108cm-1の散乱光強度。
Ia154:励起光であるレーザー光の磁気ベクトルの振動方向と測定対象である偏光膜の延伸方向とを平行に配置した場合のラマンバンド154cm-1の散乱光強度。
Ib154:励起光であるレーザー光の磁気ベクトルの振動方向と測定対象である偏光膜の延伸方向とを垂直に配置した場合のラマンバンド154cm-1の散乱光強度。
(2)ポリビニルアルコールを延伸して得られる偏光膜の少なくとも片側に保護膜を貼合した偏光板であって、波長1064nmのYAGレーザーを励起光として用いた偏光ラマン分光法により得られる該偏光膜の散乱スペクトル強度が下記(式1)及び(式2)を満たし、かつ該偏光膜の厚さが5μm以上21μm以下であることを特徴とする偏光板。
(式1):(Ib108/Ia108)>60
(式2):(Ib154/Ia154)>60
Ia108:励起光であるレーザー光の磁気ベクトルの振動方向と測定対象である偏光膜の延伸方向とを平行に配置した場合のラマンバンド108cm-1の散乱光強度。
Ib108:励起光であるレーザー光の磁気ベクトルの振動方向と測定対象である偏光膜の延伸方向とを垂直に配置した場合のラマンバンド108cm-1の散乱光強度。
Ia154:励起光であるレーザー光の磁気ベクトルの振動方向と測定対象である偏光膜の延伸方向とを平行に配置した場合のラマンバンド154cm-1の散乱光強度。
Ib154:励起光であるレーザー光の磁気ベクトルの振動方向と測定対象である偏光膜の延伸方向とを垂直に配置した場合のラマンバンド154cm-1の散乱光強度。
(3)波長700nmの光に対するクロスニコル時の透過率が0〜0.15%であることを特徴とする上記(2)に記載の偏光板。
(4)単板透過率が41%以上50%未満で、偏光度が99.9%以上100%未満であることを特徴とする上記(2)または(3)に記載の偏光板。
(5)偏光膜が、膜厚が85〜200μmのポリビニルアルコールフィルムを原反フィルムとして連続的に供給し、該原反フィルムの両端を保持手段により保持し、該保持手段を該原反フィルムの長手方向に進行させつつ、該保持手段により張力を付与して該原反フィルムを延伸することで得られる偏光フィルムであることを特徴とする上記(2)〜(4)のいずれかに記載の偏光板。
(6)フィルムの長手方向とそれと直交する方向とで、偏光フィルムの膜厚の振れ幅が0〜10%であるロール状の偏光フィルムから作製されていることを特徴とする上記(2)〜(5)のいずれかに記載の偏光板。
(7)フィルムの長手方向とそれと直交する方向とで、偏光フィルムの単板透過率の振れ幅が0〜1.5%であるロール状の偏光フィルムから作製されていることを特徴とする上記(2)〜(6)のいずれかに記載の偏光板。
(8)フィルムの長手方向とそれと直交する方向で、偏光フィルムの偏光度の振れ幅が0〜0.03%であるロール状の偏光フィルムから作製されていることを特徴とする上記(2)〜(7)のいずれかに記載の偏光板。
(9)偏光板の厚さが70μm以上270μm未満であることを特徴とする(2)〜(9)のいずれかに記載の偏光板。
(10)上記(2)〜(9)のいずれかに記載の偏光板を有することを特徴とする液晶表示装置。
本発明は、波長1064nmのYAGレーザーを励起光として用いた偏光ラマン分光法により得られるラマンバンド108cm-1及び154cm-1の散乱光強度が、特定の値である(上記(式1)及び(式2)を満たす)偏光膜を、膜厚5〜21μmと薄膜化して用いることを特徴とする。これにより、光学性能にも優れ、LCDの額縁状光漏れ等の原因となる温度変化による収縮が起きにくい偏光板を提供できる。
ポリビニルアルコール(PVA)からなる偏光膜は、PVAをフィルム化した後、通常、高次ヨウ素イオン(I3 -やI5 -)などの二色性分子がフィルム内に導入され、偏光板としての偏光機能はこの二色性分子の配向により発現する。二色性分子の配向度が高いほど、すなわち二色性分子の配向方向とPVAフィルムの延伸方向とのズレが小さいほど、偏光板としての光学性能に優れる(単板透過率及び偏光度が高い(平行ニコル時の透過率が高く、クロスニコル時の透過率が低い))。
本発明で規定する、励起光の偏光面に対して測定試料である偏光膜の延伸方向を垂直に配置した場合の散乱光強度と、平行に配置した場合の散乱光強度との比(Ib108/Ia108)及び(Ib154/Ia154)は、それぞれI3 -及びI5 -の配向度に相当し、上記の散乱光強度比がともに60より大きくなるとき、光学性能に優れる配向度が実現されていると推定される。
ラマン散乱において、ラマンバンド108cm-1の散乱はI3 -イオンに帰属し、ラマンバンド154cm-1の散乱はI5 -イオンに帰属すると考えられている(108cm-1の散乱については、M. E.Heyde, L. Rimai etc., J. Amer. Chem. Soc., vol.94, 1972年, p.5222、及びF. Inagaki etc., Bull. Chem. Soc. Jpn., vol.45, 1972年, p.3384など、154cm-1の散乱については、R. C.Teitelbaum etc., J. Amer. Chem. Soc., vol.102, 1980年, p.3322など参照)。
本発明者らの知見によれば、I3 -、及びI5 -の配向度、即ち偏光ラマン散乱スペクトル強度の比(Ib108/Ia108)及び(Ib154/Ia154)の値は、PVAフィルムの延伸倍率を上げる、膜厚の厚いPVAフィルムを原反フィルムとして用いることなどで大きくすることができる。具体的には、例えば、60μm以上(より好ましくは85μm以上200μm以下)のPVAフィルムを原反フィルムとして、5〜8倍の延伸倍率で延伸することで上記散乱光のスペクトル強度比を60より大きくすることができる。
上記構成により、光学性能に優れ、薄膜で温度変化による収縮が少ない偏光板を得ることができる。
また、本発明の液晶表示装置は、上記構成の偏光板を用いるために、表示性能に優れ、額縁状光漏れの少ないものとなる。
本発明によれば、薄膜で光学性能に優れる偏光板を提供することができる。また、本発明によれば、表示性能に優れ、額縁状光洩れが起きず、薄手で軽量な液晶表示装置を提供することができる。
以下、本発明について更に詳細に説明する。
1.偏光板の構成
まず、本発明の偏光板を構成する本発明の偏光膜、及び保護膜について説明する。
(1)偏光膜
本発明に用いる偏光膜は、ポリビニルアルコール(PVA)を延伸して得られるものである。PVAは、ポリ酢酸ビニルをケン化したポリマー素材であるが、例えば不飽和カルボン酸、不飽和スルホン酸、オレフィン類、ビニルエーテル類のような酢酸ビニルと共重合可能な成分を含有しても構わない。また、アセトアセチル基、スルホン酸基、カルボキシル基、オキシアルキレン基等を含有する変性PVAも用いることができる(以下、これらを含めて「PVA系樹脂」と称する)。
PVAのケン化度は特に限定されないが、溶解性等の観点から80〜100mol%が好ましく、90〜100mol%が特に好ましい。またPVAの重合度は特に限定されないが、1000〜10000が好ましく、1500〜5000が特に好ましい。
PVAのシンジオタクティシティーは、特許2978219号に記載されているように耐久性を改良するため55%以上が好ましい。また、特許第3317494号に記載されているようにシンジオタクティシティーが45〜52.5%のPVAも好ましく用いることができる。
PVAにはフィルム(原反フィルム)化した後に、二色性分子を導入することが好ましい。PVAフィルムの製造方法は、PVA系樹脂を水又は有機溶媒に溶解した原液を流延して製膜する方法が一般に好ましく用いられる。原液中のポリビニルアルコール系樹脂の濃度は、通常5〜20質量%が好ましい。この原液を流延法により製膜することによって、膜厚が好ましくは10〜200μm(より好ましくは85μm以上200μm以下)のPVAフィルムを製造することができる。PVA原反フィルムの製造は、特許第3342516号、特開平09−328593号、特開2001−302817号、特開2002−144401号を参考にして行うことができる。
PVAフィルムの結晶化度は特に限定されないが、特許第3251073号に記載されているように、耐久性や偏光性能を改善するため平均結晶化度(Xc)を50〜75質量%とすることもできるし、特開2002−236214号に記載されているように、面内の色相バラツキを低減させるため結晶化度を38%以下とすることもできる。
PVAフィルムの複屈折(△n)は小さいことが好ましく、特許第3342516号に記載されているように複屈折が1.0×10-3以下であることが好ましい。但し、特開平2002−228835号に記載されているように、PVAフィルムの延伸時の切断を回避しながら高偏光度を得るため、複屈折を0.002以上0.01以下とするのも好ましい。また、特開2002−60505号に記載されているように(nx+ny)/2−nzの値を0.0003以上0.01以下としてもよい。
PVAフィルムのレターデーション(面内)は0nm以上100nm以下が好ましく、0nm以上50nm以下がさらに好ましい。また、PVAフィルムのRth(膜厚方向)は0nm以上500nm以下が好ましく、0nm以上300nm以下がさらに好ましい。
この他、本発明の偏光板には、特許3021494号に記載されている1,2−グリコール結合量が1.5モル%以下のPVAフィルム、特開2001−316492号に記載されている5μm以上の光学的異物が100cm2当たり500個以下であるPVAフィルム、特開2002−030163号に記載されているフィルムのTD方向の熱水切断温度斑が1.5℃以下であるPVAフィルム、さらにグリセリンなどの3〜6価の多価アルコールを1〜100質量部したり、特開平06−289225号に記載されている可塑剤を15質量%以上混合した溶液から製膜したPVAフィルムを好ましく用いることができる。
PVAフィルムの延伸前の膜厚(原反フィルムの膜厚)は特に限定されないが、フィルム保持の安定性、延伸の均質性の観点から、1μm〜1mmが好ましく、20〜200μmがより好ましい。本発明では、60μm以上が好ましく(より好ましくは85μm以上200μm以下)、これにより偏光膜の前記偏光ラマン散乱スペクトル強度の比(Ib108/Ia108)及び(Ib154/Ia154)を大きくし、薄膜化した偏光膜の光学性能を改善することができる。また、特開2002−236212号に記載されているように、水中において4倍から6倍の延伸倍率で延伸を行った時に発生する応力が10N以下となるような薄いPVAフィルムを使用してもよい。
PVAフィルムに導入する二色性分子としては、I3 -やI5 -などの高次のヨウ素イオンや二色性染料を好ましく用いることができる。本発明では、高次のヨウ素イオンが特に好ましく使用される。高次のヨウ素イオンは、永田良編,「偏光板の応用」,CMC出版や、「工業材料」,第28巻,第7号,p.39〜45に記載されているように、ヨウ素をヨウ化カリウム水溶液に溶解した液にPVAフィルムを浸漬する(必要に応じてホウ酸水溶液にも浸漬する)ことでPVAフィルムに吸着・配向した状態で生成することができる。
二色性分子として二色性染料を用いる場合は、アゾ系色素が好ましく、特にビスアゾ系とトリスアゾ系色素が好ましい。二色性染料は水溶性のものが好ましく、このため二色性分子にスルホン酸基、アミノ基、水酸基などの親水性置換基が導入され、遊離酸、あるいはアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン類の塩として好ましく用いられる。このような二色性染料の具体例としては、例えば、C. I. Direct Red 37、 Congo Red(C. I. Direct Red 28)、C. I. Direct Violet 12、C. I. Direct Blue 90、C. I. Direct Blue 22、C. I. Direct Blue 1、C. I. DirectBlue 151、C. I. Direct Green 1等のベンジジン系、C. I. Direct Yellow 44、C. I. Direct Red 23、C. I. Direct Red 79等のジフェニル尿素系、C. I. Direct Yellow 12等のスチルベン系、C.I. Direct Red 31等のジナフチルアミン系、C. I. Direct Red 81、C. I. Direct Violet 9、C. I. Direct Blue 78等のJ酸系を挙げることができる。これ以外にも、C. I. Direct Yellow 8、C. I.Direct Yellow 28、C. I. Direct Yellow 86、C. I. Direct Yellow 87、C. I. Direct Yellow 142、C. I. Direct Orange 26、C. I. Direct Orange 39、C. I. Direct Orange 72、C. I. DirectOrange 106、C. I. Direct Orange 107、C. I. Direct Red 2、C. I. Direct Red 39、C. I. Direct Red 83、C. I. Direct Red 89、C. I. Direct Red 240、C. I. Direct Red 242、C. I. Direct Red247、C. I. Direct Violet 48、C. I. Direct Violet 51、C. I. Direct Violet 98、C. I. Direct Blue 15、C. I. Direct Blue 67、C. I. Direct Blue 71、C. I. Direct Blue 98、C. I. Direct Blue 168、C. I. Direct Blue 202、C. I. Direct Blue 236、C. I. Direct Blue 249、C. I. Direct Blue 270、C. I. Direct Green 59、C. I. Direct Green 85、C. I. Direct Brown 44、C. I. DirectBrown 106、C. I. Direct Brown 195、C. I. Direct Brown 210、C. I. Direct Brown 223、C. I. Direct Brown 224、C. I. Direct Black 1、C. I. Direct Black 17、C. I. Direct Black 19、C. I.Direct Black 54等が挙げられる。さらに特開昭62−70802号、特開平1−161202号、特開平1−172906号、特開平1−172907号、特開平1−183602号、特開平1−248105号、特開平1−265205号、特開平7−261024号の各公報記載の二色性染料等も好ましく使用することができる。各種の色相を有する二色性分子を製造するため、これらの二色性染料は2種以上を配合してもかまわない。二色性染料を用いる場合、特開2002−082222号に記載されているように吸着厚みが4μm以上であってもよい。
