JP2013011872A - 位相差層付偏光板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の位相差層付偏光板200は、厚み15μm〜25μmの偏光子20と、偏光子20の片側に配置された位相差層30とを有する。位相差層30は、それぞれが異なる方向に遅相軸を有する複数の領域を所定のパターンで有する。
【選択図】図1
Description
好ましい実施形態においては、上記位相差層の面内位相差Re(590)が、90nm〜190nmである。
好ましい実施形態においては、上記位相差層の上記所定パターンが、異なる方向に遅相軸を有する2つの領域が交互に配置されたストライプ状である。
好ましい実施形態においては、上記異なる方向に遅相軸を有する2つの領域が、それぞれ、液晶セルの1ラインに対応する。
好ましい実施形態においては、上記偏光子が、連続的に供給される親水性ポリマーフィルムの幅方向の両端を把持手段により把持し、該把持手段を該親水性ポリマーフィルムの長手方向に進行させると共に、該親水性ポリマーフィルムの両端を把持する該把持手段の少なくとも一方を該親水性ポリマーフィルムの幅方向の外側にも移動させることで該親水性ポリマーフィルムを幅方向に延伸して得られる。
好ましい実施形態においては、上記幅方向延伸工程において、気相中で、上記親水性ポリマーフィルムの少なくとも一方の面に液を接触させる。
好ましい実施形態においては、上記偏光子が、少なくとも一対の圧延ロールの間隙に親水性ポリマーフィルムを通過させる圧延工程を経て得られる。
本発明の別の局面によれば、液晶パネルが提供される。この液晶パネルは、上記位相差層付偏光板を有する。
本発明の別の局面によれば、液晶表示装置が提供される。この液晶表示装置は、上記液晶パネルを有する。
本明細書における用語および記号の定義は下記の通りである。
(1)屈折率(nx、ny、nz)
「nx」は面内の屈折率が最大になる方向(すなわち、遅相軸方向)の屈折率であり、「ny」は面内で遅相軸と直交する方向(すなわち、進相軸方向)の屈折率であり、「nz」は厚み方向の屈折率である。
(2)面内位相差(Re)
面内位相差(Re)は、23℃、特に明記しなければ波長590nmにおける層(フィルム)の面内位相差値をいう。Reは、層(フィルム)の厚みをd(nm)としたとき、Re=(nx−ny)×dによって求められる。
(3)厚み方向の位相差(Rth)
厚み方向の位相差(Rth)は、23℃、特に明記しなければ波長590nmにおける層(フィルム)の厚み方向の位相差値をいう。Rthは、層(フィルム)の厚みをd(nm)としたとき、Rth=(nx−nz)×dによって求められる。
図1は、本発明の好ましい実施形態による位相差層付偏光板の概略断面図である。位相差層付偏光板200は、偏光子20と、偏光子20の片側(代表的には、視認側)に配置された位相差層30と、偏光子20のもう片側に配置された保護層41と、偏光子20と位相差層30との間に配置された保護層42とを有する。位相差層30は、接着層60を介して保護層42に積層されている。保護層41の偏光子20が配置されていない側には、接着層50が設けられている。代表的には、位相差層付偏光板200は、その接着層50が貼り合わされて、液晶セル(代表的には、視認側)に積層される。
上記偏光子は、代表的には、二色性物質(好ましくは、ヨウ素)が吸着配向された親水性ポリマーフィルムである。
図3に、本工程の一例を模式的に示す。図示のように、本工程においては、連続的に供給される親水性ポリマーフィルム1の幅方向(同図において左右方向)の両端を、把持手段2により把持する。そして、矢印Aに示すように、把持手段2を親水性ポリマーフィルム1の長手方向(同図において上方向)に進行させる。これにより、矢印Bに示すように、親水性ポリマーフィルム1は、その長手方向(同図において上方向)に搬送される。それと共に、矢印Cに示すように、親水性ポリマーフィルム1の両端を把持する把持手段2の双方を親水性ポリマーフィルム1の幅方向にも移動させることで、親水性ポリマーフィルム1を幅方向に延伸する。なお、図3は、親水性ポリマーフィルム1の両端を把持する把持手段2の双方を親水性ポリマーフィルム1の幅方向の外側に移動させることで、親水性ポリマーフィルム1を幅方向に延伸する場合を示している。
好ましくは、上記幅方向延伸工程と同時に、および/または、上記幅方向延伸工程後、親水性ポリマーフィルムを長手方向に収縮させる。長手方向収縮工程を行うことにより、得られる偏光子の光学特性の低下が抑制される。長手方向収縮工程は、幅方向延伸工程直後に行ってもよいし、幅方向延伸工程後、長手方向収縮工程を実施する前に別の工程を実施してもよい。別の工程を実施する場合には、別の工程が実施されている間、親水性ポリマーフィルムの両端が上記把持手段により把持し続けられていることが好ましい。
