KR20170012322A

KR20170012322A - 광학 적층체 및 화상 표시 장치

Info

Publication number: KR20170012322A
Application number: KR1020167035055A
Authority: KR
Inventors: 요시후미 고마츠
Original assignee: 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
Priority date: 2014-05-23
Filing date: 2015-05-08
Publication date: 2017-02-02
Also published as: JPWO2015178224A1; CN106415339B; CN110346861A; WO2015178224A1; TW201546507A; TWI647492B; CN110346861B; CN106415339A

Abstract

편광자와, 그 한쪽 면 상에 적층되는 광학 필름을 포함하며, 상기 광학 필름은, 직선 편광을 타원 편광으로 변환하여 출사하는 것이고, 하기 식:

[식 중, R_e(590), R_e(450), R_e(550), R_e(630)은, 측정 파장 590, 450, 550, 630 ㎚에 있어서의 면내 위상차값, R_th(590)은 측정 파장 590 ㎚에 있어서의 두께 방향 위상차값을 나타낸다.]을 만족시키는 것인 광학 적층체 및 이것을 이용한 화상 표시 장치가 제공된다.

Description

광학 적층체 및 화상 표시 장치{OPTICAL LAMINATE AND IMAGE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 편광자를 포함하는 광학 적층체 및 그것을 이용한 화상 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치로 대표되는 화상 표시 장치는, 휴대 전화, 스마트폰, 태블릿형 정보 단말, 휴대 텔레비전, 디지털 카메라, 카 내비게이션 등, 많은 모바일 기기에 탑재되어 있다. 이러한 모바일 기기를 예컨대 옥외 등에서 사용하는 경우에는, 편광 선글라스를 쓴 상태로 화상 표시 장치의 화면을 시인하는 경우가 있고, 이러한 경우, 화상 표시 장치에는, 편광 선글라스 너머로 화면을 보아도 시인성이 우수한 것이 요구된다.

편광 선글라스 너머로 화면을 보았을 때의 시인성을 개선하기 위한 수단이 종래 몇 가지인가 제안되어 있다(특허문헌 1∼10).

일본 특허 공개 제2009-122454호 공보 일본 특허 공개 제2011-107198호 공보 일본 특허 공개 제2011-215646호 공보 일본 특허 공개 제2012-230390호 공보 일본 특허 공개 평성03-174512호 공보 일본 특허 공개 제2013-231761호 공보 일본 특허 공개 제2011-113018호 공보 일본 특허 공개 제2013-182162호 공보 일본 특허 공개 제2013-200445호 공보 일본 특허 공개 제2010-091655호 공보

편광 선글라스 너머로 화면을 보았을 때의 시인성을 개선하기 위한 종래의 방법은, 대별하여, 액정 셀과 같은 화상 표시 소자의 시인측에 배치되는 편광판으로부터 출사되는 직선 편광을 타원(또는 원) 편광으로 변환하기 위한 위상차판(예컨대 λ/4 파장판)을 상기 편광판의 시인측에 배치하는 방법(특허문헌 1∼9)과, 상기 직선 편광을 무편광으로 변환하기 위한 편광 해소층을 상기 편광판의 시인측에 배치하는 방법(특허문헌 10)으로 나뉘어진다.

그러나, 종래 기술이 제안하는 상기 방법은 모두, 편광 선글라스 너머로 보았을 때의 화면의 밝기가, 화상 표시 소자의 시인측에 배치되는 편광판의 흡수축과 편광 선글라스의 흡수축이 이루는 각도에 의존하여 변화하는 것을 억제하기 위한 기술에 관한 것이며, 화면을 여러 방향(방위각 및 극각)에서 보았을 때의 색감 변화를 억제하는 기술에 관한 것이 아니다.

본 발명은 편광 선글라스 너머로 여러 방향(방위각 및 극각)에서 화면을 보았을 때의 색감 변화가 작은 화상 표시 장치를 실현할 수 있는 광학 적층체 및 그것을 이용한 시인성이 양호한 화상 표시 장치의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 이하의 광학 적층체 및 화상 표시 장치를 제공한다.

[1] 편광자와, 그 한쪽 면 상에 적층되는 광학 필름을 포함하며,

상기 광학 필름은, 직선 편광을 타원 편광으로 변환하여 출사하는 것이고, 또한, 하기 식:

[식 중, R_e(590), R_e(450), R_e(550), R_e(630)은 각각, 측정 파장 590 ㎚, 450 ㎚, 550 ㎚, 630 ㎚에 있어서의 면내 위상차값을 나타내고, R_th(590)은 측정 파장 590 ㎚에 있어서의 두께 방향 위상차값을 나타낸다.]

을 만족시키는 것인 광학 적층체.

[2] 상기 광학 필름의 지상축과 상기 편광자의 흡수축이 이루는 각도는, 45±20°또는 135±20°인, [1]에 기재된 광학 적층체.

[3] 상기 광학 필름은, 환형 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리에스테르계 수지 또는 (메타)아크릴계 수지를 포함하는, [1] 또는 [2]에 기재된 광학 적층체.

[4] 상기 광학 필름은, 제1 점착제층 또는 접착제층을 통해 상기 편광자 상에 적층되는, [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 광학 적층체.

[5] 상기 편광자에 있어서의 상기 광학 필름과는 반대측의 면 상에 적층되는 제2 점착제층을 더 포함하는, [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재된 광학 적층체.

[6] 상기 편광자에 있어서의 상기 광학 필름과는 반대측의 면 상에 적층되는 열가소성 수지 필름을 더 포함하는, [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재된 광학 적층체.

[7] 상기 열가소성 수지 필름이 위상차 필름인, [6]에 기재된 광학 적층체.

