JP7062021B2 - 光学積層体及び表示装置 - Google Patents

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KOIKE, YASUHIRO
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Description

本発明は、光学積層体及び表示装置に関する。
液晶表示装置に代表される表示装置は、輝度、解像度、色域等の性能が急速に進歩している。そして、これら性能の進歩に比例して、携帯用情報端末、カーナビゲーションシステム等の屋外での使用を前提とした表示装置が増加している。
日差しの強い屋外等の環境では、眩しさを軽減するために偏光機能を備えたサングラス（以下、「偏光サングラス」と称する。）をかけた状態で表示装置を観察する場合がある。
偏光板を含む表示装置を偏光サングラスを通して観察する場合、表示装置の偏光の吸収軸と、偏光サングラスの偏光の吸収軸とが直交すると画面が暗くなり見えなくなる（以下、「ブラックアウト」と称する。）という問題、及び表示装置内の配置された光学フィルムのリタデーションに起因するグラデーション調の色ムラ（以下、単に「色ムラ」ともいう）が生じるという問題がある。
前記問題を解決するために、特許文献１の手段が提案されている。
特開２０１１－１０７１９８号公報
特許文献１は、バックライト光源として白色発光ダイオード（白色ＬＥＤ）を用いた液晶表示装置において、偏光板の視認側に３０００～３００００ｎｍのリタデーションを有する高分子フィルムを特定の角度で配置することを特徴とするものである。特許文献１の手段では、バックライト光源として白色発光ダイオード（白色ＬＥＤ）を用いた液晶表示装置において、ブラックアウト及び色ムラの問題を解消している。
一方で、輝度、解像度、色域等を向上するために、表示装置の光源及び表示素子が多様化している。例えば、液晶表示装置のバックライトの光源としては、特許文献１で用いている白色ＬＥＤが多く用いられているが、近年、バックライトの光源として量子ドットを用いた液晶表示装置が提案され始めている。また、現在の表示素子の主流は液晶表示素子であるが、有機ＥＬ表示素子の実用化が広がりつつある。
しかしながら、これらの表示装置を偏光サングラスを通して観察した場合、前記問題（ブラックアウト及び色ムラ）を生じなくても、色の再現性に問題を生じる場合があった。ここでいう色の再現性とは、表示装置を裸眼で観察した場合と、偏光サングラスを通して観察した場合とで色の見え方が異なるという現象である。
また、近年急速に普及してきているタッチパネル搭載表示装置は、折り畳み可能であることが望まれてきており、該表示装置に用いる表示素子としては有機ＥＬ表示素子が好適である。
折り畳み可能な表示装置に用いる光学フィルムには、優れた硬度を有すると共に、繰り返し折り畳んでもクラックの生じることのない優れた耐久折り畳み性能が求められる。
光学フィルムに耐久折り畳み性能を付与するために、当該光学フィルムの基材フィルムとしてポリイミドフィルムを用いることが検討されている。しかしながら、表示素子、偏光子、及び、ポリイミドフィルムを順に有する表示装置を偏光サングラスを通して観察した場合、特に、斜め方向から観察した場合に前述した色再現性の問題が顕著に生じることが見出された。
ここで、ポリイミドフィルムはいわゆる負のＣプレート特性を有するフィルムである。「負のＣプレート特性を有するフィルム」とは、フィルムの面内において屈折率が最も大きい方向である遅相軸方向の屈折率をｎｘ、該フィルムの面内において前記遅相軸方向と直交する方向である進相軸方向の屈折率をｎｙ、該フィルムの厚み方向の屈折率をｎｚとした際に、ｎｘ≧ｎｙ＞ｎｚの関係を満たすフィルムをいう。しかしながら、表示素子、偏光子、及び、光学フィルムとして負のＣプレート特性を有するポリイミドフィルムのみを適用した表示装置では、前述したブラックアウトの問題も解消されない。
本発明は、表示素子及び偏光子を順に有する表示装置の視認者側に適用する光学積層体において、ポリイミドフィルムのような負のＣプレート特性を有するフィルムを用いた場合であっても、正面方向及び斜め方向のいずれから表示画面を観察した際にも前述した色再現性が良好であり、ブラックアウトの問題も解消し得る光学積層体、及び該光学積層体を有する表示装置を提供することを目的とする。
本発明者らは、少なくとも２種の特定のフィルムを含む光学積層体とし、該光学積層体全体として所定の光学特性を満たすような設計とすることで前記課題を解決できることを見出した。
本発明は、以下の光学積層体及び表示装置を提供する。
［１］少なくとも２種のフィルムを含む光学積層体であって、前記光学積層体は少なくとも、下記条件（１）を満たすフィルムＡと、下記条件（２）を満たすフィルムＣとを含み、該光学積層体面に対し垂直軸方向から観測されるリタデーション値Ｒｅ（０）が４，０００～３０，０００ｎｍであり、該光学積層体面に対し垂直でかつ該フィルムＡの面内において屈折率が最も大きい方向である遅相軸に沿った面内で、該光学積層体面の垂直軸から該遅相軸方向に４０度傾斜した軸方向から観測されるリタデーション値Ｒｅ（４０）が４，０００～２５，０００ｎｍである光学積層体。
条件（１）：フィルムの面内において屈折率が最も大きい方向である遅相軸方向の屈折率をｎｘ、該フィルムの面内において前記遅相軸方向と直交する方向である進相軸方向の屈折率をｎｙ、該フィルムの厚み方向の屈折率をｎｚとした際に、ｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚの関係である。
条件（２）：フィルムの面内において屈折率が最も大きい方向である遅相軸方向の屈折率をｎｘ、該フィルムの面内において前記遅相軸方向と直交する方向である進相軸方向の屈折率をｎｙ、該フィルムの厚み方向の屈折率をｎｚとした際に、ｎｘ≧ｎｙ＞ｎｚの関係である。
［２］前記フィルムＣがポリイミドフィルム及びポリアラミドフィルムからなる群から選ばれる、［１］に記載の光学積層体。
［３］前記フィルムＡが延伸ポリエステル系フィルムである、［１］又は［２］に記載の光学積層体。
［４］少なくとも、表示素子、偏光子、及び、［１］～［３］のいずれか１項に記載の光学積層体を順に有する表示装置。
［５］前記表示素子が有機ＥＬ表示素子である、［４］に記載の表示装置。
［６］前記有機ＥＬ表示素子が三色独立方式の有機ＥＬ表示素子である、［５］に記載の表示装置。
［７］前記光学積層体に含まれる前記フィルムＣが前記フィルムＡよりも視認者側となるよう配置されたものである、［４］～［６］のいずれか１項に記載の表示装置。
［８］折り畳み可能な表示装置である、［４］～［７］のいずれか１項に記載の表示装置。
本発明の光学積層体は、表示素子及び偏光子を順に有する表示装置の視認者側に適用し、偏光サングラスを通して正面方向及び斜め方向のいずれから表示画面を観察した際にも、偏光サングラスなしで観察した場合との色の見え方の違いが少なく、色再現性が良好である。また、偏光サングラスを通して表示画面を観察した場合のブラックアウトの問題も解消できる。本発明の光学積層体は、折り畳み可能な表示装置の最表面に用いる光学フィルムとして好適である。
条件（１）を満たし、フィルム面に対し垂直軸方向から観測されるリタデーション値が３，０００ｎｍであるフィルムＡの、垂直軸方向からθ度傾斜した角度ごとのリタデーション値である。 本発明の光学積層体の実施形態の一例を示す断面模式図である。 本発明の表示装置の実施形態の一例を示す断面模式図である。
［光学積層体］
本発明の光学積層体は、少なくとも、下記条件（１）を満たすフィルムＡと、下記条件（２）を満たすフィルムＣの２種のフィルムを含み、該光学積層体面に対し垂直軸方向から観測されるリタデーション値Ｒｅ（０）が４，０００～３０，０００ｎｍであり、該光学積層体面に対し垂直でかつ該フィルムＡの面内において屈折率が最も大きい方向である遅相軸に沿った面内で、該光学積層体面の垂直軸から該遅相軸方向に４０度傾斜した軸方向から観測されるリタデーション値Ｒｅ（４０）が４，０００～２５，０００ｎｍであることを特徴とする。
条件（１）：フィルムの面内において屈折率が最も大きい方向である遅相軸方向の屈折率をｎｘ、該フィルムの面内において前記遅相軸方向と直交する方向である進相軸方向の屈折率をｎｙ、該フィルムの厚み方向の屈折率をｎｚとした際に、ｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚの関係である。
条件（２）：フィルムの面内において屈折率が最も大きい方向である遅相軸方向の屈折率をｎｘ、該フィルムの面内において前記遅相軸方向と直交する方向である進相軸方向の屈折率をｎｙ、該フィルムの厚み方向の屈折率をｎｚとした際に、ｎｘ≧ｎｙ＞ｎｚの関係である。
