WO2007119592A1 - 光フィルター - Google Patents

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WO2007119592A1
WO2007119592A1 PCT/JP2007/056973 JP2007056973W WO2007119592A1 WO 2007119592 A1 WO2007119592 A1 WO 2007119592A1 JP 2007056973 W JP2007056973 W JP 2007056973W WO 2007119592 A1 WO2007119592 A1 WO 2007119592A1
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optical filter
particles
polyamide
filter according
liquid crystal
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PCT/JP2007/056973
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English (en)
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Inventor
Tatsuya Shoji
Ryo Konishi
Shigeru Yao
Original Assignee
Ube Industries, Ltd.
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Publication date
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Priority to US12/295,412 priority patent/US8035777B2/en
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    • G02F1/133528Polarisers

Definitions

  • the present invention relates to an optical filter that converts polarized light into non-polarized light. More specifically, the present invention emits light by attaching it to a liquid crystal display device such as a liquid crystal television, a liquid crystal display of a computer or a mobile phone.
  • the present invention relates to an optical filter that can convert linearly polarized light into non-polarized light that is close to natural light with high efficiency.
  • liquid crystal display devices have thin, lightweight, and high image quality characteristics, and have become a display device that can compete with CRT, and multi-color, high-definition liquid crystal displays and the like have been promoted.
  • noisy projection video display devices using liquid crystal projectors are becoming popular.
  • TFT, MIM, STN, TN, etc. driving principles for these liquid crystal display devices, but each method uses a set of polarizing plates to emit display light as linearly polarized light. Therefore, the light reaching the observer becomes linearly polarized light! /
  • a polarizing filter or polarizing glasses is used as a technique for reducing eye strain caused by long-term use of a liquid crystal display.
  • the purpose of this polarizing filter and polarizing glasses is to block the incident light from the polarization component perpendicular to the transmission axis of the polarizer and to accept only the incident light from the polarization component parallel to the transmission axis of the polarizer. Yes.
  • the light emitted from the liquid crystal screen of mobile phones and computers is linearly polarized light, so if the angle of the polarizing filter or polarizing glasses is tilted, the amount of light will be significantly reduced. It became different from the left and right, which was very inconvenient.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-185821
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 10-10522
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 6-308496
  • An object of the present invention is to solve the above problems and to provide an optical filter (polarization elimination filter) capable of converting polarized light into non-polarized light that is close to natural light with high efficiency.
  • optical filter polarization elimination filter
  • the present invention relates to the following items. [0009] 1. An optical filter comprising a crystalline polymer having a spherulite structure.
  • V Light filter as described in somewhere.
  • optical filter as described in any one of 2 to 12 above, which also has a particle force and a polyamide force.
  • a liquid crystal display device including a light source device, a rear polarizing plate, a liquid crystal cell, and a front polarizing plate,
  • a liquid crystal display device comprising the optical filter according to any one of items 1 to 13.
  • the optical filter 1 of the present invention can convert polarized light close to natural light and non-polarized light with high efficiency. Therefore, by attaching it to a liquid crystal display device such as a liquid crystal television, computer or mobile phone liquid crystal display, the linearly polarized light emitted from it can be converted to non-polarized light, eliminating the dark field even when using polarizing filters or polarizing glasses. Can do. In addition, even when used alone, it can gently disperse the light, thus reducing eye strain.
  • a liquid crystal display device such as a liquid crystal television, computer or mobile phone liquid crystal display
  • the light component emitted from the light source device may include a polarization component
  • the brightness can be effectively extracted by mounting the light component between the light source device and the rear polarizing plate.
  • FIG. 1 is a scanning electron micrograph of porous particles used in Example 1.
  • FIG. 2 is a scanning electron micrograph of the cross section of the porous particles used in Example 1.
  • FIG. 3 is a transmission electron micrograph of the cross section of the porous particles used in Example 1.
  • FIG. 4 is a scanning electron micrograph of true spherical particles used in Comparative Example 1.
  • FIG. 4 is a scanning electron micrograph of true spherical particles used in Comparative Example 1.
  • FIG. 5 is a transmission electron micrograph of a cross section of a true spherical particle used in Comparative Example 1.
  • FIG. 6 is a graph showing the wavelength dependence of the transmittance when the orientation axes of the polarizing film used for evaluating the depolarizing ability are arranged at right angles.
  • FIG. 7 shows the results of evaluating the depolarization ability of the optical filters produced in Example 1 and Comparative Example 1 (Example 2 and Comparative Example 2), respectively, and is a graph showing the wavelength dependence of transmittance.
  • FIG. 8 is a graph showing the depolarizing ability evaluation result of the optical filter produced in Example 4 (Example 5), which shows the wavelength dependence of transmittance.
  • the optical filter according to the present invention includes a crystalline polymer having a spherulite structure.
  • the particle force of a crystalline polymer having a spherulite structure may be configured, or a film having a crystalline polymer force having a spherulite structure may be used.
  • it is a particle of a crystalline polymer, and the single particle itself has a spherulitic structure and includes such particles. .
  • These particles preferably have a number average particle size of 1 to 30 m, more preferably porous particles, and a BET specific surface area of 0.1 to 80 m 2 Zg.
  • the spherulite structure has one or more core force polymer fibrils that are three-dimensionally isotropic! / Is a structure unique to crystalline polymers formed by radiative growth.
  • the ⁇ spherulite structure itself '' means that it is a spherulite structure formed by three-dimensional isotropic or radial growth of high molecular fibrils from one or more cores near the center of one single particle. .
  • the degree of crystallinity of the particles is preferably 40% or more, and a high molecular material that can be crystallized to such an extent is preferably used.
  • the particle production method is not particularly limited as long as it is a method capable of forming fine particles by developing spherulites, such as a method of precipitating particles while developing spherulites from a solution of a polymer material. Can be mentioned. With this method of precipitation from a solution, porous particles can be grown.
  • porous particles As the porous particles, polyamide porous particles will be described as an example. However, with respect to the indices representing the physical form of the particles such as the particle shape, particle diameter, specific surface area, and pore diameter described here, other than polyamide It also applies to particles.
  • cyclic amide For example, it can be obtained by ring-opening polymerization of cyclic amide or polycondensation of dicarboxylic acid and diamine.
  • Monomers include crystalline polyamides obtained by ring-opening polymerization of cyclic amides such as ⁇ -force prolatatam and ⁇ -lauraclatatatam, and amino acids such as ⁇ -aminocaproic acid, ⁇ -aminododecanoic acid, and ⁇ -aminoundecanoic acid.
  • dicarboxylic acids and derivatives such as oxalic acid, adipic acid, sebacic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, 1,4-cyclohexyldicarboxylic acid, and ethylenediamine, hexamethylenediamine, 1,4-cyclohexane And those obtained by polycondensation of diamines such as xyldiamin, m-xylylenediamine, pentamethylenediamine and decamethylenediamine.
  • the polyamide is a polyamide made of a homopolymer or a copolymer thereof, or a derivative thereof. Specifically, polyamide 6, polyamide 66, polyamide 11, polyamide 12, polyamide 610, polyamide 66Z6T (T represents a terephthalic acid component), and the like. Also above May be a blend of polyamides. Particularly preferred are polyamide 6 and polyamide 66.
  • the molecular weight of the positive amide is 2,000 to 100,000. Preferably, it is 5,000 to 40,000.
  • the polyamide porous particles have a spherical, substantially spherical, slanted ball (C-type) shape, or a force that is a simple substance or a mixture of dumbbell shapes, 70 wt% or more, preferably 80 wt% or more, more preferably 90 wt%
  • C-type slanted ball
  • the above is desirably a uniform particle composed of various particle shapes. If it is less than 70% by weight, the fluidity as a powder material may be unfavorable.