[8] 상기 열가소성 수지 필름에 있어서의 상기 편광자와는 반대측의 면 상에 적층되는 제3 점착제층을 더 포함하는, [6] 또는 [7]에 기재된 광학 적층체.

[9] 화상 표시 소자와, [1]∼[8] 중 어느 하나에 기재된 광학 적층체를 구비하고,

상기 광학 적층체는, 상기 편광자가 화상 표시 소자측이 되도록 배치되는, 화상 표시 장치.

본 발명에 따르면, 편광 선글라스 너머로 여러 방향(방위각 및 극각)에서 화면을 보았을 때의 색감 변화가 작은 화상 표시 장치를 실현시킬 수 있는 광학 적층체 및 그것을 이용한 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 광학 적층체의 층구성의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 광학 적층체의 층구성의 다른 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 광학 적층체의 층구성의 다른 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 광학 적층체의 층구성의 다른 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 5는 화상 표시 장치의 화면을 보는 방향을 나타내는 방위각 및 극각을 설명하는 모식도이다.
도 6은 광학 필름의 지상축과 편광자의 흡수축이 이루는 각도(θ)를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 층구성의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 8은 색감 변화의 측정계를 개략적으로 나타내는 측면도 및 분해 사시도이다.
도 9는 실시예 1의 광학 적층체에 대해서 얻어진 xy 색도도이다.
도 10은 실시예 2의 광학 적층체에 대해서 얻어진 xy 색도도이다.
도 11은 실시예 3의 광학 적층체에 대해서 얻어진 xy 색도도이다.
도 12는 비교예 1의 광학 적층체에 대해서 얻어진 xy 색도도이다.
도 13은 비교예 2의 광학 적층체에 대해서 얻어진 xy 색도도이다.
도 14는 비교예 3의 광학 적층체에 대해서 얻어진 xy 색도도이다.
도 15는 비교예 4의 광학 적층체에 대해서 얻어진 xy 색도도이다.
도 16은 비교예 5의 광학 적층체에 대해서 얻어진 xy 색도도이다.
도 17은 비교예 6의 광학 적층체에 대해서 얻어진 xy 색도도이다.

이하, 실시형태를 나타내어 본 발명에 따른 광학 적층체 및 화상 표시 장치에 대해서 상세하게 설명한다.

<광학 적층체>

[a] 광학 적층체의 층구성

본 발명에 따른 광학 적층체는, 편광자와, 그 한쪽 면 상에 적층되는 광학 필름을 포함하는 것이다. 본 발명에 따른 광학 적층체의 층구성의 일례를 도 1에 나타낸다. 도 1에 나타내는 광학 적층체(1)는, 편광자(10)와, 제1 점착제층 또는 접착제층(25)을 통해 편광자(10)의 한쪽 면 상에 적층되는 광학 필름(20)을 포함한다. 본 발명에 따른 광학 적층체에 있어서 광학 필름(20)은, 편광자(10)의 한쪽 면 상에 배치되는 광학 요소이며, 편광자(10)로부터 광학 필름(20)을 향하여 출사된 직선 편광을 타원 편광(원편광인 경우를 포함함)으로 변환하여 출사하는 기능을 갖는다.

도 1의 예에 한정되지 않고, 본 발명에 따른 광학 적층체는, 편광자(10)에 있어서의 광학 필름(20)과는 반대측의 면 상에 적층되는 다른 층을 더 포함할 수 있다. 다른 층을 포함하는 광학 적층체의 예를 도 2 및 도 3에 나타낸다. 도 2에 나타내는 광학 적층체(2)는, 편광자(10); 제1 점착제층 또는 접착제층(25)을 통해 편광자(10)의 한쪽 면 상에 적층되는 광학 필름(20); 편광자(10)에 있어서의 광학 필름(20)과는 반대측의 면 상에 적층되는 제2 점착제층(30)을 포함한다.

도 3에 나타내는 광학 적층체(3)는, 편광자(10); 제1 점착제층 또는 접착제층(25)을 통해 편광자(10)의 한쪽 면 상에 적층되는 광학 필름(20); 제4 점착제층 또는 접착제층(45)을 통해, 편광자(10)에 있어서의 광학 필름(20)과는 반대측의 면 상에 적층되는 제1 열가소성 수지 필름(40); 제1 열가소성 수지 필름(40)에 있어서의 편광자(10)와는 반대측의 면 상에 적층되는 제3 점착제층(50)을 포함한다. 광학 적층체(3)에 있어서, 제3 점착제층(50)은 생략되어도 좋다.

광학 적층체의 가장 외측에 배치되는 제2 점착제층(30)이나 제3 점착제층(50)은, 예컨대 화상 표시 소자와 같은 다른 광학 부재에 광학 적층체를 접합하기 위해 이용할 수 있다.

또한, 도 4에 나타내는 광학 적층체(4)와 같이, 편광자(10)와 광학 필름(20) 사이에는 제2 열가소성 수지 필름(60)이 개재되어 있어도 좋다. 제2 열가소성 수지 필름(60)은, 예컨대 접착제층(65)을 통해 편광자(10)에 접합할 수 있다.

[b] 편광자

편광자(10)는, 광학축(흡수축)에 평행한 진동면을 갖는 직선 편광을 흡수하며, 광학축에 직교하는 진동면을 갖는 직선 편광을 투과하는 성질을 갖는 광학 요소일 수 있고, 구체적으로는, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 2색성 색소(요오드 또는 2색성 유기 염료)가 흡착 배향된 것을 적합하게 이용할 수 있다.