好ましくは、上記幅方向延伸工程後、幅方向両端固定手段で親水性ポリマーフィルムの幅方向の両端を固定して、その端辺の幅方向内側への移動を制限する。幅方向両端固定工程を行うことにより、親水性ポリマーフィルムの幅方向の収縮を抑制して、得られる偏光子の光学特性の低下を抑制することができる。
好ましい実施形態においては、図6に示すように、少なくとも一対の圧延ロール5,5の間隙に親水性ポリマーフィルム1を通過させる圧延工程を経て偏光子は作製される。圧延工程は、好ましくは、上記幅方向延伸工程後に行う。圧延工程を行うことにより、加熱や加湿等の条件下における寸法変化(例えば、延伸方向の収縮)が抑制された偏光子を得ることができる。
偏光子を作製するため行われるその他の工程としては、例えば、膨潤工程、染色工程、架橋工程、延伸工程(幅方向延伸とは別の)、調整工程、乾燥(水分率の調節)工程等が挙げられる。その他の工程は、任意の適切なタイミングで行い得る。
上記膨潤工程は、親水性ポリマーフィルムに膨潤液を接触させることにより行われる。膨潤液としては、例えば、水、グリセリン水溶液、ヨウ化カリウム水溶液等が使用できる。
染色工程は、代表的には、親水性ポリマーフィルムを二色性物質で染色する工程である。染色工程は、好ましくは、上記膨潤工程後に行う。染色工程は、親水性ポリマーフィルムに染色液を接触させることにより行われる。
架橋工程は、好ましくは、上記染色工程後に行う。架橋工程は、親水性ポリマーフィルムに架橋剤を含む架橋液を接触させることにより行われる。
上記調整工程は、親水性ポリマーフィルムにヨウ化物含有水溶液(調整液)を接触させることにより行われる。
乾燥は、例えば、自然乾燥、風乾、加熱乾燥等、従来公知の方法で実施すればよい。加熱乾燥の場合、加熱温度は、特に制限されないが、25℃〜60℃の範囲が好ましく、より好ましくは30℃〜50℃の範囲であり、さらに好ましくは30℃〜45℃の範囲である。
α={−0.66×(L/W1)+1.05}×(W4/W3)≧0.92(1)
W1:解放位置での親水性ポリマーフィルムの幅方向の長さ(mm)
L:解放位置から固定位置までの距離(mm)
W3:乾燥工程直前の親水性ポリマーフィルムの幅方向の長さ(mm)
W4:乾燥工程後の親水性ポリマーフィルムの幅方向の長さ(mm)
なお、αは、より好ましくは0.93〜0.98の範囲であり、さらに好ましくは0.95〜0.98の範囲である。
上記位相差層は、代表的には、λ/4板として機能し得る。λ/4板は、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)変換し得る。このような位相差層の面内位相差Re(590)は、好ましくは90nm〜190nmであり、より好ましくは100nm〜170nmであり、さらに好ましくは110nm〜150nmである。位相差層は、好ましくは、nx>ny>nzまたはnx>ny=nzの屈折率楕円体を有する。本明細書において、「ny=nz」は、nyとnzが厳密に等しい場合のみならず、nyとnzが実質的に等しい場合も包含する。
上記保護層は、偏光子の保護層として使用できる任意の適切なフィルムで形成される。当該フィルムの主成分となる材料の具体例としては、トリアセチルセルロース(TAC)等のセルロース系樹脂や、ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリエーテルスルホン系、ポリスルホン系、ポリスチレン系、ポリノルボルネン系、ポリオレフィン系、(メタ)アクリル系、アセテート系等の透明樹脂等が挙げられる。また、(メタ)アクリル系、ウレタン系、(メタ)アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂等も挙げられる。この他にも、例えば、シロキサン系ポリマー等のガラス質系ポリマーも挙げられる。また、特開2001−343529号公報(WO01/37007)に記載のポリマーフィルムも使用できる。このフィルムの材料としては、例えば、側鎖に置換または非置換のイミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換または非置換のフェニル基ならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が使用でき、例えば、イソブテンとN−メチルマレイミドからなる交互共重合体と、アクリロニトリル・スチレン共重合体とを有する樹脂組成物が挙げられる。当該ポリマーフィルムは、例えば、上記樹脂組成物の押出成形物であり得る。
