KR20180122644A - 원편광판 및 화상 표시 장치 - Google Patents

원편광판 및 화상 표시 장치 Download PDF

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Abstract

화상 표시 소자를 구비하는 화상 표시 장치에 있어서, 상기 화상 표시 소자의 시인측에 설치되는 원편광판으로서, 상기 원편광판이, 상기 화상 표시 소자측으로부터, 직선 편광자 및 광대역 λ/4판을 이 순서로 구비하고, 상기 광대역 λ/4판이, 상기 직선 편광자측으로부터, λ/2판 및 λ/4판을 이 순서로 구비하고, 상기 λ/2판 및 상기 λ/4판의 적어도 일방이, 제1 외측층, 자외선 흡수제를 포함하는 중간층, 및 제2 외측층을 이 순서로 구비하는 복층체이고, 상기 광대역 λ/4판의 파장 380 nm에서의 광선 투과율이, 1.0% 이하이고, 상기 광대역 λ/4판의 파장 390 nm에서의 광선 투과율이, 5.0% 이하인, 원편광판.

Description

원편광판 및 화상 표시 장치
본 발명은, 원편광판 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
화상 표시 장치의 화상은, 직선 편광에 의해 표시되는 경우가 있다. 예를 들어, 액정 표시 장치는, 액정 셀 및 직선 편광자를 구비하므로, 액정 표시 장치의 화상은, 상기의 직선 편광자를 통과한 직선 편광에 의해 표시될 수 있다. 또한, 예를 들어, 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치(이하, 임의로 「유기 EL 표시 장치」라고 하는 경우가 있다.)의 화면에는, 외광의 반사 억제를 위하여 원편광판이 설치되는 경우가 있고, 이와 같이 원편광판을 구비하는 유기 EL 표시 장치의 화상은, 원편광판이 구비하는 직선 편광자를 투과한 직선 편광에 의해 표시될 수 있다.
상기와 같이 직선 편광에 의해 표시되는 화상은, 편광 선글라스를 통하여 본 경우에는 어두워져, 시인할 수 없는 경우가 있다. 구체적으로는, 화상을 표시하는 직선 편광의 진동 방향과, 편광 선글라스의 편광 흡수축이 평행하면, 그 직선 편광은 편광 선글라스를 통과할 수 없으므로, 화상을 시인할 수 없다. 여기서, 직선 편광의 진동 방향이란, 직선 편광의 전기장의 진동 방향을 의미한다.
이에, 상기의 화상을 시인 가능하게 하기 위하여, 화상 표시 장치의 직선 편광자의 시인측에 λ/4판을 설치하는 것이 제안되어 있다(특허문헌 1 및 2). 직선 편광자를 통과한 직선 편광은, λ/4판에 의해 원편광으로 변환된다. 이 원편광의 일부는, 편광 선글라스를 통과할 수 있으므로, 편광 선글라스를 통하여 화상을 시인하는 것이 가능해진다.
또한, 특허문헌 3~7과 같은 기술이 알려져 있다.
일본 공개특허공보 평3-174512호 일본 공개특허공보 2005-352068호 일본 공개특허공보 2003-114325호 일본 공개특허공보 평11-183723호 일본 공개특허공보 2015-31753호 일본 공개특허공보 2015-45845호 일본 공개특허공보 2014-102440호
본 발명자의 검토에 의하면, 편광 선글라스를 통하여 보는 화상의 색이 편광 선글라스의 기울기에 따라 변화하는 것을 억제하여 화상의 시인성을 높이기 위하여, λ/4판으로서, 넓은 파장 대역에서 직선 편광을 원편광으로 변환할 수 있는 부재를 사용하는 것이 바람직하다. 이에, 본 발명자는, λ/4판과 λ/2판을 조합한 광대역 λ/4판을 준비하고, 이 광대역 λ/4판을 화상 표시 장치에 설치하여, 편광 선글라스를 통한 화상의 시인성을 높이는 것을 시도하였다. 그 결과, 화상 표시 장치를 표시면의 정면 방향에서 본 경우에, 우수한 시인성이 실현되었다. 그런데, 상기와 같은 광대역 λ/4판은, 내광성이 떨어져, 광 조사를 받으면 착색을 일으키고 있었다.
본 발명은 상기의 과제를 감안하여 창안된 것으로서, 내광성이 우수한 광대역 λ/4판을 구비하여, 편광 선글라스를 통하여 보는 화상의 시인성을 개선할 수 있는 원편광판; 및, 상기 원편광판을 구비한 화상 표시 장치;를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는 상기의 과제를 해결하기 위하여 예의 검토하였다. 그 결과, 본 발명자는, 직선 편광자, λ/2판 및 λ/4판을 이 순서로 구비하는 원편광판에 있어서, λ/2판 및 λ/4판의 적어도 일방으로서 자외선 흡수제를 포함하는 중간층을 구비하는 복층체를 채용하고, 또한, λ/2판 및 λ/4판을 구비하는 광대역 λ/4판의 파장 380 nm 및 390 nm에서의 광선 투과율을 소정의 범위에 들어가게 함으로써, 상기의 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은, 하기와 같다.
〔1〕 화상 표시 소자를 구비하는 화상 표시 장치에 있어서, 상기 화상 표시 소자의 시인측에 설치되는 원편광판으로서,
상기 원편광판이, 상기 화상 표시 소자측으로부터, 직선 편광자 및 광대역 λ/4판을 이 순서로 구비하고,
상기 광대역 λ/4판이, 상기 직선 편광자측으로부터, λ/2판 및 λ/4판을 이 순서로 구비하고,
상기 λ/2판 및 상기 λ/4판의 적어도 일방이, 제1 외측층, 자외선 흡수제를 포함하는 중간층, 및 제2 외측층을 이 순서로 구비하는 복층체이고,
상기 광대역 λ/4판의 파장 380 nm에서의 광선 투과율이, 1.0% 이하이고,
상기 광대역 λ/4판의 파장 390 nm에서의 광선 투과율이, 5.0% 이하인, 원편광판.
〔2〕 상기 λ/2판의 두께가, 25 μm 이상 45 μm 이하이고,
상기 λ/4판의 두께가, 10 μm 이상 60 μm 이하이고,
상기 λ/2판 및 상기 λ/4판의 합계 두께가, 100 μm 이하인, 〔1〕 기재의 원편광판.
〔3〕 「상기 중간층의 두께」/「상기 복층체의 두께」의 비가, 1/3~80/82인, 〔1〕 또는 〔2〕 기재의 원편광판.
〔4〕 상기 중간층이, 상기 자외선 흡수제를 포함하는 열가소성 수지로 이루어지고,
상기 열가소성 수지에 있어서의 상기 자외선 흡수제의 양이, 3 중량%~20 중량%인, 〔1〕~〔3〕 중 어느 한 항에 기재된 원편광판.
〔5〕 상기 직선 편광자의 편광 흡수축에 대하여, 상기 λ/2판의 지상축이 이루는 각도를 α로 나타낼 때,
상기 직선 편광자의 편광 흡수축에 대하여, 상기 λ/4판의 지상축이 이루는 각도가, (2α + 45°)±5°인, 〔1〕~〔4〕 중 어느 한 항에 기재된 원편광판.
〔6〕 상기 직선 편광자의 편광 흡수축에 대하여, 상기 λ/2판의 지상축이 이루는 각도 α가, 15°±5°인, 〔1〕~〔5〕 중 어느 한 항에 기재된 원편광판.
〔7〕 상기 λ/4판이, 경사 연신 필름인, 〔1〕~〔6〕 중 어느 한 항에 기재된 원편광판.
〔8〕 상기 λ/2판이, 축차 2축 연신 필름인, 〔1〕~〔7〕 중 어느 한 항에 기재된 원편광판.
〔9〕 화상 표시 소자와, 상기 화상 표시 소자의 시인측에 설치된 〔1〕~〔8〕 중 어느 한 항에 기재된 원편광판을 구비하는, 화상 표시 장치.
〔10〕 상기 화상 표시 소자가, 액정 셀 또는 유기 일렉트로루미네센스 소자인, 〔9〕 기재의 화상 표시 장치.
본 발명에 의하면, 내광성이 우수한 광대역 λ/4판을 구비하여, 편광 선글라스를 통하여 보는 화상의 시인성을 개선할 수 있는 원편광판; 및, 상기 원편광판을 구비한 화상 표시 장치;를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 원편광판을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일례로서의 원편광판에 있어서의 직선 편광자, λ/2판 및 λ/4판의 관계를 모식적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 화상 표시 장치로서의 액정 표시 장치의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 화상 표시 장치로서의 유기 EL 표시 장치의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명에 대하여 실시형태 및 예시물을 나타내어 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 나타내는 실시형태 및 예시물에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구범위 및 그 균등 범위를 일탈하지 않는 범위에 있어서 임의로 변경하여 실시할 수 있다.
이하의 설명에 있어서, 「장척」의 필름이란, 폭에 대하여 5배 이상의 길이를 갖는 필름을 말하며, 바람직하게는 10배 혹은 그 이상의 길이를 갖고, 구체적으로는 롤상으로 권취되어 보관 또는 운반되는 정도의 길이를 갖는 필름을 말한다. 장척의 필름의 길이의 상한은, 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 폭에 대하여 10만배 이하로 할 수 있다.
이하의 설명에 있어서, 필름의 면내 리타데이션 Re는, 별도로 언급하지 않는 한, Re = (nx - ny) × d로 나타내어지는 값이다. 여기서, nx는, 필름의 두께 방향과 수직한 방향(면내 방향)으로서 최대의 굴절률을 부여하는 방향의 굴절률을 나타낸다. ny는, 필름의 상기 면내 방향으로서 nx의 방향과 직교하는 방향의 굴절률을 나타낸다. d는, 필름의 두께를 나타낸다. 측정 파장은, 별도로 언급하지 않는 한, 590 nm이다.
이하의 설명에 있어서, 필름의 지상축이란, 별도로 언급하지 않는 한, 당해 필름의 면내에 있어서의 지상축을 나타낸다.
이하의 설명에 있어서, 장척의 필름의 경사 방향이란, 별도로 언급하지 않는 한, 그 필름의 면내 방향으로서, 그 필름의 폭 방향과 평행도 아니고 수직도 아닌 방향을 나타낸다.
이하의 설명에 있어서, 어느 면의 정면 방향이란, 별도로 언급하지 않는 한, 당해 면의 법선 방향을 의미하고, 구체적으로는 상기 면의 극각 0° 또한 방위각 0°의 방향을 가리킨다.
이하의 설명에 있어서, 요소의 방향이 「평행」, 「수직」 및 「직교」란, 별도로 언급하지 않는 한, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내, 예를 들어 ±5°의 범위 내에서의 오차를 포함하고 있어도 된다.
이하의 설명에 있어서, 「편광판」, 「λ/2판」, 「λ/4판」 및 「포지티브 C 플레이트」란, 별도로 언급하지 않는 한, 강직한 부재뿐만 아니라, 예를 들어 수지제 필름과 같이 가요성을 갖는 부재도 포함한다.
이하의 설명에 있어서, 복수의 필름을 구비하는 부재에 있어서의 각 필름의 광학축(편광 흡수축, 편광 투과축, 지상축 등)이 이루는 각도는, 별도로 언급하지 않는 한, 상기 필름을 두께 방향에서 보았을 때의 각도를 나타낸다.
[1. 개요]
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 원편광판을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 원편광판(100)은, 직선 편광자(110) 및 광대역 λ/4판(120)을 이 순서로 구비한다. 이 원편광판(100)은, 화상 표시 소자를 구비하는 화상 표시 장치(도시 생략)에 있어서, 화상 표시 소자의 시인측에 설치되는 것이다. 원편광판(100)이 화상 표시 장치에 설치되는 경우, 당해 원편광판(100)은, 화상 표시 소자측으로부터 직선 편광자(110) 및 광대역 λ/4판(120)이 이 순서로 늘어서도록 설치된다. 이와 같이 직선 편광자(110)와 광대역 λ/4판(120)을 조합함으로써, 화상 표시 장치는, 넓은 파장 범위에 있어서 원편광에 의한 화상의 표시가 가능해진다. 그 때문에, 편광 선글라스를 통하여 보는 화상의 색이, 편광 선글라스의 기울기에 따라 변화하는 것을 억제하여, 화상의 시인성을 높일 수 있다. 여기서, 편광 선글라스의 기울기란, 화상 표시 장치의 표시면과 수직한 회전축을 중심으로 하여, 편광 선글라스를 회전시키는 방향에서의 기울기를 말한다.
또한, 광대역 λ/4판(120)은, 직선 편광자(110)측으로부터, λ/2판(121) 및 λ/4판(122)을 이 순서로 구비한다. 이와 같이 λ/2판(121) 및 λ/4판(122)을 조합하여 구비함으로써, 광대역 λ/4판(120)은, 넓은 파장 범위에 있어서 λ/4판으로서의 기능을 발휘할 수 있다.
또한, λ/2판(121) 및 λ/4판(122)의 적어도 일방은, 제1 외측층, 자외선 흡수제를 포함하는 중간층, 및 제2 외측층을 이 순서로 구비하는 복층체이다. 그리고, 이와 같이 자외선 흡수제를 포함하는 중간층을 구비함으로써, 광대역 λ/4판은, 파장 380 nm에서의 광선 투과율, 및 파장 390 nm에서의 광선 투과율이, 소정값 이하이다. 이에 의해, 광대역 λ/4판(120)은, 우수한 내광성이 얻어지므로, 광 조사에 의한 착색을 억제할 수 있다.
