KR20090027225A - 타원편광판, 타원편광판의 제조방법, 액정표시장치 및 전장발광 표시장치 - Google Patents
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Abstract
타원편광판의 층 구조를 간략화함으로써, 고온 다습 조건하에서도 박리 등의 문제가 생기는 일이 없는 타원편광판으로써, 투광성 보호필름, 편광소자 및 광학이방소자가 이 순서대로 적층되어 있는 타원편광판이고, 상기 광학이방소자가 적어도 양의 일축성을 나타내는 액정성 조성물을 액정상태에서 트위스트 네마틱 배향 또는 하이브리드 네마틱 배향시킨 후, 이 배향을 고정화한 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 타원편광판이 제공된다.
타원편광판, 액정표시장치, 트위스트 네마틱, 하이브리드 네마틱, 전장발광 표시장치
Description
본 발명은 트위스트네마틱 배향구조 또는 하이브리드네마틱 배향구조를 고정화한 액정층을 보유하는 광학이방소자로 구성되는 타원편광판 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 타원편광판을 이용한 액정표시장치 및 전장발광 표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 투과 모드에서 화상의 표시가 가능한 투과형, 반사 모드에서 화상의 표시가 가능한 반사형, 투과 모드 및 반사 모드 쌍방에서 화상의 표시가 가능한 반투과반사형 3종으로 크게 구별되고, 그 박형 경량 등의 특징으로 인해 노트북, 텔레비전 등의 표시 장치로서 광범위하게 보급되어 있다. 특히 반투과반사형 액정표시장치는 반사형과 투과형을 겸비한 표시방식이 채용되어 주위의 밝기에 따라 어느 한 표시방식으로 대체됨으로써, 소비전력을 저감시키면서 명소 또는 암소에서도 명료한 표시를 수행할 수 있기 때문에 여러 휴대전자 기기 등에 많이 사용되고 있다.
액정표시장치는 박형 경량, 저소비 전력이라는 이점이 있지만, 예컨대 STN형 액정표시장치에서는 완전한 흑백표시가 달성되지 않고, TN형 액정표시장치에서는 특히 투과모드인 경우 액정분자가 가진 굴절률 이방성때문에 경사 방향에서 볼 때에 표시 콘트라스트가 저하하거나 표시색이 변화하거나 또는 계조가 반전하는 등의 시야각 문제를 피할 수 없어 그 개선이 요구되고 있는 등과 같이 표시 성능이 우수한 액정표시장치는 아직 충분히 실현되어 있지 않은 상태이다.
STN형 액정표시장치의 표시 성능을 개선하기 위한 수단은 어느 정도 제안되어 있지만, 그 하나로 액정표시장치의 편광판과 액정 셀의 사이에 위상차 필름을 배치하는 방법이 있다. 이 방법은 편광판에 위상차 필름을 접합시켜 타원편광판으로 할뿐이어서, 액정표시장치의 제조 공정을 대폭 변경하는 일 없이 간편하게 실시할 수 있다고 하는 이점이 있다. 하지만, 위상차 필름과 편광판을 접합시키기 위한 점·접착제의 층만큼 두께가 증가하고, 타원편광판의 제조공정에서 롤에 권취되는 경우에, 1롤당 권취량이 적어져 생산성이 나빠진다고 하는 문제, 최종 제품의 액정패널의 두께가 증가한다고 하는 문제가 있다.
또한, 이종의 복수 층으로 구성되기 때문에 각 층의 열 또는 습도에 대한 신축 거동이 상이함으로 인해, 편광판과 위상차 필름의 계면이 각종 신뢰성 시험에서 벗겨지는 등의 문제가 생기는 경우가 있었다. 종래, 위상차 필름으로는 폴리카보네이트 등을 일축 연신 배향한 고분자 필름을 이용한 것이 대부분이고, 세장형 필름 형태에서 그 필름의 배향축은 통상 연신 방향, 즉 MD 방향에 한정되어 있다. 따라서, 편광판과 위상차 필름을 세장형 필름 형태로 연속적으로 접합시켜 타원편광판을 제조하는 경우, 편광판의 흡수축과 위상차 필름의 배향축이 평행인 특수한 경우 만으로 한정되어 있었다. 평행 이외의 축 배치가 되게 하기 위해서는 세장형 필름으로부터 시트 상으로 절취하여 접합시킬 필요가 있어, 공정이 번잡하고 생산성이 악화된다고 하는 문제도 있었다. 또한, 연신 배향된 위상차 필름에는 고분자의 배향을 자유자재로 제어하는 것이 곤란하여 광학 특성의 자유도에 제한이 있었다. 이상과 같이, 편광판의 흡수축과 위상차 필름의 배향축이 다양한 축배치를 보유하여 광학 성능이 우수한 타원편광판에 대한 요구에 대하여 충분히 대응할 수 없었다.
이에 대해, 액정화합물을 이용한 위상차 필름에서, 배향축에 관한 제한이 적어진, 예컨대 액정성 고분자를 배향 고정화한 광학 이방 소자가 제안되어 있다(특허문헌 1 및 2). 더욱이, 트위스티드 네마틱 배향 구조를 고정화한 액정 필름으로 구성된 1/4 파장판이 제안되어 있다(특허문헌 3 및 4).
이와 같은 액정성 고분자를 이용한 경우, 배향축 각도가 임의로 설정될 수 있기 때문에, 세장형 필름 형태로부터 연속적으로 접합시켜 여러 타원편광판을 제조하는 것이 가능하다. 그러나, 전술한 바와 같이 타원편광판의 두께가 증가하고, 편광판과 광학이방소자의 계면이 고온 또는 다습 조건 하에서 박리 등의 문제가 생기는 경우가 있었다.
또한, TN형 액정표시장치의 시야각 특성을 해결하게 하는 방법으로서, 종래 TN 모드(액정의 꼬임각 90도)를 이용한 투과형 액정표시장치에서는 광학보상 필름을 액정 셀과 상하 편광판 사이에 배치하는 제안이 있어, 실용화되어 있다.
예를 들어, 디스코틱 액정을 하이브리드 배향시킨 광학 보상 필름을 액정 셀과 상하 편광판의 사이에 배치한 구성, 또한 액정성 고분자를 하이브리드 네마틱 배향시킨 광학 보상 필름을 액정 셀과 상하 편광판의 사이에 배치한 구성 등이 있다(특허문헌 5 내지 7).
또한, 반투과반사형 액정 표시 장치에서는 투과 모드에서 표시 원리적으로 1매 또는 복수매의 1축성 위상차 필름과 편광판으로 구성된 원편광판을, 액정 셀의 상하에 배치시킬 필요가 있다.
이 반투과반사형 액정표시장치는 투과 모드의 시야각 확대에, 액정 셀과 백라이트 사이에 배치된 원편광판을 네마틱 하이브리드 배향시킨 광학 보상 필름을 이용하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 8).
광학 특성의 고기능화의 일면으로서, STN형 액정표시장치와 마찬가지로, 최근 상당히 보급되어 있는 휴대전화 또는 휴대형 정보 단말 기기에 대표되는 바와 같이, 박형화·경량화의 요구도 대단히 높아지고 있다. 이에 따라, 표시장치에 이용되는 광학 필름에 대해서도, 박형화·경량화가 절실히 요구되고 있다. 이 때문에 고분자 연신 필름 등을 더욱 얇게 제조하는 시도도 이루어져 있지만, 광학 특성 또는 제조 공정 상의 제약으로부터 고분자 연신 필름을 박막화 하는 데에는 한계가 있어, 적층하여 이용한 경우에는 두께가 두꺼워진다고 하는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 특허문헌 9와 같은 지지 기판 필름을 이용하지 않고 액정물질로 구성된 광학 소자를 이용하는 것이 유효한 것으로 생각되지만, 상기 광학 소자를 액정표시장치에 적용하기 위해서는 다시 편광판과 점착제로 접합시킬 필요가 있다.
상기 광학소자를 적층하는 경우, 지지 기판 필름이 없는 경우에는 취급성, 내구성 등이 불안하다. 한편, 편광소자를 보유하는 1개의 지지 기판 필름 위에 직접 광학소자를 적층할 수 있다면, 점·접착제 층을 생략함으로써 한층 박형화가 도모될 뿐만 아니라, 내구성 등에 있어서도 대단히 우수한 필름이 달성될 수 있지만, 상기 광학소자를 적층하기 위한 공업적인 제조방법에 대해서는 아직 확립된 것이 없다.
(1) 특허문헌 1: 일본 특개평 4-57017호 공보
(2) 특허문헌 2: 일본 특개평 6-242317호 공보
(3) 특허문헌 3: 일본 특개평 2002-48917호 공보
(4) 특허문헌 4: 일본 특개평 2004-309904호 공보
(5) 특허문헌 5: 일본 특허 제2640083호 공보
(6) 특허문헌 6: 일본 특개평 11-194325호 공보
(7) 특허문헌 7: 일본 특개평 11-194371호 공보
(8) 특허문헌 8: 일본 특개 2002-31717호 공보
(9) 특허문헌 9: 일본 특개평 8-278491호 공보
[발명의 개시]
본 발명의 목적은 타원편광판의 층 구조를 간략화함으로써, 두께가 억제되고, 고온, 다습 조건 하에서도 박리되는 등의 문제가 생기는 일이 없고, 또한 광학이방소자의 배향축 각도를 편광판의 흡수축에 대해 임의로 설정하여, 세장형 필름 형태로부터 연속적으로 접합시키는 것이 가능한 타원편광판, 그 제조방법 및 이를 사용한 액정표시장치 및 전장발광 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
즉, 본 발명은 투광성 보호필름, 편광소자 및 광학이방소자가 이 순서대로 적층되어 있는 타원편광판으로서, 이 광학이방소자가 적어도 양의 일축성을 나타내는 액정성 조성물을 액정상태에서 트위스트 네마틱 배향 또는 하이브리드 네마틱 배향시킨 후, 이 배향을 고정화한 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 타원편광판에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 (1) 투광성 보호필름을 접착제층 1을 매개로 편광소자와 접착시켜 투광성 보호 필름/접착제층 1/편광소자로 구성된 적층체 (A)를 수득하는 제1 공정, (2) 러빙 처리를 실시한 배향 기판 위에 적어도 양의 일축성을 나타내는 액정성 조성물로 구성된 층을 형성하고, 이 층을 트위스트 네마틱 배향 또는 하이브리드 네마틱 배향시킨 후, 이 배향을 고정화한 광학이방소자를 형성시켜, 배향기판/광학이방소자로 구성된 적층체 (B)를 수득하는 제2 공정, (3) 상기 적층체 (B)의 광학이방소자 측을 접합제층 2를 매개로 상기 적층체 (A)의 편광소자 측과 접착시킨 후, 배향 기판을 박리하여 광학이방소자를 상기 적층체 (A)로 전사시켜 투광성 보호 필름/접착제층 1/편광소자/접착제층 2/광학이방소자로 구성된 타원편광판을 수득하는 제3 공정의 각 공정을 적어도 경유하는 것을 특징으로 하는 타원편광판의 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 (1) 투광성 보호필름을, 접착제층 1을 매개로 하여 편광소자와 접착시켜, 투광성 보호필름/접착제층 1/편광소자로 구성된 적층체 (A)를 수득하는 제1 공정, (2) 상기 적층체 (A)의 편광소자 표면에 러빙 처리를 실시하고 적어도 양의 일축성을 나타내는 액정성 조성물로 구성된 층을 형성시키고, 이 층을 트위스트 네마틱 배향 또는 하이브리드 네마틱 배향시킨 후, 이 배향을 고정화한 광학이방소자를 형성시켜, 투광성 보호필름/접착제층 1/편광소자/광학이방소자로 구성된 타원편광판을 수득하는 제2 공정의 각 공정을 적어도 경유하는 것을 특징으로 하는 타원편광판의 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 액정 셀의 적어도 단측 면에 전술한 타원편광판을 배치한 액정표시장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 전술한 타원편광판을 구비하는 것을 특징으로 하는 전장발광 표시장치(electroluminescent display)에 관한 것이다.
[발명의 효과]
본 발명의 타원편광판은 광학이방소자와 편광소자를 접합하는 공정에 있어서, 광학이방소자 층에 손상이 일어나기 어려워, 광학이방소자의 접착성이 우수하다. 또한, 타원편광판을 구성하는 라미네이트 층의 수가 적기 때문에 내구성 시험에서 계면 박리 또는 기포 발생이 없다. 편광소자와 접합하는 공정에서도 세장형 필름 형태로 접합시킬 수 있기 때문에 종래의 방법보다 접합 공정을 합리화할 수 있는 이점이 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에서는 광학이방소자를 편광소자에 직접 또는 접착제를 매개로 하여 접착시킴으로써 타원편광판을 제조한다. 이렇게 함으로써 종래와 같은 편광소자의 양측이 트리아세틸셀룰로스 필름 등의 광학용 필름으로 보호된 편광판에 광학이방소자를 접합시킨 타원편광판보다도 층 수를 감소시킬 수 있다. 그 결과, 타원편광판의 총 두께를 박막화할 수 있는 동시에, 열 또는 습도에 의한 각 층의 신축 거동의 상이에 기인하는 수축 변형의 영향이 적어지고, 접합된 계면에서의 박리 등의 문제를 없애는 것이 가능하다.
