KR100717562B1 - 적층 광학 필름, 타원편광판 및 화상표시장치 - Google Patents

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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 화면의 법선방향에 대하여, 경사방향으로부터 표시화상을 보았을 때에도, 표시화상의 착색이 억제되어 있고, 계조반전 영역이 적은 화상을 표시할 수 있고, 또한 내구성이 우수한 광학 필름을 제공하는 것.
(해결수단) 폴리카보네이트계 수지 및 스티렌계 수지를 함유하는 고분자 필름을 연신하여 얻어지는 광학 필름으로서, 광탄성계수의 절대값이 2.0×10-11∼6.0×10-11㎡/N 이고, 또한, Nz 계수가, Nz
Figure 112005052918701-pat00001
0.9, 또한, 정면 위상차가 Re
Figure 112005052918701-pat00002
80㎚ 를 만족하도록 3 차원 굴절률이 제어되어 있는 광학 필름 (1) 과, 광학적으로 정인 일축성을 나타내는 광학 필름 (2) 과, 광학적으로 부인 일축성을 나타내는 재료에 의해 형성되고, 또한 당해 재료가 경사배향되어 있는 부분을 갖는 두께가 30∼90㎛ 인 광학 필름 (3) 이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 적층 광학 필름.
적층 광학 필름, 타원편광판, 화상표시장치

Description

적층 광학 필름, 타원편광판 및 화상표시장치 {STACK OPTICAL FILM, ELLIPTICAL POLARIZING PLATE AND IMAGE DISPLAY APPARATUS}
도 1 은 본 발명의 적층형 광학 필름의 단면도의 일태양.
도 2 는 본 발명의 적층형 광학 필름의 단면도의 일태양.
도 3 은 본 발명의 적층형 광학 필름의 단면도의 일태양.
도 4 는 본 발명의 타원편광판의 단면도의 일태양.
도 5 는 본 발명의 타원편광판의 단면도의 일태양.
도 6 은 본 발명의 타원편광판의 단면도의 일태양.
도 7 은 비교예의 타원편광판의 단면도의 일태양.
도 8 은 비교예의 타원편광판의 단면도의 일태양.
도 9 는 비교예의 타원편광판의 단면도의 일태양.
도 10 은 실시예의 반사반투과형 액정표시장치예의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 3 차원 굴절률을 제어한 광학 필름
2 : 광학적으로 정인 일축성을 나타내는 광학 필름
3 : 부인 일축성을 나타내는 재료를 경사배향시켜 이루어지는 광학 필름
P : 편광판
L : 액정 셀
BL : 백라이트
[특허문헌 1] 일본 공개특허공보 평5-157911호
[특허문헌 2] 일본 공개특허공보 2000-56131호
[특허문헌 3] 일본 공개특허공보 평5-100114호
[특허문헌 4] 일본 공개특허공보 평10-68816호
[특허문헌 5] 일본 공개특허공보 평10-90521호
본 발명은 적층 광학 필름에 관한 것이다. 본 발명의 광학 필름은 단독으로 또는 다른 광학 필름과 조합하여, 위상차 필름, 시각보상 필름, 광학보상 필름, 타원편광판 (원편광판을 포함), 휘도 향상 필름 등의 각종 광학 필름으로서 사용할 수 있다. 특히, 본 발명의 적층 광학 필름은 편광판과 적층하여 타원편광판으로서 사용하는 경우에 유용하다.
또한, 본 발명은 상기 적층 광학 필름, 타원편광판 등을 사용한 액정표시장치, 유기 EL (일렉트로루미네선스) 표시장치, PDP 등의 화상표시장치에 관한 것이다. 본 발명의 적층 광학 필름, 타원편광판은, 상기한 바와 같이, 각종 액정표시장치 등에 적용할 수 있는데, 휴대형 정보통신기기, PC 등에 실장될 수 있는 반 사반투과형 액정표시장치 등에 특히 바람직하게 이용된다. 또한, 액정표시장치로는, TN (Twisted nematic) 모드, OCB (Optically compensated bend), 호모지니어스 모드의 액정표시장치로의 실장에 적합하다.
종래, 휴대형 정보통신기기, 액정 모니터, 액정 TV, 유기 EL 표시장치 등의 화상표시장치에는 화질을 향상시킬 목적으로 각종 고분자 재료로 이루어지는 광학 필름이 많이 사용되고 있다. 이러한 광학 필름은, 예를 들어 복굴절성을 갖는 고분자 필름을 연신가공하여 제조되고 있다. 그 중에서도, 필름면내의 굴절률이 최대가 되는 방향을 X 축, X 축에 수직인 방향을 Y 축, 필름의 두께방향을 Z 축으로 하고, 각각의 축방향의 굴절률을 nx, ny, nz 로 하였을 때, 식 (nx-nz)/(nx-ny) 로 표시되는 Nz 계수를 제어한 광학 필름은 전술한 액정표시장치 등의 화상표시장치의 시야각을 확대하기 위해 바람직하게 사용되고 있다.
광학 필름의 바람직한 Nz 계수는 액정표시장치의 모드 (TN, VA, OCB, IPS 등) 에 따라 달라진다. 그 때문에, 원하는 Nz 계수의 광학 필름을 얻기 위해서는, 필름의 가공성이 우수하고, 또한 원하는 Nz 계수에 복굴절을 제어하기 쉬운 고분자 재료가 적절히 선택되어 사용된다. 예를 들어, Nz 계수
Figure 112005052918701-pat00003
0.9 를 만족하는 광학 필름은 굴절률을 적어도 nz>ny 가 되도록 제어하기 때문에, 이러한 굴절률이 되어, 복굴절을 발현하는 고분자 재료가 바람직하게 사용된다.
Nz 계수
Figure 112005052918701-pat00004
0.9 를 만족하는 광학 필름은 복굴절의 발현성이 우수한 등의 이점으로부터, 예를 들어 고분자 필름으로서 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판의 단위를 포함하는 폴리카보네이트 수지 필름을 연신함으로써 얻어진다 (특허문헌 1 참조). 당해 폴리카보네이트 수지는 높은 투명성을 갖는 점, 또한 적절한 내열성을 갖는 점에서도 바람직하다. 그러나, 폴리카보네이트 수지 필름을 연신하여 얻어지는 광학 필름은 응력을 받았을 때의 복굴절의 변화율이 크고, 즉 광탄성계수의 절대값이 크다. 그 때문에, 예를 들어 당해 광학 필름을 편광판에 부착한 경우에 불균일이 크다는 문제가 있다. 또한, 최근 액정 TV 등의 액정 패널의 대형화에 수반하여 패널에 걸리는 응력도 커져, 한층 더 위상차 변화율 (복굴절의 변화율) 이 작은 광학 필름 재료가 요구되고 있다. 또한, 당해 광학 필름은 표시장치에 부착한 후의 사용환경하에 있어서, 위상차 변화가 큰 등의 문제를 갖고 있다. 이러한 문제를 갖고 있으므로, 상기 광학 필름은 최근의 고내열, 고온고내습성이 요구되는 용도에는 적합하지 않았다.
한편, 광탄성계수의 절대값이 비교적 작은 고분자 재료로는, 예를 들어 노르보르넨계 수지가 알려져 있다 (특허문헌 2 참조). 그러나, 노르보르넨계 수지는 광탄성계수의 절대값은 작으나, 동시에 복굴절성이 작다는 성질이 있다. 그 때문에, 연신가공에 의해 부여할 수 있는 위상차에 한계가 있다. 특히 Nz 계수
Figure 112005052918701-pat00005
0.9 를 만족하도록 3 차원 굴절률을 제어하기는 어렵다.
또한, 종래, 반사반투과형 액정표시장치 등에는 광대역의 파장 영역을 갖는 입사광 (가시광 영역) 에 대하여 λ/4 판이나 λ/2 판으로서 기능하는 광대역 위상차판이 바람직하게 이용되고 있다. 이러한 광대역 위상차판으로는, 복수의 광학 이방성을 갖는 폴리머 필름을, 광축을 교차시키고 적층하여 이루어지는 적층 필름이 제안되어 있다. 이들 적층 필름에서는 2 층 또는 복수매의 연신 필름의 광 축을 교차시켜 광대역화를 실현하고 있다 (예를 들어, 특허문헌 3, 특허문헌 4, 특허문헌 5 참조).
그러나, 전술한 특허문헌 3 내지 5 의 구성의 광대역 위상차판을 사용한 경우라도, 화면의 법선방향에 대하여 상하좌우의 경사방향으로부터 표시화상을 본 경우에는, 표시화상의 색견(色見)이 변화하거나, 백화상과 흑화상이 반전되거나 하는 계조반전되는 결점을 갖고 있다.
본 발명은 화면의 법선방향에 대하여, 경사방향으로부터 표시화상을 보았을 때에도, 표시화상의 착색이 억제되어 있고, 계조반전 영역이 적은 화상을 표시할 수 있고, 또한 내구성이 우수한 광학 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 광학 필름과 편광판을 적층한 타원편광판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 광학 필름, 타원편광판을 사용한 화상표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 하기 적층 광학 필름을 사용함으로써 상기 목적을 달성할 수 있음을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 폴리카보네이트계 수지 및 스티렌계 수지를 함유하는 고분자 필름을 연신하여 얻어지는 광학 필름으로서,
당해 광학 필름은 광탄성계수의 절대값이 2.0×10-11∼6.0×10-11㎡/N 이고, 또한,
필름면내의 굴절률이 최대가 되는 방향을 X 축, X 축에 수직인 방향을 Y 축, 필름의 두께방향을 Z 축으로 하고, 각각의 축방향의 굴절률을 nx1, ny1, nz1 로 하고, 필름두께를 d1 (㎚) 로 한 경우에, Nz=(nx1-nz1)/(nx1-ny1) 로 표시되는 Nz 계수가, Nz
Figure 112005052918701-pat00006
0.9, 또한, 정면 위상차 (Re)=(nx1-ny1)×d1 이, Re
Figure 112005052918701-pat00007
80㎚ 를 만족하도록 3 차원 굴절률이 제어되어 있는 광학 필름 (1) 과,
필름면내의 굴절률이 최대가 되는 방향을 X 축, X 축에 수직인 방향을 Y 축, 필름의 두께방향을 Z 축으로 하고, 각각의 축방향의 굴절률을 nx2, ny2, nz2 로 한 경우에, nx2>ny2≒nz2 를 만족하는 광학적으로 정인 일축성을 나타내는 광학 필름 (2) 과,
광학적으로 부인 일축성을 나타내는 재료에 의해 형성되고, 또한 당해 재료가 경사배향되어 있는 부분을 갖는 두께가 30∼90㎛ 인 광학 필름 (3) 이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 적층 광학 필름에 관한 것이다.
상기 본 발명의 적층 광학 필름은 3 차원 굴절률이 제어된 광학 필름 (1) 과, 광학적으로 정인 일축성을 나타내는 광학 필름 (2) 과, 광학적으로 부인 일축성을 나타내는 재료를 경사배향시켜 이루어지는 광학 필름 (3) 을 적층하여 이루어지는 것으로, 광대역 또한 광시야각을 보상하는 위상차 필름으로서 유용하다. 당 해 적층 광학 필름을 적용한 액정표시장치 등의 화상표시장치는 광시야각을 실현할 수 있으며, 게다가 표시화면을 경사방향으로부터 본 경우에도, 표시착색이 억제되어 있고, 계조반전 영역이 적은 화상을 표시할 수 있다.
상기의 광학 필름 (1) 은 폴리카보네이트계 수지에 추가하여 스티렌계 수지를 함유하는 고분자 필름을 사용하고 있다. 이러한 스티렌계 수지의 배합에 의해, 광학 필름의 광탄성계수의 절대값을 2.0×10-11∼6.0×10-11㎡/N 의 범위로 제어할 수 있어 내구성이 우수하다. 그 때문에, 대형 패널에 적용한 경우에도, 응력하에 있어서도 위상차값의 변화가 적고, 예를 들어 고내열, 고온고내습성이 요구되는 용도에 있어서도 바람직하게 사용할 수 있다. 광탄성계수의 절대값은 3.0×10-11∼5.0×10-11㎡/N 인 것이 바람직하다. 광탄성계수의 절대값이 6.0×10-11㎡/N 을 초과하는 경우에는 내구성이 충분하지 않고, 응력하에서의 위상차 변화가 크다. 한편, 광탄성계수의 절대값이 2.0×10-11㎡/N 미만에서는, 연신가공성이 떨어지고, Nz 계수의 제어가 어렵기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 상기 광학 필름은 폴리카보네이트계 수지를 주성분으로 하고 있기 때문에, 폴리카보네이트계 수지가 갖는 복굴절의 발현성, 제어성도 양호하다. 또한, 폴리카보네이트계 수지와 스티렌계 수지는 상용성도 양호하고, 광학 필름이 높은 투명성을 갖는다.
