KR102239407B1 - 광학 부재, 그리고, 그 광학 부재를 사용한 편광판 세트 및 액정 표시 장치 - Google Patents

광학 부재, 그리고, 그 광학 부재를 사용한 편광판 세트 및 액정 표시 장치 Download PDF

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Abstract

기계적 강도가 우수하고, 우수한 색상을 갖고, 또한, 시야각에 의존한 색상 변화가 작은 액정 표시 장치를 실현할 수 있는 광학 부재를 제공한다. 본 발명의 광학 부재는, 프리즘 시트와 광학 기능 요소가 일체화되어 있고, 프리즘 시트는, 평탄한 제 1 주면과 그 제 1 주면과 반대측으로 볼록해지는 기둥 모양의 단위 프리즘이 복수 배열되어 있는 제 2 주면을 갖고, 프리즘 시트의 제 2 주면의 단위 프리즘에 의한 볼록부는, 광학 기능 요소의 일방의 주면에 첩합되어 있다.

Description

광학 부재, 그리고, 그 광학 부재를 사용한 편광판 세트 및 액정 표시 장치
본 발명은 광학 부재, 편광판 세트 및 액정 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 프리즘 시트와 광학 기능 요소가 일체화된 광학 부재, 그리고, 당해 광학 부재를 사용한 편광판 세트 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 디스플레이로서, 면광원 장치를 사용한 액정 표시 장치의 보급에는 놀랄 만한 것이 있다. 예를 들어, 에지 라이트형 면광원 장치를 구비하는 액정 표시 장치에서는, 광원으로부터 출사된 광은, 도광판에 입사하고, 도광판의 출광면 (액정 셀 측면) 과 이면에서 전반사를 반복하면서 전파한다. 도광판 내를 전파하는 광의 일부는, 도광판의 이면 등에 형성된 광 산란체 등에 의해 진행 방향이 바뀌어 출광면으로부터 도광판 외로 출사한다. 도광판의 출광면으로부터 출사한 광은, 확산 시트, 프리즘 시트, 휘도 향상 필름 등의 각종 광학 시트에 의해 확산·집광된 후, 액정 셀의 양측에 편광판이 배치된 액정 표시 패널에 입사한다. 액정 셀의 액정층의 액정 분자는 화소마다 구동되고, 입사광의 투과 및 흡수를 제어한다. 그 결과, 화상이 표시된다. 상기 프리즘 시트는, 대표적으로는, 액정 표시 장치에 있어서 배면측 편광판과 별도 배치로 사용된다. 구체적으로는, 프리즘 시트는, 면광원 장치의 케이싱에 끼워넣어지고, 도광판의 출사면에 근접하여 형성된다.
한편, 액정 표시 장치의 성능 개선에 대한 요망의 하나로서, 색 재현성의 향상을 들 수 있다. 이와 같은 요망에 관련하여, 최근, 발광 재료로서 양자 도트가 주목을 받고 있고, 양자 도트를 사용한 양자 도트 필름이 제품화되어 있다. 백라이트로부터 양자 도트 필름에 광이 입사하면, 양자 도트가 여기되어 형광을 발광한다. 예를 들어, 청색 LED 의 백라이트를 사용하면, 양자 도트 필름에 의해 청색 광의 일부가 적색 광 및 녹색 광으로 변환되고, 청색 광의 일부는 그대로 청색 광으로서 출사된다. 그 결과, 백색광을 실현할 수 있다. 또한, 이와 같은 양자 도트 필름을 사용함으로써, NTSC 비 100 ％ 이상의 색 재현성이 실현될 수 있는 것으로 알려져 있다.
그러나, 배면측 편광판과 프리즘 시트를 별도 배치로 사용하는 액정 표시 장치는, 양자 도트 필름을 조합하여 사용해도, 색상이 뉴트럴하지 않고, 황색미가 크다는 문제가 있다.
일본 공개특허공보 2015-111518호
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는, 기계적 강도가 우수하고, 우수한 색상을 갖고, 또한, 시야각에 의존한 색상 변화가 작은 액정 표시 장치를 실현할 수 있는 광학 부재를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 파장 변환층이 부착된 광학 부재는, 파장 변환층과 프리즘 시트와 광학 기능 요소가 이 순서로 일체화되어 있고, 그 프리즘 시트는, 평탄한 제 1 주면 (主面) 과 그 제 1 주면과 반대측으로 볼록해지는 기둥 모양의 단위 프리즘이 복수 배열되어 있는 제 2 주면을 갖고, 그 프리즘 시트의 제 2 주면의 단위 프리즘에 의한 볼록부는, 그 광학 기능 요소의 일방의 주면에 첩합 (貼合) 되어 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 광학 기능 요소는, 반사형 편광자를 포함하고, 상기 프리즘 시트의 제 2 주면의 단위 프리즘에 의한 볼록부는, 그 반사형 편광자의 일방의 주면에 첩합되어 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 광학 기능 요소는, 흡수형 편광자를 포함하는 편광판을 포함하고, 상기 프리즘 시트의 제 2 주면의 단위 프리즘에 의한 볼록부는, 그 편광판의 일방의 주면에 첩합되어 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 광학 기능 요소는, 흡수형 편광자를 포함하는 편광판과 반사형 편광자를 포함하고, 상기 프리즘 시트의 제 2 주면의 단위 프리즘에 의한 볼록부는, 그 반사형 편광자의 그 편광판과 반대측의 주면에 첩합되어 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 광학 기능 요소는, 상기 반사형 편광자의 상기 프리즘 시트와 반대측에 광 확산층을 추가로 갖는다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 광학 기능 요소는, 광 확산층과 흡수형 편광자를 포함하는 편광판과 반사형 편광자를 상기 프리즘 시트측으로부터 이 순서로 갖고, 그 프리즘 시트의 제 2 주면의 단위 프리즘에 의한 볼록부는, 그 광 확산층의 그 편광판과 반대측의 주면에 첩합되어 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 광학 기능 요소는, 상기 편광판과 상기 반사형 편광자의 사이에 광 확산층을 추가로 갖는다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 파장 변환층과 상기 프리즘 시트의 사이에, 굴절률이 1.3 이하인 저굴절률층을 추가로 갖는다.
하나의 실시형태에 있어서는, 파장 변환층이 부착된 광학 부재는, 상기 프리즘 시트의 상기 광학 기능 요소와 반대측에 다른 프리즘 시트를 추가로 갖고, 그 다른 프리즘 시트로부터 그 광학 기능 요소까지가 일체화되어 있고, 그 다른 프리즘 시트는, 평탄한 제 1 주면과 그 제 1 주면과 반대측으로 볼록해지는 기둥 모양의 단위 프리즘이 복수 배열되어 있는 제 2 주면을 갖고, 그 다른 프리즘 시트의 제 2 주면의 단위 프리즘에 의한 볼록부는, 그 프리즘 시트의 제 1 주면에 첩합되어 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 파장 변환층과 상기 다른 프리즘 시트의 사이에, 굴절률이 1.3 이하인 저굴절률층을 추가로 갖는다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 편광판 세트가 제공된다. 이 편광판 세트는, 배면측 편광판으로서 사용되는 상기의 파장 변환층이 부착된 광학 부재와, 시인측 편광판을 포함한다.
본 발명의 또 다른 국면에 의하면, 액정 표시 장치가 제공된다. 이 액정 표시 장치는, 액정 셀과, 그 액정 셀의 시인측에 배치된 시인측 편광판과, 그 액정 셀의 시인측과 반대측에 배치된 상기의 파장 변환층이 부착된 광학 부재를 갖는다.
본 발명의 또 다른 국면에 의하면, 액정 표시 장치가 제공된다. 이 액정 표시 장치는, 액정 셀과, 그 액정 셀의 시인측에 배치된 시인측 편광판과, 그 액정 셀의 시인측과 반대측에 배치된 파장 변환 부재 및 광학 부재를 갖고, 그 광학 부재가 광학 기능 요소와 프리즘 시트를 갖고, 그 광학 기능 요소와 그 프리즘 시트가 그 액정 셀측으로부터 이 순서로 일체화되어 있고, 그 프리즘 시트가, 평탄한 제 1 주면과 그 제 1 주면과 반대측으로 볼록해지는 기둥 모양의 단위 프리즘이 복수 배열되어 있는 제 2 주면을 갖고, 그 프리즘 시트의 제 2 주면의 단위 프리즘에 의한 볼록부가, 그 광학 기능 요소의 일방의 주면에 첩합되어 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 광학 기능 요소는, 반사형 편광자를 포함하고, 상기 프리즘 시트의 제 2 주면의 단위 프리즘에 의한 볼록부는, 그 반사형 편광자의 일방의 주면에 첩합되어 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 광학 기능 요소는, 흡수형 편광자를 포함하는 편광판을 포함하고, 상기 프리즘 시트의 제 2 주면의 단위 프리즘에 의한 볼록부는, 그 편광판의 일방의 주면에 첩합되어 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 광학 기능 요소는, 흡수형 편광자를 포함하는 편광판과 반사형 편광자를 포함하고, 상기 프리즘 시트의 제 2 주면의 단위 프리즘에 의한 볼록부는, 그 반사형 편광자의 그 편광판과 반대측의 주면에 첩합되어 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 광학 기능 요소는, 상기 반사형 편광자의 상기 프리즘 시트와 반대측에 광 확산층을 추가로 갖는다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 광학 기능 요소는, 광 확산층과 흡수형 편광자를 포함하는 편광판과 반사형 편광자를 상기 프리즘 시트측으로부터 이 순서로 갖고, 그 프리즘 시트의 제 2 주면의 단위 프리즘에 의한 볼록부는, 그 광 확산층의 그 편광판과 반대측의 주면에 첩합되어 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 광학 기능 요소는, 상기 편광판과 상기 반사형 편광자의 사이에 광 확산층을 추가로 갖는다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 광학 부재는, 상기 프리즘 시트의 상기 광학 기능 요소와 반대측에 다른 프리즘 시트를 추가로 갖고, 그 다른 프리즘 시트로부터 그 광학 기능 요소까지가 일체화되어 있고, 그 다른 프리즘 시트는, 평탄한 제 1 주면과 그 제 1 주면과 반대측으로 볼록해지는 기둥 모양의 단위 프리즘이 복수 배열되어 있는 제 2 주면을 갖고, 그 다른 프리즘 시트의 제 2 주면의 단위 프리즘에 의한 볼록부는, 그 프리즘 시트의 제 1 주면에 첩합되어 있다.
본 발명에 의하면, 프리즘 시트와 광학 기능 요소를 일체화한 광학 부재에 있어서, 프리즘 시트의 단위 프리즘에 의한 볼록부와 광학 기능 요소의 소정의 평탄면을 첩합함으로써, 기계적 강도가 우수하고, 우수한 색상을 갖고, 또한, 시야각에 의존한 색상 변화가 작은 액정 표시 장치를 실현할 수 있는 광학 부재를 제공할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 광학 부재를 설명하는 개략 단면도이다.
도 2 는, 본 발명의 다른 실시형태에 의한 광학 부재를 설명하는 개략 단면도이다.
도 3 은, 본 발명의 광학 부재에 사용될 수 있는 반사형 편광자의 일례의 개략 사시도이다.
도 4 는, 실시예 및 비교예에서 얻어진 액정 표시 장치의 컬러 시프트를 나타내는 색도도이다.
A. 광학 부재의 전체 구성
먼저, 광학 부재의 전체 구성에 대해, 도면을 참조하여 대표적인 실시형태를 설명한다. 각 도면에 있어서, 동일한 구성 요소는 동일 부호를 붙이고, 중복된 설명은 생략한다. 또, 보기 쉽게 하기 위해서, 도면에 있어서의 각 층의 두께의 비율은 실제와는 상이하다. 또한, 광학 부재의 구성 요소에 대해서는, B 항 ∼ H 항에서 상세하게 설명한다.
도 1 은, 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 광학 부재를 설명하는 개략 단면도이다. 광학 부재 (100) 는, 프리즘 시트 (10) 와 광학 기능 요소 (20) 가 일체화되어 있다. 이와 같이, 프리즘 시트를 광학 부재에 장착하여 일체화함으로써, 프리즘 시트와 인접하는 층의 사이의 공기층을 배제할 수 있기 때문에, 액정 표시 장치의 박형화에 기여할 수 있다. 액정 표시 장치의 박형화는, 디자인의 선택 폭을 넓히므로, 상업적인 가치가 크다. 또한, 프리즘 시트를 일체화함으로써, 프리즘 시트를 면광원 장치 (백라이트 유닛, 실질적으로는 도광판) 에 장착할 때의 스침에 의한 프리즘 시트의 흠집 발생을 회피할 수 있으므로, 그러한 흠집에서 기인하는 표시의 흐림을 방지할 수 있고, 또한, 기계적 강도가 우수한 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
광학 기능 요소 (20) 는, 목적에 따라 임의의 적절한 광학 기능층 및/또는 광학 필름을 포함한다. 광학 기능층은, 단일 층이어도 되고, 적층 구조를 갖고 있어도 된다. 광학 필름도 또한, 단일 필름이어도 되고, 적층 필름이어도 된다. 이들의 구체예로는, 편광판, 위상차층 또는 위상차 필름, 반사형 편광자 또는 휘도 향상 필름, 광 확산층 또는 광 확산 소자, 굴절률 조정층 (예를 들어, 저굴절률층, 고굴절률층), 도전성 필름, 고분자 분산형 액정을 들 수 있다. 위상차층 또는 위상차 필름은, 목적에 따라 임의의 적절한 광학 특성 (예를 들어, 굴절률 특성, 면내 위상차, 두께 방향 위상차, Nz 계수, 파장 분산 특성) 을 가질 수 있다. 대표적으로는, 광학 기능 요소 (20) 는, 편광판, 반사형 편광자, 및 이들의 조합을 포함한다. 도시 예에서는, 광학 기능 요소 (20) 는, 프리즘 시트측으로부터 순서로 반사형 편광자 (21) 및 편광판 (23) 을 포함하는 실시형태가 나타나 있지만, 반사형 편광자 (21) 및 편광판 (23) 중 어느 일방은 생략되어도 된다. 편광판 (23) 은, 대표적으로는, 흡수형 편광자 (25) 와, 흡수형 편광자 (25) 의 편측에 배치된 보호층 (26) 과, 흡수형 편광자 (25) 의 다른 일방의 측에 배치된 보호층 (27) 을 갖는다.
