JP2016038580A - 位相差フィルム及びこれを含む偏光板 - Google Patents

Abstract

【課題】製造工程で発生するムラ不良を抑制することができる位相差フィルムを提供する。
【解決手段】全幅位相差が５ｎｍ以下であり、全幅位相差の散布（ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）が１．５ｎｍ以下である位相差フィルム。また、本位相差フィルムを用い、偏光子１２０の一方の面に貼り合わされた保護フィルム１１０と、偏光子の他方の面に粘着剤層１２５を介して貼り合わされた位相差フィルム１３０、及び位相差フィルムの他方の面に貼り合わされた粘着剤層１３５と、を含んでなる偏光板
【選択図】図１

Description

本発明は、位相差フィルム及びこれを含む偏光板に係り、より詳しくは、製造工程で発生するムラ不良を抑制することができる位相差フィルム及びこれを含む偏光板に関する。

位相差フィルムは多様な用途として使用される。具体的に、液晶表示装置では画像の着色を解消したり、視野角を拡大したりするために使用され、また有機発光素子では反射防止または偏光板の色相の補正のために使用される。さらには、タッチパネルでは外光反射を低減することで視認性を向上するために使用される。

ところが、前記位相差フィルムは、製造工程で発生するエラーまたは製造不良などによって斑模様のムラ不良が発生し、パネルの視認性評価の際に問題になる場合がある。

しかしながら、これまでのところ、位相差フィルムのムラ発生を効果的に抑制することができる方法は知られていない。

日本公開特許平１０−３１２１６６号

本発明は、前記のような問題点を解決するためになされたものであって、その一目的は、製造工程で発生するムラ不良を抑制することができる位相差フィルムを提供することである。

本発明の他の目的は、偏光子に前記位相差フィルムが積層されてなる偏光板を提供することである。

本発明のまた他の目的は、前記偏光板を含んでなる画像表示装置を提供することである。

一方で、本発明は、全幅位相差が５ｎｍ以下であり、全幅位相差の散布（ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）が１．５ｎｍ以下である位相差フィルムを提供する。

本発明の一実施の形態において、前記位相差フィルムは、部分位相差の散布が１ｎｍ以下である。

本発明の一実施の形態において、前記位相差フィルムは、λ／４位相差フィルムである。

他方で、本発明は、前記位相差フィルムが偏光子に積層されてなる偏光板を提供する。

また他方で、本発明は、前記偏光板を含んでなる画像表示装置を提供する。

本発明に係る位相差フィルムは、製造工程で発生するムラ不良を抑制して、ディスプレイパネルの視認性を改善することができる。

本発明の一実施の形態に係る偏光板を概略的に示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係る偏光板を概略的に示す断面図である。

以下、本発明をより詳しく説明する。

本発明の一実施の形態は、全幅位相差が５ｎｍ以下であり、全幅位相差の散布（ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）が１．５ｎｍ以下である位相差フィルムに関する。

本発明の一実施の形態において、前記全幅位相差は２ｎｍ以下であり、全幅位相差の散布は１ｎｍ以下であってよい。

本発明の一実施の形態に係る位相差フィルムは、部分位相差の散布が１ｎｍ以下であることを特徴とする。

本発明において全幅位相差とは、位相差フィルムの全幅に対して測定した面内位相差を意味し、また部分位相差とは、全幅を基準にして、左側部、中央部または右側部に対して１５ｍｍの局所において３ｍｍの間隔で５箇所で測定した面内位相差を意味する。

前記面内位相差Ｒｅは、次式１で定義される値である。

（式１）
Ｒｅ＝（ｎ_ｘ−ｎ_ｙ）×ｄ
前記式中、
ｎ_ｘは、フィルムの面内で最大屈折率を示す軸（遅相軸）方向の屈折率を示し、
ｎ_ｙは、前記遅相軸と直交する方向の屈折率を示し、
ｄは、フィルムの厚さ（ｎｍ）を示す。

