KR101080031B1 - 적층 광학 필름, 적층 광학 필름을 사용한 액정 패널, 및 액정 표시 장치 - Google Patents

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šœ스케 슈토우
노부유키 고조노이
이쿠오 가와모토
히로노리 모토무라
미사키 사바에
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

액정 표시 장치 등에 사용한 경우에, 시야각 특성을 향상시키면서, 경사 방향의 콘트라스트비를 각별히 향상시킬 수 있는 적층 광학 필름, 및 그와 같은 적층 광학 필름을 사용한 액정 패널, 액정 표시 장치를 제공하는 것.
본 발명의 적층 광학 필름은, 편광자와, 제 1 광학 보상층과, 제 2 광학 보상층을 이 순서대로 갖고, 그 제 1 광학 보상층이 nx ＞ nz ＞ ny 의 굴절률 분포를 갖고, 그의 지상축 방향이 그 편광자의 흡수축 방향과 실질적으로 평행 또는 실질적으로 직교하도록 배치되고, 그 제 2 광학 보상층이, 가시광 영역에 있어서 직선 편광을 원 편광으로, 또는 원 편광을 직선 편광으로 변환하는 층이다.
적층 광학 필름, 액정 패널, 액정 표시 장치, 시야각, 콘트라스트비

Description

적층 광학 필름, 적층 광학 필름을 사용한 액정 패널, 및 액정 표시 장치{MULTILAYER OPTICAL FILM, LIQUID CRYSTAL PANEL USING MULTILAYER OPTICAL FILM, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 적층 광학 필름, 적층 광학 필름을 사용한 액정 패널, 액정 표시 장치, 및 화상 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 액정 표시 장치 등에 사용한 경우에 시야각 특성을 향상시키면서 경사 방향의 콘트라스트비를 각별히 향상시킬 수 있는 적층 광학 필름, 및 그와 같은 적층 광학 필름을 사용한 액정 패널, 액정 표시 장치, 화상 표시 장치에 관한 것이다.
VA 모드의 액정 표시 장치로서, 투과형 액정 표시 장치 및 반사형 액정 표시 장치에 추가하여, 반투과 반사형 액정 표시 장치가 제안되어 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1, 2 참조). 반투과 반사형 액정 표시 장치는, 밝은 장소에서는 반사형 액정 표시 장치와 동일하게 외광을 이용하고, 어두운 장소에서는 백라이트 등의 내부 광원에 의해 표시를 시인할 수 있게 되어 있다. 바꾸어 말하면, 반투과 반사형 액정 표시 장치는, 반사형 및 투과형을 겸비한 표시 방식을 채용하고 있고, 주위의 밝기에 따라 반사 모드, 투과 모드 중 어떠한 표시 모드로 전환한다. 그 결과, 반투과 반사형 액정 표시 장치는, 소비 전력을 저감시키면서 주위가 어두 운 경우에도 명료한 표시를 실시할 수 있으므로, 예를 들어 휴대 기기의 표시부에 바람직하게 이용되고 있다.
이러한 반투과 반사형 액정 표시 장치의 구체예로는, 예를 들어 알루미늄 등의 금속막에 광투과용 창부(窓部) 를 형성한 반사막을 하(下) 기재의 내측에 구비하고, 이 반사막을 반투과 반사판으로서 기능시키는 액정 표시 장치를 들 수 있다. 이러한 액정 표시 장치에 있어서는, 반사 모드의 경우에는, 상(上) 기재측으로부터 입사된 외광이 액정층을 통과한 후에 하 기재 내측의 반사막에서 반사되고, 다시 액정층을 통과하여 상 기재측에서 출사되어 표시에 기여한다. 한편, 투과 모드의 경우에는, 하 기재측으로부터 입사된 백라이트로부터의 광이 반사막의 창부를 통하여 액정층을 통과한 후, 상 기재측에서 출사되어 표시에 기여한다. 따라서, 반사막 형성 영역 중, 창부가 형성된 영역이 투과 표시 영역이 되고, 그 밖의 영역이 반사 표시 영역이 된다. 그러나, 종래의 반사형 또는 반투과 반사형의 VA 모드 액정 표시 장치에서는, 흑색 표시에 있어서 광 누설이 발생되어 콘트라스트가 저하된다는 문제가 있으며, 지금까지 오랫동안 해결하지 못하였다.
이러한 문제를 해결하고자 하는 시도로서, 위상차값이 단파장측일수록 작아지는 파장 분산 특성을 갖는 위상차 필름을 사용한 적층 광학 필름이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허 문헌 3 참조). 그러나, 종래의 이러한 적층 광학 필름에서는, 시야각이 불충분하고, 실용성 면에서 떨어진다는 문제가 있다.
특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 평11-242226호
특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 2001-209065호
특허 문헌 3 : 일본 공개특허공보 2004-326089호
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 액정 표시 장치 등에 사용한 경우에 시야각 특성을 향상시키면서, 경사 방향의 콘트라스트비를 각별히 향상시킬 수 있는 적층 광학 필름, 및 그와 같은 적층 광학 필름을 사용한 액정 패널, 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명의 적층 광학 필름은,
편광자와, 제 1 광학 보상층과, 제 2 광학 보상층을 이 순서대로 갖고,
그 제 1 광학 보상층이 nx ＞ nz ＞ ny 의 굴절률 분포를 갖고, 그의 지상축 방향이 그 편광자의 흡수축 방향과 실질적으로 평행 또는 실질적으로 직교하도록 배치되고,
그 제 2 광학 보상층이, 가시광 영역에 있어서 직선 편광을 원 편광으로, 또는 원 편광을 직선 편광으로 변환하는 층이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 1 광학 보상층의 Nz 계수가 0.1 ∼ 0.6 이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 1 광학 보상층이 1 장의 위상차 필름 (A) 로 이루어진다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 위상차 필름 (A) 가, 노르보르넨계 수지, 셀룰로오스계 수지, 카보네이트계 수지, 에스테르계 수지에서 선택되는 적어도 1 종의 열가소성 수지를 함유한다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 2 광학 보상층이, 그의 지상축 방향이 그 편광자의 흡수축 방향과 실질적으로 평행하지 않고 또한 실질적으로 직교하지도 않도록 배치된다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 2 광학 보상층이, 1 장의 위상차 필름 (B) 로 이루어지고, 그 위상차 필름 (B) 의 지상축 방향이 상기 편광자의 흡수축 방향에 대하여 실질적으로 45°의 각도로 배치된다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 위상차 필름 (B) 의 파장 590㎚ 에서의 면내 위상차 Re[590] 가 파장 480㎚ 에서의 면내 위상차 Re[480] 보다 크다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 위상차 필름 (B) 가, 셀룰로오스계 수지, 카보네이트계 수지, 비닐아세탈계 수지, 노르보르넨계 수지에서 선택되는 적어도 1 종의 열가소성 수지를 함유한다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 2 광학 보상층이, 2 장의 위상차 필름 (C) 및 (D) 로 이루어지고, 그 위상차 필름 (C) 는 상기 편광자와 그 위상차 필름 (D) 사이에 배치되고,
그 위상차 필름 (C) 의 지상축 방향과 상기 편광자의 흡수축 방향이 이루는 각도 α°와 그 위상차 필름 (D) 의 지상축 방향과 상기 편광자의 흡수축 방향이 이루는 각도 β°가 (2α＋30) ＜ β ＜ (2α＋60) 의 관계를 갖는다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 위상차 필름 (C) 의 파장 590㎚ 에서의 면내 위상차 Re[590] 가 파장 480㎚ 에서의 면내 위상차 Re[480] 이하이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 위상차 필름 (D) 의 파장 590㎚ 에서의 면내 위상차 Re[590] 가 파장 480㎚ 에서의 면내 위상차 Re[480] 이하이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 위상차 필름 (C) 및/또는 상기 위상차 필름 (D) 가, 노르보르넨계 수지, 카보네이트계 수지에서 선택되는 적어도 1 종의 열가소성 수지를 포함한다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 2 광학 보상층의 상기 제 1 광학 보상층과는 반대의 측에 제 3 광학 보상층을 구비하고, 그 제 3 광학 보상층이 nx = ny ＞ nz 의 굴절률 분포를 갖는다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 3 광학 보상층이 콜레스테릭 배향 고화층으로 이루어지는 위상차 필름을 포함한다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 3 광학 보상층이 이미드계 수지를 함유하는 위상차 필름을 포함한다.
본 발명의 별도 국면에 의하면, 액정 패널이 제공된다. 이 액정 패널은 상기 적층 광학 필름과 액정 셀을 포함한다.
본 발명의 또 다른 별도 국면에 의하면, 액정 표시 장치가 제공된다. 이 액정 표시 장치는 상기 액정 패널을 포함한다.
발명의 효과
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 액정 표시 장치 등에 사용한 경우에 시야각 특성을 향상시키면서, 경사 방향의 콘트라스트비를 각별히 향상시킬 수 있는 적층 광학 필름, 및 그와 같은 적층 광학 필름을 사용한 액정 패널, 액정 표시 장치, 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.
이러한 효과는, 적층 광학 필름으로서, 편광자와, nx ＞ nz ＞ ny 의 굴절률 분포를 갖는 제 1 광학 보상층과, 제 2 광학 보상층을 이 순서대로 갖는 필름을 구성함과 함께, 그 제 1 광학 보상층의 지상축 방향이 그 편광자의 흡수축 방향과 실질적으로 평행 또는 실질적으로 직교하도록 배치하고, 또한, 그 제 2 광학 보상층으로서, 가시광 영역에 있어서 직선 편광을 원 편광으로, 또는 원 편광을 직선 편광으로 변환하는 층을 채용함으로써 발현시킬 수 있다.
즉, 각 광학 보상층의 광학 특성과 그들의 배치 방법의 조합에 따른 상승적 효과에 의해, 종래의 적층 광학 필름과 비교하여, 액정 표시 장치 등에 사용한 경우에 시야각 특성을 향상시키면서, 경사 방향의 콘트라스트비를 각별히 향상시킬 수 있다.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 적층 광학 필름의 개략 단면도이다.
도 2 는 본 발명에 사용되는 위상차 필름 (A) 의 대표적인 제조 공정의 개념을 나타내는 모식도이다.
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서의 적층 광학 필름의 개략 사시도이다.
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 액정 표시 장치에 사용되는 액정 패널의 개략 단면도이다.
도 5 는 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 액정 표시 장치의 개략 단면도이다.
도 6 은 액정 패널 (1) 의 시야각 특성을 측정한 결과를 나타내는 차트도이다.
도 7 은 액정 패널 (1) 의 시야각 특성을 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 측정한 결과를 나타내는 차트도이다.
도 8 은 액정 패널 (2) 의 시야각 특성을 측정한 결과를 나타내는 차트도이다.
도 9 는 액정 패널 (2) 의 시야각 특성을 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 측정한 결과를 나타내는 차트도이다.
도 10 은 액정 패널 (C1) 의 시야각 특성을 측정한 결과를 나타내는 차트도이다.
도 11 은 액정 패널 (C1) 의 시야각 특성을 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 측정한 결과를 나타내는 차트도이다.
도 12 는 액정 패널 (C2) 의 시야각 특성을 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 측정한 결과를 나타내는 차트도이다.
도 13 은 액정 패널 (C3) 의 시야각 특성을 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 측정한 결과를 나타내는 차트도이다.
도 14 는 액정 패널 (3) 의 시야각 특성을 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 측정한 결과를 나타내는 차트도이다.
도 15 는 액정 패널 (4) 의 시야각 특성을 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 측정한 결과를 나타내는 차트도이다.
도 16 은 액정 패널 (5) 의 시야각 특성을 측정한 결과를 나타내는 차트도이다.
도 17 은 액정 패널 (5) 의 시야각 특성을 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 측정한 결과를 나타내는 차트도이다.
(부호의 설명)
1 : 액정 셀
10 : 적층 광학 필름
20 : 편광자
30 : 제 1 광학 보상층
40 : 제 2 광학 보상층
50 : 제 3 광학 보상층
100 : 액정 패널
200 : 액정 표시 장치
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
(용어 및 기호의 정의)
본 명세서에 있어서의 용어 및 기호의 정의는 하기한 바와 같다 :
(1) 「nx」 는 면내의 굴절률이 최대가 되는 방향 (즉, 지상축 방향) 의 굴절률이며, 「ny」 는 면내에서 지상축에 수직인 방향 (즉, 진상축 방향) 의 굴절률이고, 「nz」 는 두께 방향의 굴절률이다. 또, 예를 들어 「nx=ny」 는, nx 와 ny 가 엄밀하게 동일한 경우뿐만 아니라, nx 와 ny 가 실질적으로 동일한 경우도 포함한다. 본 명세서에 있어서 「실질적으로 동일하다」 란, 적층 광학 필름의 전체적인 광학 특성에 실용상의 영향을 주지 않는 범위에서 nx 와 ny 가 상이한 경우도 포함하는 취지이다. 따라서, 예를 들어, nx = ny 로 기재하는 경우에는, 하기에 설명하는 면내 위상차 Re[590] 이 10㎚ 미만인 경우를 포함한다.
(2) 「면내 위상차 Re[590]」은, 23℃ 에 있어서의 파장 590㎚ 의 광으로 측정한 필름 (층) 면내의 위상차값을 말한다. Re[590] 은, 파장 590㎚ 에 있어서의 필름 (층) 의 지상축 방향, 진상축 방향의 굴절률을 각각 nx, ny 로 하고, d(㎚) 를 필름 (층) 의 두께로 했을 때, 식 : Re[λ] = (nx－ny) × d 에 의해 구해진다. 마찬가지로, 예를 들어 「면내 위상차 Re[550]」으로 나타내었을 때에는, 23℃ 에 있어서의 파장 550㎚ 의 광으로 측정한 필름 (층) 면내의 위상차값을 말한다.
(3)「파장 분산치 D」는, D = Re[480]/Re[590] 에서 산출되는 값이다.
(4) 「두께 방향의 위상차 Rth[590]」은, 23℃ 에 있어서의 파장 590㎚ 의 광으로 측정한 두께 방향의 위상차값을 말한다. Rth[590] 은, 파장 590㎚ 에 있어서의 필름 (층) 의 지상축 방향, 두께 방향의 굴절률을 각각 nx, nz 로 하고, d(nm) 를 필름 (층) 의 두께로 했을 때, 식 : Rth[λ] = (nx－nz) × d 에 의해 구 해진다. 마찬가지로, 예를 들어 「두께 방향의 위상차 Rth[550]」으로 나타내었을 때에는, 23℃ 에 있어서의 파장 550㎚ 의 광으로 측정한 두께 방향의 위상차값을 말한다.
(5)「Nz 계수」는, Nz = Rth[590]/Re[590] 에 의해 산출되는 값이다.
(6) 본 명세서에 있어서 「실질적으로 평행」이란, 광학적인 2 개의 축이 이루는 각도가 0°± 2°인 경우를 포함하고, 바람직하게는 0°± 1°이다. 본 명세서에 있어서 「실질적으로 직교」란, 광학적인 2 개의 축이 이루는 각도가 90°± 2°인 경우를 포함하고, 바람직하게는 90°± 1°이다.
(7) 본 명세서에 기재되는 용어나 기호에 부여되는 첨자 「1」 은 제 1 광학 보상층을 표시하고, 첨자 「2」 는 제 2 광학 보상층을 표시하고, 첨자 「3」은 제 3 광학 보상층을 표시한다. 또한, 첨자 「B」는 위상차 필름 (B) 를 표시하고, 첨자 「C」는 위상차 필름 (C) 를 표시하고, 첨자 「D」는 위상차 필름 (D) 를 표시한다.
(8)「λ/2 판」이란, 어떤 특정한 진동 방향을 갖는 직선 편광을, 당해 직선 편광의 진동 방향과는 직교하는 진동 방향을 갖는 직선 편광으로 변환하거나, 우(右)원 편광을 좌(左)원 편광으로 (또는, 좌원 편광을 우원 편광으로) 변환하기도 하는 기능을 갖는 것을 말한다. λ/2 판은, 소정의 광의 파장 (통상, 가시광 영역) 에 대하여 필름 (층) 의 면내 위상차값이 약 1/2 이다.