[2. 직선 편광자]
직선 편광자는, 편광 투과축 및 편광 흡수축을 갖는 광학 부재로, 편광 흡수축과 평행한 진동 방향을 갖는 직선 편광을 흡수하고, 편광 투과축과 평행한 진동 방향을 갖는 직선 편광을 통과시킬 수 있다. 원편광판이 설치된 화상 표시 장치에 있어서, 화상을 표시하는 광은, 이 직선 편광자를 통과한 직선 편광이 다시 λ/2판 및 λ/4판의 조합을 포함하는 광대역 λ/4판을 통과함으로써 원편광이 되어, 화상 표시 장치 밖으로 나가, 관찰자에 의해 시인된다.
직선 편광자로는, 예를 들어, 폴리비닐알코올, 부분 포르말화 폴리비닐알코올 등의 적절한 비닐알코올계 중합체의 필름에, 요오드 및 이색성 염료 등의 이색성 물질에 의한 염색 처리, 연신 처리, 가교 처리 등의 적절한 처리를 적절한 순서 및 방식으로 실시한 필름을 사용할 수 있다. 통상, 직선 편광자를 제조하기 위한 연신 처리에서는, 필름을 길이 방향으로 연신하므로, 얻어지는 직선 편광자에 있어서는 당해 직선 편광자의 길이 방향과 평행한 편광 흡수축 및 당해 직선 편광자의 폭 방향과 평행한 편광 투과축이 발현될 수 있다. 이 직선 편광자는, 편광도가 우수한 것이 바람직하다. 직선 편광자의 두께는, 5 μm~80 μm가 일반적이지만, 이에 한정되지 않는다.
직선 편광자는, 통상, 장척의 필름으로서 제조되며, 이 장척의 필름으로부터 원하는 형상이 되도록 잘라내어져 사용된다. 장척의 직선 편광자를 제조하는 경우, 직선 편광자의 편광 흡수축은, 당해 직선 편광자의 길이 방향과 평행한 것이 바람직하다. 이에 의해, 장척의 λ/2판 및 장척의 λ/4판과 첩합하여 원편광판을 제조할 때에, 길이 방향을 평행하게 함으로써, 광학축을 맞추는 것이 가능하다. 그 때문에, 장척의 직선 편광자, 장척의 λ/2판 및 장척의 λ/4판을, 롤·투·롤법에 의해 용이하게 첩합할 수 있다.
롤·투·롤법에 의한 첩합이란, 장척상의 필름의 롤로부터 필름을 권출하고, 이것을 반송하여, 반송 라인 상에서 다른 필름과의 첩합 공정을 행하고, 다시 얻어진 첩합물을 권취하여 롤로 하는 양태의 첩합을 말한다. 롤·투·롤법을 이용한 첩합에서는, 매엽의 필름을 첩합하는 경우와는 달리, 복잡한 광학축 맞춤의 공정이 불필요하다. 그 때문에, 효율이 좋은 첩합이 가능하다.
[3. 광대역 λ/4판]
광대역 λ/4판은, λ/2판 및 λ/4판을 조합하여 구비한다. 이 광대역 λ/4판은, 넓은 파장 범위에 있어서, 직선 편광자를 투과한 직선 편광을 원편광으로 변환하는 원편광 변환 기능을 발휘할 수 있다. 그 때문에, 이 광대역 λ/4판을 구비하는 원편광판을 구비하는 화상 표시 장치를 편광 선글라스를 통하여 본 경우에, 화상의 시인성을 높일 수 있다.
또한, 이 광대역 λ/4판은, λ/2판 및 λ/4판의 적어도 일방으로서, 자외선 흡수제를 포함하는 중간층을 구비하는 복층체를 포함하고 있으므로, 자외 영역에 있어서의 광선 투과율이 낮다. 구체적으로는, 광대역 λ/4판의 파장 380 nm에서의 광선 투과율은, 통상 1.0% 이하, 바람직하게는 0.8% 이하, 보다 바람직하게는 0.5% 이하이다. 또한, 광대역 λ/4판의 파장 390 nm에서의 광선 투과율은, 통상 5.0% 이하, 바람직하게는 4.0% 이하, 보다 바람직하게는 3.0% 이하이다.
광대역 λ/4판의 파장 380 nm 및 파장 390 nm에서의 광선 투과율이 상기와 같이 낮음으로써, 광대역 λ/4판의 내광성을 향상시킬 수 있다. 그 때문에, 광대역 λ/4판은, 광 조사를 받아도 착색을 일으키기 어렵다.
또한, 이와 같이 광대역 λ/4판의 자외선 투과율이 낮음으로써, 직선 편광자의 외광에 의한 열화를 억제하거나, 원편광판을 화상 표시 장치에 설치한 경우에 화상 표시 소자의 외광에 의한 열화를 억제하거나 할 수 있다. 여기서, 외광에는, 햇빛 등의 자연광뿐만 아니라, 화상 표시 장치의 제조시에 사용되는 자외선 등의 인공의 광을 포함한다.
광대역 λ/4판은, λ/2판 및 λ/4판에 조합하여, 임의의 층을 더 구비하고 있어도 된다. 임의의 층으로는, 예를 들어, λ/2판과 λ/4판을 첩합하기 위한 점착제층 또는 접착제층 등을 들 수 있다.
[4. λ/2판]
〔4.1. λ/2판의 특성〕
λ/2판의 면내 리타데이션은, λ/2판 및 λ/4판의 조합에 의해 광대역 λ/4판을 실현할 수 있는 범위에서, 적절하게 설정할 수 있다. 구체적인 λ/2판의 면내 리타데이션은, 바람직하게는 240 nm 이상, 보다 바람직하게는 250 nm 이상이고, 바람직하게는 300 nm 이하, 보다 바람직하게는 280 nm 이하, 특히 바람직하게는 265 nm 이하이다. λ/2판이 이러한 면내 리타데이션을 가짐으로써, λ/2판 및 λ/4판을 조합하여, 광대역 λ/4판으로서 기능시킬 수 있다.
λ/2판은, 순파장 분산 특성, 플랫 파장 분산 특성, 및 역파장 분산 특성 등의 파장 분산 특성을 가질 수 있다. 순파장 분산 특성은, 파장이 짧아짐에 따라, 리타데이션이 커지는 파장 분산 특성을 의미한다. 또한, 역파장 분산 특성은, 파장이 짧아짐에 따라, 리타데이션이 작아지는 파장 분산 특성을 의미한다. 또한, 플랫 파장 분산 특성은, 파장에 관계없이, 리타데이션이 변하지 않는 파장 분산 특성을 의미한다.
도 2는, 본 발명의 일례로서의 원편광판(100)에 있어서의 직선 편광자(110), λ/2판(121) 및 λ/4판(122)의 관계를 모식적으로 나타내는 분해 사시도이다. 도 2에 있어서, λ/2판(121) 및 λ/4판(122)에는, 직선 편광자(110)의 편광 흡수축(A110)과 평행한 가상선을 일점 쇄선으로 나타낸다.
도 2에 나타내는 예와 같이, 직선 편광자(110)의 편광 흡수축(A110)에 대하여, λ/2판(121)의 지상축(A121)이 이루는 각도 α는, λ/2판(121) 및 λ/4판(122)의 조합에 의해 광대역 λ/4판(120)을 실현할 수 있는 범위에서, 임의로 설정할 수 있다. 상기의 각도 α의 구체적인 범위는, 바람직하게는 15°±5°, 보다 바람직하게는 15°±3°, 특히 바람직하게는 15°±1°이다. 각도 α가 상기 범위에 있음으로써, λ/2판(121) 및 λ/4판(122)의 조합을 포함하는 광대역 λ/4판(120)이, 직선 편광자(110)를 통과한 넓은 파장 범위의 직선 편광을, 안정적으로 원편광으로 변환할 수 있다. 또한, 특히 λ/2판(121)과 직선 편광자(110)가 각각 장척상이면, 각도 α가 상기 범위에 있음으로써, λ/2판(121)과 직선 편광자(110)의 첩합을, 롤·투·롤법에 의해 행하기 쉽다.
λ/2판의 전체 광선 투과율은, 바람직하게는 80% 이상이다. 광선 투과율은, JIS K0115에 준거하여, 분광 광도계(닛폰 분광사 제조, 자외 가시 근적외 분광 광도계 「V-570」)를 사용하여 측정할 수 있다.
λ/2판의 헤이즈는, 바람직하게는 5% 이하, 보다 바람직하게는 3% 이하, 특히 바람직하게는 1% 이하이고, 이상적으로는 0%이다. 여기서, 헤이즈는, JIS K7361-1997에 준거하여, 닛폰 덴쇼쿠 공업사 제조 「탁도계 NDH-300A」를 사용하여, 5개소 측정하고, 그로부터 구한 평균값을 채용할 수 있다.
λ/2판이 포함하는 휘발성 성분의 양은, 바람직하게는 0.1 중량% 이하, 보다 바람직하게는 0.05 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.02 중량% 이하이고, 이상적으로는 제로이다. 휘발성 성분의 양을 적게 함으로써, λ/2판의 치수 안정성이 향상되어, 리타데이션 등의 광학 특성의 경시 변화를 작게 할 수 있다.
여기서, 휘발성 성분이란, 필름 중에 미량 포함되는 분자량 200 이하의 물질이며, 예를 들어, 잔류 단량체 및 용매 등을 들 수 있다. 휘발성 성분의 양은, 필름 중에 포함되는 분자량 200 이하의 물질의 합계로서, 필름을 클로로포름에 용해시켜 가스 크로마토그래피에 의해 분석함으로써 정량할 수 있다.
λ/2판의 포화 흡수율은, 바람직하게는 0.03 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.02 중량% 이하, 특히 바람직하게는 0.01 중량% 이하이고, 이상적으로는 제로이다. λ/2판의 포화 흡수율이 상기 범위이면, 면내 리타데이션 등의 광학 특성의 경시 변화를 작게 할 수 있다.
여기서, 포화 흡수율은, 필름의 시험편을 23℃의 수중에 24시간 침지하여, 증가한 질량의, 침지 전 필름 시험편의 질량에 대한 백분율로 나타내어지는 값이다.
〔4.2. λ/2판의 조성〕
λ/2판은, 제1 외측층, 자외선 흡수제를 포함하는 중간층, 및 제2 외측층을 이 순서로 구비하는 복층체인 것이 바람직하다. 이 복층체에 있어서, 통상은, 제1 외측층과 중간층은 사이에 다른 층을 두지 않고 접하고 있고, 또한, 중간층과 제2 외측층은 사이에 다른 층을 두지 않고 접하고 있다. 이 복층체는, 자외선 흡수제를 포함하는 중간층을 구비하므로, 당해 복층체를 투과하는 자외선을 약하게 할 수 있다. 또한, 이 복층체는, 중간층의 양측에 제1 외측층 및 제2 외측층을 구비하므로, 자외선 흡수제의 블리드 아웃을 억제할 수 있다.
(중간층)
중간층은, 통상, 중합체 및 자외선 흡수제를 포함하는 수지로 이루어진다. 이러한 수지로는, 열가소성 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 중간층은, 열가소성 중합체와 자외선 흡수제를 포함하는 열가소성 수지의 층인 것이 바람직하다.
열가소성 중합체로는, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르; 폴리페닐렌술파이드 등의 폴리아릴렌술파이드; 폴리비닐알코올; 폴리카보네이트; 폴리아릴레이트; 셀룰로오스에스테르 중합체, 폴리에테르술폰; 폴리술폰; 폴리알릴술폰; 폴리염화비닐; 노르보르넨 중합체 등의, 지환식 구조를 함유하는 중합체; 봉상 액정 폴리머 등을 들 수 있다. 이들 중합체는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다. 또한, 중합체는, 단독 중합체여도 되고, 공중합체여도 된다. 이들 중에서도, 기계 특성, 내열성, 투명성, 저흡습성, 치수 안정성 및 경량성이 우수한 점에서, 지환식 구조를 함유하는 중합체가 바람직하다.
지환식 구조를 함유하는 중합체는, 그 중합체의 구조 단위가 지환식 구조를 함유하는 중합체이다. 지환식 구조를 함유하는 중합체는, 주쇄에 지환식 구조를 갖고 있어도 되고, 측쇄에 지환식 구조를 갖고 있어도 되며, 주쇄 및 측쇄에 지환식 구조를 갖고 있어도 된다. 그 중에서도, 기계적 강도 및 내열성의 관점에서, 주쇄에 지환식 구조를 함유하는 중합체가 바람직하다.
지환식 구조로는, 예를 들어, 포화 지환식 탄화수소(시클로알칸) 구조, 불포화 지환식 탄화수소(시클로알켄, 시클로알킨) 구조 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 기계 강도 및 내열성의 관점에서, 시클로알칸 구조 및 시클로알켄 구조가 바람직하고, 그 중에서도 시클로알칸 구조가 특히 바람직하다.
지환식 구조를 구성하는 탄소 원자수는, 하나의 지환식 구조당, 바람직하게는 4개 이상, 보다 바람직하게는 5개 이상이고, 바람직하게는 30개 이하, 보다 바람직하게는 20개 이하, 특히 바람직하게는 15개 이하의 범위이다. 지환식 구조를 구성하는 탄소 원자수를 이 범위로 함으로써, 지환식 구조를 함유하는 중합체를 포함하는 수지의 기계 강도, 내열성 및 성형성이 고도로 밸런스된다.
지환식 구조를 함유하는 중합체에 있어서의 지환식 구조를 갖는 구조 단위의 비율은, 바람직하게는 55 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 70 중량% 이상, 특히 바람직하게는 90 중량% 이상이다. 지환식 구조를 함유하는 중합체에 있어서의 지환식 구조를 갖는 구조 단위의 비율이 이 범위에 있으면, 지환식 구조를 함유하는 중합체를 포함하는 수지의 투명성 및 내열성이 양호해진다.