  • the polyamide porous particles have a number average particle diameter of 1 ⁇ m or more, preferably 30 ⁇ m or less. If the number average particle diameter is smaller than 1 ⁇ m, it is difficult to form a spherulite structure, which is not appropriate. In addition, even when the number average particle size is larger than 30 m, there is no problem in terms of the mechanism of depolarization, but there is practically no inconvenience in molding such as smoothing the surface when forming a thin film. It is likely to occur.
  • the BET specific surface area of the polyamide porous particles is 0.1 to 80 m 2 Zg. Specific surface area is 0.
  • the adhesion may be inferior when dispersed in a transparent resin.
  • the specific surface area is larger than 80 m 2 Zg, the handleability of the coating liquid is lowered during the formation of the coating film.
  • the average pore diameter of the polyamide porous particles is preferably 0.01 to 0.8 ⁇ m. If the average pore diameter is less than 0.01 m, the adhesion when dispersed in a transparent resin may be poor. Also, it is difficult to handle when the average pore diameter is larger than 0.8 m.
  • the porosity index (RI) of the porous polyamide particles is 5 to: LOO is preferred.
  • the porosity index (RI) is defined as the ratio of the specific surface area of the porous spherical particles to the specific surface area of the smooth spherical particles having the same diameter. It can be expressed by the following formula. If the porosity index is less than 5, the adhesion when dispersed in a transparent resin may be poor. If the porosity is greater than 100, handling becomes difficult.
  • RI S / S 0
  • S specific surface area of porous particles [m 2 Zkg]
  • the porous polyamide particles are crystalline and have a melting point of 110 to 320 ° C. Preferably, it is 140-280 degreeC. When the melting point is lower than 110 ° C, the thermal stability is lowered.
  • the polyamide porous particles used in the present invention preferably have a crystallinity of 0% or more as measured by DSC.
  • DSC digital versatile crystals
  • the crystallinity of polyamides crystallized from ordinary melts is high, at most about 30%.
  • the polyamide used in the present invention preferably has a crystallinity higher than 40%. Low crystallinity is not preferable because the ability to convert linearly polarized light into non-polarized light is reduced.
  • the degree of crystallinity of the polyamide 6 was calculated based on the description of R. Vieweg et al., Kunststoffel V polyamide, page 218, Carl Hanger Verlag, 1966, and the heat of fusion of polyamide 6 was 45 calZ g.
  • the crystallinity is calculated by the following formula force.
  • the polyamide porous particles of the present invention have a ratio of volume average particle diameter (or volume reference average particle diameter) to number average particle diameter (or number reference average particle diameter) in the particle size distribution of 1 to 2.5 is preferred.
  • the ratio of the volume average particle diameter to the number average particle diameter (particle size distribution index PDI) is greater than 2.5, handling as a powder becomes poor.
  • the particle size distribution index is expressed by the following equation.
  • n is the number of measurements.
  • Polyamide porous particles can be produced by dissolving polyamide in a good solvent, lowering the solubility of the solution in polyamide, and precipitating the polyamide.
  • a preferred method is to use a solvent that dissolves polyamide at high temperatures, which is a non-solvent for polyamide at low temperatures. After dispersing the polyamide in the solvent, the temperature is increased to increase the solubility of the solvent in polyamide. After dissolution, the temperature of the solution is lowered to reduce the solubility of the solvent in the polyamide, so that the polyamide can be deposited by a method.
  • Power that is a non-solvent for polyamides at low temperatures examples include polyhydric alcohols and mixtures thereof.
  • polyhydric alcohol examples include tylene glycol, 1,2 propanediol, 1,3 propanediol, 1,4-butanediol, glycerin, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,5 pentanediol, and hexylene diol.
  • an inorganic salt may be added to lower the dissolution temperature.
  • the inorganic salt include calcium chloride and lithium chloride. Any inorganic salt may be used as long as it is an inorganic salt that promotes dissolution by acting on the hydrogen bond portion of the polyamide.
  • the polyamide solution (A) in which the polyamide is dissolved in a good solvent in which the polyamide is dissolved near room temperature cannot be dissolved in the polyamide solution (A) near the room temperature.
  • phenol compound or formic acid is preferable.
  • phenol, 0-taresole, m-cresol, p-cresol, talesolic acid, black mouth phenol and the like are preferred as the phenolic compound.
  • phenol 0-taresole, m-cresol, p-cresol, talesolic acid, black mouth phenol and the like are preferred as the phenolic compound.
  • Phenol is safer to work with less toxicity than other solvents. Also, it can be easily distilled off from the resulting porous fine particles!
  • a freezing point depressant may be added to the polyamide solution (A).
  • a polyamide non-solvent can be used as long as it does not cause the polyamide in the polyamide solution to precipitate.
  • freezing point depressants are water, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-1-propanol mono-ole, 2-methinole 2-propanol, 1 pentano mono-ole. 1 hexanol, ethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, glycerin, and diglycerin.
  • an inorganic salt may be added to improve the solubility of the polyamide.
  • the inorganic salt include calcium chloride and lithium chloride. If the metal ion is an inorganic salt that acts on the hydrogen bonding part of the polyamide to promote dissolution, the above example You may use what is not restricted to.
  • the polyamide concentration in the polyamide solution (A) is preferably in the range of 0.1 to 30% by weight, more preferably in the range of 0.2 to 25% by weight. If the proportion of polyamide in the polyamide solution exceeds 30% by weight, it may be difficult to dissolve or a uniform solution may not be obtained. Further, even if it is dissolved, the viscosity of the solution becomes high, and it becomes difficult to handle, which is not preferable. If the proportion of polyamide is less than 0.1% by weight, the productivity of products with low polymer concentration will be low, which is not preferable.
  • the non-solvent (B) at around room temperature of the polyamide of the present invention is preferably one that is at least partially compatible with the good solvent of the polyamide solution (A).
  • the non-solvent (B) include compounds selected from the group power consisting of water and a polyamide-insoluble organic solvent.
  • the non-solvent (B) may be a mixture of two or more solvents.
  • the non-solvent (B) preferably does not dissolve 0.01% by weight or more of the polyamide in the polyamide solution at a liquid temperature of 25 ° C.
  • Examples of the polyamide-insoluble organic solvent near room temperature include alkylene glycols such as ethylene glycol and propylene glycol.
  • the polyamide-insoluble organic solvent near room temperature include monovalent and trivalent alcohols.
  • the monohydric alcohol is preferably a monohydric alcohol having 1 to 6 carbon atoms. It may be linear or branched. Examples of monohydric alcohols are methanol, ethanol, 1 propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-1 propanol, 2-methyl-2-propanol, 1 pentanol and 1 hexanol. , Ethylene glycol, triethylene glycol, and polypropylene glycol. An example of a trihydric alcohol is glycerin. Moreover, acetone can be mentioned as a ketone.
  • the non-solvent (B) is preferably a mixture containing water and a polyamide-insoluble solvent (preferably a monohydric alcohol).
  • a polyamide-insoluble solvent preferably a monohydric alcohol.
  • the polyamide is polyamide 12
  • it is a mixture containing alkylene glycol and a polyamide-insoluble organic solvent other than alkylene glycol (preferably a trihydric alcohol) in the non-solvent (B).
  • porous polyamide fine particles In order to prepare porous polyamide fine particles, a solution (A) and a non-solvent (B) are mixed and mixed. A method of forming a uniform mixed solution from time to time and then allowing it to stand can be used, and this operation precipitates porous polyamide particles.
  • the liquid temperature of the mixed solution when depositing the porous polyamide particles is preferably in the range of 0 ° C to 80 ° C, particularly preferably in the range of 20 ° C to 40 ° C.
  • the viscosity of the mixed solution may be increased by adding a thickener to the mixed solution of the polyamide solution (A) and the non-solvent (B) of the polyamide for the purpose of preventing aggregation of the precipitated polyamide particles.
  • thickeners include polyalkylene glycols having a number average molecular weight of 1000 or more (particularly in the range of 1100 to 5000).
  • polyalkylene glycols include polyethylene glycol and polypropylene glycol.
