JPS5977401A - 偏光板 - Google Patents

偏光板

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JPS5977401A
JPS5977401A JP57165700A JP16570082A JPS5977401A JP S5977401 A JPS5977401 A JP S5977401A JP 57165700 A JP57165700 A JP 57165700A JP 16570082 A JP16570082 A JP 16570082A JP S5977401 A JPS5977401 A JP S5977401A
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film
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polarizing
adhesive
polyester
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Suguru Yamamoto
山本　英
Kazuaki Sasa
和明 佐々
Toshihiko Sugimoto
俊彦 杉本
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Nitto Electric Industrial Co Ltd
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    • 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

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は偏光板、詳しく言えば、反射光または透過光に
より着色干渉縞を発生しない透明保護層で保護された偏
光板に関する。
偏光フィルムを外気に隠された環境条件で使用する場合
や、液晶を用いた表示器に使用する場合などには、外傷
や湿気あるいは化学薬品にょる腐触から偏光フィルムを
保護するために、表面に保護層を設ける必要がある。保
護層を形成する＋Ａ料にはガラスやプラスチックフィル
ムが用いられるが、ガラスは強度の点からあまり薄くで
きず、また重量も重くなることが欠点である。プラスチ
ックフィルムとしてはセルロース系あるいはポリアクリ
ル系樹脂が実用化されているが、これらも、形状、寸法
の安定性や耐湿１耐＝＋ｑに優れず、特に屋外用には適
さない。これに対して、ポリエステルの一種であるポリ
エチレンテレフクート（以下の説明でＰＥＴと略す）を
伸延加工したフィルムの使用が試められている。このフ
ィルムは、伸延加工されていることにより、化学薬品に
対する耐腐触性が大きく、また耐ＰＺ１．耐湿性なども
優れているが、伸延加工によりフィルムに光学的異方性
が生し、光に？Ｍ屈折をおこさせる。従って、このフィ
ルムで保護された偏光板を透して物体を見る場合、方向
により保護膜上に光の干渉による色むらが生じることが
あり、例えば液晶を用いた表示器に使用する偏光板の保
護膜などには適さない。
本発明の目的は、ＰＥＴその他のポリエステル系フィル
ムの上記のような欠点を排除し、色むらの生じないポリ
エステルフィルムで保護された偏光板を提供することに
ある。
かかる本発明の目的は、膜面に平行な方向の最小または
最大屈折率と膜厚方向の屈折率とがほぼ等しく、かつ、
゛レターディジョンが１０μｍ以上であるポリエステル
フィルム なくとも片方の面に接着在の層を介して貼り合わせるこ
とにより達成さる。
次に本発明の基礎をなす理論について説明する。
第１図に示すように、互いに光軸が直交するよう配置さ
れた２個の偏光子ＰＩ，Ｐ２から成る直交ニコル光学系
の、両偏光子ＰＩ，Ｐ２の間に複屈折性を有するサンプ
ルをおくと、この光学系を透過する光の強度Ｉは、偏光
子の光軸とサンプルの光軸との間の角度φとして、 １＝Ａｓｉｎ２　２　φ　−　　ｓ　　ｉ　　ｎ　２−
　−−（１１で表される。ここではＡは定数、δは、λ で与えられる位相因子である。但し、Δｎはサンプルの
