KR20100072038A - 적층 광학 필름, 액정 패널 및 액정 표시 장치 - Google Patents

적층 광학 필름, 액정 패널 및 액정 표시 장치 Download PDF

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준이치 이나가키
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요시키 마에다
히로노리 야기누마
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Abstract

액정 패널 및 액정 표시 장치의 박형화에 기여하고, 또한, 제조 공정을 간략화할 수 있는 적층 광학 필름 및 적층 광학 필름의 제조 방법이 제공된다. 본 발명의 적층 광학 필름은, 액정 표시 장치에 사용되고, 액정 셀의 시인측에 배치되는 적층 광학 필름으로서, 편광자와, 그 편광자의 편측에 배치되고, 굴절률 타원체가 nx ＞ ny ＝ nz 인 관계를 나타내고, 면내의 위상차값 Re［590］이 90 ∼ 190 ㎚ 인 위상차층을 구비하고, 그 편광자의 흡수축과 그 위상차층의 지상축이 이루는 각도가 5 ∼ 85°이며, 그 위상차층이 액정 재료로 형성되고, 그 위상차층이 그 편광자보다 시인측이 되도록 배치된다.

Description

적층 광학 필름, 액정 패널 및 액정 표시 장치{LAMINATED OPTICAL FILM, LIQUID CRYSTAL PANEL, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은, 적층 광학 필름에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은, 액정 패널 및 액정 표시 장치의 박형화에 기여할 수 있는 적층 광학 필름에 관한 것이다.
최근, 원세그 방송의 개시 등에 의해, 휴대 전화 등의 휴대 기기는, 화상·동영상 표시체로도 사용되고 있다. 이 점에서, 휴대 기기의 표시 방법이 다양화되고 있다. 예를 들어, 표시 화면이 면내에서 회전 가능한 휴대 기기를 들 수 있다. 이와 같은 표시 화면을, 편광 선글라스 등의 편광 렌즈를 통하여 본 경우, 화상을 시인할 수 없는 경우가 있다. 그래서, 표시 화면의 시인측에 렌즈 형상의 수지 성형품인 투명 커버 (λ/4 판) 를 형성한 액정 표시 장치가 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1).
그러나, 상기 투명 커버와 같은 새로운 부재를 형성하면, 액정 표시 장치의 두께가 증가된다. 한편, 액정 표시 장치의 박형화가 요구되고 있다. 또, 부재가 증가되면, 액정 표시 장치 (적층 광학 필름) 의 제조 공정이 증가되고, 각 층간에 이물질이 혼입되어, 혼입된 이물질에 의한 문제가 생길 가능성이 높아진다.
일본 공개특허공보 2005-148119호
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은, 액정 패널 및 액정 표시 장치의 박형화에 기여하고, 또한, 제조 공정을 간략화할 수 있는 적층 광학 필름 및 적층 광학 필름의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 적층 광학 필름은, 액정 표시 장치에 사용되고, 액정 셀의 시인측에 배치되는 적층 광학 필름으로서, 편광자와, 그 편광자의 편측에 배치되고, 굴절률 타원체가 nx > ny ＝ nz 인 관계를 나타내고, 면내의 위상차값 Re [590] 이 90 ∼ 190 ㎚ 인 위상차층을 구비하고, 그 편광자의 흡수축과 그 위상차층의 지상축이 이루는 각도가 5 ∼ 85°이고, 그 위상차층이 액정 재료로 형성되고, 그 위상차층이 그 편광자보다 시인측이 되도록 배치된다.
바람직한 실시형태에서는, 상기 위상차층의 상기 편광자와는 반대측에 배치된 하드 코트층을 추가로 구비한다.
바람직한 실시형태에서는, 상기 편광자와 상기 위상차층 사이에 배치된 제 1 보호 필름을 추가로 구비한다.
바람직한 실시형태에서는, 상기 위상차층의 상기 편광자와는 반대측에 배치된 제 1 보호 필름을 추가로 구비한다.
바람직한 실시형태에서는, 상기 편광자의 흡수축과 상기 위상차층이 이루는 각도가 40 ∼ 50о 이다.
바람직한 실시형태에서는, 상기 위상차층이 액정 재료의 경화층이다. 바람직한 실시형태에서는, 상기 위상차층이 자외선 차단제를 함유한다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 액정 패널이 제공된다. 이 액정 패널은, 상기 적층 광학 필름을 구비한다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 액정 표시 장치가 제공된다. 이 액정 표시 장치는 상기 액정 패널을 구비한다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 적층 광학 필름의 제조 방법이 제공된다. 이 제조 방법은, 액정 표시 장치에 사용되고, 액정 셀의 시인측에 배치되는 적층 광학 필름의 제조 방법으로서, 장척 형상의 기판의 표면에 배향 처리를 실시하는 공정과, 그 기판의 표면에 액정 재료를 함유하는 도공액을 도공하여, 굴절률 타원체가 nx > ny ＝ nz 인 관계를 나타내고, 면내의 위상차값 Re [590] 이 90 ∼ 190 ㎚ 인 위상차층을 형성하는 공정과, 장척 형상으로 길이 방향으로 흡수축을 갖는 편광자와 그 위상차층을, 각각 길이 방향으로 반송시키면서, 그 편광자의 길이 방향과 그 위상차층의 길이 방향을 맞추도록 하여 적층하는 공정을 갖고, 그 위상차층의 지상축과 그 편광자의 흡수축이 이루는 각도가 5 ∼ 85°가 되도록 적층하고, 그 위상차층이 그 편광자보다 시인측이 되도록 배치된다.
발명에 의하면, 액정 패널 및 액정 표시 장치의 박형화에 기여하고, 또한, 제조 공정을 간략화할 수 있는 적층 광학 필름 및 적층 광학 필름의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 적층 광학 필름의 개략 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 의한 적층 광학 필름의 개략 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 적층 광학 필름의 제조 방법의 일례에서의 하나의 공정을 나타내는 개략도이다.
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 액정 패널의 개략 단면도이다.
도 5 는 본 발명의 실시예 1 에서 사용한 위상차층 및 비교예 1 에서 사용한 위상차 필름의 투과율 측정의 결과이다.
도 6 은 본 발명의 실시예 1 및 참고예 1 의 백 (白) 휘도 측정의 결과이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태에는 한정되지 않는다.
(용어 및 기호의 정의)
본 명세서에서의 용어 및 기호의 정의는 하기와 같다.
(1) 굴절률 (nx, ny, nz)
「nx」는 면내의 굴절률이 최대가 되는 방향 (즉, 지상축 방향) 의 굴절률이며, 「ny」는 면내에서 지상축과 직교하는 방향, 「nz」는 두께 방향의 굴절률이다.
(2) 면내의 위상차값
면내의 위상차값 (Re [λ]) 은, 23 ℃, 파장 λ (㎚) 에서의 필름의 면내의 위상차값을 말한다. Re [λ] 는, 필름의 두께를 d (㎚) 로 했을 때, Re [λ] ＝ (nx - ny) × d 에 의해 구해진다.
(3) 두께 방향의 위상차값
두께 방향의 위상차값 (Rth [λ]) 은, 23 ℃, 파장 λ (㎚) 에서의 필름의 두께 방향의 위상차값을 말한다. Rth [λ] 는, 필름의 두께를 d (㎚) 로 했을 때, Rth [λ] ＝ (nx - nz) × d 에 의해 구해진다.
