KR102330587B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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야스시 사사키
유키노부 무코야마
쇼타 하야카와
도시키 이노우에
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도요보 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 400nm 이상 495nm 미만, 495nm 이상 600nm 미만 및 600nm 이상 780nm 이하의 각 파장 영역에 각각 발광 스펙트럼의 피크 톱을 갖는 액정 표시 장치에 있어서, 편광자 보호 필름으로서 배향 필름을 이용한 경우에도, 무지개 얼룩이 억제된 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명은, 백라이트 광원, 광원측 편광판, 액정 셀 및 시인측 편광판을 갖는 액정 표시 장치로서, 상기 백라이트 광원은, 400nm 이상 495nm 미만, 495nm 이상 600nm 미만 및 600nm 이상 780nm 이하의 각 파장 영역에 각각 발광 스펙트럼의 피크 톱을 갖고, 각 피크의 반치폭이 5nm 이상이며, 시인측 편광판은 1500∼30000nm의 리타데이션을 갖는 폴리에스테르 필름 A, 및 폴리에스테르 필름 A의 적어도 한쪽의 면에 적층된 반사 방지층 및/또는 저반사층을 포함하고, 광원측 편광판은 폴리에스테르 필름 B를 포함하며, 폴리에스테르 필름 B의 리타데이션을 ReB로 하고, 백라이트 광원의 600nm 이상 780nm 이하의 파장 영역에 존재하는 피크의 피크 톱의 파장을 Rx, 반치폭을 Ry로 한 경우에, Ry/[Rx/(ReB/Rx)]가 0.55 이상인 액정 표시 장치이다.

Description

액정 표시 장치
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다. 상세하게는, 무지개상(狀)의 색얼룩의 발생이 저감된 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(LCD)에 사용되는 편광판은, 통상 폴리비닐알코올(PVA) 등에 요오드를 염착시킨 편광자를 2장의 편광자 보호 필름 사이에 끼운 구조이며, 편광자 보호 필름으로는 대부분의 경우 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름이 이용되고 있다. 근래, LCD의 박형화에 수반하여, 편광판의 박층화가 요구되게 되고 있다. 그러나, 이 때문에 보호 필름으로서 이용되고 있는 TAC 필름의 두께를 얇게 하면, 충분한 기계 강도를 얻지 못하고, 또 투습성이 악화된다는 문제가 발생한다. 또, TAC 필름은 매우 고가여서, 저렴한 대체 소재로서 폴리에스테르 필름이 제안되어 있지만(특허문헌 1∼3), 무지개상의 색얼룩이 관찰된다는 문제가 있었다.
편광자의 편측에 복굴절성을 갖는 배향 폴리에스테르 필름을 배치한 경우, 백라이트 유닛, 또는, 편광자로부터 출사한 직선 편광은 폴리에스테르 필름을 통과할 때에 편광 상태가 변화한다. 투과한 광은 배향 폴리에스테르 필름의 복굴절과 두께의 곱인 리타데이션(retardation)으로 특유의 간섭색을 나타낸다. 그 때문에, 광원으로서 냉음극관이나 열음극관 등 불연속인 발광 스펙트럼을 이용하면, 파장에 따라 다른 투과광 강도를 나타내어, 무지개상의 색얼룩이 된다(참조: 제15회 마이크로옵티컬 컨퍼런스 예고집, 제30∼31항).
상기의 문제를 해결하는 수단으로서, 백라이트 광원으로서 백색 발광 다이오드와 같은 연속적이고 폭넓은 발광 스펙트럼을 갖는 백색 광원을 이용하고, 또한 편광자 보호 필름으로서 일정한 리타데이션을 갖는 배향 폴리에스테르 필름을 이용하는 것이 제안되어 있다(특허문헌 4). 백색 발광 다이오드는, 가시광 영역에서 연속적이고 폭넓은 발광 스펙트럼을 갖는다. 그 때문에, 복굴절체를 투과한 투과광에 의한 간섭색 스펙트럼의 포락선 형상에 주목하면, 배향 폴리에스테르 필름의 리타데이션을 제어함으로써, 광원의 발광 스펙트럼과 서로 유사한 스펙트럼이 얻어져, 무지개 얼룩의 억제가 가능한 것이 제안되어 있다.
배향 폴리에스테르 필름의 배향 방향과 편광판의 편광 방향을 서로에 대하여 직교, 또는 평행하게 함으로써, 편광자로부터 출사한 직선 편광은 배향 폴리에스테르 필름을 통과해도 편광 상태를 유지한 채로 통과하게 된다. 또, 배향 폴리에스테르 필름의 복굴절을 제어하여 1축 배향성을 높임으로써, 경사 방향으로부터 입사하는 광도 편광 상태를 유지한 채로 통과하게 된다. 배향 폴리에스테르 필름을 경사로부터 보면, 바로 위에서 보았을 때와 비교하여 배향 주축 방향으로 어긋남이 발생하지만, 1축 배향성이 높으면 경사로부터 보았을 때의 배향 주축 방향의 어긋남이 작아진다. 이 때문에, 직선 편광의 방향과 배향 주축 방향의 어긋남이 작아져, 편광 상태의 변화가 발생하기 어렵게 되어 있다고 생각된다. 이와 같이, 광원의 발광 스펙트럼과 복굴절체의 배향 상태, 및 배향 주축 방향을 제어함으로써 편광 상태의 변화가 억제되어, 무지개상의 색얼룩이 발생하지 않고, 시인성(視認性)이 현저하게 개선된다고 생각되었다.
일본국 특개2002-116320호 공보 일본국 특개2004-219620호 공보 일본국 특개2004-205773호 공보 WO2011/162198
편광자 보호 필름으로서 폴리에스테르 필름을 이용한 편광판을 이용하여 액정 표시 장치를 공업적으로 생산하는 경우, 편광자의 투과축과 폴리에스테르 필름의 진상축(進相軸)의 방향은, 통상 서로 수직이 되도록 배치된다. 이것은, 다음과 같은 사정에 의한 것이다. 편광자인 폴리비닐알코올 필름은, 세로 1축 연신을 하여 제조된다. 따라서, 편광자로서 사용하는 폴리비닐알코올 필름은, 통상 연신 방향으로 긴 필름이다. 한편, 그 보호 필름인 폴리에스테르 필름은, 그 길이 방향으로 세로 연신한 후, 가로 연신을 하여 제조되기 때문에, 폴리에스테르 필름 배향 주축 방향은 가로 방향이 된다. 즉, 편광자 보호 필름으로서 사용하는 폴리에스테르 필름의 배향 주축은, 필름의 길이 방향과 대략 수직 교차한다. 이들 필름은, 제조 효율의 관점에서 통상 서로의 길이 방향이 평행이 되도록 맞붙여져, 편광판이 제조된다. 그러면, 폴리에스테르 필름의 진상축과 편광자의 투과축은 통상 수직 방향이 된다. 이 경우, 폴리에스테르 필름으로서 특정의 리타데이션을 갖는 배향 폴리에스테르 필름을 이용하고, 백라이트 광원으로서 백색 LED와 같은 연속적이고 폭넓은 발광 스펙트럼을 갖는 광원을 이용함으로써, 무지개상의 색얼룩은 대폭 개선된다. 그러나, 백라이트 광원이 여기광을 출사하는 광원과 양자점을 포함한 발광층으로 이루어지는 경우, 여전히 무지개 얼룩이 발생한다는 새로운 과제가 존재하는 것을 발견했다.
근래의 색역(色域) 확대 요구의 고조로부터, 양자점 기술을 이용한 백색 광원 이외에도, 백색 광원의 발광 스펙트럼이, R(적), G(녹) 및 B(청)의 각 파장 영역에, 각각 명확한 상대 발광 강도의 피크를 갖는 액정 표시 장치가 개발되어 있다. 예를 들면, 여기광에 의해 R(적) 및 G(녹)의 영역에 명확한 발광 피크를 갖는 형광체와 청색 LED를 이용한 형광체 방식의 백색 LED 광원, 3파장 방식의 백색 LED 광원, 그리고 적색 레이저를 조합한 백색 LED 광원 등, 다양한 종류의 광원을 이용한 광(廣)색역화 대응의 액정 표시 장치가 개발되어 있다. 이들 백색 광원은, 모두 종래부터 범용되어 온 YAG계 황색 형광체를 이용한 백색 발광 다이오드로 이루어지는 광원과 비교하여 피크의 반치폭(半値幅)이 좁다. 이들 백색 광원은, 리타데이션을 갖는 폴리에스테르 필름을 편광판의 구성 부재인 편광자 보호 필름으로서 이용한 경우에, 상술한 여기광을 출사하는 광원과 양자점을 포함하는 발광층으로 이루어지는 백라이트 광원을 갖는 액정 표시 장치의 경우와 마찬가지의 과제가 존재하는 것을 발견했다.
즉, 본 발명의 과제의 하나는, 여기광을 출사하는 광원과 양자점을 포함하는 백라이트 광원으로 대표되는 바와 같이, 발광 스펙트럼의 각 피크의 반치폭이 비교적 좁은 백라이트 광원을 갖는 액정 표시 장치에 있어서, 편광자 보호 필름으로서 폴리에스테르 필름을 이용한 경우에도, 무지개 얼룩이 억제된 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
대표적인 본 발명은 이하와 같다.
항 1.
백라이트 광원, 광원측 편광판, 액정 셀 및 시인측 편광판을 갖는 액정 표시 장치로서,
상기 백라이트 광원은, 400nm 이상 495nm 미만, 495nm 이상 600nm 미만 및 600nm 이상 780nm 이하의 각 파장 영역에 각각 발광 스펙트럼의 피크 톱을 갖고, 각 피크의 반치폭이 5nm 이상이며,
시인측 편광판은, 1500∼30000nm의 리타데이션을 갖는 폴리에스테르 필름 A, 및 폴리에스테르 필름 A의 적어도 한쪽의 면에 적층된 반사 방지층 및/또는 저반사층을 포함하고,
광원측 편광판은 폴리에스테르 필름 B를 포함하며,
폴리에스테르 필름 B의 리타데이션을 ReB로 하고, 백라이트 광원의 600nm 이상 780nm 이하의 파장 영역에 존재하는 피크의 피크 톱의 파장을 Rx, 반치폭을 Ry로 한 경우에,
Ry/[Rx/(ReB/Rx)]가 0.55 이상인 액정 표시 장치.
항 2.
상기 400nm 이상 495nm 미만의 파장 영역에 존재하는 피크의 피크 톱의 파장을 Bx, 반치폭을 By로 하고,
상기 495nm 이상 600nm 미만의 파장 영역에 존재하는 피크의 피크 톱의 파장을 Gx, 반치폭을 Gy로 한 경우에,
By/[Bx/(ReB/Bx)]가 0.55 이상이고, 또한,
Gy/[Gx/(ReB/Gx)]가 0.55 이상인, 항 1에 기재한 액정 표시 장치.
항 3.
상기 Rx가 630nm 이상인, 항 1 또는 항 2에 기재한 액정 표시 장치.
항 4.
상기 Ry가 180nm 이하인, 항 1 내지 항 3 중 어느 하나에 기재한 액정 표시 장치.
항 5.
상기 광원이 여기광을 출사하는 광원과 양자점을 포함하는, 항 1 내지 항 4 중 어느 하나에 기재한 액정 표시 장치.
항 6.
상기 반사 방지층 표면의 파장 550nm에 있어서의 표면 반사율이 2.0% 이하인, 항 1 내지 항 5 중 어느 하나에 기재한 액정 표시 장치.
본 발명의 액정 표시 장치 및 편광판은, 넓은 색역을 갖고, 어느 관찰 각도에 있어서도 무지개상의 색얼룩의 발생이 유의하게 억제된 양호한 시인성을 갖는다.
도 1은 단일의 파장 영역 내에 복수의 피크가 존재하는 경우의 예를 나타낸다.
도 2는 단일의 파장 영역 내에 복수의 피크가 존재하는 경우의 예를 나타낸다.
도 3은 단일의 파장 영역 내에 복수의 피크가 존재하는 경우의 예를 나타낸다.
도 4는 단일의 파장 영역 내에 복수의 피크가 존재하는 경우의 예를 나타낸다.
도 5는 7000nm의 리타데이션을 갖는 배향 필름의 광의 투과율을 나타내는 그래프이다.
일반적으로, 액정 표시 장치는, 백라이트 광원(「백라이트 유닛」이라고도 함)이 배치되는 측에서부터 화상을 표시하는 측(시인측)을 향하는 순으로, 후면 모듈, 액정 셀 및 전면 모듈을 갖는다. 후면 모듈 및 전면 모듈은, 일반적으로, 투명한 기판과, 그 액정 셀측 표면에 형성된 투명 도전막과, 그 반대측에 배치된 편광판으로 구성되어 있다. 즉, 편광판은, 후면 모듈에서는 백라이트 광원에 대향하는 측에 배치되고, 전면 모듈에서는 화상을 표시하는 측(시인측)에 배치되어 있다.
액정 표시 장치는 적어도, 백라이트 광원과, 2개의 편광판 사이에 배치된 액정 셀을 구성 부재로 한다. 상기 백라이트 광원은, 400nm 이상 495nm 미만, 495nm 이상 600nm 미만, 및 600nm 이상 780nm 이하의 각 파장 영역에 각각 피크 톱을 갖고, 각 피크의 반치폭이 5nm 이상인 발광 스펙트럼을 갖는 것이 바람직하다. CIE 색도도에서 정의되는 청색, 녹색, 적색의 각 피크 파장은, 각각 435.8nm(청색), 546.1nm(녹색) 및 700nm(적색)인 것이 알려져 있다. 상기 400nm 이상 495nm 미만, 495nm 이상 600nm 미만, 및 600nm 이상 780nm 이하의 각 파장 영역은, 각각 청색 영역, 녹색 영역 및 적색 영역에 상당한다. 상기와 같은 발광 스펙트럼을 갖는 광원으로서, 여기광을 출사하는 광원과 양자점을 적어도 포함하는 백라이트 광원을 들 수 있다. 그 밖에, 여기광에 의해 R(적) 및 G(녹)의 영역에 각각 발광 피크를 갖는 형광체와 청색 LED를 조합한 형광체 방식의 백색 LED 광원, 3파장 방식의 백색 LED 광원, 적색 레이저를 조합한 백색 LED 광원 등을 예시할 수 있다. 상기 형광체 중 적색 형광체로는, 예를 들면, CaAlSiN3:Eu 등을 기본 조성으로 하는 질화물계 형광체, CaS:Eu 등을 기본 조성으로 하는 황화물계 형광체, Ca2SiO4:Eu 등을 기본 조성으로 하는 실리케이트계 형광체 등이 예시된다. 또, 상기 형광체 중 녹색 형광체로는, 예를 들면 β-SiAlON:Eu 등을 기본 조성으로 하는 사이알론계 형광체, (Ba,Sr)2SiO4:Eu 등을 기본 조성으로 하는 실리케이트계 형광체가 예시된다.
