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JP2001154020A - 偏光板及び光学部材 - Google Patents

偏光板及び光学部材

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Publication number
JP2001154020A
JP2001154020A JP33821999A JP33821999A JP2001154020A JP 2001154020 A JP2001154020 A JP 2001154020A JP 33821999 A JP33821999 A JP 33821999A JP 33821999 A JP33821999 A JP 33821999A JP 2001154020 A JP2001154020 A JP 2001154020A
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JP
Japan
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polarizing plate
film
layer
transparent protective
protective film
Prior art date
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Pending
Application number
JP33821999A
Other languages
English (en)
Inventor
Eiji Hamamoto
英二 濱本
Yoichiro Sugino
洋一郎 杉野
Seiichi Kusumoto
誠一 楠本
Takamori Shoda
位守 正田
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.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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.)
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Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
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Publication of JP2001154020A publication Critical patent/JP2001154020A/ja
Priority to US10/071,301 priority patent/US20030152718A1/en
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3033—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/14—Protective coatings, e.g. hard coatings
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 湿度や熱の影響で透明保護フィルムが剥がれ
にくい高耐久性の偏光板の開発。 【解決手段】 二色性物質含有のポリビニルアルコール
系偏光フィルムの片側又は両側に、ビニルアルコール系
ポリマーの水溶性架橋剤から少なくともなる接着層を介
して透明保護フィルムを接着してなる偏光板。 【効果】 光透過率や偏光度にも優れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、耐久性に優れるポリビニ
ルアルコール系偏光板及びそれを用いた光学部材に関す
る。
【０００２】
【発明の背景】従来、二色性物質含有のポリビニルアル
コールからなる偏光フィルムの片側又は両側に、ポリビ
ニルアルコールからなる接着層を介して透明保護フィル
ムを接着した偏光板が知られていた。しかしながら湿度
や熱の影響で透明保護フィルムが剥がれて耐久性に乏し
い問題点があった。
【０００３】
【発明の技術的課題】液晶表示装置では、その用途の拡
大に伴って更に過酷な条件下で使用する機会が増大して
おり、偏光板の高耐久化が緊急な課題となっている。従
って本発明は、湿度や熱の影響で透明保護フィルムが剥
がれにくい高耐久性の偏光板の開発を課題とする。
