KR102454820B1 - 편광판, 원편광판, 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 표시 소자 상에 배치했을 때에, 반사 방지능의 현저한 저하가 억제되는 원편광판에 적합하게 적용할 수 있는, 투과율이 높은 편광자를 포함하는 편광판, 원편광판, 및 표시 장치를 제공한다. 본 발명의 편광판은, 편광자, 및 편광자와 접하고 있는 인접층을 포함하고, 편광자의 흡수축 방향의 투과율이 4.0% 이상이며, 인접층의 면내 평균 굴절률이, 식 (X)의 관계를 충족시키는, 편광판.
식 (X) 편광자의 투과축 방향의 굴절률<인접층의 면내 평균 굴절률<편광자의 흡수축 방향의 굴절률
식 (X) 편광자의 투과축 방향의 굴절률<인접층의 면내 평균 굴절률<편광자의 흡수축 방향의 굴절률
Description
본 발명은, 편광판, 원편광판, 및 표시 장치에 관한 것이다.
유기 일렉트로 루미네선스(EL) 표시 장치로 대표되는 표시 장치에 있어서, 외광의 반사 방지를 위하여, 편광자와 λ/4판을 적층한 원편광판이 사용되고 있다(특허문헌 1).
최근, 표시 패널로 표시하는 패턴(화상, 문자 등)을 저에너지로 보다 선명하게 할 것이 요구되고 있다. 그 수법의 하나로서, 상술한 원편광판 중의 편광자의 투과율을 높이는 방법을 들 수 있다.
통상, 투과율이 높은 편광자는, 편광도가 떨어지기 때문에, 이와 같은 편광자를 포함하는 원편광판을 이용하면, 투과율의 향상이 전망되지만, 반사 방지능이 저하하는 것이 예상된다.
투과율이 높은 편광자는 편광자의 흡수축 방향의 투과율이 올라가 버리는 경우가 많아, 본 발명자들은, 그 흡수축 방향의 투과율이 높은 편광자를 이용한 경우, 예상 이상으로 반사 방지능이 저하하는 것을 알아냈다.
본 발명은, 상기 실정을 감안하여, 표시 소자 상에 배치했을 때에, 반사 방지능의 현저한 저하가 억제되는 원편광판에 적합하게 적용할 수 있는, 투과율이 높은 편광자를 포함하는 편광판을 제공하는 것을 과제로 한다.
또, 본 발명은, 원편광판, 및 표시 장치를 제공하는 것도 과제로 한다.
본 발명자는, 종래 기술의 문제점에 대하여 예의 검토한 결과, 소정 구성의 편광판을 이용함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 찾아냈다.
즉, 이하의 구성에 의하여 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 찾아냈다.
(1) 편광자, 및 편광자와 접하고 있는 인접층을 포함하고,
편광자의 흡수축 방향의 투과율이 4.0% 이상이며,
인접층의 면내 평균 굴절률이, 후술하는 식 (X)의 관계를 충족시키는, 편광판.
(2) 편광자가, 이색성 물질을 이용하여 형성된 편광자인, (1)에 기재된 편광판.
(3) 편광자의 흡수축 방향의 굴절률과 인접층의 면내 평균 굴절률의 차가 0.15 이하이고,
인접층의 면내 평균 굴절률과 편광자의 투과축 방향의 굴절률의 차가 0.10 이하인, (1) 또는 (2)에 기재된 편광판.
(4) 인접층의 면내 평균 굴절률과 인접층의 두께의 곱인 광학 막두께 d가, 후술하는 식 (Y)의 관계를 충족시키는, (1)~(3) 중 어느 하나에 기재된 편광판.
(5) 또한, 인접층의 편광자 측과는 반대 측의 표면에 접하고 있는 광학 기능층을 포함하고,
광학 기능층의 면내 평균 굴절률이 1.49~1.60인, (1)~(4) 중 어느 하나에 기재된 편광판.
(6) 인접층의 면내 평균 굴절률이, 편광자의 면내 평균 굴절률보다 낮은, (1)~(5) 중 어느 하나에 기재된 편광판.
(7) 편광자의 흡수축 방향의 투과율과 편광자의 투과축 방향의 투과율의 평균값이 47.0% 이상인, (1)~(6) 중 어느 하나에 기재된 편광판.
(8) (1)~(7) 중 어느 하나에 기재된 편광판과, λ/4판을 갖고,
인접층이, 편광자와 λ/4판의 사이에 위치하는, 원편광판.
(9) 표시 소자와, 표시 소자 상에 배치된 (8)에 기재된 원편광판을 포함하는, 표시 장치.
(10) 표시 소자가, 유기 일렉트로 루미네선스 표시 소자인, (9)에 기재된 표시 장치.
본 발명에 의하면, 표시 소자 상에 배치했을 때에, 반사 방지능의 현저한 저하가 억제되는 원편광판에 적합하게 적용할 수 있는, 투과율이 높은 편광자를 포함하는 편광판을 제공할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 원편광판, 및 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 종래 기술의 문제점을 설명하기 위한 원편광판을 포함하는 표시 장치의 단면도이다.
도 2는 편광판의 제1 실시형태의 단면도이다.
도 3은 편광판 중의 편광자의 흡수축 방향 및 투과축 방향을 설명하기 위한 도이다.
도 4는 원편광판의 제1 실시형태의 단면도이다.
도 5는 표시 장치의 제1 실시형태의 단면도이다.
도 6은 편광판의 제2 실시형태의 단면도이다.
도 7은 원편광판의 제2 실시형태의 단면도이다.
도 8은 표시 장치의 제2 실시형태의 단면도이다.
도 2는 편광판의 제1 실시형태의 단면도이다.
도 3은 편광판 중의 편광자의 흡수축 방향 및 투과축 방향을 설명하기 위한 도이다.
도 4는 원편광판의 제1 실시형태의 단면도이다.
도 5는 표시 장치의 제1 실시형태의 단면도이다.
도 6은 편광판의 제2 실시형태의 단면도이다.
도 7은 원편광판의 제2 실시형태의 단면도이다.
도 8은 표시 장치의 제2 실시형태의 단면도이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서 "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다. 먼저, 본 명세서에서 이용되는 용어에 대하여 설명한다.
본 발명에 있어서, Re(λ) 및 Rth(λ)는, 각각 파장 λ에 있어서의 면내의 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션을 나타낸다. 특별히 기재가 없을 때는, 파장 λ는, 550nm로 한다.
본 발명에 있어서, Re(λ) 및 Rth(λ)는 AxoScan OPMF-1(옵토사이언스사제)에 있어서, 파장 λ로 측정한 값이다. AxoScan에서 평균 굴절률((nx+ny+nz)/3)과 막두께(d(μm))를 입력함으로써,
지상축 방향(°)
Re(λ)=R0(λ)
Rth(λ)=((nx+ny)/2-nz)×d
가 산출된다.
또한, R0(λ)는, AxoScan OPMF-1로 산출되는 수치로서 표시되는 것이지만, Re(λ)를 의미하고 있다.
AxoScan에서 이용되는 평균 굴절률은, 아베 굴절률(NAR-4T, 아타고(주)제)을 사용하고, 광원으로 나트륨 램프(λ=589nm)를 이용하여 측정한다. 또, 파장 의존성을 측정하는 경우는, 다파장 아베 굴절계 DR-M2(아타고(주)제)로, 간섭 필터와의 조합으로 측정할 수 있다.
또, 폴리머 핸드북(JOHN WILEY & SONS, INC), 및 각종 광학 필름의 카탈로그의 값을 사용할 수 있다. 주된 광학 필름의 평균 굴절률의 값을 이하에 예시한다: 셀룰로스아실레이트(1.48), 사이클로올레핀 폴리머(1.52), 폴리카보네이트(1.59), 폴리메틸메타크릴레이트(1.49), 및 폴리스타이렌(1.59).
본 명세서에 있어서, 각도(예를 들면 "90°" 등의 각도), 및 그 관계(예를 들면 "직교", "평행", 및 "45°로 교차" 등)에 대해서는, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서 허용되는 오차의 범위를 포함하는 것으로 한다. 예를 들면, 엄밀한 각도±10°의 범위 내인 것 등을 의미하고, 엄밀한 각도와의 오차는, 5° 이하인 것이 바람직하고, 3° 이하인 것이 보다 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 편광자의 "흡수축"은, 흡광도가 가장 높은 방향을 의미한다. "투과축"은, "흡수축"과 90°의 각도를 이루는 방향을 의미한다.
본 발명자들은, 흡수축 방향의 투과율이 높은 편광자를 포함하는 원편광판을 이용한 경우, 예상 이상으로 반사 방지능이 저하하는 것을 발견하였다. 그 이유에 대하여, 도 1을 이용하여 설명한다.
도 1에 나타내는 표시 장치(100)에서는, 흡수축 방향의 투과율이 4.0% 이상인 편광자(102)와, λ/4판(104)과, 표시 소자(106)가 적층되어 있다. 편광자(102) 및 λ/4판(104)은 원편광판으로서 기능하며, 외광 반사를 방지한다.
한편, 편광자(102)는 흡수축 방향의 투과율이 높기 때문에, 편광자(102)를 투과하여 λ/4판(104)의 표면까지 도달하는 광이 증가한다. 이 때문에, 편광자(102)와 λ/4판(104)의 계면에서 반사하는 광이 증가하여, 결과적으로, 반사 방지능이 예상보다 현저하게 저하한다.
그것에 대하여, 본 발명에서는, 편광자의 흡수축 방향의 굴절률보다는 작고, 투과축 방향의 굴절률보다는 큰 면내 평균 굴절률을 나타내는 인접층을 편광자와 접하도록 마련함으로써, 편광자를 투과해 오는 광의 계면 반사를 억제할 수 있다. 즉, 상술한 바와 같은, 편광자와 λ/4판의 계면에서의 반사를 억제할 수 있어, 결과적으로, 반사 방지능의 현저한 저하를 억제할 수 있다.
<<제1 실시형태>>
이하, 본 발명의 편광판, 원편광판, 및 표시 장치의 제1 실시형태에 대하여 도면을 이용하여 설명한다.
도 2는, 본 발명의 편광판의 제1 실시형태를 나타낸다. 도 2에 나타내는 편광판(10A)은, 편광자(12)와, 편광자(12)의 표면과 접하도록 배치되는 인접층(14)을 포함한다. 도 3에서는, 편광자(12)의 흡수축(Aa) 및 투과축(Ta)의 방향을 나타낸다.
이하, 각각의 부재에 대하여 설명한다.
<편광자>
편광자는, 광을 특정의 직선 편광으로 변환하는 기능을 갖는 부재(직선 편광자)이며, 흡수형 편광자를 들 수 있다.
편광자의 흡수축 방향의 투과율은, 4.0% 이상이다. 그 중에서도, 표시 소자의 패턴(화상, 문자 등)을 에너지를 절약하면서 보다 선명하게 시인할 수 있는 점에서, 편광자의 흡수축 방향의 투과율은 6.0% 이상이 바람직하다. 편광자의 흡수축 방향의 투과율의 상한값은 특별히 제한되지 않지만, 편광판을 포함하는 원편광판의 반사 방지능의 점에서, 50.0% 이하가 바람직하고, 20.0% 이하가 보다 바람직하다.
편광자의 흡수축 방향의 투과율과 투과축 방향의 투과율의 평균값{(편광자의 흡수축 방향의 투과율+편광자의 투과축 방향의 투과율)/2}은, 47.0% 이상이 바람직하고, 48.0% 이상이 보다 바람직하며, 49.0% 이상이 더 바람직하다. 상기 평균값의 상한값은 특별히 제한되지 않지만, 편광판을 포함하는 원편광판의 반사 방지능의 점에서, 75.0% 이하가 바람직하고, 60.0% 이하가 보다 바람직하다.
상기 편광자의 흡수축 방향의 투과율 및 투과축 방향의 투과율의 측정은, 후단에서의 실시예란에 있어서 상세하게 설명되지만, 멀티 채널 분광기(OCEAN OPTICS사제, 제품명 "QE65000")를 이용하여 실시되고, 편광자의 흡수축 방향의 투과율 및 투과축 방향의 투과율은, 모두 400~700nm의 파장역에 있어서의 평균 투과율에 해당한다. 보다 구체적으로는, 이 평균 투과율은, 400~700nm의 사이에서 상기 측정에 의하여 얻어지는 10nm마다의 투과율의 값을, CIE(국제 조명 위원회)에서 규격화된 XYZ 등색 함수(CIE1931 표준 관측자의 등색 함수)의 Y값을 이용하여, 가중 평균함으로써 산출된다. 즉, 400~700nm의 사이에서 10nm마다 측정된 투과율의 값과, 투과율의 측정 파장에 대응하는 Y값의 값의 곱인 계산값 A를 측정 파장마다 각각 산출하고, 각 측정 파장에서 얻어진 계산값 A를 합계하여 합계값 B를 산출하며, 또한 얻어진 합계값 B를 상기에서 이용한 Y값의 합계값 C로 나눔(합계값 B/합계값 C)으로써, 투과율이 산출된다.
편광자의 흡수축 방향의 굴절률은 도 3 중의 흡수축(Aa) 방향을 따른 굴절률을 의도하고, 그 값은 특별히 제한되지 않지만, 본 발명의 편광판을 포함하는 원편광판이 이용된 표시 장치에 있어서의 반사 방지능이 보다 우수한 점(이후, 간단히 "본 발명의 효과가 보다 우수한 점"이라고도 함)에서, 1.55~2.00이 바람직하고, 1.55~1.85가 보다 바람직하다.
편광자의 투과축 방향의 굴절률은 도 3 중의 투과축(Ta) 방향을 따른 굴절률을 의도하고, 그 값은 특별히 제한되지 않지만, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 1.50~1.90이 바람직하고, 1.50~1.75가 보다 바람직하다.