PVAフィルム中の二色性分子の含有量は、少なすぎると偏光度が低く、また、多すぎても単板透過率が低下する傾向があることから、通常、フィルムのマトリックスを構成するポリビニルアルコール系重合体に対して、0.01質量%から5質量%の範囲に調整されるのが好ましい。
偏光膜の好ましい膜厚は5μm以上21μm以下である。さらに好ましい偏光膜の膜厚は10μm以上21μm以下であり、15μm以上21μm以下が最も好ましい。本発明の偏光膜は、市販品の偏光膜(膜厚25μm以上)に対し、薄膜なため、延伸による残留応力が小さくなり、温度変化による収縮が起きにくくなるので、LCDに用いた場合にも額縁状光漏れ等の画像上の欠陥を防止することができる。また、偏光膜が本発明の範囲より小さい場合、クロスニコルでの光漏れが顕著になるなど表示品位の問題が発生するため好ましくない。
本発明の偏光膜は、ポリビニルアルコールフィルムを原反フィルムとして、一般にポリマー延伸法として広く行われている縦一軸延伸(フィルム長手方向に延伸)により得ることができる。また、ポリビニルアルコールの原反フィルムを連続的に供給し、該原反フィルムの両端を保持手段により保持し、該保持手段を該原反フィルムの長手方向に進行させつつ、該保持手段により張力を付与して該原反フィルムを延伸する方法により得ることもできる。後者の方法としては、膜厚の厚い原反フィルムを用いる場合に、光学性能の良い偏光膜を容易に作製できるので好ましく、特に特開2002−86554号に記載の方法が好ましく利用できる。
本発明では、上記のように延伸により得られる偏光フィルムを本発明では偏光膜として好ましく用いることができる。この偏光フィルムは、フィルムの長手方向とそれと直交する方向とで膜厚の振れ幅が0〜10%であることが好ましく、さらに0〜8%であることが好ましい。振れ幅をこの範囲にすることで、フィルムのロスが低減して生産性が向上するので、好ましい。
(2)保護膜
偏光膜は、両面または片面に、透明なポリマーフィルムを保護膜として、接着剤または粘着剤を用いて貼り合わせて使用されることが好ましい。保護膜には、透明性、低複屈折性、適度な剛性といった物性が求められる。
本発明の保護膜に用いる透明ポリマーフィルムの透過率は80%以上が好ましく、87%以上であることがさらに好ましい。透明ポリマーフィルムのヘイズは2.0%以下であることが好ましく、1.0%以下であることがさらに好ましい。透明ポリマーフィルムの屈折率は1.4乃至1.7であることが好ましい。
透明ポリマーフィルムの素材は特に制限は無いが、ノルボルネン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアリレート、ポリスルフォン、セルロースアシレートを挙げることができる。市販のポリマーフィルムとしては、日本ゼオン(株)製のゼオネックス(参考資料:特開昭63−218726号、特開平5−25220号、特開平9−183832号)、ゼオノアや、日本合成ゴム(株)製ARTON(参考資料:特開平1−24051号、特開平5−97978号)や、富士写真フィルム(株)製フジタック(参考資料:発明協会公開技法2001−1745)、なかでもフジタック(富士写真フィルム(株)製)、ゼオノア(日本ゼオン(株)製)が特に好ましい。偏光膜の両面の透明ポリマーフィルムは同じであっても異なっていてもよい。
本発明の偏光板をLCDに用いる場合、液晶セル側に配置される保護膜は実質的に正面から入射した光の偏光状態を変えない、すなわち面内レターデーション(Re)の小さなポリマーフィルムであることが好ましい。具体的には、下記式(3)で表されるRe値は0nm以上20nm以下が好ましいが、0nm以上5nm以下が特に好ましい。下記式(4)で表されるRth値は、0nm以上200nm以下が好ましく、40nm乃至150nmが更に好ましく40nm乃至100nmが最も好ましい。Re値及びRth値のばらつきは、平均値の±3nm以内が好ましく、±2nmであることが最も好ましい。
式(3):Re値=(nx−ny)×d、
式(4):Rth値=((nx+ny)/2−nz)×d
ここで、nxはフィルム面内における遅相軸方向の屈折率、nyはフィルム面内におけるnxと直交する方向の屈折率、nzはフィルムの厚み方向の屈折率、dはフィルムの厚みを表す。
保護膜の遅相軸と偏光膜の吸収軸のなす角は、任意の値でよいが、平行または45±20゜の方位角であることが好ましい。
保護膜の膜厚は、30μm以上120μm以下が好ましく、40μm以上102μm以下が更に好ましく、40μm以上80μm以下が最も好ましい。
保護膜として用いる透明ポリマーフィルムの透湿係数(25μm、25℃、90%RH)は、0.0001〜1000g/m2・dayが好ましく、温度収縮率は2×10-5/℃〜9×10-5/℃が好ましく、湿度収縮率は7×10-5/%RH以下が好ましい。また、特開2001−235625号に記載されているような、40℃、90%RHの透湿度が0.04g/cm2・24h以下の透明ポリマーフィルムも保護膜として好ましく用いることもできる。
保護膜として用いるポリマーフィルムの引っ張り試験による抗張力値は、50〜1000MPaが好ましく、破断点伸度は5%以上100%以下が好ましい。また、保護膜として、特開平8−122525号に記載されているように、MD方向の抗張力が15kg/mm2以上、TD方向の抗張力が12.5kg/mm2以上のセルロース系フィルムを使用してもよいし、特開平9−251110号に記載されているように引張強度が13kgf/mm2以上のセルロース系フィルムを用いてもよい。
保護膜として用いるポリマーフィルムの光弾性係数は特開平7−294732号に記載されているように25.0×10-13cm2/dyne以下が好ましい。本発明では、さらに9×10-13cm2/dyne以下が特に好ましい。
保護膜にセルロースアシレートフィルムを使用する場合、発明協会公開技法2001−1745に記載されているセルロースアシレートフィルムを用いることが好ましい。また、特許第3327410号に記載されている自平面に対する法線から30度以内の視角範囲において8nm以下の位相差を有するセルロースアシレートフィルムや、特開2000−204173号に記載されている範囲のセルロースアシレートフィルムも本発明の偏光板として好ましく使用できる。
本発明に用いられるセルロースアセテートの原料綿は発明協会公開技法2001−1745等で公知の原料を用いることができる。また、セルロースアシレート素材は、右田 他 著,「木材化学」,共立出版,1968年,180〜190頁等に公知の方法で合成することができる。
セルロースアシレートの粘度平均重合度は200乃至700が好ましく250乃至500が更に好ましく250乃至350が最も好ましい。
セルロースアシレートフィルムのアシル基は特に制限は無いがアセチル基、プロピオニル基を用いることが好ましく、特にアセチル基が好ましい。全アシル基の置換度は2.7乃至3.0が好ましく、2.8乃至2.95がさらに好ましい。全アシル基がアセチル基であるセルロースアシレートを用いる場合にはアセチル置換度が2.7乃至2.95が好ましく、2.8乃至2.95がさらに好ましく、2.84乃至2.89が最も好ましい。 また、特開2001−356214号に記載されている2.50以上2.86以下や、特開2001−226495号に記載されている2.75以上2.86以下のアセチル置換度も好ましい。アセチル置換度が低すぎると流延時の搬送テンションによってRe値が所望の値より大きくなり易く、面内ばらつきも発生しやすくなる傾向がある。また、6位のアシル基の置換度は0.9以上が好ましく用いられる。0.9以下の置換度の場合、Re、Rthのばらつきが発生しやすい。なお、本特許におけるアシル基の置換度はASTM D817に従って算出した値を採用する。
本発明において、セルロースアシレートフィルムはソルベントキャスト法により製造することが好ましい。Re、Rthのばらつきを低減する観点から、製造の際に用いるセルロースアシレート溶液の濃度は16質量%乃至30質量%が好ましく、18乃至26質量%であることが望ましい。用いられる有機溶媒は特に限定されないが、塩素系溶剤、アルコール類、ケトン類、エステル類を混合したものが好ましく用いられる。アルコールとしては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、エステル類としては酢酸メチル、ケトン類としては、アセトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンが特に好ましく用いられる。地球環境を保護し、作業環境を向上する観点から、塩素系溶剤を実質的に含まない有機溶媒を使用することも好ましい。ここで、「実質的に含まない」とは、有機溶媒中の塩素系溶剤の割合が10質量%未満、好ましくは5質量%未満であることを意味する。
セルロースアシレートフィルムを製造するにあたって、セルロースアシレート溶液を調製するために、室温下でタンク中の溶剤を撹拌しながらセルロースアシレートを添加することで膨潤をまず行う。膨潤時間は最低10分以上が必要であり、10分未満では不溶解物が残存する。また、溶剤の温度は0から40℃が好ましい。0℃未満では膨潤速度が低下し不溶解物が残存する傾向にあり、40℃を超えると膨潤が急激に起こるために中心部分が十分膨潤しないことがある。セルロースアシレートの溶解法は、冷却溶解法、高温溶解法のいずれか、あるいは両方を用いてもよい。冷却溶解法、高温溶解法に関する具体的な方法は、発明協会公開技法2001−1745等に記載されている公知の方法を用いることができる。上記で得られたセルロースアシレート溶液は場合により、低い濃度で溶解した後に濃縮手段を用いて最適な濃度に濃縮する方法で調製することも好ましく行うことができる。
セルロースアシレート溶液は流延に先だって金網、紙やネルなどの適当な濾材を用いて、未溶解物やゴミ、不純物などの異物を濾過除去しておくのが好ましい。方法は特に限定されないが、発明協会公開技法2001−1745等に記載されている公知の方法を用いることができる。
上記セルロースアシレート溶液には、各調製工程において用途に応じた種々の添加剤を加えることができる。それらの添加剤は、可塑剤、紫外線防止剤や劣化防止剤(例、酸化防止剤、過酸化物分解剤、ラジカル禁止剤、金属不活性化剤、酸捕獲剤、アミン)、更には剥離剤、微粒子等である。また、フィルムのレターデーションやその波長依存性を可能な範囲内で制御するためにレターデーション調整剤を使用してもよい。レターデーション調整剤は、特に制限は無いが、250乃至400nmの波長領域に最大吸収を有し、かつ、可視領域に実質的に吸収を有していないことが好ましい。それぞれの添加剤の添加量はポリマー100質量部に対して、0.05乃至20質量部の範囲で使用することが好ましく、0.1乃至10質量部の範囲で使用することがより好ましく、0.5乃至2質量部の範囲で使用することが最も好ましい。
本発明において、セルロースアシレートフィルムを製膜する方法及び設備は、従来セルローストリアセテートフィルム製造に供する溶液流延製膜方法及び溶液流延製膜装置が用いられる。溶解タンク(釜)から調製されたドープ(セルロースアシレート溶液)をストックタンクで一旦貯蔵し、ドープに含まれている泡を脱泡して最終調製をする。ドープをドープ排出口から、高精度に定量送液できる加圧型定量ギヤポンプを通して加圧型ダイに送り、ドープを加圧型ダイの口金(スリット)からエンドレスに走行している流延部の金属支持体の上に均一に流延され、金属支持体がほぼ一周した剥離点で、生乾きのドープ膜(ウェブとも呼ぶ)を金属支持体から剥離する。得られるウェブの両端をクリップで挟み、幅保持しながらテンターで搬送して乾燥し、続いて乾燥装置のロール群で搬送し乾燥を終了して巻き取り機で所定の長さに巻き取る。テンターとロール群の乾燥装置との組み合わせはその目的により変わる。
本発明では所望のReにするために、テンターの出口の幅をテンター入口より拡張してフィルムを延伸することができる。延伸倍率は所望のReによって異なるが1.0乃至1.3倍が好ましく1.0乃至1.25倍がさらに好ましい。延伸するフィルムの残留溶剤量は2質量%乃至35質量%が好ましく、2質量%乃至30質量%がさらに好ましい。残留溶剤量が2質量%よりも少ないとツレシワが発生したり場合によってはフィルムが破断することがある。30質量%以上の場合は延伸の効果が小さくReを調整できない可能性がある。また、Reを調整するために搬送時のテンションをハンドリングに問題のない範囲で調整してもよい。
本発明では、膜厚のばらつきを低減してレターデーションのばらつきを小さくするために、セルロースアシレート溶液を、金属支持体としての平滑なバンド上或いはドラム上に流延することが好ましく行われるが、複数のセルロースアシレート液を共流延してもよい。共流延の方法は特に制限がなく、特開平11−198285号で公知の方法が適用できる。また、2つの流延口からセルロースアシレート溶液を流延することによってフィルム化する方法でもよい。また高粘度セルロースアシレート溶液の流れを低粘度のセルロースアシレート溶液で包み込み、その高、低粘度のセルロースアシレート溶液を同時に押出すセルロースアシレートフィルム流延方法でもよい。共流延の場合の膜厚は、各層の厚さは特に限定されないが、好ましくは外部層が内部層より薄いことが好ましく用いられる。 その際の外部層の膜厚は、1〜30μmが好ましく、特に好ましくは1〜20μmである。ここで、外部層とは、2層の場合はバンド面(ドラム面)ではない面、3層以上の場合は完成したフィルムの両表面側の層を示す。内部層とは、2層の場合はバンド面(ドラム面)。3層以上の場合は外部層より内側に有る層を示す。さらにセルロースアシレート溶液は、他の機能層(例えば、接着層、染料層、帯電防止層、アンチハレーション層、UV吸収層、偏光層など)を同時に流延してもよい。