本発明の光学積層体は上記構成とすることにより、表示素子及び偏光子を順に有する表示装置の視認者側に適用した場合に、上記条件（２）を満たす、負のＣプレート特性を有するフィルムＣに由来する性能（例えば、フィルムＣがポリイミドフィルムの場合は耐久折り畳み性能など）を付与しつつ、表示画面を偏光サングラスを通して正面方向及び斜め方向のいずれから観察した際にも前述した色再現性を良好にすることができる。また、前述したブラックアウト問題を解消することができる。
光学積層体面に対し垂直軸方向から観測されるリタデーション値Ｒｅ（０）は、光学積層体の面内において屈折率が最も大きい方向である遅相軸方向の屈折率ｎｘと、光学積層体の面内において前記遅相軸方向と直交する方向である進相軸方向の屈折率ｎｙと、光学積層体の厚みｄとにより、下記式によって表されるものである。
リタデーション値Ｒｅ（０）＝（ｎｘ－ｎｙ）×ｄ
上記リタデーション値は、例えば、王子計測機器（株）製の位相差測定装置「ＫＯＢＲＡ－ＷＲ」、超高位相差測定装置「ＰＡＭ－ＵＨＲ１００」、大塚電子（株）製の位相差測定装置「ＲＥＴＳ－１００」により測定できる。なお、本明細書におけるリタデーション値は、特に断りのない限り、波長５５０ｎｍにおけるリタデーション値である。
また、二以上の偏光子を用いて、光学積層体の配向軸方向（主軸の方向）を求めた後、二つの軸（配向軸の屈折率、及び配向軸に直交する軸）の屈折率（ｎｘ、ｎｙ）を、アッベ屈折率計（アタゴ社製 ＮＡＲ－４Ｔ）によって求める。ここで、より大きい屈折率を示す軸を遅相軸と定義する。光学積層体の厚みｄは、例えば、走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）を用いて撮影した断面の画像から１０箇所の厚みを測定し、１０箇所の値の平均値から算出できる。ＳＴＥＭの加速電圧は１０ｋＶ～３０ｋＶ、倍率は１００～７００倍とすることが好ましい。複屈折率（ｎｘ－ｎｙ）と、光学積層体の厚みｄ（ｎｍ）との積より、リタデーション値を計算することもできる。
また、リタデーション値Ｒｅ（４０）は、光学積層体面に対し垂直でかつフィルムＡの遅相軸に沿った面内で、光学積層体面の垂直軸から光学積層体に含まれるフィルムＡの遅相軸方向に４０度傾斜した軸方向から観測されるリタデーション値である。Ｒｅ（４０）は、光学積層体面の垂直軸から４０度傾斜した角度から光を入射させ、光学積層体の光出射面において、該光出射面の垂直軸からフィルムＡの遅相軸方向に４０度傾斜した角度でのリタデーション値を、位相差測定装置を用いて測定する。具体的には実施例に記載の方法で測定できる。
さらに、光学積層体の厚み方向のリタデーション値をＲｔｈとすると、Ｒｔｈは、光学積層体の面内において屈折率が最も大きい方向である遅相軸方向の屈折率ｎｘと、光学積層体の面内において前記遅相軸方向と直交する方向である進相軸方向の屈折率ｎｙと、光学積層体の厚み方向の屈折率ｎｚと、光学積層体の厚みｄとにより、下記式によって表されるものである。
Ｒｔｈ＝［｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２｝－ｎｚ］×ｄ
なお光学積層体に含まれる各フィルムのリタデーション値及び厚みも、前記と同様の方法で測定又は算出できる。
以下に、本発明について説明する。
表示素子、偏光子、及び光学積層体を順に有する表示装置においては、表示画面を観察した際の色の見え方が偏光サングラスの有無によって異なることがある。この原因は、光学積層体が有するリタデーションと、複屈折の波長依存性によるものである。またこの原因は、光学積層体を観察する角度によって、観測されるリタデーション値が変化することにもある。
人間が表示装置を視認する場合、多くの場合、視線が表示画面に垂直になるように視認する。表示画面をこのように視認した場合、表示画面の中心付近と視線との関係は垂直であるが、表示画面の周辺領域と視線とは一定の角度を有している。つまり、人間が表示装置を視認する場合、視野の中のリタデーション値が異なる領域が存在している（より正確に言うと、視野の中のリタデーション値は連続的に変化している）。また、複数人が同時に表示画面を観察する場合、各人がリタデーション値の異なる領域を観察することになる。
まず、本発明の光学積層体は、例えば耐久折り畳み性能などを付与する観点から、前記条件（２）を満たすフィルムＣを含む。
前記条件（２）を満たすフィルムＣは、フィルム面に対し垂直軸方向から観測されるリタデーション（以下「フィルムの面内方向のリタデーション」又は「面内リタデーション」ともいう）が存在しないか又は極めて小さいが、フィルムの厚み方向のリタデーションが存在する。
ここで、表示素子、偏光子、及びフィルムＣを順に積層した表示装置Ｘを作製し、表示装置Ｘの視認者側、すなわちフィルムＣ側から表示装置Ｘの表示画面を観察したとする。偏光サングラスなしで表示装置Ｘを観察した場合、フィルムＣを通過した光が人間の目で視認されることになる。一方、偏光サングラスをかけて表示装置Ｘを観察した場合、フィルムＣを通過し、さらに偏光サングラスを通過した光が人間の目で視認される。偏光サングラスは受光側の偏光子（検光子）としての作用を有する。
表示装置Ｘを正面（垂直軸方向）から観察した際には、この方向から観測されるフィルムＣのリタデーション値は極めて小さいため、偏光サングラスの有無によらず、表示画面の色の見え方はほぼ同じになる。
これに対し、上記表示装置Ｘを斜め方向から観察した場合には、偏光サングラスの有無によって色の見え方が大きく異なることがある。この理由は、フィルムＣを斜め方向（フィルムＣ面の垂直軸から傾斜した軸方向）から観察した場合には、フィルムＣの厚み方向のリタデーションに起因して一定以上のリタデーション値が観測されるので、このリタデーション値の影響により、表示装置Ｘを偏光サングラスなしで観察した場合と、偏光サングラスを通して観察した場合とで、人間の目で視認される光の分光スペクトルの形状が異なるためである。
フィルムＣを斜め方向から観察した場合に観測されるリタデーション値が極めて大きい場合には、偏光サングラスを通して観察した場合でも、表示画面の色の見え方の違いは視認されない。しかしながら上記以外の場合は、フィルムＣを斜め方向から観察した場合に観測されるリタデーション値の影響で、偏光サングラスの有無により表示画面の色の見え方が変わることになる。
また、フィルムＣのみを視認者側に設けた表示装置Ｘを正面方向から観察した際には、表示装置Ｘの偏光の吸収軸と、偏光サングラスの偏光の吸収軸とが直交する角度においてはブラックアウトが生じる。
例えば光学積層体に耐久折り畳み性能などを付与するために、ポリイミドフィルムのような条件（２）を満たすフィルムＣを用いる必要がある場合には、以上のような問題を解決する必要があった。
本発明の光学積層体は、上記フィルムＣに加えて、さらに前記条件（１）を満たすフィルムＡを含むことを特徴とする。フィルムＡはいわゆる正のＡプレート特性を有するフィルムであり、フィルム面に対し垂直軸方向から観測されるリタデーション（フィルムの面内方向のリタデーション）が存在するが、フィルムの厚み方向のリタデーションは存在しないかまたは極めて小さい。面内方向にリタデーションを有するフィルムＡを含むことで、本発明の光学積層体は上述したブラックアウトの問題を解消することができる。これは、表示素子からの出射光が偏光子を通過して直線偏光になるが、この直線偏光がフィルムＡを通過すると偏光が乱されるためである。
但し、フィルムＡの面内方向のリタデーションが十分に大きくないと、人間の目に視認される光の分光スペクトルの形状が偏光サングラスの有無によって変わるため、前述した色再現性が低下する。
ここで、フィルムＡは、垂直軸方向からｎｘ（遅相軸）方向側に傾いて観察した場合、傾斜角が大きくなるにつれてリタデーション値が小さくなる。図１は、前記条件（１）を満たし、フィルム面に対し垂直軸方向から観測されるリタデーション値が３，０００ｎｍであるフィルムＡの、垂直軸方向からｎｘ方向（遅相軸方向）にθ度傾いた角度ごとのリタデーション（図１の実線）、及び、垂直方向からｎｙ方向（進相軸方向）にθ度傾いた角度ごとのリタデーション（図１の破線）の一例である。図１から、ｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚの関係を有するフィルムＡは、垂直方向からｎｘ方向側に傾いて観察した場合、傾斜角が大きくなるにつれてリタデーション値が小さくなることが確認できる。
すなわち、フィルムＡは、垂直軸方向からｎｘ方向側に傾斜した軸方向から観測されるリタデーション値が傾斜角が大きくなるにつれて小さくなるので、該フィルムＡを含む光学積層体を表示装置に適用した際には、垂直軸方向からｎｘ方向側に傾斜した軸方向から表示画面を見た場合、前述した色再現性の点で最も不利に働くことになる。