상기 굴절률은, 파장 550nm에 있어서의 굴절률을 의도한다.
상기 굴절률의 측정 방법으로서는, 후단의 실시예란에서 상세하게 설명하는 바와 같이, 석영 유리판 상에, 편광자를 제작하고, Woollam사제 분광 엘립소메트리 M-2000U에 의하여 편광자의 굴절률을 측정한다.
편광자의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 박형화의 점에서, 0.1~5.0μm가 바람직하고, 0.1~1.5μm가 보다 바람직하다.
편광자로서는, 예를 들면 이색성 물질을 이용하여 형성된 편광자, 아이오딘계 편광자, 및 폴리엔계 편광자를 들 수 있고, 편광자의 투과율의 조정이 쉬운 점에서, 이색성 물질을 이용하여 형성된 편광자가 바람직하다. 이색성 물질을 이용하여 형성된 편광자로서는, 이색성 물질을 포함하는 조성물을 이용하여 형성된 편광자를 들 수 있고, 후술하는 바와 같이, 이색성 물질 및 액정성 화합물을 포함하는 액정성 조성물을 이용하여 형성되는 편광자가 바람직하다.
이색성 물질이란, 본 명세서 중, 방향에 따라 흡광도가 다른 색소를 말하고, 다이아조계 화합물, 퀴논계 화합물, 및 그 외 공지의 이색성 물질을 들 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 아이오딘 이온(예를 들면, I3- 및 I5-)은 이색성 물질에는 포함되지 않는다.
이색성 물질로서는, 하기 식 (1)로 나타나는 화합물(이하, "특정 이색성 물질"이라고도 약칭함)이 바람직하다.
[화학식 1]
식 (1) 중, A1, A2 및 A3은, 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 되는 2가의 방향족기를 나타낸다.
또, 식 (1) 중, L1 및 L2는, 각각 독립적으로 치환기를 나타낸다.
또, 식 (1) 중, m은, 1~4의 정수를 나타내고, m이 2~4의 정수인 경우, 복수의 A2는 서로 동일해도 되고 달라도 된다. 또한, m은, 1 또는 2가 바람직하다.
상기 식 (1) 중, A1, A2 및 A3이 나타내는 "치환기를 갖고 있어도 되는 2가의 방향족기"에 대하여 설명한다.
상기 치환기로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2011-237513호의 [0237]~[0240] 단락에 기재된 치환기군 G를 들 수 있고, 그 중에서도, 할로젠 원자, 알킬기, 알콕시기, 알콕시카보닐기(예를 들면, 메톡시카보닐, 및 에톡시카보닐), 또는 아릴옥시카보닐기(예를 들면, 페녹시카보닐, 4-메틸페녹시카보닐, 및 4-메톡시페닐카보닐)가 바람직하며, 알킬기가 보다 바람직하고, 탄소수 1~5의 알킬기가 더 바람직하다.
2가의 방향족기로서는, 예를 들면 2가의 방향족 탄화 수소기 및 2가의 방향족 복소환기를 들 수 있다.
상기 2가의 방향족 탄화 수소기로서는, 예를 들면 탄소수 6~12의 아릴렌기를 들 수 있고, 구체적으로는, 페닐렌기, 큐메닐렌기, 메시틸렌기, 톨릴렌기, 및 자일릴렌기를 들 수 있다. 그 중에서도 페닐렌기가 바람직하다.
또, 상기 2가의 방향족 복소환기로서는, 단환 또는 2환성의 복소환 유래의 기가 바람직하다. 방향족 복소환기를 구성하는 탄소 원자 이외의 원자로서는, 질소 원자, 황 원자 및 산소 원자를 들 수 있다. 방향족 복소환기가 탄소 원자 이외의 환을 구성하는 원자를 복수 갖는 경우, 이들은 동일해도 되고 달라도 된다. 방향족 복소환기로서는, 구체적으로는, 피리딜렌기(피리딘-다이일기), 퀴놀릴렌기(퀴놀린-다이일기), 아이소퀴놀릴렌기(아이소퀴놀린-다이일기), 벤조싸이아다이아졸-다이일기, 프탈이미드-다이일기, 및 싸이에노싸이아졸-다이일기(이하, "싸이에노싸이아졸기"라고 약칭함)를 들 수 있다.
상기 2가의 방향족기 중에서도, 2가의 방향족 탄화 수소기가 바람직하다.
여기에서, A1, A2 및 A3 중 어느 하나가, 치환기를 갖고 있어도 되는 2가의 싸이에노싸이아졸기인 것이 바람직하다. 또한, 2가의 싸이에노싸이아졸기의 치환기의 구체예는, 상술한 "치환기를 갖고 있어도 되는 2가의 방향족기"에 있어서의 치환기와 동일하고, 바람직한 양태도 동일하다.
또, A1, A2 및 A3 중, A2가 2가의 싸이에노싸이아졸기인 것이 보다 바람직하다. 이 경우에는, A1 및 A3은, 치환기를 갖고 있어도 되는 2가의 방향족기를 나타낸다.
A2가 2가의 싸이에노싸이아졸기인 경우에는, A1 및 A3 중 적어도 한쪽이 치환기를 갖고 있어도 되는 2가의 방향족 탄화 수소기인 것이 바람직하고, A1 및 A3의 양쪽 모두가 치환기를 갖고 있어도 되는 2가의 방향족 탄화 수소기인 것이 보다 바람직하다.
상기 식 (1) 중, L1 및 L2가 나타내는 "치환기"에 대하여 설명한다.
상기 치환기로서는, 용해성 혹은 네마틱 액정성을 높이기 위하여 도입되는 기, 색소로서의 색조를 조절하기 위하여 도입되는 전자 공여성 혹은 전자 흡인성을 갖는 기, 또는 배향을 고정화하기 위하여 도입되는 가교성기(중합성기)를 갖는 기가 바람직하다.
예를 들면, 치환기로서는, 알킬기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~12, 더 바람직하게는 탄소수 1~8이며, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 아이소프로필기, tert-뷰틸기, n-옥틸기, n-데실기, n-헥사데실기, 사이클로프로필기, 사이클로펜틸기, 및 사이클로헥실기를 들 수 있음), 알켄일기(바람직하게는 탄소수 2~20, 보다 바람직하게는 탄소수 2~12, 더 바람직하게는 탄소수 2~8이며, 예를 들면 바이닐기, 알릴기, 2-뷰텐일기, 및 3-펜텐일기를 들 수 있음), 알카인일기(바람직하게는 탄소수 2~20, 보다 바람직하게는 탄소수 2~12, 더 바람직하게는 탄소수 2~8이며, 예를 들면 프로파길기, 및 3-펜타인일기를 들 수 있음), 아릴기(바람직하게는 탄소수 6~30, 보다 바람직하게는 탄소수 6~20, 더 바람직하게는 탄소수 6~12이며, 예를 들면 페닐기, 2, 6-다이에틸페닐기, 3,5-다이트라이플루오로메틸페닐기, 스타이릴기, 나프틸기, 및 바이페닐기를 들 수 있음), 치환 혹은 무치환의 아미노기(바람직하게는 탄소수 0~20, 보다 바람직하게는 탄소수 0~10, 더 바람직하게는 탄소수 0~6이며, 예를 들면 무치환 아미노기, 메틸아미노기, 다이메틸아미노기, 다이에틸아미노기, 및 아닐리노기를 들 수 있음), 알콕시기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~15이며, 예를 들면 메톡시기, 에톡시기, 및 뷰톡시기를 들 수 있음), 옥시카보닐기(바람직하게는 탄소수 2~20, 보다 바람직하게는 탄소수 2~15, 더 바람직하게는 2~10이며, 예를 들면 메톡시카보닐기, 에톡시카보닐기, 및 페녹시카보닐기를 들 수 있음), 아실옥시기(바람직하게는 탄소수 2~20, 보다 바람직하게는 탄소수 2~10, 더 바람직하게는 2~6이며, 예를 들면 아세톡시기, 벤조일옥시기, 아크릴로일기, 및 메타크릴로일기를 들 수 있음), 아실아미노기(바람직하게는 탄소수 2~20, 보다 바람직하게는 탄소수 2~10, 더 바람직하게는 탄소수 2~6이며, 예를 들면 아세틸아미노기, 및 벤조일아미노기를 들 수 있음), 알콕시카보닐아미노기(바람직하게는 탄소수 2~20, 보다 바람직하게는 탄소수 2~10, 더 바람직하게는 탄소수 2~6이며, 예를 들면 메톡시카보닐아미노기를 들 수 있음), 아릴옥시카보닐아미노기(바람직하게는 탄소수 7~20, 보다 바람직하게는 탄소수 7~16, 더 바람직하게는 탄소수 7~12이며, 예를 들면 페닐옥시카보닐아미노기를 들 수 있음), 설폰일아미노기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 더 바람직하게는 탄소수 1~6이며, 예를 들면 메테인설폰일아미노기, 및 벤젠설폰일아미노기를 들 수 있음), 설파모일기(바람직하게는 탄소수 0~20, 보다 바람직하게는 탄소수 0~10, 더 바람직하게는 탄소수 0~6이며, 예를 들면 설파모일기, 메틸설파모일기, 다이메틸설파모일기, 및 페닐설파모일기를 들 수 있음), 카바모일기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 더 바람직하게는 탄소수 1~6이며, 예를 들면 무치환의 카바모일기, 메틸카바모일기, 다이에틸카바모일기, 및 페닐카바모일기를 들 수 있음), 알킬싸이오기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 더 바람직하게는 탄소수 1~6이며, 예를 들면 메틸싸이오기, 및 에틸싸이오기를 들 수 있음), 아릴싸이오기(바람직하게는 탄소수 6~20, 보다 바람직하게는 탄소수 6~16, 더 바람직하게는 탄소수 6~12이며, 예를 들면 페닐싸이오기를 들 수 있음), 설폰일기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 더 바람직하게는 탄소수 1~6이며, 예를 들면 메실기, 및 토실기를 들 수 있음), 설핀일기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 더 바람직하게는 탄소수 1~6이며, 예를 들면 메테인설핀일기, 및 벤젠설핀일기를 들 수 있음), 유레이도기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 더 바람직하게는 탄소수 1~6이며, 예를 들면 무치환의 유레이도기, 메틸유레이도기, 및 페닐유레이도기를 들 수 있음), 인산 아마이드기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 더 바람직하게는 탄소수 1~6이며, 예를 들면 다이에틸 인산 아마이드기, 및 페닐 인산 아마이드기를 들 수 있음), 하이드록시기, 머캅토기, 할로젠 원자(예를 들면, 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자, 및 아이오딘 원자를 들 수 있음), 사이아노기, 나이트로기, 하이드록삼산기, 설피노기, 하이드라지노기, 이미노기, 아조기, 헤테로환기(바람직하게는 탄소수 1~30, 보다 바람직하게는 탄소수 1~12의 헤테로환기이며, 예를 들면 질소 원자, 산소 원자, 및 황 원자의 헤테로 원자를 갖는 헤테로환기이며, 예를 들면 에폭시기, 옥세탄일기, 이미다졸일기, 피리딜기, 퀴놀일기, 퓨릴기, 피페리딜기, 모폴리노기, 벤즈옥사졸일기, 벤즈이미다졸일기, 및 벤조싸이아졸일기를 들 수 있음), 실릴기(바람직하게는 탄소수 3~40, 보다 바람직하게는 탄소수 3~30, 더 바람직하게는 탄소수 3~24의 실릴기이며, 예를 들면 트라이메틸실릴기, 및 트라이페닐실릴기를 들 수 있다.)가 포함된다.
이들의 치환기는 추가로 이들의 치환기에 의하여 치환되어 있어도 된다. 또, 치환기를 2개 이상 갖는 경우는, 동일해도 되고 달라도 된다. 또, 가능한 경우에는 서로 결합하여 환을 형성하고 있어도 된다.
L1 및 L2가 나타내는 치환기로서 바람직하게는, 치환기를 갖고 있어도 되는 알킬기, 치환기를 갖고 있어도 되는 알켄일기, 치환기를 갖고 있어도 되는 알카인일기, 치환기를 갖고 있어도 되는 아릴기, 치환기를 갖고 있어도 되는 알콕시기, 치환기를 갖고 있어도 되는 옥시카보닐기, 치환기를 갖고 있어도 되는 아실옥시기, 치환기를 갖고 있어도 되는 아실아미노기, 치환기를 갖고 있어도 되는 아미노기, 치환기를 갖고 있어도 되는 알콕시카보닐아미노기, 치환기를 갖고 있어도 되는 설폰일아미노기, 치환기를 갖고 있어도 되는 설파모일기, 치환기를 갖고 있어도 되는 카바모일기, 치환기를 갖고 있어도 되는 알킬싸이오기, 치환기를 갖고 있어도 되는 설폰일기, 치환기를 갖고 있어도 되는 유레이도기, 나이트로기, 하이드록시기, 사이아노기, 이미노기, 아조기, 할로젠 원자, 또는 헤테로환기이고, 보다 바람직하게는, 치환기를 갖고 있어도 되는 알킬기, 치환기를 갖고 있어도 되는 알켄일기, 치환기를 갖고 있어도 되는 아릴기, 치환기를 갖고 있어도 되는 알콕시기, 치환기를 갖고 있어도 되는 옥시카보닐기, 치환기를 갖고 있어도 되는 아실옥시기, 치환기를 갖고 있어도 되는 아미노기, 나이트로기, 이미노기, 또는 아조기이다.