本発明において、セルロースアシレートフィルムの製造に係わる金属支持体上におけるドープの乾燥は、30乃至250℃で行うことが好ましく、40乃至180℃がさらに好ましく、40乃至140℃で行うことが最も好ましい。
本発明では、でき上がり(乾燥後)のセルロースアシレートフィルムの厚さは20〜100μmの範囲が好ましく、更に20〜80μmの範囲が好ましく、特に30〜80μmの範囲が最も好ましい。フィルム厚さの調製は、所望の厚さになるように、ドープ中に含まれる固形分濃度、ダイの口金のスリット間隙、ダイからの押し出し圧力、金属支持体速度等を調節すればよい。また、厚みが50μm以下のセルローストリアセテートフィルムを用いる場合には、特開2002−22961号に記載されているMD方向の破断伸度(23℃/60%RHの状態下)を0.75%以下とすることが好ましい。
セルロースアシレートフィルム中のFe、Ca、及びMg含有量を、特開2000−313766号に記載されているように、Fe成分の量を1ppm以下、Ca成分の量を60ppm以下、Mg成分の量を15〜70ppm範囲とすることも好ましい。また、特開2002−258049号に記載されているように、フィルム両面をATR分析したとき、表面の1488cm-1付近の最大強度ピークAxと1365cm-1付近の最大強度ピークBxの比Cx(Cx=Ax/Bx)と、裏面の1488cm-1付近の最大強度ピークAyと1365cm-1付近の最大強度ピークByの比Cy(Cy=Ay/By)とが、1.0≦Cx/Cy≦1.2を満たすようなセルロースアシレートフィルムも好ましい
本発明の偏光板の厚さは70μm以上270μm未満であることが好ましく、さらに90μm以上190μm未満であることが好ましい。
本発明の偏光板は、前述の偏光膜や保護膜以外にも、粘着剤層、セパレートフィルム、保護フィルムを構成要素として有していても構わない。
2.偏光板の製造工程
次に、本発明の偏光板の製造工程について説明する。
本発明における偏光板の製造工程は、PVA膨潤工程、染色工程、硬膜工程、延伸工程、乾燥工程、保護膜貼り合わせ工程、貼り合わせ後乾燥工程から構成されることが好ましい。
染色工程、硬膜工程、延伸工程の順序を任意に変えること、また、いくつかの工程を組み合わせて同時に行っても構わない。また、特許第3331615号に記載されているように、硬膜工程の後に水洗する工程を設けることも好ましい。
本発明では、PVA膨潤工程、染色工程、硬膜工程、延伸工程、乾燥工程、保護膜貼り合わせ工程、貼り合わせ後乾燥工程を記載の順序で遂次行うことが特に好ましい。また、前述の工程中または後にオンライン面状検査工程を設けることも好ましい。
PVA膨潤工程は、水のみで行うことが好ましいが、特開平10−153709号に記載されているように、光学性能の安定化及び、製造ラインでのPVAフィルムのシワ発生回避のために、PVAフィルムをホウ酸水溶液により膨潤させて、偏光板基材の膨潤度を管理することもできる。
また、膨潤工程の温度、時間は、任意に定めることができるが、10℃以上60℃以下、5秒以上2000秒以下が好ましい。
染色工程は、特開2002−86554号に記載の方法を用いることができる。また、染色方法としては浸漬だけでなく、ヨウ素または染料溶液の塗布あるいは噴霧等、任意の手段が可能である。また、特開2002−290025号に記載されているように、ヨウ素の濃度、染色浴温度、浴中の延伸倍率、及び浴中の浴液を攪拌させながら染色させる方法を用いてもよい。
二色性分子として高次のヨウ素イオンを用いる場合、高コントラストな偏光板を得るためには、染色工程にはヨウ素をヨウ化カリウム水溶液に溶解した液を用いることが好ましい。この場合のヨウ素−ヨウ化カリウム水溶液のヨウ素濃度は0.05〜20g/l、ヨウ化カリウムは3〜200g/l、ヨウ素とヨウ化カリウムの質量比は1〜2000であることが好ましい。染色時間は10〜1200秒が好ましく、液温度は10〜60℃が好ましい。さらに好ましくは、ヨウ素が0.5〜2g/l、ヨウ化カリウムが30〜120g/l、ヨウ素とヨウ化カリウムの質量比は30〜120がよく、染色時間は30〜600秒、液温度は20〜50℃がよい。
また、特許第3145747号に記載されているように、染色液にホウ酸、ホウ砂等のホウ素系化合物を添加してもよい。
硬膜工程は、架橋剤溶液に浸漬または溶液を塗布して架橋剤を含ませるのが好ましい。また、特開平11−52130号に記載されているように、硬膜工程を数回に分けて行うこともできる。
架橋剤としては米国再発行特許第232897号に記載のものが使用できる。また、特許第3357109号に記載されているように、寸法安定性を向上させるため、多価アルデヒドを架橋剤として使用することもできる。架橋剤としては、ホウ酸類が最も好ましく用いられる。
硬膜工程に用いる架橋剤としてホウ酸を用いる場合には、架橋剤溶液であるホウ酸−ヨウ化カリウム水溶液に金属イオンを添加してもよい。金属イオンとしては塩化亜鉛が好ましい。
また、特開2000−35512号に記載されているように、塩化亜鉛の代わりに、ヨウ化亜鉛などのハロゲン化亜鉛、硫酸亜鉛、酢酸亜鉛などの亜鉛塩を用いることもできる。
本発明では、塩化亜鉛を添加したホウ酸−ヨウ化カリウム水溶液を作製し、PVAフィルムを浸漬させて硬膜を行うことが好ましい。この場合、ホウ酸は1〜100g/l、ヨウ化カリウムは1〜120g/l、塩化亜鉛は0.01〜10g/l、硬膜時間は10〜1200秒が好ましく、液温度は10〜60℃が好ましい。さらに好ましくは、ホウ酸は10〜80g/l、ヨウ化カリウムは5〜100g/l、塩化亜鉛は0.02〜8g/l、硬膜時間は30〜600秒がよく、液温度は20〜50℃がよい。
延伸工程は、米国特許2454515号などに記載されているような縦一軸延伸方式、または特開2002−86554号に記載されているようなテンター方式を好ましく用いることができる。好ましい延伸倍率は2倍以上12倍以下であり、より好ましくは3倍以上10倍以下であり、さらに好ましくは4倍以上8倍以下であり、最も好ましくは5倍以上8倍以下である。また、延伸倍率と原反厚さと偏光膜厚さの関係を特開平2002−40256号に記載されているように、(保護膜貼合後の(偏光膜+保護膜)膜厚/原反膜厚)×(全延伸倍率)>0.17としたり、最終浴を出た時の偏光膜の幅と保護膜貼合時の(偏光膜+保護膜)幅の関係を特開平2002−40247号に記載されているように、0.80≦(保護膜貼合時の(偏光膜+保護膜)幅/最終浴を出た時の偏光膜の幅)≦0.95としたりすることも好ましい。
乾燥工程は、特開2002−86554号で公知の方法を使用できる。乾燥工程における好ましい温度範囲は30℃〜100℃であり、好ましい乾燥時間は30秒〜60分である。また、特許第3148513号に記載されているように、水中退色温度を50℃以上とするような熱処理を行ったり、特開平7−325215号や特開平7−325218号に記載されているように温湿度管理した雰囲気でエージングしたりすることも好ましく行うことができる。
保護膜貼り合わせ工程は、乾燥工程を出た前述の偏光膜の片面または両面に保護膜を貼合する工程である。貼合直前に接着液を供給し、偏光膜と保護膜を重ね合わせるように、
一対のロールで貼り合わせる方法が好ましく使用される。また、特開2001−296426号及び特開2002−86554号に記載されているように、偏光膜の延伸に起因するレコードの溝状の凹凸を抑制するため、貼り合わせ時の偏光膜の水分率を調整することが好ましい。本発明では0.1%〜30%の水分率が好ましい。
偏光膜と保護膜との接着剤は特に限定されないが、PVA系樹脂(アセトアセチル基、スルホン酸基、カルボキシル基、オキシアルキレン基等の変性PVAを含む)やホウ素化合物水溶液等が挙げられ、なかでもPVA系樹脂が好ましい。接着剤層厚みは乾燥後に0.01乃至5μmが好ましく、0.05乃至3μmが特に好ましい。
また、偏光膜と保護膜の接着力を向上させるために、保護膜を表面処理して親水化してから接着することが好ましく行われる。表面処理の方法は特に制限は無いが、アルカリ溶液を用いてケン化する方法、コロナ処理法など公知の方法を用いることができる。また、表面処理後にゼラチン下塗り層等の易接着層を設けてもよい。特開2002−267839号に記載されているように保護膜表面の水との接触角は50°以下が好ましい。
貼り合わせ後乾燥工程の乾燥条件は、特開2002−86554号に記載の方法に従うのが好ましい。乾燥条件の好ましい温度範囲は30℃〜100℃であり、好ましい乾燥時間は30秒〜60分である。また、特開平7−325220号に記載されているように温湿度管理をした雰囲気でエージングすることも好ましい。
偏光膜中の元素含有量は、ヨウ素0.1〜3.0g/m2、ホウ素0.1〜5.0g/m2、カリウム0.1〜2.0g/m2、亜鉛0〜2.0g/m2であることが好ましい。また、カリウム含有量は特開2001−166143号に記載されているように0.2質量%以下であってもよいし、偏光膜中の亜鉛含有量を特開2000−35512号に記載されている0.04質量%〜0.5質量%としてもよい。
特許第3323255号に記載されているように、偏光板の寸法安定性をあげるために、染色工程、延伸工程及び硬膜工程から選ばれるいずれかの工程において有機チタン化合物及び/または有機ジルコニウム化合物を添加し、有機チタン化合物及び有機ジルコニウム化合物から選ばれた少なくとも一種の化合物を含有することもできる。また、偏光板の色相を調整するために二色性染料をさらに添加してもよい。
3.偏光板の特性
(1)透過率及び偏光度
本発明の偏光板の単板透過率は41%以上50%未満が好ましい。さらに単板透過率は42.5%以上49.5%以下がより好ましく、42.8%以上49.0%以下が特に好ましい。
偏光度は99.9%以上が好ましく100%未満が好ましい。さらに99.900%以上99.999%以下がより好ましく、99.940%以上99.995%以下が特に好ましい。偏光度は下記式(5)で定義される。
Figure 2004341494
式(5)中、平行透過率とは吸収軸が互いに平行になるように重ねた(平行ニコル時の)2枚の偏光板の透過率であり、直交透過率とは吸収軸が互いに直交するように重ねた(クロスニコル時の)2枚の偏光板の透過率である。
平行透過率の36%以上42%以下でありことが好ましい。直交透過率は0.15%以下が好ましく、0.001%以上0.05%以下であることがより好ましい。
ここで透過率は、JIS Z8701に基づいた下記式(6)で定義される。
Figure 2004341494
式(6)中、S(λ)、y(λ)、τ(λ)は以下の通りである。
S(λ):色の表示に用いる標準光の分光分布
y(λ):XYZ表色系における等色関数
τ(λ):分光透過率
下記式(7)で定義される二色性比は、48以上1215以下であることが好ましく、53以上525以下であることがより好ましい。
Figure 2004341494
また、本発明の偏光板において、ヨウ素濃度と単板透過率とを特開2002−258051号に記載されている範囲としてもよい。
平行透過率については、特開2001−83328号や特開2002−22950号のように波長依存性が小さくいのも好ましい。
さらに、偏光板をクロスニコルに配置した場合の光学特性は、特開2001−91736号に記載されている範囲であってもよく、平行透過率と直交透過率の関係が、特開2002−174728号に記載されている範囲内であってもよい。
さらにまた、特開2002−221618号に記載されているように、光の波長が420〜700nmの間での10nm毎の平行透過率の標準偏差が3以下で、420〜700nmの間での10nm毎の(平行透過率/直交透過率)の最小値が300以上であるのも好ましい。
波長440nmにおける平行透過率と直交透過率、波長550nmにおける平行透過率と直交透過率、波長610nmにおける平行透過率と直交透過率に対して、特開2002−258042号や特開2002−258043号に記載されている関係を満足する偏光板であるのも好ましい。
本発明では、延伸により得られる偏光フィルムの、フィルムの長手方向とそれと直交する方向とでの単板透過率の振れ幅が0〜1.5%であることが好ましく、さらに0〜1.2%であることが好ましい。また、フィルムの長手方向とそれと直交する方向とでの偏光度の振れ幅が0〜0.03%であることが好ましく、さらに0〜0.02%であることが好ましい。振れ幅をこの範囲にすることで、フィルムのロスが低減して生産性が向上するので、好ましい。
(2)色相
本発明の偏光板の色相は、CIE均等知覚空間として推奨されているL***表色系における明度指数L*及びクロマティクネス指数a*とb*を用いて好ましく評価される。
*、a*、b*は、XYZ表色系のX、Y、Zを用いて下記式(8)で定義される。
Figure 2004341494
式(8)中、X0、Y0、Z0は照明光源の三刺激値を表し、標準光Cの場合、X0=98.072、Y0=100、Z0=118.225であり、標準光D65の場合、X0=95.045、Y0=100、Z0=108.892である。
偏光板単枚の好ましいa*の範囲は−2.5以上0.2以下であり、さらに好ましくは−2.0以上0以下である。偏光板単枚の好ましいb*の範囲は1.5以上5以下であり、さらに好ましくは2以上4.5以下である。2枚の偏光板の平行透過光のa*の好ましい範囲は−4.0以上0以下であり、さらに好ましくは−3.5以上−0.5以下である。2枚の偏光板の平行透過光のb*の好ましい範囲は2.0以上8以下であり、さらに好ましくは2.5以上7以下である。2枚の偏光板の直交透過光のa*の好ましい範囲は−0.5以上1.0以下であり、さらに好ましくは0以上2以下である。2枚の偏光板の直交透過光のb*の好ましい範囲は−2.0以上2以下であり、さらに好ましくは−1.5以上0.5以下である。