본 발명에서 수득되는 타원편광판의 층 구성은 다음과 같은 (I) 또는 (II) 중 어떠한 구성으로 이루어지고, 필요에 따라 투광성 오버코트 층 등의 부재가 다시 추가되지만, 이들에 본 발명에서의 양의 일축성을 나타내는 액정성 조성물을 액정상태에서 트위스트 네마틱 배향 또는 하이브리드 네마틱 배향시켜 이 배향을 고정화한 액정층으로 구성되는 광학이방소자를 사용하는 점을 제외하고는 특별한 제한은 없다. 두께가 얇은 타원편광판을 수득한다고 하는 점에서는 (I) 또는 (II) 중 어떠한 구성을 이용해도 상관없다.
(I) 투광성 보호필름/접착제층 1/편광소자/접착제층 2/광학이방소자
(II) 투광성 보호필름/접착제층 1/편광소자/광학이방소자
이하, 본 발명에 이용되는 구성부재에 대하여 순서대로 설명한다. 먼저, 본 발명에 이용되는 액정성 조성물에 대해 설명한다.
본 발명의 타원편광판에 사용되는 광학이방소자는 적어도 광학적으로 양의 일축성을 나타내는 액정성 조성물을 액정상태에서 트위스트 네마틱 배향 또는 하이브리드 네마틱 배향시킨 후, 이 배향을 고정화한 액정층을 포함하는 것이다. 구체적으로, 배향 기판 위에 배향된 액정성 고분자를 주로 하는 액정성 조성물을 유리전이온도(Tg) 이하로 냉각하여 배향을 고정화함으로써 수득할 수 있다. 이와 같은 액정성 조성물은 광학적으로 양의 일축성을 나타내는 액정성 고분자를 주성분으로 한 액정성 고분자 조성물로 구성되고, 액정성 고분자로는 용융 시에 액정성을 나타내는 굴열성 액정 폴리머가 이용된다. 사용되는 굴열성 액정 폴리머는 용융 상태(액정 상태)로부터 Tg 이하로 냉각하여도 액정상의 분자 배열 상태가 유지되는 것이 필요하다.
액정성 고분자의 용융 시의 액정상은 스메틱, 네마틱, 트위스트 네마틱, 콜레스테릭 등 중에서 어떠한 분자 배열 구조여도 좋고, 더욱이 배향 기판 부근 및 공기 계면 부근에서는 각각 호모지니어스 배향 또는 호메오트로픽 배향 상태이어서, 액정성 고분자의 평균 다이렉터가 필름의 법선 방향으로부터 경사를 이루는, 이른바 하이브리드 배향이어도 좋다.
액정성 고분자로는, 각종 주쇄형 액정성 고분자, 측쇄형 액정성 고분자 또는 이들의 혼합물 등을 이용할 수 있다. 주쇄형 액정성 고분자로는 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 폴리카보네이트계, 폴리이미드계, 폴리우레탄계, 폴리벤즈이미다졸계, 폴리벤즈옥사졸계, 폴리벤즈티아졸계, 폴리아조메틴계, 폴리에스테르아미드계, 폴리에스테르 카보네이트계, 폴리에스테르이미드계의 액정성 고분자 또는 이들의 혼합물 등이 있다. 이들 중에서도 액정성을 부여하는 메소겐 기와 폴리메틸렌, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리실록산 등의 굴곡쇄가 교호 결합한 반방향족계 폴리에스테르계 액정성 고분자, 굴곡쇄가 없는 전방향족계 폴리에스테르계 액정성 고분자가 본 발명에서는 바람직하다. 또한, 측쇄형 액정성 고분자로는 폴리아크릴레이트계, 폴리메타크릴레이트계, 폴리비닐계, 폴리실록산계, 폴리에테르계, 폴리말로네이트계 등의 직쇄상 또는 환상 구조의 골격쇄를 보유하는 물질에 측쇄로서 메소겐 기가 결합된 액정성 고분자, 또는 이들의 혼합물 등이 있다. 이들 중에서도, 골격쇄에 굴곡쇄로 이루어진 스페이서를 매개로 하여 액정성을 부여하는 메소겐 기가 결합된 측쇄형 액정성 고분자, 주쇄 및 측쇄 양쪽에 메소겐을 보유하는 분자구조의 액정성 고분자가 본 발명에는 바람직하다.
또한, 트위스트 네마틱 배향을 형성하는 액정성 조성물은 트위스트 네마틱 배향을 유도하기 위해, 당해 조성물 중에 키랄제를 첨가하거나, 적어도 1종의 키랄 구조 단위를 보유하는 각종 액정물질 또는 비액정물질을 배합한 액정성 조성물인 것이 특히 바람직하다.
키랄 구조 단위로는 예컨대 광학활성인 2-메틸-1,4-부탄디올, 2,4-펜탄디올, 1,2-프로판디올, 2-클로로-1,4-부탄디올, 2-플루오로-1,4-부탄디올, 2-브로모-1,4-부탄디올, 2-에틸-1,4-부탄디올, 2-프로필-1,4-부탄디올, 3-메틸헥산디올, 3-메틸아디핀산, 나프록센 유도체, 캠퍼산, 비나프톨, 멘톨 등으로부터 유도되는 구조 단위, 또는 콜레스테릴기 함유 구조 단위 또는 이들의 유도체(예컨대, 디아세톡시 화합물 등의 유도체)로부터 유도되는 단위를 이용할 수 있다. 상기 구조 단위는 R체, S체 중 어떠한 것이어도 좋고, R체 및 S체의 혼합물이어도 좋다. 또한, 이러한 구조단위는 절대적으로 예시이며 본 발명은 이들에 의해 제한될 어떠한 이유도 없다.
또한, 올리고머 또는 저분자 액정이어도, 가교성 기의 도입 또는 적절한 가교제의 배합에 의해 액정상태이거나, 또는 액정전이온도 이하로 냉각하여 배향 고정화한 상태에서 열가교 또는 광가교 등의 수단으로 고분자화할 수 있는 것도 액정성 고분자에 포함된다. 또한, 디스코틱 액정화합물이어도 문제없이 사용할 수 있다. 액정성 고분자는 통상 광학적으로 양 또는 음의 일축성을 나타내는 것이 이용된다. 이들의 광학 특성은 광학이방소자에 요구되는 기능에 따라 적절히 선택되지만, 트위스트 네마틱 배향된 고분자 액정층의 경우에는 양의 일축성을 나타내는 액정성 고분자가 바람직하게 이용된다.
저분자 액정으로는 쉬프염기계, 비페닐계, 터페닐계, 에스테르계, 티오에스테르계, 스틸벤계, 토란계, 아족시계, 아조계, 페닐사이클로헥산계, 피리미딘계, 사이클로헥실사이클로헥산계, 트리메틴산계, 트리페닐렌계, 트루쿠센계, 프탈로시아닌계, 포피린계 분자 골격을 보유하는 저분자 액정 화합물, 또는 이들 화합물의 혼합물 등이 있다. 또한, 상기 각종 액정화합물로 구성된 액정성 조성물이 비닐 기, (메타)아크릴로일 기, 에폭시 기, 옥세타닐 기 등의 중합성 기를 함유하는 경우에는 각각의 중합성 기에 적합하고 본 발명의 목적을 저해하지 않도록 각종 반응개시제, 예컨대 각종 라디칼 개시제 또는 양이온 발생제를 첨가하는 것이 바람직하다.
액정성 조성물의 Tg는 배향고정화 후의 배향 안정성에 영향을 미치지 않기 위해 실온 이상인 것이 바람직하고, 50℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다. Tg는 액정성 조성물에 이용되는 액정성 고분자 또는 저분자 액정, 키랄제 또는 필요에 따라 각종 화합물 등에 의해 조정할 수 있지만, 전술한 바와 같은 가교 수단을 이용해도 좋다.
전술한 필요에 따라 첨가되는 각종 화합물로는, 본 발명에 사용되는 액정성 조성물의 배향을 저해하지 않고, 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 화합물이면 좋고, 액정성 조성물 층의 형성을 균일하게 형성하도록 하기 위한 평활제, 계면활성제, 안정제를 예로 들 수 있다.
이어서 배향 기판에 대해 설명한다.
배향 기판으로는 예컨대 폴리이미드, 에폭시 수지, 페놀 수지 등의 열경화성 수지, 폴리아미드; 폴리에테르이미드; 폴리에테르케톤; 폴리에테르에테르케톤(PEEK); 폴리케톤; 폴리에테르설폰; 폴리페닐렌설파이드; 폴리페닐렌옥사이드; 폴리에틸렌테레프탈레이트; 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르; 폴리아세탈; 폴리카보네이트; 폴리(메타) 아크릴레이트; 폴리비닐알콜 등의 열가소성 수지로 예시되는 고분자 필름을 사용할 수 있다. 또한, 고분자 필름의 표면에 액정성 조성물의 배향을 제어하기 위해 폴리비닐알콜 또는 폴리이미드 유도체 등의 수지로 이루어진 유기 박막을 형성해도 좋다. 상기 고분자 필름은 러빙 처리 등의 배향 처리가 실시되어 배향 기판으로 공급된다.
전술한 바와 같이, 배향 기판 위에 액정성 조성물을 배향시키기 위해서는 통상 러빙 처리를 실시한다. 러빙 처리는 세장형 배향 기판의 MD 방향에 대해 소정의 임의의 각도로 수행할 수 있다. MD 방향에 대한 러빙 방향의 각도는 광학이방소자의 기능에 따라 적절히 설정되지만, 색 보상판으로의 기능이 요구되는 경우에는 통상 MD 방향에 대해 경사 방향으로 러빙 처리된 것이 바람직하다. 경사 방향의 각도로는 -45도 내지 +45도 범위가 바람직하다.
러빙 처리는 임의의 방법으로 수행할 수 있지만, 예컨대 세장형 필름을 MD 방향으로 이송하는 스테이지 상에, 세장형 필름의 MD 방향에 대해 임의의 각도로 러빙 로울을 배치하고, 이 필름을 MD 방향으로 이송하면서 당해 러빙 로울을 회전시켜, 당해 필름 표면을 러빙 처리한다. 러빙 로울과 스테이지의 이동 방향이 구성하는 각도는 자유자재로 조정할 수 있는 기구이고, 러빙 로울의 표면에는 적당한 러빙포 소재가 부착되어 있다.
액정성 조성물을 배향 기판의 러빙 처리면에 전개하여 액정성 조성물의 층을 형성하는 방법으로는, 예컨대 액정성 조성물을 적당한 용제에 용해하여 도포·건조하는 방법, 또는 T 다이 등으로 직접 액정성 조성물을 용융 압출하는 방법 등이 있다. 막 두께의 균일성 등의 관점에서는 용액 도포하여 건조하는 방법이 적당하다. 액정성 조성물의 용액 도포방법으로는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 다이 코팅법, 슬롯 다이 코팅법, 슬라이드 다이 코팅법, 로울 코팅법, 바 코팅법, 침지 인상법 등을 채용할 수 있다.
도포 후, 적당한 건조 방법에 의해 용제를 제거한 후, 소정의 온도로 소정 시간 가열하여 액정성 조성물을 트위스트 네마틱 배향 또는 하이브리드 네마틱 배향시킨 후, Tg 이하로 냉각하거나 또는 이용된 액정성 조성물에 적당한 방법, 예컨대 광조사 및/또는 가열처리로 반응(경화)을 수행하여 상기 배향을 고정화함으로써 배향 구조가 고정화된 액정성 조성물 층을 형성할 수 있다.
또, 배향 구조가 고정화되어 있는 이란, 사용 조건 하에서 배향 구조가 흐트러지지 않고 유지되어 있는 것을 의미한다. 마찬가지로 배향 상태는 액정 셀에서도 작제할 수 있지만, 배향구조를 고정화함으로써, 액정 셀에서 유리 등의 기판이 불필요해져, 경량화, 박막화, 취급성의 향상 등이 달성될 수 있다.
광조사 방법으로는 이용한 반응개시제의 흡수 파장 영역에 스펙트럼을 보유하는 것과 같은 금속할라이드 램프, 고압수은등, 저압수은등, 크세논램프, 아크램프, 레이저 등의 광원으로부터의 광을 조사한다. 1평방센티미터당 조사량으로는, 적산조사량으로서 통상 1 내지 2000mJ, 바람직하게는 10 내지 1000mJ의 범위이다. 단, 반응개시제의 흡수 영역과 광원의 스펙트럼이 현저하게 다른 경우, 또는 액정성 조성물을 구성하는 각종 화합물 등에 광원 파장의 흡수능이 있는 경우 등은 이러한 한계가 없다. 이러한 경우에는 적당한 광 증감제, 또는 흡수파장이 상이한 2종 이상의 반응개시제를 혼합하여 이용하는 등의 방법을 채용할 수 있다.
광 조사 시의 온도는 상기 액정성 조성물이 액정상을 취하는 온도 범위가 바람직하고, 경화 효과를 충분히 올리기 위해서는 상기 액정성 조성물의 Tg 이상의 온도에서 광조사를 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 타원편광판에 사용되는 광학이방소자는, 트위스트 네마틱 배향 또는 하이브리드 네마틱 배향의 액정 배향 구조가 고정화된 액정층을 포함한다.