L1 및 L2 중 적어도 한쪽은, 가교성기(중합성기)를 포함하는 것이 바람직하고, L1 및 L2의 양쪽 모두에 가교성기를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
가교성기로서는, 구체적으로는, 일본 공개특허공보 2010-244038호의 [0040]~[0050] 단락에 기재된 중합성기를 들 수 있고, 반응성 및 합성 적성의 관점에서, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 에폭시기, 옥세탄일기, 또는 스타이릴기가 바람직하며, 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기가 보다 바람직하다.
L1 및 L2의 적합한 양태로서는, 상기 가교성기로 치환된 알킬기, 상기 가교성기로 치환된 다이알킬아미노기, 및 상기 가교성기로 치환된 알콕시기를 들 수 있다.
특정 이색성 물질은, 하기 식 (2)로 나타나는 화합물인 것이 바람직하다.
[화학식 2]
여기에서, 식 (2) 중, A4는, 치환기를 갖고 있어도 되는 2가의 방향족기를 나타낸다.
또, 식 (2) 중, L3 및 L4는, 각각 독립적으로 치환기를 나타낸다.
또, 식 (2) 중, E는, 질소 원자, 산소 원자 및 황 원자 중 어느 하나의 원자를 나타낸다.
또, 식 (2) 중, R1은, 수소 원자, 할로젠 원자, 치환기를 갖고 있어도 되는 알킬기 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 알콕시기를 나타낸다.
또, 식 (2) 중, R2는, 수소 원자 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 알킬기를 나타낸다.
또, 식 (2) 중, R3은, 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
또, 식 (2) 중, n은, 0 또는 1을 나타낸다. 단, E가 질소 원자인 경우에는, n은 1이고, E가 산소 원자 또는 황 원자인 경우에는, n은 0이다.
상기 식 (2) 중, A4가 나타내는 "치환기를 갖고 있어도 되는 2가의 방향족기"의 구체예 및 적합 양태는, 상술한 식 (1) 중의 A1~A3이 나타내는 "치환기를 갖고 있어도 되는 2가의 방향족기"와 동일하다.
A4의 바람직한 양태로서는, 페닐렌기이다.
상기 식 (2) 중, L3 및 L4가 나타내는 "치환기"의 구체예 및 적합 양태는, 상술한 식 (1) 중의 L1 및 L2가 나타내는 "치환기"와 동일하다.
L3 및 L4의 적합한 양태로서는, L3 및 L4 중 적어도 한쪽이 가교성기를 포함하는 것이고, 보다 적합한 양태로서는, L3 및 L4의 양쪽 모두가 가교성기를 포함하는 것이다.
또, L3 및 L4의 가교성기의 적합한 양태로서는, 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기이다.
상기 식 (2) 중, E는, 질소 원자, 산소 원자 및 황 원자 중 어느 하나의 원자를 나타내고, 합성 적성의 관점에서, 질소 원자인 것이 바람직하다.
또, 특정 이색성 물질을 단파장 측에 흡수를 갖는 것(예를 들면, 500~530nm 부근에 극대 흡수 파장을 갖는 것)으로 하는 것이 용이해진다는 관점에서는, 상기 식 (2)에 있어서의 E는, 산소 원자인 것이 바람직하다.
한편, 특정 이색성 물질을 장파장 측에 흡수를 갖는 것(예를 들면, 600nm 부근에 극대 흡수 파장을 갖는 것)으로 하는 것이 용이해진다는 관점에서는, 상기 식 (2)에 있어서의 E는, 질소 원자인 것이 바람직하다.
상기 식 (2) 중, R1은, 수소 원자, 할로젠 원자, 치환기를 갖고 있어도 되는 알킬기 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 알콕시기를 나타내고, 수소 원자 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 알킬기가 바람직하다.
다음으로, R1이 나타내는 "치환기를 갖고 있어도 되는 알킬기" 및 "치환기를 갖고 있어도 되는 알콕시기"에 대하여 설명한다.
치환기로서는, 예를 들면 할로젠 원자 등을 들 수 있다.
알킬기로서는, 탄소수 1~8의 직쇄상, 분기쇄상 또는 환상의 알킬기를 들 수 있다. 그 중에서도, 탄소수 1~6의 직쇄상의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 1~3의 직쇄상의 알킬기가 보다 바람직하며, 메틸기 또는 에틸기가 더 바람직하다.
알콕시기로서는, 탄소수 1~8의 알콕시기를 들 수 있다. 그 중에서도, 탄소수 1~6의 알콕시기인 것이 바람직하고, 탄소수 1~3의 알콕시기인 것이 보다 바람직하며, 메톡시기 또는 에톡시기인 것이 더 바람직하다.
상기 식 (2) 중, R2는, 수소 원자 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 알킬기를 나타내고, 치환기를 갖고 있어도 되는 알킬기인 것이 바람직하다.
R2가 나타내는 "치환기를 갖고 있어도 되는 알킬기"의 구체예 및 적합 양태는, 상술한 식 (2)의 R1에 있어서의 "치환기를 갖고 있어도 되는 알킬기"와 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
또한, R2는, E가 질소 원자인 경우에 식 (2) 중에서 존재하는 기가 된다(즉, n=1의 경우를 의미한다). 한편, R2는, E가 산소 원자 또는 황 원자인 경우, 식 (2) 중에서 존재하지 않는 기가 된다(즉, n=0의 경우를 의미한다).
상기 식 (2) 중, R3은, 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
R3이 나타내는 "치환기"의 구체예 및 적합 양태는, 상술한 "치환기를 갖고 있어도 되는 2가의 방향족기"에 있어서의 치환기와 동일하고, 바람직한 양태도 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
상기 식 (2) 중, n은, 0 또는 1을 나타낸다. 단, E가 질소 원자인 경우에는, n은 1이며, E가 산소 원자 또는 황 원자인 경우에는, n은 0이다.
상기 식 (1)로 나타나는 특정 이색성 물질로서는, 구체적으로는, 일본 공개특허공보 2010-152351호의 [0051]~[0081] 단락에 기재된 화합물을 들 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 도입된다.
이들 중, 상기 식 (2)로 나타나는 구조를 갖는 특정 이색성 물질로서는, 일본 공개특허공보 2010-152351호의 [0074]~[0081] 단락에 기재된 화합물 (D-1)~(D-53) 외에, 이하에 나타내는 화합물 (D-54)~(D-58)도 적합하게 들 수 있다.
[화학식 3]
이색성 물질의 함유량은, 편광자의 전체 질량에 대하여, 25질량% 이하가 바람직하고, 15질량% 이하가 보다 바람직하다. 또, 이색성 물질의 함유량의 하한값은, 편광자의 전체 질량에 대하여, 8질량% 이상이 바람직하고, 10질량% 이상이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 이색성 물질의 석출을 억제하면서, 이색성 물질을 보다 높은 배향도로 배향시킬 수 있는 이유에서, 편광자가, 상술한 이색성 물질과 함께, 액정성 화합물을 포함하는 액정성 조성물을 이용하여 형성되는 편광자인 것이 바람직하다.
이하, 액정성 조성물에 포함되는 성분에 대하여 상세하게 설명한다.
(액정성 화합물)
액정성 조성물이 포함하는 액정성 화합물로서는, 저분자 액정성 화합물 및 고분자 액정성 화합물을 모두 이용할 수 있다.
여기에서, "저분자 액정성 화합물"이란, 화학 구조 중에 반복 단위를 갖지 않는 액정성 화합물을 말한다.
또, "고분자 액정성 화합물"이란, 화학 구조 중에 반복 단위를 갖는 액정성 화합물을 말한다.
저분자 액정성 화합물로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2013-228706호에 기재되어 있는 것을 들 수 있다.
고분자 액정성 화합물로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2011-237513호에 기재되어 있는 서모트로픽 액정성 고분자를 들 수 있다. 또, 고분자 액정성 화합물은, 말단에 가교성기(예를 들면, 아크릴로일기 및 메타크릴로일기)를 갖고 있어도 된다.
(계면 개량제)
액정성 조성물은, 계면 개량제를 포함하는 것이 바람직하다. 계면 개량제를 포함함으로써, 도막 표면의 평활성이 향상되고, 배향도의 향상, 및 뭉침과 얼룩을 억제하여, 면내의 균일성의 향상이 전망된다.
계면 개량제로서는, 액정성 화합물을 도막 표면 측에서 수평으로 하는 것이 바람직하고, 일본 공개특허공보 2011-237513호의 [0253]~[0293] 단락에 기재된 화합물(수평 배향제)을 이용할 수 있다.
액정성 조성물이 계면 개량제를 포함하는 경우, 계면 개량제의 함유량은, 액정성 조성물 중의 상기 이색성 물질과 상기 액정성 화합물의 합계 100질량부에 대하여, 0.001~5질량부가 바람직하고, 0.01~3질량부가 보다 바람직하다.
(중합 개시제)
액정성 조성물은, 중합 개시제를 포함하고 있어도 된다.
중합 개시제의 종류는 특별히 제한되지 않고, 광중합 개시제 및 열중합 개시제를 들 수 있으며, 광중합 개시제가 바람직하다. 또한, 중합 개시제는, 양이온 중합성 및 라디칼 중합성 중 어느 것이어도 된다.
광중합 개시제로서는, α-카보닐 화합물(미국 특허공보 제2367661호, 동 2367670호의 각 명세서), 아실로인에터(미국 특허공보 제2448828호), α-탄화 수소 치환 방향족 아실로인 화합물(미국 특허공보 제2722512호), 다핵 퀴논 화합물(미국 특허공보 제3046127호 및 동 2951758호의 각 명세서), 트라이아릴이미다졸 다이머와 p-아미노페닐케톤의 조합(미국 특허공보 제3549367호), 아크리딘 및 페나진 화합물(일본 공개특허공보 소60-105667호 및 미국 특허공보 제4239850호), 옥사다이아졸 화합물(미국 특허공보 제4212970호), 및 아실포스핀옥사이드 화합물(일본 공고특허공보 소63-040799호, 일본 공고특허공보 평5-029234호, 일본 공개특허공보 평10-095788호 및 일본 공개특허공보 평10-029997호)을 들 수 있다.
이와 같은 광중합 개시제로서는, 시판품도 이용할 수 있으며, BASF사제의 이르가큐어 184, 이르가큐어-907, 이르가큐어 369, 이르가큐어 651, 이르가큐어 819, 및 이르가큐어 OXE-01을 들 수 있다.
액정성 조성물이 중합 개시제를 포함하는 경우, 중합 개시제의 함유량은, 액정성 조성물 중의 상기 이색성 물질과 상기 액정성 화합물의 합계 100질량부에 대하여, 0.01~30질량부가 바람직하고, 0.1~15질량부가 보다 바람직하다.
(용매)
액정성 조성물은, 작업성 등의 관점에서, 용매를 포함하는 것이 바람직하다.
용매로서는, 예를 들면 케톤류(예를 들면, 아세톤, 2-뷰탄온, 메틸아이소뷰틸케톤, 사이클로펜탄온, 및 사이클로헥산온), 에터류(예를 들면, 다이옥세인, 및 테트라하이드로퓨란), 지방족 탄화 수소류(예를 들면, 헥세인), 지환식 탄화 수소류(예를 들면, 사이클로헥세인), 방향족 탄화 수소류(예를 들면, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 및 트라이메틸벤젠), 할로젠화 탄소류(예를 들면, 다이클로로메테인, 트라이클로로메테인, 다이클로로에테인, 다이클로로벤젠, 및 클로로톨루엔), 에스터류(예를 들면, 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 및 아세트산 뷰틸), 알코올류(예를 들면, 에탄올, 아이소프로판올, 뷰탄올, 및 사이클로헥산올), 셀로솔브류(예를 들면, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 및 1,2-다이메톡시에테인), 셀로솔브아세테이트류, 설폭사이드류(예를 들면, 다이메틸설폭사이드), 아마이드류(예를 들면, 다이메틸폼아마이드, 및 다이메틸아세트아마이드), 및 헤테로환 화합물(예를 들면, 피리딘)의 유기 용매, 및 물을 들 수 있다. 이들 용매는, 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
이들 용매 중, 유기 용매를 이용하는 것이 바람직하고, 할로젠화 탄소류 또는 케톤류를 이용하는 것이 보다 바람직하다.
액정성 조성물이 용매를 포함하는 경우, 용매의 함유량은, 액정성 조성물의 전체 질량에 대하여, 80~99질량%가 바람직하고, 83~97질량%가 보다 바람직하다.
(다른 성분)
액정성 조성물은, 또한 상기 특정 이색성 물질 이외의 이색성 물질을 포함하고 있어도 되고, 상기 특정 이색성 물질을 복수 포함하고 있어도 된다. 복수의 이색성 물질을 포함하는 경우, 액정성 조성물을 보다 경화하는 관점에서는, 상기 특정 이색성 물질과 가교하는 가교성기를 갖는 이색성 물질을 포함하는 것이 바람직하고, 상기 특정 이색성 물질을 복수 포함하는 것이 더 바람직하다.
(형성 방법)
상술한 액정성 조성물을 이용한 편광자의 형성 방법은 특별히 제한되지 않으며, 상기 액정성 조성물을 투명 지지체 상에 도포하여 도막을 형성하는 공정(이하, "도막 형성 공정"이라고도 함)과, 도막에 포함되는 액정성 성분을 배향시키는 공정(이하, "배향 공정"이라고도 함)을 이 순서로 포함하는 방법을 들 수 있다.
또한, 액정성 성분이란, 상술한 액정성 화합물뿐만 아니라, 상술한 이색성 물질이 액정성을 갖고 있는 경우는, 액정성을 갖는 이색성 물질도 포함하는 성분이다.
도막 형성 공정은, 액정성 조성물을 투명 지지체 상에 도포하여 도막을 형성하는 공정이다.
