JP6712157B2 - 光学補償層付偏光板およびそれを用いた有機elパネル - Google Patents
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Description
1つの実施形態においては、上記第1の光学補償層、上記第2の光学補償層、上記第3の光学補償層および上記第4の光学補償層はいずれも、Re(450)≧Re(550)の関係を満たす。ここで、Re(450)およびRe(550)は、それぞれ、23℃における波長450nmおよび550nmの光で測定した面内位相差を表す。
1つの実施形態においては、上記第1の光学補償層のRe(550)は230nm〜310nmであり、および、Nz係数は0.1〜0.4であり、上記偏光子の吸収軸と該第1の光学補償層の遅相軸とは実質的に直交している。
1つの実施形態においては、上記第2の光学補償層のRe(550)は210nm〜270nmであり、および、Nz係数は0.3〜0.7であり、上記偏光子の吸収軸と該第2の光学補償層の遅相軸とのなす角度は0°を超えて20°以下または90°を超えて110°以下である。
1つの実施形態においては、上記第3の光学補償層のRe(550)は210nm〜270nmであり、および、Nz係数は0.3〜0.7であり、上記偏光子の吸収軸と該第3の光学補償層の遅相軸とのなす角度は25°〜45°または115°〜135°である。
1つの実施形態においては、上記第4の光学補償層のRe(550)は80nm〜160nmであり、および、Nz係数は0.3〜0.7であり、上記偏光子の吸収軸と該第4の光学補償層の遅相軸とのなす角度は5°〜25°または95°〜115°である。
本発明の別の局面によれば、有機ELパネルが提供される。この有機ELパネルは、上記の光学補償層付偏光板を備える。
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)
「Re(λ)」は、23℃における波長λnmの光で測定した面内位相差である。Re(λ)は、層(フィルム)の厚みをd(nm)としたとき、式:Re=(nx−ny)×dによって求められる。例えば、「Re(550)」は、23℃における波長550nmの光で測定した面内位相差である。
(3)厚み方向の位相差(Rth)
「Rth(λ)」は、23℃における波長λnmの光で測定した厚み方向の位相差である。Rth(λ)は、層(フィルム)の厚みをd(nm)としたとき、式:Rth=(nx−nz)×dによって求められる。例えば、「Rth(550)」は、23℃における波長550nmの光で測定した厚み方向の位相差である。
(4)Nz係数
Nz係数は、Nz=Rth/Reによって求められる。
(5)実質的に直交または平行
「実質的に直交」および「略直交」という表現は、2つの方向のなす角度が90°±10°である場合を包含し、好ましくは90°±7°であり、さらに好ましくは90°±5°である。「実質的に平行」および「略平行」という表現は、2つの方向のなす角度が0°±10°である場合を包含し、好ましくは0°±7°であり、さらに好ましくは0°±5°である。さらに、本明細書において単に「直交」または「平行」というときは、実質的に直交または実質的に平行な状態を含み得るものとする。
図1は、本発明の1つの実施形態による光学補償層付偏光板の概略断面図である。本実施形態の光学補償層付偏光板100は、偏光子10と第1の光学補償層30と第2の光学補償層40と第3の光学補償層50と第4の光学補償層60とを備える。実用的には、図示例のように、偏光子10の第1の光学補償層30と反対側に保護層20が設けられ得る。また、光学補償層付偏光板は、偏光子10と第1の光学補償層30との間に別の保護層(内側保護層とも称する)を備えてもよい。図示例においては、内側保護層は省略されている。この場合、第1の光学補償層30が内側保護層としても機能し得る。このような構成であれば、光学補償層付偏光板のさらなる薄型化が実現され得る。さらに、必要に応じて、第4の光学補償層60の第3の光学補償層50と反対側(すなわち、第4の光学補償層60の外側)に導電層および基材をこの順に設けてもよい(いずれも図示せず)。基材は、導電層に密着積層されている。本明細書において「密着積層」とは、2つの層が接着層(例えば、接着剤層、粘着剤層)を介在することなく直接かつ固着して積層されていることをいう。導電層および基材は、代表的には、基材と導電層との積層体として光学補償層付偏光板100に導入され得る。導電層および基材をさらに設けることにより、光学補償層付偏光板100は、インナータッチパネル型入力表示装置に好適に用いられ得る。
