KR101315530B1 - 액정 표시 장치 및 편광판 보호 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시 화상에 무지개색 얼룩이 발생하는 것을 지극히 고도로 억제할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 액정 표시 장치는 백라이트 광원, 액정 셀, 컬러 필터, 편광판 및 편광판 보호 필름이 이 순서로 배치된 구성을 갖는 액정 표시 장치이며, 상기 편광판 보호 필름은, 6000nm 이상의 리타데이션을 가짐과 함께, 면 내에 있어서 굴절률이 가장 큰 방향인 지상축 방향의 굴절률(nx)과, 상기 지상축 방향과 직교하는 방향인 진상축 방향의 굴절률(ny)의 차(nx-ny)가 0.05 이상이고, 또한 상기 편광판의 흡수축과 상기 편광판 보호 필름의 지상축이 이루는 각도가 0°±30° 또는 90°±30°가 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

액정 표시 장치 및 편광판 보호 필름 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND POLARIZER PROTECTIVE FILM}
본 발명은 액정 표시 장치 및 상기 액정 표시 장치에 사용되는 편광판 보호 필름에 관한 것이다.
액정 표시 장치는, 전력 절약, 경량, 박형 등과 같은 특징을 갖고 있는 점에서, 종래의 CRT 디스플레이 대신에 최근 급속하게 보급되고 있다.
일반적인 액정 표시 장치로서는, 예를 들어 도 2에 도시한 바와 같이, 백라이트 광원(도시하지 않음), 백라이트측의 편광판(25), 액정 셀(21), 컬러 필터(22) 및 표시측의 편광판(23)을 갖는 구조를 들 수 있다. 편광판(23 및 25)은 소정의 진동 방향의 진동면을 갖는 직선 편광만을 선택적으로 투과시키도록 구성된 것으로, 각각의 진동 방향이 서로 직각인 관계가 되도록 크로스니콜 상태로 대향해서 배치되어 있다. 또한, 액정 셀(21)은 편광판(23)과 편광판(25) 사이에 배치되어 있다.
그런데, 액정 표시 장치에 사용되는 편광판에는, 통상 편광판 보호 필름이 설치되어 있고, 당해 편광판 보호 필름으로서는, 종래, 트리아세틸셀룰로오스로 대표되는 셀룰로오스에스테르로 이루어진 필름이 사용되고 있었다. 이것은, 셀룰로오스에스테르는 리타데이션 값이 낮기 때문에, 액정 표시 장치의 표시 품질에의 영향이 적은 것이나, 적당한 투수성을 갖는 점에서, 편광판 제조 시에 편광자에 잔류한 수분을 편광판 보호 필름을 통해서 건조시킬 수 있는 등의 이점에 기초하는 것이다. 또한, 셀룰로오스에스테르 필름은 비교적 염가라는 점도 기여하고 있다.
그러나, 이러한 셀룰로오스에스테르 필름을 앞으로도 확대되는 액정 표시 장치 산업을 지지하는 부재로서 생각하는 경우, 다양한 문제점이 존재한다. 그 중에서도 특히 중대한 문제점으로서는, 다음과 같은 것이 지적되고 있다.
우선, 셀룰로오스에스테르 필름의 제조는, 유기 용매에 셀룰로오스에스테르를 용해한 용액을 지지체 상에 캐스팅하고, 용매를 건조시킨 후, 이것을 박리함으로써 제막하는, 소위 용액 제막법에 의해 제조되는 것이 일반적이다. 그러나, 이러한 용액 제막법을 실시하기 위해서는, 용매의 건조 공정 등을 포함해서 대규모 설비와 특별한 기술을 요하는 점에서, 특수한 기술을 보유하는 자만 제조할 수 있어, 확대되는 액정 표시 장치 시장에 대응하는 수급을 만족시킬 수 없다. 이로 인해, 앞으로도 편광판 보호 필름으로서 셀룰로오스에스테르 필름에 의존하는 것은, 지금이야말로 일본의 주간 산업이라고 해도 과언이 아닌 액정 표시 장치 산업의 발전을 저해하게 될지 모른다.
또한, 일반적으로 셀룰로오스에스테르 필름을 상술한 용액 제막 방법으로 제조하는 경우, 셀룰로오스에스테르 용액에 사용되는 유기 용매로서는, 디클로로메탄이 주 용매로서 사용되고 있다. 그러나, 당해 디클로로메탄은 인체에 대한 위험성이 의심되고 있는 것이기 때문에, 장래에 셀룰로오스에스테르 필름에 의존하는 것은, 액정 표시 장치 산업의 발전에 따라 디클로로메탄 사용량·배출량을 증가시키는 것으로 되어, 환경 면에 있어서도 바람직한 것이 아니었다.
이러한 셀룰로오스에스테르 필름의 문제점 때문에, 시장에서 입수가 용이한 혹은 간이한 방법으로 제조하는 것이 가능한 범용성 필름을 편광판 보호 필름으로서 사용하는 것이 요망되고 있고, 예를 들어 셀룰로오스에스테르 대체 필름으로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 필름을 이용하는 시도가 이루어지고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2004-205773호 공보
그런데, 본 발명자들의 연구에 의하면, 셀룰로오스에스테르 필름 대체 필름으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 폴리에스테르 필름을 사용한 경우, 액정 표시 장치에 색이 다른 얼룩(이하, 「무지개색 얼룩」이라고도 함)이, 특히 표시 화면을 경사로부터 관찰했을 때에 발생하고, 액정 표시 장치의 표시 품질이 손상되어 버린다는 문제점이 있는 것이 판명되었다.
또한, 상기 무지개색 얼룩이란, 광의 간섭에 의해서 보여지는 색(간섭광)이 화상 표시 장치의 표시 화면 전체에서 균일색이 아닌, 줄무늬 등의 색 얼룩으로 되어 보이는 현상인 것이다.
이러한 폴리에스테르 필름을 사용한 편광판 보호 필름의 문제에 대하여, 다시 검토한 바, 편광판 보호 필름으로서, 어느 정도 높은 리타데이션 값을 갖는 폴리에스테르 필름을 사용함으로써 종래의 폴리에스테르 필름으로 이루어진 편광판 보호 필름을 사용한 경우와 비교하여, 무지개색 얼룩 문제를 개선할 수 있는 것을 발견했다.
여기서, 어느 정도 높은 리타데이션 값을 갖는 폴리에스테르 필름을 편광판 보호 필름으로서 사용한 액정 표시 장치로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2011-107198호 공보에 기재된 액정 표시 장치가 알려져 있다. 이 액정 표시 장치는 액정 셀의 시인측에 편광판이 설치되고, 상기 편광판의 시인측에 3000 내지 30000nm의 리타데이션을 갖는 고분자 필름을 배치하여, 상기 고분자 필름의 지상축과 편광판의 흡수축이 이루는 각을 대충 45°로 한 액정 표시 장치이며, 고분자 필름으로서 배향 폴리에스테르 필름을 사용하는 것이다. 이 액정 표시 장치에 의하면 선글라스 등의 편광판을 통해서 표시 화상을 본 경우라도, 종래의 폴리에스테르 필름을 편광판 보호 필름으로서 사용한 경우와 비교하여, 무지개색 얼룩의 발생은 어느 정도 개선할 수 있는 것이라고 생각된다.
그러나, 최근, 액정 표시 장치의 표시 화상은 점점 고정밀화되고 있어, 표시 화상에 요구되는 품질도 지극히 고도인 것으로 되어 있다. 이로 인해, 액정 표시 장치의 표시 화면에 발생하는 무지개색 얼룩도 더욱 고도로 억제하는 것이 필요해지고 있다.
그런데, 종래의 편광판 보호 필름에서는, 이러한 더욱 고도인 무지개색 얼룩의 억제에 충분히 응할 수 없었다.
