位相差板及び円偏光板
【目的】 波長による位相差の変化が少なくて広帯域での位相差の均一性に優れる位相差板、及び広帯域での光の反射防止等に優れる円偏光板を得ること。
【構成】 波長４５０nmの光に対するリタデーション／波長５５０nmの光に対するリタデーションが１.００〜１.０５で、リタデーションが大きい複屈折性フィルム（１）と、前記の比が１.０５〜１.２０で、リタデーションが小さい複屈折性フィルム（３）とが、それらの光軸が交差した状態で積層されてなる位相差板（５）、及び複屈折光の位相差が１／４波長である前記の位相差板（５）と偏光板（４）との積層体からなる円偏光板。
【構成】 波長４５０nmの光に対するリタデーション／波長５５０nmの光に対するリタデーションが１.００〜１.０５で、リタデーションが大きい複屈折性フィルム（１）と、前記の比が１.０５〜１.２０で、リタデーションが小さい複屈折性フィルム（３）とが、それらの光軸が交差した状態で積層されてなる位相差板（５）、及び複屈折光の位相差が１／４波長である前記の位相差板（５）と偏光板（４）との積層体からなる円偏光板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、波長による位相差の変化が少なくてその一定性に優れる位相差板、及びそれを用いてなる広帯域での反射防止フィルター等として好適な円偏光板に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、延伸高分子フィルムからなる１／４波長板や１／２波長板などの種々の位相差板が知られていた。しかしながら、その複屈折光の位相差が波長ごとに異なり、１／４波長板や１／２波長板等として機能しうる波長が特定のものに限られる問題点があった。
【０００３】すなわち例えば、波長が５５０nmの光に対して１／４波長板として機能するものの場合、波長が４５０nmや６５０nmの光に対しては１／４波長板として機能しない。そのため、例えば偏光板に接着して円偏光板とし、それをディスプレイ等の表面反射を抑制するための反射防止フィルターとして用いた場合、波長が５５０nmでない光に対しては充分な反射防止機能を発揮せず、特に青色系の光に対する反射防止機能に乏しくて、ディスプレイ等が青く見える問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、波長による位相差の変化が少なくてその一定性に優れる位相差板、従って例えば可視光域の全体にわたり１／４波長板や１／２波長板等としてほぼ機能しうる位相差板、及び光反射防止の広帯性等に優れる円偏光板の開発を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、波長４５０nmの光におけるリタデーション／波長５５０nmの光におけるリタデーションが１.００〜１.０５で、リタデーションが大きい複屈折性フィルムと、前記の比が１.０５〜１.２０で、リタデーションが小さい複屈折性フィルムとが、それらの光軸が交差した状態で積層されてなることを特徴とする位相差板、及び複屈折光の位相差が１／４波長である前記の位相差板と偏光板との積層体からなることを特徴とする円偏光板を提供するものである。
【０００６】
【作用】複屈折光の屈折率差（△ｎ）と厚さ（ｄ）の積（△ｎｄ）で定義されるリタデーションが異なる上記特性の複屈折性フィルムを光軸を交差させて、就中、直交させて積層することにより、各複屈折性フィルムにおけるリタデーションの波長分散を重畳ないし加減できて制御でき、特にリタデーションを短波長側ほど小さくすることができる。
【０００７】
【実施例】図１に本発明の位相差板（５）を例示した。１，３が複屈折性フィルム、２が透明な接着層である。本発明においては、波長４５０nmの光におけるリタデーションをＲ450、波長５５０nmの光におけるリタデーションをＲ550とした場合に、Ｒ450／Ｒ550が１.００〜１.０５の複屈折性フィルムと、１.０５〜１.２０の複屈折性フィルムが用いられる。複屈折性フィルムは、例えば高分子フィルムを一軸、ないし二軸等で延伸処理する方法などにより得ることができる。
【０００８】本発明の位相差板は、前記のＲ450／Ｒ550が１.００〜１.０５の複屈折性フィルムとして、そのリタデーションが他方の複屈折性フィルム（Ｒ450／Ｒ550：１.０５〜１.２０）よりも大きいものを用いて、それらの光軸が交差するよう、就中、直交するように積層したものである。