프리즘 시트 (10) 는, 대표적으로는, 기재부 (11) 와 프리즘부 (12) 를 갖는다. 프리즘 시트 (10) 는, 평탄한 제 1 주면 (기재부 (11) 의 평탄면) 과, 제 1 주면과 반대측의 요철 형상을 갖는 제 2 주면 (제 1 주면과 반대측에 복수 배열된 기둥 모양의 단위 프리즘 (13) 에 의한 볼록부를 갖는 면) 을 갖는다. 본 발명의 실시형태에 있어서는, 프리즘 시트 (10) 의 제 2 주면의 단위 프리즘 (13) 에 의한 볼록부가, 광학 기능 요소 (20) 의 일방의 주면에 첩합되어 있다. 도시 예에서는, 프리즘 시트 (10) 의 제 2 주면의 단위 프리즘 (13) 에 의한 볼록부는, 반사형 편광자 (21) 의 편광판 (23) 과는 반대측의 주면에 첩합되어 있다. 결과적으로, 프리즘 시트 (10) 의 제 2 주면의 오목부와 광학 기능 요소 (20) (도시 예에서는 반사형 편광자 (21)) 의 사이에 공극부가 규정되어 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 광학 부재를 액정 표시 장치에 적용한 경우에, 우수한 색상과 시야각에 의한 색상 변화의 억제를 동시에 실현할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서는, 이와 같은 프리즘 시트 (실질적으로는, 단위 프리즘) 의 볼록부만의 접착을 편의상 「점접착」 이라고 칭하는 경우가 있다. 이와 같은 점접착은, 광학 부재를 후술하는 파장 변환층과 조합하여 사용함으로써, 그 효과가 현저한 것이 된다. 특히, 파장 변환층과 조합하여 사용한 경우의, 액정 표시 장치의 색상 (황색미라고 하는 문제) 을 현저하게 개선할 수 있다. 상세한 내용은 이하와 같다. 액정 표시 장치에 적용되는 파장 변환층은, 입사한 청색 ∼ 청자색 광의 일부를 녹색 광 및 적색 광으로 변환하고, 일부를 청색 광으로서 그대로 출사함으로써, 적색 광과 녹색 광과 청색 광의 조합에 의해 백색 광을 실현한다. 또, 액정 표시 장치에 적용되는 파장 변환층은, 구성 재료 및 광 흡수의 관계로부터, 황색 ∼ 등색 (橙色) 인 경우가 많다. 프리즘 시트는, 대표적으로는, 그 재귀 반사를 이용함으로써 파장 변환층 단독으로는 불충분한 색 변환 효율을 보충하고, 휘도 및 색상을 향상시키기 위해서 사용된다. 그러나, 정면 방향과 비스듬한 방향에서는 재귀 반사되는 확률 및 광로 길이가 상이하고, 비스듬한 방향의 색상은 정면에 비해 과잉되게 청색으로 변환되어 버리기 때문에, 녹색 ∼ 등색, 혹은 적색 등으로 보여 버려, 화상 표시 장치의 표시 품위의 저하를 초래하는 경우가 많다. 본 발명의 실시형태에 의하면, 점접착을 채용함으로써, 당해 점접착 부분에 있어서 공기층이 배제되어 광의 확산 및 재귀 반사의 확률이 변화하고, 프리즘 시트를 단순히 재치 (載置) (별도 배치) 하는 구성에 비해, 정면 방향으로 향하는 광이 증가한다. 그 결과, 정면 및 비스듬한 방향 (특히, 비스듬한 방향) 의 색상 밸런스를 개선할 수 있다. 나아가서는, 점접착의 정도 (예를 들어, 점접착 부분의 수, 위치, 점접착에 사용되는 접착제의 두께) 를 조정함으로써, 정면 및 비스듬한 방향의 양방에 있어서 휘도 및 색상의 원하는 밸런스를 실현할 수 있다. 게다가, 점접착의 정도를 조정하여 소정의 공극도를 갖는 공극부를 형성함으로써, 더욱 우수한 휘도 및 색상을 실현할 수 있다.
광학 부재 (100) 는, 필요에 따라 도시 예와 같이, 프리즘 시트 (10) 의 광학 기능 요소 (20) 와 반대측에 파장 변환층 (40) (파장 변환 부재) 을 추가로 갖고 있어도 된다. 파장 변환층 (40) 은, 광학 부재 (100) 에 일체화되어 있어도 되고 (즉, 파장 변환층 (40) 으로부터 광학 기능 요소 (20) 까지가 일체화되어 있어도 되고), 일체화되어 있지 않아도 된다. 이하의 설명에서는, 파장 변환층이 일체화되어 있지 않은 광학 부재와 구별하기 위해서, 파장 변환층이 일체화된 광학 부재를 「파장 변환층이 부착된 광학 부재」 라고 하는 경우가 있다. 또, 파장 변환층 (40) 은 프리즘 시트 (10) 보다 더욱 상측 (즉, 시인측) 에 배치될 수 있다. 예를 들어, 파장 변환층 (40) 을 액정 표시 장치에 적용하는 경우, 프리즘 시트 (10) 의 백라이트 유닛과는 반대측에 파장 변환층 (40) 을 배치해도 되고, 액정 셀의 내부에 파장 변환층 (40) 을 장착해도 된다. 파장 변환층을 형성함으로써, 점접착의 효과가 현저한 것이 된다. 또, 파장 변환층을 형성함으로써, 광학 부재를 액정 표시 장치에 적용한 경우에 표시 불균일을 양호하게 억제할 수 있다.
도 2 는, 본 발명의 다른 실시형태에 의한 광학 부재를 설명하는 개략 단면도이다. 광학 부재 (101) 는, 프리즘 시트 (10) 의 광학 기능 요소 (20) 와 반대측에, 다른 프리즘 시트 (30) 를 추가로 갖는다. 이하, 편의상, 프리즘 시트 (10) 를 제 1 프리즘 시트, 다른 프리즘 시트 (30) 를 제 2 프리즘 시트라고 칭하는 경우가 있다. 본 실시형태에 있어서는, 제 2 프리즘 시트 (30) 로부터 광학 기능 요소 (20) 까지가 일체화되어 있다. 또, 파장 변환층 (40) 은, 제 2 프리즘 시트 (30) 의 제 1 프리즘 시트 (10) 와 반대측에 형성된다. 제 2 프리즘 시트 (30) 는, 대표적으로는, 기재부 (31) 와 프리즘부 (32) 를 갖는다. 제 2 프리즘 시트 (30) 는, 평탄한 제 1 주면 (기재부 (31) 의 평탄면) 과, 제 1 주면과 반대측의 요철 형상을 갖는 제 2 주면 (제 1 주면과 반대측에 복수 배열된 기둥 모양의 단위 프리즘 (33) 에 의한 볼록부를 갖는 면) 을 갖는다. 본 실시형태에 있어서는, 제 2 프리즘 시트 (30) 의 제 2 주면의 단위 프리즘 (33) 에 의한 볼록부가, 제 1 프리즘 시트 (10) 의 제 1 주면에 첩합되어 있다. 즉, 제 2 프리즘 시트 (30) 는, 제 1 프리즘 시트 (10) 에 점접착되어 있다. 결과적으로, 제 2 프리즘 시트 (30) 의 제 2 주면의 오목부와 제 1 프리즘 시트 (10) 의 사이에 공극부가 규정되어 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 광학 부재는, 광 확산층 (도시하지 않음) 을 추가로 갖고 있어도 된다. 도 1 및 도 2 에 나타나는 실시형태에 있어서는, 광 확산층은, 반사형 편광자 (21) 와 편광판 (23) 의 사이에 형성될 수 있다. 편광판 (23) 이 생략되어 있는 실시형태에 있어서는, 광 확산층은, 반사형 편광자 (21) 의 제 1 프리즘 시트 (10) 와 반대측에 형성될 수 있다. 반사형 편광자 (21) 가 생략되어 있는 실시형태에 있어서는, 광 확산층은, 편광판 (23) 의 제 1 프리즘 시트 (10) 측에 형성될 수 있다. 또, 광학 부재는, 필요에 따라, 파장 변환층 (40) 의 적어도 일방의 측에, 파장 변환층 (40) 에 인접하는 배리어층 (도시하지 않음) 을 추가로 갖고 있어도 된다. 도 1 에 나타내는 실시형태에 있어서는, 배리어층은, 프리즘 시트 (10) 와 파장 변환층 (40) 의 사이, 및/또는 파장 변환층 (40) 의 프리즘 시트 (10) 와는 반대측에 형성될 수 있다. 도 2 에 나타나는 실시형태에 있어서는, 배리어층은, 제 2 프리즘 시트 (30) 와 파장 변환층 (40) 의 사이, 및/또는 파장 변환층 (40) 의 제 2 프리즘 시트 (30) 와는 반대측에 형성될 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 광학 부재는, 저굴절률층 (도시하지 않음) 을 추가로 갖고 있어도 된다. 저굴절률층은, 대표적으로는, 제 1 프리즘 시트 (10) 와 반사형 편광자 (21) (생략되는 경우에는 편광판 (23)) 의 사이, 그리고/혹은, 제 1 프리즘 시트 (10) (또는 제 2 프리즘 시트 (30)) 와 파장 변환층 (40) 의 사이 (제 1 또는 제 2 프리즘 시트와 파장 변환층의 사이에 배리어층이 형성되는 경우에는, 제 1 또는 제 2 프리즘 시트와 배리어층의 사이) 에 형성될 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 본 발명의 광학 부재는 장척상 (長尺狀) 일 수 있다. 즉, 광학 부재의 각 구성 요소도 또한 장척상일 수 있다. 장척상의 광학 부재는, 롤 투 롤에 의해 제조할 수 있기 때문에, 제조 효율이 우수하다.
광학 부재의 각 구성 요소는, 임의의 적절한 접착층 (예를 들어, 접착제층, 점착제층：도시하지 않음) 을 개재하여 적층될 수 있다.
상기의 실시형태는 적절히 조합해도 되고, 상기의 실시형태에 있어서의 구성 요소에 당업계에서 자명한 개변을 더해도 된다.
B. 프리즘 시트
B-1. 제 1 프리즘 시트
상기한 바와 같이, 제 1 프리즘 시트 (10) 는, 대표적으로는, 기재부 (11) 와 프리즘부 (12) 를 갖는다. 제 1 프리즘 시트 (10) 는, 본 발명의 광학 부재가 액정 표시 장치의 백라이트측에 배치된 경우에, 백라이트 유닛으로부터 출사된 편광 광을, 그 편광 상태를 유지한 상태로, 프리즘부 (12) 내부에서의 전반사 등에 의해, 액정 표시 장치의 대략 법선 방향으로 최대 강도를 갖는 편광 광으로서 편광판으로 유도한다. 기재부 (11) 는, 목적 및 프리즘 시트의 구성에 따라 생략되어도 된다. 예를 들어, 제 1 프리즘 시트의 기재부 측에 인접하는 층이 지지 부재로서 기능할 수 있는 경우에는, 기재부 (11) 는 생략될 수 있다. 또한, 「대략 법선 방향」 이란, 법선 방향으로부터 소정의 각도 내의 방향, 예를 들어, 법선 방향으로부터 ±10° 의 범위 내의 방향을 포함한다.
B-1-1. 프리즘부
하나의 실시형태에 있어서는, 제 1 프리즘 시트 (10) (실질적으로는, 프리즘부 (12)) 는, 상기한 바와 같이, 제 1 주면과 반대측으로 볼록해지는 기둥 모양의 단위 프리즘 (13) 이 복수 배열되어 구성되어 있다. 바람직하게는, 단위 프리즘 (13) 은 기둥 모양이며, 그 긴쪽 방향 (능선 방향) 은, 편광판의 투과축과 대략 직교 방향 또는 대략 평행 방향으로 향하고 있다. 본 명세서에 있어서, 「실질적으로 직교」 및 「대략 직교」 라고 하는 표현은, 2 개의 방향이 이루는 각도가 90° ± 10° 인 경우를 포함하고, 바람직하게는 90° ± 7° 이며, 더욱 바람직하게는 90° ± 5° 이다. 「실질적으로 평행」 및 「대략 평행」 이라고 하는 표현은, 2 개의 방향이 이루는 각도가 0° ± 10° 인 경우를 포함하고, 바람직하게는 0° ± 7° 이며, 더욱 바람직하게는 0° ± 5° 이다. 또한, 본 명세서에 있어서 단순히 「직교」 또는 「평행」 이라고 할 때에는, 실질적으로 직교 또는 실질적으로 평행한 상태를 포함할 수 있는 것으로 한다. 또한, 제 1 프리즘 시트 (10) 는, 단위 프리즘 (13) 의 능선 방향과 편광판의 투과축이 소정의 각도를 형성하도록 하여 배치 (이른바 비스듬한 배치) 해도 된다. 이와 같은 구성을 채용함으로써, 모아레의 발생을 더욱 양호하게 방지할 수 있는 경우가 있다. 비스듬한 배치의 범위로는, 바람직하게는 20° 이하이고, 보다 바람직하게는 15° 이하이다.