表面に平行な面内での主屈折率の差、λは光の波長、ｄ
はサンプルの厚さとする．従って式（］） と表すことができる。なお、Δｎ−ｄはレターディジョ
ンと呼ばれる。式（２）かられかるようにφ−シ　　　
　　Ｊｅｔ Ｏ＋　〒＋　　π＋　ｚ　＋　’−の時は光は透過しな
いが、例えば０〈φ〈舟であっても、Ｎを整数としてΔ
ｎ・ｄ／λがＮに等しくなる条件と（Ｎ＋１）／２に等
しくなる条件の間で、光度は０からピーク値まで、ｓｉ
ｎ２（π・Δｎ−ｄ／λ）に従って弯化する。しかし、
実際にはＮが大きくなるとこの変化のコントラストは急
速に弱まり、そのような条件を満たす波長の光は事実上
色むらに関与しない。
従って、いまＮ＝１とし、ｄに典型的な膜厚の値として
１００μｍを、λに可視光中央部の波長５５０ｎｍを用
いると、Δｎはほぼ０．００５と算出される。この値は
ＰＥＴフィルムのΔｎの値０．０８〜０．１４に比べて
１桁以上小さく、従ってλとｄを同じとするならＰＥＴ
がΔｎーｄ／λーＮ．．ｏｒ（Ｎ＋１）／２を満足する
Ｎの値は１０以上となり、膜面に対して垂直な方向に関
する限り、色むらに関しては全く問題はない。即ち、レ
ターディジョンΔｎ−ｄが１０μｍ近くであれば、可視
光について垂直方向に関する限り色むらは問題とならず
、上記のＰＥＴフィルムの場合レターディジョンは８〜
１４μｍになっている。しかし、斜めの方向の場合、Δ
ｎが０．００５近くになる場合もあり得るかも知れず、
このような方向からフィルムを見た場合、着色干渉縞が
現れる。これについて以下にさらに考察をすすめる。
第２図は主屈折率をｎｘ，ｎｙ，ｎｚとしたとき、式 で表される屈折率楕円体の図である。原点を通るこの楕
円体の断面が円になるとき、その断面の法線方向に近い
方向からフィルムを見た場合Δｎは非常に小さくなり（
法線方向からみれば八〇．−＝０）、今の場合、具体的
には、Δｎ　＝０．００５になる方向からフィルムを見
るとき、着色干渉縞が観測されるようになる。断面の形
が円になるような断面はＺ軸に対象に２つ存在する。断
面が円となる条件は次のようにして求められる。即ち、
原点０を通り、法線が２軸と角θ′をなす面で楕円体を
切断したときの断面の図形（一般に楕円）は、で表され
る。但しＸおよび２は、断面の法線て下の方向をＹ軸に
選んだときの上記断面上の平面直交座標である。この式
（４）が円を表すための条件はｘ２の係数と２２の係数
が等しいこと、つまり、１　　　　　　ｃｏｓ’　　θ
　’　　　５ｉｎ２０　′が成り立つことである。この
式より、 が導かれ、式（６）を満足する角θ′の方向に近い方向
から見たときに着色干渉縞が現れる。但し、ここで求め
た角θ′は媒質フィルム内での角であり実際には、フィ
ルム面での光の屈折を考慮して、空気中より観察する場
合の角θ（第３図参照）に換算する必要がある。空気の
屈折率（事実上１と考えてよい）をｎＩ＋　フィルムの
屈折率をｎ２とすると、θとθ′の間には、 ｎ＋　　１ｓｉｎθ＝ｎ２　・ｓｊｎθ’　　　−４７
１の関係があり、θが９０°近くになれば、実際上フイ
ルム面を斜めの方向から観察しても着色干渉縞は現れな
い。ここで式（６）とＥ　ｆ７１より、ｎ１＝ｉ。
ｎ２＝１．６　　（ＰＥＴフィルムの平均的な屈折率）
としてθ〉９０°となる条件を求めると、が得られる。
従って、主屈折率ｎに、　ｎｙ、　ｎｚ　　が式（８）
を満足するようなフィルムであれば斜め方向からフィル
ムを見ても着色干渉縞は現れない。
以上の理論的な考察を総合すると、レターディジョンが
１０μｍ程度以上であれば、ＰＥＴフィルム面に垂直な
方向から見て着色干渉縞は観測されず、かつ、式（８）
を満足していれば、つまり、フィルム面に平行な面内で
の最小または最大屈折率と厚さ方向の屈折率との差が±
０．１程度以内に充分小さければ、斜め方向から見ても
着色干渉縞は現れない。なお、本発明にあたって試作し
たＰＥＴフィルムのサンプルについて検証した、式（８
）の最左辺の角θの値を下表に示す。
サンプル１ではθ−６０°となり、角６０°近傍の方向
から見れば着色干渉縞が現れるが、サンプル■ではθの
計算値は９０°を越えており、斜め方向から見てフィル