(9)「λ/4 판」이란, 어떤 특정한 파장의 직선 편광을 원 편광으로 (또는, 원 편광을 직선 편광으로) 변환하는 기능을 갖는 것을 말한다. λ/4 판은, 소 정의 광의 파장 (통상, 가시광 영역) 에 대하여, 필름 (층) 의 면내의 위상차값이 약 1/4 이다.
(10) 본 발명에 있어서, +α°의 축 각도란, 최종적으로 액정 셀이 배치될 수 있는 방향 (점착제층이 형성될 수 있는 방향) 에서 보아, 반시계 방향으로 α°의 축 각도를 갖는 것을 의미한다.
[A. 적층 광학 필름]
[A-1. 적층 광학 필름의 전체 구성]
도 1 은, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 적층 광학 필름의 개략 단면도이다. 또, 도면을 보기 쉽게 하기 위하여, 도면 중의 각 구성 부재의 종, 횡, 및 두께 비율은 실제 비율과는 다르다는 것에 유의해야 한다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 이 적층 광학 필름 (10) 은, 편광자 (20) 와 제 1 광학 보상층 (30) 과 제 2 광학 보상층 (40) 을 적어도 이 순서대로 갖는다.
제 1 광학 보상층 (30) 은, nx ＞ nz ＞ ny 의 굴절률 분포를 갖는다. 제 1 광학 보상층 (30) 은, 그 지상축 방향이 편광자 (20) 의 흡수축 방향과 실질적으로 평행하거나 또는 실질적으로 직교하도록 배치된다.
제 2 광학 보상층 (40) 은, 가시광 영역에 있어서 직선 편광을 원 편광으로, 또는 원 편광을 직선 편광으로 변환하는 층이다.
도 1 에 나타낸 바와 같은 구성의 적층 광학 필름은, 액정 표시 장치에 사용한 경우에 원 편광판으로서 기능하여, 종래의 적층 광학 필름과 비교하여 경사 방향의 콘트라스트비가 각별히 높은 액정 표시 장치를 얻을 수 있다. 도 1 에 나 타낸 바와 같은 구성의 적층 광학 필름은, 원 편광판을 2 장 사용한 투과형 액정 표시 장치에서 일방의 원 편광판으로서 사용한 경우에 특히 우수한 효과를 나타낸다.
실용적으로는, 편광자 (20) 의 제 1 광학 보상층 (30) 이 형성되지 않은 측에는 임의의 적절한 보호층 (도시 생략) 이나 표면 처리층 (도시 생략) 이 적층되어 있어도 된다. 그리고, 필요에 따라서, 편광자 (20) 와 제 1 광학 보상층 (30) 사이에는 임의의 적절한 보호층 (도시 생략) 이 형성되어도 된다.
본 발명의 적층 광학 필름의 각 구성 부재 (편광자, 각 광학 보상층 등) 의 사이에는, 임의의 적절한 접착층 (도 1 에는 도시 생략) 이 형성되어 있어도 된다. 본 발명에 있어서, 「접착층」이란, 인접하는 부재의 면과 면을 접합하여, 실용상 충분한 접착력과 접착 시간으로 일체화시키는 것을 말한다. 상기 접착층을 형성하는 재료로는, 예를 들어 접착제, 점착제, 앵커 코트제를 들 수 있다. 상기 접착층은, 피착체의 표면에 앵커 코트층이 형성되고, 그 층 위에 접착제층 또는 점착제층이 형성되는 등의 다층 구조이어도 된다. 상기 접착층은, 육안적으로 인지할 수 없는 얇은 층 (헤어라인이라고도 한다) 이어도 된다.
본 발명의 적층 광학 필름의 전체 두께는, 실용성을 고려하면 200 ∼ 420㎛ 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 210 ∼ 410㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 220 ∼ 400㎛ 이다.
[A-2. 제 1 광학 보상층]
제 1 광학 보상층은, 편광자와 제 2 광학 보상층 사이에 배치된다. 본 발명에 있어서, 종래의 적층 광학 필름과 비교하여 경사 방향의 콘트라스트비가 각별히 높은 액정 표시 장치를 얻을 수 있는 적층 광학 필름으로 하기 위해서, 상기 제 1 광학 보상층의 배치는 중요하다. 상기 제 1 광학 보상층의 배치를 변경하여, 예를 들어 편광자와 제 2 광학 보상층과 제 1 광학 보상층을 이 순서대로 구비하는 적층 광학 필름은, 액정 표시 장치에 사용한 경우에, 우수한 경사 방향의 콘트라스트비를 얻을 수 없는 우려가 있다.
제 1 광학 보상층은, 바람직하게는 편광자의 보호층을 겸한다. 즉, 편광자와 제 1 광학 보상층 사이에 별도의 보호층을 형성하지 않아도 된다. 이 경우, 제 1 광학 보상층은, 바람직하게는 편광자의 표면에 접착층을 개재하여 접착된다.
제 1 광학 보상층은, nx ＞ nz ＞ ny 의 굴절률 분포를 갖는다. 그리고, 제 1 광학 보상층은, 경사 방향에서 보았을 때에 편광판의 기하학적인 축 어긋남을 보정하도록 작용한다.
제 1 광학 보상층은, 그 지상축 방향이 편광자의 흡수축 방향과 실질적으로 평행하거나 또는 실질적으로 직교하도록 배치된다.
제 1 광학 보상층은, 본 발명의 적층 광학 필름을, 원 편광판을 2 장 사용한 투과형 액정 표시 장치에서 일방의 원 편광판으로서 사용한 경우에, 2 개의 편광자의 흡수축의 위치 관계가 정면 방향과 경사 방향에서 변화하는 것을 광학적으로 보상하는 기능을 갖는다.
제 1 광학 보상층의 전체 두께는, 바람직하게는 20 ∼ 500㎛, 보다 바람직하 게는 30 ∼ 200㎛, 더욱 바람직하게는 40 ∼ 120㎛ 이다. 제 1 광학 보상층이 이러한 범위의 두께를 가짐으로써, 광학 균일성이 우수한 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
제 1 광학 보상층의 파장 590㎚ 에서의 투과율 (T1) 은, 바람직하게는 80% 이상이다.
제 1 광학 보상층의 Re1[590] 은, 바람직하게는 150 ∼ 350㎚ 이고, 보다 바람직하게는 180 ∼ 300㎚ 이고, 더욱 바람직하게는 250 ∼ 300㎚ 이다.
제 1 광학 보상층의 Nz 계수는, 바람직하게는 0.1 ∼ 0.6 이고, 보다 바람직하게는 0.15 ∼ 0.55 이다.
제 1 광학 보상층의 Re1[590] 및 Nz 계수를 상기 범위로 함으로써, 경사 방향의 콘트라스트비가 각별히 높은 액정 표시 장치를 얻을 수 있는 적층 광학 필름으로 할 수 있다. 특히, 제 1 광학 보상층의 Nz 계수를 0.5 로 하면, 각도에 상관없이 위상차값이 거의 일정한 특성을 달성할 수 있기 때문에, 상기 효과를 달성하기 쉬워 바람직하다.
제 1 광학 보상층은, 단독층이어도 되고, 복수층으로 이루어지는 적층체이어도 된다. 바람직하게는 제 1 광학 보상층은 1 장의 위상차 필름 (A) 로 이루어진다. 이러한 형태에 의하면, 본 발명의 적층 광학 필름의 두께를 얇게 할 수 있고, 특히 제 1 광학 보상층이 편광자의 보호층을 겸하는 경우에는 그 효과가 한층 더 현저해진다. 제 1 광학 보상층이 편광자의 보호층을 겸하는 경우의 효과 로는, 보호층에 위상차의 영향에 의해 문제가 생길 우려를 저감할 수 있다는 점을 들 수 있다.
제 1 광학 보상층의 광탄성 계수의 절대값 (CA[590](㎡/N)) 은, 바람직하게는 1 × 10-12 ∼ 6 × 10-12 이고, 더욱 바람직하게는 1 × 10-12 ∼ 6 × 10-12 이다. CA[590] 이 상기 범위 내에 있음으로써, 표시 균일성이 우수한 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
상기 위상차 필름 (A) 는, 상기한 바와 같은 특성이 얻어지는 한 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는 위상차 필름 (A) 가, 노르보르넨계 수지, 셀룰로오스계 수지, 카보네이트계 수지, 에스테르계 수지에서 선택되는 적어도 1 종의 열가소성 수지를 함유한다. 위상차 필름 (A) 는, 전체 고형분 100 중량부에 대하여, 상기 수지를 바람직하게는 60 ∼ 100 중량부 함유한다.
본 명세서에 있어서 「열가소성 수지」란, 중합도가 20 이상이고, 중량 평균 분자량이 큰 중합체 (이른바 공중합체) 를 함유하고, 또한, 중합도가 2 이상 20 미만이고, 중량 평균 분자량이 수 천 정도의 중합체 (이른바 저중합체 : 올리고머로 부르기도 한다) 를 포함한다.
본 명세서에 있어서 「수지」란, 1 종류의 모노머로부터 얻어지는 단독 중합체 (호모폴리머) 이어도 되고, 2 종류 이상의 모노머로부터 얻어지는 공중합체 (코폴리머) 이어도 된다.
위상차 필름 (A) 는, 보다 바람직하게는 노르보르넨계 수지, 카보네이트계 수지에서 선택되는 적어도 1 종의 열가소성 수지를 함유한다. 내열성, 투명성, 성형 가공성이 우수하기 때문이다.
상기 열가소성 수지의 중량 평균 분자량은, 테트라히드로푸란 용매에 의한 겔 투과 크로마토그래프 (GPC) 법으로 측정한 값이, 바람직하게는 20000 ∼ 500000이다. 상기 열가소성 수지의 유리 전이 온도 (Tg) 는, JIS K 7121 에 준한 DSC 법으로 구한 값이, 바람직하게는 110℃ ∼ 180℃ 이다. 중량 평균 분자량 및 유리 전이 온도를 상기 범위로 함으로써, 내열성, 성형성이 좋은 위상차 필름 (A) 를 얻을 수 있다.
상기 노르보르넨계 수지는, 노르보르넨계 모노머를 중합 단위로 하여 중합되는 수지이다.
상기 노르보르넨계 모노머로서는, 예를 들어, 노르보르넨, 및 그 알킬 및/또는 알킬리덴 치환체, 예를 들어, 5-메틸-2-노르보르넨, 5-디메틸-2-노르보르넨, 5-에틸-2-노르보르넨, 5-부틸-2-노르보르넨, 5-에틸리덴-2-노르보르넨 등, 이들의 할로겐 등의 극성기 치환체 ; 디시클로펜타디엔, 2,3-디히드로디시클로펜타디엔 등 ; 디메타노옥타히드로나프탈렌, 그 알킬 및/또는 알킬리덴 치환체, 및 할로겐 등의 극성기 치환체, 예를 들어, 6-메틸-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌, 6-에틸-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌, 6-에틸리덴-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌, 6-클로로-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌, 6-시아노-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌, 6-피리딜-1,4:5,8-디메타노- 1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌, 6-메톡시카르보닐-1,4:5,8-디메타노- 1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌 등 ; 시클로펜타디엔의 3∼4 량체, 예를 들어, 4,9:5,8-디메타노-3a,4,4a,5,8,8a,9,9a-옥타히드로-1H-벤조인덴, 4,11:5,10:6,9-트리메타노-3a,4,4a,5,5a,6,9,9a,10,10a,11,11a-도데카히드로-1H-시클로펜타안트라센 등을 들 수 있다. 상기 노르보르넨계 수지는, 노르보르넨계 모노머와 다른 모노머의 공중합체이어도 된다. 공중합체의 경우, 그 분자의 배열 상태는, 임의의 적절한 배열 상태가 채용될 수 있다. 예를 들어, 랜덤 공중합체이어도 되고, 블록 공중합체이어도 되며, 그래프트 공중합체이어도 된다.
상기 노르보르넨계 수지로는, 예를 들어, 노르보르넨계 모노머의 개환 (공) 중합체를 수소 첨가한 수지, 노르보르넨계 모노머를 부가 (공) 중합시킨 수지 등을 들 수 있다. 상기 노르보르넨계 모노머의 개환 (공) 중합체를 수소 첨가한 수지는, 1 종 이상의 노르보르넨계 모노머와, α-올레핀류, 시클로알켄류, 비공액 디엔류에서 선택되는 적어도 1 종과의 개환 (공) 중합체를 수소 첨가한 수지를 포함한다. 상기 노르보르넨계 모노머를 부가 (공) 중합시킨 수지는, 1 종 이상의 노르보르넨계 모노머와, α-올레핀류, 시클로알켄류, 비공액 디엔류에서 선택되는 적어도 1 종을 부가 (공) 중합시킨 수지를 포함한다.
상기 노르보르넨계 모노머의 개환 (공) 중합체를 수소 첨가한 수지는, 노르보르넨계 모노머 등을 메타세시스 반응시켜 개환 (공) 중합체를 얻고, 또한 당해 개환 (공) 중합체를 수소 첨가하여 얻을 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평11-116780호의 단락 0059 ∼ 0060 에 기재된 방법, 일본 공개 특허공보 2001-350017호의 단락 0035 ∼ 0037 에 기재된 방법을 들 수 있다. 상기 노르보르넨계 모노머를 부가 (공) 중합시킨 수지는, 예를 들어 일본 공개특허공보 소61-292601호의 실시예 1 에 기재된 방법에 의해 얻을 수 있다.
상기 폴리카보네이트계 수지로는, 바람직하게는 방향족 폴리카보네이트가 사용된다. 방향족 폴리카보네이트는, 대표적으로는, 카보네이트 전구 물질과 방향족 2 가 페놀 화합물의 반응에 의해서 얻을 수 있다. 카보네이트 전구 물질의 구체예로는, 포스겐, 2 가 페놀류의 비스클로로포메이트, 디페닐카보네이트, 디-p-톨릴카보네이트, 페닐-p-톨릴카보네이트, 디-p-클로로페닐카보네이트, 디나프틸카보네이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 포스겐, 디페닐카보네이트가 바람직하다. 방향족 2 가 페놀 화합물의 구체예로는, 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 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로, 또는 2 종 이상 조합하여 사용해도 된다. 바람직하게는 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산이 사용된다. 특히, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판과 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산을 함께 사용하는 것이 바람직하다.
상기 위상차 필름 (A) 는, 임의의 적절한 다른 열가소성 수지를 함유할 수 있다. 다른 열가소성 수지로서는, 폴리올레핀 수지, 폴리염화비닐계 수지, 셀룰로오스계 수지, 스티렌계 수지, 아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌계 수지, 아크릴로니트릴·스티렌계 수지, 폴리메타크릴산메틸, 폴리아세트산비닐, 폴리염화비닐리덴계 수지 등의 범용 플라스틱 : 폴리아미드계 수지, 폴리아세탈계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 변성 폴리페닐렌에테르계 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 등의 범용 엔지니어링 플라스틱 ; 폴리페닐렌술파이드계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리에테르에테르케톤계 수지, 폴리알릴레이트계 수지, 액정성 수지, 폴리아미드이미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌계 수지 등의 슈퍼 엔지니어링 플라스틱 등을 들 수 있다.
상기 위상차 필름 (A) 의 제작 방법으로는, 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 대표적으로는, 예를 들어, 열가소성 수지, 또는 상기 열가소성 수지를 함유하는 조성물을 시트상으로 성형하여, 고분자 필름으로 하고, 상기 고분자 필름의 편면 또는 양면에 수축성 필름을 부착하여, 가열 연신하는 방법을 들 수 있다. 가열 연신은, 예를 들어, 롤 연신기로 종 1 축 연신법에 의해 가열 연신하는 것을 들 수 있다.
상기 고분자 필름은, 임의의 적절한 성형 가공법에 의해서 얻을 수 있다. 상기 성형 가공법으로는, 예를 들어, 압축 성형법, 트랜스퍼 성형법, 사출 성형법, 압출 성형법, 블로우 성형법, 분말 성형법, FRP 성형법, 솔벤트 캐스팅법을 들 수 있다.
