KR20160079902A

KR20160079902A - 광학 부재, 편광판 세트 및 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR20160079902A
Application number: KR1020167016603A
Authority: KR
Inventors: 다케히토 후치다; 쇼우헤이 마에자와; 히로유키 다케모토; 나오 무라카미; 고조 나카무라
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2012-04-13
Filing date: 2013-04-10
Publication date: 2016-07-06
Also published as: CN104220904A; JP2015180951A; KR20140132409A; JP2013235259A; CN104220904B; TW201350989A; TWI550319B; US20150109561A1; WO2013154125A1; JP5812444B2; US10001669B2; JP5913689B2

Abstract

모아레의 발생을 억제하고, 그리고 기계적 강도가 우수하며, 또한 높은 휘도를 갖는 액정 표시 장치를 실현할 수 있는 광학 부재가 제공된다. 본 발명의 광학 부재는, 편광판과 광 확산층과 반사형 편광자와 프리즘 시트를 이 순서로 함유한다. 편광판은, 대표적으로는 편광자와 편광자의 적어도 일방측에 배치된 보호층을 갖는다. 반사형 편광자는, 대표적으로는 복굴절성을 갖는 층과 복굴절성을 실질적으로 갖지 않는 층이 교대로 적층된 다층 적층체이다. 프리즘 시트는 대표적으로는 기재부와 프리즘부를 갖는다.

Description

광학 부재, 편광판 세트 및 액정 표시 장치{OPTICAL MEMBER, POLARIZING PLATE SET AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 광학 부재, 편광판 세트 및 액정 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은, 편광판과 광 확산층과 반사형 편광자와 프리즘 시트를 함유하는 광학 부재, 그리고 당해 광학 부재를 사용한 편광판 세트 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.

최근, 디스플레이로서 면광원 장치를 사용한 액정 표시 장치의 보급에는 눈부신 것이 있다. 예를 들어, 에지 라이트형 면광원 장치를 구비하는 액정 표시 장치에서는, 광원으로부터 출사된 광은 도광판에 입사하고, 도광판의 출광면 (액정 셀측면) 과 이면에서 전반사를 반복하면서 전파한다. 도광판 내를 전파하는 광의 일부는, 도광판의 이면 등에 형성된 광 산란체 등에 의해 진행 방향이 바뀌어 출광면으로부터 도광판 외로 출사한다. 도광판의 출광면으로부터 출사한 광은, 확산 시트, 프리즘 시트, 휘도 향상 필름 등의 각종 광학 시트에 의해 확산·집광된 후, 액정 셀의 양측에 편광판이 배치된 액정 표시 패널에 입사한다. 액정 셀의 액정층의 액정 분자는 화소마다 구동되어, 입사광의 투과 및 흡수를 제어한다. 그 결과, 화상이 표시된다.

상기 프리즘 시트는, 대표적으로는 면광원 장치의 케이싱에 끼워넣어져, 도광판의 출사면에 근접하여 형성된다. 이와 같은 면광원 장치를 사용한 액정 표시 장치에 있어서는, 프리즘 시트를 설치할 때나, 실사용 환경하에 있어서 당해 프리즘 시트와 도광판이 문질러져 도광판이 흠집이 생기는 경우가 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해, 프리즘 시트를 광원측 편광판에 일체화하는 기술이 제안되어 있다 (특허문헌 1). 그러나, 이와 같은 프리즘 시트가 일체화된 편광판을 사용한 액정 표시 장치는, 정면 휘도가 불충분하여 어둡다는 문제가 있다.

또한, 상기와 같은 면광원 장치를 사용한 액정 표시 장치에 있어서는, 프리즘 시트의 규칙적 구조에 의해 모아레가 발생한다는 문제가 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해, 프리즘 시트에 광 확산층을 형성하는 것이 제안되어 있다. 그러나, 모아레를 해소할 정도의 강한 광 확산성을 갖는 광 확산층을 사용하면, 액정 표시 장치의 휘도가 저하된다는 문제가 생긴다. 예를 들어, 특허문헌 2 에는, (1) 편광판의 일방측에 광 확산성의 점착제가 적층되고, 다른 일방측에 프리즘 형상을 갖는 시트 부재가 적층된 광학 부재, 및 (2) 편광판과 프리즘 형상을 갖는 시트 부재가 광 확산성의 점착제를 개재하여 적층된 광학 부재가 개시되어 있다. 그러나, (1) 의 광학 부재에 의하면, 모아레의 발생은 억제할 수 있지만, 액정 표시 장치의 휘도 및 정면 콘트라스트가 불충분해진다. (2) 의 광학 부재에 의하면, 모아레의 발생도 억제하지 못하고, 액정 표시 장치의 휘도도 불충분해진다.

일본 공개특허공보 평11-295714호 일본 공개특허공보 2011-123476호

본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 것은, 모아레의 발생을 억제하고, 그리고 기계적 강도가 우수하며, 또한 높은 휘도를 갖는 액정 표시 장치를 실현할 수 있는 광학 부재를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 광학 부재는, 편광판과 광 확산층과 반사형 편광자와 프리즘 시트를 이 순서로 함유한다.

일 실시형태에 있어서는, 상기 프리즘 시트는, 상기 반사형 편광자와 반대측에 볼록한 주상 (柱狀) 의 단위 프리즘이 복수 배열되어 구성되어 있다.

일 실시형태에 있어서는, 상기 광 확산층과 상기 프리즘 시트의 프리즘부의 거리는 75 ㎛ ∼ 250 ㎛ 이다.

일 실시형태에 있어서는, 상기 광 확산층의 헤이즈치는 50 ％ ∼ 95 ％ 이다.

일 실시형태에 있어서는, 상기 광 확산층은 광 확산 점착제로 구성되어 있다.

본 발명의 다른 국면에 의하면, 편광판 세트가 제공된다. 이 편광판 세트는, 배면측 편광판으로서 사용되는 상기의 광학 부재와, 시인측 편광판을 함유한다.

본 발명의 또 다른 국면에 의하면, 액정 표시 장치가 제공된다. 이 액정 표시 장치는, 액정 셀과, 그 액정 셀의 시인측에 배치된 편광판과, 그 액정 셀의 시인측과 반대측에 배치된 상기의 광학 부재를 갖는다.

본 발명에 의하면, 편광판과 광 확산층과 반사형 편광자와 프리즘 시트를 갖는 광학 부재에 있어서, 광 확산층과 프리즘 시트 사이에 반사형 편광자를 배치함으로써, 모아레의 발생을 억제하고, 또한 높은 휘도를 갖는 액정 표시 장치를 실현할 수 있다. 또한, 편광판과 프리즘 시트를 일체화함으로써, 본 발명의 광학 부재는, 기계적 강도가 우수한 액정 표시 장치를 실현할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 의한 광학 부재를 설명하는 개략 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 광학 부재에 사용될 수 있는 반사형 편광자의 일례의 개략 사시도이다.
도 3 은 도 1 의 광학 부재의 분해 사시도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 의한 액정 표시 장치를 설명하는 개략 단면도이다.
도 5 는 VA 모드에 있어서의 액정 분자의 배향 상태를 설명하는 개략 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태에는 한정되지 않는다.

A. 광학 부재의 전체 구성

도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 의한 광학 부재를 설명하는 개략 단면도이다. 광학 부재 (100) 는, 편광판 (10) 과 광 확산층 (20) 과 반사형 편광자 (30) 와 프리즘 시트 (40) 를 이 순서로 갖는다. 편광판 (10) 은, 대표적으로는, 편광자 (11) 와, 편광자 (11) 의 편측에 배치된 보호층 (12) 과, 편광자 (11) 의 다른 일방측에 배치된 보호층 (13) 을 갖는다. 프리즘 시트 (40) 는, 대표적으로는, 기재부 (41) 와 프리즘부 (42) 를 갖는다. 이와 같이, 편광판과 프리즘 시트를 일체화함으로써, 프리즘 시트와 편광판 사이의 공기층을 배제할 수 있기 때문에, 액정 표시 장치의 박형화에 기여할 수 있다. 액정 표시 장치의 박형화는, 디자인의 선택폭을 확대하므로 상업적인 가치가 크다. 또한, 편광판과 프리즘 시트를 일체화함으로써, 프리즘 시트를 면광원 장치 (백라이트 유닛, 실질적으로는 도광판) 에 장착할 때의 문지름에 의한 프리즘 시트의 흠집을 회피할 수 있으므로, 그러한 상처에서 기인하는 표시의 탁함을 방지할 수 있고, 또한 기계적 강도가 우수한 액정 표시 장치를 얻을 수 있다. 또한, 본 실시형태에 의하면, 광 확산층 (20) 과 프리즘 시트 (40) 사이에 반사형 편광자 (30) 를 배치하여, 광 확산층 (20) 과 프리즘 시트 (40) 사이에 소정의 거리를 형성함으로써, 모아레의 발생을 억제하고, 또한 높은 휘도를 갖는 액정 표시 장치를 실현할 수 있다. 또, 본 실시형태에 의하면, 광 확산층 (20) 을 반사형 편광자 (30) 의 프리즘 시트 (40) 와 반대측 (액정 표시 장치에 사용하는 경우에는, 액정 표시 장치의 백라이트 유닛과 반대측) 에 배치함으로써, 휘도를 향상시킬 수 있다. 구체적으로는, 반사형 편광자는 경사 방향의 입사광보다 정면 입사광쪽이 이용 효율이 높다. 광 확산층 (20) 을 반사형 편광자 (30) 의 프리즘 시트 (40) 와 반대측에 배치함으로써, 정면 입사광을 증대시킬 수 있고, 그 결과, 광의 이용 효율을 더욱 향상시켜 휘도를 증대시킬 수 있다. 이하, 광학 부재의 구성 요소에 대해 상세하게 설명한다.

B. 편광판

편광판 (10) 은, 대표적으로는, 편광자 (11) 와, 편광자 (11) 의 편측에 배치된 보호층 (12) 과, 편광자 (11) 의 다른 일방측에 배치된 보호층 (13) 을 갖는다. 편광자는 대표적으로는 흡수형 편광자이다.

