KR101630902B1 - 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치용 광학 부재 세트 - Google Patents

액정 표시 장치 및 액정 표시 장치용 광학 부재 세트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 백라이트(20) 및 상기 백라이트 상에 배치된 액정 패널(80)을 구비한 액정 표시 장치로서, 상기 액정 패널은 액정 셀(50)과 상기 액정 셀의 양면에 접합된 편광판(60, 70)을 포함하고, 액정 셀의 백라이트 측에 배치되는 광 입사측 편광판(60)은 폴리비닐알콜계 수지로 이루어지는 편광 필름(31)과 상기 편광 필름의 백라이트 측에 적층된 광학 이방성을 갖는 광원측 보호 필름(32)을 가지며, 상기 백라이트는 면 광원(10)과 상기 액정 패널에 가장 가까운 위치에 배치된 광학 이방성을 갖는 광학 시트 부재(12)를 포함하고, 상기 광원측 보호 필름의 지상축과 상기 광학 시트 부재의 지상축이 이루는 각도가 60° 이하가 되도록 상기 광원측 보호 필름과 상기 광학 시트 부재가 배치된다. 본 발명의 액정 표시 장치는 색 불균일이 적어 시인성이 뛰어나고, 박형화를 실현하여 비용 대 성능비(cost performance)도 뛰어나다.

Description

액정 표시 장치 및 액정 표시 장치용 광학 부재 세트{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE, AND SET OF OPTICAL MEMBERS FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 백라이트를 구비하는 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치용 광학 부재 세트에 관한 것이다.
최근 소비 전력이 낮고 저전압에서 동작하며 경량이면서 박형인 액정 표시 장치가 휴대 전화, 휴대 정보 단말기, 컴퓨터용 모니터 및 TV 등의 정보용 표시 장치로서 급속히 보급되고 있다. 또한, 액정 기술의 발전에 따라 다양한 모드의 액정 표시 장치가 제안되어, 종래 응답 속도, 콘트라스트 및 시야각 등의 액정 표시 장치의 문제가 되었던 점이 해소되고 있다.
한편, 액정 표시 장치의 더 많은 박형 경량화를 요망하는 강한 시장 요구를 받아 액정 표시 장치를 구성하는 액정 패널, 확산판, 백라이트 유닛 및 구동 IC 등의 박형화나 소형화가 진행되고 있다. 이러한 상황 하에서 액정 패널을 구성하는 부재인 편광판도 10μm의 단위로 박형화할 것이 요구되고 있다.
동시에, 액정 표시 장치의 보급에 따라 시장으로부터의 비용 절감 요구도 나날이 거세지고 있으며, 편광판에서도 더 많은 비용 절감이나 생산성의 향상이 필수가 되었다.
이들 요구를 만족시키기 위해, 현재까지 다양한 제안이 이루어져 왔다. 예컨대, 편광판은 통상 편광 필름의 단면 또는 양면에 투명 보호 필름이 설치된 구성을 가지며, 그 투명 보호 필름으로서 트리아세틸셀룰로오스가 일반적으로 사용되고 있는데, JPH08-43812-A와 같이 그 보호 필름에 위상차를 갖게 하여 광학 보상 기능을 부여함으로써 구성 부재의 삭감과 생산 공정이 간편화를 도모하는 시도가 널리 이루어지고 있다. 이러한 구성으로 함으로써 편광판과 위상차판의 적층물인 복합 편광판을 박형 경량화할 수 있고, 또한 액정 표시 장치의 구성 부재 수가 삭감됨으로써 생산 공정을 간소화하여 수율을 향상시켜 비용 절감으로 이어지게 하는 것이 가능해진다.
나아가서는, 보호 필름을 트리아세틸셀룰로오스 이외의 다른 수지로 대체하는 시도도 적극적으로 진행되고 있다. 예컨대, JPH07-77608-A에는, 트리아세틸셀룰로오스 대신 환형 올레핀계 수지를 사용하는 수단이 개시되어 있다. 그러나, 환형 올레핀계 수지는 일반적으로 고가이기 때문에 현 실정에서는 보다 부가 가치가 높은 위상차 필름에 이용되고 있으며, 단순한 보호 필름으로서 사용하기 위해서는 비용 삭감의 점에서 균형이 맞지 않는다는 문제를 가지고 있다.
상기 요구를 만족시킬 수 있는 기술로서, 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 보호 필름으로 하는 방법이 제안된 바 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트는 기계적 강도가 뛰어나므로 박막화에 적합하여 편광판의 박형화를 실현할 수 있다. 또한, 트리아세틸셀룰로오스나 환형 올레핀계 수지와 비교하여 일반적으로 비용 면에서도 우위성을 갖는다. 이에 더해, 트리아세틸셀룰로오스와 비교하여 저투습성이고 저 물 흡수성이라는 특징을 가지므로 내습열성이나 내냉열 충격성도 뛰어나서, 환경 변화에 대해 높은 내구성을 갖는 것도 기대할 수 있다.
그러나, 한편으로, 보호 필름에 적합한 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름은 일반적으로 광학 이방성이 크고, 높은 리타데이션을 나타낸다. 이러한 광학 이방성을 갖는 필름을 보호 필름으로서 채용한 편광판을 액정 표시 장치에 탑재한 경우, 트리아세틸셀룰로오스 필름을 보호 필름으로 하는 일반적인 편광판에 비해 비스듬한 방향으로부터의 색 불균일(간섭 얼룩, 무지개 얼룩이라고도 함)이 두드러져 시인성이 떨어진다는 문제를 가지고 있다. 이 문제에 대해, 예컨대 JP2009-109993-A에서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 보호 필름으로 한 편광판과, 헤이즈 값을 제어한 방현층을 부여한 편광판을 조합하여 액정 표시 장치를 구성함으로써 색 불균일을 저감하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 방법으로도 색 불균일의 저감이 반드시 충분하다고는 할 수 없는 데다가, 보호 필름 자체의 물성치에 제한이 가해짐으로써 생산상의 제약이 생기기 때문에 보다 간편하고 효과적인 방법의 확립이 요망되고 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 백라이트 및 백라이트 상에 배치되는 액정 패널을 포함하는 액정 표시 장치로서, 광학 이방성을 갖는 필름을 광원측 보호 필름으로 하는 광 입사측 편광판을 탑재한 경우라도 색 불균일이 적고 시인성이 뛰어나며, 박형화를 실현하고, 비용 대비 성능비도 뛰어난 액정 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기한 액정 표시 장치에 적합한 광학 부재 세트를 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은 상기 색 불균일 문제를 해결하기 위해 예의 연구를 해 왔다. 그 결과, 백라이트 및 백라이트 상에 배치되는 액정 패널을 구비한 액정 표시 장치에 있어서, 광학 이방성을 갖는 필름을 광원측 보호 필름으로 하는 편광판이 광 입사측 편광판으로서 탑재되는 경우, 광학 이방성을 갖는 광원측 보호 필름의 지상축과 상기 광학 이방성을 갖는 광학 시트 부재의 지상축이 이루는 각도(축 어긋남 각도)를 60° 이하로 함으로써 액정 표시 장치의 색 불균일을 효과적으로 저감할 수 있음을 발견했다. 이 수법을 이용함으로써 새로운 부재를 늘리지 않고 간편한 방법으로 높은 시인성과 박형화, 저비용화의 양립이 실현 가능하다. 덧붙여, 본 발명에 있어서, 광학 이방성을 갖는 광원측 보호 필름의 지상축과 상기 광학 이방성을 갖는 광학 시트 부재의 지상축이 이루는 각도(축 어긋남 각도)란 작은 쪽의 각도, 즉 90° 이하의 각도를 의미한다.
즉, 본 발명은 하기의 것을 포함한다.
[1] 백라이트 및 상기 백라이트 상에 배치된 액정 패널을 구비한 액정 표시 장치로서,
상기 액정 패널은 액정 셀과 상기 액정 셀의 양면에 접합된 편광판을 포함하고,
상기 편광판 중 액정 셀의 백라이트 측에 배치되는 광 입사측 편광판은, 폴리비닐알콜계 수지로 이루어지는 편광 필름과, 상기 편광 필름의 백라이트 측에 적층된 광학 이방성을 갖는 광원측 보호 필름을 가지며,
상기 백라이트는 직하형 또는 사이드라이트형의 면 광원과 상기 액정 패널에 가장 가까운 위치에 배치된 광학 이방성을 갖는 광학 시트 부재를 포함하고,
상기 광원측 보호 필름의 지상축과 상기 광학 시트 부재의 지상축이 이루는 각도가 60° 이하가 되도록 상기 광원측 보호 필름과 상기 광학 시트 부재가 배치된다.
[2] 상기 광원측 보호 필름의 면내의 위상차 값이 200nm 이상인 [1]에 기재된 액정 표시 장치. 이 경우에 본 발명의 현저한 효과가 얻어진다.
[3] 상기 광원측 보호 필름이 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름인 [1] 또는 [2]에 기재된 액정 표시 장치. 이 양태가 바람직하다.
[4] 상기 광학 시트 부재가 확산 필름, 마이크로렌즈 필름 및 렌즈 시트로 이루어지는 군에서 선택되는 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 액정 표시 장치. 이 양태가 바람직하다.
[5] 면내의 지상축 방향의 굴절률을 nx, 면내에서 지상축과 직교하는 방향의 굴절률을 ny, 두께 방향의 굴절률을 nz라고 했을 때, 상기 광원측 보호 필름에서의 (nx-nz)/(nx-ny)로 표시되는 Nz 계수가 4 이상 또는 2 미만인 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 액정 표시 장치. 이 양태가 바람직하다.
[6] 상기 광학 시트 부재의 면내의 위상차 값이 1000nm 이상인 [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 액정 표시 장치. 이 양태가 바람직하다.
[7] 액정 셀 및 백라이트를 구비한 액정 표시 장치에 이용되는 광학 부재 세트로서,
상기 액정 셀의 상기 백라이트 측에 배치하기 위한 광 입사측 편광판과,
상기 백라이트의 상기 액정 셀에 가장 가까운 위치에 배치하기 위한 광학 이방성을 갖는 광학 시트 부재를 포함하고,
상기 광 입사측 편광판은 폴리비닐알콜계 수지로 이루어지는 편광 필름과 상기 편광 필름의 단면에 적층된 광학 이방성을 갖는 광원측 보호 필름을 가지며, 액정 표시 장치에 이용할 때, 상기 광 입사측 편광판은 상기 광원측 보호 필름이 상기 백라이트 측이 되도록 배치되고, 상기 광원측 보호 필름의 지상축과 상기 광학 시트 부재의 지상축이 이루는 각도가 60° 이하가 되도록 상기 광원측 보호 필름과 상기 광학 시트 부재가 배치된다.
[8] 상기 광원측 보호 필름의 면내의 위상차 값이 200nm 이상인 [7]에 기재된 광학 부재 세트. 이 양태의 경우에 본 발명의 현저한 효과가 얻어진다.
[9] 상기 광원측 보호 필름이 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름인 [7] 또는 [8]에 기재된 광학 부재 세트. 이 양태가 바람직하다.
[10] 상기 광학 시트 부재가 확산 필름, 마이크로렌즈 필름 및 렌즈 시트로 이루어지는 군에서 선택되는 [7] 내지 [9] 중 어느 하나에 기재된 광학 부재 세트. 이 양태가 바람직하다.
[11] 면내의 지상축 방향의 굴절률을 nx, 면내에서 지상축과 직교하는 방향의 굴절률을 ny, 두께 방향의 굴절률을 nz라고 했을 때, 상기 광원측 보호 필름에서의 (nx-nz)/(nx-ny)로 표시되는 Nz 계수가 4 이상 또는 2 미만인 [7] 내지 [10] 중 어느 하나에 기재된 광학 부재 세트. 이 양태가 바람직하다.
[12] 상기 광학 시트 부재는 면내의 위상차 값이 1000nm 이상인 [7] 내지 [11] 중 어느 하나에 기재된 광학 부재 세트. 이 양태가 바람직하다.
본 발명에 따르면, 광 입사측 편광판의 광원측 보호 필름의 지상축에 대한 백라이트의 액정 패널측의 최표면에 배치되는 광학 시트 부재의 지상축의 어긋남 각도를 60° 이하로 함으로써 표시시의 색 불균일이 적어 시인성이 뛰어난 액정 표시 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 상기한 액정 표시 장치에 적합한 광학 부재 세트도 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 층 구성의 일례를 도시하는 단면 모식도이다.
<액정 표시 장치>
도 1은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 층 구성의 일례를 도시한 단면 모식도로서, 직하형 혹은 사이드라이트형의 백라이트를 구비하는 투과형 액정 표시 장치를 도시한 것이다.
본 발명에 따른 도 1에 도시된 액정 표시 장치는, 백라이트(20) 및 백라이트(20) 상에 배치되는 액정 패널(80)로 구성되다.
액정 패널(80)은, 액정 셀(50), 액정 셀(50)의 일측 면에 점착제층(34)을 통해 적층되는 광 입사측 편광판(30) 및 액정 셀(50)의 타측 면에 점착제층(44)을 통해 적층되는 광 출사측 편광판(40)을 포함한다. 액정 패널(80)은, 통상적으로 편광판(30, 40)의 단면에 각각 점착제층(34, 44)을 형성하여 점착제층이 구비된 광 입사측 편광판(60) 및 점착제층이 구비된 광 출사측 편광판(70)으로 하고, 이들을 그 점착제층 측에서 액정 셀(50)에 접합함으로써 제작된다.
광 입사측 편광판(30)은, 편광 필름(31)의 일측 면(백라이트 측이 되는 면)에 광원측 보호 필름(32)이 배치되고, 타측 면(액정 셀 측)에는 "셀측 보호 필름 또는 광학 보상 필름"(33)이 배치되어 이루어지는 것이다. 점착제층(34)은 광 입사측 편광판(30)의 셀측 보호 필름 또는 광학 보상 필름(33) 측의 표면에 적층되어 있다.
도 1에 도시되는 바와 같은 광 입사측 편광판(30)의 구성은 편광판의 박형 경량화의 관점에서 유리하며, 또한 액정 표시 장치의 구성 부재 수를 저감할 수 있기 때문에 생산 공정의 간소화 및 수율의 향상을 가져온다.
광 출사측 편광판(40)은 편광 필름(41)의 일측 면(액정 셀과 반대측의 면)에 보호 필름(42)이 배치되고, 타측 면(액정 셀측)에는 "셀측 보호 필름 또는 광학 보상 필름"(43)이 배치되어 이루어지는 것이다. 점착제층(44)은 광 출사측 편광판(40)의 셀측 보호 필름 또는 광학 보상 필름(43) 측의 표면에 적층되어 있다.
또한, 도 1에 도시되는 예에 있어서 백라이트(20)는 면 광원(10), 면 광원(10)의 후면측(액정 패널(80)과 반대측)에 배치되는 반사판(11) 및 면 광원(10)과 액정 패널(80) 사이에 배치되는 광학 시트 부재(12)(예를 들면 확산 필름이나 마이크로렌즈 시트 등)를 구비한다.