色相は、XYZ表色系のX、Y、Zから算出される色度座標(x、y)で評価してもよい。例えば、平行透過光の色度(xp、yp)と直交透過光の色度(xc、yc)を、特開2002−214436号({(xp−xc2+(yp−yc21/2<0.2)、特開2001−166136号(|xp−xc|<0.190、|yp−yc|<0.130)に記載されている範囲にすることが好ましい。また、平行透過光の色相(ap、bp)と直交透過光の色相(ac、bc)を特開2002−214436号({(ap−ac2+(bp−bc21/2<7.0)に記載の範囲にすることも好ましい。さらに、特開2002−169024号の特許請求の範囲(請求項1)に記載されているように、平行透過光と直交透過光の色相を定めてもよい。さらにまた、JIS Z8729により測定される直交色相及び平行色相を特開2002−169024号の特許請求の範囲(請求項1)に記載の範囲にしたり、さらに吸光度との関係を特開2001−311827号の特許請求の範囲(請求項1)に記載の範囲にしたりすることも好ましい。
(3)視野角特性
特開平2001−166135号や特開2001−166137号に記載されているような、偏光板をクロスニコルに配置して波長550nmの光を入射させる場合の、垂直光を入射させた場合と偏光軸に対して45度の方位から法線に対し40度の角度で入射させた場合との透過率比やxy色度差にするのも好ましい。また、特開平10−68817号に記載されているように、クロスニコル配置した偏光板積層体の垂直方向の光透過率(T0)と、積層体の法線から60°傾斜方向の光透過率(T60)との比(T60/T0)を10000以下としたり、特開2002−139625号に記載されているように、偏光板に法線から仰角80度までの任意な角度で自然光を入射させた場合に、その透過スペクトルの520〜640nmの波長範囲において波長域20nm以内における透過光の透過率差を6%以下としたり、特開平8−248201号に記載されているように、フィルム上の任意の1cm離れた場所における透過光の輝度差が30%以内とすることも好ましい。
(4)耐久性
(4−1)湿熱耐久性
本発明の偏光板は、特開2001−116922号に記載されているように、60℃、90%RHの雰囲気に500時間放置した場合のその前後における光透過率及び偏光度の変化率が絶対値で3%以下であることが好ましい。特に、光透過率の変化率は2%以下、また、偏光度の変化率は絶対値で1.0%以下、更には0.1%以下であることが好ましい。また、特開平7−77608号に記載されているように、80℃、90%RH、500時間放置後の偏光度が95%以上、単体透過率が38%以上であることも好ましい。
(4−2)ドライ耐久性
本発明の偏光板は、80℃、ドライ雰囲気下に500時間放置した場合のその前後における光透過率及び偏光度の変化率も、絶対値で3%以下であることが好ましい。特に、光透過率の変化率は2%以下、また、偏光度の変化率は絶対値に基で1.0%以下、更には0.1%以下であることが好ましい。
(4−3)その他の耐久性
さらに本発明の偏光板は、特開平6−167611号に記載されているように、80℃で2時間放置した後の収縮率が0.5%以下であるのが好ましい。また、特開平10−68818号に記載されているような、ガラス板の両面にクロスニコル配置した偏光板積層体を69℃の雰囲気中で750時間放置した後のx値及びy値を取る偏光板も好ましい。
さらにまた、80℃、90%RHの雰囲気中で200時間放置処理後のラマン分光法による105cm-1及び157cm-1のスペクトル強度比の変化を、特開平8−94834号や特開平9−197127号に記載された範囲とすることも好ましい。
(5)配向度
本発明の偏光板は、波長1064nmのYAGレーザーを励起光として用いた偏光ラマン分光法により得られる該偏光膜の散乱スペクトル強度が下記(式1)及び(式2)を満足する。
(式1):(Ib108/Ia108)>60
(式2):(Ib154/Ia154)>60
Ia108:励起光であるレーザー光の磁気ベクトルの振動方向と測定対象である偏光膜の延伸方向とを平行に配置した場合のラマンバンド108cm-1の散乱光強度。
Ib108:励起光であるレーザー光の磁気ベクトルの振動方向と測定対象である偏光膜の延伸方向とを垂直に配置した場合のラマンバンド108cm-1の散乱光強度。
Ia154:励起光であるレーザー光の磁気ベクトルの振動方向と測定対象である偏光膜の延伸方向とを平行に配置した場合のラマンバンド154cm-1の散乱光強度。
Ib154:励起光であるレーザー光の磁気ベクトルの振動方向と測定対象である偏光膜の延伸方向とを垂直に配置した場合のラマンバンド154cm-1の散乱光強度。
前述のとおり、即ち偏光ラマン散乱スペクトル強度の比(Ib108/Ia108)及び(Ib154/Ia154)の値は、I3 -、及びI5 -の配向度に相当すると考えられ、この強度比を60より大きくすることで、薄膜でも光学性能に優れた偏光板を得ることができる。この強度比は80より大きくすることがさらに好ましい。また、該強度比を有する偏光板は、PVAフィルムの延伸倍率を上げる(特に4倍以上8倍以下、さらには5倍以上8倍以下が好ましい)、膜厚の厚い(特に60μm以上、さらには85μm以上200μm以下が好ましい)PVAフィルムを原反フィルムとして用いることなどで得ることができる。
(6)その他の特性
本発明の偏光板では、特開2002−6133号に記載されているように、80℃30分加熱したときの単位幅あたりの吸収軸方向の収縮力を4.0N/cm以下としたり、特開2002−236213号に記載されているように、70℃の加熱条件下に120時間置いた場合に、吸収軸方向の寸法変化率及び透過軸方向の寸法変化率をともに±0.6%以内としたり、偏光板の水分率を特開2002−90546号に記載されているように3質量%以下とすることも好ましい。さらに、特開2000−249832号に記載されているように、延伸軸に垂直な方向の表面粗さを中心線平均粗さに基づいて0.04μm以下としたり、特開平10−268294号に記載されているように透過軸方向の屈折率n0を1.6より大きくしたり、偏光板の厚み(a)と保護膜の厚み(b)の関係を特開平10−111411号に記載された範囲とすることも好ましい。
4.偏光板の機能化
本発明の偏光板は、LCDの視野角拡大フィルム、反射型LCDに適用するためのλ/4板、ディスプレイの視認性向上のための反射防止フィルム、輝度向上フィルムや、ハードコート層、前方散乱層、アンチグレア(防眩)層等の機能層を有する光学フィルムと複合した機能化偏光板として好ましく使用される。
本発明の偏光板と上述の機能性光学フィルムを複合した構成例を図1に示す。図1に示すように、偏光板の片側の保護膜として機能性光学フィルムを用いて、偏光膜と接着剤を介して接着してもよいし(図1(a))、偏光膜の両面に保護膜を設けた偏光板に粘着剤を介して機能性光学フィルムを接着してもよい(図1(b))。前者の場合、もう一方の保護膜には任意の透明保護膜が使用できる。機能層や保護膜等の各層間の剥離強度は特開2002−311238号に記載されているように、4.0N/25mm以上とすることが好ましい。機能性光学フィルムは、目的とする機能に応じて液晶モジュール側に配置したり、液晶モジュールとは反対側、すなわち表示側またはバックライト側に配置したりすることができる。
以下に本発明の偏光板と複合して使用される機能性光学フィルムについて説明する。
(1)視野角拡大フィルム
本発明の偏光板は、TN(Twisted Nematic)、IPS(In−Plane Switching)、OCB(Optically Compensatory Bend)、VA(Vertically Aligned)、ECB(Electrically Controlled Birefringence)のような表示モードに提案されている視野角拡大フィルムと組み合わせて使用することができる。
TNモード用の視野角拡大フィルムとしては、日本印刷学会誌第36巻第3号(1999)p40〜44、月刊ディスプレイ8月号(2002)p20〜24、特開平4−229828号、特開平6−75115号、特開平6−214116号、特開平8−50206等に記載されたワイドビューフィルム(富士写真フィルム(株)製)が挙げられる。
TNモード用の視野角拡大フィルムの好ましい構成は、透明なポリマーフィルム上に配向層と光学異方性層をこの順に有したものである。視野角拡大フィルムは粘着剤を介して偏光板と貼合して用いることができる。SID’00 Dig.,p.551(2000)に記載されているように、ポリマーフィルムを保護膜の一方と兼ねて使用することが薄手化の観点から特に好ましい。
視野角拡大フィルムにおける配向層は、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログループを有する層の形成のような手段で設けることができる。さらに電場の付与、磁場の付与あるいは光照射により配向機能が生じる配向層も知られているが、ポリマーのラビング処理により形成する配向層が特に好ましい。ラビング処理はポリマー層の表面を紙や布で一定方向に数回こすることにより好ましく実施される。偏光膜の吸収軸方向とラビング方向は実質的に平行であることが好ましい。配向層に使用するポリマーの種類は、ポリイミド、ポリビニルアルコール、特開平9−152509号に記載された重合性基を有するポリマー等を好ましく使用することができる。配向層の厚さは0.01乃至5μmであることが好ましく、0.05乃至2μmであることがさらに好ましい。
視野角拡大フィルムにおける光学異方性層は液晶性化合物を含有していることが好ましい。液晶性化合物としてはディスコティック化合物(ディスコティック液晶)が特に好ましい。ディスコティック液晶分子は、D−1のトリフェニレン誘導体ように円盤状のコア部を有し、そこから放射状に側鎖が伸びた構造を有している(下記D−1において、Rは、直鎖のアルキル基やアルコキシ基、置換ベンゾイルオキシ基等の置換基を表す。)。 また、経時安定性を付与するため、熱、光等で反応する基をさらに導入することも好ましく行われる。上記ディスコティック液晶の好ましい例は特開平8−50206号公報に記載されている。
Figure 2004341494
ディスコティック液晶分子は、配向層付近ではラビング方向にプレチルト角を持ってほぼフィルム平面に平行に配向し、反対の空気面側ではディスコティック液晶分子が面に垂直に近い形で立って配向する。ディスコティック液晶層全体としては、ハイブリッド配向を取ることが好ましい。これによりTNモードのTFT−LCDの視野角拡大を実現することができる。
視野角拡大フィルムにおける光学異方性層は、一般にディスコティック化合物及び他の化合物(更に、例えば重合性モノマー、光重合開始剤)を溶剤に溶解した溶液を配向層上に塗布し、乾燥し、次いで所望の液晶相形成温度まで加熱した後、UV光の照射等により重合させ、さらに冷却することにより得られる。液晶相として例えばディスコティックネマティック液晶相が挙げられ、この液晶相−固相転移温度としては、70〜300℃が好ましく、特に70〜170℃が好ましい。
また、光学異方性層に添加するディスコティック化合物以外の化合物としては、ディスコティック化合物と相溶性を有し、液晶性ディスコティック化合物に好ましい傾斜角の変化を与えられるか、あるいは配向を阻害しない限り、どのような化合物も使用することができる。これらの中で、重合性モノマー(例、ビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイル基及びメタクリロイル基を有する化合物)、含フッ素トリアジン化合物等の空気界面側の配向制御用添加剤が、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、ヒドロキシプロピルセルロース及びセルロースアセテートブチレート等のポリマーを挙げることができる。これらの化合物は、ディスコティック化合物に対して一般に0.1〜50質量%、好ましくは0.1〜30質量%の添加量にて使用される。
光学異方性層の厚さは、0.1乃至10μmであることが好ましく、0.5乃至5μmであることがさらに好ましい
視野角拡大フィルムの好ましい態様は、透明なポリマーフィルムとしてのセルロースアセテートフィルム、その上に設けられた配向層、及び該配向層上に形成されたディスコティック液晶からなる光学異方性層から構成され、かつ光学異方性層がUV光照射により架橋されている態様である。
また、上記以外にも視野角拡大フィルムと本発明の偏光板を組み合わせる場合、例えば、特開平7−198942号に記載されているように板面に対し交差する方向に光軸を有して複屈折に異方性を示す位相差板と積層したり、特開2002−258052号に記載されているように保護膜と光学異方性層の寸法変化率が実質的に同等とすることも好ましい。特開2000−258632号に記載されているように視野角拡大フィルムと貼合される偏光板の水分率を2.4%以下としたり、特開2002−267839号に記載されているように視野角拡大フィルム表面の水との接触角を70°以下とすることも好ましい。
IPSモード液晶セル用視野角拡大フィルムは、電界無印加状態の黒表示時において、基板面に平行配向した液晶分子の光学補償に用い、視野角を改善するために用いられる。 IPSモードは電界無印加状態で黒表示となり、このとき液晶セルの上下一対の偏光板の透過軸は直交している。しかし斜めから観察した場合は、透過軸の交差角が90°ではなくなり、漏れ光が生じてコントラストが低下する。本発明の偏光板をIPSモード液晶セルに用いる場合は、漏れ光を低下するため特開平10−54982号公報に記載されているような面内の位相差が0に近く、かつ厚さ方向に位相差を有する視野角拡大フィルムと組み合わせて用いることが好ましい。
OCBモードの液晶セル用視野角拡大フィルムは、電界印加により液晶層中央部で垂直配向し、基板界面付近で傾斜配向した液晶層の光学補償を行い、黒表示の視野角特性を改
善するために使用される。本発明の偏光板をOCBモード液晶セルに用いる場合は、米国特許5805253号に記載されたような円盤状の液晶性化合物をハイブリット配向させた視野角拡大フィルムと組み合わせて用いることが好ましい。
VAモードの液晶セル用視野角拡大フィルムは、電界無印加状態で液晶分子が基板面に対して垂直配向した状態の黒表示の視野角特性を改善する。このような視野角拡大フィルムしては特許番号第2866372号公報に記載されているような面内の位相差が0に近く、かつ厚さ方向に位相差を有するフィルムや、円盤状の化合物が基板に平行に配列したフィルムや、同じ面内リターデーション値を有する延伸フィルムを遅相軸が直交になるように積層配置したフィルムや、偏光板の斜め方向の直交透過率悪化防止のために液晶分子のような棒状化合物からなるフィルムを積層したものが好ましい。