B-1. 편광자

상기 흡수형 편광자의 파장 589 ㎚ 의 투과율 (단체 투과율이라고도 한다) 은, 바람직하게는 41 ％ 이상이고, 보다 바람직하게는 42 ％ 이상이다. 또한, 단체 투과율의 이론적인 상한은 50 ％ 이다. 또, 편광도는, 바람직하게는 99.5 ％ ∼ 100 ％ 이고, 더욱 바람직하게는 99.9 ％ ∼ 100 ％ 이다. 상기의 범위이면, 액정 표시 장치에 사용했을 때에 정면 방향의 콘트라스트를 보다 더 높게 할 수 있다.

상기 단체 투과율 및 편광도는, 분광 광도계를 사용하여 측정할 수 있다. 상기 편광도의 구체적인 측정 방법으로는, 상기 편광자의 평행 투과율 (H₀) 및 직교 투과율 (H₉₀) 을 측정하여, 식 : 편광도 (％) = {(H₀ - H₉₀)/(H₀ + H₉₀)}^1/2 × 100 으로부터 구할 수 있다. 상기 평행 투과율 (H₀) 은, 동일한 편광자 2 장을 서로의 흡수축이 평행이 되도록 중첩하여 제조한 평행형 적층 편광자의 투과율의 값이다. 또, 상기 직교 투과율 (H₉₀) 은, 동일한 편광자 2 장을 서로의 흡수축이 직교하도록 중첩하여 제조한 직교형 적층 편광자의 투과율의 값이다. 또한, 이들 투과율은, JlS Z 8701-1982 의 2 도 시야 (C 광원) 에 의해, 시감도 보정을 실시한 Y 치이다.

상기 흡수형 편광자로는, 목적에 따라 임의의 적절한 편광자가 채용될 수 있다. 예를 들어, 폴리비닐알코올계 필름, 부분 포르말화 폴리비닐알코올계 필름, 에틸렌·아세트산비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드나 이색성 염료 등의 이색성 물질을 흡착시켜 1 축 연신한 것, 폴리비닐알코올의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등의 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있다. 또, 미국 특허 5,523,863호 등에 개시되어 있는 이색성 물질과 액정성 화합물을 함유하는 액정성 조성물을 일정 방향으로 배향시킨 게스트·호스트 타입의 E 형 및 O 형 편광자, 미국 특허 6,049,428호 등에 개시되어 있는 리오트로픽 액정을 일정 방향으로 배향시킨 E 형 및 O 형 편광자 등도 사용할 수 있다.

이와 같은 편광자 중에서도, 높은 편광도를 갖는다는 관점에서, 요오드를 함유하는 폴리비닐알코올 (PVA) 계 필름에 의한 편광자가 바람직하게 사용된다. 편광자에 적용되는 폴리비닐알코올계 필름의 재료에는, 폴리비닐알코올 또는 그 유도체가 사용된다. 폴리비닐알코올의 유도체로는, 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈 등을 들 수 있는 것 외에, 에틸렌, 프로필렌 등의 올레핀, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 등의 불포화 카르복실산이나, 그 알킬에스테르, 아크릴아미드 등으로 변성한 것을 들 수 있다. 폴리비닐알코올의 중합도는, 1000 ∼ 10000 정도, 비누화도는 80 몰％ ∼ 100 몰％ 정도의 것이 일반적으로 사용된다.

상기 폴리비닐알코올계 필름 (미연신 필름) 은, 통상적인 방법에 따라, 1 축 연신 처리, 요오드 염색 처리가 적어도 실시된다. 나아가서는, 붕산 처리, 요오드 이온 처리를 실시할 수 있다. 또, 상기 처리가 실시된 폴리비닐알코올계 필름 (연신 필름) 은, 통상적인 방법에 따라 건조되어 편광자가 된다.

1 축 연신 처리에 있어서의 연신 방법은 특별히 제한되지 않고, 습윤 연신법과 건식 연신법 모두 채용할 수 있다. 건식 연신법의 연신 수단으로는, 예를 들어, 롤간 연신 방법, 가열 롤 연신 방법, 압축 연신 방법 등을 들 수 있다. 연신은 다단으로 실시할 수도 있다. 상기 연신 수단에 있어서, 미연신 필름은 통상적으로 가열 상태가 된다. 통상적으로 미연신 필름은 30 ㎛ ∼ 150 ㎛ 정도의 것이 사용된다. 연신 필름의 연신 배율은 목적에 따라 적절히 설정할 수 있지만, 연신 배율 (총연신 배율) 은 2 배 ∼ 8 배 정도, 바람직하게는 3 배 ∼ 6.5 배, 더욱 바람직하게는 3.5 배 ∼ 6 배이다. 연신 필름의 두께는 5 ㎛ ∼ 40 ㎛ 정도가 바람직하다.

요오드 염색 처리는, 폴리비닐알코올계 필름을 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 요오드 용액에 침지함으로써 실시된다. 요오드 용액은, 통상적으로 요오드 수용액이고, 요오드 및 용해 보조제로서 요오드화칼륨을 함유한다. 요오드 농도는, 바람직하게는 0.01 중량％ ∼ 1 중량％ 정도, 보다 바람직하게는 0.02 중량％ ∼ 0.5 중량％ 이고, 요오드화칼륨 농도는, 바람직하게는 0.01 중량％ ∼ 10 중량％ 정도, 보다 바람직하게는 0.02 중량％ ∼ 8 중량％ 이다.

요오드 염색 처리에 있어서, 요오드 용액의 온도는, 통상적으로 20 ℃ ∼ 50 ℃ 정도, 바람직하게는 25 ℃ ∼ 40 ℃ 이다. 침지 시간은 통상적으로 10 초간 ∼ 300 초간 정도, 바람직하게는 20 초간 ∼ 240 초간의 범위이다. 요오드 염색 처리에 있어서는, 요오드 용액의 농도, 폴리비닐알코올계 필름의 요오드 용액에 대한 침지 온도, 침지 시간 등의 조건을 조정함으로써, 폴리비닐알코올계 필름에 있어서의 요오드 함유량 및 칼륨 함유량이 원하는 범위가 되도록 조정한다. 요오드 염색 처리는, 1 축 연신 처리 전, 1 축 연신 처리 중, 1 축 연신 처리 후 중 어느 단계에서 실시해도 된다.

붕산 처리는, 붕산 수용액에 폴리비닐알코올계 필름을 침지함으로써 실시한다. 붕산 수용액 중의 붕산 농도는, 2 중량％ ∼ 15 중량％ 정도, 바람직하게는 3 중량％ ∼ 10 중량％ 이다. 붕산 수용액 중에는, 요오드화칼륨에 의해 칼륨 이온 및 요오드 이온을 함유시킬 수 있다. 붕산 수용액 중의 요오드화칼륨 농도는 0.5 중량％ ∼ 10 중량％ 정도, 나아가서는 1 중량％ ∼ 8 중량％ 로 하는 것이 바람직하다. 요오드화칼륨을 함유하는 붕산 수용액은, 착색이 적은 편광자, 즉 가시광의 거의 전파장역에 걸쳐 흡광도가 거의 일정한 이른바 뉴트럴 그레이의 편광자를 얻을 수 있다.

요오드 이온 처리에는, 예를 들어 요오드화칼륨 등에 의해 요오드 이온을 함유시킨 수용액을 사용한다. 요오드화칼륨 농도는 0.5 중량％ ∼ 10 중량％ 정도, 나아가서는 1 중량％ ∼ 8 중량％ 로 하는 것이 바람직하다. 요오드 이온 함침 처리에 있어서, 그 수용액의 온도는, 통상적으로 15 ℃ ∼ 60 ℃ 정도, 바람직하게는 25 ℃ ∼ 40 ℃ 이다. 침지 시간은 통상적으로 1 초 ∼ 120 초 정도, 바람직하게는 3 초 ∼ 90 초간의 범위이다. 요오드 이온 처리의 단계는, 건조 공정 전이면 특별히 제한은 없다. 후술하는 수세정 후에 실시할 수도 있다.

상기 처리가 실시된 폴리비닐알코올계 필름 (연신 필름) 은, 통상적인 방법에 따라 수세정 공정, 건조 공정에 제공할 수 있다.

건조 공정은, 임의의 적절한 건조 방법, 예를 들어, 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조 등을 채용할 수 있다. 예를 들어, 가열 건조의 경우에는, 건조 온도는 대표적으로는 20 ℃ ∼ 80 ℃, 바람직하게는 25 ℃ ∼ 70 ℃ 이고, 건조 시간은 바람직하게는 1 분 ∼ 10 분간 정도이다. 또, 건조 후의 편광자의 수분율은 바람직하게는 10 중량％ ∼ 30 중량％ 이고, 보다 바람직하게는 12 중량％ ∼ 28 중량％ 이고, 더욱 바람직하게는 16 중량％ ∼ 25 중량％ 이다. 수분율이 과도하게 크면, 편광판을 건조시킬 때, 편광자의 건조에 수반하여 편광도가 저하되는 경향이 있다. 특히 500 ㎚ 이하의 단파장 영역에 있어서의 직교 투과율이 증대되는, 즉, 단파장의 광이 누설되기 때문에, 흑표시가 청색으로 착색되는 경향이 있다. 반대로, 편광자의 수분율이 과도하게 작으면, 국소적인 요철 결함 (쿠닉 결함) 이 발생하기 쉬운 등의 문제를 일으키는 경우가 있다.

편광판 (10) 은, 대표적으로는 장척상 (예를 들어, 롤상) 으로 제공되어 광학 부재의 제조에 사용된다. 일 실시형태에 있어서는, 편광자는 장척 방향으로 흡수축을 갖는다. 이와 같은 편광자는, 당업계에서 관용되고 있는 제조 방법 (예를 들어, 상기와 같은 제조 방법) 에 의해 얻을 수 있다. 다른 실시형태에 있어서는, 편광자는 폭 방향으로 흡수축을 갖는다. 이와 같은 편광자이면, 이른바 롤·투·롤에 의해 폭 방향으로 반사축을 갖는 직선 편광 분리형의 반사형 편광자와 적층하여 본 발명의 광학 부재를 제조할 수 있기 때문에, 제조 효율을 대폭 향상시킬 수 있다.