ムに着色干渉縞が認められるような方向は存在しないこ
とがわかる。
次に本発明の偏光板に使用する偏光フィルムの素材とそ
の処理方法、偏光フィルムの表面に保護膜として張り合
わせる着色干渉縞を生じないポリエステルフィルムの種
類とその処理方法および偏光フィルムと保護膜との接着
に使用する接着剤の種類等について説明する。
本発明の実施に当たって用いられる偏光フィルムは、ポ
リビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール系ポリ
ビニルアルコール系フィルム、エチレン−酢酸ビニル共
重合物ケン化物（ＥｖＯＨ）フィルムの如き親水性高分
子系フィルムに、沃素及び／又は二色性染料の如き偏光
素子を、吸着配向せしめた沃素及び／又は二色性染料系
偏光フィルム、又はポリビニルアルコール系フィルムを
脱水処理するか或いはポリ塩化ビニル系フィルムを脱塩
酸処理するかしてポリエンを形成せてめ配向してなるポ
リエン系偏光フィルムなどである。
偏光フィルムの片面又は両面に接着剤層を介して貼り合
もされる保護用のポリエステルフィルムは、ポリエチレ
ンイソフタレート、ボリプチレンチレフタレートなどの
ポリエステルからなるフィルムであって、これに軸方向
の伸延加工を施し、化学薬品に対する耐蝕性を付与する
。
偏光フィルムとポリエステルフィルムとの貼り合わせに
使用される接着剤組成物は、接着特性以外に、約２〜５
０μｍの厚みにおいて光学的透明性を有すると共に、含
有成分によって偏光フィルムの偏光特性を消失又は低下
させないものであることが必要で、好適にはポリエステ
ル系接着剤。
ポリアクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、シアノアク
リレート系接着剤、ポリウレタン系接着剤。
スピラン系接着剤などを挙げることができる。
さ６に、両フィルムの貼り合わせに際しては、充分な接
着強度を得るために、両フィルムの貼り合わせ界面側を
表面処理することが望ましい。
ポリエステルフィルムの表面処理方法としては、スパッ
タリング法、酸化火災法、或いはプライマー処理法、ア
ルカリ処理法などが使用でき、偏光フィルムの表面処理
法としては、シランカップリング剤、ポリイソシアネー
ト化合物などによるプライマー処理方法などが使用でき
る。
なお、ポリエステルフィルムの表面（露出部）に、シリ
コン系樹脂などを塗布して耐スクラッチ処理したり、フ
ン化マグネシウムなどを蒸着などの手段により形成して
透明性を向上させたりすることも、偏光板の寿命を長く
すると共に偏光特性上好ましい。
次に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第４図は、本実施例の断面図、第５図は本実施例の部分
切欠斜視図である。両図において、偏光フィルム２ば、
沃素を吸着させたポリビニルアルコール系フィルムを約
４倍の長さに伸延することによって沃素分子に配向を与
えて偏光性を持たせた偏光フィルムで、両面にポリイソ
シアネート化合物による表面処理が施されている。保護
膜１および３は、厚さ１００μｍ１表面に平行な面内で
の主屈折率の差が０．１４．厚さ方向の主屈折津が１．
５１となるよう伸延加工されたポリエチレンテレフタレ
ートのフィルムで、伸延方向を偏光フィルムの偏光軸と
直交するようポリエステル系の接着剤を用いて偏光フィ
ルム２の両面にそれぞれ接着されている。図には接着剤
の層は示されていない。図において実線の矢印は偏光フ
ィルム２の偏光軸の方向を、点線の矢印は保護膜１およ
び３の伸延の方向を示す。
次に本発明の他の実施例として、上記と全く同し偏光フ
ィルム、保護膜および接着剤を使用し、偏光フィルムの
偏光軸と、保護膜の伸延方向とを一致させて偏光フィル
ムの両面に保護膜を接着させた偏光板の部分切欠斜視図
を第６図に示す。第６図において、第５図に示した実施
例に対応する構成要素には第５図の場合と同じ番号を付
した。
また、第６図においても実線の矢印は偏光フィルム２の
偏光軸の方向を、点線の矢印は保護膜１および３の伸延
の方向を示す。
以上に示した両実施例とも、理論的考察から期待される
通り、これら偏光板を白色光の照射のもとに如何なる方