【０００９】Ｒ450／Ｒ550が１.００〜１.０５の複屈折性フィルムは、例えばポリオレフィン系高分子、ポリビニルアルコール系高分子、酢酸セルロース系高分子、ポリ塩化ビニル系高分子、ポリメチルメタクリレート系高分子の如く、吸収端が２００nmの波長付近にある高分子などを用いて形成することができる。
【００１０】Ｒ450／Ｒ550が１.０５〜１.２０の複屈折性フィルムは、例えばポリカーボネート系高分子、ポリエステル系高分子、ポリスルホン系高分子、ポリエーテルスルホン系高分子、ポリスチレン系高分子の如く、吸収端が２００nmよりも長波長側にある高分子などを用いて形成することができる。
【００１１】なお図２に、ポリエーテルスルホンからなる複屈折性フィルム（ＰＥＳ）、ポリカーボネートからなる複屈折性フィルム（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレートからなる複屈折性フィルム（ＰＭＭＡ）、及びポリビニルアルコールからなる複屈折性フィルム（ＰＶＡ）の波長分散特性を例示した。横軸が波長（λ）、縦軸が波長５５０nmの光における複屈折光の屈折率差に対する各波長での屈折率差の割合（△ｎ／△ｎ550）である。
【００１２】本発明においては、例えば複屈折光の位相差が１／４波長の１／４波長板や１／２波長の１／２波長板、あるいは任意な位相差を付与するための補償板など、適宜な位相差特性を有する位相差板とすることができる。位相差特性の制御は例えば、積層する複屈折性フィルムの組合せを変えることにより行うことができる。また波長分散の傾きの制御は、フィルム厚や延伸条件等を変えて複屈折性フィルムのリタデーションを調整することにより行うことができる。なお、光軸を直交させて積層した場合、位相差を各複屈折性フィルムのそれの差として制御することができる。
【００１３】本発明の円偏光板は、複屈折光の位相差が１／４波長である上記した位相差板と偏光板とを積層したものである。図３にその円偏光板を例示した。４が偏光板、５が位相差板である。６は透明な接着層である。円偏光板の形成は、偏光板（４）の透過軸に対して、例えば複屈折性フィルム（１）の光軸を４５度又は１３５度の角度で交差させることにより行うことができる。なお偏光板と積層するに際して位相差板は、その表裏のいずれを偏光板側とするかは任意である。
【００１４】円偏光板の形成には適宜な偏光板を用いることができ、特に限定はない。一般には、ポリビニルアルコールの如き親水性高分子からなるフィルムを、ヨウ素の如き二色性染料で処理して延伸したものや、ポリ塩化ビニルの如きプラスチックフィルムを処理してポリエンを配向させたものなどからなる偏光フィルム、あるいはその偏光フィルムを封止フィルムでカバーして保護したものなどが用いられる。
【００１５】なお、複屈折性フィルムの積層や、位相差板と偏光板の積層は、例えば透明な接着剤、ないし粘着剤を用いて行うことができる。その接着剤等の種類については特に限定はない。構成部材の光学特性の変化防止の点より、硬化や乾燥の際に高温のプロセスを要しないものが好ましく、長時間の硬化処理や乾燥時間を要しないものが望ましい。また位相差板や円偏光板は、必要に応じて粘着層等が付設された形態とされる。
【００１６】実施例１厚さ７５μmのポリビニルアルコールフィルムを５wt％硼酸水溶液（３０℃）中で３００％延伸処理してなる複屈折性フィルム（波長５５０nmの光におけるリタデーション：７００nm）と、厚さ５０μmのポリカーボネートフィルムを１６０℃で３５％延伸処理してなる複屈折性フィルム（波長５５０nmの光におけるリタデーション：５６０nm）を、それらの光軸が直交するようにアクリル系粘着剤を介して積層し、本発明の位相差板を得た。
【００１７】比較例１厚さ５０μmのポリカーボネートフィルムを１６０℃で６％延伸処理してなる複屈折性フィルム（波長５５０nmの光におけるリタデーション：１４０nm）からなる位相差板を得た。
【００１８】実施例１の位相差板（ＰＶＡ・ＰＣ）及び比較例１の位相差板（ＰＣ）は１／４波長板の形成を目的としたものであり、それらの波長依存性を図４に示した。横軸が波長（λ）、縦軸が波長に対するリタデーションの割合（△ｎｄ／λ）である。図４より実施例１の位相差板（ＰＶＡ・ＰＣ）では、波長４５０〜６５０nmにわたり、ほぼ１／４波長の位相差（リタデーション）が達成されていることがわかる。一方、比較例１の位相差板（ＰＣ）では、波長５５０nmで１／４波長の位相差が達成されているのみである。