트위스트 네마틱 배향 액정층은 광학이방축을 보유하고, 또 그 한쪽 면부터 다른쪽 면에 걸쳐 광학이방축이 꼬인 구조를 보유하는 트위스트 네마틱 배향 구조를 고정화한 층을 의미한다. 따라서, 트위스트 네마틱 배향 액정층으로 구성된 광학이방소자는 광학적으로 이방성을 가진 층을 그 광학이방축이 연속적으로 트위스트하도록 다층 중합한 것과 동등한 특성을 보유하고, 통상의 TN(트위스트 네마틱) 액정 셀 또는 STN(슈퍼트위스트 네마틱) 액정 셀 등과 마찬가지로, 리타데이션(= △nd: 복굴절 △n과 두께 d의 곱으로 표시되는 값)과 꼬임각을 보유하고 있다. 또한, 이 광학이방소자로는 온도 환경이 변화하면 리타데이션이 변화하고, 본래 온도로 돌아가면, 리타데이션도 원래대로 복원된다고 하는 온도보상형인 것도 바람직하게 사용될 수 있다.
트위스트 네마틱 배향 액정층의 복굴절 △n과 두께 d(nm)의 곱(△n·d) 및 꼬임각은 사용되는 용도가 액정표시장치이거나, 또는 전장발광 표시장치여도 좋지만, 파장 550nm의 광에 대해 △n·d가 50nm 이상 1500nm 이하, 꼬임각이 5도 이상 400도 이하인 것이 광학 특성의 관점에서 바람직하다.
또한, 트위스트 네마틱 배향 액정층의 막두께는 광학이방소자의 기능이 발휘되는 범위이면 특별히 한정되지 않고, 약 0.05㎛ 내지 50㎛, 바람직하게는 약 0.1 내지 30㎛가 적당하다.
또한, 예컨대 액정표시장치로서 STN-LCD 방식인 것을 사용한 경우, 트위스트 네마틱 배향 액정층의 △n·d 및 꼬임각은 사용하는 액정 셀의 리타데이션과 꼬임각에도 의존적이기 때문에, 일률적으로 말할 수 없지만, 각각 400nm 이상 1200nm 이하, 120도 이상 300도 이하인 것이 바람직하고, 500nm 이상 1000nm 이하, 160도 이상 260도 이하인 것이 더욱 바람직하며, 600nm 이상 850nm 이하, 170도 이상 250도 이하인 것이 특히 바람직하다. 또한, 트위스트 네마틱 배향 액정층의 꼬임 방향은 액정셀의 꼬임 방향과 반대인 것이 바람직하다.
또한, 예컨대 액정표시장치 또는 전장발광 표시장치의 반사 방지막으로서 사용하는 경우, 양호한 원편광 특성을 보유한다고 하는 점에서, 파장 550nm의 광에 대한 트위스트 네마틱 배향액정층 △n·d가 140nm 이상 300nm 이하, 또한 꼬임각이 30도 이상 85도 이하인 것이 바람직하고, 게다가 (1) 155nm 이상 175nm 이하, 40도 이상 50도 이하, (2) 176nm 이상 216nm 이하, 58도 이상 70도 이하, (3) 230nm 이상 270nm 이하, 70도 이상 80도 이하 중에서 어느 한 조건을 만족시키는 것이 특히 바람직하다. 또한, 꼬임의 방향에는 2종류가 있지만, 우향 꼬임 또는 좌향 꼬임이어도 상관없다.
하이브리드 네마틱 배향액정층은 액정성 조성물이 액정 상태에서 형성한 평균 경사각이 5°내지 45°인 하이브리드 네마틱 배향 구조를 고정화한 하이브리드 네마틱 배향 액정층을 적어도 포함하는 층이다.
여기서, 본 발명에서 말하는 하이브리드 네마틱 배향이란, 액정분자가 하이브리드 네마틱 배향되어 있고, 이 때의 액정분자의 다이렉터와 액정층 평면이 구성하는 각이 당해 층의 상면과 하면에서 다른 배향 형태를 말한다. 따라서, 상면 계면 근방과 하면 계면 근방에서 당해 다이렉터와 당해 층 평면이 구성하는 각도가 상이하다고 하는 점에서, 당해 층의 상면과 하면 사이에는 당해 각도가 연속적으로 변화한다고 말할 수 있다.
또한, 하이브리드 네마틱 배향 상태를 고정화한 하이브리드 네마틱 배향 액정층은 액정 분자의 다이렉터가 당해 층의 막 두께방향 전체에서 상이한 각도를 향하고 있다. 따라서, 당해 층은 층이라는 구조체로서 본 경우, 이미 광축은 존재하지 않는다.
또한, 본 발명에서 말하는 평균 경사각이란, 하이브리드 네마틱 배향 액정층의 막 두께 방향에서 액정분자의 다이렉터와 하이브리드 네마틱 배향 액정층 평면이 구성하는 각도의 평균값을 의미하는 것이다. 본 발명에서 제공되는 하이브리드 네마틱 배향 액정층은 당해 층의 한쪽 계면 부근에서는 다이렉터와 층 평면이 구성하는 각도가 절대값으로서 통상 25 내지 90도, 바람직하게는 35 내지 85도, 더욱 바람직하게는 45 내지 80도의 각도를 이루고 있고, 당해 면의 반대에서는 절대값으로서 통상 0 내지 20도, 바람직하게는 0 내지 10도의 각도를 이루고 있어, 그 평균 경사각은 절대값으로서 통상 5 내지 45도, 바람직하게는 15 내지 43도, 더욱 바람직하게는 25 내지 40도이다. 평균 경사각이 상기 범위에서 벗어난 경우에는 경사 방향에서 보는 경우에 콘트라스트 저하 등의 우려가 있어 바람직하지 않다. 또한, 평균 경사각은 결정회전법을 응용하여 구할 수 있다.
또한, 하이브리드 네마틱 배향 액정층이, 액정표시장치에 대해 더욱 바람직한 시야각 개량 효과를 발현하기 위한 당해 액정층의 막 두께는, 대상으로 하는 액정표시소자의 방식이나 여러 광학 파라미터에 의존하기 때문에 일률적으로 말할 수 없지만, 통상 0.1㎛ 내지 10㎛, 바람직하게는 0.2㎛ 내지 5㎛, 특히 바람직하게는 0.4㎛ 내지 4㎛ 범위이다. 막 두께가 0.1㎛ 미만인 때는 보상 효과가 충분히 수득되지 않을 우려가 있다. 또한, 막 두께가 10㎛를 초과하면 액정표시장치의 표시가 불필요하게 착색될 우려가 있다.
또한, 하이브리드 네마틱 배향 액정층의 법선 방향에서 본 경우의 면내 겉보기 위상차값으로는, 당해 액정층에서는 다이렉터에 평행한 방향의 굴절률(이하, ne라 한다)과 수직인 방향의 굴절률(이하, no라 한다)이 상이해져 있어, ne로부터 no를 뺀 값을 겉보기 상의 복굴절률(△n=ne-no)로 한 경우, 겉보기 상의 위상차값은 겉보기 상의 복굴절률과 절대 막 두께의 곱(△n·d)으로 제공하면 된다. 이 값은, 엘립소미터 등의 편광광학측정에 의해 용이하게 구할 수 있다. 하이브리드 네마틱 배향 액정층의 △n·d는 파장 550nm에서의 단색광에 대해 통상 10nm 내지 400nm, 바람직하게는 30nm 내지 200nm, 특히 바람직하게는 50nm 내지 150nm 범위이다. △n·d가 10nm 미만인 때는 시야각 확대효과가 충분히 수득되지 않을 우려가 있다. 또한, 400nm보다 큰 경우에는 경사 방향에서 볼 때에 액정표시장치에 불필요한 착색이 발생할 우려가 있다.
본 발명의 액정표시장치에서 하이브리드 네마틱 배향 액정층의 구체적인 배치 조건에 대해서 설명하지만, 더욱 구체적인 배치 조건을 설명하는 경우마다, 도 1 내지 3을 이용하여 하이브리드 네마틱 배향 액정층의 상하, 이 액정층의 경사 방향 및 액정 셀 층이 선경사 방향을 각각 이하에 정의한다.
먼저, 하이브리드 네마틱 배향 액정층으로 이루어진 광학이방소자의 상하를, 당해 광학이방소자를 구성하는 하이브리드 네마틱 계면 부근에서 액정분자 다이렉터와 당해 액정층 평면이 구성하는 각도에 따라 각각 정의하면, 액정 분자의 다이렉터와 상기 액정층 평면이 구성하는 각도가 예각측으로 25 내지 90도의 각도를 구성하고 있는 면을 b면으로 하고, 당해 각도가 예각측으로 0 내지 20도의 각도를 구성하고 있는 면을 c면으로 한다.
이 광학이방소자의 b면으로부터 액정층을 통해 c면을 본 경우, 액정분자 다이렉터와 다이렉터의 c면에의 투영 성분이 구성하는 각도가 예각이 되는 방향이고, 또 투영 성분과 평행한 방향을 하이브리드 네마틱 배향 액정층의 경사 방향으로 정의한다(도 1 및 도 2).
다음으로, 통상 액정 셀 층의 셀 계면에서 구동용 저분자 액정은 셀 계면에 대해 평행이 아닌 어떤 각도를 갖는 경향이 있고, 일반적으로 이 각도를 선경사 각이라고 하지만, 셀 계면의 액정 분자의 다이렉터와 다이렉터의 계면에의 투영 성분이 구성하는 각도가 예각인 방향이고, 또 다이렉터의 투영 성분과 평행한 방향을 액정 셀 층의 선경사 방향이라 정의한다(도 3).
다음으로, 본 발명에 사용되는 접착제층 또는 투광성 오버코트층에 대해 설명한다.
트위스트 네마틱 배향 또는 하이브리드 네마틱 배향된 액정층 또는 편광소자 위에 배치되는 접착제층 또는 오버코트 층을 형성하는 재료로는, 트위스트 네마틱 배향 액정층 또는 하이브리드 네마틱 배향 액정층 및 편광소자, 게다가 투광성 보호 필름 등에 대해 충분한 접착력을 보유하고, 상기 각 재료의 광학적 특성을 손상시키지 않는 것이면 특별한 제한은 없고, 예컨대 아크릴 수지계, 메타크릴 수지계, 에폭시 수지계, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체계, 고무계, 우레탄계, 폴리비닐에테르계 및 이들의 혼합물계, 열경화형 및/또는 광경화형, 전자선 경화형 등의 각종 반응성인 것을 예로 들 수 있다. 이들의 접착제층은 액정층을 보호하는 투명 보호층(오버코트층)의 기능을 겸비한 것도 포함한다. 또한, 상기 접착제로서 점착제를 이용할 수도 있다.
상기 반응성인 것의 반응(경화) 조건은 접착제를 구성하는 성분, 점도 또는 반응 온도 등의 조건에 따라 변화하기 때문에, 각각 적당한 조건을 선택하여 수행하면 좋다. 예컨대, 광경화형인 경우는, 바람직하게는 각종 공지의 광개시제를 첨가하고, 금속할라이드램프, 고압수은등, 저압수은등, 크세논램프, 아크램프, 레이저, 싱크로트론 방사광원 등의 광원 유래의 광을 조사하여, 반응을 수행시키면 좋다. 단위면적(1평방센티미터)당 조사량으로는, 적산조사량으로서 통상 1 내지 2000mJ, 바람직하게는 10 내지 1000mJ 범위이다. 단, 광개시제의 흡수영역과 광원의 스펙트럼이 현저하게 상이한 경우, 또는 반응성인 화합물 자체에 광원파장의 흡수능이 있는 경우 등은 이러한 한계가 없다. 이들 경우에는, 적당한 광증감제, 또는 흡수파장이 상이한 2종 이상의 광 개시제를 혼합하여 이용하는 등의 방법을 채용할 수 있다. 전자선 경화형의 경우에 가속전압은 통상 10kV 내지 200kV, 바람직하게는 50kV 내지 100kV이다.
접착제 층 및 오버코트 층의 두께는 전술한 바와 같이 접착제를 구성하는 성분, 접착제의 강도 또는 사용 온도 등에 따라 달라지지만, 통상 1 내지 30㎛, 더욱 바람직하게는 3 내지 10㎛이다. 이 범위외에서는 접착 강도가 부족하거나, 단부로부터의 삼출 등이 일어나서 바람직하지 않다.
또한, 이들 접착제는 그 특성을 손상시키지 않는 범위에서, 광학 특성의 제어 또는 기판의 박리성 또는 침식성을 제어하는 것을 목적으로 하여, 각종 미립자 등이나 표면개질제를 첨가할 수도 있다.
상기 미립자로는, 접착제를 구성하는 화합물과 굴절률이 다른 미립자, 투명성을 손상시킴이 없이 대전방지성능 향상을 위한 도전성 미립자, 내마모성 향상을 위한 미립자 등을 예로 들 수 있고, 더욱 구체적으로는 미세 실리카, 미세 알루미나, ITO(인듐주석산화물) 미립자, 은미립자, 각종 합성수지 미립자 등을 예로 들 수 있다.
또한, 상기 표면개질제로는, 접착제와의 상용성이 좋고 접착제의 경화성 또는 경화 후의 광학성능에 영향을 미치지 않는 한, 특별히 한정되지 않고, 이온성, 비이온성의 수용성 계면활성제, 유용성 계면활성제, 고분자 계면활성제, 불소계 계면활성제, 실리콘 등의 유기금속계 계면활성제, 반응성 계면활성제 등을 사용할 수 있다. 특히, 퍼플루오로알킬 화합물, 퍼플루오로폴리에테르 화합물 등의 불소계 계면활성제, 또는 실리콘 등의 유기금속계 계면활성제는 표면개질효과가 크기 때문에 특히 바람직하다. 표면개질제의 첨가량은 접착제에 대해 0.01 내지 10질량%의 범위가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 5질량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 3질량%이다. 첨가량이 이 범위보다도 지나치게 적으면, 첨가효과가 불충분해지고, 한편 지나치게 많으면 접착강도가 너무 떨어지는 등의 폐해가 발생할 우려가 있다. 또, 표면개질제는 단독으로 이용해도 좋고, 필요에 따라 복수 종류를 병용해도 좋다.