액정 표시 장치는, 백라이트 광원, 편광판, 액정 셀 이외에 다른 구성, 예를 들면 컬러 필터, 렌즈 필름, 확산 시트, 반사 방지 필름 등을 적절히 가져도 상관없다. 광원측 편광판과 백라이트 광원의 사이에, 휘도 향상 필름을 설치해도 된다. 휘도 향상 필름으로는, 예를 들면, 한쪽의 직선 편광을 투과하고, 그것과 직교하는 직선 편광을 반사하는 반사형 편광판을 들 수 있다. 반사형 편광판으로는, 예를 들면, 스미토모 쓰리엠 가부시키가이샤 제조의 DBEF(등록상표)(Dual Brightness Enhancement Film) 시리즈의 휘도 향상 필름이 적합하게 이용된다. 또, 반사형 편광판은, 통상, 반사형 편광판의 흡수축과 광원측 편광판의 흡수축이 평행이 되도록 배치된다.
액정 표시 장치 내에 배치되는 2개의 편광판 중, 시인측 편광판은, 무지개상의 색얼룩을 억제하는 관점에서, 1500∼30000nm의 리타데이션을 갖는 폴리에스테르 필름 A, 및 그 적어도 한쪽의 면에 적층된 반사 방지층 및/또는 저반사층을 포함하는 것이 바람직하다. 반사 방지층 및/또는 저반사층은 폴리에스테르 필름 A의 편광자를 적층하는 면과는 반대측의 면에 설치해도 되고, 폴리에스테르 필름 A의 편광자를 적층하는 면에 설치해도 되며, 그 양쪽이어도 상관없다. 바람직하게는, 폴리에스테르 필름 A의 편광자를 적층하는 면과는 반대측의 면에 반사 방지층 및/또는 저반사층을 설치하는 것이 바람직하다. 폴리에스테르 필름 A의 편광자를 적층하는 면에 반사 방지층 및/또는 저반사층을 설치하는 경우, 당해 층은, 폴리에스테르 필름과 편광자의 사이에 설치되는 것이 바람직하다. 또, 반사 방지층 및/또는 저반사층과 폴리에스테르 필름 A의 사이에는, 다른 층(예를 들면, 이접착층(易接着層), 하드 코트층, 방현층, 대전 방지층, 방오층 등)이 존재해도 된다. 무지개상의 색얼룩을 보다 억제하는 관점에서, 편광자의 투과축과 평행한 방향의, 상기 폴리에스테르 필름 A의 굴절률은, 1.53 이상 1.62 이하인 것이 바람직하다. 편광자의 다른쪽의 면에는, TAC 필름, 아크릴 필름 및 노르보르넨계 필름으로 대표되는 것과 같은 복굴절이 없는 필름이 적층되는 것이 바람직하지만(3층 구성의 편광판), 반드시 편광자의 다른쪽의 면에 필름이 적층될 필요는 없다(2층 구성의 편광판). 또, 편광자의 양측의 보호 필름으로서 폴리에스테르 필름 A가 이용되는 경우, 양쪽의 폴리에스테르 필름의 지상축(遲相軸)은 서로 대략 평행인 것이 바람직하다.
폴리에스테르 필름 A는, 임의의 접착제를 통해 편광자에 적층되어 있어도 되고, 접착제를 통하지 않고 직접 적층되어 있어도 된다. 접착제로는, 특별히 제한되지 않고 임의의 것을 사용할 수 있다. 일례로서, 수계(水系)의 접착제(즉, 접착제 성분을 물에 용해한 것 또는 물에 분산시킨 것)를 이용할 수 있다. 예를 들면, 주성분으로서 폴리비닐알코올계 수지 및/또는 우레탄 수지 등을 함유하는 접착제를 이용할 수 있다. 접착성을 향상시키기 위해, 필요에 따라 이소시아네이트계 화합물 및/또는 에폭시 화합물 등을 추가로 배합한 접착제를 이용할 수도 있다. 또, 다른 일례로서, 광경화성 접착제를 이용할 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 무용제형(無溶劑型)의 자외선 경화형 접착제가 바람직하다. 광경화성 수지로는, 예를 들면, 광경화성 에폭시 수지와 광 양이온 중합 개시제와의 혼합물 등을 들 수 있다.
백라이트의 구성으로는, 도광판이나 반사판 등을 구성 부재로 하는 에지라이트 방식이어도, 직하형 방식이어도 상관없다. 백라이트 광원은, 여기광을 출사하는 광원과 양자점을 포함하는 백라이트 광원을 대표예로 하는, 「400nm 이상 495nm 미만, 495nm 이상 600nm 미만, 및 600nm 이상 780nm 이하의 각 파장 영역에 각각 피크 톱을 갖고, 각 피크의 반치폭이 5nm 이상인 발광 스펙트럼을 갖는 백라이트 광원」이 바람직하다. 또, 양자점은, 예를 들면, 양자점을 많이 포함하는 층을 설치하고, 이것을 발광층으로서 백라이트에 이용할 수 있다.
양자점 기술의 LCD에의 적용은, 근래의 색역 확대 요구의 고조로부터 주목되고 있는 기술이다. 통상의 백색 LED를 백라이트 광원으로서 사용하는 LED에서는, 인간의 눈이 인식 가능한 스펙트럼의 20% 정도밖에 색을 재현할 수 없다. 이것에 대해, 여기광을 출사하는 광원과 양자점을 포함하는 발광층으로 이루어지는 백라이트 광원을 이용한 경우, 인간의 눈이 인식 가능한 스펙트럼의 60% 이상의 색을 재현하는 것이 가능해진다고 한다. 실용화되어 있는 양자점 기술은, 나노시스사의 QDEFTM나 QD Vision사의 Color IQTM 등이 있다.
양자점을 포함하는 발광층은, 예를 들면 폴리스티렌 등의 수지 재료 등에 양자점을 포함하여 구성되어 있고, 광원으로부터 출사되는 여기광에 의거하여, 화소 단위로 각 색의 발광광을 출사하는 층이다. 이 발광층은 예를 들면 적색 화소에 배치되어 설치된 적색 발광층, 녹색 화소에 배치되어 설치된 녹색 발광층, 및 청색 화소에 배치되어 설치된 청색 발광층으로 이루어지고, 이들 복수 색의 발광층에 있어서의 양자점에서는, 여기광에 의거하여 서로 다른 파장(색)의 발광광을 생성한다.
이와 같은 양자점의 재료로는, 예를 들면 CdSe, CdS, ZnS:Mn, InN, InP, CuCl, CuBr 및 Si 등을 들 수 있고, 그들의 양자점의 입경(한 변 방향의 사이즈)은, 예를 들면 2∼20nm 정도이다. 또 상기의 양자점 재료 중, 적색 발광 재료로는 InP를 들 수 있고, 녹색 발광 재료로는 예를 들면 CdSc를 들 수 있으며, 청색 발광 재료로는 예를 들면 CdS 등을 들 수 있다. 이와 같은 발광층에서는, 양자점에 있어서의 사이즈(입경)나 재료의 조성을 변화시킴으로써, 발광 파장이 변화하는 것이 확인되고 있다. 양자점의 사이즈(입경)나 재료를 제어하고, 수지 재료에 혼합하여, 화소마다 나누어 칠해 도포하여 사용된다. 또, 대부분의 용도에서 카드뮴 등의 중금속의 사용은 규제되는 방향에 있기 때문에, 종래의 것과 마찬가지의 휘도와 안정성을 유지하면서, 카드뮴 프리의 양자점의 개발도 되고 있다.
여기광을 발광하는 광원으로는, 청색 LED가 이용되지만, 반도체 레이저 등의 레이저광이 이용되는 경우도 있다. 광원으로부터 나온 여기광이 발광층을 통과함으로써, 400nm 이상 495nm 미만, 495nm 이상 600nm 미만, 및 600nm 이상 780nm 이하의 각 파장 영역에 각각 피크 톱을 갖는 발광 스펙트럼이 발생한다. 이때에 각 파장 영역의 피크의 반치폭이 좁을수록 색역이 넓어지지만, 피크의 반치폭이 좁아지면 발광효율이 저하하는 점에서, 요구되는 색역과 발광효율의 밸런스를 고려하여 발광 스펙트럼의 형상이 설계된다.
양자점을 이용한 광원은, 이하에 한정되지 않지만, 크게 두 가지 실장 방식이 있다. 하나는, 백라이트의 도광판의 단면(측면)을 따라 양자점을 실장하는 온 에지 방식이다. 수nm∼수십nm 직경의 입자인 양자점을 수mm 직경의 유리 튜브 속에 넣어 시일하고, 이것을 청색 LED와 도광판의 사이에 배치한다. 청색 LED로부터의 광이 유리 튜브에 조사되고, 그 중 양자점에 충돌한 청색광이 녹색광이나 적색광으로 변환된다. 온 에지 방식은, 대화면이라도 양자점의 사용량을 줄일 수 있는 이점이 있다. 또 하나는, 도광판의 위에 양자점을 얹는 표면 실장 방식이다. 양자점을 수지에 분산시켜 시트화하고, 이것을 2장의 배리어 필름 사이에 끼워 시일한 양자점 필름을, 도광판의 위에 깐다. 배리어 필름은, 물이나 산소에 의한 양자점의 열화를 억제하는 역할을 담당한다. 청색 LED는 온 에지 방식과 마찬가지로, 도광판의 단면(측면)에 놓여진다. 청색 LED로부터의 광은 도광판으로 들어가 면상의 청색광이 되고, 이것이 양자점 필름을 조사한다. 표면 실장 방식의 이점은 크게 두 가지가 있고, 하나는, 청색 LED의 광이 도광판을 거쳐 양자점에 닿기 때문에, LED로부터의 열의 영향이 적어, 신뢰성을 확보하기 쉽다는 것이다. 또 하나는, 필름상이기 때문에, 소형에서 대형까지 폭넓은 화면 사이즈에 대응하기 쉽다는 것이다.
백라이트 광원은, 400nm 이상 495nm 미만, 495nm 이상 600nm 미만, 및 600nm 이상 780nm 이하의 각 파장 영역에 각각 발광 스펙트럼의 피크 톱을 갖고, 각 피크의 반치폭이 5nm 이상인 것이 바람직하다. 상기 400nm 이상 495nm 미만의 파장 영역은, 보다 바람직하게는 430nm 이상 470nm 이하이다. 상기 495nm 이상 600nm 미만의 파장 영역은, 보다 바람직하게는 510nm 이상 560nm 이하이다. 상기 600nm 이상 780nm 이하의 파장 영역은, 보다 바람직하게는 600nm 이상 750nm 이하이고, 보다 바람직하게는 630nm 이상 700nm 이하이며, 보다 더 바람직하게는 630nm 이상 680nm 이하이다. 각 피크의 반치폭의 바람직한 하한치는 10nm 이상이고, 보다 바람직하게는 15nm 이상이며, 더욱 바람직하게는 20nm 이상이다. 적정한 색역을 확보하는 관점에서, 각 피크의 반치폭의 상한은, 180nm 이하가 바람직하고, 140nm 이하가 바람직하며, 120nm 이하가 바람직하고, 100nm 이하가 바람직하며, 보다 바람직하게는 80nm 이하, 더욱 바람직하게는 60nm 이하, 더욱더 바람직하게는 45nm 이하이다. 또, 여기에서 반치폭이란, 피크 톱의 파장에 있어서의 피크 강도의, 1/2의 강도에 있어서의 피크 폭(nm)을 말한다. 여기에 기재되는 파장 영역의 개개의 상한 및 하한은, 그들의 임의의 조합이 상정된다. 여기에 기재되는 반치폭의 개개의 상한 및 하한은, 그들의 임의의 조합이 상정된다. 백라이트 광원의 발광 스펙트럼은, 예를 들면, 하마마츠 포토닉스 제조 멀티채널분광기 PMA-12 등을 이용하여 측정할 수 있다.
400nm 이상 495nm 미만의 파장 영역, 495nm 이상 600nm 미만의 파장 영역, 또는 600nm 이상 780nm 이하의 파장 영역 중 어느 것의 파장 영역에 있어서, 복수의 피크가 존재하는 경우는 이하와 같이 생각한다. 복수의 피크가, 각각 독립된 피크인 경우, 가장 피크 강도가 높은 피크의 반치폭이 상기 범위인 것이 바람직하다. 또한 가장 높은 피크 강도의 70% 이상의 강도를 갖는 다른 피크에 대해서도, 마찬가지로 반치폭이 상기 범위가 되는 것이 보다 바람직한 양태이다. 복수의 피크가 겹친 형상을 갖는 1개의 독립된 피크에 대해서는, 복수의 피크 중 가장 피크 강도가 높은 피크의 반치폭을 그대로 측정할 수 있는 경우에는, 그 반치폭을 이용한다. 여기에서, 독립된 피크란, 피크의 단파장측, 장파장측의 양쪽에 피크 강도의 1/2이 되는 강도의 영역을 갖는 것이다. 즉, 복수의 피크가 겹쳐, 개개의 피크가 피크 강도의 1/2이 되는 강도의 영역을 갖지 않는 경우는, 그 복수의 피크를 전체로서 1개의 피크로 간주한다. 이와 같은, 복수의 피크가 겹친 형상을 갖는 1개의 피크는, 그 중의 가장 높은 피크 강도의, 1/2의 강도에 있어서의 피크의 폭(nm)을 반치폭으로 한다. 복수의 피크 중, 가장 피크 강도가 높은 점을 피크 톱으로 한다. 단일의 파장 영역 내에 복수의 피크가 존재하는 경우의 반치폭을 도 1∼4에 서 양방향 화살표로 나타낸다.