【００１９】実施例２アクリル系粘着剤を介して、実施例１で得た位相差板をそのポリビニルアルコールフィルムの光軸が透過軸に対して４５度の角度で交差するように偏光フィルム（日東電工社製、ＮＰＦ−Ｇ１２２５ＤＵ）と積層し、本発明の円偏光板を得た。
【００２０】比較例２比較例１で得た位相差板を用いたほかは実施例２に準じて円偏光板を得た。
【００２１】実施例２、比較例２で得た円偏光板をアルミ蒸着反射板の上に置き、反射強度の分光特性を調べ、その結果を図５に示した。横軸が波長（λ）、縦軸が反射率である。図５より明らかな如く、実施例２の円偏光板では波長４５０〜７００nmにわたり反射光が抑制されており、その反射光は黒色であった。一方、比較例２の円偏光板の場合、波長５７０nm付近の反射光が抑制されるのみであり、特に波長４００〜４５０nmの光が反射されてその反射光は青色であった。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、波長による位相差の変化が少なくて位相差の均一性に優れる位相差板を得ることができる。また、かかる位相差板を用いて可視域等の光の反射をほぼ防止する広帯域の反射防止フィルターとして有用な円偏光板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】位相差板の実施例の断面図。
【図２】複屈折性フィルムの波長依存性を示したグラフ。
【図３】円偏光板の実施例の断面図。
【図４】位相差板の波長依存性を示したグラフ。
【図５】円偏光板の反射防止特性を示したグラフ。
【符号の説明】
１，３：複屈折性フィルム ２，６：接着層
４：偏光板 ５：位相差板
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、波長による位相差の変化が少なくてその一定性に優れる位相差板、及びそれを用いてなる広帯域での反射防止フィルター等として好適な円偏光板に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、延伸高分子フィルムからなる１／４波長板や１／２波長板などの種々の位相差板が知られていた。しかしながら、その複屈折光の位相差が波長ごとに異なり、１／４波長板や１／２波長板等として機能しうる波長が特定のものに限られる問題点があった。
【０００３】すなわち例えば、波長が５５０nmの光に対して１／４波長板として機能するものの場合、波長が４５０nmや６５０nmの光に対しては１／４波長板として機能しない。そのため、例えば偏光板に接着して円偏光板とし、それをディスプレイ等の表面反射を抑制するための反射防止フィルターとして用いた場合、波長が５５０nmでない光に対しては充分な反射防止機能を発揮せず、特に青色系の光に対する反射防止機能に乏しくて、ディスプレイ等が青く見える問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、波長による位相差の変化が少なくてその一定性に優れる位相差板、従って例えば可視光域の全体にわたり１／４波長板や１／２波長板等としてほぼ機能しうる位相差板、及び光反射防止の広帯性等に優れる円偏光板の開発を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、波長４５０nmの光におけるリタデーション／波長５５０nmの光におけるリタデーションが１.００〜１.０５で、リタデーションが大きい複屈折性フィルムと、前記の比が１.０５〜１.２０で、リタデーションが小さい複屈折性フィルムとが、それらの光軸が交差した状態で積層されてなることを特徴とする位相差板、及び複屈折光の位相差が１／４波長である前記の位相差板と偏光板との積層体からなることを特徴とする円偏光板を提供するものである。
【０００６】
【作用】複屈折光の屈折率差（△ｎ）と厚さ（ｄ）の積（△ｎｄ）で定義されるリタデーションが異なる上記特性の複屈折性フィルムを光軸を交差させて、就中、直交させて積層することにより、各複屈折性フィルムにおけるリタデーションの波長分散を重畳ないし加減できて制御でき、特にリタデーションを短波長側ほど小さくすることができる。
【０００７】