여기에서, 본 명세서에 있어서, "투명"이란, 가시광의 투과율이 60% 이상인 것을 나타내고, 80% 이상이 바람직하며, 90% 이상이 보다 바람직하다.
투명 지지체를 형성하는 재료로서는, 예를 들면 폴리카보네이트계 폴리머; 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 및 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스터계 폴리머; 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 폴리머; 폴리스타이렌, 및 아크릴로나이트릴-스타이렌 공중합체(AS 수지) 등의 스타이렌계 폴리머; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 폴리머; 염화 바이닐계 폴리머; 나일론, 및 방향족 폴리아마이드 등의 아마이드계 폴리머; 이미드계 폴리머; 설폰계 폴리머; 폴리에터설폰계 폴리머; 폴리에터에터케톤계 폴리머; 폴리페닐렌설파이드계 폴리머; 염화 비닐리덴계 폴리머; 바이닐알코올계 폴리머; 바이닐뷰티랄계 폴리머; 아릴레이트계 폴리머; 폴리옥시메틸렌계 폴리머; 에폭시계 폴리머; 등을 들 수 있다.
또, 투명 지지체를 형성하는 재료로서는, 열가소성 노보넨계 수지도 바람직하다. 열가소성 노보넨계 수지로서는, 닛폰 제온(주)제의 제오넥스 및 제오노아, 및 JSR(주)제의 아톤 등을 들 수 있다.
또, 투명 지지체를 형성하는 재료로서는, 트라이아세틸셀룰로스(TAC)로 대표되는, 셀룰로스계 폴리머도 바람직하다.
투명 지지체의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 100μm 이하가 바람직하고, 80μm 이하가 보다 바람직하며, 10~80μm가 더 바람직하다.
상술한 용매를 포함하는 액정성 조성물을 이용하거나, 액정성 조성물을 가열 등에 의하여 용융액 등의 액상물로 한 것을 이용하거나 함으로써, 투명 지지체 상에 액정성 조성물을 도포하는 것이 용이해진다.
액정성 조성물의 도포 방법으로서는, 구체적으로는, 롤 코팅법, 그라비어 인쇄법, 스핀 코트법, 와이어 바 코팅법, 압출 코팅법, 다이렉트 그라비어 코팅법, 리버스 그라비어 코팅법, 다이코팅법, 스프레이법, 및 잉크젯법 등의 공지의 방법을 들 수 있다.
또한, 본 양태에서는, 액정성 조성물이 투명 지지체 상에 도포되어 있는 예를 나타냈지만, 이것에 제한되지 않고, 예를 들면 투명 지지체 상에 마련된 배향막 상에 액정성 조성물을 도포해도 된다. 배향막의 상세에 대해서는 후술한다.
배향 공정은, 도막에 포함되는 액정성 성분을 배향시키는 공정이다. 이로써, 편광자를 얻을 수 있다.
배향 공정은, 건조 처리를 갖고 있어도 된다. 건조 처리에 의하여, 용매 등의 성분을 도막에서 제거할 수 있다. 건조 처리는, 도막을 실온하에 있어서 소정 시간 방치하는 방법(예를 들면, 자연 건조)에 의하여 행해져도 되고, 가열 및/또는 송풍하는 방법에 의하여 행해져도 된다.
여기에서, 액정성 조성물에 포함되는 액정성 성분은, 상술한 도막 형성 공정 또는 건조 처리에 의하여, 배향하는 경우가 있다. 예를 들면, 액정성 조성물이 용매를 포함하는 도포액으로서 조제되어 있는 양태에서는, 도막을 건조하여, 도막으로부터 용매를 제거함으로써, 광흡수 이방성을 갖는 도막(즉, 편광자)을 얻을 수 있다.
건조 처리가 도막에 포함되는 액정성 성분의 액정상으로의 전이 온도 이상의 온도에 의하여 행해지는 경우에는, 후술하는 가열 처리는 실시하지 않아도 된다.
도막에 포함되는 액정성 성분의 액정상으로의 전이 온도는, 제조 적성 등의 면에서 10~250℃가 바람직하고, 25~190℃가 보다 바람직하다. 상기 전이 온도가 10℃ 이상이면, 액정상을 나타내는 온도 범위로까지 온도를 내리기 위한 냉각 처리 등이 필요하지 않아, 바람직하다. 또, 상기 전이 온도가 250℃ 이하이면, 일단 액정상을 나타내는 온도 범위보다 더 고온의 등방성 액체 상태로 하는 경우에도 고온을 필요로 하지 않아, 열에너지의 낭비, 및 기판의 변형 및 변질 등을 저감시킬 수 있기 때문에, 바람직하다.
배향 공정은, 가열 처리를 갖는 것이 바람직하다. 이로써, 도막에 포함되는 액정성 성분을 배향시킬 수 있기 때문에, 가열 처리 후의 도막을 편광자로서 적합하게 사용할 수 있다.
가열 처리는, 제조 적성 등의 면에서 10~250℃가 바람직하고, 25~190℃가 보다 바람직하다. 또, 가열 시간은, 1~300초가 바람직하고, 1~90초가 보다 바람직하다.
배향 공정은, 가열 처리 후에 실시되는 냉각 처리를 갖고 있어도 된다. 냉각 처리는, 가열 후의 도막을 실온(20~25℃) 정도까지 냉각하는 처리이다. 이로써, 도막에 포함되는 액정성 성분의 배향을 고정할 수 있다. 냉각 수단으로서는, 특별히 제한되지 않고, 공지의 방법에 의하여 실시할 수 있다.
이상의 공정에 의하여, 편광자를 얻을 수 있다.
또한, 본 양태에서는, 도막에 포함되는 액정성 성분을 배향하는 방법으로서, 건조 처리 및 가열 처리 등을 들고 있지만, 이것에 제한되지 않으며, 공지의 배향 처리에 의하여 실시할 수 있다.
편광자의 제조 방법은, 상기 배향 공정 후에, 편광자를 경화시키는 공정(이하, "경화 공정"이라고도 함)을 갖고 있어도 된다.
경화 공정은, 예를 들면 이색성 물질이 가교성기(중합성기)를 갖고 있는 경우에는, 가열 및/또는 광조사(노광)에 의하여 실시된다. 이 중에서도, 경화 공정은 광조사에 의하여 실시되는 것이 바람직하다.
경화에 이용하는 광원은, 적외선, 가시광 또는 자외선 등, 다양한 광원을 이용하는 것이 가능하지만, 자외선이 바람직하다. 또, 경화 시에 가열하면서 자외선을 조사해도 되고, 특정의 파장만을 투과하는 필터를 통하여 자외선을 조사해도 된다.
노광이 가열하면서 행해지는 경우, 노광시의 가열 온도는, 편광자에 포함되는 액정성 성분의 액정상으로의 전이 온도에 따라서도 다르지만, 25~140℃가 바람직하다.
또, 노광은, 질소 분위기 하에서 행해져도 된다.
<인접층>
인접층은, 상술한 편광자에 접하도록 배치되는 층이다.
인접층의 면내 평균 굴절률은, 식 (X)의 관계를 충족시킨다.
식 (X) 편광자의 투과축 방향의 굴절률<인접층의 면내 평균 굴절률<편광자의 흡수축 방향의 굴절률
상기 식 (X)에서는, 인접층의 면내 평균 굴절률이 편광자의 투과축 방향의 굴절률보다 크고, 또한, 편광자의 흡수축 방향의 굴절률보다 작은 것을 의도한다. 인접층의 면내 평균 굴절률이 상기 식 (X)의 관계를 충족시킴으로써, 편광자를 투과하는 편광자의 투과축 방향을 따른 편광, 및 편광자를 투과하는 편광자의 흡수축 방향을 따른 편광의 각각의 반사를 억제할 수 있어, 결과적으로, 현저한 반사 방지능의 저하를 억제할 수 있다.
편광자의 흡수축 방향의 굴절률과 인접층의 면내 평균 굴절률의 차(편광자의 흡수축 방향의 굴절률-인접층의 면내 평균 굴절률)는 특별히 제한되지 않고, 0.25 이하인 경우가 많지만, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 0.15 이하가 바람직하다. 상기 차의 하한값은 특별히 제한되지 않지만, 0.01 이상인 경우가 많다.
인접층의 면내 평균 굴절률과 편광자의 투과축 방향의 굴절률의 차(인접층의 면내 평균 굴절률-편광자의 투과축 방향의 굴절률)는 특별히 제한되지 않고, 0.20 이하인 경우가 많지만, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 0.10 이하가 바람직하다. 상기 차의 하한값은 특별히 제한되지 않지만, 0.01 이상인 경우가 많다.
인접층의 면내 평균 굴절률은 상기 식 (X)의 관계를 충족시키고 있으면 특별히 제한되지 않지만, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 1.51~1.90이 바람직하고, 1.55~1.70이 보다 바람직하다.
상기 면내 평균 굴절률은, 파장 550nm에 있어서의 굴절률을 의도한다.
또한, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 인접층의 면내 평균 굴절률은, 상술한, 편광자의 면내 평균 굴절률보다 낮은 것이 바람직하다. 또한, 편광자의 면내 평균 굴절률이란, 편광자의 흡수축 방향의 굴절률 및 편광자의 투과축 방향의 굴절률의 산술 평균값{(편광자의 흡수축 방향의 굴절률+편광자의 투과축 방향의 굴절률)/2}이다.
편광자의 흡수축 방향을 따른 방향(도 3 중의 편광자(12)의 흡수축(Aa)을 따른 방향)에 있어서의 인접층의 굴절률은 특별히 제한되지 않지만, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 1.55~1.90이 바람직하고, 1.55~1.70이 보다 바람직하다.
편광자의 투과축 방향을 따른 방향(도 3 중의 편광자(12)의 투과축(Ta)을 따른 방향)에 있어서의 인접층의 굴절률은 특별히 제한되지 않지만, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 1.51~1.80이 바람직하고, 1.51~1.70이 보다 바람직하다.
상기 굴절률은, 파장 550nm에 있어서의 굴절률을 의도한다.
상기 굴절률(인접층의 면내 평균 굴절률, 편광자의 흡수축 방향을 따른 방향에 있어서의 인접층의 굴절률, 편광자의 투과축 방향을 따른 방향에 있어서의 인접층의 굴절률)의 측정 방법으로서는, 후단의 실시예란에서 상세하게 설명하는 바와 같이, 석영 유리판 상에, 인접층을 제작하고, Woollam사제 분광 엘립소메트리 M-2000U에 의하여 인접층의 파장 550nm에 있어서의 각 굴절률을 측정한다.
또한, 층의 면내에 있어서의 굴절률 최대가 되는 방향을 x축, 면내에 있어서 x축에 대하여 직교하는 방향을 y축, 면내에 대한 법선 방향을 z축으로 하고, 각각의 굴절률을 nx, ny, 및 nz라고 정의하며, 본 발명에 있어서의 "면내 평균 굴절률(nave)"은, 하기 식 (1)로 나타난다.
식 (1) nave=(nx+ny)/2
인접층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 박형화의 점에서, 0.010~2.000μm가 바람직하고, 0.010~0.800μm가 보다 바람직하며, 0.010~0.150μm가 더 바람직하다.
인접층의 면내 평균 굴절률과 인접층의 두께의 곱인 광학 막두께 d(면내 평균 굴절률×두께)의 크기는 특별히 제한되지 않지만, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 식 (Y)의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이 본 실시형태에서 이용되는 편광자는 흡수축 방향의 투과율이 소정 이상이기 때문에, 반사 방지능을 부여하기 위한 인접층의 광학 막두께가 이하의 관계를 충족시킴으로써, 보다 효과가 높아지는 것을 본 발명자들은 발견하였다.
식 (Y) 70+275×n≤d≤135+275×n
n은, 0, 1 또는 2를 나타낸다. 또, 인접층의 두께의 단위는 nm이다.
바꾸어 말하면, 광학 막두께 d는, 이하의 식 (Y1)~(Y3) 중 어떤 것의 관계를 충족시키면 된다. 또한, 식 (Y1)은 n이 0인 경우, 식 (Y2)는 n이 1인 경우, 식 (Y3)은 n이 2인 경우에 해당한다.
식 (Y1) 70≤d≤135
식 (Y2) 345≤d≤410
식 (Y3) 620≤d≤685
인접층을 구성하는 성분의 종류는, 상술한 식 (X)의 관계를 충족시키는 층이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 수지 등의 유기물, 및 무기 입자 등의 무기물을 들 수 있다. 그 중에서도, 면내 평균 굴절률의 조정이 용이하고, 편광자와의 밀착성이 우수한 점에서, 인접층은 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
수지로서는, 예를 들면 폴리(메트)아크릴레이트 수지, 폴리(메트)아크릴아마이드 수지, 폴리에스터 수지, 폴리이미드 수지, 및 폴리스타이렌 수지를 들 수 있다. 또, 후술하는 바와 같이, 인접층은 경화성 화합물을 이용하여 형성해도 되고, 인접층은 열경화성 수지를 이용하여 형성되어도 된다. 열경화성 수지로서는, 에폭시 수지, 및 지환식 에폭시 수지를 들 수 있다. 지환식 에폭시 수지란, 지환식환에 결합한 에폭시기를 분자 내에 하나 이상 갖는 에폭시 수지를 의미한다.
인접층 내에 있어서의 수지의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 인접층의 취급성이 보다 우수한 점에서, 인접층 전체 질량에 대하여, 50~100질량%가 바람직하고, 70~100질량%가 보다 바람직하다.
인접층은, 상기 수지와 함께, 입자를 포함하고 있어도 된다. 입자로서는, 유기 입자, 무기 입자, 및 유기 성분 및 무기 성분을 포함하는 유기 무기 복합 입자를 들 수 있다.