상기 광학 필름 (1) 은 상기에서 정의되는 Nz 계수가, Nz
Figure 112005052918701-pat00008
0.9 이고 광시야각 특성을 갖는다. Nz 계수가 Nz>0.9 인 경우에는, 광시야각을 실현하기 어렵 다. Nz 계수는 작을수록 바람직하고, Nz
Figure 112005052918701-pat00009
0.7 을 만족하는 것이 바람직하다. 또한, Nz
Figure 112005052918701-pat00010
0.5 를 만족하는 것이 바람직하다. 또한, 광학 필름은 (nx1-nz1)<0 의 경우를 포함하고, Nz 계수는 마이너스가 되어도 된다. 다만, 상하좌우방향의 시야각 확대의 점에서, Nz 계수는 -1 이상, 나아가서는 -0.5 이상이 되도록 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 광학 필름 (1) 의 정면 위상차 (Re) 는 정면 위상차의 편차가 작은 점에서, Re
Figure 112005052918701-pat00011
80㎚ 을 만족하고 있다. Re<80㎚ 에서는, 정면 위상차의 편차가 커진다. Re는 Re
Figure 112005052918701-pat00012
90㎚, 나아가서는 Re
Figure 112005052918701-pat00013
100㎚ 인 것이 바람직하다. 다만, 두께방향 위상차의 편차를 작게 하는 점에서는, Re
Figure 112005052918701-pat00014
300㎚ 인 것이 바람직하다. 또한, 두께방향의 위상차: (nx1-nz1)×d1 은 -300∼300㎚, 나아가서는 0∼270㎚ 인 것이 바람직하다.
또한, 상기 적층 광학 필름은, 광학 필름 (3) 은 두께 30∼90㎛ 인 것이 내구성이 우수한 점에서 바람직하다.
상기 적층 광학 필름에 있어서, 광학 필름 (1) 의 재료인, 스티렌계 수지의 중량평균분자량이 20,000 이하인 것이 바람직하다. 또한 광학 필름 (1) 의 유리전이온도는 110∼180℃ 의 범위인 것이 바람직하다.
또한, 상기 적층 광학 필름에 있어서, 광학 필름 (2) 으로는 노르보르넨계 폴리머를 함유하는 고분자 필름을 연신하여 얻어지는 것을 사용할 수 있다. 또한, 광학 필름 (2) 으로는, 광학 필름 (1) 과 동일한 재료, 즉 폴리카보네이트계 수지 및 스티렌계 수지를 함유하는 고분자 필름을 연신하여 얻어지는 광학 필름으로서, 광탄성계수의 절대값이 0.5×10-11∼6.0×10-11㎡/N, 바람직하게는 1.0×10-11∼6.0×10-11㎡/N 인 것을 사용할 수 있다. 이들 재료를 사용한 광학 필름 (2) 은 내구성이 양호하다.
상기 적층 광학 필름에 있어서, 상기 광학 필름 (3) 을 형성하는, 광학적으로 부인 일축성을 나타내는 재료는 디스코틱 액정 화합물인 것이 바람직하다. 광학적으로 부인 일축성을 나타내는 재료는 특별히 제한되지 않지만, 경사배향의 제어가 좋고, 또한 일반적인 재료로 비용이 비교적 저렴한 점에서, 디스코틱 액정 화합물이 바람직하다.
또한, 상기 적층 광학 필름에 있어서, 광학 필름 (3) 을 형성하는 광학적으로 부인 일축성을 나타내는 재료는 그 평균 광축과 광학 필름 (3) 의 법선방향으로부터 이루는 경사각도가 5°∼50°의 범위에서 경사배향되어 있는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이, 광학 필름 (3) 은 3 차원 굴절률을 제어한 광학 필름 (1) 과 조합한 적층 광학 필름으로서 사용되는데, 광학 필름 (3) 의 상기 경사각도를 5° 이상으로 제어함으로써, 액정표시장치 등에 실장한 경우의 시야각 확대효과가 크다. 한편, 상기 경사각도를 50°이하로 제어함으로써, 시야각을 상하좌우의 어느 방향 (4 방향) 에 있어서도 시야각이 양호해지고, 방향에 따라 시야각이 좋아지거나 나빠지는 것을 억제할 수 있다. 이러한 관점에서, 상기 경사각도는 10 °∼30°가 바람직하다.
또한, 광학적으로 부인 일축성을 나타내는 광학재료 (예를 들어, 디스코틱 액정성 분자) 의 경사배향 상태는, 필름면내와의 거리에 따라 변화하지 않는 균일한 경사 (틸트) 배향이어도 되고, 상기 광학재료와 필름면내와의 거리에 따라 변화해도 된다.
상기 적층 광학 필름은 광학적으로 정인 일축성을 나타내는 광학 필름 (2) 과, 광학적으로 부인 일축성을 나타내는 재료를 경사배향시켜 이루어지는 광학 필름 (3) 사이에 3 차원 굴절률을 제어한 광학 필름 (1) 이 배치되어 있는 것이, 광시야각을 실현할 수 있고, 경사방향으로부터 본 경우의 계조반전 영역을 보다 효과적으로 억제하므로 바람직하다.
또한 본 발명은, 상기 적층 광학 필름과, 편광판이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 타원편광판에 관한 것이다. 상기 타원편광판은 광학 필름 (2) 측에 편광판이 적층되어 있는 것이 광시야각, 경사방향으로부터 본 경우의 계조반전 영역면에서 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 적층 광학 필름 또는 타원편광판이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 화상표시장치에 관한 것이다. 화상표시장치로는, TN 모드, OCB, 호모지니어스 모드의 액정표시장치로의 적용이 바람직하다.
발명의 실시하기 위한 최선의 형태
이하에 본 발명의 적층 광학 필름을 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1 내지 도 3 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 적층 광학 필름은 3 차원 굴절률을 제어한 광학 필름 (1) 과, 광학적으로 정인 일축성을 나타내는 광학 필름 (2) 과, 광학적으로 부인 일축성을 나타내는 재료를 경사배향시켜 이루어지는 광학 필름 (3) 이 적층되어 있다. 이들 광학 필름의 적층 순서는 특별히 제한되지 않는다. 도 1 에서는 광학 필름 (2)/광학 필름 (1)/광학 필름 (3) 의 순서로, 도 2 에서는 광학 필름 (2)/광학 필름 (3)/광학 필름 (1) 의 순서로, 도 3 에서는 광학 필름 (3)/광학 필름 (2)/광학 필름 (1) 의 순서로 각각 적층되어 있다. 이들 중에서도, 도 1 과 같은 배치로 적층하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 적층 광학 필름에는 편광판 (P) 을 적층하여 타원편광판으로 할 수 있다. 도 4 내지 도 6 은 도 1 내지 도 3 에 나타내는 적층 광학 필름에 편광판 (P) 을 적층한 타원편광판 (P1) 이다. 또한, 상기 적층 광학 필름에 대한 편광판 (P) 의 적층위치는 특별히 제한되지 않지만, 액정표시장치에 실장하였을 때에 보다 시야각이 넓어지는 점에서, 도 4 내지 도 5 와 같이 광학 필름 (2) 측에 편광판 (P) 을 적층하는 것이 바람직하다. 특히 도 4 의 경우가 바람직하다.
또한, 도 1 내지 도 6 에 있어서, 각 광학 필름, 편광판은 점착제층을 개재하여 적층할 수 있다. 점착제층은 1 층이어도 되고, 또한 2 층 이상 중첩형태로 할 수 있다.
상기 광학 필름 (1) 은 폴리카보네이트계 수지 및 스티렌계 수지를 함유하는 고분자 필름의 연신 필름 (위상차 필름) 이다.
폴리카보네이트계 수지는 광학 필름에 사용되고 있는 각종의 것을 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 폴리카보네이트계 수지는, 예를 들어 방향족 2가 페 놀 성분과 카보네이트 성분으로 이루어지는 방향족 폴리카보네이트가 바람직하다.
방향족 폴리카보네이트는 통상 방향족 2가 페놀 화합물과 카보네이트 전구물질의 반응에 의해 얻을 수 있다. 즉, 방향족 2가 페놀 화합물을 가성 알칼리 및 용제의 존재하에서 포스겐을 불어넣는 포스겐법, 또는 방향족 2가 페놀 화합물과 비스아릴카보네이트를 촉매의 존재하에서 에스테르 교환시키는 에스테르 교환법에 의해 얻을 수 있다.
여기서, 카보네이트 전구물질의 구체예로는, 포스겐, 상기 2가 페놀류의 비스클로로포메이트, 디페닐카보네이트, 디-p-톨릴카보네이트, 페닐-p-톨릴카보네이트, 디-p-클로로페닐카보네이트, 디나프틸카보네이트 등을 들 수 있다. 그 중에서도 포스겐, 디페닐카보네이트가 바람직하다.
상기 카보네이트 전구물질과 반응시키는 방향족 2가 페놀 화합물의 구체예 로는, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)프로판, 비스(4-히드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)부탄, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디프로필페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 기타를 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상의 것을 병용해도 된다. 바람직하게는, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산이다. 특히, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판과 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산과 병용하는 것이 바람직하다.
방향족 2가 페놀 화합물로서, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판과 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산을 병용하는 경우에는, 양자의 사용 비율을 바꿈으로써, 상기 광학 필름 (1) 의 Tg 나 광탄성계수의 절대값을 조정할 수 있다. 폴리카보네이트계 수지 중의 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산의 함유율을 높게 하면, Tg 를 높이고, 광탄성계수의 절대값을 낮게 할 수 있다. 상기 광학 필름 (1) 은 광탄성계수의 절대값을 충분히 저하시키고, 또한 내구성이나 자기지지성, 연신성 등에 적합한 Tg 나 강성을 확보하기 위해, 폴리카보네이트계 수지 중의 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판과, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산의 함유 비율은 전자:후자=2:8∼8:2 인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 3:7∼6:4 이다. 특히 바람직하게는 3:7∼5:5 이다.
상기 폴리카보네이트계 수지의 중량평균분자량 (Mw) 은 테트라히드로푸란을 전개용매로 하는 GPC 법으로 측정되는 폴리스티렌 환산으로 25,000∼200,000 인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 30,000∼150,000 이다. 더욱 바람직하게는 40,000∼100,000 이다. 특히 바람직하게는 50,000∼80,000 이다. 상기 폴리카보네이트계 수지의 중량평균분자량을 상기의 범위로 함으로써, 기계적 강도가 우수한 광학 필름 (1) 을 얻을 수 있다.
한편, 본 발명에 사용되는 스티렌계 수지란, 스티렌계 모노머를 중합시킴으로써 얻어지는 스티렌계 중합체이다. 상기 스티렌계 모노머의 구체예로는, 스티렌, α-메틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌 등을 들 수 있다. 또한, 시판 중인 스 티렌계 수지 등도 사용할 수 있다. 예를 들어, 스티렌 수지, 아크릴로니트릴·스티렌 수지, 아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌 수지, 아크릴로니트릴·에틸렌·스티렌 수지, 스티렌·말레이미드 공중합체, 스티렌·무수말레산 공중합체 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 또한, 상기 스티렌계 수지와 스티렌계 모노머를 병용해도 된다.
상기 스티렌계 수지의 중량평균분자량 (Mw) 은 테트라히드로푸란을 전개용매로 하는 겔·투과형·크로마토그래피 (GPC) 법으로 측정되는 폴리스티렌 환산으로 20,000 이하인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 1,000∼10,000 이다. 특히 바람직하게는 1,000∼6,000 이다. 가장 바람직하게는 1,000∼3,000 이다. 상기의 범위이면, 스티렌계 수지와 폴리카보네이트계 수지가 균질하게 혼합되어, 투명성이 높은 필름을 얻을 수 있다.