偏光子10としては、任意の適切な偏光子が採用され得る。例えば、偏光子を形成する樹脂フィルムは、単層の樹脂フィルムであってもよく、二層以上の積層体であってもよい。
第1の光学補償層30は、上述のとおり、屈折率特性がnx>nz>nyの関係を示す。第1の光学補償層の面内位相差Re(550)は、好ましくは230nm〜310nmであり、より好ましくは240nm〜300nmであり、さらに好ましくは260nm〜280nmである。第1の光学補償層の面内位相差がこのような範囲であれば、第1の光学補償層の遅相軸を偏光子の吸収軸に対して実質的に直交とすることにより、偏光子の吸収軸の見かけ上の軸ズレに起因する斜め方向の反射防止機能の低下を防止することができる。
第2の光学補償層40は、上記のとおり、屈折率特性がnx>nz>nyの関係を示す。第2の光学補償層40の遅相軸と偏光子10の吸収軸とのなす角度は、上記のとおり、好ましくは90°を超えて110°以下であり、より好ましくは93°〜107°であり、さらに好ましくは96°〜104°であり、特に好ましくは96°〜100°である。あるいは、当該角度は、上記のとおり、好ましくは0°を超えて20°以下であり、より好ましくは3°〜17°であり、さらに好ましくは6°〜14°であり、特に好ましくは6°〜10°である。当該角度をこのような範囲に設定することにより、第2の光学補償層の面内位相差およびNz係数による効果との相乗的な効果により、より優れた斜め方向の反射防止特性を達成し得る。
第3の光学補償層50は、上記のとおり、屈折率特性がnx>nz>nyの関係を示す。第3の光学補償層50の遅相軸と偏光子10の吸収軸とのなす角度は、上記のとおり、好ましくは115°〜135°であり、より好ましくは120°〜130°であり、さらに好ましくは123°〜125°である。あるいは、当該角度は、上記のとおり、好ましくは25°〜45°であり、より好ましくは30°〜40°であり、さらに好ましくは33°〜35°である。当該角度をこのような範囲に設定することにより、第3の光学補償層の面内位相差およびNz係数による効果との相乗的な効果により、より優れた斜め方向の反射防止特性を達成し得る。
第4の光学補償層60は、上記のとおり、屈折率特性がnx>nz>nyの関係を示す。第4の光学補償層60の遅相軸と偏光子10の吸収軸とのなす角度は、上記のとおり、好ましくは5°〜25°であり、より好ましくは7°〜20°であり、さらに好ましくは9°〜15°であり、特に好ましくは9°〜10°である。あるいは、当該角度は、上記のとおり、好ましくは95°〜115°であり、より好ましくは96°〜110°であり、さらに好ましくは96°〜105°であり、特に好ましくは96°〜100°である。当該角度をこのような範囲に設定することにより、第4の光学補償層の面内位相差およびNz係数による効果との相乗的な効果により、より優れた斜め方向の反射防止特性を達成し得る。
保護層20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。
導電層は、任意の適切な成膜方法(例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法、イオンプレーティング法、スプレー法等)により、任意の適切な基材上に、金属酸化物膜を成膜して形成され得る。成膜後、必要に応じて加熱処理(例えば、100℃〜200℃)を行ってもよい。加熱処理を行うことにより、非晶質膜が結晶化し得る。金属酸化物としては、例えば、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、インジウム−スズ複合酸化物、スズ−アンチモン複合酸化物、亜鉛−アルミニウム複合酸化物、インジウム−亜鉛複合酸化物が挙げられる。インジウム酸化物には2価金属イオンまたは4価金属イオンがドープされていてもよい。好ましくはインジウム系複合酸化物であり、より好ましくはインジウム−スズ複合酸化物(ITO)である。インジウム系複合酸化物は、可視光領域(380nm〜780nm)で高い透過率(例えば、80%以上)を有し、かつ、単位面積当たりの表面抵抗値が低いという特徴を有している。