단위 프리즘 (13) 의 형상은, 본 발명의 효과가 얻어지는 한에 있어서 임의의 적절한 구성이 채용될 수 있다. 단위 프리즘 (13) 은, 그 배열 방향으로 평행하고 또한 두께 방향으로 평행한 단면 (斷面) 에 있어서, 그 단면 형상이, 삼각형상이어도 되고, 그 밖의 형상 (예를 들어, 삼각형의 일방 또는 양방의 사면 (斜面) 이 경사각이 상이한 복수의 평탄면을 갖는 형상) 이어도 된다. 삼각형상으로는, 단위 프리즘의 정점을 지나 시트면에 직교하는 직선에 대하여 비대칭인 형상 (예를 들어, 부등변 삼각형) 이어도 되고, 당해 직선에 대하여 대칭인 형상 (예를 들어, 이등변 삼각형) 이어도 된다. 또한, 단위 프리즘의 정점은, 모따기된 곡면상으로 되어 있어도 되고, 선단 (先端) 이 평탄면이 되도록 컷되어 단면 사다리꼴 형상으로 되어 있어도 된다. 단위 프리즘 (13) 의 상세한 형상은, 목적에 따라 적절히 설정될 수 있다. 예를 들어, 단위 프리즘 (13) 으로서, 일본 공개특허공보 평11-84111호에 기재된 구성이 채용될 수 있다.
단위 프리즘 (13) 의 높이는, 모든 단위 프리즘이 동일해도 되고, 상이한 높이를 갖고 있어도 된다. 단위 프리즘이 상이한 높이를 갖는 경우, 하나의 실시형태에 있어서는, 단위 프리즘은 2 개의 높이를 갖는다. 이와 같은 구성이면, 높이가 높은 쪽의 단위 프리즘만이 점접착될 수 있으므로, 높이가 높은 단위 프리즘의 위치 및 수를 조정함으로써, 원하는 정도로 점접착을 실현할 수 있다. 예를 들어, 높이가 높은 단위 프리즘과 낮은 단위 프리즘이 번갈아 배치되어도 되고, 높이가 높은 (또는 낮은) 단위 프리즘이 3 개 간격, 4 개 간격, 5 개 간격 등으로 배치되어도 되고, 목적에 따라 불규칙적으로 배치되어도 되며, 완전히 랜덤하게 배치되어도 된다. 다른 실시형태에 있어서는, 단위 프리즘은 3 개 이상의 높이를 갖는다. 이와 같은 구성이면, 점접착하는 단위 프리즘의 접착제에 대한 파묻힘 정도를 조정할 수 있고, 결과적으로, 더욱 정밀한 정도로 점접착을 실현할 수 있다.
B-1-2. 기재부
제 1 프리즘 시트 (10) 에 기재부 (11) 를 형성하는 경우에는, 단일 재료를 압출 성형 등 함으로써 기재부 (11) 와 프리즘부 (12) 를 일체적으로 형성해도 되고, 기재부용 필름 상에 프리즘부를 부형해도 된다. 기재부의 두께는, 바람직하게는 25 ㎛ ∼ 150 ㎛ 이다. 이와 같은 두께이면, 취급성 및 강도가 우수할 수 있다.
기재부 (11) 를 구성하는 재료로는, 목적 및 프리즘 시트의 구성에 따라 임의의 적절한 재료를 채용할 수 있다. 기재부용 필름 상에 프리즘부를 부형하는 경우에는, 기재부용 필름의 구체예로는, 3아세트산셀룰로오스 (TAC), 폴리메타크릴산메틸 (PMMA) 등의 (메트)아크릴계 수지, 폴리카보네이트 (PC) 수지에 의해 형성된 필름을 들 수 있다. 당해 필름은 바람직하게는 미연신 필름이다.
단일 재료로 기재부 (11) 와 프리즘부 (12) 를 일체 형성하는 경우, 당해 재료로서, 기재부용 필름 상에 프리즘부를 부형하는 경우의 프리즘부 형성용 재료와 동일한 재료를 사용할 수 있다. 프리즘부 형성용 재료로는, 예를 들어, 에폭시 아크릴레이트계나 우레탄아크릴레이트계의 반응성 수지 (예를 들어, 전리 방사선 경화성 수지) 를 들 수 있다. 일체 구성의 프리즘 시트를 형성하는 경우에는, PC, PET 등의 폴리에스테르 수지, PMMA, MS 등의 아크릴계 수지, 고리형 폴리올레핀 등의 광 투과성의 열 가소성 수지를 사용할 수 있다.
기재부 (11) 는, 바람직하게는, 실질적으로 광학적으로 등방성을 갖는다. 본 명세서에 있어서 「실질적으로 광학적으로 등방성을 갖는다」 는 것은, 위상차 값이 액정 표시 장치의 광학 특성에 실질적으로 영향을 주지 않을 정도로 작은 것을 말한다. 예를 들어, 기재부의 면내 위상차 Re 는, 바람직하게는 20 ㎚ 이하이고, 보다 바람직하게는 10 ㎚ 이하이다. 또한, 면내 위상차 Re 는, 23 ℃ 에 있어서의 파장 590 ㎚ 의 광으로 측정한 면내의 위상차 값이다. 면내 위상차 Re 는, Re = (nx ― ny) × d 로 나타내어진다. 여기서, nx 는 광학 부재의 면내에 있어서 굴절률이 최대가 되는 방향 (즉, 지상축 방향) 의 굴절률이고, ny 는 당해 면내에서 지상축에 수직인 방향 (즉, 진상축 방향) 의 굴절률이고, d 는 광학 부재의 두께 (㎚) 이다.
또한, 기재부 (11) 의 광 탄성 계수는, 바람직하게는 ―10 × 10-12 ㎡/N ∼ 10 × 10-12 ㎡/N 이고, 보다 바람직하게는 ―5 × 10-12 ㎡/N ∼ 5 × 10-12 ㎡/N 이고, 더욱 바람직하게는 ―3 × 10-12 ㎡/N ∼ 3 × 10-12 ㎡/N 이다.
B-2. 제 2 프리즘 시트
본 발명의 실시형태에 있어서는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 1 프리즘 시트 (10) 와 제 2 프리즘 시트 (30) 가 점접착에 의해 첩합되어도 된다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 광학 부재를 액정 표시 장치에 적용한 경우에, 더욱 우수한 휘도를 갖는 액정 표시 장치를 실현할 수 있다. 제 2 프리즘 시트의 구성, 기능 등은, 제 1 프리즘 시트에 관해서 B-1 항에서 설명한 바와 같다.
C. 반사형 편광자
반사형 편광자 (21) 는, 특정한 편광 상태 (편광 방향) 의 편광을 투과하고, 그 이외의 편광 상태의 광을 반사하는 기능을 갖는다. 반사형 편광자 (21) 는, 직선 편광 분리형이어도 되고, 원 편광 분리형이어도 된다. 이하, 일례로서, 직선 편광 분리형의 반사형 편광자에 대해 설명한다. 또한, 원 편광 분리형의 반사형 편광자로는, 예를 들어, 콜레스테릭 액정을 고정화한 필름과 λ/4 판의 적층체를 들 수 있다.
도 3 은, 반사형 편광자의 일례의 개략 사시도이다. 반사형 편광자는, 복굴절성을 갖는 층 (A) 과 복굴절성을 실질적으로 갖지 않는 층 (B) 이 번갈아 적층된 다층 적층체이다. 예를 들어, 이와 같은 다층 적층체의 층의 총 수는, 50 ∼ 1000 일 수 있다. 도시 예에서는, A 층의 x 축 방향의 굴절률 nx 가 y 축 방향의 굴절률 ny 보다 크고, B 층의 x 축 방향의 굴절률 nx 와 y 축 방향의 굴절률 ny 와는 실질적으로 동일하다. 따라서, A 층과 B 층의 굴절률 차는, x 축 방향에 있어서 크고, y 축 방향에 있어서는 실질적으로 제로이다. 그 결과, x 축 방향이 반사축이 되고, y 축 방향이 투과축이 된다. A 층과 B 층의 x 축 방향에 있어서의 굴절률 차는, 바람직하게는 0.2 ∼ 0.3 이다. 또한, x 축 방향은, 반사형 편광자의 제조 방법에 있어서의 반사형 편광자의 연신 방향에 대응한다.
상기 A 층은, 바람직하게는, 연신에 의해 복굴절성을 발현하는 재료로 구성된다. 이와 같은 재료의 대표예로는, 나프탈렌디카르복실산폴리에스테르 (예를 들어, 폴리에틸렌나프탈레이트), 폴리카보네이트 및 아크릴계 수지 (예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트) 를 들 수 있다. 폴리에틸렌나프탈레이트가 바람직하다. 상기 B 층은, 바람직하게는, 연신해도 복굴절성을 실질적으로 발현하지 않는 재료로 구성된다. 이와 같은 재료의 대표예로는, 나프탈렌디카르복실산과 테레프탈산의 코폴리에스테르를 들 수 있다.
반사형 편광자는, A 층과 B 층의 계면에 있어서, 제 1 편광 방향을 갖는 광 (예를 들어, p 파) 을 투과하고, 제 1 편광 방향과는 직교하는 제 2 편광 방향을 갖는 광 (예를 들어, s 파) 을 반사한다. 반사한 광은, A 층과 B 층의 계면에 있어서, 일부가 제 1 편광 방향을 갖는 광으로서 투과하고, 일부가 제 2 편광 방향을 갖는 광으로서 반사한다. 반사형 편광자의 내부에 있어서, 이와 같은 반사 및 투과가 다수 반복됨으로써, 광의 이용 효율을 높일 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 반사형 편광자는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 편광판 (23) 과 반대측의 최외층으로서 반사층 (R) 을 포함하고 있어도 된다. 반사층 (R) 을 형성함으로써, 최종적으로 이용되지 않고 반사형 편광자의 최외부로 되돌아온 광을 또한 이용할 수 있기 때문에, 광의 이용 효율을 더욱 높일 수 있다. 반사층 (R) 은, 대표적으로는, 폴리에스테르 수지층의 다층 구조에 의해 반사 기능을 발현한다.
반사형 편광자의 전체 두께는, 목적, 반사형 편광자에 포함되는 층의 합계 수 등에 따라 적절히 설정될 수 있다. 반사형 편광자의 전체 두께는, 바람직하게는 10 ㎛ ∼ 150 ㎛ 이다.
하나의 실시형태에 있어서는, 광학 부재 (100) 에 있어서, 반사형 편광자 (21) 는, 편광판 (23) 의 투과축에 평행한 편광 방향의 광을 투과하도록 하여 배치된다. 즉, 반사형 편광자 (21) 는, 그 투과축이 편광판 (23) 의 투과축 방향과 대략 평행 방향이 되도록 하여 배치된다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 편광판 (23) 에 흡수되어 버리는 광을 재이용할 수 있어, 이용 효율을 더욱 높일 수 있고, 또, 휘도도 향상시킬 수 있다.
반사형 편광자는, 대표적으로는, 공압출과 횡연신을 조합하여 제조될 수 있다. 공압출은, 임의의 적절한 방식으로 실시될 수 있다. 예를 들어, 피드 블록 방식이어도 되고, 멀티 매니폴드 방식이어도 된다. 예를 들어, 피드 블록 중에서 A 층을 구성하는 재료와 B 층을 구성하는 재료를 압출하고, 이어서, 멀티플라이어를 사용하여 다층화한다. 또한, 이와 같은 다층화 장치는 당업자에게 공지이다. 이어서, 얻어진 장척상의 다층 적층체를 대표적으로는 반송 방향에 직교하는 방향 (TD) 으로 연신한다. A 층을 구성하는 재료 (예를 들어, 폴리에틸렌나프탈레이트) 는, 당해 횡연신에 의해 연신 방향에 있어서만 굴절률이 증대하고, 결과적으로 복굴절성을 발현한다. B 층을 구성하는 재료 (예를 들어, 나프탈렌디카르복실산과 테레프탈산의 코폴리에스테르) 는, 당해 횡연신에 의해서도 어느 방향으로도 굴절률은 증대하지 않는다. 결과적으로, 연신 방향 (TD) 으로 반사축을 갖고, 반송 방향 (MD) 으로 투과축을 갖는 반사형 편광자가 얻어질 수 있다 (TD 가 도 3 의 x 축 방향에 대응하고, MD 가 y 축 방향에 대응한다). 또한, 연신 조작은, 임의의 적절한 장치를 사용하여 실시될 수 있다.
반사형 편광자로는, 예를 들어, 일본 공표특허공보 평9-507308호에 기재된 것이 사용될 수 있다.