BRUKER AvanceIII(400MHz)を用いて、樹脂の1H−NMR測定を行った。3.5から3.8ppm付近のメタクリル酸メチルのO−CH3プロトン由来のピーク面積Aと、3.0から3.3ppm付近のグルタルイミドのN−CH3プロトン由来のピークの面積Bより、次式で求められる。
なお、ここで、「イミド化率」とは全カルボニル基中のイミドカルボニル基の占める割合をいう。
本明細書において、「接着層」とは、隣り合う光学部材の面と面とを接合し、実用上十分な接着力と接着時間で一体化させるものをいう。接着層を形成する材料としては、例えば、粘着剤、接着剤、アンカーコート剤が挙げられる。上記接着層は、被着体の表面にアンカーコート層が形成され、その上に接着剤層が形成されたような、多層構造であってもよい。また、肉眼的に認知できないような薄い層(ヘアーラインともいう)であってもよい。
本発明の位相差層付偏光板においては、上記位相差層の視認側に、目的に応じて任意の適切な表面処理層を形成してもよい。表面処理層の代表例としては、アンチグレア層、反射防止層およびハードコート層が挙げられる。
本発明の液晶パネルは、上記位相差層付偏光板を有する。好ましくは、本発明の液晶パネルは、液晶セルと、液晶セルの視認側に配置された上記位相差層付偏光板とを有する。
1.厚み
デジタルマイクロメーター(アンリツ社製、製品名「KC−351C」)を用いて測定した。
2.位相差
王子計測機器(株)製、商品名「KOBRA−CCD」を用いて測定した。
(PVAフィルムの準備)
重合度2400のPVAからなる厚み75μm、幅0.13m、長さ50mのロールに巻き回した原反PVAフィルム(クラレ社製、商品名「VF−PS」)を準備した。この原反PVAフィルムを順次繰り出し、PVAフィルムの幅方向の両端を把持手段(テンタークリップ)により把持し、テンター延伸機で速度1m/分でPVAフィルムの長手方向に搬送した。この際、把持手段(テンタークリップ)によるつかみしろの長さは15mm、幅は50mmとした。また、PVAフィルムの長手方向に隣接する把持手段(テンタークリップ)の間の距離は5mmとした。
(1)膨潤工程および幅方向延伸工程
30m/分で上記PVAフィルムの幅方向に往復運動する噴霧装置(スプレー)を用いて、16mL/分の流量で、PVAフィルムの両面に、気相中で、30℃の水(膨潤液)を30秒噴霧した。この際、把持手段(テンタークリップ)により、PVAフィルムを原反の2.2倍の長さになるように幅方向に延伸した。
(2)染色工程および幅方向延伸工程
上記噴霧装置(スプレー)を用いて、膨潤後のPVAフィルムの片面に、気相中で、0.2重量%のヨウ素を含む30℃の水溶液(染色液)を25秒噴霧した。この際、把持手段(テンタークリップ)により、PVAフィルムを原反の3.3倍の長さになるように幅方向に延伸した。
(3)架橋工程および幅方向延伸工程
上記噴霧装置(スプレー)を用いて、染色処理後のPVAフィルムの片面に、気相中で、3重量%のホウ酸と3重量%のヨウ化カリウムとを含む30℃の水溶液(架橋液)を10秒噴霧した。この際、把持手段(テンタークリップ)により、PVAフィルムを原反の3.6倍の長さになるように幅方向に延伸した。
(4)幅方向延伸工程
上記噴霧装置(スプレー)を用いて、架橋後のPVAフィルムの片面に、4重量%のホウ酸と5重量%のヨウ化カリウムとを含む60℃の水溶液(延伸液)を60秒噴霧した。この際、把持手段(テンタークリップ)により、PVAフィルムを原反の5.9倍の長さになるように幅方向に延伸した。
(5)調整工程
上記噴霧装置(スプレー)を用いて、延伸処理後のPVAフィルムの片面に、4重量%のヨウ化カリウムを含む30℃の水溶液(調整液)を10秒噴霧した。
(6)乾燥工程
PVAフィルムに60℃で1分間乾燥処理を施し、厚み17μmの偏光子を得た。
遅相軸方向が異なる2つの領域をストライプパターンで有する位相差フィルムを以下のようにして作製した。ノルボルネン系樹脂フィルム(日本ゼオン社製、商品名「ZEONOR」)の上に光配向膜を形成し、偏光露光法を用いて液晶セルの1ライン毎にストライプの方向に対して+45°、−45°の配向規制力を与え、当該光配向膜上に所定の複屈折率と膜厚とを有する光硬化型液晶ポリマー層を形成した。次いで、紫外線を照射して光硬化型液晶ポリマーを硬化させ、その配向状態を固定することにより、遅相軸方向が異なる2つの領域をストライプパターンで有する、λ/4板に対応する位相差フィルム(パターンリターダーフィルム)を作製した。