本発明において位相差フィルムの面内位相差を測定する方法は特に制限されず、例えば、後述する実験例で提示された方法にて測定することができる。

本発明の一実施の形態では、位相差フィルムの全幅位相差を５ｎｍ以下、全幅位相差の散布を１．５ｎｍ以下に、好ましくは、全幅位相差を２ｎｍ以下、全幅位相差の散布を１ｎｍ以下に調節することで、製造工程中に発生するムラ不良を抑制することができる。

本発明の他の実施形態では、位相差フィルムの全幅位相差を５ｎｍ以下、全幅位相差の散布を１．５ｎｍ以下に調節し、また部分位相差の散布を１ｎｍ以下に調節することで、製造工程中に発生するムラ不良を抑制することができる。

本発明の一実施の形態に係る位相差フィルムは、λ／４位相差フィルムであってよい。

前記λ／４位相差フィルムとは、偏光子を通りながら偏光された線偏光に１／４波長分の位相差を与え、前記線偏光を円編光に変化させる役割を担うフィルムを意味する。

本発明の一実施の形態に係る位相差フィルムを形成可能な材料としては、前記特性を示し得るものであれば特に制限されることなく、任意の好適な材料を採択することができる。例えば、前記位相差フィルムは、透明基材上に光配向性ポリマー及び反応性液晶化合物を含むコーティング層形成組成物を塗布し、硬化させて製造可能である。

前記光配向性ポリマーとしては、感光性構造を持つポリマーが挙げられる。感光性構造を持つポリマーに光を照射すると、照射された部分の感光性構造が異性化または架橋することで光配向性ポリマーが配向し、液晶成分を一定の方向に配向させる力（配向規制力）を発現する。

前記感光性構造としては、アゾベンゼン構造、スピロピラン構造、スピロベンゾピラン構造、フルギド（ｆｕｌｇｉｄｅ）構造などの光照射によって異性化する感光性構造、及びマレイミド構造、カルコン型構造、桂皮酸型構造、１,２−ビニレン構造、１,２−アセチレン構造などの光照射によって架橋する感光性構造が挙げられる。

前記光配向性ポリマーの例としては、感光性構造と１以上のラジカル重合性基（好ましくは、ビニル基、アクリロイル基、またはメタクリロイル基）を有する単量体とをラジカル重合することで得られるポリマー；感光性構造と２以上のアミノ基を有する単量体とジカルボン酸化合物とを重合することで得られるポリマー；感光性構造と２以上のカルボキシル基を有する単量体とジアミン化合物とを重合することで得られるポリマー；感光性構造を有する単量体を、アニオン重合、カチオン重合などの連鎖重合、配位重合、または開環重合することで得られるポリマーが挙げられる。これらの中でも、感光性構造と１以上のラジカル重合性基を有する単量体とをラジカル重合することで得られるポリマーが好ましい。

前記光配向性ポリマーが感光性構造と１つのラジカル重合性基を有する単量体とをラジカル重合したものである場合、当該単量体において感光性構造とラジカル重合性基は、アルキレン基を介して結合されていることが好ましい。当該アルキレン基の炭素数は３〜２０の範囲であることが好ましく、５〜１０の範囲であることがより好ましい。また、前記感光性構造とラジカル重合性基とはエステル結合（−ＣＯ−Ｏ−又は−Ｏ−ＣＯ−）、またはエーテル結合（−Ｏ−）を介して結合されていてもよい。

前記光配向性ポリマーは、それぞれ異なる感光性構造を有する２種以上の単量体を重合することで得られる共重合体であってよい。また、光配向性ポリマーは、感光性構造を有さない単量体に由来する構成成分（構造単位）を含むものであってもよい。この場合、光配向性ポリマーの全構成成分（構造単位）１００ｍｏｌ％中の、感光性構造を有する単量体に由来する構成成分（構造単位）の含有量は、好ましくは５０〜９５ｍｏｌ％、より好ましくは６０〜９０ｍｏｌ％、さらに好ましくは７０〜８０ｍｏｌ％の範囲である。