상기 수축성 필름은, 가열 연신시에 연신 방향과 직교하는 방향으로 수축력을 부여하기 위해서 사용된다. 이것에 의해, 두께 방향의 수축률 (nz) 을 높일 수 있다. 수축성 필름에 사용되는 재료로는, 예를 들어, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴을 들 수 있다. 수축 균일성, 내열성이 우수하다는 점에서, 폴리프로필렌 필름이 바람직하게 사용된다. 상기 고분자 필름의 양면에 수축성 필름을 부착하는 방법으로는, 예를 들어, 상기 고분자 필름과 상기 수축성 필름 사이에 점착제층을 형성하여 접착하는 방법이, 생산성, 작업성, 및 경제성이 우수하다는 점에서 바람직하다. 상기 위상차 필름 (A) 의 Nz 계수를 증가 내지 감소시키는 방법으로는, 예를 들어, 폭 방향의 수축률이 큰 수축성 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 폭 방향의 수축률은, 예를 들어 140℃ 에서의 폭 방향의 수축률이 5% ∼ 15% 이다.
상기 고분자 필름을 연신하는 방법으로는, 목적에 따라서, 임의의 적절한 연신 방법이 채용될 수 있다. 상기 연신 방법으로는, 예를 들어, 종 1 축 연신법, 횡 1 축 연신법, 종횡 동시 2 축 연신법, 종횡 축차 2 축 연신법을 들 수 있다. 연신 방향은, 필름의 길이 방향 (MD 방향) 이어도 되고, 폭 방향 (TD 방향) 이어도 된다. 또, 일본 공개특허공보 2003-262721호의 도 1 에 기재된 연신법을 사용하여, 경사 방향으로 연신 (경사 연신) 해도 된다.
연신 조건은, 임의의 적절한 연신 조건을 채용할 수 있다. 연신 온도는, 바람직하게는 상기 고분자 필름의 유리 전이 온도 (Tg) 이상이다. 얻어지는 연신 필름의 위상차값이 균일해지기 쉽고, 또한, 필름이 결정화 (백탁(白濁)) 되기 어렵기 때문이다. 연신 온도는, 보다 바람직하게는 상기 고분자 필름의 Tg＋1℃ ∼ Tg＋30℃, 더욱 바람직하게는 Tg＋2℃ ∼ Tg＋20℃, 특히 바람직하게는 Tg＋3℃ ∼ Tg＋15℃, 가장 바람직하게는 Tg＋5℃ ∼ Tg＋10℃ 이다. 연신 온도를 이러한 범위로 함으로써, 균일한 가열 연신을 실시할 수 있다. 그리고, 연신 온도는 필름 폭 방향에서 일정한 것이 바람직하다. 위상차값의 편차가 작은 양호한 광학 균일성을 갖는 연신 필름을 제작할 수 있기 때문이다. 연신 배율은, 임의의 적절한 값으로 설정될 수 있다. 바람직하게는 1 배 초과 3 배 이하, 보다 바람직하게는 1.05 ∼ 2.00 배, 더욱 바람직하게는 1.10 ∼ 1.50 배, 특히 바람직하게는 1.20 ∼ 1.40 배, 가장 바람직하게는 1.25 ∼ 1.30 배이다. 연신 배율을 이러한 범위로 함으로써, 필름 폭의 수축이 적고, 기계적 강도가 우수한 연신 필름이 얻어질 수 있다. 연신시의 이송 속도는, 기계 정밀도, 안정성 등에서, 바람직하게는 0.5m/분 ∼ 30m/분이다. 이러한 조건을 선택함으로써, 위상차값이 균일해지기 쉽고, 또한, 투명성이 높은 위상차 필름을 얻을 수 있다.
상기 위상차 필름 (A) 의 제조 방법의 일례에 관해서, 도 2 를 참조하여 설명한다. 도 2 는, 본 발명에 사용되는 위상차 필름 (A) 의 대표적인 제조 공정의 개념을 나타내는 모식도이다. 예를 들어, 열가소성 수지를 함유하는 고분자 필름 (402) 은 제 1 조출부 (401) 로부터 풀려나와, 라미네이트 롤 (407, 408) 에 의해, 당해 고분자 필름 (402) 의 양면에, 제 2 조출부 (403) 로부터 풀려나온 점착제층을 구비하는 수축성 필름 (404) 과, 제 3 조출부 (405) 로부터 풀려나온 점착제층을 구비하는 수축성 필름 (406) 이 부착된다. 양면에 수축성 필름이 부 착된 고분자 필름은, 가열 수단 (409) 에 의해서 일정 온도로 유지되면서, 속비 (速比) 가 상이한 롤 (410, 411, 412 및 413) 에 의해 필름의 길이 방향의 장력이 부여 (동시에 수축성 필름에 의해서 두께 방향으로 장력이 부여) 되면서, 연신 처리에 제공된다. 연신 처리된 필름 (418) 은, 제 1 권취부 (414) 및 제 2 권취부 (416) 에서 수축성 필름 (404, 406) 이 점착제층과 함께 박리되고, 제 3 권취부 (419) 에서 감겨진다.
[A-3.제 2 광학 보상층]
제 2 광학 보상층은, 가시광 영역에 있어서 직선 편광을 원 편광으로 변환하는 층, 또는 원 편광을 직선 편광으로 변환하는 층이다. 제 2 광학 보상층은, 적어도 가시광 영역 (대표적으로는, 380㎚ ∼ 800㎚) 의 적어도 1 파장에 있어서, 직선 편광을 원 편광으로 변환하는 기능, 또는 원 편광을 직선 편광으로 변환하는 기능을 갖고 있으면 된다.
제 2 광학 보상층이 직선 편광을 원 편광으로 변환하는 기능을 가질지 원 편광을 직선 편광으로 변환하는 기능을 가질지는, 본 발명의 적층 광학 필름이 액정 표시 장치에 사용되는 경우, 그 적층 광학 필름의 배치 위치와 광원과의 위치 관계에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 액정 표시 장치의 광원이 백라이트이고, 적층 광학 필름이 액정 셀의 백라이트측에 배치되는 경우에는, 제 2 광학 보상층은 직선 편광을 원 편광으로 변환하는 기능을 갖는다. 혹은, 액정 표시 장치의 광원이 백라이트이고, 적층 광학 필름이 액정 셀의 시인측에 배치되는 경우에는, 제 2 광학 보상층은 원 편광을 직선 편광으로 변환하는 기능을 갖는다.
제 2 광학 보상층의 두께는, 바람직하게는 20㎛ ∼ 500㎛, 보다 바람직하게는 30 ∼ 200㎛, 더욱 바람직하게는 40 ∼ 120㎛ 이다. 제 2 광학 보상층의 파장 590㎚ 에서의 투과율 (T2) 은, 바람직하게는 80% 이상이다.
제 2 광학 보상층은, 단독층이어도 되고, 복수층으로 이루어지는 적층체이어도 된다. 바람직하게는 제 2 광학 보상층은, 1 장 또는 2 장의 위상차 필름으로 형성된다. 바람직하게는 제 2 광학 보상층의 지상축 방향은, 편광자의 흡수축 방향에 대하여 실질적으로 평행하지도 직교하지도 않도록 배치된다. 제 2 광학 보상층의 일례에 관해서, 도 3 을 참조하여 설명한다.
도 3(a) 및 (b) 는, 본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서의 적층 광학 필름의 개략 사시도이다. 또, 도면을 보기 쉽게 하기 위하여, 도면 중의 각 구성 부재의 종, 횡, 및 두께 비율은 실제 비율과는 다르다는 것에 유의해야 한다.
하나의 실시형태에 있어서, 본 발명의 적층 광학 필름 (10) 은, 도 3(a) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 광학 보상층 (40) 이 1 장의 위상차 필름 (B) (41) 에 의해 형성되어 이루어지고, 편광자 (20) 의 흡수축 방향과 위상차 필름 (B) (41) 의 지상축 방향이 이루는 각도가 실질적으로 45°이다. 본 명세서에 있어서 「실질적으로 45°」란, 45°± 5°를 포함한다. 또, 도시예에서는, 편광자 (20) 의 흡수축 방향이 제 1 광학 보상층 (30) 의 지상축 방향과 실질적으로 직교하는 경우를 나타내고 있지만, 이것은 실질적으로 평행해도 된다.
별도의 실시형태에 있어서, 본 발명의 적층 광학 필름 (10) 은, 도 3(b) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 광학 보상층 (40) 이 위상차 필름 (C) (42) 및 위상차 필름 (D) (43) 의 2 장에 의해 형성되고, 위상차 필름 (C) (42) 은 편광자 (20) 와 위상차 필름 (D) (43) 사이에 배치되어 이루어진다. 도시예에서는, 편광자 (20) 의 흡수축 방향이 제 1 광학 보상층 (30) 의 지상축 방향과 실질적으로 직교하는 경우를 나타내고 있지만, 이것은 실질적으로 평행해도 된다.
편광자 (20) 의 흡수축 방향과 위상차 필름 (C) (42) 의 지상축이 이루는 각도 α°와, 편광자 (20) 의 흡수축 방향과 위상차 필름 (D) (43) 의 지상축이 이루는 각도 β°는, 바람직하게는 (2α＋30°) ＜ β ＜ (2α＋60°) 의 관계를 갖는다. 상기한 각도 α°와 각도 β°는, 바람직하게는 (2α＋40°) ＜ β ＜ (2α＋50°) 의 관계를 갖고, 더욱 바람직하게는 (2α＋42°) ＜ β ＜ (2α＋48°) 의 관계를 갖는다.
하나의 실시형태에 있어서, 본 발명의 적층 광학 필름은, 도 3(a) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 광학 보상층이 1 장의 위상차 필름 (B) 에 의해 형성된다. 이 경우, 위상차 필름 (B) 의 ReB[590] 은, 바람직하게는 80㎚ ∼ 180㎚ 이고, 더욱 바람직하게는 100㎚ ∼ 160㎚ 이다.
바람직하게는 위상차 필름 (B) 의 ReB[590] 은, ReB[480] 보다 크다. 즉, 위상차 필름 (B) 는, 이른바 「역파장 분산 특성」을 나타내는 것이 바람직하다. 위상차 필름 (B) 의 파장 분산치 (DB) 는, 바람직하게는 1 미만이고, 더욱 바람직하게는 0.80 ∼ 0.90 이다. ReB[590] 및 ReB[480] 을 상기 범위로 함으로 써, 가시광의 광범위한 영역에서, 제 2 광학 보상층이 직선 편광을 원 편광으로 변환하는 기능, 또는 원 편광을 직선 편광으로 변환하는 기능을 갖는다. 결과적으로, 경사 방향의 콘트라스트비가 높은 액정 표시 장치가 얻어질 수 있다.
위상차 필름 (B) 의 광탄성 계수의 절대값 (CB[590] (㎡/N)) 은, 바람직하게는 1 × 10-12 ∼ 100 × 10-12 이고, 더욱 바람직하게는 1 × 10-12 ∼ 60 × 10-12 이다. CB[590] 이 상기 범위인 것을 사용함으로써, 표시 균일성이 우수한 액정 표시 장치가 얻어질 수 있다.
위상차 필름 (B) 는, 바람직하게는 굴절률 분포가 nx ＞ ny ≥ nz 의 관계를 나타내거나, 또는, nx ＞ nz ＞ ny 의 관계를 나타낸다. 위상차 필름 (B) 를 형성하는 재료로는 임의의 적절한 것이 채용될 수 있다. 바람직하게는 위상차 필름 (B) 는, 일반식 (a) 또는 (b) 로 나타내는 치환기를 갖는 열가소성 수지를 함유한다. 바람직하게는 위상차 필름 (B) 는, 전체 고형분 100 중량부에 대하여, 상기 열가소성 수지를 60 중량부 ∼ 100 중량부 함유한다.
[화학식 1]
Figure 112009034189075-pct00001
일반식 (a) 또는 (b) 중, R1 ∼ R15 는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 ∼ 4 의 직쇄 혹은 분지의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 4 의 직쇄 혹은 분지의 할로겐화알킬기, 탄소수 1 ∼ 4 의 직쇄 혹은 분지의 알콕시기, 탄소수 1 ∼ 4 의 직쇄 혹은 분지의 티오알콕시기, 직쇄 혹은 분지의 알콕시카르보닐기, 아실옥시기, 아미노기, 아지드기, 니트로기, 시아노기, 수산기, 또는 티올기를 나타낸다 (단, R1 은 수소 원자가 아니다).
일반식 (a) 또는 (b) 로 나타내는 치환기는, 당해 치환기가 결합하고 있는 폴리머의 입체 배좌를 제어하기 위해서 사용된다. 구체적으로는, 당해 치환기는 입체 장해에 의해, 열가소성 수지의 폴리머 주쇄의 배향 방향에 대하여 실질적으로 직교하게 배향되는 것으로 생각된다. 이러한 열가소성 수지를 사용함으로써, 우수한 역파장 분산 특성을 나타내는 위상차 필름을 얻을 수 있다.
위상차 필름 (B) 에 사용될 수 있는 열가소성 수지는, 바람직하게는 셀룰로오스계 수지, 카보네이트계 수지, 에스테르계 수지, 비닐아세탈계 수지, 및 노르보르넨계 수지에서 선택되는 적어도 1 종이다. 내열성, 투명성, 성형 가공성이 우수하기 때문이다.
별도의 실시형태에 있어서, 본 발명의 적층 광학 필름은, 도 3(b) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 광학 보상층이 위상차 필름 (C) 및 위상차 필름 (D) 의 2 장에 의해 형성된다. 이 경우, 위상차 필름 (C) 의 ReC[590] 은 위상차 필름 (D) 의 ReD[590] 보다 크다. [ReC[590] -ReD[590]] 는 바람직하게는 80㎚ ∼ 180㎚ 이고, 더욱 바람직하게는 100㎚ ∼ 160㎚ 이다.
위상차 필름 (C) 의 ReC[590] 은 바람직하게는 150㎚ ∼ 350㎚ 이고, 더욱 바람직하게는 180㎚ ∼ 300㎚ 이다. 위상차 필름 (D) 의 ReD[590] 은 바람직하게는 80㎚ ∼ 180㎚ 이고, 더욱 바람직하게는 100㎚ ∼ 160㎚ 이다. ReC[590] 및 ReD[590] 를 상기 범위로 함으로써 경사 방향의 콘트라스트비가 높은 액정 표시 장치가 얻어질 수 있다.
바람직하게는 위상차 필름 (C) 및/또는 위상차 필름 (D) 의 Re[590] 은 Re[480] 과 동등하거나 또는 작다. 즉, 위상차 필름 (C) 및/또는 위상차 필름 (D) 는 이른바 「정파장 분산 특성」을 나타내는 것이 바람직하다. 위상차 필름 (C) 의 파장 분산치 (DC) 는 바람직하게는 1 이상이고, 더욱 바람직하게는 1.00 ∼ 1.20 이다. 위상차 필름 (D) 도, 위상차 필름 (C) 과 동일한 범위의 파장 분산 특성을 나타내는 것이 사용될 수 있다. ReC[590] 및 ReC[480] 을 상기 범위로 함으로써, 가시광의 광범위한 영역에서, 제 2 광학 보상층이 직선 편광을 원 편광으로 변환하는 기능 또는 원 편광을 직선 편광으로 변환하는 기능을 갖는다. 결과적으로, 경사 방향의 콘트라스트비가 높은 액정 표시 장치가 얻어질 수 있다.
위상차 필름 (C) 및 위상차 필름 (D) 의 광탄성 계수의 절대값 (CC,D[590] (㎡/N)) 은 바람직하게는 1 × 10-12 ∼ 100 × 10-12 이고, 더욱 바람직하게는 1 × 10-12 ∼ 60 × 10-12 이다. CC,D[590] 이 상기 범위인 것을 사용함으로써 표시 균일성이 우수한 액정 표시 장치가 얻어질 수 있다.
위상차 필름 (C) 및/또는 위상차 필름 (D) 는 바람직하게는 굴절률 분포가 nx ＞ ny ≥ nz 의 관계를 나타내거나, 또는 nx ＞ nz ＞ ny 의 관계를 나타낸다. 위상차 필름 (C) 및 위상차 필름 (D) 를 형성하는 재료로는 임의의 적절한 것이 채용될 수 있다. 수지가 사용되는 경우, 상기 위상차 필름 (C) 및 위상차 필름 (D) 는, 전체 고형분 100 중량부에 대하여 상기 수지를 바람직하게는 60 중량부 ∼ 100 중량부 함유한다.