(4) Nz 계수
Nz 계수는 Rth [λ]/Re [λ] 에 의해 구해진다.
A. 적층 광학 필름 전체 구성
도 1 은, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 적층 광학 필름의 개략 단면도이다. 적층 광학 필름 (10) 은, 편광자 (11) 와, 편광자 (11) 의 편측에 배치된 위상차층 (12) 을 구비한다. 적층 광학 필름 (10) 은, 위상차층 (12) 의 편광자 (11) 와는 반대측에 배치된 하드 코트층 (13) 과, 편광자 (11) 와 위상차층 (12) 사이에 배치된 제 1 보호 필름 (14) 과, 편광자 (11) 의 위상차층 (12) 과는 반대측에 배치된 제 2 보호 필름 (15) 을 추가로 구비한다. 도 2 는, 본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 의한 적층 광학 필름의 개략 단면도이다. 적층 광학 필름 (10') 은, 편광자 (11) 와, 편광자 (11) 의 편측에 배치된 위상차층 (12) 을 구비한다. 적층 광학 필름 (10') 은, 위상차층 (12) 의 편광자 (11) 와는 반대측에 배치된 하드 코트층 (13) 및 제 1 보호 필름 (14) 과, 편광자 (11) 의 위상차층 (12) 과는 반대측에 배치된 제 2 보호 필름 (15) 을 추가로 구비한다. 본 실시형태에서는, 제 1 보호 필름 (14) 은, 위상차층 (12) 과 하드 코트층 (13) 사이에 배치되어 있다.
도시되어 있지 않지만, 적층 광학 필름 (10, 10') 은, 임의의 적절한 다른 위상차층을 추가로 구비할 수 있다. 실용적으로는, 본 발명의 적층 광학 필름을 구성하는 각 부재간에는, 임의의 적절한 점착제층 또는 접착제층이 형성된다. 각층 (필름) 에 대해서는, A-1 항 ∼ A-4 항에서 설명한다.
본 발명의 적층 광학 필름은, 액정 표시 장치에 바람직하게 사용된다. 그 때, 본 발명의 적층 광학 필름은, 액정 셀의 시인측에 배치된다. 또, 위상차층 (12) 이 편광자 (11) 보다 시인측이 되도록 배치된다. 구체적으로는, 편광자 (11) 가 액정 셀측 (위상차층 (12) 이 시인측) 이 되도록 배치된다. 이와 같이 배치함으로써, 편광자 (11) 로부터 출사되는 편광을 적절히 타원 편광으로 변환할 수 있다. 그 결과, 편광 선글라스 등의 편광 렌즈를 통하여 표시 화면을 시인했을 경우에도, 시인성이 우수한 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
편광자 (11) 의 흡수축과 위상차층 (12) 의 지상축이 이루는 각도
Figure pct00001
는 5 ∼ 85°이고, 바람직하게는 30 ∼ 60°, 더욱 바람직하게는 40 ∼ 50°이다. 이와 같은 범위로 설정함으로써, 편광자 (11) 로부터 출사되는 편광을 보다 적절히 타원 편광으로 변환할 수 있다.
A-1. 편광자
본 명세서에 있어서 「편광자」란, 자연광 또는 편광을 임의의 편광으로 변환할 수 있는 소자를 말한다. 바람직하게는, 자연광 또는 편광을 직선 편광으로 변환하는 것이다. 이와 같은 편광자는, 입사하는 광을 직교하는 2 개의 편광 성분으로 분리하고, 일방의 편광 성분을 투과시키고, 타방의 편광 성분을 흡수, 반사 및/또는 산란시키는 기능을 갖는다.
상기 편광자 (11) 는, 임의의 적절한 것을 채용할 수 있다. 예를 들어, 폴리비닐알코올계 필름, 부분 포르말화 폴리비닐알코올계 필름, 에틸렌·아세트산 비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드나 2 색성 염료 등의 2 색성 물질을 흡착시켜 1 축 연신한 것, 폴리비닐알코올의 탈수 처리물이나 폴리 염화 비닐의 탈염산 처리물 등 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있다. 이들 중에도, 폴리비닐알코올계 필름에 요오드 등의 2 색성 물질을 흡착시켜 1 축 연신된 편광자가, 편광 2 색비가 높아 특히 바람직하다.
폴리비닐알코올계 필름에 요오드를 흡착시켜 1 축 연신된 편광자는, 예를 들어, 폴리비닐알코올을 요오드의 수용액에 침지함으로써 염색하고, 원래 길이의 3 ∼ 7 배로 연신함으로써 제조할 수 있다. 필요에 따라 붕산이나 황산 아연, 염화 아연 등을 함유하고 있어도 되고, 요오드화 칼륨 등의 수용액에 침지할 수도 있다. 추가로 필요에 따라 염색 전에 폴리비닐알코올계 필름을 물에 침지하여 수세해도 된다. 폴리비닐알코올계 필름을 수세함으로써 폴리비닐알코올계 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있을 뿐만 아니라, 폴리비닐알코올계 필름을 팽윤시킴으로써 염색의 편차 등의 불균일을 방지하는 효과도 있다. 연신은 요오드로 염색한 후에 실시해도 되고, 염색하면서 연신해도 되고, 또 연신된 후 요오드로 염색해도 된다. 붕산이나 요오드화 칼륨 등의 수용액 중이나 수욕 중에도 연신할 수 있다. 편광자의 두께는, 대표적으로는, 1 ∼ 80 ㎛ 정도이다.
A-2. 위상차층
상기 위상차층 (12) 의 굴절률 타원체는, nx > ny ＝ nz 의 관계를 나타낸다. 여기서, 「ny ＝ nz」는, ny 와 nz 가 엄밀하게 동등한 경우뿐만 아니라, ny 와 nz 가 실질적으로 동등한 경우도 포함한다. 구체적으로는, Nz 계수 (Rth [590]/Re [590]) 가 0.9 를 초과하고 1.1 미만인 것을 말한다.
상기 위상차층은, 이른바 λ/4 판으로서 기능할 수 있다. 위상차층의 파장 590 ㎚ 에서의 면내의 위상차값 Re [590] 은 90 ∼ 190 ㎚ 이며, 바람직하게는 110 ∼ 170 ㎚, 더욱 바람직하게는 120 ∼ 160 ㎚ 이다. 이와 같은 범위로 설정함으로써, 편광자 (11) 로부터 출사되는 편광을 보다 적절히 타원 편광으로 변환할 수 있다.
상기 위상차층은 액정 재료로 형성된다. 액정 재료를 사용함으로써, 얻어지는 위상차층의 nx 와 ny 의 차이를 비액정 재료에 비해 현격히 크게 할 수 있다. 그 결과, 원하는 면내의 위상차값을 얻기 위한 위상차층의 두께를 현격히 작게 할 수 있어 얻어지는 적층 광학 필름, 액정 패널 및 액정 표시 장치의 박형화에 기여할 수 있다. 또, 적층 광학 필름의 제조에 있어서 롤 투 롤이 가능해져, 제조 공정을 현격히 단축시킬 수 있다. 상세한 것에 대해서는 후술한다.
상기 액정 재료는, 바람직하게는, 그 액정상이 네마틱상이다 (네마틱 액정). 액정 재료의 액정성의 발현 기구는, 리오트로픽이어도 되고, 서모트로픽이어도 된다. 액정 재료의 배향 상태는, 바람직하게는 호모지니어스 배향이다. 액정 재료로는 예를 들어, 액정 폴리머나 액정 모노머가 사용 가능하다. 액정 폴리머 및 액정 모노머는, 각각 단독으로 사용해도 되고, 조합하여 사용해도 된다.