지환식 구조를 함유하는 중합체로는, 예를 들어, 노르보르넨계 중합체, 단환의 고리형 올레핀계 중합체, 고리형 공액 디엔계 중합체, 비닐 지환식 탄화수소 중합체, 및 이들의 수소화물을 들 수 있다. 이들 중에서도, 투명성 및 성형성이 양호하므로, 노르보르넨계 중합체가 보다 바람직하다.
노르보르넨계 중합체의 예로는, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체 및 그 수소 첨가물; 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 부가 중합체 및 그 수소 첨가물을 들 수 있다. 또한, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체의 예로는, 노르보르넨 구조를 갖는 1종류의 단량체의 개환 단독 중합체, 노르보르넨 구조를 갖는 2종류 이상의 단량체의 개환 공중합체, 그리고, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체 및 이것과 공중합할 수 있는 임의의 단량체와의 개환 공중합체를 들 수 있다. 또한, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 부가 중합체의 예로는, 노르보르넨 구조를 갖는 1종류의 단량체의 부가 단독 중합체, 노르보르넨 구조를 갖는 2종류 이상의 단량체의 부가 공중합체, 그리고, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체 및 이것과 공중합할 수 있는 임의의 단량체와의 부가 공중합체를 들 수 있다. 이들 중에서, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체의 수소 첨가물은, 성형성, 내열성, 저흡습성, 치수 안정성 및 경량성의 관점에서, 특히 호적하다.
노르보르넨 구조를 갖는 단량체로는, 예를 들어, 비시클로[2.2.1]헵토-2-엔(관용명: 노르보르넨), 트리시클로[4.3.0.12,5]데카-3,7-디엔(관용명: 디시클로펜타디엔), 7,8-벤조트리시클로[4.3.0.12,5]데카-3-엔(관용명: 메타노테트라하이드로플루오렌), 테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]도데카-3-엔(관용명: 테트라시클로도데센), 및 이들 화합물의 유도체(예를 들어, 고리에 치환기를 갖는 것) 등을 들 수 있다. 여기서, 치환기로는, 예를 들어 알킬기, 알킬렌기, 극성기 등을 들 수 있다. 이들 치환기는, 동일 또는 상이하고, 복수개가 고리에 결합하고 있어도 된다. 노르보르넨 구조를 갖는 단량체는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
극성기의 종류로는, 예를 들어, 헤테로 원자, 또는 헤테로 원자를 갖는 원자단 등을 들 수 있다. 헤테로 원자로는, 예를 들어, 산소 원자, 질소 원자, 황 원자, 규소 원자, 할로겐 원자 등을 들 수 있다. 극성기의 구체예로는, 카르복실기, 카르보닐옥시카르보닐기, 에폭시기, 하이드록실기, 옥시기, 에스테르기, 실라놀기, 실릴기, 아미노기, 니트릴기, 술폰산기 등을 들 수 있다.
노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 개환 공중합 가능한 단량체로는, 예를 들어, 시클로헥센, 시클로헵텐, 시클로옥텐 등의 모노 고리형 올레핀류 및 그 유도체; 시클로헥사디엔, 시클로헵타디엔 등의 고리형 공액 디엔 및 그 유도체; 등을 들 수 있다. 노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 개환 공중합 가능한 단량체는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체는, 예를 들어, 단량체를 개환 중합 촉매의 존재 하에서 중합 또는 공중합함으로써 제조할 수 있다.
노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 부가 공중합 가능한 단량체로는, 예를 들어, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐 등의 탄소 원자수 2~20의 α-올레핀 및 이들의 유도체; 시클로부텐, 시클로펜텐, 시클로헥센 등의 시클로올레핀 및 이들의 유도체; 1,4-헥사디엔, 4-메틸-1,4-헥사디엔, 5-메틸-1,4-헥사디엔 등의 비공액 디엔; 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, α-올레핀이 바람직하고, 에틸렌이 보다 바람직하다. 또한, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 부가 공중합 가능한 단량체는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 부가 중합체는, 예를 들어, 단량체를 부가 중합 촉매의 존재 하에 중합 또는 공중합함으로써 제조할 수 있다.
상술한 개환 중합체 및 부가 중합체의 수소 첨가물은, 예를 들어, 개환 중합체 및 부가 중합체의 용액에 있어서, 니켈, 팔라듐 등의 전이 금속을 포함하는 수소 첨가 촉매의 존재 하에서, 탄소-탄소 불포화 결합을, 바람직하게는 90% 이상 수소 첨가함으로써 제조할 수 있다.
노르보르넨계 중합체 중에서도, 구조 단위로서, X: 비시클로[3.3.0]옥탄-2,4-디일-에틸렌 구조와, Y: 트리시클로[4.3.0.12,5]데칸-7,9-디일-에틸렌 구조를 갖고, 이들 구조 단위의 양이, 노르보르넨계 중합체의 구조 단위 전체에 대하여 90 중량% 이상이고, 또한, X의 비율과 Y의 비율의 비가, X:Y의 중량비로 100:0~40:60인 것이 바람직하다. 이러한 중합체를 사용함으로써, 당해 노르보르넨계 중합체를 포함하는 층을, 장기적으로 치수 변화가 없고, 광학 특성의 안정성이 우수한 것으로 할 수 있다.
중간층에 포함되는 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은, 바람직하게는 10,000 이상, 보다 바람직하게는 15,000 이상, 특히 바람직하게는 20,000 이상이고, 바람직하게는 100,000 이하, 보다 바람직하게는 80,000 이하, 특히 바람직하게는 50,000 이하이다. 중량 평균 분자량이 이러한 범위에 있을 때에, 수지의 기계적 강도 및 성형 가공성이 고도로 밸런스된다.
중간층에 포함되는 중합체의 분자량 분포(Mw/Mn)는, 바람직하게는 1.2 이상, 보다 바람직하게는 1.5 이상, 특히 바람직하게는 1.8 이상이고, 바람직하게는 3.5 이하, 보다 바람직하게는 3.0 이하, 특히 바람직하게는 2.7 이하이다. 여기서, Mn은, 수평균 분자량을 나타낸다. 분자량 분포를 상기 범위의 하한값 이상으로 함으로써, 중합체의 생산성을 높여, 제조 비용을 억제할 수 있다. 또한, 상한값 이하로 함으로써, 저분자 성분의 양이 작아지므로, 고온 노출시의 완화를 억제하여, 그 중합체를 포함하는 층의 안정성을 높일 수 있다.
상기의 중량 평균 분자량(Mw) 및 수평균 분자량(Mn)은, 용매로서 시클로헥산을 사용한 겔·퍼미에이션·크로마토그래피에 의해, 폴리이소프렌 또는 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량으로서 측정할 수 있다. 단, 상기 겔·퍼미에이션·크로마토그래피에서는, 시료가 시클로헥산에 용해되지 않는 경우에는, 용매로서 톨루엔을 사용해도 된다.
중간층에 포함되는 중합체의 유리 전이 온도는, 바람직하게는 100℃ 이상, 보다 바람직하게는 110℃ 이상, 특히 바람직하게는 120℃ 이상이고, 바람직하게는 160℃ 이하, 보다 바람직하게는 150℃ 이하, 특히 바람직하게는 140℃ 이하이다. 중합체의 유리 전이 온도를, 상기 범위의 하한값 이상으로 함으로써 고온 환경 하에 있어서의 복층체의 내구성을 높일 수 있고, 상기 범위의 상한값 이하로 함으로써 연신 처리를 용이하게 행할 수 있다.
중간층에 포함되는 중합체의 광탄성 계수의 절대값은, 바람직하게는 10 × 10-12 Pa-1 이하, 보다 바람직하게는 7 × 10-12 Pa-1 이하, 특히 바람직하게는 4 × 10-12 Pa-1 이하이다. 이에 의해, 복층체의 리타데이션의 편차를 작게 할 수 있다. 여기서, 광탄성 계수 C는, 복굴절을 Δn, 응력을 σ로 하였을 때, C = Δn/σ로 나타내어지는 값이다.
중간층에 포함되는 수지에 있어서의 중합체의 양은, 바람직하게는 80.0 중량% 이상, 보다 바람직하게는 82.0 중량% 이상, 특히 바람직하게는 84.0 중량% 이상이고, 바람직하게는 97.0 중량% 이하, 보다 바람직하게는 96.0 중량% 이하, 특히 바람직하게는 95.0 중량% 이하이다. 중합체의 양을 상기 범위에 들어가게 함으로써, 복층체의 내열성 및 투명성을 높게 할 수 있다.
자외선 흡수제로는, 자외선을 흡수할 수 있는 화합물을 사용할 수 있다. 자외선 흡수제를 사용함으로써, 중간층을 구비하는 복층체에 자외선의 투과를 방해하는 능력을 부여할 수 있다. 자외선 흡수제로는, 유기 자외선 흡수제가 바람직하고, 예를 들어, 트리아진계 자외선 흡수제, 벤조페논계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 아크릴로니트릴계 자외선 흡수제, 살리실레이트계 자외선 흡수제, 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제, 아조메틴계 자외선 흡수제, 인돌계 자외선 흡수제, 나프탈이미드계 자외선 흡수제, 프탈로시아닌계 자외선 흡수제 등의 유기 자외선 흡수제를 들 수 있다.
트리아진계 자외선 흡수제로는, 예를 들어, 1,3,5-트리아진고리를 갖는 화합물이 바람직하다. 트리아진계 자외선 흡수제의 구체예로는, 2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-5-[(헥실)옥시]-페놀, 2,4-비스(2-하이드록시-4-부톡시페닐)-6-(2,4-디부톡시페닐)-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다. 이러한 트리아진계 자외선 흡수제의 시판품으로는, 예를 들어, 치바 스페셜티 케미컬즈사 제조 「티누빈 1577」, ADEKA사 제조 「LA-F70」, 「LA-46」 등을 들 수 있다.
벤조트리아졸계 자외선 흡수제로는, 예를 들어, 2,2'-메틸렌비스[4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-6-(2H-벤조트리아졸-2-일)페놀], 2-(3,5-디-tert-부틸-2-하이드록시페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-p-크레졸, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4,6-비스(1-메틸-1-페닐에틸)페놀, 2-벤조트리아졸-2-일-4,6-디-tert-부틸페놀, 2-[5-클로로(2H)-벤조트리아졸-2-일]-4-메틸-6-(tert-부틸)페놀, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4,6-디-tert-부틸페놀, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)페놀, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-메틸-6-(3,4,5,6-테트라하이드로프탈이미딜메틸)페놀, 메틸3-(3-(2H-벤조트리아졸-2-일)-5-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트/폴리에틸렌글리콜 300의 반응 생성물, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-6-(직쇄 및 측쇄 도데실)-4-메틸페놀 등을 들 수 있다. 이러한 트리아졸계 자외선 흡수제의 시판품으로는, 예를 들어, ADEKA사 제조 「아데카스타브 LA-31」, 치바 스페셜티 케미컬즈사 제조 「TINUVIN 328」 등을 들 수 있다.
아조메틴계 자외선 흡수제로는, 예를 들어, 일본 특허 제3366697호에 기재된 재료를 예시할 수 있고, 시판품으로는, 예를 들어, 오리엔트 화학사 제조 「BONASORB UA-3701」 등을 들 수 있다.
인돌계 자외선 흡수제로는, 예를 들어, 일본 특허 제2846091호에 기재된 재료를 예시할 수 있고, 시판품으로는, 예를 들어, 오리엔트 화학사 제조 「BONASORB UA-3911」, 「BONASORB UA-3912」 등을 들 수 있다.
프탈로시아닌계 자외선 흡수제로는, 예를 들어, 일본 특허 제4403257호, 일본 특허 제3286905호에 기재된 재료를 예시할 수 있고, 시판품으로는, 예를 들어, 야마다 화학 공업사 제조 「FDB001」, 「FDB002」 등을 들 수 있다.
이들 중에서도, 380 nm 부근에 있어서의 자외선 흡수 성능이 우수하다는 점에서, 트리아진계 자외선 흡수제, 아조메틴계 자외선 흡수제 및 인돌계 자외선 흡수제가 바람직하고, 트리아진계 자외선 흡수제가 특히 바람직하다.
자외선 흡수제는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
중간층에 포함되는 수지에 있어서의 자외선 흡수제의 양은, 바람직하게는 3 중량% 이상, 보다 바람직하게는 4 중량% 이상, 특히 바람직하게는 5 중량% 이상이고, 바람직하게는 20 중량% 이하, 보다 바람직하게는 18 중량% 이하, 특히 바람직하게는 16 중량% 이하이다. 자외선 흡수제의 양이, 상기 범위의 하한값 이상임으로써, 자외선의 투과를 방해하는 복층체의 능력을 특히 높일 수 있고, 상기 범위의 상한값 이하임으로써, 복층체의 가시광에 대한 투명성을 높일 수 있다.
중간층에 포함되는 수지는, 중합체 및 자외선 흡수제에 조합하여, 임의의 성분을 더 포함할 수 있다. 임의의 성분으로는, 예를 들어, 안료, 염료 등의 착색제; 가소제; 형광 증백제; 분산제; 열 안정제; 광 안정제; 대전 방지제; 산화 방지제; 계면 활성제 등을 들 수 있다. 이들은, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
중간층에 포함되는 수지의 제조 방법은, 임의이며, 중합체 및 자외선 흡수제, 그리고 필요에 따라 임의의 성분을 혼합함으로써 제조할 수 있다. 통상은, 중합체 및 자외선 흡수제를, 중합체가 용융될 수 있는 온도에서 혼련함으로써, 수지를 제조한다. 혼련에는, 예를 들어, 2축 압출기를 사용할 수 있다.