도 1에서는, 피크 A 및 B는, 각각 피크를 기점(起點)으로 하여 단파장측 및 장파장측에 피크 강도의 1/2이 되는 점이 존재한다. 따라서, 피크 A 및 B는 각각 독립된 피크이다. 도 1의 경우, 가장 높은 피크 강도를 갖는 피크 A의 양방향 화살표의 폭으로 반치폭을 평가하면 된다.
도 2에서는, 피크 A는, 그 단파장측 및 장파장측에 피크 강도의 1/2이 되는 점이 존재하지만, 피크 B는 그 장파장측에 피크 강도의 1/2이 되는 점이 존재하지 않는다. 따라서, 피크 A 및 피크 B를 합쳐서 독립된 1개의 피크로 간주한다. 이와 같이 복수의 피크가 겹친 형상을 갖는 1개의 독립된 피크에 대해서는, 복수의 피크 중 가장 피크 강도가 높은 피크의 반치폭을 그대로 측정할 수 있는 경우에는, 그 반치폭을 독립된 피크의 반치폭으로 한다. 따라서, 도 2의 경우, 피크의 반치폭은, 양방향 화살표의 폭을 말한다.
도 3에서는, 피크 A는, 그 단파장측에 피크 강도의 1/2이 되는 점은 존재하지 않고, 피크 B는, 그 장파장측에 피크 강도의 1/2이 되는 점은 존재하지 않는다. 따라서, 도 3에서는, 도 2의 경우와 마찬가지로, 피크 A 및 피크 B를 합쳐서 독립된 1개의 피크로 간주하고, 그 반치폭은 양방향 화살표로 나타내는 폭이다.
도 4에서는, 피크 A는, 그 단파장측 및 장파장측에 피크 강도의 1/2이 되는 점이 존재하지만, 피크 B는 그 장파장측에 피크 강도의 1/2이 되는 점이 존재하지 않는다. 따라서, 피크 A 및 피크 B를 합쳐서 독립된 1개의 피크로 간주한다. 복수의 피크가 겹친 형상을 갖는 1개의 독립된 피크에 대해서는, 복수의 피크 중 가장 피크 강도가 높은 피크의 반치폭을 그대로 측정할 수 있는 경우에는, 그 반치폭을 이용한다. 따라서, 도 4의 경우, 그 반치폭은, 양방향 화살표로 나타내는 폭이다.
도 1∼4는, 400nm 이상 495nm 미만의 파장 영역을 예로 나타내지만, 다른 파장 영역에 있어서도 마찬가지의 사고방식이 적용된다.
복수의 피크 중, 가장 피크 강도가 높은 피크를 피크 톱으로 한다. 또, 400nm 이상 495nm 미만의 파장 영역, 495nm 이상 600nm 미만의 파장 영역, 또는 600nm 이상 780nm 이하의 파장 영역의 가장 높은 피크 강도를 갖는 피크는 다른 파장 영역의 피크와는 서로 독립된 관계에 있는 것이 바람직하다. 특히, 495nm 이상 600nm 미만의 파장 영역에서 가장 높은 피크 강도를 갖는 피크와, 600nm 이상 780nm 이하의 파장 영역에서 가장 높은 피크 강도를 갖는 피크의 사이의 파장 영역에는, 강도가 600nm 이상 780nm 이하 파장 영역의 가장 높은 피크 강도를 갖는 피크의 피크 강도의 1/3 이하가 되는 영역이 존재하는 것이 색채의 선명성의 면에서 바람직하다.
백라이트 광원의 발광 스펙트럼은, 하마마츠 포토닉스 제조 멀티채널분광기 PMA-12 등의 분광기를 이용함으로써 측정이 가능하다.
여기광을 출사하는 광원과 양자점을 포함하는 백라이트 광원과 같이, 발광 스펙트럼의 각 피크의 반치폭이 비교적 좁은 백라이트 광원을 갖는 액정 표시 장치에 있어서, 편광자 보호 필름으로서 반사 방지층 및/또는 저반사층을 갖고, 특정의 리타데이션을 갖는 폴리에스테르 필름을 이용하면, 무지개 얼룩이 억제된 액정 표시 장치 및 그 제공에 유용한 편광판을 제공하는 것을 찾아냈다. 상기 양태에 의해 무지개상의 색얼룩의 발생이 억제되는 기구는, 다음과 같이 생각된다.
편광자의 편측에 배향 폴리에스테르 필름을 배치한 경우, 백라이트 유닛, 또는, 편광자로부터 출사한 직선 편광은 폴리에스테르 필름을 통과할 때에 편광 상태가 변화한다. 편광 상태가 변화하는 요인의 하나는, 공기층과 배향 폴리에스테르 필름의 계면의 굴절률차, 또는 편광자와 배향 폴리에스테르 필름의 계면의 굴절률차가 영향을 주고 있는 가능성을 생각할 수 있다. 배향 폴리에스테르 필름에 입사한 직선 편광이, 각 계면을 통과할 때에, 계면 간의 굴절률차에 의해 광의 일부가 반사된다. 이때에 출사광, 반사광도 편광 상태가 변화하고, 이것이 무지개상의 색얼룩이 발생하는 요인의 하나가 되고 있다고 생각된다. 이 때문에, 배향 폴리에스테르 필름의 표면에 반사 방지층 또는 저반사층을 부여하여 표면 반사를 저감함으로써, 공기층과 배향 폴리에스테르 필름의 계면의 반사가 억제되어, 무지개상의 색얼룩이 억제된다고 생각된다.
이상과 같이, 여기광을 출사하는 광원과 양자점을 포함하는 백라이트 광원으로 대표되는, 발광 스펙트럼의 각 피크의 반치폭이 비교적 좁은 백라이트 광원과, 편광자 보호 필름으로서 폴리에스테르 필름을 사용한 편광판을 조합함으로써, 무지개상의 색얼룩을 억제하여, 양호한 시인성을 갖는 것이 가능해진다.
폴리에스테르 필름 A는 1500 이상 30000nm 이하의 리타데이션을 갖는 것이 바람직하다. 리타데이션이 상기 범위에 있으면, 무지개 얼룩을 보다 저감하기 쉬워지는 경향에 있어 바람직하다. 바람직한 리타데이션의 하한치는 3000nm, 다음으로 바람직한 하한치는 3500nm, 보다 바람직한 하한치는 4000nm, 더욱 바람직한 하한치는 6000nm, 더욱더 바람직한 하한치는 8000nm이다. 바람직한 상한은 30000nm이며, 이 이상의 리타데이션을 갖는 폴리에스테르 필름에서는 두께가 상당히 커져, 공업 재료로서의 취급성이 저하하는 경향에 있다. 본서에 있어서, 리타데이션이란, 특별한 표시를 한 경우를 제외하고, 면내 리타데이션을 의미한다. 본서에서는, 폴리에스테르 필름 B의 리타데이션과 구별하기 위해, 폴리에스테르 필름 A의 리타데이션을 ReA로 표기하는 경우가 있다.
광원측 편광판은, 무지개상의 색얼룩을 억제한다는 관점에서, 폴리에스테르 필름 B를 포함하며, 그 리타데이션을 ReB로 하고, 백라이트 광원의 600nm 이상 780nm 이하의 파장 영역에 존재하는 피크의 피크 톱의 파장을 Rx, 반치폭을 Ry로 한 경우에, Ry/[Rx/(ReB/Rx)]가 0.55 이상인 것이 바람직하다. Ry/[Rx/(ReB/Rx)]가 0.55 이상이면, 액정 표시 장치를 정면 방향 및 경사 방향에서 관찰했을 때에, 무지개 얼룩의 발생을 억제할 수 있으므로 바람직하다. Ry/[Rx/(ReB/Rx)]는, 보다 바람직하게는 0.6 이상, 더욱 바람직하게는 0.65 이상, 더욱더 바람직하게는 0.7 이상, 특히 바람직하게는 0.75 이상, 가장 바람직하게는 0.8 이상이다. 이 값은 높으면 높을수록 좋지만, 배향 필름의 박막화, 액정 표시 장치의 광색역화의 관점에서, 10 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 7 이하, 보다 더 바람직하게는 5 이하, 가장 바람직하게는 3 이하이다. 또, 여기에서 배향 필름이 갖는 리타데이션은, 파장 589nm에 있어서의 값이다.
직교 니콜 간의 대각위(對角位)에 복굴절체를 배치하고, 백라이트 광원으로서 백색 광원을 이용한 경우에 직교 니콜을 투과하는 광을 간섭색으로서 정의하면, 광의 투과율은 식 (1)로 표시된다.
    I/I0=1/2·sin2(π·Re/λ) … (1)
여기에서, I0는 직교 니콜에 입사하는 광의 강도, I는 직교 니콜을 투과한 광의 강도, Re는 복굴절체의 리타데이션을 나타낸다. 이와 같이, 투과율(I/I0)은 리타데이션, 광의 파장에 따라 변화하기 때문에, 리타데이션의 값에 특유의 간섭색이 관찰된다. 광의 투과율은, 상기 식 (1)과 같이 sin의 제곱으로 표시되는 함수이며, 도 5에 나타내는 바와 같이, 투과 강도가 상하로 반복되는 그래프가 된다. 여기에서, Rx/(ReB/Rx)는, 파장 Rx에서의 투과 강도의 반복 간격(nm)에 상당한다. 따라서, Ry/[Rx/(ReB/Rx)]는, 반치폭 Ry의 사이에, 투과 강도의 반복이 몇 개 존재하는지를 나타내는 지표이다. 반치폭 Ry의 사이에, 투과 강도의 반복이 많을수록, 표시 화면에 관찰되는 무지개 얼룩을 억제할 수 있다.
Rx는 600nm 이상 780nm 이하인 것이 바람직하다. Rx는, 바람직하게는 630nm 이상, 보다 바람직하게는 635nm 이상, 보다 더 바람직하게는 640nm 이상, 특히 바람직하게는 645nm 이상이다. 또, 상한은 780nm 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 700nm 이하, 더 나아가서는 680nm 이하가 바람직하다. Rx가 630nm 이상이면, 적색을 보다 선명하게 표시하여 색역을 넓게 확보할 수 있으므로 바람직하다. 780nm 이하이면, 시인하기 쉬운 영역의 광을 많이 출력할 수 있으므로 바람직하다.
반치폭 Ry는, 바람직하게는 180nm 이하, 150nm 이하가 바람직하고, 140nm 이하가 바람직하며, 120nm 이하가 바람직하고, 110nm 이하가 바람직하며, 100nm 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 80nm 이하, 더욱 바람직하게는 60nm 이하, 특히 바람직하게는 45nm 이하이다. 반치폭이 크면, 오렌지역의 광성분이 많아져 순수한 빨강을 표시하기 어려워지기 때문에, Ry의 값은 180nm 이하가 바람직하다. Ry의 하한은, 바람직하게는 5nm 이상, 보다 바람직하게는 10nm 이상, 더욱 바람직하게는 15nm 이상, 특히 바람직하게는 20nm 이상이다.
또한, 백라이트 광원의 400nm 이상 495nm 미만의 파장 영역에 존재하는 피크의 피크 톱의 파장을 Bx, 반치폭을 By로 하고, 495nm 이상 600nm 미만의 파장 영역에 존재하는 피크의 피크 톱의 파장을 Gx, 반치폭을 Gy로 했을 때에, By/[Bx/(ReB/Bx)]가 0.55 이상이고, 및/또는, Gy/[Gx/(ReB/Gx)]가 0.55 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, By/[Bx/(ReB/Bx)]가 0.55 이상이고, 또한, Gy/[Gx/(ReB/Gx)]가 0.55 이상이다. By/[Bx/(ReB/Bx)] 및 Gy/[Gx/(ReB/Gx)]의 어느 쪽도, 보다 바람직하게는 0.60 이상, 더욱 바람직하게는 0.65 이상, 더욱더 바람직하게는 0.7 이상, 특히 바람직하게는 0.75 이상, 가장 바람직하게는 0.8 이상이다. 0.55 이상이면, 무지개 얼룩의 발생을 보다 억제할 수 있으므로 바람직하다. 이들 값은 높으면 높을수록 좋지만, 배향 필름의 박막화, 액정 표시 장치의 광색역화의 관점에서, 10 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 7 이하, 보다 더 바람직하게는 5 이하, 특히 바람직하게는 3 이하이다.
상술한 Ry/[Rx/(ReB/Rx)]와 마찬가지로, Bx/(ReB/Bx)는, 파장 Bx에서의 투과 강도의 반복 간격(nm)에 상당하는 것이며, By/[Bx/(ReB/Bx)]는, 반치폭 By의 사이에, 투과 강도의 반복이 몇 개 존재하는지를 나타내는 지표이다. 또, Gx/(ReB/Gx)는, 파장 Gx에서의 투과 강도의 반복 간격(nm)에 상당하는 것이며, Gy/[Gx/(ReB/Gx)]는, 반치폭 Gy의 사이에, 투과 강도의 반복이 몇 개 존재하는지를 나타내는 지표이다. 반치폭 By 및 Gy의 각각에 있어서의 투과 강도의 반복이 많을수록, 표시 화면에 관찰되는 무지개 얼룩을 보다 억제할 수 있다.
Bx는 400nm 이상 495nm 미만인 것이 바람직하고, Gx는 495nm 이상 600nm 미만인 것이 바람직하다. 반치폭 By의 상한은, 바람직하게는 100nm 이하, 보다 바람직하게는 70nm 이하, 더욱 바람직하게는 60nm 이하, 특히 바람직하게는 50nm 이하이다. 반치폭 By의 하한은, 바람직하게는 5nm 이상, 보다 바람직하게는 8nm 이상, 더욱 바람직하게는 10nm 이상, 특히 바람직하게는 12nm 이상이다. 5nm 미만이면, 무지개상의 색얼룩이 발생하기 쉬워진다.