이것은, 본 발명자들이 거듭 검토한 결과, 종래의 어느 정도 높은 리타데이션 값을 갖는 배향 폴리에스테르 필름을 편광판 보호 필름으로서 사용한 액정 표시 장치에서는, 투과광인 백라이트 광의 영향에 관해서만 착안해서 다양한 연구가 이루어지고 있었기 때문에, 외광이나 형광등의 광이 있는 환경 하에 있어서의 액정 표시 장치의 외부로부터의 광의 영향을 깜박 잊고 있었던 것이 원인으로 판명되었다.
즉, 종래의 어느 정도 높은 리타데이션 값을 갖는 배향 폴리에스테르 필름을 편광판 보호 필름으로서 사용한 액정 표시 장치에서도, 외광이나 형광등의 광의 반사광에 의해 무지개색 얼룩이 발생하고, 표시 품질을 저하시킨다는 문제가 발생해버려, 고도의 무지개색 얼룩의 억제에 충분히 응할 수 없었다.
본 발명은, 상기 현 상황을 감안하여, 액정 표시 장치의 표시 화상에 무지개색 얼룩이 발생하는 것을 지극히 고도로 억제할 수 있는 액정 표시 장치 및 상기 액정 표시 장치에 사용되는 편광판 보호 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 백라이트 광원, 액정 셀, 컬러 필터, 편광판 및 편광판 보호 필름이 이 순서로 배치된 구성을 갖는 액정 표시 장치이며, 상기 편광판 보호 필름은, 6000nm 이상의 리타데이션을 가짐과 함께, 면 내에 있어서 굴절률이 가장 큰 방향인 지상축 방향의 굴절률(nx)과, 상기 지상축 방향과 직교하는 방향인 진상축 방향의 굴절률(ny)의 차(nx-ny)가 0.05 이상이고, 또한 상기 편광판의 흡수축과 상기 편광판 보호 필름의 지상축이 이루는 각도가 0°±30°의 범위 또는 90°±30°의 범위가 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치이다.
본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 상기 백라이트 광원은 백색 발광 다이오드인 것이 바람직하다.
또한, 상기 편광판 보호 필름은 폴리에스테르계 수지, 폴리올레핀계 수지, (메트)아크릴계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리카르보네이트계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리에테르케톤계 수지, (메트)아크릴로니트릴계 수지 및 시클로올레핀계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 임의의 1종의 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한, 본 발명의 액정 표시 장치에 사용되는 것을 특징으로 하는 편광판 보호 필름이기도 한다.
이하에, 본 발명을 상세하게 설명한다.
또한, 본 발명에서는, 특별한 기재가 없는 한, 단량체, 올리고머, 예비 중합체 등의 경화성 수지 전구체도 "수지"라고 기재한다.
본 발명자들은, 상술한 종래의 문제를 감안해서 예의 검토한 결과, 편광판 보호 필름으로서, 소정의 리타데이션 값을 갖고, 또한 지상축 방향과 상기 지상축 방향과 직교하는 진상축 방향으로 소정의 굴절률 차를 갖는 것을 사용함과 함께, 상기 편광판 보호 필름을, 그의 지상축이 편광판의 흡수축에 대하여 이루는 각도가 거의 0° 또는 90°가 되도록 배치함으로써, 외광이나 형광등의 광이 있는 환경 하에서 사용한 경우라도, 표시 화상에 무지개색 얼룩이 발생하는 것을 지극히 고도로 억제할 수 있는 것을 발견했다.
도 1은 본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치(10)는 액정 셀(11), 컬러 필터(12), 편광판(13) 및 편광판 보호 필름(14)이 이 순서로 배치된 구성을 갖는다.
또한, 도시하지는 않았지만, 본 발명의 액정 표시 장치(10)는 액정 셀(11)의 컬러 필터(12)와 반대측에 백라이트 광원을 갖는 것이며, 또한 액정 셀(11)은 2개의 편광판에서 끼움 지지된 구조라도 좋고, 이 경우, 액정 셀(11)의 컬러 필터(12)와 반대측면에 편광판(13)과 같은 구성의 편광판이 설치되는 것이 되지만, 이들 2개의 편광판은 통상 서로의 흡수축이 90°(크로스니콜)가 되도록 배치된다.
본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 상기 편광판 보호 필름은 가장 시인측에 배치되는 것이며, 6000nm 이상의 리타데이션을 갖는다. 리타데이션이 6000nm 미만이면 본 발명의 액정 표시 장치의 표시 화상에 무지개색 얼룩이 발생해 버린다. 한편, 상기 편광판 보호 필름의 리타데이션의 상한으로서는 특별히 한정되지 않지만, 3만nm 정도인 것이 바람직하다. 3만nm를 초과하면, 더 이상의 표시 화상의 무지개색 얼룩 개선 효과의 향상이 보이지 않고, 또한 막 두께가 상당히 두꺼워지기 때문에 바람직하지 않다.
상기 편광판 보호 필름의 리타데이션은 무지개색 얼룩 방지성 및 박막화의 관점에서, 1만 내지 2만nm인 것이 바람직하다.
또한, 상기 리타데이션이란, 편광판 보호 필름의 면 내에 있어서 굴절률이 가장 큰 방향(지상축 방향)의 굴절률(nx)과, 지상축 방향과 직교하는 방향(진상축 방향)의 굴절률(ny)과, 편광판 보호 필름의 두께(d)에 의해, 이하의 식으로 표현되는 것이다.
리타데이션(Re)=(nx-ny)×d
또한, 상기 리타데이션은, 예를 들어 오지 게소꾸 기끼사제 KOBRA-WR에 의해 측정(측정 각 0°, 측정 파장 548.2nm)할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 상기 nx-ny(이하, Δn이라고도 표기함)는 0.05 이상이다. 상기 Δn이 0.05 미만이면 충분한 무지개색 얼룩 억제 효과를 얻지 못한다. 또한, 상술한 리타데이션 값을 얻기 위해서 필요한 막 두께가 두꺼워지기 때문에, 바람직하지 않다. 상기 Δn의 바람직한 하한은 0.07이다.
상기 편광판 보호 필름을 구성하는 재료로서는, 상술한 리타데이션을 충족하는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 폴리에스테르계 수지, 폴리올레핀계 수지, (메트)아크릴계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리카르보네이트계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리에테르케톤계 수지, (메트)아크릴로니트릴계 수지 및 시클로올레핀계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이 적절하게 사용된다. 그 중에서도, 상기 편광판 보호 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 이루어지는 것이 바람직하다. 폴리에틸렌테레프탈레이트는 범용성이 높고, 입수가 용이하기 때문이다. 본 발명에 있어서는 PET와 같은, 범용성이 지극히 높은 필름이라도, 표시 품질이 높은 액정 표시 장치를 제작하는 것이 가능한 편광판 보호 필름을 얻을 수 있다. 또한, PET는 투명성, 열 또는 기계적 특성이 우수하고, 연신 가공에 의해 리타데이션의 제어가 가능하며, 고유 복굴절이 크고, 막 두께가 얇아도 비교적 용이하게 큰 리타데이션이 얻어진다.
상기 편광판 보호 필름을 얻는 방법으로서는, 상술한 리타데이션을 충족시키는 방법이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 상기 PET 등의 폴리에스테르로 이루어진 경우, 재료의 폴리에스테르를 용융하고, 시트 형상으로 압출해 성형된 미연신 폴리에스테르를 유리 전이 온도 이상의 온도에 있어서 텐터 등을 사용해서 가로 연신 후, 열 처리를 실시하는 방법을 들 수 있다.