상기 위상차층은, 바람직하게는, 액정 재료의 경화층이다. 구체적으로는, 액정 재료가 액정성 모노머인 경우, 중합성 모노머 및/또는 가교성 모노머인 것이 바람직하다. 액정성 모노머를 중합 또는 가교시킴으로써, 액정성 모노머의 배향 상태를 고정시킬 수 있기 때문이다. 액정성 모노머를 배향시킨 후에, 예를 들어, 액정성 모노머끼리를 중합 또는 가교시키면, 그것에 의해 상기 배향 상태를 고정시킬 수 있다. 여기서, 중합에 의해 폴리머가 형성되고, 가교에 의해 3 차원 그물코 구조가 형성되는데, 이들은 비액정성이다. 따라서, 형성된 위상차층은, 예를 들어, 액정성 화합물에 특유의 온도 변화에 의한 액정상, 유리상, 결정상으로의 전이가 발생하는 경우는 없다. 그 결과, 위상차층은, 온도 변화에 영향을 받지 않는, 매우 안정성이 우수한 층이 될 수 있다.
상기 액정 모노머로는, 임의의 적절한 액정 모노머가 채용될 수 있다. 예를 들어, 일본 공표특허공보 2002-533742 (WO00/37585), EP358208 (US5211877), EP66137 (US4388453), WO93/22397, EP0261712, DE19504224, DE4408171, 및 GB2280445 등에 기재된 중합성 메소겐 화합물 등을 사용할 수 있다. 이와 같은 중합성 메소겐 화합물의 구체예로는, 예를 들어, BASF 사의 상품명 LC242, Merck 사의 상품명 E7, Wacker-Chem 사의 상품명 LC-Sillicon-CC3767 을 들 수 있다.
상기 액정 모노머로는, 예를 들어, 네마틱성 액정 모노머가 바람직하고, 구체적으로는, 하기 식 (1) 로 나타내는 모노머를 들 수 있다. 이들 액정 모노머는 단독으로, 또는 2 개 이상을 조합하여 사용될 수 있다.
Figure pct00002
상기 식 (1) 에 있어서, A1 및 A2 는, 각각 중합성기를 나타내고, 동일해도 되고 상이해도 된다. 또, A1 및 A2 는 어느 일방이 수소이어도 된다. X 는, 각각 독립적으로, 단결합, -O-, -S-, -C＝N-, -O-CO-, -CO-O-, -O-CO-O-, -CO-NR-, -NR-CO-, -NR-, -O-CO-NR-, -NR-CO-O-, -CH2-O- 또는 -NR-CO-NR 을 나타내고, R 은, H 또는 C1 ∼ C4 알킬을 나타내고, M 은 메소겐기를 나타낸다.
상기 식 (1) 에 있어서, X 는 동일해도 되고 상이해도 되지만, 동일한 것이 바람직하다.
상기 식 (1) 의 모노머 중에도, A2 는, 각각, A1 에 대해 오르토 위치에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 A1 및 A2 는, 각각 독립적으로, 하기 식
Z-X-(Sp)n …(2)
로 나타내는 것이 바람직하고, A1 및 A2 는 동일한 기인 것이 바람직하다.
상기 식 (2) 에 있어서, Z 는 가교성기를 나타내고, X 는 상기 식 (1) 로 정의한 바와 같이, Sp 는, 1 ∼ 30 개의 탄소 원자를 갖는 직사슬 또는 분지 사슬의 치환 또는 비치환의 알킬기로 이루어지는 스페이서를 나타내고, n 은, 0 또는 1 을 나타낸다. 상기 Sp 에서의 탄소 사슬은, 예를 들어, 에테르 관능기 중의 산소, 티오에테르 관능기 중의 황, 비인접 이미노기 또는 C1 ∼ C4 의 알킬이미노기 등에 의해 삽입되어 있어도 된다.
상기 식 (2) 에 있어서, Z 는, 하기 식으로 나타내는 원자단 (原子團) 의 어느 것인 것이 바람직하다. 하기 식에 있어서, R 로는, 예를 들어, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸 등의 기를 들 수 있다.
Figure pct00003
또, 상기 식 (2) 에 있어서, Sp 는, 하기 식으로 나타내는 원자단의 어느 것인 것이 바람직하고, 하기 식에 있어서, m 은 1 ∼ 3, p 는 1 ∼ 12 인 것이 바람직하다.
Figure pct00004
상기 식 (1) 에 있어서, M 은, 하기 식 (3) 으로 나타내는 것이 바람직하다. 하기 식 (3) 에 있어서, X 는, 상기 식 (1) 에 있어서 정의한 것과 동일하다. Q 는, 예를 들어, 치환 또는 비치환의 직사슬 혹은 분지 사슬 알킬렌 혹은 방향족 탄화수소 원자단을 나타낸다. Q 는, 예를 들어, 치환 또는 비치환의 직사슬 혹은 분지 사슬 C1 ∼ C12 알킬렌 등일 수 있다.
Figure pct00005
상기 Q 가 방향족 탄화수소 원자단인 경우, 예를 들어, 하기 식에 나타내는 바와 같은 원자단이나, 그들 치환 유사체가 바람직하다.
Figure pct00006
상기 식으로 나타내는 방향족 탄화수소 원자단의 치환 유사체로는, 예를 들어, 방향족 고리 1 개당 1 ∼ 4 개의 치환기를 가져도 되고, 또, 방향족 고리 또는 기 1 개당 1 또는 2 개의 치환기를 가져도 된다. 상기 치환기는, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 상기 치환기로는, 예를 들어, C1 ∼ C4 알킬, 니트로, F, Cl, Br, I 등의 할로겐, 페닐, C1 ∼ C4 알콕시 등을 들 수 있다.
상기 액정 모노머의 구체예로는, 예를 들어, 하기 식 (4) ∼ (19) 로 나타내는 모노머를 들 수 있다.
Figure pct00007
상기 액정 모노머가 액정성을 나타내는 온도 범위는, 그 종류에 따라 상이하다. 구체적으로는, 당해 온도 범위는, 바람직하게는 40 ∼ 120 ℃ 이고, 더욱 바람직하게는 50 ∼ 100 ℃ 이고, 가장 바람직하게는 60 ∼ 90 ℃ 이다.
상기 위상차층은, 바람직하게는, 자외선 차단제를 함유한다. 본 발명에 있어서, 위상차층은 편광자보다 시인측이 되도록 배치된다. 따라서, 위상차층은 자외선에 의한 영향을 받기 쉽다. 위상차층이 자외선 차단제를 함유함으로써, 자외선에 의한 영향이 억제될 수 있다. 구체적으로는, 위상차층의 열화가 억제될 수 있고, 위상차층의 상기 광학 특성이 양호하게 유지될 수 있다. 나아가서는, 위상차층보다 내측 (액정 셀측) 에 배치되는 각 부재 (예를 들어, 편광자) 에 대한 자외선에 의한 영향을 억제할 수 있다.