반치폭 Gy의 상한은, 바람직하게는 150nm 이하, 140nm 이하가 바람직하고, 120nm 이하가 바람직하며, 100nm 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 80nm 이하, 더욱 바람직하게는 70nm 이하, 특히 바람직하게는 60nm 이하이다. 반치폭 Gy의 하한은, 바람직하게는 5nm 이상, 보다 바람직하게는 10nm 이상, 더욱 바람직하게는 15nm 이상, 특히 바람직하게는 20nm 이상이다. 5nm 미만이면, 무지개상의 색얼룩이 발생하기 쉬워진다.
일 실시형태에 있어서, Bx는 430nm 이상 470nm 이하인 것이 바람직하다. Gx는 510nm 이상 560nm 이하인 것이 바람직하다.
도 5에 나타나는 바와 같이, 투과율은, 파장과의 관계에서 상하로 반복된다. 도 5에 나타나는 바와 같이, 장파장 영역 쪽이, 단파장 영역과 비교하여 반복 간격이 길어지는 경향에 있다. 따라서, 색역을 넓게 확보하는 관점에서 각 피크의 반치폭 By, Gy, Ry가 좁은 발광 스펙트럼 갖는 백색 광원을 갖는 액정 표시 장치에서는, 특히, Ry/[Rx/(ReB/Rx)]가 0.55 이상이라는 요건을 만족하는 것이, By/[Bx/(ReB/Bx)]나 Gy/[Gx/(ReB/Gx)]가 조건을 만족하는 것보다도 바람직하다.
폴리에스테르 필름 B는, 3000∼30000nm의 리타데이션(ReB)을 갖는 것이 바람직하다. 리타데이션이 3000nm 미만에서는, 편광자 보호 필름으로서 이용한 경우, 경사 방향에서 관찰했을 때에 간섭색을 나타내어, 양호한 시인성을 확보할 수 없을 우려가 있다. 바람직한 리타데이션의 하한치는 4500nm, 다음으로 바람직한 하한치는 5000nm, 보다 바람직한 하한치는 6000nm, 더욱 바람직한 하한치는 8000nm, 더욱더 바람직한 하한치는 10000nm이다.
한편, 30000nm를 넘는 리타데이션을 갖는 배향 필름을 이용했다고 해도 한층 더의 시인성의 개선 효과는 실질적으로 얻어지지 않을 뿐만 아니라, 필름의 두께도 상당히 두꺼워져, 공업 재료로서의 취급성이 저하하므로 바람직하지 않다.
폴리에스테르 필름의 리타데이션은, 2축 방향의 굴절률과 두께를 측정하여 구할 수도 있고, KOBRA-21ADH(오지 게이소쿠 기기 가부시키가이샤)와 같은 시판의 자동 복굴절 측정 장치를 이용하여 구할 수도 있다. 또, 굴절률은, 아베의 굴절률계(측정 파장 589nm)에 의해 구할 수 있다.
폴리에스테르 필름 A 및 B의 리타데이션(Re: 면내 리타데이션)과 두께 방향의 리타데이션(Rth)의 비(Re/Rth)는, 바람직하게는 0.2 이상, 바람직하게는 0.3 이상, 바람직하게는 0.4 이상, 바람직하게는 0.5 이상, 보다 바람직하게는 0.5 이상, 더욱 바람직하게는 0.6 이상이다. 상기 리타데이션과 두께 방향 리타데이션의 비(Re/Rth)가 클수록, 복굴절의 작용은 등방성을 높여, 관찰 각도에 따른 무지개상의 색얼룩의 발생이 생기기 어려워지는 경향에 있다. 완전한 1축성(1축 대칭) 필름에서는 상기 리타데이션과 두께 방향 리타데이션의 비(Re/Rth)는 2.0이 되는 점에서, 상기 리타데이션과 두께 방향 리타데이션의 비(Re/Rth)의 상한은 2.0이 바람직하다. 바람직한 Re/Rth의 상한은 1.2 이하이다. 또, 두께 방향 위상차는, 필름을 두께 방향 단면에서 보았을 때의 2개의 복굴절 △Nxz, △Nyz에 각각 필름 두께 d를 곱하여 얻어지는 위상차의 평균을 의미한다.
무지개상의 색얼룩을 보다 억제하는 관점에서, 폴리에스테르 필름 A 및 B의 NZ 계수는 2.5 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.0 이하, 더욱 바람직하게는 1.8 이하, 더욱더 바람직하게는 1.6 이하이다. 그리고, 완전한 1축성(1축 대칭) 필름에서는 NZ 계수는 1.0이 되기 때문에, NZ 계수의 하한은 1.0이다. 그러나, 완전한 1축성(1축 대칭) 필름에 가까워짐에 따라 배향 방향과 직행하는 방향의 기계적 강도가 현저하게 저하하는 경향이 있기 때문에 유의할 필요가 있다.
NZ 계수는 |Ny-Nz|/|Ny-Nx|로 표시되고, 여기에서 Ny는 지상축 방향의 굴절률, Nx는 지상축과 직교하는 방향의 굴절률(진상축 방향의 굴절률), Nz는 두께 방향의 굴절률을 나타낸다. 분자 배향계(오지 게이소쿠 기기 가부시키가이샤 제조, MOA-6004형 분자 배향계)를 이용하여 필름의 배향축을 구하고, 배향축 방향과 이것에 직교하는 방향의 2축의 굴절률(Ny, Nx, 단 Ny>Nx) 및 두께 방향의 굴절률(Nz)을 아베의 굴절률계(아타고사 제조, NAR-4T, 측정 파장 589nm)에 의해 구한다. 이와 같이 하여 구한 값을, |Ny-Nz|/|Ny-Nx|에 대입하여 NZ 계수를 구할 수 있다.
또, 무지개상의 색얼룩을 보다 억제하는 관점에서, 폴리에스테르 필름 A 및 B의 Ny-Nx의 값은, 0.05 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.07 이상, 더욱 바람직하게는 0.08 이상, 더욱더 바람직하게는 0.09 이상, 가장 바람직하게는 0.1 이상이다. 상한은 특별히 정하지 않지만, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 필름의 경우에는 상한은 1.5 정도가 바람직하다.
시인측 및 광원측의 각 편광판에 있어서, 편광자의 흡수축 방향과 폴리에스테르 필름(A, B)의 지상축 방향은, 대략 평행 또는 대략 수직인 것이 바람직하다. 제조 효율의 관점에서, 편광자의 흡수축 방향과 폴리에스테르 필름(A, B)의 지상축 방향은 대략 수직인 것이 바람직하다. 여기에서, 대략 평행이라는 것은, 흡수축과 지상축이 형성하는 각이, 바람직하게는 ±15° 이하, 보다 바람직하게는 ±10° 이하, 더욱 바람직하게는 ±5° 이하, 더욱더 바람직하게는 ±3° 이하, 한층 더 바람직하게는 ±2° 이하, 특히 바람직하게는 ±1° 이하인 것을 의미한다. 바람직한 일 실시형태에 있어서, 대략 평행이란 실질적으로 평행이다. 여기에서 실질적으로 평행이라는 것은, 불가피적으로 발생하는 어긋남을 허용할 정도로 흡수축과 지상축이 평행한 것을 의미한다. 여기에서, 대략 수직이라는 것은, 흡수축과 지상축이 형성하는 각이, 바람직하게는 90°±15° 이하, 보다 바람직하게는 90°±10° 이하, 더욱 바람직하게는 90°±5° 이하, 더욱더 바람직하게는 90°±3° 이하, 한층 더 바람직하게는 90°±2° 이하, 특히 바람직하게는 90°±1° 이하인 것을 의미한다. 바람직한 일 실시형태에 있어서, 대략 수직이란 실질적으로 수직이다. 여기에서 실질적으로 수직이라는 것은, 불가피적으로 발생하는 어긋남을 허용할 정도로 흡수축과 지상축이 수직인 것을 의미한다. 지상축의 방향은, 분자 배향계(예를 들면, 오지 게이소쿠 기기 가부시키가이샤 제조, MOA-6004형 분자 배향계)로 측정하여 구할 수 있다.
IPS 모드, VA 모드의 액정 표시 장치에서는, 통상, 시인측 편광판은, 시인측 편광판의 흡수축의 방향이 화면 수평 방향과 평행이 되도록 배치되고, 광원측 편광판은, 광원측 편광판의 흡수축의 방향이 화면 상하 방향과 평행이 되도록 배치된다.
적합한 일 실시형태에 있어서, 시인측 편광판을 구성하는 편광자의 투과축 방향과 평행한 방향의 폴리에스테르 필름 A의 굴절률은 1.53 이상 1.62 이하의 범위인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 편광자와 폴리에스테르 필름 A와의 계면에 있어서의 반사를 억제하여, 무지개상의 색얼룩을 효과적으로 억제하는 것이 가능해진다. 굴절률이 1.62를 넘으면, 경사 방향에서 관찰했을 때에 무지개상의 색얼룩이 발생하는 경우가 있다. 편광자의 투과축 방향과 평행한 방향의 폴리에스테르 필름 A의 굴절률은, 바람직하게는 1.61 이하이고, 보다 바람직하게는 1.60 이하이며, 더욱 바람직하게는 1.59 이하이고, 더욱더 바람직하게는 1.58 이하이다. 광원측 편광판에 있어서의 편광자의 투과축 방향과 평행한 방향의 폴리에스테르 필름 B의 굴절률에 대해서도 이것과 동일한 관계가 적용된다.
한편, 시인측 편광판의 편광자의 투과축 방향과 평행한 방향의 폴리에스테르 필름 A의 굴절률의 하한치는 1.53이다. 당해 굴절률이 1.53 미만이 되면, 폴리에스테르 필름의 결정화가 불충분해져, 치수 안정성, 역학 강도, 내약품성 등의 연신에 의해 얻어지는 특성이 불충분해지는 점에서 바람직하지 않다. 당해 굴절률은, 바람직하게는 1.56 이상, 보다 바람직하게는 1.57 이상이다. 상술의 당해 굴절률의 각 상한과 각 하한을 조합한 임의의 범위가 상정된다. 광원측 편광판에 있어서의 편광자의 투과축 방향과 평행한 방향의 폴리에스테르 필름 B의 굴절률에 대해서도 이것과 동일한 관계가 적용된다.
편광자의 투과축 방향과 평행 방향의 폴리에스테르 필름의 굴절률을 1.53 이상 1.62 이하의 범위로 설정하려면, 편광자의 투과축과 당해 편광자에 적층되는 폴리에스테르 필름의 진상축(지상축과 수직 방향)이 평행인 것이 바람직하다. 폴리에스테르 필름은 후술하는 제막 공정에 있어서의 연신 처리에 의해, 지상축과 수직인 방향인 진상축 방향의 굴절률을 1.53∼1.62 정도로 낮게 조절할 수 있다. 폴리에스테르 필름의 진상축 방향과 편광자의 투과축 방향을 평행으로 함으로써, 편광자의 투과축 방향과 평행한 방향의 폴리에스테르 필름의 굴절률을 1.53∼1.62로 설정할 수 있다. 여기에서 평행이라는 것은, 편광자의 투과축과 편광자 보호 필름의 진상축이 이루는 각이, -15°∼15°, 바람직하게는 -10°∼10°, 보다 바람직하게는 -5°∼5°, 더욱 바람직하게는 -3°∼3°, 더욱더 바람직하게는 -2°∼2°, 한층 더 바람직하게는 -1°∼1°인 것을 의미한다. 바람직한 일 실시형태에 있어서, 평행이란 실질적으로 평행이다. 여기에서 실질적으로 평행이라는 것은, 편광자와 보호 필름을 붙일 때에 불가피적으로 발생하는 어긋남을 허용할 정도로 투과축과 진상축이 평행인 것을 의미한다. 진상축의 방향은, 분자 배향계(예를 들면, 오지 게이소쿠 기기 가부시키가이샤 제조, MOA-6004형 분자 배향계)로 측정하여 구할 수 있다.
즉, 폴리에스테르 필름 A 및 B의 진상축 방향의 굴절률은 1.53 이상 1.62 이하가 바람직하고, 편광자의 투과축과 폴리에스테르 필름 A 및 B의 진상축을 대략 평행이 되도록 적층함으로써, 편광자의 투과축과 평행한 방향의, 폴리에스테르 필름 A 및 B의 굴절률을 1.53 이상 1.62 이하로 할 수 있다.
시인측 편광판에 있어서, 폴리에스테르 필름 A로 이루어지는 편광자 보호 필름은, 편광자를 기점으로 하여 광원측에 배치되어도, 시인측에 배치되어 있어도, 양측에 배치되어 있어도 되지만, 적어도 시인측에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 광원측 편광판에 있어서, 폴리에스테르 필름 B로 이루어지는 편광자 보호 필름은, 편광자를 기점으로 하여 광원측에 배치되어도, 시인측에 배치되어 있어도, 양측에 배치되어 있어도 되지만, 적어도 광원측에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
시인측 편광판은, 그 편광자의 폴리에스테르 필름 A가 적층되지 않는 측에 다른 편광자 보호 필름을 가질 수 있다. 또, 광원측 편광판은, 그 편광자의 폴리에스테르 필름 B가 적층되지 않는 측에 다른 편광자 보호 필름을 가질 수 있다. 다른 보호 필름의 종류는 임의이며, 종래부터 보호 필름으로서 사용되는 필름을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 취급성 및 입수의 용이성과 같은 관점에서, 예를 들면, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름, 아크릴 필름 및 환상 올레핀계 수지 필름(노르보르넨계 필름), 폴리프로필렌 필름 및 폴리올레핀계 수지 필름(예를 들면, TPX) 등으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 복굴절을 갖지 않는 필름을 다른 편광자 보호 필름으로서 이용하는 것이 바람직하다.
