JPH1184128A

JPH1184128A - 偏光板

Info

Publication number: JPH1184128A
Application number: JP9248265A
Authority: JP
Inventors: Eiki Komuro; 栄樹小室; Tooru Kineri; 透木練; Naoki Hanajima; 直樹花島; Koji Tanabe; 孝司田辺; Yasumichi Tokuoka; 保導徳岡; Hiroshi Tsuyuki; 博露木
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1997-09-12
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】安価、かつ大量生産が可能であり、しかも消
光比が高く、性能および信頼性が極めて高い偏光板を提
供する。【解決手段】光を制御し偏光を取り出すための偏光層
を備える偏光板であって、前記偏光層は、透光性のある
微粒子分散媒体と、該微粒子分散媒体中に分散されると
ともに磁場配向により一定方向に配列された棒状偏光粒
子を有し、前記棒状偏光粒子は、粒子一つ一つの形状が
棒状の強磁性体であり、かつ、前記棒状偏光粒子の前記
微粒子分散媒体に対する重量百分率をＡ％とし、偏光層
の膜厚をＢμmとした場合、ＡとＢの積が１０〜８５０
００の範囲にある偏光板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置や偏光
サングラス、光通信などに用いられる偏光板に関し、信
頼性が極めて高く、しかも、使用する材料、作製工程の
面から安価に大量生産できる偏光板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示装置などに用いられる直
線偏光板として、樹脂フィルムをベースとし、ヨウ素や
染料を使用した直線偏光フィルムがよく知られている。
このものは、ベースフィルムを延伸することによりヨウ
素や染料の二色性物質を配向させ、偏光機能を得てい
る。したがって、ベースフィルムは延伸加工に適する素
材、すなわち、ポリビニルアルコール等に限定されてい
るのが現状である。また、このような延伸フィルムを用
いる製造方法では、延伸加工時の温度管理、基材の品質
管理、延伸力の調節管理等を極めて厳密に行う必要があ
る。

【０００３】このような問題を解決するために、特公平
8-27409号公報には、偏光層中で略球状の磁性微粒子を
磁場により一定方向に配列させるとともに、これらを連
結させて多数の棒状素子を形成させた偏光板が提案され
ている。この提案における偏光層においては、上記棒状
素子の長軸方向が光の吸収軸を形成し、長軸方向に直交
する方向が透過軸を形成するように作用する。すなわ
ち、上記偏光層の透過光は、上記棒状粒子の長軸方向に
直交する光として直線偏光を受けるように作用するとさ
れている。

【０００４】しかしながら、特公平8-27409号公報に開
示されている棒状素子は、複数の略球状微粒子が磁場配
向により連結されて棒状に形成されたものであり、棒状
を構成する磁性微粒子の数を制御することは極めて困難
であるといえる。また連結により形成された棒状素子
は、素子を構成する各磁性微粒子が連結部分で自由に方
向を変え得るため、全ての棒状素子を磁場配向方向にき
ちんと直線上に整列させることが困難であるといえる。
さらに、特公平8-27409号公報記載の棒状素子による偏
光作用が、光の所定方向の振動を磁性微粒子の電子の振
動により吸収させるという原理により行われていると仮
定するならば、磁性微粒子の連結部分における粒界で電
子の振動が妨げられてしまい、長軸方向に振動する偏光
が吸収されなくなり、結果として消光比が悪くなるとい
う問題が生じる。以上のことから、特公平8-27409号公
報に開示されている方法では、高い消光比を持つ偏光板
を作製することは難しい。

【０００５】この一方で、特開昭60-212706号公報に
は、二色性物質を磁界または電界をかけて配列させてな
る偏光板の製造方法が提案されている。具体的な二色性
物質としては液状塩化スズが実施例の物質として挙げら
れており、さらに、金属塩、金属結晶、非金属結晶など
が用いられうる好適素材である旨、開示されている。し
かしながら、消光比等の偏光板に要求されている特性
は、限りなく高いレベルのものが求められてきており、
上記従来の提案では、十分に満足のいくレベルのものと
はいえない。また、棒状粒子を用いている記載も一切な
く、高い消光比を得ることは難しいといえる。さらに特
開昭60-212706号公報の実施例に記載されている２色性
物質（スズ分子または結晶）は、透明ガラス板製の基材
表面に磁界により一定方向に配列し、存在しているだけ
で、層状の硬化した媒体中に固着されているものではな
い。したがって、何らかの物理的外力（例えば保護層の
形成過程で結晶もしくは分子の加わる圧力）により崩れ
ることも考えられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような実状のもと
に、本発明は草案されたものであって、その目的は、安
価、かつ大量生産が可能であり、しかも消光比が高く、
性能および信頼性が極めて高い偏光板を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的は、以下の
（１）および（２）の本発明によって達成される。