  • the thickening agent can be added either by mixing the polyamide solution and the non-solvent (B) at the same time as adding the thickening agent, or by adding the thickening agent to the mixed solution immediately after the adjustment. Even that way. Two or more polyalkylene glycols can be used in combination.
  • the order of adding the polyamide solution and the non-solvent is not particularly limited as long as the uniformity of the solution is maintained.
  • the prepared polyamide porous fine particles can be solid-liquid separated by a method such as decantation, filtration or centrifugation.
  • the prepared polyamide porous fine particles have a polyamide non-solvent compatible with a good solvent of the polyamide solution (A) at a temperature of 40 ° C or higher at a temperature of 40 ° C or higher.
  • the good solvent of (A) can be extracted and removed from the polyamide porous fine particle force
  • Examples of the polyamide non-solvent used to extract and remove the good solvent of the polyamide solution (A) include aliphatic alcohols, aliphatic or aromatic ketones, aliphatic or aromatic hydrocarbons, and hydraulic power. A compound selected from the group can be mentioned. This non-solvent is good even if it is a mixture of two or more types, and does not dissolve 0.01% by weight or more of polyamide at a liquid temperature of 0 ° C! /.
  • Examples of the aliphatic alcohol include monovalent aliphatic alcohols having 1 to 3 carbon atoms such as methanol, ethanol, 1 propanol, and 2-propanol.
  • Examples of aliphatic ketones include acetone and methyl ethyl ketone.
  • Examples of aromatic ketones include acetophenone, propiophenone, and butyrophenone.
  • Examples of aromatic hydrocarbons include toluene and xylene.
  • Examples of aliphatic hydrocarbons include heptane, hexane, octane, and n-decane.
  • the optical filter of the present invention has crystalline polymer spherulites, and usually at least a part of the layer of the optical filter contains crystalline polymer spherulites. Although it may be a crystalline polymer film that forms a spherulite structure, it preferably contains particles that form the spherulite structure. More preferably, the optical filter has particles as described above and a binder resin for holding the particles.
  • a transparent resin is used as a binder resin and particles are dispersed in the transparent resin and formed into a plate shape or a film shape
  • the transparent resin for dispersing the particles includes methallyl resin, polystyrene resin, polycarbonate resin, polyester resin, cyclic polyolefin resin, and the like. Can be mentioned.
  • the transparent resin is preferably a material having a different refractive index from the (porous) particle when light is diffused, and the same kind of material as the (porous) particle or a porous material when suppressing light scattering. It is preferable that the refractive index is close to the material.
  • the mixing ratio of the particles is preferably 0.1 to 60% by weight with respect to the total of the transparent resin and the particles.
  • the coating film containing the particles of the aspect (b) is formed on a transparent substrate, the particles are mixed and dispersed in a transparent resin (transparent paint), and the transparent substrate
  • a transparent resin transparent paint
  • a method of applying to the surface using means such as a spraying method, a destaining method, a curtain flow method, a roll coater method, a printing method, etc., and curing by ultraviolet irradiation or heating is used.
  • the noinder used for the transparent paint include acrylic resin, polyester resin, urethane resin and the like.
  • the transparent substrate methatal resin, polystyrene resin, polycarbonate resin, poly A transparent resin board such as ester resin and cyclic polyolefin resin can be used, and an inorganic transparent board such as a glass board can also be used.
  • the particles may be directly bonded to a transparent substrate with a binder resin (a known adhesive or the like) as in the embodiment (c)!
  • a binder resin a known adhesive or the like
  • the optical filter 1 of the present invention may be used as it is mounted on a liquid crystal display screen.
  • the filter of the present invention may exhibit antireflection and effects such as Z or dazzling without requiring post-surface processing.
  • a transparent substrate may be bonded as a protective film to the outer surface of the optical filter.
  • the transparent substrate used is not particularly limited as long as it is transparent.
  • a polycarbonate resin, a methacrylic resin, a PET resin, a polystyrene resin, a polyolefin resin containing a ring, a transparent glass, etc. Is mentioned.
  • the method for depositing the polymer film on the transparent substrate is not particularly limited, and a known method can be used.
  • the liquid crystal display device to which the optical filter is attached has a light source device, a rear polarizing plate, a liquid crystal cell, and a front polarizing plate as a basic configuration.
  • a light source device a rear polarizing plate
  • a liquid crystal cell a liquid crystal cell
  • a front polarizing plate a basic configuration
  • the liquid crystal cell has at least these four components in the order of the light source device, polarizing plate, liquid crystal cell, and polarizing plate.
  • Other components may be provided between and before and after these four components.
  • any of the constituent elements is well-known and commonly used, and is not particularly limited.
  • the display between the light source device and the liquid crystal cell is displayed more than the rear polarizing plate and the liquid crystal cell in order to distinguish them.
  • the one on the front is called the front polarizer.
  • the optical filter 1 of the present invention can be disposed further in front of the front polarizing plate.
  • an optical compensator or a color filter is arranged in front of the liquid crystal cell.
  • the optical filter can be arranged in front of the color filter. If an optical compensator is used, the optical filter is placed on the front side or the rear side of the optical compensator! Good.
  • the optical filter of the present invention can be disposed between the light source device and the rear polarizing plate.
  • a diffusion film is placed behind the liquid crystal cell.
  • the optical filter may be arranged on the front side or the back side of the diffusing film.
  • the dried polyamide particles were photographed with a scanning electron microscope, the diameter of 100 particles was measured, the average was obtained, and the number average particle diameter was calculated.
  • the volume average particle size and particle size distribution index were calculated from the above.
  • the measurement range was from 0.0033 to 400 / ⁇ ⁇ .
  • the average pore diameter was determined.
  • the specific surface area of the polyamide particles was measured by the BET method with nitrogen adsorption at three points. From this value, the porosity index was determined according to the previously described equation.
  • the crystallinity of the polyamide was measured by DSC (differential scanning calorimeter). This was done as previously described.
  • UV-visible spectrophotometer V-570 manufactured by JASCO Corporation was used, an integrating sphere was installed in the detector, and the polarization was detected at the inlet of the detector. After two films are installed so that their polarization axes are at right angles, the sample optical filter is inserted between the two polarizing films in the wavelength range of 350 to 800 nm. The transmittance was evaluated. Figure 6 shows the transmittance characteristics of the blank when the sample has no optical filter.
  • the phenol and methanol in a weight ratio of 9 To a solution containing at a ratio of 1, polyamide 6 (molecular weight 13, 000) to prepare a polyamide 6 solution of polyamide 6 concentration of 5 mass 0/0 added and dissolved. To this nylon solution, a mixture of methanol and water mixed at a mixing ratio of 7: 0.5 was added. The temperature was room temperature. The mixture was allowed to stand for 24 hours to complete the precipitation. The polymer was then isolated by centrifugation, and the particles were washed by centrifugation and dewatering while applying 50 ° C methanol at 100 times the amount of fine particles.
  • the obtained polymer particles were observed with a scanning electron microscope, they were relatively uniform spherical porous particles having a number average particle diameter of 10.0 ⁇ m and a volume average particle diameter of 13.76 ⁇ m. It was.
  • the average pore size was 0.05681, PDI 1.36, specific surface area 21.4 m 2 g, porosity index RI 42.1, and the degree of crystallinity of the polymer particles was 56%.
  • this porous particle has a single or multiple nuclear forces in the center, three-dimensionally radial nylon fibrils grow, and the single particle itself has a spherulitic structure. And that helped me.
  • Methyl methacrylate monomer 99 46 parts by weight, radical polymerization initiator 2-2'-azobis (isobutyl butyl-tolyl) (AIBN) O. 34 parts by weight, chain transfer agent 1-dodecanthiol (n-lauryl) Mercaptan) (n-LM) O. After adding 20 parts by weight, 1.5 parts by weight of the above polyamide porous particles are added, stirred, and thermally polymerized to uniformly disperse the polyamide porous particles. A plate-shaped optical filter having a thickness of about 0.5 mm was prepared.