向から観察しても着色干渉縞は観測されず、また、液晶
表示器に用いる場合のように、これら両実施例による偏
光板を互いに平行、かつ、各々の偏光軸が互いに直交す
るように保持して観察を行っても、着色干渉縞は全く観
測されなかった。
以上の説明から明らかなように、本発明により、単独に
用いても、また光軸が互いに直交するよう配置しても着
色干渉縞の生じない偏光板が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は直交ニコル光学系の構成図、第２図は屈折率楕
円体を示す図、第３図はＰＥＴフィルムと空気との接触
面における光の屈折状況を示す図である。第４図と第５
図は、それぞれ本発明実施例の構成を示す断面図および
部分切欠口斜視である□。第６図は、本発明の他の実施
例の構成を示す部分切欠図である。 １、．３−保護膜、　　　２−偏光フィルム。 代　理　人　　　弁理士　　西１）　新ＲＳ　　Ｒ ７ ２第３図 手続補正書動却 昭和５８年　３月２４日 特許庁長官　　殿 ２、発明の名称 偏光板 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　　　大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号氏名　　
　　（３９６）日東電気工業株式会社代表者　　上方　
三部 ４、代理人 住所　　大阪市北区兎我野町１５番１３号５、補正命令
の日付　　昭和５８年２月２２０（発送日）６、補正の
対象　　願書及び明細書 ７、補正の内容　　願書及び明細書の浄書（内容に変更
なし）手続補正書印釦 ２、発明の名称　　偏光板 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所　　　大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号氏名　　
　　（３９６）　　日東電気工業株式会社代表者　　上
方　三部 ４、代理人 住所　　大阪市北区兎我野町１５番１３号５、補正命令
の日付　　自発補正 補正の内容 （１）特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 （２）明細書箱２頁１行目の「外気に隠された」とある
を１外気に曝された」と補正する。 （３）明細書箱４頁１１行目の「０．　、π１．」とあ
るをｒｏ、Ｔ、　　π、τ、」と補正する。 （４）明細書箱７頁３行目の「ｊａｎ　θ′」をｒｓｉ
ｎ　θ′」に補正する。 （５）　　明ｍ書第８頁１行目の「ｊａｎ　θ′」とあ
るをｒｓｉｎ　θ′」と補正する。 （６）明細書箱８頁２行目の数値ｒｏ、８　Ｊをｒｏ、
６３Ｊに補正する。 特許請求の範囲 （１）膜面に平行な方向の最小屈折率ｎｙまたは最大屈
折率ｎｘと膜厚方向の屈折率ｎｚとがほぼ等しく、レタ
ーディジョンが１０μｍ以上で、かつ、 を満足する、ポリエステルフィルムが偏光フィルムの少
なくとも片方の面に、接着剤の層を介して貼り合わされ
ている偏光板。 （２）上記接着剤が、ポリエステル系接着剤、ポリアク
リル系接着剤、エポキシ系接着剤、シアノアクリレート
系接着剤、ポリウレタン系接着剤およびスピラン系接着
剤の群から選ばれた少なくとも１つである特許請求の範
囲第１項記載の偏光板。 ６−

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）膜面に平行な方向の最小または最大屈折率と膜厚
    方向の屈折率とがほぼ等しく、かつ、レターディジョン
    が１０．＋！ｍ以」二であるポリエステルフィルムが偏
    光フィルムの少なくとも片方の面に、接着剤の層を介し
    て貼り合わされていいる偏光板。
  2. （２）上記接着剤が、ポリエステル系接着剤、ポリアク
    リル系接着剤、エポキシ系接着剤、シアノアクリレート
    系接着剤、ポリウレタン系接着剤およびスピラン系接着
    剤の群から選ばれた少なくとも１つである特許請求の範
    囲第１項記載の偏光板。
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