【０００８】（１）光を制御し偏光を取り出すための偏
光層を備える偏光板であって、前記偏光層は、透光性の
ある微粒子分散媒体と、該微粒子分散媒体中に分散され
るとともに磁場配向により一定方向に配列された棒状偏
光粒子を有し、前記棒状偏光粒子は、粒子一つ一つの形
状が棒状の強磁性体であり、かつ、前記棒状偏光粒子の
前記微粒子分散媒体に対する重量百分率をＡ％とし、偏
光層の膜厚をＢμmとした場合、ＡとＢの積が１０〜８
５０００の範囲にある偏光板。

【０００９】（２）前記棒状偏光粒子は、二酸化クロム
である上記（１）の偏光板。

【００１０】

【発明実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態を
図面を参照しつつ説明する。図１には、本発明の偏光板
１の好適な実施の形態を示す断面図が示されている。

【００１１】図１に示されるように本発明の偏光板１
は、基板２の上に、偏光層１０が塗設されて形成されて
いる。

【００１２】偏光層１０は透光性のある微粒子分散媒体
２０と、この微粒子分散媒体２０中に分散されるととも
に、磁場配向により一定方向に配列された棒状偏光粒子
３０を有している。

【００１３】棒状偏光粒子３０は強磁性体物質であり、
粒子一つ一つが単一の一体的な形状であって棒状をして
いる。強磁性体物質としては、針状等の棒状形状が容易
に得られる二酸化クロム（ＣｒＯ₂）、γ−Ｆｅ₂Ｏ₃、
Ｆｅ₃Ｏ₄などの酸化鉄、そして鉄が好適に用いられる。
酸化鉄にあっては、Ｃｏ等の遷移金属が含有されたもの
であってもよい。

【００１４】このような棒状偏光粒子３０は、棒状形状
を安価かつ容易に作ることができるという特徴を有して
いる。これらの中でも、特に、針状形態の均一性および
表面性に優れている（例えば、表面の凹凸が少なく針状
先端で枝分かれがない）、二酸化クロム（ＣｒＯ₂）を
用いるのがよい。

【００１５】本発明で用いられる棒状偏光粒子３０のア
スペクト比は特に限定されるものではなく、通常アスペ
クト比１．５〜３０の範囲内である。また、棒状偏光粒
子３０の長軸長は、通常、０．０１〜１μm程度のもの
が用いられる。

【００１６】透光性のある微粒子分散媒体２０として
は、例えば、各種透明の樹脂微粒子分散媒体を用いれば
よい。偏光層１０は、塗設により形成されるため、樹脂
微粒子分散媒体としては、最終的に硬化処理できる熱硬
化性樹脂、反応性硬化性樹脂、紫外線ないし電子線硬化
性樹脂等を含有させることが望ましい。

【００１７】微粒子分散媒体２０に対する棒状偏光粒子
３０の含有率は、偏光層の膜厚との関係により決定され
る。

【００１８】すなわち、棒状偏光粒子３０の微粒子分散
媒体２０に対する重量百分率Ａ％とし、偏光層１０の膜
厚をＢμmとした場合、ＡとＢの積が１０〜８５０００
の範囲にあるとき、偏光板として効果を奏する。１０未
満では、消光比が低下する。また、８５０００を越える
と透過率が低下する。また、十分な消光比を得るうえで
ＡとＢの積は４０以上であることが好ましい。

【００１９】一般に、偏光特性を発生させる物質の濃度
（含有量）が一定ならば、偏光層の膜厚が厚くなれば光
の透過率は減少し、消光比は上がる。従って、偏光特性
を発生させる物質の濃度が著しく低い場合、理論的には
膜厚を厚くすれば偏光特性は発現するはずであるが、偏
光層を塗布工程で作製する際に均一な膜厚を作製するこ
とが難しくなり、透過光が散乱することになる。従っ
て、偏光層の膜厚は、１０００μm以下が好ましい。

【００２０】また、偏光層が薄いほど偏光板の体積が小
さくなるため、偏光板を使用する際に光学系全体を小さ
くできる利点がある。一方で、偏光特性を発生させる物
質の濃度を濃くすれば膜厚を薄い偏光板の作製が可能で
あるが、偏光層を塗布する際に塗料の粘度を調整する必
要があり、この際塗料の濃度には好ましい範囲が存在す
る。すなわち、棒状偏光粒子の微粒子分散媒体に対する
重量比は、８５％以下が好ましい。

【００２１】上述したような偏光層１０が形成される基
板２としては、透光性のあるガラス、プラスチック等を
用いればよい。その形状は目的用途に応じて種々の形態
のものを選定すればよい。

【００２２】また本発明においては、基板２の存在は必
須の条件でなく、偏光層１０を形成した後に、除去する
ようにしてもよい。例えば、基板２をポリビニルアルコ
ールで作製しておき、この基板２の上に、偏光層１０を
塗布、配向、乾燥・硬化させた後、基板２ごと水に浸積
させる。そして基板２の構成材料であるポリビニルアル
コールを水または熱水に溶かすことにより、偏光層１０
のみからなる偏光板が得られる。基板２を除去すること
により、光の透過率が向上するという効果が発現する。
なおこのような製法においては、偏光層１０を塗設する
際の塗料中の微粒子分散媒体等は、耐水性に優れるもの
を用いる必要がある。

【００２３】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の具体的実施例を示し、本発
明をさらに詳細に説明する。