중간층의 두께는, 「중간층의 두께」/「복층체의 두께」로 나타내어지는 비가, 소정의 범위에 들어가도록 설정하는 것이 바람직하다. 상기 소정의 범위는, 바람직하게는 1/5 이상, 보다 바람직하게는 1/4 이상, 특히 바람직하게는 1/3 이상이고, 바람직하게는 80/82 이하, 보다 바람직하게는 79/82 이하, 특히 바람직하게는 78/82 이하이다. 상기 비가, 상기 범위의 하한값 이상임으로써, 자외선의 투과를 방해하는 복층체의 능력을 특히 높일 수 있고, 상기 범위의 상한값 이하임으로써, 복층체의 두께를 얇게 할 수 있다.
(제1 외측층)
제1 외측층은, 통상, 중합체를 포함하는 수지로 이루어진다. 이러한 수지로는, 열가소성 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 제1 외측층은, 열가소성 중합체를 포함하는 열가소성 수지의 층인 것이 바람직하다.
제1 외측층에 포함되는 수지가 포함하는 중합체로는, 중간층에 포함되는 수지가 포함하는 중합체로서 설명한 범위에서 선택되는 임의의 중합체를 사용할 수 있다. 이에 의해, 중간층의 설명에서 기재한 것과 동일한 이점을 얻을 수 있다. 그 중에서도, 제1 외측층에 포함되는 수지가 포함하는 중합체로는, 중간층에 포함되는 수지가 포함하는 중합체와 동일한 중합체를 사용하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 중간층과 제1 외측층의 접착 강도를 높이거나, 중간층과 제1 외측층의 계면에서의 광의 반사를 억제하거나 하기 쉽다.
제1 외측층에 포함되는 수지에 있어서의 중합체의 양은, 바람직하게는 90.0 중량%~100 중량%, 보다 바람직하게는 95.0 중량%~100 중량%이다. 중합체의 양을 상기 범위로 함으로써, 복층체가 충분한 내열성 및 투명성이 얻어진다.
제1 외측층에 포함되는 수지는, 자외선 흡수제를 포함할 수 있는데, 제1 외측층에 포함되는 수지에 있어서의 자외선 흡수제의 양은 적은 것이 바람직하고, 제1 외측층에 포함되는 수지는 자외선 흡수제를 포함하지 않는 것이 보다 바람직하다. 제1 외측층에 포함되는 수지가 자외선 흡수제를 포함하지 않음으로써, 자외선 흡수제의 블리드 아웃을 효과적으로 억제할 수 있다.
제1 외측층에 포함되는 수지는, 중합체에 조합하여, 임의의 성분을 더 포함할 수 있다. 임의의 성분으로는, 예를 들어, 중간층에 포함되는 수지가 포함할 수 있는 임의의 성분으로서 든 것과 동일한 성분을 들 수 있다. 이들은, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
제1 외측층의 두께는, 「제1 외측층의 두께」/「복층체의 두께」로 나타내어지는 비가, 소정의 범위에 들어가도록 설정하는 것이 바람직하다. 상기 소정의 범위는, 바람직하게는 1/82 이상, 보다 바람직하게는 2/82 이상, 특히 바람직하게는 3/82 이상이고, 바람직하게는 1/3 이하, 보다 바람직하게는 1/4 이하, 특히 바람직하게는 1/5 이하이다. 상기 비가, 상기 범위의 하한값 이상임으로써, 중간층에 포함되는 자외선 흡수제의 블리드 아웃을 효과적으로 억제할 수 있고, 상기 범위의 상한값 이하임으로써, 복층체의 두께를 얇게 할 수 있다.
(제2 외측층)
제2 외측층은, 통상, 중합체를 포함하는 수지로 이루어진다. 제2 외측층에 포함되는 수지로는, 제1 외측층에 포함되는 수지로서 설명한 수지의 범위에서 선택되는 임의의 수지를 사용할 수 있다. 이에 의해, 제1 외측층의 설명에 기재한 것과 동일한 이점을, 제2 외측층에 있어서도 얻을 수 있다.
제1 외측층에 포함되는 수지와, 제2 외측층에 포함되는 수지는, 다른 수지여도 되지만, 동일한 수지인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 제1 외측층에 포함되는 수지와, 제2 외측층에 포함되는 수지가 동일한 수지임으로써, 복층체의 제조 비용을 억제하거나, 복층체의 컬을 억제하거나 할 수 있다.
제2 외측층의 두께는, 제1 외측층의 두께의 범위로서 설명한 범위에서 선택되는 임의의 두께로 할 수 있다. 이에 의해, 제1 외측층의 두께의 설명에서 기재한 것과 동일한 이점을 얻을 수 있다. 그 중에서도, 복층체의 컬을 억제하기 위해서는, 제2 외측층의 두께는, 제1 외측층과 동일하게 하는 것이 바람직하다.
〔4.3. λ/2판의 두께〕
λ/2판의 두께는, 바람직하게는 25 μm 이상, 보다 바람직하게는 27 μm 이상, 특히 바람직하게는 30 μm 이상이고, 바람직하게는 45 μm 이하, 보다 바람직하게는 43 μm 이하, 특히 바람직하게는 40 μm 이하이다. λ/2판의 두께가, 상기 범위의 하한값 이상임으로써 원하는 리타데이션의 발현이 가능하고, 또한, 상기 범위의 상한값 이하임으로써 박막화가 가능하다.
〔4.4. λ/2판의 제조 방법〕
λ/2판의 제조 방법은 임의이다. λ/2판은, 예를 들어, 수지로 이루어지는 장척의 연신 전 필름에 1회 이상의 경사 연신을 실시하는 것을 포함하는 제조 방법에 의해, 경사 연신 필름으로서 제조해도 된다. 여기서 「경사 연신」이란, 장척의 필름을 경사 방향으로 연신하는 것을 나타낸다. 경사 연신을 포함하는 제조 방법에 의하면, λ/2판을 용이하게 제조할 수 있다.
또한, λ/2판은, 상기의 경사 연신 후에 추가로 종연신을 실시하는 것을 포함하는 제조 방법에 의해, 축차 2축 연신 필름으로서 제조하는 것이 바람직하다. 여기서 「종연신」이란, 장척의 필름을 길이 방향으로 연신하는 것을 나타낸다. 이러한 경사 연신과 종연신의 조합을 행함으로써, 직선 편광자와 롤·투·롤법에 의한 첩합이 가능한 λ/2판을 제조하기 쉽다.
또한, 중간층, 제1 외측층 및 제2 외측층을 포함하는 복층체로서 λ/2판을 제조하는 경우에는, 연신 전 필름으로서, 중간층, 제1 외측층 및 제2 외측층 각각에 대응하는 층을 포함하는 복층 구조의 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
이하, λ/2판의 바람직한 제조 방법의 일례를 설명한다. 이 예에 따른 λ/2판의 제조 방법은, (a) 중간층, 제1 외측층 및 제2 외측층 각각에 대응하는 층을 포함하는 장척의 연신 전 필름을 준비하는 제1 공정과, (b) 장척의 연신 전 필름을 경사 방향으로 연신하여, 장척의 중간 필름을 얻는 제2 공정과, (c) 중간 필름을 길이 방향으로 자유 1축 연신하여, 장척의 λ/2판을 얻는 제3 공정을 포함한다.
(a) 제1 공정에서는, 장척의 연신 전 필름을 준비한다. 연신 전 필름은, 예를 들어, 중간층 형성용 수지, 제1 외측층 형성용 수지, 및 제2 외측층 형성용 수지를 필름상으로 성형하는 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 수지의 성형 방법으로는, 예를 들어, 공압출법 및 공유연법 등을 들 수 있다. 이들 성형 방법 중에서도, 공압출법은, 제조 효율이 우수하고, 필름 중에 휘발성 성분을 잔류시키기 어려우므로, 바람직하다.
공압출법을 이용한 제조 방법은, 수지를 공압출하는 공정을 포함한다. 공압출법에 있어서는, 수지는, 용융 상태에서 층상으로 압출되어, 제1 외측층 형성용 수지의 층, 중간층 형성용 수지의 층, 및 제2 외측층 형성용 수지의 층을 형성한다. 이 때, 수지의 압출 방법으로는, 예를 들어, 공압출 T 다이법, 공압출 인플레이션법, 공압출 라미네이션법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 공압출 T 다이법이 바람직하다. 공압출 T 다이법으로는, 피드블록 방식 및 멀티매니폴드 방식이 있고, 두께의 편차를 적게 할 수 있는 점에서, 멀티매니폴드 방식이 특히 바람직하다.
공압출법에 있어서, 압출되는 수지의 용융 온도는, 바람직하게는 (Tg + 80℃) 이상, 보다 바람직하게는 (Tg + 100℃) 이상이고, 바람직하게는 (Tg + 180℃) 이하, 보다 바람직하게는 (Tg + 150℃) 이하이다. 여기서 「Tg」는, 압출되는 수지에 포함되는 중합체의 유리 전이 온도 중, 가장 높은 온도를 나타낸다. 또한, 상기 용융 온도는, 예를 들어 공압출 T 다이법에 있어서는, T 다이를 갖는 압출기에 있어서의 수지의 용융 온도를 나타낸다. 압출되는 수지의 용융 온도가, 상기 범위의 하한값 이상임으로써, 수지의 유동성을 충분히 높여 성형성을 양호하게 할 수 있고, 또한, 상한값 이하임으로써, 수지의 열화를 억제할 수 있다.
압출 온도는, 수지에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들어, 압출기 내에 있어서의 수지의 온도는, 수지 투입구에서는 Tg~(Tg + 100℃), 압출기 출구에서는 (Tg + 50℃)~(Tg + 170℃), 다이스 온도는 (Tg + 50℃)~(Tg + 170℃)로 할 수 있다.
또한, 다이의 다이스 립의 산술 평균 거칠기 Ra는, 바람직하게는 0 μm~1.0 μm, 보다 바람직하게는 0 μm~0.7 μm, 특히 바람직하게는 0 μm~0.5 μm이다. 다이스 립의 산술 평균 거칠기를 상기 범위에 들어가게 함으로써, 연신 전 필름의 줄무늬상의 결함을 억제하는 것이 용이해진다.
공압출법에서는, 통상, 다이스 립으로부터 압출된 필름상의 용융 수지를 냉각 롤에 밀착시켜 냉각하고, 경화시킨다. 이 때, 용융 수지를 냉각 롤에 밀착시키는 방법으로는, 예를 들어, 에어 나이프 방식, 버큠 박스 방식, 정전 밀착 방식 등을 들 수 있다.
상기와 같이 수지를 필름상으로 성형함으로써, 제1 외측층 형성용 수지의 층, 중간층 형성용 수지의 층, 및 제2 외측층 형성용 수지의 층을 이 순서로 구비하는 장척의 연신 전 필름이 얻어진다.
(a) 제1 공정에서 장척의 연신 전 필름을 준비한 후에, (b) 그 장척의 연신 전 필름을 경사 방향으로 연신하여 중간 필름을 얻는 제2 공정을 행한다. 제2 공정에서는, 통상, 연신 전 필름을 길이 방향으로 연속적으로 반송하면서, 텐터 연신기를 사용하여 연신을 행한다. 텐터 연신기는, 연신 전 필름의 필름 폭 방향의 양단부를 각각 파지할 수 있는 복수개의 파지자를 갖고, 이 파지자로 연신 전 필름을 소정의 방향으로 연신함으로써, 임의의 방향으로의 연신을 달성할 수 있다.
(b) 제2 공정에 있어서의 연신 배율은, 바람직하게는 1.1배 이상, 보다 바람직하게는 1.15배 이상, 특히 바람직하게는 1.2배 이상이고, 바람직하게는 5.0배 이하, 보다 바람직하게는 4.0배 이하, 특히 바람직하게는 3.5배 이하이다. (b) 제2 공정에 있어서의 연신 배율이 상기 범위의 하한값 이상임으로써, λ/2판에 있어서의 주름의 발생을 억제할 수 있고, 또한, 연신 방향의 굴절률을 크게 할 수 있다. 또한, 연신 배율이 상기 범위의 상한값 이하임으로써, λ/2판의 배향각의 편차를 작게 할 수 있어, 지상축 방향을 용이하게 제어할 수 있다. 여기서, 배향각이란, 어느 기준 방향에 대하여 그 필름의 지상축이 이루는 각도를 말한다. 배향각은, 편광 현미경 또는 AXOSCAN(Axometrics사 제조)으로 측정할 수 있다.
(b) 제2 공정에 있어서의 연신 온도는, 바람직하게는 (Tg - 5℃) 이상, 보다 바람직하게는 (Tg - 2℃) 이상, 특히 바람직하게는 Tg 이상이고, 바람직하게는 (Tg + 40℃) 이하, 보다 바람직하게는 (Tg + 35℃) 이하, 특히 바람직하게는 (Tg + 30℃) 이하이다. (b) 제2 공정에 있어서의 연신 온도가 상기 범위임으로써, 연신 전 필름에 포함되는 분자를 확실하게 배향시킬 수 있으므로, 원하는 광학 특성을 갖는 중간 필름이 용이하게 얻어진다.
(b) 제2 공정에서 연신된 것에 의해, 중간 필름에 포함되는 분자는 배향되어 있다. 그 때문에, 중간 필름은, 지상축을 갖는다. (b) 제2 공정에서는, 경사 방향으로 연신이 행하여지므로, 중간 필름의 지상축은, 중간 필름의 경사 방향으로 발현된다. 구체적으로는, 중간 필름은, 그 길이 방향에 대하여, 통상 5°~85°의 범위에 지상축을 갖는다.
중간 필름의 지상축의 구체적인 방향은, 제조하고자 하는 λ/2판의 지상축의 방향에 따라 설정하는 것이 바람직하다. 통상은, (c) 제3 공정에 의해 얻어지는 λ/2판의 지상축이 그 길이 방향에 대하여 이루는 배향각은, 중간 필름의 지상축이 그 길이 방향에 대하여 이루는 배향각보다 작아진다. 그 때문에, 중간 필름의 지상축이 그 길이 방향에 대하여 이루는 배향각은, λ/2판의 지상축이 그 길이 방향에 대하여 이루는 배향각보다 크게 하는 것이 바람직하다.