유기 입자로서는, 스타이렌 수지 입자, 스타이렌-다이바이닐벤젠 공중합체 입자, 아크릴 수지 입자, 메타크릴 수지 입자, 스타이렌-아크릴 공중합체 입자, 스타이렌-메타크릴 공중합체 입자, 멜라민 수지 입자 및 이들을 2종 이상 포함하는 수지 입자를 들 수 있다.
무기 입자를 구성하는 성분으로서는, 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 산질화물, 및 금속 단체를 들 수 있다. 상기 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 산질화물, 및 금속 단체에 포함되는 금속 원자로서는, 타이타늄 원자, 규소 원자, 알루미늄 원자, 코발트 원자, 및 지르코늄 원자를 들 수 있다. 무기 입자의 구체예로서는, 알루미나 입자, 알루미나 수화물 입자, 실리카 입자, 지르코니아 입자, 및 점토 광물(예를 들면, 스멕타이트) 등의 무기 산화물 입자를 들 수 있다.
입자의 평균 입자경은, 1~300nm가 바람직하고, 10~200nm가 보다 바람직하다. 상기 범위이면, 입자의 분산성이 우수하고, 또 고온 내구성, 습열 내구성 및 투명성이 보다 우수한 경화물(투명 수지층)을 얻을 수 있다.
여기에서, 입자의 평균 입자경은, TEM(투과형 전자 현미경) 또는 SEM(주사형 전자 현미경)의 관찰로 얻어진 사진으로부터 구할 수 있다. 구체적으로는, 입자의 투영 면적을 구하고, 거기에 대응하는 원상당 직경(원의 직경)을 입자의 평균 입자경으로 한다. 또한, 본 발명에 있어서의 평균 입자경은, 100개의 입자에 대하여 구한 원상당 직경의 산술 평균값으로 한다.
입자는, 구형상, 바늘형상, 섬유(파이버상), 기둥형상 및 판형상 등의 어느 형상이어도 된다.
인접층 내에 있어서의 입자의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 인접층의 면내 평균 굴절률을 조정하기 쉬운 점에서, 인접층 전체 질량에 대하여, 1~50질량%가 바람직하고, 1~30질량%가 보다 바람직하다.
인접층의 형성 방법은 특별히 제한되지 않지만, 인접층 형성용 조성물을 편광자 상에 도포하여, 필요에 따라, 도막에 경화 처리를 실시하는 방법을 들 수 있다.
인접층 형성용 조성물에는, 인접층을 구성할 수 있는 성분이 포함되어 있고, 예를 들면, 수지, 모노머, 및 입자를 들 수 있다. 수지 및 입자의 예시는, 상술한 바와 같다.
모노머로서는, 광경화성 화합물 및 열경화성 화합물(예를 들면, 열경화성 수지)을 들 수 있다. 모노머로서는, 중합성기를 1분자 중에 하나 포함하는 단관능 중합성 화합물, 및 동일 또는 다른 중합성기를 1분자 중에 2개 이상 포함하는 다관능 중합성 화합물이 바람직하다. 중합성 화합물은, 모노머여도 되도, 올리고머 또는 프리폴리머 등의 다량체여도 된다.
중합성기로서는, 라디칼 중합성기 및 양이온 중합성기를 들 수 있고, 라디칼 중합성기가 바람직하다. 라디칼 중합성기로서는, 에틸렌성 불포화 결합기 등을 들 수 있다. 양이온 중합성기로서는, 에폭시기 및 옥세테인기 등을 들 수 있다.
인접층 형성용 조성물에는, 계면 개량제, 중합 개시제, 및 용매 중 적어도 1종이 포함되어 있어도 된다. 이들 성분으로서는, 예를 들면 액정성 조성물에 포함되어 있어도 되는 성분으로서 예시한 화합물을 들 수 있다.
인접층 형성용 조성물의 도포 방법은 특별히 제한되지 않고, 상술한 액정성 조성물의 도포 방법을 들 수 있다.
인접층 형성용 조성물을 도포한 후, 필요에 따라, 도막에 건조 처리를 실시해도 된다.
또, 인접층 형성용 조성물이 모노머 등의 경화성 화합물을 포함하는 경우는, 인접층 형성용 조성물을 도포한 후, 도막에 경화 처리를 실시해도 된다.
경화 처리로서는, 광경화 처리 및 열경화 처리를 들 수 있고, 이용되는 재료에 따라 최적인 조건이 선택된다.
편광판은, 상술한 편광자, 및 편광자와 접하고 있는 인접층 이외의 다른 부재를 포함하고 있어도 된다.
예를 들면, 편광판은, 편광자의 인접층 측과는 반대 측의 표면 상에 투명 지지체를 포함하고 있어도 된다. 투명 지지체의 예시는, 상술한 바와 같다.
또, 편광판이 투명 지지체를 포함하는 경우, 투명 지지체와 편광자의 사이에 추가로 배향막을 포함하고 있어도 된다.
배향막은, 일반적으로는, 폴리머를 주성분으로 한다. 배향막용 폴리머로서는, 다수의 문헌에 기재가 있으며, 다수의 시판품을 입수할 수 있다. 이용되는 폴리머는, 폴리바이닐알코올(PVA), 폴리이미드, 또는 그 유도체가 바람직하다.
또한, 배향막으로서는, 공지의 러빙 처리가 실시된 막이 바람직하다.
또, 배향막으로서는, 광배향막을 이용해도 된다. 광배향막은, 광배향 화합물에 대하여 직선 편광 또는 비편광 조사를 실시함으로써 제조할 수 있다. 광배향 화합물로서는, 광의 작용에 의하여 이량화 및 이성화 중 적어도 한쪽이 발생하는 광반응성기를 갖는 감광성 화합물이 바람직하다. 또, 광반응성기가, 신남산 유도체, 쿠마린 유도체, 칼콘 유도체, 말레이미드 유도체, 아조벤젠 화합물, 폴리이미드 화합물, 스틸벤 화합물 및 스파이로피란 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 유도체 또는 화합물의 골격을 갖는 것이 바람직하다.
배향막의 두께는, 0.01~10μm가 바람직하다.
<원편광판>
상술한 편광판은, λ/4판과 조합하여 원편광판으로서 이용할 수 있다.
구체적으로는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 원편광판(16A)은, 편광자(12)와, 인접층(14)과, λ/4판(18)을 포함한다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 인접층(14)은, 편광자(12)와 λ/4판(18)의 사이에 배치된다. 또한, λ/4판(18)의 면내 지상축과 편광자(12)의 흡수축이 이루는 각이, 45±10°이 되도록 조정되는 것이 바람직하다.
편광자(12) 및 인접층(14)의 설명은 상술한 바와 같다.
이하에서는, 주로, λ/4판(18)에 대하여 상세하게 설명한다.
λ/4판이란, λ/4 기능을 갖는 판이며, 구체적으로는, 어떤 특정의 파장의 직선 편광을 원편광으로(또는 원편광을 직선 편광으로) 변환하는 기능을 갖는 판이다.
λ/4판의 구체예로서는, 예를 들면 미국 특허출원공개공보 2015/0277006호 등을 들 수 있다.
예를 들면, λ/4판이 단층 구조인 양태로서는, 구체적으로는, 연신 폴리머 필름, 및 액정성 화합물을 이용하여 형성된 광학 이방성층 등을 들 수 있고, 또, λ/4판이 복층 구조인 양태로서는, 구체적으로는, λ/4판과 λ/2판을 적층하여 이루어지는 광대역 λ/4판을 들 수 있다.
λ/4판의 Re(550)은 특별히 제한되지 않지만, λ/4판으로서 유용한 점에서, 110~160nm가 바람직하고, 120~150nm가 보다 바람직하다.
λ/4판은, 역파장 분산성을 나타내는 것이 바람직하다. λ/4판이 역파장 분산성을 나타낸다는 것은, 특정 파장(가시광 범위)에 있어서의 면내의 리타데이션(Re)값을 측정했을 때에, 측정 파장이 커짐에 따라 Re값이 동등 또는 높아지는 것을 말한다.
λ/4판의 형성 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 액정성 화합물을 포함하는 λ/4판 형성용 조성물을 투명 지지체 상에 도포하여, 도막에 포함되는 액정성 화합물을 배향시키는 방법을 들 수 있다.
투명 지지체로서는, 편광자의 형성 시에 이용되는 투명 지지체를 들 수 있다. 또한, 투명 지지체 상에 마련된 배향막 상에 λ/4판 형성용 조성물을 도포해도 된다.
액정성 화합물은, 중합성기를 갖고 있어도 된다. 중합성기로서는, 라디칼 중합성기 및 양이온 중합성기를 들 수 있다.
액정성 화합물이 중합성기를 갖는 경우, 도막 중의 액정성 화합물을 배향시킨 후, 도막에 대하여 경화 처리(예를 들면, 열경화 처리, 및 광경화 처리)를 실시해도 된다.
그 중에서도, λ/4판으로서는, 중합성기를 갖는 액정성 화합물을 포함하는 λ/4판 형성용 조성물을 도포하고, 도막에 포함되는 액정성 화합물을 배향시켜, 배향한 액정성 화합물을 중합시켜 고정화시킨 막인 것이 바람직하다.
원편광판은, 상술한 편광자, 인접층, 및 λ/4판 이외의 다른 부재를 포함하고 있어도 된다.
예를 들면, 원편광판은, 투명 지지체를 더 포함하고 있어도 된다. 투명 지지체의 예시는, 상술한 바와 같다. 원편광판이 투명 지지체를 포함하는 경우, 투명 지지체는 인접층과 λ/4판의 사이, 또는 편광자의 인접층 측과는 반대 측의 표면 상에, 투명 지지체가 배치되어 있어도 된다.
또, 원편광판은, 인접층과 λ/4판의 사이에, 배향막을 더 포함하고 있어도 된다.
또, 원편광판은, 편광자의 인접층 측과는 반대 측의 표면 상에, 하드 코트층 및 반사 방지층 중 적어도 하나를 포함하고 있어도 된다. 반사 방지층의 구성은 특별히 제한되지 않고, 공지의 구성을 채용할 수 있으며, 예를 들면, 중굴절률층, 고굴절률층, 및 저굴절률층을 포함하는 양태를 들 수 있다.
<표시 장치>
상술한 원편광판은, 표시 소자 상에 배치되어, 외광 반사의 방지 기능을 표시 소자에 부여할 수 있다.
구체적으로는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 표시 장치(20A)는, 편광자(12)와, 인접층(14)과, λ/4판(18)과, 표시 소자(22)를 포함한다. 표시 장치(20A)는, 편광자(12) 측으로부터 관찰자가 시인한다. 즉, 편광자(12) 측이 시인 측에 해당한다.
편광자(12), 인접층(14), 및 λ/4판(18)의 설명은 상술한 바와 같다.
이하에서는, 주로, 표시 소자(22)에 대하여 상세하게 설명한다.
표시 소자의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 유기 EL 표시 소자, 및 액정 표시 소자 등의 화상 표시 소자를 들 수 있고, 유기 EL 표시 소자가 적합하게 이용된다.
유기 EL 표시 소자의 구성은 특별히 제한되지 않고, 통상, 유기 발광층과, 유기 발광층을 협지하는 한 쌍의 전극을 적어도 포함한다.
<<제2 실시형태>>
이하, 본 발명의 편광판, 원편광판, 및 표시 장치의 제2 실시형태에 대하여 도면을 이용하여 설명한다.
도 6은, 본 발명의 편광판의 제2 실시형태를 나타낸다. 도 2에 나타내는 편광판(10B)은, 편광자(12)와, 편광자(12)의 표면과 접하도록 배치되는 인접층(14)과, 인접층(14)의 편광자(12) 측과는 반대 측의 표면에 접하도록 배치되는 광학 기능층(24)을 포함한다.
도 2에 나타내는 편광판의 제1 실시형태와 도 6에 나타내는 편광판의 제2 실시형태는, 제2 실시형태가 광학 기능층(24)을 포함하는 점 이외에는, 동일한 구성을 갖는다. 이하에서는, 주로, 광학 기능층(24)에 대하여 설명한다.
광학 기능층은, 인접층의 편광자 측과는 반대 측의 표면에 접하고 있는 층이다.
광학 기능층의 면내 평균 굴절률은 특별히 제한되지 않고, 1.40~1.70인 경우가 많으며, 그 중에서도, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 1.49~1.60이 바람직하다.
광학 기능층의 면내 평균 굴절률의 측정 방법은, 후단의 실시예란에서 상세하게 설명하는 바와 같이, 석영 유리판 상에, 광학 기능층을 제작하고, Woollam사제 분광 엘립소메트리 M-2000U에 의하여 광학 기능층의 각 방향(x축, y축, z축)의 굴절률을 측정하여, 면내 평균 굴절률을 산출할 수 있다.
광학 기능층을 구성하는 성분의 종류는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 수지 등의 유기물, 및 무기 입자 등의 무기물을 들 수 있다. 수지의 종류 및 입자의 종류로서는, 상술한 인접층에 포함되어도 되는 수지 및 입자를 들 수 있다.
광학 기능층은, 다른 기능을 갖고 있어도 되고, 예를 들면 접착층이어도 된다. 즉, 광학 기능층은, 면내 평균 굴절률이 1.49~1.60인 접착층인 것이 바람직하다. 접착층이란, 부재끼리를 접착시키기 위한 기능을 갖는 층이다.
광학 기능층이 접착층인 경우, 접착층은 점착제 및 접착제 중 어느 것으로 형성되어도 된다.
광학 기능층의 면내 평균 굴절률과 인접층의 면내 평균 굴절률의 관계는 특별히 제한되지 않지만, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 인접층의 면내 평균 굴절률이 광학 기능층의 면내 평균 굴절률보다 큰 것이 바람직하다.