  • Example 1 In order to confirm that the optical filter obtained in Example 1 converts linearly polarized light into the same non-polarized light as natural light with high efficiency, the following work was performed.
  • a polarizing film is placed on the liquid crystal display, and the polarizing axis and polarizing film of the liquid crystal display are displayed. It was confirmed that when the optical axis of the camera matches the bright field, the optical axis force during bright field is completely dark field by tilting the optical axis force 90 degrees to the right or left.
  • the polarizing film is placed on the liquid crystal display even when the optical axis force during bright field is tilted 90 degrees to the right or left. Confirm that the image can be clearly seen and dark field is eliminated, and that the optical filter of the present invention can convert linearly polarized light into non-polarized light with high efficiency.
  • FIG. 4 shows scanning electron micrographs and transmission electron micrographs of true spherical particles, respectively.
  • FIG. 7 shows the evaluation results of the depolarization ability of the optical filter prepared in Comparative Example 1 in the same manner as in Example 2.
  • Example 3 when the optical filter of Comparative Example 1 was inserted between the liquid crystal display and the polarizing film, if the polarizing film was tilted 90 degrees to the right or left in the bright field, the dark film became completely dark and dark. The vision was improved and helped. It was found that the linearly polarized light cannot be converted into non-polarized light because the sphericity particles have low crystallinity and no good spherulites are formed.

Abstract

 球晶構造を有する結晶性高分子を含む光フィルター、特に結晶性高分子の、単一粒子そのものが球晶構造を有する多孔質粒子を含有する光フィルターが開示される。この光フィルターは、直線偏光を自然光と近しい非偏光に高効率で変換することができる。

Description

明 細 書
光フィルター
技術分野
[0001] 本発明は、偏光した光を非偏光に変換する光フィルターに関し、さらに詳しくは、液 晶テレビ、コンピュータや携帯電話の液晶ディスプレイ等の液晶表示装置に装着す ることにより、それらから発する直線偏光を自然光と近しい非偏光に高効率で変換す ることができる光フィルターに関するものである。
背景技術
[0002] 近年、液晶表示装置は、薄型、軽量、高画質の特徴を有し、 CRTに対抗しうる表示 装置となっており、マルチカラー、高精細の液晶ディスプレイ等が上巿されている。ま た、大画面化の要求ゃノヽイビジョン技術の開発に伴い、液晶プロジェクターによる拡 大投影映像表示装置が普及しつつある。これらの液晶表示装置の駆動原理としては 、 TFT方式、 MIM方式、 STN方式、 TN方式等があるが、いずれの方式でも、一組 の偏光板を用いて表示光を直線偏光として発しており、したがって、観察者に達する 光は直線偏光となって!/、る。
[0003] ところで、液晶ディスプレイを長時間使用することで生じる眼精疲労を軽減する手法 として、偏光フィルターあるいは偏光眼鏡を用いる場合がある。この偏光フィルターや 偏光眼鏡は偏光子の透過軸と直角方向である偏光成分からの入射光を遮り、偏光 子の透過軸と平行方向である偏光成分からの入射光のみを取り入れる事を目的とし ている。し力しながら、上記のように、携帯電話やパソコンの液晶画面から発する光は 直線偏光であるために、偏光フィルターや偏光眼鏡の角度が傾くと光量が著しく減 少し甚だしい場合には見えなくなったり、左右で異なるようになったり、非常に不都合 であった。
[0004] これを回避するためには、波長に対して 1Z4波長板を用いることで、直線偏光を楕 円偏光に変えることが考えられるが、ディスプレイ力 発する光の波長は多種多様で あるためこの原理は適応が不可能であった。また偏光フィルターではなぐ基板上に 0. 1〜0. 15mm幅の特殊金属ラインを網目状にコーティングすることで、光を透過 する非コーティング部(約 0. 02mm X O. 02mmの極細穴)を構成することにより入射 光の波長に干渉と回折現象をおこす雲膜現象を利用する手法がある。しかしながら これには精細な加工技術が必要であった。同じぐ高分子微粒子を分散させたフィル ターも、粒子の散乱効果により直線偏光を若干非偏光化する能力があるが、薄膜に すると殆ど効果がな 、ことが知られて 、る。
[0005] さらに、アモルファス構造を持った高分子により直線偏光を非偏光に変換すること が提案されているが(特許文献 1参照)、実際にはアモルファス構造では直線偏光を 非偏光に変換する能力は低ぐ球晶構造という結晶の集合体とすることで初めて効 率的に直線偏光を非偏光に変換することはできることがわ力つた。また、水晶板を用 いた偏向解消板を用いた光フィルターも提案されているが(特許文献 2参照)、液晶 表面に装着するのは実用的ではない。
[0006] 一方、球晶構造の高分子からなる配向膜を用いた液晶表示装置が提案されている が(特許文献 3参照)、これは、視野角を広げることを目的として、偏光板と液晶層の 間に配置したものであり、本発明の光フィルターとは目的が異なっている。また、球晶 構造を有する高分子膜を光フィルタ一として用いて、直線偏光を非偏光に変換を試 みた場合、フィルム作成時に加わる歪みが成型後のフィルムに残留し、屈折率異方 性を発現し、直線偏光を均一に自然光と同じ非偏光に変換することができる光フィル ターは得られない。
特許文献 1 :特開平 2003— 185821号公報
特許文献 2:特開平 10— 10522号公報
特許文献 3:特開平 6 - 308496号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] 本発明は、上記の問題点を解決し、偏光した光を自然光と近しい非偏光に高効率 で変換することができる光フィルター (偏光解消フィルター)を提供することを目的とす る。