본 발명의 액정 표시 장치는, 예를 들면 도 1에 도시되는 바와 같은 층 구성을 갖는 액정 표시 장치에 있어서, 광 입사측 편광판(30)에 있어서 편광 필름(31)의 백라이트(20) 측에 배치된 광학 이방성을 갖는 광원측 보호 필름(32)의 지상축과, 백라이트(20)에 있어서 액정 패널에 가장 가까운 위치에 배치된 광학 이방성을 갖는 광학 시트 부재(12)의 지상축이 이루는 각도(축 어긋남 각도)가 60° 이하가 되도록 광원측 보호 필름(32)과 광학 시트 부재(12)가 배치되는 것이다. 상기 축 어긋남 각도는 바람직하게는 45° 이하이다. 축 어긋남 각도가 0°인 경우에 색 불균일 방지의 효과가 가장 높아지지만, 실제의 제조에 있어서는 색 불균일 방지의 효과를 손상하지 않는 범위의 축 어긋남 각도가 허용된다.
또한, 상기 액정 표시 장치를 구성하는 상기 광 입사측 편광판 및 상기 광학 시트 부재는 각각 직사각형의 형상이며, 직사각형의 장변에 대한 상기 광 입사측 편광판의 광원측 보호 필름의 지상축의 어긋남 각도 및 상기 광학 시트 부재의 지상축의 어긋남 각도를 각각 45° 이내로 하거나, 혹은, 직사각형의 단변에 대한 상기 광 입사측 편광판의 광원측 보호 필름의 지상축의 어긋남 각도 및 상기 광학 시트 부재의 지상축의 어긋남 각도를 각각 45° 이내로 하는 것이 일반적인 액정 표시 장치의 생산상 바람직하다. 당연히 이러한 경우에 있어서도 광 입사측 편광판의 광원측 보호 필름의 지상축에 대해 광학 시트 부재의 지상축은 60° 이하가 되도록 배치한다.
이하, 본 발명의 액정 표시 장치에 대해 보다 상세하게 설명한다.
<광 입사측 편광판>
본 발명에 사용하는 광 입사측 편광판은, 폴리비닐알콜계 수지로 이루어지는 편광 필름과, 상기 편광 필름의 단면(액정 표시 장치의 백라이트 측이 되는 면)에 배치된 광학 이방성을 갖는 광원측 보호 필름을 구비하는 것이다.
또한, 본 발명에 사용하는 광 입사측 편광판은, 편광 필름의 액정 셀측(상기 광원측 보호 필름이 배치된 면과 반대측의 면)에 배치된 셀측 보호 필름 또는 광학 보상 필름을 구비할 수도 있다.
그 중에서도 본 발명에 있어서는, 편광 필름의 단면(백라이트 측)에만 광원측 보호 필름을 접합하고, 편광 필름의 타측 면에 광학 보상 필름을 직접 접합하는 형태가 바람직하다. 편광판의 박형 경량화의 관점에서 유리하며, 또한 액정 표시 장치의 구성 부재 수를 저감할 수 있기 때문에 생산 공정의 간소화 및 수율의 향상을 가져오기 때문이다.
또한, 편광 필름의 양면에 보호 필름(광원측 보호 필름 및 액정 셀측 보호 필름)을 접합하고, 액정 셀측 보호 필름 위에 광학 보상 필름이 더 적층된 구성일 수도 있다. 이 때, 편광 필름의 액정 셀측(광학 보상 필름측)에 적층되는 액정 셀측 보호 필름은 광학 이방성이 작은 필름을 채용하는 것이 일반적이다.
(편광 필름)
본 발명에 사용하는 편광 필름은, 예컨대, 공지의 방법에 의해 폴리비닐알콜계 수지 필름을 일축 연신하는 공정, 폴리비닐알콜계 수지 필름을 이색성 색소로 염색함으로써 이색성 색소를 흡착시키는 공정, 이색성 색소가 흡착된 폴리비닐알콜계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정 및 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하는 공정을 거쳐 제조되는 것이다.
폴리비닐알콜계 수지로는, 폴리아세트산 비닐계 수지를 비누화한 것을 사용할 수 있다. 폴리아세트산 비닐계 수지로는, 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산 비닐 외에, 아세트산 비닐과 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 아세트산 비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로는, 예를 들면, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류 및 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 들 수 있다.
폴리비닐알콜계 수지의 비누화도는 통상적으로 85 내지 100mol% 정도이며, 98mol% 이상이 바람직하다. 이 폴리비닐알콜계 수지는 변성되어 있을 수도 있으며, 예를 들면, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말 및 폴리비닐아세탈 등도 사용할 수 있다. 또한, 폴리비닐알콜계 수지의 중합도는 통상적으로 1,000 내지 10,000 정도이며, 1,500 내지 5,000 정도가 바람직하다.
이러한 폴리비닐알콜계 수지를 제막한 것이 편광 필름의 원단 필름으로서 사용된다. 폴리비닐알콜계 수지를 제막하는 방법은, 특별히 한정되는 것이 아니며, 공지의 방법으로 제막할 수 있다. 폴리비닐알콜계 원단 필름의 두께는 특별히 제한되는 것이 아니지만, 예를 들면, 10μm 내지 150μm 정도이다.
폴리비닐알콜계 수지 필름의 일축 연신은 이색성 색소의 염색 전, 염색과 동시, 또는 염색 후에 수행할 수 있다. 일축 연신을 염색 후에 수행하는 경우에는, 이 일축 연신은 붕산 처리 전 또는 붕산 처리 중에 수행할 수도 있다. 또한, 이들 복수 개의 단계에서 일축 연신을 수행할 수도 있다.
일축 연신을 함에 있어서는, 주속(周速)이 서로 다른 롤 사이에서 일축으로 연신할 수도 있고, 열 롤을 이용하여 일축으로 연신할 수도 있다. 또한, 일축 연신은 대기 중에서 연신을 수행하는 건식 연신일 수도 있고, 용제를 이용하여 폴리비닐알콜계 수지 필름을 팽윤시킨 상태로 연신을 수행하는 습식 연신일 수도 있다. 연신 배율은 통상적으로 3 내지 8배 정도이다.
폴리비닐알콜계 수지 필름을 이색성 색소로 염색하는 방법으로는, 예를 들면, 폴리비닐알콜계 수지 필름을 이색성 색소가 함유된 수용액에 침지하는 방법이 채용된다. 이색성 색소로서, 구체적으로는, 요오드나 이색성 염료가 사용된다. 또한, 폴리비닐알콜계 수지 필름은 염색 처리 전에 물에의 침지 처리를 실시해 두는 것이 바람직하다.
이색성 색소로서 요오드를 사용하는 경우에는, 통상적으로 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 수용액에 폴리비닐알콜계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 이 수용액에서의 요오드의 함유량은, 통상적으로 물 100 중량부 당 0.01 내지 1 중량부 정도이다. 또한, 요오드화칼륨의 함유량은 통상적으로 물 100 중량부 당 0.5 내지 20 중량부 정도이다. 염색에 사용하는 수용액의 온도는 통상적으로 20 내지 40℃ 정도이다.
또한, 이 수용액에의 침지 시간(염색 시간)은 통상적으로 20 내지 1,800초 정도이다.
한편, 이색성 색소로서 이색성 염료를 사용하는 경우에는, 통상적으로 수용성 이색성 염료를 포함하는 수용액에 폴리비닐알콜계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 이 수용액에서의 이색성 염료의 함유량은 통상적으로 물 100 중량부 당 1×10-4 내지 10 중량부 정도이며, 1×10-3 내지 1 중량부 정도가 바람직하다. 이 수용액은 황산 나트륨 등의 무기염을 염색 조제로서 함유할 수도 있다. 염색에 사용하는 이색성 염료 수용액의 온도는 통상적으로 20 내지 80℃ 정도이다. 또한, 이 수용액에의 침지 시간(염색 시간)은 통상적으로 10 내지 1,800초 정도이다.
이색성 색소에 의한 염색 후의 붕산 처리는 통상적으로 염색된 폴리비닐알콜계 수지 필름을 붕산 함유 수용액에 침지함으로써 수행할 수 있다.
붕산 함유 수용액에서의 붕산의 양은 통상적으로 물 100 중량부 당 2 내지 15 중량부 정도이며, 5 내지 12 중량부가 바람직하다. 이색성 색소로서 요오드를 사용하는 경우에는, 이 붕산 함유 수용액은 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하다. 붕산 함유 수용액에서의 요오드화칼륨의 양은 통상적으로 물 100 중량부 당 0.1 내지 15 중량부 정도이며, 5 내지 12 중량부 정도가 바람직하다. 붕산 함유 수용액에의 침지 시간은 통상적으로 60 내지 1,200초 정도이며, 150 내지 600초 정도가 바람직하고, 200 내지 400초 정도가 보다 바람직하다. 붕산 함유 수용액의 온도는 통상적으로 50℃ 이상이며, 50 내지 85℃가 바람직하고, 60 내지 80℃가 보다 바람직하다.
붕산 처리 후의 폴리비닐알콜계 수지 필름은 통상적으로 수세 처리된다. 수세 처리는, 예를 들면, 붕산 처리된 폴리비닐알콜계 수지 필름을 물에 침지함으로써 수행할 수 있다. 수세 처리에서의 물의 온도는 통상적으로 5 내지 40℃ 정도이다. 또한, 침지 시간은 통상적으로 1 내지 120초 정도이다.
수세 후에는 건조 처리가 실시되어, 편광 필름이 얻어진다. 건조 처리는 열풍 건조기나 원적외선 히터를 이용하여 수행할 수 있다. 건조 처리의 온도는 통상적으로 30 내지 100℃ 정도이며, 50 내지 80℃가 바람직하다. 건조 처리의 시간은 통상적으로 60 내지 600초 정도이며, 120 내지 600초가 바람직하다.
건조 처리에 의해 편광 필름의 수분율은 실용 정도로까지 저감된다. 그 수분율은 통상적으로 5 내지 20 중량%이며, 8 내지 15 중량%가 바람직하다. 수분율이 5 중량%를 밑돌면 편광 필름의 가요성이 상실되고, 편광 필름이 그 건조 후에 손상되거나 파단되는 경우가 있다. 또한, 수분율이 20 중량%를 웃돌면 편광 필름의 열안정성이 떨어지는 경우가 있다.
이와 같이 해서 얻어지는 편광 필름의 두께는 통상적으로 5 내지 40μm 정도로 할 수 있다.
(광학 이방성을 갖는 광원측 보호 필름)
편광 필름의 단면에 적층되는 광학 이방성을 갖는 광원측 보호 필름에는 투명한 각종 수지 필름을 사용할 수 있다. 투명 수지 필름을 구성하는 투명 수지 재료로는, 예컨대, 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 아세트산 셀룰로오스계 수지; 노보넨계 수지 등의 환형 올레핀계 수지 및 그 밖의 폴리올레핀 수지; 및 아크릴계 수지 등을 들 수 있다. 그 중에서도 비용면이나 박막화가 용이하다는 장점 때문에 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 색 불균일 방지의 효과는, 광원측 보호 필름이 높은 광학 이방성을 갖는 경우, 특히 면내의 위상차 값이 200nm 이상인 경우에 현저해진다. 예컨대, 높은 광학 이방성을 갖는 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용한 경우에 있어서 현저한 효과를 얻을 수 있다.
연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이란 1종 이상의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지를 용융 압출에 의해 제막하고, 가로 연신하여 이루어지는 1층 이상의 일축 연신 필름 또는 제막후 계속해서 세로 연신하고, 이어서 가로 연신하여 이루어지는 1층 이상의 이축 연신 필름이다. 폴리에틸렌테레프탈레이트는 연신에 의해 굴절률의 이방성과 이들로 규정되는 각종 광학 물성값(지상축, 면내 위상차 값, Nz값 등)을 임의로 제어할 수 있다.
폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지란 반복 단위의 80mol% 이상이 에틸렌테레프탈레이트로 구성되는 수지를 의미하며, 다른 디카르복실산 성분과 디올 성분을 포함할 수도 있다. 다른 디카르복실산 성분으로는 특별히 한정되는 것이 아니지만, 예를 들면, 이소프탈산, p-β-옥시에톡시벤조산, 4,4'-디카르복시디페닐, 4,4'-디카르복시벤조페논, 비스(4-카르복시페닐)에탄, 아디프산, 세바신산 및 1,4-디카르복시시클로헥산 등을 들 수 있다.
다른 디올 성분으로는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 디에틸렌글리콜, 시클로헥산디올, 비스페놀 A의 에틸렌옥사이드 부가물, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 및 폴리테트라메틸렌글리콜 등을 들 수 있다.
이들 다른 디카르복실산 성분이나 다른 디올 성분은 필요에 따라 두 종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 또한, p-옥시벤조산 등의 옥시카르복실산을 병용할 수도 있다. 또한, 다른 공중합 성분으로서 소량의 아미드 결합, 우레탄 결합, 에테르 결합 및 카보네이트 결합 등을 함유하는 디카르복실산 성분 또는 디올 성분이 사용될 수도 있다.
폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지의 제조 방법으로는 테레프탈산 및 에틸렌글리콜(및 필요에 따라 다른 디카르복실산 또는 다른 디올)을 직접 중축합시키는 방법, 테레프탈산의 디알킬에스테르 및 에틸렌글리콜(및 필요에 따라 다른 디카르복실산의 디알킬에스테르 또는 다른 디올)을 에스테르 교환 반응시킨 후 중축합시키는 방법 및 테레프탈산(및 필요에 따라 다른 디카르복실산)의 에틸렌글리콜에스테르(및 필요에 따라 다른 디올에스테르)를 중축합시키는 방법 등이 채용된다.
각각의 중합 반응에는 안티몬계, 티타늄계, 게르마늄계 혹은 알루미늄계 화합물을 포함하는 중합 촉매 또는 상기한 복합 화합물을 포함하는 중합 촉매를 사용할 수 있다.
이 중합 반응 조건은 사용하는 모노머, 촉매, 반응 장치 및 목적으로 하는 수지 물성에 맞추어 적당히 선택하면 되며, 특별히 제한되는 것이 아니지만, 예를 들면, 반응 온도는 통상적으로 약 150℃ 내지 약 300℃이며, 약 200℃ 내지 약 300℃인 것이 바람직하고, 약 260℃ 내지 약 300℃인 것이 보다 바람직하다. 또한, 그 압력은 통상적으로 대기압 내지 약 2.7Pa이며, 그 중에서도 반응의 후반에는 감압측인 것이 바람직하다.
중합 반응은 이러한 고온 및 고감압 조건 하에서 교반됨으로써 디올, 알킬 화합물 또는 물 등의 이탈 반응물을 탈휘(脫揮)함으로써 진행된다.
또한, 중합 장치는 반응조가 하나로 완결되는 것일 수도 있고, 또는 복수 개의 반응조를 연결한 것일 수도 있다. 이 경우, 통상적으로 중합도에 따라 반응물은 반응조 사이를 이송되면서 중합된다. 또한, 중합 후반에 횡형 반응 장치를 구비하고, 가열 및 혼련하면서 탈휘하는 방법도 채용할 수 있다.