바람직하게는 위상차 필름 (C) 및 위상차 필름 (D) 는 노르보르넨계 수지 및/또는 카보네이트계 수지를 함유한다. 내열성, 투명성, 성형 가공성이 우수하 기 때문이다. 노르보르넨계 수지, 카보네이트계 수지는 상기 A-2 항에 기재한 것이 채용될 수 있다.
제 2 광학 보상층이 nx ＞ ny = nz 의 굴절률 분포를 갖는 위상차 필름을 포함하는 경우, 당해 위상차 필름은, 예를 들어, 연신 필름층이고 액정을 함유하며 또한 플루오렌 골격을 갖는 폴리카보네이트를 함유하는 것 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2002-48919호에 기재), 연신 필름층이고 또한 셀룰로오스계 재료를 함유하는 것 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2003-315538호, 일본 공개특허공보 2000-137116호에 기재), 연신 필름층이고 또한 상이한 파장 분산 특성을 갖는 방향족 폴리에스테르 폴리머를 2 종류 이상 함유하는 것 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2002-14234호에 기재), 연신 필름층이고 또한 상이한 파장 분산 특성을 갖는 폴리머를 형성하는 모노머 유래의 모노머 단위를 2 종류 이상 갖는 공중합체를 함유하는 것 (WO00/26705호에 기재), 상이한 파장 분산 특성을 갖는 연신 필름층을 2 종류 이상 적층한 복합 필름층 (일본 공개특허공보 평2-120804호에 기재) 이어도 된다.
제 2 광학 보상층이 nx ＞ ny = nz 의 굴절률 분포를 갖는 위상차 필름을 포함하는 경우, 당해 위상차 필름의 형성 재료로는, 예를 들어 단독 중합체 (호모폴리머) 여도 되고, 공중합체 (코폴리머) 여도 되며, 복수의 폴리머의 블렌드물이어도 된다. 블렌드물인 경우, 광학적으로 투명할 필요가 있기 때문에, 상용 블렌드나 각 폴리머의 굴절률이 대략 동일한 것이 바람직하다. 제 2 광학 보상층의 형성 재료로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2004-309617호에 기재된 폴리머를 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 블렌드물의 구체적인 조합으로는, 예를 들어, 부(負)의 광학 이방성을 갖는 폴리머로서 폴리(메틸메타크릴레이트)와, 정(正)의 광학 이방성을 갖는 폴리머로서 폴리(비닐리덴플루오라이드), 폴리(에틸렌옥사이드), 비닐리덴플루오라이드/트리플루오로에틸렌 공중합체 등과의 조합 ; 부의 광학 이방성을 갖는 폴리머로서 폴리스티렌, 스티렌/라우로일말레이미드 공중합체, 스티렌/시클로헥실말레이미드 공중합체, 스티렌/페닐말레이미드 공중합체 등과, 정의 광학 이방성을 갖는 폴리머로서 폴리(페닐렌옥사이드)와의 조합 ; 부의 광학 이방성을 갖는 폴리머로서 스티렌/말레산 무수물 공중합체와, 정의 광학 이방성을 갖는 폴리머로서 폴리카보네이트와의 조합 ; 부의 광학 이방성을 갖는 폴리머로서 아크릴로니트릴/스티렌 공중합체와, 정의 광학 이방성을 갖는 폴리머로서 아크릴로니트릴/부타디엔 공중합체와의 조합 ; 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 투명성의 관점에서, 부의 광학 이방성을 갖는 폴리머로서 폴리스티렌과, 정의 광학 이방성을 갖는 폴리머로서 폴리(페닐렌옥사이드) 의 조합이 바람직하다. 폴리(페닐렌옥사이드)로는, 예를 들어, 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌옥사이드) 등을 들 수 있다.
상기 공중합체 (코폴리머) 로는, 예를 들어, 부타디엔/스티렌 공중합체, 에틸렌/스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴/부타디엔 공중합체, 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌 공중합체, 폴리카보네이트계 공중합체, 폴리에스테르계 공중합체, 폴리에스테르카보네이트계 공중합체, 폴리알릴레이트계 공중합체 등을 들 수 있다. 특히, 플루오렌 골격을 갖는 세그먼트는 부의 광학 이방성이 될 수 있기 때문에, 플루오렌 골격을 갖는 폴리카보네이트, 플루오렌 골격을 갖는 폴리카보네이트계 공중합체, 플루오렌 골격을 갖는 폴리에스테르, 플루오렌 골격을 갖는 폴리에스테르계 공중합체, 플루오렌 골격을 갖는 폴리에스테르카보네이트, 플루오렌 골격을 갖는 폴리에스테르카보네이트계 공중합체, 플루오렌 골격을 갖는 폴리알릴레이트, 플루오렌 골격을 갖는 폴리알릴레이트계 공중합체 등이 바람직하다.
상기 셀룰로오스계 재료는, 임의의 적절한 셀룰로오스계 재료가 선택될 수 있다. 셀룰로오스계 재료의 구체예로는, 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스부틸레이트 등의 셀룰로오스에스테르 ; 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스에테르 등을 들 수 있다. 바람직하게는 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스부틸레이트 등의 셀룰로오스에스테르가 사용되고, 보다 바람직하게는 셀룰로오스아세테이트가 사용된다. 또한, 셀룰로오스계 재료는 필요에 따라 가소제, 열 안정제, 자외선 안정제 등의 첨가제를 함유할 수 있다.
상기 셀룰로오스계 재료의 중량 평균 분자량 Mw 는, 바람직하게는 3 × 103 ∼ 3 × 105 의 범위 내에 있고, 더욱 바람직하게는 8 × 103 ∼ 1 × 105 의 범위 내에 있다. 중량 평균 분자량 Mw 를 상기 범위로 함으로써, 생산성이 우수하고, 또한 양호한 기계적 강도가 얻어질 수 있다.
상기 셀룰로오스계 재료는 목적에 따라서 적절한 치환기를 가져도 된다. 치환기로는, 예를 들어, 아세테이트, 부틸레이트 등의 에스테르기; 알킬에테르기, 아르알킬렌에테르기 등의 에테르기 ; 아세틸기 및 프로피오닐기 등을 들 수 있다.
상기 셀룰로오스계 재료로는 아세틸기 및 프로피오닐기로 치환되어 있는 것이 바람직하다. 이 셀룰로오스계 재료의 치환도, 「DSac (아세틸 치환도)＋DSpr (프로피오닐 치환도)」 (셀룰로오스의 반복 단위 중에 존재하는 3 개의 수산기가, 아세틸기 또는 프로피오닐기로 평균하여 얼마만큼 치환되어 있는가를 나타낸다) 의 하한은, 바람직하게는 2 이상, 보다 바람직하게는 2.3 이상, 더욱 바람직하게는 2.6 이상이다. 「DSac＋DSpr」의 상한은, 바람직하게는 3 이하, 보다 바람직하게는 2.9 이하, 더욱 바람직하게는 2.8 이하이다. 셀룰로오스계 재료의 치환도를 상기 범위로 함으로써, 상기한 바와 같은 원하는 굴절률 분포를 갖는 광학 보상층이 얻어질 수 있다.
상기 DSpr (프로피오닐 치환도) 의 하한은, 바람직하게는 1 이상, 보다 바람직하게는 2 이상, 더욱 바람직하게는 2.5 이상이다. DSpr 의 상한은, 바람직하게는 3 이하, 보다 바람직하게는 2.9 이하, 더욱 바람직하게는 2.8 이하이다. DSpr 을 상기 범위로 함으로써, 셀룰로오스계 재료의 용제에 대한 용해성이 향상되어, 얻어지는 제 1 광학 보상층의 두께의 제어가 용이해진다. 그리고,「DSac＋DSpr」을 상기 범위로 하고, 또한 DSpr 을 상기 범위로 함으로써, 상기한 광학 특성을 갖고, 또한, 역분산의 파장 의존성을 갖는 광학 보상층이 얻어질 수 있다.
상기 DSac (아세틸 치환도) 및 DSpr (프로피오닐 치환도) 는, 일본 공개특허공보 2003-315538호 [0016] ∼ [0019] 에 기재된 방법에 의해 구할 수 있다.
아세틸기 및 프로피오닐기에 대한 치환 방법으로는, 임의의 적절한 방법이 채용된다. 예를 들어, 셀룰로오스를 강(强)가성소다 용액으로 처리하여 알칼리 셀룰로오스로 하고, 이것을 소정량의 무수 아세트산과 프로피온산 무수물의 혼합물에 의해 아실화한다. 아실기를 부분적으로 가수분해함으로써, 치환도 「DSac＋DSpr」을 조정한다.
[A-4.제 3 광학 보상층]
하나의 실시형태에 있어서, 본 발명의 적층 광학 필름은, 상기 제 2 광학 보상층의, 상기 제 1 광학 보상층을 구비하는 측과는 반대측에 제 3 광학 보상층을 추가로 구비하고 있어도 된다. 제 3 광학 보상층은, nx = ny ＞ nz 의 관계를 갖고, 이른바 네거티브 C 플레이트로서 기능할 수 있다. 제 3 광학 보상층이 이러한 굴절률 분포를 가짐으로써, 특히, VA 모드 액정 셀의 액정층의 복굴절성을 양호하게 보상할 수 있다. 즉, 제 3 광학 보상층은, VA 모드 (수직 배향 모드) 의 액정 표시 장치에 있어서, 경사 방향에서 본 경우에, 액정 분자의 영향으로 등방성이 무너짐으로써 시야각 특성이 악화되는 원인을 제거하기 위한 것이다. 그 결과, 시야각 특성이 현저히 향상된 액정 표시 장치가 얻어질 수 있다. 또한, 제 3 광학 보상층은 액정 셀의 굴절률 분포가 nz ＞ nx = ny 의 관계를 나타내는 것을 광학적으로 보상할 수 있다. 제 3 광학 보상층은 단독층이어도 되고, 복수층으로 이루어지는 적층체이어도 된다.
본 명세서에 있어서 「nx = ny」는, nx 와 ny 가 엄밀히 동일한 경우뿐만 아니라 nx 와 ny 가 실질적으로 동일한 경우도 포함하기 때문에, 제 3 광학 보상층은 면내 위상차 Re3 을 가질 수 있고, 또한 지상축을 가질 수 있다. 네거티브 C 플 레이트로서 실용적으로 허용 가능한 면내 위상차 Re3 은, 바람직하게는 0 ∼ 20㎚, 보다 바람직하게는 0 ∼ 10㎚, 더욱 바람직하게는 0 ∼ 5㎚ 이다. 제 3 광학 보상층의 두께 방향의 위상차 Rth3 은, 바람직하게는 30 ∼ 500㎚, 보다 바람직하게는 30 ∼ 300㎚, 더욱 바람직하게는 60 ∼ 180㎚, 특히 바람직하게는 80 ∼ 150㎚, 가장 바람직하게는 100 ∼ 120㎚ 이다. 제 3 광학 보상층의 파장 590㎚ 에서의 투과율 (T3) 은, 바람직하게는 80% 이상이다.
상기한 바와 같이 본 발명의 적층 광학 필름이 제 2 광학 보상층의 제 1 광학 보상층을 구비하는 측과는 반대측에 제 3 광학 보상층을 추가로 구비하고 있는 경우, 본 발명의 액정 패널의 바람직한 실시형태는, 액정 셀의 편측에, 그 적층 광학 필름을 제 3 광학 보상층이 액정 셀측이 되도록 배치시킨다. 이 경우, 액정 셀로부터 보아 그 적층 광학 필름의 반대측에, nx = ny ＞ nz 의 관계를 갖는 네거티브 C 플레이트가 배치되어 있어도 된다 (즉, 「본 발명의 적층 광학 필름 (제 3 광학 보상층이 액정 셀측) / 액정 셀 / 네거티브 C 플레이트 / 임의의 적절한 편광판」이라는 구성이 된다).
제 3 광학 보상층의 두께는, 예를 들어, 콜레스테릭 배향 고화층 (플래너 배향으로 배향시킨 액정성 조성물의 고화층 및/또는 경화층으로 부르는 경우도 있다) 의 경우, 바람직하게는 0.5 ∼ 10㎛ 이고, 보다 바람직하게는 0.5 ∼ 8㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 0.5 ∼ 5㎛ 이다.
제 3 광학 보상층의 두께는, 예를 들어, 비액정성 재료를 함유하는 층의 경 우, 바람직하게는 0.5 ∼ 10㎛ 이고, 보다 바람직하게는 0.5 ∼ 8㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 0.5 ∼ 5㎛ 이다.
제 3 광학 보상층의 두께는, 예를 들어, 고분자 필름으로 이루어지는 경우, 바람직하게는 20 ∼ 105㎛ 이고, 보다 바람직하게는 35 ∼ 95㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 40 ∼ 90㎛ 이다.
제 3 광학 보상층은, 부의 굴절률 이방성을 갖고, 층면의 법선 방향에 광축을 가져도 된다.
제 3 광학 보상층은, 상기한 바와 같은 두께 및 광학 특성이 얻어지는 한 임의의 적절한 층으로 형성될 수 있다. 바람직하게는 콜레스테릭 배향 고화층, 비액정성 재료를 함유하는 층, 고분자 필름층을 들 수 있다.
[A-4-1. 제 3 광학 보상층이 콜레스테릭 배향 고화층인 경우]
상기 콜레스테릭 배향 고화층은, 선택 반사의 파장역이 350㎚ 이하인 콜레스테릭 배향 고화층이 바람직하다. 선택 반사의 파장역의 상한은, 더욱 바람직하게는 320㎚ 이하이고, 가장 바람직하게는 300㎚ 이하이다. 한편, 선택 반사의 파장역의 하한은, 바람직하게는 100㎚ 이상이고, 더욱 바람직하게는 150㎚ 이상이다. 선택 반사의 파장역이 350㎚ 를 초과하면, 선택 반사의 파장역이 가시광 영역에 들어가기 때문에, 예를 들어 착색이나 탈색과 같은 문제가 생기는 경우가 있다. 선택 반사의 파장역이 100nm 보다 작으면, 사용해야 할 카이랄제 (후술) 의 양이 지나치게 많아지기 때문에, 광학 보상층 형성시의 온도 제어를 매우 정밀하게 실시할 필요가 있다. 그 결과, 액정 패널의 제조가 곤란해지는 경우가 있 다.
상기 콜레스테릭 배향 고화층에 있어서의 나선 피치는, 바람직하게는 0.01 ∼ 0.25㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 0.03 ∼ 0.20㎛ 이고, 가장 바람직하게는 0.05 ∼ 0.15㎛ 이다. 나선 피치가 0.01㎛ 이상이면, 예를 들어 충분한 배향성이 얻어진다. 나선 피치가 0.25㎛ 이하이면, 예를 들어, 가시광의 단파장측에 있어서의 선광성(旋光性) 을 충분히 억제할 수 있기 때문에, 광 누설 등을 충분히 회피할 수 있다. 나선 피치는, 후술하는 카이랄제의 종류 (비틀림력) 및 양을 조정함으로써 제어될 수 있다. 나선 피치를 조정함으로써, 선택 반사의 파장역을 원하는 범위로 제어할 수 있다.
상기 제 3 광학 보상층이 콜레스테릭 배향 고화층으로 이루어지는 경우, 제 3 광학 보상층은, 상기한 바와 같은 두께 및 광학 특성이 얻어지는 한 임의의 적절한 재료로부터 형성된다. 바람직하게는 액정 조성물로부터 형성될 수 있다. 당해 조성물에 함유되는 액정 재료로는, 임의의 적절한 액정 재료가 채용될 수 있다. 액정상이 네마틱상인 액정 재료 (네마틱 액정) 이 바람직하다. 이러한 액정 재료로는, 예를 들어, 액정 폴리머나 액정 모노머가 사용 가능하다. 액정 재료의 액정성의 발현 기구는, 리오트로픽이거나 서모트로픽이거나 어느 쪽이라도 좋다. 또한, 액정의 배향 상태는 호모지니어스 배향인 것이 바람직하다.