【０００４】
【課題の解決手段】本発明は、二色性物質含有のポリビ
ニルアルコール系偏光フィルムの片側又は両側に、ビニ
ルアルコール系ポリマーの水溶性架橋剤から少なくとも
なる接着層を介して透明保護フィルムを接着してなるこ
とを特徴とする偏光板を提供するものである。
【０００５】
【発明の効果】本発明によれば、上記組成の接着層を介
して偏光フィルムと透明保護フィルムを接着したことに
より、光透過率や偏光度に優れ、湿度や熱の影響で偏光
フィルムと透明保護フィルムが剥がれにくく高耐久性の
偏光板を得ることができる。
【０００６】
【発明の実施形態】本発明による偏光板は、二色性物質
含有のポリビニルアルコール系偏光フィルムの片側又は
両側に、ビニルアルコール系ポリマーの水溶性架橋剤か
ら少なくともなる接着層を介して透明保護フィルムを接
着したものからなる。
【０００７】偏光フィルムとしては、例えばポリビニル
アルコールや部分ホルマール化ポリビニルアルコールな
どの従来に準じた適宜なビニルアルコール系ポリマーよ
りなるフィルムにヨウ素や二色性染料等よりなる二色性
物質による染色処理や延伸処理や架橋処理等の適宜な処
理を適宜な順序や方式で施してなり、自然光を入射させ
ると直線偏光を透過する適宜なものを用いうる。就中、
光透過率や偏光度に優れるものが好ましい。偏光フィル
ムの厚さは、５〜８０μmが一般的であるが、これに限
定されない。
【０００８】偏光フィルムの片側又は両側に設ける透明
保護フィルムには、適宜な透明フィルムを用いうる。就
中、透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮蔽性等に優
れるポリマーからなるフィルムなどが好ましく用いられ
る。そのポリマーの例としては、トリアセチルセルロー
スの如きアセテート系樹脂やポリエステル系樹脂、ポリ
エーテルスルホン系樹脂やポリカーボネート系樹脂、ポ
リアミド系樹脂やポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系
樹脂やアクリル系樹脂などがあげられる。
【０００９】偏光特性や耐久性などの点より特に好まし
く用いうる透明保護フィルムは、表面をアルカリなどで
ケン化処理したトリアセチルセルロースフィルムであ
る。透明保護フィルムの厚さは、任意であるが一般には
偏光板の薄型化などを目的に５００μm以下、就中５〜
３００μm、特に５〜１５０μmとされる。なお偏光フィ
ルムの両側に透明保護フィルムを設ける場合、その表裏
で異なるポリマー等からなる透明保護フィルムとするこ
ともできる。
【００１０】用いる透明保護フィルムは、ハードコート
処理や反射防止処理、スティッキングの防止や拡散ない
しアンチグレア等を目的とした処理などを施したもので
あってもよい。ハードコート処理は、偏光板表面の傷付
き防止などを目的に施されるものであり、例えばシリコ
ーン系やウレタン系、アクリル系やエポキシ系などの適
宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り性等に優れる硬
化皮膜を透明保護フィルムの表面に付加する方式などに
て形成することができる。
【００１１】一方、反射防止処理は偏光板表面での外光
の反射防止を目的に施されるものであり、従来に準じた
反射防止膜などとして形成することができる。またステ
ィッキング防止は隣接層との密着防止を目的に、アンチ
グレア処理は偏光板の表面で外光が反射して偏光板透過
光の視認を阻害することの防止などを目的に施されるも
のであり、例えばサンドブラスト方式やエンボス加工方
式等による粗面化方式や透明微粒子の配合方式などの適
宜な方式にて透明保護フィルムの表面に微細凹凸構造を
付与することにより形成することができる。
【００１２】前記の透明微粒子には、例えば平均粒径が
０．５〜２０μmのシリカやアルミナ、チタニアやジル
コニア、酸化錫や酸化インジウム、酸化カドミウムや酸
化アンチモン等からなる、導電性のこともある無機系微
粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒
子などを用いうる。透明微粒子の使用量は、透明樹脂１
００重量部あたり２〜７０重量部、就中５〜５０重量部
が一般的である。
【００１３】透明微粒子配合のアンチグレア層は、透明
保護フィルムそのものとして、あるいは透明保護フィル
ム表面への塗工層などとして設けることができる。アン
チグレア層は、偏光板透過光を拡散して視角を拡大する
ための拡散層を兼ねるものであってもよい。なお上記し
