JPWO2016171127A1 - 高いリタデーションを有するフィルムと、二色性色素を含有する層とが積層されてなる偏光素子、並びにこれを設けた表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)3000〜50000nmのリタデーションを有する延伸フィルムと、1種以上の二色性色素を含有する層とを積層し、前記延伸フィルムの厚さが20〜500μmであることを特徴とする偏光素子。
(2)前記延伸フィルムが、ポリエチレンテレフタレートからなることを特徴とする(1)に記載の偏光素子。
(3)二色比が、5以上であることを特徴とする(1)又は(2)に記載の偏光素子。
(4)前記延伸フィルムの延伸軸と同一方向に、該延伸フィルムの表面に付与されている分子異方性よりも大きい分子異方性がさらに付与されていることを特徴とする(1)乃至(3)のいずれか1つに記載の偏光素子。
(5)前記延伸フィルム上に、フィルムの長軸方向に対して、10°〜100°の角度に位相差の遅相軸又は進相軸を有する位相差フィルムをさらに備えることを特徴とする(1)乃至(4)のいずれか1つに記載の偏光素子。
(6)前記二色性色素の少なくとも一つが、下記式(1)で表される化合物又はその塩であることを特徴とする(1)乃至(5)のいずれか1つに記載の偏光素子。
X1は、1つ若しくは2つのスルホン酸基と、水酸基若しくは1乃至3の炭素数を有するアルコキシ基とを有するフェニル基又はナフチル基を表し、
X2及びX3は、それぞれ独立して、フェニレン基又はナフチレン基を表し、該フェニレン基又はナフチレン基は、1乃至3の炭素数を有するアルキル基、1乃至3の炭素数を有するアルコキシ基、水酸基及びスルホン酸基からなる群から選択される1種又は2種の置換基を1つ又は2つ有しており、
R1は、水素原子、1乃至3の炭素数を有するアルキル基、アセチル基、ベンゾイル基、或いは、非置換のフェニル基又は1乃至4の炭素数を有するアルキル基、1乃至4の炭素数を有するアルコキシル基、アミノ基若しくはスルホ基で置換されたフェニル基を表し、
mは、0又は1であり、かつ
nは、1又は2である)
(7)X1が、置換基として下記式(3)で表される化合物又はその塩であることを特徴とする(6)に記載の偏光素子。
(8)前記二色性色素を含有する層は、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル又はポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーをさらに含有することを特徴とする(1)乃至(7)のいずれか1つに記載の偏光素子。
(9)(1)乃至(8)のいずれか1つに記載の偏光素子を設けた表示装置。
本発明の偏光素子は、基材として、3000〜50000nmのリタデーションを有する延伸フィルムを使用する。この延伸フィルムの素材は、特に制限されるものではないが、例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、シクロオレフィンポリマー等の樹脂が挙げられる。その中でも、ポリカーボネート又はポリエステルが特に好ましい。これらの樹脂は透明性に優れるとともに、熱的、機械的特性にも優れており、延伸加工によって容易にフィルムのリタデーションを制御することができ、また、延伸後の結晶化度が高いため、従来の偏光素子で用いられているポリビニルアルコール系フィルムよりも、延伸後の熱収縮等の寸法変化が少なく、それ故、従来のポリビニルアルコール系フィルムを用いた偏光素子よりも寸法変化を極端に少なくすることができる。また、本発明で用いる延伸フィルムは、20〜500μmの比較的薄い厚さであっても、上記のような高いリタデーションを有する。このような延伸フィルムの素材として、特に、ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステルは固有複屈折が大きく、延伸フィルムの厚さが比較的薄くても、比較的容易に高いリタデーションが得られるため、最も好適な素材である。