B-2. 보호층

보호층은, 편광판의 보호 필름으로서 사용할 수 있는 임의의 적절한 필름으로 형성된다. 당해 필름의 주성분이 되는 재료의 구체예로는, 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 등의 셀룰로오스계 수지나, 폴리에스테르계, 폴리비닐알코올계, 폴리카보네이트계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리스티렌계, 폴리노르보르넨계, 폴리올레핀계, (메트)아크릴계, 아세테이트계 등의 투명 수지 등을 들 수 있다. 또, (메트)아크릴계, 우레탄계, (메트)아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열 경화형 수지 또는 자외선 경화형 수지 등도 들 수 있다. 이 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 교대 공중합체와, 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체를 갖는 수지 조성물을 들 수 있다. 당해 폴리머 필름은, 예를 들어 상기 수지 조성물의 압출 성형물일 수 있다. 각각의 보호층은 동일해도 되고, 상이해도 된다.

보호층의 두께는, 바람직하게는 20 ㎛ ∼ 100 ㎛ 이다. 보호층은, 접착층 (구체적으로는, 접착제층, 점착제층) 을 개재하여 편광자에 적층되어 있어도 되고, 편광자에 밀착 (접착층을 개재하지 않고) 적층되어 있어도 된다. 접착제층은 임의의 적절한 접착제로 형성된다. 접착제로는, 예를 들어 폴리비닐알코올계 수지를 주성분으로 하는 수용성 접착제를 들 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지를 주성분으로 하는 수용성 접착제는, 바람직하게는 금속 화합물 콜로이드를 추가로 함유할 수 있다. 금속 화합물 콜로이드는, 금속 화합물 미립자가 분산매 중에 분산되어 있는 것일 수 있고, 미립자의 동종 전하의 상호 반발에서 기인하여 정전적 안정화하여 영속적으로 안정성을 갖는 것일 수 있다. 금속 화합물 콜로이드를 형성하는 미립자의 평균 입자경은, 편광 특성 등의 광학 특성에 악영향을 미치지 않는 한 임의의 적절한 값일 수 있다. 바람직하게는 1 ㎚ ∼ 100 ㎚, 더욱 바람직하게는 1 ㎚ ∼ 50 ㎚ 이다. 미립자를 접착제층 중에 균일하게 분산시킬 수 있고, 접착성을 확보하며, 또한 쿠닉을 억제할 수 있기 때문이다.

또한, 「쿠닉」 이란, 편광자와 보호층의 계면에서 생기는 국소적인 요철 결함을 말한다.

C. 광 확산층

광 확산층 (20) 은, 광 확산 소자로 구성되어도 되고, 광 확산 점착제로 구성되어도 된다. 광 확산 소자는, 매트릭스와 당해 매트릭스 중에 분산된 광 확산성 미립자를 함유한다. 광 확산 점착제는, 매트릭스가 점착제로 구성된다.

광 확산층의 광 확산 성능은, 예를 들어, 헤이즈치 및/또는 광 확산 반치각으로 나타낼 수 있다. 광 확산층의 헤이즈치는, 바람직하게는 50 ％ ∼ 95 ％ 이고, 보다 바람직하게는 60 ％ ∼ 95 ％ 이고, 더욱 바람직하게는 70 ％ ∼ 95 ％ 이다. 헤이즈치를 상기 범위로 함으로써, 원하는 확산 성능이 얻어지고, 모아레의 발생을 양호하게 억제할 수 있다. 광 확산층의 광 확산 반치각은, 바람직하게는 5°∼ 50°이고, 보다 바람직하게는 10°∼ 30°이다. 광 확산층의 광 확산 성능은, 매트릭스 (광 확산 점착제의 경우에는 점착제) 의 구성 재료, 그리고 광 확산성 미립자의 구성 재료, 체적 평균 입자경 및 배합량 등을 조정함으로써 제어할 수 있다.

광 확산층의 전광선 투과율은, 바람직하게는 75 ％ 이상이고, 보다 바람직하게는 80 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 85 ％ 이상이다.

광 확산층의 두께는, 구성 및 확산 성능 등에 따라 적절히 조정할 수 있다. 예를 들어, 광 확산층이 광 확산 소자로 구성되는 경우에는, 두께는 바람직하게는 5 ㎛ ∼ 200 ㎛ 이다. 또 예를 들어, 광 확산층이 광 확산 점착제로 구성되는 경우에는, 두께는 바람직하게는 5 ㎛ ∼ 100 ㎛ 이다.

상기한 바와 같이, 광 확산층은, 광 확산 소자로 구성되어도 되고, 광 확산 점착제로 구성되어도 된다. 광 확산층이 광 확산 소자로 구성되는 경우에는, 광 확산층은, 매트릭스와 당해 매트릭스 중에 분산된 광 확산성 미립자를 함유한다. 매트릭스는, 예를 들어 전리선 경화형 수지로 구성된다. 전리선으로는, 예를 들어 자외선, 가시광, 적외선, 전자선을 들 수 있다. 바람직하게는 자외선이고, 따라서, 매트릭스는 바람직하게는 자외선 경화형 수지로 구성된다. 자외선 경화형 수지로는, 예를 들어 아크릴계 수지, 지방족계 (예를 들어, 폴리올레핀) 수지, 우레탄계 수지를 들 수 있다. 광 확산성 미립자는, 광 확산층이 광 확산 점착제로 구성되는 형태에 대해 후술하는 바와 같다.

바람직하게는 광 확산층은 광 확산 점착제로 구성된다. 이와 같은 구성을 채용함으로써, 광 확산층이 광 확산 소자로 구성되는 경우에 필요하게 되는 접착층 (접착제층 또는 점착제층) 이 불필요해지므로, 광학 부재 (결과적으로 액정 표시 장치) 의 박형화에 기여하고, 또한 접착층의 액정 표시 장치의 표시 특성에 대한 악영향을 배제할 수 있다. 이 경우, 광 확산층은, 점착제와 당해 점착제 중에 분산된 광 확산성 미립자를 함유한다. 점착제로는 임의의 적절한 것을 사용할 수 있다. 구체예로는, 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 에폭시계 점착제, 셀룰로오스계 점착제 등을 들 수 있고, 바람직하게는 아크릴계 점착제이다. 아크릴계 점착제를 사용함으로써, 내열성 및 투명성이 우수한 광 확산층을 얻을 수 있다. 점착제는, 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.

아크릴계 점착제로는 임의의 적절한 것을 사용할 수 있다. 아크릴계 점착제의 유리 전이 온도는, 바람직하게는 -60 ℃ ∼ -10 ℃ 이고, 보다 바람직하게는 -55 ℃ ∼ -15 ℃ 이다. 아크릴계 점착제의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 20 만 ∼ 200 만이고, 보다 바람직하게는 25 만 ∼ 180 만이다. 이와 같은 특성을 갖는 아크릴계 점착제를 사용함으로써 적절한 점착성을 얻을 수 있다. 아크릴계 점착제의 굴절률은, 바람직하게는 1.40 ∼ 1.65 이고, 보다 바람직하게는 1.45 ∼ 1.60 이다.

상기 아크릴계 점착제는, 통상적으로 점착성을 부여하는 주모노머, 응집성을 부여하는 코모노머, 점착성을 부여하면서 가교점이 되는 관능기 함유 모노머를 중합시켜 얻어진다. 상기 특성을 갖는 아크릴계 점착제는 임의의 적절한 방법으로 합성할 수 있고, 예를 들어, 다이닛폰 도서 (주) 발행 나카마에 카츠히코저 「접착·점착의 화학과 응용」 을 참고로 합성할 수 있다.

광 확산층 중에 있어서의 점착제의 함유량은, 바람직하게는 50 중량％ ∼ 99.7 중량％ 이고, 보다 바람직하게는 52 중량％ ∼ 97 중량％ 이다.

광 확산성 미립자로는 임의의 적절한 것을 사용할 수 있다. 구체예로는, 무기 미립자, 고분자 미립자 등을 들 수 있다. 광 확산성 미립자는, 바람직하게는 고분자 미립자이다. 고분자 미립자의 재질로는, 예를 들어, 실리콘 수지, 메타아크릴계 수지 (예를 들어, 폴리메타크릴산메틸), 폴리스티렌 수지, 폴리우레탄 수지, 멜라민 수지를 들 수 있다. 이들 수지는, 점착제에 대한 우수한 분산성 및 점착제와의 적절한 굴절률차를 가지므로, 확산 성능이 우수한 광 확산층을 얻을 수 있다. 바람직하게는, 실리콘 수지, 폴리메타크릴산메틸이다. 광 확산성 미립자의 형상은, 예를 들어, 진구상, 편평상, 부정 형상일 수 있다. 광 확산성 미립자는, 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.

광 확산성 미립자의 체적 평균 입자경은, 바람직하게는 1 ㎛ ∼ 10 ㎛ 이고, 보다 바람직하게는 1.5 ㎛ ∼ 6 ㎛ 이다. 체적 평균 입자경을 상기 범위로 함으로써, 우수한 광 확산 성능을 갖는 광 확산층을 얻을 수 있다. 체적 평균 입자경은, 예를 들어, 초원심식 자동 입도 분포 측정 장치를 사용하여 측정할 수 있다.

광 확산성 미립자의 굴절률은, 바람직하게는 1.30 ∼ 1.70 이고, 보다 바람직하게는 1.40 ∼ 1.65 이다.

광 확산성 미립자와 매트릭스 (대표적으로는 전리선 경화형 수지 또는 점착제) 의 굴절률차의 절대치는, 바람직하게는 0 을 초과하고 0.2 이하이고, 보다 바람직하게는 0 을 초과하고 0.15 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.01 ∼ 0.13 이다.

광 확산층 중에 있어서의 광 확산성 미립자의 함유량은, 바람직하게는 0.3 중량％ ∼ 50 중량％ 이고, 보다 바람직하게는 3 중량％ ∼ 48 중량％ 이다. 광 확산성 미립자의 배합량을 상기의 범위로 함으로써, 우수한 광 확산 성능을 갖는 광 확산층을 얻을 수 있다.

광 확산층은, 임의의 적절한 첨가제를 함유하고 있어도 된다. 첨가제로는, 예를 들어 대전 방지제, 산화 방지제를 들 수 있다.

광 확산층 (20) 은, 임의의 적절한 접착층 (예를 들어, 접착제층, 점착제층 : 도시 생략) 을 개재하여 편광판 (10) 에 첩합 (貼合) 된다. 광 확산층이 광 확산 점착제로 구성되는 경우에는 접착층을 생략할 수 있다. 즉, 이 경우에는, 편광판 (10) 과 반사형 편광자 (30) 가 광 확산 점착제 (20) 를 개재하여 첩합된다.