(b) 제2 공정 후에, (c) 중간 필름을 길이 방향으로 자유 1축 연신하여, 장척의 λ/2판을 얻는 제3 공정을 행한다. 여기서 자유 1축 연신이란, 어느 일방향으로의 연신으로서, 연신되는 방향 이외의 방향으로 구속력을 가하지 않는 것을 말한다. 따라서, 본 예에 나타내는 중간 필름의 길이 방향으로의 자유 1축 연신은, 중간 필름의 폭 방향의 단부를 구속하지 않고 행하는 길이 방향으로의 연신을 말한다. (c) 제3 공정에서의 이러한 연신은, 통상, 중간 필름을 길이 방향으로 연속적으로 반송하면서, 롤 연신기를 사용하여 행하여진다.
(c) 제3 공정에 있어서의 연신 배율은, (b) 제2 공정에 있어서의 연신 배율보다 작게 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 경사 방향에 지상축을 갖는 λ/2판에 있어서, 주름의 발생을 억제하면서 연신을 행하는 것이 가능해진다. 경사 방향으로의 연신 및 길이 방향으로의 자유 1축 연신을 이 순서로 행하는 것과, (c) 제3 공정에 있어서의 연신 배율을 (b) 제2 공정에 있어서의 연신 배율보다 작게 하는 것의 조합에 의해, 길이 방향에 대하여 작은 각도 방향에 지상축을 갖는 λ/2판을 용이하게 제조할 수 있다.
(c) 제3 공정에 있어서의 구체적인 연신 배율은, 바람직하게는 1.1배 이상, 보다 바람직하게는 1.15배 이상, 특히 바람직하게는 1.2배 이상이고, 바람직하게는 3.0배 이하, 보다 바람직하게는 2.8배 이하, 특히 바람직하게는 2.6배 이하이다. (c) 제3 공정에 있어서의 연신 배율이 상기 범위의 하한값 이상임으로써, λ/2판의 주름을 억제할 수 있다. 또한, 연신 배율이 상기 범위의 상한값 이하임으로써, 지상축의 방향을 용이하게 제어하는 것이 가능해진다.
(c) 제3 공정에 있어서의 연신 온도 T2는, (b) 제2 공정에 있어서의 연신 온도 T1을 기준으로 하여, 바람직하게는 「T1 - 20℃」보다 높고, 보다 바람직하게는 「T1 - 18℃」 이상, 특히 바람직하게는 「T1 - 16℃」 이상이며, 바람직하게는 「T1 + 20℃」보다 낮고, 보다 바람직하게는 「T1 + 18℃」 이하, 특히 바람직하게는 「T1 + 16℃」 이하이다. (c) 제3 공정에 있어서의 연신 온도 T2를 상기의 범위로 함으로써, λ/2판의 면내 리타데이션을 효과적으로 조절할 수 있다.
상기의 예에 나타낸 λ/2판의 제조 방법은, 더 변경하여 실시해도 된다.
예를 들어, λ/2판의 제조 방법은, (a) 제1 공정, (b) 제2 공정 및 (c) 제3 공정 이외에, 임의의 공정을 더 갖고 있어도 된다. 그러한 공정으로는, 예를 들어, λ/2판의 양단부를 트리밍하는 공정, λ/2판의 표면에 보호층을 형성하는 공정, λ/2판의 표면에 화학적 처리 및 물리적 처리 등의 표면 처리를 실시하는 공정을 들 수 있다.
또한, 예를 들어, 연신 전 필름으로서, 연신 전 필름을 임의의 방향으로 연신한 필름을 사용해도 된다. 이와 같이, (b) 제2 공정에 제공하기 전에 연신 전 필름을 연신하는 방법으로는, 예를 들어, 롤 방식, 플로트 방식의 종연신법, 텐터 연신기를 사용한 횡연신법 등을 이용할 수 있다.
[5. λ/4판]
〔5.1. λ/4판의 특성〕
λ/4판의 면내 리타데이션은, λ/2판 및 λ/4판의 조합에 의해 광대역 λ/4판을 실현할 수 있는 범위에서, 적절하게 설정할 수 있다. 구체적인 λ/4판의 면내 리타데이션은, 바람직하게는 110 nm 이상, 보다 바람직하게는 118 nm 이상이고, 바람직하게는 154 nm 이하, 보다 바람직하게는 138 nm 이하, 특히 바람직하게는 128 nm 이하이다. λ/4판이 이러한 면내 리타데이션을 가짐으로써, λ/2판 및 λ/4판을 조합하여, 광대역 λ/4판으로서 기능시킬 수 있다.
λ/4판은, 순파장 분산 특성, 플랫 파장 분산 특성, 및 역파장 분산 특성 등의 파장 분산 특성을 가질 수 있다.
일반적으로, 어느 기준 방향에 대하여 각도 θλ/4를 이루는 λ/4판과, 상기 기준 방향에 대하여 각도 θλ/2를 이루는 λ/2판을 조합한 복층 필름이, 식 C: 「θλ/4 = 2θλ/2 + 45°」를 만족하는 경우, 이 복층 필름은, 넓은 파장 범위에 있어서 당해 복층 필름을 통과하는 광에 그 광의 파장의 대략 1/4 파장의 면내 리타데이션을 부여할 수 있는 광대역 λ/4판이 된다(일본 공개특허공보 2007-004120호 참조).
따라서, 도 2에 나타내는 바와 같이, λ/2판(121) 및 λ/4판(122)의 조합에 의해 광대역 λ/4판(120)의 기능을 발휘시키는 관점에서, λ/4판(122)의 지상축(A122)은, λ/2판(121)의 지상축(A121)과의 사이에서, 상기 식 C로 나타내어지는 것에 가까운 관계를 만족하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 직선 편광자(110)의 편광 흡수축(A110)에 대하여, λ/4판(122)의 지상축(A122)이 이루는 각도 β는, 바람직하게는 (2α + 45°)±5°, 보다 바람직하게는 (2α + 45°)±3°, 특히 바람직하게는 (2α + 45°)±1°이다. 여기서, 각도 α는, 직선 편광자(110)의 편광 흡수축(A110)에 대하여, λ/2판(121)의 지상축(A121)이 이루는 각도를 나타낸다.
λ/4판(122)의 지상축(A122)이 직선 편광자(110)의 편광 흡수축(A110)에 대하여 각도 β를 이루는 방향은, 통상, λ/2판(121)의 지상축(A121)이 직선 편광자(110)의 편광 흡수축(A110)에 대하여 각도 α를 이루는 방향과 동일하다. 따라서, 예를 들어, 두께 방향에서 본 경우, 직선 편광자(110)의 편광 흡수축(A110)에 대하여 λ/2판(121)의 지상축(A121)이 시계 방향으로 각도 α를 이룰 때에는, 직선 편광자(110)의 편광 흡수축(A110)에 대하여 λ/4판(122)의 지상축(A122)은, 통상, 시계 방향으로 각도 β를 이룬다. 또한, 예를 들어, 두께 방향에서 본 경우, 직선 편광자(110)의 편광 흡수축(A110)에 대하여 λ/2판(121)의 지상축(A121)이 반시계 방향으로 각도 α를 이룰 때에는, 직선 편광자(110)의 편광 흡수축(A110)에 대하여 λ/4판(122)의 지상축(A122)은, 통상, 반시계 방향으로 각도 β를 이룬다.
λ/4판의 전체 광선 투과율은, 바람직하게는 80% 이상이다.
λ/4판의 헤이즈는, 바람직하게는 5% 이하, 보다 바람직하게는 3% 이하, 특히 바람직하게는 1% 이하이고, 이상적으로는 0%이다.
λ/4판이 포함하는 휘발성 성분의 양은, 바람직하게는 0.1 중량% 이하, 보다 바람직하게는 0.05 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.02 중량% 이하이고, 이상적으로는 제로이다. 휘발성 성분의 양을 적게 함으로써, λ/4판의 치수 안정성이 향상되어, 리타데이션 등의 광학 특성의 경시 변화를 작게 할 수 있다.
λ/4판의 포화 흡수율은, 바람직하게는 0.03 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.02 중량% 이하, 특히 바람직하게는 0.01 중량% 이하이고, 이상적으로는 제로이다. λ/4판의 포화 흡수율이 상기 범위이면, 면내 리타데이션 등의 광학 특성의 경시 변화를 작게 할 수 있다.
〔5.2. λ/4판의 조성〕
λ/4판은, 수지로 이루어지는 수지 필름인 것이 바람직하고, 특히, 제1 외측층, 자외선 흡수제를 포함하는 중간층, 및 제2 외측층을 이 순서로 구비하는 복층체인 것이 보다 바람직하다. 이와 같이 λ/4판에 적용할 수 있는 복층체로는, λ/2판으로서 적용할 수 있는 복층체로서 설명한 범위에서 선택되는 임의의 복층체를 사용할 수 있다. 따라서, λ/4판으로서의 복층체의 중간층에 포함되는 수지, 제1 외측층에 포함되는 수지, 제2 외측층에 포함되는 수지, 「중간층의 두께」/「복층체의 두께」로 나타내어지는 비 등의 사항에 대해서는, λ/2판으로서 적용할 수 있는 복층체의 설명에 있어서 기재한 것과 동일한 것을 임의로 채용할 수 있다. 이에 의해, λ/2판의 설명에서 기재한 것과 동일한 이점을, λ/4판에 있어서도 얻을 수 있다.
〔5.3. λ/4판의 두께〕
λ/4판의 두께는, 바람직하게는 10 μm 이상, 보다 바람직하게는 13 μm 이상, 특히 바람직하게는 15 μm 이상이고, 바람직하게는 60 μm 이하, 보다 바람직하게는 58 μm 이하, 특히 바람직하게는 55 μm 이하이다. λ/4판의 두께가, 상기 범위의 하한값 이상임으로써 원하는 리타데이션의 발현이 가능하고, 또한, 상기 범위의 상한값 이하임으로써 박막화가 가능하다.
또한, λ/2판 및 λ/4판의 합계 두께는, 소정의 두께 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 구체적인 합계 두께는, 바람직하게는 100 μm 이하, 보다 바람직하게는 85 μm 이하, 특히 바람직하게는 70 μm 이하이다. λ/2판 및 λ/4판의 합계 두께를 이와 같이 얇게 함으로써, 화상 표시 장치의 박형화가 가능하다. 상기 합계 두께의 하한은, 특별한 제한은 없지만, 원하는 특성을 갖는 광대역 λ/4판의 제조를 용이하게 행하는 관점에서, 바람직하게는 35 μm 이상, 보다 바람직하게는 40 μm 이상, 특히 바람직하게는 45 μm 이상이다.
〔5.4. λ/4판의 제조 방법〕
λ/4판의 제조 방법은 임의이다. λ/4판은, 예를 들어, 수지로 이루어지는 장척의 연신 전 필름에 연신을 실시하는 것을 포함하는 제조 방법에 의해, 연신 필름으로서 제조할 수 있다. 특히, λ/4판은, 장척의 연신 전 필름에 1회 이상의 경사 연신을 실시하는 것을 포함하는 제조 방법에 의해, 경사 연신 필름으로서 제조하는 것이 바람직하다. 경사 연신을 포함하는 제조 방법에 의하면, λ/4판을 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 중간층, 제1 외측층 및 제2 외측층을 포함하는 복층체로서 λ/4판을 제조하는 경우에는, 연신 전 필름으로서, 중간층, 제1 외측층 및 제2 외측층 각각에 대응하는 층을 포함하는 복층 구조의 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
이하, λ/4판의 바람직한 제조 방법의 일례를 설명한다. 이 예에 따른 λ/4판의 제조 방법은, (d) 중간층, 제1 외측층 및 제2 외측층 각각에 대응하는 층을 포함하는 장척의 연신 전 필름을 준비하는 제4 공정과, (e) 장척의 연신 전 필름을 연신하여, 장척의 λ/4판을 얻는 제5 공정을 포함한다.
(d) 제4 공정에서는, 장척의 연신 전 필름을 준비한다. 연신 전 필름은, 예를 들어, λ/2판의 제조 방법에 있어서의 (a) 제1 공정과 동일한 방법에 의해 제조할 수 있다. (d) 제4 공정에 있어서 (a) 제1 공정과 동일한 방법에 의해 연신 전 필름을 제조함으로써, (a) 제1 공정과 동일한 이점이 (d) 제4 공정에서도 얻어진다.
(d) 제4 공정에서 장척의 연신 전 필름을 준비한 후에, (e) 그 장척의 연신 전 필름을 연신하여 λ/4판을 얻는 제5 공정을 행한다. 제5 공정에서는, 통상, 연신 전 필름을 길이 방향으로 연속적으로 반송하면서, 연신을 행한다. 이 때, 연신 방향은, 필름의 길이 방향이어도 되고, 폭 방향이어도 되지만, 경사 방향인 것이 바람직하다. 또한, 연신은, 연신 방향 이외에 구속력이 가해지지 않는 자유 1축 연신이어도 되고, 연신 방향 이외에도 구속력이 가해지는 연신이어도 된다. 이들 연신은, 롤 연신기, 텐터 연신기 등의 임의의 연신기를 사용하여 행할 수 있다.
(e) 제5 공정에 있어서의 연신 배율은, 바람직하게는 1.1배 이상, 보다 바람직하게는 1.15배 이상, 특히 바람직하게는 1.2배 이상이고, 바람직하게는 3.0배 이하, 보다 바람직하게는 2.8배 이하, 특히 바람직하게는 2.6배 이하이다. (e) 제5 공정에 있어서의 연신 배율을 상기 범위의 하한값 이상으로 함으로써, 연신 방향의 굴절률을 크게 할 수 있다. 또한, 상한값 이하로 함으로써, λ/4판의 지상축 방향을 용이하게 제어할 수 있다.