상기 가로 연신 온도로서는, 80 내지 130℃가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 90 내지 120℃이다. 또한, 가로 연신 배율은 2.5 내지 6.0배가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 3.0 내지 5.5배이다. 상기 가로 연신 배율이 6.0배를 초과하면, 얻어지는 폴리에스테르로 이루어진 편광판 보호 필름의 투명성이 저하되기 쉬워지고, 연신 배율이 2.5배 미만이면 연신 장력도 작아지기 때문에, 얻어지는 편광판 보호 필름의 복굴절이 작아지고, 리타데이션을 6000nm 이상으로 할 수 없는 경우가 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 2축 연신 시험 장치를 사용하여, 상기 미연신 폴리에스테르의 가로 연신을 상기 조건에서 행한 후, 상기 가로 연신에 대한 흐름 방향의 연신(이하, 세로 연신이라고도 함)을 행해도 좋다. 이 경우, 상기 세로 연신은 연신 배율이 2배 이하인 것이 바람직하다. 상기 세로 연신의 연신 배율이 2배를 초과하면, Δn의 값을 상술한 범위로 할 수 없는 경우가 있다.
또한, 상기 열 처리 시의 처리 온도는 100 내지 250℃가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 180 내지 245℃이다.
상술한 방법으로 제작한 편광판 보호 필름의 리타데이션을 6000nm 이상으로 제어하는 방법으로서는, 연신 배율이나 연신 온도, 제작하는 편광판 보호 필름의 막 두께를 적절히 설정하는 방법을 들 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 연신 배율이 높을수록, 연신 온도가 낮을수록, 또한 막 두께가 두꺼울수록, 높은 리타데이션을 얻기 쉬워지고, 연신 배율이 낮을수록, 연신 온도가 높을수록, 또한 막 두께가 얇을수록, 낮은 리타데이션을 얻기 쉬워진다.
상기 편광판 보호 필름의 두께로서는, 그의 구성 재료 등에 따라 적절히 결정되지만, 20 내지 500㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 20㎛ 미만이면 상기 편광판 보호 필름의 리타데이션을 6000nm 이상으로 할 수 없는 경우가 있고, 또한 역학 특성의 이방성이 현저해지고, 균열, 찢어짐 등이 발생하기 쉬워져서, 공업 재료로서의 실용성이 현저하게 저하하는 경우가 있다. 한편, 500㎛를 초과하면, 편광판 보호 필름이 매우 강직해서, 고분자 필름 특유의 유연함이 저하하여, 역시 공업 재료로서의 실용성이 저하하므로 바람직하지 않다. 상기 편광판 보호 필름의 두께의 더욱 바람직한 하한은 30㎛, 더욱 바람직한 상한은 400㎛이며, 또한 더욱 바람직한 상한은 300㎛이다.
또한, 상기 편광판 보호 필름은 가시광 영역에서의 투과율이 80％ 이상인 것이 바람직하고, 84％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 투과율은 JIS K7361-1(플라스틱-투명 재료의 전체 광 투과율 시험 방법)에 의해 측정할 수 있다.
이러한 본 발명의 액정 표시 장치에 사용되는 편광판 보호 필름도 또한 본 발명의 하나이다.
본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 상기 편광판 보호 필름은 상기 편광판 보호 필름의 지상축과 후술하는 편광판(액정 셀의 시인측에 배치된 편광판)의 흡수축이 이루는 각도가, 0°±30°의 범위 또는 90°±30°의 범위가 되도록 배치된다. 상기 편광판 보호 필름의 지상축과 편광판의 흡수축이 이루는 각도가 상기 범위 내에 있음으로써, 본 발명의 액정 표시 장치의 표시 화상에 무지개색 얼룩이 발생하는 것을 지극히 고도로 억제할 수 있다. 이 이유는 명확하지 않지만, 이하의 이유에 의한 것으로 생각된다.
즉, 외광이나 형광등의 광이 없는 환경 하(이하, 이러한 환경 하를 「암소(暗所)」라고도 함)에서는, 편광판 보호 필름의 지상축과 편광판의 흡수축이 이루는 각도는, 0° 및 90° 또는, 45°로 설치함으로써, 무지개색 얼룩의 발생을 억제할 수 있다. 상기 편광판 보호 필름의 지상축과 편광판의 흡수축이 이루는 각도가 0°및 90°인 경우에는, 하기 식에 있어서의 「sin22θ」가 0이 되고, 광이 투과하지 않게 되기 때문에 무지개색 얼룩은 발생하지 않는다. 한편, 상기 편광판 보호 필름의 지상축과 편광판의 흡수축이 이루는 각도가 45°인 경우에는, 광의 투과율이 최대가 되고, 연속적인 폭 넓은 스펙트럼을 갖는 백라이트 광원이면, 무지개색 얼룩의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 하기 식에 있어서, I/IO는 크로스니콜 상태에 놓인 2매의 편광판을 투과하는 광의 투과율을 나타내고, I는 크로스니콜 상태에 놓인 2매의 편광판을 투과하는 광의 강도를, IO는 크로스니콜 상태에 놓인 2매의 편광판에 입사하는 광의 강도를 각각 나타낸다.
I/IO=sin22θ·sin2(πRe/λ)
그러나, 외광이나 형광등의 광이 있는 환경 하(이하, 이러한 환경 하를 「명소(明所)」라고도 함)에 있어서는, 외광이나 형광등의 광은 연속적인 폭넓은 스펙트럼을 갖는 것만은 아니기 때문에, 편광판 보호 필름의 지상축과 편광판의 흡수축이 이루는 각도를 0°또는 90°로 하지 않으면, 무지개색 얼룩이 발생해 버려 표시 품위가 저하해 버린다. 이 현상은, 예를 들어 액정 표시 화면에 입사되는 형광등의 반사광이, S 편광(표시 화면의 좌우 방향으로 진동하는 광)이 많은 것이 원인이라고 생각된다. S 편광이 편광판 보호 필름을 통과하여, 편광자와의 계면에서 반사되고, 관측자측으로 되돌아 오는 것이지만, 이때, 편광판 보호 필름의 지상축과 편광판의 흡수축이 이루는 각도를 45°로 설치한 경우는, 연속적인 폭넓은 스펙트럼을 갖지 않은 광이 위상차를 받게 되어, 무지개색 얼룩이 발생해 버린다고 생각된다.
본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 상기 편광판의 흡수축과 상기 편광판 보호 필름의 지상축이 이루는 각도는, 0°±30° 또는 90°±30°이지만, 0°±10° 또는 90°±10°의 범위에 있는 것이 바람직하고, 0°±7° 또는 90°±7°의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하며, 0°±3° 또는 90°±3°의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하고, 0°또는 90°인 것이 가장 바람직하다.
또한, 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 상기 편광판 보호 필름은, 상기 지상축 방향의 배향각 차가 6° 이내인 것이 바람직하고, 4° 이내인 것이 더욱 바람직하며, 2° 이내인 것이 더욱 바람직하다. 상기 편광판 보호 필름의 편광각 차가 6° 이내에 있는 것에 의해, 편광판의 흡수축과 편광판 보호 필름의 지상축이 이루는 각도를 0° 또는 90°로 설치한 경우의 무지개색 얼룩 발생을 특히 방지할 수 있다. 그 이유는 이하와 같다.
즉, 크로스니콜에 배치한 편광판 사이에 대하여, 어떤 각도 θ로 설치되었을 때, 상기 편광판 사이를 투과하는 광의 투과율은 하기 식으로 표현된다.
I/IO=sin22θ·sin2(πRe/λ)
단, I는 크로스니콜에 배치한 편광판 사이를 투과한 광의 강도를 나타내고, IO는 크로스니콜에 배치한 편광판 사이에 입사되는 광의 강도를 나타낸다.
이 경우, 편광판의 흡수축에 대하여, 편광판 보호 필름의 지상축의 각도(θ)를 45°로 했을 때에, 상기 광의 투과율은 최대가 되지만, 상기 투과율은 편광판 보호 필름의 리타데이션 및 투과하는 광의 파장에 의해 변화되기 때문에, 상기 리타데이션의 값에 특유한 간섭색(무지개색 얼룩 등)이 관측된다. 여기서, 본 발명과 같이 상기 각도(θ)를 0° 또는 90°로 한 경우, 상기 광의 투과율은 제로가 되기 때문에, 간섭색은 관측되지 않게 된다.