상기 자외선 차단제로는, 유기계의 자외선 흡수제, 무기계의 자외선 산란제 등을 들 수 있다. 유기계의 자외선 흡수제로는, 예를 들어, 벤조트리아졸계, 벤조페논계, 트리아진계 등을 들 수 있다. 무기계의 자외선 산란제로는, 예를 들어, 산화 티탄, 산화 아연, 산화 세륨 등을 들 수 있다. 이들은, 단독으로 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 바람직하게는, 유기계의 자외선 흡수제이다. 유기계의 자외선 흡수제를 사용함으로써, 상기 위상차층의 두께를 달성할 수 있고, 위상차층의 투명성이 우수할 수 있다.
상기 위상차층의 두께는, λ/4 판으로서 가장 적절히 기능할 수 있도록 설정될 수 있다. 바꿔 말하면, 두께는, 원하는 광학 특성이 얻어지도록 설정될 수 있다. 위상차층의 두께는, 바람직하게는 0.5 ∼ 10 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.5 ∼ 8 ㎛, 특히 바람직하게는 0.5 ∼ 5 ㎛ 이다.
A-3. 하드 코트층
상기 하드 코트층 (13) 은, 바람직하게는, 임의의 적절한 자외선 경화 수지의 경화층이다. 자외선 경화 수지로는, 예를 들어, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 폴리에스테르계 수지, 우레탄계 수지, 아미드계 수지, 에폭시계 수지 등을 들 수 있다. 하드 코트층은, 필요에 따라, 임의의 적절한 첨가제를 함유할 수 있다. 당해 첨가제의 대표예로는, 무기계 미립자 및/또는 유기계 미립자를 들 수 있다. 미립자를 함유함으로써, 예를 들어, 적절한 굴절률을 구비할 수 있다.
상기 하드 코트층의 두께는, 임의의 적절한 값으로 설정할 수 있다. 바람직하게는 50 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1 ∼ 50 ㎛, 더욱 바람직하게는 1 ∼ 40 ㎛, 특히 바람직하게는 1 ∼ 30 ㎛ 이다. 하드 코트층의 연필 경도는, 바람직하게는 4 H 이상, 더욱 바람직하게는 5 H ∼ 8 H 이다.
상기 하드 코트층은, 대표적으로는, 미리 기재 상에 하드 코트 처리를 실시하여 적층체로 한 상태로 적층 광학 필름에 제공된다. 기재는, 임의의 적절한 수지 필름을 채용할 수 있다. 수지 필름으로는, 대표적으로는, 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리카보네이트계 수지, (메타)아크릴계 수지 등을 들 수 있다. 기재는, 상기 제 1 보호 필름으로서 기능해도 된다. 또한, 본 명세서에 있어서 「(메타)아크릴계」란, 아크릴계 및/또는 메타크릴계를 말한다.
A-4. 보호 필름
상기 제 1 보호 필름 (14) 및 제 2 보호 필름 (15) 으로는, 편광자의 보호층으로서 기능할 수 있는, 임의의 적절한 필름을 채용할 수 있다. 당해 필름의 주성분이 되는 재료의 구체예로는, 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 등의 셀룰로오스계 수지나, 폴리에스테르계, 폴리비닐알코올계, 폴리카보네이트계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리스티렌계, 폴리노르보르넨계, 폴리올레핀계, (메타)아크릴계, 아세테이트계 등의 투명 수지 등을 들 수 있다. 또, (메타)아크릴계, 우레탄계, (메타)아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열 경화형 수지 또는 자외선 경화형 수지 등도 들 수 있다. 이 밖에도, 예를 들어, 실록산계 폴리머 등의 유리질계 폴리머도 들 수 있다. 또, 일본 공개특허공보 2001-343529호 (WO01/37007) 에 기재된 폴리머 필름도 사용할 수 있다. 이 필름의 재료로는, 예를 들어, 측사슬에 치환 또는 비치환의 이미드기를 갖는 열가소성 수지와, 측사슬에 치환 또는 비치환의 페닐기 그리고 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 함유하는 수지 조성물을 사용할 수 있고, 예를 들어, 이소부텐과 N-메틸말레이미드로 이루어지는 교호 공중합체와 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체를 갖는 수지 조성물을 들 수 있다. 당해 폴리머 필름은, 예를 들어, 상기 수지 조성물의 압출 성형물일 수 있다.
상기 (메타)아크릴계 수지로는, Tg (유리 전이 온도) 가, 바람직하게는 115 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 120 ℃ 이상, 더욱 바람직하게는 125 ℃ 이상, 특히 바람직하게는 130 ℃ 이상이다. 내구성이 우수하기 때문이다. 상기 (메타)아크릴계 수지의 Tg 의 상한값은 특별히 한정되지 않지만, 성형성 등의 관점에서, 바람직하게는 170 ℃ 이하이다.
상기 (메타)아크릴계 수지로는, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위내에서, 임의의 적절한 (메타)아크릴계 수지를 채용할 수 있다. 예를 들어, 폴리메타크릴산메틸 등의 폴리(메타)아크릴산에스테르, 메타크릴산메틸-(메타)아크릴산 공중합체, 메타크릴산메틸-(메타)아크릴산에스테르 공중합체, 메타크릴산메틸-아크릴산에스테르-(메타)아크릴산 공중합체, (메타)아크릴산메틸-스티렌 공중합체 (MS 수지 등), 지환족 탄화수소기를 갖는 중합체 (예를 들어, 메타크릴산메틸-메타크릴산 시클로헥실 공중합체, 메타크릴산메틸-(메타)아크릴산노르보르닐 공중합체 등) 를 들 수 있다. 바람직하게는, 폴리(메타)아크릴산메틸 등의 폴리(메타)아크릴산 C1 -6 알킬을 들 수 있다. 보다 바람직하게는, 메타크릴산메틸을 주성분 (50 ∼ 100 중량%, 바람직하게는 70 ∼ 100 중량%) 으로 하는 메타크릴산메틸계 수지를 들 수 있다.
상기 (메타)아크릴계 수지의 구체예로는, 예를 들어, 미츠비시 레이욘사 제조의 아크리펫트 VH 나 아크리펫트 VRL20A, 일본 공개특허공보 2004-70296호에 기재된 분자내에 고리 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지, 분자내 가교나 분자내 고리화 반응에 의해 얻어지는 고 Tg (메타)아크릴계 수지를 들 수 있다.
상기 (메타)아크릴계 수지로서 높은 내열성, 높은 투명성, 높은 기계적 강도를 갖는다는 점에서, 락톤고리 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지가 특히 바람직하다.
상기 락톤고리 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지로는, 일본 공개특허공보 2000-230016호, 일본 공개특허공보 2001-151814호, 일본 공개특허공보 2002-120326호, 일본 공개특허공보 2002-254544호, 일본 공개특허공보 2005-146084호 등에 기재된, 락톤고리 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지를 들 수 있다.
상기 락톤고리 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지는, 질량 평균 분자량 (중량 평균 분자량이라고 칭하는 경우도 있다) 이, 바람직하게는 1000 ∼ 2000000, 보다 바람직하게는 5000 ∼ 1000000, 더욱 바람직하게는 10000 ∼ 500000, 특히 바람직하게는 50000 ∼ 500000 이다.
상기 락톤고리 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지는, Tg (유리 전이 온도) 가, 바람직하게는 115 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 125 ℃ 이상, 더욱 바람직하게는 130 ℃ 이상, 특히 바람직하게는 135 ℃, 가장 바람직하게는 140 ℃ 이상이다. 내구성이 우수하기 때문이다. 상기 락톤고리 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지의 Tg 의 상한값은 특별히 한정되지 않지만, 성형성 등의 관점에서, 바람직하게는 170 ℃ 이하이다.