D. 반사형 편광자

반사형 편광자 (30) 는, 특정한 편광 상태 (편광 방향) 의 편광을 투과하고, 그 이외의 편광 상태의 광을 반사하는 기능을 갖는다. 반사형 편광자 (30) 는, 직선 편광 분리형이어도 되고, 원 편광 분리형이어도 된다. 이하, 일례로서 직선 편광 분리형의 반사형 편광자에 대해 설명한다. 또한, 원 편광 분리형의 반사형 편광자로는, 예를 들어 콜레스테릭 액정을 고정화한 필름과 λ／4 판의 적층체를 들 수 있다.

도 2 는 반사형 편광자의 일례의 개략 사시도이다. 반사형 편광자는, 복굴절성을 갖는 층 A 와 복굴절성을 실질적으로 갖지 않는 층 B 가 교대로 적층된 다층 적층체이다. 예를 들어, 이와 같은 다층 적층체의 층의 총수는 50 ∼ 1000 일 수 있다. 도시예에서는, A 층의 x 축 방향의 굴절률 nx 가 y 축 방향의 굴절률 ny 보다 크고, B 층의 x 축 방향의 굴절률 nx 와 y 축 방향의 굴절률 ny 는 실질적으로 동일하다. 따라서, A 층과 B 층의 굴절률차는, x 축 방향에 있어서 크고, y 축 방향에 있어서는 실질적으로 제로이다. 그 결과, x 축 방향이 반사축이 되고, y 축 방향이 투과축이 된다. A 층과 B 층의 x 축 방향에 있어서의 굴절률차는, 바람직하게는 0.2 ∼ 0.3 이다. 또한, x 축 방향은, 후술하는 제조 방법에 있어서의 반사형 편광자의 연신 방향에 대응한다.

상기 A 층은, 바람직하게는 연신에 의해 복굴절성을 발현하는 재료로 구성된다. 이와 같은 재료의 대표예로는, 나프탈렌디카르복실산폴리에스테르 (예를 들어, 폴리에틸렌나프탈레이트), 폴리카보네이트 및 아크릴계 수지 (예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트) 를 들 수 있다. 폴리에틸렌나프탈레이트가 바람직하다. 상기 B 층은, 바람직하게는 연신해도 복굴절성을 실질적으로 발현하지 않는 재료로 구성된다. 이와 같은 재료의 대표예로는, 나프탈렌디카르복실산과 테레프탈산의 코폴리에스테르를 들 수 있다.

반사형 편광자는, A 층과 B 층의 계면에 있어서, 제 1 편광 방향을 갖는 광 (예를 들어, p 파) 을 투과하고, 제 1 편광 방향과는 직교하는 제 2 편광 방향을 갖는 광 (예를 들어, s 파) 을 반사한다. 반사한 광은, A 층과 B 층의 계면에 있어서, 일부가 제 1 편광 방향을 갖는 광으로서 투과하고, 일부가 제 2 편광 방향을 갖는 광으로서 반사한다. 반사형 편광자의 내부에 있어서, 이와 같은 반사 및 투과가 다수 반복됨으로써, 광의 이용 효율을 높일 수 있다.

일 실시형태에 있어서는, 반사형 편광자는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 편광판 (10) 과 반대측의 최외층으로서 반사층 (R) 을 함유하고 있어도 된다. 반사층 (R) 을 형성함으로써, 최종적으로 이용되지 않고 반사형 편광자의 최외부로 되돌아온 광을 다시 이용할 수 있기 때문에, 광의 이용 효율을 더욱 높일 수 있다. 반사층 (R) 은, 대표적으로는 폴리에스테르 수지층의 다층 구조에 의해 반사 기능을 발현한다.

반사형 편광자의 전체 두께는, 목적, 반사형 편광자에 함유되는 층의 합계수 등에 따라 적절히 설정될 수 있다. 반사형 편광자의 전체 두께는, 바람직하게는 10 ㎛ ∼ 150 ㎛ 이다. 전체 두께가 이와 같은 범위이면, 광 확산층과 프리즘 시트의 프리즘부의 거리를 원하는 범위로 할 수 있고, 결과적으로, 모아레의 발생을 억제하고, 또한 높은 휘도를 갖는 액정 표시 장치를 실현할 수 있다.

일 실시형태에 있어서는, 광학 부재 (100) 에 있어서, 반사형 편광자 (30) 는, 편광판 (10) 의 투과축에 평행한 편광 방향의 광을 투과하도록 하여 배치된다. 즉, 반사형 편광자 (30) 는, 그 투과축이 편광판 (10) 의 투과축 방향과 대략 평행 방향이 되도록 하여 배치된다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 편광판 (10) 에 흡수되는 광을 재이용할 수 있어, 이용 효율을 더욱 높일 수 있고, 또, 휘도도 향상시킬 수 있다.

반사형 편광자는, 대표적으로는 공압출과 횡연신을 조합하여 제조될 수 있다. 공압출은 임의의 적절한 방식으로 실시될 수 있다. 예를 들어, 피드 블록 방식이어도 되고, 멀티 매니폴드 방식이어도 된다. 예를 들어, 피드 블록 중에서 A 층을 구성하는 재료와 B 층을 구성하는 재료를 압출하고, 이어서, 멀티플라이어를 사용하여 다층화한다. 또한, 이와 같은 다층화 장치는 당업자에게 공지된 바이다. 이어서, 얻어진 장척상의 다층 적층체를 대표적으로는 반송 방향에 직교하는 방향 (TD) 으로 연신한다. A 층을 구성하는 재료 (예를 들어, 폴리에틸렌나프탈레이트) 는, 당해 횡연신에 의해 연신 방향에 있어서만 굴절률이 증대되고, 결과적으로 복굴절성을 발현한다. B 층을 구성하는 재료 (예를 들어, 나프탈렌디카르복실산과 테레프탈산의 코폴리에스테르) 는, 당해 횡연신에 의해서도 어느 방향으로도 굴절률은 증대되지 않는다. 결과적으로, 연신 방향 (TD) 으로 반사축을 갖고, 반송 방향 (MD) 으로 투과축을 갖는 반사형 편광자를 얻을 수 있다 (TD 가 도 2 의 x 축 방향에 대응하고, MD 가 y 축 방향에 대응한다). 또한, 연신 조작은 임의의 적절한 장치를 사용하여 실시될 수 있다.

반사형 편광자로는, 예를 들어 일본 공표특허공보 평9-507308호에 기재된 것이 사용될 수 있다.

반사형 편광자는, 시판품을 그대로 사용해도 되고, 시판품을 2 차 가공 (예를 들어, 연신) 하여 사용해도 된다. 시판품으로는, 예를 들어, 3 M 사 제조의 상품명 DBEF, 3 M 사 제조의 상품명 APF 를 들 수 있다.

반사형 편광자 (30) 는, 임의의 적절한 접착층 (예를 들어, 접착제층, 점착제층 : 도시 생략) 을 개재하여 광 확산층 (20) 에 첩합된다. 광 확산층이 광 확산 점착제로 구성되는 경우에는 접착층을 생략할 수 있다.

E. 프리즘 시트

프리즘 시트 (40) 는, 반사형 편광자 (30) 의 광 확산층 (20) 과 반대측에 배치되어 있다. 프리즘 시트 (40) 는, 대표적으로는 기재부 (41) 와 프리즘부 (42) 를 갖는다. 기재부 (41) 의 두께를 조정함으로써, 광 확산층 (20) 과 프리즘부 (42) 의 거리를 제어할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 반사형 편광자 (30) 가 프리즘부 (42) 를 지지하는 기재부로서 기능할 수 있으므로, 기재부 (41) 는 반드시 형성할 필요는 없다. 이 경우, 광 확산층 (20) 과 프리즘부 (42) 의 거리는, 반사형 편광자 (30) 의 두께를 조정함으로써 제어될 수 있다. 프리즘 시트 (40) 는, 본 발명의 광학 부재가 액정 표시 장치의 백라이트측에 배치되었을 경우에, 백라이트 유닛의 도광판으로부터 출사된 편광광을, 그 편광 상태를 유지한 채로, 프리즘부 (42) 내부에서의 전반사 등에 의해, 액정 표시 장치의 대략 법선 방향으로 최대 강도를 갖는 편광광으로서, 반사형 편광자 (30) 및 광 확산층 (20) 을 개재하여 편광판 (10) 으로 유도한다. 또한, 「대략 법선 방향」 이란, 법선 방향으로부터 소정 각도 내의 방향, 예를 들어, 법선 방향으로부터 ±10°의 범위 내의 방향을 포함한다.

프리즘 시트 (40) 는, 임의의 적절한 접착층 (예를 들어, 접착제층, 점착제층 : 도시 생략) 을 개재하여 반사형 편광자 (30) 에 첩합된다.

E-1. 프리즘부

일 실시형태에 있어서는, 도 1 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 프리즘 시트 (40) (실질적으로는, 프리즘부 (42)) 는, 반사형 편광자 (30) 와 반대측에 볼록한 복수의 단위 프리즘 (43) 이 병렬되어 구성되어 있다. 바람직하게는, 단위 프리즘 (43) 은 주상이고, 그 길이 방향 (능선 방향) 은, 편광판 (10) 의 투과축 및 반사형 편광자 (30) 의 투과축과 대략 직교 방향으로 향하고 있다. 본 명세서에 있어서, 「실질적으로 직교」 및 「대략 직교」 라는 표현은, 2 개의 방향이 이루는 각도가 90°± 10°인 경우를 포함하고, 바람직하게는 90°± 7°이고, 더욱 바람직하게는 90°± 5°이다. 「실질적으로 평행」 및 「대략 평행」 이라는 표현은, 2 개의 방향이 이루는 각도가 0°± 10°인 경우를 포함하고, 바람직하게는 0°± 7°이고, 더욱 바람직하게는 0°± 5°이다. 또한, 본 명세서에 있어서 간단히 「직교」 또는 「평행」 이라고 할 때에는, 실질적으로 직교 또는 실질적으로 평행한 상태를 포함할 수 있는 것으로 한다. 또한, 프리즘 시트 (40) 는, 단위 프리즘 (43) 의 능선 방향과 편광판 (10) 의 투과축 및 반사형 편광자 (30) 의 투과축이 소정의 각도를 형성하도록 하여 배치 (이른바 경사 배치) 해도 된다. 이와 같은 구성을 채용함으로써, 모아레의 발생을 더욱 양호하게 방지할 수 있는 경우가 있다. 경사 배치의 범위로는, 바람직하게는 20°이하이고, 보다 바람직하게는 15°이하이다.