상기 폴리카보네이트계 수지와 스티렌계 수지의 비율은 고분자 필름 (광학 필름 (1)) 의 투명성이 좋고, 광탄성계수의 절대값이 상기 범위내가 되도록 적절히 조정된다. 통상, 폴리카보네이트계 수지와 스티렌계 수지의 합계를 100중량부로 한 경우, 상기 스티렌계 수지의 함유량은 20∼40중량부로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 22∼38중량부이다. 특히 바람직하게는 25∼35중량부이다. 스티렌계 수지는 본 발명의 광학 필름 (1) 의 광탄성계수의 절대값을 저하시키기 위해 사용된다. 상기의 범위이면, 광학 필름 (1) 의 광탄성계수의 절대값을 충분히 저하시키고, 또한 내구성이나 자기지지성, 연신성 등에 적합한 유리전이온도 (Tg 라고도 한다) 나 강성을 확보할 수 있으므로, 액정표시장치에 사용 하더라도 응력에 의해 위상차값의 어긋남이나 불균일이 발생하기 어렵게 하는 것과, 낮은 연신배율로 nx1>nz1>ny1 의 관계를 갖는 위상차 필름을 얻는 것을 양립시킬 수 있다.
본 발명의 광학 필름 (1) 의 스티렌계 수지의 함유량은 이러한 광학 필름 (1) 을 GPC 측정함으로써 구할 수 있다. 구체적으로는, 이러한 광학 필름 (1) 을 테트라히드로푸란에 용해시켜 0.1중량% 의 용액으로 하고, 하룻밤 정치시킨 후, 0.45㎛ 의 멤브레인 필터로 여과한 여과액을 GPC 측정한다. 얻어진 미분분자량 분포곡선은 저분자량 성분과 고분자량 성분에 피크의 골짜기에서 2 분할할 수 있다. 스티렌계 수지의 함유량은 식:〔저분자량 성분 피크의 총면적/(저분자량 성분 피크의 총면적+고분자량 성분 피크의 총면적)〕×100 으로부터 구할 수 있다.
상기 폴리카보네이트계 수지와 스티렌계 수지는 이들의 중량평균분자량 (Mw) 의 차 (폴리카보네이트계 수지의 Mw-스티렌계 수지의 Mw) 가 바람직하게는 24,000∼92,000 인 것이 사용된다. 더욱 바람직하게는 29,000∼87,000 이다. 특히 바람직하게는 39,000∼77,000 이다. 가장 바람직하게는 49,000∼67,000 이다. 상기의 범위이면, 투명성이 높은 고분자 필름을 얻을 수 있다.
폴리카보네이트계 수지 및 스티렌계 수지를 함유하는 고분자 필름의 두께의 범위로는, 설계하는 위상차값이나 연신성, 위상차값의 발생 용이성 등에 따라 선택할 수 있지만, 20∼500㎛ 의 것이 바람직하게 사용된다. 더욱 바람직하게는 30∼300㎛ 이다. 특히 바람직하게는 40∼100㎛ 이다. 가장 바람직하게는 50 ∼80㎛ 이다. 상기의 범위이면, 필름의 충분한 자기지지성이 얻어지고, 광범위한 위상차값을 얻을 수 있다.
상기 고분자 필름의 광투과율은 파장 590㎚ 에 있어서 80% 이상인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 85% 이상이다. 특히 바람직하게는 90% 이상이다. 얻어지는 광학 필름 (1) 에 대해서도 동일한 광투과율을 갖는 것이 바람직하다.
상기 고분자 필름의 유리전이온도 (Tg) 는, 특별히 제한은 없으나, 110∼185℃ 인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 120∼170℃ 이다. 특히 바람직하게는 125∼150℃ 이다. Tg 가 110℃ 이상이면, 열안정성이 양호한 필름을 얻기 쉬워지고, 185℃ 이하의 온도이면 연신에 의해 필름면내 및 두께방향의 위상차값을 제어하기 쉽다. 유리전이온도 (Tg) 는 JIS K 7121 에 준한 DSC 법에 의해 구할 수 있다.
상기 고분자 필름은 일반적으로 사용되는 용액으로부터의 캐스팅법이나 용융압출법에 의해 얻을 수 있다. 또한, 상기 고분자 필름은 스티렌계 수지와 폴리카보네이트계 수지를 혼합하여 얻을 수 있다. 수지의 혼합방법에 대해서는 특별히 한정은 없고, 예를 들어 캐스팅법을 사용하여 필름을 제작하는 경우에는, 수지를 소정의 비율로 용매와 함께 교반혼합하여 균일 용액으로서 사용할 수 있다. 또한, 용융압출법을 사용하여 필름을 제작하는 경우에는, 수지를 소정의 비율로 용융혼합하여 사용할 수 있다. 상기 광학 필름 (1) 의 평활성을 높이고, 양호한 광학 균일성을 얻기 위해, 용액으로부터의 캐스팅법이 바람직하게 사용된다.
상기 캐스팅법에서 사용되는 용매로는, 예를 들어, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메톡시벤젠, 1,2-디메톡시벤젠 등의 방향족 탄화수소류, 클로로포름, 디클로로메탄, 4염화탄소, 디클로로에탄, 테트라클로로에탄, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌, 클로로벤젠, 오르토디클로로벤젠 등의 할로겐화 탄화수소류, 페놀, 파라클로로페놀 등의 페놀류, 디에틸에테르, 디부틸에테르, 테트라히드로푸란, 아니솔, 디옥산, 테트라히드로푸란 등의 에테르류, 아세톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 2-펜타논, 3-펜타논, 2-헥사논, 3-헥사논, 2-헵타논, 3-헵타논, 4-헵타논, 2,6-디메틸-4-헵타논, 2-피롤리돈, N-메틸-2-피롤리돈 등의 케톤류, n-부탄올이나 2-부탄올, 시클로헥산올, 이소프로필알코올, t-부틸알코올이나 글리세린, 에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 2-메틸-2,4-펜탄디올 등의 알코올류, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등의 아미드류, 아세토니트릴, 부틸니트릴 등의 니트릴류, 메틸셀로솔브, 아세트산메틸셀로솔브 등의 셀로솔브류, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 락트산메틸 등의 에스테르류, 기타, 염화메틸렌, 2황화탄소, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 등도 상기 용제의 예로서 들 수 있는데 이들에 한정되지 않는다.
상기 용제로서 바람직하게는, 디클로로메탄, 클로로포름, 1,2-디클로로에탄, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 메틸이소부틸케톤, 메틸에틸케톤, 디그라임, 톨루엔, 아세트산에틸, 테트라히드로푸란, 1,3-디옥소란, 1,4-디옥산, 클로로벤젠이다. 용해성과 도핑의 안정성이 양호한 점에서, 보다 바람직하게는 테트라히드로푸란 또 는 디클로로메탄이 사용된다. 이들은 단독 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 캐스팅법에서 사용되는 용액의 전체 고형분 농도는 수지의 용해성, 도공 점도, 기재상으로의 습윤성, 도포후의 두께 등에 따라 달라지는데, 평활성이 높은 고분자 필름을 얻기 위해서는, 용제 100중량부에 대하여 고형분을 2∼100중량부, 나아가서는 4∼50중량부, 특히 5∼40중량부 용해시킨 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 고분자 필름에는, 본 발명의 목적을 손상하지 않은 범위에서 잔존 용매, 안정제, 가소제, 자외선 흡수제, 대전방지제 등, 기타 성분을 필요에 따라 함유시킬 수 있다.
다음으로 본 발명의 광학 필름 (1) 의 제조방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 광학 필름 (1) 의 제조방법은 스티렌계 수지와 폴리카보네이트계 수지를 함유하는 상기 고분자 필름의 편면 또는 양면에 수축성 필름을 부착하여, 가열연신함으로써 행한다.
사용되는 수축성 필름은 가열연신시에 연신방향과 직교하는 방향의 수축력을 부여하기 위해 사용된다. 구체예로는, 예를 들어 2 축 연신 필름이나, 1 축 연신 필름 등을 들 수 있다. 상기 수축성 필름에 사용되는 재료로는, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴 등을 들 수 있는데, 이것에 제한되지 않는다. 수축 균일성, 내열성이 우수한 점에서, 2 축 연신 폴리프로필렌 필름이 바람직하게 사용된다.
상기 수축성 필름은 적층되는 상기 고분자 필름의 폭방향의 수축률이 5% 이 상 수축하는 것이 바람직하게 사용된다. 상기 수축성 필름의 수축률로는, 140℃ 에 있어서의 필름 길이방향의 수축률: S(MD) 가 2.7∼9.4%, 폭방향의 수축률: S(TD) 가 4.6∼15.8% 인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, S(MD) 가 2.7∼8.7%, S(TD) 가 4.6∼10.6% 이다. 특히 바람직하게는, S(MD) 가 3.7∼7.7%, S(TD) 가 5.6∼9.6% 이다. 가장 바람직하게는, S(MD) 가 4.7∼6.7%, S(TD) 가 6.6∼8.6% 이다.
또한, 상기 수축 필름은 폭방향의 수축률과 길이방향의 수축률의 차: ΔS=S(TD)-S(MD) 가 바람직하게는 0.1∼3.9% 의 범위에 있는 것이 사용된다. 더욱 바람직하게는 0.9∼2.9% 이다. 특히 바람직하게는 1.4∼2.4% 이다. 가장 바람직하게는 1.8∼2.1% 이다. MD 방향의 수축률이 크면, 연신장력에 추가하여, 상기 수축 필름의 수축력이 연신기에 가해져 균일한 연신이 어려워진다. 상기의 범위이면, 연신기 등의 설비에 과도한 부하를 거는 일 없이, 균일한 연신을 행할 수 있다.
상기 수축률 S(MD) 및 S(TD) 는 JIS Z 1712 의 가열수축률 A 법에 준하여 구할 수 있다 (다만, 가열온도는 120℃ 대신 140℃ 로 하고, 시험편에 가중 3g 을 가한 것이 다르다). 구체적으로는, 폭 20㎜, 길이 150㎜ 의 시험편을 세로 (MD), 가로 (TD) 방향에서 각 5 장 채용하여, 각각의 중앙부에 약 100㎜ 의 거리에 있어서 표점을 표시한 시험편을 제작한다. 이 시험편은 온도 140℃±3℃ 로 유지된 공기 순환식 항온조에, 가중 3g 을 가한 상태에서 수직으로 매달아, 15 분간 가열한 후 꺼내고, 표준상태 (실온) 에 30 분간 방치하고 나서, JISB7507 에 규정하는 캘리퍼스를 사용하여 표준간 거리를 측정하고, 5 개의 측정값의 평균값을 구하여, S(%)=〔(가열전의 표준간 거리(㎜)-가열후의 표준간 거리(㎜))/가열전 표준간 거리(㎜)〕×100 으로부터 산출할 수 있다.
상기 수축 필름의 바람직한 두께의 범위로는, 상기 수축률이나, 위상차값 등에 따라 선택할 수 있는데, 예를 들어 10∼500㎛ 가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 20∼300㎛ 이다. 특히 바람직하게는 30∼100㎛ 이다. 가장 바람직하게는 40∼80㎛ 이다. 상기의 범위내이면, 충분한 수축률이 얻어지고, 양호한 광학 균일성을 갖는 광학 필름 (1) 을 제작할 수 있다.
상기 수축성 필름의 상기 고분자 필름으로의 부착방법은 상기 수축성 필름의 수축방향이 적어도 연신방향과 직교하는 방향의 성분을 포함하도록 행하여진다. 즉, 상기 수축성 필름의 수축력의 전부 또는 일부가 상기 고분자 필름의 연신방향과 직교하는 방향으로 작용하도록 행하여진다. 따라서, 상기 수축성 필름의 수축방향이 상기 고분자 필름의 연신방향과 경사 교차하고 있어도 되고, 완전히 직교하는 방향에 있을 필요는 없다.
상기 수축성 필름의 부착방법으로는, 특별히 제한은 없으나, 상기 고분자 필름과 상기 수축성 필름 사이에 점착제층을 형성하여 접착하는 방법이 제조상 용이한 점에서 바람직하다. 상기 점착제층은 상기 고분자 필름 또는 상기 수축성 필름의 일방 또는 양방에 형성할 수 있다. 통상, 상기 수축성 필름은 상기 광학 필름 (1) 을 제작한 후에 박리되므로, 상기 점착제로는, 가열연신 공정에서는 접착성과 내열성이 우수하고, 그 후의 박리 공정에서는 용이하게 박리할 수 있고, 상기 광학 필름 (1) 의 표면에 점착제가 잔존하지 않는 것이 바람직하다. 박리성이 우수한 점에서, 상기 점착제층은 상기 수축성 필름에 형성하는 편이 바람직하다.
상기 점착제층을 형성하는 점착제로는, 아크릴계, 합성 고무계, 고무계, 실리콘계 등이 사용된다. 접착성, 내열성, 박리성이 우수한 점에서, 아크릴계 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 아크릴계 점착제가 바람직하다. 아크릴계 폴리머의 테트라히드로푸란을 전개용매로 하는 GPC 법에 의해 산출되는 중량평균분자량 (Mw) 이 폴리스티렌 환산으로 30,000∼2,500,000 인 것이 바람직하다.