더욱이, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 산화방지제, 자외선흡수제 등의 각종 첨가제를 배합하여도 좋다.
본 발명에서 사용할 수 있는 편광소자는 특별히 제한되지 않고, 각종의 편광소자를 사용할 수 있다. 편광소자로는 예를 들어 폴리비닐알콜계 필름, 부분 폴리머화 폴리비닐알콜계 필름, 에틸렌·아세틸렌비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드 또는 이색성 염료 등의 이색성 물질을 흡착시킨 것, 폴리염화비닐의 탈염산처리물 등의 폴리엔계 배향 필름 등이 있다. 이들 중에서도 폴리비닐알콜계 필름을 연신시키고 이색성 재료(요오드, 염료)를 흡착·배향시킨 것이 바람직하게 이용된다. 편광소자의 두께도 특별히 제한되지 않지만, 5 내지 50㎛ 정도가 일반적이다.
폴리비닐알콜계 필름을 요오드로 염색하여 일축 연신한 편광소자는, 예컨대 폴리비닐알콜을 요오드의 수용액에 침지함으로써 염색하고, 원 길이의 3 내지 7배로 연신함으로써 작제할 수 있다. 필요에 따라 붕산 또는 요오드화 칼륨 등의 수용액에 침지할 수도 있다. 더욱이, 필요에 따라 염색 전에 알콜계 필름을 물에 침지하여 수세하여도 좋다. 폴리비닐알콜계 필름을 수세함으로써 폴리비닐알콜계 필름 표면의 오염이나 블로킹방지제를 세정할 수 있을 뿐만 아니라, 폴리비닐알콜계 필름을 팽윤시켜 염색 얼룩 등의 불균일을 방지하는 효과도 있다. 연신은 요오드로 염색한 후에 수행해도 좋고, 염색하면서 연신해도 좋고, 또한 연신한 후 요오드로 염색해도 좋다. 붕산 또는 요오드화 칼륨 등의 수용액 중 중이나 수조 중에서도 연신할 수 있다.
편광소자의 한쪽 면에 배치되는 투광성 보호 필름으로는, 광학적으로 등방인 필름이 바람직하고, 예컨대 후지택(후지 포토 필름 가부시키가이샤 제품) 및 코니카택(코니카 가부시키가이샤 제품) 등의 트리아세틸 셀룰로스(TAC) 필름; 아톤 필름(JSR 가부시키가이샤 제품), 제오노아 필름, 제오넥스 필름(니폰 제온 가부시키가이샤 제품) 등의 사이클로올레핀계 폴리머, TPX 필름(미츠이 가가쿠 가부시키가이샤 제품), 아크리프렌 필름(미츠비시 레이온 가부시키가이샤 제품) 등이 있지만, 타원편광판으로 한 경우의 평면성, 내열성 또는 내습성 등때문에 트리아세틸셀룰로스, 사이클로올레핀계 폴리머가 바람직하다. 투광성 보호 필름의 두께는 일반적으로는 1 내지 100㎛가 바람직하고, 특히 5 내지 50㎛로 하는 것이 바람직하다.
투광성 보호 필름으로는, 표면에 하드코트 층 또는 반사방지처리, 스틱킹 방지, 광확산 내지 안티글레어를 목적으로 한 처리를 실시한 것을 이용할 수도 있다.
하드코트 처리는 편광판 표면의 손상방지 등을 목적으로 실시하는 것으로서, 예컨대 아크릴계, 실리콘계 등의 적당한 자외선 경화형 수지에 의한 경도 또는 미끄러짐 특성 등이 우수한 경화 피막을 당해 보호필름의 표면에 부가하는 방식 등으로 형성시킬 수 있다. 반사방지처리는 편광판 표면에서 외광의 반사방지를 목적으로 실시되는 것이고, 종래와 같이 반사 방지막 등의 형성으로 달성할 수 있다. 또한, 스틱킹 방지처리는 인접 층과 밀착 방지를 목적으로 실시한다.
또한, 안티글레어 처리는 편광판의 표면에서 외광이 반사하여 편광판 투과광의 가시성을 저해하는 것의 방지 등을 목적으로 실시하는 것이고, 예컨대 샌드블라스트 방식 또는 엠보스가공 방식에 의한 조면화 방식 또는 투명미립자의 배합방식 등의 적절한 방식으로 보호필름의 표면에 미세 요철구조를 부여함으로써 형성시킬 수 있다. 상기 표면 미세 요철 구조의 형성 시에 함유되는 미립자로는, 예컨대 평균 입경이 0.5 내지 50㎛의 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화은, 산화인듐, 산화카드뮴, 산화안티몬 등을 포함하는 도전성인 것도 있는 무기계 미립자, 가교 또는 미가교 폴리머 등을 포함하는 유기계 미립자 등의 투명미립자가 이용될 수 있다. 표면 미세요철구조를 형성하는 경우, 미립자의 사용량은 표면 미세요철구조를 형성하는 투명수지 100중량부에 대해 일반적으로 2 내지 50중량부 정도이고, 5 내지 25중량부가 바람직하다. 안티글레어 층은 편광판 투과광을 확산시켜 시각 등을 확대하기 위한 광확산층(시각확대기능 등)을 겸비한 것이어도 좋다.
또, 반사방지층, 스틱킹방지층, 광확산층, 안티글레어층 등은, 투광성 보호필름 그 자체에 배치할 수 있을 뿐만 아니라, 별도 광학층으로서 투광성 보호 필름과는 별도의 것으로 배치할 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 타원편광판의 제조방법에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명에서 수득되는 타원편광판의 층 구성은 도 4, 도 5에 도시된 바와 같이 다음 2가지 중에서 선택된다.
(1) 투광성 보호 필름/접착제층 1/편광소자/접착제층 2/광학이방소자
(2) 투광성 보호 필름/접착제층 1/편광소자/광학이방소자
타원편광판의 제조방법으로는 특별히 한정되지 않지만, 일 예로서 다음과 같은 방법으로 제조할 수 있다.
먼저, 구성 (I)의 제조방법에 대해 설명한다.
구성 (I)은
(1) 투광성 보호필름을, 접착제층 1을 매개로 하여 편광소자와 접착시켜, 투광성 보호 필름/접착제층 1/편광소자로 이루어진 적층체 (A)를 수득하는 제1 공정,
(2) 러빙 처리를 실시한 배향 기판 위에, 적어도 양의 일축성을 나타내는 액정성 조성물로 이루어진 층을 형성하고, 이 층을 트위스트 네마틱 배향 또는 하이브리드 네마틱 배향시킨 후, 이 배향을 고정화한 광학이방소자를 형성하여 배향 기판/광학이방소자로 이루어진 적층체 (B)를 수득하는 제2 공정,
(3) 상기 적층체 (B)의 광학이방소자 측을 접착제층 2를 매개로 하여 상기 적층체 (A)의 편광소자 측과 접착시킨 후, 배향 기판을 박리하여 광학이방소자를 상기 적층체 (A)로 전사시켜, 투광성 보호 필름/접착제층 1/편광소자/접착제층 2/광학이방소자로 구성된 타원편광판을 수득하는 제3 공정
의 각 공정을 적어도 경유하는 것을 특징으로 한다.
이하, 제1 공정부터 제3 공정까지의 제조방법에 대해서 순서대로 설명한다.
먼저, 제1 공정인 적층체 (A)의 제조방법에 대해 설명한다.
편광소자 위에, 접착제층 1을 형성하고 접착제층 1을 매개로 하여 투광성 보호 필름과 편광소자를 밀착시킨 후, 필요에 따라 접착제층을 반응(경화)시킨다. 이렇게 하여 투광성 보호 필름 위에 접착제층 1을 매개로 하여 접착시킨 적층체 (A)를 수득할 수 있다.
이어서, 제2 공정인 적층체 (B)의 제조방법에 대해 설명한다.
배향 기판 위에 포 등으로 러빙 처리를 실시한 후, 적어도 양의 일축성을 나타내는 액정성 조성물의 도막을 적절한 방법으로 형성시키고, 필요에 따라 용매 등을 제거하여, 가열 등에 의해 액정성 조성물의 트위스트 네마틱 배향 또는 하이브리드 네마틱 배향을 완성시키고, 이용한 액정성 조성물에 적합한 수단에 따라 액정성 조성물의 배향을 고정화한다. 이렇게 하여 배향 기판 위에 트위스트 네마틱 배향 또는 하이브리드 네마틱 배향을 고정화한 액정층을 보유하는 적층체 (B)를 수득할 수 있다.
이어서, 제3 공정의 제조방법에 대해 설명한다.
상기 적층체 (B)의 트위스트 네마틱 배향 또는 하이브리드 네마틱 배향 액정층(광학이방소자) 측을 접착제층 2를 매개로 하여 상기 적층체 (A)의 편광소자 측과 밀착시킨 후, 필요에 따라 접착제층을 반응(경화)시킨 후, 배향 기판을 박리하여 광학이방소자를 상기 적층체 (A)로 전사시킨다.
이렇게 하여 투광성 보호 필름/접착제층 1/편광소자/접착제층 2/광학이방소자를 포함하는 본 발명의 타원편광판을 수득할 수 있다.
또한, 적층체 (B)의 트위스트 네마틱 배향 또는 하이브리드 네마틱 배향 액정층의 적층체 (A)로의 전사 시에, 필요에 따라 당해 액정층을 배향 기판과 다른 별도의 기판으로 전사시킨 후, 적층체 (A)로 재전사시켜도 좋다.
수득되는 타원편광판의 광학이방소자 층의 표면 보호를 위해, 투광성 오버코트 층을 배치하거나, 일시적인 표면 보호 필름을 접합시켜도 좋다. 여기서, 투광성 오버코트로는 전술한 접착제 중에서 선택할 수도 있다.
이어서, 구성 (II)의 제조방법에 대해서 설명한다.
구성 (II)는
(1) 투광성 보호 필름을 접착제층 1을 매개로 하여 편광소자와 접착시켜 투광성 보호 필름/접착제층 1/편광소자로 구성된 적층체 (A)를 수득하는 제1 공정,
(2) 상기 적층체 (A)의 편광소자 위에 러빙 처리를 실시하고, 적어도 양의 일축성을 나타내는 액정성 조성물로 구성된 층을 형성시키고, 이 층을 트위스트 네마틱 배향 또는 하이브리드 네마틱 배향시킨 후, 당해 배향을 고정화한 광학이방소자를 형성시켜, 투광성 보호 필름/접착제층 1/편광소자/광학이방소자로 구성된 타원편광판을 수득하는 제2 공정의 각 공정을 적어도 경유하는 것을 특징으로 한다.
이하, 제1 공정부터 제2 공정까지의 제조방법에 대해 순서대로 설명한다.
먼저, 제1 공정인 적층체 (A)의 제조방법은 구성 (I)과 마찬가지이다.
제2 공정의 제조방법에 대해 설명한다.
제1 공정에서 제조된 적층체 (A)의 편광소자 위에 러빙 처리를 실시하고 적어도 양의 일축성을 나타내는 액정성 조성물의 도막을 적절한 방법으로 형성시키고, 필요에 따라 용매 등을 제거하고, 가열 등에 의해 액정성 조성물의 트위스트 네마틱 배향 또는 하이브리드 네마틱 배향을 완성시키고, 이용한 액정성 조성물에 적합한 수단에 의해 액정성 조성물의 배향을 고정화한다. 이렇게 하여 적층체 (A)위에 트위스트 네마틱 또는 하이브리드 네마틱 액정 배향을 고정화한 액정층으로 구성된 광학이방소자를 보유하는 투광성 보호 필름/접착제층 1/편광소자/광학이방소자를 포함하는 타원편광판을 수득할 수 있다.
수득된 타원편광판의 광학이방소자 층의 표면 보호를 위해 투광성 오버코트 층을 배치하거나, 일시적인 표면 보호 필름을 접합시켜도 좋다. 여기서 투광성 오버코트로는 전술한 접착제 중에서 선택할 수도 있다.
또한, 구성 (II)의 제2 공정에서, 편광소자 위에 편광소자의 액정성 조성물에 대한 배향성에 따라, 당해 액정성 조성물을 네마틱 배향하도록 적절한 배향막을 배치한 후에 러빙을 실시하여, 액정성 조성물의 층을 형성시키는 방법도 본 발명에 포함된다(도 6).
또한, 본 발명에는 배향 기판 위의 광학이방소자 층을 점착제층 또는 접착제층을 매개로 하여 반복 적층함으로써, 광학이방소자 층을 복수매 적층하는 것도 가능하다.
상기 적층체 (A)의 제조에 사용되는 투광성 보호 필름 또는 편광소자는 표면처리가 실시되어 있는 것이 바람직하다.
표면처리는 투광성 보호 필름 또는 편광소자에 적절한 방법을 이용하면 좋고, 이러한 방법으로는 비누화 처리, 코로나 방전처리, 화염 처리, 저압 UV 조사, 플라스마 처리 등을 예로 들 수 있다. 더욱 바람직하게는 투광성 보호 필름으로서, 예컨대 트리아세틸셀룰로스를 이용한 경우에는 비누화 처리가, 또한 사이클로올레핀계 폴리머를 이용한 경우에는 코로나 방전처리가 각각 바람직하다. 또한, 편광소자에는 코로나 방전처리가 바람직하다.