중합 종료 후의 수지는 용융 상태로 반응조나 횡형 반응 장치로부터 빠져나온 후 냉각 드럼이나 냉각 벨트 등으로 냉각 및 분쇄된 플레이크형의 형태로, 또는 압출기에 도입되어 끈형으로 압출된 후 재단된 펠릿형의 형태로 얻어진다.
나아가, 필요에 따라 고상 중합을 수행하여 분자량을 향상시키거나 저분자량 성분을 저감시킬 수도 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지에 포함될 수 있는 저분자량 성분으로는 환형 3량체 성분을 들 수 있는데, 이러한 환형 3량체 성분의 수지 중에서의 함유량은 5000ppm 이하가 바람직하고, 3000ppm 이하인 것이 보다 바람직하다. 환형 3량체 성분이 5000ppm을 초과하면 필름의 광학적 물성에 악영향을 주는 경우가 있다.
폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지의 분자량은 페놀/테트라클로로에탄=50/50(중량비)의 혼합 용매에 수지를 용해하고, 30℃에서 측정한 극한 점도로 나타냈을 때 통상적으로 0.45 내지 1.0dL/g, 바람직하게는 0.50 내지 1.0dL/g, 더욱 바람직하게는 0.52 내지 0.80dL/g의 범위이다. 극한 점도가 0.45dL/g 미만인 것은 필름 제조시의 생산성이 저하하거나 필름의 기계적 강도가 저하하는 경우가 있다. 또한, 극한 점도가 1.0dL/g을 초과하는 것은 필름 제조에서의 폴리머의 용융 압출 안정성이 떨어지는 경우가 있다.
또한, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지는 필요에 따라 첨가제를 함유할 수 있다. 첨가제로는 예를 들면, 윤활제, 블로킹 방지제, 열안정제, 산화 방지제, 대전 방지제, 내광제 및 내충격성 개량제 등을 들 수 있다. 그 첨가량은 광학 물성에 악영향을 주지 않는 범위로 제한하는 것이 바람직하다.
폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지는, 이러한 첨가제의 배합을 위해 및 후술하는 필름 성형을 위해 통상적으로 압출기에 의해 조립된 펠릿 형상으로 사용된다. 펠릿의 크기나 형상은 특별히 제한되는 것이 아니지만, 통상적으로 높이, 직경 모두 5mm 이하의 원주형, 구형 또는 편평 구형이다.
이와 같이 하여 얻어지는 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지는 필름형으로 성형하고 연신 처리함으로써 투명하고 균질한 기계적 강도가 높은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 할 수 있다. 그 제조 방법으로는 특별히 한정되는 것이 아니지만, 예를 들면, 다음에 기재하는 방법이 채용된다.
먼저, 건조시킨 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 포함하는 펠릿을 용융 압출 장치에 공급하고, 융점 이상으로 가열하여 용융한다. 다음, 용융한 수지를 다이로부터 압출하고, 회전 냉각 드럼 상에서 유리 전이 온도 이하의 온도가 되도록 급냉 고화하여 실질적으로 비결정 상태의 미연신 필름을 얻는다. 이 용융 온도는 사용하는 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지의 융점이나 압출기에 따라 정해지는 것으로서, 특별히 제한하는 것은 아니지만, 통상적으로 250 내지 350℃이다.
또한, 필름의 평면성을 향상시키기 위해서는 필름과 회전 냉각 드럼 간의 밀착성을 높이는 것이 바람직하며, 정전 인가 밀착법 또는 액체 도포 밀착법이 바람직하게 채용된다.
정전 인가 밀착법이란 통상적으로 필름의 상면 측에 필름의 흐름과 직교하는 방향으로 선형 전극을 붙이고, 그 전극에 약 5 내지 10kV의 직류 전압을 인가함으로써 필름에 정전하를 부여하여 회전 냉각 드럼과 필름 간의 밀착성을 향상시키는 방법이다. 또한, 액체 도포 밀착법이란 회전 냉각 드럼 표면의 전체 또는 일부(예를 들면 필름 양단부와 접촉하는 부분만)에 액체를 균일하게 도포함으로써 회전 냉각 드럼과 필름 간의 밀착성을 향상시키는 방법이다. 필요에 따라 양자를 병용할 수도 있다.
사용하는 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지는 필요에 따라 2종 이상의 수지 구조나 조성이 서로 다른 수지를 혼합할 수도 있다. 예를 들면, 블로킹 방지제로서의 입상 필러, 자외선 흡수제 또는 대전 방지제 등이 배합된 펠릿과, 배합되지 않은 펠릿을 혼합하여 사용하는 것 등을 들 수 있다.
또한, 압출하는 필름의 적층 수는 필요에 따라 2층 이상으로 할 수도 있다. 예를 들면, 블로킹 방지제로서의 입상 필러를 배합한 펠릿과 배합하지 않은 펠릿을 준비하고, 서로 다른 압출기로부터 동일한 다이로 공급하여 "필러 배합/무배합/필러 배합"의 2종 3층으로 이루어지는 필름을 압출하는 것 등을 들 수 있다.
일축 연신 필름을 얻는 경우, 상기 미연신 필름은 통상적으로 유리 전이 온도 이상의 온도에 있어서 텐타에 의해 필름의 폭 방향(길이 방향에 대해 수직 방향)으로의 가로 연신이 수행된다. 이 연신 온도는 통상적으로 70 내지 150℃이며, 80 내지 130℃가 바람직하고, 90 내지 120℃가 보다 바람직하다. 또한, 연신 배율은 통상적으로 2.5 내지 6배이며, 3 내지 5.5배가 바람직하다. 가로 연신에서의 연신 배율이 1.1배 미만이면 필름의 투명성이 불량해지는 경우가 있다. 또한, 6배를 초과하는 연신 배율은 공업적인 제조 기술 상 현실적이지 않다.
이 후, 열처리 및 필요에 따라 이완 처리를 수행할 수 있다. 열처리 온도는 통상적으로 150 내지 250℃이며, 180 내지 245℃가 바람직하고, 200 내지 230℃가 보다 바람직하다. 열처리 시간은 통상적으로 1 내지 600초 동안이며, 1 내지 300초 동안이 바람직하고, 1 내지 60초 동안이 보다 바람직하다.
이완 처리의 온도는 통상적으로 100 내지 230℃이며, 110 내지 210℃인 것이 바람직하고, 120 내지 180℃가 보다 바람직하다. 또한, 이완량은 통상적으로 0.1 내지 20%이며, 1 내지 10%인 것이 바람직하고, 2 내지 5%인 것이 보다 바람직하다. 이 이완 처리의 온도 및 이완량은 이완 처리 후의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 150℃에서의 열 수축률이 2% 이하가 되도록 이완량 및 이완 처리시의 온도를 설정하는 것이 보다 바람직하다.
한편, 이축 연신 필름을 얻는 경우, 상기 미연신 필름은 유리 전이 온도 이상의 온도에 있어서 통상적으로 먼저 압출 방향으로 세로 연신된다. 연신 온도는 통상적으로 70 내지 150℃이며, 80 내지 130℃가 바람직하고, 90 내지 120℃가 보다 바람직하다. 또한, 연신 배율은 통상적으로 1.1 내지 6배이며, 2 내지 5.5배가 바람직하다. 이 연신 배율이 1.1배 미만이면 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 기계적 강도가 부족한 경향이 있기 때문이다. 또한, 6배를 초과하면 횡방향의 강도가 실용에 부족한 경우가 있다. 이 연신은 일회로 끝낼 수도 있고 필요에 따라 복수 회로 나누어 수행할 수도 있다. 통상적으로 복수 회의 연신을 수행하는 경우라도 합계 연신 배율은 상기한 범위인 것이 바람직하다.
이와 같이 해서 얻어지는 세로 연신 필름은 이 후 열처리를 수행할 수 있다. 이어서, 필요에 따라 이완 처리를 수행할 수도 있다. 이 열처리 온도는 통상적으로 150 내지 250℃이며, 180 내지 245℃가 바람직하고, 200 내지 230℃가 보다 바람직하다. 또한, 열처리 시간은 통상적으로 1 내지 600초 동안이며, 1 내지 300초 동안이 바람직하고, 1 내지 60초 동안이 보다 바람직하다.
이완 처리의 온도는 통상적으로 90 내지 200℃이며, 120 내지 180℃인 것이 바람직하다. 또한, 이완량은 통상적으로 0.1 내지 20%이며, 2 내지 5%인 것이 바람직하다.
이 이완 처리의 온도 및 이완량은 이완 처리 후의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 150℃에서의 열 수축률이 2% 이하가 되도록 이완량 및 이완 처리시의 온도를 설정하는 것이 보다 바람직하다.
이축 연신 필름을 얻는 경우, 통상적으로 세로 연신 처리 후에 혹은 필요에 따라 열처리 또는 이완 처리를 거친 후에 텐타에 의해 가로 연신이 수행된다. 이 연신 온도는 통상적으로 70 내지 150℃이며, 80 내지 130℃가 바람직하고, 90 내지 120℃가 보다 바람직하다. 또한, 연신 배율은 통상적으로 1.1 내지 6배이며, 2 내지 5.5배인 것이 바람직하다.
가로 연신에서의 연신 배율이 1.1배 미만이면 배향에 의한 필름 강도 향상이 부족한 경우가 있다. 또한, 6배를 초과하는 연신 배율은 공업적인 제조 기술 상 현실적이지 않다.
이 후, 열처리 및 필요에 따라 이완 처리를 수행할 수 있다. 열처리 온도는 통상적으로 150 내지 250℃이며, 180 내지 245℃가 바람직하고, 200 내지 230℃가 보다 바람직하다. 열처리 시간은 통상적으로 1 내지 600초 동안이며, 1 내지 300초 동안이 바람직하고, 1 내지 60초 동안이 보다 바람직하다.
이완 처리의 온도는 통상적으로 100 내지 230℃이며, 110 내지 210℃인 것이 바람직하고, 120 내지 180℃가 보다 바람직하다. 또한, 이완량은 통상적으로 0.1 내지 20%이며, 1 내지 10%인 것이 바람직하고, 2 내지 5%인 것이 보다 바람직하다. 이 이완 처리의 온도 및 이완량은 이완 처리 후의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 150℃에서의 열 수축률이 2% 이하가 되도록 그 이완량 및 이완 처리시의 온도를 설정하는 것이 바람직하다.
일축 연신 및 이축 연신 필름을 얻는 경우, 통상적으로 세로 연신 처리 후에 혹은 필요에 따라 열처리 또는 이완 처리를 거친 후에 텐타에 의해 가로 연신이 수행된다. 이 연신 온도는 통상적으로 70 내지 150℃이며, 80 내지 130℃가 바람직하고, 90 내지 120℃가 보다 바람직하다. 또한, 연신 배율은 통상적으로 1.1 내지 6배이며, 2 내지 5.5배인 것이 바람직하다. 가로 연신에서의 연신 배율이 1.1배 미만이면 배향에 의한 필름 강도 향상이 부족한 경우가 있다. 또한, 6배를 초과하는 연신 배율은 공업적인 제조 기술 상 현실적이지 않다.
이 후, 열처리 및 필요에 따라 이완 처리를 수행할 수 있다. 열처리 온도는 통상적으로 150 내지 250℃이며, 180 내지 245℃가 바람직하고, 200 내지 230℃가 보다 바람직하다. 열처리 시간은 통상적으로 1 내지 600초 동안이며, 1 내지 300초 동안이 바람직하고, 1 내지 60초 동안이 보다 바람직하다.
이완 처리의 온도는 통상적으로 100 내지 230℃이며, 110 내지 210℃인 것이 바람직하고, 120 내지 180℃가 보다 바람직하다. 또한, 이완량은 통상적으로 0.1 내지 20%이며, 1 내지 10%인 것이 바람직하고, 2 내지 5%인 것이 보다 바람직하다. 이 이완 처리의 온도 및 이완량은 이완 처리 후의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 150℃에서의 열 수축률이 2% 이하가 되도록 그 이완량 및 이완 처리시의 온도를 설정하는 것이 바람직하다.
일축 연신 및 이축 연신 처리에 있어서는, 모두 그 연신 처리 온도가 250℃를 초과하면 수지에 열 열화가 생기거나 결정화가 과도하게 진행되기 때문에 광학 성능이 저하하는 경우가 있다. 또한, 연신 처리 온도가 70℃ 미만이 되면 연신에 과대한 스트레스가 걸리거나 필름이 고화되어 연신 자체가 불가능해지는 경우가 있다.
또한, 일축 연신 및 이축 연신 처리에 있어서는, 가로 연신 후 보잉(bowing)으로 대표되는 바와 같은 배향 주축의 연신 방향에 대한 일그러짐을 완화시키기 위해 다시 열처리를 수행하거나 연신 처리를 수행할 수 있다.
덧붙여, 여기서 연신 방향이란 세로 연신 또는 가로 연신에서의 연신 배율이 큰 방향을 말한다. 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 이축 연신에서는 통상적으로 가로 연신 배율이 세로 연신 배율보다 약간 크게 이루어지므로, 이 경우, 연신 방향이란 상기 필름의 길이 방향에 대해 수직 방향을 말한다. 또한, 일축 연신에서는 통상적으로 상기한 바와 같이 횡방향으로 연신되므로, 이 경우, 연신 방향이란 마찬가지로 길이 방향에 대해 수직 방향을 말한다.
또한, 여기서 배향 주축이란 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 상의 임의의 점에서의 분자 배향 방향을 말하며, 지상축을 가리킨다. 이 지상축의 연신 방향에 대한 일그러짐이란 지상축과 연신 방향 간의 각도차를 말한다.
상기 지상축은, 예를 들면, 위상차 필름·광학 재료 검사 장치 RETS(오쓰카 전자 주식회사 제조) 또는 분자 배향계 MOA(오시 계측 기기 주식회사 제조) 등을 이용하여 측정할 수 있다.
연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 있어서, 상기 세로 연신 또는 가로 연신에서의 연신 배율은 필름면내의 지상축 방향의 굴절률인 nx, 면내에서 지상축과 직교하는 방향의 굴절률인 ny, 두께 방향의 굴절률인 nz를 제어하는 데 가장 중요한 인자이며, 일반적으로 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 제작에 있어서 일축 연신은 (nx-nz)/(nx-ny)로 표시되는 Nz 계수가 비교적 작은 필름을, 이축 연신은 비교적 큰 필름을 제작하는 데 적합하다.
본 발명에 사용하는 편광판에 있어서는, 이러한 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로서 Nz 계수가 4 이상 혹은 2 미만인 것이 바람직하다. Nz 계수가 4 이상인 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름은 이축 연신으로, 2 미만인 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름은 일축 연신으로 각각 바람직하게 제작할 수 있다. 이러한 광학 성능의 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 채용함으로써 이러한 편광판을 탑재한 액정 표시 장치에서의 색 불균일을 어느 정도 저감할 수 있다. Nz 계수는 4 이상이면 보다 클수록, 2 미만이면 보다 작을수록 색 불균일 저감의 효과를 발휘한다. Nz 계수가 2 이상 내지 4 미만인 경우에는 이러한 편광판을 탑재한 액정 표시 장치에 있어서는 색 불균일이 비교적 강해지는 경향이 있다.