課題を解決するための手段
[0008] 本発明は、以下に事項に関する。 [0009] 1. 球晶構造を有する結晶性高分子を含むことを特徴とする光フィルター。
[0010] 2. 結晶性高分子の、単一粒子そのものが球晶構造を有する粒子を含有すること を特徴とする上記 1記載の光フィルター。
[0011] 3. 前記粒子を保持するノ インダー榭脂を含有することを特徴とする上記 2記載の 光フィルター。
[0012] 4. 前記粒子が、前記バインダー榭脂中に分散されていることを特徴とする上記 3 記載の光フィルター。
[0013] 5. 前記粒子が、前記バインダー榭脂と共に、塗膜として透明基板上に形成され て 、ることを特徴とする上記 3記載の光フィルター。
[0014] 6. 前記粒子が、前記バインダー榭脂を接着剤として透明基板に接着されている ことを特徴とする上記 3記載の光フィルター。
[0015] 7. 前記粒子の数平均粒子径カ 1〜30 mであることを特徴とする上記 2〜6の
Vヽずれかに記載の光フィルター。
[0016] 8. 前記粒子が、 BET比表面積 0. l〜80m2Zgを有する多孔質粒子であることを 特徴とする上記 2〜7のいずれかに記載の光フィルター。
[0017] 9. 前記粒子の平均細孔径カ 0. 01〜0. 8 mであることを特徴とする上記 8記 載の光フィルター。
[0018] 10. 前記多孔質粒子の多孔度指数が、 5〜: LOOであることを特徴とする上記 8ま たは 9記載の光フィルター。
[0019] 11. 前記粒子の DSCで測定された結晶化度力 0%以上であることを特徴とする 上記 2〜10のいずれかに記載の光フィルター。
[0020] 12. 前記粒子の数平均粒子径に対する体積平均粒子径の比が 1〜2. 5であるこ とを特徴とする上記 2〜 11の 、ずれかに記載の光フィルター。
[0021] 13. 前記粒子力 ポリアミド力もなることを特徴とする上記 2〜12のいずれかに記 載の光フィルター。
[0022] 14. 光源装置、背面偏光板、液晶セルおよび前面偏光板を備えた液晶表示装置 において、
前記前面偏光板の前面または前記背面偏光板の背面と前記光源装置の間に、上 記 1〜13のいずれかに記載の光学フィルターを有することを特徴とする液晶表示装 置。
発明の効果
[0023] 本発明の光フィルタ一は、偏光した光を自然光と近 、非偏光に高効率で変換す ることができる。従って、液晶テレビ、コンピュータや携帯電話の液晶ディスプレイ等 の液晶表示装置に装着することにより、それらから発する直線偏光を非偏光に変換 できるので、偏光フィルターや偏光眼鏡を用いた場合でも暗視野の解消ができる。ま た、単独で用いた場合でも、光を穏やかに分散出来るために、眼精疲労を軽減する ことができる。
[0024] また、光源装置から発せられた光成分は偏光成分を含む場合があるので、光源装 置と背面偏光板の間に装着することにより、効果的に明るさを取り出すことができる。 図面の簡単な説明
[0025] [図 1]実施例 1に用いた多孔質粒子の走査型電子顕微鏡写真である。
[図 2]実施例 1に用いた多孔質粒子の断面の走査型電子顕微鏡写真である。
[図 3]実施例 1に用いた多孔質粒子の断面の透過型電子顕微鏡写真である。
[図 4]比較例 1に用いた真球状粒子の走査型電子顕微鏡写真である。
[図 5]比較例 1に用いた真球状粒子の断面の透過型電子顕微鏡写真である。
[図 6]偏光解消能評価に用いた偏光フィルムの配向軸を直角に配置した場合の透過 率の波長依存性を示したグラフである。
[図 7]実施例 1および比較例 1でそれぞれ作製した光学フィルターの偏光解消能評価 の結果 (実施例 2、比較例 2)であり、透過率の波長依存性を示したグラフである。
[図 8]実施例 4で作製した光学フィルターの偏光解消能評価の結果 (実施例 5)であり 、透過率の波長依存性を示したグラフである。
発明を実施するための最良の形態
[0026] 本発明の光フィルタ一は、球晶構造を有する結晶性高分子を含んで構成されて 、 る。球晶構造を有する結晶性高分子の粒子力 構成されていても良いし、球晶構造 を有する結晶性高分子力 なるフィルム状でもよい。好ましくは、結晶性高分子の粒 子であって、その単一粒子そのものが球晶構造を有して 、る粒子を含む構成である 。この粒子は、好ましくは数平均粒子径 1〜30 mを有し、さらに好ましくは多孔質粒 子であり、 BET比表面積が 0. l〜80m2Zgである。
[0027] 球晶構造は単数または複数のコア力 高分子フィブリルが三次元等方ある!/、は放 射状に成長して形成した結晶性高分子特有の構造体であり、「単一粒子そのものが 球晶構造」であるとは、一つの単独粒子の中心付近の単数または複数のコアから高 分子フィブリルが三次元等方あるいは放射状に成長して形成した球晶構造であるこ とを意味する。
[0028] 粒子の結晶化度は、好ましくは 40%以上であり、その程度まで結晶化が可能な高 分子材料が好ましく使用される。また、粒子の製造方法としては、球晶を発達させな 力 微粒子を形成できる方法であれば特に限定はなぐ例えば高分子材料の溶液か ら、球晶を発達させながら粒子を析出させる方法等が挙げられる。この溶液からの析 出方法では、多孔質粒子を成長させることができる。
[0029] 以下に、多孔質粒子を製造する場合を説明する。多孔質粒子として、ポリアミド多 孔質粒子を例に説明するが、ここで説明する粒子の形状、粒子径、比表面積、細孔 径等の粒子の物理的形態を表す指標に関しては、ポリアミド以外の粒子の場合にも 適用される。
[0030] 多孔質粒子を構成するポリアミドとしては、公知の種々のものを挙げることができる。
例えば、環状アミドの開環重合、あるいはジカルボン酸とジァミンの重縮合で得られる 。モノマーとしては、 ε—力プロラタタム、 ω—ラウ口ラタタム等の環状アミドを開環重 合して得られる結晶性ポリアミド、 ε—アミノカプロン酸、 ω—アミノドデカン酸、 ω— アミノウンデカン酸などのアミノ酸の重縮合、または蓚酸、アジピン酸、セバシン酸、テ レフタル酸、イソフタル酸、 1, 4ーシクロへキシルジカルボン酸などのジカルボン酸お よび誘導体とエチレンジァミン、へキサメチレンジァミン、 1, 4ーシクロへキシルジアミ ン、 m—キシリレンジァミン、ペンタメチレンジァミン、デカメチレンジァミンなどのジアミ ンを重縮合して得られるものなどである。
[0031] 前記ポリアミドは、単独重合体及びこれらの共重合体からなるポリアミドまたはその 誘導体である。具体的には、ポリアミド 6、ポリアミド 66、ポリアミド 11,ポリアミド 12,ポ リアミド 610、ポリアミド 66Z6T(Tはテレフタル酸成分を表す)などである。また上記 ポリアミドの混合物であってもよ 、。特に好ましくは, ポリアミド 6、ポリアミド 66が好ま しい。
[0032] ポジアミドの分子量は、 2, 000〜100, 000である。好ましくは 5, 000〜40, 000で ある。
[0033] ポリアミド多孔質粒子は、球状、略球状、勾玉 (C型)形状、もしくはダンベル形状の 単体もしくは混合物である力 その 70重量%以上、好ましくは 80重量%以上、さらに 好ましくは 90重量%以上がー種類の粒子形状で構成された均一な粒子であることが 望ましい。 70重量%より少ないと、粉体材料としての流動性が劣るなど好ましくないこ とがある。
[0034] ポリアミド多孔質粒子は、数平均粒子径が 1 μ m以上であり、好ましくは 30 μ m以下 である。数平均粒子径が 1 μ mより小さいと球晶構造を形成することが困難であり適 切でない。また、数平均粒子径が 30 mより大きい場合においても偏光解消を発現 する機構的には問題は無いが、実質上、薄膜形成時に表面を平滑ィ匕しに《なる等 成型加工上の不都合が生じやす 、。
[0035] ポリアミド多孔質粒子の BET比表面積は、 0. l〜80m2Zgである。比表面積が 0.