일 실시형태에 있어서, 시인측 편광자의 광원측 보호 필름 및 광원측 편광자의 시인측 보호 필름은, 광학 보상 기능을 갖는 광학 보상 필름인 것이 바람직하다. 그와 같은 광학 보상 필름은 액정의 각 방식에 맞추어 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면, 트리아세틸셀룰로오스 중에 액정 화합물(예를 들면, 디스코틱 액정 화합부 및/또는 복굴절성 화합물)을 분산시킨 수지, 환상 올레핀 수지(예를 들면, 노르보르넨 수지), 프로피오닐아세테이트 수지, 폴리카보네이트 필름 수지, 아크릴 수지, 스티렌아크릴로니트릴 공중합체 수지, 락톤환 함유 수지 및 이미드기 함유 폴리올레핀 수지 등으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상으로부터 얻어지는 것을 들 수 있다.
광학 보상 필름은, 상업적으로 입수 가능하므로, 그것들을 적절히 선택하여 사용하는 것도 가능하다. 예를 들면, TN 방식용의 「와이드뷰-EA」 및 「와이드뷰-T」(후지필름사 제조), VA 방식용의 「와이드뷰-B」(후지필름사 제조), VA-TAC(코니카미놀타사 제조), 「제오노아 필름」(니폰제온사 제조), 「아톤」(JSR사 제조), 「X-plate」(닛토덴코사 제조), 그리고 IPS 방식용의 「Z-TAC」(후지필름사 제조), 「CIG」(닛토덴코사 제조), 「P-TAC」(오쿠라고교사 제조) 등을 들 수 있다.
폴리에스테르 필름에 이용되는 폴리에스테르는, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트를 이용할 수 있지만, 다른 공중합 성분을 포함해도 상관없다. 이들 수지는 투명성이 뛰어난 동시에, 열적, 기계적 특성도 뛰어나, 연신 가공에 의해 용이하게 리타데이션을 제어할 수 있다. 특히, 폴리에틸렌테레프탈레이트는 고유 복굴절이 커서, 필름을 연신함으로써 진상축(지상축 방향과 수직) 방향의 굴절률을 낮게 억제할 수 있는 것, 및 필름의 두께가 얇아도 비교적 용이하게 큰 리타데이션이 얻어지는 점에서, 가장 적합한 소재이다.
요오드 색소 등의 광학 기능성 색소의 열화를 억제하는 것을 목적으로, 폴리에스테르 필름은, 파장 380nm의 광선 투과율이 20% 이하인 것이 바람직하다. 380nm의 광선 투과율은 15% 이하가 보다 바람직하고, 10% 이하가 더욱 바람직하며, 5% 이하가 특히 바람직하다. 상기 광선 투과율이 20% 이하이면, 광학 기능성 색소의 자외선에 의한 변질을 억제할 수 있다. 또, 투과율은, 필름의 평면에 대하여 수직 방법으로 측정한 것이며, 분광 광도계(예를 들면, 히타치 U-3500형)를 이용하여 측정할 수 있다.
폴리에스테르 필름의 파장 380nm의 투과율을 20% 이하로 하기 위해서는, 자외선 흡수제의 종류, 농도 및 필름의 두께를 적절히 조절하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용되는 자외선 흡수제는 공지의 물질이다. 자외선 흡수제로는, 유기계 자외선 흡수제와 무기계 자외선 흡수제를 들 수 있지만, 투명성의 관점에서 유기계 자외선 흡수제가 바람직하다. 유기계 자외선 흡수제로는, 벤조트리아졸계, 벤조페논계, 환상 이미노에스테르계 등, 및 그 조합을 들 수 있지만, 본 발명이 규정하는 흡광도의 범위이면 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 내구성의 관점에서는 벤조트리아졸계, 환상 이미노에스테르계가 특히 바람직하다. 2종 이상의 자외선 흡수제를 병용한 경우에는, 각각의 파장의 자외선을 동시에 흡수시킬 수 있으므로, 보다 자외선 흡수 효과를 개선할 수 있다.
벤조페논계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 아크릴로니트릴계 자외선 흡수제로는, 예를 들면 2-[2'-히드록시-5'-(메타크릴로일옥시메틸)페닐]-2H-벤조트리아졸, 2-[2'-히드록시-5'-(메타크릴로일옥시에틸)페닐]-2H-벤조트리아졸, 2-[2'-히드록시-5'-(메타크릴로일옥시프로필)페닐]-2H-벤조트리아졸, 2, 2'-디히드록시-4,4'-디메톡시벤조페논, 2,2',4,4'-테트라히드록시벤조페논, 2,4-디-tert-부틸-6-(5-클로로벤조트리아졸-2-일)페놀, 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸 -5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(5-클로로(2H)-벤조트리아졸-2-일)-4-메틸 -6-(tert-부틸)페놀, 2,2'-메틸렌비스(4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-6-(2H-벤조트리아졸-2-일)페놀 등을 들 수 있다. 환상 이미노에스테르계 자외선 흡수제로는, 예를 들면 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤즈옥사진-4-온), 2-메틸-3,1-벤조옥사진-4-온, 2-부틸-3,1-벤조옥사진-4-온, 2-페닐-3,1-벤조옥사진-4-온 등을 들 수 있다. 그러나 특별히 이들에 한정되는 것은 아니다.
또, 자외선 흡수제 이외에, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 촉매 이외의 각종의 첨가제를 함유시키는 것도 바람직한 양태이다. 첨가제로서, 예를 들면, 무기 입자, 내열성 고분자 입자, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토류금속 화합물, 인 화합물, 대전 방지제, 내광제, 난연제, 열 안정제, 산화 방지제, 겔화 방지제, 계면 활성제 등을 들 수 있다. 또, 높은 투명성을 발휘하기 위해서는 폴리에스테르 필름에 실질적으로 입자를 함유하지 않는 것도 바람직하다. 「입자를 실질적으로 함유시키지 않는」것이란, 예를 들면 무기 입자의 경우, 형광 X선 분석으로 무기 원소를 정량한 경우에 50ppm 이하, 바람직하게는 10ppm 이하, 특히 바람직하게는 검출 한계 이하가 되는 함유량을 의미한다.
시인측 편광판의 편광자 보호 필름인 폴리에스테르 필름 A의 적어도 한쪽의 표면에는, 반사 방지층 및/또는 저반사층을 설치하는 것이 바람직하다. 반사 방지층의 표면 반사율은 2.0% 이하가 바람직하다. 2.0%를 넘으면, 무지개상의 색얼룩이 시인되기 쉬워진다. 반사 방지층의 표면 반사율은, 보다 바람직하게는 1.6% 이하이고, 더욱 바람직하게는 1.2% 이하, 특히 바람직하게는 1.0% 이하이다. 반사 방지층의 표면 반사율의 하한은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 0.01%이다. 반사율은 임의의 방법으로 측정할 수 있고, 예를 들면, 분광 광도계(시마즈 세이사쿠쇼 제조, UV-3150)를 이용하여, 파장 550nm에 있어서의 광선 반사율을 반사 방지층 측의 표면으로부터 측정할 수 있다.
반사 방지층은 단층이어도 다층이어도 되고, 단층인 경우에는 폴리에스테르 필름보다 저굴절률의 재료로 이루어지는 저굴절률층의 두께를 광파장의 1/4 파장 또는 그 홀수 배가 되도록 형성하면, 반사 방지 효과가 얻어진다. 또, 반사 방지층이 다층인 경우에는, 저굴절률층과 고굴절률층을 교대로 2층 이상으로 하고, 또한 각층의 두께를 적절히 제어하여 적층하면, 반사 방지 효과가 얻어진다. 또, 필요에 따라 반사 방지층의 사이에 하드 코트층을 적층하는 것, 및 하드 코트층의 위에 방오층을 형성하는 것도 가능하다.
반사 방지층으로는, 모스아이 구조를 이용한 것을 들 수 있다. 모스아이 구조란, 표면에 형성된 파장보다 작은 피치의 요철 구조이며, 이 구조가, 공기와의 경계부에 있어서의 급격하고 불연속인 굴절률 변화를, 연속적이고 점차 추이하는 굴절률 변화로 바꾸는 것을 가능하게 한다. 따라서, 모스아이 구조를 표면에 형성함으로써, 필름의 표면에 있어서의 광 반사가 감소한다. 모스아이 구조를 이용한 반사 방지층의 형성은, 예를 들면, 일본국 특표2001-517319호 공보를 참조하여 행할 수 있다.
반사 방지층을 형성하는 방법으로는, 예를 들면, 기재(基材)(폴리에스테르 필름) 표면에 증착이나 스퍼터링법에 의해 반사 방지층을 형성하는 드라이 코팅법, 기재 표면에 반사 방지용 도포액을 도포하고 건조시켜 반사 방지층을 형성하는 웨트 코팅법, 또는 이들 양쪽을 병용한 병용법을 들 수 있다. 반사 방지층의 조성이나 그 형성 방법에 대해서는, 상기 특성을 만족하면 특별히 한정되지 않는다.
저반사층은, 공지의 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 금속 또는 산화물의 박막을, 증착법이나 스퍼터법에 의해 적어도 1층 이상 적층하는 방법이나, 유기 박막을 1층 또는 복수층 코팅하는 방법 등에 의해 형성된다. 저반사층으로는, 폴리에스테르 필름 또는 폴리에스테르 필름 상에 적층하는 하드 코트층 등보다도 저굴절률인 유기 박막을 1층 코팅한 것이 바람직하게 이용된다. 저반사층의 표면 반사율은, 바람직하게는 5% 미만이고, 보다 바람직하게는 4% 이하, 더욱 바람직하게는 3% 이하이다. 하한은 0.8%∼1.0% 정도가 바람직하다.
반사 방지층 및/또는 저반사층에는, 추가로 방현 기능이 부여되어 있어도 된다. 이것에 의해, 무지개 얼룩을 더욱 억제할 수 있다. 즉, 반사 방지층과 방현층의 조합, 저반사층과 방현층의 조합, 반사 방지층과 저반사층과 방현층의 조합이어도 된다. 특히 바람직하게는, 저반사층과 방현층의 조합이다. 방현층으로는, 공지의 방현층을 이용할 수 있다. 예를 들면, 필름의 표면 반사를 억제하는 관점에서는, 폴리에스테르 필름 A에 방현층을 적층한 후, 방현층의 위에 반사 방지층 또는 저반사층을 적층하는 양태가 바람직하다.
반사 방지층 또는 저반사층을 설치할 때에, 폴리에스테르 필름 A는 그 표면에 이접착층을 갖는 것이 바람직하다. 그때, 반사광에 의한 간섭을 억제하는 관점에서, 이접착층의 굴절률을, 반사 방지층의 굴절률과 폴리에스테르 필름의 굴절률의 상승평균(相乘平均) 근방이 되도록 조정하는 것이 바람직하다. 이접착층의 굴절률의 조정은, 공지의 방법을 채용할 수 있고, 예를 들면 바인더 수지에, 티탄이나 게르마늄, 그 외의 금속종을 함유시킴으로써 용이하게 조정할 수 있다.
폴리에스테르 필름에는, 편광자와의 접착성을 양호하게 하기 위해 코로나 처리, 코팅 처리 및/또는 화염 처리 등을 실시하거나 하는 것도 가능하다.
본 발명에 있어서는, 편광자와의 접착성을 개량하기 위해, 본 발명의 필름의 적어도 편면에 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지 또는 폴리아크릴 수지 중 적어도 1종류를 주성분으로 하는 이접착층을 갖는 것이 바람직하다. 여기에서, 「주성분」이란, 이접착층을 구성하는 고형 성분 중 50 질량% 이상인 성분을 말한다. 본 발명의 이접착층의 형성에 이용하는 도포액은, 수용성 또는 수분산성의 공중합 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지 및 폴리우레탄 수지 중 적어도 1종을 포함하는 수성 도포액이 바람직하다. 이들 도포액으로는, 예를 들면, 일본국 특허 제3567927호 공보, 일본국 특허 제3589232호 공보, 일본국 특허 제3589233호 공보, 일본국 특허 제3900191호 공보 및 일본국 특허 제4150982호 공보 등에 개시된 수용성 또는 수분산성 공중합 폴리에스테르 수지 용액, 아크릴 수지 용액, 또는 폴리우레탄 수지 용액 등을 들 수 있다.
이접착층은, 상기 도포액을 세로 방향의 1축 연신 필름의 편면 또는 양면에 도포한 후, 100∼150℃로 건조하고, 추가로 가로 방향으로 연신하여 얻을 수 있다. 최종적인 이접착층의 도포량은, 0.05∼0.20g/㎡로 관리하는 것이 바람직하다. 도포량이 0.05g/㎡ 미만이면, 얻어지는 편광자와의 접착성이 불충분해지는 경우가 있다. 한편, 도포량이 0.20g/㎡를 넘으면, 내블로킹성이 저하하는 경우가 있다. 폴리에스테르 필름의 양면에 이접착층을 설치하는 경우는, 양면의 이접착층의 도포량은, 동일해도 달라도 되며, 각각 독립하여 상기 범위 내에서 설정할 수 있다.
이접착층에는 이활성(易滑性)을 부여하기 위해 입자를 첨가하는 것이 바람직하다. 미립자의 평균 입경은 2㎛ 이하의 입자를 이용하는 것이 바람직하다. 입자의 평균 입경이 2㎛를 넘으면, 입자가 피복층으로부터 탈락하기 쉬워진다. 이접착층에 함유시키는 입자로는, 예를 들면, 산화티탄, 황산바륨, 탄산칼슘, 황산칼슘, 실리카, 알루미나, 탈크, 카올린, 클레이, 인산칼슘, 운모, 헥토라이트, 지르코니아, 산화텅스텐, 불화리튬 및 블화칼슘 등의 무기 입자나, 스티렌계, 아크릴계, 멜라민계, 벤조구아나민계 및 실리콘계 등의 유기 폴리머계 입자 등을 들 수 있다. 이들은, 단독으로 이접착층에 첨가되어도 되고, 2종 이상을 조합하여 첨가할 수도 있다.
또, 도포액을 도포하는 방법으로는, 공지의 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 리버스 롤·코팅법, 그라비어·코팅법, 키스·코팅법, 롤 브러시법, 스프레이 코팅법, 에어 나이프 코팅법, 와이어 바 코팅법 및 파이프 닥터법 등을 들 수 있고, 이들 방법을 단독으로 또는 조합하여 행할 수 있다.