た反射防止層やスティッキング防止層、拡散層やアンチ
グレア層等は、それらの層を設けたシートなどからなる
後述の光学層として透明保護フィルムとは別体のものと
して設けることもできる。
【００１４】本発明において偏光フィルムと透明保護フ
ィルムの接着処理は、例えばホウ酸やホウ砂、グルタル
アルデヒドやメラミン、シュウ酸などのビニルアルコー
ル系ポリマーの水溶性架橋剤から少なくともなる接着層
を介して行う。これにより湿度や熱の影響で剥がれにく
くて光透過率や偏光度に優れるものとすることができ
る。かかる接着層は、水溶性架橋剤の１種又は２種以上
を用いた水溶液の塗布乾燥層などとして形成しうるが、
その水溶液の調製に際してはビニルアルコール系ポリマ
ーも併用でき、酸等の触媒も配合することができる。
【００１５】本発明による偏光板は、その実用に際して
他の光学層と積層してなる光学部材として用いることが
できる。その光学層については特に限定はなく、例えば
反射層や半透過反射層、輝度向上板や位相差板などの、
液晶表示装置等の形成に用いられことのある偏光板以外
の適宜な光学層の１層又は２層以上を用いることができ
る。
【００１６】前記の反射層は、それを偏光板に設けて反
射型偏光板を形成するためのものであり反射型偏光板
は、視認側（表示側）からの入射光を反射させて表示す
るタイプの液晶表示装置などを形成でき、バックライト
等の光源の内蔵を省略できて液晶表示装置の薄型化をは
かりやすいなどの利点を有する。
【００１７】反射型偏光板の形成は、必要に応じ上記し
た透明保護フィルム等を介して偏光板の片面に金属等か
らなる反射層を付設する方式などの適宜な方式にて行う
ことができる。ちなみにその具体例としては、必要に応
じマット処理した透明保護フィルムの片面に、アルミニ
ウム等の反射性金属からなる箔や蒸着膜を付設して反射
層を形成したものなどがあげられる。
【００１８】また微粒子を含有させて表面微細凹凸構造
とした上記の透明保護フィルムの上にその微細凹凸構造
を反映させた反射層を有する反射型偏光板などもあげら
れる。表面微細凹凸構造の反射層は、入射光を乱反射に
より拡散させて指向性やギラギラした見栄えを防止し、
明暗のムラを抑制しうる利点などを有する。透明保護フ
ィルムの表面微細凹凸構造を反映させた微細凹凸構造の
反射層の形成は、例えば真空蒸着方式、イオンプレーテ
ィング方式、スパッタリング方式等の蒸着方式やメッキ
方式などの適宜な方式で金属を透明保護フィルムの表面
に直接付設する方法などにより行うことができる。
【００１９】また反射層は、上記した偏光板の透明保護
フィルムに直接付設する方式に代えて、その透明保護フ
ィルムに準じた適宜なフィルムに反射層を設けてなる反
射シートなどとして用いることもできる。反射層は、そ
の反射面がフィルムや偏光板等で被覆された状態の使用
形態が、酸化による反射率の低下防止、ひいては初期反
射率の長期持続の点や、保護層の別途付設の回避の点な
どより好ましい。なお半透過型偏光板は、上記において
反射層を光を反射し、かつ透過するハーフミラー等の半
透過型の反射層とすることにより得ることができる。
【００２０】上記した輝度向上板は、自然光を入射させ
ると所定偏光軸の直線偏光又は所定方向の円偏光を反射
し、他の光は透過する特性を示すもので、それを偏光板
と積層した偏光分離型偏光板は、バックライト等の光源
からの光を入射させて所定偏光状態の透過光を得ると共
に、反射光を反射層等を介し反転させて輝度向上板に再
入射させ、その一部又は全部を所定偏光状態の光として
透過させて輝度向上板を透過する光の増量を図ると共
に、偏光板に吸収されにくい偏光を供給して液晶表示等
に利用しうる光量の増大を図ることにより輝度を向上さ
せうるものである。
【００２１】前記の輝度向上板としては、例えば誘電体
の多層薄膜や屈折率異方性が相違する薄膜フィルムの多
層積層体の如き、所定偏光軸の直線偏光を透過して他の
光は反射する特性を示すもの、コレステリック液晶層、
就中コレステリック液晶ポリマーの配向フィルムやその
配向液晶層をフィルム基材上に支持したものの如き、左
右一方の円偏光を反射して他の光は透過する特性を示す
ものなどの適宜なものを用いうる。
【００２２】従って前記した所定偏光軸の直線偏光を透
過するタイプの輝度向上板では、その透過光をそのまま
偏光板に偏光軸を揃えて入射させることにより偏光板に
よる吸収ロスを抑制しつつ効率よく透過させることがで
きる。一方、コレステリック液晶層の如く円偏光を透過
するタイプの輝度向上板では、そのまま偏光板に入射さ
せることもできるが、吸収ロスを抑制する点よりはその
透過円偏光を位相差板を介し直線偏光化して偏光板に入