(e) 제5 공정에 있어서의 연신 온도는, 바람직하게는 (Tg - 5℃) 이상, 보다 바람직하게는 (Tg - 2℃) 이상, 특히 바람직하게는 Tg 이상이고, 바람직하게는 (Tg + 40℃) 이하, 보다 바람직하게는 (Tg + 35℃) 이하, 특히 바람직하게는 (Tg + 30℃) 이하이다. (e) 제5 공정에 있어서의 연신 온도를 상기 범위로 함으로써, 연신 전 필름에 포함되는 분자를 확실하게 배향시킬 수 있으므로, 원하는 광학 특성을 갖는 λ/4판을 용이하게 얻을 수 있다.
상기의 예에 나타낸 λ/4판의 제조 방법은, 더 변경하여 실시해도 된다. 예를 들어, λ/4판의 제조 방법은, (d) 제4 공정 및 (e) 제5 공정 이외에, 임의의 공정을 더 갖고 있어도 된다. 예를 들어, λ/4판의 제조 방법은, 제조된 λ/4판의 양단부를 트리밍하는 공정, λ/4판의 표면에 보호층을 형성하는 공정, λ/4판의 표면에 화학적 처리 및 물리적 처리 등의 표면 처리를 실시하는 공정을 포함하고 있어도 된다. 또한, λ/4판의 제조 방법은, λ/2판의 제조 방법의 임의의 공정과 동일한 공정을 포함하고 있어도 된다.
[6. 임의의 층]
원편광판은, 상술한 요소 이외에, 임의의 층을 구비하고 있어도 된다. 임의의 층으로는, 예를 들어, 직선 편광자를 보호하기 위한 보호 필름; 필름끼리를 첩합하기 위한 접착제층 또는 점착제층; 필름의 흠집을 억제하기 위한 유리층; 하드 코트층; 반사 방지층; 방오층; λ/4판의 경사 방향에서 관찰하였을 때에 발생하는 리타데이션 변화를 억제하기 위한 포지티브 C 플레이트와 같은 광학 보상층 등을 들 수 있다. 상기 포지티브 C 플레이트는, 정면 방향에서는 리타데이션이 제로이지만, 경사 방향의 기울기와 함께 λ/4판의 리타데이션 변화를 없애도록 리타데이션이 변화하는 것으로, 굴절률이 nx = ny < nz의 관계를 만족하는 것을 말한다. 여기서, λ/4판의 경사 방향이란, λ/4판의 주면과 평행도 수직도 아닌 방향을 의미하고, 구체적으로는 λ/4판의 주면의 극각이 0°보다 크고 90°보다 작은 범위의 방향을 가리킨다.
[7. 원편광판의 제조 방법]
원편광판은, 예를 들어, 상술한 직선 편광자, λ/2판 및 λ/4판을 첩합함으로써 제조할 수 있다. 첩합에는, 필요에 따라 접착제 또는 점착제를 사용해도 된다. 첩합의 순서는 임의이지만, 통상은, λ/2판 및 λ/4판을 첩합하여 광대역 λ/4판을 제조한 후에, 이 광대역 λ/4판과 직선 편광자를 첩합하여 원편광판을 얻는다.
호적한 예로는, 필름 길이 방향에 편광 흡수축을 갖는 장척의 직선 편광자와, 필름 길이 방향에 대하여 상술한 각도 α의 배향각을 이루는 지상축을 갖는 λ/2판과, 필름 길이 방향에 대하여 상술한 각도 β의 배향각을 이루는 지상축을 갖는 λ/4판을, 그들의 필름 길이 방향을 평행하게 하여 롤·투·롤법에 의해 첩합하여, 장척의 원편광판을 제조하는 방법을 들 수 있다. 이러한 제조 방법에 의하면, 원편광판을 간단하게 제조하는 것이 가능하다. 이렇게 하여 제조된 장척의 원편광판은, 통상, 원하는 치수가 되도록 잘라내어져, 화상 표시 장치에 설치된다.
[8. 화상 표시 장치]
본 발명의 화상 표시 장치는, 화상 표시 소자와, 이 화상 표시 소자의 시인측에 설치된 상기의 원편광판을 구비한다. 이 때, 원편광판은, 화상 표시 소자측으로부터, 직선 편광자, λ/2판 및 λ/4판이 이 순서로 늘어서도록 설치된다.
화상 표시 장치로는, 화상 표시 소자의 종류에 따라 여러 가지의 것이 있으나, 대표적인 예로는, 화상 표시 소자로서 액정 셀을 구비하는 액정 표시 장치, 및 화상 표시 소자로서 유기 일렉트로루미네센스 소자(이하, 임의로 「유기 EL 소자」라고 하는 경우가 있다.)를 구비하는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치를 들 수 있다.
도 3은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 화상 표시 장치로서의 액정 표시 장치(200)의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 액정 표시 장치(200)는, 광원(210); 광원측 직선 편광자(220); 화상 표시 소자로서의 액정 셀(230); 그리고, 시인측 직선 편광자로서의 직선 편광자(110), λ/2판(121), 및 λ/4판(122)을 구비하는 원편광판(100);을 이 순서로 구비한다. 따라서, 액정 표시 장치(200)는, 시인측으로부터, λ/4판(122), λ/2판(121), 직선 편광자(110), 액정 셀(230), 광원측 직선 편광자(220) 및 광원(210)을 이 순서로 구비한다.
액정 표시 장치(200)에 있어서는, 광원(210)으로부터 발하여지고, 광원측 직선 편광자(220), 액정 셀(230), 직선 편광자(110), 그리고, λ/2판(121) 및 λ/4판(122)을 구비하는 광대역 λ/4판(120)을 통과한 광에 의해 화상이 표시된다. 화상을 표시하는 광은, 직선 편광자(110)를 통과한 시점에서는 직선 편광이지만, 광대역 λ/4판(120)을 통과함으로써 원편광으로 변환된다. 따라서, 상기의 액정 표시 장치(200)에서는, 원편광에 의해 화상이 표시되므로, 편광 선글라스를 통하여 표시면(200U)을 본 경우에, 화상을 시인하는 것이 가능하다. 이 때, 광대역 λ/4판(120)이, 넓은 파장 범위에 있어서 직선 편광을 원편광으로 변환하므로, 편광 선글라스의 기울기에 따른 휘도 및 색도의 변화를 억제하여, 양호한 시인성을 달성할 수 있다. 또한, λ/2판(121) 및 λ/4판(122)의 적어도 일방이, 자외선 흡수제를 포함하는 중간층(도시 생략)을 구비하므로, 광대역 λ/4판(120)은 내광성이 우수하여, 광에 의한 착색을 억제할 수 있다.
액정 셀(230)은, 예를 들어, 인플레인 스위칭(IPS) 모드, 버티컬 얼라인먼트(VA) 모드, 멀티 도메인 버티컬 얼라인먼트(MVA) 모드, 컨티뉴어스 핀휠 얼라인먼트(CPA) 모드, 하이브리드 얼라인먼트 네마틱(HAN) 모드, 트위스티드 네마틱(TN) 모드, 슈퍼 트위스티드 네마틱(STN) 모드, 옵티컬 컴펜세이티드 벤드(OCB) 모드 등, 임의의 모드의 액정 셀을 사용할 수 있다.
도 4는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 화상 표시 장치로서의 유기 EL 표시 장치(300)의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 유기 EL 표시 장치(300)는, 화상 표시 소자로서의 유기 EL 소자(310); λ/4판(320); 직선 편광자(110), λ/2판(121) 및 λ/4판(122)을 구비하는 원편광판(100);을 이 순서로 구비한다. 따라서, 유기 EL 표시 장치(300)는, 시인측으로부터, λ/4판(122), λ/2판(121), 직선 편광자(110), λ/4판(320) 및 유기 EL 소자(310)를 이 순서로 구비한다.
유기 EL 표시 장치(300)에 있어서, λ/4판(320)은, 통상, 직선 편광자(110)와의 조합에 의해, 외광의 반사에 의한 표시면(300U)의 번쩍임을 억제하기 위하여 설치된다. 구체적으로는, 장치 외부로부터 입사된 광은, 그 일부의 직선 편광만이 직선 편광자(110)를 통과하고, 다음으로 그것이 λ/4판(320)을 통과함으로써 원편광이 된다. 원편광은, 표시 장치 내의 광을 반사하는 구성 요소(유기 EL 소자(310) 중의 반사 전극(도시 생략) 등)에 의해 반사되어, 다시 λ/4판(320)을 통과함으로써, 입사된 직선 편광의 진동 방향과 직교하는 진동 방향을 갖는 직선 편광이 되어, 직선 편광자(110)를 통과하지 않게 된다. 이에 의해, 반사 방지 기능이 달성된다(유기 EL 표시 장치에 있어서의 반사 방지의 원리는, 일본 공개특허공보 평9-127885호 참조). 여기서, 도 4에 나타내는 예에서는 λ/4판(320)으로서 단일의 부재를 사용한 유기 EL 표시 장치(300)를 나타내었으나, λ/4판(320)으로는, λ/2판 및 λ/4판을 조합한 광대역 λ/4판을 사용해도 된다.
상기의 유기 EL 표시 장치(300)에 있어서는, 유기 EL 소자(310)로부터 발하여지고, λ/4판(320), 직선 편광자(110), 그리고, λ/2판(121) 및 λ/4판(122)을 구비하는 광대역 λ/4판(120)을 통과한 광에 의해 화상이 표시된다. 따라서, 화상을 표시하는 광은, 직선 편광자(110)를 통과한 시점에서는 직선 편광이지만, 광대역 λ/4판(120)을 통과함으로써 원편광으로 변환된다. 따라서, 상기의 유기 EL 표시 장치(300)에서는, 원편광에 의해 화상이 표시되므로, 편광 선글라스를 통하여 표시면(300U)을 본 경우에, 화상을 시인하는 것이 가능하다. 이 때, 광대역 λ/4판(120)이, 넓은 파장 범위에서 직선 편광을 원편광으로 변환하므로, 편광 선글라스의 기울기에 따른 휘도 및 색도의 변화를 억제하여, 양호한 시인성을 달성할 수 있다. 또한, λ/2판(121) 및 λ/4판(122)의 적어도 일방이, 자외선 흡수제를 포함하는 중간층(도시 생략)을 구비하므로, 광대역 λ/4판(120)은 내광성이 우수하여, 광에 의한 착색을 억제할 수 있다.
유기 EL 소자(310)는, 투명 전극층, 발광층 및 전극층을 이 순서로 구비하고, 투명 전극층 및 전극층으로부터 전압이 인가됨으로써 발광층이 광을 발생할 수 있다. 유기 발광층을 구성하는 재료의 예로는, 폴리파라페닐렌비닐렌계, 폴리플루오렌계, 및 폴리비닐카르바졸계 재료를 들 수 있다. 또한, 발광층은, 복수의 발광색이 다른 층의 적층체, 혹은 어느 색소의 층에 다른 색소가 도핑된 혼합층을 갖고 있어도 된다. 또한, 유기 EL 소자(310)는, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층, 등전위면 형성층, 전하 발생층 등의 기능층을 구비하고 있어도 된다.
실시예
이하, 실시예를 나타내어 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 나타내는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구범위 및 그 균등 범위를 일탈하지 않는 범위에 있어서 임의로 변경하여 실시할 수 있다. 이하의 설명에 있어서, 양을 나타내는 「%」 및 「부」는, 별도로 언급하지 않는 한, 중량 기준이다. 또한, 이하에 설명하는 조작은, 별도로 언급하지 않는 한, 상온 상압 대기 중에 있어서 행하였다.
이하의 설명에 있어서, 「DCP」란, 트리시클로[4.3.0.12,5]데카-3-엔을 나타내고, 「TCD」란, 테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]도데카-3-엔을 나타내고, 「MTF」란, 테트라시클로[9.2.1.02,10.03,8]테트라데카-3,5,7,12-테트라엔을 나타낸다.
[평가 방법]
〔필름의 배향각 θ의 측정 방법〕
필름의 지상축의 방향을, 위상차계(오지 계측사 제조 「KOBRA-21ADH」)를 사용하여 측정하고, 그 지상축이 필름 길이 방향에 대하여 이루는 배향각 θ를 구하였다.
〔필름의 면내 리타데이션 Re의 측정 방법〕
필름의 면내 리타데이션은, 위상차계(오지 계측사 제조 「KOBRA-21ADH」)를 사용하여, 측정 파장 590 nm에 있어서 측정하였다.
〔필름에 포함되는 각 층의 두께의 측정 방법〕
필름 전체의 두께는, 스냅 게이지로 측정하였다.
또한, 필름에 포함되는 중간층의 두께는, 자외 가시 근적외 분광 광도계(닛폰 분광사 제조 「V-7200」)를 사용하여 파장 390 nm의 필름의 광선 투과율을 측정하고, 얻어진 광선 투과율로부터 계산하였다. 또한, 후술하는 실시예 및 비교예에 있어서는, 제1 외측층 및 제2 외측층은 동일한 두께의 층으로서 형성하였으므로, 제1 외측층 및 제2 외측층의 두께는, 필름 전체의 두께에서 중간층의 두께를 빼고, 2로 나눔으로써 계산하였다. 제1 외측층 및 제2 외측층이 다른 두께의 층으로서 형성되어 있는 경우에는, 필름의 단면을 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰함으로써, 제1 외측층 및 제2 외측층의 두께를 측정할 수 있다.
〔광선 투과율의 측정 방법〕
파장 380 nm 및 390 nm에서의 필름의 광선 투과율은, 자외 가시 근적외 분광 광도계(닛폰 분광사 제조 「V-7200」)를 사용하여 측정하였다.