편광자(10)를 구성하는 폴리비닐알코올계 수지는, 폴리초산비닐계 수지를 비누화함으로써 얻을 수 있다. 폴리초산비닐계 수지로서는, 초산비닐의 단독 중합체인 폴리초산비닐 외에, 초산비닐 및 이것과 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체 등이 예시된다. 초산비닐에 공중합되는 다른 단량체로서는, 예컨대, 불포화 카복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류, 암모늄기를 갖는 (메타)아크릴아미드류 등을 들 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는, 통상 85∼100 몰％ 정도, 바람직하게는 98 몰％ 이상이다. 이 폴리비닐알코올계 수지는 더 변성되어 있어도 좋고, 예컨대, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말이나 폴리비닐아세탈 등도 사용할 수 있다.

또한, 본 명세서에 있어서 「(메타)아크릴」이란, 아크릴 및 메타크릴로부터 선택되는 적어도 한쪽을 의미한다. 「(메타)아크릴로일」 등이라고 말할 때에 대해서도 동일하다.

폴리비닐알코올계 수지의 중합도는, 통상 1000∼10000 정도, 바람직하게는 1500∼5000 정도이다. 구체적인 폴리비닐알코올계 수지나 2색성 색소로서는, 예컨대, 일본 특허 공개 제2012-159778호 공보에 예시되어 있는 것을 들 수 있다.

상기 폴리비닐알코올계 수지를 제막한 것이, 편광자(10)의 원반 필름으로서 이용된다. 폴리비닐알코올계 수지는, 공지의 방법으로 제막할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 원반 필름의 두께는, 예컨대 1∼150 ㎛ 정도이다. 연신의 용이함 등도 고려하면, 그 두께는 10 ㎛ 이상인 것이 바람직하다.

편광자(10)는, 예컨대, 상기와 같은 폴리비닐알코올계 수지 필름을 일축 연신하는 공정; 일축 연신된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 2색성 색소로 염색하여 그 2색성 색소를 흡착시키는 공정; 2색성 색소가 흡착된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정; 이 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하는 공정; 및 건조 공정을 거쳐 제조할 수 있다. 편광자(10)의 두께는, 통상 2∼40 ㎛ 정도이며, 바람직하게는 3∼30 ㎛ 정도이다.

편광자(10)는, 예컨대 일본 특허 공개 제2012-159778호 공보에 기재되어 있는 방법에 준하여 제조하여도 좋다. 상기 문헌에 기재된 방법에 있어서는, 상기 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 원반 필름을 이용하는 것이 아니라, 기재 필름에의 폴리비닐알코올계 수지의 코팅에 의해 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하고, 이것을 연신, 염색하여 편광자층[편광자(10)]으로 한 후, 보호 필름과 같은 열가소성 수지 필름을 접합한다.

[c] 광학 필름

편광자(10)의 한쪽 면 상에 적층되는 광학 필름(20)은, 하기 식:

을 만족시키는 필름이다. 식 중, R_e(590), R_e(450), R_e(550), R_e(630)은 각각, 측정 파장 590 ㎚, 450 ㎚, 550 ㎚, 630 ㎚에 있어서의 면내 위상차값을 나타내고, R_th(590)은 측정 파장 590 ㎚에 있어서의 두께 방향 위상차값을 나타낸다. 이들 면내 위상차값 및 두께 방향 위상차값은, 온도 23℃, 상대 습도 55％의 환경 하에서 측정된다.

광학 필름(20)의 면내 위상차값(R_e), 두께 방향 위상차값(R_th)은, 면내 지상축 방향의 굴절률을 n_x, 면내 진상축 방향(면내 지상축 방향과 직교하는 방향)의 굴절률을 n_y, 두께 방향의 굴절률을 n_z, 광학 필름(20)의 두께를 d로 할 때, 하기 식:

R_e=(n_x-n_y)×d

R_th=[{(n_x+n_y)/2}-n_z]×d

로 정의된다.

상기 식 (1)∼(4)의 위상차 특성 및 파장 분산 특성을 나타내는 광학 필름(20)을 편광자(10)의 한쪽 면 상에 적층한 광학 적층체에 따르면, 화상 표시 장치에 적용한 경우에 있어서[보다 구체적으로는, 화상 표시 소자의 시인측에, 편광자(10)가 화상 표시 장치측이 되도록 배치되는 편광판으로서 적용한 경우에 있어서], 편광 선글라스 너머로 여러 방향(방위각 및 극각)에서 화면을 보았을 때의 밝기를 유지하며, 색감 변화를 유효하게 억제할 수 있어, 화상 표시 장치의 시인성을 향상시킬 수 있다. 이에 대하여, 상기 식 (1)∼(4) 중 어느 1 이상을 만족시키지 못하는 경우에는, 밝기의 유지와 색감 변화의 억제의 양립이 불충분해진다.

도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 방위각이란 경도에 상당하는 각도이며, 극각이란 위도에 상당하는 각도이다. 도 5의 (b)에, 방위각이 0°이며, 극각이 40°인 경우의 시인 위치(눈의 위치)를 일례로서 나타내었다.

편광 선글라스 너머로 화면을 보았을 때의 밝기를 유지하는 관점에서, 식 (1)에 있어서의 R_e(590)은 105∼170 ㎚인 것이 바람직하고, 색감 변화를 보다 효과적으로 억제하는 관점에서, 식 (2)에 있어서의 R_th(590)/R_e(590)은 0.75 이하인 것이 바람직하며, 식 (3)에 있어서의 R_e(450)/R_e(550)은 0.86∼0.98인 것이 바람직하고, 식 (4)에 있어서의 R_e(630)/R_e(550)은 1.01∼1.06인 것이 바람직하다.