반사형 편광자는, 시판품을 그대로 사용해도 되고, 시판품을 2 차 가공 (예를 들어, 연신) 하여 사용해도 된다. 시판품으로는, 예를 들어, 3M 사 제조의 상품명 DBEF, 3M 사 제조의 상품명 APF 를 들 수 있다.
반사형 편광자 (21) 는, 임의의 적절한 접착층 (예를 들어, 접착제층, 점착제층：도시하지 않음) 을 개재하여 편광판 (23) 에 첩합된다.
D. 편광판
상기한 바와 같이, 편광판 (23) 은, 대표적으로는, 흡수형 편광자 (25) 와, 흡수형 편광자 (25) 의 편측에 배치된 보호층 (26) 과, 흡수형 편광자 (25) 의 다른 일방의 측에 배치된 보호층 (27) 을 갖는다.
D-1. 편광자
흡수형 편광자 (25) 로는, 임의의 적절한 편광자가 채용될 수 있다. 예를 들어, 편광자를 형성하는 수지 필름은, 단층의 수지 필름이어도 되고, 2 층 이상의 적층체여도 된다.
단층의 수지 필름으로 구성되는 편광자의 구체예로는, 폴리비닐알코올 (PVA) 계 필름, 부분 포르말화 PVA 계 필름, 에틸렌·아세트산비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드나 이색성 염료 등의 이색성 물질에 의한 염색 처리 및 연신 처리가 실시된 것, PVA 의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 광학 특성이 우수하기 때문에, PVA 계 필름을 요오드로 염색하고 1 축 연신하여 얻어진 편광자가 사용된다.
상기 요오드에 의한 염색은, 예를 들어, PVA 계 필름을 요오드 수용액에 침지함으로써 실시된다. 상기 1 축 연신의 연신 배율은, 바람직하게는 3 ∼ 7 배이다. 연신은, 염색 처리 후에 실시해도 되고, 염색하면서 실시해도 된다. 또, 연신하고 나서 염색해도 된다. 필요에 따라, PVA 계 필름에, 팽윤 처리, 가교 처리, 세정 처리, 건조 처리 등이 실시된다. 예를 들어, 염색 전에 PVA 계 필름을 물에 침지하여 수세함으로써, PVA 계 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있을 뿐만 아니라, PVA 계 필름을 팽윤시켜 염색 불균일 등을 방지할 수 있다.
적층체를 사용하여 얻어지는 편광자의 구체예로는, 수지 기재와 당해 수지 기재에 적층된 PVA 계 수지층 (PVA 계 수지 필름) 의 적층체, 혹은, 수지 기재와 당해 수지 기재에 도포 형성된 PVA 계 수지층의 적층체를 사용하여 얻어지는 편광자를 들 수 있다. 수지 기재와 당해 수지 기재에 도포 형성된 PVA 계 수지층의 적층체를 사용하여 얻어지는 편광자는, 예를 들어, PVA 계 수지 용액을 수지 기재에 도포하고, 건조시켜 수지 기재 상에 PVA 계 수지층을 형성하여, 수지 기재와 PVA 계 수지층의 적층체를 얻는 것；당해 적층체를 연신 및 염색하여 PVA 계 수지층을 편광자로 하는 것에 의해 제조될 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 연신은, 대표적으로는 적층체를 붕산 수용액 중에 침지시켜 연신하는 것을 포함한다. 또한, 연신은, 필요에 따라, 붕산 수용액 중에서의 연신 전에 적층체를 고온 (예를 들어, 95 ℃ 이상) 에서 공중 연신하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 얻어진 수지 기재/편광자의 적층체는 그대로 사용해도 되고 (즉, 수지 기재를 편광자의 보호층으로 해도 되고), 수지 기재/편광자의 적층체로부터 수지 기재를 박리하고, 당해 박리면에 목적에 따른 임의의 적절한 보호층을 적층하여 사용해도 된다. 이와 같은 편광자의 제조 방법의 상세한 내용은, 예를 들어 일본 공개특허공보 2012-73580호에 기재되어 있다. 당해 공보는, 그 전체의 기재가 본 명세서에 참고로서 원용된다.
편광자의 두께는, 바람직하게는 15 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 1 ㎛ ∼ 12 ㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 3 ㎛ ∼ 12 ㎛ 이고, 특히 바람직하게는 3 ㎛ ∼ 8 ㎛ 이다. 편광자의 두께가 이와 같은 범위이면, 가열시의 컬을 양호하게 억제할 수 있고, 및, 양호한 가열시의 외관 내구성이 얻어진다.
편광자는, 바람직하게는, 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 중 어느 것의 파장에서 흡수 이색성을 나타낸다. 편광자의 단체 투과율은, 상기한 바와 같이 43.0 ％ ∼ 46.0 ％ 이고, 바람직하게는 44.5 ％ ∼ 46.0 ％ 이다. 편광자의 편광도는, 바람직하게는 97.0 ％ 이상이고, 보다 바람직하게는 99.0 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 99.9 ％ 이상이다.
상기 단체 투과율 및 편광도는, 분광 광도계를 사용하여 측정할 수 있다. 상기 편광도의 구체적인 측정 방법으로는, 상기 편광자의 평행 투과율 (H0) 및 직교 투과율 (H90) 을 측정하고, 식：편광도 (％) = {(H0 ― H90) / (H0 ＋ H90)}1/2 × 100 으로부터 구할 수 있다. 상기 평행 투과율 (H0) 은, 동일한 편광자 2 매를 서로의 흡수축이 평행이 되도록 중첩하여 제조한 평행형 적층 편광자의 투과율의 값이다. 또, 상기 직교 투과율 (H90) 은, 동일한 편광자 2 매를 서로의 흡수축이 직교하도록 중첩하여 제조한 직교형 적층 편광자의 투과율의 값이다. 또한, 이들 투과율은, JlS Z 8701-1982 의 2 도 시야 (C 광원) 에 의해, 시감도 보정을 실시한 Y 값이다.
D-2. 보호층
보호층은, 편광판의 보호 필름으로서 사용할 수 있는 임의의 적절한 필름으로 형성된다. 당해 필름의 주성분이 되는 재료의 구체예로는, 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 등의 셀룰로오스계 수지나, 폴리에스테르계, 폴리비닐알코올계, 폴리카보네이트계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리스티렌계, 폴리노르보르넨계, 폴리올레핀계, (메트)아크릴계, 아세테이트계 등의 투명 수지 등을 들 수 있다. 또, (메트)아크릴계, 우레탄계, (메트)아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열 경화형 수지 또는 자외선 경화형 수지 등도 들 수 있다. 이 외에도, 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 재료로는, 예를 들어, 측사슬에 치환 또는 비치환의 이미드기를 갖는 열 가소성 수지와, 측사슬에 치환 또는 비치환의 페닐기 그리고 니트릴기를 갖는 열 가소성 수지를 함유하는 수지 조성물을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 이소부텐과 N-메틸말레이미드로 이루어지는 교호 공중합체와, 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체를 갖는 수지 조성물을 들 수 있다. 당해 폴리머 필름은, 예를 들어, 상기 수지 조성물의 압출 성형물일 수 있다. 각각의 보호층 (26 및 27) 은 동일해도 되고, 상이해도 된다.
보호층의 두께는, 바람직하게는 20 ㎛ ∼ 100 ㎛ 이다. 보호층은, 접착층 (구체적으로는, 접착제층, 점착제층) 을 개재하여 편광자에 적층되어 있어도 되고, 편광자에 밀착 (접착층을 개재하지 않고) 적층되어 있어도 된다. 접착제층은, 임의의 적절한 접착제로 형성된다. 접착제로는, 예를 들어, 폴리비닐알코올계 수지를 주성분으로 하는 수용성 접착제를 들 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지를 주성분으로 하는 수용성 접착제는, 바람직하게는, 금속 화합물 콜로이드를 추가로 함유할 수 있다. 금속 화합물 콜로이드는, 금속 화합물 미립자가 분산매 중에 분산되어 있는 것일 수 있으며, 미립자의 동종 전하의 상호 반발에 기인하여 정전적 안정화되고, 영속적으로 안정성을 갖는 것일 수 있다. 금속 화합물 콜로이드를 형성하는 미립자의 평균 입자경은, 편광 특성 등의 광학 특성에 악영향을 미치지 않는 한, 임의의 적절한 값일 수 있다. 바람직하게는 1 ㎚ ∼ 100 ㎚, 더욱 바람직하게는 1 ㎚ ∼ 50 ㎚ 이다. 미립자를 접착제층 중에 균일하게 분산시킬 수 있고, 접착성을 확보하고, 또한 크닉을 억제할 수 있기 때문이다. 또한, 「크닉」 이란, 편광자와 보호층의 계면에서 발생하는 국소적인 요철 결함을 말한다.
E. 파장 변환층
파장 변환층 (40) 은, 대표적으로는, 매트릭스와 그 매트릭스 중에 분산된 파장 변환 재료를 포함한다.
E-1. 매트릭스
매트릭스를 구성하는 재료 (이하, 매트릭스 재료라고도 칭한다) 로는, 임의의 적절한 재료를 사용할 수 있다. 이와 같은 재료로는, 수지, 유기 산화물, 무기 산화물을 들 수 있다. 매트릭스 재료는, 바람직하게는, 낮은 산소 투과성 및 투습성을 갖고, 높은 광 안정성 및 화학적 안정성을 갖고, 소정의 굴절률을 갖고, 우수한 투명성을 갖고, 및/또는, 파장 변환 재료에 대하여 우수한 분산성을 갖는다. 매트릭스는, 실용적으로는, 수지 필름 또는 점착제로 구성될 수 있다.
E-1-1. 수지 필름
매트릭스가 수지 필름인 경우, 수지 필름을 구성하는 수지로는, 임의의 적절한 수지를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 수지는, 열 가소성 수지여도 되고, 열 경화성 수지여도 되고, 활성 에너지선 경화성 수지여도 된다. 활성 에너지선 경화성 수지로는, 전자선 경화형 수지, 자외선 경화형 수지, 가시광선 경화형 수지를 들 수 있다. 수지의 구체예로는, 에폭시, (메트)아크릴레이트 (예를 들어, 메틸메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트), 노르보르넨, 폴리에틸렌, 폴리(비닐부티랄), 폴리(비닐아세테이트), 폴리우레아, 폴리우레탄, 아미노실리콘 (AMS), 폴리페닐메틸실록산, 폴리페닐알킬실록산, 폴리디페닐실록산, 폴리디알킬실록산, 실세스퀴옥산, 불화실리콘, 비닐 및 수소화물 치환 실리콘, 스티렌계 폴리머 (예를 들어, 폴리스티렌, 아미노폴리스티렌 (APS), 폴리(아크릴니트릴에틸렌스티렌) (AES)), 2 관능성 모노머와 가교한 폴리머 (예를 들어, 디비닐벤젠), 폴리에스테르계 폴리머 (예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트), 셀룰로오스계 폴리머 (예를 들어, 트리아세틸셀룰로오스), 염화비닐계 폴리머, 아미드계 폴리머, 이미드계 폴리머, 비닐알코올계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 아크릴우레탄계 폴리머를 들 수 있다. 이들은, 단독으로 사용해도 되고, 조합하여 (예를 들어, 블렌드, 공중합) 사용해도 된다. 이들 수지는 막을 형성 후에 연신, 가열, 가압과 같은 처리를 실시해도 된다. 바람직하게는, 열 경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지이고, 보다 바람직하게는 열 경화성 수지이다. 본 발명의 광학 부재를 롤 투 롤에 의해 제조하는 경우에, 적합하게 적용할 수 있기 때문이다.
E-1-2. 점착제
매트릭스가 점착제인 경우, 점착제로는, 임의의 적절한 점착제를 사용할 수 있다. 점착제는, 바람직하게는, 투명성 및 광학적 등방성을 갖는다. 점착제의 구체예로는, 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 에폭시계 점착제, 셀룰로오스계 점착제를 들 수 있다. 바람직하게는, 고무계 점착제 또는 아크릴계 점착제이다.
E-2. 파장 변환 재료
파장 변환 재료는, 파장 변환층의 파장 변환 특성을 제어할 수 있다. 파장 변환 재료는, 예를 들어 양자 도트여도 되고 형광체여도 된다.
파장 변환층에 있어서의 파장 변환 재료의 함유량 (2 종 이상을 사용하는 경우에는 합계 함유량) 은, 매트릭스 재료 (대표적으로는, 수지 또는 점착제 고형분) 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 0.01 중량부 ∼ 50 중량부, 보다 바람직하게는 0.01 중량부 ∼ 30 중량부이다. 파장 변환 재료의 함유량이 이와 같은 범위이면, RGB 모든 색상 밸런스가 우수한 액정 표시 장치를 실현할 수 있다.
E-2-1. 양자 도트
양자 도트의 발광 중심 파장은, 양자 도트의 재료 및/또는 조성, 입자 사이즈, 형상 등에 따라 조정할 수 있다.