〔내광성의 평가 방법〕
방사 조도 60 W/m2의 크세논 램프를 발광시켜, 필름에 500시간, 광을 조사하였다. 그 후, 필름을 목시에 의해 관찰하고, 착색이 보이는지 여부에 기초하여, 하기의 기준으로 필름의 내광성을 평가하였다.
「양호」: 광 조사 후에, 필름에 착색이 보이지 않는다.
「불가」: 광 조사 후에, 필름에 약한 착색이 보인다.
「불량」: 광 조사 후에, 필름에 강한 착색이 보인다.
〔화상 시인성의 평가 방법〕
유기 EL 소자를 구비하는 유기 EL 표시 패널을 준비하였다. 이 유기 EL 표시 패널의 표시면에 원편광판을 실장하였다. 이 때, 원편광판은, 유기 EL 소자측으로부터 직선 편광자 및 광대역 λ/4판이 이 순서가 되는 방향으로 실장하였다. 유기 EL 표시 패널을 백색 표시로 하여, 표시면과 수직한 정면 방향으로부터, 편광 선글라스를 장착하여 표시면을 목시 관찰하였다. 관찰은, 표시면과 수직한 회전축을 중심으로 하여 편광 선글라스를 회전시키듯이 기울임으로써, 편광 선글라스의 편광 흡수축과 원편광판이 구비하는 직선 편광자의 편광 흡수축이 이루는 각도를 0°~360°의 범위에서 변화시키면서 행하였다. 관찰의 결과로부터, 하기의 기준에 기초하여, 원편광판에 의한 화상의 시인성을 평가하였다.
「양호」: 편광 선글라스를 어떤 각도로 기울여도, 색감의 변화가 없다.
「불량」: 편광 선글라스를 어떤 각도로 기울여도, 큰 색감의 변화가 있다.
[제조예 1. 수지 J1의 제조]
질소로 치환한 반응기에, DCP, TCD 및 MTF의 혼합물(DCP/TCD/MTF = 55/40/5 중량비) 7 부; 그리고, 시클로헥산 1600 부를 가하였다. 상기 DCP, TCD 및 MTF의 혼합물의 양은, 중합에 사용하는 모노머 전량에 대하여 1 중량%이다. 또한, 반응기에 트리-i-부틸알루미늄 0.55 부, 이소부틸알코올 0.21 부, 반응 조정제로서 디이소프로필에테르 0.84 부, 및 분자량 조절제로서 1-헥센 3.24 부를 첨가하였다. 여기에, 시클로헥산을 용매로 하는 농도 0.65%의 6염화텅스텐 용액 24.1 부를 첨가하여, 55℃에서 10분간 교반하였다. 이어서, 반응계를 55℃로 유지하면서, DCP, TCD 및 MTF의 혼합물(DCP/TCD/MTF = 55/40/5 중량비) 693 부와, 시클로헥산을 용매로 하는 농도 0.65%의 6염화텅스텐 용액 48.9 부를, 각각 계내에 150분에 걸쳐 연속적으로 적하하였다. 그 후, 30분간 반응을 계속하고, 중합을 종료하였다. 이에 의해, 시클로헥산 중에 개환 중합체를 포함하는 개환 중합 반응액을 얻었다. 중합 종료 후, 가스 크로마토그래피에 의해 측정한 모노머의 중합 전화율은, 중합 종료시에 100%였다.
얻어진 개환 중합 반응액을 내압성의 수소화 반응기에 이송하고, 규조토 담지 니켈 촉매(닛키 화학사 제조 「T8400RL」, 니켈 담지율 57%) 1.4 부 및 시클로헥산 167 부를 가하여, 180℃, 수소압 4.6 MPa로 6시간 반응시켰다. 이 수소 첨가 반응에 의해, 개환 중합체의 수소 첨가물을 포함하는 반응 용액을 얻었다. 이 반응 용액을, 라디오라이트 #500을 여과상으로 하여, 압력 0.25 MPa로 가압 여과(이시카와지마하리마 중공사 제조 「훈더 백 필터」)하여 수소화 촉매를 제거하고, 무색 투명한 용액을 얻었다.
이어서 상기 수소 첨가물 100 부당 0.5 부의 산화 방지제(펜타에리트리톨테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트], 치바·스페셜티·케미컬즈사 제조 「이르가녹스 1010」)를, 얻어진 용액에 첨가하여 용해시켰다. 이어서, 제타 플러스 필터 30H(큐노 필터사 제조, 공경 0.5 μm~1 μm)로 순차적으로 여과하고, 또 다른 금속 파이버제 필터(니치다이사 제조, 공경 0.4 μm)로 여과하여, 미소한 고형분을 제거하였다. 개환 중합체의 수소 첨가물의 수소 첨가율은, 99.9%였다.
이어서, 상기의 여과에 의해 얻어진 용액을, 원통형 농축 건조기(히타치 제작소사 제조)를 사용하여, 온도 270℃, 압력 1 kPa 이하로 처리함으로써, 용액으로부터 용매인 시클로헥산 및 그 밖의 휘발 성분을 제거하였다. 그리고, 농축기에 직결된 다이로부터, 용액에 포함되어 있던 고형분을 용융 상태에서 스트랜드상으로 압출하고, 냉각하여, 개환 중합체의 수소 첨가물로 이루어지는 수지 J1의 펠릿을 얻었다. 펠릿을 구성하는 개환 중합체의 수소 첨가물의 중량 평균 분자량(Mw)은 38,000, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.5, 유리 전이 온도 Tg는 126℃였다.
[제조예 2. 수지 J2의 제조]
건조시킨 지환식 구조를 함유하는 중합체(닛폰 제온사 제조, 유리 전이 온도 126℃) 100 부와, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제(ADEKA사 제조 「LA-31」) 7.0 부를, 2축 압출기에 의해 혼합하였다. 이어서, 그 혼합물을, 압출기에 접속된 호퍼에 투입하고, 단축 압출기에 공급해 용융 압출하여, 수지 J2를 얻었다. 수지 J2에 있어서의 자외선 흡수제의 함유량은, 7.0 중량%이다.
[제조예 3. 수지 J3의 제조]
지환식 구조를 함유하는 중합체 100 부에 대한 벤조트리아졸계 자외선 흡수제의 양을 12.0 부로 변경한 것 이외에는, 제조예 2와 동일하게 하여, 자외선 흡수제를 12.0 중량% 포함하는 수지 J3을 제조하였다.
[제조예 4. 수지 J4의 준비]
지환식 구조를 함유하는 중합체(닛폰 제온사 제조 「ZEONOR1600」; 유리 전이 온도 163℃)를, 수지 J4로서 준비하였다.
[제조예 5. 수지 J5의 제조]
지환식 구조를 함유하는 중합체 100 부에 대한 벤조트리아졸계 자외선 흡수제의 양을 9.0 부로 변경한 것 이외에는, 제조예 2와 동일하게 하여, 자외선 흡수제를 9.0 중량% 포함하는 수지 J5를 제조하였다.
[제조예 6. 실시예 1용 λ/2판 H1의 제조]
(연신 전 필름의 제조)
필터 눈 크기 3 μm의 리프 디스크 형상의 폴리머 필터를 구비하는 더블 플라이트형 단축 압출기(스크루의 직경 D = 50 mm, 스크루의 유효 길이 L과 스크루의 직경 D의 비 L/D = 32)를 준비하였다. 이 단축 압출기에, 중간층 형성용 수지로서 수지 J2를 도입하고, 용융시켜, 압출기 출구 온도 280℃, 압출기의 기어 펌프의 회전수 10 rpm의 조건으로, 다이스 립의 표면 거칠기 Ra가 0.1 μm인 멀티매니폴드 다이에 공급하였다.
한편, 필터 눈 크기 3 μm의 리프 디스크 형상의 폴리머 필터를 구비하는 단축 압출기(스크루의 직경 D = 50 mm, 스크루의 길이 L과 스크루의 직경 D의 비 L/D = 32)를 준비하였다. 이 단축 압출기에, 제1 외측층 및 제2 외측층 형성용 수지로서 수지 J1을 도입하고, 용융시켜, 압출기 출구 온도 285℃, 압출기의 기어 펌프의 회전수 4 rpm의 조건으로, 상기의 멀티매니폴드 다이에 공급하였다.
이어서, 제1 외측층 형성용 수지의 층, 중간층 형성용 수지의 층, 및 제2 외측층 형성용 수지의 층의 3층을 포함하는 필름상으로 토출되도록, 상기의 수지 J1 및 J2를, 멀티매니폴드 다이로부터 280℃에서 공압출하였다. 그리고, 토출된 수지 J1 및 J2를, 150℃로 온도 조정된 냉각 롤에 캐스트하여, 수지 J1로 이루어지는 제1 외측층(두께 1 μm)/수지 J2로 이루어지는 중간층(두께 63 μm)/수지 J1로 이루어지는 제2 외측층(두께 1 μm)의 3층으로 이루어지는, 폭 1450 mm, 두께 65 μm의 연신 전 필름을 얻었다. 상기의 공압출시, 에어갭량은 50 mm로 하였다. 또한, 용융 상태의 필름상의 수지를 냉각 롤에 캐스트하는 방법으로는, 에지 피닝을 채용하였다. 이렇게 하여 얻어진 연신 전 필름의 필름 폭 방향의 양단부 50 mm씩을 트리밍에 의해 제거하여, 폭을 1350 mm로 조정하였다.
(경사 연신)
상기의 연신 전 필름을, 길이 방향으로 연속적으로 반송하면서, 필름 단부를 파지하는 파지자를 구비한 텐터 연신기를 사용하여, 연신 온도 130℃, 연신 배율 1.7배로 경사 방향으로 연신하는 경사 연신 처리를 행하여, 중간 필름을 얻었다. 얻어진 중간 필름의 배향각 θ, 면내 리타데이션 Re, 및 각 층의 두께를 측정하였다.
(종연신)
상기의 중간 필름을, 길이 방향으로 연속적으로 반송하면서, 필름 길이 방향으로, 연신 온도 125℃, 연신 배율 1.5배로 연신하는 종연신 처리를 행하여, 장척의 λ/2판 H1을 얻었다. 얻어진 λ/2판 H1의 배향각 θ, 면내 리타데이션 Re, 및 각 층의 두께를 측정하였다.
[제조예 7~10. 실시예 2~5용 λ/2판 H2~H5의 제조]
중간층 형성용 수지의 종류; 중간층, 제1 외측층 및 제2 외측층의 두께; 경사 연신 처리의 연신 조건; 그리고, 종연신 처리의 연신 조건;을, 표 1에 나타내는 바와 같이 변경하였다. 이상의 사항 이외에는, 제조예 6과 동일하게 하여, λ/2판 H2~H5의 제조 및 평가를 행하였다.
[제조예 11. 비교예 2용 λ/2판 H6의 제조]
(연신 전 필름의 제조)
필터 눈 크기 3 μm의 리프 디스크 형상의 폴리머 필터를 구비하는 더블 플라이트형 단축 압출기(스크루의 직경 D = 50 mm, 스크루의 유효 길이 L과 스크루의 직경 D의 비 L/D = 32)를 준비하였다. 이 단축 압출기에, 수지 J1을 도입하고, 용융시켜, 압출기 출구 온도 280℃, 압출기의 기어 펌프의 회전수 10 rpm의 조건으로, 다이스 립의 표면 거칠기 Ra가 0.1 μm인 단층 다이에 공급하였다.
이어서, 상기의 수지 J1을, 단층 다이로부터 280℃에서 압출하였다. 그리고, 압출된 수지 J1을, 150℃로 온도 조정된 냉각 롤에 캐스트하여, 수지 J1로 이루어지는, 폭 1450 mm, 두께 70 μm의 연신 전 필름을 얻었다. 상기의 공압출시, 에어갭량은 50 mm로 하였다. 또한, 용융 상태의 필름상의 수지를 냉각 롤에 캐스트하는 방법으로는, 에지 피닝을 채용하였다. 이렇게 하여 얻어진 연신 전 필름의 필름 폭 방향의 양단부 50 mm씩을 트리밍에 의해 제거하여, 폭을 1350 mm로 조정하였다.
(경사 연신)
상기의 연신 전 필름을, 길이 방향으로 연속적으로 반송하면서, 필름 단부를 파지하는 파지자를 구비한 텐터 연신기를 사용하여, 연신 온도 133℃, 연신 배율 1.47배로 경사 방향으로 연신하는 경사 연신 처리를 행하여, 중간 필름을 얻었다. 얻어진 중간 필름의 배향각 θ, 면내 리타데이션 Re, 및 각 층의 두께를 측정하였다.
(종연신)
상기의 중간 필름을, 길이 방향으로 연속적으로 반송하면서, 필름 길이 방향으로, 연신 온도 125℃, 연신 배율 1.4배로 연신하는 종연신 처리를 행하여, 장척의 λ/2판 H6을 얻었다. 얻어진 λ/2판 H6의 배향각 θ, 면내 리타데이션 Re, 및 두께를 측정하였다.
[제조예 12. 비교예 3용 λ/2판 H7의 제조]
중간층 형성용 수지의 종류; 중간층, 제1 외측층 및 제2 외측층의 두께; 경사 연신 처리의 연신 조건; 그리고, 종연신 처리의 연신 조건;을, 표 1에 나타내는 바와 같이 변경하였다. 이상의 사항 이외에는, 제조예 6과 동일하게 하여, λ/2판 H7의 제조 및 평가를 행하였다.