상기 아크릴계 폴리머에 사용되는 모노머로는, 각종 (메트)아크릴산알킬을 사용할 수 있다. 예를 들어, (메트)아크릴산알킬에스테르 (예를 들어, 메틸에스테르, 에틸에스테르, 프로필에스테르, 부틸에스테르, 2-에틸헥실에스테르, 이소옥틸에스테르, 이소노닐에스테르, 이소데실에스테르, 도데실에스테르, 라우릴에스테르, 트리데실에스테르, 펜타데실에스테르, 헥사데실에스테르, 헵타데실에스테르, 옥타데실에스테르, 노나데실에스테르, 에이코실에스테르 등의 탄소수 1∼20 알킬에스테르) 를 예시할 수 있고, 이들을 단독 또는 조합하여 사용할 수 있다.
또한, 얻어지는 아크릴계 폴리머에 극성을 부여하기 위해 상기 (메트)아크릴산알킬에스테르와 함께, (메트)아크릴산, 이타콘산 등의 카르복실기 함유 단량체; (메트)아크릴산히드록시에틸, (메트)아크릴산히드록시프로필 등의 히드록실기 함유 단량체; N-메틸올아크릴아미드 등의 아미드기 함유 단량체; (메트)아크릴로니트릴 등의 시아노기 함유 단량체; (메트)아크릴산글리시딜 등의 에폭시기 함유 단량체; 아세트산비닐 등의 비닐에스테르류; 스티렌, α-메틸스티렌 등의 스티렌계 단량체 등을 공중합 모노머로서 사용할 수 있다.
또한, 아크릴계 폴리머의 중합법은 특별히 제한되지 않고, 용액중합, 유화중합, 현탁중합, UV 중합 등의 공지의 중합법을 채용할 수 있다.
또한, 상기 점착제에는 가교제를 함유할 수 있다. 가교제로서는, 폴리이소시아네이트 화합물, 폴리아민 화합물, 멜라민 수지, 우레아 수지, 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 또한, 상기 점착제에는 필요에 따라, 촉매, 점착부여제, 가소제, 충전제, 산화방지제, 자외선 흡수제, 실란 커플링제 등을 적절히 사용할 수도 있다.
점착제층의 형성방법은 특별히 제한되지 않고, 이형 필름에 점착제를 도포하고, 건조 후, 상기 고분자 필름에 전사하는 방법 (전사법), 상기 고분자 필름에 직접 점착제를 도포, 건조하는 방법 (직사법) 등을 들 수 있다.
상기 점착제층의 바람직한 두께의 범위로는, 특별히 제한은 없으나, 점착력이나 상기 광학 필름 (1) 의 표면상태에 따라 적절히 결정된다. 예를 들어, 1∼100㎛ 가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 5∼50㎛ 이다. 특히 바람직하게는 10∼30㎛ 이다. 상기의 범위내이면 충분한 수축률이 얻어지고, 양호한 광학 균일성을 갖는 광학 필름 (1) 을 제작할 수 있다. 상기 점착제층은 다른 조성의 것 또는 종류가 다른 것을 적층하여 사용할 수도 있다. 또한, 상기 점착제층은 필요에 따라, 접착력의 제어를 목적으로 점착성 부여 수지와 같은 천연물이나 합성물의 수지류, 산화방지제 등의 적당한 첨가제를 배합할 수 있다.
상기 점착제층의 노출면에 대해서는, 실용에 제공하기까지의 사이, 그 오염방지 등을 목적으로 박리지 또는 이형 필름 (세퍼레이터라고도 한다) 이 임시 부착되어 커버된다. 이로써, 통례의 취급상태에서 점착제층에 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 상기 세퍼레이터로는, 예를 들어 플라스틱 필름, 고무 시트, 종이, 천, 부직포, 네트, 발포 시트나 금속박, 이들의 라미네이트체 등의 적당한 박엽체를 필요에 따라 실리콘계나 장쇄 알킬계, 불소계나 황화몰리브덴 등의 적당한 박리제로 코팅 처리한 것 등의, 종래에 준한 적당한 것을 사용할 수 있다.
상기 고분자 필름과 점착제층의 계면에 있어서의 23℃ 의 접착력은 특별히 제한은 없으나, 0.1∼10N/50㎜ 인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.1∼5N/50㎜ 이다. 특히 바람직하게는 0.2∼3N/50㎜ 이다. 상기 접착력은 상기 수축성 필름을 상기 고분자 필름에 JIS Z 0237 에 준한 수동 롤러로 3 왕복하여 압착한 것을 접착력 측정용 샘플로 하고, 그 샘플을 오토클레이브 처리 (50℃, 15 분, 5kg/c㎡) 한 후, JIS B 7721 에 준한 장치에 의해, JIS Z 0237 에 준한 90도 분리법 (인상속도: 300㎜/min) 으로 측정할 수 있다. 상기 접착력의 달성은, 예를 들어 상기 고분자 필름의 점착제층이 형성되는 측의 표면에 코로나 처리나 플라즈마 처리 등의 적당한 표면 처리를 실시하여 점착제층과의 접착력을 제어하는 방식, 상기 고분자 필름과 상기 수축성 필름을 접착한 상태에서 가열 처리나 오토클레이브 처리 등의 적당한 처리를 실시하여 접착력을 제어하는 방식 등의 적당한 방식의 1 종 또는 2 종 이상을 행할 수 있다.
상기 수축성 필름은 설계하는 수축력 등에 따라 상기 고분자 필름의 편면 또 는 양면에 1 매 또는 2 매 이상의 적당한 수를 접착할 수 있는데, 양면에 접착하는 경우나 편면에 복수매를 접착하는 경우에는, 그 표리나 상하에 있어서의 수축성 필름의 수축률은 동일한 것이어도 되고, 다른 것이어도 된다.
상기 가열연신하는 방법으로는, 특별히 제한은 없고, 상기 고분자 필름의 연신방향으로의 장력과, 상기 연신방향과 직교하는 방향으로의 수축력을 부여할 수 있는 방법이면, 종래 공지의 연신 처리법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 세로 1 축 연신법, 가로 2 축 연신법, 가로세로 동시 2 축 연신법, 가로세로 축차 2 축 연신법 등을 들 수 있다. 상기 연신 처리법은, 예를 들어 롤 연신기, 텐터나 2 축 연신기 등의 적당한 연신기를 사용하여 행할 수 있다. 또한, 상기 가열연신은 2 회 또는 3 회 이상의 공정으로 나누어 행할 수도 있다. 상기 고분자 필름을 연신하는 방향은 필름 길이방향 (MD 방향) 이어도 되고, 폭방향 (TD 방향) 이어도 된다. 또한, 일본 공개특허공보 2003-262721호의 도 1 에 기재된 연신법을 사용하여, 경사방향으로 할 수도 있다.
상기 가열연신하는 온도 (연신온도라고도 한다) 는 상기 고분자 필름의 유리전이온도 (Tg) 이상에서 행하는 것이 광학 필름 (1) 의 위상차값이 균일하게 되기 쉽고, 또한 필름이 결정화 (백탁) 되기 어려운 등의 점에서 바람직하다. 상기 연신온도로서 바람직하게는 상기 고분자 필름의 Tg+1℃∼Tg+30℃ 이다. 보다 바람직하게는 Tg+2℃∼Tg+20℃ 이다. 더욱 바람직하게는 Tg+3℃∼Tg+15℃ 이다. 특히 바람직하게는 Tg+5℃∼Tg+10℃ 이다. 연신온도가 상기의 범위이면, 균일한 가열연신을 행할 수 있다. 또한, 상기 연신온도는 필름 폭방향에서 일정한 것이 위상차값의 편차가 적은 양호한 광학 균일성을 갖는 광학 필름 (1) 을 제작할 수 있다.
상기 연신온도를 일정하게 유지하는 구체적인 방법에 대해서는, 특별히 제한은 없으나, 열풍 또는 냉풍 등이 순환하는 공기 순환식 항온 오븐, 마이크로파 또는 원적외선 등을 이용한 히터, 온도 조절용으로 가열 또는 냉각된 롤, 히트 파이프 롤 또는 금속 벨트 등을 사용한 공지의 가열 또는 냉각방법이나 온도제어방법을 들 수 있다.
상기 연신온도는 편차가 크면 연신 편차가 커져, 최종적으로 얻어진 광학 필름 (1) 의 위상차값의 편차를 초래한다. 따라서, 필름 폭방향의 온도 편차는 작을수록 바람직하고, 보다 바람직하게는 면내방향의 온도 편차를 ±1.0℃ 이하, 특히 바람직하게는 ±1.0℃ 이하의 범위내로 하는 것이 바람직하다.
상기 가열연신시의 연신배율은 사용하는 고분자 필름의 스티렌계 수지의 함유량, 휘발성 성분 등의 종류, 휘발성 성분 등의 잔류량, 설계하는 위상차값 등으로부터 정해지는 것으로, 특별히 한정되는 것이 아니지만, 예를 들어 1.05∼2.00 배가 바람직하게 사용된다. 보다 바람직하게는 1.10∼1.50 배이다. 특히 바람직하게는 1.20∼1.40 배이다. 가장 바람직하게는 1.25∼1.30 배이다. 상기의 범위이면, 필름 폭의 수축이 적고, 연신방향으로 찢어지기 어려운 기계적 강도가 우수한 광학 필름 (1) 을 제공할 수 있다. 연신에 의해 얻어지는 광학 필름의 두께 (d1) 는 특별히 제한되지 않지만, 1∼150㎛ 가 바람직하고, 더욱 바람 직하게는5∼50㎛ 이다.
연신시의 전송속도는, 특별히 제한은 없으나, 연신장치의 기계 정밀도, 안정성 등에서 바람직하게는 0.5m/분 이상, 보다 바람직하게는 1m/분 이상이다.
광학적으로 정인 일축성을 나타내는 광학 필름 (2) 은 필름면내의 굴절률이 최대가 되는 방향을 X 축, X 축에 수직인 방향을 Y 축, 필름의 두께방향을 Z 축으로 하고, 각각의 축방향의 굴절률을 nx2, ny2, nz2 로 한 경우에, nx2>ny2≒nz2 를 만족하는 것을 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 즉, 광학적으로 정인 일축성을 나타내는 재료란, 3 차원 굴절률 타원체에 있어서 1 방향의 주축의 굴절률이 다른 2 방향의 굴절률보다 큰 재료를 나타낸다.
광학적으로 정인 일축성을 나타내는 광학 필름 (2) 은, 예를 들어 고분자 폴리머 필름을 면방향으로 1 축 연신 처리함으로써 얻어진다. 광학 필름 (2) 을 형성하는 고분자 폴리머로는, 예를 들어 폴리카보네이트, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르, 노르보르넨계 폴리머, 폴리비닐알코올, 폴리비닐부티랄, 폴리메틸비닐에테르, 폴리히드록시에틸아크릴레이트, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 폴리알릴레이트, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌술파이드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리알릴술폰, 폴리비닐알코올, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리염화비닐, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머, 아크릴계 폴리머, 스티렌계 폴리머 또는 이들의 2 원계, 3 원계 각종 공중합체, 그래프트 공중합체, 블렌드물 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 노르보르넨계 폴리머가 바람직하다. 또한, 광학 필름 (1) 과 동일한 재료인 폴리카보네이트계 수지 및 스티렌계 수지를 함유하는 고분자 필름을 연신하여, 광탄성계수의 절대값이 0.5×10-11∼6.0×10-11㎡/N 인 광학 필름으로 한 것이 바람직하다.
광학 필름 (2) 을 형성하는 재료로는, 막대 형상 네마틱 액정성 화합물을 이용할 수도 있다. 막대 형상 네마틱 액정성 화합물은 경사배향시킬 수 있고, 그 경사배향 상태는 그 분자구조, 배향막의 종류 및 광학 이방성층내에 적절히 첨가되는 첨가제 (예를 들어, 가소제, 바인더, 계면활성제) 의 사용에 의해 제어할 수 있다.
광학 필름 (2) 의 정면 위상차 ((nx2-ny2)×d2 (두께:㎚)) 는 0∼500㎚ 인 것이 바람직하고, 1∼350㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 두께방향의 위상차 ((nx2-nz2)×d2) 는 0∼500㎚ 인 것이 바람직하고, 1∼350㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.
광학 필름 (2) 의 두께 (d2) 는 특별히 제한되지 않지만, 1∼200㎛ 가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2∼80㎛ 이다.
