JP3702032B2

JP3702032B2 - 楕円偏光板

Info

Publication number: JP3702032B2
Application number: JP09611396A
Authority: JP
Inventors: 清司梅本
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1996-03-25
Filing date: 1996-03-25
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2016-03-25
Also published as: JPH09258021A

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、接着シートやセパレータフィルムからなる保護シートを接着したまま光学特性の異常や異物の混入等を過誤なく容易に検査できる楕円偏光板に関する。
【０００２】
【発明の背景】
液晶表示装置の形成などに用いられる、直線偏光板と位相差板を一体化した楕円偏光板は、一般に外面を保護シートで接着保護して検査過程や流通過程等におかれる。保護シートは、楕円偏光板の表面が損傷したり指紋等で汚染したりすることなどの防止を目的とするもので、装置組立等の実用に際しては楕円偏光板より剥離除去される。そのため保護シートは、保護基材を接着剤層と共に剥離できるようにした接着シートや、楕円偏光板に粘着層を残したまま保護基材のみを剥離できるようにしたセパレータフィルムからなる。なお粘着層は、接着作業の簡略化等を目的に必要に応じて楕円偏光板に予め付設されるものである。
【０００３】
前記の検査は、光学特性の異常物や異物混入物等の不良品を排除するためのものであり、位相差が関与して透明異物の混入もあることなどから偏光板間に位相差板を配置すると着色化することを利用して、楕円偏光板の偏光板と別体の検光子の間に楕円偏光板の位相差板を介在させる方法にて行われる。その場合、異常や異物があると色変化や輝点や暗点などとして現れることから、一様な着色を目安に合否の判断が行われる。しかしながら、一様な着色を示して良品として判定したものの中に不良品の含まれることがあり、検査の信頼性に乏しい問題点のあることが判明した。
【０００４】
【発明の技術的課題】
本発明者は、前記の問題点を克服するために鋭意研究を重ねる中で、保護シートに問題点のあることを究明した。すなわち接着シートやセパレータフィルムの保護基材としては、薄くて丈夫なものとするために通例、二軸延伸フィルムが用いられるが、その延伸処理でボウイング現象等のバラツキの大きい複屈折性を伴うこととなり、その複屈折性が位相差板による位相差と相互作用して検査時の着色に影響し、検査結果に過誤の入り込む余地のあることがわかった。
【０００５】
前記の保護基材における複屈折特性のバラツキは、それが保護目的達成後は廃棄されるもので光学要素ではなく透明性以外の光学特性については重要でないため、位相差板の如く複屈折特性を均一性よく制御したものでないことなどにより、セパレータフィルムでは剥離性付与のために剥離剤のコート層を設けることも関係する。
【０００６】
従って、保護シートを剥離した状態の楕円偏光板を検査対象とすることで過誤を防止でき、信頼性に優れる検査を行いうるがその場合には、検査前後における保護シートの剥離と再接着、検査中における偏光板表面や粘着面の汚染、損傷を防止した取扱など、その処理に多時間多労力を要して検査効率の低下が大きく実用的でない。
【０００７】
また、保護基材に複屈折性を示さない等方性フィルムを用いることにても信頼性に優れる検査を行いうるが、かかる特性のフィルムは量産性や強度に乏しく、保護目的達成後には廃棄される保護シートにそれを用いる価値はないし、強度的にも適するものではない。
【０００８】
よって本発明は、前記現状の複屈折性を伴う保護シートを用いつつ、検査結果に過誤が入り込みにくくて信頼性に優れる検査を効率よく行いうる楕円偏光板を得ることを課題とする。