본 발명에 사용하는 편광판에 있어서는, 편광 필름의 투과축에 대한 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트의 지상축의 축 어긋남 각도는 목적이나 생산상의 제약에 따라 임의로 선택할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 편광판을 정면 방향의 편광성이 강한 백라이트 광원을 구비하는 액정 표시 장치의 백라이트 측(광 입사측) 편광판으로서 적용하는 경우, 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 면내 위상차에 유래하는 정면 방향으로부터의 간섭 색의 발현을 방지하기 위해, 편광 필름과 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 축 어긋남 각도는 작은 것이 바람직하다. 바람직하게는, 편광 필름의 투과축에 대한 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 지상축의 어긋남 각도가 0° 이상 15° 이하인 범위로 하는 것이 좋다. 이러한 경우에 있어서도, Nz 계수는 4 이상 혹은 2 미만으로 하는 것이 색 불균일의 저감에 효과적이다.
편광성이 강한 백라이트 광원으로서, 예를 들면, 백라이트 유닛 내에 반사형 편광 분리 필름을 구비하는 것 등을 들 수 있다. 반사형 편광 분리 필름이란, 백라이트의 광을 선택적으로 반사시키고 재이용함으로써 가시 범위의 휘도를 향상시키는 기능을 갖는 필름이다. 반사형 편광 분리 필름에 해당하는 시판품으로는 미국의 3M Company〔일본에서는 스미토모 쓰리엠(주)〕로부터 판매되고 있는 "DBEF"(상품명) 등이 있다.
한편으로, 상기 이외의 경우에는, 편광 필름의 투과축에 대한 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 지상축의 어긋남 각도가 큰 것도 바람직하게 사용할 수 있다. 그 중에서도, 20° 이상 50° 이하의 어긋남 각도인 것이 보다 바람직하다. 편광 필름과 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 축 어긋남 각도를 상기한 범위로 함으로써 보다 액정 표시 장치의 색 불균일을 저감할 수 있다.
본 발명의 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 있어서, 각종 광학 물성값(지상축, 면내 위상차 값, Nz 계수 등)을 특정 범위로 제어하기 위해서는 공지의 모든 기술을 제한 없이 채용할 수 있다. 구체적으로는, 상기한 연신 처리 시에서의 연신 온도, 연신 배율, 이완 처리, 라인 스피드 등의 연신 조건을 조정함으로써 제어할 수 있다. 또한, 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 원단에는 종종 폭 방향(길이 방향에 대해 수직 방향)에 있어서 보잉으로 대표되는 바와 같은 지상축의 일그러짐이나 면내 위상차 값, Nz 계수의 편차가 있는 경우가 보인다. 이러한 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 대해서는 필요에 따라 원하는 광학 성능을 갖는 폭 범위만을 선택적으로 사용할 수도 있다.
본 발명에 사용하는 편광판에서의 편광 필름의 투과축과 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 지상축의 축 어긋남 각도를 제어하는 방법으로는, 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 원단 자체에 있어서 연신 방향과 지상축이 목적으로 하는 각도 범위 내로 조정된 것을 사용하는 방법이나, 상기한 바와 같이 필요에 따라 원하는 광학 성능을 갖는 폭 범위만을 선택적으로 사용하는 방법도 예로 들 수 있다. 또한, 편광 필름에 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 적층할 때, 편광 필름의 투과축 방향과 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 지상축 방향 간의 어긋남 각도를 목적으로 하는 각도 범위 내에서 조정하여 접합할 수도 있다. 전자의 방법을 채용한 경우, 편광 필름과 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 롤 투 롤로 접합할 수 있기 때문에 생산성 및 비용면에서 뛰어나다.
본 발명에 사용하는 편광판에 이용되는 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 두께는 15 내지 75μm의 범위 내인 것이 바람직하고, 20 내지 60μm 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 두께가 15μm 미만인 경우에는 핸들링하기 어려운(취급성이 떨어지는) 경향이 있고, 또한 두께가 75μm를 초과하는 경우에는 필름이 두꺼워지기 때문에 비용이 상승하고, 나아가서는 박막화의 장점이 약해지는 경향이 있다.
이와 같이 해서 얻어지는 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름은 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하며, 예를 들면, 각각 상품명으로 "다이아호일(Diafoil)", "호스타판(Hostaphan)", "퓨전(Fusion)"(이상, 미쓰비시 수지 주식회사 제조), "테이진 테토론 필름(Teijin Tetoron Film)", "멜리넥스(Melinex)", "마일라(Mylar)", "테플렉스(Teflex)"(이상, 테이진 듀퐁 필름 주식회사 제조), "도요보 에스테르 필름(TOYOBO ESTER FILM)", "도요보 에스펫 필름(TOYOBO ESPET FILM)", "코스모샤인(COSMOSHINE)", "크리스퍼(CRISPER)"(이상, 도요 방적 주식회사 제조), "루미러(Lumirror)"(도레이 필름 가공 주식회사 제조), "엠블론(EMBLON)", "엠블렛(EMBLET)"(유니티카 주식회사 제조), "스카이롤(Skyrol)"(SKC사 제조), "코필(KOFIL)"(주식회사 고합 제조), "서통 폴리에스테르 필름"(주식회사 서통 제조) 및 "타이코 폴리에스테르 필름"(후타무라 화학 주식회사 제조) 등을 들 수 있다.
나아가 본 발명에 사용되는 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에는, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 한 다양한 기능층을 단면 또는 양면에 적층할 수 있다. 적층되는 기능층에는 예를 들면, 도전층, 평활화층, 평활화 용이층, 블로킹 방지층 및 접착 용이층 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 이 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름은 편광 필름과 접착제층을 통해 적층되므로 접착 용이층이 적층되어 있는 것이 바람직하다.
접착 용이층을 구성하는 성분은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 극성기를 골격에 가지며 비교적 저분자량이고 저유리 전이 온도인 폴리에스테르계 수지, 우레탄계 수지 또는 아크릴계 수지 등을 들 수 있다. 또한, 필요에 따라 가교제, 유기 또는 무기 필러, 계면 활성제 및 윤활제 등을 함유할 수 있다.
상기 도전층, 평활화층, 평활화 용이층, 블로킹 방지층 및 접착 용이층 등의 기능층을 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 형성하는 방법은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 모든 연신 공정이 종료한 필름에 형성하는 방법, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지를 연신하고 있는 공정 중, 예를 들면 세로 연신과 가로 연신 공정 사이에 형성하는 방법 및 편광 필름과 접착되기 직전 또는 접착된 후에 형성하는 방법 등이 채용된다. 예컨대, 이축 연신의 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 있어서는, 생산성의 관점에서는 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지를 세로 연신한 후에 형성하고, 계속해서 가로 연신하는 방법이 바람직하게 채용된다.
(광원측 보호 필름의 접착)
본 발명에 사용하는 광 입사측 편광판에 있어서, 편광 필름과 광학 이방성을 갖는 광원측 보호 필름은 통상적으로 접착제를 통해 접착된다. 상기 접착제로는 각각의 필름에 대한 접착성을 고려하여, 다양한 공지의 접착제들 중에서 임의의 것을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 투명하고 광학적으로 등방성인 접착제가 사용된다. 구체적인 접착제로는, 예를 들면, 폴리비닐알콜계 접착제, 아크릴계 접착제, 우레탄계 접착제, 에폭시계 접착제 등을 들 수 있다. 에폭시계 접착제의 바람직한 예로는 지환식 에폭시 화합물을 함유하는 활성 에너지선 경화성 조성물을 들 수 있다.
또한, 무용제형의 접착제를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 이러한 접착제를 채용함으로써 가혹한 환경 하에서의 편광판의 내구성을 향상시키는 것이 가능해짐과 아울러, 접착제를 건조시키는 공정이 불필요해지기 때문에 생산성을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.
(셀측 보호 필름 또는 광학 보상 필름)
본 발명에 사용하는 광 입사측 편광판은 편광 필름의 상기 광학 이방성을 갖는 광원측 보호 필름이 적층되어 있는 면과 반대측의 면에 적층된 셀측 보호 필름 또는 광학 보상 필름을 구비할 수도 있다.
셀측 보호 필름 또는 광학 보상 필름은 광학 필름으로서의 광학 특성을 갖는 것을 목적에 맞추어 적당히 사용할 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 셀측 보호 필름으로는 예를 들면, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 등을 포함하는 셀룰로오스계 수지 필름, 올레핀계 수지 필름, 아크릴계 수지 필름, 폴리카보네이트계 수지 필름 및 폴리에스테르계 수지 필름 등의 투명 수지 필름으로 구성되는 것을 사용할 수 있다.
광학 보상 필름으로는, 구체적으로는, 상기 투명 수지 필름을 연신하여 굴절률 이방성을 가지게 한 것, 광학 이방성 부여 첨가제를 배합한 것 및 표면에 광학 이방성층을 형성한 것 등을 들 수 있다.
광 입사측 편광판에 있어서, 편광 필름의 액정 셀측에 셀측 보호 필름을 적층한 경우, 그 액정 셀측에 광학 보상 필름을 더 적층할 수도 있다.
또한, 이들 셀측 보호 필름 또는 광학 보상 필름에는 후술하는 바와 같이 추가로 광학 기능성 필름을 적층하거나 광학 기능층을 코팅할 수도 있다.
셀룰로오스계 수지 필름이란 셀룰로오스의 부분 또는 완전 에스테르화물을 포함하는 필름으로서, 예를 들면, 셀룰로오스의 아세트산 에스테르, 프로피온산 에스테르, 부티르산 에스테르 및 이들의 혼합 에스테르 등을 포함하는 필름을 들 수 있다. 그 중에서도 트리아세틸셀룰로오스 필름, 디아세틸셀룰로오스 필름, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 필름 및 셀룰로오스아세테이트부틸레이트 필름 등이 바람직하게 사용된다.
이러한 셀룰로오스계 수지 필름은 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하며, 예를 들면, 각각 상품명으로, "후지택(FUJITAC) TD"(후지 필름 주식회사 제조) 및 "코니카미놀타 TAC 필름 KC"(코니카미놀타 옵토 주식회사 제조) 등을 들 수 있다.
올레핀계 수지 필름이란, 예를 들면, 에틸렌 및 프로필렌 등의 쇄형 올레핀 모노머 및 노보넨 및 다른 시클로펜타디엔 유도체 등의 환형 올레핀 모노머를 중합용 촉매를 이용하여 중합하여 얻어지는 수지를 포함하는 필름이다.
쇄형 올레핀 모노머를 포함하는 올레핀계 수지로는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌계 수지를 들 수 있다. 그 중에서도, 프로필렌의 단독 중합체를 포함하는 폴리프로필렌계 수지가 바람직하다. 또한, 프로필렌을 주체로 하고, 그것과 공중합 가능한 코모노머를 통상적으로 1 내지 20 중량%의 비율로, 바람직하게는 3 내지 10 중량%의 비율로 공중합시킨 폴리프로필렌계 수지도 바람직하다.
프로필렌공중합체를 포함하는 폴리프로필렌계 수지를 사용하는 경우, 프로필렌과 공중합 가능한 코모노머로는 에틸렌, 1-부텐 및 1-헥센이 바람직하다. 그 중에서도 투명성이나 연신 가공성이 비교적 뛰어나므로 에틸렌을 3 내지 10 중량%의 비율로 공중합시킨 것이 바람직하다. 에틸렌의 공중합 비율을 1 중량% 이상으로 함으로써 투명성이나 연신 가공성을 올리는 효과가 나타난다. 한편, 그 비율이 20 중량%를 초과하면 수지의 융점이 내려가 셀측 보호 필름이나 광학 보상 필름에 요구되는 내열성이 손상되는 경우가 있다.
이러한 폴리프로필렌계 수지는 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하며, 예를 들면, 각각 상품명으로 "프라임폴리프로"(주식회사 프라임 폴리머 제조), "노바텍", "윈텍"(이상, 일본 폴리프로 주식회사 제조), "스미토모 노블렌"(스미토모 화학 주식회사 제조) 및 "선아로마"(선아로마 주식회사 제조) 등을 들 수 있다.
환형 올레핀을 중합하여 이루어지는 올레핀계 수지는, 일반적으로 환형 (폴리)올레핀계 수지, 지환식 (폴리)올레핀계 수지 또는 노보넨계 수지라고 칭해진다. 여기서는 환형 올레핀계 수지라고 칭한다.
환형 올레핀계 수지로는, 예를 들면, 시클로펜타디엔과 올레핀류로부터 딜스 알더 반응(Diels-Alder reaction)에 의해 얻어지는 노보넨 또는 그 유도체를 모노머로 하여 개환 메타세시스 중합을 수행하고, 그에 계속되는 수소 첨가에 의해 얻어지는 수지; 디시클로펜타디엔과 올레핀류 또는 메타크릴산 에스테르류로부터 딜스 알더 반응에 의해 얻어지는 테트라시클로도데센 또는 그 유도체를 모노머로 하여 개환 메타세시스 중합을 수행하고, 그에 계속되는 수소 첨가에 의해 얻어지는 수지; 노보넨, 테트라시클로도데센, 이들의 유도체류 또는 그 밖의 환형 올레핀 모노머를 동일하게 개환 메타세시스 공중합을 수행하고, 그에 계속되는 수소 첨가에 의해 얻어지는 수지; 및 상기한 노보넨, 테트라시클로도데센, 이들의 유도체 및 비닐기를 갖는 방향족 화합물 등을 부가 중합에 의해 공중합시켜 얻어지는 수지 등을 들 수 있다.
이러한 환형 올레핀계 수지는 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하며, 예를 들면, 각각 상품명으로, "토파스"(Topas Advanced Polymers GmbH 제조), "아톤(ARTON)"(JSR 주식회사 제조), "제오노르(ZEONOR)", "제오넥스(ZEONEX)"(이상, 니혼 제온 주식회사 제조) 및 "아펠"(미쓰이 화학 주식회사 제조) 등을 들 수 있다.
아크릴계 수지 필름의 바람직한 구체적인 예로는, 메타크릴산 메틸계 수지로 이루어지는 필름을 들 수 있다. 메타크릴산 메틸계 수지란, 메타크릴산 메틸 단위를 50 중량% 이상 포함하는 중합체이다. 메타크릴산 메틸 단위의 함유량은, 바람직하게는 70 중량% 이상이며, 100 중량%일 수도 있다. 메타크릴산 메틸 단위가 100 중량%인 중합체는 메타크릴산 메틸을 단독으로 중합시켜 얻어지는 메타크릴산 메틸 단독 중합체이다.
이 메타크릴산 메틸계 수지는 통상적으로 메타크릴산 메틸을 주성분으로 하는 단작용 단량체 및 필요에 따라 사용되는 다작용 단량체를 라디칼 중합 개시제 및 필요에 따라 사용되는 연쇄 이동제의 공존 하에서 중합함으로써 얻을 수 있다.