本発明の光学積層体は上記事情を鑑みて設計されたものであり、以上のような条件（１）を満たすフィルムＡ及び条件（２）を満たすフィルムＣの両方を含む場合であっても、光学積層体面に対し垂直軸方向から観測されるリタデーション値Ｒｅ（０）が４，０００～３０，０００ｎｍであり、該光学積層体面の垂直軸から該フィルムＡのｎｘ方向に４０度傾斜した軸方向から観測される前記リタデーション値Ｒｅ（４０）が４，０００～２５，０００ｎｍであるという要件を満たす構成とすれば、前述した本発明の課題を解決できることを見出したものである。光学積層体のＲｅ（０）が４，０００ｎｍ未満であると、表示装置に適用した際に、表示画面を正面から見た際の色再現性が不十分である。また光学積層体のＲｅ（４０）が４，０００ｎｍ未満であると、表示装置に適用した際に、表示画面を斜め方向から見た際の色再現性が不十分である。
Ｒｅ（４０）は、前記のとおり、光学積層体面に対し垂直でかつフィルムＡの遅相軸に沿った面内で、垂直軸からフィルムＡのｎｘ方向に４０度傾斜した方向から光学積層体を見た場合に観測されるリタデーション値に相当する。垂直軸からの傾斜角度を「フィルムＡの遅相軸方向に４０度傾斜した軸方向」に設定した理由は、４０度を超える角度で表示装置の表示画面を観察することがほとんどないことを考慮したものである。また、フィルムＡは垂直軸から遅相軸方向に傾斜した軸方向から観測されるリタデーション値が最も小さくなるため、光学積層体においてこの方向から観測されるリタデーション値が所定の値以上であれば、幅広い角度から表示画面を観察した際の色再現性を良好にすることができる。
前述した色再現性を得る観点から、Ｒｅ（０）は、好ましくは４，０００ｎｍ以上、より好ましくは５，０００ｎｍ以上、さらに好ましくは７，０００ｎｍ以上であり、光学積層体を過度に厚くすることを回避する観点から、好ましくは２０，０００ｎｍ以下、より好ましくは１５，０００ｎｍ以下である。また、表示素子、偏光子及び光学積層体を順に有する表示装置を斜め方向から観察した際の色再現性の観点から、Ｒｅ（４０）は、好ましくは４，０００ｎｍ以上、より好ましくは５，０００ｎｍ以上、さらに好ましくは７，０００ｎｍ以上であり、光学積層体を過度に厚くすることを回避する観点から、好ましくは２０，０００ｎｍ以下、より好ましくは１５，０００ｎｍ以下である。
＜フィルムＡ＞
本発明の光学積層体が有するフィルムＡは、下記条件（１）を満たすものである。
条件（１）：フィルムの面内において屈折率が最も大きい方向である遅相軸方向の屈折率をｎｘ、該フィルムの面内において前記遅相軸方向と直交する方向である進相軸方向の屈折率をｎｙ、該フィルムの厚み方向の屈折率をｎｚとした際に、ｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚの関係である。
フィルムＡの厚み方向のリタデーション値は、条件（１）を満たす限り特に制限はないが、０ｎｍ以上であることが好ましい。
光学積層体のＲｅ（０）及びＲｅ（４０）を大きくする観点から、フィルムＡの面内リタデーション値ＲＡ（０）は、好ましくは４，０００ｎｍ以上、より好ましくは５，０００ｎｍ以上、さらに好ましくは７，０００ｎｍ以上である。また、光学積層体を過度に厚くすることを回避する観点から、ＲＡ（０）は、好ましくは２５，０００ｎｍ以下、より好ましくは２０，０００ｎｍ以下である。
フィルムＡの厚みは特に制限されないが、光学積層体のＲｅ（０）及びＲｅ（４０）を大きくする観点から、好ましくは５μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上であり、光学積層体を過度に厚くすることを回避する観点から、好ましくは３００μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下である。
フィルムＡとしては、条件（１）を満たし、光透過性を有するフィルムであれば特に制限されないが、例えば、ポリエステル系フィルム、ポリカーボネートフィルム、シクロオレフィンポリマーフィルム、アクリルフィルム等を延伸したフィルムが挙げられる。中でも、機械的強度を高めるとともに、得られる光学積層体のＲｅ（０）及びＲｅ（４０）を大きくする観点から、延伸ポリエステル系フィルムであることが好ましい。延伸は、縦一軸延伸、横一軸（テンター）延伸、逐次二軸延伸及び同時二軸延伸等が挙げられる。これらの中でも、遅相軸の方位が定まり易いことから、縦一軸延伸又は横一軸延伸であることが好ましい。
ポリエステル系フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）、ポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮフィルム）及びポリブチレンテレフタレートフィルム（ＰＢＴフィルム）等が挙げられる。
また、ポリエステル系フィルムの中でも、ＰＥＴフィルム又はＰＥＮフィルムが好ましく、ＰＥＴフィルムがより好ましい。これらのフィルムは、厚みが薄くても高い面内リタデーションを得ることができるので、光学積層体のＲｅ（０）及びＲｅ（４０）を大きくすることができ、表示装置全体の厚みを薄くしながら色再現性を向上できる点で優れている。
＜フィルムＣ＞
本発明の光学積層体が有するフィルムＣは、下記条件（２）を満たすものである。
条件（２）：フィルムの面内において屈折率が最も大きい方向である遅相軸方向の屈折率をｎｘ、該フィルムの面内において前記遅相軸方向と直交する方向である進相軸方向の屈折率をｎｙ、該フィルムの厚み方向の屈折率をｎｚとした際に、ｎｘ≧ｎｙ＞ｎｚの関係である。
フィルムＣの面内方向のリタデーション値は、２００ｎｍ以下であることが好ましい。すなわち、フィルムＣはｎｘ＞ｎｙであってもよいが、その場合でも面内方向のリタデーション値が２００ｎｍ以下であることが好ましい。フィルムＡ及びフィルムＣを含む光学積層体を有する表示装置において、表示画面を斜め方向から視認した場合の色再現性を良好にするために、前述したＲｅ（４０）においてフィルムＡの遅相軸方向に傾斜した軸方向から観測されるリタデーション値のみを実質的に考慮すればよいためである。また、フィルムＡとフィルムＣとを積層する際に遅相軸方向を合わせる必要も生じない。
光学積層体のＲｅ（４０）を大きくする観点から、フィルムＣの厚み方向のリタデーション値ＲＣｔｈは、好ましくは１０ｎｍ以上、より好ましくは１００ｎｍ以上、さらに好ましくは２００ｎｍ以上、よりさらに好ましくは１，０００ｎｍ以上、よりさらに好ましくは２，０００ｎｍ以上である。また、光学積層体を過度に厚くすることを回避する観点から、ＲＣｔｈは、好ましくは１０，０００ｎｍ以下、より好ましくは７，０００ｎｍ以下である。
フィルムＣの厚みは特に制限されないが、光学積層体のＲｅ（４０）を大きくする観点から、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは１５μｍ以上であり、光学積層体を過度に厚くすることを回避する観点から、好ましくは１５０μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下である。
また、光学積層体に耐久折り畳み性能を付与する観点からは、フィルムＣの厚みは、好ましくは１０～８０μｍ、より好ましくは１５～６０μｍである。
条件（２）を満たすフィルムＣとしては、例えば、ポリイミドフィルム、ポリアラミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム及びポリエーテルエーテルケトンフィルムからなる群から選ばれるフィルムが挙げられる。これらの中でも、光学積層体に耐久折り畳み性能を付与する観点からはポリイミドフィルム及びポリアラミドフィルムからなる群から選ばれるフィルムが好ましく、ポリイミドフィルムがより好ましい。
一般に、ポリイミドフィルム及びポリアラミドフィルムは分子中に芳香環を有することから、着色（黄色）されているものが一般的であるが、本発明のように光学積層体用途である場合、分子中の骨格を変更して透明性を高めた「透明ポリイミド」や「透明ポリアラミド」と呼ばれるフィルムである。一方、着色された従来のポリイミドフィルム等は、耐熱性と屈曲性との面から、プリンターや電子回路等の電子材料用に使用されることが好ましいものである。
ポリイミドフィルムを構成するポリイミドとしては、下記一般式（Ｉ）で表される繰り返し構造を有するものが挙げられる。
Figure 0007062021000001
一般式（Ｉ）中、Ｘ１は４価の有機基であり、Ｒ１は２価の有機基である。
一般式（Ｉ）におけるＸ１としては、非環式脂肪族基、環式脂肪族基、及び、芳香族基からなる群から選ばれる少なくとも１種の、４価の有機基が挙げられる。環式脂肪族基としては、単環式脂肪族基、縮合多環式脂肪族基、及び、２以上の脂肪族環が直接又は結合基により連結された非縮合多環式脂肪族基が挙げられる。芳香族基としては、単環式芳香族基、縮合多環式芳香族基、及び、２以上の芳香環が直接又は結合基により連結された非縮合多環式芳香族基等が挙げられる。
上記結合基としては、炭素数１～１０のアルキレン基、炭素数２～１０のアルキリデン基、－Ｏ－、－ＳＯ２－、－ＣＯ－、－ＣＯ－ＮＲ－（Ｒは炭素数１～３のアルキル基、又は水素原子を表す）が挙げられる。炭素数１～１０のアルキレン基、及び炭素数２～１０のアルキリデン基の水素原子のうち少なくとも１つは、フッ素含有基で置換されていてもよい。フッ素含有基としては、フルオロ基、トリフルオロメチル基等が挙げられる。