射させることが好ましい。ちなみにその位相差板として
１／４波長板を用いることにより、円偏光を直線偏光に
変換することができる。
【００２３】可視光域等の広い波長範囲で１／４波長板
として機能する位相差板は、例えば波長５５０nmの光等
の単色光に対して１／４波長板として機能する位相差層
と他の位相差特性を示す位相差層、例えば１／２波長板
として機能する位相差層とを重畳する方式などにより得
ることができる。従って偏光板と輝度向上板の間に配置
する位相差板は、１層又は２層以上の位相差層からなる
ものであってよい。
【００２４】なおコレステリック液晶層についても、反
射波長が相違するものの組合せにて２層又は３層以上重
畳した配置構造とすることにより、可視光域等の広い波
長範囲で円偏光を反射するものを得ることができ、それ
に基づいて広い波長範囲の透過円偏光を得ることができ
る。
【００２５】他方、上記した位相差板としては、例えば
１／２や１／４等の各種波長板、液晶層の複屈折による
着色の補償や視野角拡大等の視角の補償を目的としたも
のなどの使用目的に応じた適宜な位相差を有する任意な
目的のものであってよく、厚さ方向の屈折率を制御した
傾斜配向フィルムであってもよい。また２種以上の位相
差板を積層して位相差等の光学特性を制御したものなど
であってもよい。従って偏光板と位相差板を積層したも
のは、楕円偏光板以外のものであってもよい。
【００２６】ちなみに前記位相差板の具体例としては、
ポリカーボネートやポリビニルアルコール、ポリスチレ
ンやポリメチルメタクリレート、ポリプロピレンやその
他のポリオレフィン、ポリアリレートやポリアミドの如
き適宜なポリマーからなるフィルムを延伸処理してなる
複屈折性フィルムや液晶ポリマーの配向フィルム、液晶
ポリマーの配向層をフィルムにて支持したものなどがあ
げられる。また傾斜配向フィルムとしては、例えばポリ
マーフィルムに熱収縮性フィルムを接着して加熱による
その収縮力の作用化にポリマーフィルムを延伸処理又は
／及び収縮処理したものや液晶ポリマーを斜め配向させ
たものなどがあげられる。
【００２７】光学部材は、上記した偏光分離型偏光板の
如く偏光板と２層又は３層以上の光学層とを積層したも
のからなっていてもよい。従って上記の反射型偏光板や
半透過型偏光板と位相差板を組合せた反射型楕円偏光板
や半透過型楕円偏光板などであってもよい。２層又は３
層以上の光学層を積層した光学部材は、液晶表示装置等
の製造過程で順次別個に積層する方式にても形成しうる
ものであるが、予め積層して光学部材としたものは、品
質の安定性や組立作業性等に優れて液晶表示装置などの
製造効率を向上させうる利点がある。なお積層には、粘
着層等の適宜な接着手段を用いうる。
【００２８】本発明による偏光板や光学部材には、液晶
セル等の他部材と接着するための粘着層を設けることも
できる。その粘着層は、アクリル系等の従来に準じた適
宜な粘着剤にて形成することができる。就中、吸湿によ
る発泡現象や剥がれ現象の防止、熱膨張差等による光学
特性の低下や液晶セルの反り防止、ひいては高品質で耐
久性に優れる液晶表示装置の形成性などの点より、吸湿
率が低くて耐熱性に優れる粘着層であることが好まし
い。また微粒子を含有して光拡散性を示す粘着層などと
することもできる。
【００２９】偏光板や光学部材に設けた粘着層が表面に
露出する場合には、その粘着層を実用に供するまでの
間、汚染防止等を目的にセパレータにて仮着カバーする
ことが好ましい。セパレータは、上記の透明保護フィル
ム等に準じた適宜な薄葉体に、必要に応じシリコーン系
や長鎖アルキル系、フッ素系や硫化モリブデン等の適宜
な剥離剤による剥離コートを設ける方式などにより形成
することができる。
【００３０】なお上記の偏光板や光学部材を形成する偏
光フィルムや透明保護フィルム、光学層や粘着層などの
各層は、例えばサリチル酸エステル系化合物やベンゾフ
ェノン系化合物、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の適宜な方式により紫外線
吸収能をもたせたものなどであってもよい。
【００３１】本発明による偏光板や光学部材は、液晶表
示装置等の各種装置の形成などに好ましく用いることが
できる。液晶表示装置は、本発明による偏光板や光学部
材を液晶セルの片側又は両側に配置してなる透過型や反
射型、あるいは透過・反射両用型等の従来に準じた適宜
な構造を有するものとして形成することができる。従っ
て液晶表示装置を形成する液晶セルは任意であり、例え
ば薄膜トランジスタ型に代表されるアクティブマトリク