本発明の光学補償層付偏光板を構成する各層の積層には、任意の適切な粘着剤層または接着剤層が用いられる。粘着剤層は、代表的にはアクリル系粘着剤で形成される。接着剤層は、代表的にはポリビニルアルコール系接着剤で形成される。
本発明の有機ELパネルは、有機ELセルと、該有機ELセルの視認側に上記A項に記載の光学補償層付偏光板と、を備える。光学補償層付偏光板は、第4の光学補償層が有機ELセル側となるように(偏光子が視認側となるように)積層されている。
ダイヤルゲージ(PEACOCK社製、製品名「DG−205」、ダイヤルゲージスタンド(製品名「pds−2」))を用いて測定した。
(2)位相差
各光学補償層から50mm×50mmのサンプルを切り出して測定サンプルとし、Axometrics社製のAxoscanを用いて測定した。測定波長は450nm、550nm、測定温度は23℃であった。
また、アタゴ社製のアッベ屈折率計を用いて平均屈折率を測定し、得られた位相差値から屈折率nx、ny、nzを算出した。
(3)斜め方向の反射特性
実施例および比較例で得られた光学補償層付偏光板の特性を用いて、シミュレーションした。正面方向(極角0°)および斜め方向(極角60°)について評価した。シミュレーションには、シンテック社製、「LCD MASTER Ver.6.084」を用いた。LCD Masterの拡張機能を使用して、反射特性のシミュレーションを行った。より詳細には、正面反射強度、正面反射色相、斜め反射強度および斜め色相の評価を行った。斜め反射強度は極角60°、方位角45°、135°、225°および315°の4点の平均値を評価した。正面反射色相はニュートラルポイントからのΔu‘v’(ニュートラル)、斜め色相は極角60°、方位角0°〜360°におけるカラーシフトΔu‘v’を評価した。
(i)第1の光学補償層の作製
(i−1)ポリアリレートの合成
撹拌装置を備えた反応容器中で、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−メチルペンタン27.0kgおよびテトラブチルアンモニウムクロライド0.8kgを、水酸化ナトリウム溶液250Lに溶解させた。この溶液に、テレフタル酸クロライド13.5kgとイソフタル酸クロライド6.30kgを300Lのトルエンに溶解させた溶液を撹拌しながら一度に加え、室温で90分間撹拌して、重縮合溶液とした。その後、前記重縮合溶液を静置分離してポリアリレートを含んだトルエン溶液を分離した。ついで、前記分離液を、酢酸水で洗浄し、さらにイオン交換水で洗浄した後、メタノールに投入してポリアリレートを析出させた。析出したポリアリレートを濾過し、減圧下で乾燥させることで、白色のポリアリレート34.1kg(収率92%)を得た。前記ポリアリレートの前記複屈折率(Δnxz)は、0.012であった。
上記で得られたポリアリレート10kgをトルエン73kgに溶解させ、塗工液を調製した。その後、当該塗工液を、収縮性フィルム(縦一軸延伸ポリプロピレンフィルム、東京インキ(株)製、商品名「ノーブレン」)の上に直接塗工し、その塗膜を乾燥温度60℃で5分間、80℃で5分間乾燥させ、収縮性フィルム/複屈折層の積層体を形成した。得られた積層体を、同時2軸延伸機を用いて、延伸温度155℃でMD方向に収縮倍率0.70、TD方向に1.15倍延伸することで収縮性フィルム上に位相差フィルムを形成した。ついで、当該位相差フィルムを収縮性フィルムから剥離した。位相差フィルムの厚みは15.0μm、Re(550)=272nm、Nz=0.25であった。この位相差フィルムを第1の光学補償層とした。
上記(i−1)で得られたポリアリレート10kgをトルエン73kgに溶解させ、塗工液を調製した。その後、当該塗工液を、収縮性フィルム(縦一軸延伸ポリプロピレンフィルム、東京インキ(株)製、商品名「ノーブレン」)の上に直接塗工し、その塗膜を乾燥温度60℃で5分間、80℃で5分間乾燥させ、収縮性フィルム/複屈折層の積層体を形成した。得られた積層体を、同時2軸延伸機を用いて、延伸温度155℃でMD方向に収縮倍率0.80、TD方向に1.17倍延伸することで収縮性フィルム上に位相差フィルムを形成した。ついで、当該位相差フィルムを収縮性フィルムから剥離した。位相差フィルムの厚みは17μm、Re(550)=240nm、Nz=0.50であった。この位相差フィルムを第2の光学補償層とした。