前記光配向性ポリマーとしては市販品を使用してもよく、その具体例としては、ＢＡＳＦ社から市販されているＬＲ９０００が挙げられる。これらの光配向性ポリマーは、単独で用いてもよく、複数を組み合わせて用いてもよい。

前記光配向性ポリマーの数平均分子量は、好ましくは２０、０００〜１００、０００、より好ましくは２５、０００〜８０、０００、さらに好ましくは３０、０００〜５０、０００の範囲である。数平均分子量が前記範囲内であれば、液晶組成物を配向させる際、液晶性成分の配向性がより良くなる。

前記反応性液晶化合物は、液晶性を有する化合物であり、分子中に１以上の重合性基を有する。重合性基とは、反応性液晶化合物の重合反応に関与する基を意味する。重合性基としては、ビニル基、ビニルオキシ基、１−クロロビニル基、イソプロペニル基、４−ビニルフェニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、オキシラニル基、及びオキセタニル基が挙げられる。

前記重合性液晶化合物は、その分子中に２以上の環構造を有するものが好ましく、３以上の環構造を有するものがより好ましい。環構造としては、フェニル環（ベンゼン環）、シクロヘキサン環、ナフタレン環、ピリミジン環、ピリジン環、及びチオフェン環が挙げられ、これらの中でもフェニル環（ベンゼン環）及びシクロヘキサン環が好ましい。

２以上の環構造を結合する連結基としては、−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＯ−ＮＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｎ＝Ｎ−、及び−Ｃ≡Ｃ−が挙げられ、これらの中でも−ＣＯ−Ｏ−が好ましい。

前記反応性液晶化合物としては、市販品を使用してもよく、その具体例としては、ＢＡＳＦ社から市販されている、パリオカラー（登録商標）ＬＣ２４２が挙げられる。これらの反応性液晶化合物は、単独で用いてもよく、複数を組み合わせて用いてもよい。

前記コーティング層形成組成物は、重合開始剤を含んでいてよい。重合開始剤としては、熱重合開始剤及び光重合開始剤が挙げられ、低温で重合性液晶化合物の重合を行うことができるということから、光重合開始剤が好ましい。

前記光重合開始剤としては、ベンゾイン化合物、ベンゾフェノン化合物、アルキルフェノン化合物、アシルホスフィンオキサイド化合物、トリアジン化合物、ヨードニウム塩、及びスルホニウム塩が挙げられる。光重合開始剤として市販品を使用してもよい。具体的には、イルガキュア（Irgacure）（登録商標）９０７、イルガキュア１８４、イルガキュア６５１、イルガキュア８１９、イルガキュア２５０、イルガキュア３６９（以上、いずれもＢＡＳＦジャパン（株）製）、セイクオール（登録商標）ＢＺ、セイクオールＺ、セイクオールＢＥＥ（以上、いずれも精工化学（株）製）、カヤキュアー（kayacure）（登録商標）ＢＰ１００（日本化薬（株）製）、サイラキュア（CYRACURE）（登録商標）ＵＶＩ−６９９２（ダウ・ケミカル社製）、アデカオプトマーＳＰ−１５２、アデカオプトマーＳＰ−１７０（以上、いずれも（株）ＡＤＥＫＡ製）、ＴＡＺ−Ａ、ＴＡＺ−ＰＰ（以上、ＤＫＳＨジャパン社製）、ＴＡＺ−１０４（三和ケミカル社製）等が挙げられる。