상기 제 3 광학 보상층을 형성할 수 있는 액정 조성물은, 중합 개시제 및 가교제 (경화제) 의 적어도 일방을 추가로 함유한다. 중합 개시제 및/또는 가교제 (경화제) 를 사용함으로써, 액정 재료가 액정 상태에서 형성한 콜레스테릭 구조 (콜레스테릭 배향) 를 고정화시킬 수 있다. 이러한 중합 개시제 또는 가교제로는, 본 발명의 효과가 얻어지는 한 임의의 적절한 물질이 채용될 수 있다. 중합 개시제로서는, 예를 들어, 벤조일퍼옥사이드 (BPO), 아조비스이소부티로니트릴 (AIBN) 을 들 수 있다. 가교제 (경화제) 로서는, 예를 들어, 자외선 경화제, 광 경화제, 열 경화제를 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 이소시아네이트계 가교제, 에폭시계 가교제, 금속 킬레이트 가교제 등을 들 수 있다. 이들은, 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 이용될 수 있다.
콜레스테릭 배향 고화층의 구체예로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2003-287623호에 기재된 콜레스테릭층을 들 수 있다.
기재 상에 형성된 콜레스테릭 배향 고화층은, 예를 들어, 제 2 광학 보상층의 표면에 접착제층을 통하여 전사되어 제 3 광학 보상층이 된다. 전사는, 기재를 제 3 광학 보상층으로부터 박리하는 공정을 추가로 포함한다. 접착제층의 두께는, 바람직하게는 0.1 ∼ 20㎛, 보다 바람직하게는 0.5 ∼ 15㎛, 더욱 바람직하게는 1 ∼ 10㎛ 이다.
[A-4-2. 제 3 광학 보상층이 비액정성 재료를 함유하는 층인 경우]
상기 제 3 광학 보상층이 비액정성 재료를 함유하는 층인 경우, 제 3 광학 보상층은, 상기한 바와 같은 두께 및 광학 특성이 얻어지는 한 임의의 적절한 재료가 채용될 수 있다. 예를 들어, 이러한 재료로는 비액정성 재료를 들 수 있다. 특히 바람직하게는 비액정성 폴리머이다. 이러한 비액정성 재료는, 액정성 재료와는 달리, 기판의 배향성에 관계없이 그 자체의 성질에 의해 nx ＞ nz, ny ＞ nz 라는 광학적 1 축성을 나타내는 막을 형성할 수 있다. 그 결과, 배향 기판뿐만 아니라 미배향 기판도 사용될 수 있다. 그리고, 미배향 기판을 사용하는 경우라도, 그 표면에 배향막을 도포하는 공정이나 배향막을 적층하는 공정 등을 생략할 수 있다.
상기 비액정성 재료로는, 예를 들어, 내열성, 내약품성, 투명성이 우수하고, 강성도 풍부하다는 점에서, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리에테르케톤, 폴리아미드이미드, 폴리에스테르이미드 등의 폴리머가 바람직하다. 이들 폴리머는, 어느 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 예를 들어, 폴리아릴에테르케톤과 폴리아미드의 혼합물과 같이, 상이한 관능기를 갖는 2 종 이상의 혼합물로서 사용해도 된다. 이러한 폴리머 중에서도, 고투명성, 고배향성, 고연신성인 점에서 폴리이미드가 특히 바람직하다.
상기 폴리이미드의 구체예 및 제 3 광학 보상층의 형성 방법의 구체예로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2004-46065호에 기재된 폴리머 및 광학 보상 필름의 제조 방법을 들 수 있다.
[A-4-3. 제 3 광학 보상층이 고분자 필름층인 경우]
제 3 광학 보상층을 형성하는 재료의 또 다른 구체예로는, 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 등의 셀룰로오스계 수지, 노르보르넨계 수지 등으로 형성된 고분자 필름을 들 수 있다. 이러한 제 3 광학 보상층으로는, 시판되는 필름을 그대로 사용할 수 있다. 또, 시판되는 필름에 연신 처리 및/또는 수축 처리 등의 2 차적 가공을 실시한 것을 사용할 수 있다. 시판되는 필름으로서는, 예를 들어, 후지 사진 필름 (주) 제조 후지탁 시리즈 (상품명 ; ZRF80S, TD80UF, TDY-80UL), 코니카 미놀타 옵트 (주) 제조 상품명 「KC8UX2M」등을 들 수 있다. 노르보르넨계 수지를 구성하는 노르보르넨계 모노머에 대해서는 전술한 바와 같다. 상기 광학 특성을 만족할 수 있기 위한 연신 방법으로는, 예를 들어, 2 축 연신 (종횡 등배율 연신) 을 들 수 있다.
제 3 광학 보상층으로서, 상기 고분자 필름층과 전술한 콜레스테릭 배향 고화층을 갖는 적층체를 사용해도 된다.
상기 고분자 필름층과 전술한 콜레스테릭 배향 고화층의 적층 방법은, 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 구체적으로는, 고분자 필름층에 콜레스테릭 배향 고화층을 전사하는 방법, 미리 기재에 형성된 콜레스테릭 배향 고화층과 고분자 필름층을 접착제층을 개재하여 부착시키는 방법 등을 들 수 있다. 당해 접착제층의 두께는, 바람직하게는 1㎛ ∼ 10㎛, 더욱 바람직하게는 1㎛ ∼ 5㎛ 이다.
[A-5. 접착제층 또는 점착제층]
상기 제 1 광학 보상층은, 그 적어도 일방의 면에 접착제층 또는 점착제층을 형성하여, 제 2 광학 보상층에 접착시킬 수 있다.
상기 접착제 또는 점착제의 두께는 사용 목적이나 접착력 등에 따라서 적절히 결정할 수 있고, 일반적으로는 1 ∼ 500㎛ 이고, 바람직하게는 1 ∼ 50㎛ 이고, 특히 바람직하게는 1 ∼ 20㎛ 이다.
상기 접착제층 또는 점착제층을 형성하는 접착제 또는 점착제로는, 임의의 적절한 접착제 또는 점착제가 채용될 수 있다. 예를 들어, 아크릴계 중합체, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리비닐에테르, 아세트산비닐/염화비닐 코폴리머, 변성 폴리올레핀, 에폭시계, 불소계, 천연 고무, 합성 고무 등의 고무계 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 것을 적절하게 선택하여 이용할 수 있다. 특히, 광학적 투명성이 우수하고, 적당한 젖음성과 응집성과 접착성의 점착 특성을 나타내며, 내후성이나 내열성 등이 우수하다는 점에서 아크릴계 점착제가 바람직하게 이용된다.
상기 제 2 광학 보상층은, 접착제층 또는 점착제층에 의해서 제 3 광학 보상층에 접착시킬 수 있다.
제 2 광학 보상층과 제 3 광학 보상층 사이에 형성될 수 있는 접착제층 또는 점착제층은, 목적에 따라서 임의의 적절한 접착제층 또는 점착제층이 선택된다. 바람직하게는 임의의 적절한 접착제가 사용된다. 접착제층을 사용함으로써, 제 2 광학 보상층에 액정 등의 코팅층 (예를 들어, 액정 모노머를 유기 용제에 용해시킨 것) 을 직접 도공할 필요가 없으므로, 유기 용제에 의한 제 2 광학 보상층의 침식을 방지할 수 있고, 제 2 광학 보상층의 백탁화(白濁化) 를 회피할 수 있다. 또한, 예를 들어 화상 표시 장치에 본 발명에서의 적층 광학 필름을 장착할 때, 각 층의 광학축의 관계가 어긋나는 것을 방지하거나, 각 층끼리가 마찰하여 흠집이 생기거나 하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 층간의 계면 반사를 적게 하여, 화상 표시 장치에 사용하였을 때에 콘트라스트를 높게 할 수 있다. 상기 접착제층을 형성하는 접착제로는, 대표적으로는 경화형 접착제를 들 수 있다. 경화형 접착제의 대표예로는, 자외선 경화형 등의 광경화형 접착제, 습기 경화형 접착제, 열 경화형 접착제를 들 수 있다. 열 경화형 접착제의 구체예로는, 에폭시 수지, 이소시아네이트 수지 및 폴리이미드 수지 등의 열 경화성 수지계 접착제를 들 수 있다. 습기 경화형 접착제의 구체예로는, 이소시아네이트 수지계의 습기 경화형 접착제를 들 수 있다. 습기 경화형 접착제 (특히, 이소시아네이트 수지계의 습기 경화형 접착제) 가 바람직하다. 습기 경화형 접착제는, 공기 중의 수분이나 피착체 표면의 흡착수, 수산기나 카르복실기 등의 활성 수소기 등과 반응하여 경화되므로, 접착제를 도공 후, 방치함으로써 자연스럽게 경화시킬 수 있으며, 조작성이 우수하다. 또한, 경화를 위해서 고온 가열할 필요가 없기 때문에, 제 2 광학 보상층이 적층 (접착) 시에 고온 가열되지 않는다. 그 결과, 가열 수축의 우려가 없기 때문에, 제 3 광학 보상층이 얇은 경우에도, 적층시의 균열 등이 방지될 수 있다. 이에 더하여, 경화형 접착제는, 경화 후에 가열되어도 거의 신축되지 않는다. 따라서, 제 3 광학 보상층이 얇은 경우이고 또한, 얻어지는 액정 패널을 고온 조건하에서 사용하는 경우에도, 제 3 광학 보상층의 균열 등이 방지될 수 있다. 또한, 상기 이소시아네이트 수지계 접착제란, 폴리이소시아네이트 수지계 접착제, 폴리우레탄 수지 접착제의 총칭이다.
상기 경화형 접착제는, 예를 들어, 시판되는 접착제를 사용해도 되고, 상기의 각종 경화형 수지를 용매에 용해 또는 분산하여, 경화형 수지 접착제 용액 (또는 분산액) 으로서 조제해도 된다. 용액 (또는 분산액) 을 조제하는 경우, 당해 용액에 있어서의 경화형 수지의 함유 비율은, 고형분 중량이 바람직하게는 10∼80중량% 이고, 더욱 바람직하게는 20∼65중량% 이고, 특히 바람직하게는 25∼65중 량% 이고, 가장 바람직하게는 30∼50중량% 이다. 사용되는 용매로는, 경화형 수지의 종류에 따라 임의의 적절한 용매가 채용될 수 있다. 구체예로서는, 아세트산에틸, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 톨루엔, 자일렌 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종류만 사용해도 되고, 2 종류 이상을 병용해도 된다.
상기 접착제의 도공량은, 목적에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 도공량은, 제 2 광학 보상층의 면적 (㎠) 당 바람직하게는 0.3∼3㎖ 이고, 더욱 바람직하게는 0.5∼2㎖ 이고, 가장 바람직하게는 1∼2㎖ 이다.
도공 후, 필요에 따라, 접착제에 함유되는 용매는, 자연 건조나 가열 건조에 의해 휘발된다. 이렇게 하여 얻어지는 접착제층의 두께는, 바람직하게는 0.1㎛∼20㎛, 더욱 바람직하게는 0.5㎛∼15㎛, 가장 바람직하게는 1㎛∼10㎛ 이다.
상기 접착제층의 압입 경도 (Microhardness) 는, 바람직하게는 0.1∼0.5㎬ 이고, 더욱 바람직하게는 0.2∼0.5㎬ 이고, 가장 바람직하게는 0.3∼0.4㎬ 이다. 또한, 압입 경도는, 비커스 경도와의 상관성이 공지되었기 때문에, 비커스 경도로도 환산할 수 있다. 압입 경도는, 예를 들어, 닛폰 덴키 주식회사 (NEC) 제조의 박막 경도계 (예를 들어, 상품명 MH4000, 상품명 MHA-400) 를 이용하여, 압입 깊이와 압입 하중으로부터 산출할 수 있다.
상기 접착제층의 형성 방법은 목적에 따라서 적절히 선택된다. 예를 들어, 상기 접착제의 경화 온도는 사용하는 접착제 등에 따라 적절히 설정된다. 바람직하게는 30 ∼ 90℃ 이고, 더욱 바람직하게는 40 ∼ 60℃ 이다. 이들 온도 범위에서 경화를 실시함으로써, 접착제층 내에 발포가 생기는 것을 방지할 수 있다. 또, 급격한 경화를 방지할 수 있다. 또한, 경화 시간은 사용하는 접착제나 상기 경화 온도 등에 따라서 적절히 설정된다. 바람직하게는 5 시간 이상이고, 더욱 바람직하게는 10 시간 정도이다. 이러한 조건으로 접착제층을 형성함으로써, 취급이 용이한 접착제층을 얻을 수 있다.
[A-6. 편광자]
편광자로서는, 목적에 따라서 임의의 적절한 편광자가 채용될 수 있다. 예를 들어, 폴리비닐알코올계 필름, 부분 포르말화 폴리비닐알코올계 필름, 에틸렌ㆍ아세트산비닐 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 등 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있다. 이 중에서도 폴리비닐알코올계 필름에 요오드 등의 2 색성 물질을 흡착시켜 1 축 연신한 편광자가, 편광 2 색비가 높아 특히 바람직하다. 이들 편광자의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 일반적으로 1 ∼ 80㎛ 정도이다.
폴리비닐알코올계 필름에 요오드를 흡착시켜 1 축 연신한 편광자는, 예를 들어, 폴리비닐알코올을 요오드의 수용액에 침지함으로써 염색하고, 원래 길이의 3 ∼ 7 배로 연신함으로써 제작할 수 있다. 필요에 따라 붕산이나 황산아연, 염화아연 등을 함유하고 있어도 되고, 요오드화칼륨 등의 수용액에 침지할 수도 있다. 또 필요에 따라서 염색 전에 폴리비닐알코올계 필름을 물에 침지하여 물세척해도 된다.
폴리비닐알코올계 필름을 물세척함으로써 폴리비닐알코올계 필름 표면의 오 염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있을 뿐 아니라, 폴리비닐알코올계 필름을 팽윤시킴으로써 염색 편차 등의 불균일을 방지하는 효과도 있다. 연신은 요오드로 염색한 후에 행해도 되고, 염색하면서 연신해도 되고, 또한 연신한 후 요오드로 염색해도 된다. 붕산이나 요오드화칼륨 등의 수용액 중이나 수욕 중에서도 연신할 수 있다.
[A-7. 보호층]
본 발명의 적층 광학 필름에 있어서는, 편광자의 적어도 일방의 면에 보호층이 구비되어 있어도 된다. 보호층은, 편광판의 보호 필름으로서 사용할 수 있는 임의의 적절한 필름으로 이루어진다. 이러한 필름의 주성분이 되는 재료의 구체예로는, 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 등의 셀룰로오스계 수지나, 폴리에스테르계, 폴리비닐알코올계, 폴리카보네이트계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리스티렌계, 폴리노르보르넨계, 폴리올레핀계, (메타)아크릴계, 아세테이트계 등의 투명 수지 등을 들 수 있다. 또, (메타)아크릴계, 우레탄계, (메타)아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열 경화형 수지 또는 자외선 경화형 수지 등도 들 수 있다. 그 밖에도, 예를 들어, 실록산계 폴리머 등의 유리질계 폴리머도 들 수 있다. 또, 일본 공개특허공보 2001-343529호 (WO01/37007) 에 기재된 폴리머 필름도 사용할 수 있다. 이 필름의 재료로서는, 예를 들어, 측쇄에 치환 또는 비치환의 이미드기를 갖는 열가소성 수지와, 측쇄에 치환 또는 비치환의 페닐기 그리고 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 함유하는 수지 조성물을 사용할 수 있고, 예를 들어, 이소부텐과 N-메틸말레이미드로 이 루어지는 교호 공중합체와, 아크릴로니트릴ㆍ스티렌 공중합체를 갖는 수지 조성물을 들 수 있다. 상기 폴리머 필름은, 예를 들어, 상기 수지 조성물의 압출 성형물일 수 있다.
상기 (메타)아크릴계 수지로는, Tg (유리 전이 온도) 가, 바람직하게는 115℃ 이상, 보다 바람직하게는 120℃ 이상, 더욱 바람직하게는 125℃ 이상, 특히 바람직하게는 130℃ 이상이다. 내구성이 우수할 수 있기 때문이다. 상기 (메타)아크릴계 수지의 Tg 의 상한치는 특별히 한정되지 않지만, 성형성 등의 관점에서 바람직하게는 170℃ 이하이다.