lm2Zgより小さいと透明樹脂に分散した時の接着性が劣る場合がある。また比表面 積が 80m2Zgより大きくなると塗膜形成時に塗液の取り扱い性が低下する。
[0036] ポリアミド多孔質粒子の平均細孔径は、 0. 01-0. 8 μ mであることが好ましい。平 均細孔径が 0. 01 mより小さければ、透明樹脂に分散した時の接着性が劣る場合 がある。また、平均細孔径が 0. 8 mより大きけい場合には、取り扱いにくい。
[0037] ポリアミド多孔質粒子の多孔度指数 (RI)は、 5〜: LOOが好ま 、。ここで多孔度指 数 (RI)とは、同じ直径の平滑な球状粒子の比表面積に対し、多孔質の球状粒子の 比表面積の比で表示したものと定義する。次式で表せる。多孔度指数が 5より小さけ れば、透明樹脂に分散した時の接着性が劣る場合がある。多孔度が 100より大きいと 、取り扱いずらくなる。
[0038] [数 1]
RI = S/S0 ここで、 RI ;多孔度指数、 S ;多孔粒子の比表面積 [m2Zkg]、
S ;同一粒子径の円滑な球状粒子の比表面積 [m2Zkg]である。
0
Sは、次式に従って求めることができる。
0
すなわち、観測された数平均球状粒子径 d [m]、ポリアミドの密度 p [kg/m3]とす obs
ると、円滑な球の比表面積 Sは次式で表すことができる。
0
[0039] [数 2]
S。 = o /(pdobJ [m 2 / kg] ポリアミドがポリアミド 6の場合、結晶相の密度を 1230kgZm3、非晶相の密度を 110 Okg/mとした。
[0040] またポリアミド多孔質粒子は結晶性であって、融点が 110〜320°Cである。好ましく は、 140〜280°Cである。融点が 110°Cより低くなると、熱安定性が低くなる。
[0041] さらに、本発明で使用されるポリアミド多孔質粒子は、 DSCで測定された結晶化度 力 0%以上であることが好ましい。ポリアミドの結晶化度は、 X線解析より求める方法 、 DSC測定法により求める方法、密度から求める方法があるが、 DSC測定法により 求める方法が好適である。普通溶融物から結晶化させたポリアミドの結晶化度は高 、 ものでせいぜい 30%程度である。本発明で使用されるポリアミドは結晶化度が 40% より高いことが好ましい。結晶化度が低いと、直線偏光を非偏光に変換する能力が落 ちるので好ましくない。
[0042] ポリアミドの結晶化度は、 R. Viewegら、 kunststoffelV polyamide, 218頁 , Carl Hanger Verlag、 1966年の記載により、ポリアミド 6の融解熱は 45calZ gとして算出した。結晶化度は次の式力 算出される。
[0043] [数 3] χ = AHobs/AHm xl00
X ;結晶化度 (%)
Δ Η ;サンプルの
obs 融解熱 (calZg)
Δ Η ;ポリアミドの融解熱 (calZg) [0044] 本発明のポリアミド多孔質粒子は、粒子径分布にお ヽて、数平均粒子径 (または数 基準平均粒子径)に対する体積平均粒子径 (または体積基準平均粒子径)の比が 1 〜2. 5であることが好ましい。数平均粒子径に対する体積平均粒子径の比 (粒度分 布指数 PDI)が 2. 5より大きいと、粉体としての取り扱いが悪くなる。
[0045] 粒子径分布指数は次式で表される。
数平均粒子径 :
[0046] [数 4]
n
Dn = V Xi / n
i=l 体積平均粒子径:
[0047] [数 5]
Dv = J Xi4 / Y Xi3
i=l i=l 粒子径分布指数:
[0048] [数 6]
PDI = Dv/Dn
ここで、 Xi;個々の粒子径、 nは測定数である。
[0049] ポリアミド多孔質粒子は、ポリアミドを良溶媒に溶解した後、溶液のポリアミドに対す る溶解度を下げ、ポリアミドを析出させることによって製造することができる。
[0050] 好ましい方法としては、低温ではポリアミドの非溶媒である力 高温にてポリアミドを 溶解する溶媒を用い、溶媒にポリアミド分散させた後、温度を上昇し溶媒のポリアミド に対する溶解度を上昇させることで溶解させたのち、溶液の温度を降下させることで 溶媒のポリアミドに対する溶解度を減ずることで、ポリアミドを析出させる方法によって 作成することができる。
[0051] 低温ではポリアミドの非溶媒である力 高温にてポリアミドを溶解する溶媒の例とし て、多価アルコール及びそれらの混合物が挙げられる。多価アルコールとしては、ェ チレングリコール、 1, 2 プロパンジオール、 1, 3 プロパンジオール、 1, 4ーブタ ンジオール、グリセリン、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、 1, 5 ペンタ ンジオール、へキシレンダリコール等が挙げられる。
[0052] 上記溶媒中に溶解促進のため、溶解温度を降下させるため無機塩を加えても良い 、無機塩としては塩ィ匕カルシウム、塩化リチウム等が挙げられる。金属イオンがポリア ミドの水素結合部に作用して溶解を促進する無機塩であれば、上記の例に限らずど のようなものを使用してもよい。
[0053] より好ましい方法として、室温付近においてポリアミドを溶解させる良溶媒中にポリ アミドを溶解させたポリアミド溶液 (A)に、室温付近でポリアミドを溶解させることがで きな 、非溶媒 (B)を混合することで、溶媒のポリアミドに対する溶解度を減ずる方法 を用いて製造することができる。
[0054] 本発明におけるポリアミドの室温付近における良溶媒としては、フエノールイ匕合物ま たは蟻酸が好ましい。フエノールイ匕合物としては、具体的には、フエノール、 0—タレ ゾール、 m クレゾール、 p クレゾール、タレゾール酸、クロ口フエノール等が好まし い。これらは、室温、または温度 30〜90°Cの加熱により、結晶性ポリアミドを溶解す る、または、溶解を促進するから好ましい。特に、好ましくは、フエノールである。フエノ ールは、他の溶媒よりも毒性が少なぐ作業上安全である。また、得られた多孔質微 粒子から留去しやす!/、から都合がよ!、。
[0055] ポリアミド溶液 (A)には、凝固点降下剤を添加しても良い。凝固点降下剤としては、 ポリアミド溶液中のポリアミドを析出させない範囲であれば、ポリアミドの非溶媒を用い ることができる。凝固点降下剤の例としては、水、メタノール、エタノール、 1—プロパノ ール、 2—プロパノール、 1ーブタノール、 2—ブタノール、 2—メチルー 1 プロパノ 一ノレ、 2—メチノレー 2—プロパノーノレ、 1 ペンタノ一ノレ、 1一へキサノーノレ、エチレン グリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、およびジグリセ リンを挙げることができる。
[0056] 上記ポリアミド溶媒中に溶解促進のため、ポリアミドの溶解度向上のため、無機塩を 加えても良い、無機塩としては塩ィ匕カルシウム、塩化リチウム等が挙げられる。金属ィ オンがポリアミドの水素結合部に作用して溶解を促進する無機塩であれば上記の例 に限らずどのようなものを使用してもよい。
[0057] ポリアミド溶液 (A)中のポリアミド濃度は、好ましくは 0. 1〜30重量%の範囲、更に 好ましくは 0. 2〜25重量%の範囲である。ポリアミド溶液中でポリアミドの割合が 30 重量%を越えると、溶解しにくくなつたり、均一な溶液にならないことがある。また、溶 解しても溶液の粘度が高くなり、扱いにくくなるので好ましくない。ポリアミドの割合が 0. 1重量%より低くなると、ポリマー濃度が低ぐ製品の生産性が低くなるので好まし くない。
[0058] 本発明のポリアミドの室温付近における非溶媒 (B)は、ポリアミド溶液 (A)の良溶媒 と少なくとも部分的に相容するものが好ましい。非溶媒 (B)の例としては、水およびポ リアミド不溶性有機溶媒力 成る群力 選ばれる化合物を挙げることができる。非溶 媒 (B)は、二種以上の溶媒の混合物でも良い。非溶媒 (B)は、液温 25°Cにおいてポ リアミド溶液中のポリアミドを 0. 01重量%以上溶解することの無いものであることが好 ましい。