또, 상기 입자의 평균 입경의 측정은 하기 방법에 의해 행한다. 입자를 주사형 전자 현미경(SEM)으로 사진을 찍고, 가장 작은 입자 1개의 크기가 2∼5mm가 되는 것과 같은 배율로, 300∼500개의 입자의 최대 직경(가장 떨어진 2점 간의 거리)을 측정하여, 그 평균치를 평균 입경으로 한다.
편광자 보호 필름으로서 사용하는 폴리에스테르 필름 A 및 B는, 일반적인 폴리에스테르 필름의 제조 방법에 따라 제조할 수 있다. 예를 들면, 폴리에스테르 수지를 용융하고, 시트상으로 압출(押出)하여 성형된 무배향 폴리에스테르를 유리 전이 온도 이상의 온도에서, 롤의 속도차를 이용하여 세로 방향으로 연신한 후, 텐터에 의해 가로 방향으로 연신하고, 열처리를 실시하는 방법을 들 수 있다.
폴리에스테르 필름은 1축 연신 필름이어도, 2축 연신 필름이어도 된다.
폴리에스테르 필름의 제막 조건을 구체적으로 설명하면, 세로 연신 온도 및 가로 연신 온도는 80∼130℃가 바람직하고, 특히 바람직하게는 90∼120℃이다. 지상축이 TD 방향이 되도록 필름을 배향시키려면, 세로 연신 배율은 1.0∼3.5배가 바람직하고, 특히 바람직하게는 1.0배∼3.0배이다. 또, 가로 연신 배율은 2.5∼6.0배가 바람직하고, 특히 바람직하게는 3.0∼5.5배이다. 지상축이 MD 방향이 되도록 필름을 배향시키려면, 세로 연신 배율은 2.5배∼6.0배가 바람직하고, 특히 바람직하게는 3.0∼5.5배이다. 또, 가로 연신 배율은 1.0배∼3.5배가 바람직하고, 특히 바람직하게는 1.0배∼3.0배이다.
연신 온도를 낮게 설정하는 것도, 폴리에스테르 필름의 진상축 방향의 굴절률을 낮게 하고, 리타데이션을 높이는 데 있어서는 바람직한 대응이다. 계속되는 열처리에 있어서는, 처리 온도는 100∼250℃가 바람직하고, 특히 바람직하게는 180∼245℃이다.
리타데이션의 변동을 억제하기 위해서는, 필름의 두께 편차가 작은 것이 바람직하다. 연신 온도 및 연신 배율은 필름의 두께 편차에 큰 영향을 주는 점에서, 두께 편차를 작게 하는 관점에서도 제막 조건의 최적화를 행하는 것이 바람직하다. 특히 리타데이션을 높이기 위해서 세로 연신 배율을 낮추면, 세로 두께 편차가 커지는 경우가 있다. 세로 방향의 두께 편차는 연신 배율의 어느 특정의 범위에서 매우 나빠지는 영역이 있는 점에서, 이 범위를 제외한 부분에서 제막 조건을 설정하는 것이 바람직하다.
폴리에스테르 필름 A 및 B의 두께 편차는 5.0% 이하인 것이 바람직하고, 4.5% 이하인 것이 더욱 바람직하며, 4.0% 이하인 것이 더욱더 바람직하고, 3.0% 이하인 것이 특히 바람직하다. 필름의 두께 편차는, 다음과 같이 하여 측정할 수 있다. 테이프상의 필름 샘플(3m)을 채취하고, (주)세이코·이에무 제조 전자 마이크로미터, 밀리트론 1240을 이용하여, 1cm 피치로 100점의 두께를 측정한다. 측정치로부터 두께의 최대치(dmax), 최소치(dmin) 및 평균치(d)를 구하고, 하기식으로 두께 편차(%)를 산출한다. 측정은 3회 행하여, 그 평균치를 구하는 것이 바람직하다.
두께 편차(%)=((dmax-dmin)/d)×100
전술한 바와 같이, 폴리에스테르 필름의 리타데이션을 특정 범위로 제어하기 위해서는, 연신 배율이나 연신 온도, 필름의 두께를 적절히 설정함으로써 행할 수 있다. 예를 들면, 연신 배율이 높을수록, 연신 온도가 낮을수록, 필름의 두께가 두꺼울수록 높은 리타데이션을 얻기 쉬워진다. 반대로, 연신 배율이 낮을수록, 연신 온도가 높을수록, 필름의 두께가 얇을수록 낮은 리타데이션을 얻기 쉬워진다. 단, 필름의 두께를 두껍게 하면, 두께 방향 위상차가 커지기 쉽다. 그 때문에, 필름 두께는 후술의 범위로 적절히 설정하는 것이 바람직하다. 또, 리타데이션의 제어에 더하여, 가공에 필요한 물성 등을 감안하여 최종적인 제막 조건을 설정하는 것이 바람직하다.
폴리에스테르 필름 A 및 B의 두께는 임의이지만, 15∼300㎛의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 15∼200㎛의 범위이다. 15㎛를 밑도는 두께의 필름이라도, 원리적으로는 1500nm 이상의 리타데이션을 얻는 것은 가능하다. 그러나, 그 경우에는 필름의 역학 특성의 이방성이 현저해지고, 갈라짐, 찢어짐 등이 발생하기 쉬워져, 공업 재료로서의 실용성이 현저하게 저하한다. 특히 바람직한 두께의 하한은 25㎛이다. 한편, 편광자 보호 필름의 두께의 상한은, 300㎛를 넘으면 편광판의 두께가 너무 두꺼워져 버려 바람직하지 않다. 편광자 보호 필름으로서의 실용성의 관점에서는 두께의 상한은 200㎛가 바람직하다. 특히 바람직한 두께의 상한은 일반적인 TAC 필름과 동등한 정도인 100㎛이다. 상기 두께 범위에 있어서도 리타데이션을 상술의 범위로 제어하기 위해, 필름 기재로서 이용하는 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트가 적합하다.
또, 폴리에스테르 필름에 자외선 흡수제를 배합하는 방법으로는, 공지의 방법을 조합하여 채용할 수 있는데, 예를 들면 미리 혼련 압출기를 이용해, 건조시킨 자외선 흡수제와 폴리머 원료를 블렌드하여 마스터 배치를 제작해 두고, 필름 제막 시에 소정의 해당 마스터 배치와 폴리머 원료를 혼합하는 방법 등에 의해 배합할 수 있다.
이때 마스터 배치의 자외선 흡수제 농도는 자외선 흡수제를 균일하게 분산시키고, 또한 경제적으로 배합하기 위해 5∼30 질량%의 농도로 하는 것이 바람직하다. 마스터 배치를 제작하는 조건으로는 혼련 압출기를 이용하고, 압출 온도는 폴리에스테르 원료의 융점 이상, 290℃ 이하의 온도로 1∼15분간 압출하는 것이 바람직하다. 290℃ 이상에서는 자외선 흡수제의 감량이 크고, 또, 마스터 배치의 점도 저하가 커진다. 압출 온도 1분 이하에서는 자외선 흡수제의 균일한 혼합이 곤란해진다. 이때, 필요에 따라 안정제, 색조 조정제 및/또는 대전 방지제를 첨가해도 된다.
폴리에스테르 필름을 적어도 3층 이상의 다층 구조로 하고, 필름의 중간층에 자외선 흡수제를 첨가하는 것이 바람직하다. 중간층에 자외선 흡수제를 포함하는 3층 구조의 필름은, 구체적으로는 다음과 같이 제작할 수 있다. 외층용으로서 폴리에스테르의 펠릿 단독, 중간층용으로서 자외선 흡수제를 함유한 마스터 배치와 폴리에스테르의 펠릿을 소정의 비율로 혼합하고, 건조한 후, 공지의 용융 적층용 압출기에 공급하여, 슬릿상의 다이로부터 시트상으로 압출하고, 캐스팅 롤 상에서 냉각 고화시켜 미연신 필름을 만든다. 즉, 2대 이상의 압출기, 3층의 매니폴드 또는 합류 블록(예를 들면 각형 합류부를 갖는 합류 블록)을 이용하여, 양외층을 구성하는 필름층, 중간층을 구성하는 필름층을 적층하고, 구금(口金)으로부터 3층의 시트를 압출하고, 캐스팅 롤에서 냉각하여 미연신 필름을 만든다. 또, 본 발명에서는, 광학 결점의 원인이 되는, 원료의 폴리에스테르에 포함되는 이물을 제거하기 위해, 용융 압출 시에 고정밀도 여과를 행하는 것이 바람직하다. 용융 수지의 고정밀도 여과에 이용하는 여재(濾材)의 여과 입자 사이즈(초기 여과 효율 95%)는, 15㎛ 이하가 바람직하다. 여재의 여과 입자 사이즈가 15㎛를 넘으면, 20㎛ 이상의 이물의 제거가 불충분해지기 쉽다.
실시예
이하, 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은, 하기 실시예에 의해 제한을 받는 것은 아니며, 본 발명의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적절히 변경을 더하여 실시하는 것도 가능하고, 그것들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다. 또, 하기의 실시예에 있어서의 물성의 평가 방법은 이하와 같다.
(1) 폴리에스테르 필름의 굴절률
분자 배향계(오지 게이소쿠 기기 가부시키가이샤 제조, MOA-6004형 분자 배향계)를 이용하여, 필름의 지상축 방향을 구하고, 지상축 방향이 긴 변과 평행이 되도록, 4cm×2cm의 직사각형을 잘라내어, 측정용 샘플로 했다. 이 샘플에 대해서, 직교하는 2축의 굴절률(지상축 방향의 굴절률: Ny, 진상축(지상축 방향과 직교하는 방향의 굴절률): Nx) 및 두께 방향의 굴절률(Nz)을 아베 굴절률계(아타고사 제조, NAR-4T, 측정 파장 589nm)에 의해 구하였다.
(2) 리타데이션(Re)
리타데이션이란, 필름 상의 직교하는 2축의 굴절률의 이방성(△Nxy=|Nx-Ny|)과 필름 두께 d(nm)의 곱(△Nxy×d)으로 정의되는 파라미터이며, 광학적 등방성, 이방성을 나타내는 척도이다. 2축의 굴절률의 이방성(△Nxy)을 상기 (1)의 방법에 의해 구하고, 상기 2축의 굴절률차의 절대치(|Nx-Ny|)를 굴절률의 이방성(△Nxy)으로서 산출했다. 필름의 두께 d(nm)는 전기 마이크로미터(파인류프사 제조, 밀리트론 1245D)를 이용하여 측정하고, 단위를 nm로 환산했다. 굴절률의 이방성(△Nxy)과 필름의 두께 d(nm)의 곱(△Nxy×d)으로부터, 리타데이션(Re)을 구하였다.
(3) 두께 방향 리타데이션(Rth)
두께 방향 리타데이션이란, 필름 두께 방향 단면에서 보았을 때의 2개의 복굴절 △Nxz(=|Nx-Nz|), 및 △Nyz(=|Ny-Nz|)에 각각 필름 두께 d를 곱하여 얻어지는 리타데이션의 평균을 나타내는 파라미터이다. 리타데이션의 측정과 마찬가지의 방법으로 Nx, Ny, Nz와 필름 두께 d(nm)를 구하고, (△Nxz×d)와 (△Nyz×d)의 평균치를 산출하여 두께 방향 리타데이션(Rth)을 구하였다.
(4) NZ 계수
상기 (1)에 의해 얻어진, Ny, Nx, Nz의 값을 식(NZ=|Ny-Nz|/|Ny-Nx|)에 대입하여 NZ 계수의 값을 구하였다.
(5) 백라이트 광원의 발광 스펙트럼의 측정
액정 표시 장치의 백라이트 광원의 발광 스펙트럼을, 하마마츠 포토닉스 제조 멀티채널 분광기 PMA-12를 이용하여 측정했다. 또, 스펙트럼 측정 시의 노광 시간은 20msec으로 했다.
(6) 반사율
분광 광도계(시마즈 세이사쿠쇼 제조, UV-3150)를 이용하여, 파장 550nm에 있어서의 5도 반사율을, 반사 방지층측(또는 저반사층측)의 표면으로부터 측정했다. 또, 폴리에스테르 필름의 반사 방지층(또는, 저반사층)을 설치한 측과는 반대측의 면에, 검정 매직을 칠한 후, 검정 비닐 테이프((주)교와 비닐 테이프 HF-737 폭 50mm)를 붙여서 측정했다.
(7) 무지개 얼룩 관찰
각 실시예에서 얻어진 액정 표시 장치를, 정면 및 경사 방향에서 어두운 곳에서 육안 관찰하고, 무지개 얼룩의 발생 유무에 대해서 이하와 같이 판정했다. 여기에서, 경사 방향이란, 액정 표시 장치의 화면의 법선 방향으로부터 30도∼60도의 범위를 의미한다.
○: 무지개 얼룩이 관찰되지 않음
△: 무지개 얼룩이 약간 관찰됨
×: 무지개 얼룩이 관찰됨
(제조예 1-폴리에스테르 A)
에스테르화 반응관을 승온하여 200℃에 도달한 시점에서, 테레프탈산을 86.4 질량부 및 에틸렌글리콜 64.6 질량부를 넣고, 교반하면서 촉매로서 삼산화안티몬을 0.017 질량부, 초산(酢酸)마그네슘 4수화물을 0.064 질량부, 트리에틸아민 0.16 질량부를 넣었다. 이어서, 가압 승온을 행하여 게이지압 0.34MPa, 240℃의 조건에서 가압 에스테르화 반응을 행한 후, 에스테르화 반응관을 상압으로 되돌려, 인산 0.014 질량부를 첨가했다. 또한 15분에 걸쳐 260℃로 승온하고, 인산트리메틸 0.012 질량부를 첨가했다. 이어서 15분 후에, 고압 분산기로 분산처리를 행하고, 15분 후, 얻어진 에스테르화 반응 생성물을 중축합 반응관으로 이송하여, 280℃에서 감압하 중축합 반응을 행하였다.