단위 프리즘 (43) 의 형상은, 본 발명의 효과가 얻어지는 한에 있어서 임의의 적절한 구성이 채용될 수 있다. 단위 프리즘 (43) 은, 그 배열 방향에 평행하고 또한 두께 방향에 평행한 단면에 있어서, 그 단면 형상이 삼각형상이어도 되고, 그 밖의 형상 (예를 들어, 삼각형의 일방 또는 양방의 사면 (斜面) 이 경사각이 상이한 복수의 평탄면을 갖는 형상) 이어도 된다. 삼각형상으로는, 단위 프리즘의 정점을 지나 시트면에 직교하는 직선에 대해 비대칭인 형상 (예를 들어, 부등변 삼각형) 이어도 되고, 당해 직선에 대해 대칭인 형상 (예를 들어, 이등변 삼각형) 이어도 된다. 또한, 단위 프리즘의 정점은, 면취된 곡면상으로 되어 있어도 되고, 선단이 평탄면이 되도록 커트되어 단면 사다리꼴상으로 되어 있어도 된다. 단위 프리즘 (43) 의 상세한 형상은, 목적에 따라 적절히 설정될 수 있다. 예를 들어, 단위 프리즘 (43) 으로서, 일본 공개특허공보 평11-84111호에 기재된 구성이 채용될 수 있다.

프리즘부 (42) 와 광 확산층 (20) 의 거리는, 바람직하게는 75 ㎛ ∼ 250 ㎛ 이다. 프리즘부와 광 확산층 사이에 이와 같은 거리를 확보함으로써, 정면 콘트라스트 및 휘도를 유지하면서, 모아레의 발생을 양호하게 억제할 수 있다. 프리즘부 (42) 와 광 확산층 (20) 의 거리는, 예를 들어 반사형 편광자 (30), 기재부 (41), 및/또는 반사형 편광자 (30) 와 프리즘 시트 (40) 사이의 접착층의 두께를 조정함으로써 제어할 수 있다. 또한, 프리즘부 (42) 와 광 확산층 (20) 의 거리는, 프리즘부 (42) 의 평탄면 (단위 프리즘 (43) 의 정점과 반대측의 표면) 과 광 확산층 (20) 의 반사형 편광자 (30) 측의 표면의 거리를 말한다.

E-2. 기재부

프리즘 시트 (40) 에 기재부 (41) 를 형성하는 경우에는, 단일 재료를 압출 성형 등 함으로써 기재부 (41) 와 프리즘부 (42) 를 일체적으로 형성해도 되고, 기재부용 필름 상에 프리즘부를 부형해도 된다. 기재부의 두께는, 바람직하게는 25 ㎛ ∼ 150 ㎛ 이다. 이와 같은 두께이면, 광 확산층과 프리즘부의 거리를 원하는 범위로 할 수 있다. 또한, 이와 같은 두께는, 취급성 및 강도의 관점에서도 바람직하다.

기재부 (41) 를 구성하는 재료로는, 목적 및 프리즘 시트의 구성에 따라 임의의 적절한 재료를 채용할 수 있다. 기재부용 필름 상에 프리즘부를 부형하는 경우에는, 기재부용 필름의 구체예로는, 3 아세트산셀룰로오스 (TAC), 폴리메타크릴산메틸 (PMMA) 등의 (메트)아크릴계 수지, 폴리카보네이트 (PC) 수지에 의해 형성된 필름을 들 수 있다. 당해 필름은 바람직하게는 미연신 필름이다.

단일 재료로 기재부 (41) 와 프리즘부 (42) 를 일체 형성하는 경우, 당해 재료로서, 기재부용 필름 상에 프리즘부를 부형하는 경우의 프리즘부 형성용 재료와 동일한 재료를 사용할 수 있다. 프리즘부 형성용 재료로는, 예를 들어 에폭시아크릴레이트계나 우레탄아크릴레이트계의 반응성 수지 (예를 들어, 전리 방사선 경화성 수지) 를 들 수 있다. 일체 구성의 프리즘 시트를 형성하는 경우에는, PC, PET 등의 폴리에스테르 수지, PMMA, MS 등의 아크릴계 수지, 고리형 폴리올레핀 등의 광 투과성의 열가소성 수지를 사용할 수 있다.

기재부 (41) 는, 바람직하게는 실질적으로 광학적으로 등방성을 갖는다. 본 명세서에 있어서 「실질적으로 광학적으로 등방성을 갖는다」 란, 위상차치가 액정 표시 장치의 광학 특성에 실질적으로 영향을 주지 않을 정도로 작은 것을 말한다. 예를 들어, 기재부의 면내 위상차 Re 는, 바람직하게는 20 ㎚ 이하이고, 보다 바람직하게는 10 ㎚ 이하이다. 또한, 면내 위상차 Re 는, 23 ℃ 에 있어서의 파장 590 ㎚ 의 광으로 측정한 면내의 위상차치이다. 면내 위상차 Re 는, Re = (nx - ny) × d 로 나타낸다. 여기서, nx 는 광학 부재의 면내에 있어서 굴절률이 최대가 되는 방향 (즉, 지상축 방향) 의 굴절률이고, ny 는 당해 면내에서 지상축에 수직인 방향 (즉, 진상축 방향) 의 굴절률이고, d 는 광학 부재의 두께 (㎚) 이다.

또한, 기재부 (41) 의 광 탄성계수는, 바람직하게는 -10 × 10^-12 ㎡/N ∼ 10 × 10^-12 ㎡/N 이고, 보다 바람직하게는 -5 × 10^-12 ㎡/N ∼ 5 × 10^-12 ㎡/N 이고, 더욱 바람직하게는 -3 × 10^-12 ㎡/N ∼ 3 × 10^-12 ㎡/N 이다.

F. 위상차층

광학 부재 (100) 는, 목적에 따라 임의의 적절한 위치에 임의의 적절한 위상차층을 추가로 가지고 있어도 된다 (도시 생략). 위상차층의 배치 위치, 수, 복굴절성 (굴절률 타원체) 등은, 액정 셀의 구동 모드, 원하는 특성 등에 따라 적절히 선택될 수 있다. 목적에 따라, 위상차층은 편광자의 보호층을 겸해도 된다. 이하, 본 발명의 광학 부재에 적용 가능한 위상차층의 대표예를 설명한다.

예를 들어, 광학 부재가 IPS 모드의 액정 표시 장치에 사용되는 경우에는, 광학 부재는, 편광판 (10) 의 광 확산층 (20) 과 반대측에 nx₁ > ny₁ > nz₁ 을 만족하는 제 1 위상차층을 가지고 있어도 된다. 이 경우, 광학 부재는, 제 1 위상차층의 더욱 외측 (편광판 (10) 과 반대측) 에 nz₂ > nx₂ > ny₂ 를 만족하는 제 2 위상차층을 추가로 가지고 있어도 된다. 제 2 위상차층은 nz₂ > nx₂ = ny₂ 를 만족하는, 이른바 포지티브 C 플레이트여도 된다. 제 1 위상차층의 지상축과 제 2 위상차층의 지상축은 직교해도 되고 평행이어도 된다. 시야각과 생산성을 고려하면, 평행인 것이 바람직하다.

제 1 위상차층의 면내 위상차 Re₁ 은 바람직하게는 60 ㎚ ∼ 140 ㎚ 이다. 제 1 위상차층의 Nz 계수 Nz₁ 은 바람직하게는 1.1 ∼ 1.7 이다. 제 2 위상차층의 면내 위상차 Re₂ 는 바람직하게는 10 ㎚ ∼ 70 ㎚ 이다. 제 2 위상차층의 두께 방향 위상차 Rth₂ 는 바람직하게는 -120 ㎚ ∼ -40 ㎚ 이다. 면내 위상차 Re 는 상기에서 정의한 바와 같다. 두께 방향 위상차 Rth 는, Rth = {(nx + ny)/2 - nz} × d 로 나타낸다. Nz 계수는, Nz = (nx - nz)/(nx - ny) 로 나타낸다. 여기서, nx 및 ny 는 상기에서 정의한 바와 같다. nz 는 광학 부재 (여기서는, 제 1 위상차층 또는 제 2 위상차층) 의 두께 방향의 굴절률이다. 또한, 첨자인 「1」 및 「2」 는, 각각 제 1 위상차층 및 제 2 위상차층을 나타낸다.

혹은, 제 1 위상차층은 nx₁ > nz₁ > ny₁ 을 만족하는 위상차층이어도 된다. 이 경우, 제 2 위상차층은 nx₂ = ny₂ > nz₂ 를 만족하는, 이른바 네거티브 C 플레이트인 것이 바람직하다. 또한, 본 명세서에 있어서는, 예를 들어 「nx = ny」는, nx 와 ny 가 엄밀하게 동등한 경우뿐만 아니라, nx 와 ny 가 실질적으로 동등한 경우도 포함한다. 본 명세서에 있어서 「실질적으로 동등한」 이란, 액정 표시 장치의 전체적인 광학 특성에 실용상의 영향을 주지 않는 범위에서 nx 와 ny 가 상이한 경우도 포함하는 취지이다. 따라서, 본 실시형태에 있어서의 네거티브 C 플레이트는 2 축성을 갖는 경우를 포함한다.

또 예를 들어, 광학 부재가 VA 모드의 액정 표시 장치에 사용되는 경우에는, 광학 부재는 원 편광판으로서 사용되어도 된다. 구체적으로는, 광학 부재는, 편광판 (10) 의 광 확산층 (20) 과 반대측에 λ／4 판으로서 기능하는 제 1 위상차층을 가지고 있어도 된다. 이 경우, 편광자의 흡수축과 제 1 위상차층의 지상축이 이루는 각은, 실질적으로 45 도 또는 실질적으로 135 도인 것이 바람직하다. 또한, 이 경우에는, 액정 표시 장치는, 액정 셀과 시인측 편광판 사이에 λ／4 판으로서 기능하는 위상차층을 갖는 것이 바람직하다. 광학 부재는, 편광자와 제 1 위상차층 사이에 nz₂ > nx₂ > ny₂ 를 만족하는 제 2 위상차층을 추가로 가져도 된다. 또한, 액정 셀의 위상차 파장 분산치 (Re_cell[450]/Re_cell[550]) 를 α_cell 로 하고, 제 1 위상차층의 위상차 파장 분산치 (Re₁[450]/Re₁[550]) 를 α₁ 로 했을 때, α₁/α_cell 이 0.95 ∼ 1.02 인 것이 바람직하다. 또한, 제 1 위상차층의 Nz 계수는, 1.1 < Nz₁ ≤ 2.4 의 관계를 만족하는 것이 바람직하고, 상기 제 2 위상차층의 Nz 계수는, -2 ≤ Nz₂ ≤ -0.1 의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.