【０００９】
【課題の解決手段】
本発明は、直線偏光板と位相差板を接着固定した楕円偏光板の外面を保護シートで接着保護してなり、その保護シートと位相差板との光学軸の交差角度を１５度以上、好ましくは２０度以上としたものであると共に、前記の保護シートがボウイング現象を示す二軸延伸フィルムからなり、かつその保護シートを楕円偏光板より剥離除去した状態で装置に実用するものであることを特徴とする楕円偏光板を提供するものである。
【００１０】
【発明の効果】
保護シートと位相差板の光学軸の交差角度を１５度以上とした上記構成の楕円偏光板としたことにより、保護シートの複屈折性の影響を防止できて、保護シートを接着したまま検査を行うことができ、検査結果に過誤が入り込みにくくて信頼性に優れる検査を効率よく容易に行うことができる。
【００１１】
【発明の実施形態】
本発明の楕円偏光板は、直線偏光板と位相差板を接着固定した楕円偏光板の外面を保護シートで接着保護してなり、その保護シートと位相差板との光学軸の交差角度を１５度以上としたものであると共に、前記の保護シートがボウイング現象を示す二軸延伸フィルムからなり、かつその保護シートを楕円偏光板より剥離除去した状態で装置に実用するものである。その例を図１、図２、図３に示した。４が直線偏光板１と位相差板３を接着剤層２を介し接着固定した楕円偏光板、５が粘着層、６が保護シートとしてのセパレータフィルムである。なお図１は、検査方法を説明したもので、７が検光子、８が面光源である。また図３における符号の９は、保護シートとしての接着剤層９１を有する接着シートである。
【００１２】
本発明において楕円偏光板を形成する直線偏光板や位相差板、粘着層については特に限定はなく、適宜なものを用いうる。ちなみに直線偏光板の例としては、ポリビニルアルコール系フィルムや部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルムやセルロース系フィルムの如き親水性高分子フィルムにヨウ素及び／又は二色性染料を吸着させて延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物の如きポリエン配向フィルムなどがあげられる。偏光フィルムの厚さは通例５〜８０μmであるが、これに限定されない。
【００１３】
直線偏光板は、偏光フィルムそのものであってもよいし、図２や図３の如く偏光フィルム１３の片側又は両側に透明保護層１１，１５を設けたものであってもよい。透明保護層は、フィルムのラミネート方式や塗工方式などの適宜な方式で形成してよく、その形成には適宜な透明樹脂などを用いうる。
【００１４】
好ましい透明保護層は、透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮蔽性、等方性などに優れるものである。その例としては、ポリエステルやポリエーテルスルホン、ポリカーボネートやポリアミド、ポリイミドやポリオレフィン、アクリル系樹脂やアセテート系樹脂、あるいはアクリル系やウレタン系、アクリルウレタン系やエポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型ないし紫外線硬化型樹脂などがあげられる。就中、トリアセチルセルロースの如き等方性に優れるフィルムを図例の如く接着剤層１２，１４等を介してラミネートしたものが好ましい。
【００１５】
また位相差板は、透明プラスチックの一軸や二軸等による延伸フィルムなどとして得ることができる。そのプラスチックとしては、適宜なものを用いてよいが、光透過率８０％以上の透明性に優れるものが好ましい。就中、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、ポリエチレンやポリプロピレンの如きポリオレフィン、ポリビニルアルコール、酢酸セルロース、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート、ポリアミドなどが好ましい。