양자 도트는, 임의의 적절한 재료로 구성될 수 있다. 양자 도트는, 바람직하게는 무기 재료, 보다 바람직하게는 무기 도체 재료 또는 무기 반도체 재료로 구성될 수 있다. 반도체 재료로는, 예를 들어, II-VI 족, III-V 족, IV-VI 족, 및 IV 족의 반도체를 들 수 있다. 구체예로는, Si, Ge, Sn, Se, Te, B, C (다이아몬드를 포함한다), P, BN, BP, BAs, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdSeZn, CdTe, HgS, HgSe, HgTe, BeS, BeSe, BeTe, MgS, MgSe, GeS, GeSe, GeTe, SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbS, PbSe, PbTe, CuF, CuCl, CuBr, CuI, Si3N4, Ge3N4, Al2O3, (Al,Ga,In)2(S,Se,Te)3, Al2CO 를 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 양자 도트는, p 형 도펀트 또는 n 형 도펀트를 포함하고 있어도 된다. 또, 양자 도트는 코어 쉘 구조를 갖고 있어도 된다. 당해 코어 쉘 구조에 있어서는, 쉘의 주위에 목적에 따라 임의의 적절한 기능층 (단일 층 또는 복수 층) 이 형성되어 있어도 되고, 쉘 표면에 표면 처리 및/또는 화학 수식이 이루어져 있어도 된다.
양자 도트의 형상으로는, 목적에 따라 임의의 적절한 형상이 채용될 수 있다. 구체예로는, 진구상 (眞球狀), 인편상, 판상, 타원 구상, 부정형을 들 수 있다.
양자 도트의 사이즈는, 원하는 발광 파장에 따라 임의의 적절한 사이즈가 채용될 수 있다. 양자 도트의 사이즈는, 바람직하게는 1 ㎚ ∼ 10 ㎚ 이고, 보다 바람직하게는 2 ㎚ ∼ 8 ㎚ 이다. 양자 도트의 사이즈가 이와 같은 범위이면, 녹색 및 적색의 각각이 샤프한 발광을 나타내고, 고연색성을 실현할 수 있다. 예를 들어, 녹색 광은 양자 도트의 사이즈가 7 ㎚ 정도에서 발광할 수 있고, 적색 광은 3 ㎚ 정도에서 발광할 수 있다. 또한, 양자 도트의 사이즈는, 양자 도트가 예를 들어 진구상인 경우에는 평균 입경이며, 그 이외의 형상인 경우에는 당해 형상에 있어서의 최소 축을 따른 치수이다.
양자 도트의 상세한 내용은, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2012-169271호, 일본 공개특허공보 2015-102857호, 일본 공개특허공보 2015-65158호, 일본 공표특허공보 2013-544018호, 일본 공표특허공보 2010-533976호에 기재되어 있으며, 이들 공보의 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다. 양자 도트는, 시판품을 사용해도 된다.
E-2-2. 형광체
형광체로는, 목적에 따라 원하는 색의 광을 발광할 수 있는 임의의 적절한 형광체를 사용할 수 있다. 구체예로는, 적색 형광체, 녹색 형광체를 들 수 있다.
적색 형광체로는, 예를 들어, Mn4＋ 로 활성화된 복합 불화물 형광체를 들 수 있다. 복합 불화물 형광체란, 적어도 하나의 배위 중심 (예를 들어, 후술하는 M) 을 함유하고, 배위자로서 작용하는 불화물 이온에 둘러싸이고, 필요에 따라 카운터 이온 (예를 들어, 후술하는 A) 에 의해 전하가 보상되는 배위 화합물을 말한다. 그 구체예로는, A2[MF5]：Mn4＋, A3[MF6]：Mn4＋, Zn2[MF7]：Mn4＋, A[In2F7]：Mn4＋, A2[M'F6]：Mn4＋, E[M'F6]：Mn4＋, A3[ZrF7]：Mn4＋, BBa0.65Zr0.35F2.70：Mn4＋ 를 들 수 있다. 여기서, A 는, Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 또는 그 조합이다. M 은, Al, Ga, In 또는 그 조합이다. M' 는, Ge, Si, Sn, Ti, Zr 또는 그 조합이다. E 는, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn 또는 그 조합이다. 배위 중심에 있어서의 배위 수가 6 인 복합 불화물 형광체가 바람직하다. 이와 같은 적색 형광체의 상세한 내용은, 예를 들어 일본 공개특허공보 2015-84327호에 기재되어 있다. 당해 공보의 기재는, 그 전체가 참고로서 본 명세서에 원용된다.
녹색 형광체로는, 예를 들어, β 형 Si3N4 결정 구조를 갖는 사이알론의 고용체를 주성분으로서 포함하는 화합물을 들 수 있다. 바람직하게는, 이와 같은 사이알론 결정 중에 포함되는 산소량을 특정량 (예를 들어, 0.8 질량％) 이하로 하는 처리가 실시된다. 이와 같은 처리를 실시함으로써, 피크폭이 좁은, 샤프한 광을 발광하는 녹색 형광체가 얻어질 수 있다. 이와 같은 녹색 형광체의 상세한 내용은, 예를 들어 일본 공개특허공보 2013-28814호에 기재되어 있다. 당해 공보의 기재는, 그 전체가 참고로서 본 명세서에 원용된다.
파장 변환층은, 단일 층이어도 되고, 적층 구조를 갖고 있어도 된다. 파장 변환층이 적층 구조를 갖는 경우에는, 각각의 층은, 대표적으로는 상이한 발광 특성을 갖는 파장 변환 재료를 포함할 수 있다.
파장 변환층의 두께 (적층 구조를 갖는 경우에는, 그 총두께) 는, 바람직하게는 1 ㎛ ∼ 500 ㎛ 이고, 보다 바람직하게는 100 ㎛ ∼ 400 ㎛ 이다. 파장 변환층의 두께가 이와 같은 범위이면, 변환 효율 및 내구성이 우수할 수 있다. 파장 변환층이 적층 구조를 갖는 경우의 각 층의 두께는, 바람직하게는 1 ㎛ ∼ 300 ㎛ 이고, 보다 바람직하게는 10 ㎛ ∼ 250 ㎛ 이다.
파장 변환층의 두께 50 ㎛ 환산의 수증기 투과율 (투습도) 은, 바람직하게는 100 g/㎡·day 이하이고, 보다 바람직하게는 80 g/㎡·day 이하이다. 수증기 투과율은, 40 ℃, 90 ％RH 의 분위기하에 있어서, JIS K7129 에 준거한 측정법에 의해 측정될 수 있다.
E-3. 배리어 기능
매트릭스가 수지 필름 또는 점착제 중 어느 경우이더라도, 파장 변환층은, 바람직하게는, 산소 및/또는 수증기에 대하여 배리어 기능을 갖는다. 본 명세서에 있어서 「배리어 기능을 갖는다」 는 것은, 파장 변환층에 침입하는 산소 및/또는 수증기의 투과량을 제어하여 파장 변환 재료를 이들로부터 실질적으로 차단하는 것을 의미한다. 파장 변환층은, 파장 변환 재료 자체에 예를 들어 코어 쉘형, 테트라포드형과 같은 입체적 구조를 부여함으로써 배리어 기능을 발현할 수 있다. 또, 파장 변환층은, 매트릭스 재료를 적절히 선택함으로써 배리어 기능을 발현할 수 있다.
E-4. 기타
파장 변환층은, 목적에 따라 임의의 적절한 첨가재를 추가로 포함하고 있어도 된다. 첨가재로는, 예를 들어, 광 확산 재료, 광에 이방성을 부여하는 재료, 광을 편광화하는 재료를 들 수 있다. 광 확산 재료의 구체예로는, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 스티렌계 수지, 또는 이들의 공중합계 수지로 구성되는 미립자를 들 수 있다. 광에 이방성을 부여하는 재료 및/또는 광을 편광화하는 재료의 구체예로는, 장축과 단축에서 복굴절이 상이한 타원 구상 미립자, 코어 쉘형 미립자, 적층형 미립자를 들 수 있다. 첨가제의 종류, 수, 배합량 등은, 목적에 따라 적절히 설정될 수 있다.
파장 변환층은, 예를 들어, 매트릭스 재료와 파장 변환 재료와 필요에 따라 첨가재를 포함하는 액상 조성물을 도포함으로써 형성될 수 있다. 예를 들어 매트릭스 재료가 수지인 경우에는, 파장 변환층은, 매트릭스 재료와 파장 변환 재료와 필요에 따라 첨가재, 용매 및 중합 개시제를 포함하는 액상 조성물을 임의의 적절한 지지체에 도포하고, 이어서 건조 및/또는 경화시킴으로써 형성될 수 있다. 용매 및 중합 개시제는, 사용하는 매트릭스 재료 (수지) 의 종류에 따라 적절히 설정될 수 있다. 도포 방법으로는, 임의의 적절한 도포 방법을 이용할 수 있다. 구체예로는, 커튼 코팅법, 딥 코팅법, 스핀 코팅법, 인쇄 코팅법, 스프레이 코팅법, 슬롯 코팅법, 롤 코팅법, 슬라이드 코팅법, 블레이드 코팅법, 그라비아 코팅법, 와이어바법을 들 수 있다. 경화 조건은, 사용하는 매트릭스 재료 (수지) 의 종류 및 조성물의 조성 등에 따라 적절히 설정될 수 있다. 또한, 파장 변환 재료를 매트릭스 재료에 첨가할 때에는, 입자 상태로 첨가해도 되고, 용매에 분산된 분산액 상태로 첨가해도 된다. 파장 변환층은, 배리어층 상에 형성되어도 된다.
지지체에 형성된 파장 변환층은, 광학 부재의 다른 구성 요소 (예를 들어, 배리어층, 저굴절률층, 프리즘 시트) 에 전사될 수 있다.
F. 광 확산층
광 확산층은, 광 확산 소자로 구성되어도 되고, 광 확산 점착제로 구성되어도 된다. 광 확산 소자는, 매트릭스와 당해 매트릭스 중에 분산된 광 확산성 미립자를 포함한다. 광 확산 점착제는, 매트릭스가 점착제로 구성된다.
광 확산층의 광 확산 성능은, 예를 들어, 헤이즈치 및/또는 광 확산 반치각으로 나타낼 수 있다. 광 확산층의 헤이즈치는, 바람직하게는 50 ％ ∼ 95 ％ 이고, 보다 바람직하게는 60 ％ ∼ 95 ％ 이고, 더욱 바람직하게는 70 ％ ∼ 95 ％ 이다. 헤이즈치를 상기 범위로 함으로써, 원하는 확산 성능이 얻어지고, 모아레의 발생을 양호하게 억제할 수 있다. 광 확산층의 광 확산 반치각은, 바람직하게는 5° ∼ 50° 이고, 보다 바람직하게는 10° ∼ 30° 이다. 광 확산층의 광 확산 성능은, 매트릭스 (광 확산 점착제의 경우에는 점착제) 의 구성 재료, 그리고, 광 확산성 미립자의 구성 재료, 체적 평균 입자경 및 배합량 등을 조정함으로써 제어할 수 있다.
광 확산층의 전광선 투과율은, 바람직하게는 75 ％ 이상이고, 보다 바람직하게는 80 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 85 ％ 이상이다.
광 확산층의 두께는, 구성 및 확산 성능 등에 따라 적절히 조정할 수 있다. 예를 들어, 광 확산층이 광 확산 소자로 구성되는 경우에는, 두께는 바람직하게는 5 ㎛ ∼ 200 ㎛ 이다. 또 예를 들어, 광 확산층이 광 확산 점착제로 구성되는 경우에는, 두께는 바람직하게는 5 ㎛ ∼ 100 ㎛ 이다.
상기한 바와 같이, 광 확산층은, 광 확산 소자로 구성되어도 되고, 광 확산 점착제로 구성되어도 된다. 광 확산층이 광 확산 소자로 구성되는 경우에는, 광 확산층은, 매트릭스와 당해 매트릭스 중에 분산된 광 확산성 미립자를 포함한다. 매트릭스는, 예를 들어 전리선 경화형 수지로 구성된다. 전리선으로는, 예를 들어, 자외선, 가시광, 적외선, 전자선을 들 수 있다. 바람직하게는 자외선이며, 따라서, 매트릭스는, 바람직하게는 자외선 경화형 수지로 구성된다. 자외선 경화형 수지로는, 예를 들어, 아크릴계 수지, 지방족계 (예를 들어, 폴리올레핀) 수지, 우레탄계 수지를 들 수 있다. 광 확산성 미립자는, 광 확산층이 광 확산 점착제로 구성되는 형태에 대해 후술하는 바와 같다.
바람직하게는, 광 확산층은 광 확산 점착제로 구성된다. 이와 같은 구성을 채용함으로써, 광 확산층이 광 확산 소자로 구성되는 경우에 필요해지는 접착층 (접착제층 또는 점착제층) 이 불필요해지므로, 광학 부재 (결과적으로, 액정 표시 장치) 의 박형화에 기여하고, 또한, 접착층의 액정 표시 장치의 표시 특성에 대한 악영향을 배제할 수 있다. 이 경우, 광 확산층은, 점착제와 당해 점착제 중에 분산된 광 확산성 미립자를 포함한다. 점착제로는, 임의의 적절한 것을 사용할 수 있다. 구체예로는, 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 에폭시계 점착제, 셀룰로오스계 점착제 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 아크릴계 점착제이다. 아크릴계 점착제를 사용함으로써, 내열성 및 투명성이 우수한 광 확산층이 얻어질 수 있다. 점착제는, 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
아크릴계 점착제로는, 임의의 적절한 것을 사용할 수 있다. 아크릴계 점착제의 유리 전이 온도는, 바람직하게는 ―60 ℃ ∼ ―10 ℃ 이고, 보다 바람직하게는 ―55 ℃ ∼ ―15 ℃ 이다. 아크릴계 점착제의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 20 만 ∼ 200 만이고, 보다 바람직하게는 25 만 ∼ 180 만이다. 이와 같은 특성을 갖는 아크릴계 점착제를 사용함으로써, 적절한 점착성을 얻을 수 있다. 아크릴계 점착제의 굴절률은, 바람직하게는 1.40 ∼ 1.65 이고, 보다 바람직하게는 1.45 ∼ 1.60 이다.