이때, 상기 편광판 보호 필름으로서 사용하는 복굴절을 갖는 필름에, 6°를 초과하는 것 같은 큰 배향각 차가 존재하는 경우, 상기 광의 투과율이 상승하여, 간섭색 발생의 원인이 되는 경우가 있기 때문이다.
또한, 상기 편광판 보호 필름의 배향각 차는, 예를 들어 오지 게소꾸 기끼사제의 분자 배향계(MOA; Molecular Orientation Analyzer)를 사용하여 측정한 배향각의 최댓값에서 최솟값을 뺀 값으로서 구해진다.
또한, 상기 편광판 보호 필름의 지상축 방향은, 상기 분자 배향계(MOA; Molecular Orientation Analyzer)를 사용해서 구한 상기 편광판 보호 필름의 지상축 방향의 평균 배향각의 방향이다.
본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 백라이트 광원으로서는 특별히 한정되지 않지만, 백색 발광 다이오드(백색 LED)인 것이 바람직하다.
상기 백색 LED란, 형광체 방식, 즉 화합물 반도체를 사용한 청색광 또는 자외광을 발하는 발광 다이오드와 형광체를 조합함으로써 백색을 발하는 소자이다. 그 중에서도, 화합물 반도체를 사용한 청색 발광 다이오드와 이트륨·알루미늄·가넷계 황색 형광체를 조합한 발광 소자로 이루어진 백색 발광 다이오드는, 연속적이고 폭 넓은 발광 스펙트럼을 갖고 있으므로, 무지개색 얼룩의 개선에 유효함과 함께, 발광 효율도 우수하기 때문에, 본 발명에 있어서의 상기 백라이트 광원으로서 적합하다. 또한, 소비 전력이 작은 백색 LED를 범용으로 이용 가능하게 되므로, 에너지 절약화의 효과도 발휘하는 것이 가능하게 된다.
상기 편광판으로서는, 원하는 편광 특성을 구비하는 것이면 특별히 한정되지 않고 일반적으로 액정 표시 장치의 편광판에 사용되는 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 폴리비닐알코올 필름이 연신되어 이루어지고, 요오드를 함유하는 편광판이 적절하게 사용된다.
상기 액정 셀로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 일반적으로 액정 표시 장치용 액정 셀로서 공지의 것을 사용할 수 있다. 또한, 액정 표시 장치용 액정 셀로서는, TN, STN, VA, IPS 및 OCB 등의 표시 방식이 알려져 있지만, 본 발명에 있어서는 이들 어느 표시 방식의 액정 셀에서도 사용할 수 있다.
또한, 상기 컬러 필터로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 일반적으로 액정 표시 장치의 컬러 필터로서 공지의 것을 사용할 수 있다. 이러한 컬러 필터는 통상 적색, 녹색 및 청색의 각 색의 투명 착색 패턴으로 구성되고, 그들 각 투명 착색 패턴은, 착색제가 용해 또는 분산, 바람직하게는 안료 미립자가 분산된 수지 조성물로 구성된다. 또한, 상기 컬러 필터의 형성은, 소정의 색으로 착색된 잉크 조성물을 제조하여, 착색 패턴마다 인쇄함으로써 행해도 좋지만, 소정의 색의 착색제를 함유한 도료 타입의 감광성 수지 조성물을 사용하여, 포토리소그래피법에 의해 행하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 액정 표시 장치는, 상술한 편광판의 편광판 보호 필름이 설치된 반대측면에, 다른 편광판 보호 필름이 설치된 것이라도 좋다. 이러한 다른 편광판 보호 필름이 설치되어 있음으로써, 상기 편광판이 공기 중의 수분 등에 노출되는 것을 방지하거나, 편광판의 치수 변화를 방지하거나 할 수 있다.
상기 다른 편광판 보호 필름으로서는 투명성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 가시광 영역에서의 투과율이 80％ 이상인 것이 바람직하고, 90％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 상기 투과율은, JIS K7361-1(플라스틱-투명 재료의 전체 광 투과율의 시험 방법)에 의해 측정할 수 있다.
상기 다른 편광판 보호 필름을 구성하는 재료로서는, 예를 들어 셀룰로오스 유도체, 시클로올레핀계 수지, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리비닐알코올, 폴리이미드, 폴리아릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 아몰퍼스 폴리올레핀, 변성 아크릴계 중합체, 폴리스티렌, 에폭시 수지, 폴리카르보네이트, 폴리에스테르류 등의 수지 재료를 들 수 있다. 그 중에서도, 상기 수지 재료로서 셀룰로오스 유도체 또는 시클로올레핀계 중합체가 적절하게 사용된다.
상기 셀룰로오스 유도체로서는, 원하는 투명성, 투습성 등을 구비하는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 그 중에서도, 셀룰로오스 아세테이트를 특히 적절하게 사용할 수 있다.
상기 셀룰로오스 아세테이트로서는, 평균 아세트화도가 57.5 내지 62.5％(치환도: 2.6 내지 3.0)의 트리아세틸셀룰로오스를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 여기서, 아세트화도란, 셀룰로오스 단위 질량당 결합 아세트산량을 의미한다. 아세트화도는 ASTM:D-817-91(셀룰로오스 아세테이트 등의 시험 방법)에 있어서의 아세틸화도의 측정 및 계산에 의해 구할 수 있다.
상기 시클로올레핀계 중합체로서는, 환상 올레핀(시클로올레핀)으로 이루어진 단량체의 유닛을 갖는 수지라면 특별히 한정되는 것이 아니다. 이러한 환상 올레핀으로 이루어진 단량체로서는, 예를 들어 노르보르넨이나 다환 노르보르넨계 단량체 등을 들 수 있다.
또한, 상기 시클로올레핀계 중합체로서는, 시클로올레핀 중합체(COP) 또는 시클로올레핀 공중합체(COC) 중 어느 것이라도 적절하게 사용할 수 있다. 상기 시클로올레핀계 중합체는, 상기 환상 올레핀으로 이루어진 단량체의 단독중합체라도 좋고, 공중합체라도 좋다.
또한, 상기 시클로올레핀계 중합체는, 23℃에 있어서의 포화흡수율이 1 질량 이하인 것이 바람직하고, 그 중에서도 0.1 질량％ 내지 0.7 질량％의 범위 내인 것이 바람직하다. 이러한 시클로올레핀계 중합체를 사용함으로써, 상기 다른 편광판 보호 필름을 흡수에 의한 광학 특성의 변화나 치수의 변화가 더욱 발생하기 어려운 것으로 할 수 있다.
여기서, 상기 포화흡수율은 ASTM D570에 준거해 23℃의 수중에서 1주일 침지해서 증가 중량을 측정함으로써 구해진다.
또한, 상기 시클로올레핀계 중합체는, 유리 전이점이 100 내지 200℃의 범위 내인 것이 바람직하고, 100 내지 180℃의 범위 내인 것이 더욱 바람직하며, 100 내지 150℃의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 유리 전이점이 상기 범위 내인 것에 의해, 상기 다른 편광판 보호 필름을 내열성 및 가공 적성에 의해 우수한 것으로 할 수 있다.
상기 시클로올레핀계 수지로 이루어진 다른 편광판 보호 필름의 구체예로서는, 예를 들어 Ticona사제의 Topas, JSR사제의 아톤, 닛뽄 제온사제의 ZEONOR, ZEONEX, 미쯔이 가가꾸사제의 아펠 등을 들 수 있다.
상기 다른 편광판 보호 필름은 단일층으로 이루어진 것이라도 좋고, 복수층이 적층된 구성을 갖는 것이라도 좋다. 여기서, 복수층이 적층된 구성으로서는, 동일한 조성으로 이루어진 층이 복수 적층된 구성이라도 좋고, 다른 조성으로 이루어진 층이 적층된 구성이라도 좋다.
또한, 상기 다른 편광판 보호 필름은 굴절률 이방성을 가짐으로써, 광학 보상 기능을 갖는 것이라도 좋다.