本発明の偏光素子は、偏光機能を示す素子としての色素膜を形成するため、二色性色素を含有する層を有する。二色性色素を含有する層を形成するための材料として二色性色素を使用し、当該二色性色素は、それ自身又は集合体で一定方向に配列することにより偏光性を示す化合物である。このような二色性色素としては、例えば、アゾ系色素、スチルベン系色素、ピラゾロン系色素、トリフェニルメタン系色素、キノリン系色素、オキサジン系色素、チアジン系色素、アントラキノン系色素等の色素系化合物等が挙げられる。本発明で用いられる二色性色素は、一定の溶媒組成、色素濃度、温度条件下でリオトロピック液晶性を示す化合物であり、例えば、入江正浩監修,「機能性色素の応用」,第1刷発行版,株式会社CMC,2002年6月,p.102−104に記載の二色性色素が挙げられる。また、二色性色素は、水溶性アゾ色素を用いることが好ましく、その中でも、芳香族系環構造を有する化合物がより好ましい。芳香族系環構造としては、例えば、ベンゼン、ナフタリン、アントラセン、フェナントレンの他にチアゾール、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、キノリン等の複素環或いはこれらの4級塩、更にはこれらとベンゼンやナフタリン等との縮合環が挙げられ、特に、これらの芳香族系環にスルホン酸基、カルボン酸基、アミノ基、水酸基等の親水性置換基、又はスルホン酸基若しくはカルボン酸基の塩が導入されていることが好ましい。
X1は、1つ若しくは2つのスルホン酸基と、水酸基若しくは1乃至3の炭素数を有するアルコキシ基を有するフェニル基またはナフチル基を表し、
X2及びX3は、それぞれ独立して、フェニレン基又はナフチレン基を表し、当該フェニレン基又はナフチレン基は、1乃至3の炭素数を有するアルキル基、1乃至3の炭素数を有するアルコキシ基、水酸基及びスルホン酸基からなる群から選択される1種又は2種の置換基を1つ又は2つ有しており、
R1は、水素原子、1乃至3の炭素数を有するアルキル基、アセチル基、ベンゾイル基、或いは、非置換のフェニル基又は1乃至4の炭素数を有するアルキル基、1乃至4の炭素数を有するアルコキシル基、アミノ基若しくはスルホ基で置換されたフェニル基を表し、
mは、0又は1であり、
nは、1又は2である。)
Y1は、スルホン酸基を1つ又は2つ有し、さらに水酸基又は1乃至3の炭素数を有するアルコキシ基を有していてもよいナフチル基を表し、
Y2及びY3は、それぞれ独立して、フェニレン基又はナフチレン基を表し、当該フェニレン基又はナフチレン基は、1乃至3の炭素数を有するアルキル基、1乃至3の炭素数を有するアルコキシ基、水酸基及びスルホン酸基からなる群から選択される1種又は2種の置換基を1つ又は2つ有しており、
R2は、水素原子、1乃至3の炭素数を有するアルキル基、アセチル基、ベンゾイル基、或いは、非置換のフェニル基又は1乃至4の炭素数を有するアルキル基、1乃至4の炭素数を有するアルコキシル基、アミノ基若しくはスルホ基で置換されたフェニル基を表し、
フェニルアゾ基としての
は、末端ナフチル基の5位、6位、7位又は8位のいずれかに置換されており、
R3及びR4は、それぞれ独立して、水素原子、水酸基、スルホン酸基、1乃至3の炭素数を有するアルキル基又は1乃至3の炭素数を有するアルコキシ基を表し、
qは、0又は1であり、
pは、1又は2である。)
10500nmのリタデーションを有し、厚さが100μmである延伸フィルム(東洋紡社製 コスモシャイン SRFフィルム)の非易接着処理面に、二色性色素としてC.I.Direct Blue 67を4質量部、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル(花王社製 エマルゲンMS−110)を0.15質量部、水を100質量部含んだ溶液を、当該延伸フィルムとの間隔が3μmになるようにセットされたガラス棒を設けた塗工機を用いて塗布した。得られた塗布膜を25℃、湿度70%の環境で1分間放置し、溶媒を乾燥させた。さらに、乾燥させた塗布膜を60℃、湿度90%の環境で5分間加熱処理及び加湿処理し、厚さが0.15μmである二色性色素を含有する層を得た。得られた二色性色素を含有する層上に、アクリル樹脂系の紫外線硬化性の樹脂組成物(日本化薬社製 SPC−920C)を、硬化後の保護層の厚さ3μmになるようにスピンコータにて塗布し、次いで紫外線を照射することによって該樹脂組成物を硬化させ、二色性色素を含有する層上に保護層を設けた。このようにして得られた偏光素子を測定試料とした。
実施例1で用いた10500nmのリタデーションを有する延伸フィルムの非易接着処理面に、当該延伸フィルムの遅相軸に対して0°の方向に沿ってラビング布(妙中パイル織物社製 MK0012)を巻いたロールにより、100rpmの速度及び荷重5kgfの条件下で、さらにラビング処理を行った以外は、実施例1と同様にして、測定試料を作製した。このとき、延伸フィルムの遅相軸に対する角度は、KOBRA−21ADH(王子計測機器社製)によって測定した。
実施例1で用いた10500nmのリタデーションを有する延伸フィルムの非易接着処理面に、当該延伸フィルムの遅相軸に対して45°の方向に沿ってラビング布を巻いたロールによりでラビング処理を行った以外は、実施例2と同様にして、測定試料を作製した。