상기 비누화 처리는 통상의 방법인 알칼리 수용액에 접촉시킴으로써 수행된다. 알칼리 수용액으로는 수산화칼륨, 수산화나트륨 등이 이용되고, 알칼리 농도로는 약 0.1 내지 10질량%, 바람직하게는 0.5 내지 5질량%, 더욱 바람직하게는 약 1 내지 3질량% 정도의 희석 용액으로 충분하다. 처리 조건으로는 실온에서 1 내지 60분, 바람직하게는 30분 이하, 더욱 바람직하게는 15분 이하의 온화한 조건으로 충분하다. 처리 후에는 충분히 수세하는 것이 필요한 것은 말할 것도 없다.
상기 비누화 처리와 마찬가지로, 코로나 방전처리도 통상의 조건이 좋고, 예컨대 점착제층과 접하는 등방인 기판 면에 실시한다. 처리조건으로는, 사용하는 기판 및 코로나처리장치의 종류에 따라 달라지지만, 예컨대 에너지 밀도가 1 내지 300W·min/㎡인 것이 바람직하다. 코로나 방전처리를 실시함으로써 표면장력은 증대하지만, 40dyn/cm 이상으로 높아져 있는 것이 바람직하다.
점·접착제층의 형성은 상기 액정성 조성물층의 형성과 동일하게 수행해도 좋고, 또한 실리콘 등의 박리용이한 처리를 실시한 적당한 기판 위에 상기 점·접착제층을 형성시킨, 이른바 무담체 점·접착제를 이용해도 좋다. 광학이방소자와 편광소자의 접합은 접합 강도를 향상시켜, 접합 계면에 공기의 잔존으로 인한 기포 발생을 방지하는 등의 목적으로 라미네이터, 로울, 가압기 등을 이용하여 가압 가열 등을 가해도 좋다.
상기 광학이방소자, 편광소자 및 투광성 호보필름은, 접합하는 경우에 세장형 필름 형태로 각각 MD 방향으로 일치시킨 상태에서, 연속적으로 중합시켜 적층할 수 있다.
또한, 이들 3가지는 상기 제조방법 이외에도 편광소자의 양측에 동시에 광학이방소자와 투광성 보호필름을 접합시키거나, 편광소자에 광학이방소자, 투광성 보호필름의 순으로, 또는 투광성 보호필름, 광학이방소자의 순으로 접합시켜도 좋다.
이렇게 하여 수득되는 본 발명의 타원편광판의 총 두께는 이용된 투광성 보호필름, 편광소자, 접착제, 광학이방소자 등의 각 두께에 따라 변화하지만, 150㎛ 이하, 바람직하게는 100㎛ 이하가 좋다. 총 두께가 150㎛를 초과하면 세장형 필름을 로울에 소정 길이를 권선시킬 때, 로울 직경이 너무 커져 종래의 수송용 포장용기에 수납이 곤란해지거나, 종래의 수송용기에 수납할 수 있도록 하면 길이가 짧아져 바람직하지 않다.
또한, 본 발명의 타원편광판에 추가로 적어도 1매의 광학필름이 적층된 타원편광판을 사용해도 좋다.
광학필름으로는 투명성과 균일성이 우수한 것이면 특별히 제한되지 않지만, 고분자 연신필름 또는 액정으로 이루어진 액정성 필름이 바람직하게 사용될 수 있다. 고분자 연신필름으로는, 셀룰로스계, 폴리카보네이트계, 폴리아릴레이트계, 폴리설폰계, 폴리아크릴계, 폴리에테르설폰계, 환상올레핀계 고분자 등으로 이루어진 1축 또는 2축 위상차 필름을 예시할 수 있다. 이 중에서도 폴리카보네이트계 또는 환상올레핀계 고분자가 비용면 및 필름의 균일성면에서 바람직하다.
또한, 여기서 말하는 액정으로 이루어진 액정성 필름이란, 액정을 배향시켜 그 배향 상태에서 생기는 광학이방성을 이용할 수 있는 필름이면 특별히 제한되는 것은 없다. 예컨대 네마틱 액정 또는 디스코틱 액정, 스멕틱 액정 등을 이용한 각종 광학기능성 필름 등과 같이 공지의 것을 사용할 수 있다.
액정성 필름의 분자 배열 구조는, 스멕틱, 네마틱, 트위스트 네마틱, 콜레스테릭 등 중에서 어떠한 분자 배열 구조여도 좋고, 배향 기판 부근 및 공기 계면 부근에서는 각각 호모지니어스 배향 및 호메오트로픽 배향 상태이고, 액정성 고분자의 평균 다이렉터가 필름의 법선방향으로부터 경사져 있는, 소위 하이브리드 배향이어도 좋다.
여기에 예시된 광학 필름은 액정표시장치를 구성할 때마다, 1매만을 사용해도 좋고, 복수매를 사용해도 좋다. 또한, 고분자 연신 필름과 액정성 필름 모두를 사용할 수도 있다.
이하, 본 발명의 타원편광판을 적용하는 액정표시장치에 대해서 설명한다.
본 발명의 액정표시장치는, 상기 타원편광판을 최소한 보유한다. 본 발명의 타원편광판을 액정 셀에 배치하는 경우에는 타원편광판의 광학이방소자 측을 액정셀 측에 배치하는 것이 필요하다.
액정표시장치는 일반적으로 편광판, 액정셀, 및 필요에 따라 위상차 보상판, 반사층, 광확산층, 백라이트, 프론트라이트, 광제어 필름, 도광판, 프리즘 시트 등의 부재로 구성되지만, 본 발명에서는 상기 타원편광판을 사용하는 점을 제외하고는 특별한 제한은 없다. 또한, 상기 타원편광판의 사용위치는 특별한 제한은 없고, 또한 1개소이거나 복수개소여도 좋다.
액정표시장치에 이용되는 편광판은 특별히 제한되지 않고, 전술한 타원편광판에 사용되는 것이면 동일한 편광소자로부터 수득되는 것을 사용할 수 있다.
액정 셀로는 특별한 제한은 없고, 전극을 구비하는 한 쌍의 투명 기판에 액정층을 개재시킨 것 등과 같이 일반적인 액정 셀을 사용할 수 있다.
액정 셀을 구성하는 투명기판으로는, 액정층을 구성하는 액정성을 나타내는 재료를 특정 배향방향으로 배향시킨 것이면 특별한 제한은 없다. 구체적으로, 기판 자체가 액정을 배향시키는 성질을 보유하는 투명기판, 기판 자체는 배향능이 없지만, 여기에 액정을 배향시키는 성질이 있는 배향막 등을 설치한 투명기판 등 중 어느 것이라도 사용할 수 있다. 또한, 액정셀의 전극은 공지의 것을 사용할 수 있다. 통상, 액정층이 접하는 투명 기판의 면 위에 설치할 수 있고, 배향막을 보유하는 기판을 사용하는 경우에는 기판과 배향막 사이에 설치할 수도 있다.
액정층을 형성하는 액정성을 나타내는 재료는 특별히 제한되지 않고, 각종 액정셀을 구성할 수 있는 통상의 각종 저분자 액정물질, 고분자 액정물질 및 이들의 혼합물을 예로 들 수 있다. 또한, 이들에 액정성을 손상시키지 않는 범위에서 색소 또는 키랄제, 비액정성물질 등을 첨가할 수도 있다.
액정셀은, 전극 기판 및 액정 층 외에, 후술하는 각종 방식의 액정셀이 되는데 필요한 각종 구성요소를 구비하고 있어도 좋다.
액정셀의 방식으로는, TN(Twisted Nematic) 방식, STN(Super Twisted Nematic) 방식, ECB(Electrically Controlled Birefringence) 방식, IPS(In-Plane Switching) 방식, VA(Vertical Alignment) 방식, OCB(Optically Compensated Birefringence) 방식, HAN(Hybrid Aligned Nematic) 방식, ASM(Axially Symmetric Aligned Microcell) 방식, 하프톤 그레이 스케일 방식, 도메인 분할방식 또는 강유전성 액정, 반강유전성 액정을 이용한 표시방식 등의 각종 방식을 예로 들 수 있다.
또한, 액정 셀의 구동방식도 특별한 제한은 없고, STN-LCD 등에 이용될 수 있는 패시브 매트릭스 방식, 및 TFT(Thin Film Transistor) 전극, TFD(Thin Film Diode) 전극 등의 능동 전극을 이용하는 액티브 매트릭스 방식, 플라즈마 어드레스 방식 등 중 어떠한 구동 방식이어도 좋다.
본 발명의 타원편광판을 액정표시장치에 적용하는 경우는 관찰자로부터 볼 때, 타원편광판이 액정표시장치의 액정 셀보다도 관찰자측(전방측)에 있거나, 관찰자와 반대측(후방)에 있거나, 당해 액정 셀의 양측에 있어도 좋다.
상기 위상차 보상판으로는, 전술한 본 발명에 사용되는 광학필름으로부터 적절히 선정하여 사용할 수 있고, 1매만을 사용해도 좋고, 복수매 사용해도 좋다. 또한, 고분자 연신 필름과 액정으로 구성된 광학보상 필름의 양쪽을 사용할 수도 있다.
반사층으로는, 특별히 제한되지 않지만, 알루미늄, 은, 금, 크롬, 백금 등의 금속 또는 이들을 포함하는 합금, 산화마그네슘 등의 산화물, 유전체의 다층막, 선택반사를 나타내는 액정 또는 이들의 조합 등을 예로 들 수 있다. 이들 반사층은 평면이어도 좋고 또는 곡면이어도 좋다. 또한, 반사층은 요철 형상 등의 표면 형상에 가공을 실시하여 확산반사성을 갖게 된 것, 액정 셀의 관찰자측과 반대측에 상기 전극 기판 상의 전극을 겸비시킨 것, 반사층의 두께를 박막화하거나, 구멍을 내는 등의 가공을 실시한 것으로, 광을 일부 투과시키게 한 반투과반사층이어도 좋고, 또한 이들을 조합한 것이어도 좋다.
광확산층은, 입사광을 등방적 또는 이방적으로 확산시키는 성질을 가진 것이면 특별한 제한은 없다. 예컨대, 2종 이상의 영역으로 이루어지고, 그 영역 사이에 굴절률 차를 가진 것, 또는 표면형상에 요철을 부여한 것을 예로 들 수 있다. 상기 2종 이상의 영역으로 이루어지고 그 영역 사이에 굴절률 차를 가진 것으로는, 매트릭스 중에 매트릭스와는 상이한 굴절률을 가진 입자를 분산시킨 것을 예로 들 수 있다. 광확산층은 그 자체가 점접착성을 가진 것이어도 좋다.
광확산층의 막 두께는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 통상 10㎛ 이상 500㎛ 이하인 것이 바람직하다.
또한, 광확산층의 총 광선투과율은, 50% 이상인 것이 바람직하고, 특히 70% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 당해 광확산층의 헤이즈값은 통상 10 내지 95%이고, 바람직하게는 40 내지 90%이며, 더욱 바람직하게는 60 내지 90%인 것이 바람직하다.
백라이트, 프론트라이트, 광제어 필름, 도광판, 프리즘 시트로는, 특별히 제한되지 않고, 공지의 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 액정표시장치는 전술한 구성부재 이외에도 다른 구성부재를 부설할 수 있다. 예컨대, 컬러 필터를 본 발명의 액정표시장치에 부설함으로써, 색순도가 높은 멀티컬러 또는 순색 표시를 수행할 수 있는 컬러 액정표시장치를 제작할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 타원편광판을 적용하는 유기 전장발광 표시 장치(유기 EL 표시장치)에 대해서 설명한다.
일반적으로, 유기 EL 표시 장치는 투명 기판 위에 투명 전극과 유기 발광층과 금속 전극을 순서대로 적층하여 발광체(유기 전장발광 발광체)를 형성하고 있다. 여기서, 유기 발광층은, 다양한 유기 박막의 적층체이고, 예컨대 트리페닐아민 유도체 등으로 구성된 정공 주입층과 안트라센 등의 형광성 유기 고체로 구성된 발광층과의 적층체, 또는 이와 같은 발광층과 페닐렌 유도체 등으로 구성된 전자주입층의 적층체, 또는 이들 정공주입층, 발광층 및 전자주입층의 적층체 등과 같이, 여러 조합의 구성이 알려져 있다.
유기 EL 표시장치는 투명 전극과 금속 전극에 전압을 인가함으로써, 유기 발광층에 정공과 전자가 주입되고 이들 정공과 전자의 재결합에 의해 생기는 에너지가 형광물질을 여기시키고, 여기된 형광물질이 기저 상태로 돌아갈 때 광을 방사한다는 원리로 발광한다. 도중에 재결합이라는 메카니즘은 일반 다이오드와 마찬가지로, 이들에서도 예상될 수 있는 것처럼, 전류와 발광 강도는 인가 전압에 대해 정류성을 수반하는 강한 비선형성을 나타낸다.
유기 EL 표시장치에서는 유기발광층에서의 발광을 방출시키기 위해, 적어도 한쪽 전극이 투명하지 않으면 안되고, 통상 인듐주석산화물(ITO) 등의 투명 도전체로 형성된 투명 전극을 양극으로 이용하고 있다. 한편, 전자주입을 용이하게 하여 발광 효율을 높이기 위해, 음극에 임사(任事) 함수가 작은 물질을 이용하는 것이 중요하고, 통상 Mg-Ag, Al-Li 등의 금속 전극을 이용하고 있다.