上記(ii)と同様にして得られた位相差フィルムを第3の光学補償層とした。
上記(i−1)で得られたポリアリレート10kgをトルエン73kgに溶解させ、塗工液を調製した。その後、当該塗工液を、収縮性フィルム(縦一軸延伸ポリプロピレンフィルム、東京インキ(株)製、商品名「ノーブレン」)の上に直接塗工し、その塗膜を乾燥温度60℃で5分間、80℃で5分間乾燥させ、収縮性フィルム/複屈折層の積層体を形成した。得られた積層体を、同時2軸延伸機を用いて、延伸温度155℃でMD方向に収縮倍率0.81、TD方向に1.15倍延伸することで収縮性フィルム上に位相差フィルムを形成した。ついで、当該位相差フィルムを収縮性フィルムから剥離した。位相差フィルムの厚みは8μm、Re(550)=120nm、Nz=0.50であった。この位相差フィルムを第4の光学補償層とした。
厚み30μmのポリビニルアルコール(PVA)系樹脂フィルム(クラレ製、製品名「PE3000」)の長尺ロールを、ロール延伸機により長手方向に5.9倍になるように長手方向に一軸延伸しながら同時に膨潤、染色、架橋、洗浄処理を施し、最後に乾燥処理を施すことにより厚み12μmの偏光子を作製した。
具体的には、膨潤処理は20℃の純水で処理しながら2.2倍に延伸した。次いで、染色処理は得られる偏光子の単体透過率が45.0%になるようにヨウ素濃度が調整されたヨウ素とヨウ化カリウムの重量比が1:7である30℃の水溶液中において処理しながら1.4倍に延伸した。更に、架橋処理は、2段階の架橋処理を採用し、1段階目の架橋処理は40℃のホウ酸とヨウ化カリウムを溶解した水溶液において処理しながら1.2倍に延伸した。1段階目の架橋処理の水溶液のホウ酸含有量は5.0重量%で、ヨウ化カリウム含有量は3.0重量%とした。2段階目の架橋処理は65℃のホウ酸とヨウ化カリウムを溶解した水溶液において処理しながら1.6倍に延伸した。2段階目の架橋処理の水溶液のホウ酸含有量は4.3重量%で、ヨウ化カリウム含有量は5.0重量%とした。また、洗浄処理は、20℃のヨウ化カリウム水溶液で処理した。洗浄処理の水溶液のヨウ化カリウム含有量は2.6重量%とした。最後に、乾燥処理は70℃で5分間乾燥させて偏光子を得た。
上記偏光子の片側に、ポリビニルアルコール系接着剤を介して、TACフィルムの片面にハードコート処理により形成されたハードコート(HC)層を有するHC−TACフィルム(厚み:32μm、保護層に対応する)をロールツーロールにより貼り合わせ、保護層/偏光子の構成を有する長尺状の偏光板を得た。
上記で得られた偏光板、第1の光学補償層、第2の光学補償層、第3の光学補償層および第4の光学補償層を所定のサイズに裁断し、偏光板の偏光子面と第1の光学補償層とをアクリル系粘着剤を介して貼り合わせ、さらに、第2の光学補償層から第4の光学補償層をそれぞれアクリル系粘着剤を介してこの順に貼り合わせた。このようにして、保護層/偏光子/第1の光学補償層/第2の光学補償層/第3の光学補償層/第4の光学補償層の構成を有する光学補償層付偏光板を得た。なお、第1の光学補償層の裁断は、光学補償層付偏光板において偏光子の吸収軸と第1の光学補償層の遅相軸とが実質的に直交するように行い;第2の光学補償層の裁断は、偏光子の吸収軸と第2の光学補償層の遅相軸とのなす角度が96°となるように行い;第3の光学補償層の裁断は、偏光子の吸収軸と第3の光学補償層の遅相軸とのなす角度が123°となるように行い;第4の光学補償層の裁断は、偏光子の吸収軸と第4の光学補償層の遅相軸とのなす角度が9°となるように行った。
得られた光学補償層付偏光板の第4の光学補償層側にアクリル系粘着剤で粘着剤層を形成した。
三星無線社製のスマートフォン(Galaxy−S5)を分解して有機ELパネルを取り出した。この有機ELパネルに貼り付けられている偏光フィルムを剥がし取り、かわりに、上記で切り出した光学補償層付偏光板を貼り合わせて有機ELパネルを得た。
第1の光学補償層を作製する際の延伸条件を変更して第1の光学補償層のNz係数を0.75としたこと、および、偏光子の吸収軸と第1の光学補償層の遅相軸とが実質的に平行となるように積層したこと以外は実施例1と同様にして、保護層/偏光子/第1の光学補償層/第2の光学補償層/第3の光学補償層/第4の光学補償層の構成を有する光学補償層付偏光板を得た。さらに、この光学補償層付偏光板を用いたこと以外は実施例1と同様にして有機ELパネルを作製した。得られた光学補償層付偏光板および有機ELパネルを実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