광학 필름 (3) 을 형성하는 광학적으로 부인 일축성을 나타내는 재료란, 3 차원 굴절률 타원체에 있어서, 1 방향의 주축의 굴절률이 다른 2 방향의 굴절률보다 작은 재료를 나타낸다.
광학적으로 부인 일축성을 나타내는 재료로는, 예를 들어 폴리이미드계 재료 나, 디스코틱 액정 화합물 등의 액정계 재료를 들 수 있다. 또한, 이들 재료를 주성분으로 하여, 그 밖의 올리고머나 폴리머와 혼합, 반응시켜, 부의 일축성을 나타내는 재료가 경사배향된 상태를 고정화하여 필름 형상으로 한 것을 들 수 있다. 디스코틱 액정 화합물을 사용하는 경우, 액정성 분자의 경사배향 상태는 그 분자구조, 배향막의 종류 및 광학 이방성층내에 적절히 첨가되는 첨가제 (예를 들어, 가소제, 바인더, 계면활성제) 의 사용에 의해 제어할 수 있다.
광학 필름 (3) 의 필름면내의 굴절률이 최대가 되는 방향을 X 축, X 축에 수직인 방향을 Y 축, 필름의 두께방향을 Z 축으로 하고, 각각의 축방향의 굴절률을 nx3, ny3, nz3 으로 한 경우에, 광학 필름 (3) 의 정면 위상차 ((nx3-ny3)×d3 (두께:㎚)) 는 0∼200㎚ 인 것이 바람직하고, 1∼150㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 두께방향의 위상차 ((nx3-nz3)×d3) 는 10∼400㎚ 인 것이 바람직하고, 50∼300㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 광학 필름 (3) 의 두께 (d3) 는 상기와 같이, 내구성의 점에서 30∼90㎛ 이다.
상기 광학 필름 (1) 과 광학 필름 (3) 의 적층은 각각의 지상축이 이루는 작은 쪽의 각도가 70°∼90°가 되도록 행하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 80°∼90°이다.
본 발명의 적층 광학 필름의 형상은 특별히 제한되지 않으나, 직사각형인 것이 바람직하다. 또한 직사각형인 경우에 그 크기는 특별히 제한되지 않지만, 1∼8인치 정도의 모바일 용도에 사용하는 경우에는, 단변은 15∼150㎜ 정도, 장변은 20∼200㎜ 정도로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 적층 광학 필름은 도 4 내지 도 6 에 나타내는 바와 같이 편광판 (P) 을 적층한 타원편광판으로 할 수 있는데, 편광판 (P) 과 광학 필름 (1), 광학 필름 (2) 의 적층은 적층 광학 필름이 직사각형인 경우에는, 그 장변을 0°로 한 경우에 반시계방향으로, 이하와 같이 하는 것이 바람직하다. 적층 광학 필름의 장변과 편광판의 흡수축이 이루는 각도는 175°±5°인 것이 바람직하다. 또한 적층 광학 필름의 장변과 광학 필름 (1) 의 지상축이 이루는 각도는 0°±5°인 것이 바람직하다. 또한 적층 광학 필름의 장변과 광학 필름 (2) 의 지상축이 이루는 각도는 65°±5°인 것이 바람직하다. 또한, 광학 필름 (3) 의 적층은 적층 광학 필름의 장변과 광학 필름 (3) 의 지상축이 이루는 각도가 90°±5°인 것이 바람직하다.
편광판 (P) 은 통상 편광자의 편측 또는 양측에 보호 필름을 갖는 것이다. 편광자는 특별히 제한되지 않고, 각종의 것을 사용할 수 있다. 편광자로는, 예를 들어 폴리비닐알코올계 필름, 부분 포르말화폴리비닐알코올계 필름, 에틸렌·아세트산비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에 요오드나 2 색성 염료 등의 2 색성 물질을 흡착시켜 1 축 연신한 것, 폴리비닐알코올의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등의 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 폴리비닐알코올계 필름을 연신하여 2 색성 재료 (요오드, 염료) 를 흡착·배향한 것이 바람직하게 사용된다. 편광자의 두께도 특별히 제한되지 않지만, 5∼80㎛ 정도가 일반적이다.
폴리비닐알코올계 필름을 요오드로 염색하여 1 축 연신한 편광자는, 예를 들어 폴리비닐알코올을 요오드의 수용액에 침지시킴으로써 염색하여, 원래 길이의 3∼7 배로 연신함으로써 제작할 수 있다. 필요에 따라 붕산이나 요오드화칼륨 등의 수용액에 침지시킬 수도 있다. 또한, 필요에 따라 염색전에 폴리비닐알코올계 필름을 물에 침지시켜 물세정해도 된다. 폴리비닐알코올계 필름을 물세정함으로써 폴리비닐알코올계 필름 표면의 오염이나 블록킹 방지제를 세정할 수 있는 것 외에, 폴리비닐알코올계 필름을 팽윤시킴으로써 염색의 불균일 등의 불균일을 방지하는 효과도 있다. 연신은 요오드로 염색한 후에 행해도 되고, 염색하면서 연신해도 되고, 또한 연신하고 나서 요오드로 염색해도 된다. 붕산이나 요오드화칼륨 등의 수용액 중이나 수욕 중에서도 연신할 수 있다.
상기 편광자의 편측 또는 양측에 형성되어 있는 보호 필름에는, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차폐성, 등방성 등이 우수한 것이 바람직하다. 상기 보호 필름의 재료로는, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 폴리머, 디아세틸셀룰로오스나 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 폴리머, 폴리스티렌이나 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체 (AS 수지) 등의 스티렌계 폴리머, 폴리카보네이트계 폴리머 등을 들 수 있다. 또한, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 내지는 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌·프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀계 폴리머, 염화비닐계 폴리머, 나일론이나 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 폴리머, 이미드계 폴리머, 술폰계 폴리머, 폴리에테르술폰계 폴리 머, 폴리에테르에테르케톤계 폴리머, 폴리페닐렌술피드계 폴리머, 비닐알코올계 폴리머, 염화비닐리덴계 폴리머, 비닐부티랄계 폴리머, 알릴레이트계 폴리머, 폴리옥시메틸렌계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 또는 상기 폴리머의 블렌드물 등을 보호 필름을 형성하는 폴리머의 예로 들 수 있다. 기타, 아크릴계나 우레탄계, 아크릴우레탄계나 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화형 내지 자외선 경화형 수지 등을 필름화한 것 등을 들 수 있다.
또한, 일본 공개특허공보 2001-343529호 (WO01/37007) 에 기재된 폴리머 필름, 예를 들어 (A) 측쇄에 치환 및/또는 비치환 이미드기를 갖는 열가소성 수지와, (B) 측쇄에 치환 및/비치환 페닐 및 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 함유하는 수지 조성물을 들 수 있다. 구체예로는 이소부틸렌과 N-메틸말레이미드로 이루어지는 교대 공중합체와 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체를 함유하는 수지 조성물의 필름을 들 수 있다. 필름은 수지 조성물의 혼합 압출품 등으로 이루어지는 필름을 사용할 수 있다.
보호 필름의 두께는 적절히 결정할 수 있지만, 일반적으로는 강도나 취급성등의 작업성, 박층성 등의 점에서 10∼500㎛ 정도이다. 특히 20∼300㎛ 가 바람직하고, 30∼200㎛ 가 보다 바람직하다.
또한, 보호 필름은 가능한 한 착색되지 않는 것이 바람직하다. 따라서, Rth=(nx-nz)·d (다만, nx 는 필름 평면내의 지상축방향의 굴절률, nz 는 필름 두께방향의 굴절률, d 는 필름두께이다) 로 표시되는 필름 두께방향의 위상차값이 -90㎚∼+75㎚ 인 보호 필름이 바람직하게 사용된다. 이러한 두께방향의 위상차 값 (Rth) 이 -90㎚∼+75㎚ 인 것을 사용함으로써, 보호 필름에 기인하는 편광판의 착색 (광학적인 착색) 을 거의 해소할 수 있다. 두께방향 위상차값 (Rth) 은 더욱 바람직하게는 -80㎚∼+60㎚, 특히 -70㎚∼+45㎚ 가 바람직하다.
보호 필름으로는, 편광 특성이나 내구성 등의 점에서, 표면을 알칼리 등으로 비누화 처리한 트리아세틸셀룰로오스 필름이 바람직하다. 특히 트리아세틸셀룰로오스 필름이 적합하다. 또한, 편광자의 양측에 보호 필름을 형성하는 경우, 그 표리에서 동일한 폴리머 재료로 이루어지는 보호 필름을 사용해도 되고, 다른 폴리머 재료 등으로 이루어지는 보호 필름을 사용해도 된다. 상기 편광자와 보호 필름은 통상, 수계 점착제 등을 통해 밀착되어 있다. 수계 접착제로는, 폴리비닐알코올계 접착제, 젤라틴계 접착제, 비닐계 라텍스계, 수계 폴리우레탄, 수계 폴리에스테르 등을 예시할 수 있다.
상기 보호 필름으로는, 하드코팅층이나 반사방지 처리, 스티킹 방지나, 확산 내지 안티글레어를 목적으로 한 처리를 실시한 것을 사용할 수 있다.
하드코팅 처리는 편광판 표면의 스크래치 방지 등을 목적으로 실시되는 것으로, 예를 들어 아크릴계, 실리콘계 등의 적당한 자외선 경화형 수지에 의한 경도나 미끄러짐 특성 등이 우수한 경화피막을 보호 필름의 표면에 부가하는 방식 등으로 형성할 수 있다. 반사방지 처리는 편광판 표면에서의 외광의 반사방지를 목적으로 실시되는 것으로, 종래에 준한 반사방지막 등의 형성에 의해 달성할 수 있다. 또한, 스티킹 방지 처리는 인접층과의 밀착방지를 목적으로 실시된다.
또한, 안티글레어 처리는 편광판의 표면에서 외광이 반사하여 편광판 투과광 의 시인을 저해하는 것의 방지 등을 목적으로 실시되는 것으로, 예를 들어 샌드블라스트 방식이나 엠보싱 가공방식에 의한 조면화 방식이나 투명 미립자의 배합방식 등의 적당한 방식으로 보호 필름의 표면에 미세 요철구조를 부여함으로써 형성할 수 있다. 상기 표면 미세 요철구조의 형성에 함유시키는 미립자로는, 예를 들어 평균입경이 0.5∼50㎛ 인 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화주석, 산화인듐, 산화카드뮴, 산화안티몬 등으로 이루어지는 도전성도 있는 무기계 미립자, 가교 또는 미가교 폴리머 등으로 이루어지는 유기계 미립자 등의 투명 미립자가 사용된다. 표면 미세 요철구조를 형성하는 경우, 미립자의 사용량은 표면 미세 요철구조를 형성하는 투명 수지 100중량부에 대하여 일반적으로 2∼50중량부 정도이고, 5∼25중량부가 바람직하다. 안티글레어층은 편광판 투과광을 확산시켜 시각 등을 확대하기 위한 확산층 (시각확대 기능 등) 을 겸하는 것이어도 된다.
또한, 상기 반사방지층, 스티킹 방지층, 확산층이나 안티글레어층 등은 보호 필름 그 자체에 형성할 수 있는 것 외에, 별도로 광학층으로서 투명 보호층과는 별체의 것으로서 형성할 수도 있다.
점착제층을 형성하는 점착제는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 아크릴계 중합체, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에테르, 불소계나 고무계 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 것을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 특히, 아크릴계 점착제와 같이 광학적 투명성이 우수하고, 적절한 습윤성과 응집성과 접착성의 점착 특성을 나타내고, 내후성이나 내열성 등이 우수한 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
점착제층의 형성은 적당한 방식으로 행할 수 있다. 그 예로는, 예를 들어 톨루엔이나 아세트산에틸 등의 적당한 용제의 단독물 또는 혼합물로 이루어지는 용매에 베이스 폴리머 또는 그 조성물을 용해 또는 분산시킨 10∼40중량% 정도의 점착제 용액을 조제하고, 그것을 유연방식이나 도공방식 등의 적당한 전개방식으로 상기 기판 또는 액정 필름상에 직접 부설하는 방식, 또는 상기에 준하여 세퍼레이터상에 점착제층을 형성하고 그것을 상기 액정층상 옮겨 붙이는 방식 등을 들 수 있다.
또한 점착제층에는, 예를 들어 천연물이나 합성물의 수지류, 특히 점착성 부여 수지나, 유리섬유, 유리비드, 금속가루, 기타 무기 분말 등으로 이루어지는 충전제나 안료, 착색제, 산화방지제 등의 점착층에 첨가되는 첨가제를 함유하고 있어도 된다. 또한 미립자를 함유하여 광확산성을 나타내는 점착제층 등이어도 된다.