상기 제 1 보호 필름 및 제 2 보호 필름은, 투명하고, 착색이 없는 것이 바람직하다. 제 1 보호 필름 및 제 2 보호 필름의 두께 방향의 위상차값 Rth [590] 은, 바람직하게는 -90 ㎚ ∼ +90 ㎚, 보다 바람직하게는 -80 ㎚ ∼ +80 ㎚, 더욱 바람직하게는 -70 ㎚ ∼ +70 ㎚ 이다.
상기 제 1 보호 필름 (14) 의 편광자 (11) 와 반대측에는, 필요에 따라, 하드 코트 처리, 반사 방지 처리, 스티킹 방지 처리, 안티글레어 처리 등이 실시될 수 있다.
상기 제 1 보호 필름 및 제 2 보호 필름의 두께는, 임의의 적절한 두께가 채용될 수 있다. 바람직하게는 200 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1 ∼ 200 ㎛, 더욱 바람직하게는 3 ∼ 150 ㎛, 특히 바람직하게는 5 ∼ 100 ㎛ 이다.
A-5. 적층 광학 필름의 제조 방법
본 발명의 적층 광학 필름의 제조 방법은, 상기 편광자의 편측에 상기 위상차층을 적층하는 공정을 갖는다. 편광자 (11) 와 위상차층 (12) 은, 대표적으로는, 접착제를 개재하여 적층된다. 당해 접착제의 구체예로는, 폴리비닐알코올계 접착제를 들 수 있다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 편광자 (11) 와 위상차층 (12) 사이에 제 1 보호 필름 (14) 을 형성하는 경우, 바람직하게는, 미리 편광자 (11) 와 제 1 보호 필름 (14) 을 적층하여 편광판을 제작하여, 제 1 보호 필름 (14) 에 위상차층 (12) 을 적층한다. 제 1 보호 필름 (14) 과 위상차층 (12) 은, 대표적으로는, 점착제를 개재하여 적층된다. 당해 점착제의 구체예로는, 아크릴계 점착제를 들 수 있다. 또한, 편광자와 제 1 보호 필름은, 대표적으로는, 접착제를 개재하여 적층한다. 당해 접착제로는, 폴리비닐알코올계 접착제를 들 수 있다.
1 개의 실시형태에서는, 미리 위상차층 (12) 을 기판 상에 형성하여 적층체로 한 상태로, 위상차층 (12) 을 편광자 (11), 제 1 보호 필름 (14) 또는 그 밖의 층 (예를 들어, 하드 코트층 (13)) 에 적층한다. 이 경우, 기판 상에 형성된 위상차층 (12) 은, 편광자 (11), 제 1 보호 필름 (14) 또는 그 밖의 층에 기판으로부터 전사된다.
상기 위상차층의 형성 방법으로는, 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판의 표면에 배향 처리를 실시하고, 당해 표면에 상기 액정 재료를 함유하는 도공액을 도공하여 위상차층을 형성하는 방법을 들 수 있다. 배향 처리로는, 임의의 적절한 배향 처리를 채용할 수 있다. 구체적으로는, 기계적 배향 처리, 물리적인 배향 처리, 화학적 배향 처리를 들 수 있다. 기계적 배향 처리의 구체예로는, 러빙 처리, 연신 처리를 들 수 있다. 물리적인 배향 처리의 구체예로는, 자장 배향 처리, 전장 배향 처리를 들 수 있다. 화학적인 배향 처리의 구체예로는, 사방 증착법, 광배향 처리를 들 수 있다. 바람직하게는 러빙 처리이다. 배향 처리는, 기판 표면에 직접 실시해도 되고, 기판 상에 임의의 적절한 배향막 (대표적으로는, 실란커플링제층, 폴리비닐알코올층 또는 폴리이미드층) 을 형성하여 당해 배향막에 실시해도 된다. 러빙 처리를 실시하는 경우, 기판 표면에 직접 실시하는 것이 바람직하다.
상기 배향 처리의 배향 방향은, 상기 원하는 각도
Figure pct00008
에 따라 설정할 수 있다. 배향 처리를 실시함으로써, 기판의 배향 방향에 따라 액정 재료가 배향될 수 있으므로, 형성된 위상차층의 지상축은, 기판의 배향 방향과 실질적으로 동일해진다. 따라서, 예를 들어, 편광자 (11) (장척 형상) 가, 그 길이 방향으로 흡수축을 갖는 경우, 기판 (장척 형상) 의 길이 방향에 대해 각도
Figure pct00009
의 방향으로 배향 처리를 실시한다. 상세한 것에 대해서는, 후술하지만, 이와 같이 하여 위상차층을 형성함으로써, 편광자 (11) (편광판) 와 위상차층 (12) 을 롤 투 롤로 연속적으로 적층할 수 있다. 그 결과, 제조 공정을 현격히 단축시킬 수 있다.
상기 액정 재료를 함유하는 도공액은, 대표적으로는, 상기 액정 재료를 용매에 용해 또는 분산시켜 얻을 수 있다. 용매로는, 액정 재료의 종류 등에 따라, 임의의 적절한 용매를 채용할 수 있다. 구체예로는, 클로로포름, 디클로로메탄, 4 염화탄소, 디클로로에탄, 테트라클로로에탄, 염화메틸렌, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌, 클로로벤젠, 오르토디클로로벤젠 등의 할로겐화 탄화수소류 ; 페놀, p-클로로페놀, o-클로로페놀, m-크레졸, o-크레졸, p-크레졸 등의 페놀류 ; 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌, 메톡시벤젠, 1,2-디메톡시벤젠 등의 방향족 탄화수소류 ; 아세톤, 메틸에틸케톤 (MEK), 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 2-피롤리돈, N-메틸-2-피롤리돈 등의 케톤계 용매 ; 아세트산 에틸, 아세트산 부틸, 아세트산 프로필 등의 에스테르계 용매 ; t-부틸알코올, 글리세린, 에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 2-메틸-2,4-펜탄디올 등의 알코올계 용매 ; 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등의 아미드계 용매 ; 아세토니트릴, 부티로니트릴 등의 니트릴계 용매 ; 디에틸에테르, 디부틸에테르, 테트라히드로푸란, 디옥산 등의 에테르계 용매 ; 혹은 2 황화 탄소, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 아세트산 에틸셀로솔브 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌, MEK, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 아세트산 에틸, 아세트산 부틸, 아세트산 프로필, 아세트산 에틸셀로솔브이다. 이들 용매는, 단독으로, 또는 2 종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 도공액에서의 액정 재료의 함유량은, 액정 재료의 종류나 목적으로 하는 층의 두께 등에 따라, 적절히 설정할 수 있다. 액정 재료의 함유량은, 바람직하게는 5 ∼ 50 중량%, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 40 중량%, 가장 바람직하게는 15 ∼ 30 중량% 이다.