광학 기능층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 박형화의 점에서, 1~30μm가 바람직하고, 1~3μm가 보다 바람직하다.
상술한 편광판은, λ/4판과 조합하여 원편광판으로서 이용할 수 있다.
구체적으로는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 원편광판(16B)은, 편광자(12)와, 인접층(14)과, 광학 기능층(24)과, λ/4판(18)을 포함한다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 인접층(14) 및 광학 기능층(24)은, 편광자(12)와 λ/4판(18)의 사이에 배치된다. 또한, λ/4판(18)의 면내 지상축과 편광자(12)의 흡수축이 이루는 각이, 45±10°가 되도록 조정되는 것이 바람직하다.
편광자(12), 인접층(14), λ/4판(18), 및 광학 기능층(24)의 설명은 상술한 바와 같다.
상술한 원편광판은, 표시 소자 상에 배치되어, 외광 반사의 방지 기능을 표시 소자에 부여할 수 있다.
구체적으로는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 표시 장치(20B)는, 편광자(12)와, 인접층(14)와, 광학 기능층(24)과, λ/4판(18)과, 표시 소자(22)를 포함한다. 표시 장치(20B)는, 편광자(12) 측으로부터 관찰자가 시인한다. 즉, 편광자(12) 측이 시인 측에 해당한다.
편광자(12), 인접층(14), λ/4판(18), 광학 기능층(24), 및 표시 소자(22)의 설명은 상술한 바와 같다.
실시예
이하에 실시예에 근거하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 및 처리 수순은, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 실시예에 의하여 제한적으로 해석되어서는 안된다.
<실시예 1>
(투명 지지체 1의 제작)
두께 40μm의 TAC 기재(TG40, 후지필름사제)를 준비하고, 비누화 처리에 의하여 표면을 친수화한 후에, 하기의 조성의 도포액을 #8의 와이어 바로 연속적으로 도포했다. 그 후, 얻어진 TAC 기재를 100℃의 온풍으로 2분간 건조함으로써, TAC 기재 상에 두께 0.8μm의 폴리바이닐알코올(PVA)막이 배치된 투명 지지체 1이 얻어졌다.
또한, 변성 폴리바이닐알코올은, 고형분 농도가 4질량%가 되도록 도포액 중에 가했다.
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도포액의 조성
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하기의 변성 폴리바이닐알코올
물 70질량부
메탄올 30질량부
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변성 폴리바이닐알코올
[화학식 4]
(배향막 1의 형성)
하기 구조의 광배향 재료 E-1(1질량부)에, 뷰톡시에탄올(41.6질량부), 다이프로필렌글라이콜모노메틸(41.6질량부), 및 순수(15.8질량부)를 가하고, 얻어진 용액을 0.45μm 멤브레인 필터로 가압 여과함으로써 배향막 형성용 조성물 1을 조제했다.
이어서, 얻어진 배향막 형성용 조성물 1을 투명 지지체 1의 변성 폴리바이닐알코올이 도포된 면 상에 도포하고, 60℃에서 1분간 건조했다. 그 후, 얻어진 도막에, 편광 자외선 노광 장치를 이용하여 직선 편광 자외선(조도 4.5mW, 조사량 500mJ/cm2)를 조사하여, 배향막 1을 제작했다.
[화학식 5]
(편광자(광흡수 이방성층)의 형성)
하기의 조성의 편광자 형성용 조성물 P1를 조제하고, 교반하면서 50℃에서 1시간 가열 용해하여, 0.45μm 멤브레인 필터로 여과했다.
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편광자 형성용 조성물 P1
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·하기 이색성 아조 색소 화합물 D1 2.2질량부
·하기 이색성 아조 색소 화합물 D2 9.4질량부
·하기 고분자 액정 화합물 M1 72.1질량부
·중합 개시제 IRGACURE819(BASF사제) 0.7질량부
·하기 계면 개량제 F-1 0.6질량부
·사이클로펜탄온 274.5질량부
·테트라하이드로퓨란 640.5질량부
이색성 아조 색소 화합물 D1
[화학식 6]
이색성 아조 색소 화합물 D2
[화학식 7]
고분자 액정 화합물 M1
[화학식 8]
계면 개량제 F-1
[화학식 9]
얻어진 배향막 1 상에, 편광자 형성용 조성물 P1을 WET 도포량이 5.1cc/m2가 되도록 와이어 바로 도포했다.
이어서, 얻어진 도막을 140℃에서 90초간 가열하고, 실온(23℃)이 될 때까지 냉각했다.
이어서, 얻어진 도막을 80℃에서 60초간 가열하고, 다시 실온이 될 때까지 냉각했다.
그 후, 고압 수은등을 이용하여 조도 28mW/cm2의 조사 조건으로 도막을 60초간 조사하여, 편광자(두께 0.5μm)를 형성했다.
(인접층 1의 형성)
편광자 상에, 경화성 조성물 1을 #2의 와이어 바로 연속적으로 도포하고, 40℃에서 90초간 건조했다.
그 후, 고압 수은등을 이용하여 조도 28mW/cm2의 조사 조건으로 도막을 60초간 조사하여, 편광자 상에 인접층 1이 형성된 적층체 1(편광판에 해당)을 제작했다.
마이크로톰 절삭기를 이용하여, 인접층 1의 단면을 절삭하고, 주사형 전자 현미경(Scanning Electron Microscope: SEM) 관찰로 막두께를 측정했더니, 인접층 1의 막두께는 700nm였다.
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경화성 조성물 1
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·CEL2021P(다이셀사제) 32질량부
·중합 개시제 IRGACURE819(BASF사제) 1질량부
·알루미나 에탄올 졸 A2K5-10
(가와켄 파인 케미컬사제, 기둥형상의 알루미나 수화물
입자가 액 중에 분산된 콜로이드액) 65질량부
·CPI-100P(50% 탄산 프로필렌 용액) 2질량부
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CEL2021P
[화학식 10]
CPI-100P
[화학식 11]
<λ/4판의 제작>
(중합체 E-2의 합성)
교반기, 온도계, 적하 깔때기 및 환류 냉각관을 구비한 반응 용기에, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트라이메톡시실레인(100.0질량부), 메틸아이소뷰틸케톤(500질량부), 및 트라이에틸아민(10.0질량부)을 도입하고, 실온에서 혼합물을 교반했다. 다음으로, 탈이온수(100질량부)를 적하 깔때기로부터 30분 동안 얻어진 혼합물에 적하한 후, 환류하에서 혼합물을 혼합하면서, 80℃에서 6시간 반응시켰다. 반응 종료 후, 얻어진 혼합물로부터 유기상(相)을 취출하고, 0.2질량% 질산 암모늄 수용액에 의하여 세정 후의 물이 중성이 될 때까지 유기상을 세정했다. 그 후, 얻어진 유기상으로부터 감압하에서 용매 및 물을 증류 제거하여, 에폭시기를 갖는 폴리오가노실록세인을 점조인 투명 액체로서 얻었다.
이 에폭시기를 갖는 폴리오가노실록세인에 대하여, 1H-NMR(Nuclear Magnetic Resonance) 분석을 행한바, 화학 시프트(δ)=3.2ppm 부근에 옥시란일기에 근거하는 피크가 이론 강도대로 얻어지며, 반응 중에 에폭시기의 부반응이 일어나지 않은 것이 확인되었다. 이 에폭시기를 갖는 폴리오가노실록세인의 중량 평균 분자량 Mw는 2,200, 에폭시당량은 186g/몰이었다.
다음으로, 100mL의 3구 플라스크에, 상기에서 얻은 에폭시기를 갖는 폴리오가노실록세인(10.1질량부), 아크릴기 함유 카복실산(도아 고세이사제, 상품명 "아로닉스 M-5300", 아크릴산 ω-카복시폴리카프로락톤(중합도 n≒2)(0.5질량부), 아세트산 뷰틸(20질량부), 일본 공개특허공보 2015-026050호의 합성예 1의 방법으로 얻어진 신남산 유도체(1.5질량부), 및 테트라뷰틸암모늄브로마이드(0.3질량부)를 도입하고, 얻어진 혼합물을 90℃에서 12시간 교반했다. 교반 후, 얻어진 혼합물과 등량(질량)의 아세트산 뷰틸을 이용하여 혼합물을 희석하고, 다시 희석된 혼합물을 3회 수세했다. 얻어진 혼합물을 농축하고, 아세트산 뷰틸로 희석하는 조작을 2회 반복하여, 최종적으로, 광배향성기를 갖는 폴리오가노실록세인(하기 중합체 E-2)을 포함하는 용액을 얻었다. 이 중합체 E-2의 중량 평균 분자량 Mw는 9,000이었다. 또, 1H-NMR 분석의 결과, 중합체 E-2 중의 신나메이트기를 갖는 성분은 23.7질량%였다.
[화학식 12]
(배향막 형성용 조성물 2의 조제)
이하의 성분을 혼합하여, 배향막 형성용 조성물 2를 조제했다.
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·상기 중합체 E-2 10.67질량부
·하기 저분자 화합물 R-1 5.17질량부
·하기 첨가제 (B-1) 0.53질량부
·아세트산 뷰틸 8287.37질량부
·프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트
2071.85질량부
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[화학식 13]
첨가제 (B-1): 산아프로사제 TA-60B(이하, 구조식 참조)
[화학식 14]
(λ/4판 형성용 조성물의 조제)
하기 조성의 λ/4판 형성용 조성물을 조제했다.
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λ/4판 형성용 조성물
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·하기 액정성 화합물 L-3 42.00질량부
·하기 액정성 화합물 L-4 42.00질량부
·하기 중합성 화합물 A-1 16.00질량부
·하기 저분자 화합물 B2 6.00질량부
·하기 중합 개시제 S-1(옥심형) 0.50질량부
·하기 레벨링제 G-1 0.20질량부
·하이솔브 MTEM(도호 가가쿠 고교사제) 2.00질량부
·NK에스터 A-200(신나카무라 가가쿠 고교사제) 1.00질량부
·메틸에틸케톤 424.8질량부
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또한, 하기 액정성 화합물 L-3 및 L-4의 아크릴로일옥시기에 인접하는 기는, 프로필렌기(메틸기가 에틸렌기로 치환한 기)를 나타내고, 하기 액정성 화합물 L-3 및 L-4는, 메틸기의 위치가 다른 위치 이성체의 혼합물을 나타낸다.
[화학식 15]
[화학식 16]
[화학식 17]
[화학식 18]
[화학식 19]
(셀룰로스아실레이트 필름 1의 제작)
하기의 조성물을 믹싱 탱크에 투입하고, 교반하여, 코어층 셀룰로스아실레이트 도프로서 이용하는 셀룰로스아세테이트 용액을 조제했다.
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코어층 셀룰로스아실레이트 도프
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·아세틸 치환도 2.88의 셀룰로스아세테이트 100질량부
·일본 공개특허공보 2015-227955호의 실시예에
기재된 폴리에스터 화합물 B 12질량부
·하기 화합물 F 2질량부
·메틸렌 클로라이드(제1 용매) 430질량부
·메탄올(제2 용매) 64질량부
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화합물 F
[화학식 20]
상기의 코어층 셀룰로스아실레이트 도프(90질량부)에 하기의 매트제 용액(10질량부)을 가하여, 외층 셀룰로스아실레이트 도프를 조제했다.
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매트제 용액
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·평균 입자경 20nm의 실리카 입자
(AEROSIL R972, 일본 아에로질(주)제) 2질량부
·메틸렌 클로라이드(제1 용매) 76질량부
·메탄올(제2 용매) 11질량부
·상기의 코어층 셀룰로스아실레이트 도프 1질량부
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상기 코어층 셀룰로스아실레이트 도프와 상기 외층 셀룰로스아실레이트 도프를 평균 구멍 직경 34μm의 여과지 및 평균 구멍 직경 10μm의 소결 금속 필터로 여과한 후, 상기 코어층 셀룰로스아실레이트 도프와 그 양측에 외층 셀룰로스아실레이트 도프를 3층 동시에 유연구로부터 20℃의 드럼 상에 유연했다(밴드 유연기).
이어서, 드럼 상의 필름의 용매 함유율이 대략 20질량%인 상태에서 필름을 박리하고, 필름의 폭방향의 양단을 텐터클립으로 고정하여, 횡방향으로 연신 배율 1.1배로 연신하면서 건조했다.
그 후, 열처리 장치의 롤 간을 반송함으로써, 더 건조하여, 두께 40μm의 셀룰로스아실레이트 필름 1을 제작했다. 셀룰로스아실레이트 필름 1의 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션은 0nm였다.
제작한 셀룰로스아실레이트 필름 1의 편측의 면에, 앞서 조제한 배향막 형성용 조성물 2를 바 코터로 도포했다. 그 후, 120℃의 핫플레이트 상에서 1분간 건조하여 도막으로부터 용매를 제거하고, 두께 0.3μm의 광이성화 조성물층을 형성했다.
얻어진 광이성화 조성물층을 편광 자외선 조사(10mJ/cm2, 초고압 수은 램프 사용)함으로써, 광배향막을 형성했다.
이어서, 광배향막 상에, 앞서 조제한 λ/4판 형성용 조성물을 바 코터로 도포하고, 조성물층을 형성했다. 형성한 조성물층을 핫플레이트 상에서 일단 110℃까지 가열한 후, 60℃로 냉각시켜 배향을 안정화시켰다.
그 후, 60℃로 유지하고, 질소 분위기 하(산소 농도 100ppm)에서 자외선 조사(500mJ/cm2, 초고압 수은 램프 사용)에 의하여 배향을 고정화하여, 두께 2.3μm의λ/4판을 포함하는 위상차 필름을 제작했다. 얻어진 λ/4판의 파장 550에 있어서의 면내 리타데이션은 140nm였다.