상기 아크릴계 점착제는, 통상적으로, 점착성을 부여하는 주(主)모노머, 응집성을 부여하는 코모노머, 점착성을 부여하면서 가교점이 되는 관능기 함유 모노머를 중합시켜 얻어진다. 상기 특성을 갖는 아크릴계 점착제는, 임의의 적절한 방법으로 합성할 수 있으며, 예를 들어, 대일본 도서 (주) 발행 나카마에 카츠히코 저 「접착·점착의 화학과 응용」 을 참고로 합성할 수 있다.
광 확산층 중에 있어서의 점착제의 함유량은, 바람직하게는 50 중량％ ∼ 99.7 중량％ 이고, 보다 바람직하게는 52 중량％ ∼ 97 중량％ 이다.
광 확산성 미립자로는, 임의의 적절한 것을 사용할 수 있다. 구체예로는, 무기 미립자, 고분자 미립자 등을 들 수 있다. 광 확산성 미립자는, 바람직하게는 고분자 미립자이다. 고분자 미립자의 재질로는, 예를 들어, 실리콘 수지, 메타아크릴계 수지 (예를 들어, 폴리메타크릴산메틸), 폴리스티렌 수지, 폴리우레탄 수지, 멜라민 수지를 들 수 있다. 이들 수지는, 점착제에 대한 우수한 분산성 및 점착제와의 적절한 굴절률 차를 가지므로, 확산 성능이 우수한 광 확산층이 얻어질 수 있다. 바람직하게는, 실리콘 수지, 폴리메타크릴산메틸이다. 광 확산성 미립자의 형상은, 예를 들어, 진구상, 편평상, 부정 형상일 수 있다. 광 확산성 미립자는, 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
광 확산성 미립자의 체적 평균 입자경은, 바람직하게는 1 ㎛ ∼ 10 ㎛ 이고, 보다 바람직하게는 1.5 ㎛ ∼ 6 ㎛ 이다. 체적 평균 입자경을 상기 범위로 함으로써, 우수한 광 확산 성능을 갖는 광 확산층을 얻을 수 있다. 체적 평균 입자경은, 예를 들어, 초원심식 자동 입도 분포 측정 장치를 사용하여 측정할 수 있다.
광 확산성 미립자의 굴절률은, 바람직하게는 1.30 ∼ 1.70 이고, 보다 바람직하게는 1.40 ∼ 1.65 이다.
광 확산성 미립자와 매트릭스 (대표적으로는, 전리선 경화형 수지 또는 점착제) 의 굴절률 차의 절대값은, 바람직하게는 0 을 초과하여 0.2 이하이고, 보다 바람직하게는 0 을 초과하여 0.15 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.01 ∼ 0.13 이다.
광 확산층 중에 있어서의 광 확산성 미립자의 함유량은, 바람직하게는 0.3 중량％ ∼ 50 중량％ 이고, 보다 바람직하게는 3 중량％ ∼ 48 중량％ 이다. 광 확산성 미립자의 배합량을 상기의 범위로 함으로써, 우수한 광 확산 성능을 갖는 광 확산층을 얻을 수 있다.
G. 저굴절률층
저굴절률층의 굴절률은, 가능한 한 공기의 굴절률 (1.00) 에 가까운 것이 바람직하다. 구체적으로는, 저굴절률층의 굴절률은, 바람직하게는 1.30 이하이고, 보다 바람직하게는 1.20 이하이고, 더욱 바람직하게는 1.15 이하이다. 저굴절률층의 굴절률의 하한은, 예를 들어 1.01 이다. 저굴절률층의 굴절률이 이와 같은 범위이면, 공기층을 배제하여 현저한 박형화를 실현하면서, 높은 휘도를 갖는 액정 표시 장치를 실현할 수 있다.
저굴절률층은, 대표적으로는, 내부에 공극을 갖는다. 저굴절률층의 공극률은, 임의의 적절한 값을 취할 수 있다. 상기 공극률은, 예를 들어 5 ％ ∼ 99 ％ 이고, 바람직하게는 25 ％ ∼ 95 ％ 이다. 공극률이 상기 범위 내임으로써, 저굴절률층의 굴절률을 충분히 낮게 할 수 있고, 또한 높은 기계적 강도를 얻을 수 있다.
상기 내부에 공극을 갖는 저굴절률층으로는, 예를 들어, 입자상, 섬유상, 평판상 중 적어도 하나의 형상을 갖는 구조로 되어 있어도 된다. 입자상을 형성하는 구조체 (구성 단위) 는, 실(實) 입자여도 되고 중공 입자여도 되며, 구체적으로는 실리콘 입자나 미세 구멍을 갖는 실리콘 입자, 실리카 중공 나노 입자나 실리카 중공 나노 벌룬 등을 들 수 있다. 섬유상의 구성 단위는, 예를 들어, 직경이 나노 사이즈인 나노파이버이며, 구체적으로는 셀룰로오스 나노파이버나 알루미나 나노파이버 등을 들 수 있다. 평판상의 구성 단위는, 예를 들어, 나노클레이를 들 수 있으며, 구체적으로는 나노 사이즈의 벤토나이트 (예를 들어 쿠니피아 F [상품명]) 등을 들 수 있다. 또, 저굴절률층의 공극 구조에 있어서, 공극 구조를 형성하는 단일 혹은 1 종류 또는 복수 종류로 이루어지는 구성 단위끼리는, 촉매 작용을 통해서, 예를 들어, 직접적 또는 간접적으로 화학적으로 결합하고 있는 부분을 포함하고 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 구성 단위끼리가 「간접적으로 결합하고 있다」 는 것은, 구성 단위량 이하의 소량의 바인더 성분을 중개하여 구성 단위끼리가 결합하고 있는 것을 가리킨다. 구성 단위끼리가 「직접적으로 결합하고 있다」 는 것은, 구성 단위끼리가, 바인더 성분 등을 개재하지 않고 직접 결합하고 있는 것을 가리킨다.
저굴절률층을 구성하는 재료로는, 임의의 적절한 재료를 채용할 수 있다. 상기 재료로는, 예를 들어, 국제 공개 제2004/113966호 팸플릿, 일본 공개특허공보 2013-254183호, 및 일본 공개특허공보 2012-189802호에 기재된 재료를 채용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 실리카계 화합물；가수 분해성 실란류, 그리고 그 부분 가수 분해물 및 탈수 축합물；유기 폴리머；실란올기를 함유하는 규소 화합물；규산염을 산이나 이온 교환 수지에 접촉시킴으로써 얻어지는 활성 실리카；중합성 모노머 (예를 들어, (메트)아크릴계 모노머 및 스티렌계 모노머)；경화성 수지 (예를 들어, (메트)아크릴계 수지, 불소 함유 수지, 및 우레탄 수지)；및 이들의 조합을 들 수 있다.
상기 유기 폴리머로는, 예를 들어, 폴리올레핀류 (예를 들어, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌), 폴리우레탄류, 불소 함유 폴리머 (예를 들어, 불소 함유 모노머 단위와 가교 반응성 부여를 위한 구성 단위를 구성 성분으로 하는 함불소 공중합체), 폴리에스테르류 (예를 들어, 폴리(메트)아크릴산 유도체 (본 명세서에서는 (메트)아크릴산이란, 아크릴산 및 메타크릴산을 의미하며, 「(메트)」 는, 모두 이와 같은 의미로 사용하는 것으로 한다.)), 폴리에테르류, 폴리아미드류, 폴리이미드류, 폴리우레아류, 및 폴리카보네이트류를 들 수 있다.
상기 재료는, 바람직하게는, 실리카계 화합물；가수 분해성 실란류, 그리고 그 부분 가수 분해물 및 탈수 축합물을 포함한다.
상기 실리카계 화합물로는, 예를 들어, SiO2 (무수 규산)；SiO2 와, Na2O-B2O3 (붕규산), Al2O3 (알루미나), B2O3, TiO2, ZrO2, SnO2, Ce2O3, P2O5, Sb2O3, MoO3, ZnO2, WO3, TiO2-Al2O3, TiO2-ZrO2, In2O3-SnO2, 및 Sb2O3-SnO2 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개의 화합물을 포함하는 화합물 (상기 「-」 는, 복합 산화물인 것을 나타낸다.) 을 들 수 있다.
상기 가수 분해성 실란류로는, 예를 들어, 치환기 (예를 들어, 불소) 를 갖고 있어도 되는 알킬기를 함유하는 가수 분해성 실란류를 들 수 있다. 상기 가수 분해성 실란류, 그리고 그 부분 가수 분해물 및 탈수 축합물은, 바람직하게는 알콕시실란 및 실세스퀴옥산이다.
알콕시실란은 모노머여도 되고, 올리고머여도 된다. 알콕시실란 모노머는 알콕실기를 3 개 이상 갖는 것이 바람직하다. 알콕시실란 모노머로는, 예를 들어 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라부톡시실란, 테트라프로폭시실란, 디에톡시디메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 및 디메틸디에톡시실란을 들 수 있다. 알콕시실란 올리고머로는, 상기 모노머의 가수 분해 및 중축합에 의해 얻어지는 중축합물이 바람직하다. 상기 재료로서 알콕시실란을 사용함으로써, 우수한 균일성을 갖는 저굴절률층이 얻어진다.
실세스퀴옥산은, 일반식 RSiO1.5 (단, R 은 유기 관능기를 나타낸다.) 에 의해 나타내어지는 네트워크상 폴리실록산의 총칭이다. R 로는, 예를 들어, 알킬기 (직사슬이어도 되고 분기 사슬이어도 되며, 탄소수 1 ∼ 6 이다.), 페닐기, 및 알콕시기 (예를 들어, 메톡시기 및 에톡시기) 를 들 수 있다. 실세스퀴옥산의 구조로는, 예를 들어, 래더형 및 바구니형을 들 수 있다. 상기 재료로서 실세스퀴옥산을 사용함으로써, 우수한 균일성, 내후성, 투명성, 및 경도를 갖는 저굴절률층이 얻어진다.
상기 입자로는, 임의의 적절한 입자를 채용할 수 있다. 상기 입자는, 대표적으로는, 실리카계 화합물로 이루어진다.
실리카 입자의 형상은, 예를 들어 투과 전자 현미경으로 관찰함으로써 확인할 수 있다. 상기 입자의 평균 입자경은, 예를 들어 5 ㎚ ∼ 200 ㎚ 이고, 바람직하게는 10 ㎚ ∼ 200 ㎚ 이다. 상기 구성을 가짐으로써, 충분히 굴절률이 낮은 저굴절률층을 얻을 수 있고, 또한 저굴절률층의 투명성을 유지할 수 있다. 또한, 본 명세서에서는, 평균 입자경이란, 질소 흡착법 (BET 법) 에 의해 측정된 비표면적 (㎡/g) 으로부터, 평균 입자경 = (2720/비표면적) 의 식에 의해 부여된 값을 의미하는 것으로 한다 (일본 공개특허공보 평1-317115호 참조).
저굴절률층을 얻는 방법으로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2010-189212호, 일본 공개특허공보 2008-040171호, 일본 공개특허공보 2006-011175호, 국제 공개 제2004/113966호 팸플릿, 및 그들의 참고 문헌에 기재된 방법을 들 수 있다. 구체적으로는, 실리카계 화합물；가수 분해성 실란류, 그리고 그 부분 가수 분해물 및 탈수 축합물 중 적어도 어느 1 개를 가수 분해 및 중축합시키는 방법, 다공질 입자 및/또는 중공 미립자를 사용하는 방법, 그리고 스프링 백 현상을 이용하여, 에어로겔층을 생성하는 방법, 졸 겔에 의해 얻어진 겔을 분쇄하고, 또한 상기 분쇄액 중의 미세 구멍 입자끼리를 촉매 등으로 화학적으로 결합시킨 분쇄 겔을 사용하는 방법 등을 들 수 있다. 단, 저굴절률층은, 이 제조 방법에 한정되지 않고, 어떠한 제조 방법에 의해 제조해도 된다.
저굴절률층의 헤이즈는, 예를 들어 0.1 ％ ∼ 30 ％ 이고, 바람직하게는 0.2 ％ ∼ 10 ％ 이다.
저굴절률층의 기계 강도는, 예를 들어, 벰코트 (등록상표) 에 의한 내찰상성이 60 ％ ∼ 100 ％ 인 것이 바람직하다.
저굴절률층이 파장 변환층에 인접하여 형성되는 경우, 저굴절률층과 파장 변환층의 사이의 투묘력은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 0.01 N/25 ㎜ 이상이고, 바람직하게는 0.1 N/25 ㎜ 이상이고, 보다 바람직하게는 1 N/25 ㎜ 이상이다. 또한, 상기 기계 강도나 투묘력을 올리기 위해서, 도막 형성 전후나 임의의 적절한 접착층, 혹은 다른 부재와의 첩합 전후의 공정에서, 하도 (下塗) 처리, 가열 처리, 가습 처리, UV 처리, 코로나 처리, 플라즈마 처리 등을 실시해도 된다.