즉, 본 발명에서는, 상기 다른 편광판 보호 필름으로서, 액정 표시 장치용 광학 보상 필름(위상차 필름)을 사용할 수 있다. 상기 다른 편광판 보호 필름이 광학 보상 기능을 갖는 형태로서는, 상술한 것 같은 재료로 이루어진 필름 중에, 굴절률 이방성을 갖는 화합물이 함유되는 형태나, 상기 필름 상에 굴절률 이방성을 갖는 화합물을 함유하는 층이 형성된 형태 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서는 이들 어느 형태라도 적절하게 사용할 수 있지만, 용도에 따라서 굴절률 이방성을 임의로 조정하는 것이 용이하다고 하는 점에서, 후자의 형태가 적절하게 사용된다.
상기 굴절률 이방성을 갖는 화합물로서는, 예를 들어, 막대 형상 화합물, 원반 형상 화합물 및 액정 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 이들 굴절률 이방성을 갖는 화합물은 규칙적으로 배향시킴으로써 우수한 광학 보상 기능을 발현할 수 있는 것이므로, 배향 안정성 관점에서, 중합성 관능기를 갖는 화합물이 사용되는 것이 바람직하다.
이러한 편광판 보호 필름 및 다른 편광판 보호 필름과, 편광판은, 접착제층을 개재해서 배치시킬 수 있다.
상기 접착제층에 사용되는 접착제로서는 특별히 한정되지 않고 예를 들어, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈 등의 친수성 접착제나, 아크릴계 점착제, 우레탄계 점착제, 에폭시계 점착제 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 예를 들어 PET와 같은 소수성인 편광판 보호 필름에 있어서는, 자외선 경화형 접착제층인 것이 바람직하다.
또한, 자외선 투과율이 높은 편광판 보호 필름에 있어서는, 상기 접착제층에 자외선 흡수제를 함유시켜 두는 것도 바람직한 형태이다.
본 발명의 액정 표시 장치는 상기 편광판 보호 필름 상에 임의의 층이 단층 또는 복층 형성된 구성이라도 좋다.
상기 임의의 층으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 하드 코트층, 대전 방지층, 저굴절층, 고굴절률층, 방현층, 오염 방지층 등을 들 수 있다.
상기 하드 코트층으로서는, 본 발명의 액정 표시 장치의 표면의 하드 코트성을 담보하는 층이며, 예를 들어 자외선 또는 전자선에 의해 경화되는 수지인 전리 방사선 경화형 수지와 광 중합 개시제를 함유하는 하드 코트층 형성용 조성물을 사용해서 형성된 것이 바람직하다.
상기 전리 방사선 경화형 수지로서는, 예를 들어 아크릴레이트계의 관능기를 갖는 화합물 등의 1 또는 2 이상의 불포화 결합을 갖는 화합물을 들 수 있다. 1의 불포화 결합을 갖는 화합물로서는, 예를 들어, 에틸(메트)아크릴레이트, 에틸헥실(메트)아크릴레이트, 스티렌, 메틸스티렌, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있다. 2 이상의 불포화 결합을 갖는 화합물로서는, 예를 들어, 폴리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 헥산디올(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트 등의 다관능 화합물, 또는 상기 다관능 화합물과(메트)아크릴레이트 등의 반응 생성물[예를 들어, 다가 알코올의 폴리(메트)아크릴레이트에스테르] 등을 들 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서 「(메트)아크릴레이트」는 메타크릴레이트 및 아크릴레이트를 가리키는 것이다.
상기 화합물 외에, 불포화 이중 결합을 갖는 비교적 저분자량의 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 알키드 수지, 스피로아세탈 수지, 폴리부타디엔 수지, 폴리티올폴리엔 수지 등도 상기 전리 방사선 경화형 수지로서 사용할 수 있다.
상기 전리 방사선 경화형 수지는 용제 건조형 수지(열가소성 수지 등, 도포 시공시에 고형분을 조정하기 위해서 첨가한 용제를 건조시키는 것만으로, 피막이 되는 수지)와 병행해서 사용할 수도 있다. 용제 건조형 수지를 병용함으로써, 도포면의 피막 결함을 유효하게 방지할 수 있고, 상기 전리 방사선 경화형 수지와 병행해서 사용할 수 있는 용제 건조형 수지로서는 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 열가소성 수지를 사용할 수 있다.
상기 열가소성 수지로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 스티렌계 수지, (메트)아크릴계 수지, 아세트산 비닐계 수지, 비닐에테르계 수지, 할로겐 함유 수지, 지환식 올레핀계 수지, 폴리카르보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 셀룰로오스 유도체, 실리콘계 수지 및 고무 또는 엘라스토머 등을 들 수 있다. 상기 열가소성 수지는 비결정성이고, 또한 유기 용매(특히 복수의 중합체나 경화성 화합물을 용해 가능한 공통 용매)에 가용인 것이 바람직하다. 특히, 제막성, 투명성이나 내후성 관점에서, 스티렌계 수지, (메트)아크릴계 수지, 지환식 올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스 유도체(셀룰로오스에스테르류 등) 등이 바람직하다.
또한, 상기 하드 코트층 형성용 조성물은 열경화성 수지를 함유하고 있어도 좋다. 상기 열경화성 수지로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 페놀 수지, 요소 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 멜라민 수지, 구아나민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 아미노 알키드 수지, 멜라민-요소 다축합 수지, 규소 수지, 폴리실록산 수지 등을 들 수 있다.
상기 광중합 개시제로서는 특별히 한정되지 않고 공지의 것을 사용할 수 있는데, 예를 들어, 상기 광중합 개시제로서는, 구체예로는, 아세토페논류, 벤조페논류, 미힐러벤조일벤조에이트, α-아밀옥심에스테르, 티오크산톤류, 프로피오페논류, 벤질류, 벤조인류, 아실포스핀 옥시드류를 들 수 있다. 또한, 광증감제를 혼합해서 사용하는 것이 바람직하고, 그의 구체예로서는, 예를 들어 n-부틸아민, 트리에틸아민, 트리-n-부틸포스핀 등을 들 수 있다.
상기 광중합 개시제로서는, 상기 전리 방사선 경화형 수지가 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 수지계인 경우에는, 아세토페논류, 벤조페논류, 티오크산톤류, 벤조인, 벤조인 메틸에테르 등을 단독 또는 혼합해서 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 전리 방사선 경화형 수지가 양이온 중합성 관능기를 갖는 수지계인 경우에는, 상기 광중합 개시제로서는, 방향족 디아조늄염, 방향족 술포늄염, 방향족 요오도늄염, 메탈로센 화합물, 벤조인술폰산에스테르 등을 단독 또는 혼합물로서 사용하는 것이 바람직하다.
상기 하드 코트층 형성용 조성물에 있어서의 상기 광중합 개시제의 함유량은, 상기 전리 방사선 경화형 수지 100 질량부에 대하여 1 내지 10 질량부인 것이 바람직하다. 1 질량부 미만이면, 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서의 하드 코트층의 경도를 상술한 범위로 할 수 없는 경우가 있고, 10 질량부를 초과하면, 도설한 막의 심부까지 전리 방사선이 도달하지 않게 되어 내부 경화가 촉진되지 않고, 목표인 하드 코트층의 표면의 연필 경도 3H 이상을 얻지 못할 우려가 있기 때문이다.
상기 광중합 개시제의 함유량의 더욱 바람직한 하한은 2 질량부이며, 더욱 바람직한 상한은 8 질량부이다. 상기 광중합 개시제의 함유량이 이 범위에 있음으로써, 막 두께 방향에 경도 분포가 발생하지 않아, 균일한 경도가 되기 쉬워진다.
상기 하드 코트층 형성용 조성물은 용제를 함유하고 있어도 좋다.