Ｘ１が環式脂肪族基又は芳香族基である場合、炭素原子の一部がヘテロ原子で置き換えられていてもよい。ヘテロ原子の例としては、Ｏ、Ｎ、Ｓが挙げられる。
Ｘ１の炭素数は、好ましくは２～３２、より好ましくは４～２４、さらに好ましくは４～１８である。
Ｘ１は、前記フッ素含有基や、水酸基、スルホン基、炭素数１～１０のアルキル基等の置換基を有していてもよい。得られるポリイミドフィルムの透明性の観点からは、上記置換基の中でもフッ素含有基が好ましい。
得られるポリイミドフィルムの耐久折り畳み性能の観点からは、Ｘ１で表される４価の有機基は、環式脂肪族基及び芳香族基からなる群から選ばれる少なくとも１種を含む基であることが好ましく、環式脂肪族基及び芳香族基からなる群から選ばれる基であることがより好ましい。また、得られるポリイミドフィルムの透明性及び耐久折り畳み性能の観点からは、Ｘ１で表される４価の有機基は、環式脂肪族基及びフッ素含有基を有する芳香族基からなる群から選ばれる少なくとも１種を含む基であることがより好ましく、環式脂肪族基及びフッ素含有基を有する芳香族基からなる群から選ばれる基であることがさらに好ましく、フッ素含有基を有する芳香族基がよりさらに好ましい。
より具体的には、Ｘ１としては、例えば下記式（i）～（xi）のいずれかで表される４価の基が挙げられる。
Figure 0007062021000002
上記式中、Ｙ１～Ｙ３はそれぞれ独立に、単結合、－Ｏ－、－ＣＯ－、－ＣＨ２－、－ＣＨ（ＣＨ３）－、－Ｃ（ＣＨ３）２－、－ＣＦ２－、－ＣＨ（ＣＦ３）－、－Ｃ（ＣＦ３）２－、又は－ＳＯ２－を表す。式中の＊は結合手を示す。
上記式中、脂肪族環及び芳香環の水素原子のうち少なくとも１つは、前記フッ素含有基、水酸基、スルホン基、炭素数１～１０のアルキル基等の置換基で置換されていてもよい。
一般式（Ｉ）におけるＲ１としては、非環式脂肪族基、環式脂肪族基及び芳香族基からなる群から選ばれる少なくとも１種の、２価の有機基が挙げられる。環式脂肪族基としては、単環式脂肪族基、縮合多環式脂肪族基、及び、２以上の脂肪族環が直接又は結合基により連結された非縮合多環式脂肪族基が挙げられる。芳香族基としては、単環式芳香族基、縮合多環式芳香族基、及び、２以上の芳香環が直接又は結合基により連結された非縮合多環式芳香族基等が挙げられる。
上記結合基としては、炭素数１～１０のアルキレン基、炭素数２～１０のアルキリデン基、－Ｏ－、－ＳＯ２－、－ＣＯ－、－ＣＯ－ＮＲ－（Ｒは炭素数１～３のアルキル基、又は水素原子を表す）が挙げられる。炭素数１～１０のアルキレン基、及び炭素数２～１０のアルキリデン基の水素原子のうち少なくとも１つは、フッ素含有基で置換されていてもよい。フッ素含有基としては、フルオロ基、トリフルオロメチル基等が挙げられる。
Ｒ１が環式脂肪族基又は芳香族基である場合、炭素原子の一部がヘテロ原子で置き換えられていてもよい。ヘテロ原子の例としては、Ｏ、Ｎ、Ｓが挙げられる。
Ｒ１の炭素数は、好ましくは２～４０、より好ましくは４～３２、さらに好ましくは５～２４、よりさらに好ましくは５～１８である。
Ｒ１は、前記フッ素含有基や、水酸基、スルホン基、炭素数１～１０のアルキル基等の置換基を有していてもよい。得られるポリイミドフィルムの透明性の観点からは、上記置換基の中でもフッ素含有基が好ましい。
得られるポリイミドフィルムの耐久折り畳み性能の観点からは、Ｒ１で表される２価の有機基は、環式脂肪族基及び芳香族基からなる群から選ばれる少なくとも１種を含む基であることが好ましく、環式脂肪族基及び芳香族基からなる群から選ばれる基であることがより好ましい。また、得られるポリイミドフィルムの透明性及び耐久折り畳み性能の観点からは、Ｒ１で表される２価の有機基は、環式脂肪族基及びフッ素含有基を有する芳香族基からなる群から選ばれる少なくとも１種を含むことがより好ましく、環式脂肪族基及びフッ素含有基を有する芳香族基からなる群から選ばれる基であることがさらに好ましく、フッ素含有基を有する芳香族基がよりさらに好ましい。
より具体的には、Ｒ１としては、例えば下記式（xii）～（xviii）のいずれかで表される２価の基が挙げられる。
Figure 0007062021000003
上記式中、Ｙ４～Ｙ６はそれぞれ独立に、単結合、－Ｏ－、－ＣＯ－、－ＣＨ２－、－ＣＨ（ＣＨ３）－、－Ｃ（ＣＨ３）２－、－ＣＦ２－、－ＣＨ（ＣＦ３）－、－Ｃ（ＣＦ３）２－、又は－ＳＯ２－を表す。式中の＊は結合手を示す。
上記式中、脂肪族環及び芳香環の水素原子のうち少なくとも１つは、前記フッ素含有基、水酸基、スルホン基、炭素数１～１０のアルキル基等の置換基で置換されていてもよい。
得られるポリイミドフィルムの透明性の観点からは、一般式（Ｉ）におけるＸ１及びＲ１のうち少なくとも一方がフッ素含有基を有することが好ましい。
上記ポリイミドフィルムとしては、より具体的には、例えば、下記式（１）～（１７）で表される構造を有するものが挙げられる。なお、下記式中、ｎは、繰り返し単位であり、２以上の整数を表す。
Figure 0007062021000004
Figure 0007062021000005
Figure 0007062021000006
Figure 0007062021000007
Figure 0007062021000008
Figure 0007062021000009
Figure 0007062021000010
Figure 0007062021000011
Figure 0007062021000012
Figure 0007062021000013
Figure 0007062021000014
Figure 0007062021000015
Figure 0007062021000016
Figure 0007062021000017
Figure 0007062021000018
Figure 0007062021000019
Figure 0007062021000020
ポリイミドフィルムを構成するポリイミドは、本発明の効果が損なわれない限り、その一部にポリアミド構造を含んでいてもよい。当該ポリアミド構造としては、例えば、トリメリット酸無水物等のトリカルボン酸由来の繰り返し単位を含むポリアミドイミド構造や、イソフタル酸、テレフタル酸等のジカルボン酸由来の繰り返し単位を含むポリアミド構造等が挙げられる。
また、ポリアラミドフィルムを構成するポリアラミドとは、一般的に、下記式（１８）又は（１９）で表される構造を有するものである。フィルムＣとして用いることができるポリアラミドフィルムを構成するポリアラミドとしては、例えば、下記式（２０）で表される構造を有するものが挙げられる。なお、下記式中、ｎは、繰り返し単位であり、２以上の整数を表す。
Figure 0007062021000021
Figure 0007062021000022
Figure 0007062021000023
前記式（１）～（１７）で表される構造を有するポリイミドフィルム、及び前記式（２０）で表される構造を有するポリアラミドフィルムとして、市販のものを用いてもよい。ポリイミドフィルムの市販品としては、例えば、三菱瓦斯化学（株）製「ネオプリム」等が挙げられ、ポリアラミドフィルムの市販品としては、例えば、東レ（株）製「ミクトロン」等が挙げられる。
また、ポリイミドフィルム及びポリアラミドフィルムは、公知の方法により合成した樹脂を用いて作製されたものでもよい。
ポリイミドフィルムを構成する前記ポリイミドは、通常、テトラカルボン酸無水物等のテトラカルボン酸化合物とジアミン化合物とを公知の方法により重縮合反応させて得ることができる。例えば、前記式（１）で表される構造を有するポリイミド樹脂の合成方法は、特開２００９－１３２０９１に記載されており、具体的には、下記式（２１）；
Figure 0007062021000024
で表される４，４’－ヘキサフルオロプロピリデンビスフタル酸二無水物（ＦＰＡ）と２，２’－ビス（トリフルオロメチル）－４，４’－ジアミノビフェニル（ＴＦＤＢ）とを反応させることにより得ることができる。
ポリイミドフィルム又はポリアラミドフィルムを構成する樹脂の重量平均分子量は、３，０００～５０万の範囲であることが好ましく、５，０００～３０万の範囲であることがより好ましく、１万～２０万の範囲であることがさらに好ましい。重量平均分子量が３，０００以上であれば十分な強度が得られ、５０万以下であれば表面が平滑で膜厚が均一なフィルムを容易に得ることができる。
なお、本明細書において、重量平均分子量とは、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定したポリスチレン換算値である。