상기 도공액은, 필요에 따라, 임의의 적절한 첨가제를 추가로 함유할 수 있다. 첨가제의 구체예로는, 중합 개시제나 가교제를 들 수 있다. 이들은, 액정 재료로서 액정 모노머를 사용하는 경우에 특히 바람직하게 사용된다. 중합 개시제의 구체예로는, 벤조일퍼옥사이드 (BPO), 아조비스이소부티로니트릴 (AIBN) 등을 들 수 있다. 가교제의 구체예로는, 이소시아네이트계 가교제, 에폭시계 가교제, 금속 킬레이트 가교제 등을 들 수 있다. 이들은, 단독으로, 또는 2 종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 첨가제의 구체예로는, 노화 방지제, 변성제, 계면활성제, 염료, 안료, 변색 방지제, 자외선 차단제 등을 들 수 있다. 이들은, 단독으로, 또는 2 종류 이상을 조합하여 사용될 수 있다. 노화 방지제로는, 예를 들어, 페놀계 화합물, 아민계 화합물, 유기 황계 화합물, 포스핀계 화합물을 들 수 있다. 변성제로는, 예를 들어, 글리콜류, 실리콘류나 알코올류를 들 수 있다. 계면활성제는, 예를 들어, 광학 필름의 표면을 평활하게 하기 위해 사용되고, 구체예로는, 실리콘계, 아크릴계, 불소계 등의 계면활성제를 들 수 있다. 자외선 차단제에 대해서는, A-2 항에서 설명한 바와 같다.
상기 자외선 차단제의 함유량은 적절히 설정할 수 있다. 바람직하게는, 상기 액정 재료 100 중량부에 대해 0.01 ∼ 0.1 중량부, 더욱 바람직하게는 0.03 ∼ 0.07 중량부이다.
상기 도공액의 도공 방법으로는, 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 구체예로는, 롤 코트법, 스핀 코트법, 와이어 바 코트법, 딥 코트법, 익스트루전법, 커튼 코트법, 스프레이코트법 등을 들 수 있다. 도공액의 도공량은, 도공액의 농도나 목적으로 하는 층의 두께 등에 따라, 적절히 설정할 수 있다. 예를 들어, 도공액의 액정 재료 농도가 20 중량% 인 경우, 도공량은, 투명 보호 필름의 면적 (100 ㎠) 당, 바람직하게는 0.03 ∼ 0.17 ㎖, 더욱 바람직하게는 0.05 ∼ 0.15 ㎖, 가장 바람직하게는 0.08 ∼ 0.12 ㎖ 이다.
이어서, 상기 기판 표면의 배향 방향에 따라, 상기 액정 재료를 배향시킨다. 액정 재료의 배향은, 사용되는 액정 재료가 액정상을 나타내는 온도에서 처리됨으로써 실시된다. 이와 같은 온도 처리를 실시함으로써, 액정 재료가 액정 상태를 취하고, 기판 표면의 배향 방향에 따라 당해 액정 재료가 배향된다. 이로써, 도공에 의해 형성된 층 (도공층) 에 복굴절성이 생겨 위상차층이 형성된다.
상기 온도 처리의 온도는, 액정 재료의 종류에 따라 적절히 결정할 수 있다. 바람직하게는 40 ∼ 120 ℃, 더욱 바람직하게는 50 ∼ 100 ℃, 가장 바람직하게는 60 ∼ 90 ℃ 이다. 또, 온도 처리의 처리 시간은, 바람직하게는 30 초 이상, 더욱 바람직하게는 1 분 이상, 특히 바람직하게는 2 분 이상, 가장 바람직하게는 4 분 이상이다. 처리 시간이 30 초 미만인 경우, 액정 재료가 충분히 액정 상태를 취하지 않는 경우가 있다. 한편, 처리 시간은, 바람직하게는 10 분 이하, 더욱 바람직하게는 8 분 이하, 가장 바람직하게는 7 분 이하이다. 처리 시간이 10 분을 초과하면, 첨가제가 승화될 우려가 있다.
액정 재료로서 액정 모노머를 사용하는 경우, 상기 도공층에, 추가로 중합 처리 또는 가교 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 중합 처리를 실시함으로써, 액정 모노머가 중합되고, 액정 모노머가 폴리머 분자의 반복 단위로서 고정된다. 가교 처리를 실시함으로써, 액정 모노머가 3 차원의 그물코 구조를 형성하고, 액정 모노머가 가교 구조의 일부로서 고정된다. 결과적으로, 액정 재료의 배향 상태가 고정된다. 또한, 액정 모노머가 중합 또는 가교하여 형성되는 폴리머 또는 3 차원 그물코 구조는 「비액정성」이다. 따라서, 형성된 위상차층은, 예를 들어, 액정 분자에 특유의 온도 변화에 의한 액정상, 유리상, 결정상으로의 전이가 발생하는 경우는 없다. 중합 처리 또는 가교 처리의 구체적 순서는, 사용하는 중합 개시제나 가교제의 종류에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 광중합 개시제 또는 광 가교제를 사용하는 경우에는 광 조사를 실시하면 되고, 자외선 중합 개시제 또는 자외선 가교제를 사용하는 경우에는 자외선 조사를 실시하면 된다. 광 또는 자외선의 조사 시간, 조사 강도, 합계의 조사량 등은, 액정 재료의 종류, 기판의 종류 및 배향 처리의 종류, 위상차층에 원하는 특성 등에 따라 적절히 설정할 수 있다.
본 발명의 적층 광학 필름의 제조 방법의 일례에서의 하나의 공정을 도 3 에 나타낸다. 도 3a 에 나타내는 바와 같이, 편광판 (110) (제 1 보호 필름 (14) 과 편광자 (11) 와 제 2 보호 필름 (15) 의 적층체) 과, 기판 (12a) 에 위상차층 (12) 을 도공 형성한 적층체 (120) 를 화살표 방향으로 보내어, 각각의 길이 방향을 맞춘 상태로 상기 접착제 (도시 생략) 에 의해 부착한다. 이와 같이, 위상차층과 편광자 (편광판) 를 반송시키면서 연속적으로 적층함으로써 (롤 투 롤), 제조 공정을 현격히 단축시킬 수 있다. 또, 위상차층과 편광자 (편광판) 사이에 이물질이 혼입되는 것을 방지할 수 있어, 시인성이 우수한 적층 광학 필름을 제공할 수 있다. 마지막으로, 부착된 적층체 (130) 로부터, 도 3b 와 같이 하여 기판 (12a) 을 박리한다. 또한, 도 3a 에 있어서, 부호 111 및 112 는, 각층을 형성하는 필름을 권회하는 롤을 나타내고, 부호 113 은 필름끼리를 부착시키기 위한 가이드 롤을 나타낸다.
B. 액정 패널
본 발명의 액정 패널은 상기 적층 광학 필름을 구비한다. 도 4 는, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 액정 패널의 개략 단면도이다. 액정 패널 (100) 은, 액정 셀 (20) 과, 액정 셀 (20) 의 시인측에 배치된 적층 광학 필름 (10) 과, 액정 셀 (20) 의 백라이트측에 배치된 편광자 (11') 를 구비한다. 적층 광학 필름 (10) 은, 그 위상차층 (12) 이 편광자 (11) 보다 시인측이 되도록 배치되어 있다. 도시되어 있지 않지만, 액정 패널 (100) 은, 액정 셀 (20) 과 적층 광학 필름 (10) 사이 및/또는 액정 셀과 편광자 (11') 사이에 배치되는, 임의의 적절한 다른 위상차층을 구비할 수 있다. 또, 액정 패널 (100) 은, 편광자 (11') 의 백라이트측에 배치되는 제 3 보호 필름 (14') 및/또는 액정 셀 (20) 과 편광자 (11') 사이에 배치되는 제 4 보호 필름 (15') 을 구비할 수 있다. 제 3 보호 필름 (14') 으로는, 상기 제 1 보호 필름 (14) 과 동일한 필름을 채용할 수 있다. 제 4 보호 필름 (15') 으로는, 상기 제 2 보호 필름과 동일한 필름을 채용할 수 있다.