(2)λ/4板
本発明の偏光板は、λ/4板と積層した円偏光板として使用することができる。円偏光板は入射した光を円偏光に変換する機能を有しており、反射型液晶表示装置やECBモードなどの半透過型液晶表示装置、または有機EL素子等に好ましく利用されている。
λ/4板としては、可視光の波長の範囲においてほぼ完全な円偏光を得るため、可視光の波長の範囲において概ね波長の1/4のレターデーション(Re)を有する位相差フィルムであることが好ましい。「可視光の波長の範囲において概ね1/4のレターデーション」とは、波長400から700nmにおいて長波長ほどレターデーションが大きく、波長450nmで測定したレターデーション値(Re450)が80乃至125nmであり、かつ波長590nmで測定したレターデーション値(Re590)が120乃至160nmである関係を満足する範囲を示す。Re590−Re450≧5nmであることがさらに好ましく、Re590−Re450≧10nmであることが特に好ましい。
本発明で用いられるλ/4板は、上記の条件を満たしていれば特に制限はないが、例えば、特開平5−27118号公報、特開平10−68816号公報、特開平10−90521号公報に記載された複数のポリマーフィルムを積層したλ/4板、WO00/65384号公報、WO00/26705号公報に記載された1枚のポリマーフィルムを延伸したλ/4板、特開2000−284126号公報、特開2002−31717号公報に記載されたポリマーフィルム上に少なくとも1層以上の光学異方性層を設けたλ/4板など公知のλ/4板を用いることができる。また、この場合、ポリマーフィルムの遅相軸の方向や光学異方性層の配向方向は液晶セルに合わせて任意の方向に配置することができる。
円偏光板において、λ/4板の遅相軸と偏光膜の透過軸は、45゜±20°の範囲で交差されることが好ましい。但し、λ/4板の遅相軸と偏光膜の透過軸は上記以外の任意の範囲で交差されても構わない。
λ/4板をλ/4板及びλ/2板を積層して構成する場合は、特許第3236304号公報や特開平10−68816号公報に記載されているように、λ/4板及びλ/2板の面内の遅相軸と偏光板の透過軸とがなす角度がそれぞれ実質的に75°及び15゜となるように貼り合わせることが好ましい。
(3)反射防止フィルム
本発明の偏光板は反射防止フィルムと組み合わせて使用することができる。反射防止フィルムとしては、フッ素系ポリマー等の低屈折率素材を単層付与しただけの反射率1.5%程度のフィルム、または薄膜の多層干渉を利用した反射率1%以下のフィルムのいずれも使用できる。本発明では、透明支持体上に低屈折率層、及び低屈折率層より高い屈折率を有する少なくとも一層の層(即ち、高屈折率層、中屈折率層)を積層した構成が好ましく使用される。また、日東技報, vol.38, No.1, may, 2000, 26頁〜28頁や特開2002−301783号などに記載された反射防止フィルムも好ましく使用できる。
低屈折率層、高屈折率層等を積層する構成の場合、各層の屈折率は以下の関係を満足することが好ましい。
高屈折率層の屈折率>中屈折率層の屈折率>透明支持体の屈折率>低屈折率層の屈折率。
この場合、反射防止フィルムに用いる透明支持体としては、前述の偏光板の保護膜に使用する透明ポリマーフィルムを好ましく使用することができる。
上記反射防止フィルムの低屈折率層の屈折率は1.20〜1.55でありことが好ましく、1.30〜1.50であることがより好ましい。低屈折率層は、耐擦傷性、防汚性を有する最外層として使用することが好ましい。耐擦傷性向上のため、シリコーン基や、フッ素の含有する素材を用い表面への滑り性付与することも好ましく行われる。
含フッ素化合物としては、例えば、特開平9−222503号公報明細書段落番号[0018]〜[0026]、同11−38202号公報明細書段落番号[0019]〜[0030]、特開2001−40284号公報明細書段落番号[0027]〜[0028]、特開2000−284102号公報等に記載の化合物を好ましく使用することができる。含シリコーン化合物はポリシロキサン構造を有する化合物が好ましいが、反応性シリコーン(例、サイラプレーン(チッソ(株)製)や両末端にシラノール基含有のポリシロキサン(特開平11−258403号公報)等を使用することもできる。シランカップリング剤等の有機金属化合物と特定のフッ素含有炭化水素基含有のシランカップリング剤とを触媒共存下に縮合反応で硬化させてもよい(特開昭58−142958号公報、同58−147483号公報、同58−147484号公報、特開平9−157582号公報、同11−106704号公報、特開2000−117902号公報、同2001−48590号公報、同2002−53804号公報記載の化合物等)。
低屈折率層には、上記以外の添加剤として充填剤(例えば、二酸化珪素(シリカ)、含フッ素粒子(フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム)等の一次粒子平均径が1〜150nmの低屈折率無機化合物、特開平11−3820公報の段落番号[0020]〜[0038]に記載の有機微粒子等)、シランカップリング剤、滑り剤、界面活性剤等を含有させることも好ましく行うことができる。
低屈折率層は、気相法(真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法等)により形成されても良いが、安価に製造できる点で、塗布法で形成することが好ましい。塗布法としては、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート、マイクログラビア法を好ましく使用することができる。
低屈折率層の膜厚は、30〜200nmであることが好ましく、50〜150nmであることがさらに好ましく、60〜120nmであることが最も好ましい。
上記反射防止フィルムの中屈折率層及び高屈折率層は、平均粒径100nm以下の高屈折率の無機化合物超微粒子をマトリックス用材料に分散した構成とすることが好ましい。高屈折率の無機化合物微粒子としては、屈折率1.65以上の無機化合物、例えば、Ti、Zn、Sb、Sn、Zr、Ce、Ta、La、In等の酸化物、これらの金属原子を含む複合酸化物等を好ましく使用できる。
このような超微粒子は、粒子表面を表面処理剤で処理したり(シランカップリング剤等:特開平11−295503号公報、同11−153703号公報、特開2000−9908、アニオン性化合物または有機金属カップリング剤:特開2001−310432号公報等)、高屈折率粒子をコアとしたコアシェル構造としたり(特開2001−166104等)、特定の分散剤併用する(例、特開平11−153703号公報、特許番号US6210858B1、特開2002−2776069号公報等)等の態様で使用することができる。
前記マトリックス用材料としては、従来公知の熱可塑性樹脂、硬化性樹脂皮膜等を使用できるが、特開2000−47004号公報、同2001−315242号公報、同2001−31871号公報、同2001−296401号公報等に記載の多官能性材料や、特開2001−293818号公報等に記載の金属アルコキシド組成物から得られる硬化性膜を使用することもできる。
高屈折率層の屈折率は、1.70〜2.20であることが好ましい。高屈折率層の厚さは、5nm〜10μmであることが好ましく、10nm〜1μmであることがさらに好ましい。
中屈折率層の屈折率は、低屈折率層の屈折率と高屈折率層の屈折率との間の値となるように調整する。中屈折率層の屈折率は、1.50〜1.70であることが好ましい。
反射防止フィルムのヘイズは、5%以下あることが好ましく、3%以下がさらに好ましい。また膜の強度は、JIS K5400に従う鉛筆硬度試験でH以上であることが好ましく、2H以上であることがさらに好ましく、3H以上であることが最も好ましい。
(4)輝度向上フィルム
本発明の偏光板は、輝度向上フィルムと組み合わせて使用することができる。輝度向上フィルムは、円偏光または直線偏光の分離機能を有しており、LCDにおいて偏光板とバックライトの間に配置され、一方の円偏光または直線偏光をバックライト側に後方反射もしくは後方散乱する。バックライト部からの再反射光は、部分的に偏光状態を変化させ、輝度向上フィルム及び偏光板に再入射する際、部分的に透過するため、この過程を繰り返すことにより光利用率が向上し、正面輝度が1.4倍程度に向上する。輝度向上フィルムとしては異方性反射方式及び異方性散乱方式が知られており、いずれも本発明の偏光板と組み合わせることができる。
異方性反射方式では、一軸延伸フィルムと未延伸フィルムを多重に積層して、延伸方向の屈折率差を大きくすることにより反射率ならびに透過率の異方性を有する輝度向上フィルムが知られており、誘電体ミラーの原理を用いた多層膜方式(WO95/17691号、WO95/17692号、WO95/17699号の各明細書記載)やコレステリック液晶方式(欧州特許606940A2号明細書、特開平8−271731号公報記載)が知られている。誘電体ミラーの原理を用いた多層方式の輝度向上フィルムとしてはDBEF−E、DBEF−D、DBEF−M(いずれも3M社製)、コレステリック液晶方式の輝度向上フィルムとしてはNIPOCS(日東電工(株)製)が本発明で好ましく使用される。NIPOCSについては、日東技報, vol.38, No.1,may, 2000, 19頁〜21頁などを参考にすることができる。
また、本発明ではWO97/32223号、WO97/32224号、WO97/32225号、WO97/32226号の各明細書及び特開平9−274108号、同11−174231号の各公報に記載された正の固有複屈折性ポリマーと負の固有複屈折性ポリマーをブレンドし一軸延伸した異方性散乱方式の輝度向上フィルムと組み合わせて使用することも好ましい。異方性散乱方式輝度向上フィルムとしては、DRPF−H(3M社製)が好ましい。
本発明の偏光板と輝度向上フィルムは、粘着剤を介して貼合された形態、もしくは偏光板の保護膜の一方を輝度向上フィルムとした一体型として使用することが好ましい。
(5)他の機能性光学フィルム
本発明の偏光板には、さらに、ハードコート層、前方散乱層、アンチグレア(防眩)層、ガスバリア層、滑り層、帯電防止層、下塗り層や保護層等を設けた機能性光学フィルムと組み合わせて使用することも好ましい。また、これらの機能層は相互に、また前述の反射防止層や光学異方性層等と同一層内で複合して使用することも好ましい。
(5−1)ハードコート層
本発明の偏光板は、耐擦傷性等の力学的強度を付与するため、ハードコート層を、透明支持体の表面に設けた機能性光学フィルムと組み合わせることが好ましく行われる。ハードコート層を、前述の反射防止フィルムに適用して用いる場合は、特に、透明支持体と高屈折率層の間に設けることが好ましい。
ハードコート層は、光及び/又は熱による硬化性化合物の架橋反応、又は、重合反応により形成されることが好ましい。硬化性官能基としては、光重合性官能基が好ましく、又加水分解性官能基含有の有機金属化合物は有機アルコキシシリル化合物が好ましい。ハードコート層の具体的な構成組成物としては、例えば、特開2002−144913号公報、同2000−9908号公報、WO0/46617号公報等記載のものを好ましく使用することができる。
ハードコート層の膜厚は、0.2〜100μmであることが好ましい。
ハードコート層の強度は、JIS K5400に従う鉛筆硬度試験で、H以上であることが好ましく、2H以上であることがさらに好ましく、3H以上であることが最も好ましい。また、JIS K5400に従うテーバー試験で、試験前後の試験片の摩耗量が少ないほど好ましい。
ハードコート層を形成する材料は、エチレン性不飽和基を含む化合物、開環重合性基を含む化合物を用いることができ、これらの化合物は単独あるいは組み合わせて用いることができる。エチレン性不飽和基を含む化合物の好ましい例としては、エチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等のポリオールのポリアクリレート類;ビスフェノールAジグリシジルエーテルのジアクリレート、ヘキサンジオールジグリシジルエーテルのジアクリレート等のエポキシアクリレート類;ポリイソシナネートとヒドロキシエチルアクリレート等の水酸基含有アクリレートの反応によって得られるウレタンアクリレート等を好ましい化合物として挙げることができる。
また、市販化合物としては、EB−600、EB−40、EB−140、EB−1150、EB−1290K、IRR214、EB−2220、TMPTA、TMPTMA(以上、ダイセル・ユーシービー(株)製)、UV−6300、UV−1700B(以上、日本合成化学工業(株)製)等が挙げられる。
また、開環重合性基を含む化合物の好ましい例としては、グリシジルエーテル類としてエチレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、トリメチロールエタントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、トリグリシジルトリスヒドロキシエチルイソシアヌレート、ソルビトールテトラグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシルエーテル、クレゾールノボラック樹脂のポリグリシジルエーテル、フェノールノボラック樹脂のポリグリシジルエーテルなど、脂環式エポキシ類としてセロキサイド2021P、セロキサイド2081、エポリードGT−301、エポリードGT−401、EHPE3150CE(以上、ダイセル化学工業(株)製)、フェノールノボラック樹脂のポリシクロヘキシルエポキシメチルエーテルなど、オキセタン類としてOXT−121、OXT−221、OX−SQ、PNOX−1009(以上、東亞合成(株)製)などが挙げられる。その他にグリシジル(メタ)アクリレートの重合体、或いはグリシジル(メタ)アクリレートと共重合できるモノマーとの共重合体をハードコート層に使用することもできる。