前記コーティング層形成組成物は溶剤を含むことが好ましい。溶剤としては、コーティング層形成組成物に含まれる成分を溶解し、反応性液晶化合物の重合反応に不活性な溶剤であればよく、具体的には、メタノール、エタノール、エチレングリコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、フェノール等のアルコール溶剤；酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、乳酸エチル等のエステル溶剤；アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン、メチルイソブチルケトン等のケトン溶剤；ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶剤；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶剤；アセトニトリル等のニトリル溶剤；テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等のエーテル溶剤；クロロホルム、クロロベンゼン等の塩素系溶剤；が挙げられる。これらの溶剤は、単独で用いてもよく、複数を組み合わせて用いてもよい。

コーティング層形成組成物を塗布する方法は特に限定しないが、具体的に、スピンコーティング、ロールコーティング、ディスフェンシングコーティング、グラビアコーティングなどが用いられていてよい。コーティング方法に応じて溶媒の種類や使用量を決めるのが好ましい。

前記コーティング層形成組成物に含有された溶剤は、乾燥工程にて蒸発させるようになる。

乾燥は特に限定せず、通常の熱風乾燥機や遠赤外線加熱機を利用して行えばよく、乾燥温度は通常、３０〜１２０℃、好ましくは５０〜１００℃の範囲であり、乾燥時間は通常、３０〜６００秒、好ましくは６０〜３００秒の範囲である。また、乾燥は同じ温度条件下で行うか、または段階的に温度を上げながら行っていてもよい。

乾燥後に紫外線などの光の照射によって光硬化させ、または加熱機などの熱照射によって熱硬化させて位相差コーティング層を形成する。

前記光硬化は、低圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀ランプ、メタルハライドランプなどが挙げられ、メタルの経済性や出力の面を考慮するとき、高圧水銀ランプやメタルハライドランプの利用が好ましい。

照度は、３０〜３００ｍＷ／ｃｍ^２、好ましくは３０〜２５０ｍＷ／ｃｍ^２、より好ましくは３０〜２００ｍＷ／ｃｍ^２の範囲であってよい。前記照度が３０ｍＷ／ｃｍ^２未満であると、硬化時間が長くなって生産性が劣ることがあり、３００ｍＷ／ｃｍ^２を超えると、高い照度によってフィルムに熱損傷を加えてフィルムが変形することがある。

前記位相差コーティング層の膜厚は、１０μｍ〜５０μｍの範囲が好ましく、１０μｍ〜１５μｍの範囲がより好ましい。

前記透明基材としては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性などに優れるフィルムが用いられていてよい。具体的な例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂；ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロースなどのセルロース系樹脂；ポリカーボネート系樹脂；ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリエチル（メタ）アクリレートなどのアクリル系樹脂；ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体などのスチレン系樹脂；ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系またはノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン−プロピレン共重合体などのポリオレフィン系樹脂；塩化ビニル系樹脂；ナイロン、芳香族ポリアミドなどのアミド系樹脂；イミド系樹脂；ポリエーテルスルホン系樹脂；ポリエーテルエーテルケトン系樹脂；硫化ポリフェニレン系樹脂；ビニルアルコール系樹脂；塩化ビニリデン系樹脂；ビニルブチラール系樹脂；アリレート系樹脂；ポリオキシメチレン系樹脂；エポキシ系樹脂などのような熱可塑性樹脂からなるフィルムを用いていてよい。また、（メタ）アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系などの熱硬化性樹脂または紫外線硬化型樹脂からなるフィルムを用いていてもよい。

本発明の一実施の形態は、偏光子に前記位相差フィルムが積層されてなる偏光板に関する。

前記偏光子は、入射する自然光を所望の単一の偏光状態（線偏光状態）に変える役割を担う光学フィルムであって、当該分野において一般に偏光機能を果たし得るものであれば特に限定しない。

具体的に、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）フィルムにヨードや異色性染料を染色させ、これを一定の方向に延伸してなる偏光子、または透明基板上に偏光機能を持つ微細なパターンの伝導性格子があり、該格子の谷と山に絶縁層がコーティングされてなる薄板偏光板などが用いられていてよい。