광학 필름(20)은, 편광자(10)로부터 광학 필름(20)을 향하여 출사된 직선 편광을 타원 편광(원편광인 경우를 포함함)으로 변환하여 출사하는 기능을 갖는 1종의 위상차 필름이며, 이 기능을 발현시키기 위해, 도 6을 참조하여 광학 필름(20)은, 그 지상축(20a)과 편광자(10)의 흡수축(10a)이 이루는 각도(θ)가 45±20°또는 135±20°가 되도록 편광자(10) 상에 적층된다. 각도(θ)가 이 범위 밖인 경우에는, 직선 편광을 타원 편광으로 변환하여 출사하는 기능을 얻기 어렵고, 그 결과, 편광 선글라스 너머로 화면을 보았을 때의 밝기가 저하하는 경향이 있다. 각도(θ)는, 바람직하게는 45±10°또는 135±10°이며, 보다 바람직하게는 45±5°또는 135±5°이다.

광학 필름(20)은, 투광성을 갖는(바람직하게는 광학적으로 투명한) 열가소성 수지를 포함하는 필름일 수 있다. 열가소성 수지로서는, 예컨대, 쇄형 폴리올레핀계 수지(폴리프로필렌계 수지 등), 환형 폴리올레핀계 수지(노르보넨계 수지 등)와 같은 폴리올레핀계 수지; 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스디아세테이트와 같은 셀룰로오스에스테르계 수지 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리에스테르계 수지; 폴리카보네이트계 수지; (메타)아크릴계 수지; 폴리스티렌계 수지; 또는 이들의 혼합물, 공중합물 등을 들 수 있다.

쇄형 폴리올레핀계 수지로서는, 폴리에틸렌수지, 폴리프로필렌수지와 같은 쇄형 올레핀의 단독 중합체 외에, 2종 이상의 쇄형 올레핀으로 이루어지는 공중합체를 들 수 있다.

환형 폴리올레핀계 수지는, 환형 올레핀을 중합 단위로 하여 중합되는 수지의 총칭이다. 환형 폴리올레핀계 수지의 구체예를 들면, 환형 올레핀의 개환 (공)중합체, 환형 올레핀의 부가 중합체, 환형 올레핀과 에틸렌, 프로필렌과 같은 쇄형 올레핀과의 공중합체(대표적으로는 랜덤 공중합체) 및 이들을 불포화 카복실산이나 그 유도체로 변성한 그래프트 중합체 및 이들의 수소화물 등이다. 그 중에서도, 환형 올레핀으로서 노르보넨이나 다환 노르보넨계 모노머 등의 노르보넨계 모노머를 이용한 노르보넨계 수지가 바람직하게 이용된다.

셀룰로오스에스테르계 수지는, 셀룰로오스와 지방산의 에스테르이다. 셀룰로오스에스테르계 수지의 구체예는, 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스디아세테이트, 셀룰로오스트리프로피오네이트, 셀룰로오스디프로피오네이트를 포함한다. 또한, 이들의 공중합물이나, 수산기의 일부가 다른 치환기로 수식된 것을 이용할 수도 있다. 이들 중에서도, 셀룰로오스트리아세테이트(트리아세틸셀룰로오스: TAC)가 특히 바람직하다.

폴리에스테르계 수지는 에스테르 결합을 갖는, 셀룰로오스에스테르계 수지 이외의 수지이며, 다가 카복실산 또는 그 유도체와 다가 알코올의 중축합체로 이루어지는 것이 일반적이다. 다가 카복실산 또는 그 유도체로서는 2가의 디카복실산 또는 그 유도체를 이용할 수 있고, 예컨대 테레프탈산, 이소프탈산, 디메틸테레프탈레이트, 나프탈렌디카복실산디메틸 등을 들 수 있다. 다가 알코올로서는 2가의 디올을 이용할 수 있고, 예컨대 에틸렌글리콜, 프로판디올, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 시클로헥산디메탄올 등을 들 수 있다.

폴리에스테르계 수지의 구체예는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌나프탈레이트, 폴리시클로로헥산디메틸테레프탈레이트, 폴리시클로헥산디메틸나프탈레이트를 포함한다.

폴리카보네이트계 수지는, 카보네이토기를 통해 모노머 단위가 결합된 중합체로 이루어진다. 폴리카보네이트계 수지는, 폴리머 골격을 수식한 것 같은 변성 폴리카보네이트라고 불리는 수지나, 공중합 폴리카보네이트 등이어도 좋다.

(메타)아크릴계 수지는, (메타)아크릴로일기를 갖는 화합물을 주된 구성 모노머로 하는 수지이다. (메타)아크릴계 수지의 구체예는, 예컨대, 폴리메타크릴산메틸과 같은 폴리(메타)아크릴산에스테르; 메타크릴산메틸-(메타)아크릴산 공중합체; 메타크릴산메틸-(메타)아크릴산에스테르 공중합체; 메타크릴산메틸-아크릴산에스테르-(메타)아크릴산 공중합체; (메타)아크릴산메틸-스티렌 공중합체(MS 수지 등); 메타크릴산메틸과 지환족 탄화수소기를 갖는 화합물의 공중합체[예컨대, 메타크릴산메틸-메타크릴산시클로헥실 공중합체, 메타크릴산메틸-(메타)아크릴산노르보닐 공중합체 등]를 포함한다. 바람직하게는, 폴리(메타)아크릴산메틸과 같은 폴리(메타)아크릴산C_1-6알킬에스테르를 주성분으로 하는 중합체가 이용되고, 보다 바람직하게는, 메타크릴산메틸을 주성분(50∼100 중량％, 바람직하게는 70∼100 중량％)으로 하는 메타크릴산메틸계 수지가 이용된다.