이와 같은 구성의 유기 EL 표시 장치에서, 유기 발광층은 두께 10nm 정도로 극히 얇은 막으로 형성되어 있다. 이 때문에, 유기 발광층도 투명 전극과 마찬가지로, 광을 거의 완전히 투과한다. 그 결과, 비발광 시에 투명 기판의 표면으로부터 입사해서 투명 전극과 유기 발광층을 투과하여 금속 전극에서 반사한 광이, 다시 투명 기판의 표면측으로 방출하기 때문에, 외부에서 볼 때 유기 EL 표시 장치의 표시면이 거울면처럼 보인다.
전압의 인가에 의해 발광하는 유기 발광층의 표면측에 투명 전극을 구비함과 동시에, 유기 발광층의 이면 측에 금속 전극을 구비하고 있는 유기 전장발광 발광체를 포함하는 유기 EL 표시장치에서, 투명 전극의 표면측에 편광판을 배치하면서 이들 투명 전극과 편광판 사이에 위상차판을 설치할 수 있다.
위상차판 및 편광판은 외부로부터 입사하여 금속 전극에서 반사된 광을 편광하는 작용을 하기 때문에, 그 편광 작용에 의해 금속 전극의 거울면을 외부에서 육안 인식되지 않는다고 하는 효과가 있다. 특히, 위상차판을 1/4 파장판으로 구성하고, 또한 편광판과 위상차판의 편광 방향이 구성하는 각을 π/4로 조정하면, 금속 전극의 거울면을 완전히 차폐시킬 수 있다.
즉, 이 유기 EL 표시장치로 입사하는 외부 광은 편광판에 의해 직선 편광 성분만이 투과한다. 이 직선 편광은 위상차판에 의해 보통 타원편광으로 되지만, 특히 위상차판이 1/4 파장판이고, 게다가 편광판과 위상차판의 편광방향이 구성하는 각이 π/4인 때에는 원편광으로 된다.
이 원편광은 투명 기판, 투명 전극, 유기 박막을 투과하고, 금속 전극에서 반사하여, 다시 유기 박막, 투명 전극, 투명 기판을 투과하여 위상차판에서 다시 직선 편광이 된다. 따라서, 이 직선 편광은 편광판의 편광 방향과 직교하고 있기 때문에, 편광판을 투과할 수 없다. 그 결과, 금속 전극의 거울면을 완전히 차폐시킬 수 있다.
본 발명의 타원편광판을 유기 EL 표시 장치에 적용하는 경우에는 상기 기재한 바와 같이, 외부 광의 반사를 방지하기 위해, 관찰자 측에서 볼 때 유기 EL 표시장치의 관찰자측(전방측)에 배치하는 편이 좋다.
[산업상의 이용가능성]
본 발명의 타원편광판은 타원편광판을 구성하는 라미네이트 층의 수의 적고, 고온, 다습 조건 하에서도 계면 박리 또는 기포 발생이 없다고 하는 특징을 갖고 있다. 또한, 편광소자와의 접합 공정에서도 세장형 필름 형태로 접합시킬 수 있기 때문에 접합 공정의 합리화가 이루어져, 산업상 가치가 크다.
이하 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
또, 실시예에서 이용된 각 분석방법은 다음과 같다. 또한, 본 실시예에서 △n·d 등의 광학 파라미터는 특별한 언급이 없는 한 파장 550nm에서의 값이다.
(1) 로그 점도의 측정
우베로데형 점도계를 이용하여 페놀/테트라클로로에탄(60/40 질량비) 혼합 용매 중에서 30℃ 하에서 측정했다.
(2) 현미경관찰
올림푸스 광학사제 BH2 편광편미경으로 액정의 배향 상태를 관찰했다.
(3) 액정조성물 층의 편광 해석 측정
미조지리 고카쿠(주) 사제 엘립소미터(DVA-36VWLD)를 이용했다.
(4) 액정조성물층의 △nd, 꼬임각 측정
오츠카 일렉트로닉스(주) 사제 RETS-100을 사용했다.
(5) 하이브리드 네마틱 배향 액정층의 파라미터 측정
오우지 사이언티픽 인스트루먼츠 (주) 사제 자동복굴절계 KOBRA21ADH를 이용했다.
(6) 막 두께의 측정
슬로안(SLOAN) 사제 SURFACE TEXTURE ANALYSIS SYSTEM Dektak 3030ST를 이용했다. 또한, 간섭파측정(일본분광(주)제, 자외·가시·근적외분광광도계 V-570)과 굴절률 데이터로부터 막 두께를 구하는 방법도 병용했다.
<실시예 1>
(1) 적층체 A의 작제
TAC 필름(40㎛, 후지 포토 필름 사제)을 실온에서 2질량%의 수산화칼륨 수용액 중에 5분간 침지하여 비누화 처리를 수행하고, 유수 중에서 세정한 후 건조했다. 연신된 폴리비닐알콜에 요오드를 흡착시킨 편광소자의 한쪽 면에, 접착제층 1로서 아크릴계 접착제를 이용하여, 비누화된 TAC 필름을 접합시켜 적층체 A를 작제했다. 총 막 두께는 65㎛이고, 통상적인 것(105㎛)보다 얇았다.
(액정성 조성물 용액 B, 적층체 D의 작제)
테레프탈산 50mmol, 2,6-나프탈렌 디카르복시산 50mmol, 메틸하이드로퀴논디아세테이트 40mmol, 카테콜 디아세테이트 60mmol, 및 N-메틸이미다졸 60mg을 이용하여 질소 분위기 하에, 270℃에서 12시간 중합을 수행했다. 수득된 반응 생성물을 테트라클로로에탄에 용해한 후, 메탄올로 재침전을 수행하여 정제하여, 액정성 폴리에스테르(폴리머 1) 14.7g을 수득했다. 이 액정성 폴리에스테르의 로그 점도는 0.17(dl/g)이고, 액정상으로서 네마틱 상을 갖고, 등방상-액정상 전이온도는 250℃ 이상, 유리전이점은 115℃였다.
다음으로, 비페닐디카르보닐클로라이드 90mmol, 테레프탈로일클로라이드 10mmol, S-2-메틸-1,4-부탄디올 105mmol을 디클로로메탄 중에서 실온 하에 20시간 반응시켜 반응액을 메탄올 중에 투입하여 재침전시킴으로써 액정성 폴리에스테르(폴리머 2) 12.0g을 수득했다. 폴리머 2의 로그 점도는 0.12(dl/g)이었다.
19.82g의 폴리머 1과 0.18g의 폴리머 2로 구성된 혼합 폴리머를 포함하는 액정성 조성물 8질량%의 γ-부티로락톤 용액을 조제하여, 액정성 조성물 용액 B로 했다.
폭 650mm, 두께 100㎛의 세장형 PEEK 필름을 이동시키면서, 레이온 포가 부착된 150mmφ 러빙 로울을 비스듬히 설치하고, 고속으로 회전시켜 연속적으로 러빙을 수행하고, 러빙 각도 25°의 배향 기판 필름을 수득했다. 여기서, 러빙 각도는 러빙 면을 위에서 봤을 때 MD 방향으로부터 반시계 회전한 방향의 각도를 의미한다. 액정성 조성물 용액 B를 상기 배향 기판 필름 위에 다이 코팅기를 이용하여 연속적으로 도포 및 건조한 후, 150℃ × 10분간 가열 처리하여 액정성 조성물을 배향시키고, 이어서 실온으로 냉각하여 배향을 고정화하여 액정성 조성물층(광학이방소자)과 PEEK 필름의 적층체 D를 수득했다.
수득된 적층체 D의 액정성 조성물 층의 두께는 4㎛였다.
배향 기판으로 이용한 PEEK 필름은 복굴절이 크기 때문에 적층체 D의 형태로는 액정성 조성물층의 광학 파라미터의 측정이 곤란하여, 트리아세틸셀룰로스(TAC) 필름 위에 다음과 같이 액정성 조성물층을 전사시켰다.
즉, PEEK 필름 위의 액정성 조성물층 위에 자외선 경화형 접착제를 5㎛ 두께가 되도록 도포하고, TAC 필름(40㎛ 두께, 후지 포토 필름 사제)에 적층시키고, TAC 필름 측으로부터 자외선을 조사하여 접착제를 경화시킨 후, PEEK 필름을 박리하여 액정성 조성물층/접착제층/TAC 필름으로 구성된 적층체를 수득했다. 수득된 적층체를 오츠카 일렉트로닉스 (주) 사제 RETS-100으로 파라미터 측정을 한 결과, 트위스트 네마틱 배향하고 있고 꼬임각은 -240도, △n·d는 800nm였다.
(타원편광판 E의 작제)
적층체 D의 광학이방소자 위에 시판 UV 경화형 접착제(UV-3400, 동아합성(주) 제)를 5㎛ 두께로 접착제층 2로서 도포하고, 이 위에 앞에서 작제한 적층체 A의 편광소자 측을 적층시키고, 약 600mJ의 UV 조사로 상기 접착제층 2를 경화시켰다. 이 후, PEEK 필름/광학이방소자/접착제층 2/편광소자/접착제층 1/TAC 필름이 일체가 된 적층체로부터 PEEK 필름을 박리하여 광학이방소자를 적층체 A 위로 전사시킴으로써, TAC 필름/접착제층 1/편광소자/접착제층 2/광학이방소자로 이루어진 타원편광판 E를 수득했다. 이 타원편광판 E의 총 두께는 75㎛였다.
이 타원편광판 E를 광학검사한 결과, 얼룩이나 상처 등의 손상이 보이지 않았다. 이 타원편광판 E의 광학이방소자 측을 아크릴계 점착제를 매개로 유리판에 접착시키고, 60℃, 90% RH의 항온항습조에 넣어, 500시간 경과 후에 꺼내어 관찰한 결과, 박리나 기포 발생 등의 이상은 전혀 확인되지 않았다.
<실시예 2>
(접착제의 조제)
우레탄계 접착제로서, 주제가 되는 폴리에스테르폴리올 전구폴리머인 동양모돈(주) 제, "EL-436A"(고형분 농도 35질량%의 수용액) 100부에, 이소시아네이트계 경화제인 동양모돈(주) 제, "EL-436B"(유효성분 100% 제품) 30부를 배합하고, 추가로 물을 첨가하여 고형분 농도가 20%가 되도록 희석했다. 한편, 폴리비닐알콜계 접착제로서, (주)구라레 제 카르복시기 변성 폴리비닐알콜 "구라레포발 KL318"(아세트산비닐과 이타콘산나트륨의 몰비 약 98:2인 공중합체의 비누화물, 비누화도 85 내지 90몰%, 분자량 약 85,000) 3% 수용액을 조제했다. 수득되는 우레탄계 접착제와 폴리비닐알콜계 수용액을 질량비 1:1(고형분 질량비로 20:3)로 혼합하여 혼합접착제로 만들었다.
(적층체 F의 작제)
연신된 폴리비닐알콜에 요오드를 흡착시킨 편광소자의 한쪽 면에, 접착제층 1로서 조제한 혼합접착제를 혼합 후 1분 이내에 도포하고, 그 한쪽 면에는 제오노아 필름(막 두께 40㎛, 일본 제온 사제)에 250W·min/㎡의 조건 하에 코로나 처리를 실시하고, 그 코로나 처리 후 30초 이내에 그 코로나 처리면에 접합시켜, 적층체 F를 작제했다. 총 막 두께는 약 65㎛로서, 통상적인 것(105㎛)보다 얇아졌다.
(타원편광판 G의 작제)
실시예 1에서 작제한 적층체 D의 광학이방소자 위에 시판 UV 경화형 접착제(UV-3400, 동아합성(주) 제)를 5㎛ 두께로 접착제층 2로서 도포하고, 이 위에 적층체 F의 편광소자 측을 적층시키고, 약 600mJ의 UV 조사로 상기 접착제층 2를 경화시켰다. 이 후, PEEK 필름/광학이방소자/접착제층 2/편광소자/접착제층 1/제오노아 필름이 일체가 된 적층체로부터 PEEK 필름을 박리하여 광학이방소자를 적층체 F 위로 전사시킴으로써, 제오노아 필름/접착제층 1/편광소자/접착제층 2/광학이방소 자로 이루어진 타원편광판 G를 수득했다. 이 타원편광판 G의 총 두께는 75㎛였다.
이 타원편광판 G를 광학검사한 결과, 얼룩이나 상처 등의 손상이 보이지 않았다. 이 타원편광판 G의 광학이방소자 측을 아크릴계 점착제를 매개로 유리판에 접착시키고, 60℃, 90% RH의 항온항습조에 넣어, 500시간 경과 후에 꺼내어 관찰한 결과, 박리나 기포 발생 등의 이상은 전혀 확인되지 않았다.
<실시예 3>
(타원편광판 H의 작제)
실시예 2에서 작제한 적층체 F의 편광소자 측에 실시예 1에서 합성한 폴리머 1 및 폴리머 2의 혼합 비율을 변화시켜 조제한 액정성 조성물의 용액을 다이코팅기로 연속적으로 도포 및 건조한 후, 150℃ × 10분간 가열처리를 하여 액정조성물을 배향시켰다. 이어서, 실온으로 냉각하여 배향을 고정화하여 제오노아 필름/접착제층 1/편광소자/광학이방소자로 이루어진 타원편광판 H를 수득했다. 이 타원편광판 H의 총 두께는 70㎛였다.