また、偏光板は、機械的に弱い偏光子を保護するための保護フィルムが偏光子の片面または両面にさらに設けられていてよい。保護フィルムは、樹脂の種類に応じて透湿度が異なり、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性などに優れるフィルムを用いていてよい。

その他、偏光板の構成や製造方法は、当該分野において一般に用いられるものであればよく、特に限定しない。

本発明の一実施の形態において、前記偏光板は、偏光子の吸収軸と位相差フィルムの光軸が±６０°以内で積層されていてよい。前記角度が±６０°以内であることが円偏光を安定して実現するうえで好ましい。

前記光軸は、遅相軸（ｓｌｏｗ ａｘｉｓ）または進相軸（ｆａｓｔ ａｘｉｓ）を意味し、特に規定しない限り遅相軸を意味するものとする。

図１を参考すると、本発明の一実施の形態に係る偏光板１００は、偏光子１２０と、前記偏光子１２０の一方の面に貼り合わされた保護フィルム１１０と、前記偏光子１２０の他方の面に粘着剤層１２５を介して貼り合わされた位相差フィルム１３０、及び前記位相差フィルム１３０の他方の面に貼り合わされた粘着剤層１３５と、を含む。

本発明の一実施の形態に係る偏光板１００は、前記偏光子１２０と粘着剤層１２５との間に保護フィルム（図示せず）をさらに含んでいてよい。

図２を参考すると、本発明の他の実施形態に係る偏光板２００は、偏光子２２０と、前記偏光子２２０の一方の面に貼り合わされた保護フィルム２１０、及び前記偏光子２２０の他方の面に粘着剤層２２５を介して貼り合わされた位相差フィルム２３０と、を含む。

本発明の一実施の形態に係る偏光板２００は、前記偏光子２２０と粘着剤層２２５との間に保護フィルム（図示せず）をさらに含んでいてよい。

本発明に係る偏光板は、液晶表示装置、有機発光素子などの画像表示装置に適用可能である。したがって、本発明の一実施の形態は、前記偏光板を含む画像表示装置に関する。

以下、実施例、比較例、及び実験例によって本発明をより具体的に説明することとする。なお、これらの実施例、比較例、及び実験例は、専ら本発明を説明するためのものであって、本発明の範囲がこれらに限定されるものではないことは、当業者にとって自明である。

製造例１：λ／４位相差フィルムの製造
約５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基材上にトルエンに溶解されたＬＣ２４２（ＢＡＳＦ社製）及びＬＲ−９０００（ＢＡＳＦ社製）を含むコーティング層形成組成物を１５μｍの厚さで塗布した。しかる後、１００℃で１分間乾燥して溶剤を除去した後、４０ｍＷ／ｃｍ^２で１分間ＵＶの照射によって硬化し、位相差フィルムを製造した。

製造例２：λ／４位相差フィルムの製造
製造例１と同法にて実施するが、９０℃で１分間乾燥し、３０ｍＷ／ｃｍ^２で２分間ＵＶ照射して位相差フィルムを製造した。

製造例３：λ／４位相差フィルムの製造
製造例１と同法にて実施するが、６０℃で１分間乾燥し、３０ｍＷ／ｃｍ^２で２分間ＵＶ照射して位相差フィルムを製造した。

製造例４：λ／４位相差フィルムの製造
製造例１と同法にて実施するが、コーティング層形成組成物を１７μｍの厚さに塗布して位相差フィルムを製造した。

製造例５：λ／４位相差フィルムの製造
製造例２と同法にて実施するが、コーティング層形成組成物を１７μｍの厚さに塗布して位相差フィルムを製造した。

製造例６：λ／４位相差フィルムの製造
製造例３と同法にて実施するが、コーティング層形成組成物を１７μｍの厚さに塗布して位相差フィルムを製造した。

製造例７：λ／４位相差フィルムの製造
製造例１と同法にて実施するが、コーティング層形成組成物を２０μｍの厚さに塗布して位相差フィルムを製造した。

実施例１〜３及び比較例１〜４：偏光板の製造
片面に保護フィルムを含む偏光子に粘着剤層を貼り合わせた後、製造例１〜７のλ／４位相差フィルムをそれぞれ転写した。位相差フィルムの下面に粘着剤層を貼り合わせて偏光板を製造した。