상기 열가소성 수지를 포함하는 필름을 연신하거나, 상기 열가소성 수지를 포함하는 필름 상에 위상차를 발현할 수 있는 액정 재료 등의 위상차 발현 물질을 코팅하여 위상차층을 형성하거나 함으로써, 광학 필름(20)을 제작할 수 있다. 연신 처리로서는, 일축 연신이나 이축 연신 등을 들 수 있다. 연신 방향으로서는, 미연신 필름의 기계 유동 방향(MD), 이에 직교하는 방향(TD), 기계 유동 방향(MD)에 사교하는 방향 등을 들 수 있다. 2축 연신은, 2개의 연신 방향으로 동시에 연신하는 동시 2축 연신이어도 좋고, 소정 방향으로 연신한 후에 다른 방향으로 연신하는 축차 2축 연신이어도 좋다. 연신 처리는, 예컨대 출구측의 주속을 크게 한 2쌍 이상의 닙롤을 이용하여, 길이 방향(기계 유동 방향: MD)으로 연신하거나, 미연신 필름의 양측단을 척으로 파지하여 기계 유동 방향에 직교하는 방향(TD)으로 확장하거나 함으로써 행할 수 있다. 이 때, 필름의 두께를 조정하거나, 연신 배율을 조정하거나 함으로써, 위상차값을 상기 식 (1)∼(2)의 범위 내로 제어하는 것이 가능하다. 또한, 수지에 파장 분산 조정제를 첨가하거나 함으로써, 파장 분산값을 상기 식 (3)∼(4)의 범위 내로 제어하는 것이 가능하다.

광학 필름(20)의 두께(d)는 상기 식 (1)∼(4)를 충족시키는 한 특별히 제한되지 않지만, 광학 적층체의 박형화의 관점에서, 바람직하게는 90 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 60 ㎛ 이하이며, 또한 광학 필름(20)의 취급성의 관점에서, 바람직하게는 5 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 10 ㎛ 이상이다.

광학 필름(20)은, 활제, 가소제, 분산제, 열안정제, 자외선 흡수제, 적외선 흡수제, 대전 방지제, 산화 방지제와 같은 첨가제를 1종 또는 2종 이상 함유할 수 있다.

또한, 원하는 광학 특성 또는 그 외의 특징을 부여하기 위해, 광학 필름(20)의 외면에 코팅층(표면 처리층)을 마련할 수 있다. 코팅층의 구체예는, 하드 코트층, 방현층, 반사 방지층, 대전 방지층, 방오층을 포함한다. 코팅층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법을 이용할 수 있다.

[d] 열가소성 수지 필름

편광자(10)에 있어서의 광학 필름(20)과는 반대측의 면 상에 적층할 수 있는 제1 열가소성 수지 필름(40)(도 3 참조)이나, 편광자(10)와 광학 필름(20) 사이에 개재시킬 수 있는 제2 열가소성 수지 필름(60)(도 4 참조)으로서 사용할 수 있는 필름을 구성하는 열가소성 수지의 구체예는, 광학 필름(20)에 대해서 위에서 예시한 것과 동일할 수 있다. 제1 열가소성 수지 필름(40)과 제2 열가소성 수지 필름(60) 양자를 갖는 경우에 있어서, 양자는 동종의 열가소성 수지로 구성되어 있어도 좋고, 이종의 열가소성 수지로 구성되어 있어도 좋다.

제1 열가소성 수지 필름(40) 및 제2 열가소성 수지 필름(60)은, 편광자(10)를 보호하는 역할만을 담당하는 보호 필름일 수 있지만, 특히 편광자(10)의 화상 표시 소자측에 배치되는 제1 열가소성 수지 필름(40)은, 위상차 필름으로서의 광학 기능을 아울러 갖는 보호 필름일 수도 있다. 예컨대, 상기 열가소성 수지를 포함하는 필름을 연신하거나, 상기 열가소성 수지를 포함하는 필름 상에 위상차를 발현할 수 있는 액정 재료 등의 위상차 발현 물질을 코팅하여 위상차층을 형성하거나 함으로써, 임의의 위상차값이 부여된 위상차 필름으로 할 수 있다.

제1 열가소성 수지 필름(40) 및 제2 열가소성 수지 필름(60)의 두께는 각각, 광학 적층체의 박형화의 관점에서, 바람직하게는 90 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 60 ㎛ 이하이며, 취급성의 관점에서, 바람직하게는 5 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 10 ㎛ 이상이다.

[e] 점착제층 및 접착제층

제1 점착제층 또는 접착제층(25)의 제1 점착제층(도 1∼도 4 참조), 편광자(10)에 있어서의 광학 필름(20)과는 반대측의 면 상에 적층할 수 있는 제2 점착제층(30)(도 2 참조), 제1 열가소성 수지 필름(40)에 있어서의 편광자(10)와는 반대측의 면 상에 적층할 수 있는 제3 점착제층(50)(도 3 참조), 제4 점착제층 또는 접착제층(45)의 제4 점착제층(도 3 참조)으로서 사용할 수 있는 점착제층을 형성하는 점착제는, 예컨대 (메타)아크릴계 점착제, 우레탄계 점착제, 실리콘계 점착제, 폴리에스테르계 점착제, 폴리아미드계 점착제, 폴리에테르계 점착제, 불소계 점착제, 고무계 점착제 등일 수 있지만, 그 중에서도, 투명성, 점착력, 신뢰성, 리워크성 등의 관점에서, (메타)아크릴계 점착제가 바람직하게 이용된다. 광학 적층체가 복수의 점착제층을 갖는 경우에 있어서, 이들 점착제층을 구성하는 점착제 조성물은 동일한 조성을 가지고 있어도 좋고, 서로 상이한 조성을 가지고 있어도 좋다.

(메타)아크릴계 점착제는 통상, (메타)아크릴계 수지를 베이스 폴리머로 하며, 거기에, 이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 아지리딘 화합물과 같은 가교제를 부가한 점착제 조성물로 이루어진다. 점착제 조성물에 미립자를 함유시켜 광 산란성을 나타내는 점착제층으로 할 수도 있다. 점착제층의 두께는, 통상 1∼40 ㎛이며, 바람직하게는 3∼25 ㎛이다.