[0059] 室温付近におけるポリアミド不溶性有機溶剤の例としては、エチレングリコールおよ びプロピレングリコールなどのアルキレングリコールを挙げることができる。
[0060] 室温付近におけるポリアミド不溶性有機溶媒の他の例としては、一価および三価ァ ルコールを挙げることができる。一価アルコールは、炭素数 1〜6の一価アルコール であることが望ましい。直鎖でもまた分岐を有していても良い。一価アルコールの例と しては、メタノール、エタノール、 1 プロパノール、 2—プロパノール、 1ーブタノール 、 2—ブタノール、 2—メチルー 1 プロパノール、 2—メチルー 2—プロパノール、 1 ペンタノ一ノレ、 1一へキサノーノレ、エチレングリコーノレ、トリエチレングリコーノレ、プロピ レンダリコール、を挙げることができる。 3価アルコールとしてはグリセリンを挙げること ができる。また、ケトンとして、アセトンを挙げることができる。
[0061] ポリアミドがポリアミド 6の場合は、非溶媒 (B)は水とポリアミド不溶性溶媒 (好ましく は一価アルコール)とを含む混合物であることが好ましい。ポリアミドがポリアミド 12で ある場合は、非溶媒 (B)にアルキレングリコールとアルキレングリコール以外のポリア ミド不溶性有機溶媒 (好ましくは三価アルコール)とを含む混合物である。
[0062] 多孔質ポリアミド微粒子を作成するためには、溶液 (A)と非溶媒 (B)とを混合して一 時的に均一な混合溶液を形成し、その後静置する方法が利用でき、この操作により 多孔質ポリアミド粒子が析出する。多孔質ポリアミド粒子を析出させる際の混合溶液 の液温は、 0°C〜80°Cの範囲が好ましぐ 20°C〜40°Cの範囲が特に好ましい。
[0063] ポリアミド溶液 (A)とポリアミドの非溶媒 (B)との混合溶液には、析出したポリアミド粒 子の凝集を防止する目的で増粘剤を加えて混合溶液の粘度を高めても良い。増粘 剤の例としては、数平均分子量 1000以上(特に 1100から 5000の範囲)のポリアル キレングリコールを挙げる事ができる。ポリアルキレングリコールの例としては、ポリエ チレングリコールおよびポリプロピレングリコールを挙げる事ができる。増粘剤の添カロ 方法としては、ポリアミド溶液および非溶媒 (B)とを混合するのと同時に増粘剤を添 加する方法、もしくは調整直後の混合溶液に増粘剤を添加する方法のいずれかの方 法であってもよ 、。ポリアルキレングリコールは二種以上を併用できる。
[0064] ポリアミド溶液と非溶媒との添加順序は、溶液の均一性が保たれれば、特に制限は ない。
[0065] 本発明にお ヽては、作成したポリアミド多孔質微粒子は、デカンテーシヨン、ろ過あ るいは遠心分離などの方法で固液分離させることができる。
[0066] 本発明にお ヽては、作成したポリアミド多孔質微粒子は、ポリアミド溶液 (A)の良溶 媒と 40°C以上の温度で相溶するポリアミド非溶媒を 40°C以上の温度にて接触させる ことによって、(A)の良溶媒をポリアミド多孔質微粒子力も抽出除去することができる
[0067] ポリアミド溶液 (A)の良溶媒を抽出除去するのに用いるポリアミド非溶媒の例として 、脂肪族アルコール、脂肪族もしくは芳香族ケトン、脂肪族もしくは芳香族の炭化水 素、および水力もなる群より選ばれる化合物を挙げる事ができる。この非溶媒は、 2種 類以上の混合物でも良ぐ液温力 0°Cでポリアミドを 0. 01重量%以上溶解すること がな 、ものであることが好まし!/、。
[0068] 脂肪族アルコールとしては、メタノール、エタノール、 1 プロパノール、および 2— プロパノールなどの炭素原子数が 1〜3の 1価の脂肪族アルコールを挙げる事ができ る。
[0069] 脂肪族ケトンの例としては、アセトン、およびメチルェチルケトンを挙げる事ができる 。芳香族ケトンの例としては、ァセトフエノン、プロピオフエノン、およびブチロフエノン を挙げる事ができる。
[0070] 芳香族炭化水素の例としては、トルエンおよびキシレンを挙げる事ができる。脂肪 族炭化水素の例としては、ヘプタン、へキサン、オクタン、および n—デカンを挙げる 事ができる。
[0071] 本発明の光フィルタ一は、結晶性高分子の球晶を有しており、通常、光フィルター の少なくとも一部の層が、結晶性高分子の球晶を含有するものである。球晶構造を形 成して 、る結晶性高分子のフィルムであってもよ 、が、好ましくは前記球晶構造を形 成している粒子を含むものである。光フィルタ一は、さらに好ましくは、前述のとおりの 粒子と粒子を保持するためのバインダー榭脂を有する。光フィルターの代表的な態 様としては、(a)透明性榭脂をバインダー榭脂として用いて、粒子を透明性榭脂中に 分散させたものを板状又はフィルム状に成形した態様、(b)粒子をバインダー榭脂と 共に、塗膜として基板上に形成した態様、(c)粒子を基板にバインダー榭脂を接着 剤として接着した態様等が挙げられる。
[0072] 上記 (a)の態様にぉ 、て、粒子を分散させる透明性榭脂としては、メタタリル榭脂、 ポリスチレン榭脂、ポリカーボネート榭脂、ポリエステル榭脂、環状を含むポリオレフィ ン榭脂等が挙げられる。透明性榭脂は、光拡散させる場合には、(多孔質)粒子と屈 折率が異なる材料であることが好ましぐ光散乱を抑える場合には (多孔質)粒子と同 種の材料もしくは屈折率が近 、材料であることが好ま 、。
[0073] 粒子の配合割合は透明性榭脂と粒子の合計に対して、 0. 1〜60重量%が好まし い。
[0074] また、上記 (b)の態様の粒子を含む塗膜を透明性基板上に形成する場合には、粒 子を透明性榭脂 (透明性塗料)に混合分散し、透明性基板の表面にスプレー法、デ イツビング法、カーテンフロー法、ロールコーター法、印刷法等の手段を用いて塗布 し、紫外線照射又は加熱で硬化させる方法が用いられる。透明性塗料に用いられる ノインダーとしては、アクリル系榭脂、ポリエステル系榭脂、ウレタン系榭脂等が挙げ られる。
[0075] 透明性基板としては、メタタリル榭脂、ポリスチレン榭脂、ポリカーボネート榭脂、ポリ エステル榭脂、環状を含むポリオレフイン榭脂等の透明性榭脂板が使用できる他、ガ ラス板のような無機質透明板の採用も可能である。
[0076] 光フィルターを形成するのに、上記 (c)の態様のように粒子を直接透明性基板にバ インダー榭脂 (公知の接着剤等)で接着してもよ!、。
[0077] 本発明の光フィルタ一は、そのまま液晶表示画面上に装着して用いてもよい。本発 明のフィルタ一は実施の形態により、表面後加工を必要とせずに反射防止、および Zまたは妨眩等の作用が発揮される場合がある。
[0078] あるいは、光学フィルターの外側表面に透明基材を保護膜として貼り合わせてもよ い。使用される透明基材としては、透明であれば特に限定されないが、例えば、ポリ カーボネート榭脂、メタアクリル榭脂、 PET榭脂、ポリスチレン榭脂、環状を含むポリ ォレフィン榭脂、または透明ガラス等が挙げられる。また、これらの透明基材の外側表 面に反射防止処理、および Zまたは妨眩処理、および Zまたはハードコート処理を 施すことが好ましい。さらに、透明基材に高分子膜を被着させる方法は特に限定され ず、公知の方法を用いることができる。
[0079] 本発明において、前記光学フィルターを装着する液晶表示装置とは、光源装置、 背面偏光板、液晶セル、前面偏光板を基本構成とするものである。そして、液晶セル の機構によって種々の方式があるものの、少なくとも光源装置、偏光板、液晶セル、 偏光板の順でこれら 4つの構成要素を備え、さらに必要に応じて光学補償板やカラ 一フィルターなど、その他の構成要素をこれら 4つの構成要素の間や前後に備えて いてもよい。また、いずれの構成要素も周知慣用のものでよぐ殊更に限定されない。 なお、これらの構成において、偏光板が 2か所にあるので本明細書においては、それ らを区別するため、光源装置と液晶セルの間のものを背面偏光板、液晶セルよりさら に表示の前面にあるのを前面偏光板と称して 、る。
[0080] 本発明の光フィルタ一は、前面偏光板の更に前面に配することができる。なお、液 晶表示装置には、その方式によっては液晶セルより前面に光学補償板やカラーフィ ルターなどを配している。カラーフィルターが用いられる場合には、光学フィルタ一は 該カラーフィルターより前側に配されることができる。光学補償板が用いられる場合に は、光学フィルタ一は該光学補償板の前側または後ろ側の 、ずれに配されて!、ても よい。