실용적으로는, 본 발명의 액정 패널을 구성하는 각 부재간에는, 임의의 적절한 점착제층 또는 접착제층이 형성된다.
B-1. 액정 셀
상기 액정 셀 (20) 은, 1 쌍의 기판 (21, 21') 과 기판 (21, 21') 사이에 협지된 표시 매체로서의 액정층 (22) 을 갖는다. 일방의 기판 (컬러 필터 기판) 에는, 컬러 필터 및 블랙 매트릭스 (모두 도시 생략) 가 형성되어 있다. 타방의 기판 (액티브 매트릭스 기판) 에는, 액정의 전기 광학 특성을 제어하는 스위칭 소자 (대표적으로는 TFT) (도시 생략) 와, 이 스위칭 소자에 게이트 신호를 주는 주사선 (도시 생략) 및 소스 신호를 주는 신호선 (도시 생략) 과, 화소 전극 (도시 생략) 이 형성되어 있다. 또한, 컬러 필터는, 액티브 매트릭스 기판측에 형성해도 된다. 상기 기판 (21, 21') 의 간격 (셀 갭) 은, 스페이서 (도시 생략) 에 의해 제어되어 있다. 상기 기판 (21, 21') 의 액정층 (22) 과 접하는 측에는, 예를 들어, 폴리이미드로 이루어지는 배향막 (도시 생략) 이 형성되어 있다.
상기 액정 셀 (20) 의 구동 모드로는, 임의의 적절한 구동 모드를 채용할 수 있다. 구동 모드의 구체예로는, STN (Super Twisted Nematic) 모드, TN (Twisted Nematic) 모드, IPS (In-Plane Switching) 모드, VA (Vertical Aligned) 모드, OCB (Optically Aligned Birefringence) 모드, HAN (Hybrid Aligned Nematic) 모드, ASM (Axially Symmetric Aligned Microcell) 모드, ECB (Electrically Controlled Birefringence) 모드 등을 들 수 있다.
C. 액정 표시 장치
본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 액정 패널을 구비한다. 액정 패널은, 상기 적층 광학 필름이 시인측이 되도록 배치되어 있다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 각층 (필름) 의 위상차값의 측정 방법은 이하와 같다.
(위상차값의 측정)
오우지 계측제 KOBRA-WPR 을 사용하여 자동 계측하였다. 측정 파장은 590 ㎚, 측정 온도는 23 ℃ 이었다.
[실시예 1]
(위상차층의 제작)
기판 (TAC 필름, 두께 40 ㎛) 의 표면에 폴리비닐알코올막 (두께 0.1 ㎛) 을 형성한 후, 러빙포를 사용하여, 기판의 길이 방향에 대해 45о 의 방향으로 폴리비닐알코올막 표면을 러빙 처리하여 배향 기판을 제작하였다.
다음으로, 네마틱 액정상을 나타내는 중합성 액정 (BASF 사 제조, 상품명 PaliocolorLC242) 10 g 과, 당해 중합성 액정 화합물에 대한 광중합 개시제 (치바 스페셜리티 케미컬즈사 제조, 상품명 이르가큐어 907, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제 1 % 함유) 0.5 g 을, 톨루엔 40 g 에 용해시켜, 도공액을 조제하였다. 그리고, 상기에서 얻어진 배향 기판의 표면에, 당해 도공액을 바코터에 의해 도공한 후, 90 ℃ 에서 2 분간 가열 건조시킴으로써 액정을 배향시켰다. 이와 같이 하여 형성된 액정층에, 메탈할라이드 램프를 사용하여 20 mJ/㎠ 의 광을 조사하여, 당해 액정층을 경화시킴으로써, 기판 상에 위상차층을 형성하였다. 얻어진 위상차층의 두께는 1.4 ㎛ 이며, 면내의 위상차값 Re [590] 은 142.1 ㎚ 였다.
(하드 코트층의 형성)
아크릴계 수지 원료 (다이닛폰 잉크사 제조, 상품명 : GRANDIC PC1071) 에, 레벨링제 0.5 중량% 를 첨가하여, 추가로 고형분 농도가 50 중량% 가 되도록 아세트산 에틸로 희석함으로써, 하드 코트층 형성용 도공 용액을 조제하였다. 또한, 레벨링제는 디메틸실록산 : 히드록시프로필실록산 : 6-이소시아네이트헥실이소시아눌산 : 지방족 폴리에스테르 ＝ 6.3 : 1.0 : 2.2 : 1.0 의 몰비로 공중합시킨 공중합물이다.
다음으로, 얻어진 도공 용액을, TAC 필름 (코니카 미놀타사 제조, 상품명 : KC4UY-TAC, 두께 40 ㎛) 표면에, 바코터로 도공한 후, 100 ℃ 에서 1 분간 가열하여 도막을 건조시켰다. 그 후, 메탈할라이드 램프로 적산광량 300 mJ/㎠ 의 자외선을 조사하여 도막을 경화시켜, 하드 코트층 (두께 3 ㎛) 을 형성하였다.
(적층 광학 필름의 제작)
상기 하드 코트층이 형성된 TAC 필름의 TAC 필름측에, 폴리에스테르계 접착제 (타케다 약품 주식회사 제조, 상품명 : 타케네이트 A310/타케라크 A-3, 용제 : 아세트산 에틸, 두께 4 ㎛) 를 개재하여 상기에서 얻어진 위상차층을 적층하고, 기판을 박리하였다.
그 후, 위상차층 표면에, 아크릴계 점착제 (두께 12 ㎛) 를 개재하여 편광판 (닛토 전공 주식회사 제조, 상품명 : TEG1465DU, 두께 128 ㎛) 을 적층하였다. 이 때, 편광자의 흡수축과 위상차층의 지상축이 이루는 각도가 45о 가 되도록 적층하였다.
이와 같이 하여 얻어진 적층 광학 필름의 두께는 189 ㎛ 였다.
[실시예 2]
(편광자의 제작)
두께 80 ㎛ 의 폴리비닐알코올 필름 (평균 중합도 2400, 비누화도 99.9 %) 을 30 ℃ 의 순수에 침지 팽윤시켰다. 이어서, 요오드와 요오드화 칼륨 배합의 염색욕 중에 30 ℃ 에서 60 초간 침지하면서 염색과 함께 2.5 배로 연신하였다. 이어서 40 ℃ 의 붕산 수용액 중에 60 초간 침지하면서 2.3 배로 연신하였다. 또한, 요오드화 칼륨 농도 5 % 의 수용액에 30 ℃ 에서 5 초간 침지하였다. 그 후, 50 ℃ 에서 4 분간 건조시켜 편광자 (두께 26 ㎛) 를 얻었다.
(적층 광학 필름의 제작)
실시예 1 에서 얻어진 하드 코트층이 형성된 TAC 필름의 TAC 필름측에, 폴리에스테르계 접착제 (타케다 약품 주식회사 제조, 상품명 : 타케네이트 A310/타케라크 A-3, 용제 : 아세트산 에틸, 두께 4 ㎛) 를 개재하여 실시예 1 에서 얻어진 위상차층을 적층하고, 기판을 박리하였다.