저굴절률층의 두께는, 바람직하게는 100 ㎚ ∼ 5000 ㎚ 이고, 보다 바람직하게는 200 ㎚ ∼ 4000 ㎚ 이고, 더욱 바람직하게는 300 ㎚ ∼ 3000 ㎚ 이고, 특히 바람직하게는 500 ㎚ ∼ 2000 ㎚ 이다. 저굴절률층의 두께가 이와 같은 범위이면, 가시광 영역의 광에 대하여 광학적으로 충분히 기능을 발현함과 함께, 우수한 내구성을 갖는 저굴절률층을 실현할 수 있다.
K. 배리어층
배리어층은, 바람직하게는, 산소 및/또는 수증기에 대하여 배리어 기능을 갖는다. 배리어층을 형성함으로써, 산소 및/또는 수증기에 의한 파장 변환 재료의 열화를 방지하고, 결과적으로, 파장 변환층의 기능의 장수명화를 달성할 수 있다. 배리어층의 산소 투과율은, 바람직하게는 500 ㏄/㎡·day·atm 이하이고, 보다 바람직하게는 100 ㏄/㎡·day·atm 이하이고, 더욱 바람직하게는 50 ㏄/㎡·day·atm 이하이다. 산소 투과율은, 25 ℃, 100 ％RH 의 분위기하에서, JIS K7126 에 준거한 측정법에 의해 측정될 수 있다. 배리어층의 수증기 투과율 (투습도) 은, 바람직하게는 500 g/㎡·day 이하이고, 보다 바람직하게는 100 g/㎡·day 이하이고, 더욱 바람직하게는 50 g/㎡·day 이하이다.
배리어층은, 대표적으로는, 수지 필름에 예를 들어, 금속 증착막, 금속 또는 규소의 산화물막, 산화질화막 또는 질화막, 금속박이 적층된 적층 필름이다. 광학 부재의 구성에 따라서는, 수지 필름은 생략되어도 된다. 바람직하게는, 수지 필름은, 배리어 기능, 투명성 및/또는 광학적 등방성을 가질 수 있다. 이와 같은 수지의 구체예로는, 고리형 올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지를 들 수 있다. 바람직하게는, 고리형 올레핀계 수지 (예를 들어, 노르보르넨계 수지), 폴리에스테르계 수지 (예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET)), 아크릴계 수지 (예를 들어, 주사슬 중에 락톤 고리나 글루탈이미드 고리 등의 고리형 구조를 갖는 아크릴계 수지) 이다. 이들 수지는, 배리어 기능, 투명성 및 광학적 등방성의 밸런스가 우수할 수 있다.
금속 증착막의 금속으로는, 예를 들어, In, Sn, Pb, Cu, Ag, Ti 를 들 수 있다. 금속 산화물로는, 예를 들어, ITO, IZO, AZO, SiO2, MgO, SiO, SixOy, Al2O3, GeO, TiO2 를 들 수 있다. 금속박으로는, 예를 들어, 알루미늄박, 동박, 스테인리스박을 들 수 있다.
또, 배리어층으로서, 액티브 배리어 필름을 사용해도 된다. 액티브 배리어 필름은, 산소와 반응하여 적극적으로 산소를 흡수하는 필름이다. 액티브 배리어 필름은 시판되고 있다. 시판품의 구체예로는, 토요보의 「옥시가드」, 미츠비시 가스 화학의 「에이지리스·오맥」, 쿄도 인쇄의 「옥시캐치」, 쿠라레의 「에발 AP」 를 들 수 있다.
배리어층의 두께는, 예를 들어 50 ㎚ ∼ 50 ㎛ 이다.
I. 편광판 세트
광학 부재가 편광판을 포함하는 실시형태에 있어서는, 당해 광학 부재는, 대표적으로는, 액정 표시 장치의 시인측과 반대측에 배치되는 편광판 (이하, 배면측 편광판이라고 칭하는 경우가 있다) 으로서 사용될 수 있다. 또, 파장 변환층이 부착된 광학 부재가 편광판을 포함하는 실시형태에 있어서는, 당해 파장 변환층이 부착된 광학 부재는, 대표적으로는, 액정 표시 장치의 시인측과 반대측에 배치되는 배면측 편광판으로서 사용될 수 있다. 이 경우, 당해 배면측 편광판과 시인측 편광판을 포함하는 편광판 세트가 제공될 수 있다. 시인측 편광판으로는, 임의의 적절한 편광판이 채용될 수 있다. 시인측 편광판은, 대표적으로는, 편광자 (예를 들어, 흡수형 편광자) 와, 편광자의 적어도 편측에 배치된 보호층을 갖는다. 편광자 및 보호층은, 상기 D 항에 기재된 것이 사용될 수 있다. 시인측 편광판은, 목적에 따라 임의의 적절한 광학 기능층 (예를 들어, 위상차층, 하드 코트층, 안티글레어층, 반사 방지층) 을 추가로 갖고 있어도 된다. 편광판 세트는, 시인측 편광판 (의 편광자) 의 흡수축과 배면측 편광판 (의 편광자) 의 흡수축이 실질적으로 직교 또는 평행이 되도록 하여 액정 셀의 각각의 측에 배치된다.
J. 액정 표시 장치
본 발명의 또 다른 국면에 의하면, 액정 표시 장치가 제공된다. 광학 부재가 편광판을 포함하지 않는 실시형태에 있어서는, 액정 표시 장치는, 액정 셀과, 그 액정 셀의 시인측에 배치된 시인측 편광판과, 그 액정 셀의 시인측과 반대측에 배치된 배면측 편광판과, 그 배면측 편광판의 외측에 배치된 상기 A 항 ∼ H 항에 기재된 광학 부재 및 파장 변환 부재와, 그 광학 부재의 외측에 배치된 백라이트 유닛을 갖는다. 파장 변환층이 부착된 광학 부재가 편광판을 포함하지 않는 실시형태에 있어서는, 액정 표시 장치는, 액정 셀과, 그 액정 셀의 시인측에 배치된 시인측 편광판과, 그 액정 셀의 시인측과 반대측에 배치된 배면측 편광판과, 그 배면측 편광판의 외측에 배치된 상기 A 항 ∼ H 항에 기재된 파장 변환층이 부착된 광학 부재와, 그 파장 변환층이 부착된 광학 부재의 외측에 배치된 백라이트 유닛을 갖는다. 광학 부재가 편광판을 포함하는 실시형태에 있어서는, 액정 표시 장치는, 액정 셀과, 그 액정 셀의 시인측에 배치된 편광판과, 그 액정 셀의 시인측과 반대측에 배치된 상기 A 항 ∼ H 항에 기재된 광학 부재 및 파장 변환 부재와, 그 광학 부재의 외측에 배치된 백라이트 유닛을 갖는다. 파장 변환층이 부착된 광학 부재가 편광판을 포함하는 실시형태에 있어서는, 액정 표시 장치는, 액정 셀과, 그 액정 셀의 시인측에 배치된 편광판과, 그 액정 셀의 시인측과 반대측에 배치된 상기 A 항 ∼ H 항에 기재된 파장 변환층이 부착된 광학 부재와, 그 파장 변환층이 부착된 광학 부재의 외측에 배치된 백라이트 유닛을 갖는다. 액정 셀의 구성, 구동 모드 및 백라이트 유닛의 구성은 당업계에서 주지이므로, 구체적인 설명은 생략한다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에는 한정되지 않는다. 실시예에 있어서의 시험 및 평가 방법은 이하와 같다. 또, 특별히 명기하지 않는 한, 실시예에 있어서의 「부」 및 「％」 는 중량 기준이다.
(1) 굴절률 및 막두께의 측정 방법
엘립소미터 (제품명 「울람 M2000」, J. A. Woollam 주식회사 제조) 를 사용하여 반사 측정을 실시함으로써, 굴절률 및 막두께를 구하였다.
(2) 컬러 시프트의 평가 방법
액정 표시 장치에 백색 화상을 표시시키고, 코노스코프 (AUTRONIC MELCHERS 주식회사 제조) 를 사용하여, 극각 0° ∼ 60° 방향에 있어서의 방위각 0° ∼ 360° 의 색상, x 값 및 Y 값을 측정하였다.
＜실시예 1＞
(파장 변환 재료, 프리즘 시트)
시판되는 태블릿 PC (AMAZON 사 제조, 상품명 「Kindle fire HDX 8.9」) 를 분해하고, 백라이트 측에 포함되는 파장 변환 재료 (파장 변환층) 및 프리즘 시트를 사용하였다.
(반사형 편광자)
SHARP 사 제조 40 형 TV (제품명：AQUOS, 품번：LC40-Z5) 를 분해하고, 백라이트 부재로부터 반사형 편광자를 꺼냈다. 이 반사형 편광자의 양면에 형성되어 있는 확산층을 제거하고, 본 실시의 반사형 편광자로 하였다.
(편광판의 제조)
폴리비닐알코올을 주성분으로 하는 고분자 필름 [쿠라레 제조 상품명 「9P75R (두께：75 ㎛, 평균 중합도：2,400, 비누화도 99.9 몰％)」] 을 수욕 중에 1 분간 침지시키면서 반송 방향으로 1.2 배로 연신한 후, 요오드 농도 0.3 중량％의 수용액 중에서 1 분간 침지함으로써, 염색하면서, 반송 방향으로, 전혀 연신하고 있지 않은 필름 (원래 길이) 을 기준으로 하여 3 배로 연신하였다. 이어서, 이 연신 필름을, 붕산 농도 4 중량％, 요오드화칼륨 농도 5 중량％의 수용액 중에 침지하면서, 반송 방향으로, 원래 길이 기준으로 6 배까지 더 연신하고, 70 ℃ 에서 2 분간 건조시킴으로써, 편광자를 얻었다.
한편, 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 필름 (코니카 미놀타사 제조, 제품명 「KC4UW」, 두께：40 ㎛) 의 편면에, 알루미나 콜로이드 함유 접착제를 도포하고, 이것을 상기에서 얻어진 편광자의 편면에 양자의 반송 방향이 평행이 되도록 롤 투 롤로 적층하였다. 또한, 알루미나 콜로이드 함유 접착제는, 아세토아세틸기를 갖는 폴리비닐알코올계 수지 (평균 중합도 1200, 비누화도 98.5 몰％, 아세토아세틸화도 5 몰％) 100 중량부에 대하여, 메틸올멜라민 50 중량부를 순수에 용해하고, 고형분 농도 3.7 중량％의 수용액을 조제하고, 이 수용액 100 중량부에 대하여, 정전하를 갖는 알루미나 콜로이드 (평균 입자경 15 ㎚) 를 고형분 농도 10 중량％ 로 함유하는 수용액 18 중량부를 첨가하여 조제하였다. 계속해서, 편광자의 반대측의 면에도 마찬가지로, 상기 알루미나 콜로이드 함유 접착제를 도포한 TAC 필름을, 이들의 반송 방향이 평행이 되도록 롤 투 롤로 적층하고, 그 후 55 ℃ 에서 6 분간 건조시켰다. 이와 같이 하여, TAC 필름/편광자/TAC 필름의 구성을 갖는 편광판을 얻었다.
(광학 부재의 제조)
상기에서 얻어진 편광판과 반사형 편광자를 아크릴계 점착제를 개재하여 첩합하였다. 또한, 반사형 편광자의 편광판과는 반대측의 면에 아크릴계의 광 경화형 접착제를 도포하고, 프리즘 시트의 볼록부를 접착시키고, 편광판/반사형 편광자/프리즘 시트의 구성을 갖는 광학 부재를 얻었다. 여기서, 볼록부가 점접착되어 있는 접착층의 두께는 3 ㎛ 였다.