【実施例】図１に本発明の位相差板（５）を例示した。１，３が複屈折性フィルム、２が透明な接着層である。本発明においては、波長４５０nmの光におけるリタデーションをＲ450、波長５５０nmの光におけるリタデーションをＲ550とした場合に、Ｒ450／Ｒ550が１.００〜１.０５の複屈折性フィルムと、１.０５〜１.２０の複屈折性フィルムが用いられる。複屈折性フィルムは、例えば高分子フィルムを一軸、ないし二軸等で延伸処理する方法などにより得ることができる。
【０００８】本発明の位相差板は、前記のＲ450／Ｒ550が１.００〜１.０５の複屈折性フィルムとして、そのリタデーションが他方の複屈折性フィルム（Ｒ450／Ｒ550：１.０５〜１.２０）よりも大きいものを用いて、それらの光軸が交差するよう、就中、直交するように積層したものである。
【０００９】Ｒ450／Ｒ550が１.００〜１.０５の複屈折性フィルムは、例えばポリオレフィン系高分子、ポリビニルアルコール系高分子、酢酸セルロース系高分子、ポリ塩化ビニル系高分子、ポリメチルメタクリレート系高分子の如く、吸収端が２００nmの波長付近にある高分子などを用いて形成することができる。
【００１０】Ｒ450／Ｒ550が１.０５〜１.２０の複屈折性フィルムは、例えばポリカーボネート系高分子、ポリエステル系高分子、ポリスルホン系高分子、ポリエーテルスルホン系高分子、ポリスチレン系高分子の如く、吸収端が２００nmよりも長波長側にある高分子などを用いて形成することができる。
【００１１】なお図２に、ポリエーテルスルホンからなる複屈折性フィルム（ＰＥＳ）、ポリカーボネートからなる複屈折性フィルム（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレートからなる複屈折性フィルム（ＰＭＭＡ）、及びポリビニルアルコールからなる複屈折性フィルム（ＰＶＡ）の波長分散特性を例示した。横軸が波長（λ）、縦軸が波長５５０nmの光における複屈折光の屈折率差に対する各波長での屈折率差の割合（△ｎ／△ｎ550）である。
【００１２】本発明においては、例えば複屈折光の位相差が１／４波長の１／４波長板や１／２波長の１／２波長板、あるいは任意な位相差を付与するための補償板など、適宜な位相差特性を有する位相差板とすることができる。位相差特性の制御は例えば、積層する複屈折性フィルムの組合せを変えることにより行うことができる。また波長分散の傾きの制御は、フィルム厚や延伸条件等を変えて複屈折性フィルムのリタデーションを調整することにより行うことができる。なお、光軸を直交させて積層した場合、位相差を各複屈折性フィルムのそれの差として制御することができる。
【００１３】本発明の円偏光板は、複屈折光の位相差が１／４波長である上記した位相差板と偏光板とを積層したものである。図３にその円偏光板を例示した。４が偏光板、５が位相差板である。６は透明な接着層である。円偏光板の形成は、偏光板（４）の透過軸に対して、例えば複屈折性フィルム（１）の光軸を４５度又は１３５度の角度で交差させることにより行うことができる。なお偏光板と積層するに際して位相差板は、その表裏のいずれを偏光板側とするかは任意である。
【００１４】円偏光板の形成には適宜な偏光板を用いることができ、特に限定はない。一般には、ポリビニルアルコールの如き親水性高分子からなるフィルムを、ヨウ素の如き二色性染料で処理して延伸したものや、ポリ塩化ビニルの如きプラスチックフィルムを処理してポリエンを配向させたものなどからなる偏光フィルム、あるいはその偏光フィルムを封止フィルムでカバーして保護したものなどが用いられる。
【００１５】なお、複屈折性フィルムの積層や、位相差板と偏光板の積層は、例えば透明な接着剤、ないし粘着剤を用いて行うことができる。その接着剤等の種類については特に限定はない。構成部材の光学特性の変化防止の点より、硬化や乾燥の際に高温のプロセスを要しないものが好ましく、長時間の硬化処理や乾燥時間を要しないものが望ましい。また位相差板や円偏光板は、必要に応じて粘着層等が付設された形態とされる。
【００１６】実施例１厚さ７５μmのポリビニルアルコールフィルムを５wt％硼酸水溶液（３０℃）中で３００％延伸処理してなる複屈折性フィルム（波長５５０nmの光におけるリタデーション：７００nm）と、厚さ５０μmのポリカーボネートフィルムを１６０℃で３５％延伸処理してなる複屈折性フィルム（波長５５０nmの光におけるリタデーション：５６０nm）を、それらの光軸が直交するようにアクリル系粘着剤を介して積層し、本発明の位相差板を得た。