ポリイミドフィルム及びポリアラミドフィルムの中でも、優れた透明性を有することから、分子内又は分子間の電荷移動が起こりにくい構造を有するポリイミドフィルム又はポリアラミドフィルムが好ましい。具体的には、前記式（１）～（８）からなる群から選ばれる１種以上の構造を有するフッ素化ポリイミドフィルム、前記式（９）～（１２）からなる群から選ばれる１種以上の構造を有する、環状脂肪族基を含むポリイミドフィルム、又は、前記式（２０）の構造を有する、ハロゲン基を有するポリアラミドフィルムが好ましく、前記式（１）～（８）からなる群から選ばれる１種以上の構造を有するフッ素化ポリイミドフィルム、又は、前記式（２０）の構造を有する、ハロゲン基を有するアラミドフィルムがより好ましい。中でも、上記フッ素化ポリイミドフィルムは、フッ素化された構造を有するため高い耐熱性を有しており、ポリイミドフィルム製造時の熱によって着色されることもないので、優れた透明性を有する。
なかでも、優れた透明性、及び極めて優れた硬度を付与できることから、前記式（１）で表される構造を有するポリイミドフィルムを用いることがより好ましい。
本発明の光学積層体は、少なくとも前記フィルムＡとフィルムＣの２種のフィルムを含んでいればよく、フィルムＡ、フィルムＣがそれぞれ複数枚積層された態様も含む。また、フィルムＡとフィルムＣとは互いに接していてもよいし、接着層などの他の層を介して積層されていてもよい。
なお、光学積層体が面内リタデーションを有する複数のフィルムを含む場合には、これらのフィルムは、面内での遅相軸の方向が略同一になるように積層されることが好ましい。「遅相軸の方向が略同一」であるとは、面内リタデーションが最も大きいフィルムの遅相軸を基準として、該フィルムの遅相軸と、それ以外のフィルムの遅相軸とがなす角度が±１０°未満の範囲であることをいう。
＜機能層＞
本発明の光学積層体は、前述したフィルムＡ及びフィルムＣ以外に、さらに機能層を含むこともできる。当該機能層としては、ハードコート層、防汚層、導電層、反射防止層、防眩層、紫外線吸収層、帯電防止層等が挙げられる。これらの中でも、折り畳み可能な表示装置に用いる光学積層体は、硬度及び耐久折り畳み性能を付与する観点から、ハードコート層を含むことが好ましい。
ハードコート層は、機械的強度の観点から、硬化性樹脂組成物の硬化物であることが好ましい。硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂組成物又は電離放射線硬化性樹脂組成物が挙げられ、機械的強度をより良好にする観点から、電離放射線硬化性樹脂組成物が好適である。本明細書において電離放射線とは、電磁波又は荷電粒子線のうち、分子を重合あるいは架橋し得るエネルギー量子を有するものを意味し、通常、紫外線（ＵＶ）又は電子線（ＥＢ）が用いられるが、その他、Ｘ線、γ線などの電磁波、α線、イオン線などの荷電粒子線も使用可能である。
電離放射線硬化性樹脂組成物は、電離放射線硬化性官能基を有する化合物（以下、「電離放射線硬化性化合物」ともいう）を含む組成物である。電離放射線硬化性官能基としては、（メタ）アクリロイル基、ビニル基、アリル基等のエチレン性不飽和結合基、及びエポキシ基、オキセタニル基等が挙げられる。電離放射線硬化性化合物としては、エチレン性不飽和結合基を有する化合物が好ましく、エチレン性不飽和結合基を２つ以上有する化合物がより好ましく、中でも、エチレン性不飽和結合基として（メタ）アクリロイル基を２つ以上有する、多官能性（メタ）アクリレートがさらに好ましい。多官能性（メタ）アクリレートとしては、モノマー、オリゴマー、及びポリマーのいずれも用いることができる。
なお、本明細書において「（メタ）アクリレート」は、メタクリレート及びアクリレートを指すものである。
多官能性（メタ）アクリレートモノマーの中でも、ハードコート層に高硬度を付与する観点からは３～６官能のものが好ましく、例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレート（ＰＥＴＡ）、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）、ペンタエリスリトールテトラアクリレート（ＰＥＴＴＡ）、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（ＤＰＰＡ）、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ（メタ）アクリレート、テトラペンタエリスリトールデカ（メタ）アクリレート等が好ましい。これらの多官能性（メタ）アクリレートモノマーは１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
多官能性（メタ）アクリレートオリゴマーとしては、例えば、エポキシ（メタ）アクリレートオリゴマー、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー、ポリエステル（メタ）アクリレートオリゴマー、ポリエーテル（メタ）アクリレートオリゴマー、シリコーン（メタ）アクリレートオリゴマー等が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、硬化性及び硬化物性能の観点から、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーが好ましい。多官能性（メタ）アクリレートオリゴマーは、ハードコート層に高硬度を付与する観点から、好ましくは３官能以上であり、より好ましくは３～１２官能である。
多官能性（メタ）アクリレートポリマーとしては、例えば、側鎖に（メタ）アクリロイル基を導入したポリマーが挙げられる。多官能性（メタ）アクリレートポリマーの主鎖はアクリル系ポリマー又はウレタン系ポリマーが好ましく、アクリル系ポリマーであることがより好ましい。多官能性（メタ）アクリレートポリマーの市販品としては、例えば、大成ファインケミカル（株）製の８ＢＲシリーズ、８ＫＸシリーズ、８ＵＨシリーズ等が挙げられる。
なお硬化物の機械的強度を損なわない範囲であれば、粘度を低下させるなどの目的で単官能性（メタ）アクリレートモノマーを併用することもできる。
ハードコート層は、さらにシリカ微粒子を含有してもよい。ハードコート層形成用の硬化性樹脂組成物に配合するシリカ微粒子としては、反応性シリカ微粒子であることが好ましい。反応性シリカ微粒子は、上記多官能性（メタ）アクリレート等の硬化性化合物との間で架橋構造を構成することが可能なシリカ微粒子である。ハードコート層形成用の硬化性樹脂組成物が該反応性シリカ微粒子を含有することで、ハードコート層の硬度を充分に高めることができる。
上記反応性シリカ微粒子は、その表面に反応性官能基を有することが好ましく、該反応性官能基としては、例えば、重合性不飽和基が好適に用いられ、より好ましくは光硬化性不飽和基であり、特に好ましくは電離放射線硬化性不飽和基である。上記反応性官能基の具体例としては、例えば、（メタ）アクリロイル基、ビニル基、アリル基等のエチレン性不飽和結合基、及びエポキシ基等が挙げられる。
上記シリカ微粒子は、平均一次粒子径が５～２００ｎｍであることが好ましい。また、ハードコート層中のシリカ微粒子の含有量は、該ハードコート層を構成する硬化性樹脂組成物中の樹脂成分１００質量部に対して、５～６０質量部であることが好ましい。
なおシリカ微粒子の平均一次粒子径は、以下の（１）～（３）の作業により算出できる。
（１）本発明の光学積層体の断面をＴＥＭ又はＳＴＥＭで撮像する。ＴＥＭ又はＳＴＥＭの加速電圧は１０ｋＶ～３０ｋＶ、倍率は５万～３０万倍とすることが好ましい。
（２）観察画像から任意の１０個の粒子を抽出し、個々の粒子の粒子径を算出する。粒子径は、粒子の断面を任意の平行な２本の直線で挟んだとき、該２本の直線間距離が最大となるような２本の直線の組み合わせにおける直線間距離として測定される。
（３）同じサンプルの別画面の観察画像において同様の作業を５回行って、合計５０個分の粒子径の数平均から得られる値を粒子の平均一次粒子径とする。
ハードコート層、又はハードコート層形成用の硬化性樹脂組成物には、必要に応じて、光重合開始剤、光重合促進剤、滑剤、可塑剤、充填剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、架橋剤、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、導電剤、屈折率調整剤、溶剤、及び、染料、顔料等の着色剤等の、その他の成分が含有されていてもよい。
ハードコート層の厚みは、２．５～１０μｍであることが好ましく、３．５～８．０μｍであることがより好ましい。ハードコート層の厚みが２．５μｍ以上であれば硬度が良好であり、１０μｍ以下であると加工性に優れる。
ハードコート層の厚みは、例えば、走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）を用いて撮影した断面の画像から１０箇所の厚みを測定し、１０箇所の値の平均値から算出できる。ＳＴＥＭの加速電圧は１０ｋＶ～３０ｋＶとすることが好ましい。ＳＴＥＭの倍率は、測定膜厚がミクロンオーダーの場合は１０００～７０００倍とすることが好ましく、測定膜厚がナノオーダーの場合は５万～３０万倍とすることが好ましい。