(광학 부재를 사용한 액정 표시 장치의 제조)
IPS 모드의 액정 표시 장치 (AMAZON 사 제조, 상품명 「Kindle fire HDX 9.8」) 를 사용하여 평가를 실시하였다. 이 액정 셀의 하측 (배면측) 에 상기에서 얻어진 광학 부재와 상기에서 얻어진 프리즘 시트와 상기에서 얻어진 파장 변환 재료를 이 순서로 별도 배치로 장착하고, 평가를 실시하였다. 얻어진 액정 표시 장치의 색상을 측정하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
＜실시예 2＞
프리즘 시트를 2 매 사용하여, 실시예 1 과 동일하게 하여 제 2 프리즘 시트의 볼록부를 제 1 프리즘 시트의 평탄면에 점접착시키고, 편광판/반사형 편광자/제 1 프리즘 시트/제 2 프리즘 시트의 구성을 갖는 광학 부재를 얻었다. 이 광학 부재와 파장 변환 재료를 이 순서로 별도 배치로 장착한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 액정 표시 장치를 얻었다. 얻어진 액정 표시 장치를 실시예 1 과 동일한 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
＜실시예 3＞
(저굴절률층의 형성)
디메틸술폭시드 (DMSO) 2.2 g 에 규소 화합물의 전구체인 메틸트리메톡시실란 (MTMS) 을 0.95 g 용해시킨 혼합액에, 0.01 ㏖/ℓ 의 옥살산 수용액을 0.5 g 첨가하고, 실온에서 30 분 교반을 실시함으로써 MTMS 를 가수 분해하여, 트리스(하이드록시)메틸실란을 생성하였다. 그 후, 5.5 g 의 DMSO 에, 28 ％ 농도의 암모니아수 0.38 g 및 순수 0.2 g 을 첨가한 후, 상기 가수 분해 처리한 혼합액을 추가로 첨가하고, 실온에서 15 분 교반함으로써, 트리스(하이드록시)메틸실란의 겔화를 실시하고, 겔상 규소 화합물을 얻었다. 상기 겔화 처리를 실시한 혼합액을, 그대로 40 ℃ 에서 20 시간 인큐베이트하여 숙성 처리를 실시하였다. 다음으로, 상기 숙성 처리한 겔상 규소 화합물을, 스패출라를 사용하여 수 ㎜ ∼ 수 ㎝ 사이즈의 과립상으로 부쉈다. 거기에, 이소프로필알코올 (IPA) 40 g 을 첨가하고, 가볍게 교반한 후, 실온에서 6 시간 정치 (靜置) 하여, 겔 중의 용매 및 촉매를 데칸테이션하였다. 동일한 데칸테이션 처리를 3 회 반복하고, 용매 치환을 완료하였다. 그리고, 상기 혼합액 중의 겔상 규소 화합물을 분쇄 처리 (고압 미디어리스 분쇄) 하였다. 분쇄 처리는, 호모게나이저 (상품명 「UH-50」, 에스엠티사 제조) 를 사용하고, 5 ㎤ 의 스크루병에, 상기 용매 치환을 완료한 겔상 화합물 1.85 g 및 IPA 1.15 g 을 칭량한 후, 50 W, 20 ㎑ 의 조건으로 2 분간의 분쇄를 실시하였다. 상기 분쇄 처리에 의해, 상기 혼합액 중의 겔상 규소 화합물이 분쇄되고, 그 결과, 상기 혼합액은 분쇄물의 졸 액이 되었다. 상기 졸 액을 0.75 g 에 대하여, 광 염기 발생제 (와코 쥰야쿠 공업 주식회사 제조, 상품명 「WPBG266」) 의 1.5 ％ 농도 메틸에틸케톤 (MEK) 용액을 0.062 g, 비스(트리메톡시실릴)에탄의 5 ％ 농도 MEK 용액을 0.036 g 의 비율로 첨가하여 도공액을 얻었다. 프리즘 시트의 평탄면에, 상기 도공액을 바 코트법으로 도포하고, 100 ℃ 에서 1 분간 건조시키고, 건조 후의 도공막에 파장 360 ㎚ 의 광을 300 mJ/㎠ 의 광 조사량 (에너지) 으로 UV 조사하고, 프리즘 시트의 평탄면에 저굴절률층을 형성하였다. 이 저굴절률층의 굴절률은 1.10 이고, 저굴절률층의 두께는 1 ㎛ 였다.
(액정 표시 장치의 제조)
편광판과 반사형 편광자를 아크릴계 점착제를 개재하여 첩합하였다. 또한, 반사형 편광자의 편광판과는 반대측의 면에 아크릴계의 광 경화형 접착제를 도포하고, 평탄면에 저굴절률층이 형성된 상기 프리즘 시트의 볼록부를 접착시키고, 저굴절률층과 파장 변환 재료를 아크릴계의 접착제를 개재하여 첩합함으로써, 파장 변환층이 부착된 광학 부재를 얻었다. 여기서, 볼록부가 점접착되어 있는 접착층의 두께는 3 ㎛ 였다. 상기 파장 변환층이 부착된 광학 부재는, 편광판/반사형 편광자/프리즘 시트/저굴절률층/파장 변환층의 일체 구조를 갖는다.
액정 셀의 하측 (배면측) 에 상기에서 얻어진 파장 변환층이 부착된 광학 부재를 장착한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 액정 표시 장치를 제조하였다. 얻어진 액정 표시 장치를 실시예 1 과 동일한 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
＜실시예 4＞
(광 확산성 접착제의 제조)
아크릴계 점착제 100 부와, 광 확산성 미립자 (모멘티브·퍼포먼스사 제조, 상품명 「토스펄 145」, 입경 4.5 ㎛) 25.9 부를 혼합하여 광 확산성 접착제를 얻었다.
(액정 표시 장치의 제조)
편광판과 반사 편광자를, 헤이즈치가 80 ％ 인 광 확산성 접착제를 개재하여 첩합한 것 이외에는 실시예 3 과 동일하게 하여 파장 변환층이 부착된 광학 부재, 및 액정 표시 장치를 얻었다. 상기 파장 변환층이 부착된 광학 부재는, 편광판/광 확산층/반사형 편광자/프리즘 시트/저굴절률층/파장 변환층의 일체 구조를 갖는다. 얻어진 액정 표시 장치를 실시예 1 과 동일한 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
＜비교예 1＞
실시예 1 과 동일하게 하여 얻어진 편광판/반사형 편광자의 적층체와 2 매의 프리즘 시트와 파장 변환 재료를 이 순서로 별도 배치로 장착한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 액정 표시 장치를 얻었다. 얻어진 액정 표시 장치를 실시예 1 과 동일한 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
Figure 112018027946988-pct00001
＜평가＞
실시예 1 및 2 그리고 비교예 1 에 관해서, 표 1 에 대응하는 색도도를 도 4에 비교하여 나타낸다. 도 4 로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 실시예의 액정 표시 장치는 뉴트럴에 가까운 색상이 실현되어 있는 것을 알 수 있다. 한편, 비교예 1 의 액정 표시 장치는 약간 희고 또한 황색미를 띠고 있는 것을 알 수 있다.
산업상 이용가능성
본 발명의 광학 부재는, 액정 표시 장치에 적합하게 사용될 수 있다. 광학 부재가 편광판을 포함하는 실시형태에 의하면, 광학 부재는, 액정 표시 장치의 배면측 편광판으로서 적합하게 사용될 수 있다. 이와 같은 광학 부재를 사용한 액정 표시 장치는, 휴대 정보 단말 (PDA), 휴대 전화, 시계, 디지털 카메라, 휴대 게임기 등의 휴대 기기, 퍼스널 컴퓨터 모니터, 노트북 퍼스널 컴퓨터, 복사기 등의 OA 기기, 비디오 카메라, 액정 텔레비전, 전자 레인지 등의 가정용 전기 기기, 백 모니터, 카 내비게이션 시스템용 모니터, 카 오디오 등의 차재용 기기, 상업 점포용 인포메이션용 모니터 등의 전시 기기, 감시용 모니터 등의 경비 기기, 개호용 (介護用) 모니터, 의료용 모니터 등의 개호·의료 기기 등의 각종 용도에 사용할 수 있다.
10 : 제 1 프리즘 시트
21 : 반사형 편광자
23 : 편광판
25 : 편광자
30 : 제 2 프리즘 시트
100 : 광학 부재
101 : 광학 부재

Claims (20)

  1. 파장 변환층과 프리즘 시트와 광학 기능 요소가 이 순서로 일체화되어 있고,
    상기 프리즘 시트가, 평탄한 제 1 주면 (主面) 과 그 제 1 주면과 반대측으로 볼록해지는 기둥 모양의 단위 프리즘이 복수 배열되어 있는 제 2 주면을 갖고,
    상기 프리즘 시트의 제 2 주면의 단위 프리즘에 의한 볼록부가, 상기 광학 기능 요소의 일방의 주면에 첩합 (貼合) 되어 있는, 파장 변환층이 부착된 광학 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 기능 요소가, 반사형 편광자를 포함하고, 상기 프리즘 시트의 제 2 주면의 단위 프리즘에 의한 볼록부가, 상기 반사형 편광자의 일방의 주면에 첩합되어 있는, 파장 변환층이 부착된 광학 부재.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 기능 요소가, 흡수형 편광자를 포함하는 편광판을 포함하고, 상기 프리즘 시트의 제 2 주면의 단위 프리즘에 의한 볼록부가, 상기 편광판의 일방의 주면에 첩합되어 있는, 파장 변환층이 부착된 광학 부재.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 기능 요소가, 흡수형 편광자를 포함하는 편광판과 반사형 편광자를 포함하고, 상기 프리즘 시트의 제 2 주면의 단위 프리즘에 의한 볼록부가, 상기 반사형 편광자의 상기 편광판과 반대측의 주면에 첩합되어 있는, 파장 변환층이 부착된 광학 부재.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 광학 기능 요소가, 상기 반사형 편광자의 상기 프리즘 시트와 반대측에 광 확산층을 추가로 갖는, 파장 변환층이 부착된 광학 부재.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 기능 요소가, 광 확산층과 흡수형 편광자를 포함하는 편광판을 상기 프리즘 시트측으로부터 이 순서로 갖고, 상기 프리즘 시트의 제 2 주면의 단위 프리즘에 의한 볼록부가, 상기 광 확산층의 상기 편광판과 반대측의 주면에 첩합되어 있는, 파장 변환층이 부착된 광학 부재.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 광학 기능 요소가, 상기 편광판과 상기 반사형 편광자의 사이에 광 확산층을 추가로 갖는, 파장 변환층이 부착된 광학 부재.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 파장 변환층과 상기 프리즘 시트의 사이에, 굴절률이 1.3 이하인 저굴절률층을 추가로 갖는, 파장 변환층이 부착된 광학 부재.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 프리즘 시트의 상기 광학 기능 요소와 반대측에 다른 프리즘 시트를 추가로 갖고, 상기 다른 프리즘 시트로부터 상기 광학 기능 요소까지가 일체화되어 있고,
    상기 다른 프리즘 시트가, 평탄한 제 1 주면과 그 제 1 주면과 반대측으로 볼록해지는 기둥 모양의 단위 프리즘이 복수 배열되어 있는 제 2 주면을 갖고,
    상기 다른 프리즘 시트의 제 2 주면의 단위 프리즘에 의한 볼록부가, 상기 프리즘 시트의 제 1 주면에 첩합되어 있는, 파장 변환층이 부착된 광학 부재.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 파장 변환층과 상기 다른 프리즘 시트의 사이에, 굴절률이 1.3 이하인 저굴절률층을 추가로 갖는, 파장 변환층이 부착된 광학 부재.
  11. 배면측 편광판으로서 사용되는 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 파장 변환층이 부착된 광학 부재와, 시인측 편광판을 포함하는, 편광판 세트.
  12. 액정 셀과, 상기 액정 셀의 시인측에 배치된 시인측 편광판과, 상기 액정 셀의 시인측과 반대측에 배치된 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 파장 변환층이 부착된 광학 부재를 갖는, 액정 표시 장치.
  13. 액정 셀과, 상기 액정 셀의 시인측에 배치된 시인측 편광판과, 상기 액정 셀의 시인측과 반대측에 배치된 파장 변환 부재 및 광학 부재를 갖고,
    상기 광학 부재가 광학 기능 요소와 프리즘 시트를 갖고, 상기 광학 기능 요소와 상기 프리즘 시트가 상기 액정 셀측으로부터 이 순서로 일체화되어 있고,
    상기 프리즘 시트가, 평탄한 제 1 주면과 그 제 1 주면과 반대측으로 볼록해지는 기둥 모양의 단위 프리즘이 복수 배열되어 있는 제 2 주면을 갖고,
    상기 프리즘 시트의 제 2 주면의 단위 프리즘에 의한 볼록부가, 상기 광학 기능 요소의 일방의 주면에 첩합되어 있는, 액정 표시 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 광학 기능 요소가, 반사형 편광자를 포함하고, 상기 프리즘 시트의 제 2 주면의 단위 프리즘에 의한 볼록부가, 상기 반사형 편광자의 일방의 주면에 첩합되어 있는, 액정 표시 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 광학 기능 요소가, 흡수형 편광자를 포함하는 편광판을 포함하고, 상기 프리즘 시트의 제 2 주면의 단위 프리즘에 의한 볼록부가, 상기 편광판의 일방의 주면에 첩합되어 있는, 액정 표시 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 광학 기능 요소가, 흡수형 편광자를 포함하는 편광판과 반사형 편광자를 포함하고, 상기 프리즘 시트의 제 2 주면의 단위 프리즘에 의한 볼록부가, 상기 반사형 편광자의 상기 편광판과 반대측의 주면에 첩합되어 있는, 액정 표시 장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 광학 기능 요소가, 상기 반사형 편광자의 상기 프리즘 시트와 반대측에 광 확산층을 추가로 갖는, 액정 표시 장치.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 광학 기능 요소가, 광 확산층과 흡수형 편광자를 포함하는 편광판을 상기 프리즘 시트측으로부터 이 순서로 갖고, 상기 프리즘 시트의 제 2 주면의 단위 프리즘에 의한 볼록부가, 상기 광 확산층의 상기 편광판과 반대측의 주면에 첩합되어 있는, 액정 표시 장치.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 광학 기능 요소가, 상기 편광판과 상기 반사형 편광자의 사이에 광 확산층을 추가로 갖는, 액정 표시 장치.
  20. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 광학 부재가, 상기 프리즘 시트의 상기 광학 기능 요소와 반대측에 다른 프리즘 시트를 추가로 갖고, 상기 다른 프리즘 시트로부터 상기 광학 기능 요소까지가 일체화되어 있고,
    상기 다른 프리즘 시트가, 평탄한 제 1 주면과 그 제 1 주면과 반대측으로 볼록해지는 기둥 모양의 단위 프리즘이 복수 배열되어 있는 제 2 주면을 갖고,
    상기 다른 프리즘 시트의 제 2 주면의 단위 프리즘에 의한 볼록부가, 상기 프리즘 시트의 제 1 주면에 첩합되어 있는, 액정 표시 장치.
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