【００２４】＜偏光板サンプルの作製＞棒状偏光粒子３
０として、針状の二酸化クロム（ＣｒＯ₂）を用意し
た。この二酸化クロムは、平均アスペクト比（長軸長/
短軸長）が約１０である。長軸の長さは、平均約０．４
μmである。

【００２５】本実施例では、バインダとしてブチラール
樹脂をまた溶媒としてトルエンを用いた。ブチラール樹
脂１０gをトルエン３０gに溶かし、二酸化クロムを０．
１g（二酸化クロムのバインダに対する濃度は１％）加
えてよく攪拌し、偏光層形成のための塗料を作製した。

【００２６】この塗料を透明ガラス基板２の上に、ナイ
フコーターを使用して塗設した。基板２の上に塗料を塗
設した後、上記の微粒子分散媒体溶液が完全に硬化して
ブチラール樹脂膜になる前に、図２に示されるように基
板２を挟むように配置された一対の配向磁石５０Ａ、５
０Ｂにより磁場を一定方向に印加し、棒状偏光粒子３０
を磁場の印加方向に配列させ、しかる後、微粒子分散媒
体を完全に硬化させ（ブチラール樹脂膜の形成）、偏光
板のサンプルを作製した。なおブチラール膜の硬化は、
トルエンを常温中、自然乾燥で蒸発させることにより行
った。

【００２７】ナイフコーターのギャップを調整すること
により、偏光層の膜厚を変えたものを５種類作製した。
作製した膜の膜厚は５μm、１０μm、４０μm、１mm(=
１０００μm)、２mm(=２０００μm)であった。

【００２８】＜偏光板サンプルの評価＞このようにして
作製した偏光板サンプルについて、波長７８０nmのレー
ザ光源を用いて消光比の測定を行ったところ、偏光層の
膜厚が４０μmの膜については消光比が１０dBという高
い値が得られた。同様に膜厚が１０μmの膜については
２．８dBであった。一方、膜厚が５μmの膜については
偏光特性が確認できず、消光比は測定できなかった。

【００２９】膜厚が２mmの膜については、表面の凹凸が
激しく、光学測定値のバラツキが大きく、安定した値が
得られなかった。膜厚が１mmの試料については、表面に
凹凸があるものの光学測定は可能であった。

【００３０】ただし膜厚が１mmの試料については、表面
の凹凸により光が散乱してしまい、消光比の値は１８dB
と膜厚が４０μmの膜の値の１．８倍程度であった。

【００３１】（実施例２）二酸化クロムのブチラール樹
脂に対する重量百分率を８５％とし、それ以外は実施例
１の偏光板と全く同じ方法で試料を作製した。消光比の
測定を行ったところ、偏光層の膜厚が２．２μmのと
き、消光比２０dB以上が得られた。

【００３２】二酸化クロムのブチラール樹脂に対する重
量百分率が９０％以上の塗料を作製しようと試みたが、
塗布に適する粘度に調整することが難しかった。したが
って、二酸化クロムのブチラール樹脂に対する濃度は８
５％以下が好ましい。

【００３３】なお、棒状偏光粒子の微粒子分散媒体に対
する重量百分率Ａ（％）と、偏光層１０の膜厚Ｂ（μ
m）の積が大きい場合、透過率が小さくなるが、大出力
光源からの光を光量を小さくしてかつ直線偏光にしたい
場合等に用いる偏光板として使用しうることができる。

【００３４】

【発明の効果】上記の結果より本発明の効果は明らかで
ある。すなわち、本発明は、光を制御し偏光を取り出す
ための偏光層を備える偏光板であって、前記偏光層は、
透光性のある微粒子分散媒体と、該微粒子分散媒体中に
分散されるとともに磁場配向により一定方向に配列され
た棒状偏光粒子を有してなるように構成されている。通
常の磁気記録媒体に用いる針状の磁性粉を用いて、従来
の磁気テープの製造装置を利用して製造できるので、安
価、かつ大量生産が可能であり、信頼性も極めて高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の偏光板の好適な実施形態素示す断面図
である。

【図２】磁場配向の状態の一例を示す概略斜視図であ
る。

【符号の説明】

１偏光板２基板１０偏光層２０微粒子分散媒体３０棒状偏光粒子５０Ａ、５０Ｂ配向磁石

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田辺孝司東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内 (72)発明者徳岡保導東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内 (72)発明者露木博東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を制御し偏光を取り出すための偏光層
を備える偏光板であって、前記偏光層は、透光性のある微粒子分散媒体と、該微粒
子分散媒体中に分散されるとともに磁場配向により一定
方向に配列された棒状偏光粒子を有し、前記棒状偏光粒子は、粒子一つ一つの形状が棒状の強磁
性体であり、かつ、前記棒状偏光粒子の前記微粒子分散媒体に対する
重量百分率をＡ％とし、偏光層の膜厚をＢμmとした場
合、ＡとＢの積が１０〜８５０００の範囲にある偏光
板。
【請求項２】前記棒状偏光粒子は、二酸化クロムであ
る請求項１の偏光板。