ハードコート層には、ハードコート層の硬化収縮の低減、基材との密着性の向上、本発明のハードコート処理物品のカールを低減するため、ケイ素、チタン、ジルコニウム、アルミニウム等の酸化物微粒子やポリエチレン、ポリスチレン、ポリ(メタ)アクリル酸エステル類、ポリジメチルシロキサン等の架橋粒子、SBR、NBRなどの架橋ゴム微粒子等の有機微粒子等の架橋微粒子を添加することも好ましく行われる。これらの架橋微粒子の平均粒径は、1nm〜20000nmであることが好ましい。また、架橋微粒子の形状は、球状、棒状、針状、板状など特に制限無く使用できる。微粒子の添加量は硬化後のハードコート層の60体積%以下であることが好ましく、40体積%以下がより好ましい。
上記で記載した無機微粒子を添加する場合、一般にバインダーポリマーとの親和性が悪いため、ケイ素、アルミニウム、チタニウム等の金属を含有し、かつアルコキシド基、カルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基等の官能基を有する表面処理剤を用いて表面処理を行うことも好ましく行われる。
ハードコート層は、熱または活性エネルギー線を用いて硬化することが好ましく、その中でも放射線、ガンマー線、アルファー線、電子線、紫外線等の活性エネルギー線を用いることがより好ましく、安全性、生産性を考えると電子線、紫外線を用いることが特に好ましい。熱で硬化させる場合は、プラスチック自身の耐熱性を考えて、加熱温度は140℃以下が好ましく、より好ましくは100℃以下である。
(5−2)前方散乱層
前方散乱層は、本発明の偏光板を液晶表示装置に適用した際の、上下左右方向の視野角特性(色相と輝度分布)改良するために使用される。本発明では、屈折率の異なる微粒子
をバインダー分散した構成が好ましく、例えば、前方散乱係数を特定化した特開11−38208号公報、透明樹脂と微粒子の相対屈折率を特定範囲とした特開2000−199809号公報、ヘイズ値を40%以上と規定した特開2002−107512号公報等の構成を使用することができる。また、本発明の偏光板をヘイズの視野角特性を制御するため、住友化学の技術レポート「光機能性フィルム」31頁〜39頁に記載された「ルミスティ」と組み合わせて使用することも好ましく行うことができる。
(5−3)アンチグレア層
アンチグレア(防眩)層は、反射光を散乱させ映り込みを防止するために使用される。アンチグレア機能は、液晶表示装置の最表面(表示側)に凹凸を形成することにより得られる。アンチグレア機能を有する光学フィルムのヘイズは、3〜30%であることが好ましく、5〜20%であることがさらに好ましく、7〜20%であることが最も好ましい。
フィルム表面に凹凸を形成する方法は、例えば、微粒子を添加して膜表面に凹凸を形成する方法(例えば、特開2000−271878号公報等)、比較的大きな粒子(粒径0.05〜2μm)を少量(0.1〜50質量%)添加して表面凹凸膜を形成する方法(例えば、特開2000−281410号公報、同2000−95893号公報、同2001−100004号公報、同2001−281407号公報等)、フィルム表面に物理的に凹凸形状を転写する方法(例えば、エンボス加工方法として、特開昭63−278839号公報、特開平11−183710号公報、特開2000−275401号公報等記載)等を好ましく使用することができる。
これらの機能層は、支持体に対して偏光膜と貼り合わされる側及びその反対面のどちらか片面、または両面の設けて使用できる。
5.偏光板を使用する液晶表示装置
次に、本発明の偏光板が好ましく使用される本発明の液晶表示装置について説明する。図2は、本発明の液晶表示装置の一例である。
図2に示す液晶表示装置は、液晶セル(5〜9)、及び液晶セル(5〜9)を挟持して配置された上側偏光板1と下側偏光板12とを有する。偏光板は偏光膜及び一対の保護膜によって挟持されているが、図2中では一体化された偏光板として示し、詳細構造は省略する。液晶セルは、上側基板5及び下側基板8と、これらに挟持される液晶分子7から形成される液晶層からなる。液晶セルは、ON・OFF表示を行う液晶分子の配向状態の違いで、TN(Twisted Nematic)、IPS(In−Plane Switching)、OCB(Optically Compensatory Bend)、VA(Vertically Aligned)、ECB(Electrically Controlled Birefringence)のような表示モードに分類されるが、本発明の偏光板は透過及び反射型によらず、いずれの表示モードにも使用できる。
基板5及び8の液晶分子7に接触する表面(以下、「内面」という場合がある)には、配向膜(不図示)が形成されていて、配向膜上に施されたラビング処理等により、電界無印加状態もしくは低印加状態における液晶分子7の配向が制御されている。また、基板5及び8の内面には、液晶分子7からなる液晶層に電界を印加可能な透明電極(不図示)が形成されている。
TNモードのラビング方向は上下基板で互いに直交する方向に施し、そのラビング強さとラビング回数などでチルト角の大きさが制御できる。配向膜はポリイミド膜を塗布後焼成して形成することができる。液晶層のねじれ角(ツイスト角)の大きさは、上下基板のラビング方向の交差角と液晶材料に添加するカイラル剤などにより制御することができる。ここではツイスト角が90°になるようにするためピッチ60μm程度のカイラル剤を添加した。なお、ツイスト角は、ノートパソコンやパソコンモニタ、テレビ用の液晶表示装置の場合は90°近傍(85から95°)に、携帯電話などの反射型表示装置として使用する場合は0から70°に設定するのが好ましい。またIPSモードやECBモードでは、ツイスト角が0°とするのが好ましい。IPSモードでは電極が下側基板8のみに配置され、基板面に平行な電界が印加される。また、OCBモードでは、ツイスト角がなく、チルト角を大きくし、VAモードでは液晶分子7が上下基板に垂直に配向する。
ここで液晶層の厚さdと屈折率異方性Δnの積Δndの大きさは白表示時の明るさを変化させる。このため最大の明るさを得るために表示モード毎にその範囲を設定するのが好ましい。
上側偏光板1の吸収軸2と下側偏光板12の吸収軸13の交差角は一般に概略直交に積層することで高コントラストが得られる。液晶セルの上側偏光板1の吸収軸2と上側基板5のラビング方向の交差角は液晶表示モードによってことなるが、TN、IPSモードでは一般に平行か垂直に設定するのが好ましい。OCB、ECBモードでは45°に設定することが多い。ただし、表示色の色調や視野角の調整のために各表示モードで最適値が異なり、この範囲に限定されるわけではない。
本発明の偏光板が使用される液晶表示装置は、図2の構成に限定されず、他の部材を含んでいてもよい。例えば、液晶セルと偏光膜との間にカラーフィルターを配置してもよい。また、液晶セルと偏光板との間に、別途、前述した視野角拡大フィルムとして光学異方性層3、10を配置することもできる。偏光板1、13と視野角拡大フィルム3、10は粘着剤で貼合した積層形態で配置されてもよいし、液晶セル側保護膜の一方を視野角拡大に使用した、いわゆる一体型楕円偏光板として配置されてもよい。
また、透過型として使用する場合は、冷陰極あるいは熱陰極蛍光管、あるいは発光ダイオード、フィールドエミッション素子、エレクトロルミネッセント素子を光源とするバックライトを背面に配置できる。また、本発明の偏光板が使用される液晶表示装置は、反射型であってもよく、かかる場合は、偏光板は観察側に1枚配置したのみでよく、液晶セル背面あるいは液晶セルの下側基板の内面に反射膜を設置する。もちろん前記光源を用いたフロントライトを液晶セル観察側に設けてもよい。
本発明を詳細に説明するために、以下に実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
[実施例1]偏光板の作製
<偏光膜A、偏光板A>
平均重合度が2400、膜厚110μmのPVAフィルムの両面をイオン交換水に浸漬して洗浄した後、該PVAフィルムをヨウ素1.0g/l、ヨウ化カリウム120.0g/lの水溶液に40℃にて80秒浸漬した。さらにホウ酸40g/l、ヨウ化カリウム30g/lの水溶液に40℃にて90秒浸漬後、フィルムの両面から、余剰水分を除去し、特開2002−86554号公報に記載のテンター延伸機に導入した。搬送速度を4m/分として送出し、温度60℃湿度98%雰囲気下で5.5倍に延伸した後、幅を一定に保ち、70℃で4分乾燥し、偏光膜Aを作製した。得られた偏光膜Aの膜厚は20μmであった。
(偏光ラマン散乱スペクトルの測定)
偏光膜Aを10mm×10mmに切り出し、ラマン分光測定器(Bruker社製,RFS−100型 FT−ラマン分光計)を用いて、励起光としてYAGレーザー 基本波1064nmを照射した。
その際、レーザー光の偏光面に対して、測定試料である偏光膜Aの延伸方向を平行及び垂直において、ラマンバンド108cm-1及び154cm-1の散乱光強度を測定し、強度比(Ib108/Ia108)及び(Ib154/Ia154)の値を算出した。各パラメータの定義は前述のとおりである。
偏光膜Aは、(Ib108/Ia108)=112、(Ib154/Ia154)=114であった。
この後、偏光膜Aの両面に、PVA((株)クラレ製PVA−124H)4%水溶液を接着剤としてケン化処理した保護膜(富士写真フイルム(株)製フジタック、セルローストリアセテート、レターデーション値3.0nm、膜厚80μm)を貼り合わせ、さらに70℃で30分間加熱した。この後、テンターより離脱し、幅方向から3cm、カッターにて耳きりをし、有効幅500mm、長さ50mのロール形態の偏光板Aを作製した。得られた偏光板Aの膜厚は180μmであった。
(単板透過率、偏光度の測定)
偏光板Aを30×50mmにサンプルカットし、島津自記分光光度計UV3100にて透過率を測定した。2枚の偏光板吸収軸を一致させて重ねた場合の透過率をH0(%)、吸収軸を直交させて重ねた場合の透過率をH1(%)として、次式により偏光度P(%)を求めた。
P=〔(H0−H1)/(H0+H1)〕1/2×100
また、単板透過率は1枚の偏光板サンプルを用い、400〜700nmの透過率を視感度補正して求めた。
偏光板Aの単板透過率は43.1%、偏光度は99.98%であった。クロスニコル時の波長700nmの光の透過率は、0.05%であった。
また、ロール形態の偏光板Aについて、フィルムの長手方向とそれと直交する方向(幅方向)とで、それぞれ膜厚、単板透過率、偏光度を測定し、その振れ幅を以下の式により算出した。
振れ幅(%)=〔(最大値−最小値)/(平均値)〕×100
膜厚の振れ幅は5.2%、単板透過率の振れ幅は0.3%、偏光度の振れ幅は0.01%であった。
[実施例2]
<偏光膜B、偏光板B>
平均重合度が2400、膜厚60μmのPVAフィルムの両面を30℃のイオン交換水に1分間浸漬して洗浄した後、該PVAフィルムをヨウ素3.3g/l、ヨウ化カリウム33.0g/lの水溶液に30℃にて浸漬して3倍に延伸した。さらにホウ酸40g/lの水溶液に50℃にて浸漬し、総延伸倍率が5.5倍になるように延伸し、30℃の水浴に浸漬して水洗し、50℃で4分間乾燥し、偏光膜Bを得た。得られた偏光膜Bの膜厚は18μmであった。
偏光膜Aと同様の方法で偏光ラマン散乱スペクトルの測定を行ったところ、偏光膜Bは(Ib108/Ia108)=92、(Ib154/Ia154)=93であった。
この後、偏光膜Bの両面に、PVA((株)クラレ製PVA−124H)4%水溶液を接着剤としてケン化処理した保護膜(富士写真フイルム(株)製フジタック、セルローストリアセテート、レターデーション値3.0nm、膜厚80μm)を貼り合わせ、さらに70℃で30分間加熱し、有効幅500mm、長さ50mのロール形態の偏光板Bを作製した。得られた偏光板Bの膜厚は178μmであった。
偏光板Aと同様の方法で単板透過率と偏光度を測定したところ、偏光板Bの単板透過率は43.0%、偏光度は99.97%であった。クロスニコル時の波長700nmの光の透過率は、0.07%であった。
また、フィルムの長手方向とそれと直交する方向(幅方向)での、膜厚の振れ幅は0.4%、単板透過率の振れ幅は0.2%、偏光度の振れ幅は0.01%であった。
[比較例1]
<偏光膜C、偏光板C>
平均重合度が2400、膜厚30μmのPVAフィルムの両面をイオン交換水に浸漬して洗浄した後、該PVAフィルムをヨウ素0.8g/l、ヨウ化カリウム96.0g/lの水溶液に40℃にて50秒浸漬した。さらにホウ酸40g/l、ヨウ化カリウム30g/lの水溶液に40℃にて90秒浸漬後、フィルムの両面から、余剰水分を除去し、特開2002−86554号公報に記載の、テンター延伸機に導入した。搬送速度を4m/分として送出し、温度60℃湿度98%雰囲気下で5.5倍に延伸した後、幅を一定に保ち、70℃で4分乾燥し、偏光膜Cを得た。得られた偏光膜Cの膜厚は11μmであった。
偏光膜Aと同様の方法で偏光ラマン散乱スペクトルの測定を行ったところ、偏光膜Cは(Ib108/Ia108)=54、(Ib154/Ia154)=55であった。
この後、偏光膜Cの両面に、PVA((株)クラレ製PVA−124H)4%水溶液を接着剤としてケン化処理した保護膜(富士写真フイルム(株)製フジタック、セルローストリアセテート、レターデーション値3.0nm、膜厚80μm)を貼り合わせ、さらに70℃で30分間加熱した。この後、テンターより離脱し、幅方向から3cm、カッターにて耳きりをし、有効幅500mm、長さ50mのロール形態の偏光板Cを作製した。得られた偏光板Cの膜厚は171μmであった。
偏光板Aと同様の方法で単板透過率と偏光度を測定したところ、偏光板Cの単板透過率は42.7%、偏光度は99.86%であった。クロスニコル時の波長700nmの光の透過率は、0.35%であった。
また、フィルムの長手方向とそれと直交する方向(幅方向)での、膜厚の振れ幅は6.4%、単板透過率の振れ幅は1.3%、偏光度の振れ幅は0.03%であった。
[比較例2]
<偏光膜D、偏光板D>
平均重合度が2400、膜厚110μmのPVAフィルムの両面をイオン交換水に浸漬して洗浄した後、該PVAフィルムをヨウ素0.9g/l、ヨウ化カリウム108.0g/lの水溶液に40℃にて60秒浸漬した。さらにホウ酸40g/l、ヨウ化カリウム30g/lの水溶液に40℃にて90秒浸漬後、フィルムの両面から、余剰水分を除去し、特開2002−86554号公報に記載の、テンター延伸機に導入した。搬送速度を4m/分として送出し、温度60℃湿度98%雰囲気下で3.0倍に延伸した後、幅を一定に保ち、70℃で4分乾燥し、偏光膜Dを得た。得られた偏光膜Dの膜厚は37μmであった。