【００１６】
延伸処理用のプラスチックフィルムは、例えばキャスティング法や押出法等の適宜な方式で形成したものであってよい。キャスティング法等の溶液製膜法が厚さムラや配向歪ムラ等の少ないプラスチックフィルムを得る点より好ましい。プラスチックフィルムの厚さは、目的とする位相差などにより適宜に決定しうるが、一般には１０〜５００μm、就中２０〜２００μmとされる。プラスチックフィルムの延伸処理は、適宜な方式で行いうる。位相差板は、２枚以上の延伸フィルムの重畳体として形成することもできる。
【００１７】
楕円偏光板を液晶表示装置等に接着するための粘着層の形成には、例えばアクリル系やシリコーン系、ポリエステル系やポリウレタン系、ポリエーテル系やゴム系などの適宜な粘着剤を用いることができる。就中、光学的透明性や粘着特性、耐候性などの点よりアクリル系粘着剤が好ましい。粘着層は、楕円偏光板の片面又は両面に設けることができる。
【００１８】
保護シートとしての接着シートやセパレータフィルムにおける保護基材としては、上記の透明保護層で例示したポリプロピレンやポリエステル等のプラスチックからなるボウイング現象を示す二軸延伸フィルムを用いることができ、無色透明である必要はない。保護基材は、フィルム押出法等の適宜な方式で形成してよく、その厚さは通例、５〜２００μm、就中１０〜１００μm、特に２０〜５０μmである。
【００１９】
ちなみに強度の二軸延伸フィルムでは、厚さ方向で８００nmを超える位相差を示すことが多々あり、位相差の部分的なバラツキも大きくて光学軸も幅方向で大きく異なり、中心部では延伸方向に光学軸がほぼ一致しても中心部より離れるほど徐々に大きな角度に傾斜し、端部では３０〜４０度の傾斜角度となるボウイング現象を示すときがあるが、そのようなものにても本発明にては光学軸が所定の条件を満足する範囲で保護基材に用い得る。
【００２０】
前記において接着シートは、保護シートを楕円偏光板より剥離する際に、接着剤層と共に、従って接着剤層を楕円偏光板に残存させることなく保護基材を剥離する場合に用いるものである。接着シートは、保護基材に前記粘着層等の適宜な接着剤層を付設することにより得ることができ、図３に例示の如く楕円偏光板の片面又は両面に設けることができる。
【００２１】
一方、セパレータフィルムは、保護シートを楕円偏光板より剥離する際に、粘着層を楕円偏光板に残存させた状態で保護基材を剥離する場合に用いるものである。セパレータフィルムは、保護基材に必要に応じ剥離性付与のためシリコーン系や長鎖アルキル系、フッ素系などの適宜な剥離剤からなるコート層を設けることにより得ることができ、楕円偏光板の片面又は両面に設けた粘着層に対して接着することができる。
【００２２】
なお偏光フィルムや透明保護層、位相差板や接着剤層などは、必要に応じて例えばサリチル酸エステル系化合物やベンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物やシアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式などにより紫外線吸収能をもたせることもできる。
【００２３】
本発明の楕円偏光板は、図１に例示の矢印の如く保護シート６と位相差板３の光学軸の交差角度θ₂を１５度以上、好ましくは２０度以上としたものである。その光学軸は、進相軸又は遅相軸のいずれであってもよい。前記により、検光子を配置して検査した場合に、保護シートの複屈折性による位相差の影響を防止、ないし抑制することができる。
【００２４】
すなわち直線偏光板間に配置した位相差層による位相差の影響は、最寄りの直線偏光板と位相差層の光学軸を一致させることで打消しうるので、保護シートと検光子の光学軸を一致させることで保護シートの位相差による影響を防止することができる。
【００２５】