이 광학이방소자 층은 트위스트 네마틱 배향이고, 꼬임각은 -65도, △nd는 190nm였다. 이 타원편광판을 엘립소미터(미조지리 고카쿠(주) 사제 DVA-36VWLD)로 편광 해석한 결과, 파장 550nm에서 타원율이 0.94로서, 양호한 원편광 특성을 가진 원편광판인 것을 확인할 수 있었다.
이 타원편광판 H를 광학 검사한 결과, 얼룩이나 상처 등의 손상이 보이지 않았다. 이 타원편광판 H의 광학이방소자 측을 아크릴계 점착제를 매개로 유리판에 접착시키고, 60℃, 90% RH의 항온항습조에 넣어, 500시간 경과 후에 꺼내어 관찰한 결과, 박리나 기포 발생 등의 이상은 전혀 확인되지 않았다.
<실시예 4>
(적층체 J의 작제)
실시예 2에서 작제한 적층체 F의 편광소자 위에 이동시키면서 알킬 변성 폴리비닐알콜(PVA, 구라레(주) 제, PVA-117H) 5질량% 용액(용매는 물과 이소프로필알콜의 질량비 1:1의 혼합 용매)을 다이코팅기를 이용하여 연속적으로 도포 및 건조하고 130℃에서 가열 처리하여 제오노아 필름/접착제층 1/편광소자/PVA 배향막으로 구성된 적층체 J를 수득했다.
(타원편광판 K의 작제)
적층체 J의 PVA 배향막에, 실시예 1에서 조제한 액정성 조성물 용액 B를 다이코팅기를 이용하여 연속적으로 도포 및 건조한 후, 150℃ × 10분간 가열처리하여 액정 조성물을 배향시켰다. 이어서 실온으로 냉각하여 배향을 고정화하여, 제오노아 필름/접착제층 1/편광소자/PVA 배향막/광학이방소자로 구성된 타원편광판 K를 수득했다. 이 타원편광판 K의 총 두께는 73㎛였다.
이 타원편광판 K를 광학검사한 결과, 얼룩이나 상처 등의 손상이 보이지 않았다. 이 타원편광판 K의 광학이방소자 측을 아크릴계 점착제를 매개로 유리판에 접착시키고, 60℃, 90% RH의 항온항습조에 넣어, 500시간 경과 후에 꺼내어 관찰한 결과, 박리나 기포 발생 등의 이상은 전혀 확인되지 않았다.
<비교예 1>
(적층체 L의 작제)
실시예 1에서 작제한 적층체 D의 광학이방소자 측을, 자외선 경화형 접착제를 매개로 하여 트리아세틸셀룰로스(TAC) 필름(40㎛)으로 전사시켰다. 즉, PEEK 필름 위의 광학이방소자 위에, 접착제를 5㎛ 두께가 되도록 도포하고, TAC 필름에 적층시켜, TAC 필름 측으로부터 자외선을 조사하여 접착제를 경화시킨 후, PEEK 필름을 박리하여 적층체 L(광학이방소자/접착층/TAC 필름)을 수득했다.
(타원편광판 N의 작제)
연신된 폴리비닐알콜에 요오드를 흡착시킨 편광소자의 양쪽 면에, 아크릴계 접착제를 이용하여, 비누화된 TAC 필름을 접합시켜 편광판 M을 작제했다.
적층체 L의 광학이방소자 측을 아크릴계 점착제를 매개로 하여 상기 편광판 M에 접합시켜 타원편광판 N을 작제했다. 이 타원편광판 N은 두께가 약 200㎛로 두커워, 권취 두께가 커지기 때문에, 1회 조작에서의 처리 길이는 실시예 1 내지 4의 타원편광판의 작제에 비해 짧아지지 않을 수 없었다.
타원편광판 N의 광학이방소자 측의 TAC 필름에 아크릴계 점착제를 도포하고 유리판에 접착시켜, 실시예 1과 동일한 시험을 수행한 결과, 500시간 경과 후에 단부에서 0.5mm의 박리가 확인되었다.
<실시예 5>
실시예 1에서 수득한 타원편광판 E를 이용하여 도 7에 도시한 바와 같은 배치로 STN형 투과형 액정표시장치를 작제했다. 본 실시예에서는 편광소자 4 측으로 부터 액정 셀 8 측을 향해 반시계 회전 방향을 +로 하고, 시계 회전 방향을 -로 하여 장치를 작제하고, 실험을 수행했지만, 편광소자 4로부터 액정셀 8측을 향해 시계 회전 방향을 +, 반시계 회전 방향을 -로 하여 동일한 실험을 수행해도 완전히 동일한 결과가 수득된다는 것을 미리 부언한다.
상기 STN형 반투과반사형 액정표시장치의 각 구성부재에서 각도 θ1 내지 θ5의 관계를 도 8에 나타낸다.
도 8에서, 액정 셀 8 내의 액정층의 타원편광판 1측의 면 위에서의 배향 방향 81과, 편광판 9측의 면 위에서의 배향 방향 82는 각도 θ1을 구성한다. 광학이방소자 6의 편광소자 4측의 면 위에서의 배향축의 방향 61과 액정셀 8측의 면위에서의 배향축의 방향 62는 각도 θ2를 구성한다. 또한, 편광소자 4의 흡수축 41과 광학이방소자 6의 편광소자 4측의 면위에서의 배향축 방향 61과 각도 θ3을 구성하고, 편광소 4의 흡수축 41과 액정셀 8 내의 액정층의 편광소 4측의 면위에서의 배향 방향 81은 각도 θ4를 구성한다. 또한, 편광판 9의 흡수축 91은 편광소자 4의 흡수축 41과 각도 θ5를 구성한다.
액정재료로서 ZLI-2293을 이용하여 θ1 = +240도로 트위스트시켰다. 또한, 액정 셀 8중의 액정물질의 굴절률 이방성 △n과 액정층 두께 d와의 곱 △nd는 약 830nm였다.
광학이방소자 6은 실시예 1의 광학이방소자와 동일한 방법으로 작제했다. 광학이방소자 6의 △nd는 약 800nm, 꼬임각은 θ2=-240도였다. 이 때, 편광소자 4의 흡수축 41로부터 광학이방소자 6의 편광판 측의 면 위에서의 배향축 61까지의 각도 θ3 = +45도, 편광소자 4의 흡수축 41로부터 액정층 8의 편광판측의 면 위에서의 배향방향 81까지의 각도 θ4는 +135도로 했다.
액정 셀 9의 백라이트 10면측(도면의 하부측)에 편광판 9(두께 약 100㎛; 스미토모 가가쿠 (주) 제, SQW-062)를 배치했다. 편광소자 4의 흡수축 41로부터 편광판 9의 흡수축 91까지의 각도 θ5 = +90도로 했다.
타원편광판 1 및 액정셀 8과 편광판 9 사이에는 통상 투명한 점착층을 배치했다.
상기 액정표시장치에, 구동회로(도시 안됨)로부터 구동 전압을 인가하고(1/2 40 듀티, 최적 바이어스 구동), 백라이트 10을 배치하여 점등 시(투과 모드)의 광학특성을 조사한 결과 분명하고 높은 콘트라스트의 표시가 수득되었다. 특히 투과 모드에서 양호한 시야각 특성을 갖고 있다는 것을 알았다.
<실시예 6>
실시예 3에서 작제한 타원편광판 H를 도 9에서 정의하는 타원편광판 1로서 시판 유기 EL 디스플레이 11의 유기 EL 소자의 투명 유리 기판 12 위에 아크릴계 점착제를 매개로 하여 점착시켜, 유기 EL 표시 장치를 작제했다. 그 결과, 본 발명의 타원편광판을 배치하지 않은 경우에 비해 상당한 외광반사방지 효과를 발휘하여, 가시성이 우수한 유기 EL 표시장치가 수득되는 것을 알았다.
<실시예 7>
(액정성 고분자 용액 C, 적층체 P의 작제)
6-하이드록시-2-나프토산 100mmol, 테레프탈산 100mmol, 클로로하이드로퀴논 50mmol, tert-부틸카테콜 50mmol, 및 무수아세트산 600mmol을 이용하여 질소 분위기 하에서 140℃에서 2시간 아세틸화 반응을 수행했다. 이어서 270℃에서 2시간, 280℃에서 2l시간, 300℃에서 2시간 중합을 수행했다. 수득된 반응생성물을 테트라클로로에탄에 용해한 후, 메탄올에서 재침전을 수행하여 정제하여 액정성 폴리에스테르(폴리머 1) 40.0g을 수득했다. 이 액정성 폴리에스테르의 로그 점도는 0.35(dl/g)이고, 액정상으로서 네마틱 상을 갖고, 등방상-액정상 전이온도는 300℃ 이상, 유리전이점은 135℃였다.
8질량%의 폴리머 1이 용해된 γ-부티로락톤 용액(액정성 고분자 용액 C)을 조제했다.
폭 650mm, 두께 100㎛의 세장형 PEEK 필름을 이동시키면서, 레이온 포가 부착된 150mmφ 러빙 로울을 비스듬히 설치하고, 고속으로 회전시켜 연속적으로 러빙을 수행하고, 러빙 각도 45°의 배향 기판 필름을 수득했다. 여기서, 러빙 각도는 러빙 면을 위에서 봤을 때 MD 방향으로부터 반시계 회전 방향의 각도를 의미한다. 액정성 조성물 용액 C를 상기 배향 기판 필름 위에 다이 코팅기를 이용하여 연속적으로 도포 및 건조한 후, 150℃ × 10분간 가열 처리하여 액정성 고분자를 배향시키고, 이어서 실온으로 냉각하여 배향을 고정화하여 액정성 고분자층과 PEEK 필름으로 구성된 적층체 P를 수득했다. 수득된 적층체 P의 두께는 0.6㎛였다.
배향 기판으로 이용한 PEEK 필름은 복굴절이 크기 때문에 적층체 P의 형태로는 액정성 고분자층의 광학 파라미터의 측정이 곤란하여, 트리아세틸셀룰로스(TAC) 필름 위에 다음과 같이 액정성 고분자 층을 전사시켰다.
즉, PEEK 필름 위의 액정성 고분자 층 위에 광학용의 자외선 경화형 접착제를 5㎛ 두께가 되도록 도포하고, TAC 필름(40㎛ 두께, 후지 포토 필름 사제)에 적층시키고, TAC 필름 측으로부터 자외선을 조사하여 접착제를 경화시킨 후, PEEK 필름을 박리하여 액정성 조성물층/접착제층/TAC 필름으로 구성된 적층체를 수득했다. 수득된 적층체를 오우지 사이언티픽 인스트루먼츠 (주) 사제 자동복굴절계 KOBRA21ADH로 파라미터 측정을 한 결과, 이 액정성 고분자 층은 하이브리드 네마틱 배향 구조를 형성하고 있고, 당해 층의 △nd는 90nm, 평균 경사각은 28도였다.
(타원편광판 Q의 작제)
적층체 P의 액정성 고분자 층(광학이방소자) 위에 시판 UV 경화형 접착제(UV-3400, 동아합성(주) 제)를 5㎛ 두께로 접착제층 2로서 도포하고, 이 위에 실시예 1에서 작제한 적층체 A의 편광소자 측을 적층시키고, 약 600mJ의 UV 조사로 상기 접착제층 2를 경화시켰다. 이 후, PEEK 필름/광학이방소자/접착제층 2/편광소자/접착제층 1/TAC 필름이 일체가 된 적층체로부터 PEEK 필름을 박리하여 광학이방소자를 적층체 A 위로 전사시킴으로써, TAC 필름/접착제층 1/편광소자/접착제층 2/광학이방소자로 이루어진 타원편광판 Q를 수득했다. 이 타원편광판 Q의 총 두께는 75㎛였다.
이 타원편광판 Q를 광학검사한 결과, 얼룩이나 상처 등의 손상이 보이지 않았다. 이 타원편광판 Q의 광학이방소자 측을 아크릴계 점착제를 매개로 유리판에 접착시키고, 60℃, 90% RH의 항온항습조에 넣어, 500시간 경과 후에 꺼내어 관찰한 결과, 박리나 기포 발생 등의 이상은 전혀 확인되지 않았다.
<실시예 8>
(타원편광판 R의 작제)
실시예 7에서 작제한 적층체 P의 광학이방소자 위에 시판 UV 경화형 접착제(UV-3400, 동아합성(주) 제)를 5㎛ 두께로 접착제층 2로서 도포하고, 이 위에 실시예 2에서 작제한 적층체 F의 편광소자 측을 적층시키고, 약 600mJ의 UV 조사로 상기 접착제층 2를 경화시켰다. 이 후, PEEK 필름/광학이방소자/접착제층 2/편광소자/접착제층 1/제오노아 필름이 일체가 된 적층체로부터 PEEK 필름을 박리하여 광학이방소자를 적층체 F 위로 전사시킴으로써, 제오노아 필름/접착제층 1/편광소자/접착제층 2/광학이방소자로 이루어진 타원편광판 R을 수득했다. 이 타원편광판 R의 총 두께는 75㎛였다.
이 타원편광판 R을 광학검사한 결과, 얼룩이나 상처 등의 손상이 보이지 않았다. 이 타원편광판 R의 광학이방소자 측을 아크릴계 점착제를 매개로 유리판에 접착시키고, 60℃, 90% RH의 항온항습조에 넣어, 500시간 경과 후에 꺼내어 관찰한 결과, 박리나 기포 발생 등의 이상은 전혀 확인되지 않았다.