상기 (메타)아크릴계 수지로서는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서, 임의의 적절한 (메타)아크릴계 수지를 채용할 수 있다. 예를 들어, 폴리메타크릴산메틸 등의 폴리(메타)아크릴산에스테르, 메타크릴산메틸-(메타)아크릴산 공중합체, 메타크릴산메틸-(메타)아크릴산에스테르 공중합체, 메타크릴산메틸-아크릴산에스테르-(메타)아크릴산 공중합체, (메타)아크릴산메틸-스티렌 공중합체 (MS 수지 등), 지환족 탄화수소기를 갖는 중합체 (예를 들어, 메타크릴산메틸-메타크릴산시클로헥실 공중합체, 메타크릴산메틸-(메타)아크릴산노르보르닐 공중합체 등) 을 들 수 있다. 바람직하게는 폴리(메타)아크릴산메틸 등의 폴리(메타)아크릴산 C1-6 알킬을 들 수 있다. 보다 바람직하게는 메타크릴산메틸을 주성분 (50 ∼ 100중량%, 바람직하게는 70 ∼ 100중량%) 으로 하는 메타크릴산메틸계 수지를 들 수 있다.
상기 (메타)아크릴계 수지의 구체예로는, 예를 들어, 미츠비시 레이온사 제조의 아크리펫트 VH 나 아크리펫트 VRL20A, 일본 공개특허공보 2004-70296호에 기재된 분자 내에 고리 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지, 분자내 가교나 분자내 고리화 반응에 의해 얻어지는 고 Tg (메타)아크릴계 수지를 들 수 있다.
상기 (메타)아크릴계 수지로서, 높은 내열성, 높은 투명성, 높은 기계적 강도를 갖는 점에서, 락톤환 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지를 사용해도 된다.
상기 락톤환 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지로는, 일본 공개특허공보 2000-230016호, 일본 공개특허공보 2001-151814호, 일본 공개특허공보 2002-120326호, 일본 공개특허공보 2002-254544호, 일본 공개특허공보 2005-146084호 등에 기재된, 락톤환 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지를 들 수 있다.
상기 락톤환 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지는, 질량 평균 분자량 (중량 평균 분자량으로 부르는 경우도 있다) 이, 바람직하게는 1000 ∼ 2000000, 보다 바람직하게는 5000 ∼ 1000000, 더욱 바람직하게는 10000 ∼ 500000, 특히 바람직하게는 50000 ∼ 500000 이다.
상기 락톤환 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지는, Tg (유리 전이 온도) 가, 바람직하게는 115℃ 이상, 보다 바람직하게는 125℃ 이상, 더욱 바람직하게는 130℃ 이상, 특히 바람직하게는 135℃, 가장 바람직하게는 140℃ 이상이다. 내구성이 우수할 수 있기 때문이다. 상기 락톤환 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지의 Tg 의 상한치는 특별히 한정되지 않지만, 성형성 등의 관점에서 바람직하게는 170℃ 이하이다.
또, 본 명세서에 있어서 「(메타)아크릴계」란, 아크릴계 및/또는 메타크릴계를 말한다.
상기 보호층은, 투명하고, 착색이 없는 것이 바람직하다. 보호층의 두께 방향의 위상차 Rth[550] 는, 바람직하게는 -20㎚ ∼ ＋20㎚, 보다 바람직하게는 -10㎚ ∼ ＋10㎚, 더욱 바람직하게는 -6 ∼ ＋6㎚, 특히 바람직하게는 -3 ∼ ＋3㎚ 이다. 보호층의 면내 위상차 Re[550] 는, 바람직하게는 0 ∼ 10㎚, 보다 바람직하게는 0 ∼ 6㎚, 더욱 바람직하게는 0 ∼ 3㎚ 이다.
상기 보호층의 두께는, 상기한 바람직한 두께 방향의 위상차 Rth 가 얻어지는 한, 임의의 적절한 두께가 채용될 수 있다. 상기 보호층의 두께는, 대표적으로는 5㎜ 이하이고, 바람직하게는 1㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 1 ∼ 500㎛, 특히 바람직하게는 5 ∼ 100㎛ 이다.
상기 보호층의 편광자와 반대측에는, 필요에 따라, 하드코트 처리, 반사 방지 처리, 스티킹 방지 처리, 안티글레어 처리 등이 실시될 수 있다.
상기 보호층으로는, 예를 들어, 셀룰로오스계 필름이 사용된다. 전술한 바와 같이, 일반적으로 보호 필름으로서 사용되고 있는 셀룰로오스계 필름은, 예를 들어, 트리아세틸셀룰로오스 필름의 경우, 두께 40㎛ 에서 두께 방향의 위상차 Rth 는 40㎚ 정도이다. 그래서, 두께 방향의 위상차 Rth 가 큰 셀룰로오스계 필름에 대하여 두께 방향의 위상차 Rth 를 작게 하기 위한 적당한 처리를 행함으로써, 상기 광학 특성을 만족하는 보호층을 얻을 수 있다.
두께 방향의 위상차 Rth 를 작게 하기 위한 상기 처리로는, 임의의 적절한 처리 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 시클로펜타논, 메틸에틸케톤 등의 용제를 도포한 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 스테인리스 등의 기재를 일반적인 셀룰로오스계 필름에 부착하고, 가열 건조 (예를 들어, 80 ∼ 150℃ 정도에서 3 ∼ 10분 정도) 시킨 후, 기재 필름을 박리하는 방법 ; 노르보르넨계 수지, 아크릴계 수지 등을 시클로펜타논, 메틸에틸케톤 등의 용제에 용해한 용액을 일반적인 셀룰로오스계 필름에 도포하고, 가열 건조 (예를 들어, 80 ∼ 150℃ 정도에서 3 ∼ 10분 정도) 시킨 후, 도포 필름을 박리하는 방법 등을 들 수 있다.
상기 셀룰로오스계 필름을 구성하는 재료로는, 바람직하게는 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 지방산 치환 셀룰로오스계 폴리머를 들 수 있다.
일반적으로 사용되고 있는 트리아세틸셀룰로오스에서는, 아세트산 치환도가 2.8 정도이지만, 바람직하게는 아세트산 치환도를 1.8 ∼ 2.7, 보다 바람직하게는 프로피온산 치환도를 0.1 ∼ 1 로 제어함으로써, 두께 방향의 위상차 (Rth) 를 작게 제어할 수 있다.
상기 지방산 치환 셀룰로오스계 폴리머에, 디부틸프탈레이트, p-톨루엔술폰아닐리드, 시트르산아세틸트리에틸 등의 가소제를 첨가함으로써, 두께 방향의 위상차 Rth 를 작게 제어할 수 있다.
가소제의 첨가량은, 지방산 치환 셀룰로오스계 폴리머 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 40 중량부 이하, 보다 바람직하게는 1 ∼ 20 중량부, 더욱 바람직하게는 1 ∼ 15 중량부이다.
전술한 바와 같은 두께 방향 위상차 Rth 를 작게 제어하기 위한 기술은, 적 절히 조합하여 사용해도 된다.
[A-8. 그 밖의 구성 요소]
본 발명에서의 적층 광학 필름은, 추가로 다른 광학층을 구비하고 있어도 된다. 이러한 다른 광학층으로는, 목적이나 화상 표시 장치의 종류에 따라 임의의 적절한 광학층이 채용될 수 있다. 구체예로는, 액정 필름, 광 산란 필름, 회절 필름, 또한 별도의 광학 보상층 (위상차 필름) 등을 들 수 있다.
본 발명에서의 적층 광학 필름은, 적어도 일방에 최외층으로서 점착제층 또는 접착제층을 추가로 가질 수 있다. 이와 같이 최외층으로서 점착제층 또는 접착제층을 가짐으로써, 예를 들어, 다른 부재 (예를 들어, 액정 셀) 와의 적층이 용이해지고, 편광판이 다른 부재로부터 박리되는 것을 방지할 수 있다. 상기 점착제층의 재료로는, 임의의 적절한 재료가 채용될 수 있다. 점착제의 구체예로는, 상기에 기재된 것을 들 수 있다. 접착제의 구체예로는, 상기에 기재된 것을 들 수 있다. 바람직하게는 흡습성이나 내열성이 우수한 재료가 사용된다. 흡습에 의한 발포나 박리, 열 팽창차 등에 의한 광학 특성의 저하, 액정 셀의 휨 등을 방지할 수 있기 때문이다.
실용적으로는, 상기 점착제층 또는 접착제층의 표면은 편광판이 실제로 사용되기까지의 동안, 임의의 적절한 세퍼레이터에 의해서 커버되어 오염이 방지될 수 있다. 세퍼레이터는, 예를 들어, 임의의 적절한 필름에, 필요에 따라서 실리콘계, 장쇄 알킬계, 불소계, 황화몰리브덴 등의 박리제에 의한 박리 코트를 형성하는 방법 등에 의해서 형성될 수 있다.
본 발명에서의 적층 광학 필름에 있어서의 각 층은, 예를 들어, 살리실산에스테르계 화합물, 벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물, 니켈 착염계 화합물 등의 자외선 흡수제에 의한 처리 등에 의해서, 자외선 흡수능을 부여한 것이어도 된다.
[B. 적층 광학 필름의 제조 방법]
본 발명에서의 적층 광학 필름의 제조 방법은, 본 발명의 효과가 손상되지 않는 범위에 있어서 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 이하에, 본 발명에서의 적층 광학 필름의 제조 방법의, 구체적 순서의 일례에 관해서 설명한다. 또, 제조 방법은 이 방법에 한정되는 것은 아니다.
편광자의 적층은, 본 발명에서의 제조 방법에 있어서 임의의 적절한 시점에서 행해질 수 있다. 예를 들어, 제 1 광학 보상층과 제 2 광학 보상층과 제 3 광학 보상층을 부착한 후에 편광자를 적층해도 된다.
편광자의 적층 방법으로는, 임의의 적절한 적층 방법 (예를 들어, 접착) 이 채용될 수 있다. 접착은, 임의의 적절한 접착제 또는 점착제를 사용하여 행해질 수 있다. 접착제 또는 점착제의 종류는, 피착체의 종류에 따라서 적절히 선택될 수 있다. 상기 접착제 또는 점착제의 두께는, 바람직하게는 10 ∼ 200㎚ 이고, 더욱 바람직하게는 30 ∼ 180㎚ 이고, 가장 바람직하게는 50 ∼ 150㎚ 이다.
이하에, 본 발명의 적층 광학 필름의 제조 방법의 일례에 관해서 설명한다.
제 2 광학 보상층의 일방의 면에, 접착제 (예를 들어, 이소시아네이트 수지계 접착제) 를 도공한다. 도공 방법은, 임의의 적절한 방법 (대표적으로는, 도 공액을 유동 전개시키는 방법) 이 채용될 수 있다. 구체예로는, 롤 코트법, 스핀 코트법, 와이어 바 코트법, 딥 코트법, 익스트루젼법, 커튼 코트법, 스프레이 코트법을 들 수 있다. 그 중에서도, 도공 효율의 관점에서 스핀 코트법, 익스트루젼 코트법이 바람직하다.
기재 상에 형성된 제 3 광학 보상층을, 제 2 광학 보상층의 표면에 상기 접착제층을 통하여 전사한다. 전사는, 기재를 제 3 광학 보상층으로부터 박리하는 공정을 추가로 포함한다. 또한, 상기 접착제를 경화시킨다. 경화 온도는 사용하는 접착제 등에 따라서 적절히 설정된다. 바람직하게는 30 ∼ 90℃ 이고, 더욱 바람직하게는 40 ∼ 60℃ 이다. 이들 온도 범위에서 경화를 실시함으로써, 접착제층 내에 발포가 생기는 것을 방지할 수 있다. 또한, 급격한 경화를 방지할 수 있다. 또, 경화 시간은, 사용하는 접착제나 상기 경화 온도 등에 따라서 적절히 설정된다. 바람직하게는 5 시간 이상이고, 더욱 바람직하게는 10 시간 정도이다. 얻어지는 접착제층의 두께는, 바람직하게는 0.1㎛ ∼ 20㎛, 더욱 바람직하게는 0.5㎛ ∼ 15㎛, 가장 바람직하게는 1㎛ ∼ 10㎛ 이다.
다음으로, 상기한 바와 같이 하여 얻어진 제 2 광학 보상층과 제 3 광학 보상층의 적층체에, 제 1 광학 보상층을, 점착제층이나 접착제층을 개재하여 적층한다. 이 때에 사용할 수 있는 점착제층이나 접착제층은, 전술한 것을 예시할 수 있다.
다음으로, 상기한 바와 같이 하여 얻어진 제 1 광학 보상층과 제 2 광학 보상층과 제 3 광학 보상층의 적층체에, 편광자를, 점착제층이나 접착제층을 개재하 여 적층한다. 이 때에 사용할 수 있는 점착제층이나 접착제층은, 전술한 것을 예시할 수 있다. 편광자는, 당해 편광자에 보호층이 미리 적층된 것이어도 된다.
본 발명에서는, 편광자 및 제 1 광학 보상층의 광축이 이루는 각도가 원하는 범위가 되도록 방향을 맞추어 적층하는 것이 중요하다. 즉, 제 1 광학 보상층의 지상축 방향이 편광자의 흡수축 방향과 실질적으로 평행하거나 또는 실질적으로 직교하도록 배치된다.
본 발명에서는, 편광자 및 제 2 광학 보상층의 광축이 이루는 각도가 원하는 범위가 되도록 방향을 맞추어 적층하는 것이 바람직하다. 즉, 제 2 광학 보상층의 지상축 방향이 편광자의 흡수축 방향과 실질적으로 평행하지 않고 또한 실질적으로 직교하지도 않도록 배치되는 것이 바람직하다.
[C. 적층 광학 필름의 용도]
본 발명에서의 적층 광학 필름은, 각종 화상 표시 장치 (예를 들어, 액정 표시 장치, 자발광형 표시 장치) 에 바람직하게 사용될 수 있다. 적용 가능한 화상 표시 장치의 구체예로는, 액정 표시 장치, EL 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 (PD), 전계 방출 디스플레이 (FED : Field Emission Display) 를 들 수 있다. 본 발명에서의 적층 광학 필름을 액정 표시 장치에 사용하는 경우에는, 예를 들어, 흑색 표시에 있어서의 광 누설 방지 및 시야각 보상에 유용하다. 본 발명에서의 적층 광학 필름은, VA 모드의 액정 표시 장치에 바람직하게 사용되고, 반사형 및 반투과형의 VA 모드 액정 표시 장치에 특히 바람직하게 사용된다. 또한, 본 발명에서의 적층 광학 필름을 EL 디스플레이에 사용하는 경우에는, 예를 들어, 전극 반사 방지에 유용하다.
[D. 액정 패널]
본 발명의 액정 패널은, 본 발명의 적층 광학 필름과 액정 셀을 포함한다. 도 4 는, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 액정 패널의 개략 단면도이다. 또, 보기 쉽게 하기 위하여, 도면 중의 각 구성 부재의 종, 횡, 및 두께 비율은 실제 비율과는 다르다는 것에 유의해야 한다. 이 액정 패널 (100) 은, 액정 셀 (1) 과, 액정 셀 (1) 의 일방측에 배치된 적층 광학 필름 (10) 과, 액정 셀 (1) 의 타방측에 배치된 임의의 원 편광판 (60) 을 적어도 구비한다. 또, 도시예에서는, 적층 광학 필름 (10) 이 액정 셀의 하측에 배치된 구성의 액정 패널을 나타내고 있지만, 이 액정 패널은, 도 4 의 액정 패널을 위아래 역전시킨 구성의 것이어도 된다.
상기 액정 셀은, 바람직하게는 호메오트로픽 배열로 배향시킨 액정 분자를 포함한다. 본 명세서에 있어서, 「호메오트로픽 배열」이란 액정 분자의 배향 벡터가, 배향 처리된 기판과 액정 분자의 상호 작용의 결과, 기판 평면에 대하여 수직 (법선 방향으로) 으로 배향한 상태를 말한다. 이러한 액정 셀의 굴절률 타원체는, nz ＞ nx = ny 의 관계를 나타낸다. 상기 호메오트로픽 배열은, 액정 분자의 배향 벡터가 기판 법선 방향에 대하여 미소하게 기울어져 있는 경우, 즉 액정 분자가 프리틸트를 갖는 경우도 포함된다. 액정 분자가 프리틸트를 갖는 경우에는, 그 프리틸트각 (기판 법선으로부터의 각도) 은 바람직하게는 5°이하이 다. 프리틸트각을 상기 범위로 함으로써, 콘트라스트비가 높은 액정 표시 장치가 얻어질 수 있다.