점착제층은, 점착제를 예컨대 유기 용제 용액의 형태로 이용하고, 그것을 점착제층 형성면 상에 코팅하여, 건조시키는 방법에 의해 마련할 수 있는 것 외에, 이형 처리가 실시된 플라스틱 필름(세퍼레이트 필름이라고 불림) 상에 형성된 시트형 점착제를 점착제층 형성면에 전사하는 방법에 의해서도 마련할 수 있다.

제1 점착제층 또는 접착제층(25)의 접착제층(도 1∼도 4 참조), 제4 점착제층 또는 접착제층(45)의 접착제층(도 3 참조), 접착제층(65)(도 4 참조)을 형성하는 접착제로서는, 예컨대 수계 접착제 또는 활성 에너지선 경화성 접착제를 이용할 수 있다. 수계 접착제로서는, 폴리비닐알코올계 수지 수용액으로 이루어지는 접착제, 수계 2액형 우레탄계 에멀젼 접착제 등을 들 수 있다. 특히, 접합되는 필름의 한쪽이 비누화 처리 등으로 표면 처리(친수화 처리)된 셀룰로오스에스테르계 수지 필름인 경우에는, 폴리비닐알코올계 수지 수용액으로 이루어지는 수계 접착제를 이용하는 것이 바람직하다.

폴리비닐알코올계 수지로서는, 초산비닐의 단독 중합체인 폴리초산비닐을 비누화 처리하여 얻어지는 비닐알코올호모폴리머 외에, 초산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체를 비누화 처리하여 얻어지는 폴리비닐알코올계 공중합체 또는 이들의 수산기를 부분적으로 변성한 변성 폴리비닐알코올계 중합체 등을 이용할 수 있다. 수계 접착제는, 다가 알데히드, 수용성 에폭시 화합물, 멜라민계 화합물, 지르코니아 화합물, 아연 화합물 등의 첨가제를 포함할 수 있다.

접합되는 2개의 필름 중 적어도 한쪽의 접합면에 수계 접착제를 코팅하고, 이들 필름을 접착제층을 통해 접합하고, 바람직하게는 접합 롤 등을 이용하여 가압하여 밀착시킴으로써 접합이 실시된다. 수계 접착제(후술하는 활성 에너지선 경화성 접착제에 대해서도 동일)의 코팅 방법은 특별히 제한되지 않고, 유연법, 메이어 바 코트법, 그라비어 코트법, 콤마 코터법, 닥터 블레이드법, 다이 코트법, 딥 코트법, 분무법 등의 종래 공지의 방법을 이용할 수 있다.

수계 접착제를 이용하는 경우, 전술한 접합을 실시한 후, 수계 접착제 중에 포함되는 물을 제거하기 위해 필름을 건조시키는 것이 바람직하다. 건조는, 예컨대 필름을 건조로에 도입함으로써 행할 수 있다. 건조 온도(건조로의 온도)는, 바람직하게는 30∼90℃이다. 30℃ 미만이면, 밀착성이 불충분해지기 쉽다. 또한 건조 온도가 90℃를 넘으면, 열에 의해 편광자(10)의 편광 성능이 열화할 우려가 있다.

건조 공정 후, 실온 또는 그보다 약간 높은 온도, 예컨대 20∼45℃ 정도의 온도에서 12∼600시간 정도 양생하는 양생 공정을 마련하여도 좋다. 양생 온도는, 건조 온도보다 낮게 설정되는 것이 일반적이다.

활성 에너지선 경화성 접착제란, 자외선, 가시광, 전자선, X선과 같은 활성 에너지선의 조사에 의해 경화하는 접착제를 말한다. 이 경우, 접착제층은 활성 에너지선 경화성 접착제의 경화물층이다. 활성 에너지선 경화성 접착제는, 바람직하게는 광 경화성 접착제이며, 보다 바람직하게는 자외선 경화성 접착제이다.

광 경화성 접착제로서는, 예컨대, 중합성 화합물 및 광 중합 개시제를 포함하는 것, 광 반응성 수지를 포함하는 것, 바인더 수지 및 광 반응성 가교제를 포함하는 것 등을 들 수 있다. 중합성 화합물로서는, 광 경화성 에폭시계 모노머, 광 경화성 아크릴계 모노머, 광 경화성 우레탄계 모노머와 같은 광 중합성 모노머나, 광 중합성 모노머에서 유래하는 올리고머를 들 수 있다. 광 중합 개시제로서는, 자외선과 같은 광의 조사에 의해 중성 라디칼, 음이온 라디칼, 양이온 라디칼과 같은 활성종을 발생시키는 물질을 포함하는 것을 들 수 있다. 중합성 화합물 및 광 중합 개시제를 포함하는 광 경화성 접착제로서, 광 경화성 에폭시계 모노머 및 광 양이온 중합 개시제를 포함하는 것을 바람직하게 이용할 수 있다.

활성 에너지선 경화성 접착제를 이용하는 경우, 전술한 접합을 실시한 후, 필요에 따라 건조 공정을 행하고(활성 에너지선 경화성 접착제가 용제를 포함하는 경우 등), 계속해서 자외선과 같은 활성 에너지선을 조사함으로써 활성 에너지선 경화성 접착제를 경화시키는 경화 공정을 행한다. 조사하는 활성 에너지선은 특별히 한정되지 않지만, 파장 400 ㎚ 이하에 발광 분포를 갖는 자외선인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 광원으로서 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙 라이트 램프, 마이크로웨이브 여기 수은등, 메탈 할라이드 램프 등이 바람직하게 이용된다.