상기 용제로서는, 사용하는 수지 성분의 종류 및 용해성에 따라서 선택해서 사용할 수 있고, 예를 들어 케톤류(아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 디아세톤 알코올 등), 에테르류(디옥산, 테트라히드로푸란, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트 등), 지방족 탄화수소류(헥산 등), 지환식 탄화수소류(시클로헥산 등), 방향족 탄화수소류(톨루엔, 크실렌 등), 할로겐화 탄소류(디클로로메탄, 디클로로에탄 등), 에스테르류(아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산부틸 등), 물, 알코올류(에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 시클로헥산올 등), 셀로솔브류(메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브 등), 셀로솔브 아세테이트류, 술폭시드류(디메틸술폭시드 등), 아미드류(디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등) 등을 예시할 수 있고, 이들의 혼합 용매라도 좋다.
상기 하드 코트층 형성용 조성물 중에 있어서의 원료의 함유 비율(고형분)로서 특별히 한정되지 않지만, 통상은 5 내지 70 질량％, 특히 25 내지 60 질량％로 하는 것이 바람직하다.
상기 하드 코트층 형성용 조성물에는, 하드 코트층의 경도를 높게 하는, 경화 수축을 억제하는, 굴절률을 제어하는, 방현성을 부여하는 등의 목적에 따라, 종래 공지의 분산제, 계면 활성제, 대전 방지제, 실란 커플링제, 증점제, 착색 방지제, 착색제(안료, 염료), 소포제, 레벨링제, 난연제, 자외선 흡수제, 접착 부여제, 중합 금지제, 산화 방지제, 표면 개질제, 윤활용이제 등을 첨가해도 좋다.
또한, 상기 하드 코트층 형성용 조성물은 광증감제를 혼합해서 사용해도 좋고, 그의 구체예로서는, 예를 들어 n-부틸아민, 트리에틸아민, 폴리-n-부틸호소핀 등을 들 수 있다.
상기 하드 코트층 형성용 조성물의 제조 방법으로서는 각 성분을 균일하게 혼합할 수 있으면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 페인트 셰이커, 비즈 밀, 니이더, 믹서 등의 공지의 장치를 사용해서 행할 수 있다.
또한, 상기 하드 코트층 형성용 조성물을 편광판 보호 필름 상에 도포하는 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 스핀 코트법, 침지법, 스프레이법, 다이 코트법, 바 코트법, 롤 코터법, 메니스커스 코터법, 플렉소 인쇄법, 스크린 인쇄법, 피드 코터법 등의 공지의 방법을 들 수 있다.
상기 편광판 보호 필름 상에 상기 하드 코트층 형성용 조성물을 도포해서 형성한 도막은, 필요에 따라 가열 및/또는 건조하여, 활성 에너지선 조사 등에 의해 경화시키는 것이 바람직하다.
상기 활성 에너지선 조사로서는, 자외선 또는 전자선에 의한 조사를 들 수 있다. 상기 자외선원의 구체예로서는, 예를 들어 초고압 수은등, 고압 수은등, 저압 수은등, 카본 아크등, 블랙 라이트 형광등, 메탈 할라이드 램프등 등의 광원을 들 수 있다. 또한, 자외선의 파장으로서는, 190 내지 380nm의 파장 영역을 사용할 수 있다. 전자선원의 구체예로서는, 코크로프트 월턴형, 반데그라프트형, 공진 변압기형, 절연 코어 변압기형, 또는 직선형, 다이나미트론형, 고주파형 등의 각종 전자선 가속기를 들 수 있다.
또한, 상기 하드 코트층의 막 두께(경화 시)는 0.1 내지 100㎛, 바람직하게는 0.8 내지 20㎛의 범위이다. 상기 하드 코트층의 막 두께는 단면을 전자 현미경(SEM, TEM, STEM)으로 관찰하여 측정한 값이다.
상기 대전 방지층은, 예를 들어 상기 하드 코트층 형성용 조성물 중에 대전 방지제를 함유시킴으로써 형성할 수 있다.
상기 대전 방지제로서는 종래 공지의 것을 사용할 수 있는데, 예를 들어, 제4급 암모늄염 등의 양이온성 대전 방지제나, 주석 도프 산화인듐(ITO) 등의 미립자나, 도전성 중합체 등을 사용할 수 있다.
상기 대전 방지제를 사용하는 경우, 그의 함유량은 전체 고형분의 합계 질량에 대하여 1 내지 30 질량％인 것이 바람직하다.
또한, 상기 방현층은, 예를 들어 상기 하드 코트층 형성용 조성물 중에 방현제를 함유시킴으로써 형성할 수 있다.
상기 방현제로서는 특별히 한정되지 않고, 공지의 무기계 또는 유기계의 각종 미립자를 사용할 수 있다.
상기 미립자의 평균 입경으로서는 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로는, 0.01 내지 20㎛ 정도로 하면 좋다.
또한, 상기 미립자의 형상은 진구 형상, 타원 형상 등의 어느 것이라도 좋고, 바람직하게는 진구 형상인 것을 들 수 있다.
상기 미립자는 방현성을 발휘하는 것이며, 바람직하게는 투명성의 미립자이다. 이러한 미립자의 구체예로서는, 무기계이면, 예를 들어 실리카 비즈, 유기계이면, 예를 들어 플라스틱 비즈를 들 수 있다.
상기 플라스틱 비즈의 구체예로서는, 예를 들어 스티렌 비즈(굴절률 1.60), 멜라민 비즈(굴절률 1.57), 아크릴 비즈(굴절률 1.49), 아크릴-스티렌 비즈(굴절률 1.54), 폴리카르보네이트 비즈, 폴리에틸렌 비즈 등을 들 수 있다.
상기 저굴절률층은, 외부로부터의 광(예를 들어 형광등, 자연광 등)이 상기 편광판 보호 필름의 표면에서 반사할 때, 그의 반사율을 낮게 하는 역할을 하는 층이다.
상기 저굴절률층은 그의 굴절률이 상기 편광판 보호 필름보다 작고, 또한 공기보다 큰 것이다.
상기 저굴절률층은, 상기 편광판 보호 필름을 투과한 광에 대한 굴절률이 1.1 내지 2.0의 범위 내인 것이 바람직하고, 1.2 내지 1.8의 범위 내인 것이 더욱 바람직하며, 1.3 내지 1.6의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 상기 저굴절률층의 굴절률이 상기 범위 내인 것에 의해, 본 발명의 액정 표시 장치를 더욱 표시 품질이 높은 것으로 할 수 있다.
상기 저굴절률층의 굴절률은, 저굴절률층 중에서 편광판 보호 필름측으로부터 공기측을 향하여, 완만하게 굴절률이 공기의 굴절률을 향해서 변화하고 있는 것이라도 좋다.
상기 저굴절률층에 사용되는 재료로서는, 상술한 굴절률을 갖는 저굴절률층을 형성할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 상술한 하드 코트층 형성용 조성물에서 설명한 수지 재료를 함유하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 저굴절률층은 상기 수지 재료 외에, 실리콘 함유 공중합체, 불소 함유 공중합체 및 미립자를 함유함으로써 굴절률을 조정할 수 있다.
상기 실리콘 함유 공중합체로서는, 예를 들어 실리콘 함유 비닐리덴 공중합체를 들 수 있다. 또한, 상기 불소 함유 공중합체의 구체예로서는, 예를 들어 불화비닐리덴과 헥사플루오로프로필렌을 함유하는 단량체 조성물을 공중합함으로써 얻어지는 공중합체를 들 수 있다.
또한, 상기 미립자로서는, 예를 들어 실리카 미립자, 아크릴 미립자, 스티렌 미립자, 아크릴 스티렌 공중합 미립자, 공극을 갖는 미립자를 들 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서 「공극을 갖는 미립자」란, 미립자의 내부에 기체가 충전된 구조 및/또는 기체를 포함하는 다공질 구조체를 형성하고, 미립자 본래의 굴절률에 비하여 미립자 중의 기체의 점유율에 반비례해서 굴절률이 저하하는 미립자를 의미한다.