중축합 반응 종료 후, 95% 컷 직경이 5㎛인 나슬론 제조 필터로 여과 처리를 행하고, 노즐로부터 스트랜드상으로 압출하여, 미리 여과 처리(구멍 직경: 1㎛ 이하)를 행한 냉각수를 이용하여 냉각, 고화시켜, 펠릿상으로 컷하였다. 얻어진 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(A)의 고유 점도는 0.62dl/g이고, 불활성 입자 및 내부 석출 입자는 실질상 함유하고 있지 않았다.(이후, PET (A)로 약기함.)
(제조예 2-폴리에스테르 B)
건조시킨 자외선 흡수제(2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤즈옥사진-4-온) 10 질량부, 입자를 함유하지 않는 PET (A)(고유 점도 0.62dl/g) 90 질량부를 혼합하고, 혼련 압출기를 이용하여, 자외선 흡수제 함유하는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(B)를 얻었다.(이후, PET (B)로 약기함.)
(제조예 3-접착성 개질 도포액의 조제)
상법(常法)에 의해 에스테르 교환 반응 및 중축합 반응을 행하여, 디카르본 산 성분으로서(디카르본산 성분 전체에 대하여) 테레프탈산 46 몰%, 이소프탈산 46 몰% 및 5-술포나토이소프탈산나트륨 8 몰%, 글리콜 성분으로서(글리콜 성분 전체에 대하여) 에틸렌글리콜 50 몰% 및 네오펜틸글리콜 50 몰% 조성의 수분산성 술폰산 금속염기 함유 공중합 폴리에스테르 수지를 조제했다. 이어서, 물 51.4 질량부, 이소프로필알코올 38 질량부, n-부틸셀루솔브 5 질량부, 비이온계 계면 활성제 0.06 질량부를 혼합한 후, 가열 교반하고, 77℃에 도달하면, 상기 수분산성 술폰산 금속염기 함유 공중합 폴리에스테르 수지 5 질량부를 첨가하여, 수지의 덩어리가 없어질 때까지 계속 교반한 후, 수지 수분산액을 상온까지 냉각하여, 고형분 농도 5.0 질량%의 균일한 수분산성 공중합 폴리에스테르 수지액을 얻었다. 또한, 응집체 실리카 입자(후지 실리시아(주)사 제조, 사일리시아 310) 3 질량부를 물 50 질량부에 분산시킨 후, 상기 수분산성 공중합 폴리에스테르 수지액 99.46 질량부에 사이리시아 310의 수분산액 0.54 질량부를 첨가하고, 교반하면서 물 20 질량부를 첨가하여, 접착성 개질 도포액을 얻었다.
(제조예 4-고굴절률 코팅제의 조제)
메틸메타아크릴레이트 80질량부, 메타아크릴산 20질량부, 아조이소부티로니트릴 1질량부, 이소프로필알코올 200질량부를 반응 용기에 넣고, 질소 분위기하 80℃에서 7시간 반응시켜, 중량 평균 분자량 30000의 폴리머인 이소프로필알코올 용액을 얻었다. 얻어진 폴리머 용액을 추가로 이소프로필알코올로 고형분 5%까지 희석하여, 아크릴 수지 용액 B를 얻었다. 이어서, 얻어진 아크릴 수지 용액 B를, 하기의 성분과 혼합하여, 고굴절률층 형성용 도포액을 얻었다.
·아크릴 수지 용액 B         5 질량부
·비스페놀 A 디글리시딜에테르 0.25 질량부
 ·평균 입경 20nm의 산화티탄 입자  0.5 질량부
·트리페닐포스핀         0.05 질량부
 ·이소프로필알코올        14.25 질량부
(제조예 5-저굴절률 코팅제의 조제)
2,2,2-트리플루오로에틸아크릴레이트(45 질량부), 퍼플루오로옥틸에틸아크릴레이트(45 질량부), 아크릴산(10 질량부), 아조이소부티로니트릴(1.5 질량부), 메틸에틸케톤(200 질량부)을 반응 용기에 넣고, 질소 분위기하 80℃에서 7시간 반응시켜, 중량 평균 분자량 20000의 폴리머인 메틸에틸케톤 용액을 얻었다. 얻어진 폴리머 용액을, 메틸에틸케톤으로 고형분 농도 5 질량%까지 희석하여, 불소 폴리머 용액 C를 얻었다. 얻어진 불소 폴리머 용액 C를, 이하와 같이 혼합하여, 저굴절률층 형성용 도포액을 얻었다.
·불소 폴리머 용액 C        44 질량부
  ·1,10-비스(2,3-에폭시프로폭시)-2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-헥사데카플루오로데칸(교에이샤 가가쿠 제조, 플루오라이트 FE-16)   1 질량부
  ·트리페닐포스핀           0.1 질량부
  ·메틸에틸케톤            19 질량부
(제조예 6-방현층 코팅제-1의 조제)
불포화 이중 결합 함유 아크릴 공중합체 사이크로마 P ACA-Z250(다이셀 가가쿠 고교사 제조)(49 질량부), 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 CAP482-20(수 평균 분자량 75000)(이스트만 케미컬사 제조)(3 질량부), 아크릴 모노머 AYARAD DPHA(니폰 가야쿠사 제조)(49 질량부), 아크릴-스티렌 공중합체(평균 입자경 4.0㎛)(세키스이 가세힝 고교사 제조)(2 질량부), 및 이르가큐어 184(BASF사 제조)(10 질량부)의 고형 성분을 35 질량%가 되도록, 메틸에틸케톤:1-부탄올=3:1의 혼합 용제에 첨가하여, 방현층 형성용 도포액을 얻었다.
(제조예 7-방현층 코팅제-2의 조제)
불포화 이중 결합 함유 아크릴 공중합체 사이크로마 P ACA-Z250(다이셀 가가쿠 고교사 제조)(49 질량부), 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 CAP482-0.5(수 평균 분자량 25000)(이스트만 케미컬사 제조)(3 질량부), 아크릴 모노머 AYARAD DPHA(니폰 가야쿠사 제조)(49 질량부), 아크릴-스티렌 공중합체(평균 입자경 4.0㎛)(세키스이 가세힝 고교사 제조)(4 질량부), 및 이르가큐어 184(BASF사 제조)(10 질량부)의 고형 성분을 35 질량%가 되도록, 메틸에틸케톤:1-부탄올=3:1의 혼합 용제에 첨가하여, 방현층 형성용 도포액을 얻었다.
(제조예 8-방현층 코팅제-3의 조제)
불포화 이중 결합 함유 아크릴 공중합체 사이크로마 P ACA-Z250(다이셀 가가쿠 고교사 제조)(49 질량부), 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 CAP482-0.2(수 평균 분자량 15000)(이스트만 케미컬사 제조)(3 질량부), 아크릴 모노머 AYARAD DPHA(니폰 가야쿠사 제조)(49 질량부), 아크릴-스티렌 공중합체(평균 입자경 4.0㎛)(세키스이 가세힝 고교사 제조)(2 질량부), 이르가큐어 184(BASF사 제조)(10 질량부)의 고형 성분을 35 질량%가 되도록, 메틸에틸케톤:1-부탄올=3:1의 혼합 용제에 첨가하여, 방현층 형성용 도포액을 얻었다.
(편광자 보호 필름 1A)
기재 필름 중간층용 원료로서 입자를 함유하지 않는 PET (A) 수지 펠릿 90 질량부와 자외선 흡수제를 함유한 PET (B) 수지 펠릿 10 질량부를 135℃에서 6시간 감압 건조(1Torr)한 후, 압출기 2(중간층 Ⅱ층용)에 공급하고, 또, PET (A)를 상법에 의해 건조하여 압출기 1(외층 Ⅰ층 및 외층 Ⅲ층용)에 각각 공급하고, 285℃에서 용해했다. 이 2종의 폴리머를, 각각 스테인리스 소결체의 여재(공칭 여과 정도(精度) 10㎛ 입자 95% 컷)로 여과하고, 2종 3층 합류 블록으로 적층하여, 구금으로부터 시트상으로 하여 압출한 후, 정전 인가 캐스트법을 이용해 표면 온도 30℃의 캐스팅 드럼에 휘감아 냉각 고화하여, 미연신 필름을 만들었다. 이때, Ⅰ층, Ⅱ층, Ⅲ층의 두께의 비는 10:80:10이 되도록 각 압출기의 토출량을 조정했다.
이어서, 리버스 롤법에 의해 이 미연신 PET 필름의 양면에 건조 후의 도포량이 0.08g/㎡가 되도록, 상기 접착성 개질 도포액을 도포한 후, 80℃에서 20초간 건조했다.
이 도포층을 형성한 미연신 필름을 텐터 연신기로 유도하여, 필름의 단부를 클립으로 파지하면서, 온도 125℃의 열풍 존으로 유도하고, 폭 방향으로 4.0배로 연신했다. 다음으로, 폭 방향으로 연신된 폭을 유지한 채로, 온도 225℃, 10초간으로 처리하고, 추가로 폭 방향으로 3.0%의 완화 처리를 행하여, 필름 두께 약 100㎛의 1축 연신 PET 필름을 얻었다.
이 1축 연신 PET 필름의 한쪽의 도포면에, 상기 고굴절률층 형성용 도포액을 도포하고, 150℃에서 2분간 건조하여, 막 두께 0.1㎛의 고굴절률층을 형성했다. 이 고굴절률층의 위에, 상기 방법으로 얻어진 저굴절률층 형성용 도포액을 도포하고, 150℃에서 2분간 건조하여, 막 두께 0.1㎛의 저굴절률층을 형성하고, 반사 방지층이 적층된 편광자 보호 필름 1A를 얻었다.
(편광자 보호 필름 2A)
라인 스피드를 변경하여 미연신 필름의 두께를 바꾼 것 이외에는 편광자 보호 필름 1A와 마찬가지로 하여 제막하고, 반사 방지층이 적층된, 필름 두께가 약 80㎛인 편광자 보호 필름 2A를 얻었다.
(편광자 보호 필름 3A)
라인 스피드를 변경하여 미연신 필름의 두께를 바꾼 것 이외에는 편광자 보호 필름 1A와 마찬가지로 하여 제막하고, 반사 방지층이 적층된, 필름 두께가 약 60㎛인 편광자 보호 필름 3A를 얻었다.
(편광자 보호 필름 4A)
라인 스피드를 변경하여 미연신 필름의 두께를 바꾼 것 이외에는 편광자 보호 필름 1A와 마찬가지로 하여 제막하고, 반사 방지층이 적층된, 필름 두께가 약 40㎛인 편광자 보호 필름 4A를 얻었다.
(편광자 보호 필름 5A)
편광자 보호 필름 1A와 마찬가지의 방법에 의해 제작된 미연신 필름을, 가열된 롤 군 및 적외선 히터를 이용하여 105℃로 가열하고, 그 후 주속차가 있는 롤 군으로 주행 방향으로 3.3배 연신한 후, 온도 130℃의 열풍 존으로 유도하여 폭 방향으로 4.0배 연신하고, 편광자 보호 필름 1A와 마찬가지의 방법으로 반사 방지층이 적층된, 필름 두께 약 30㎛의 편광자 보호 필름 5A를 얻었다.
(편광자 보호 필름 6A)
반사 방지층을 부여하지 않는 것 이외에는, 편광자 보호 필름 1A와 마찬가지의 방법에 의해 제작하여, 필름 두께 약 100㎛의 편광자 보호 필름 6A를 얻었다.
(편광자 보호 필름 7A)
반사 방지층을 부여하지 않는 것 이외에는, 편광자 보호 필름 2A와 마찬가지의 방법에 의해 제작한 편광자 보호 필름의 한쪽의 도포면에, 경화 후의 막 두께가 8㎛가 되도록, 방현층 코팅제-1을 도포하고, 80℃·60초 오븐에서 건조했다. 그 후, 자외선 조사 장치(퓨전 UV 시스템즈 재팬, 광원 H 밸브)를 이용하여, 조사선량 300mJ/c㎡로 자외선을 조사하여 방현층을 적층했다. 그 후, 방현층의 위에, 편광자 보호 필름 1A와 마찬가지의 방법으로 반사 방지층을 적층하여 편광자 보호 필름 7A를 얻었다.
(편광자 보호 필름 8A)
반사 방지층을 부여하지 않는 것 이외에는, 편광자 보호 필름 3A와 마찬가지의 방법에 의해 제작한 편광자 보호 필름의 한쪽의 도포면에, 편광자 보호 필름 7A와 마찬가지의 방법으로 방현층과 반사 방지층을 적층하여 편광자 보호 필름 8A를 얻었다.
(편광자 보호 필름 9A)
반사 방지층을 부여하지 않는 것 이외에는, 편광자 보호 필름 4A와 마찬가지의 방법에 의해 제작한 편광자 보호 필름의 한쪽의 도포면에, 경화 후의 막 두께가 8㎛가 되도록, 방현층 코팅제-2를 도포하고, 80℃·60초 오븐에서 건조했다. 그 후, 자외선 조사 장치(퓨전 UV 시스템즈 재팬, 광원 H 밸브)를 이용하여, 조사선량 300mJ/c㎡로 자외선을 조사하여 방현층을 적층했다. 그 후, 방현층의 위에, 편광자 보호 필름 1A와 마찬가지의 방법으로 반사 방지층을 적층하여 편광자 보호 필름 9A를 얻었다.
(편광자 보호 필름 10A)
반사 방지층을 부여하지 않는 것 이외에는, 편광자 보호 필름 5A와 마찬가지의 방법에 의해 제작한 편광자 보호 필름의 한쪽의 도포면에, 편광자 보호 필름 7A와 마찬가지의 방법으로 방현층을 적층하여 편광자 보호 필름 10A를 얻었다(반사 방지층은 적층하고 있지 않음).
(편광자 보호 필름 11A)
반사 방지층을 부여하지 않는 것 이외에는, 편광자 보호 필름 1A와 마찬가지의 방법에 의해 제작한 편광자 보호 필름의 한쪽의 도포면에, 경화 후의 막 두께가 8㎛가 되도록, 방현층 코팅제-3을 도포하고, 80℃·60초 오븐에서 건조했다. 그 후, 자외선 조사 장치(퓨전 UV 시스템즈 재팬, 광원 H 밸브)를 이용하여, 조사선량 300mJ/c㎡로 자외선을 조사하여 방현층이 적층된 편광자 보호 필름 11A를 얻었다.