ハードコート層の形成方法には特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。例えばハードコート層が電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化物である場合には、前述した電離放射線硬化性化合物、必要に応じシリカ微粒子、光重合開始剤、溶剤、並びにその他の成分を含むハードコート層形成用組成物を塗布して塗布層を形成し、該塗布層を乾燥後、前述した電離放射線を照射して硬化させる方法が挙げられる。
上記塗布層を形成する方法としては、例えば、グラビアコート法、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、ダイコート法、バーコート法、ロールコーター法、メニスカスコーター法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、ビードコーター法等の公知の各種方法を挙げることができる。塗布層の乾燥方法としては特に限定されないが、一般的に３０～１２０℃で１０～１２０秒間乾燥を行うことが好ましい。
光学積層体がハードコート層を含む場合には、光学積層体の最表面に設けることが好ましい。ハードコート層は光学積層体の少なくとも一方の面に設けられ、硬度及び耐久折り畳み性能を付与する観点からは、フィルムＣ上に設けることがより好ましい。
図２は、本発明の光学積層体の実施形態の一例を示す断面模式図である。図２において、１０は本発明の光学積層体であり、１はフィルムＡ、２はフィルムＣ、３はハードコート層である。図示は省略するが、本発明の光学積層体はハードコート層を２層以上含んでもよく、例えば図２のハードコート層３が２層構造であってもよい。
［表示装置］
本発明の表示装置は、少なくとも、表示素子、偏光子、及び、前述した光学積層体を順に有することを特徴とする。本発明の表示装置は折り畳み可能な表示装置であることが好ましい。表示装置の表面保護材としてガラス板等を使用せずとも、前述の光学積層体が表面保護材としての役割を果たすことができ、さらに耐久折り畳み性能も付与されるためである。折り畳み可能な表示装置とする観点からは、本発明の表示装置はガラス板を有さないことが好ましい。
また本発明の表示装置は、後述するタッチパネルを搭載した表示装置であることが好ましい。
図３は本発明の表示装置の実施形態の一例を示す断面模式図である。図３において、１００は本発明の表示装置であり、表示素子４、偏光子５、及び光学積層体１０を順に有している。例えば本発明の表示装置１００が折り畳み可能な表示装置である場合には、耐久折り畳み性能を付与する観点から、光学積層体１０に含まれるフィルムＣがフィルムＡよりも視認者側となるよう配置されたものであることが好ましい。
図３において、光学積層体１０は表示素子４側から順に、フィルムＡ（１）、フィルムＣ（２）、及びハードコート層３を有している。前述したように、ハードコート層３は光学積層体１０に含まれるフィルムＣ上に設けられることが好ましい。また、ハードコート層３が表示装置の最表面となるよう配置されることが好ましい。
以下、本発明の表示装置を構成する各部材について説明する。
＜表示素子＞
表示素子としては、液晶表示素子、有機ＥＬ表示素子、無機ＥＬ表示素子、プラズマ表示素子等が挙げられる。なお、液晶表示素子は、タッチパネル機能を素子内に備えたインセルタッチパネル搭載型液晶表示素子であってもよい。
これらの中でも、表示装置が折り畳み可能なものである場合は、表示素子が有機ＥＬ表示素子であることが好ましい。
（有機ＥＬ表示素子）
有機ＥＬ表示素子としては、主として、色変換方式、カラーフィルター方式、三色独立方式の３つのタイプに分類される。
色変換方式は、金属電極、青発光層、蛍光層（赤蛍光層、緑蛍光層）、カラーフィルター（青カラーフィルター）、透明電極及び透明基板という基本構成からなる。色変換方式では、青発光層からの光を、赤蛍光層及び緑蛍光層で赤、緑に変換し、青はカラーフィルターを通して高彩度化している。
カラーフィルター方式は、金属電極、白色発光層、カラーフィルター（赤、緑、青の三色のカラーフィルター）、透明電極及び透明基板という基本構成からなる。カラーフィルター方式では、白色発光層からの光をカラーフィルターで赤、緑、青に変換している。
三色独立方式は、金属電極、発光層（赤発光層、緑発光層、青発光層がそれぞれ独立して存在）、透明電極及び透明基板という基本構成からなる。三色独立方式では、カラーフィルターを用いることなく、赤、緑、青の３原色を作り出している。なお、上記透明基板としてはプラスチック基板が好ましい。
これらの有機ＥＬ表示素子の中でも、本発明の表示装置における有機ＥＬ表示素子としては、三色独立方式の有機ＥＬ表示素子が好ましい。三色独立方式の有機ＥＬ表示素子は、該表示素子から出射して光学積層体に入射する光の分光スペクトルがシャープとなりやすく、本発明の効果が有効に発揮されやすい。該分光スペクトルがシャープであるほど、前述した色再現性の問題が生じ易いためである。また、有機ＥＬ表示素子は光取り出し効率が課題となっており、光取り出し効率を向上させるために、三色独立方式の有機ＥＬ表示素子にマイクロキャビティ構造が備えられている。このマイクロキャビティ構造を備えた三色独立方式の有機ＥＬ表示素子は、光取り出し効率を向上させればさせるほど該表示素子から出射して光学積層体に入射する光の分光スペクトルがシャープとなりやすいため、本発明の効果が有効に発揮されやすい。
ここで、色域を表す規格として、「ＩＴＵ－Ｒ勧告 ＢＴ．２０２０（以下、「ＢＴ．２０２０」と称する。）」等が挙げられる。ＩＴＵ－Ｒは、「International Telecommunication Union - Radiocommunication Sector（国際電気通信連合 無線通信部門）」の略称であり、ＩＴＵ－Ｒ勧告 ＢＴ．２０２０は、スーパーハイビジョンの色域の国際規格である。表示素子は、下記式で表されるＣＩＥ－ｘｙ色度図に基づくＢＴ．２０２０のカバー率が６０％以上のものが好ましく、６５％以上のものがより好ましく、７０％以上のものがさらに好ましい。
〔ＢＴ．２０２０のカバー率を表す式〕
［表示素子のＣＩＥ－ｘｙ色度図の面積のうち、ＢＴ．２０２０のＣＩＥ－ｘｙ色度図の面積と重複する面積／ＢＴ．２０２０のＣＩＥ－ｘｙ色度図の面積］×１００（％）
ＢＴ．２０２０のカバー率を算出する際に必要となる「表示素子のＣＩＥ－ｘｙ色度図の面積」は、赤表示、緑表示、及び青表示の際のＣＩＥ－Ｙｘｙ表色系のｘ値及びｙ値をそれぞれ測定し、該測定結果から得られた「赤の頂点座標」、「緑の頂点座標」及び「青の頂点座標」から算出できる。ＣＩＥ－Ｙｘｙ表色系のｘ値及びｙ値は、例えば、コニカミノルタ社製の分光放射輝度計ＣＳ－２０００で測定できる。
＜偏光子＞
本発明の表示装置において、偏光子は、表示素子の出射面上であって、光学積層体よりも表示素子側に設置される。
当該偏光子としては、例えば、ヨウ素等により染色し、延伸したポリビニルアルコールフィルム、ポリビニルホルマールフィルム、ポリビニルアセタールフィルム、エチレン－酢酸ビニル共重合体系ケン化フィルム等のシート型偏光子、平行に並べられた多数の金属ワイヤからなるワイヤーグリッド型偏光子、リオトロピック液晶や二色性ゲスト－ホスト材料を塗布した塗布型偏光子、多層薄膜型偏光子等が挙げられる。なお、これらの偏光子は、透過しない偏光成分を反射する機能を備えた反射型偏光子であってもよい。
偏光子の両面は、プラスチックフィルム、ガラス等の透明保護板で覆うことが好ましい。透明保護板として、本発明の光学積層体を用いることも可能である。
表示素子が有機ＥＬ表示素子である場合、偏光子は、例えば、１／４λ板との組み合わせにより反射防止性を付与するために使用される。１／４λ板及び位相差フィルムは、汎用のものを用いることができる。１／４λ板は偏光子よりも有機ＥＬ表示素子側に配置することが好ましい。位相差フィルムは偏光子の有機ＥＬ表示素子側に配置することが好ましい。
また、表示素子が液晶表示素子の場合、液晶表示素子の光入射面側には背面偏光子が設置され、液晶表示素子の上に位置する偏光子の吸収軸と、液晶表示素子の下に位置する背面偏光子の吸収軸とを直交して配置することにより、液晶シャッターの機能を付与するために使用される。
偏光サングラスは原則としてＳ偏光を吸収するため、偏光サングラスの偏光子の吸収軸の方向も原則として水平方向である。このため、表示装置の水平方向に対して、偏光子の吸収軸の方向の角度が、±１０°未満の範囲内となるように設置することが好ましい。該角度は±５°未満の範囲とすることがより好ましい。