第1の光学補償層を積層しなかったこと以外は実施例1と同様にして、保護層/偏光子/第2の光学補償層/第3の光学補償層/第4の光学補償層の構成を有する光学補償層付偏光板を得た。さらに、この光学補償層付偏光板を用いたこと以外は実施例1と同様にして有機ELパネルを作製した。得られた光学補償層付偏光板および有機ELパネルを実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
第2の光学補償層を積層しなかったこと以外は実施例1と同様にして、保護層/偏光子/第1の光学補償層/第3の光学補償層/第4の光学補償層の構成を有する光学補償層付偏光板を得た。さらに、この光学補償層付偏光板を用いたこと以外は実施例1と同様にして有機ELパネルを作製した。得られた光学補償層付偏光板および有機ELパネルを実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
第3の光学補償層を積層しなかったこと以外は実施例1と同様にして、保護層/偏光子/第1の光学補償層/第2の光学補償層/第4の光学補償層の構成を有する光学補償層付偏光板を得た。さらに、この光学補償層付偏光板を用いたこと以外は実施例1と同様にして有機ELパネルを作製した。得られた光学補償層付偏光板および有機ELパネルを実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
第4の光学補償層を積層しなかったこと以外は実施例1と同様にして、保護層/偏光子/第1の光学補償層/第2の光学補償層/第3の光学補償層の構成を有する光学補償層付偏光板を得た。さらに、この光学補償層付偏光板を用いたこと以外は実施例1と同様にして有機ELパネルを作製した。得られた光学補償層付偏光板および有機ELパネルを実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
表1から明らかなように、本発明の実施例の光学補償層付偏光板は、正面方向および斜め方向のいずれにおいても反射防止特性(反射強度)および反射色相のいずれもが優れている。
20 保護層
30 第1の光学補償層
40 第2の光学補償層
50 第3の光学補償層
60 第4の光学補償層
100 光学補償層付偏光板
Claims (3)
- 偏光子と第1の光学補償層と第2の光学補償層と第3の光学補償層と第4の光学補償層とをこの順に備え、
該第1の光学補償層、該第2の光学補償層、該第3の光学補償層および該第4の光学補償層がいずれも、nx>nz>nyの屈折率特性を示し、
該第1の光学補償層のRe(550)が230nm〜310nmであり、および、Nz係数が0.1〜0.4であり、該偏光子の吸収軸と該第1の光学補償層の遅相軸とのなす角度が90°±10°であり、
該第2の光学補償層のRe(550)が210nm〜270nmであり、および、Nz係数が0.3〜0.7であり、該偏光子の吸収軸と該第2の光学補償層の遅相軸とのなす角度が0°を超えて20°以下または90°を超えて110°以下であり、
該第3の光学補償層のRe(550)が210nm〜270nmであり、および、Nz係数が0.3〜0.7であり、該偏光子の吸収軸と該第3の光学補償層の遅相軸とのなす角度が25°〜45°または115°〜135°であり、
該第4の光学補償層のRe(550)が80nm〜160nmであり、および、Nz係数が0.3〜0.7であり、該偏光子の吸収軸と該第4の光学補償層の遅相軸とのなす角度が5°〜25°または95°〜115°であり、
有機ELパネルに用いられる、
光学補償層付偏光板。 - 前記第1の光学補償層、前記第2の光学補償層、前記第3の光学補償層および前記第4の光学補償層がいずれも、Re(450)≧Re(550)の関係を満たす、請求項1に記載の光学補償層付偏光板:
ここで、Re(450)およびRe(550)は、それぞれ、23℃における波長450nmおよび550nmの光で測定した面内位相差を表す。 - 請求項1または2に記載の光学補償層付偏光板を備える、有機ELパネル。
Priority Applications (7)
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