굴절률 타원체가 nz ＞ nx = ny 의 관계를 나타내는 액정 셀로서는, 구동 모드에 따른 분류에 의하면, 버티컬 얼라인먼트 (VA) 모드나, 수직 배향형 ECB (Electrically Controlled Birefringence) 모드를 들 수 있다.
상기 액정 셀의, 전계가 존재하지 않은 상태에서의 RthLC[590] 은, 바람직하게는 -500㎚ ∼ -200㎚ 이고, 더욱 바람직하게는 -400㎚ ∼ -200㎚ 이다. 상기 RthLC[590] 은, 액정 분자의 복굴절률과 셀 갭에 의해서 적절히 설정된다. 상기 액정 셀의 셀 갭 (기판 간격) 은, 통상 1.0㎛ ∼ 7.0㎛ 이다.
[E. 액정 표시 장치]
본 발명의 액정 표시 장치는, 본 발명의 액정 패널을 포함한다. 도 5 는, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 액정 표시 장치의 개략 단면도이다. 또, 보기 쉽게 하기 위하여, 도면 중의 각 구성 부재의 종, 횡, 및 두께 비율은 실제 비율과는 다르다는 것에 유의해야 한다. 이 액정 표시 장치 (200) 는, 액정 패널 (100) 과, 액정 패널 (100) 의 일방측에 배치된 백라이트 유닛 (80) 을 적어도 구비한다. 또, 도시예에서는, 백라이트 유닛으로서 직하 방식이 채용된 경우를 나타내고 있지만, 이것은 예를 들어 사이드 라이트 방식의 것이어도 된다.
직하 방식이 채용되는 경우, 상기 백라이트 유닛 (80) 은, 바람직하게는, 광원 (81) 과, 반사 필름 (82) 과, 확산판 (83) 과, 프리즘 시트 (84) 와 휘도 향상 필름 (85) 을 적어도 구비한다. 사이드 라이트 방식이 채용되는 경우, 바람직하게는, 백라이트 유닛은, 상기 구성에 추가하여, 또 도광판과 라이트 리플렉터를 적어도 구비한다. 또, 도 5 에 예시한 광학 부재는, 본 발명의 효과가 얻어지는 한, 액정 표시 장치의 조명 방식이나 액정 셀의 구동 모드 등, 용도에 따라서 그 일부가 생략될 수 있거나, 또는 기타 광학 부재로 대체될 수 있다.
상기 액정 표시 장치는, 액정 패널의 배면에서 광을 조사하여 화면을 보는 투과형이어도 되고, 액정 패널의 시인측에서 광을 조사하여 화면을 보는 반사형이어도 된다. 또는, 상기 액정 표시 장치는, 투과형과 반사형의 양쪽 성질을 겸비하는 반투과형이어도 된다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
(1) 위상차값, Nz 계수, 투과율 T 의 측정
오우지 계측기기 제조의 상품명: KOBRA-WPR 을 사용하여 자동 계측하였다. 측정 온도는 23℃ 이었다. 또, 평균 굴절률은, 아베 굴절률계 [아타고 (주) 제조 제품명 「DR-M4」] 를 사용하여 측정한 값을 사용하였다.
(2) 두께의 측정
두께가 10㎛ 미만인 경우, 박막용 분광 광도계 [오오츠카 전자 (주) 제조 제품명 「순간 멀티 측광 시스템 MCPD-2000」] 를 사용하여 측정하였다. 두께가 10㎛ 이상인 경우, 안리츠제 디지털 마이크로미터 「KC-351C 형」 을 사용해 측정 하였다.
(3) 시야각 특성
적층 광학 필름이 실장된 VA 모드 액정 셀에 대해, 시야각 특성 측정 장치 (ELDIM 사 제조, EZ Contrast) 를 사용하여 시야각 특성을 측정하였다. 또한, 신텍사 제조의 액정 표시기용 시뮬레이터 「LCD MASTER」를 사용하여, 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 시야각 특성을 측정하였다.
[제조예 1] : 편광판의 제작
폴리비닐알코올 필름을 요오드를 함유하는 수용액 중에서 염색한 후, 붕산을 함유하는 수용액 중에서 속비가 상이한 롤 사이에서 6 배로 1 축 연신하여 편광자를 얻었다. 이렇게 해서 얻어진 편광자의 양측에, 보호층으로서 트리아세틸셀룰로오스 필름 (두께 40㎛) [코니카 미놀타 제조, 상품명: KC4UYW] 을 폴리비닐알코올계 접착제 (두께 0.1㎛) 를 개재하여 부착하였다. 보호층의 면내 위상차 Re 는 0.9㎚ 이고, 두께 방향의 위상차 Rth 는 1.2㎚ 이었다. 이렇게 해서 편광판을 얻었다.
[제조예 2] : 제 1 광학 보상층의 제작
두께 100㎛ 의 폴리카보네이트계 수지 필름의 양측에, 2 축 연신 폴리프로필렌 필름 [도오레 제조 상품명 「토레판 BO24-100」(두께 60㎛)] 을 아크릴계 점착제층 (두께 15㎛) 을 개재하여 부착하였다. 그 후, 롤 연신기로 필름의 길이 방향을 유지하고, 150℃ 의 공기 순환식 항온 오븐 내 (필름 이면에서 3㎝ 거리의 온도를 측정/온도 편차 ± 1℃) 에서 1.32 배로 연신하여 연신 필름 (두께 55㎛) 을 얻었다. 얻어진 연신 필름의 면내 위상차 Re1 는 270㎚ 이고, 두께 방향의 위상차 Rth1 는 135㎚ 이고, Nz 계수 (Rth1/Re1) 는 0.5 이었다. 또, 폴리카보네이트계 수지 필름의 유리 전이 온도 (Tg) 는 136℃ 이고, 연신 전의 면내 위상차는 5㎚, 두께 방향의 위상차는 12㎚ 이었다.
[제조예 3] : 제 2 광학 보상층용 필름 (C) 의 제작
장척의 노르보르넨계 수지 필름 (닛폰 제온사 제조, 상품명: Zeonor, 두께 40㎛, 광탄성 계수 = 3.10 × 10-12㎡/N) 을 140℃ 에서 1.52 배로 1 축 연신함으로써 장척의 필름을 제작하여, 제 2 광학 보상층용 필름 (C) 로 하였다. 이 필름의 두께는 35㎛, 면내 위상차 Re2 는 140㎚ 이었다.
[제조예 4] : 제 2 광학 보상층용 필름 (D) 의 제작
장척의 노르보르넨계 수지 필름 (닛폰 제온사 제조, 상품명: Zeonor, 두께 50㎛, 광탄성 계수 = 3.10 × 10-12㎡/N) 을 140℃ 에서 2.25 배로 1 축 연신함으로써 장척의 필름을 제작하여, 제 2 광학 보상층용 필름 (D) 로 하였다. 이 필름의 두께는 35㎛, 면내 위상차 Re2 는 270㎚ 이었다.
[제조예 5-1] : 제 3 광학 보상층 (3-1) 의 제작
하기 식 (10) 으로 나타내는 네마틱 액정성 화합물 90 중량부, 하기 식 (38) 로 나타내는 카이랄제 10 중량부, 광중합 개시제 (일가큐어 907, 치바 스페셜리티 케미컬즈사 제조) 5 중량부, 및 메틸에틸케톤 300 중량부를 균일하게 혼합하여, 액 정 도공액을 조제하였다. 이 액정 도공액을 기재 (2 축 연신 PET 필름) 상에 스핀코팅법에 의해 코팅하여, 80℃ 에서 3 분간 열처리하고, 이어서 자외선 (20mJ/㎠, 파장 365㎚) 을 조사하여 중합 처리해서, nx = ny ＞ nz 의 굴절률 분포를 갖는 장척의 제 3 광학 보상층 (3-1) (콜레스테릭 배향 고화층) 을 형성하였다. 제 3 광학 보상층 (3-1) 의 두께는 4㎛ 이고, 면내 위상차 Re3 은 0㎚, 두께 방향 위상차 Rth3 은 240㎚ 이었다.
[화학식 2]
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[제조예 5-2] : 제 3 광학 보상층 (3-2) 의 제작
상기 식 (10) 으로 나타내는 네마틱 액정성 화합물 90 중량부, 상기 식 (38) 로 나타내는 카이랄제 10 중량부, 광중합 개시제 (일가큐어 907, 치바 스페셜리티 케미컬즈사 제조) 5 중량부, 및 메틸에틸케톤 300 중량부를 균일하게 혼합하여, 액정 도공액을 조제하였다. 이 액정 도공액을 기재 (2 축 연신 PET 필름) 상에 스핀코팅법에 의해 코팅하여, 80℃ 에서 3 분간 열처리하고, 이어서 자외선 (20mJ/㎠, 파장 365㎚) 을 조사하여 중합 처리해서, nx = ny ＞ nz 의 굴절률 분포를 갖는 장척의 제 3 광학 보상층 (3-2) (콜레스테릭 배향 고화층) 을 형성하였다. 제 3 광학 보상층 (3-2) 의 두께는 2.1㎛ 이고, 면내 위상차 Re3 은 0㎚, 두께 방향 위상차 Rth3 은 120㎚ 이었다.
[제조예 6] : 적층체 (X) 의 제작
제조예 1 에서 얻어진 편광판과 제조예 3 에서 얻어진 제 2 광학 보상층용 필름 (C) 를 아크릴계 접착제 (두께 12㎛) 를 사용하여 부착해서, 적층체 (X) 를 제작하였다.
또, 제 2 광학 보상층용 필름 (C) 는, 그 지상축이 편광판의 편광자의 흡수축에 대하여 시계 방향으로 45°가 되도록 배치하였다.
[실시예 1]
제조예 5-1 에서 얻어진 제 3 광학 보상층 (3-1) 의 주면에 이소시아네이트 수지계 접착제층 (두께 4㎛) 을 도공하였다. 제조예 3 에서 얻어진 제 2 광학 보상층용 필름 (C) 에, 상기 제 3 광학 보상층 (3-1) 의 주면에 도공한 이소시아네이트 수지계 접착제층 (두께 4㎛) 이 대향하도록 부착하였다 (전사하였다). 접착제층의 경화는, 50℃ 에서 10 시간 정도 가온하여 실시하였다.
이어서, 제 2 광학 보상층용 필름 (C) 의 제 3 광학 보상층 (3-1) 과는 반대측 면과 제조예 2 에서 얻어진 제 1 광학 보상층을, 아크릴계 점착제 (두께 12㎛) 를 사용하여 부착하였다.
그리고, 제 1 광학 보상층의 제 2 광학 보상층용 필름 (C) 과는 반대측 면에 제조예 1 에서 얻어진 편광판을 아크릴계 접착제 (두께 12㎛) 를 사용하여 부착하 였다.
다음으로, 제 3 광학 보상층 (3-1) 이 지지되어 있던 기재 (2 축 연신 PET 필름) 를 박리하여, 적층 광학 필름 (1) 을 얻었다.
또, 제 1 광학 보상층은, 그 지상축이, 편광판의 편광자의 흡수축에 대하여 평행하게 되도록 배치하였다. 또한, 제 2 광학 보상층용 필름 (C) 는, 그 지상축이 편광판의 편광자의 흡수축에 대하여 반시계 방향으로 45°가 되도록 배치하였다.
[실시예 2]
제 1 광학 보상층에 관해서, 그 지상축이 편광판의 편광자의 흡수축에 대하여 직교가 되도록 배치한 것 외에는 실시예 1 과 동일하게 실시하여, 적층 광학 필름 (2) 를 얻었다.
[비교예 1]
제조예 5-1 에서 얻어진 제 3 광학 보상층 (3-1) 의 주면에 이소시아네이트 수지계 접착제층 (두께 4㎛) 을 도공하였다. 제조예 3 에서 얻어진 제 2 광학 보상층용 필름 (C) 에, 상기 제 3 광학 보상층 (3-1) 의 주면에 도공한 이소시아네이트 수지계 접착제층 (두께 4㎛) 이 대향하도록 부착하였다 (전사하였다). 접착제층의 경화는, 50℃ 에서 10 시간 정도 가온하여 실시하였다.
또, 제 2 광학 보상층용 필름 (C) 의 제 3 광학 보상층 (3-1) 과는 반대측 면에, 제조예 1 에서 얻어진 편광판을 아크릴계 접착제 (두께 12㎛) 를 사용하여 부착하였다.
다음으로, 제 3 광학 보상층 (3-1) 이 지지되어 있던 기재 (2 축 연신 PET 필름) 를 박리하여, 적층 광학 필름 (C1) 을 얻었다.
또, 제 2 광학 보상층용 필름 (C) 는, 그 지상축이 편광판의 편광자의 흡수축에 대하여 반시계 방향으로 45°가 되도록 배치하였다.
[비교예 2]
제조예 5-1 에서 얻어진 제 3 광학 보상층 (3-1) 의 주면에 이소시아네이트 수지계 접착제층 (두께 4㎛) 을 도공하였다. 제조예 3 에서 얻어진 제 2 광학 보상층용 필름 (C) 에, 상기 제 3 광학 보상층 (3-1) 의 주면에 도공한 이소시아네이트 수지계 접착제층 (두께 4㎛) 이 대향하도록 부착하였다 (전사하였다). 접착제층의 경화는, 50℃ 에서 10 시간 정도 가온하여 실시하였다.
계속해서, 제 2 광학 보상층용 필름 (C) 의 제 3 광학 보상층 (3-1) 과는 반대측 면에, 제조예 4 에서 얻어진 제 2 광학 보상층용 필름 (D) 를 아크릴계 점착제 (두께 12㎛) 를 사용하여 부착하였다.
또, 제 2 광학 보상층용 필름 (D) 의 제 3 광학 보상층 (3-1) 과는 반대측 면에, 제조예 1 에서 얻어진 편광판을 아크릴계 접착제 (두께 12㎛) 를 사용하여 부착하였다.
다음으로, 제 3 광학 보상층 (3-1) 이 지지되어 있던 기재 (2 축 연신 PET 필름) 를 박리하여, 적층 광학 필름 (C2) 를 얻었다.
또, 제 2 광학 보상층용 필름 (C) 는, 그 지상축이, 편광판의 편광자의 흡수축에 대하여 반시계 방향으로 45°가 되도록 배치하였다. 제 2 광학 보상층용 필름 (D) 는, 그 지상축이 편광판의 편광자의 흡수축에 대하여 평행하게 되도록 배치하였다.
[비교예 3]
제 2 광학 보상층용 필름 (D) 에 관해서, 그 지상축이 편광판의 편광자의 흡수축에 대하여 직교하도록 배치한 것 외에는 비교예 2 와 동일하게 실시하여, 적층 광학 필름 (C3) 을 얻었다.
[실시예 3]
VA 모드의 액정 셀 (SONY 사 제조, 플레이스테이션 포터블) 의 백라이트측 유리 기재 상에, 아크릴계 점착제 (두께 20㎛) 를 개재하여 실시예 1 에서 얻어진 적층 광학 필름 (1) 의 제 3 광학 보상층 (3-1) 측을 적층하였다. 그리고, 그 액정 셀의 시인측 유리 기재 상에, 아크릴계 점착제 (두께 20㎛) 를 개재하여 제조예 6 에서 얻어진 적층체 (X) 의 제 2 광학 보상층용 필름 (C) 측을 적층하였다. 이 때, 적층 광학 필름 (1) 중의 편광자의 흡수축과 적층체 (X) 중의 편광자의 흡수축이 직교하도록 배치하였다. 이렇게 해서, 액정 패널 (1) 을 얻었다.
액정 패널 (1) 은, 백라이트측에서부터 시인측을 향하여 순서대로, [편광판 (축 각도 = 0°)] / [제 1 광학 보상층 (축 각도 = 0°)] / [제 2 광학 보상층용 필름 (C) (축 각도 = 45°)] / [제 3 광학 보상층 (3-1)] / [액정 셀] / [제 2 광학 보상층용 필름 (C) (축 각도 = 135°)] / [편광판 (축 각도 = 90°)] 이었다. 여기서 「축 각도」의 「축」은, 편광판의 경우에는 편광자의 흡수축을, 그 밖의 경우에는 지상축을 의미한다.