또 예를 들어, 광학 부재가 VA 모드의 액정 표시 장치에 사용되는 경우에는, 광학 부재는 직선 편광판으로서 사용되어도 된다. 구체적으로는, 광학 부재는, 편광판 (10) 의 광 확산층 (20) 과 반대측에 nx₁ > ny₁ > nz₁ 을 만족하는 제 1 위상차층을 가지고 있어도 된다. 제 1 위상차층의 면내 위상차 Re₁ 은, 바람직하게는 20 ㎚ ∼ 200 ㎚ 이고, 보다 바람직하게는 30 ㎚ ∼ 150 ㎚ 이고, 더욱 바람직하게는 40 ㎚ ∼ 100 ㎚ 이다. 제 1 위상차층의 두께 방향 위상차 Rth₁ 은, 바람직하게는 100 ㎚ ∼ 800 ㎚ 이고, 보다 바람직하게는 100 ㎚ ∼ 500 ㎚ 이고, 더욱 바람직하게는 150 ㎚ ∼ 300 ㎚ 이다. 제 1 위상차층의 Nz 계수는, 바람직하게는 1.3 ∼ 8.0 이다.

G. 편광판 세트

본 발명의 광학 부재는, 대표적으로는 액정 표시 장치의 시인측과 반대측에 배치되는 편광판 (이하, 배면측 편광판이라고 칭하는 경우가 있다) 으로서 사용될 수 있다. 이 경우, 당해 배면측 편광판과 시인측 편광판을 함유하는 편광판 세트가 제공될 수 있다. 시인측 편광판으로는, 임의의 적절한 편광판이 채용될 수 있다. 시인측 편광판은, 대표적으로는 편광자 (예를 들어, 흡수형 편광자) 와, 편광자의 적어도 편측에 배치된 보호층을 갖는다. 편광자 및 보호층은, 상기 B 항에 기재된 것이 사용될 수 있다. 시인측 편광판은, 목적에 따라 임의의 적절한 광학 기능층 (예를 들어, 위상차층, 하드 코트층, 안티글레어층, 반사 방지층) 을 추가로 가지고 있어도 된다. 편광판 세트는, 시인측 편광판 (의 편광자) 의 흡수축과 배면측 편광판 (의 편광자) 의 흡수축이 실질적으로 직교 또는 평행이 되도록 하여 액정 셀의 각각의 측에 배치된다.

H. 액정 표시 장치

도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 의한 액정 표시 장치의 개략 단면도이다. 액정 표시 장치 (500) 는, 액정 셀 (200) 과, 액정 셀 (200) 의 시인측에 배치된 시인측 편광판 (110) 과, 액정 셀 (200) 의 시인측과 반대측에 배치된 배면측 편광판으로서의 본 발명의 광학 부재 (100) 와, 광학 부재 (100) 의 액정 셀 (200) 과 반대측에 배치된 백라이트 유닛 (300) 을 갖는다. 광학 부재 (100) 에 대해서는, 상기 A 항 ∼ F 항에서 설명한 바와 같다. 시인측 편광판에 대해서는, 상기 G 항에서 설명한 바와 같다. 도시예에서는, 시인측 편광판 (110) 은, 편광자 (11) 와, 편광자의 일방측에 배치된 보호층 (12) 과, 편광자 (11) 의 다른 일방측에 배치된 보호층 (13) 을 갖는다. 시인측 편광판 (110) 및 광학 부재 (배면측 편광판) (100) 는, 각각의 흡수축이 실질적으로 직교 또는 평행이 되도록 하여 배치되어 있다. 백라이트 유닛 (300) 은 임의의 적절한 구성이 채용될 수 있다. 예를 들어, 백라이트 유닛 (300) 은, 에지 라이트 방식이어도 되고, 직하 방식이어도 된다. 직하 방식이 채용되는 경우, 백라이트 유닛 (300) 은, 예를 들어 광원과, 반사 필름과, 확산판을 구비한다 (모두 도시 생략). 에지 라이트 방식이 채용되는 경우, 백라이트 유닛 (300) 은, 도광판과, 라이트 리플렉터를 추가로 구비할 수 있다 (모두 도시 생략).

액정 셀 (200) 은, 1 쌍의 기판 (210, 210') 과, 당해 기판간에 협지된 표시 매체로서의 액정층 (220) 을 갖는다. 일반적인 구성에 있어서는, 일방의 기판 (210') 에, 컬러 필터 및 블랙 매트릭스가 형성되어 있고, 타방의 기판 (210) 에, 액정의 전기 광학 특성을 제어하는 스위칭 소자와, 이 스위칭 소자에 게이트 신호를 부여하는 주사선 및 소스 신호를 부여하는 신호선과, 화소 전극 및 대향 전극이 형성되어 있다. 상기 기판 (210, 210') 의 간격 (셀 갭) 은, 스페이서 등에 의해 제어할 수 있다. 상기 기판 (210, 210') 의 액정층 (220) 과 접하는 측에는, 예를 들어, 폴리이미드로 이루어지는 배향막 등을 형성할 수 있다.

일 실시형태에 있어서는, 액정층 (220) 은, 전계가 존재하지 않는 상태에서 호모지니어스 배열로 배향시킨 액정 분자를 함유한다. 이와 같은 액정층 (결과적으로 액정 셀) 은, 대표적으로는 nx > ny = nz 의 3 차원 굴절률을 나타낸다. 또한, 본 명세서에 있어서, ny = nz 란, ny 와 nz 가 완전하게 동일한 경우 뿐만 아니라, ny 와 nz 가 실질적으로 동일한 경우도 포함한다.

이와 같은 3 차원 굴절률을 나타내는 액정층을 사용하는 구동 모드의 대표예로는, 인플레인 스위칭 (IPS) 모드, 프린지 필드 스위칭 (FFS) 모드 등을 들 수 있다. 상기 IPS 모드는, 전압 제어 복굴절 (ECB : Electrically Controlled Birefringnence) 효과를 이용하여, 전계가 존재하지 않는 상태에서 호모지니어스 배열로 배향시킨 액정 분자를, 예를 들어 금속으로 형성된 대향 전극과 화소 전극으로 발생시킨 기판에 평행한 전계 (횡전계라고도 한다) 에서 응답시킨다. 보다 구체적으로는, 예를 들어 테크노 타임즈사 출판 「월간 디스플레이 7월호」 p.83 ∼ p.88 (1997년판) 이나, 일본 액정 학회 출판 「액정 vol.2 No.4」 p.303 ∼ p.316 (1998년판) 에 기재되어 있는 바와 같이, 노멀리 블랙 모드에서는, 액정 셀의 전계 무인가시의 배향 방향과 일방측의 편광자의 흡수축을 일치시키고, 상하의 편광판을 직교 배치시키면, 전계가 없는 상태에서 완전하게 흑표시가 된다. 전계가 있을 때에는, 액정 분자가 기판에 평행을 유지하면서 회전 동작함으로써, 회전각에 따른 투과율을 얻을 수 있다. 또한, 상기의 IPS 모드는, V 자형 전극 또는 지그재그 전극 등을 채용한 슈퍼·인플레인 스위칭 (S-IPS) 모드나, 어드밴스드·슈퍼·인플레인 스위칭 (AS-IPS) 모드를 포함한다.

상기 FFS 모드는, 전압 제어 복굴절 효과를 이용하여, 전계가 존재하지 않는 상태에서 호모지니어스 배열로 배향시킨 액정 분자를, 예를 들어 투명 도전체로 형성된 대향 전극과 화소 전극으로 발생시킨 기판에 평행한 전계 (횡전계라고도 한다) 에서 응답시키는 것을 말한다. 또한, FFS 모드에 있어서의 횡전계는, 프린지 전계라고도 한다. 이 프린지 전계는, 투명 도전체로 형성된 대향 전극과 화소 전극의 간격을 셀 갭보다 좁게 설정함으로써 발생시킬 수 있다. 보다 구체적으로는, SID (Society for Information Display) 2001 Digest, p.484 - p.487 이나, 일본 공개특허공보 2002-031812호에 기재되어 있는 바와 같이, 노멀리 블랙 모드에서는, 액정 셀의 전계 무인가시의 배향 방향과, 일방측의 편광자의 흡수축을 일치시키고, 상하의 편광판을 직교 배치시키면, 전계가 없는 상태에서 완전하게 흑표시가 된다. 전계가 있을 때에는, 액정 분자가 기판에 평행을 유지하면서 회전 동작함으로써, 회전각에 따른 투과율을 얻을 수 있다. 또한, 상기의 FFS 모드는, V 자형 전극 또는 지그재그 전극 등을 채용한 어드밴스드·프린지 필드 스위칭 (A-FFS) 모드나, 울트라·프린지 필드 스위칭 (U-FFS) 모드를 포함한다.

상기의 전계가 존재하지 않는 상태에서 호모지니어스 배열로 배향시킨 액정 분자를 사용하는 구동 모드 (예를 들어, IPS 모드, FFS 모드) 는 경사의 계조 반전이 없고, 경사 시야각이 넓기 때문에, 본 발명에 사용되는 정면 방향을 지향한 면광원을 사용해도 경사로부터의 시인성이 우수하다는 이점이 있다.

다른 실시형태에 있어서는, 액정층 (220) 은, 전계가 존재하지 않는 상태에서 호메오트로픽 배열로 배향시킨 액정 분자를 함유한다. 이와 같은 액정층 (결과적으로 액정 셀) 은, 대표적으로는 nz > nx = ny 의 3 차원 굴절률을 나타낸다. 전계가 존재하지 않는 상태에서 호메오트로픽 배열로 배향시킨 액정 분자를 사용하는 구동 모드로는, 예를 들어, 버티컬·얼라이먼트 (VA) 모드를 들 수 있다. VA 모드는, 멀티 도메인 VA (MVA) 모드를 포함한다.