메타크릴산 메틸과 공중합할 수 있는 단작용 단량체로는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 부틸, 메타크릴산 시클로헥실, 메타크릴산 페닐, 메타크릴산 벤질, 메타크릴산 2-에틸헥실 및 메타크릴산 2-히드록시에틸 등의 메타크릴산 메틸 이외의 메타크릴산 에스테르류; 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 부틸, 아크릴산 시클로헥실, 아크릴산 페닐, 아크릴산 벤질, 아크릴산 2-에틸헥실 및 아크릴산 2-히드록시에틸 등의 아크릴산 에스테르류; 2-(히드록시메틸)아크릴산 메틸, 3-(히드록시에틸)아크릴산 메틸, 2-(히드록시메틸)아크릴산 에틸 및 2-(히드록시메틸)아크릴산 부틸 등의 히드록시아크릴산 에스테르류; 메타크릴산 및 아크릴산 등의 불포화산류; 클로로스티렌 및 브로모스티렌 등의 할로겐화 스티렌류; 비닐톨루엔 및 α-메틸스티렌 등의 치환 스티렌류; 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴 등의 불포화 니트릴류; 무수 말레산 및 무수 시트라콘산 등의 불포화산 무수물류; 및 페닐말레이미드 및 시클로헥실말레이미드 등의 불포화 이미드류 등을 들 수 있다. 이들 단량체 각각은 단독으로 사용될 수도 있고, 다른 1종 이상과 조합하여 사용될 수도 있다.
메타크릴산메틸과 공중합할 수 있는 다작용 단량체로는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 노나에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트 및 테트라데카에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트 등의 에틸렌글리콜 또는 그 올리고머의 양 말단 수산기를 아크릴산 또는 메타크릴산으로 에스테르화한 것; 프로필렌글리콜 또는 그 올리고머의 양 말단 수산기를 아크릴산 또는 메타크릴산으로 에스테르화한 것; 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 헥산디올디(메트)아크릴레이트 및 부탄디올디(메트)아크릴레이트 등의 2가 알콜의 수산기를 아크릴산 또는 메타크릴산으로 에스테르화한 것; 비스페놀 A, 비스페놀 A의 알킬렌옥사이드 부가물 또는 이들의 할로겐 치환체의 양 말단 수산기를 아크릴산 또는 메타크릴산으로 에스테르화한 것; 트리메틸올프로판 및 펜타에리스리톨 등의 다가 알콜을 아크릴산 또는 메타크릴산으로 에스테르화한 것 및 이들 말단 수산기에 글리시딜아크릴레이트 또는 글리시딜메타크릴레이트의 에폭시기를 개환 부가시킨 것; 숙신산, 아디프산, 테레프탈산, 프탈산, 이들의 할로겐 치환체 등의 이염기산 및 이들의 알킬렌옥사이드 부가물 등에 글리시딜아크릴레이트 또는 글리시딜메타크릴레이트의 에폭시기를 개환 부가시킨 것; 아릴(메트)아크릴레이트; 및 디비닐벤젠 등의 디아릴 화합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디메타크릴레이트 및 네오펜틸글리콜디메타크릴레이트가 바람직하게 사용된다.
메타크릴산 메틸계 수지는 상기 수지가 갖는 작용기 간의 반응을 수행함으로써 변성된 변성 메타크릴산 메틸계 수지일 수도 있다. 그 반응으로는, 예를 들면, 아크릴산 메틸의 메틸에스테르기와 2-(히드록시메틸)아크릴산 메틸의 수산기와의 고분자쇄 내 탈메탄올 축합 반응 및 아크릴산의 카르복실기와 2-(히드록시메틸)아크릴산 메틸의 수산기와의 고분자쇄 내 탈수 축합 반응 등을 들 수 있다.
메타크릴산 메틸계 수지는 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하며, 예를 들면, 각각 상품명으로, "스미펙스(SUMIPEX)"(스미토모 화학 주식회사 제조), "아크리페트(ACRYPET)"(미쓰비시 레이온 주식회사 제조), "델페트(DELPET)"(아사히 화성 주식회사 제조), "파라페트(PARAPET)"(주식회사 쿠라레 제조) 및 "아크리뷰와(acryviewa)"(주식회사 니혼 쇼쿠바이 제조) 등을 들 수 있다.
폴리카보네이트계 수지 필름을 구성하는 폴리카보네이트계 수지란 통상적으로 2가 페놀과 포스겐 또는 디페닐카보네이트류 등의 카보네이트 전구체를 계면 중축합법 또는 용융 에스테르 교환법으로 반응시켜 얻어지는 것으로서, 2가 페놀로서 비스페놀 A를 사용한 방향족 폴리카보네이트 수지가 일반적이다. 이 외에, 카보네이트 프리폴리머를 고상 에스테르 교환법에 의해 중합시킨 것, 또는 환형 카보네이트 화합물을 개환 중합시킨 것 등도 들 수 있다.
2가 페놀로는 광학용 투명 수지로서의 성능을 손상시키는 것이 아니면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 비스페놀 A(2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판) 외에도, 히드로퀴논, 레졸시놀, 4,4'-디히드록시디페닐, 비스(4-히드록시페닐)메탄, 비스{(4-히드록시-3,5-디메틸)페닐}메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-1-페닐에탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-4-이소프로필시클로헥산, 2,2-비스{(4-히드록시-3-메틸)페닐}프로판, 2,2-비스{(4-히드록시-3,5-디메틸)페닐}프로판, 2,2-비스{(4-히드록시-3,5-디브로모)페닐}프로판, 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)-3-메틸부탄, 2,4-비스(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)펜탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)-4-메틸펜탄, 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오렌, 9,9-비스{(4-히드록시-3-메틸)페닐}플루오렌, 9,9-비스{(4-히드록시-3,5-디메틸)페닐}플루오렌, 9,9-비스{(4-히드록시-3,5-디브로모)페닐}플루오렌, α,α'-비스(4-히드록시페닐)-o-디이소프로필벤젠, α,α'-비스(4-히드록시페닐)-m-디이소프로필벤젠, α,α'-비스(4-히드록시페닐)-p-디이소프로필벤젠, 4,4'-디히드록시디페닐술폰, 4,4'-디히드록시디페닐케톤 및 4,4'-디히드록시디페닐에테르 등을 들 수 있으며, 이들 각각은 단독으로 사용할 수 있고, 또한 다른 1종 이상과 혼합하여 사용할 수도 있다.
또한, 분자량을 적절한 범위로 조정하거나, 고분자쇄의 수산기 말단을 밀봉하기 위해, 1가 페놀 화합물이 병용될 수도 있다. 이 1가 페놀로는 말단 밀봉제로서 기능하는 화합물이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 페놀, 4-tert -부틸페놀 및 1-페닐-1-(4-히드록시페닐)프로판 등을 들 수 있다.
또한, 필요에 따라, 2-(2-히드록시-3-t-부틸-5-(2-카르복시에틸))페닐벤조트리아졸 등의 UV 흡수성을 갖는 화합물을 말단 밀봉제로서 사용할 수도 있다.
폴리카보네이트계 수지는, 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하며, 예를 들면, 각각 상품명으로, "렉산(LEXAN)"(SABIC 이노베이티브 플라스틱사 제조), "매크롤론(Makrolon)", "아펙(APEC)"(이상, 바이엘 머티리얼 사이언스사 제조), "유피론(LUPILON)", "노벡스"(이상, 미쓰비시 엔지니어링 플라스틱 주식회사 제조), "팬라이트(PANLITE)"(데이진 화성 주식회사 제조), "캘리버(CALIBRE)"(다우 케미컬사 제조), "SD 폴리카(SD POLYCA)"(스미토모 다우 주식회사 제조) 및 "태플론(TAFLON)"(이데미쓰코산 주식회사 제조) 등을 들 수 있다.
이와 같이 해서 얻어지는 올레핀계 수지, 환형 올레핀계 수지, 메타크릴산 메틸계 수지 및 폴리카보네이트계 수지 등을 셀측 보호 필름에 성형하는 방법으로는 그 수지에 따른 방법을 적당히 선택하면 되며, 특별히 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 용매에 용해시킨 수지를 금속성 밴드 또는 드럼에 유연(流延)하고, 용매를 건조 제거하여 필름을 얻는 용매 캐스팅법 및 수지를 그 용융 온도 이상으로 가열 및 혼련하여 다이로부터 압출, 냉각함으로써 필름을 얻는 용융 압출법이 채용된다. 그 중에서도 생산성의 관점에서는 용융 압출법이 바람직하게 채용된다.
또한, 셀측 보호 필름으로서 사용할 수 있는 상기 수지로 이루어지는 필름은, 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하며, 예를 들면, 폴리프로필렌계 수지 필름이라면, 각각 상품명으로, "FILMAX CPP 필름"(FILMAX사 제조), "선톡스"(선톡스 주식회사 제조), "토셀로(Tohcello)"(토셀로 주식회사 제조), "도요보 파일렌(TOYOBO PYLEN) 필름"(도요 방적 주식회사 제조), "토레판(Torefan)"(도레이 필름 가공 주식회사 제조), "니혼 폴리에이스"(일본 폴리에이스 주식회사 제조) 및 "타이코 FC"(후타무라 화학 주식회사 제조) 등을 들 수 있다.
또한, 예를 들면, 환형 올레핀계 수지 필름이라면, 각각 상품명으로, "제오노르 필름"(주식회사 옵테스 제조) 및 "아톤 필름"(JSR 주식회사 제조) 등을 들 수 있다.
또한, 예를 들면, 메타크릴산 메틸계 수지 필름이라면, 각각 상품명으로, "스미펙스"(스미토모 화학 주식회사 제조)," 아크릴라이트(ACRYLITE)", "아크릴플렌(ACRYPLEN)"(이상, 미쓰비시 레이온 주식회사 제조), "델라글래스(DELAGLAS)"(아사히 화성 주식회사 제조), "파라글래스(PARAGLAS)", "코모글라스(COMOGLAS)"(이상, 주식회사 쿠라레 제조) 및 "아크리뷰와(acryviewa)"(주식회사 니혼 쇼쿠바이 제조) 등을 들 수 있다.
또한, 예를 들면, 폴리카보네이트계 수지 필름이라면, 각각 상품명으로, "렉산 OQ 필름"(SABIC 이노베이티브 플라스틱사 제조), "매크로폴(Makrofol)", "배이폴(Bayfol)"(이상, 바이엘 머티리얼 사이언스사 제조), "유피론 시트"(미쓰비시 엔지니어링 플라스틱 주식회사 제조) 및 "팬라이트 시트"(데이진 화성 주식회사 제조) 등을 들 수 있다.
또한, 편광 필름에 있어서 광학 이방성을 갖는 광원측 보호 필름이 적층되는 측과 반대측에 설치되는 셀측 보호 필름으로서 사용하는 폴리에스테르계 수지 필름으로는 상기에서 광학 이방성을 갖는 광원측 보호 필름으로서 예시한 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 구성하는 폴리에스테르계 수지(폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지)와 동종의 것을 사용할 수 있다. 이 경우, 폴리에스테르계 수지 필름은, 연신되지 않은 것이 사용되며, 예를 들면, 상기한 용융 압출에 의해 얻어진 필름을 그대로 사용할 수 있다.
셀측 보호 필름으로서 사용할 수 있는 미연신 폴리에스테르계 수지 필름은 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하며, 예를 들면, 각각 상품명으로, "노바클리어(NOVACLEAR)"(미쓰비시 화학 주식회사 제조) 및 "데이진 A-PET 시트"(데이진 화성 주식회사 제조) 등을 들 수 있다.
또한, 셀룰로오스계 수지 필름을 포함하는 광학 보상 필름으로는 목적에 맞는 굴절률 특성을 갖는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 상기에서 예로 든 셀룰로오스계 수지 필름을 일축 또는 이축 연신하여 얻어지는 필름, 또는 셀룰로오스계 수지 필름 등에 위상차 조정 기능을 갖는 화합물을 함유시킨 필름, 셀룰로오스계 수지 필름 표면에 위상차 조정 기능을 갖는 화합물을 도포한 필름 및 이들 필름을 추가로 일축 또는 이축 연신하여 얻어지는 필름 등을 들 수 있다.
셀룰로오스계 수지 필름을 포함하는 광학 보상 필름은 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하며, 예를 들면, 각각 상품명으로, "후지택(FUJITAC) WV"(후지 필름 주식회사 제조) 및 "코니카미놀타 TAC 필름 KC8UCR"(코니카미놀타 옵토 주식회사 제조) 등을 들 수 있다.
또한, 상기한 셀측 보호 필름으로서 예시한 올레핀계 수지 필름, 아크릴계 수지 필름, 폴리카보네이트계 수지 필름 및 폴리에스테르계 수지 필름 등을 광학 보상 필름으로 사용하려면 통상적으로 그 미연신 필름을 연신하고, 필름에 굴절률 이방성을 갖게 함으로써 이루어진다. 연신 방법은, 필요한 굴절률 이방성에 따라 선택되는 것으로서, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상적으로 세로 일축 연신, 가로 일축 연신 및 세로 가로 순차 이축 연신이 채용된다.
통상적으로 세로 일축 연신된 필름은 nx>ny=nz의 굴절률 이방성을 갖는다. 여기서, nx는 필름의 연신 방향의 굴절률이고, ny는 필름의 폭 방향의 굴절률이고, nz는 필름의 법선 방향의 굴절률이다.
또한, 통상적으로 가로 일축 연신된 필름은 nx>ny≒nz의 굴절률 이방성을 갖는다.
또한, 통상적으로 순차 이축 연신된 필름은 nx>ny>nz의 굴절률 이방성을 갖는다.
또한, 원하는 굴절률 특성을 부여하기 위해, 열수축성 필름을 목적으로 하는 필름에 접합하고, 연신 가공 대신 또는 연신 가공과 함께 필름을 수축시키는 것도 행해진다. 통상적으로 이 조작은 굴절률 이방성이 nx>nz>ny 또는 nz>nx≥ny가 되는 광학 보상 필름을 얻기 위해 행해진다.
이들 광학 보상 필름에 대해, 두께를 d라고 한 경우, 면내 위상차 값(R0)은 (nx-ny)×d로, 두께 방향의 위상차 값(Rth)은 [(nx+ny)/2-nz]×d로 각각 나타낼 수 있다.
광학 보상 필름은 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하며, 예를 들면, 환형 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 광학 보상 필름으로는 각각 상품명으로, "제오노르 필름"(주식회사 옵테스 제조), "아톤 필름"(JSR 주식회사 제조), "에스시나(ESSINA) 위상차 필름"(세키스이 화학 공업 주식회사 제조) 및 "퓨어에이스(Pureace) ER"(데이진 화성 주식회사 제조) 등을 들 수 있다. 또한, 폴리카보네이트계 수지로 이루어지는 광학 보상 필름으로는 예를 들면, "퓨어에이스(Pureace) WR"(데이진 화성 주식회사 제조) 등을 들 수 있다.