ス駆動型のもの、ツイストネマチック型やスーパーツイ
ストネマチック型に代表される単純マトリクス駆動型の
ものなどの適宜なタイプの液晶セルを用いたものであっ
てよい。
【００３２】また液晶セルの両側に偏光板や光学部材を
設ける場合、それらは同じものであってもよいし、異な
るものであってもよい。さらに液晶表示装置の形成に際
しては、例えばプリズムアレイシートやレンズアレイシ
ート、光拡散板やバックライトなどの適宜な部品を適宜
な位置に１層又は２層以上配置することができる。
【００３３】
【実施例】実施例１ 厚さ７５μmの長尺ポリビニルアルコールフィルムをガ
イドロールを介して連続搬送しつつ、ヨウ素とヨウ化カ
リウム配合の染色浴（３０℃）に浸漬して染色処理と３
倍の延伸処理を施した後、ホウ酸とヨウ化カリウムを添
加した酸性浴（６０℃）中でトータルで６倍となる延伸
処理と架橋処理を施し、５０℃で７分間乾燥させて偏光
フィルムを得、その両面に１．５重量％グルタルアルデ
ヒド水溶液を塩酸でｐＨを２に調節した接着剤を塗布
し、表面を苛性ソーダ水溶液でケン化処理した厚さ８０
μmのトリアセチルセルロースフィルムを接着して乾燥
処理し、偏光板を得た。
【００３４】実施例２ ７重量％ポリビニルアルコール水溶液に１．５重量％の
濃度となるようにグルタルアルデヒドを添加し、塩酸で
ｐＨを２に調節した接着剤を用いたほかは実施例１に準
じて偏光板を得た。
【００３５】比較例 ７重量％ポリビニルアルコール水溶液を接着剤に用いた
ほかは実施例１に準じて偏光板を得た。
【００３６】評価試験 実施例、比較例で得た偏光板の光透過率と偏光度を調べ
ると共に、１０cm角の試験片として６０℃の水中に２時
間浸漬して取り出し、偏光フィルムとトリアセチルセル
ロースフィルムの剥がれの状態を調べた。
【００３７】前記の結果を次表に示した。 実施例１ 実施例２ 比較例 光透過率(％) ４３．８ ４３．８ ４３．８ 偏光度(％) ９９．９５ ９９．９５ ９９．９５ 剥 が れ な し な し あ り
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 楠本 誠一 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電 工株式会社内 (72)発明者 正田 位守 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電 工株式会社内 Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA25 BA27 BB03 BB33 BB43 BB51 BB63 BC03 BC22 4F100 AA05 AA36 AJ06B AJ06C AK21 AK21A AK21G AR00D AR00E AT00B AT00C BA02 BA03 BA04 BA05 BA06 BA07 BA10B BA10C BA10D BA10E CA02G CA13A CB00 EH46 EJ05 EJ37 GB41 JB09G JK06 JL00 JN01B JN01C JN06D JN06E JN08 JN08D JN08E JN10 JN10A JN30D JN30E 4J002 BE021 FD096 GP00

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 二色性物質含有のポリビニルアルコール
    系偏光フィルムの片側又は両側に、ビニルアルコール系
    ポリマーの水溶性架橋剤から少なくともなる接着層を介
    して透明保護フィルムを接着してなることを特徴とする
    偏光板。
  2. 【請求項２】 請求項１において、接着層がビニルアル
    コール系ポリマーも成分とし、透明保護フィルムが表面
    をケン化処理したトリアセチルセルロースフィルムであ
    る偏光板。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の偏光板に偏光板
    以外の光学層の１層又は２層以上を設けてなる積層体か
    らなることを特徴とする光学部材。
  4. 【請求項４】 請求項３において、光学層が反射層、半
    透過反射層、輝度向上板又は位相差板である光学部材。
JP33821999A 1999-11-29 1999-11-29 偏光板及び光学部材 Pending JP2001154020A (ja)

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