도 5 는 VA 모드에 있어서의 액정 분자의 배향 상태를 설명하는 개략 단면도이다. 도 5(a) 에 나타내는 바와 같이, VA 모드에 있어서의 액정 분자는, 전압 무인가시에는, 액정 분자는 기판 (210, 210') 면에 대략 수직 (법선 방향) 으로 배향한다. 여기서, 「대략 수직」 이란, 액정 분자의 배향 벡터가 법선 방향에 대해 기울어져 있는 경우, 즉, 액정 분자가 틸트각을 갖는 경우도 포함한다. 당해 틸트각 (법선으로부터의 각도) 은, 바람직하게는 10°이하, 더욱 바람직하게는 5°이하, 특히 바람직하게는 1°이하이다. 이와 같은 범위의 틸트각을 가짐으로써, 콘트라스트가 우수할 수 있다. 또, 동영상 표시 특성이 향상될 수 있다. 이와 같은 대략 수직 배향은, 예를 들어 수직 배향막을 형성한 기판간에 부 (負) 의 유전율 이방성을 갖는 네마틱 액정을 배치함으로써 실현될 수 있다. 이와 같은 상태로 광학 부재 (100) 를 통과하여 액정층 (220) 에 입사한 직선 편광의 광은, 대략 수직 배향하고 있는 액정 분자의 장축 방향을 따라 진행된다. 액정 분자의 장축 방향에는 실질적으로 복굴절이 생기지 않기 때문에 입사광은 편광 방위를 바꾸지 않고 진행되어, 광학 부재 (100) 와 직교하는 투과축을 갖는 시인측 편광판 (110) 에서 흡수된다. 이로써 전압 무인가시에 있어서 암상태의 표시가 얻어진다 (노멀리 블랙 모드). 전극간에 전압이 인가되면, 액정 분자의 장축이 기판면에 평행하게 배향한다. 이 상태의 액정 분자는, 광학 부재 (100) 를 통과하여 액정층에 입사한 직선 편광의 광에 대해 복굴절성을 나타내고, 입사광의 편광 상태는 액정 분자의 기울기에 따라 변화한다. 소정의 최대 전압 인가시에 있어서 액정층 (220) 을 통과하는 광은, 예를 들어 그 편광 방위가 90°회전된 직선 편광이 되므로, 시인측 편광판 (110) 을 투과하여 명상태의 표시가 얻어진다. 다시 전압 무인가 상태로 하면, 배향 규제력에 의해 암상태의 표시로 되돌릴 수 있다. 또, 인가 전압을 변화시켜 액정 분자의 기울기를 제어하여 시인측 편광판 (110) 으로부터의 투과광 강도를 변화시킴으로써 계조 표시가 가능해진다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에는 한정되지 않는다. 실시예에 있어서의 시험 및 평가 방법은 이하와 같다. 또, 특별히 명기하지 않는 한, 실시예에 있어서의 「부」 및 「％」 는 중량 기준이다.

(1) 헤이즈치

실시예 및 비교예에서 사용한 광 확산층에 대해, JIS 7136 에서 정하는 방법에 의해, 헤이즈미터 (무라카미 색채 과학 연구소사 제조, 상품명 「HN-150」) 를 사용하여 측정하였다.

(2) 액정 표시 장치의 정면 휘도

실시예 및 비교예에서 얻어진 액정 표시 장치를 전체 화면 백표시가 되도록 하고, AUTRONIC MELCHERS 사 제조 코노스코프로 측정하였다 (단위 : cd/㎡).

(3) 액정 표시 장치의 정면 콘트라스트

실시예 및 비교예에서 얻어진 액정 표시 장치에 대해, 전체 화면 백표시의 정면 휘도 및 전체 화면 흑표시의 정면 휘도를 AUTRONIC MELCHERS 사 제조 코노스코프로 측정하여, (백표시의 정면 휘도)/ (흑표시의 정면 휘도) 로부터 산출하였다.

(4) 모아레

실시예 및 비교예에서 얻어진 액정 표시 장치를 전체 화면 백표시가 되도록 하여, 육안으로 모아레의 발생 정도를 관찰하였다. 표시 장치로부터 100 ㎜ 의 거리에서 관찰 각도를 바꾸면서 1 분간 육안으로 봐도 모아레를 확인할 수 없었던 경우를 ◎, 표시 장치로부터 500 ㎜ 의 거리에서 관찰 각도를 바꾸면서 1 분간 육안으로 봐도 모아레를 확인할 수 없었던 경우를 ○, 500 ㎜ 이상의 거리에서 관찰해도 모아레를 확인할 수 있는 경우를 × 로 하였다.

<실시예 1>

(제 1 위상차층용 필름의 제조)

고리형 폴리올레핀계 폴리머를 주성분으로 하는 시판되는 고분자 필름 [옵테스사 제조, 상품명 「제오노아 필름 ZF14-130 (두께 : 60 ㎛, 유리 전이 온도 : 136 ℃)」] 을 텐터 연신기를 사용하여, 온도 158 ℃ 에서 필름폭이 원래의 필름폭의 3.0 배가 되도록 폭 방향으로 고정단 1 축 연신하였다 (횡연신 공정). 얻어진 필름은 반송 방향으로 진상축을 갖는 네거티브 2 축 플레이트 (3 차원 굴절률 : nx > ny > nz) 였다. 이 네거티브 2 축 플레이트의 면내 위상차는 118 ㎚, Nz 계수는 1.16 이었다.

(제 2 위상차층용 필름의 제조)

스티렌-무수 말레산 공중합체 (노바·케미컬·재팬사 제조, 제품명 「다이라크 D232」) 의 펠릿상 수지를, 단축 압출기와 T 다이를 사용하여 270 ℃ 에서 압출하고, 시트상의 용융 수지를 냉각 드럼으로 냉각시켜 두께 100 ㎛ 의 필름을 얻었다. 이 필름을 롤 연신기를 사용하여, 온도 130 ℃, 연신 배율 1.5 배로, 반송 방향으로 자유단 1 축 연신하여, 반송 방향으로 진상축을 갖는 위상차 필름을 얻었다 (종연신 공정). 얻어진 필름을 텐터 연신기를 사용하여, 온도 135 ℃ 에서 필름폭이 상기 종연신 후의 필름폭의 1.2 배가 되도록 폭 방향으로 고정단 1 축 연신하여, 두께 50 ㎛ 의 2 축 연신 필름을 얻었다 (횡연신 공정). 얻어진 필름은 반송 방향으로 진상축을 갖는 포지티브 2 축 플레이트 (3 차원 굴절률 : nz > nx > ny) 였다. 이 포지티브 2 축 플레이트의 면내 위상차는 20 ㎚, 두께 위상차 Rth 는 -80 ㎚ 였다.

(위상차층이 부착된 편광판의 제조)

폴리비닐알코올을 주성분으로 하는 고분자 필름 [쿠라레 제조 상품명 「9P75R (두께 : 75 ㎛, 평균 중합도 : 2,400, 비누화도 99.9 몰％)」] 을 수욕 중에 1 분간 침지시키면서 반송 방향으로 1.2 배로 연신한 후, 요오드 농도 0.3 중량％ 의 수용액 중에서 1 분간 침지함으로써, 염색하면서, 반송 방향으로 전혀 연신하고 있지 않은 필름 (원래 길이) 을 기준으로 하여 3 배로 연신하였다. 이어서, 이 연신 필름을 붕산 농도 4 중량％, 요오드화칼륨 농도 5 중량％ 의 수용액 중에 침지하면서, 반송 방향으로 원래 길이 기준으로 6 배까지 추가로 연신하고, 70 ℃ 에서 2 분간 건조시킴으로써 편광자를 얻었다.

한편, 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 필름 (코니카 미놀타사 제조, 제품명 「KC4UW」, 두께 : 40 ㎛) 의 편면에, 알루미나콜로이드 함유 접착제를 도포하고, 이것을 상기에서 얻어진 편광자의 편면에 양자의 반송 방향이 평행이 되도록 롤·투·롤로 적층하였다. 또한, 알루미나콜로이드 함유 접착제는, 아세토아세틸기를 갖는 폴리비닐알코올계 수지 (평균 중합도 1200, 비누화도 98.5 몰％, 아세토아세틸화도 5 몰％) 100 중량부에 대해, 메틸올멜라민 50 중량부를 순수에 용해하고, 고형분 농도 3.7 중량％ 의 수용액을 조제하며, 이 수용액 100 중량부에 대해, 정전하를 갖는 알루미나콜로이드 (평균 입자경 15 ㎚) 를 고형분 농도 10 중량％ 로 함유하는 수용액 18 중량부를 첨가하여 조제하였다. 계속해서, 편광자의 반대측의 면에, 상기 알루미나콜로이드 함유 접착제를 도포한 제 1 위상차층용 필름을 이들의 반송 방향이 평행이 되도록 롤·투·롤로 적층하고, 그 후 55 ℃ 에서 6 분간 건조시켰다. 건조 후의 적층체의 제 1 위상차층의 표면에, 제 2 위상차층용 필름을 아크릴계 점착제 (두께 5 ㎛) 를 개재하여 이들의 반송 방향이 평행이 되도록 롤·투·롤로 적층함으로써, 위상차층이 부착된 편광판 (제 2 위상차층/제 1 위상차층/편광자/TAC 필름) 을 얻었다.

(프리즘 시트의 제조)

기재부용 필름으로서 PET 필름 (두께 : 100 ㎛) 을 사용하였다. 당해 PET 필름을 배치한 소정의 금형에, 프리즘용 재료로서의 자외선 경화형 우레탄아크릴레이트 수지를 충전하고, 자외선을 조사하여 프리즘용 재료를 경화시킴으로써, 도 1 및 도 3 에 나타내는 바와 같은 프리즘 시트를 제조하였다. 기재부의 면내 위상차 Re 는 0 ㎚ 였다. 단위 프리즘은, 삼각주 프리즘이고, 배열 방향에 평행하고 또한 두께 방향에 평행한 단면 형상이 부등변 삼각형상이었다.