액정 패널 (1) 의 시야각 특성을 측정한 결과를 도 6 에 나타낸다.
또한, 이러한 액정 패널의 컴퓨터 시뮬레이션에 의한 시야각 특성의 측정 결과를 도 7 에 나타낸다.
[실시예 4]
적층 광학 필름 (1) 대신에 실시예 2 에서 얻어진 적층 광학 필름 (2) 를 사용한 것 외에는 실시예 3 과 동일하게 실시하여, 액정 패널 (2) 를 얻었다.
액정 패널 (2) 는, 백라이트측에서부터 시인측을 향하여 순서대로, [편광판 (축 각도 = 0°)] / [제 1 광학 보상층 (축 각도 = 90°)] / [제 2 광학 보상층용 필름 (C) (축 각도 = 45°)] / [제 3 광학 보상층 (3-1)] / [액정 셀] / [제 2 광학 보상층용 필름 (C) (축 각도 = 135°)] / [편광판 (축 각도 = 90°)] 이었다. 여기서, 「축 각도」의 「축」은, 편광판의 경우에는 편광자의 흡수축을, 그 밖의 경우에는 지상축을 의미한다.
액정 패널 (2) 의 시야각 특성을 측정한 결과를 도 8 에 나타낸다.
또한, 이러한 액정 패널의 컴퓨터 시뮬레이션에 의한 시야각 특성의 측정 결과를 도 9 에 나타낸다.
[비교예 4]
적층 광학 필름 (1) 대신에 비교예 1 에서 얻어진 적층 광학 필름 (C1) 을 사용한 것 외에는 실시예 3 과 동일하게 실시하여, 액정 패널 (C1) 을 얻었다.
액정 패널 (C1) 은, 백라이트측에서부터 시인측을 향하여 순서대로, [편광판 (축 각도 = 0°)] / [제 2 광학 보상층용 필름 (C) (축 각도 = 45°)] / [제 3 광 학 보상층 (3-1)] / [액정 셀] / [제 2 광학 보상층용 필름 (C) (축 각도 = 135°)] / [편광판 (축 각도 = 90°)] 이었다. 여기서, 「축 각도」의 「축」은, 편광판의 경우에는 편광자의 흡수축을, 그 밖의 경우에는 지상축을 의미한다.
액정 패널 (C1) 의 시야각 특성을 측정한 결과를 도 10 에 나타낸다.
또한, 이러한 액정 패널의 컴퓨터 시뮬레이션에 의한 시야각 특성의 측정 결과를 도 11 에 나타낸다.
[비교예 5]
적층 광학 필름 (1) 대신에 비교예 2 에서 얻어진 적층 광학 필름 (C2) 를 사용한 것 외에는 실시예 3 과 동일하게 실시하여, 액정 패널 (C2) 를 얻었다.
액정 패널 (C2) 는, 백라이트측에서부터 시인측을 향하여 순서대로, [편광판 (축 각도 = 0°)] / [제 2 광학 보상층용 필름 (D) (축 각도 = 0°)] / [제 2 광학 보상층용 필름 (C) (축 각도 = 45°)] / [제 3 광학 보상층 (3-1)] / [액정 셀] / [제 2 광학 보상층용 필름 (C) (축 각도 = 135°)] / [편광판 (축 각도 = 90°)] 이었다. 여기서, 「축 각도」의 「축」은, 편광판의 경우에는 편광자의 흡수축을, 그 밖의 경우에는 지상축을 의미한다.
이러한 액정 패널의 컴퓨터 시뮬레이션에 의한 시야각 특성의 측정 결과를 도 12 에 나타낸다.
[비교예 6]
적층 광학 필름 (1) 대신에 비교예 3 에서 얻어진 적층 광학 필름 (C3) 을 사용한 것 외에는 실시예 3 과 동일하게 실시하여, 액정 패널 (C3) 을 얻었다.
액정 패널 (C3) 은, 백라이트측에서부터 시인측을 향하여 순서대로, [편광판 (축 각도 = 0°)] / [제 2 광학 보상층용 필름 (D) (축 각도 = 90°)] / [제 2 광학 보상층용 필름 (C) (축 각도 = 45°)] / [제 3 광학 보상층 (3-1)] / [액정 셀] / [제 2 광학 보상층용 필름 (C) (축 각도 = 135°)] / [편광판 (축 각도 = 90°)] 이었다. 여기서, 「축 각도」의 「축」은, 편광판의 경우에는 편광자의 흡수축을, 그 밖의 경우에는 지상축을 의미한다.
이러한 액정 패널의 컴퓨터 시뮬레이션에 의한 시야각 특성의 측정 결과를 도 13 에 나타낸다.
[실시예 5]
제조예 3 에서 얻어진 제 2 광학 보상층용 필름 (C) 와 제조예 2 에서 얻어진 제 1 광학 보상층을, 아크릴계 점착제 (두께 12㎛) 를 사용하여 부착하였다.
또, 제 1 광학 보상층의 제 2 광학 보상층용 필름 (C) 과는 반대측 면에, 제조예 1 에서 얻어진 편광판을 아크릴계 접착제 (두께 12㎛) 를 사용하여 부착하였다.
이렇게 해서, 적층 광학 필름 (3) 을 얻었다.
또, 제 1 광학 보상층은, 그 지상축이 편광판의 편광자의 흡수축에 대하여 직교하도록 배치하였다. 또한, 제 2 광학 보상층용 필름 (C) 는, 그 지상축이 편광판의 편광자의 흡수축에 대하여 반시계 방향으로 45°가 되도록 배치하였다.
VA 모드의 액정 셀 (SONY 사 제조, 플레이스테이션 포터블) 의 백라이트측 유리 기재 상에, 아크릴계 점착제 (두께 20㎛) 를 개재하여 비교예 1 에서 얻어진 적층 광학 필름 (C1) 의 제 3 광학 보상층 (3-1) 측을 적층하였다. 그리고, 그 액정 셀의 시인측 유리 기재 상에, 아크릴계 점착제 (두께 20㎛) 를 개재하여 상기에서 얻어진 적층 광학 필름 (3) 의 제 2 광학 보상층용 필름 (C) 측을 적층하였다. 이 때, 적층 광학 필름 (3) 중의 편광자의 흡수축과 적층 광학 필름 (C1) 중의 편광자의 흡수축이 직교하도록 배치하였다. 이렇게 해서, 액정 패널 (3) 을 얻었다.
액정 패널 (3) 은, 백라이트측에서부터 시인측을 향하여 순서대로, [편광판 (축 각도 = 0°)] / [제 2 광학 보상층용 필름 (C) (축 각도 = 45°)] / [제 3 광학 보상층 (3-1)] / [액정 셀] / [제 2 광학 보상층용 필름 (C) (축 각도 = 135°)] / [제 1 광학 보상층 (축 각도 = 0°)] / [편광판 (축 각도 = 90°)] 이었다. 여기서, 「축 각도」의 「축」은, 편광판의 경우에는 편광자의 흡수축을, 그 밖의 경우에는 지상축을 의미한다.
액정 패널 (3) 의 컴퓨터 시뮬레이션에 의한 시야각 특성의 측정 결과를 도 14 에 나타낸다.
[실시예 6]
제조예 3 에서 얻어진 제 2 광학 보상층용 필름 (C) 와 제조예 2 에서 얻어진 제 1 광학 보상층을, 아크릴계 점착제 (두께 12㎛) 를 사용하여 부착하였다.
또, 제 1 광학 보상층의 제 2 광학 보상층용 필름 (C) 과는 반대측 면에, 제조예 1 에서 얻어진 편광판을 아크릴계 접착제 (두께 12㎛) 를 사용하여 부착하였다.
이렇게 해서 적층 광학 필름 (4) 을 얻었다.
또, 제 1 광학 보상층은, 그 지상축이 편광판의 편광자의 흡수축에 대하여 평행하게 되도록 배치하였다. 또한, 제 2 광학 보상층용 필름 (C) 는, 그 지상축이 편광판의 편광자의 흡수축에 대하여 반시계 방향으로 45°가 되도록 배치하였다.
적층 광학 필름 (3) 대신에, 상기에서 얻어진 적층 광학 필름 (4) 를 사용한 것 외에는 실시예 5 와 동일하게 실시하여, 액정 패널 (4) 를 얻었다.
액정 패널 (4) 는, 백라이트측에서부터 시인측을 향하여 순서대로, [편광판 (축 각도 = 0°)] / [제 2 광학 보상층용 필름 (C) (축 각도 = 45°)] / [제 3 광학 보상층 (3-1)] / [액정 셀] / [제 2 광학 보상층용 필름 (C) (축 각도 = 135°)] / [제 1 광학 보상층 (축 각도 = 90°)] / [편광판 (축 각도 = 90°)] 이었다. 여기서, 「축 각도」의 「축」은, 편광판의 경우에는 편광자의 흡수축을, 그 밖의 경우에는 지상축을 의미한다.
액정 패널 (4) 의 컴퓨터 시뮬레이션에 의한 시야각 특성의 측정 결과를 도 15 에 나타낸다.
[실시예 7]
제조예 5-1 에서 얻어진 제 3 광학 보상층 (3-1) 대신에 제조예 5-2 에서 얻어진 제 3 광학 보상층 (3-2) 를 사용한 것 외에는 실시예 1 과 동일하게 실시하여, 적층 광학 필름 (5) 를 얻었다.
제조예 5-1 에서 얻어진 제 3 광학 보상층 (3-1) 대신에 제조예 5-2 에서 얻 어진 제 3 광학 보상층 (3-2) 를 사용한 것 외에는 비교예 1 과 동일하게 실시하여, 적층 광학 필름 (6) 을 얻었다.
VA 모드의 액정 셀 (SONY 사 제조, 플레이스테이션 포터블) 의 백라이트측 유리 기재 상에, 아크릴계 점착제 (두께 20㎛) 를 개재하여 상기에서 얻어진 적층 광학 필름 (5) 의 제 3 광학 보상층 (3-2) 측을 적층하였다. 그리고, 그 액정 셀의 시인측 유리 기재 상에, 아크릴계 점착제 (두께 20㎛) 를 개재하여 상기에서 얻어진 적층 광학 필름 (6) 의 제 3 광학 보상층 (3-2) 측을 적층하였다. 이 때, 적층 광학 필름 (5) 중의 편광자의 흡수축과 적층 광학 필름 (6) 중의 편광자의 흡수축이 직교하도록 배치하였다. 이렇게 해서, 액정 패널 (5) 을 얻었다.
액정 패널 (5) 는, 백라이트측에서부터 시인측을 향하여 순서대로, [편광판 (축 각도 = 0°)] / [제 1 광학 보상층 (축 각도 = 0°)] / [제 2 광학 보상층용 필름 (C) (축 각도 = 45°)] / [제 3 광학 보상층 (3-2)] / [액정 셀] / [제 3 광학 보상층 (3-2)] / [제 2 광학 보상층용 필름 (C) (축 각도 = 135°)] / [편광판 (축 각도 = 90°)] 이었다. 여기서, 「축 각도」의 「축」은, 편광판의 경우에는 편광자의 흡수축을, 그 밖의 경우에는 지상축을 의미한다.
액정 패널 (5) 의 시야각 특성을 측정한 결과를 도 16 에 나타낸다.
또한, 이러한 액정 패널의 컴퓨터 시뮬레이션에 의한 시야각 특성의 측정 결과를 도 17 에 나타낸다.
[평가]
도 6 ∼ 도 17 을 보면, 본 발명의 적층 광학 필름을 사용한 액정 패널은, 본 발명의 적층 광학 필름을 사용하고 있지 않은 액정 패널에 비하여 시야각 특성이 현저히 향상되어 있음을 알 수 있다.
본 발명의 적층 광학 필름, 및 그것을 사용한 액정 패널, 액정 표시 장치는, 임의의 적절한 용도에 사용된다. 그 용도는, 예를 들어, PC 모니터, 노트북, 복사기 등의 OA 기기, 휴대 전화, 시계, 디지털 카메라, 휴대 정보 단말 (PDA), 휴대 게임기 등의 휴대 기기, 비디오 카메라, 텔레비젼, 전자 렌지 등의 가정용 전기 기기, 백 모니터, 카 네비게이션 시스템용 모니터, 카 오디오 등의 차재용 기기, 상업 점포용 인포메이션용 모니터 등의 전시 기기, 감시용 모니터 등의 경비 기기, 간호용 모니터, 의료용 모니터 등의 간호ㆍ의료 기기 등이다.

Claims (17)

  1. 편광자와, 제 1 광학 보상층과, 제 2 광학 보상층을 이 순서대로 갖고,
    상기 제 2 광학 보상층의 상기 제 1 광학 보상층과는 반대의 측에 제 3 광학 보상층을 구비하고,
    상기 제 1 광학 보상층이, nx ＞ nz ＞ ny 의 굴절률 분포를 갖고, 그 지상축 방향이 상기 편광자의 흡수축 방향과 실질적으로 평행 또는 실질적으로 직교하도록 배치되고,
    상기 제 2 광학 보상층이, 가시광 영역에 있어서 직선 편광을 원 편광으로, 또는 원 편광을 직선 편광으로 변환하는 층이고,
    상기 제 3 광학 보상층이, nx = ny ＞ nz 의 굴절률 분포를 갖고, 콜레스테릭 배향 고화층으로 이루어지는 위상차 필름을 포함하는, 적층 광학 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 보상층의 Nz 계수가 0.1 ∼ 0.6 인, 적층 광학 필름.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 보상층이 1 장의 위상차 필름 (A) 로 이루어지는, 적층 광학 필름.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 위상차 필름 (A) 가, 노르보르넨계 수지, 셀룰로오스계 수지, 카보네이트계 수지, 에스테르계 수지에서 선택되는 적어도 1 종의 열가소성 수지를 함유하는, 적층 광학 필름.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 광학 보상층이, 그 지상축 방향이 상기 편광자의 흡수축 방향과 실질적으로 평행하지 않고 또한 실질적으로 직교하지도 않도록 배치되는, 적층 광학 필름.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 광학 보상층이, 1 장의 위상차 필름 (B) 로 이루어지고, 상기 위상차 필름 (B) 의 지상축 방향이 상기 편광자의 흡수축 방향에 대하여 실질적으로 45°의 각도로 배치되는, 적층 광학 필름.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 위상차 필름 (B) 의 파장 590㎚ 에서의 면내 위상차 Re[590] 가 파장 480㎚ 에서의 면내 위상차 Re[480] 보다 큰, 적층 광학 필름.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 위상차 필름 (B) 가, 셀룰로오스계 수지, 카보네이트계 수지, 비닐아세탈계 수지, 노르보르넨계 수지에서 선택되는 적어도 1 종의 열가소성 수지를 함유하는, 적층 광학 필름.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 광학 보상층이, 2 장의 위상차 필름 (C) 및 위상차 필름 (D) 로 이루어지고, 상기 위상차 필름 (C) 는 상기 편광자와 상기 위상차 필름 (D) 사이에 배치되고,
    상기 위상차 필름 (C) 의 지상축 방향과 상기 편광자의 흡수축 방향이 이루는 각도 α°와 상기 위상차 필름 (D) 의 지상축 방향과 상기 편광자의 흡수축 방향이 이루는 각도 β°가 (2α＋30) ＜ β ＜ (2α＋60) 의 관계를 갖는, 적층 광학 필름.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 위상차 필름 (C) 의 파장 590㎚ 에서의 면내 위상차 Re[590] 가 파장 480㎚ 에서의 면내 위상차 Re[480] 이하인, 적층 광학 필름.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 위상차 필름 (D) 의 파장 590㎚ 에서의 면내 위상차 Re[590] 가 파장 480㎚ 에서의 면내 위상차 Re[480] 이하인, 적층 광학 필름.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 위상차 필름 (C) 및/또는 상기 위상차 필름 (D) 가, 노르보르넨계 수지, 카보네이트계 수지에서 선택되는 적어도 1 종의 열가소성 수지를 함유하는, 적층 광학 필름.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 광학 보상층이 이미드계 수지를 함유하는 위상차 필름을 포함하는, 적층 광학 필름.
  16. 제 1 항 내지 제 12 항 및 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 적층 광학 필름과 액정 셀을 포함하는, 액정 패널.
  17. 제 16 항에 기재된 액정 패널을 포함하는, 액정 표시 장치.
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