점착제층의 두께는 사용 목적이나 접착력 등에 따라 적절히 결정할 수 있고, 일반적으로는 1∼500㎛ 이고, 5∼200㎛ 가 바람직하고, 특히 10∼100㎛ 가 바람직하다.
점착제층의 노출면에 대해서는, 실용에 제공하기까지의 사이, 그 오염방지 등을 목적으로 세퍼레이터가 임시 부착되어 커버된다. 이로써, 통례의 취급상태로 점착층에 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 세퍼레이터로는, 상기 두께 조건을 제외하고, 예를 들어 플라스틱 필름, 고무 시트, 종이, 천, 부직포, 네트, 발포 시트나 금속박, 이들의 라미네이트체 등의 적당한 박엽체를, 필요에 따라 실리 콘계나 장쇄 알킬계, 불소계나 황화몰리브덴 등의 적당한 박리제로 코팅 처리한 것 등의 종래에 준한 적당한 것을 사용할 수 있다.
또한, 상기 광학 필름, 점착제층 등의 각 층에는, 예를 들어 살리실산에스테르계 화합물이나 벤조페놀계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물이나 시아노아크릴레이트계 화합물, 니켈착염계 화합물 등의 자외선 흡수제로 처리하는 방식 등의 방식에 의해 자외선 흡수능을 갖게 할 수 있다.
본 발명의 광학 필름, 타원편광판은 화상표시장치에 있어서 바람직하게 사용된다. 특히 TN 모드, OCB, 호모지니어스 모드의 액정표시장치에 바람직하다. 예를 들어, 반사반투과형 액정표시장치 등의 각종 장치의 형성에 바람직하게 사용할 수 있다. 반사반투과형 액정표시장치 등은 휴대형 정보통신기기, PC 로서 바람직하게 이용된다. 반사형 반투과형 액정표시장치를 형성하는 경우, 본 발명에 의한 타원편광판은 액정 셀의 백라이트측에 배치된다.
도 10 은, 도 4 내지 도 6 에 나타내는 본 발명의 타원편광판 (P1) 을 반사반투과형 액정표시장치에 있어서, 액정 셀 (L) 의 백라이트 (BL) 측에 점착제층을 개재하여 배치한 것이다. 하측 (백라이트측) 의 액정 셀 (L) 에 적층하는 타원편광판 (P1) 측은 특별히 제한되지 않지만, 타원편광판 (P1) 의 편광판 (P) 이 액정 셀 (L) 측으로부터 가장 멀어지도록 하는 것이 바람직하다. 액정 셀 (L) 에는 액정이 봉입되어 있다. 상측의 액정 셀 기판에는 투명 전극이 형성되어 있고, 하측의 액정 셀 기판에는 전극을 겸하는 반사층이 형성되어 있다. 상측의 액정 셀 기판의 상부에는 반사반투과형 액정표시장치에 사용되는 타원편광판 (P2), 각종 광학 필름을 갖는다. 타원편광판 (P2) 도 편광판 (P) 이 액정 셀 (L) 측에서 가장 멀어지도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 적층 광학 필름이나 타원편광판을 액정표시장치 등에 실장할 때는, 광학 필름 (3) 에 있어서, 광학적으로 부인 일축성을 나타내는 재료의 평균 광축 (경사배향되어 있는 평균 각도) 이 상하에 전압을 걸어 배향시키는 액정 셀의 두께방향의 중심 (미드플레인) 에 있어서의 액정 분자의 배향방향과 대략 동일한 방향을 향하도록 배치하는 것이 바람직하다. 이 경우, 액정 셀의 배향은 뒤틀림형이어도 되고 비뒤틀림형이어도 된다.
상기 도 10 의 반사반투과형 액정표시장치는 액정 셀의 일례를 나타낸 것으로, 본 발명의 적층 광학 필름, 타원편광판은 기타 각종 액정표시장치에 적용할 수 있다.
또한, 반투과형 편광판은 상기에 있어서 반사층에서 광을 반사하고, 또한 투과하는 하프 미러 등의 반투과형 반사층으로 함으로써 얻을 수 있다. 반투과형 편광판은 통상 액정 셀의 이측에 형성되고, 액정표시장치 등을 비교적 밝은 분위기에서 사용하는 경우에는 시인측 (표시측) 으로부터의 입사광을 반사시켜 화상을 표시하고, 비교적 어두운 분위기에 있어서는 반투과형 편광판의 백사이드에 내장되어 있는 백라이트 등의 내장 광원을 사용하여 화상을 표시하는 타입의 액정표시장치 등을 형성할 수 있다. 즉, 반투과형 편광판은 밝은 분위기 하에서는 백라이트 등의 광원 사용의 에너지를 절약할 수 있고, 비교적 어두운 분위기 하에서도 내장 광원을 사용할 수 있는 타입의 액정표시장치 등의 형성에 유용하다.
또한, 본 발명의 광학 필름, 타원편광판은 기타 각종 액정표시장치에 적용할 수 있다. 상기 광학 필름, 타원편광판은 실용에 있어서 다른 광학층을 적층하여 사용할 수 있다. 그 광학층에 대해서는 특별히 한정은 없으나, 예를 들어 반사판이나 반투과판, 위상차판 (1/2 또는 1/4 등의 파장판을 포함) 등의 액정표시장치 등의 형성에 사용되는 경우가 있는 광학층을 1 층 또는 2 층 이상 사용할 수 있다. 예를 들어, 편광판에 추가로 반사판 또는 반투과 반사판이 적층되어 이루어지는 반사형 편광판 또는 반투과형 편광판, 편광판에 추가로 휘도 향상 필름이 적층되어 이루어지는 편광판을 들 수 있다.
반사형 편광판은 편광판에 반사층을 형성한 것으로, 시인측 (표시측) 으로부터의 입사광을 반사시켜 표시하는 타입의 액정표시장치 등을 형성하기 위한 것으로, 백라이트 등의 광원의 내장을 생략할 수 있어 액정표시장치의 박형화를 도모하기 쉬운 등의 이점을 갖는다. 반사형 편광판의 형성은, 필요에 따라 투명 보호층 등을 개재하여 편광판의 편면에 금속 등으로 이루어지는 반사층을 부설하는 방식 등의 적당한 방식으로 행할 수 있다.
반사형 편광판의 구체예로는, 필요에 따라 매트 처리한 투명 보호 필름의 편면에 알루미늄 등의 반사성 금속으로 이루어지는 박이나 증착막을 부설하여 반사층을 형성한 것 등을 들 수 있다. 또한, 상기 투명 보호 필름에 미립자를 함유시켜 표면 미세 요철구조로 하고, 그 위에 미세 요철구조의 반사층을 갖는 것 등도 들 수 있다. 상기한 미세 요철구조의 반사층은 입사광을 난반사에 의해 확산시켜 지향성이나 번쩍거리는 것을 방지하고, 명암의 불균일을 억제할 수 있는 이점 등을 갖는다. 또한, 미립자 함유의 투명 보호 필름은 입사광 및 그 반사광이 그것을 투과할 때에 확산되어 명암 불균일을 보다 억제할 수 있는 이점 등도 갖고 있다. 투명 보호 필름의 표면 미세 요철구조를 반영시킨 미세 요철구조의 반사층의 형성은, 예를 들어 진공증착 방식, 이온플레이팅 방식, 스퍼터링 방식 등의 증착방식이나 도금방식 등의 적당한 방식으로 금속을 투명 보호층의 표면에 직접 부설하는 방법 등에 의해 행할 수 있다.
반사판은 상기의 편광판의 투명 보호 필름에 직접 부여하는 방식 대신, 그 투명 필름에 준한 적당한 필름에 반사층을 형성하여 이루어지는 반사 시트 등으로서 사용할 수도 있다. 또한 반사층은 통상, 금속으로 이루어지므로, 그 반사면이 투명 보호 필름이나 편광판 등으로 피복된 상태의 사용형태가 산화로 인한 반사율의 저하 방지, 나아가서는 초기 반사율의 장기 지속면이나, 보호층의 별도 부설의 회피면 등에서 바람직하다.
또한, 편광판과 휘도 향상 필름을 부착한 편광판은 통상 액정 셀의 이측 사이드에 형성되어 사용된다. 휘도 향상 필름은 액정표시장치 등의 백라이트나 이측으로부터의 반사 등에 의해 자연광이 입사하면 소정 편광축의 직선편광 또는 소정 방향의 원편광을 반사하고, 다른 광은 투과하는 특성을 나타내는 것으로, 휘도 향상 필름을 편광판과 적층한 편광판은 백라이트 등의 광원으로부터의 광을 입사시켜 소정 편광상태의 투과광을 얻음과 함께, 상기 소정 편광상태 이외의 광은 투과하지 않고 반사된다. 이 휘도 향상 필름면에서 반사된 광을 다시 그 뒷쪽에 형성된 반사층 등을 개재하여 반전시켜 휘도 향상 필름에 재입사시키고, 그 일 부 또는 전부를 소정 편광상태의 광으로서 투과시켜 휘도 향상 필름을 투과하는 광의 증량을 도모함과 함께, 편광자에 흡수시키기 어려운 편광을 공급하여 액정표시 화상표시 등에 이용할 수 있는 광량의 증대를 도모함으로써 휘도를 향상시킬 수 있는 것이다. 즉, 휘도 향상 필름을 사용하지 않고, 백라이트 등으로 액정 셀의 이측으로부터 편광자를 통해 광을 입사시킨 경우에는, 편광자의 편광축에 일치하지 않는 편광방향을 갖는 광은 거의 편광자에 흡수되어, 편광자를 투과해 오지 않는다. 즉, 사용한 편광자의 특성에 따라서도 달라지지만, 대략 50% 의 광이 편광자에 흡수되어, 그만큼 액정화상표시 등에 이용할 수 있는 광량이 감소하여 화상이 어두워진다. 휘도 향상 필름은 편광자에 흡수되는 편광방향을 갖는 광을 편광자에 입사시키지 않고 휘도 향상 필름에서 일단 반사시키고, 다시 그 뒷쪽에 형성된 반사층 등을 개재하여 반사시켜 휘도 향상 필름에 재입사시키는 것을 반복하고, 이 양자간에 반사, 반전하고 있는 광의 편광방향이 편광자를 통과할 수 있는 편광방향이 된 편광만을, 휘도 향상 필름은 투과시켜 편광자에 공급하므로, 백라이트 등의 광을 효율적으로 액정표시장치의 화상의 표시에 사용할 수 있어, 화면을 밝게 할 수 있다.
휘도 향상 필름과 상기 반사층 등의 사이에 확산판을 형성할 수도 있다. 휘도 향상 필름에 의해 반사된 편광상태의 광은 상기 반사층 등을 향하는데, 설치된 확산판은 통과하는 광을 균일하게 확산시키는 동시에 편광상태를 해소하여, 비편광상태가 된다. 즉, 확산판은 편광을 원래의 자연광 상태로 되돌린다. 이 비편광상태, 즉 자연광 상태의 광이 반사층 등을 향하여, 반사층 등을 개재하여 반사하고, 다시 확산판을 통과하여 휘도 향상 필름에 재입사하는 것을 반복한다. 이와 같이 휘도 향상 필름과 상기 반사층 등의 사이에 편광을 원래의 자연광 상태로 되돌리는 확산판을 형성함으로써 표시화면의 밝기를 유지하면서, 동시에 표시화면의 밝기의 불균일을 적게 하여, 균일하고 밝은 화면을 제공할 수 있다. 이러한 확산판을 형성함으로써, 첫회의 입사광은 반사의 반복 회수가 알맞게 증가하고, 확산판의 확산 기능과 함께 균일한 밝은 표시화면을 제공할 수 있는 것으로 생각된다.
상기 휘도 향상 필름으로는, 예를 들어 유전체의 다층 박막이나 굴절률 이방성이 다른 박막 필름의 다층 적층체와 같은, 소정 편광축의 직선편광을 투과하고 다른 광은 반사하는 특성을 나타내는 것, 콜레스테릭 액정 폴리머의 배향 필름이나 그 배향 액정층을 필름 기재상에 지지한 것과 같은, 좌회전 또는 우회전 중 어느 일방의 원편광을 반사하고 다른 광은 투과하는 특성을 나타내는 것 등의 적당한 것을 사용할 수 있다.