<실시예 9>
(타원편광판 S의 작제)
실시예 2에서 작제한 적층체 F를 이동시키면서, 레이온 포가 부착된 150mmφ 러빙 로울을 비스듬히 설치하고, 고속으로 회전시켜 연속적으로 러빙을 수행하여, 러빙 각도 45°의 배향 기판 필름을 수득했다. 여기서, 러빙 각도는 러빙 면을 위에서 봤을 때 MD 방향으로부터 반시계 회전 방향의 각도를 의미한다. 실시예 7에서 조제한 액정성 조성물 용액 C를 다이 코팅기를 이용하여 실시예7과 상이한 도포 속도로 연속적으로 도포 및 건조한 후, 150℃ × 10분간 가열 처리하여 액정성 고분자를 배향시키고, 이어서 실온으로 냉각하여 배향을 고정화하여 액정성 고분자층으로 구성된 광학이방소자를 보유하는 타원편광판 S(제오노아 필름/접착제층 1/편광소자/광학이방소자)를 수득했다. 이 타원편광판 S의 총 두께는 70㎛였다.
실시예 7과 마찬가지로, 액정성 고분자 층만을 TAC 필름으로 전사시켜, 광학 파라미터를 측정한 결과, 이 고분자 액정층은 하이브리드 네마틱 배향 구조를 형성하고 있고, 고분자 액정층의 △nd는 90nm, 평균 경사각은 28도였다.
이 타원편광판 S를 광학검사한 결과, 얼룩이나 상처 등의 손상이 보이지 않았다. 이 타원편광판 S의 광학이방소자 측을 아크릴계 점착제를 매개로 유리판에 접착시키고, 60℃, 90% RH의 항온항습조에 넣어, 500시간 경과 후에 꺼내어 관찰한 결과, 박리나 기포 발생 등의 이상은 전혀 확인되지 않았다.
<실시예 10>
(타원편광판 T의 작제)
실시예 4에서 작제한 적층체 J를 이동시키면서, PVA 배향막 면을 레이온 포가 부착된 150mmφ 러빙 로울을 비스듬히 설치하여, 고속으로 회전시켜 연속적으로 러빙을 수행하여, 러빙 각도 45°의 배향 기판 필름을 수득했다. 여기서, 러빙 각도는 러빙 면을 위에서 봤을 때 MD 방향으로부터 반시계 회전 방향의 각도를 의미한다. 실시예 7에서 조제한 액정성 조성물 용액 C를 다이 코팅기를 이용하여 실시예 9와 동일하게 연속적으로 도포 및 건조한 후, 150℃ × 10분간 가열 처리하여 액정성 고분자를 배향시켰다. 이어서 실온으로 냉각하여 배향을 고정화하여 액정성 고분자층으로 구성된 광학이방소자를 보유하는 타원편광판 T(제오노아 필름/접착제층 1/편광소자/PVA 배향막/광학이방소자)를 수득했다. 이 타원편광판 T의 총 두께는 73㎛였다.
이 타원편광판 T를 광학검사한 결과, 얼룩이나 상처 등의 손상이 보이지 않았다. 이 타원편광판 T의 광학이방소자 측을 아크릴계 점착제를 매개로 유리판에 접착시키고, 60℃, 90% RH의 항온항습조에 넣어, 500시간 경과 후에 꺼내어 관찰한 결과, 박리나 기포 발생 등의 이상은 전혀 확인되지 않았다.
<비교예 2>
(편광판 U의 작제)
연신된 폴리비닐알콜에 요오드를 흡착시킨 편광소자의 양측에, 아크릴계 접착제를 이용하여 비누화된 TAC 필름을 접합시켜 편광판 U를 작제했다.
(적층체 V의 작제)
실시예 7에서 작제한 적층체 P의 광학이방소자 측을 자외선 경화형 접착제를 매개로 하여 트리아세틸셀룰로스(TAC) 필름(40㎛)으로 전사시켰다. 즉, PEEK 필름 위의 액정성 고분자 층 위에, 접착제를 5㎛ 두께가 되도록 도포하고, TAC 필름에 적층시켜, TAC 필름 측으로부터 자외선을 조사하여 접착제를 경화시킨 후, PEEK 필름을 박리하여 적층체 V(광학이방소자/접착층/TAC 필름)를 수득했다.
(타원편광판 W의 작제)
적층체 V의 광학이방소자 측을 아크릴계 점착제를 매개로 하여 상기 편광판 U에 접합시켜 타원편광판 W를 작제했다. 이 타원편광판 W는 두께가 약 200㎛로 두꺼워, 권취 두께가 커지기 때문에 1회 조작에서의 처리 길이는 실시예 7 내지 10의 타원편광판의 작제에 비해 짧아지지 않을 수 없었다.
타원편광판 W의 광학이방소자 측에 아크릴계 점착제를 도포하고 유리판에 접착시켜, 실시예 7과 동일한 시험을 수행한 결과, 500시간 경과 후에 단부에서 0.5mm의 박리가 확인되었다.
<실시예 11>
실시예 7에서 수득한 타원편광판 Q를 이용하여 도 10에 도시한 바와 같은 배치로 투과형 액정표시장치를 작제했다.
사용한 액정 셀 8은 액정재료로서 ZLI-1695(Merck 사제)를 이용하여, 호모지니어스 배향시켰다. 액정층 두께는 4.9㎛이고, 액정층의 기판 양계면의 선경사각은 2도이고, 액정셀의 △nd는 약 320nm였다.
액정셀 8의 관찰자측(도면의 상부측)에 편광판 9(두께 약 100㎛; 스미토모 가가쿠 (주) 제, SQW-062)를 배치하고, 편광판 9와 액정셀 8 사이에 일축 연신된 폴리카보네이트 필름(일본 제온(주) 제; △nd는 약 140nm)로 구성된 위상차 보상판 16을 배치했다.
편광판 9 및 편광소자 4의 흡수축, 위상차 보상판 16의 지상축, 액정셀 7의 양계면의 선경사 방향, 광학이방소자 6의 경사 방향은 도 11에 기재된 조건으로 배치했다. 이 타원편광판 1의 배면측에는 백라이트 10이 설치되어 있다.
상기 액정표시장치에, 구동회로(도시 안됨)로부터 구동 전압을 0V부터 5V까 지 인가하고, 백라이트 10을 배치하여 점등 시(투과 모드)의 광학특성을 조사한 결과, 분명하고 높은 콘트라스트이고 시야각 의존성이 적은 특성이 수득된 것을 알았다.
도 1은 액정분자의 경사각 및 꼬임각을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 광학이방소자를 구성하는 액정성 필름의 배향 구조의 개념도이다.
도 3은 액정셀의 선경사 방향을 설명하는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 타원편광판의 구성예를 모식적으로 나타낸 입면단면도이다.
도 5는 본 발명의 타원편광판의 다른 구성예를 모식적으로 나타낸 입면단면도이다.
도 6은 본 발명의 타원편광판의 다른 구성예를 모식적으로 나타낸 입면단면도이다.
도 7은 실시예 5에서 이용한 액정표시장치의 개념도이다.
도 8은 실시예 5의 액정표시장치에서 편광판의 흡수축 및 액정셀, 광학이방성층의 축 각도 관계를 설명하는 평면도이다.
도 9는 실시예 6에서 이용한 유기 EL 디스플레이의 개념도이다.
도 10은 실시예 11에서 이용한 액정 디스플레이의 개념도이다.
도 11은 실시예 11의 액정표시장치에서 편광판의 흡수축 및 액정셀, 광학이방성층의 축 각도 관계를 설명하는 평면도이다.
(부호의 설명)
1: 타원편광판, 2: 투광성 보호 필름, 3: 접착제층 1, 4: 편광소자, 5: 접착제층 2, 6: 광학이방소자, 7: 배향막, 8: 액정셀, 9: 편광판, 10: 백라이트, 11: 유기 EL 소자, 12: 투명 유리 기판, 13: 양극, 14: 발광층, 15: 음극, 16: 위상차 보상판, 41: 관찰자측의 편광소자 4의 흡수축, 61: 광학이방소자 6의 편광소자 4측의 배향축, 62: 광학이방성 층 6의 액정 셀 8 측의 배향축, 81: 액정 셀 8 내의 액정층의 편광소자 4측의 면 위에서의 배향 방향, 82: 액정층 8 내의 액정층의 백라이트 10측의 면 위에서의 배향 방향, 91: 편광판 9의 흡수축
Claims (24)
- 투광성 보호필름, 편광소자 및 광학이방소자가 이 순서대로 적층되어 있는 타원편광판으로서, 상기 광학이방소자가 적어도 양의 일축성을 나타내는 액정성 조성물을 액정상태에서 트위스트 네마틱 또는 하이브리드 네마틱 배향시킨 후, 이 배향을 고정화한 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 타원편광판.
- 제1항에 있어서, 투광성 보호필름, 편광소자 및 광학이방소자가 각각 세장형 필름 형태인 것을 특징으로 하는 타원편광판.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 트위스트 네마틱 배향액정층의 꼬임각 θ가 5°내지 400° 범위이고, 트위스트 네마틱 배향 액정층의 굴절률 이방성 △n과 액정층 두께 d와의 곱(△n·d)이 50nm 내지 1500nm의 범위인 것을 특징으로 하는 타원편광판.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 하이브리드 네마틱 배향액정층의 평균 경사각이 5°내지 45°이고, 파장 550nm에서의 굴절률 이방성 △n과 광학이방소자의 두께 d와의 곱(△n·d)가 30nm 내지 200nm의 범위인 것을 특징으로 하는 타원편광판.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 투광성 보호 필름이 트리아세틸 셀룰로스인 것을 특징으로 하는 타원편광판.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 투광성 보호 필름이 사이클로올레핀계 폴리머인 것을 특징으로 하는 타원편광판.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 타원편광판의 두께가 150㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 타원편광판.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 편광소자와 광학이방소자의 사이에 액정성 조성물이 네마틱 배향을 형성하는 배향막이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 타원편광판.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 광학이방소자의 편광소자와 반대측 표면에 투광성 오버코트층이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 타원편광판.
- 제9항에 있어서, 투광성 오버코트층이 아크릴계 수지로 구성되는 것을 특징으로 하는 타원편광판.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 트위스트 네마틱 배향 액정층의 양측 계면 중 어느 한쪽의 계면 부근에서 액정분자의 배향 방향이 MD 방향과 평행 이 아닌 것을 특징으로 하는 타원편광판.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 타원편광판에 추가로 적어도 1매의 광학필름이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 타원편광판.
- 제12항에 있어서, 광학필름이 고분자 연신 필름인 것을 특징으로 하는 타원편광판.
- 제12항에 있어서, 광학필름이 액정성 필름인 것을 특징으로 하는 타원편광판.
- (1) 투광성 보호필름을 접착제층 1을 매개로 하여 편광소자와 접착시켜, 투광성 보호필름/접착제층 1/편광소자로 구성된 적층체 (A)를 수득하는 제1 공정,(2) 러빙 처리를 실시한 배향 기판 위에, 적어도 양의 일축성을 나타내는 액정성 조성물로 구성된 층을 형성시키고, 이 층을 트위스트 네마틱 배향 또는 하이브리드 네마틱 배향시킨 후, 이 배향을 고정화한 광학이방소자를 형성시켜, 배향기판/광학이방소자로 구성된 적층체 (B)를 수득하는 제2 공정,(3) 상기 적층체 (B)의 광학이방소자 측을 접합제층 2를 매개로 하여 상기 적층체 (A)의 편광소자 측과 접착시킨 후, 배향 기판을 박리하여 광학이방소자를 상기 적층체 (A)로 전사시켜 투광성 보호 필름/접착제층 1/편광소자/접착제층 2/광 학이방소자로 구성된 타원편광판을 수득하는 제3 공정의 각 공정을 적어도 경유하는 것을 특징으로 하는 타원편광판의 제조방법.
- (1) 투광성 보호필름을, 접착제층 1을 매개로 하여 편광소자와 접착시켜, 투광성 보호필름/접착제층 1/편광소자로 구성된 적층체 (A)를 수득하는 제1 공정,(2) 상기 적층체(A)의 편광소자 표면에 러빙 처리를 실시하여 적어도 양의 일축성을 나타내는 액정성 조성물로 구성된 층을 형성시키고, 이 층을 트위스트 네마틱 배향 또는 하이브리드 네마틱 배향시킨 후, 이 배향을 고정화한 광학이방소자를 형성시켜, 투광성 보호필름/접착제층 1/편광소자/광학이방소자로 구성된 타원편광판을 수득하는 제2 공정의 각 공정을 적어도 경유하는 것을 특징으로 하는 타원편광판의 제조방법.
- 제16항에 있어서, 편광소자에 적어도 양의 일축성을 나타내는 액정성 조성물이 네마틱 배향을 형성하는 배향막을 배치한 후에 러빙 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 타원편광판의 제조방법.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 투광성 보호 필름이 트리아세틸셀룰로스 또는 사이클로올레핀계 폴리머인 것을 특징으로 하는 타원편광판의 제조방법.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 투광성 보호 필름이 표면 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 타원편광판의 제조방법.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 표면처리가 비누화 처리 또는 코로나 방전 처리인 것을 특징으로 하는 타원편광판의 제조방법.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 편광소자가 표면처리되어 있는 것을 특징으로 하는 타원편광판의 제조방법.
- 제21항에 있어서, 표면처리가 코로나 방전 처리인 것을 특징으로 하는 타원편광판의 제조방법.
- 액정셀의 적어도 한쪽 면에 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 타원편광판을 배치한 액정표시장치.
- 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 타원편광판을 구비하는 것을 특징으로 하는 전장발광 표시장치.
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