偏光膜Aと同様の方法で偏光ラマン散乱スペクトルの測定を行ったところ、偏光膜Dは(Ib108/Ia108)=47、(Ib154/Ia154)=49であった。
この後、偏光膜Dの両面に、PVA((株)クラレ製PVA−124H)4%水溶液を接着剤としてケン化処理した保護膜(富士写真フイルム(株)製フジタック、セルローストリアセテート、レターデーション値3.0nm、膜厚80μm)を貼り合わせ、さらに70℃で30分間加熱した。この後、テンターより離脱し、幅方向から3cm、カッターにて耳きりをし、有効幅500mm、長さ50mのロール形態の偏光板Dを作製した。得られた偏光板Dの膜厚は197μmであった。
偏光板Aと同様の方法で単板透過率と偏光度を測定したところ、偏光板Dの単板透過率は41.8%、偏光度は99.87%であった。クロスニコル時の波長700nmの光の透過率は、0.31%であった。
また、フィルムの長手方向とそれと直交する方向(幅方向)での、膜厚の振れ幅は3.9%、単板透過率の振れ幅は1.1%、偏光度の振れ幅は0.02%であった。
[比較例3]
<偏光膜E、偏光板E>
平均重合度が2400、膜厚75μmのPVAフィルムの両面を30℃のイオン交換水に1分間浸漬して洗浄した後、該PVAフィルムをヨウ素3.0g/l、ヨウ化カリウム30.0g/lの水溶液に30℃にて浸漬して3倍に延伸した。さらにホウ酸40g/lの水溶液に50℃にて浸漬し、総延伸倍率が5.0倍になるように延伸し、30℃の水浴に浸漬して水洗し、50℃で4分間乾燥し、偏光膜Eを得た。得られた偏光膜Eの膜厚は27μmであった。
偏光膜Aと同様の方法で偏光ラマン散乱スペクトルの測定を行ったところ、偏光膜Eは(Ib108/Ia108)=92、(Ib154/Ia154)=92であった。
この後、偏光膜Eの両面に、PVA((株)クラレ製PVA−124H)4%水溶液を接着剤としてケン化処理した保護膜(富士写真フイルム(株)製フジタック、セルローストリアセテート、レターデーション値3.0nm、膜厚80μm)を貼り合わせ、さらに70℃で30分間加熱し、カッターにて耳きりをし、有効幅500mm、長さ50mのロール形態の偏光板Eを作製した。得られた偏光板Eの膜厚は187μmであった。
偏光板Aと同様の方法で単板透過率と偏光度を測定したところ、偏光板Eの単板透過率は42.8%、偏光度は99.97%であった。クロスニコル時の波長700nmの光の透過率は、0.07%であった。
また、フィルムの長手方向とそれと直交する方向(幅方向)での、膜厚の振れ幅は13.1%、単板透過率の振れ幅は1.9%、偏光度の振れ幅は0.03%であった。
[比較例4]
<偏光膜F、偏光板F>
平均重合度が2400、膜厚30μmのPVAフィルムの両面を30℃のイオン交換水に1分間浸漬して洗浄した後、該PVAフィルムをヨウ素3.7g/l、ヨウ化カリウム37.0g/lの水溶液に30℃にて浸漬して3倍に延伸した。さらにホウ酸40g/lの水溶液に50℃にて浸漬し、総延伸倍率が5.5倍になるように延伸し、30℃の水浴に浸漬して水洗し、50℃で4分間乾燥し、偏光膜Fを得た。得られた偏光膜Fの膜厚は8μmであった。
偏光膜Aと同様の方法で偏光ラマン散乱スペクトルの測定を行ったところ、偏光膜Fは(Ib108/Ia108)=50、(Ib154/Ia154)=52であった。
この後、偏光膜Fの両面に、PVA((株)クラレ製PVA−124H)4%水溶液を接着剤としてケン化処理した保護膜(富士写真フイルム(株)製フジタック、セルローストリアセテート、レターデーション値3.0nm、膜厚80μm)を貼り合わせ、さらに70℃で30分間加熱し、カッターにて耳きりをし、有効幅1290mm、長さ50mのロール形態の偏光板Fを作製した。得られた偏光板Fの膜厚は168μmであった。
偏光板Aと同様の方法で単板透過率と偏光度を測定したところ、偏光板Fの単板透過率は41.9%、偏光度は99.92%であった。クロスニコル時の波長700nmの光の透過率は、0.25%であった。
また、フィルムの長手方向とそれと直交する方向(幅方向)での、膜厚の振れ幅は16.4%、単板透過率の振れ幅は2.0%、偏光度の振れ幅は0.04%であった。
[比較例5]
<偏光膜G、偏光板G>
平均重合度が2400、膜厚60μmのPVAフィルムの両面を30℃のイオン交換水に1分間浸漬して洗浄した後、該PVAフィルムをヨウ素2.5g/l、ヨウ化カリウム25.0g/lの水溶液に30℃にて浸漬して1.3倍に延伸した。さらにホウ酸40g/lの水溶液に50℃にて浸漬し、総延伸倍率が2.0倍になるように延伸し、30℃の水浴に浸漬して水洗し、50℃で4分間乾燥し、偏光膜Gを得た。得られた偏光膜Gの膜厚は38μmであった。
偏光膜Aと同様の方法で偏光ラマン散乱スペクトルの測定を行ったところ、偏光膜Gは(Ib108/Ia108)=42、(Ib154/Ia154)=42であった。
この後、偏光膜Gの両面に、PVA((株)クラレ製PVA−124H)4%水溶液を接着剤としてケン化処理した保護膜(富士写真フイルム(株)製フジタック、セルローストリアセテート、レターデーション値3.0nm、膜厚80μm)を貼り合わせ、さらに70℃で30分間加熱し、カッターにて耳きりをし、有効幅1290mm、長さ50mのロール形態の偏光板Gを作製した。得られた偏光板Gの膜厚は198μmであった。
偏光板Aと同様の方法で単板透過率と偏光度を測定したところ、偏光板Gの単板透過率は41.3%、偏光度は99.87%であった。クロスニコル時の波長700nmの光の透過率は、0.18%であった。
また、フィルムの長手方向とそれと直交する方向(幅方向)での、膜厚の振れ幅は10.6%、単板透過率の振れ幅は1.7%、偏光度の振れ幅は0.03%であった。
上記で作製した偏光板の光学性能を評価した結果を下記表1に示す。
Figure 2004341494
表1に示すように、本発明の偏光板A及び偏光板Bは、偏光ラマン散乱スペクトルにおけるラマンバンド108cm-1及び154cm-1の散乱光強度から得られる値(Ib108/Ia108)及び(Ib154/Ia154)が60以上で、さらに偏光膜の膜厚が21μm以下であり、単板透過率及び偏光度がいずれも高く、さらにクロスニコル時における透過率も低く、光学性能に優れるものであることが分かる。
[実施例3]
<液晶表示装置>
(視野角補償フィルム(視野角拡大フィルム)の作製)
下記に示した変性PVA30gに水130g、メタノール40gを加えて攪拌、溶解した後、孔径30μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して、配向層用塗布液を調製した。ゼラチン薄膜(0.1μm)の下塗り層を有する100μmの厚さのセルローストリアセテートフィルム(富士写真フイルム(株)製)に、バーコーターを用いて上記配向層用塗布液を塗布し、60℃で乾燥した後、ラビング処理を行って、厚さ0.5μmの配向層を形成した。
Figure 2004341494
次いで、液晶性ディスコティック化合物として下記構造の化合物LC−1を1.6g、フェノキシジエチレングリコールアクリレート(M−101、東亜合成(株)製)0.4g、セルロースアセテートブチレート(CAB531−1、イーストマンケミカル社製)0.05g及び光重合開始剤(イルガキュア−907、チバガイギー社製)0.01gを、3.65gのメチルエチルケトンに溶解した後、孔径1μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して、光学異方層用塗布液を調製した。
Figure 2004341494
前記配向層上に、バーコーターを用いて上記光学異方層用塗布液を塗布し、120℃で乾燥の後さらに3分間加熱、液晶の熟成を行ってディスコティック化合物を配向させた。 この後、120℃のまま160W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、紫外線を照射強度400mW/cm2のもとで、照射エネルギー量300mJ/cm2となるように照射して塗布層を硬化させ、厚さ1.8μmの光学異方層を形成することにより、視野角補償フィルムを作製した。
(楕円偏光フィルムの作製)
実施例1で作製した偏光膜Aの一方の面上に、PVA((株)クラレ製PVA−124H)4%水溶液を接着剤として、上記視野角補償フィルムを貼り合わせた。このとき、配向層のラビング方向が偏光層の延伸方向と一致するように視野角補償フィルムを貼り合わせた。また、同様にして、偏光膜Aの他方の面上に鹸化処理した保護膜(富士写真フィルム(株)製フジタック、セルローストリアセテート、レターデーション値3.0nm)を貼り合わせ、さらに70℃で乾燥して有効幅500mm、ロール形態の楕円偏光フィルム−1を得た(なお、レターデーションの測定は王子計測(株)製KOBRA21DHで632.8nmで行った。)。得られた楕円偏光フィルム−1の膜厚は202μmであった。
また、同様にして偏光膜B〜Gを用いて楕円偏光フィルム−2〜7を、それぞれ作製した。得られた楕円偏光フィルム−2〜7の膜厚は、フィルム−2が200μm、フィルム−3が193μm、フィルム−4が219μm、フィルム−5が209μm、フィルム−6が190μm、フィルム−7が220μmであった。
(液晶表示装置の作製)
次に、上記楕円偏光フィルム−1を用いて、以下の要領で液晶表示装置−1を作製した。
実施例3で作製した楕円偏光フィルム−1において、富士写真フィルム(株)製フジタックの代わりに市販の防眩性反射防止フィルム((株)サンリッツ製)を用いて楕円偏光フィルム−1’を作製した。
図3に示すように、液晶表示装置30の液晶セル32を挟持する2枚の偏光板31,31’のうち、楕円偏光フィルム−1をバックライト33側の楕円偏光フィルム31として、楕円偏光フィル
ム−1’を表示側の楕円偏光フィルム31’として、いずれも接着剤を介して視野角補償フィルムの光学異方層面を20インチ用の液晶セル32に貼合して液晶表示装置30を作製した。
同様に、楕円偏光フィルム−2〜7から楕円偏光フィルム−2’〜7’を作製し、さらに液晶表示装置−2〜7をそれぞれ作製した。
上記で作製した液晶表示装置の輝度、視認性、光漏れの表示性能を以下のように評価した。結果は表2に示す。
(輝度評価)
作製した液晶表示装置のバックライトを点灯させ、1時間後に、輝度を目視で確認した。評価は以下の通りである。
◎:非常に明るい
○:明るい
△:暗い
×:非常に暗い
(視認性評価)
作製した液晶表示装置のバックライトを点灯させ、1時間後に、視認性を目視で確認した。評価は以下の通りである。
◎:非常に見やすい
○:見やすい
△:見にくい
×:非常に見にくい
(額縁状光洩れ評価)
作製した液晶表示装置を40℃、30%RHで1ヶ月間の使用したのち、液晶表示装置のバックライトを点灯させ、1時間後に全面を黒表示にして、光洩れを目視で確認した。評価は以下の通りである。
◎:光洩れなし
○:四辺の縁にわずかに光洩れあり
△:四辺の縁にはっきりとした光洩れあり
×:フィルム中央近くまで光洩れあり
Figure 2004341494
表2に示すように、本発明の偏光板Aを用いて作製した液晶表示装置−1、及び、本発明の偏光板Bを用いて作製した液晶表示装置−2は、偏光板C〜Gを用いた液晶表示装置−3〜7と比べ、輝度と視認性に優れていた。
また、液晶表示装置−1、及び2は、偏光板D、E、Gを用いた液晶表示装置−4、5、7と比べ、額縁状光漏れが少なかった。偏光板C、Fを用いた液晶表示装置も額縁状光漏れが少なく、偏光膜の膜厚を薄いので額縁状光漏れが低減されたと推測されるが、輝度、視認性といった他の性能が低下してしまっている。
本発明の偏光板と機能性光学フィルムを複合した構成例の概略断面図である。 本発明の液晶表示装置の一例を示す概略断面図である。 実施例で作製した液晶表示装置の概略断面図である。
符号の説明
1 上偏光板
2 上偏光板吸収軸
3 上視野角拡大フィルム(上光学異方性層)
4 上光学異方性層配向制御方向
5 液晶セル上電極基板
6 上基板配向制御方向
7 液晶層
8 液晶セル下電極基板
9 下基板配向制御方向
10 下視野角拡大フィルム(下光学異方性層)
11 下光学異方性層配向制御方向
12 下偏光板
13 下偏光板吸収軸
30 液晶表示装置
31 楕円偏光フィルム
31’ 楕円偏光フィルム
32 液晶セル
33 バックライト

Claims (10)

  1. ポリビニルアルコールからなる偏光膜であって、波長1064nmのYAGレーザーを励起光として用いた偏光ラマン分光法により得られる散乱スペクトル強度が下記(式1)及び(式2)を満たし、かつ厚さが5μm以上21μm以下であることを特徴とする偏光膜。
    (式1):(Ib108/Ia108)>60
    (式2):(Ib154/Ia154)>60
    Ia108:励起光であるレーザー光の磁気ベクトルの振動方向と測定対象である偏光膜の延伸方向とを平行に配置した場合のラマンバンド108cm-1の散乱光強度。
    Ib108:励起光であるレーザー光の磁気ベクトルの振動方向と測定対象である偏光膜の延伸方向とを垂直に配置した場合のラマンバンド108cm-1の散乱光強度。
    Ia154:励起光であるレーザー光の磁気ベクトルの振動方向と測定対象である偏光膜の延伸方向とを平行に配置した場合のラマンバンド154cm-1の散乱光強度。
    Ib154:励起光であるレーザー光の磁気ベクトルの振動方向と測定対象である偏光膜の延伸方向とを垂直に配置した場合のラマンバンド154cm-1の散乱光強度。
  2. ポリビニルアルコールを延伸して得られる偏光膜の少なくとも片側に保護膜を貼合した偏光板であって、波長1064nmのYAGレーザーを励起光として用いた偏光ラマン分光法により得られる該偏光膜の散乱スペクトル強度が下記(式1)及び(式2)を満たし、かつ該偏光膜の厚さが5μm以上21μm以下であることを特徴とする偏光板。
    (式1):(Ib108/Ia108)>60
    (式2):(Ib154/Ia154)>60
    Ia108:励起光であるレーザー光の磁気ベクトルの振動方向と測定対象である偏光膜の延伸方向とを平行に配置した場合のラマンバンド108cm-1の散乱光強度。
    Ib108:励起光であるレーザー光の磁気ベクトルの振動方向と測定対象である偏光膜の延伸方向とを垂直に配置した場合のラマンバンド108cm-1の散乱光強度。