따라서, 상기한 소정 편광축의 직선편광을 투과시키는 타입의 휘도 향상 필름에서는, 그 투과광을 그대로 편광판에 편광축을 가지런히 하여 입사시킴으로써, 편광판에 의한 흡수 로스를 억제하면서 효율적으로 투과시킬 수 있다. 한편, 콜레스테릭 액정층과 같이 원편광을 투과하는 타입의 휘도 향상 필름에서는, 그대로 편광자에 입사시킬 수도 있으나, 흡수 로스를 억제하는 점에서 그 원편광을 위상차판을 개재하여 직선편광화하여 편광판에 입사시키는 것이 바람직하다. 또한, 그 위상차판으로서 1/4 파장판을 사용함으로써, 원편광을 직선편광으로 변환할 수 있다.
가시광역 등의 넓은 파장범위에서 1/4 파장판으로서 기능하는 위상차판은, 예를 들어 파장 550㎚ 의 담색광에 대하여 1/4 파장판으로서 기능하는 위상차층과 다른 위상차 특성을 나타내는 위상차층, 예를 들어 1/2 파장판으로서 기능하는 위상차층을 중첩하는 방식 등에 의해 얻을 수 있다. 따라서, 편광판과 휘도 향상 필름 사이에 배치하는 위상차판은 1 층 또는 2 층 이상의 위상차층으로 이루어지는 것이어도 된다.
또한, 콜레스테릭 액정층에 대해서도, 반사 파장이 다르나 조합으로 하여 2 층 또는 3 층 이상 중첩한 배치구조로 함으로써, 가시광 영역 등의 넓은 파장범위에서 원편광을 반사하는 것을 얻을 수 있고, 그에 기초하여 넓은 파장범위의 투과 원편광을 얻을 수 있다.
또한 편광판은 상기의 편광분리형 편광판과 같이, 편광판과 2 층 또는 3 층 이상의 광학층을 적층한 것으로 이루어져 있어도 된다. 따라서, 상기 반사형 편광판이나 반투과형 편광판과 위상차판을 조합한 반사형 타원편광판이나 반투과형 타원편광판 등이어도 된다.
액정표시장치의 형성은 종래에 준하여 행할 수 있다. 즉, 액정표시장치는 일반적으로, 액정 셀과 광학 소자 및 필요에 따라 조명 시스템 등의 구성부품을 적절히 조립하여 구동회로를 조립해 넣음으로써 형성된다. 본 발명의 타원편광판을 사용하는 점을 제외하고 특별히 한정은 없고, 종래에 준할 수 있다. 액정 셀에 대해서도, 예를 들어 TN 형이나 STN 형, π 형 등의 임의인 타입의 것을 사용 할 수 있다.
액정 셀의 이측에는 조명 시스템에 백라이트 또는 반사판을 사용한 것 등의 적당한 액정표시장치를 형성할 수 있다. 그 경우, 본 발명의 타원편광판은 액정 셀의 편측 또는 양측에 설치할 수 있다. 양측에 광학 소자를 형성하는 경우, 이들은 동일한 것이어도 되고, 다른 것이어도 된다. 또한, 액정표시장치의 형성에 있어서는, 예를 들어 확산판, 안티글레어층, 반사방지막, 보호판, 프리즘 어레이, 렌즈 어레이 시트, 광확산판, 백라이트 등의 적당한 부품을 적당한 위치에 1 층 또는 2 층 이상 배치할 수 있다.
이어서 유기 일렉트로루미네선스 장치 (유기 EL 표시장치) 에 대하여 설명한다. 일반적으로, 유기 EL 표시장치는 투명 기판 상에 투명 전극과 유기 발광층과 금속 전극을 순서대로 적층하여 발광체 (유기 일렉트로루미네선스 발광체) 를 형성하고 있다. 여기서, 유기 발광층은 각종 유기 박막의 적층체로서, 예를 들어 트리페닐아민 유도체 등으로 이루어지는 정공 주입층과, 안트라센 등의 형광성 유기 고체로 이루어지는 발광층과의 적층체나, 또는 이러한 발광층과 페릴렌 유도체 등으로 이루어지는 전자 주입층의 적층체나, 또는 이들의 정공 주입층, 발광층, 및 전자 주입층의 적층체 등, 각종 조합을 가진 구성이 알려져 있다.
유기 EL 표시장치는 투명 전극과 금속 전극에 전압을 인가함으로써, 유기 발광층에 정공과 전자가 주입되고, 이들 정공과 전자의 재결합에 의해 생기는 에너지가 형광물질을 여기하고, 여기된 형광물질이 기저상태로 되돌아갈 때에 광을 방사한다는 원리로 발광한다. 도중의 재결합이라는 메카니즘은 일반적의 다이오드 와 동일하고, 이로부터도 예상할 수 있는 바와 같이, 전류와 발광강도는 인가전압에 대하여 정류성을 수반하는 강한 비선형성을 나타낸다.
유기 EL 표시장치에 있어서는, 유기 발광층에서의 발광을 취출하기 위해, 적어도 일방의 전극이 투명하지 않으면 안되고, 통상 산화인듐주석 (ITO) 등의 투명 도전체로 형성한 투명 전극을 양극으로서 사용하고 있다. 한편, 전자 주입을 용이하게 하고 발광 효율을 올리려면, 음극에 일함수가 작은 물질을 사용하는 것이 중요하고, 통상 Mg-Ag, Al-Li 등의 금속 전극을 사용하고 있다.
이러한 구성의 유기 EL 표시장치에 있어서, 유기 발광층은 두께 10㎚ 정도로 매우 얇은 막으로 형성되어 있다. 이 때문에, 유기 발광층도 투명 전극과 마찬가지로, 광을 대략 완전히 투과시킨다. 그 결과, 비발광시에 투명 기판의 표면으로부터 입사하여, 투명 전극과 유기 발광층을 투과하여 금속 전극에서 반사한 광이 다시 투명 기판의 표면측으로 나가기 때문에, 외부로부터 시인하였을 때, 유기 EL 표시장치의 표시면이 경면과 같이 보인다.
전압의 인가에 의해 발광하는 유기 발광층의 표면측에 투명 전극을 구비함 과 함께, 유기 발광층의 이면측에 금속 전극을 구비하여 이루어지는 유기 일렉트로루미네선스 발광체를 포함하는 유기 EL 표시장치에 있어서, 투명 전극의 표면측에 편광판을 형성함과 함께, 이들 투명 전극과 편광판 사이에 위상차판을 형성할 수 있다.
위상차판 및 편광판은 외부로부터 입사하여 금속 전극에서 반사해 온 광을 편광하는 작용을 갖기 때문에, 그 편광작용에 의해 금속 전극의 경면을 외부로부터 시인시키지 않는다는 효과가 있다. 특히, 위상차판을 1/4 파장판으로 구성하고, 또한 편광판과 위상차판의 편광방향이 이루는 각을 π/4 로 조정하면, 금속 전극의 경면을 완전히 차폐할 수 있다.
즉, 이 유기 EL 표시장치에 입사하는 외부광은 편광판에 의해 직선편광 성분만이 투과한다. 이 직선편광은 위상차판에 의해 일반적으로 타원편광이 되는데, 특히 위상차판이 1/4 파장판이고 게다가 편광판과 위상차판의 편광방향이 이루는 각이 π/4 일 때에는 원편광이 된다.
이 원편광은 투명 기판, 투명 전극, 유기 박막을 투과하여, 금속 전극에서 반사하고, 다시 유기 박막, 투명 전극, 투명 기판을 투과하여, 위상차판에 다시 직선편광이 된다. 그리고, 이 직선편광은 편광판의 편광방향과 직교하고 있으므로, 편광판을 투과할 수 없다. 그 결과, 금속 전극의 경면을 완전히 차폐할 수 있다.
[실시예]
이하에 본 발명을 실시예 및 비교예를 들어 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 의해 전혀 제한되는 것이 아니다. 각 예의 광학 필름 (연신후) 등의 특성은 하기 방법에 의해 측정하였다.
<광탄성계수의 절대값>
일본분광사 제조의 엘립소미터 (M220) 를 사용하여, 실온 (23℃) 에서, 폭 2㎝ 의 광학 필름에 1×10-6∼30×10- 6 의 응력을 부가하였을 때의 응력 굴절률을 측 정하고, 이들을 플롯하여, 응력 복굴절 Δn=cδ 로부터 c: 광탄성계수의 절대값 (㎡/N) 을 산출하였다. 다만, δ: 응력 (N/㎡) 이다.
<굴절률의 측정: Nz 계수, 위상차>
광학 필름의 굴절률의 측정은 필름면내와 두께방향의 주굴절률 nx, ny, nz 를 자동 복굴절 측정장치 (오우지계측기기주식회사 제조, 자동 복굴절계) 에 의해, λ=590㎚ 에 있어서의 특성을 측정하였다. 얻어진 굴절률값으로부터, Nz=(nx-nz)/(nx-ny) 를 구하였다. 또한 굴절률값과 광학 필름두께 (d:㎚) 로부터, 정면 위상차 (Re)=(nx-ny)×d, 두께방향의 위상차=(nx-nz)×d 를 구하였다.
<유리전이온도: Tg>
세이코전자 제조의 DSC5500 를 사용하여 20㎖/분의 질소기류하, 10℃/분의 승온속도로 측정하였다.
<중량평균분자량>
겔 투과형 크로마토그래피 (GPC) 법 (폴리스티렌 스탠다드) 에 의해, TOSOH 사 제조의 HLC-8120 GPC 시스템을 사용하여, 테트라히드로푸란 가용분의 중량평균분자량을 산출하였다.
<경사각도>
광학 필름 (3) 에 있어서, 경사배향되어 있는 광학재료의 평균 광축과 광학 필름 (3) 의 법선방향으로부터 이루는 경사각도는 광학 필름 (3) 을 지상축을 축으로 하여, 좌우로 -50°∼50°기울이고, 상기 측정장치로 위상차를 측정하여, 최소의 위상차를 나타내는 각도의 절대값으로 하였다. 또한 상기 측정에 있어서는, 측정기의 광원으로부터의 광의 입사방향과 필름면내에 대한 법선이 일치하였을 때의 측정각을 0°로 하였다.
실시예 1
(3 차원 굴절률이 제어된 광학 필름 (1))
<고분자 필름>
폴리카보네이트계 수지와 스티렌계 수지를 함유하는 고분자 필름으로서, 가네카후치화학공업(주) 제조의 제품명: 엘멕 필름 (두께 55㎛) 을 사용하였다. 폴리카보네이트계 수지는 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판 유래 (由來) 와 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산 유래의 것이 함유되어 있고, 그 배합 비율은 중량비로 40:60 이었다. 또한, 고분자 필름 중의 스티렌계 수지 (중량평균분자량 10000) 의 함유 비율은 27중량% 였다.
<광학 필름 (1)>
상기 고분자 필름 (엘멕 필름) 의 양면에 2 축 연신 폴리에스테르 필름으로 이루어지는 열수축성 필름을 점착제층을 개재하여 부착하였다. 그 후, 동시 2 축 연신기에 유지하여 145℃ 에서 1.3 배로 연신하였다. 얻어진 연신 필름 (광학 필름 (1)) 은 투명하고, 두께 60㎛, 정면 위상차 140㎚, 두께방향의 위상차 70㎚ 이고, Nz 계수 0.5 였다. 또한, 광탄성계수의 절대값: 5.0×10-11, Tg: 140℃ 였다.
(광학적으로 정인 일축성을 나타내는 광학 필름 (2))
두께 100㎛ 의 노르보르넨계 필름 (JSR 주식회사 제조, 제품명 아톤 필름) 을 170℃ 에서 1.5 배로 1 축 연신하였다. 얻어진 연신 필름 (광학 필름 (2)) 은 두께: 75㎛, 정면 위상차: 270㎚, 두께방향의 위상차: 270㎚, Nz 계수 1.0 이었다.
Nz 계수 1.0 은 필름면내의 굴절률이 최대가 되는 방향을 X 축, X 축에 수직인 방향을 Y 축, 필름의 두께방향을 Z 축으로 하고, 각각의 축방향의 굴절률을 nx2, ny2, nz2 로 한 경우에, nx2>ny2≒nz2 의 경우에 성립한다. 또한, 광탄성계수의 절대값: 1.0×10-11, Tg: 170℃ 였다.
(광학적으로 부인 일축성을 나타내는 재료를 경사배향시켜 이루어지는 광학 필름 (3))
후지사진필름주식회사 제조의 WVSA128 (두께: 80㎛) 을 사용하였다. 당해 필름은 디스코틱 액정을 지지체에 도포함으로써 제작된 것으로, 정면 위상차: 33㎚, 두께방향의 위상차: 160㎚ 이고, 경사배향되어 있는 평균 광축의 경사각도: 20°였다.