그 후, 위상차층 표면에, 폴리비닐알코올계 접착제 (닛폰 합성 화학사 제조, 상품명 : Z200, 두께 200 ㎚) 를 개재하여 상기에서 얻어진 편광자를 적층하였다. 이 때, 편광자의 흡수축과 위상차층의 지상축이 이루는 각도가 45о 가 되도록 적층하였다.
그 후, 편광자 표면에, 폴리비닐알코올계 접착제 (닛폰 합성 화학사 제조, 상품명 : Z200, 두께 200 ㎚) 를 개재하여 TAC 필름 (코니카 미놀타제, 상품명 : KC4UY-TAC, 두께 40 ㎛) 을 적층하고, 추가로 아크릴계 점착제 (두께 20 ㎛) 를 적층하였다.
이와 같이 하여 얻어진 적층 광학 필름의 두께는 137 ㎛ 였다.
(비교예 1)
(적층 광학 필름의 제작)
위상차층 대신에 하기의 위상차 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 적층 광학 필름을 얻었다.
이와 같이 하여 얻어진 적층 광학 필름의 두께는 221 ㎛ 였다.
[위상차 필름]
장척의 노르보르넨계 수지 필름 (닛폰 제온사 제조, 상품명 Zeonor, 두께 40 ㎛, 광탄성 계수 3.10 × 10-12 ㎡/N) 을 140 ℃ 에서 1.52 배로 1 축 연신함으로써, 장척의 필름을 제작하였다. 얻어진 필름을 소정의 크기로 잘라냈다. 이 필름의 두께는 33 ㎛, 면내의 위상차값 Re [590] 은 140 ㎚, 두께 방향의 위상차 Rth [590] 은 140 ㎚ 였다.
(참고예 1)
(적층 광학 필름의 제작)
위상차층을 적층하지 않은 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 적층 광학 필름을 얻었다.
본 발명의 실시예 1 및 실시예 2 의 적층 광학 필름은, 비교예 1 의 적층 광학 필름에 비해, 현격히 얇았다. 그 결과, 본 발명의 적층 광학 필름은, 액정 패널·액정 표시 장치의 박형화에 기여할 수 있다.
본 발명의 실시예 1 에서 사용한 위상차층 및 비교예 1 에서 사용한 위상차 필름에 대해, 자외 가시 분광 광도계 (닛폰 분광 주식회사 제조, 제품명 : V-570) 를 사용하여 투과율 측정을 실시하였다. 결과를 도 5 에 나타낸다. 도 5 로부터 분명한 바와 같이, 실시예 1 의 위상차층은 비교예 1 의 위상차 필름에 비해, 파장 400 ㎚ 부근을 경계로 투과율이 현저하게 저하되어 있다. 따라서, 실시예 1 의 위상차층은, 우수한 자외선 차단 (흡수) 능을 가지고 있다고 할 수 있다.
휴대 전화 (샤프 제조, 소프트뱅크의 911SH) 로부터 액정 셀을 제거하고, 당해 액정 셀의 시인측에, 실시예 1 또는 참고예 1 에서 얻어진 적층 광학 필름을 점착제로 부착하였다. 또한, 적층 광학 필름 표면에 편광판 (닛토 전공 주식회사 제조, 상품명 : TEG1465DU) 을 점착제로 부착하였다. 이 때, 편광판의 편광자의 흡수축과 적층 광학 필름의 편광자의 흡수축이 이루는 각도가 90о 가 되도록 부착하였다. 이와 같이 하여 얻어진 휴대 전화의 표시 화면을 시계 방향으로 90о 회전시켰을 때 (가로 표시) 와, 회전시키지 않았을 때 (통상시, 세로 표시) 의 백휘도를 측정하였다. 측정 결과를 도 5 에 나타낸다.
도 6 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 의 적층 광학 필름을 실장했을 경우, 세로 표시시와 가로 표시시에서는, 백휘도는 거의 변화하지 않았다. 한편, 참고예 1 의 적층 광학 필름을 실장했을 경우, 세로 표시시와 가로 표시시에서는, 백휘도가 현저하게 변화하였다. 이 점에서, 실시예 1 은, 편광 선글라스 등의 편광 렌즈를 통하여 표시 화면을 시인했을 경우에도, 시인성이 우수하다고 할 수 있다.
산업상 이용가능성
본 발명의 적층 광학 필름, 액정 패널 및 액정 표시 장치는, 임의의 적절한 용도에 사용될 수 있다. 대표적으로는, 휴대전화, 휴대 게임기, 시계, 디지털 카메라, 휴대 정보 단말 (PDA) 등의 휴대 기기 ; 백 모니터, 카 내비게이션 시스템용 모니터, 카 오디오 등의 차재용 기기 ; 상업 점포용 인포메이션용 모니터 등의 전시 기기 등에 바람직하게 사용될 수 있다.
10 적층 광학 필름
11 편광자
12 위상차층
13 하드 코트층
14 제 1 보호 필름
15 제 2 보호 필름
100 액정 패널

Claims (10)

  1. 액정 표시 장치에 사용되고, 액정 셀의 시인측에 배치되는 적층 광학 필름으로서,
    편광자와, 상기 편광자의 편측에 배치되고, 굴절률 타원체가 nx > ny ＝ nz 인 관계를 나타내고, 면내의 위상차값 Re [590] 이 90 ∼ 190 ㎚ 인 위상차층을 구비하고,
    상기 편광자의 흡수축과 상기 위상차층의 지상축이 이루는 각도가 5 ∼ 85° 이고,
    상기 위상차층이 액정 재료로 형성되고,
    상기 위상차층이 상기 편광자보다 시인측이 되도록 배치되는, 적층 광학 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상차층의 상기 편광자와는 반대측에 배치된 하드 코트층을 추가로 구비하는, 적층 광학 필름.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광자와 상기 위상차층 사이에 배치된 제 1 보호 필름을 추가로 구비하는, 적층 광학 필름.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상차층의 상기 편광자와는 반대측에 배치된 제 1 보호 필름을 추가로 구비하는, 적층 광학 필름.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광자의 흡수축과 상기 위상차층이 이루는 각도가 40 ∼ 50о 인, 적층 광학 필름.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상차층이 액정 재료의 경화층인, 적층 광학 필름.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상차층이 자외선 차단제를 함유하는, 적층 광학 필름.
  8. 제 1 항에 기재된 적층 광학 필름을 구비하는, 액정 패널.
  9. 제 8 항에 기재된 액정 패널을 구비하는, 액정 표시 장치.
  10. 액정 표시 장치에 사용되고, 액정 셀의 시인측에 배치되는 적층 광학 필름의 제조 방법으로서,
    장척 형상의 기판의 표면에 배향 처리를 실시하는 공정과,
    상기 기판의 표면에 액정 재료를 함유하는 도공액을 도공하여, 굴절률 타원체가 nx > ny ＝ nz 인 관계를 나타내고, 면내의 위상차값 Re [590] 이 90 ∼ 190 ㎚ 인 위상차층을 형성하는 공정과,
    장척 형상으로 길이 방향으로 흡수축을 갖는 편광자와 상기 위상차층을, 각각 길이 방향으로 반송시키면서, 상기 편광자의 길이 방향과 상기 위상차층의 길이 방향을 맞추도록 하여 적층하는 공정을 갖고,
    상기 위상차층의 지상축과 상기 편광자의 흡수축이 이루는 각도가 5 ∼ 85°가 되도록 적층하고,
    상기 위상차층이 상기 편광자보다 시인측이 되도록 배치되는, 적층 광학 필름의 제조 방법.
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