(셀측 보호 필름 또는 광학 보상 필름의 접착)
본 발명에 사용하는 광 입사측 편광판에 있어서, 편광 필름과 상기한 셀측 보호 필름 또는 광학 보상 필름은 통상적으로 접착제를 통해 접착된다. 상기 접착제로는 각각의 필름에 대한 접착성을 고려하여 다양한 공지의 접착제들 중에서 임의의 것을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 투명하고 광학적으로 등방성인 접착제가 사용된다. 구체적인 접착제로는 예를 들면, 폴리비닐알콜계 접착제, 아크릴계 접착제, 우레탄계 접착제, 에폭시계 접착제 등을 들 수 있다. 에폭시계 접착제의 적합한 예로는 지환식 에폭시 화합물을 함유하는 활성 에너지선 경화성 조성물을 들 수 있다.
또한, 무용제형의 접착제를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 이러한 접착제를 채용함으로써 가혹한 환경 하에서의 편광판의 내구성을 향상시키는 것이 가능해짐과 아울러, 접착제를 건조시키는 공정이 불필요해지기 때문에 건조 설비가 불필요해져 생산성을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.
또한, 편광 필름과 셀측 보호 필름 또는 광학 보상 필름의 접착에 사용하는 접착제로서 전술한 편광 필름과 광학 이방성을 갖는 광원측 보호 필름의 접착에 사용하는 접착제와 동일한 접착제를 사용하면, 접착제가 한 종류여도 되기 때문에 공정이 간편해진다. 또한, 양자의 접착제가 활성 에너지선 경화성 조성물인 경우, 편광판 제조시에 인라인의 활성 에너지선 조사로 광원측 보호 필름의 접착과, 셀측 보호 필름 또는 광학 보상 필름의 접착을 동시에 수행할 수 있기 때문에 생산성이 향상되는 이점이 있다.
또한, 수계의 접착제를 사용할 수도 있다. 이 수계의 접착제가 될 수 있는 접착제 성분으로는 예를 들면, 수용성의 가교성 에폭시계 수지 및 우레탄계 수지 등을 들 수 있다.
(점착제층)
본 발명에 사용하는 광 입사측 편광판은 셀측 보호 필름 또는 광학 보상 필름의 액정 셀측(셀측 보호 필름 또는 광학 보상 필름에 있어서 편광 필름이 적층되어 있는 면과 반대측의 면)에 점착제층을 가질 수 있다. 이러한 점착제층은 액정 셀과의 접합에 사용할 수 있다.
점착제층을 구성하는 점착제는 광학 필름에 사용되는 제반 특성(투명성, 내구성, 리워크성 등)을 만족시키고 있으면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, (메트)아크릴산 에스테르를 주성분으로 하고, 소량의 작용기를 더 갖는 (메트)아크릴 모노머를 함유하는 아크릴계 단량체 조성물을 중합 개시제의 존재 하에서 라디칼 중합하여 이루어지는, 유리 전이 온도(Tg)가 0℃ 이하인 아크릴계 수지와 가교제를 함유하는 아크릴계 점착제가 사용된다.
여기서, 아크릴계 수지의 주성분이 되는 (메트)아크릴산 에스테르는 하기 식:
CH2=C(R1)COOR2
로 표시할 수 있으며, 상기 식에 있어서, R1은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, R2는 탄소 수 1 내지 14의 알킬기 또는 아르알킬기를 나타내고, R2의 알킬기의 수소 원자 또는 아르알킬기의 수소 원자는 탄소수 1 내지 10의 알콕시기에 의해 치환될 수도 있다.
또한, 작용기를 갖는 (메트)아크릴 모노머는 수산기, 카르복실기, 아미노기, 에폭시기 등의 극성 작용기와 하나의 올레핀성 이중 결합(통상은 (메트)아크릴로일기)을 분자 내에 함유하는 단량체이다.
아크릴계 수지의 주성분이 되는 (메트)아크릴산 에스테르의 구체적인 예를 들면, 예를 들면, R1이 H이고, R2가 n-부틸기인 아크릴산 부틸이나, R1이 H이고, R2가 2-에틸헥실기인 아크릴산 2-에틸헥실 등이 있다. 또한, 작용기를 갖는 (메트)아크릴 모노머의 구체적인 예를 들면, 예를 들면, 수산기를 갖는 것으로서 (메트)아크릴산 2-히드록시에틸; 카르복실기를 갖는 것으로서 아크릴산 등이 있다. 또한 이 아크릴계 수지를 제조함에 있어서는 분자 내에 복수 개의 (메트)아크릴로일기를 갖는 모노머를 소량 공중합시킬 수도 있으며, 그 예로서 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
아크릴계 수지를 제조함에 있어서, 상기한 (메트)아크릴산 에스테르 및 작용기를 갖는 (메트)아크릴 모노머는 각각 한 종류만이 사용될 수도 있고, 복수 종류가 병용될 수도 있다. 또한, (메트)아크릴산 에스테르와 작용기를 갖는 (메트)아크릴 모노머의 공중합체인 아크릴계 수지를 복수 종류 조합하거나, 상기 공중합체인 아크릴계 수지에 다른 아크릴계 수지, 예를 들면 작용기를 갖지 않는 (메트)아크릴 모노머의 단독 또는 공중합체를 포함하는 아크릴계 수지를 배합하거나 해서 아크릴계 수지 조성물로 한 것을 점착제의 수지 성분으로서 사용할 수도 있다.
아크릴계 점착제에 배합되는 가교제는 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 금속 킬레이트계 화합물, 아지리딘계 화합물 등일 수 있다. 이소시아네이트계 화합물은 분자 내에 이소시아네이토기(-NCO)를 적어도 2개 갖는 화합물 그 자체 외에, 그것을 폴리올 등에 반응시킨 어덕트체, 그 2량체, 3량체 등의 형태로 사용할 수 있다. 가교제의 구체적인 예를 들면, 디이소시아네이트계 화합물로서 헥사메틸렌디이소시아네이트의 트리메틸올프로판 어덕트체, 톨릴렌디이소시아네이트의 트리메틸올프로판 어덕트체 등이 있으며, 각각 아세트산 에틸 등의 유기 용제에 녹인 용액으로서 사용하는 경우가 많다. 이들 가교제 각각은 단독으로 사용할 수도 있고, 다른 1종 이상과 조합하여 사용할 수도 있다.
아크릴계 점착제에 함유되는 아크릴계 수지의 중량 평균 분자량은 겔 침투 크로마토그래피(GPC)를 이용한 표준 폴리스티렌 환산으로 통상적으로 60만 내지 200만 정도이며, 80만 내지 180만이 바람직하다. 중량 평균 분자량이 60만 미만이면 점착성이나 내구성이 저하하는 경우가 있다. 또한, 중량 평균 분자량이 200만을 초과하면 점착제층이 필요 이상으로 단단해져 점착 후 떼기가 어려워지거나 접합되는 셀측 보호 필름 또는 광학 보상 필름에 부적합한 응력 복굴절을 부여하는 경우가 있다.
상기 아크릴계 수지는 아세트산 에틸 등의 유기 용제에 용해되며, 가교제가 더 가해짐으로써 아크릴계 점착제 용액을 얻을 수 있다. 또한, 필요에 따라 실란 커플링제, 내후 안정제, 점착 부여제(tackifier), 가소제, 연화제, 안료 및 무기 필러의 1종 또는 2종 이상, 유기 비드 등의 광 확산성 미립자를 더 함유시킬 수 있다.
이와 같이 해서 얻어지는 아크릴계 점착제 용액은 통상적으로 박리 필름 상에 도공되며, 60 내지 120℃에서 0.5 내지 10분간 정도 가열하여 유기 용매가 증류 제거되어 점착제층이 된다.
이어서, 이 점착제층에 상기한 셀측 보호 필름 또는 광학 보상 필름을 접합한 후, 예를 들면 온도 23℃, 습도 65%의 분위기 하 5 내지 20일 정도 숙성시키고, 가교제 (C)를 충분히 반응시킨다.
또한, 박리 필름 위에 점착제층을 형성한 후에, 박리 필름을 더 접합하여 보호 필름 등의 기재에 지지되지 않는 점착제층 단독 시트를 얻을 수도 있다. 이 경우에도 박리 필름의 접합 후, 예를 들면 온도 23℃, 습도 65%의 분위기 하에서 5 내지 20일 정도 숙성시키고, 가교제를 충분히 반응시킨다. 이러한 점착제 단독의 시트는 셀측 보호 필름 또는 광학 보상 필름의 제조에 있어서 필요한 시기에 한쪽의 박리 필름을 박리하여 셀측 보호 필름 또는 광학 보상 필름에 접합하여 사용된다.
상기와 같은 아크릴계 점착제의 원료는 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하며, 예를 들면, 각종 아크릴 모노머(주식회사 니혼 쇼쿠바이 제조, 도아 합성 주식회사 제조), 중합 개시제인 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 등(오오쓰카 화학 주식회사 제조, 주식회사 일본 파인켐 제조), 가교제인 헥사메틸렌디이소시아네이트 및 그 트리메틸올프로판 어덕트체, 톨릴렌디이소시아네이트 및 그 트리메틸올프로판 어덕트체 등(미쓰이 화학 폴리우레탄 주식회사 제조, 스미카 바이엘 우레탄 주식회사 제조)을 들 수 있다.
또한, 점착제 시트에도 시판품이 있으며, 예를 들면, "넌캐리어 점착제 필름·시트"(린텍 주식회사 제조, 니토 전공 주식회사 제조)를 들 수 있다.
<광 출사측 편광판>
본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 액정 셀의 광 출사측에 사용되는 편광판(광 출사측 편광판(40))은 종래 공지의 편광판일 수도 있고, 광 입사측 편광판과 동일한 구성의 편광판, 즉 편광 필름의 액정 셀과 반대측에 광학 이방성을 갖는 보호 필름을 구비하는 편광판일 수도 있다. 광 출사측 편광판(40)에 광 입사측과 동일한 편광판이 채용되는 경우, 상기 편광판은 광학 이방성을 갖는 보호 필름(42)의 광 출사측의 면(편광 필름(41)이 적층되어 있는 면과 반대의 면)에 방현층, 하드코팅층, 반사 방지층 및 대전 방지층에서 선택되는 적어도 하나의 기능층을 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우에서도 액정 표시 장치의 광 입사측에 배치되는 편광판(광 입사측 편광판)은 본 발명에 있어서 규정하는 편광판이다.
<액정 셀>
상기 점착제층이 구비된 편광판을 그 점착제층을 통해 액정 셀의 단면 또는 양면에 접합함으로써 액정 패널을 얻을 수 있다. 액정 셀은 투과 광량을 스위칭하기 위해 액정이 2장의 투명 기판 사이에 봉입되고, 전압 인가에 의해 액정의 배향 상태를 변화시키는 기능을 갖는 부재로서, 그 속에 봉입된 액정층의 배향 상태와, 전극 사이에 전압을 인가했을 때의 액정층의 배향 상태에 따라 예를 들면, 트위스티드 네마틱(TN) 모드나 수직 배향(VA) 모드, 횡전계(IPS) 모드 등 각종 방식의 것이 있다. 본 발명에 있어서는 일반적인 액정 표시 장치에 널리 사용되고 있는 각종 모드의 액정 셀을 사용할 수 있다.
편광 필름의 액정 셀측에 적층되어 있는 셀측 보호 필름 또는 광학 보상 필름의 성능은 상기 액정 셀의 동작 모드나 특성에 따라 적당히 선택할 수 있다.
<백라이트>
본 발명의 액정 표시 장치는 액정 패널의 배후에 배치된 백라이트를 구비한다. 상기 백라이트는 적어도 면 광원과, 상기 면 광원 상의 액정 패널에 가장 가까운 위치에 설치된 광학 이방성을 갖는 광학 시트 부재를 구비하고 있다. 그리고, 상기 광학 시트 부재의 지상축은 인접하는 광 입사측 편광판의 광학 이방성을 갖는 광원측 보호 필름의 지상축과 이루는 각도가 60° 이하가 되도록 배치된다. 이러한 구성으로 함으로써 액정 표시 장치에 있어서 발생하는 광원측 보호 필름에 기인하는 색 불균일을 현저하게 저감할 수 있다.
(면 광원)
백라이트에 사용하는 면 광원은 광원으로부터의 광을 전면측(액정 패널측)에 균일하게 출사하는 것이다. 면 광원은, 예컨대, 확산판과, 그 배후(액정 패널과 반대측)에 배치된 광원을 적어도 구비하며, 광원으로부터의 광을 확산판에서 균일하게 확산시킨 후에 전면측에 출사하는 직하형의 면 광원일 수도 있고, 도광판과, 그 측방에 배치된 광원을 적어도 구비하며, 광원으로부터의 광을 일단 도광판 내에 입사시키고, 도광판의 액정 패널측 표면으로부터 광을 전면측에 균일하게 출사하는 사이드라이트형의 면 광원일 수도 있다.
상기 확산판 및 도광판은 모두 투명한 열가소성 수지 또는 열경화성 수지 등의 투명 수지로 구성할 수 있으며, 투명 수지로는 예를 들면, 폴리메타크릴산 메틸 수지, 메타크릴산 메틸-스티렌 공중합체 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리올레핀 수지(환형 올레핀 수지를 포함함) 및 폴리카보네이트 수지 등을 들 수 있다.
확산판은 광원의 상을 은폐함과 아울러, 광원으로부터의 광을 균일하게 확산시켜 전면측에 출사하며, 면 광원을 형성하는 기능을 갖는 광학 부재이다. 확산판은 통상적으로 광원과 액정 패널 사이(광원으로부터 액정 패널까지의 광 경로 상)에 배치된다. 확산판으로는 상기 투명 수지 중에 이와는 다른 굴절률을 갖는 광 확산제를 분산시킨 것이 적합하게 사용된다. 광 확산제로는 투명 수지에 대해 비상용성인 입자로서, 투명 수지와의 굴절률 차가 통상 0.01 내지 0.3, 바람직하게는 0.05 내지 0.2이고, 중량 평균 입자 직경이 통상 1 내지 15μm, 바람직하게는 2 내지 10μm 인 입자를 사용할 수 있다. 광 확산제의 구체적인 예를 들면, 예컨대, 글래스 비드, 실리카 입자, 수산화 알루미늄 입자, 탄산 칼슘 입자, 탄산 바륨 입자, 산화 티타늄 입자, 탈크 등의 무기 입자나 스티렌 수지 입자, 아크릴 수지 입자, 실리콘 입자 등의 유기 입자 등이다.
확산판에서의 광 확산제의 함유량은 적용되는 액정 표시 장치에서의 확산판의 요구 특성에 따라 다르지만, 예를 들면, 투명 수지 100 중량부에 대해 0.1 내지 10 중량부 정도로 할 수 있고, 바람직하게는 0.3 내지 7 중량부이다. 광 확산제는 확산판 단위 면적 당 함유량이 2 내지 200g/m2가 되도록 함유되는 것이 바람직하고, 3 내지 70g/m2가 되도록 함유되는 것이 보다 바람직하다.
도광판은 사이드라이트형의 백라이트에 사용되는 광학 부재로서, 그 측방에 배치된 광원으로부터의 광을 면 발광으로 변환하는 기능을 갖는다. 도광판은 상기 투명 수지를 포함하는 평판형 또는 쐐기 형상 부재로 할 수 있다. 투명 수지 중에는 대전 방지제, 난연제, 자외선 흡수제, 산화 방지제 등 다양한 첨가제가 함유될 수도 있다. 또한, 도광판의 후면측(액정 패널과 반대측) 표면에 백색 안료에 의한 도트 패턴을 마련할 수도 있다.