상기 오염 방지층은, 본 발명의 액정 표시 장치의 최표면에 오염(지문, 수성 또는 유성의 잉크류, 연필 등)이 부착되기 어렵고, 또는 부착된 경우에서도 용이하게 닦아낼 수 있다고 하는 역할을 담당하는 층이다. 또한, 상기 오염 방지층의 형성에 의해, 본 발명의 액정 표시 장치에 대하여 방오성과 내찰상성의 개선을 도모하는 것도 가능하게 된다.
상기 오염 방지층은, 예를 들어 오염 방지제 및 수지를 포함하는 조성물에 의해 형성할 수 있다. 상기 오염 방지제는 본 발명의 액정 표시 장치의 최표면의 오염 방지를 주목적으로 하는 것이며, 본 발명의 액정 표시 장치에 내찰상성을 부여할 수도 있다.
상기 오염 방지제로서는, 예를 들어 불소계 화합물, 규소계 화합물, 또는 이들의 혼합 화합물을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 2-퍼플루오로옥틸에틸트리아미노실란 등의 플루오로 알킬기를 갖는 실란 커플링제 등을 들 수 있고, 특히, 아미노기를 갖는 것이 바람직하게는 사용할 수 있다.
상기 수지로서는 특별히 한정되지 않고, 상술한 하드 코트층 형성용 조성물에서 예시한 수지 재료를 들 수 있다.
상기 오염 방지층은, 예를 들어 상술한 하드 코트층 상에 형성할 수 있다. 특히, 오염 방지층이 최표면이 되도록 형성하는 것이 바람직하다.
상기 오염 방지층은, 예를 들어 하드 코트층 자신에 오염 방지 성능을 부여함으로써 대체할 수도 있다.
또한, 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 상술한 임의의 층은 통상 상기 편광판 보호 필름의 시인측(최표면측)에 설치되지만, 예를 들어 상기 편광판 보호 필름의 컬러 필터측에도 설치되어 있어도 좋다.
본 발명은 상술한 구성으로 이루어지는 것이므로, 표시 화상에 무지개색 얼룩이 발생하는 것을 지극히 고도로 억제할 수 있는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 종래의 액정 표시 장치의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 실시예 및 비교예에서 사용한 액정 모니터의 백라이트 광원의 발광 스펙트럼이다.
도 4는 실시예 및 비교예에 있어서의 명소에서의 무지개색 얼룩 평가 시에 사용한 외광의 발광 스펙트럼이다.
도 5는 평균 배향각과 배향각 차의 측정 방법을 설명하는 도면이다.
본 발명의 내용을 하기의 실시예에 의해 설명하지만, 본 발명의 내용은 이들 실시 형태에 한정해서 해석되는 것이 아니다. 또한, 특별히 이유가 없는 한, 「부」 및 「％」는 질량 기준이다.
(실시예 1)
폴리에틸렌테레프탈레이트 재료를 290℃에서 용융하고, 필름 형성 다이를 통하여 시트 형상으로 압출시켜, 수냉 냉각한 회전 급냉 드럼 상에 밀착시켜서 냉각하여 미연신 필름을 제작했다. 이 미연신 필름을 2축 연신 시험 장치(도요 세끼사제)에서, 120℃에서 1분간 예열한 후, 120℃에서 연신 배율 4.5배로 연신한 후, 그의 연신 방향과는 90°의 방향으로 연신 배율 1.5배로 연신을 행하며, 리타데이션=9900nm, 막 두께=100㎛, Δn=0.099의 편광판 보호 필름을 얻었다.
이어서, 액정 모니터[FLATORON IPS226V(LG Electronics Japan사제)]의 관측자측의 편광판 상에 얻어진 편광판 보호 필름을 배치하고, 액정 표시 장치를 제작했다. 또한, 편광판 보호 필름은, 상기 편광판 보호 필름의 지상축과 액정 모니터의 관측자측의 편광판의 흡수축이 이루는 각도가 0°가 되도록 배치했다.
(실시예 2)
편광판 보호 필름의 지상축과, 액정 모니터의 관찰자측의 편광판의 흡수축이 이루는 각도를 30°로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지 방법으로 액정 표시 장치를 제작했다.
(실시예 3)
편광판 보호 필름의 지상축과, 액정 모니터의 관찰자측의 편광판의 흡수축이 이루는 각도를 60°로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지 방법으로 액정 표시 장치를 제작했다.
(실시예 4)
편광판 보호 필름의 지상축과, 액정 모니터의 관찰자측의 편광판의 흡수축이 이루는 각도를 90°로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지 방법으로 액정 표시 장치를 제작했다.
(실시예 5)
실시예 1과 마찬가지로 하여 얻어진 미연신 필름의 연신 배율을 조정하고, 리타데이션=8200nm, 막 두께=92㎛, Δn=0.089의 편광판 보호 필름을 얻었다. 얻어진 편광판 보호 필름을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지 방법으로 액정 표시 장치를 제작했다.
(실시예 6)
실시예 1과 마찬가지로 하여 얻어진 미연신 필름의 연신 배율을 조정하고, 리타데이션=19000nm, 막 두께=190㎛, Δn=0.100의 편광판 보호 필름을 얻었다. 얻어진 편광판 보호 필름을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지 방법으로 액정 표시 장치를 제작했다.
(실시예 7)
실시예 1과 마찬가지로 하여 얻어진 미연신 필름의 연신 배율을 조정하고, 리타데이션=7500nm, 막 두께=75㎛, Δn=0.100의 편광판 보호 필름을 얻었다. 편광판 보호 필름의 지상축(평균 배향각)과, 액정 모니터의 관측자측의 편광판의 흡수축이 이루는 각도가 0°가 되도록 배치했다.
(실시예 8)
실시예 1과 마찬가지로 하여 얻어진 미연신 필름의 연신 배율을 조정하고, 리타데이션=7500nm, 막 두께=94㎛, Δn=0.08의 편광판 보호 필름을 얻었다. 편광판 보호 필름의 지상축(평균 배향각)과, 액정 모니터의 관측자측의 편광판의 흡수축이 이루는 각도가 0°가 되도록 배치했다.
(실시예 9)
실시예 1과 마찬가지로 하여 얻어진 미연신 필름의 연신 배율을 조정하고, 리타데이션=6100nm, 막 두께=61㎛, Δn=0.100의 편광판 보호 필름을 얻었다. 편광판 보호 필름의 지상축(평균 배향각)과, 액정 모니터의 관측자측의 편광판의 흡수축이 이루는 각도가 0°가 되도록 배치했다.
(실시예 10)
실시예 1과 마찬가지로 하여 얻어진 미연신 필름의 연신 배율을 조정하고, 리타데이션=6100nm, 막 두께=81㎛, Δn=0.075의 편광판 보호 필름을 얻었다. 편광판 보호 필름의 지상축(평균 배향각)과, 액정 모니터의 관측자측의 편광판의 흡수축이 이루는 각도가 0°가 되도록 배치했다.
(비교예 1)
편광판 보호 필름의 지상축과, 액정 모니터의 관찰자측의 편광판의 흡수축이 이루는 각도를 45°로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지 방법으로 액정 표시 장치를 제작했다.
(비교예2)
실시예 1과 마찬가지로 하여 얻어진 미연신 필름의 연신 배율을 조정하고, 리타데이션=5200nm, 막 두께=52㎛, Δn=0.100의 편광판 보호 필름을 얻었다. 편광판 보호 필름의 지상축(평균 배향각)과, 액정 모니터의 관측자측의 편광판의 흡수축이 이루는 각도가 0°가 되도록 배치했다.
(비교예3)
실시예 9에서 얻어진 편광판 보호 필름의 지상축(평균 배향각)과, 액정 모니터의 관측자측의 편광판의 흡수축이 이루는 각도가 45°가 되도록 설치했다.
(비교예 4)
편광판 보호 필름으로서, 리타데이션=6200nm, 막 두께=188㎛, Δn=0.033의 도요보사제 PET 필름 A4100을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 액정 표시 장치를 제작했다.