一方、位相差は、ジョーンズやミュラーの教示に準じてマトリクスとして表示でき、位相差を示す層の重畳では、その合成位相差をその積である行列の形で示しうる。その場合、位相差を示す各層の光学軸が一致していると位相差の加成性が成立し、当該光学軸のズレが小さい範囲でも前記加成則によって合成位相差を近似できる。ちなみに位相差が２００nmの層と３００nmの層を遅相軸をほぼ一致させた重畳では５００nmの位相差、直交させた重畳では１００nmの位相差とすることができる。そのため保護シートと位相差板の光学軸の交差角度が小さいと前記の打消操作で本来の位相差板による位相差も打消されることとなり、位相差板の位相差が検査に反映されにくくなる。
【００２６】
さらに、直線偏光板間に配置した位相差板による着色は、図１に例示の矢印の如く直線偏光板１の吸収軸に対して位相差板３の光学軸が４５度にあるときが濃く、その交差角θ₁が小さくなるほど淡色化して０度で消色し、その着色が淡くなるほど位相差板の位相差ムラの発見が困難となる。従って保護シートによる位相差の影響の打消と、位相差板による着色の濃色化の点よりも保護シートと位相差板が１５度以上、好ましくは２０度以上の光学軸の交差角度が要求される。
【００２７】
上記のように本発明の楕円偏光板は、保護シートと位相差板の光学軸が１５度以上の交差角度となるように楕円偏光板の外面に、装置組立等の実用に際しては楕円偏光板より剥離除去される保護シートを接着したものであるが、本発明にてはかかる状態に接着積層されていればよく、その形成方法は任意である。例えば、各層を形成する部材を積層形態の上又は下より順次接着してもよいし、予め楕円偏光板や保護シートとしたものを適宜に接着してもよい。
【００２８】
一般には、予め形成した楕円偏光板に、接着シートや粘着層を設けたセパレータフィルムを接着する方式、あるいは直線偏光板の片面に接着シートを設けたものと片面に粘着層を設けた位相差板を接着し、その位相差板に粘着層を設けたセパレータフィルムを接着する方式などが採られる。かかる方式によれば、偏光板や位相差板や保護シートに連続形成の長尺体を用いて、楕円偏光板を連続的に形成することができる。
【００２９】
前記において、楕円偏光板の表裏に接着シート又はセパレータフィルムを設ける場合、それらの保護シートの光学軸は偏光板・検光子間に位置しないものは検査に関与しないので一致していなくてもよい。なお延伸フィルムからなる偏光板や位相差板では、その延伸（ＭＤ）方向と吸収軸や遅相軸又は進相軸がほぼ一致している場合が多い。
【００３０】
上記において、直線偏光板と位相差板の接着や透明保護層の接着、接着シートにおける接着剤層には、適宜な接着剤を用いうる。光学特性の維持性などの点よりは応力緩和性に優れるものが好ましく、特に直線偏光板と位相差板の接着や透明保護層の接着には、緩和弾性率が２×１０⁵〜１×１０⁷dyne／cm²の粘着層が好ましい。かかる緩和弾性率の粘着層によれば、加熱や加湿条件下での剥離を防止しつつ、各構成部品の線膨張係数の相違により発生する応力を緩和して、光弾性変形等による光学特性の変化を抑制することができる。なお前記の緩和弾性率は、粘弾性スペクトロメータ（１０Ｈｚ）による２３℃での測定値に基づく。
【００３１】
本発明の楕円偏光板の検査は、図１に例示の如く面光源８上に配置した検光子７と楕円偏光板の偏光板１の間に位相差板３を配置し、その位相差板と検光子の間にある保護シートの光学軸に検光子の光学軸を一致させる方法などにより行うことができる。検査では、透明保護層や粘着層等の等方性に優れる層は、位相差を生じにくいので影響を及ぼさない層として扱うことができる。
【００３２】
【実施例】
実施例１
約５０μmのポリエステルの二軸延伸フィルムをシリコーン系剥離剤で処理したセパレータフィルムの片面に、厚さ３０μmのアクリル系粘着層を設けてそれを厚さ約１００μmのポリカーボネートの延伸フィルムからなる位相差が４４５nmの位相差板と接着し、位相差板の他面にアクリル系粘着層付設のヨウ素・ポリビニルアルコール系直線偏光板（日東電工社製、ＮＰＦ−Ｇ１２２５ＤＵ）を接着して楕円偏光板を得た。