実施例1で用いた10500nmのリタデーションを有する延伸フィルムの非易接着処理面に、当該延伸フィルムの遅相軸に対して90°の方向に沿ってラビング布を巻いたロールによりラビング処理を行った以外は、実施例2と同様にして、測定試料を作製した。
基材として、実施例1で用いた10500nmのリタデーションを有する延伸フィルムに代えて、35000nmのリタデーションを有するポリエチレンテレフタレートの延伸フィルム(SKYGREEN PETG K2012(三菱商事プラスチック社製)を230℃にて溶融して100μmの膜厚になるように成型した未延伸のPETフィルムを、約4倍一軸延伸したフィルム)を用いた以外は、実施例1と同様にして、測定試料を作製した。
基材として、実施例1で用いた10500nmのリタデーションを有するフィルムに代えて、3500nmのリタデーションを有するポリエチレンテレフタレートの延伸フィルム(SKYGREEN PETG K2012(三菱商事プラスチック社製)を230℃にて溶融して100μmの膜厚になるように成型した未延伸のPETフィルムを、約2.1倍一軸延伸したフィルム)を用いた以外は、実施例1と同様にして、測定試料を作製した。
基材として、実施例1の延伸されたPETフィルムに代えて、SKYGREEN PETG K2012(三菱商事プラスチック社製)を230℃にて溶融して100μmの膜厚になるように成型した未延伸のPETフィルムを用いた以外は、実施例1と同様にして、測定試料を作製した。
比較例1の未延伸のPETフィルムを、1.5倍に一軸延伸し、1000nmのリタデーションを有するフィルムとした以外は、実施例1と同様にして、測定試料を作製した。
Claims (9)
- 3000〜50000nmのリタデーションを有する延伸フィルムと、1種以上の二色性色素を含有する層とを積層し、前記延伸フィルムの厚さが20〜500μmであることを特徴とする偏光素子。
- 前記延伸フィルムが、ポリエチレンテレフタレートからなることを特徴とする請求項1に記載の偏光素子。
- 二色比が、5以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の偏光素子。
- 前記延伸フィルムの延伸軸と同一方向に、該延伸フィルムの表面に付与されている分子異方性よりも大きい分子異方性がさらに付与されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の偏光素子。
- フィルムの長軸方向に対して、10°〜100°の角度に位相差の遅相軸または進相軸を有する位相差フィルムをさらに備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の偏光素子。
- 前記二色性色素の少なくとも一つが、下記式(1)で表される化合物又はその塩であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の偏光素子。
X1は、1つ若しくは2つのスルホン酸基と、水酸基若しくは1乃至3の炭素数を有するアルコキシ基を有するフェニル基又はナフチル基を表し、
X2及びX3は、それぞれ独立して、フェニレン基又はナフチレン基を表し、当該フェニレン基又はナフチレン基は、1乃至3の炭素数を有するアルキル基、1乃至3の炭素数を有するアルコキシ基、水酸基及びスルホン酸基からなる群から選択された1種又は2種の置換基を1つ又は2つ有しており、
R1は、水素原子、1乃至3の炭素数を有するアルキル基、アセチル基、ベンゾイル基、或いは、非置換のフェニル基又は1乃至4の炭素数を有するアルキル基、1乃至4の炭素数を有するアルコキシル基、アミノ基若しくはスルホ基で置換されたフェニル基を表し、mは、0又は1であり、かつ
nは、1又は2である) - 前記二色性色素を含有する層は、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル又はポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーをさらに含有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の偏光素子。
- 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の偏光素子を設けた表示装置。
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