(편광자 보호 필름 12A)
반사 방지층을 부여하지 않는 것 이외에는, 편광자 보호 필름 2A와 마찬가지의 방법에 의해 제작한 편광자 보호 필름의 한쪽의 도포면에, 경화 후의 막 두께가 8㎛가 되도록, 방현층 코팅제-1을 도포하고, 80℃·60초 오븐에서 건조했다. 그 후, 자외선 조사 장치(퓨전 UV 시스템즈 재팬, 광원 H 밸브)를 이용하여, 조사선량 300mJ/c㎡로 자외선을 조사하여 방현층을 적층했다. 그 후, 방현층의 위에, 편광자 보호 필름 1A와 마찬가지의 방법으로 저굴절률층을 적층했다. 이와 같이 하여 방현층의 위에 저반사층이 적층된 편광자 보호 필름 12A를 얻었다.
(편광자 보호 필름 1B)
기재 필름 중간층용 원료로서 입자를 함유하지 않는 PET (A) 수지 펠릿 90 질량부와 자외선 흡수제를 함유한 PET (B) 수지 펠릿 10 질량부를 135℃에서 6시간 감압 건조(1Torr)한 후, 압출기 2(중간층 Ⅱ층용)에 공급하고, 또, PET (A)를 상법에 의해 건조하여 압출기 1(외층 Ⅰ층 및 외층 Ⅲ층용)에 각각 공급하여, 285℃에서 용해했다. 이 2종의 폴리머를, 각각 스테인리스 소결체의 여재(공칭 여과 정도 10㎛ 입자 95% 컷)로 여과하고, 2종 3층 합류 블록으로 적층하여, 구금으로부터 시트상으로 하여 압출한 후, 정전 인가 캐스트법을 이용해 표면 온도 30℃의 캐스팅 드럼에 휘감아 냉각 고화하여, 미연신 필름을 만들었다. 이때, Ⅰ층, Ⅱ층, Ⅲ층의 두께의 비는 10:80:10이 되도록 각 압출기의 토출량을 조정했다.
이어서, 리버스 롤법에 의해 이 미연신 PET 필름의 양면에 건조 후의 도포량이 0.08g/㎡가 되도록, 상기 접착성 개질 도포액을 도포한 후, 80℃에서 20초간 건조했다.
이 도포층을 형성한 미연신 필름을 텐터 연신기로 유도하여, 필름의 단부를 클립으로 파지하면서, 온도 125℃의 열풍 존으로 유도하고, 폭 방향으로 4.0배로 연신했다. 다음으로, 폭 방향으로 연신된 폭을 유지한 채로, 온도 225℃, 10초간에서 처리하고, 추가로 폭 방향으로 3.0%의 완화 처리를 행하여, 필름 두께 약 100㎛의 1축 연신 PET 필름인 편광자 보호 필름 1B를 얻었다.
(편광자 보호 필름 2B)
라인 스피드를 변경하여 미연신 필름의 두께를 바꾼 것 이외에는 편광자 보호 필름 1B와 마찬가지로 하여 제막하고, 필름 두께가 약 80㎛의 1축 연신 PET 필름인 편광자 보호 필름 2B를 얻었다.
(편광자 보호 필름 3B)
라인 스피드를 변경하여 미연신 필름의 두께를 바꾼 것 이외에는 편광자 보호 필름 1B와 마찬가지로 하여 제막하고, 필름 두께가 약 60㎛의 1축 연신 PET 필름인 편광자 보호 필름 3B를 얻었다.
(편광자 보호 필름 4B)
라인 스피드를 변경하여 미연신 필름의 두께를 바꾼 것 이외에는 편광자 보호 필름 1B와 마찬가지로 하여 제막하고, 필름 두께가 약 40㎛의 1축 연신 PET 필름인 편광자 보호 필름 4B를 얻었다.
(편광자 보호 필름 5B)
라인 스피드를 변경하여 미연신 필름의 두께를 바꾼 것 이외에는 편광자 보호 필름 1B와 마찬가지로 하여 제막하고, 필름 두께가 약 20㎛의 1축 연신 PET 필름인 편광자 보호 필름 5B를 얻었다.
(편광자 보호 필름 6B)
라인 스피드를 변경하여 미연신 필름의 두께를 바꾼 것 이외에는 편광자 보호 필름 1B와 마찬가지로 하여 제막하고, 필름 두께가 약 150㎛의 1축 연신 PET 필름인 편광자 보호 필름 6B를 얻었다.
편광자 보호 필름 1A∼12A 및 1B∼6B를 이용하여 후술하는 바와 같이 액정 표시 장치를 만들었다.
(실시예 1)
PVA와 요오드로 이루어지는 편광자의 편측에 편광자 보호 필름 1A를 편광자의 투과축과 필름의 진상축이 수직이 되도록 부착했다. 이때, 편광자 보호 필름 1A의 반사 방지층이 적층되어 있지 않은 면에 편광자가 적층되도록 했다. 또, 편광자의 반대의 면에 TAC 필름(후지필름(주)사 제조, 두께 80㎛)을 부착했다. 이와 같이 하여 편광판 1A를 만들었다. 마찬가지로, PVA와 요오드로 이루어지는 편광자의 편측에 편광자 보호 필름 1B를 편광자의 흡수축과 필름의 지상축이 수직이 되도록 부착하고, 그 반대의 면에 TAC 필름(후지필름(주)사 제조, 두께 80㎛)를 부착하여 편광판 1B를 만들었다. SONY사 제조의 BRAVIA KDL-40W920A(여기광을 출사하는 광원과 양자점을 포함하는 백라이트 광원을 갖는 액정 표시 장치)의 시인측의 편광판을, 편광판 1A로 치환하고, 광원측의 편광판을 편광판 1B로 치환했다. 이때, 편광자 보호 필름 1A 및 편광자 보호 필름 1B가 각각 액정과는 반대측(원위)이 되도록 편광판 1A 및 편광판 1B를 배치했다. 또, 편광판 1A 및 편광판 1B의 투과축의 방향이, 치환 전의 편광판의 투과축의 방향과 동일해지도록 하였다. 이와 같이 하여 액정 표시 장치를 만들었다.
(실시예 2)
편광자 보호 필름 1A를 편광자 보호 필름 2A로 바꾼 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(실시예 3)
편광자 보호 필름 1A를 편광자 보호 필름 3A로 바꾼 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(실시예 4)
편광자 보호 필름 1A를 편광자 보호 필름 4A로 바꾼 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(실시예 5)
편광자 보호 필름 1A를 대신하여 편광자 보호 필름 4A를 이용하고, 그 진상축이 편광자의 투과축과 평행이 되도록 부착한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(실시예 6)
편광자 보호 필름 1A를 편광자 보호 필름 7A로 바꾼 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(실시예 7)
편광자 보호 필름 1A를 편광자 보호 필름 8A로 바꾼 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(실시예 8)
편광자 보호 필름 1A를 편광자 보호 필름 9A로 바꾼 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(실시예 9)
편광자 보호 필름 1A를 편광자 보호 필름 12A로 바꾼 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(비교예 1)
편광자 보호 필름 1A를 편광자 보호 필름 5A로 바꾼 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(비교예 2)
편광자 보호 필름 1A를 편광자 보호 필름 6A로 바꾼 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(비교예 3)
편광자 보호 필름 1A를 편광자 보호 필름 10A로 바꾼 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(비교예 4)
편광자 보호 필름 1A를 편광자 보호 필름 11A로 바꾼 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(실시예 10)
편광자 보호 필름 1B를 편광자 보호 필름 2B로 바꾼 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(비교예 5)
편광자 보호 필름 1B를 편광자 보호 필름 3B로 바꾼 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(비교예 6)
편광자 보호 필름 1B를 편광자 보호 필름 4B로 바꾼 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(비교예 7)
편광자 보호 필름 1B를 편광자 보호 필름 5B로 바꾼 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(실시예 11)
편광자 보호 필름 1B를 편광자 보호 필름 6B로 바꾼 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(실시예 12)
SONY사 제조의 BRAVIA KDL-40W920A를 SONY사 제조의 BRAVIA KDL-42W900B로 바꾼 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(실시예 13)
편광자 보호 필름 1B를 편광자 보호 필름 2B로 바꾼 것 이외에는 실시예 12와 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(실시예 14)
편광자 보호 필름 1B를 편광자 보호 필름 3B로 바꾼 것 이외에는 실시예 12와 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(실시예 15)
편광자 보호 필름 1B를 편광자 보호 필름 4B로 바꾼 것 이외에는 실시예 12와 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(비교예 8)
편광자 보호 필름 1B를 편광자 보호 필름 5B로 바꾼 것 이외에는 실시예 12와 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(실시예 16)
편광자 보호 필름 1B를 편광자 보호 필름 6B로 바꾼 것 이외에는 실시예 12와 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(실시예 17)
SONY사 제조의 BRAVIA KDL-40W920A를 SONY사 제조의 BRAVIA KDL-55W900A로 바꾼 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(비교예 9)
편광자 보호 필름 1B를 편광자 보호 필름 2B로 바꾼 것 이외에는 실시예 17과 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(비교예 10)
편광자 보호 필름 1B를 편광자 보호 필름 3B로 바꾼 것 이외에는 실시예 17과 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(비교예 11)
편광자 보호 필름 1B를 편광자 보호 필름 4B로 바꾼 것 이외에는 실시예 17과 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(비교예 12)
편광자 보호 필름 1B를 편광자 보호 필름 5B로 바꾼 것 이외에는 실시예 17과 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(실시예 18)
편광자 보호 필름 1B를 편광자 보호 필름 6B로 바꾼 것 이외에는 실시예 17과 마찬가지로 하여, 액정 표시 장치를 만들었다.
(실시예 19)
PVA와 요오드로 이루어지는 편광자의 편측에 편광자 보호 필름 2B를 편광자의 흡수축과 필름의 지상축이 평행이 되도록 부착하고, 그 반대의 면에 TAC 필름(후지필름(주)사 제조, 두께 80㎛)을 부착하여 편광판 2B를 만들고, 편광판 1B 대신에 편광판 2B를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 액정 표시 장치를 만들었다.
(실시예 20)
PVA와 요오드로 이루어지는 편광자의 편측에 편광자 보호 필름(1)을 편광자의 흡수축과 필름의 지상축이 평행이 되도록 부착하고, 그 반대의 면에 TAC 필름(후지필름(주)사 제조, 두께 80㎛)을 부착하여 편광판 1B'를 만들고, 이것을 편광판 1B 대신에 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 액정 표시 장치를 만들었다.
편광자 보호 필름 1A∼12A의 물성을 표 1에 나타낸다.
[표 1]
Figure 112018105750900-pct00001
편광자 보호 필름 1B∼6B의 물성을 표 2에 나타낸다.
[표 2]
Figure 112018105750900-pct00002
액정 표시 장치 BRAVIA KDL-40W920A, BRAVIA KDL-42W900B 및 BRAVIA KDL-55W900A의 600nm 이상 780nm 이하의 파장 영역에 존재하는 피크의 피크 톱의 파장(Rx) 및 그 반치폭(Ry), 495nm 이상 600nm 미만의 파장 영역에 존재하는 피크의 피크 톱의 파장(Gx) 및 그 반치폭(Gy), 그리고 400nm 이상 495nm 미만의 파장 영역에 존재하는 피크의 피크 톱의 파장(Bx) 및 그 반치폭(By)을 표 3에 나타낸다.
[표 3]
Figure 112018105750900-pct00003
각 실시예의 액정 표시 장치의 무지개 얼룩 관찰에 대해서 평가한 결과를 표 4에 나타낸다.
[표 4]
Figure 112018105750900-pct00004
산업상 이용가능성
본 발명의 액정 표시 장치 및 편광판은, 어느 각도에 있어서도 무지개상의 색얼룩의 발생이 유의하게 억제된 양호한 시인성을 확보할 수 있어, 산업계에의 기여는 크다.

Claims (6)

  1. 백라이트 광원, 광원측 편광판, 액정 셀 및 시인측 편광판을 갖는 액정 표시 장치로서,
    상기 백라이트 광원은, 400nm 이상 495nm 미만, 495nm 이상 600nm 미만 및 600nm 이상 780nm 이하의 각 파장 영역에 각각 발광 스펙트럼의 피크 톱을 갖고, 각 피크의 반치폭이 5nm 이상이며,
    시인측 편광판은, 1500∼30000nm의 리타데이션을 갖는 폴리에스테르 필름 A, 및 폴리에스테르 필름 A의 적어도 한쪽의 면에 적층된 반사 방지층, 저반사층, 또는 반사 방지층 및 저반사층을 포함하고,
    광원측 편광판은 폴리에스테르 필름 B를 포함하며,
    폴리에스테르 필름 B의 리타데이션을 ReB로 하고, 백라이트 광원의 600nm 이상 780nm 이하의 파장 영역에 존재하는 피크의 피크 톱의 파장을 Rx, 반치폭을 Ry로 한 경우에,
    Ry/[Rx/(ReB/Rx)]가 0.55 이상인 액정 표시 장치. 
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 400nm 이상 495nm 미만의 파장 영역에 존재하는 피크의 피크 톱의 파장을 Bx, 반치폭을 By로 하고,
    상기 495nm 이상 600nm 미만의 파장 영역에 존재하는 피크의 피크 톱의 파장을 Gx, 반치폭을 Gy로 한 경우에,
    By/[Bx/(ReB/Bx)]가 0.55 이상이고, 또한,
    Gy/[Gx/(ReB/Gx)]가 0.55 이상인 액정 표시 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 Rx가 630nm 이상인 액정 표시 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 Ry가 180nm 이하인 액정 표시 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광원이 여기광을 출사하는 광원과 양자점을 포함하는 액정 표시 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 반사 방지층 표면의 파장 550nm에 있어서의 표면 반사율이 2.0% 이하인 액정 표시 장치.
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