면 광원에 사용하는 광원으로는 예컨대, 형광관을 사용하여 백색광을 발광하는 냉음극형 광 램프(CCFL)나 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 등을 채용할 수 있다.
(광학 이방성을 갖는 광학 시트 부재)
본 발명에 사용하는 백라이트는 적어도 액정 패널에 가장 가까운 표면에 광학 이방성을 갖는 광학 시트 부재를 갖는 것이다. 본 발명에 있어서는, 상기 광학 시트 부재의 지상축은 인접하는 광 입사측 편광판의 광학 이방성을 갖는 광원측 보호 필름의 지상축에 대해 60° 이하가 되도록 배치된다.
상기 광학 시트 부재로서 광학 이방성을 갖는 시트형의 부재라면 특별히 한정되지 않지만, 그 중에서도 광학 이방성을 나타내는 광 투과성 기재 필름의 단면 혹은 양면에 광학층을 적층하여 구성된 것이 바람직하게 사용된다. 예컨대, 확산 필름, 마이크로렌즈 필름, 렌즈 시트 등은 이러한 구성을 취하는 것이 일반적이며, 본 발명에 바람직하게 적용할 수 있다. 본 발명은 이들 액정 표시 장치에 일반적으로 구비되는 광학 시트를 이용함으로써 새로운 부재를 늘리지 않고 효율적으로 색 불균일이 적은 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 기재 필름은 광학적 이방성을 가지며, 구체적으로는 평면 방향에서 굴절률이 서로 다른 복굴절성을 가지고 있고, 광축 각도 및 리타데이션 값을 가지고 있다. 또한, 통상적으로 상기 광학 이방성을 갖는 기재 필름을 이용한 광학 시트 부재의 지상축 각도, 면내 위상차 값 등의 광학 특성은 기재 필름의 성능을 그대로 반영한다.
상기 기재 필름의 면내의 지상축 방향의 굴절률을 nx, 면내에서 지상축과 직교하는 방향의 굴절률을 ny, 두께를 d라고 한 경우, 면내 위상차 값(R0)은 (nx -ny)×d로, 두께 방향의 위상차 값(Rth)은 [(nx+ny)/2-nz]×d로 각각 나타낼 수 있다.
상기 기재 필름의 형성 재료로는 투명성, 내광성, 코팅 적성으로부터 폴리카보네이트 내지는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하는 것이 바람직하고, 특히 무색 투명한 합성 수지가 사용되고 있다. 이 합성 수지로는 특별히 한정되는 것이 아니며, 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 아크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 셀룰로오스아세테이트, 내후성 염화 비닐 등을 들 수 있다. 그 중에서도 투명성, 강도가 높고, 리타데이션 값의 제어가 용이한 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리카보네이트가 바람직하고, 휨 성능이 개선된 폴리에틸렌테레프탈레이트가 특히 바람직하다.
상기 기재 필름의 두께(평균 두께)는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 10μm 이상 400μm 이하로 되어 있다. 상기 기재 필름의 두께가 상기 범위 미만이면 광 확산층 등의 광학층을 형성하기 위한 폴리머 조성물을 도공했을 때 컬(curl)이 발생하기 쉬워지는 등의 문제가 발생한다. 반대로, 상기 기재 필름의 두께가 상기 범위를 초과하면 액정 표시 장치의 휘도가 저하되어 버릴 수 있으며, 또한 백라이트 유닛의 두께가 커져 액정 표시 장치의 박형화의 요구에 반하게 되기도 한다.
상기 기재 필름은 면내의 위상차 값이 1000nm 이상인 것이 바람직하고, 5000nm 이상이 특히 바람직하다. 이러한 범위의 리타데이션 값을 갖는 기재 필름을 사용한 광학 시트 부재를 채용한 경우, 액정 표시 장치의 색 불균일을 보다 효과적으로 저감할 수 있다.
기재 필름의 제조 방법으로는 상기 목적으로 하는 범위의 지상축 각도, 면내 위상차 값 등의 광학 성능을 얻을 수 있다면 특별히 한정되는 것이 아니다. 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트를 채용한 경우, 연신 처리시에서의 연신 온도, 연신 배율, 이완 처리, 라인 스피드 등의 연신 조건을 조정함으로써 제어할 수 있다. 또한, 원단의 폭 방향(길이 방향에 대해 수직 방향)에 있어서 광학 성능의 편차가 있는 경우에는, 목적으로 하는 광학 성능을 갖는 폭 범위만을 선택적으로 사용할 수도 있다.
이러한 기재 필름의 단면 혹은 양면에 광학층을 적층하여 이루어지는 광학 시트 부재로서, 상기에서 예시한 확산 필름, 마이크로렌즈 시트, 렌즈 시트 등이 일반적으로 보급되어 있다.
확산 필름은 광원으로부터의 광을 균일하게 확산시켜 전면측에 출사하는 기능 및 광의 각도를 컨트롤하여 정면 휘도를 향상시키는 기능을 갖는 광학 부재로서, 통상적으로 광원과 액정 패널 사이(광원부터 액정 패널까지의 광 경로 상)에 배치된다. 백라이트의 면 광원이 확산판을 구비하는 경우, 확산 필름은 확산판과 액정 패널 사이에 배치된다.
확산 필름으로는 예를 들면, 광 투과성 기재 필름의 적어도 단면에 광 확산제가 분산된 투명 수지층(바인더층)이 형성된 것을 사용할 수 있다.
마이크로렌즈 시트는 광원으로부터의 광을 균일하게 확산시켜 전면측에 출사하는 기능 및 광선을 법선 방향 측으로 굴절함으로써 집광하고, 정면 휘도를 높이는 기능을 갖는 시트로서, 일반적으로 확산 필름과 비교하여 높은 정면 휘도 향상 능력을 나타낸다. 마이크로렌즈 시트로는 예를 들면, 투광성 기재 필름의 단면에 반구형(반구에 근사한 형상을 포함함)의 마이크로렌즈를 다수 개 기하학적으로 배치한 것을 사용할 수 있다.
렌즈 시트는 광원으로부터의 광을 집광하고, 정면 휘도를 높이는 기능을 갖는 시트로서, 상기 투명 수지의 표면에 특정 형상의 미세 요철을 형성한 것을 사용할 수 있다. 렌즈 시트에는 미세 요철 표면의 형상에 따라 렌티큘러 시트, 프리즘 시트 등이 있다. 예를 들면, 투광성 기재 필름의 단면에 복수 개의 렌즈열을 병렬로 배치한 것을 사용할 수 있다.
상기 광학 시트 부재는 본 발명의 목적을 손상하지 않는 범위에서 광 확산재, 충전재, 이형제, 자외선 흡수제, 산화 방지제 등의 안정제, 난연화제 등을 포함할 수도 있다. 또한 표면은 평활할 수도 있고, 광을 확산시키기 위한 미세한 요철이 설치될 수도 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 광학 시트 부재의 어느 것이나 바람직하게 적용할 수 있지만, 그 중에서도 확산 필름은 범용성이나 비용의 관점에서 본 발명에 특히 바람직하게 적용할 수 있다.
상기 확산 필름은 통상적으로 기재 필름에서의 적어도 광 출사측의 표면 상에 광학층으로서 광 확산제가 분산된 바인더층을 구비하고 있으며, 이러한 광 확산제에 의해 광학층을 이면으로부터 투과하는 광선을 균일하게 확산시킬 수 있다. 광학층의 평균 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 1μm 이상 30μm 이하 정도로 되어 있다.
광 확산제는 광선을 확산시키는 성질을 갖는 입자로서, 무기 필러와 유기 필러로 크게 나뉜다. 무기 필러로는 예컨대 실리카, 수산화 알루미늄, 산화 알루미늄, 산화 아연, 황화 바륨, 마그네슘실리케이트 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 유기 필러의 재료로는 예컨대 아크릴 수지, 아크릴로니트릴 수지, 폴리우레탄, 폴리염화 비닐, 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아미드 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도 투명성이 높은 아크릴 수지가 바람직하고, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)가 특히 바람직하다.
광 확산제의 형상으로는 특별히 한정되는 것이 아니며, 예컨대 구형, 방추 형상, 바늘형, 막대형, 입방형, 판형, 인편형, 섬유형 등을 들 수 있으며, 그 중에서도 광 확산성이 뛰어난 구형의 비드가 바람직하다. 광 확산제의 평균 입자 직경으로는 예컨대 1 내지 50μm, 보다 바람직하게는 3 내지 10μm이다. 광 확산제의 평균 입자 직경이 상기 범위를 벗어나는 경우, 확산 시트로서 필요한 광 확산성의 발현이 불충분해지거나 광 확산제의 기재 필름에의 균일한 확산이 어려워질 수 있다.
광 확산제의 배합량(고형분 환산)은 매트릭스인 바인더 100부에 대해 바람직하게는 10 내지 500부, 보다 바람직하게는 20 내지 300부, 더욱 바람직하게는 50 내지 200부이다. 광 확산제의 배합량이 상기 범위를 벗어나는 경우, 광 확산성이 불충분해지거나 바인더에 의한 광 확산제의 고정력이 저하할 수 있다.
바인더는 기재 폴리머를 포함하는 폴리머 조성물을 가교 경화시킴으로써 형성된다. 이 투명 수지를 형성하기 위한 폴리머 조성물은 기재 폴리머 외에 예컨대 미소 무기 충전제, 경화제, 가소제, 분산제, 각종 레벨링제, 자외선 흡수제, 항산화제, 점성 개질제, 윤활제, 광안정화제 등이 적당히 배합될 수도 있다.
상기 기재 폴리머로는 특별히 한정되는 것이 아니며, 예컨대 아크릴계 수지, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 불소계 수지, 실리콘계 수지, 폴리아미드이미드, 에폭시 수지, 자외선 경화형 수지 등을 들 수 있으며, 이들 폴리머를 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 바인더에 사용되는 기재 폴리머 자체는 광선의 투과성을 높이는 관점에서 투명한 것이 바람직하고, 무색 투명한 것이 특히 바람직하다.
상기 확산 필름의 제조 방법으로는 공지 기술을 채용할 수 있다. 예를 들면, 바인더층을 구성하는 폴리머 조성물에 광 확산제를 혼합하여 광학층용 조성물을 제조하고, 상기 광학층용 조성물을 기재 필름의 표면에 적층하고 경화시킴으로써 광학층을 형성하고, 확산 필름을 얻는 방법이 있다. 또한 이 때, 기재 필름의 광학층이 형성당하는 측과 반대의 면에 스티킹 방지층용 조성물을 적층하고 경화시킴으로써 스티킹 방지층을 형성하는 것도 바람직하다. 상기 광학층용 조성물 및 스티킹 방지층용 조성물을 기재 필름에 적층하는 수단으로는 특별히 한정되는 것이 아니며, 예컨대 바 코터, 블레이드 코터, 스핀 코터, 롤 코터, 그라비아 코터, 플로우 코터, 스프레이, 스크린 인쇄 등을 이용한 코팅 등을 이용하는 방법이 채용되며, 상기 조성물의 점도, 목적으로 하는 막 두께, 기재 필름의 표면 상태 등을 고려하여 최적의 것을 선택하여 수행한다.
이와 같이 하여 제작된 확산 필름의 원단으로부터 필요에 따른 치수로 확산 필름이 절단되어 백라이트에 탑재된다.
본 발명에 있어서는, 상기한 확산 필름으로 대표되는, 광학 이방성을 갖는 기재 필름으로 구성되는 광학 이방성을 갖는 광학 시트 부재를 백라이트에서의 액정 패널측의 최표면에 탑재하고, 그 때의 상기 광학 시트 부재의 지상축은 인접하는 광 입사측 편광판의 광원측 보호 필름의 지상축에 대해 60° 이하가 되도록 배치한다.
본 발명에 있어서, 광학 시트 부재의 지상축 각도, 면내 위상차 값 등의 광학 성능은 기재 필름의 광학 성능이 그대로 반영되기 때문에 기재 필름의 광학 성능을 목적으로 하는 범위 내로 조정하면 된다. 또한, 광학 시트 부재의 지상축 방향에 대해서는 광학 시트 원단으로부터 광학 시트 부재의 절단을 수행할 때의 위치 및 각도의 조절에 의해 본 발명의 범위로 제어 가능하다.
(광학 시트류)
상기 면 광원과 광학 시트 부재 사이에는 광학 시트류가 더 설치될 수도 있다. 상기 광학 시트류는 각종 백라이트용 광학 부재로부터 선택되는 것으로서, 백라이트에 있어서 액정 패널에 가장 가까운 표면에 배치되는 광학 시트 부재와 서로 다른 부재일 수도 있고, 동일한 부재만으로도 좋다. 광학 시트류의 구체적인 예로는 확산 필름, 마이크로렌즈 시트, 렌즈 시트, 반사형 편광 분리 필름 등을 들 수 있다.
(반사판)
본 발명에 있어서 사용되는 백라이트는 면 광원의 후면측(액정 패널과 반대측)에 배치되는 반사판을 더 구비하는 것이 바람직하다. 반사판은 면 광원의 후면측에 출사된 광을 반사시켜 전면측에 출사되는 광의 양을 향상시키는 기능을 갖는 고반사율을 갖는 광학 부재이다. 반사판으로는 예를 들면, 상기 투명 수지 중에 무기 필러, 안료 등의 첨가제를 분산시킨 것이나, 상기 투명 수지를 발포시킨 것을 사용할 수 있다.
<광학 부재 세트>
본 발명은 액정 셀 및 백라이트를 구비한 액정 표시 장치에 사용되는 광학 부재 세트에 관한 것이기도 하다. 광학 부재 세트란 액정 셀의 백라이트 측에 배치하기 위한 상기 광 입사측 편광판과, 백라이트의 액정 셀에 가장 가까운 위치에 배치하기 위한 상기 광학 이방성을 갖는 광학 시트 부재를 포함하는, 광학 부재의 조합이다. 광 입사측 편광판과 광학 시트 부재는 일체화되어 있을 필요는 없으며, 통상의 액정 표시 장치의 제조 공정에서 사용하기 위해서는 각각 별도의 부재인 것이 바람직하다.
광학 부재 세트를 구성하는 광 입사측 편광판은 전술한 광 입사측 편광판과 마찬가지로 폴리비닐알콜계 수지로 이루어지는 편광 필름과, 상기 편광 필름의 단면에 적층된 광학 이방성을 갖는 광원측 보호 필름을 가지고 있다. 광학 부재 세트를 이용하여 액정 표시 장치를 제조할 때에는, 광학 이방성을 갖는 광원측 보호 필름이 백라이트 측에 위치하도록 광 입사측 편광판이 배치되고, 백라이트 상의 액정 셀에 가장 가까운 표면에 광학 이방성을 갖는 광학 시트 부재가 배치된다. 이 때, 광 입사측 편광판 및 광학 시트 부재는 광원측 보호 필름의 지상축과, 광학 이방성을 갖는 광학 시트 부재의 지상축이 이루는 각도가 60° 이하가 되도록 배치된다.