    Ia154:励起光であるレーザー光の磁気ベクトルの振動方向と測定対象である偏光膜の延伸方向とを平行に配置した場合のラマンバンド154cm-1の散乱光強度。
    Ib154:励起光であるレーザー光の磁気ベクトルの振動方向と測定対象である偏光膜の延伸方向とを垂直に配置した場合のラマンバンド154cm-1の散乱光強度。
  3. 波長700nmの光に対するクロスニコル時の透過率が0〜0.15%であることを特徴とする請求項2に記載の偏光板。
  4. 単板透過率が41%以上50%未満で、偏光度が99.9%以上100%未満であることを特徴とする請求項2または3に記載の偏光板。
  5. 偏光膜が、膜厚が85〜225μmのポリビニルアルコールフィルムを原反フィルムとして連続的に供給し、該原反フィルムの両端を保持手段により保持し、該保持手段を該原反フィルムの長手方向に進行させつつ、該保持手段により張力を付与して該原反フィルムを延伸することで得られる偏光フィルムであることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の偏光板。
  6. フィルムの長手方向とそれと直交する方向とで、偏光フィルムの膜厚の振れ幅が0〜10%であるロール状の偏光フィルムから作製されていることを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載の偏光板。
  7. フィルムの長手方向とそれと直交する方向とで、偏光フィルムの単板透過率の振れ幅が0〜1.5%であるロール状の偏光フィルムから作製されていることを特徴とする請求項2〜6のいずれかに記載の偏光板。
  8. フィルムの長手方向とそれと直交する方向で、偏光フィルムの偏光度の振れ幅が0〜0.03%であるロール状の偏光フィルムから作製されていることを特徴とする請求項2〜7のいずれかに記載の偏光板。
  9. 偏光板の厚さが70μm以上270μm未満であることを特徴とする請求項2〜8のいずれかに記載の偏光板。
  10. 請求項2〜9のいずれかに記載の偏光板を有することを特徴とする液晶表示装置。
JP2004092287A 2003-04-24 2004-03-26 偏光膜、偏光板及び液晶表示装置 Pending JP2004341494A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004092287A JP2004341494A (ja) 2003-04-24 2004-03-26 偏光膜、偏光板及び液晶表示装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003119958 2003-04-24
JP2004092287A JP2004341494A (ja) 2003-04-24 2004-03-26 偏光膜、偏光板及び液晶表示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004341494A true JP2004341494A (ja) 2004-12-02

Family

ID=33543210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004092287A Pending JP2004341494A (ja) 2003-04-24 2004-03-26 偏光膜、偏光板及び液晶表示装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004341494A (ja)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007011331A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Lg Phillips Lcd Co Ltd 光学補償フィルムを含む水平電界方式の液晶表示装置及びその製造方法
JP2007171756A (ja) * 2005-12-26 2007-07-05 Teijin Ltd 位相差フィルム
WO2008044422A1 (fr) * 2006-10-05 2008-04-17 Nitto Denko Corporation Plaque de polarisation et dispositif d'affichage a cristaux liquides
JP2011164269A (ja) * 2010-02-08 2011-08-25 Hitachi Displays Ltd 表示装置および表示装置に用いられる偏光層
US8049850B2 (en) 2004-12-28 2011-11-01 Fujifilm Corporation Liquid crystal display device, optical compensatory sheet, and polarizer and liquid crystal display device employing the same
JP2012037899A (ja) * 2011-09-22 2012-02-23 Teijin Ltd 黒表示時における液晶表示装置の光漏れ抑制方法
JP2013145404A (ja) * 2013-04-09 2013-07-25 Nitto Denko Corp 偏光板および液晶表示装置
JP2013167894A (ja) * 2013-04-09 2013-08-29 Nitto Denko Corp 偏光板の製造方法
JP2015028661A (ja) * 2014-10-16 2015-02-12 日東電工株式会社 偏光板および液晶表示装置
JP2016138958A (ja) * 2015-01-27 2016-08-04 日東電工株式会社 偏光板及び偏光板の製造方法
WO2017104720A1 (ja) * 2015-12-17 2017-06-22 日本ゼオン株式会社 液晶表示装置
JP2017182022A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 住友化学株式会社 偏光フィルムの製造方法、積層フィルム

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8049850B2 (en) 2004-12-28 2011-11-01 Fujifilm Corporation Liquid crystal display device, optical compensatory sheet, and polarizer and liquid crystal display device employing the same
JP4597917B2 (ja) * 2005-06-30 2010-12-15 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 光学補償フィルムを含む水平電界方式の液晶表示装置及びその製造方法
JP2007011331A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Lg Phillips Lcd Co Ltd 光学補償フィルムを含む水平電界方式の液晶表示装置及びその製造方法
JP2007171756A (ja) * 2005-12-26 2007-07-05 Teijin Ltd 位相差フィルム
US8917376B2 (en) 2006-10-05 2014-12-23 Nitto Denko Corporation Polarizing plate exhibiting a high contrast ratio and liquid crystal display apparatus
WO2008044422A1 (fr) * 2006-10-05 2008-04-17 Nitto Denko Corporation Plaque de polarisation et dispositif d'affichage a cristaux liquides
JP2008090216A (ja) * 2006-10-05 2008-04-17 Nitto Denko Corp 偏光板および液晶表示装置
KR101080020B1 (ko) * 2006-10-05 2011-11-04 닛토덴코 가부시키가이샤 편광판 및 액정 표시 장치
CN103207428A (zh) * 2006-10-05 2013-07-17 日东电工株式会社 偏振板以及液晶显示装置
JP2011164269A (ja) * 2010-02-08 2011-08-25 Hitachi Displays Ltd 表示装置および表示装置に用いられる偏光層
JP2012037899A (ja) * 2011-09-22 2012-02-23 Teijin Ltd 黒表示時における液晶表示装置の光漏れ抑制方法
JP2013145404A (ja) * 2013-04-09 2013-07-25 Nitto Denko Corp 偏光板および液晶表示装置
JP2013167894A (ja) * 2013-04-09 2013-08-29 Nitto Denko Corp 偏光板の製造方法
JP2015028661A (ja) * 2014-10-16 2015-02-12 日東電工株式会社 偏光板および液晶表示装置
JP2016138958A (ja) * 2015-01-27 2016-08-04 日東電工株式会社 偏光板及び偏光板の製造方法
WO2017104720A1 (ja) * 2015-12-17 2017-06-22 日本ゼオン株式会社 液晶表示装置
CN108292059A (zh) * 2015-12-17 2018-07-17 日本瑞翁株式会社 液晶显示装置
JPWO2017104720A1 (ja) * 2015-12-17 2018-10-04 日本ゼオン株式会社 液晶表示装置
US11150503B2 (en) 2015-12-17 2021-10-19 Zeon Corporation Liquid crystal display device
JP7056152B2 (ja) 2015-12-17 2022-04-19 日本ゼオン株式会社 液晶表示装置
TWI766851B (zh) * 2015-12-17 2022-06-11 日商日本瑞翁股份有限公司 液晶顯示裝置
JP2017182022A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 住友化学株式会社 偏光フィルムの製造方法、積層フィルム

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4404581B2 (ja) 偏光板
JP6062430B2 (ja) 液晶表示装置
US7704570B2 (en) Polarizing plate and liquid crystal display apparatus using the same
JP5049033B2 (ja) 液晶表示装置
JP4054670B2 (ja) 偏光板および液晶表示装置
JP2006251224A (ja) 偏光板の製造方法
JP2005031577A (ja) 偏光膜、偏光板および液晶表示装置
JP4759324B2 (ja) 偏光板および液晶表示装置
JP2005284246A (ja) 偏光板及びその製造方法
JP2007126603A (ja) ポリマーフィルム、ポリマーフィルムの製造方法、び偏光板及び液晶表示装置
JP2008102475A (ja) 偏光板及び液晶表示装置
JP2006241306A (ja) セルロースアシレートフィルム、セルロースアシレートフィルムの製造方法、偏光板および液晶表示装置
JP2014006505A (ja) 液晶表示装置
JP2006292834A (ja) 偏光板用保護フィルム、偏光板および液晶表示装置
WO2006033313A1 (en) Polarizing plate and liquid crystal display
JP2006247954A (ja) 機能性フィルム、偏光板および液晶表示装置
JP2005138375A (ja) セルロースアシレートフィルム、およびその製造方法
JP2005062458A (ja) 偏光板及び液晶表示装置
JP2005139304A (ja) セルロースアシレートフィルム、偏光板、および液晶表示装置
JP2004341494A (ja) 偏光膜、偏光板及び液晶表示装置
JP4740530B2 (ja) セルロースアシレートフィルム及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
TWI354684B (en) Cellulose film, polarizing film and liquid crystal
JP2005349616A (ja) セルロースアシレートフィルム、偏光板保護フィルム、偏光板及び液晶表示装置
JP2005128520A (ja) 偏光板およびそれを用いた液晶表示装置
JP4474169B2 (ja) セルロースアシレートフィルム、偏光板および液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20060327

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060525

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20061124

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20071108

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20071115

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20071122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090318

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090909