(반사 방지 필름의 제작)
하기에 나타내는 바와 같이, 각 층 형성용 도포액을 조제하여, 각 층을 형성하여, 반사 방지 필름을 제작했다.
(하드 코트층 형성용 조성물의 조제)
트라이메틸올프로페인트라이아크릴레이트(비스코트 #295(오사카 유키 가가쿠(주)제))(750.0질량부), 질량 평균 분자량 15000의 폴리(글리시딜메타크릴레이트)(270.0질량부), 메틸에틸케톤(730.0질량부), 사이클로헥산온(500.0질량부), 및 광중합 개시제(이르가큐어 184, 치바·스페셜티·케미컬즈(주)제)(50.0질량부)를 혼합했다. 얻어진 혼합물을 구멍 직경 0.4μm의 폴리프로필렌제 필터로 여과하여, 하드 코트층 형성용 조성물을 조제했다.
(중굴절률층 형성용 조성물 A의 조제)
ZrO2 미립자 함유 하드 코트제(데솔라이트 Z7404[굴절률 1.72, 고형분 농도: 60질량%, 산화 지르코늄 미립자 함량: 70질량%(고형분에 대하여), 산화 지르코늄 미립자의 평균 입자경: 약 20nm, 용매 조성: 메틸아이소뷰틸케톤/메틸에틸케톤=9/1, JSR(주)제])(5.1질량부), 다이펜타에리트리톨펜타아크릴레이트와 다이펜타에리트리톨헥사아크릴레이트의 혼합물(DPHA)(1.5질량부), 광중합 개시제(이르가큐어 907, 치바·스페셜티·케미컬즈(주)제)(0.05질량부), 메틸에틸케톤(66.6질량부), 메틸아이소뷰틸케톤(7.7질량부), 및 사이클로헥산온(19.1질량부)을 혼합했다. 얻어진 혼합물을 충분히 교반한 후, 구멍 직경 0.4μm의 폴리프로필렌제 필터로 여과하여, 중굴절률층 형성용 조성물 A를 조제했다.
(중굴절률층 형성용 조성물 B의 조제)
다이펜타에리트리톨펜타아크릴레이트와 다이펜타에리트리톨헥사아크릴레이트의 혼합물(DPHA)(4.5질량부), 광중합 개시제(이르가큐어 184, 치바·스페셜티·케미컬즈(주)제)(0.14질량부), 메틸에틸케톤(66.5질량부), 메틸아이소뷰틸케톤(9.5질량부), 및 사이클로헥산온(19.0질량부)을 혼합했다. 얻어진 혼합물을 충분히 교반한 후, 구멍 직경 0.4μm의 폴리프로필렌제 필터로 여과하여, 중굴절률층 형성용 조성물 B를 조제했다.
굴절률이 1.62가 되도록, 중굴절률층 형성용 조성물 A와 중굴절률층 형성용 조성물 B를 적당량 혼합하여, 중굴절률층 형성용 조성물을 제작했다.
(고굴절률층 형성용 조성물의 조제)
ZrO2 미립자 함유 하드 코트제(데솔라이트 Z7404[굴절률 1.72, 고형분 농도: 60질량%, 산화 지르코늄 미립자 함량: 70질량%(고형분에 대하여), 산화 지르코늄 미립자의 평균 입자경: 약 20nm, 용매 조성: 메틸아이소뷰틸케톤/메틸에틸케톤=9/1, JSR(주)제])(15.7질량부), 메틸에틸케톤(61.9질량부), 메틸아이소뷰틸케톤(3.4질량부), 및 사이클로헥산온(1.1질량부)을 혼합했다. 얻어진 혼합물을 구멍 직경 0.4μm의 폴리프로필렌제 필터로 여과하여, 고굴절률층 형성용 조성물을 조제했다.
(저굴절률층 형성용 조성물의 조제)
(퍼플루오로올레핀 공중합체 1의 합성)
[화학식 21]
상기 구조식 중, 50:50은 몰비를 나타낸다.
내용량 100ml의 스테인리스제 교반기 장착 오토클레이브에, 아세트산 에틸(40ml), 하이드록시에틸바이닐에터(14.7g) 및 과산화 다이라우로일(0.55g)을 넣고, 계 내를 탈기하여 질소 가스로 치환했다. 또한 헥사플루오로프로필렌(25g)을 오토클레이브 중에 도입하여 65℃까지 승온했다. 오토클레이브 내의 온도가 65℃에 도달한 시점의 압력은, 0.53MPa(5.4kg/cm2)였다. 이 온도를 유지하여 8시간 반응을 계속하고, 압력이 0.31MPa(3.2kg/cm2)에 도달한 시점에서 가열을 중지하고 방랭했다. 실온까지 내온이 내려간 시점에서 미반응의 모노머를 빼내고, 오토클레이브를 개방하여 반응액을 취출했다. 얻어진 반응액을 대과잉의 헥세인에 투입하고, 데칸테이션에 의하여 용매를 제거하여, 침전한 폴리머를 취출했다. 또, 얻어진 폴리머를 소량의 아세트산 에틸에 용해하여 헥세인으로부터 2회 재침전을 행함으로써 잔존 모노머를 완전하게 제거하고, 건조한 후, 폴리머(28g)를 얻었다.
다음으로, 이 폴리머(20g)를 N,N-다이메틸아세트아마이드(100ml)에 용해시켜 용액을 얻은 후, 빙랭하에서 아크릴산 클로라이드(11.4g)를 용액에 적하한 후, 실온에서 10시간 교반했다. 반응액에 아세트산 에틸을 가하고 수세하여, 유기상을 추출 후, 농축하고, 얻어진 폴리머를 헥세인으로 재침전시킴으로써 퍼플루오로올레핀 공중합체 1(19g)을 얻었다. 얻어진 폴리머의 굴절률은 1.422였다.
(중공 실리카 입자 분산액의 조제)
중공 실리카 입자 졸(아이소프로필알코올 실리카 졸, 쇼쿠바이 가세이 고교(주)제 CS60-IPA, 평균 입자경 60nm, 쉘 두께 10nm, 실리카 농도 20%, 실리카 입자의 굴절률 1.31)(500질량부), 아크릴로일옥시프로필트라이메톡시실레인(30.5질량부), 및 다이아이소프로폭시알루미늄에틸아세테이트(1.51질량부)를 혼합한 후에, 다시, 이온 교환수(9질량부)를 더했다.
다음으로, 얻어진 용액을 60℃에서 8시간 반응시킨 후에 실온까지 냉각하고, 아세틸아세톤(1.8질량부)을 첨가하여, 분산액을 얻었다. 그 후, 실리카의 함유율이 거의 일정해지도록 사이클로헥산온을 첨가하면서, 압력 30Torr로 감압 증류에 의한 용매 치환을 행하고, 마지막에 농도 조정에 의하여 고형분 농도 18.2질량%의 중공 실리카 입자 분산액을 얻었다. 얻어진 분산액의 IPA(isopropyl alcohol) 잔존량을 가스 크로마토그래피로 분석한바 0.5% 이하였다.
얻어진 중공 실리카 입자 분산액을 이용하여, 하기 조성의 조성물을 혼합하고, 얻어진 용액을 교반 후, 구멍 직경 1μm의 폴리프로필렌제 필터로 여과하여, 저굴절률층 형성용 조성물을 조제했다.
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(저굴절률층 형성용 조성물의 조성)
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DPHA 14.5g
P-1 24.5g
중공 실리카 입자 분산액 302.2g
RMS-033 5.0g
이르가큐어 907 1.0g
메틸에틸케톤 1750g
사이클로헥산온 223.0g
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상기 저굴절률층 형성용 조성물에서, 각각 사용한 화합물을 이하에 나타낸다.
·P-1: 퍼플루오로올레핀 공중합체 (1)
·DPHA: 다이펜타에리트리톨펜타아크릴레이트와 다이펜타에리트리톨헥사아크릴레이트의 혼합물(닛폰 가야쿠(주)제)
·RMS-033: 반응성 실리콘(Gelest(주)제)
·이르가큐어 907: 광중합 개시제 (치바·스페셜티·케미컬즈(주)제)
(하드 코트층의 제작)
두께 40μm의 TAC 기재(TG40, 후지필름사제) 상에, 그라비어 코터를 이용하여 하드 코트층 형성용 조성물을 도포했다. 도막을 100℃에서 건조한 후, 산소 농도가 1.0체적% 이하의 분위기가 되도록 질소 퍼지하면서 160W/cm의 공랭 메탈할라이드 램프(아이 그래픽스(주)제)를 이용하여, 조도 400mW/cm2, 조사량 150mJ/cm2의 자외선을 조사하여 도막을 경화시켜, 두께 12μm의 하드 코트층을 형성했다.
얻어진 하드 코트층 상에, 각각 원하는 굴절률이 되도록 조정한, 중굴절률층 형성용 조성물, 고굴절률층 형성용 조성물, 및 저굴절률층 형성용 조성물을 그라비어 코터를 이용하여 도포하여, 반사 방지 필름을 제작했다.
또한, 각 층의 굴절률의 측정은, 각 층의 형성용 조성물을 약 4μm의 두께가 되도록 유리판에 도포하고, 다파장 아베 굴절계 DR-M2(아타고(주)제)로 측정했다.
또, "DR-M2, M4용 간섭 필터 546(e)nm 부품 번호: RE-3523"의 필터를 사용하여 측정한 굴절률을 파장 550nm에 있어서의 굴절률로서 채용했다.
각 층의 막두께는, 중굴절률층, 고굴절률층, 및 저굴절률층을 이 순서로 적층 후에 반사 분광 막후계 "FE-3000"(오쓰카 덴시(주)제)을 이용하여 산출했다. 산출 시의 각 층의 굴절률은 상기 아베 굴절률계로 도출한 값을 사용했다.
중굴절률층의 건조 조건은 90℃, 30초로 하고, 자외선 경화 조건은 산소 농도가 1.0체적% 이하의 분위기가 되도록 질소 퍼지하면서 180W/cm의 공랭 메탈할라이드 램프(아이 그래픽스(주)제)를 이용하여, 조도 300mW/cm2, 조사량 240mJ/cm2의 조사량으로 했다.
경화 후의 중굴절률층의 굴절률은 1.62, 층두께는 60nm였다.
고굴절률층의 건조 조건은 90℃, 30초로 하고, 자외선 경화 조건은 산소 농도가 1.0체적% 이하의 분위기가 되도록 질소 퍼지하면서 240W/cm의 공랭 메탈할라이드 램프(아이 그래픽스(주)제)를 이용하여, 조도 300mW/cm2, 조사량 240mJ/cm2의 조사량으로 했다. 경화 후의 고굴절률층의 굴절률은 1.72, 층두께는 110nm였다.
저굴절률층의 건조 조건은 90℃, 30초로 하고, 자외선 경화 조건은 산소 농도가 0.1체적% 이하의 분위기가 되도록 질소 퍼지하면서 240W/cm의 공랭 메탈할라이드 램프(아이 그래픽스(주)제)를 이용하여, 조도 600mW/cm2, 조사량 600mJ/cm2의 조사량으로 했다. 경화 후의 저굴절률층의 굴절률은 1.36, 층두께는 90nm였다.
(원편광판의 제작)
위상차 필름의 셀룰로스아실레이트 필름 1과 적층체 1의 인접층 1이 대향하도록, 위상차 필름을 적층체 1의 인접층 1 측에 점착제 SK2057(소켄 가가쿠제)을 통하여 첩합했다. 또한, 점착제로 형성되는 접착층이, 광학 기능층에 해당한다.
다음으로, 반사 방지 필름 중의 TAC 기재와, 위상차 필름과 첩합된 적층체 1 중의 TAC 기재가 대향하도록, 반사 방지 필름을 적층체 1의 TAC 기재 측에 점착제 SK2057(소켄 가가쿠제)을 통하여 첩합하여, 원편광판 1을 제작했다.
유기 EL 패널(유기 EL 표시 소자) 탑재의 SAMSUNG사제 GALAXY S4를 분해하고, 유기 EL 표시 장치로부터, 원편광판이 부착된 터치 패널을 박리하며, 다시 터치 패널로부터 원편광판을 벗기고, 유기 EL 표시 소자, 터치 패널 및 원편광판을 각각 단리했다. 이어서, 단리한 터치 패널을 유기 EL 표시 소자와 재차 첩합하고, 다시 상기 제작한 원편광판을 위상차 필름 측이 패널 측이 되도록 터치 패널 상에 점착제 SK2057(소켄 가가쿠제)을 통하여 첩합하여, 유기 EL 표시 장치 1을 제작했다.
<실시예 2>
경화성 조성물 1 대신에 경화성 조성물 2를 사용하고, 막두께가 표 1에 기재된 막두께가 되도록 바 번수를 조정한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 수순에 따라, 유기 EL 표시 장치 2를 제작했다.
(이산화 타이타늄 미립자 분산액의 조액)
이산화 타이타늄 미립자로서는, 코발트를 함유하고, 또한 수산화 알루미늄과 수산화 지르코늄을 이용하여 표면 처리를 실시한 이산화 타이타늄 미립자 "MPT-129C"{이시하라 산교(주)제, TiO2:Co3O4:Al2O3:ZrO2=90.5:3.0:4.0:0.5 질량비}를 사용했다.
상기 입자(257.1질량부)와, 하기 분산제(41.1질량부)와, 사이클로헥산온(701.8질량부)을 혼합하여 다이노밀에 의하여 분산하고, 질량 평균 직경 70nm의 이산화 타이타늄 분산액을 조제했다.