【００３３】
前記において位相差板の遅相軸と直線偏光板の吸収軸は４５度の交差角度とし、位相差板の遅相軸とセパレータフィルムの進相軸の交差角度は１５度とした。なおセパレータフィルムは、その面内位相差の平均値が１４２６nm、σが１２８nm（オーク社製、ＴＭＦ−１２０ＡＦＴ、ｎ＝５）であり、クロスニコルの直線偏光板間で虹色の縞を発生するものであった。また光学軸の測定（オーク社製、ＡＤＲ−１００ＸＹ）より面内軸方向のσの平均値は０．５度で殆ど無いものの、平均軸方向の絶対値でＴＤ方向に対し３４〜２度の間にあった。
【００３４】
実施例２
位相差板の遅相軸とセパレータフィルムの進相軸の交差角度を２０度としたほかは実施例１に準じて楕円偏光板を得た。
【００３５】
実施例３
位相差板の遅相軸とセパレータフィルムの進相軸の交差角度を３０度としたほかは実施例１に準じて楕円偏光板を得た。
【００３６】
実施例４
位相差板の遅相軸とセパレータフィルムの進相軸の交差角度を４５度としたほかは実施例１に準じて楕円偏光板を得た。
【００３７】
比較例１
位相差板の遅相軸とセパレータフィルムの進相軸の交差角度を１０度としたほかは実施例１に準じて楕円偏光板を得た。
【００３８】
比較例２
位相差板の遅相軸とセパレータフィルムの進相軸の交差角度を５度としたほかは実施例１に準じて楕円偏光板を得た。
【００３９】
評価試験
実施例、比較例で得た楕円偏光板のセパレータフィルム側に検光子（日東電工社製、ＮＰＦ−Ｇ１２２５ＤＵ）を配置し、検光子を回転させて目視にてセパレータフィルムによる色ムラが現れない角度に設定した。その場合、検光子の吸収軸とセパレータフィルムの光学軸は平行な状態であった。
【００４０】
前記の状態で光の透過率と色度を調べ（村上色彩社製、ＣＭＳ−５００）、原点：白色点（０，０）との色差及びブランクとの色差を算出した。その結果を次表に示した。なお表中のブランクは、セパレータフィルムを有しないものを意味する。

【００４１】
表より、ブランクとの色差が、実施例では１１．５以下と小さいのに比べ、比較例では１５以上と大きいことがわかる。また原点との色差が、実施例では１６以上と大きく、実施例３，４ではブランクとほぼ同等の濃度が得られたのに比べ、比較例では１１．５以下と着色が淡く（薄く）なっていることがわかる。かかる結果より、保護シートと位相差板の光学軸の交差角度が小さいと保護シートの位相差の影響を解消した検査方式で、位相差板の位相差の影響も解消されて過誤が入り込みやすく、検査が困難となることがわかる。
【００４２】
一方、検査の容易さは、検査経験３年超の検査員１０人の判断により、実施例ではいずれの場合も８人以上が判定容易として検査容易なレベルにあったが、比較例１では１人が判定容易、４人が判定可能とし、比較例２では判定容易が皆無で、判定可能が１人であり、いずれの比較例も検査困難なレベルにあった。
【図面の簡単な説明】
【図１】検査方法の説明図
【図２】楕円偏光板の断面図
【図３】他の楕円偏光板の断面図
【符号の説明】
４：楕円偏光板
１：直線偏光板（１１、１５：透明保護層１３：偏光フィルム）
２：接着剤層３：位相差板
５：粘着層６：セパレータフィルム（保護シート）
７：検光子９：接着シート（保護シート）

Claims

直線偏光板と位相差板を接着固定した楕円偏光板の外面を保護シートで接着保護してなり、その保護シートと位相差板との光学軸の交差角度を１５度以上としたものであると共に、前記の保護シートがボウイング現象を示す二軸延伸フィルムからなり、かつその保護シートを楕円偏光板より剥離除去した状態で装置に実用するものであることを特徴とする楕円偏光板。
請求項１において、保護シートが接着シート又は粘着層に接着するセパレータフィルムの一方又は両方であり、保護シートと位相差板との光学軸の交差角度を２０度以上とした楕円偏光板。