[0081] また、本発明の光フィルタ一は、光源装置と背面偏光板の間に配することができる。
液晶表示装置には、その方式によっては液晶セルより背面に拡散フィルムなどを配し ている。拡散フィルム等が用いられている場合には、光学フィルタ—は該拡散フィル ムの前面または後ろ側の 、ずれに配されて 、てもよ 、。
実施例
[0082] 以下、実施例について説明する力 本発明はこれらの例に限定されるものではない
[0083] また、多孔質粒子の物性 (粒子径、比表面積、平均細孔径、結晶化度など)の測定 は次のように行った。
[0084] (平均粒子径、粒度分布指数)
乾燥させたポリアミド粒子を走査型電子顕微鏡にて撮影し、粒子 100個の直径を計 測して平均を求め、数平均粒子径を算出した。また、体積平均粒子径および粒子径 分布指数を前述から計算して求めた。
[0085] (細孔径分布)
水銀ポロシメーターで測定した。測定範囲は 0. 0034〜400 /ζ πιで測定した。平均 細孔径を求めた。
[0086] (比表面積,多孔度指数)
ポリアミド粒子の比表面積は、窒素吸着による BET法で 3点測定によりおこなった。 この値から、前に述べた式に従って多孔度指数を求めた。
[0087] (結晶化度)
ポリアミドの結晶化度は、 DSC (示差走査熱量計)で測定した。前に述べた方法で 行った。
[0088] (偏光解消能の評価)
ポリアミド多孔質微粒子分散試料の偏光解消能の評価には、 日本分光 (株)製紫外 •可視分光光度計 V— 570を用い、検出部には積分球を設置し、検出部入口には偏 光フィルムを 2枚、お互いの偏光軸が直角になるように設置したのち、試料の光学フ ィルターを、 2枚の偏光フィルムの間に挿み、 350〜800nmまでの波長範囲におけ る透過率により評価した。試料の光学フィルターが無 、ときのブランクの透過率特性 を図 6に示す。
[0089] 〔多孔質粒子の製造〕
フエノールとメタノールとを質量比で 9 : 1の割合で含む溶液に、ポリアミド 6 (分子量 13, 000)を加えて溶解させポリアミド 6濃度 5質量0 /0のポリアミド 6溶液を調製した。こ のナイロン溶液に、メタノーノレと水とを 7 : 0. 5の混合比で混合したの混合液を添カロし た。温度は室温で行った。 24時間静置して、析出終了させた。その後遠心分離でポ リマーを単離した後、 50°Cのメタノールを微粒子の 100倍量かけながら遠心分離脱 水を行い、粒子の洗浄を行なった。
[0090] 得られたポリマー粒子を走査型電子顕微鏡で観察したところ、数平均粒子径 10. 0 1 μ m、体積平均粒子径 13. 76 μ mの比較的均一な球形の多孔質粒子であった。 また、平均細孔径 0. 05681 、 PDI1. 36、比表面積 21. 4m2 g,多孔度指数 RI42. 1、ポリマー粒子の結晶化度 56%であった。この多孔質粒子は図 1、図 2及び 図 3に示すように、中心の単一または複数の核力 三次元的に放射状にナイロンフィ ブリルが成長し、単一粒子そのものが球晶構造を有して 、ることがわ力つた。
[0091] <実施例 1 >
メタクリル酸メチルモノマー 99. 46重量部に、ラジカル重合開始剤として 2— 2 '—ァ ゾビス (イソプチ口-トリル)(AIBN) O. 34重量部、連鎖移動剤として 1—ドデカンチ オール (n—ラウリルメルカプタン) (n-LM) O. 20重量部をカ卩えた後、上記のポリアミ ド多孔質粒子 1. 5重量部を添加、撹拌し、熱重合することで、ポリアミド多孔質粒子 が均一に分散された、厚さ約 0. 5mmの板状の光フィルターを作成した。
[0092] <実施例 2 >
実施例 1の方法により得られた光フィルターの偏光解消能の評価結果を図 7に示す
[0093] <実施例 3 >
実施例 1により得られた光フィルターが直線偏光を自然光と同じ非偏光に高効率で 変換する事を確認する為に以下の作業を行った。
[0094] 液晶ディスプレイ上に偏光フィルムを置き、液晶ディスプレイの偏光軸と偏光フィル ムの光軸が合致した場合は明視野となり、明視野時の光軸力 右もしくは左 90度傾 けることで全く暗視野となることを確認した。
[0095] 次に、液晶ディスプレイと偏光フィルムの間に、前記の板状の試料を挿入したところ 、偏光フィルムを明視野時の光軸力 右もしくは左 90度傾けた状態においても液晶 ディスプレイ上の画像をはっきりと見ることができ、暗視野が解消されることを確認し、 本発明の光学フィルターにより、直線偏光を非偏光に高効率で変換できることがわか つた o
[0096] <実施例 4>
市販のアクリル系バインダー溶液 (アクリルダイン C)に IPAを用い倍稀釈したのち、 ノ^ンダ一溶液中のバインダー成分に対して 10重量部に相当する上記ポリアミド多 孔質微粒子を分散させた後、ポリカーボネート基板上に製膜し、厚さ 45 m程度の ポリカーボネート基板を含む光フィルターを作成した。
[0097] <実施例 5 >
実施例 4の方法により得られた光フィルターの偏光解消能の評価結果を図 8に示す [0098] <比較例 1 >
公知の製法で得たポリアミド 12の真球状粒子を用いた他は、実施例 1と同様にして 試料を作成した。真球状粒子の走査型電子顕微鏡写真および透過型電子顕微鏡写 真をそれぞれ図 4および図 5に示す。
[0099] <比較例 2>
実施例 2と同様にして、比較例 1にて作成した光フィルターの偏光解消能の評価結 果を図 7に示す。
[0100] <比較例 3 >
実施例 3と同様に液晶ディスプレイと偏光フィルムの間に、比較例 1の光学フィルタ 一を挿入したところ、偏光フィルムを明視野時の光軸力も右もしくは左 90度傾けると 全く暗視野となり、暗視野の改善がなされな力つた。真球状粒子では結晶化度が低く また良好な球晶が生成していないため、直線偏光を非偏光に変換できないことがわ かった。

Claims

請求の範囲
[I] 球晶構造を有する結晶性高分子を含むことを特徴とする光フィルター。
[2] 結晶性高分子の、単一粒子そのものが球晶構造を有する粒子を含有することを特 徴とする請求項 1記載の光フィルター。
[3] 前記粒子を保持するバインダー榭脂を含有することを特徴とする請求項 2記載の光 フィルター。
[4] 前記粒子が、前記バインダー榭脂中に分散されて!ヽることを特徴とする請求項 3記 載の光フィルター。
[5] 前記粒子が、前記バインダー榭脂と共に、塗膜として透明基板上に形成されている ことを特徴とする請求項 3記載の光フィルター。
[6] 前記粒子が、前記バインダー榭脂を接着剤として透明基板に接着されて ヽることを 特徴とする請求項 3記載の光フィルター。
[7] 前記粒子の数平均粒子径が、 1〜30 μ mであることを特徴とする請求項 2〜6の 、ず れかに記載の光フィルター。
[8] 前記粒子が、 BET比表面積 0. l〜80m2Zgを有する多孔質粒子であることを特徴 とする請求項 2〜7のいずれかに記載の光フィルター。
[9] 前記粒子の平均細孔径が、 0. 01〜0. 8 μ mであることを特徴とする請求項 8記載の 光フィルター。
[10] 前記多孔質粒子の多孔度指数が、 5〜: LOOであることを特徴とする請求項 8または 9 記載の光フィルター。
[II] 前記粒子の DSCで測定された結晶化度が 40%以上であることを特徴とする請求項 2〜10のいずれかに記載の光フィルター。
[12] 前記粒子の数平均粒子径に対する体積平均粒子径の比が 1〜2. 5であることを特 徴とする請求項 2〜 11の 、ずれかに記載の光フィルター。
[13] 前記粒子が、ポリアミドからなることを特徴とする請求項 2〜12のいずれかに記載の 光フィルター。
[14] 光源装置、背面偏光板、液晶セルおよび前面偏光板を備えた液晶表示装置にぉ 、 て、 前記前面偏光板の前面または前記背面偏光板の背面と前記光源装置の間に、請 求項 1〜13のいずれかに記載の光学フィルターを有することを特徴とする液晶表示 装置。
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