(광학 부재의 제조)

상기에서 얻어진 위상차층이 부착된 편광판과 반사형 편광자 (SHARP 사 제조 40 형 TV (제품명 : AQUOS, 품번 : LC40-Z5) 를 분해하고, 백라이트 부재로부터 취출한 반사형 편광자) 를 헤이즈치가 80 ％ 인 광 확산 점착제를 개재하여 첩합하였다. 또한, 광 확산 점착제는, 아크릴계 점착제 100 부에 광 확산성 미립자 (모멘티브·퍼포먼스사 제조, 상품명 「토스펄 145」, 입경 4.5 ㎛) 25.9 부를 배합하여 조제하였다. 이 반사형 편광자 일체형 편광판과 상기에서 얻어진 역프리즘 시트를 아크릴 점착제 (23 ㎛) 를 개재하여 첩합함으로써, 도 1 에 나타내는 바와 같은 편광판/광 확산층 (광 확산 점착제층)/반사형 편광자/프리즘 시트의 구성을 갖는 광학 부재를 얻었다. 또한, 프리즘 시트의 단위 프리즘의 능선 방향과 편광판의 투과축은 직교하고, 편광판의 투과축과 반사형 편광자의 투과축은 평행이 되도록 일체화하였다. 얻어진 광학 부재에 있어서, 광 확산층과 프리즘부의 거리는 243 ㎛ 였다.

(액정 표시 장치의 제조)

IPS 모드의 액정 표시 장치 (Apple 사 제조, 상품명 「iPad2」) 로부터 액정 패널을 취출하고, 당해 액정 패널로부터 편광판 등의 광학 부재를 제거하여 액정 셀을 취출하였다. 액정 셀은, 그 양 표면 (각각의 유리 기판의 외측) 을 세정하여 사용하였다. 이 액정 셀의 상측 (시인측) 에 시판되는 편광판 (닛토 전공사 제조, 제품명 「CVT1764FCUHC」) 을 첩부 (貼付) 하였다. 또한, 편광 선글라스를 쓰고 표시 장치를 보았을 때의 시인성을 향상시키기 위해, 상기 편광판 상에, λ／4 판 (카네카사 제조, 상품명 「UTZ-필름#140」) 의 지상축이 편광판의 흡수축과 45°의 각도를 이루도록 첩부하였다. 또한, 상기에서 얻어진 광학 부재를 하측 (배면측) 편광판으로서, 아크릴 점착제를 개재하여 액정 셀의 하측 (배면측) 에 첩부하여 액정 표시 패널을 얻었다. 이 때, 각각의 편광판의 투과축이 서로 직교하도록 첩부하였다.

한편, 복수의 점광원 (LED 광원) 과 도광판과 반사 시트를 당업계에서 통상적으로 사용되는 구성으로 조립하여, 에지 라이트 방식의 백라이트 유닛을 제조하였다. 상기에서 얻어진 액정 표시 패널에 이 백라이트 유닛을 장착하고, 도 4 에 나타내는 바와 같은 액정 표시 장치를 제조하였다. 얻어진 액정 표시 장치를 상기 (1) ∼ (4) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

<실시예 2>

프리즘 시트의 기재부용 PET 필름의 두께를 75 ㎛ 로 하고, 반사형 편광자의 두께를 35 ㎛ 로 하며, 광 확산층과 프리즘부의 거리를 133 ㎛ 로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 액정 표시 장치를 제조하였다. 얻어진 액정 표시 장치를 상기 (1) ∼ (4) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

<실시예 3>

프리즘 시트의 기재부용 필름을 두께 30 ㎛ 의 아크릴 필름으로 하고, 반사형 편광자와 프리즘 시트 사이의 점착제층의 두께를 12 ㎛ 로 하며, 광 확산층과 프리즘부의 거리를 77 ㎛ 로 한 것 이외에는 실시예 2 와 동일하게 하여, 액정 표시 장치를 제조하였다. 얻어진 액정 표시 장치를 상기 (1) ∼ (4) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

<실시예 4>

광 확산 점착제의 헤이즈치를 85 ％ 로 한 것 이외에는 실시예 2 와 동일하게 하여, 액정 표시 장치를 제조하였다. 얻어진 액정 표시 장치를 상기 (1) ∼ (4) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

<실시예 5>

광 확산 점착제의 헤이즈치를 60 ％ 로 한 것 이외에는 실시예 2 와 동일하게 하여, 액정 표시 장치를 제조하였다. 얻어진 액정 표시 장치를 상기 (1) ∼ (4) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

<비교예 1>

실시예 1 에 있어서 얻어진 위상차층이 부착된 편광판과 반사형 편광자를 아크릴계 점착제를 개재하여 첩합하였다. 이와 같이 하여 얻어진 반사형 편광자 일체 편광판과 실시예 2 에 있어서 얻어진 역프리즘 시트를 실시예 1 에서 사용한 광 확산 점착제를 개재하여 첩합하여, 편광판/반사형 편광자/광 확산층 (광 확산 점착제층)/프리즘 시트의 구성을 갖는 광학 부재를 얻었다. 얻어진 액정 표시 장치를 상기 (1) ∼ (4) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

<비교예 2>

광 확산 점착제의 헤이즈치를 40 ％ 로 한 것 이외에는 비교예 1 과 동일하게 하여, 액정 표시 장치를 제조하였다. 얻어진 액정 표시 장치를 상기 (1) ∼ (4) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

<비교예 3>

비교예 1 에 있어서 얻어진 반사형 편광자 일체 편광판과 실시예 2 에 있어서 얻어진 역프리즘 시트를 아크릴계 점착제를 개재하여 첩합하고, 이것을 실시예 1 에서 사용한 광 확산 점착제를 개재하여 액정 셀에 첩합한 것 이외에는 실시예 2 와 동일하게 하여, 액정 표시 장치를 제조하였다. 바꿔 말하면, 배면측 편광판으로서 광 확산층 (광 확산 점착제층)/편광판/반사형 편광자/프리즘 시트의 구성을 갖는 광학 부재를 사용한 것 이외에는 실시예 2 와 동일하게 하여, 액정 표시 장치를 제조하였다. 얻어진 액정 표시 장치를 상기 (1) ∼ (4) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

<비교예 4>

반사형 편광자를 사용하지 않았던 것, 즉, 배면측 편광판으로서 광 확산층 (광 확산 점착제층)/편광판/프리즘 시트의 구성을 갖는 광학 부재를 사용한 것 이외에는 비교예 3 과 동일하게 하여, 액정 표시 장치를 제조하였다. 얻어진 액정 표시 장치를 상기 (1) ∼ (4) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

<비교예 5>

반사형 편광자를 사용하지 않았던 것, 즉, 배면측 편광판으로서 편광판/광 확산층 (광 확산 점착제층)/프리즘 시트의 구성을 갖는 광학 부재를 사용한 것 이외에는 비교예 1 과 동일하게 하여, 액정 표시 장치를 제조하였다. 얻어진 액정 표시 장치를 상기 (1) ∼ (4) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

<평가>

표 1 로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 실시예의 광학 부재를 배면측 편광판으로서 사용한 액정 표시 장치는, 모아레가 억제되고, 또한 정면 휘도 및 정면 콘트라스트가 모두 양호하였다. 또한, 실시예의 액정 표시 장치는, 진동 시험 후에도 표시에 외관 결점이 생기지 않고, 기계적 강도가 우수하다는 것을 확인하였다. 한편, 비교예에서는, 모아레의 특성, 휘도 및 정면 콘트라스트의 모두를 만족하는 액정 표시 장치는 얻어지지 않았다. 보다 구체적으로는, 반사형 편광자와 프리즘 시트 사이에 광 확산층을 갖는 비교예 1 의 광학 부재를 사용한 액정 표시 장치는 휘도가 저하되었다. 또한, 비교예 1 과 비교예 2 로부터 분명한 바와 같이, 광 확산층의 헤이즈치를 작게 하면, 휘도는 개선되지만, 모아레가 현저해졌다. 편광판의 외측에 광 확산층을 갖는 비교예 3 의 광학 부재를 사용한 액정 표시 장치는, 정면 콘트라스트가 저하되었다. 또한, 비교예 3 과 비교예 4 로부터 분명한 바와 같이, 반사형 편광자를 생략하면 휘도가 저하되었다.

산업상 이용가능성

본 발명의 광학 부재는, 액정 표시 장치의 배면측 편광판으로서 바람직하게 사용될 수 있다. 이와 같은 광학 부재를 사용한 액정 표시 장치는, 휴대 정보 단말 (PDA), 휴대 전화, 시계, 디지털 카메라, 휴대 게임기 등의 휴대 기기, PC 모니터, 노트 PC, 복사기 등의 OA 기기, 비디오 카메라, 액정 텔레비전, 전자 렌지 등의 가정용 전기 기기, 백 모니터, 카 내비게이션 시스템용 모니터, 카 오디오 등의 차재용 기기, 상업 점포용 인포메이션용 모니터 등의 전시 기기, 감시용 모니터 등의 경비 기기, 개호용 모니터, 의료용 모니터 등의 개호·의료 기기 등의 각종 용도에 사용할 수 있다.

10 편광판
11 편광자
12 보호층
13 보호층
20 광 확산층
30 반사형 편광자
40 프리즘 시트
41 기재부
42 프리즘부
100 광학 부재

Claims

편광판과 광 확산층과 반사형 편광자와 프리즘 시트를 이 순서로 함유하고,
상기 편광판부터 상기 프리즘 시트까지가 일체화되어 있고,
상기 광 확산층의 헤이즈치가 60 ％ ∼ 95 ％ 인, 광학 부재.
제 1 항에 있어서,
상기 프리즘 시트가, 상기 반사형 편광자와 반대측에 볼록한 주상의 단위 프리즘이 복수 배열되어 구성되어 있는, 광학 부재.
제 1 항에 있어서,
상기 광 확산층과 상기 프리즘 시트의 프리즘부의 거리가 75 ㎛ ∼ 250 ㎛ 인, 광학 부재.
제 1 항에 있어서,
상기 광 확산층이 광 확산 점착제로 구성되어 있는, 광학 부재.
배면측 편광판으로서 사용되는 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 부재와, 시인측 편광판을 함유하는, 편광판 세트.
액정 셀과, 상기 액정 셀의 시인측에 배치된 편광판과, 상기 액정 셀의 시인측과 반대측에 배치된 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 부재를 갖는, 액정 표시 장치.