実験例１：ムラの視認性評価
実施例及び比較例に従って製造された偏光板を有機発光素子パネルに取り付けて、アクソスキャン（Ａｘｏｓｃａｎ）を利用して位相差を測定し、視認性評価を実施した。その結果を下表１に表した。

前記表１に見られるように、本発明に係る全幅位相差が５ｎｍ以下であり、全幅位相差の散布が１．５ｎｍ以下であるλ／４位相差フィルムを含む実施例１〜３の偏光板は、全幅位相差が５ｎｍよりも大きく且つ全幅位相差の散布が１．５ｎｍを超えるλ／４位相差フィルムを含む比較例１〜４の偏光板に比べて、ムラ発生が抑制された。

以上、本発明の特定の部分について詳しく記述したが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者にとって、このような具体的な技術は単に好適な具現例であるに過ぎず、これらによって本発明の範囲が制限されるものではないことは明らかである。本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば前記内容を基に本発明の範疇内で種々の応用及び変形を行うことが可能であろう。

よって、本発明の実質的な範囲は特許請求の範囲とその等価物によって定義されると言えよう。

１００、２００：偏光板
１１０、２１０：保護フィルム
１２０、２２０：偏光子
１２５、１３５、２２５：粘着剤層
１３０、２３０：位相差フィルム

Claims (14)

1. 全幅位相差が５ｎｍ以下であり、全幅位相差の散布（ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）が１．５ｎｍ以下である位相差フィルム。
2. 全幅位相差が２ｎｍ以下であり、全幅位相差の散布が１ｎｍ以下である、請求項１に記載の位相差フィルム。
3. 部分位相差の散布が１ｎｍ以下である、請求項１に記載の位相差フィルム。
4. 全幅位相差は、位相差フィルムの全体幅に対して測定した面内位相差である、請求項１に記載の位相差フィルム。
5. 部分位相差は、全幅を基準にして、左側部、中央部または右側部に対して１５ｍｍの局所において３ｍｍの間隔で５箇所で測定した面内位相差である、請求項３に記載の位相差フィルム。
6. 位相差フィルムはλ／４位相差フィルムである、請求項１に記載の位相差フィルム。
7. 位相差フィルムは、透明基材上に光配向性ポリマー及び反応性液晶化合物を含むコーティング層形成組成物を塗布し硬化させてなる、請求項１に記載の位相差フィルム。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の位相差フィルムが偏光子に積層されてなる偏光板。
9. 偏光板は、偏光子の吸収軸と位相差フィルムの光軸が±６０°以内で積層されたものである、請求項８に記載の偏光板。
10. 偏光板は、偏光子と、前記偏光子の一方の面に貼り合わされた保護フィルムと、前記偏光子の他方の面に粘着剤層を介して貼り合わされた位相差フィルム、及び前記位相差フィルムの他方の面に貼り合わされた粘着剤層と、を含んでなる、請求項８に記載の偏光板。
11. 偏光板は、前記偏光子と粘着剤層との間に保護フィルムをさらに含む、請求項１０に記載の偏光板。
12. 偏光板は、偏光子と、前記偏光子の一方の面に貼り合わされた保護フィルム、及び前記偏光子の他方の面に粘着剤層を介して貼り合わされた位相差フィルムと、を含んでなる、請求項８に記載の偏光板。
13. 偏光板は、偏光子と粘着剤層との間に保護フィルムをさらに含む、請求項１２に記載の偏光板。
14. 請求項８に記載の偏光板を含んでなる画像表示装置。

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