[제조예 13. 실시예 1용 λ/4판 Q1의 제조]
(연신 전 필름의 제조)
필터 눈 크기 3 μm의 리프 디스크 형상의 폴리머 필터를 구비하는 더블 플라이트형 단축 압출기(스크루의 직경 D = 50 mm, 스크루의 유효 길이 L과 스크루의 직경 D의 비 L/D = 32)를 준비하였다. 이 단축 압출기에, 중간층 형성용 수지로서 수지 J2를 도입하고, 용융시켜, 압출기 출구 온도 280℃, 압출기의 기어 펌프의 회전수 10 rpm의 조건으로, 다이스 립의 표면 거칠기 Ra가 0.1 μm인 멀티매니폴드 다이에 공급하였다.
한편, 필터 눈 크기 3 μm의 리프 디스크 형상의 폴리머 필터를 구비하는 단축 압출기(스크루의 직경 D = 50 mm, 스크루의 길이 L과 스크루의 직경 D의 비 L/D = 32)를 준비하였다. 이 단축 압출기에, 제1 외측층 및 제2 외측층 형성용 수지로서 수지 J1을 도입하고, 용융시켜, 압출기 출구 온도 285℃, 압출기의 기어 펌프의 회전수 4 rpm의 조건으로, 상기의 멀티매니폴드 다이에 공급하였다.
이어서, 제1 외측층 형성용 수지의 층, 중간층 형성용 수지의 층, 및 제2 외측층 형성용 수지의 층의 3층을 포함하는 필름상으로 토출되도록, 상기의 수지 J1 및 J2를, 멀티매니폴드 다이로부터 280℃에서 공압출하였다. 그리고, 토출된 수지 J1 및 J2를, 150℃로 온도 조정된 냉각 롤에 캐스트하여, 수지 J1로 이루어지는 제1 외측층(두께 2.5 μm)/수지 J2로 이루어지는 중간층(두께 80 μm)/수지 J1로 이루어지는 제2 외측층(두께 2.5 μm)의 3층으로 이루어지는, 폭 1450 mm, 두께 85 μm의 연신 전 필름을 얻었다. 상기의 공압출시, 에어갭량은 50 mm로 하였다. 또한, 용융 상태의 필름상의 수지를 냉각 롤에 캐스트하는 방법으로는, 에지 피닝을 채용하였다. 이렇게 하여 얻어진 연신 전 필름의 필름 폭 방향의 양단부 50 mm씩을 트리밍에 의해 제거하여, 폭을 1350 mm로 조정하였다.
(경사 연신)
상기의 연신 전 필름을, 길이 방향으로 연속적으로 반송하면서, 필름 단부를 파지하는 파지자를 구비한 텐터 연신기를 사용하여, 연신 온도 136℃, 연신 배율 4.7배로 경사 방향으로 연신하는 경사 연신 처리를 행하여, 장척의 λ/4판 Q1을 얻었다. 얻어진 λ/4판 Q1의 배향각 θ, 면내 리타데이션 Re, 및 각 층의 두께를 측정하였다.
[제조예 14~17. 실시예 2~5 및 비교예 1용 λ/2판 Q2~Q5의 제조]
중간층 형성용 수지의 종류; 중간층, 제1 외측층 및 제2 외측층의 두께; 및, 경사 연신 처리의 연신 조건;을, 표 2에 나타내는 바와 같이 변경하였다. 이상의 사항 이외에는, 제조예 13과 동일하게 하여, λ/4판 Q2~Q5의 제조 및 평가를 행하였다.
[제조예 18. 비교예 2용 λ/4판 Q6의 제조]
(연신 전 필름의 제조)
필터 눈 크기 3 μm의 리프 디스크 형상의 폴리머 필터를 구비하는 더블 플라이트형 단축 압출기(스크루의 직경 D = 50 mm, 스크루의 유효 길이 L과 스크루의 직경 D의 비 L/D = 32)를 준비하였다. 이 단축 압출기에, 수지 J1을 도입하고, 용융시켜, 압출기 출구 온도 280℃, 압출기의 기어 펌프의 회전수 10 rpm의 조건으로, 다이스 립의 표면 거칠기 Ra가 0.1 μm인 단층 다이에 공급하였다.
이어서, 상기의 수지 J1을, 단층 다이로부터 280℃에서 압출하였다. 그리고, 압출된 수지 J1을, 150℃로 온도 조정된 냉각 롤에 캐스트하여, 수지 J1로 이루어지는, 폭 1450 mm, 두께 80 μm의 연신 전 필름을 얻었다. 상기의 공압출시, 에어갭량은 50 mm로 하였다. 또한, 용융 상태의 필름상의 수지를 냉각 롤에 캐스트하는 방법으로는, 에지 피닝을 채용하였다. 이렇게 하여 얻어진 연신 전 필름의 필름 폭 방향의 양단부 50 mm씩을 트리밍에 의해 제거하여, 폭을 1350 mm로 조정하였다.
(경사 연신)
상기의 연신 전 필름을, 길이 방향으로 연속적으로 반송하면서, 필름 단부를 파지하는 파지자를 구비한 텐터 연신기를 사용하여, 연신 온도 180℃, 연신 배율 4.7배로 경사 방향으로 연신하는 경사 연신 처리를 행하여, 장척의 λ/4판 Q6을 얻었다. 얻어진 λ/4판 Q6의 배향각 θ, 면내 리타데이션 Re, 및 각 층의 두께를 측정하였다.
[제조예 19. 비교예 3용 λ/2판 Q7의 제조]
중간층 형성용 수지의 종류; 중간층, 제1 외측층 및 제2 외측층의 두께; 및, 경사 연신 처리의 연신 조건;을, 표 2에 나타내는 바와 같이 변경하였다. 이상의 사항 이외에는, 제조예 13과 동일하게 하여, λ/4판 Q7의 제조 및 평가를 행하였다.
[실시예 1]
(광대역 λ/4판의 제조)
λ/2판 H1 및 λ/4판 Q1을, λ/2판 H1의 지상축과 λ/4판 Q1의 지상축이 60°에서 교차하도록, 서로의 필름 길이 방향을 평행하게 하여, 점착제(닛토덴코사 제조 「CS9621」)를 사용해 첩합하여, 장척의 광대역 λ/4판을 제조하였다. 얻어진 광대역 λ/4판의 파장 380 nm에서의 광선 투과율, 및 파장 390 nm에서의 광선 투과율을, 상술한 방법으로 측정하였다. 또한, 광대역 λ/4판의 내광성을, 상술한 방법으로 평가하였다.
(원편광판의 제조)
광대역 λ/4판의 λ/2판측의 표면에, 코로나 처리를 실시하였다. 광대역 λ/4판의 코로나 처리를 실시한 면과, 직선 편광자로서의 장척의 편광 필름(산리츠사 제조 「HLC2-5618S」, 두께 180 μm, 폭 방향에 대하여 0°의 방향에 투과축을 갖는다.)의 일방의 면을, 점접착제(LE-3000 시리즈; 히타치 화성사 제조)를 개재하여 첩합하였다. 상기의 첩합은, λ/2판의 지상축과 편광 필름의 편광 흡수축이, 두께 방향에서 보았을 때 15°의 각도를 이루도록, 광대역 λ/4판의 필름 길이 방향과 편광 필름의 필름 길이 방향이 평행이 되도록, 행하였다. 그 후, 편광 필름을 통하여 점접착제에 자외선을 조사하여 경화시켜, 직선 편광자, λ/2판 및 λ/4판을 이 순서로 구비하는 원편광판을 얻었다. 얻어진 원편광판을 유기 EL 표시 패널에 실장하여, 상술한 방법으로, 화상 시인성을 평가하였다.
[실시예 2~5]
사용하는 λ/2판 및 λ/4판을, 표 3에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 광대역 λ/4판 및 원편광판의 제조 및 평가를 행하였다.
[비교예 1]
λ/4판 Q5의 파장 380 nm에서의 광선 투과율, 및 파장 390 nm에서의 광선 투과율을, 상술한 방법으로 측정하였다. 또한, λ/4판 Q5의 내광성을, 상술한 방법으로 평가하였다.
λ/4판 Q5의 편면에, 코로나 처리를 실시하였다. λ/4판 Q5의 코로나 처리를 실시한 면과, 직선 편광자로서의 장척의 편광 필름(산리츠사 제조 「HLC2-5618S」, 두께 180 μm, 폭 방향에 대하여 0°의 방향에 투과축을 갖는다.)의 일방의 면을, 점접착제(LE-3000 시리즈; 히타치 화성사 제조)를 개재하여 첩합하였다. 상기의 첩합은, λ/4판 Q5의 지상축과 편광 필름의 편광 흡수축이, 두께 방향에서 보았을 때 45°의 각도를 이루도록 행하였다. 그 후, 편광 필름을 통하여 점접착제에 자외선을 조사하여 경화시켜, 직선 편광자 및 λ/4판을 이 순서로 구비하는 원편광판을 얻었다. 얻어진 원편광판을 유기 EL 표시 패널에 실장하여, 상술한 방법으로, 화상 시인성을 평가하였다.
[비교예 2 및 3]
사용하는 λ/2판 및 λ/4판을, 표 3에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 광대역 λ/4판 및 원편광판의 제조 및 평가를 행하였다.
[결과]
제조예 6~12에서 제조한 λ/2판 H1~H7의 제조 조건 및 구성을, 하기의 표 1에 나타낸다. 또한, 제조예 13~19에서 제조한 λ/4판 Q1~Q7의 제조 조건 및 구성을, 하기의 표 2에 나타낸다. 또한, 실시예 1~5 및 비교예 1~3의 결과를, 하기의 표 3에 나타낸다.
하기의 표에 있어서, 약칭의 의미는, 이하와 같다.
「UVA 농도」: 중간층에 있어서의 자외선 흡수제의 농도.
「외측층 두께」: 제1 외측층 및 제2 외측층 각각의 두께.
「Re」: 면내 리타데이션.
「배향각 θ」: 필름 길이 방향에 대하여 지상축이 이루는 각도. 원편광판으로 한 경우에, 직선 편광자의 편광 흡수축에 대하여 지상축이 이루는 각도에 상당한다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
[검토]
광대역 λ/4판을 구비하지 않는 원편광판을 사용한 비교예 1에서는, 화상 시인성의 평가 결과가 불량으로, 편광 선글라스를 통한 시인성이 떨어진다.
또한, 광대역 λ/4판이 λ/2판 및 λ/4판의 어느 것에도 자외선 흡수제를 포함하는 중간층을 갖지 않는 비교예 2에서는, 광대역 λ/4판의 내광성이 떨어져, 광 조사에 의한 착색이 발생한다. 또한, λ/2판 및 λ/4판이 자외선 흡수제를 포함하는 중간층을 갖는 비교예 3에서도, 광대역 λ/4판의 파장 390 nm에서의 광선 투과율이 높은 점에서, 광대역 λ/4판은 내광성이 떨어진다.
이에 대하여, 실시예 1~5에서는, 내광성 및 화상 시인성의 양방에 있어서 우수한 결과가 얻어지고 있다. 따라서, 본 발명에 의해, 내광성이 우수한 광대역 λ/4판을 구비하고, 편광 선글라스를 통하여 보는 화상의 시인성을 개선할 수 있는 원편광판을 실현할 수 있는 것이 확인되었다.
100 원편광판
110 직선 편광자
120 광대역 λ/4판
121 λ/2판
122 λ/4판
200 액정 표시 장치
210 광원
220 광원측 직선 편광자
230 액정 셀
300 유기 EL 표시 장치
310 유기 EL 소자
320 λ/4판

Claims (10)

  1. 화상 표시 소자를 구비하는 화상 표시 장치에 있어서, 상기 화상 표시 소자의 시인측에 설치되는 원편광판으로서,
    상기 원편광판이, 상기 화상 표시 소자측으로부터, 직선 편광자 및 광대역 λ/4판을 이 순서로 구비하고,
    상기 광대역 λ/4판이, 상기 직선 편광자측으로부터, λ/2판 및 λ/4판을 이 순서로 구비하고,
    상기 λ/2판 및 상기 λ/4판의 적어도 일방이, 제1 외측층, 자외선 흡수제를 포함하는 중간층, 및 제2 외측층을 이 순서로 구비하는 복층체이고,
    상기 광대역 λ/4판의 파장 380 nm에서의 광선 투과율이, 1.0% 이하이고,
    상기 광대역 λ/4판의 파장 390 nm에서의 광선 투과율이, 5.0% 이하인, 원편광판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 λ/2판의 두께가, 25 μm 이상 45 μm 이하이고,
    상기 λ/4판의 두께가, 10 μm 이상 60 μm 이하이고,
    상기 λ/2판 및 상기 λ/4판의 합계 두께가, 100 μm 이하인, 원편광판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    「상기 중간층의 두께」/「상기 복층체의 두께」의 비가, 1/3~80/82인, 원편광판.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간층이, 상기 자외선 흡수제를 포함하는 열가소성 수지로 이루어지고,
    상기 열가소성 수지에 있어서의 상기 자외선 흡수제의 양이, 3 중량%~20 중량%인, 원편광판.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 직선 편광자의 편광 흡수축에 대하여, 상기 λ/2판의 지상축이 이루는 각도를 α로 나타낼 때,
    상기 직선 편광자의 편광 흡수축에 대하여, 상기 λ/4판의 지상축이 이루는 각도가, (2α + 45°)±5°인, 원편광판.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 직선 편광자의 편광 흡수축에 대하여, 상기 λ/2판의 지상축이 이루는 각도 α가, 15°±5°인, 원편광판.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 λ/4판이, 경사 연신 필름인, 원편광판.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 λ/2판이, 축차 2축 연신 필름인, 원편광판.
  9. 화상 표시 소자와, 상기 화상 표시 소자의 시인측에 설치된 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 원편광판을 구비하는, 화상 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 화상 표시 소자가, 액정 셀 또는 유기 일렉트로루미네센스 소자인, 화상 표시 장치.
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