(비교예5)
실시예 1과 마찬가지로 하여 얻어진 미연신 필름의 연신 배율을 조정하고, 리타데이션=7500nm, 막 두께=188㎛, Δn=0.040의 편광판 보호 필름을 얻었다. 얻어진 편광판 보호 필름을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지 방법으로 액정 표시 장치를 제작했다.
(비교예6)
실시예 1과 마찬가지로 하여 얻어진 미연신 필름의 연신 배율을 조정하고, 리타데이션=6100nm, 막 두께=160㎛, Δn=0.038의 편광판 보호 필름을 얻었다. 편광판 보호 필름의 지상축(평균 배향각)과, 액정 모니터의 관측자측의 편광판의 흡수축이 이루는 각도가 0°가 되도록 배치했다.
(무지개색 얼룩 평가)
실시예 및 비교예에서 제작한 액정 표시 장치를, 암소 및 명소(액정 모니터 주변 조도 400 럭스)에서, 5명의 사람이 정면 및 경사 방향(약 50°)에서 육안 및 편광 선글라스 너머에 표시 화상의 관측을 행하고, 무지개색 얼룩의 유무를 이하의 기준에 따라 평가했다.
◎: 무지개색 얼룩이 관측되지 않는다.
○: 무지개색 얼룩이 관측되지만, 얇고, 실제 사용상 문제없는 레벨.
Δ: 무지개색 얼룩이 관측된다.
×: 무지개색 얼룩이 강하게 관측된다.
또한, 도 3에 사용한 액정 모니터[FLATORON IPS226V(LG Electronics Japan사제)]의 백라이트 광원의 발광 스펙트럼을 도시하고, 도 4에, 명소에서의 무지개색 얼룩 평가 시에 사용한 외광의 발광 스펙트럼을 나타낸다.
(평균 배향각과 배향각 차의 측정)
실시예 7 내지 10, 비교예 3 및 6에 관한 액정 표시 장치에 대해서, 편광판 보호 필름의 지상축 방향의 평균 배향각 및 배향각 차를 측정했다.
측정에는, 오지 게소꾸 기끼사제의 분자 배향계(MOA; Molecular Orientation Analyzer)를 사용하고, 도 5에 도시한 바와 같이, 액정 모니터(21.5인치, 모니터 상하 방향 27cm, 좌우 방향 48cm)에 있어서, 상하 방향, 좌우 방향 모두 5cm 간격으로 합계 40점의 배향각 측정을 행하고, 평균값을 평균 배향각으로 하며, 배향각 차는, 측정된 배향각의 최댓값에서 최솟값을 뺀 값으로 했다. 또한, 도 5에 있어서의 흑점은 측정 포인트이다.
Figure 112012079347029-pat00001
표 1에 도시한 바와 같이, 편광판 보호 필름의 리타데이션이 6000nm 이상이고, 또한 편광판 보호 필름의 지상축과 편광판의 흡수축이 0°±30° 또는 90°±30°의 범위에 있는 실시예에 관한 액정 표시 장치는, 명소 및 암소에 있어서의 육안, 편광 선글라스 너머의 어느 무지개색 얼룩의 평가에도 우수한 것이었다. 또한, 편광판 보호 필름의 지상축 방향의 배향각 차가 1.7°인 실시예 8에 관한 액정 표시 장치는, 상기 배향각 차가 0.8°인 실시예 7에 관한 액정 표시 장치와 비교해서 명소 및 암소에서의 편광 선글라스 너머에서의 무지개색 얼룩 평가에 약간 뒤떨어지고 있었다.
마찬가지로, 편광판 보호 필름의 지상축 방향의 배향각 차가 2.2°인 실시예 10에 관한 액정 표시 장치는, 상기 배향각 차가 1.1°인 실시예 9에 관한 액정 표시 장치와 비교해서 명소 및 암소에서의 편광 선글라스 너머에서의 무지개색 얼룩 평가에 약간 뒤떨어지고 있었다.
이에 대해, 편광판 보호 필름의 지상축과 편광판의 흡수축이 이루는 각도가 45°인 비교예 1 및 비교예 3에 관한 액정 표시 장치는, 암소에서의 무지개색 얼룩 평가는 양호하지만, 명소에서의 편광 선글라스 너머에서의 무지개색 얼룩 평가에 뒤떨어지는 것이었다. 또한, 리타데이션이 6000nm 미만인 비교예 2에 관한 액정 표시 장치는, 명소 및 암소의 어느 무지개색 얼룩 평가에나 떨어지는 것이었다.
또한, 비교예 4 내지 6에 관한 액정 표시 장치는, 편광판 보호 필름의 리타데이션이 6000nm 이상이지만, Δn의 값이 0.05 미만이기 때문에, 명소 및 암소에 있어서의 무지개색 얼룩 평가에 뒤떨어지고 있었다.
또한, 실시예 9, 10 및 비교예 6에 관한 액정 표시 장치를 비교하면, 비교예 6에 관한 액정 표시 장치는, 실시예 9, 10에 관한 액정 표시 장치보다 명소 및 암소에서의 편광 선글라스 너머에서의 무지개색 얼룩 평가에 뒤떨어지고 있지만, 이것은, 비교예 6에 관한 편광판 보호 필름의 지상축 방향의 배향각 차는 6.6°로 큰 값인 것에 대해, 실시예 9에 관한 편광판 보호 필름의 배향각 차는 1.1°, 실시예 10에 관한 편광판 보호 필름의 배향각 차는 2.2°로 작은 값인 것도 영향을 미치고 있다고 생각된다.
<산업상 이용가능성>
본 발명의 액정 표시 장치는, 높은 리타데이션 값을 갖는 편광판 보호 필름을 구비한 액정 표시 장치에 적용할 수 있고, 표시 화상에 무지개색 얼룩이 발생하는 것을 지극히 고도로 억제할 수 있다.
10, 20: 액정 표시 장치
11, 21: 액정 셀
12, 22: 컬러 필터
13, 23, 25: 편광판
14: 편광판 보호 필름

Claims (5)

  1. 백라이트 광원, 액정 셀, 컬러 필터, 편광판 및 편광판 보호 필름이 이 순서로 배치된 구성을 갖는 액정 표시 장치이며,
    상기 편광판 보호 필름은, 6000nm 이상의 리타데이션을 가짐과 함께, 면 내에 있어서 굴절률이 가장 큰 방향인 지상축 방향의 굴절률(nx)과, 상기 지상축 방향과 직교하는 방향인 진상축 방향의 굴절률(ny)의 차(nx-ny)가 0.05 이상이고, 또한 상기 편광판의 흡수축과 상기 편광판 보호 필름의 지상축이 이루는 각도가 0°±30°의 범위 또는 90°±30°의 범위가 되도록 배치되어 있고, 또한 상기 편광판 보호 필름의 상기 지상축 방향의 배향각 차가 6° 이내인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 백라이트 광원이 백색 발광 다이오드인 액정 표시 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 편광판 보호 필름이 폴리에스테르계 수지, 폴리올레핀계 수지, (메트)아크릴계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리카르보네이트계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리에테르케톤계 수지, (메트)아크릴로니트릴계 수지 및 시클로올레핀계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 임의의 1종의 재료를 포함하는 액정 표시 장치.
  4. 액정 표시 장치의 관찰자측의 편광판 상에 배치되어 사용되는 편광판 보호 필름이며,
    6000nm 이상의 리타데이션을 가짐과 함께, 면 내에 있어서 굴절률이 가장 큰 방향인 지상축 방향의 굴절률(nx)과, 상기 지상축 방향과 직교하는 방향인 진상축 방향의 굴절률(ny)의 차(nx-ny)가 0.05 이상이고, 또한 상기 지상축 방향의 배향각 차가 6° 이내인 것을 특징으로 하는 편광판 보호 필름.
  5. 삭제
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