필름의 접합에 있어서, 적어도 한쪽의 필름 접합면에는, 접착성을 향상시키기 위해, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 플레임(화염) 처리, 비누화 처리 등의 표면 처리(이접착 처리)를 행할 수 있고, 그 중에서도, 플라즈마 처리, 코로나 처리 또는 비누화 처리를 행하는 것이 바람직하다. 예컨대 접합되는 한쪽의 필름이 환형 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 경우, 플라즈마 처리나 코로나 처리를 행할 수 있다. 또한, 셀룰로오스에스테르계 수지로 이루어지는 경우에는, 비누화 처리를 행할 수 있다. 비누화 처리로서는, 수산화나트륨이나 수산화칼륨과 같은 알칼리 수용액에 침지하는 방법을 들 수 있다.

<화상 표시 장치>

본 발명에 따른 화상 표시 장치는, 전술한 본 발명에 따른 광학 적층체를 화상 표시 소자의 시인측에, 그 광학 적층체의 편광자가 화상 표시 소자측이 되도록 배치한 것이다. 화상 표시 소자는, 액정 셀과 같은 비자발광형의 소자여도 좋고, 유기 EL 표시 소자와 같은 자발광형의 소자여도 좋다. 액정 셀은, 2장의 투명 기판 사이에 액정층을 협지하고, 전압 인가에 의해 그 액정층의 배향 상태를 제어하여, 표시를 가능하게 하는 것으로, 액정 표시 분야에 있어서 주지의 것을 채용할 수 있다. 유기 EL 표시 소자는, 유기 발광 재료를 포함하는 발광체를 1쌍의 전극으로 협지한 것이며, 역시 이 분야에서 주지의 것을 채용할 수 있다.

화상 표시 소자에 액정 셀(70)을 이용한 액정 표시 장치의 일례를 도 7에 나타내었다. 이 예에서는 도 2에 나타내는 광학 적층체(2)를 적용하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 화상 표시 장치는 본 발명에 따른 광학 적층체를 포함하고 있으면 좋다. 도 7에 나타내는 바와 같이 광학 적층체는, 점착제층 등을 이용하여 화상 표시 소자에 점착할 수 있다. 액정 표시 장치에 있어서는, 액정 셀(70)의 백 라이트(90)측에 편광팡(80)이 배치되지만, 이 편광팡(80)도 또한, 점착제층(85) 등을 이용하여 화상 표시 소자에 점착할 수 있다. 백 라이트측의 편광팡(80) 및 백 라이트(90)로서는, 종래 공지의 구성의 것을 이용할 수 있다.

본 발명에 따른 화상 표시 장치에 있어서 광학 적층체는, 그 광학 필름(20)이 편광자(10)보다 시인측에 배치되도록[편광자(10)가 화상 표시 소자측이 되도록] 화상 표시 소자 상에 배치된다. 본 발명의 광학 적층체를 구비하는 화상 표시 장치는, 편광 선글라스 너머로 여러 방향(방위각 및 극각)에서 화면을 보았을 때의 밝기가 양호하며 색감 변화가 작아, 시인성이 우수하다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것이 아니다.

<실시예 1>

(1) 편광자의 제작

두께 75 ㎛의 폴리비닐알코올 필름(평균 중합도 약 2400, 비누화도 99.9 몰％ 이상)을, 건식 연신에 의해 약 5배로 1축 연신하고, 긴장 상태를 유지한 채로, 추가로 60℃의 순수에 1분간 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.05/5/100인 28℃의 수용액에 60초간 침지하였다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 8.5/8.5/100인 72℃의 수용액에 300초간 침지하였다. 계속해서 26℃의 순수로 20초간 세정한 후, 65℃에서 건조하여, 폴리비닐알코올 필름에 요오드가 흡착 배향되어 있는 두께 28 ㎛의 편광자를 얻었다.

(2) 편광판의 제작

물 100 중량부에 대하여, 카복실기 변성 폴리비닐알코올[(주)쿠라레에서 입수한 상품명 「KL-318」]을 3 중량부 용해하고, 그 수용액에 수용성 에폭시 수지인 폴리아미드에폭시계 첨가제[다오카카가쿠코교(주)로부터 입수한 상품명 「스미레즈레진 650(30)」, 고형분 농도 30 중량％의 수용액]를 1.5 중량부 첨가하여, 수계 접착제를 조제하였다. 이 접착제를 상기 (1)에서 얻어진 편광자의 편면에 코팅하고, 그 코팅면에 두께 40 ㎛의 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름[코니카미놀타옵토(주)사 제조의 상품명 「KC4UY」]인 보호 필름을 접합한 후, 접착제층을 건조시켜, TAC 필름/접착제층/편광자의 층구성을 갖는 편광판을 얻었다.

(3) 광학 적층체의 제작

상기 (2)에서 얻어진 편광판의 TAC 필름면에, 두께 25 ㎛의 시트형 점착제[린텍(주) 제조의 상품명 「#7」]를 통해, 광학 필름 A[데이진카세이(주) 제조의 폴리카보네이트 필름, 상품명 「퓨어에이스 RM」, 두께 53 ㎛]를 접합하여, 광학 적층체를 얻었다. 광학 필름 A의 지상축과 편광자의 흡수축이 이루는 각도(θ)는 45°로 하였다.

<실시예 2∼3, 비교예 1∼6>

광학 필름 A 대신에, 하기의 광학 필름을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 광학 적층체를 제작하였다.