또한, 광학 부재 세트를 구성하는 상기 광 입사측 편광판 및 상기 광학 시트 부재는 각각 직사각형의 형상으로서, 상기 광 입사측 편광판의 광원측 보호 필름의 지상축의 어긋남 각도 및 상기 광학 시트 부재의 지상축의 어긋남 각도 모두를 직사각형의 장변에 대해 45° 이내로 하거나, 상기 광 입사측 편광판의 광원측 보호 필름의 지상축의 어긋남 각도 및 상기 광학 시트 부재의 지상축의 어긋남 각도 모두를 직사각형의 단변에 대해 45° 이내로 한 후에 광 입사측 편광판과 광학 시트 부재의 장변 또는 단변을 맞추어 배치하는 것이 바람직하다. 일반적인 액정 표시 장치는 직사각형의 형상을 가지므로, 광 입사측 편광판의 광원측 보호 필름과 광학 시트 부재에 대해서도 이러한 배치 관계로 함으로써 밸런스 있게 효과적인 색 불균일 저감을 실현할 수 있다. 또한, 일반적인 액정 표시 장치의 생산 상 바람직하다. 당연히 이러한 경우에 있어서도, 광 입사측 편광판의 광원측 보호 필름의 지상축에 대해 광학 시트 부재의 지상축은 60° 이하가 되도록 배치한다.
실시예
이하, 실시예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것이 아니다.
이하의 예에서 사용한 광학 시트 부재는 다음과 같으며, 이하, 각각의 기호로 표시한다. 모두 대각 치수 40인치(=약 102cm)의 직사각형의 확산 필름이며, 폴리에틸렌테레프탈레이트를 기재 필름으로 했다. 면내 위상차 값(R0) 및 지상축 각도는 각각 위상차 필름·광학 재료 검사 장치 RETS(오쓰카 전자 주식회사 제조)로 측정했다.
(A) 확산 필름
면내 위상차 값(R0): 10000nm, 장변 방향에 대한 지상축의 어긋남 각도: 0°
(B) 확산 필름
면내 위상차 값(R0): 10000nm, 장변 방향에 대한 지상축의 어긋남 각도: 30°
(C) 확산 필름
면내 위상차 값(R0): 10000nm, 장변 방향에 대한 지상축의 어긋남 각도: 45°
(D) 확산 필름
면내 위상차 값(R0): 10000nm, 장변 방향에 대한 지상축의 어긋남 각도: 60°
(E) 확산 필름
면내 위상차 값(R0): 10000nm, 장변 방향에 대한 지상축이 어긋남 각도: 70°
또한, 이하의 예에서 사용한 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 두께는 제조사 호칭값으로 나타냈다. 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 면내 위상차 값(R0), Nz 계수 및 지상축 각도는 각각 위상차 필름·광학 재료 검사 장치 RETS(오쓰카 전자 주식회사 제조)로 측정했다.
또한, 환형 올레핀계 수지로 이루어지는 광학 보상 필름의 두께, 면내 위상차 값(R0) 및 두께 방향 위상차 값(Rth)은 제조사 호칭 값으로 나타냈다. 환형 올레핀계 수지로 이루어지는 광학 보상 필름의 두께, 면내 위상차 값(R0) 및 두께 방향 위상차 값(Rth)은 위상차 필름·광학 재료 검사 장치 RETS(오쓰카 전자 주식회사 제조)를 사용하여 실측했는데, 대략 동일한 값이 얻어졌다.
<실시예 1>
(a) 편광 필름의 제작
평균 중합도 약 2400, 비누화도 99.9 몰% 이상이고 두께 75μm인 폴리비닐알콜 필름을 30℃의 순수에 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.02/2/100인 수용액에 30℃에서 침지했다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 12/5/100인 수용액에 56.5℃에서 침지했다. 계속해서 8℃의 순수로 세정한 후, 65℃에서 건조하여 폴리비닐알콜에 요오드가 흡착 배향된 편광 필름을 얻었다. 연신은 주로 요오드 염색 및 붕산 처리의 공정에서 수행했고, 총 연신 배율은 5.3배였다.
(b) 점착제가 구비된 편광판의 제작
두께 38μm의 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(면내 위상차 값(R0): 1000nm, Nz 계수 7.0)의 접합면에 코로나 처리를 실시한 후, 지환식 에폭시 화합물을 함유하는 무용제의 활성 에너지선 경화성 접착제 조성물을 챔버 닥터를 구비하는 도공 장치에 의해 두께 2μm로 도공했다. 또한, 두께 73μm의 환형 올레핀계 수지로 이루어지는 광학 보상 필름(면내 위상차 값(R0): 63nm, 두께 방향 위상차 값(Rth): 225nm)의 접합면에 코로나 처리를 실시한 후, 상기와 동일한 접착제 조성물을 동일한 장치로 두께 2μm로 도공했다.
이어서, 즉시 상기 (a)에서 얻어진 편광 필름의 단면에 상기 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을, 다른 한쪽 면에 상기 광학 보상 필름을 각각의 접착제 조성물의 도공면을 통해 접합 롤에 의해 접합했다. 이 때, 편광 필름의 투과축과 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 지상축의 어긋남은 0°로 했다. 그 후, 이 적층물의 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름측으로부터, 메탈할라이드 램프를 320 내지 400nm의 파장에서의 적산 광량이 600mJ/cm2가 되도록 조사하여 양면의 접착제를 경화시켰다. 나아가, 얻어진 편광판의 광학 보상 필름의 외면에 두께 25μm의 아크릴계 점착제의 층(세퍼레이트 필름이 구비됨)을 설치했다.
(c) 액정 표시 장치의 제작
소니(주) 제조의 수직 배향 모드의 액정 표시 장치 "BRAVIA"(대각 치수 40 인치=약 102cm)의 액정 패널로부터 광 출사측 편광판을 벗기고, 그 대신 시판 편광판(스미칼란(Sumikalan) SRW842E-GL5, 스미토모 화학(주) 제조)을 오리지널의 편광판과 동일한 축 방향에서 그 점착제층 측에서 접착했다. 또한, 광 입사측 편광판도 벗기고, 그 대신 상기 (b)에서 제작한 점착제층이 구비된 편광판으로부터 세퍼레이트 필름을 벗긴 것을 오리지널의 편광판과 동일한 축 방향에서 그 점착제층 측에서 접착했다(편광 필름의 흡수축 및 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 지상축이 패널의 장변 방향으로 일치하는 축 방향). 계속해서, 상기 액정 표시 장치로부터 백라이트의 확산판 상에 배치되어 있는 광학 시트 부재를 모두 제거하고, 그 대신 상기 (A)의 확산 필름을 배치했다. 이와 같이 하여 광 입사측 편광판의 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 지상축에 대한 확산 필름의 지상축의 어긋남 각도(축 어긋남 각도)가 0°가 되는 액정 표시 장치를 제작했다. 얻어진 액정 표시 장치에 대해 육안으로 관찰했더니, 비스듬한 방향의 색 불균일(간섭 얼룩)은 약했고 시인성은 양호했다.
<실시예 2>
상기 (B)의 확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 축 어긋남 각도가 30°가 되는 액정 표시 장치를 제작했다. 얻어진 액정 표시 장치에 대해 육안으로 관찰했더니 비스듬한 방향의 색 불균일(간섭 얼룩)은 약했고 시인성은 양호했다.
<실시예 3>
상기 (C)의 확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 축 어긋남 각도가 45°가 되는 액정 표시 장치를 제작했다. 얻어진 액정 표시 장치에 대해 육안으로 관찰했더니, 비스듬한 방향의 색 불균일(간섭 얼룩)은 약했고 시인성은 양호했다.
<실시예 4>
상기 (D)의 확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 축 어긋남 각도가 60°가 되는 액정 표시 장치를 제작했다. 얻어진 액정 표시 장치에 대해 육안으로 관찰했더니, 비스듬한 방향의 색 불균일(간섭 얼룩)은 비교적 약했고 시인성은 양호했다.
<비교예 1>
상기 (E)의 확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 축 어긋남 각도가 70°가 되는 액정 표시 장치를 제작했다. 얻어진 액정 표시 장치에 대해 육안으로 관찰했더니, 비스듬한 방향의 색 불균일(간섭 얼룩)은 강했고 시인성은 뒤떨어졌다.
<실시예 5>
편광 필름의 광원측 보호 필름으로서 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(면내 위상차 값(R0): 4000nm, Nz 계수 1.8)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 축 어긋남 각도가 0°가 되는 액정 표시 장치를 제작했다. 얻어진 액정 표시 장치에 대해 육안으로 관찰했더니, 비스듬한 방향의 색 불균일(간섭 얼룩)은 약했고 시인성은 양호했다.
<실시예 6>
상기 (B)의 확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 5와 동일한 방법으로 축 어긋남 각도가 30°가 되는 액정 표시 장치를 제작했다. 얻어진 액정 표시 장치에 대해 육안으로 관찰했더니, 비스듬한 방향의 색 불균일(간섭 얼룩)은 약했고 시인성은 양호했다.
<실시예 7>
상기 (C)의 확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 5와 동일한 방법으로 축 어긋남 각도가 45°가 되는 액정 표시 장치를 제작했다. 얻어진 액정 표시 장치에 대해 육안으로 관찰했더니, 비스듬한 방향의 색 불균일(간섭 얼룩)은 약했고 시인성은 양호했다.
<실시예 8>
상기 (D)의 확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 5와 동일한 방법으로 축 어긋남 각도가 60°가 되는 액정 표시 장치를 제작했다. 얻어진 액정 표시 장치에 대해 육안으로 관찰했더니, 비스듬한 방향의 색 불균일(간섭 얼룩)은 비교적 약했고 시인성은 양호했다.
<비교예 2>
상기 (E)의 확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 5와 동일한 방법으로 축 어긋남 각도가 70°가 되는 액정 표시 장치를 제작했다. 얻어진 액정 표시 장치에 대해 육안으로 관찰했더니, 비스듬한 방향의 색 불균일(간섭 얼룩)은 강했고 시인성이 뒤떨어졌다.
각 예에 대해 광 입사측 편광판에서의 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 지상축에 대한 확산 필름의 지상축의 어긋남 각도와 시험 결과를 표 1에 정리했다. 표 1에 있어서 축 어긋남 각도란 액정 표시 장치에 있어서, 광 입사측 편광판의 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 지상축에 대한 확산 필름의 지상축의 어긋남 각도를 나타내고 있다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8 비교예 2
축 어긋남 각도(°) 0 30 45 60 70 0 30 45 60 70
광원측 보호 필름의 Nz 계수 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8
불균일 강도 약함 약함 약함 비교적 약함 강함 약함 약함 약함 비교적 약함 강함
표 1에 나타낸 바와 같이, 축 어긋남 각도가 60° 이하인 실시예 1 내지 8에 대해서는 액정 표시 장치에서의 색 불균일이 약하고 시인성이 뛰어난 효과가 인정되었다. 한편으로, 축 어긋남 각도가 60°보다 높은 비교예 1 및 2에 대해서는 색 불균일이 강하고 시인성이 뒤떨어졌다.
10…면 광원
11…반사판
12…광학 시트 부재
20…백라이트
30…광 입사측 편광판
40…광 출사측 편광판
31, 41…편광 필름
32…광원측 보호 필름
42…보호 필름
33, 43…셀측 보호 필름 또는 광학 보상 필름
34, 44…점착제층
50…액정 셀
60…점착제층이 구비된 광 입사측 편광판
70…점착제층이 구비된 광 출사측 편광판
80…액정 패널

Claims (12)

  1. 백라이트 및 상기 백라이트 상에 배치된 액정 패널을 구비한 액정 표시 장치로서,
    상기 액정 패널은 액정 셀과 상기 액정 셀의 양면에 접합된 편광판을 포함하고,
    상기 편광판 중 액정 셀의 백라이트 측에 배치되는 광 입사측 편광판은, 폴리비닐알콜계 수지로 이루어지는 편광 필름과, 상기 편광 필름의 백라이트 측에 적층된 광학 이방성을 갖는 광원측 보호 필름을 가지며,
    상기 백라이트는 직하형 또는 사이드라이트형의 면 광원과 상기 액정 패널에 가장 가까운 위치에 배치된 광학 이방성을 갖는 광학 시트 부재를 포함하고,
    상기 광원측 보호 필름의 지상축과 상기 광학 시트 부재의 지상축이 이루는 각도가 45°이하가 되도록 상기 광원측 보호 필름과 상기 광학 시트 부재가 배치되는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광원측 보호 필름의 면내의 위상차 값이 200nm 이상인 액정 표시 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광원측 보호 필름이 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름인 액정 표시 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광학 시트 부재가 확산 필름, 마이크로렌즈 필름 및 렌즈 시트로 이루어지는 군에서 선택되는 액정 표시 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 면내의 지상축 방향의 굴절률을 nx, 면내에서 지상축과 직교하는 방향의 굴절률을 ny, 두께 방향의 굴절률을 nz라고 했을 때, 상기 광원측 보호 필름에서의 (nx-nz)/(nx-ny)로 표시되는 Nz 계수가 4 이상 또는 2 미만인 액정 표시 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광학 시트 부재의 면내의 위상차 값이 1000nm 이상인 액정 표시 장치.
  7. 액정 셀 및 백라이트를 구비한 액정 표시 장치에 이용되는 광학 부재 세트로서,
    상기 액정 셀의 상기 백라이트 측에 배치하기 위한 광 입사측 편광판과,
    상기 백라이트의 상기 액정 셀에 가장 가까운 위치에 배치하기 위한 광학 이방성을 갖는 광학 시트 부재를 포함하고,
    상기 광 입사측 편광판은 폴리비닐알콜계 수지로 이루어지는 편광 필름과 상기 편광 필름의 단면에 적층된 광학 이방성을 갖는 광원측 보호 필름을 가지며, 액정 표시 장치에 이용할 때, 상기 광 입사측 편광판은 상기 광원측 보호 필름이 상기 백라이트 측이 되도록 배치되고, 상기 광원측 보호 필름의 지상축과 상기 광학 시트 부재의 지상축이 이루는 각도가 45°이하가 되도록 상기 광원측 보호 필름과 상기 광학 시트 부재가 배치되는 광학 부재 세트.
  8. 제7항에 있어서, 상기 광원측 보호 필름의 면내의 위상차 값이 200nm 이상인 광학 부재 세트.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 광원측 보호 필름이 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름인 광학 부재 세트.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 광학 시트 부재가 확산 필름, 마이크로렌즈 필름 및 렌즈 시트로 이루어지는 군에서 선택되는 광학 부재 세트.
  11. 제7항 또는 제8항에 있어서, 면내의 지상축 방향의 굴절률을 nx, 면내에서 지상축과 직교하는 방향의 굴절률을 ny, 두께 방향의 굴절률을 nz라고 했을 때, 상기 광원측 보호 필름에서의 (nx-nz)/(nx-ny)로 표시되는 Nz 계수가 4 이상 또는 2 미만인 광학 부재 세트.
  12. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 광학 시트 부재는 면내의 위상차 값이 1000nm 이상인 광학 부재 세트.
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