特開2009−161744号公報の製造例1に記載のイミド化MS樹脂100重量部およびトリアジン系紫外線吸収剤(アデカ社製、商品名:T−712)0.62重量部を、2軸混練機にて220℃にて混合し、樹脂ペレットを作製した。得られた樹脂ペレットを、100.5kPa、100℃で12時間乾燥させ、単軸の押出機にてダイス温度270℃でTダイから押出してフィルム状に成形した(厚み160μm)。さらに当該フィルムを、その搬送方向に150℃の雰囲気下に延伸し(厚み80μm)、次いでフィルム搬送方向と直交する方向に150℃の雰囲気下に延伸して、厚さ40μmの二軸延伸フィルムを得た。得られたフィルムの面内位相差Re(590)は0.4nm、厚み方向位相差Rth(590)は0.78nmであった。
次いで、偏光子のもう一方の面には、視認側保護層としてTACフィルム(富士フイルム社製、商品名「TD80UL」、厚み80μm、Re(590)=4nm、Rth(590)=45nm)を、ポリビニルアルコール系樹脂を主成分とする水溶性接着剤(日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマーZ200」)を介して貼り合わせた。次いで、視認側保護層表面に、アクリル系粘着剤(厚み23μm)を介して、上記で得られたパターンリターダーフィルムを貼り合わせた。このとき、パターンリターダーフィルムの遅相軸と偏光子の吸収軸とのなす角度が実質的に±45°となるように貼り合わせた。
さらに、内側保護層表面に、アクリル系粘着剤層(厚み23μm)を形成した。
このようにして、粘着剤層/(メタ)アクリル系フィルム/偏光子/TACフィルム/粘着剤層/位相差層の構成を有する位相差層付偏光板を得た。
厚み90μmの原反PVAフィルムを用い、厚み20μmの偏光子を得たこと以外は実施例1と同様にして、位相差層付偏光板を得た。
厚み100μmの原反PVAフィルムを用い、厚み24μmの偏光子を得たこと以外は実施例1と同様にして、位相差層付偏光板を得た。
厚み120μmの原反PVAフィルムを用い、厚み29μmの偏光子を得たこと以外は実施例1と同様にして、位相差層付偏光板を得た。
実施例1〜3および比較例1で得られた位相差層付偏光板を、液晶パネル(LG電子製、型番:42LW6500)に貼り合わせ、80℃の高温環境下で500時間放置した後の黒表示時および白表示時の輝度を測定し、下記式により、クロストーク率を求めた。
クロストーク率=(奇数ライン黒表示、偶数ライン白表示時の輝度)−(奇数ライン、偶数ライン共に黒表示時の輝度)/(奇数ライン白表示、偶数ライン黒表示時の輝度)−(奇数ライン、偶数ライン共に黒表示時の輝度)
30 位相差層
41 保護層
42 保護層
50 接着層
60 接着層
200 位相差層付偏光板
300 位相差層付偏光板
Claims (9)
- 厚み15μm〜25μmの偏光子と、
該偏光子の片側に配置された位相差層とを有し、
該位相差層が、それぞれが異なる方向に遅相軸を有する複数の領域を所定のパターンで有する、
位相差層付偏光板。 - 前記位相差層の面内位相差Re(590)が、90nm〜190nmである、請求項1に記載の位相差層付偏光板。
- 前記位相差層の前記所定パターンが、異なる方向に遅相軸を有する2つの領域が交互に配置されたストライプ状である、請求項1または2に記載の位相差層付偏光板。
- 前記異なる方向に遅相軸を有する2つの領域が、それぞれ、液晶セルの1ラインに対応する、請求項1から3のいずれかに記載の位相差層付偏光板。
- 前記偏光子が、連続的に供給される親水性ポリマーフィルムの幅方向の両端を把持手段により把持し、該把持手段を該親水性ポリマーフィルムの長手方向に進行させると共に、該親水性ポリマーフィルムの両端を把持する該把持手段の少なくとも一方を該親水性ポリマーフィルムの幅方向の外側にも移動させることで該親水性ポリマーフィルムを幅方向に延伸して得られた、請求項1から4のいずれかに記載の位相差層付偏光板。
- 前記幅方向延伸工程において、気相中で、前記親水性ポリマーフィルムの少なくとも一方の面に液を接触させる、請求項5に記載の位相差層付偏光板。
- 前記偏光子が、少なくとも一対の圧延ロールの間隙に親水性ポリマーフィルムを通過させる圧延工程を経て得られた、請求項1から6のいずれかに記載の位相差層付偏光板。
- 請求項1から7のいずれかに記載の位相差層付偏光板を有する、液晶パネル。
- 請求項8に記載の液晶パネルを有する、液晶表示装置。
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