表示素子と光学積層体との間には２以上の偏光子を有していてもよい。この場合、偏光子の吸収軸と光学積層体に含まれるフィルムＡの遅相軸とのなす角度のうち最も小さい角度が、４５±１０°未満の範囲内となるように偏光子及び光学積層体を設置することが好ましい。
＜タッチパネル＞
本発明の表示装置は、表示素子の出射面上にタッチパネルを備えたタッチパネル搭載型表示装置であってもよい。
タッチパネルと光学積層体との位置関係は特に限定されない。例えば、表示素子と光学積層体との間にタッチパネルを有してもよいし、光学積層体上にタッチパネルを有してもよい。また、タッチパネルの構成部材として光学積層体を用いてもよい。
折り畳み可能な表示装置において本発明の光学積層体により耐久折り畳み性能を付与する観点からは、表示素子と光学積層体との間にタッチパネルを有する構成であるか、タッチパネルの構成部材として光学積層体を用いることが好ましい。
タッチパネルとしては、抵抗膜式タッチパネル、静電容量式タッチパネル、電磁誘導式タッチパネル、光学式タッチパネル及び超音波式タッチパネル等が挙げられる。
静電容量式タッチパネルは、表面型及び投影型等が挙げられ、投影型が多く用いられている。投影型の静電容量式タッチパネルは、Ｘ軸電極と、該Ｘ軸電極と直交するＹ軸電極とを絶縁体を介して配置した基本構成に、回路が接続されてなるものである。該基本構成をより具体的に説明すると、（１）１枚の透明基板上の別々の面にＸ軸電極及びＹ軸電極を形成する態様、（２）透明基板上にＸ軸電極、絶縁体層、Ｙ軸電極をこの順で形成する態様、（３）透明基板上にＸ軸電極を形成し、別の透明基板上にＹ軸電極を形成し、接着剤層等を介して積層する態様等が挙げられる。また、これら基本態様に、さらに別の透明基板を積層する態様が挙げられる。
抵抗膜式タッチパネルは、導電膜を有する上下一対の透明基板の導電膜同士が対向するようにスペーサーを介して配置されてなる構成を基本構成として、該基本構成に回路が接続されてなるものである。
タッチパネルの構成部材として本発明の光学積層体を用いる具体例としては、上記静電容量式タッチパネルの透明基板として光学積層体を用いる構成、上記抵抗膜式タッチパネルの透明基板として光学積層体を用いる構成が挙げられる。
＜バックライト＞
表示装置が液晶表示装置の場合、表示素子の背面にはバックライトが配置される。
バックライトとしては、エッジライト型バックライト、直下型バックライトのいずれも用いることができる。
バックライトの光源としては、ＬＥＤ、ＣＣＦＬ等が挙げられるが、光源として量子ドットを用いたバックライトは、表示素子から出射して光学積層体に入射する光の分光スペクトルがシャープとなりやすく、本発明の効果が有効に発揮されやすい。
光源として量子ドットを用いたバックライトは、少なくとも、一次光を放出する一次光源と、一次光を吸収して二次光を放出する量子ドットからなる二次光源から構成される。
一次光源が青に相当する波長の一次光を放出する場合、二次光源である量子ドットは、一次光を吸収して赤に相当する波長の二次光を放出する第１量子ドット、及び一次光を吸収して緑に相当する波長の二次光を放出する第２量子ドットの少なくとも一種を含むことが好ましく、前記第１量子ドット及び前記第２量子ドットの両方を含むことがより好ましい。
量子ドット（Quantum dot）は、半導体のナノメートルサイズの微粒子で、電子や励起子がナノメートルサイズの小さな結晶内に閉じ込められる量子閉じ込め効果（量子サイズ効果）により、特異的な光学的、電気的性質を示し、半導体ナノ粒子とか、半導体ナノ結晶とも呼ばれるものである。
量子ドットは、半導体のナノメートルサイズの微粒子であり、量子閉じ込め効果（量子サイズ効果）を生じる材料であれば特に限定されない。
量子ドットは、バックライトを構成する光学フィルム中に含有させればよい。
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
＜実施例１～７及び比較例１，２＞
１．フィルムＡの準備
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を２９０℃で溶融して、フィルム形成ダイを通して、シート状に押出し、水冷冷却した回転急冷ドラム上に密着させて冷却し、未延伸フィルムを作製した。この未延伸フィルムを二軸延伸試験装置（東洋精機社）にて、１２０℃にて１分間予熱した後、１２０℃で４．０倍固定端一軸延伸して、フィルムＡ０を作製した。このフィルムＡ０の波長５５０ｎｍにおける屈折率ｎｘ＝１．７００５、ｎｙ＝１．６００５、ｎｚ＝１．５５０１であった。屈折率は、アッベ屈折率計（アタゴ社製 ＮＡＲ－４Ｔ）によって１０回測定の平均値から求めた。
このフィルムＡ０の厚みを調整し、該フィルム面に対し垂直軸方向から観測される面内リタデーション値（ＲＡ（０））が以下の値を有するフィルムＡ１～Ａ４を得た。なお、フィルムＡ１～Ａ４は、いずれも条件（１）；ｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚの関係を満たす。
フィルムＡ１：ＲＡ（０）＝４，０００ｎｍ
フィルムＡ２：ＲＡ（０）＝８，５００ｎｍ
フィルムＡ３：ＲＡ（０）＝１２，０００ｎｍ
フィルムＡ４：ＲＡ（０）＝３，０００ｎｍ
２．フィルムＣの準備
前記式（１）で表される構造を有するポリイミドフィルム（厚み３０μｍ）を準備し、フィルムＣ１として使用した。
また、前記式（５）で表される構造を有するポリイミドフィルム（厚み３０μｍ）を準備し、フィルムＣ２として使用した。
フィルムＣ１、Ｃ２は、フィルム面に対し垂直軸方向から観測される面内リタデーション値（ＲＣ（０））及び厚み方向のリタデーション値（Ｒｃｔｈ）が以下の値である。なお、フィルムＣ１、Ｃ２は、いずれも条件（２）；ｎｘ≧ｎｙ＞ｎｚの関係を満たす。
フィルムＣ１：ＲＣ（０）＝１４０ｎｍ、Ｒｃｔｈ＝６，５３０ｎｍ
フィルムＣ２：ＲＣ（０）＝１５７ｎｍ、Ｒｃｔｈ＝３，４００ｎｍ
本実施例に記載したフィルムＡの面内リタデーション値ＲＡ（０）、並びに光学積層体のリタデーション値Ｒｅ（０）及びＲｅ（４０）は、王子計測機器（株）製の超高位相差測定装置「ＰＡＭ－ＵＨＲ１００」により測定した、波長５５０ｎｍにおけるリタデーション値である。また、フィルムＣの面内リタデーション値ＲＣ（０）は、大塚電子（株）製の位相差測定装置「ＲＥＴＳ－１００」により測定した、波長５５０ｎｍにおけるリタデーション値である。リタデーション値ＲＡ（０）、ＲＣ（０）、及びＲｅ（０）は、入射角０度にて測定した値であり、リタデーション値Ｒｅ（４０）は、入射角４０度にて測定した値である。
また本実施例に記載したフィルム及び光学積層体の厚みは、走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）を用いて撮影した断面の画像から１０箇所の厚みを測定し、１０箇所の値の平均値から算出した。
フィルムＣの厚み方向のリタデーション値（Ｒｃｔｈ）は、前記方法で測定した各フィルムの屈折率と厚みから、下記式により算出した。
Ｒｃｔｈ＝［｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２｝－ｎｚ］×ｄ
ｎｘ：フィルム面内において屈折率が最も大きい方向である遅相軸方向の屈折率
ｎｙ：フィルム面内において前記遅相軸方向と直交する方向である進相軸方向の屈折率
ｎｚ：フィルムの厚み方向の屈折率ｎｚ
ｄ：フィルムの厚み
３．ハードコート層の形成
フィルムＣ１の一方の面上に、下記組成のハードコート層形成用電離放射線硬化性樹脂組成物をグラビアコート法により硬化後の厚みが８μｍになるよう塗布し、塗布層を形成した。形成した塗布層を７０℃で１分間加熱して塗布層中の溶剤を蒸発させた後、紫外線照射装置（フュージョンＵＶシステムジャパン社製、光源Ｈバルブ）を用いて、紫外線を酸素濃度が２００ｐｐｍ以下の条件下にて積算光量が２００ｍＪ／ｃｍ２になるように照射して塗布層を完全硬化させ、ハードコート層１を形成した。ハードコート層の厚みは、走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）を用いて撮影した断面の画像から１０箇所の厚みを測定し、１０箇所の値の平均値から算出した。
（ハードコート層形成用電離放射線硬化性樹脂組成物）
ウレタンアクリレート（ＵＸ５０００、日本化薬（株）製） ２５質量部
ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物（Ｍ４０３、東亜合成（株）製） ５０質量部
多官能アクリレートポリマー（アクリット８ＫＸ－０１２Ｃ、大成ファインケミカル（株）製） ２５質量部（固形換算）
防汚剤（ＢＹＫＵＶ３５００、ビックケミー社製） １．５質量部（固形換算）
光重合開始剤（Ｉｒｇ１８４、ＢＡＳＦ社製） ４重量部
溶剤（ＭＩＢＫ） １５０質量部
４．光学積層体の作製