(적층 광학 필름 및 타원편광판)
상기 광학 필름 (1), 광학 필름 (2) 및 광학 필름 (3) 을 점착제층 (아크릴계 점착제, 두께 30㎛) 을 개재하여 적층시켜, 도 1 에 나타내는 바와 같은 적층 광학 필름을 얻었다. 이어서, 상기 적층 광학 필름의 광학 필름 (2) 측에 점착제층 (아크릴계 점착제, 두께 30㎛) 을 개재하여 편광판 (P: 닛토덴코(주) 제조, TEG1465DU) 을 적층하여, 도 4 에 나타내는 바와 같은 타원편광판을 얻었다. 타원편광판의 사이즈는 120㎜×160㎜ 로 하였다. 상기 타원편광판은 장변을 0°로 한 경우에 반시계방향으로 광학 필름 (1) 의 지상축이 이루는 각도는 0°, 광학 필름 (2) 의 지상축이 이루는 각도는 65°, 편광판의 흡수축이 이루는 각도는 175°가 되도록 하였다. 광학 필름 (3) 의 지상축이 이루는 각도는 90°가 되도록 하였다.
실시예 2
실시예 1 에서 사용한 광학 필름 (1), 광학 필름 (2), 광학 필름 (3) 및 편광판 (P) 을 도 5 에 나타내는 바와 같이, 광학 필름 (1)/광학 필름 (3)/광학 필름 (2)/편광판 (P) 의 순서로 점착제층 (아크릴계 점착제, 두께 30㎛) 을 개재하여 적층시켜 타원편광판을 얻었다. 타원편광판의 사이즈, 광학 필름 (1) 내지 (3), 편광판 (P) 의 적층각도는 실시예 1 과 동일하게 되도록 하였다.
실시예 3
실시예 1 에서 사용한 광학 필름 (1), 광학 필름 (2), 광학 필름 (3) 및 편광판 (P) 을 도 6 에 나타내는 바와 같이, 광학 필름 (1)/광학 필름 (2)/광학 필름 (3)/편광판 (P) 의 순서로 점착제층 (아크릴계 점착제, 두께 30㎛) 을 개재하여 적층시켜 타원편광판을 얻었다. 타원편광판의 사이즈, 광학 필름 (1) 내지 (3), 편광판 (P) 의 적층각도는 실시예 1 과 동일하게 되도록 하였다.
비교예 1
(광학적으로 부인 일축성을 나타내는 재료를 경사배향시켜 이루어지는 광학 필름 (3'))
후지사진필름주식회사 제조의 WVSA12B (두께: 110㎛) 를 사용하였다. 당해 필름은 디스코틱 액정을 지지체에 도포함으로써 제작된 것으로, 정면 위상차: 30㎚, 두께방향의 위상차: 160㎚ 이고, 경사배향되어 있는 평균 광축의 경사각도: 20°였다.
(적층 광학 필름 및 타원편광판)
실시예 1 에 있어서, 광학 필름 (3) 대신 상기 광학 필름 (3') 을 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 적층 광학 필름을 얻었다. 이어서, 상기 적층 광학 필름의 광학 필름 (2) 측에 점착제층 (아크릴계 점착제, 두께 30㎛) 을 개재하여 편광판 (P: 닛토덴코(주) 제조, TEG1465DU) 을 적층하여 도 7 에 나타내는 바와 같은 타원편광판을 얻었다. 타원편광판의 사이즈, 광학 필름 (1) 내지 (3), 편광판 (P) 의 적층각도는 실시예 1 과 동일하게 되도록 하였다.
비교예 2
(광학적으로 정인 일축성을 나타내는 광학 필름 (2-1))
두께 100㎛ 의 노르보르넨계 필름 (JSR 주식회사 제조, 제품명 아톤 필름) 을 170℃ 에서 1.3 배로 1 축 연신하였다. 얻어진 연신 필름은 두께: 80㎛, 정면 위상차: 140㎚, 두께방향의 위상차: 140㎚, Nz 계수 1 이었다. 이것을 광학 필름 (2-1) 으로 하였다. 또한, 광탄성계수의 절대값: 1.0×10-11, Tg: 170℃ 였다.
(타원편광판)
상기 광학 필름 (2-1), 실시예 1 에서 사용한 광학 필름 (2) 및 편광판 (P) 을 도 8 에 나타내는 바와 같이, 광학 필름 (2)/광학 필름 (2-1)/편광판 (P) 의 순서로 점착제층 (아크릴계 점착제, 두께 30㎛) 을 개재하여 적층시켜 타원편광판을 얻었다. 상기 타원편광판의 사이즈는 실시예 1 과 동일한 것으로 하였다. 또한, 타원편광판은 장변을 0°로 한 경우에 반시계방향으로 광학 필름 (2-1) 의 지상축이 이루는 각도는 0°, 광학 필름 (2) 의 지상축이 이루는 각도는 65°, 편광판의 흡수축이 이루는 각도는 175°가 되도록 하였다.
비교예 3
(고분자 필름)
폴리카보네이트계 수지로 이루어지는 고분자 필름으로서, 가네카후치화학공업(주) 제조의 제품명: R 필름 (두께 70㎛) 을 사용하였다.
(광학 필름 (1'))
상기 고분자 필름 (R 필름) 의 양면에 2 축 연신 폴리에스테르 필름으로 이루어지는 열수축성 필름을 점착제층을 개재하여 부착하였다. 그 후, 동시 2 축 연신기에 유지하여 160℃ 에서 1.1 배로 연신하였다. 얻어진 투명한 연신 필름은 투명하고, 두께 80㎛, 정면 위상차 140㎚, 두께방향의 위상차 70㎚ 이고, Nz 계수 0.5 였다. 또한, 광탄성계수의 절대값: 12.0×10-11, Tg: 155℃ 였다.
(타원편광판)
상기 광학 필름 (1') 및 편광판 (P) 을 도 9 에 나타내는 바와 같이, 광학 필름 (1')/편광판 (P) 의 순서로 점착제층 (아크릴계 점착제, 두께 30㎛) 을 개재하여 적층시켜 타원편광판을 얻었다.
(평가)
실시예 및 비교예에서 제작한 타원편광판을 도 10 의 반사반투과형 TFT-TN 형 액정표시장치의 백라이트측 타원편광판 (P1) 으로서 실장하였다. 한편, 비교예 2 에서 제작한 타원편광판을 시인측 타원편광판 (P2) 으로서 실장하였다. 타원편광판 (P1), 타원편광판 (P2) 은 모두 편광판측이 액정 셀 (L) 측에서 가장 먼 적층위치가 되도록 실장하였다. 상기 액정표시장치에 대하여 하기 평가를 행하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
<시야각>
상기 액정표시장치에 백화상, 흑화상을 표시시키고, ELDIM 사 제조의 EZcontrast160D 로 정면 및 상하좌우, 시야각 0∼70°에 있어서의 XYZ 표시계에 있어서의 Y 값, x 값, y 값을 측정하였다.
그 때의 콘트라스트 (Y 값 (백화상)/Y 값 (흑화상)) 의 값이 10 이상이 되는 각도를 시야각으로 하였다.
또한, 백화상에 대하여, 화면의 정면의 색도 (x0, y0) 에 대하여 상하좌우로 각각 40°경사시켰을 때 색도 (x40, y40) 의 색도변화량을 비교평가하였다. 색도변화량은 하기식으로 구하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
색도변화량=√{(x40-x0)2+(y40-y0)2}
<내구성>
상기 액정표시장치를 하기 조건하에 투입하였다.
조건 (1): 85℃×480 시간
조건 (2): 60℃, 90% RH×480 시간
조건 (3): -30∼85℃ 의 히트 쇼크를 각 30 분간×200 회
상기 각 조건에 있어서의 시간경과에 따른 표시화상의 면내 불균일을 콘트라스트의 변화량으로부터 하기 기준으로 평가하였다.
콘트라스트의 변화량={(시간경과-초기값)/(초기값)}×100(%) 의 절대값
◎: 콘트라스트의 변화량
Figure 112005052918701-pat00015
10%.
○: 콘트라스트의 변화량>10%, <20%.
×: 콘트라스트의 변화량
Figure 112005052918701-pat00016
20%.
Figure 112005052918701-pat00017
본 발명에 따르면, 화면의 법선방향에 대하여, 경사방향으로부터 표시화상을 보았을 때에도, 표시화상의 착색이 억제되어 있고, 계조반전 영역이 적은 화상을 표시할 수 있고, 또한 내구성이 우수한 광학 필름, 이 광학 필름과 편광판을 적층한 타원편광판, 및 이 광학 필름, 타원편광판을 사용한 화상표시장치를 제공할 수 있다.

Claims (11)

  1. 폴리카보네이트계 수지 및 스티렌계 수지를 함유하는 고분자 필름을 연신하여 얻어지는 제 1 광학 필름으로서,
    상기 제 1 광학 필름은 광탄성계수의 절대값이 2.0×10-11∼6.0×10-11㎡/N 이고,
    또한, 필름면내의 굴절률이 최대가 되는 방향을 X 축, X 축에 수직인 방향을 Y 축, 필름의 두께방향을 Z 축으로 하고, 각각의 축방향의 굴절률을 nx1, ny1, nz1 로 하고, 필름두께를 d1 (㎚) 로 한 경우에, Nz=(nx1-nz1)/(nx1-ny1) 로 표시되는 Nz 계수가 Nz
    Figure 112006096628977-pat00018
    0.9 를 만족하고, 또한, 정면 위상차 (Re)=(nx1-ny1)×d1 이, Re
    Figure 112006096628977-pat00019
    80㎚ 를 만족하도록 3 차원 굴절률이 제어되는 제 1 광학 필름 (1),
    필름면내의 굴절률이 최대가 되는 방향을 X 축, X 축에 수직인 방향을 Y 축, 필름의 두께방향을 Z 축으로 하고, 각각의 축방향의 굴절률을 nx2, ny2, nz2 로 한 경우에, nx2>ny2≒nz2 를 만족하는 광학적으로 정 (正) 인 일축성을 나타내는 제 2 광학 필름 (2), 및
    광학적으로 부 (負) 인 일축성을 나타내는 재료에 의해 형성되고, 또한 상기 재료가 경사배향되는 부분을 갖는 두께가 30∼90㎛ 인 제 3 광학 필름 (3) 이 적층되는 것을 특징으로 하는 적층 광학 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 필름 (1) 의 재료인 스티렌계 수지의 중량평균분자량은 20,000 이하인 것을 특징으로 하는 적층 광학 필름.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 필름 (1) 의 유리전이온도는 110∼180℃ 의 범위인 것을 특징으로 하는 적층 광학 필름.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 광학 필름 (2) 은 노르보르넨계 폴리머를 함유하는 고분자 필름을 연신하여 얻어지는 광학 필름인 것을 특징으로 하는 적층 광학 필름.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 광학 필름 (2) 은 폴리카보네이트계 수지 및 스티렌계 수지를 함유하는 고분자 필름을 연신하여 얻어지며, 광탄성계수의 절대값이 0.5×10-11∼6.0×10-11㎡/N 인 것을 특징으로 하는 적층 광학 필름.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 광학 필름 (3) 을 형성하는, 광학적으로 부인 일축성을 나타내는 재료는 디스코틱 액정 화합물인 것을 특징으로 하는 적층 광학 필름.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 광학 필름 (3) 을 형성하는, 광학적으로 부인 일축성을 나타내는 재료는 그 평균 광축과 상기 제 3 광학 필름 (3) 의 법선방향으로부터 이루는 경사각도가 5°∼50°의 범위에서 경사배향되는 것을 특징으로 하는 적층 광학 필름.
  8. 제 1 항에 있어서,
    광학적으로 정인 일축성을 나타내는 상기 제 2 광학 필름 (2) 과, 광학적으로 부인 일축성을 나타내는 재료를 경사배향시켜 이루어지는 상기 제 3 광학 필름 (3) 사이에, 3 차원 굴절률을 제어한 상기 제 1 광학 필름 (1) 이 배치되는 것을 특징으로 하는 적층 광학 필름.
  9. 제 1 항에 기재된 적층 광학 필름과, 편광판이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 타원편광판.
  10. 제 8 항에 기재된 적층 광학 필름의 제 2 광학 필름 (2) 측에 편광판이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 타원편광판.
  11. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 적층 광학 필름, 또는 제 9 항 또는 제 10 항에 기재된 타원편광판이 적층되는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
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