실시예 2: 광학 필름 B[TAC 필름, 두께 43 ㎛]

실시예 3: 광학 필름 C[데이진카세이(주) 제조의 폴리카보네이트 필름, 상품명 「퓨어에이스 WR」, 두께 53 ㎛]

비교예 1: 광학 필름 D[니혼제온(주) 제조의 환형 폴리올레핀제 필름, 상품명 「제오노아필름 ZF35-필름 #140」, 두께 28 ㎛]

비교예 2:광학 필름 E[니혼제온(주) 제조의 환형 폴리올레핀제 필름, 상품명 「제오노아필름 ZF35-필름 #110」, 두께 28 ㎛]

비교예 3: 광학 필름 F[환형 폴리올레핀제 필름, 두께 20 ㎛]

비교예 4: 광학 필름 G[니혼제온(주) 제조의 환형 폴리올레핀제 필름, 상품명 「제오노아필름 ZD12」, 두께 33 ㎛]

비교예 5: 광학 필름 H[(주)가네카 제조의 폴리카보네이트 필름, 상품명 「RB-필름 #130」, 두께 25 ㎛]

비교예 6: 광학 필름 I[도레이(주) 제조의 폴리에스테르 필름, 상품명 「루미러 4ZY004」, 두께 5 ㎛].

(광학 필름의 위상차 특성 및 파장 분산 특성의 측정)

온도 23℃, 상대 습도 55％의 환경 하에, 오지케이소쿠키키(주) 제조의 자동 복굴절계(KOBRA-WPR)를 이용하여, 실시예 및 비교예에서 사용한 광학 필름 A∼I의 R_e(590), R_th(590), R_e(450), R_e(550), R_e(630)을 측정하여, R_th(590)/R_e(590), R_e(450)/R_e(550), R_e(630)/R_e(550)을 산출하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

(색감 변화의 평가)

색감 변화의 측정계를 개략적으로 나타내는 도 8의 (a) 및 도 8의 (b)를 참조하여, 먼저, 편광판 및 광학 필름으로 이루어지는 광학 적층체의 편광자면과 유리판을, 두께 25 ㎛의 시트형 점착제[린텍(주) 제조의 상품명 「#7」]를 통해 접합하여, 평가용 샘플을 얻었다. 계속해서, 이 평가용 샘플을 시야각 특성 측정 평가 장치[ELDIM사 제조의 상품명 「EZContrast」]에 셋트하였다. 이 때, 평가용 샘플은, 광원(냉음극선), 유리판, 편광판, 광학 필름, 수광부(카메라)의 순서가 되도록 배치하였다. 또한 광학 적층체의 광학 필름과 수광부 사이에, 편광 선글라스를 상정한 편광판을, 광학 적층체의 편광판의 흡수축과 편광 선글라스를 상정한 편광판의 흡수축이 크로스 니콜을 형성하도록 배치하였다. 어느 실시예 및 비교예에 있어서도 편광 선글라스를 상정한 편광판에는, 실시예 1에서 제작한 편광판(광학 적층체에 포함되는 편광판과 같은 것)을 이용하였다.

상기 시야각 특성 측정 평가 장치에 의해, 극각 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80°에 있어서의 방위각 0, 45, 90, 135, 180, 225, 270, 315°의 색도(계 9×8=72점)를, CIE-XYZ 표색계의 (x, y) 값으로서 측정하였다. 그리고, 이들 72점에 대한 x의 최대값과 최소값의 차(Δx, y)의 최대값과 최소값의 차(Δy)를 구하고, 이들의 합계값(Δx+Δy)으로부터, 하기의 평가 기준에 따라, 편광 선글라스 너머로 여러 방향(방위각 및 극각)에서 화면을 보았을 때의 색감 변화를 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 각 실시예 및 비교예에 대해서 얻어진 xy 색도도를 도 9∼17에 나타낸다.

A: Δx+Δy가 0.065 미만이다.

B: Δx+Δy가 0.065 이상 0.100 미만이다.

C: Δx+Δy가 0.100 이상이다.

1,2,3,4: 광학 적층체, 10: 편광자, 10a: 편광자의 흡수축, 20: 광학 필름, 20a: 광학 필름의 지상축, 25: 제1 점착제층 또는 접착제층, 30: 제2 점착제층, 40: 제1 열가소성 수지 필름, 45: 제4 점착제층 또는 접착제층, 50: 제3 점착제층, 60: 제2 열가소성 수지 필름, 65: 접착제층, 70: 액정 셀, 80: 편광판, 85: 점착제층, 90: 백 라이트.

Claims

편광자와, 그 한쪽 면 상에 적층되는 광학 필름을 포함하며,
상기 광학 필름은, 직선 편광을 타원 편광으로 변환하여 출사하는 것이고, 또한, 하기 식:

[식 중, R_e(590), R_e(450), R_e(550), R_e(630)은 각각, 측정 파장 590 ㎚, 450 ㎚, 550 ㎚, 630 ㎚에 있어서의 면내 위상차값을 나타내고, R_th(590)은 측정 파장 590 ㎚에 있어서의 두께 방향 위상차값을 나타낸다.]
을 만족시키는 것인 광학 적층체.
제1항에 있어서, 상기 광학 필름의 지상축과 상기 편광자의 흡수축이 이루는 각도는 45±20°또는 135±20°인 광학 적층체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광학 필름은 환형 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리에스테르계 수지 또는 (메타)아크릴계 수지를 포함하는 것인 광학 적층체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 필름은 제1 점착제층 또는 접착제층을 통해 상기 편광자 상에 적층되는 것인 광학 적층체.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편광자에 있어서의 상기 광학 필름과는 반대측의 면 상에 적층되는 제2 점착제층을 더 포함하는 광학 적층체.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편광자에 있어서의 상기 광학 필름과는 반대측의 면 상에 적층되는 열가소성 수지 필름을 더 포함하는 광학 적층체.
제6항에 있어서, 상기 열가소성 수지 필름이 위상차 필름인 광학 적층체.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 열가소성 수지 필름에 있어서의 상기 편광자와는 반대측의 면 상에 적층되는 제3 점착제층을 더 포함하는 광학 적층체.
화상 표시 소자와, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체를 구비하고,
상기 광학 적층체는 상기 편광자가 화상 표시 소자측이 되도록 배치되는 것인 화상 표시 장치.