[화학식 22]
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경화성 조성물 2
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·이산화 타이타늄 분산액 193.5질량부
·DPHA(닛폰 가야쿠제) 60.9질량부
·중합 개시제 IRGACURE907(BASF사제) 3.5질량부
·광증감제 카야큐어 DETX(닛폰 가야쿠제) 0.3질량부
·메틸에틸케톤 146.3질량부
·사이클로헥산온 609.6질량부
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<실시예 3>
인접층 1 대신에 인접층 3을 제작한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 수순에 따라, 유기 EL 표시 장치 3을 제작했다.
(인접층 3의 제작)
광배향 재료 E-1(0.5질량부)에, 나가세 켐텍스(주)사제의 데코날아크릴레이트 DA-212(0.5질량부), 뷰톡시에탄올(41.6질량부), 다이프로필렌글라이콜모노메틸(41.6질량부), 및 순수(15.8질량부)를 더하고, 얻어진 용액을 0.45μm 멤브레인 필터로 가압 여과했다. 얻어진 조성물을 실시예 1에서 제작한 편광자 상에 도포하고, 60℃에서 1분간 건조했다. 얻어진 도막에, 편광 자외선 노광 장치를 이용하여 직선 편광 자외선(조도 4.5mW, 조사량 500mJ/cm2)을 조사하여, 인접층 3을 제작했다.
<실시예 4~7>
인접층의 막두께가 표 1의 기재와 같이 되도록, 경화성 조성물 1의 고형분 및 바 번수를 조정함으로써, 인접층 4~7을 제작한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 수순에 따라, 유기 EL 표시 장치 4~7을 제작했다.
<실시예 8>
점착제 SK2057(소켄 가가쿠제)을 이용하여 위상차 필름을 첩합하는 대신에, 후술하는 광경화성 접착제액을 이용하여, 위상차 필름을 첩합한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 수순에 따라, 유기 EL 표시 장치 8을 제작했다.
(광경화성 접착제액의 조액)
3,4-에폭시사이클로헥실메틸-3,4-에폭시사이클로헥세인카복실레이트(70질량부), 1,4-뷰테인다이올다이글리시딜에터(15질량부), 및 3-하이드록시메틸-3-에틸옥세테인(15질량부)을 혼합하고, 다시 트라이아릴설포늄염계 광 양이온 중합 개시제의 50% 프로필렌카보네이트 용액을, 고형분으로서 2.25질량부의 비율로 혼합한 후, 실온에서 12시간 교반하여, 광경화성 접착제액을 조제했다.
<실시예 9>
투명 지지체 1의 제작에 있어서, 두께 40μm의 TAC 기재(TG40, 후지필름사제)의 표면의 비누화 처리를 행하지 않은 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 수순에 따라, 적층체 2를 제작했다.
(원편광판의 제작)
위상차 필름의 셀룰로스아실레이트 필름 1과 적층체 2의 인접층 1이 대향하도록, 위상차 필름을 적층체 2의 인접층 1 측에 점착제 SK2057(소켄 가가쿠제)을 통하여 첩합했다.
다음으로, 위상차 필름이 첩합된 적층체 2의 TAC 기재를 벗겼다.
다음으로, 반사 방지 필름 중의 TAC 기재와 적층체 2 중의 PVA 막이 대향하도록, 반사 방지 필름을 적층체 2의 PVA 막 측에 점착제 SK2057(소켄 가가쿠제)을 통하여 첩합하여, 원편광판 9를 제작했다.
다음으로, 원편광판 1 대신에 원편광판 9를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 수순에 따라, 유기 EL 표시 장치 9를 제작했다.
<비교예 1>
경화성 조성물 1 대신에 경화성 조성물 3을 사용하고, 막두께가 표 1에 기재된 막두께가 되도록 바 번수를 조정한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 수순에 따라, 유기 EL 표시 장치 B1을 제작했다.
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경화성 조성물 3
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·ADCP(신나카무라 가가쿠 공업사) 99질량부
·중합 개시제 IRGACURE819(BASF 사제) 1질량부
·메틸에틸케톤 45질량부
·사이클로헥산온 180질량부
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<비교예 2>
경화성 조성물 1 대신에 경화성 조성물 4를 사용하고, 막두께가 표 1에 기재된 막두께가 되도록 바 번수를 조정한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 수순에 따라, 유기 EL 표시 장치 B2를 제작했다.
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경화성 조성물 4
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·이산화 타이타늄 분산액 328.3질량부
·DPHA(닛폰 가야쿠제) 50.7질량부
·중합 개시제 IRGACURE907(BASF사제) 3.4질량부
·광증감제 카야큐어 DETX(닛폰 가야쿠제) 0.7질량부
·메틸에틸케톤 373.8질량부
·사이클로헥산온 824.0질량부
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<투과율의 평가>
광학 현미경(주식회사 니콘제, 제품명 "ECLIPSE E600 POL")의 광원 측에 직선 편광자를 삽입한 상태에서, 샘플대에 측정 샘플을 세팅했다. 또한, 측정 샘플로서는, 각 실시예 및 비교예에서 제조하는, TAC 기재와 PVA 막과 배향막과 편광자를 포함하는 적층체를 이용했다. 이 적층체는, 인접층을 형성하기 전의 적층체에 해당한다.
다음으로, TAC 기재 측으로부터 광을 조사하고, 멀티 채널 분광기(OCEAN OPTICS사제, 제품명 "QE65000")를 이용하여, 400~700nm의 파장역에 있어서의 측정 샘플의 이하의 투과율 A 및 투과율 B를 측정했다. 또한, 레퍼런스로서는, 측정 샘플로부터 편광자를 제외한, TAC 기재와 PVA 막과 배향막을 포함하는 적층체를 이용했다.
투과율 A: 편광자의 흡수축 방향의 편광에 대한 투과율(%)
투과율 B: 편광자의 투과축 방향의 편광에 대한 투과율(%)
또한, 상기 투과율 A 및 투과율 B는, 표면 반사의 영향을 제외하고, 또한 시감도 보정한 투과율에 해당한다. 보다 구체적으로는, 상기 투과율 A 및 투과율 B는 평균 투과율에 해당하고, 이 평균 투과율은, 400~700nm의 사이에서, 상기 측정에 의하여 얻어지는 10nm마다의 투과율의 값을, CIE(국제 조명 위원회)에서 규격화된 XYZ 등색 함수(CIE1931 표준 관측자의 등색 함수)의 Y값을 이용하여, 가중 평균함으로써 산출했다. 즉, 400~700nm의 사이에서 10nm마다 측정된 투과율의 값과, 투과율의 측정 파장에 대응하는 Y값의 값의 곱인 계산값 A를 측정 파장마다 각각 산출하고, 각 측정 파장에서 얻어진 계산값 A를 합계하여 합계값 B를 산출하며, 또한 얻어진 합계값 B를 상기에서 이용한 Y값의 합계값 C로 나눔(합계값 B/합계값 C)으로써, 투과율이 산출된다.
<굴절률의 측정 방법>
각 층의 굴절률의 측정은, 측정하기 쉽게 하기 위하여, 석영 유리판 상에, 측정하고자 하는 층을 제작하고, Woollam사제 분광 엘립소메트리 M-2000U에 의하여 각 층의 굴절률을 측정했다. 편광자를 마련하는 경우는, 실시예 1과 동일한 수순에 따라, 배향막을 형성하고, 그 배향막 상에 편광자를 제작했다. 면내에 있어서의 굴절률 최대가 되는 방향을 x축, 면내에 있어서 x축에 대하여 직교하는 방향을 y축, 면내에 대한 법선 방향을 z축으로 하고, 각각의 굴절률을 nx, ny, 및 nz라고 정의했다. 면내 평균 굴절률(nave)은, 하기 식 (1)로 나타난다.
식 (1) nave=(nx+ny)/2
측정한 굴절률을 파장 550nm에 있어서의 굴절률로서 채용했다.
<반사율 평가>
실시예 및 비교예에서 제작한 유기 EL 표시 장치의 반사율을 측정했다.
반사율은, 분광 측색계(코니카 미놀타제)를 이용하여, 관찰 조건 10° 시야, 관찰광원 D65에 있어서의 표시계의 Y값을 반사율로 했다. 얻어진 값을 이하의 기준에 따라 평가했다.
A+: 반사율이, 2.95% 이하인 경우
A: 반사율이, 2.95%보다 크고, 또한 3.05% 이하
A-: 반사율이, 3.05%보다 크고, 또한 3.10% 이하
B: 반사율이, 3.10%보다 크고, 또한 3.20% 이하
C: 반사율이, 3.20%보다 크다
표 1 중의 "편광자"란의 "투과율"란의 "평균"은, 편광자의 흡수축 방향의 투과율과 편광자의 편광축 방향의 투과율의 산술 평균 값을 나타낸다.
"편광자"란의 "투과율"란의 "흡수축 방향"은, 편광자의 흡수축 방향의 투과율을 나타낸다.
"편광자"란의 "굴절률"란의 "흡수축 방향", "투과축 방향", 및 "평균"은, 각각, 편광자의 흡수축 방향의 굴절률, 편광자의 투과축 방향의 굴절률, 및 편광자의 면내 평균 굴절률을 나타낸다.
"인접층"란의 "굴절률"란의 "흡수축 방향", "투과축 방향", 및 "평균"은, 각각, 편광자의 흡수축 방향을 따른 인접층의 굴절률, 편광자의 투과축 방향을 따른 인접층의 굴절률, 및 인접층의 면내 평균 굴절률을 나타낸다.
표 1 중, "평균 굴절률*막두께"란은, 인접층의 "평균"란으로 나타나는 면내 평균 굴절률과 "막두께"란으로 나타나는 막두께의 곱을 나타낸다.
표 1 중, "접착층"란의 "굴절률"란의 "평균"은, 접착층의 면내 평균 굴절률을 나타낸다.
표 1 중, "굴절률차 A"는, 편광자의 흡수축 방향의 굴절률과 인접층의 면내 평균 굴절률의 차를 나타낸다.
표 1 중, "굴절률차 B"는, 인접층의 면내 평균 굴절률과 편광자의 투과축 방향의 굴절률의 차를 나타낸다.
표 1 중, "식 (Y)의 관계를 충족시키는지 여부"란은, 상술한 식 (Y)의 관계를 충족시키는 경우를 "A", 충족시키지 않는 경우를 "B"라고 한다.
[표 1]
표 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 편광판을 이용함으로써, 원하는 효과를 얻을 수 있었다.
그 중에서도, 실시예 1과 3의 비교로부터, 편광자의 흡수축 방향의 굴절률과 인접층의 면내 평균 굴절률의 차가 0.15 이하이고, 또한, 인접층의 면내 평균 굴절률과 편광자의 투과축 방향의 굴절률의 차가 0.10 이하인 경우, 보다 효과가 우수한 것이 확인되었다.
또, 실시예 4~7의 비교로부터, 식 (Y)의 관계를 충족시키는 경우, 보다 효과가 우수한 것이 확인되었다.
또, 실시예 1과 8의 비교로부터, 면내 평균 굴절률이 1.49~1.60인 광학 기능층을 편광판이 포함하는 경우, 보다 효과가 우수한 것이 확인되었다.
10A, 10B 편광판
12, 102 편광자
14 인접층
16A, 16B 원편광판
18, 104 λ/4판
20A, 20B, 100 표시 장치
22, 106 표시 소자
24 광학 기능층
12, 102 편광자
14 인접층
16A, 16B 원편광판
18, 104 λ/4판
20A, 20B, 100 표시 장치
22, 106 표시 소자
24 광학 기능층
Claims (10)
- 편광자, 및 상기 편광자와 접하고 있는 인접층을 포함하고,
상기 편광자의 흡수축 방향의 투과율이 4.0% 이상이며,
상기 인접층의 면내 평균 굴절률이, 식 (X)의 관계를 충족시키는, 편광판.
식 (X) 상기 편광자의 투과축 방향의 굴절률<상기 인접층의 면내 평균 굴절률<상기 편광자의 흡수축 방향의 굴절률 - 청구항 1에 있어서,
상기 편광자가, 이색성 물질을 이용하여 형성된 편광자인, 편광판. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 편광자의 흡수축 방향의 굴절률과 상기 인접층의 면내 평균 굴절률의 차가 0.15 이하이고,
상기 인접층의 면내 평균 굴절률과 상기 편광자의 투과축 방향의 굴절률의 차가 0.10 이하인, 편광판. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 인접층의 면내 평균 굴절률과 상기 인접층의 두께의 곱인 광학 막두께 d가, 식 (Y)의 관계를 충족시키는, 편광판.
식 (Y) 70+275×n≤d≤135+275×n
n은, 0, 1 또는 2를 나타내고, 상기 인접층의 두께의 단위는 nm이다. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
또한, 상기 인접층의 상기 편광자 측과는 반대 측의 표면에 접하고 있는 광학 기능층을 포함하고,
상기 광학 기능층의 면내 평균 굴절률이 1.49~1.60인, 편광판. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 인접층의 면내 평균 굴절률이, 상기 편광자의 면내 평균 굴절률보다 낮은, 편광판. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 편광자의 흡수축 방향의 투과율과 상기 편광자의 투과축 방향의 투과율의 평균값이 47.0% 이상인, 편광판. - 청구항 1에 기재된 편광판과, λ/4판을 갖고,
상기 인접층이, 상기 편광자와 상기 λ/4판의 사이에 위치하는, 원편광판. - 표시 소자와, 상기 표시 소자 상에 배치된 청구항 8에 기재된 원편광판을 포함하는, 표시 장치.
- 청구항 9에 있어서,
상기 표시 소자가, 유기 일렉트로 루미네선스 표시 소자인, 표시 장치.
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