【００１７】比較例１厚さ５０μmのポリカーボネートフィルムを１６０℃で６％延伸処理してなる複屈折性フィルム（波長５５０nmの光におけるリタデーション：１４０nm）からなる位相差板を得た。
【００１８】実施例１の位相差板（ＰＶＡ・ＰＣ）及び比較例１の位相差板（ＰＣ）は１／４波長板の形成を目的としたものであり、それらの波長依存性を図４に示した。横軸が波長（λ）、縦軸が波長に対するリタデーションの割合（△ｎｄ／λ）である。図４より実施例１の位相差板（ＰＶＡ・ＰＣ）では、波長４５０〜６５０nmにわたり、ほぼ１／４波長の位相差（リタデーション）が達成されていることがわかる。一方、比較例１の位相差板（ＰＣ）では、波長５５０nmで１／４波長の位相差が達成されているのみである。
【００１９】実施例２アクリル系粘着剤を介して、実施例１で得た位相差板をそのポリビニルアルコールフィルムの光軸が透過軸に対して４５度の角度で交差するように偏光フィルム（日東電工社製、ＮＰＦ−Ｇ１２２５ＤＵ）と積層し、本発明の円偏光板を得た。
【００２０】比較例２比較例１で得た位相差板を用いたほかは実施例２に準じて円偏光板を得た。
【００２１】実施例２、比較例２で得た円偏光板をアルミ蒸着反射板の上に置き、反射強度の分光特性を調べ、その結果を図５に示した。横軸が波長（λ）、縦軸が反射率である。図５より明らかな如く、実施例２の円偏光板では波長４５０〜７００nmにわたり反射光が抑制されており、その反射光は黒色であった。一方、比較例２の円偏光板の場合、波長５７０nm付近の反射光が抑制されるのみであり、特に波長４００〜４５０nmの光が反射されてその反射光は青色であった。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、波長による位相差の変化が少なくて位相差の均一性に優れる位相差板を得ることができる。また、かかる位相差板を用いて可視域等の光の反射をほぼ防止する広帯域の反射防止フィルターとして有用な円偏光板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】位相差板の実施例の断面図。
【図２】複屈折性フィルムの波長依存性を示したグラフ。
【図３】円偏光板の実施例の断面図。
【図４】位相差板の波長依存性を示したグラフ。
【図５】円偏光板の反射防止特性を示したグラフ。
【符号の説明】
１，３：複屈折性フィルム ２，６：接着層
４：偏光板 ５：位相差板
【特許請求の範囲】
【請求項１】 波長４５０nmの光におけるリタデーション／波長５５０nmの光におけるリタデーションが１.００〜１.０５で、リタデーションが大きい複屈折性フィルムと、前記の比が１.０５〜１.２０で、リタデーションが小さい複屈折性フィルムとが、それらの光軸が交差した状態で積層されてなることを特徴とする位相差板。
【請求項２】 複屈折光の位相差が１／４波長又は１／２波長である請求項１に記載の位相差板。
【請求項３】 複屈折光の位相差が１／４波長である請求項２に記載の位相差板と偏光板との積層体からなることを特徴とする円偏光板。
【請求項１】 波長４５０nmの光におけるリタデーション／波長５５０nmの光におけるリタデーションが１.００〜１.０５で、リタデーションが大きい複屈折性フィルムと、前記の比が１.０５〜１.２０で、リタデーションが小さい複屈折性フィルムとが、それらの光軸が交差した状態で積層されてなることを特徴とする位相差板。
【請求項２】 複屈折光の位相差が１／４波長又は１／２波長である請求項１に記載の位相差板。
【請求項３】 複屈折光の位相差が１／４波長である請求項２に記載の位相差板と偏光板との積層体からなることを特徴とする円偏光板。
【図１】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開平５−２７１１８
【公開日】平成５年（１９９３）２月５日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平３−２０３７８６
【出願日】平成３年（１９９１）７月１７日
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【公開日】平成５年（１９９３）２月５日
【国際特許分類】
【出願日】平成３年（１９９１）７月１７日
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
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