表１に示す各フィルムを、各フィルムの遅相軸の方向が同一になるように配置し、接着層を介して積層して、表１の実施例及び比較例に示す構成の光学積層体を作製した。実施例４の光学積層体に関しては、上記３．でフィルムＣ１の一方の面上にハードコート層１を形成して得られたフィルムを使用し、該フィルムのハードコート層１の反対面と、フィルムＡ１とを接着層を介して積層して光学積層体を作製した。それぞれの光学積層体について、前述の方法でＲｅ（０）及びＲｅ（４０）の値を測定した。結果を表１に示す。
５．表示装置の準備
下記の構成の表示装置Ａ，Ｂ，Ｃを準備した。光学積層体を除き、いずれの表示装置も市販品である。
＜表示装置Ａ＞
マイクロキャビティ構造を備えた三色独立方式の有機ＥＬ表示素子上に、偏光子及び光学積層体を有する表示装置。ＣＩＥ－ｘｙ色度図に基づくＢＴ．２０２０のカバー率：７７％。
＜表示装置Ｂ＞
表示素子がカラーフィルター付きの液晶表示素子であり、バックライトの光源が白色ＬＥＤであり、表示素子上に偏光子及び光学積層体を有する表示装置。ＣＩＥ－ｘｙ色度図に基づくＢＴ．２０２０のカバー率：４９％。
＜表示装置Ｃ＞
表示素子がカラーフィルター付きの液晶表示素子であり、バックライトの一次光源が青色ＬＥＤであり、二次光源が量子ドットであり、表示素子上に偏光子及び光学積層体を有する表示装置。ＣＩＥ－ｘｙ色度図に基づくＢＴ．２０２０のカバー率：６８％。
６．評価
上記５．で作製した光学積層体を、表１に示す各表示装置の最表面に配置して以下の評価を行った。実施例及び比較例においては、いずれも光学積層体に含まれるフィルムＣがフィルムＡよりも視認者側となるよう配置した。また、光学積層体は、各表示装置の偏光子の吸収軸と、光学積層体に含まれるフィルムＡの遅相軸とのなす角度が４５°となるよう配置した。
６－１．ブラックアウト
表示装置の画面を白表示もしくは略白表示にした。偏光サングラスを介して様々な角度から画面を観察し、画面が暗くなる箇所があるかどうかを目視で評価した。
Ａ：画面が暗くなる箇所がない。
Ｃ：画面が暗くなる箇所がある。
６－２．色再現性
表示装置の画面をカラー表示にした。偏光サングラスをかけた状態（状態１）、及び偏光サングラスを外して画面上に偏光サングラスと同色に染色したガラス板を設置した状態（状態２）で、それぞれ正面方向及び斜め方向から画面を観察し、偏光サングラスをかけた状態の色の再現性を目視で評価した。
状態１と状態２との色の差が気にならないものを２点、状態１と状態２との色の差が若干気になるものを１点、状態１と状態２との色の差がひどく気になるものを０点として、２０人が評価を行い、平均点を算出した。
ＡＡ：平均点が１．７点以上
Ａ：平均点が１．５点以上１．７点未満
Ｂ：平均点が１．０点以上１．５点未満
Ｃ：平均点が１．０点未満
Figure 0007062021000025
表１の結果から、本発明の要件を満たす光学積層体は、表示装置に適用した際に、表示画面を正面方向及び斜め方向のいずれから観察した場合でも、偏光サングラスの有無による色の見え方の違いが少なく、色再現性が良好である。また、ブラックアウトの問題も解消することができる。
これに対し、表示装置の視認者側にフィルムＣのみを配置した比較例１においては、ブラックアウト問題を解消できず、また、表示画面を斜め方向から観察した場合の色再現性が低下した。なお、比較例１では表示画面を正面方向から観察した場合にブラックアウトが生じるため、正面方向の色再現性は評価できなかった。比較例２の光学積層体はフィルムＡとフィルムＣを含むものであるが、所定の要件を満たさないため色再現性に劣るものであった。
なお、実施例１～５の評価で使用した表示装置Ａ、及び実施例７の評価で使用した表示装置Ｃは、実施例６で使用した表示装置Ｂと比較して、表示素子から出射して光学積層体に入射する光の分光スペクトルがシャープとなりやすく、色再現性の問題が生じ易い。しかしながら表示装置Ａ、Ｃにおいても、本発明の効果が有効に発揮されていることがわかる。これら表示装置のうち、ＣＩＥ－ｘｙ色度図に基づくＢＴ．２０２０のカバー率が高いほど（Ａ，Ｃ，Ｂの順に）画像の臨場感に優れるものであった。
本発明の光学積層体は、表示素子及び偏光子を順に有する表示装置の視認者側に適用し、偏光サングラスを通して正面方向及び斜め方向のいずれから表示画面を観察した際にも、偏光サングラスなしで観察した場合との色の見え方の違いが少なく、色再現性が良好である。また、偏光サングラスを通して表示画面を観察した場合のブラックアウトの問題も解消できる。本発明の光学積層体は、折り畳み可能な表示装置の最表面に用いる光学フィルムとして好適である。
１ フィルムＡ
２ フィルムＣ
３ ハードコート層
４ 表示素子
５ 偏光子
１０ 光学積層体
１００ 表示装置

Claims (5)

  1. 表示素子、偏光子、及び、少なくとも２種のフィルムを含む光学積層体を順に有する表示装置であって、
    前記表示素子は、下記式で求められるＢＴ．２０２０のカバー率が６０％以上であり、
    前記光学積層体は、少なくとも、下記条件（１）を満たすフィルムＡと、下記条件（２）を満たすフィルムＣとを含み、
    前記フィルムＡは、面内リタデーション値ＲＡ（０）が４，０００ｎｍ以上であり、
    前記フィルムＣは、ポリイミドフィルムであり、面内方向のリタデーション値が２００ｎｍ以下であり、厚み方向のリタデーション値が２，０００ｎｍ以上７，０００ｎｍ以下であり、
    該光学積層体面に対し垂直軸方向から観測されるリタデーション値Ｒｅ（０）が４，０００～３０，０００ｎｍであり、該光学積層体面に対し垂直でかつ該フィルムＡの面内において屈折率が最も大きい方向である遅相軸に沿った面内で、該光学積層体面の垂直軸から該遅相軸方向に４０度傾斜した軸方向から観測されるリタデーション値Ｒｅ（４０）が４，０００～２５，０００ｎｍである、表示装置。
    〔ＢＴ．２０２０のカバー率を表す式〕
    ［表示素子のＣＩＥ－ｘｙ色度図の面積のうち、ＢＴ．２０２０のＣＩＥ－ｘｙ色度図の面積と重複する面積／ＢＴ．２０２０のＣＩＥ－ｘｙ色度図の面積］×１００（％）
    条件（１）：フィルムの面内において屈折率が最も大きい方向である遅相軸方向の屈折率をｎｘ、該フィルムの面内において前記遅相軸方向と直交する方向である進相軸方向の屈折率をｎｙ、該フィルムの厚み方向の屈折率をｎｚとした際に、ｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚの関係である。
    条件（２）：フィルムの面内において屈折率が最も大きい方向である遅相軸方向の屈折率をｎｘ、該フィルムの面内において前記遅相軸方向と直交する方向である進相軸方向の屈折率をｎｙ、該フィルムの厚み方向の屈折率をｎｚとした際に、ｎｘ≧ｎｙ＞ｎｚの関係である。
  2. 前記フィルムＡの面内において屈折率が最も大きい方向である遅相軸と、前記フィルムＣの面内において屈折率が最も大きい方向である遅相軸とのなす角度が±１０度未満である、請求項１に記載の表示装置。
  3. 前記光学積層体に含まれる前記フィルムＣが前記フィルムＡよりも視認者側となるよう配置されたものである、請求項１又は２に記載の表示装置。
  4. 折り畳み可能な表示装置である、請求項１～３のいずれか１項に記載の表示装置。
  5. 少なくとも２種のフィルムを含む光学積層体であって、
    前記光学積層体は少なくとも、下記条件（１）を満たすフィルムＡと、下記条件（２）を満たすフィルムＣとを含み、
    前記フィルムＡは面内リタデーション値ＲＡ（０）が４０００ｎｍ以上であり、
    前記フィルムＣは、ポリイミドフィルムであり、面内方向のリタデーション値が２００ｎｍ以下であり、厚み方向のリタデーション値が２，０００ｎｍ以上７，０００ｎｍ以下であり、
    前記フィルムＡの面内において屈折率が最も大きい方向である遅相軸と、前記フィルムＣの面内において屈折率が最も大きい方向である遅相軸とのなす角度が±１０度未満であり、
    該光学積層体面に対し垂直軸方向から観測されるリタデーション値Ｒｅ（０）が４，０００～３０，０００ｎｍであり、該光学積層体面に対し垂直でかつ該フィルムＡの面内において屈折率が最も大きい方向である遅相軸に沿った面内で、該光学積層体面の垂直軸から該遅相軸方向に４０度傾斜した軸方向から観測されるリタデーション値Ｒｅ（４０）が４，０００～２５，０００ｎｍである光学積層体。
    条件（１）：フィルムの面内において屈折率が最も大きい方向である遅相軸方向の屈折率をｎｘ、該フィルムの面内において前記遅相軸方向と直交する方向である進相軸方向の屈折率をｎｙ、該フィルムの厚み方向の屈折率をｎｚとした際に、ｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚの関係である。
    条件（２）：フィルムの面内において屈折率が最も大きい方向である遅相軸方向の屈折率をｎｘ、該フィルムの面内において前記遅相軸方向と直交する方向である進相軸方向の屈折率をｎｙ、該フィルムの厚み方向の屈折率をｎｚとした際に、ｎｘ≧ｎｙ＞ｎｚの関係である。
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