KR20190076039A - 화상 표시 장치 - Google Patents

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KR20190076039A
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

광의 이용 효율이 높고, 또한, 외광 반사가 적은, 발광층을 구비하는 화상 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 화상 표시 장치는, 적어도, 편광판과, 굴절률 조정층과, 발광층을 이 순서로 구비하고, 그 굴절률 조정층의 굴절률이 1.2 이하이다. 하나의 실시형태에 있어서는, 상기 발광층이, 입사광의 일부의 파장을 변환시켜 발광하는 층이다. 하나의 실시형태에 있어서는, 상기 발광층이, 파장 변환 재료로서, 양자 도트 또는 형광체를 포함한다.

Description

화상 표시 장치
본 발명은, 화상 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 색 재현성이 우수한 화상 표시 장치로서, 양자 도트 등의 발광 재료로 구성되는 발광층을 구비하는 화상 표시 장치가 주목받고 있다. 예를 들어, 양자 도트를 사용한 양자 도트 필름은, 광이 입사되면, 양자 도트가 여기되어 형광을 발광한다. 예를 들어, 청색 LED 의 백라이트를 사용하면, 양자 도트 필름에 의해 청색광의 일부가 적색광 및 녹색광으로 변환되고, 청색광의 일부는 그대로 청색광으로서 출사된다. 그 결과, 백색광을 실현할 수 있다. 또한, 이와 같은 양자 도트 필름을 사용함으로써, NTSC 비 100 ％ 이상의 색 재현성을 실현할 수 있는 것으로 되어 있다. 한편, 최근, 화상 표시 장치에는 저소비 전력화, 외광 반사의 저감 등의 고도의 개선이 요구되고 있어, 상기와 같은 발광층을 구비하는 화상 표시 장치에 있어서도, 광의 이용 효율을 높여 저소비 전력화하는 것, 나아가서는, 외광 반사의 저감이 요구되고 있다.
일본 공개특허공보 2015-111518호
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 주된 목적은, 발광층을 구비하는 화상 표시 장치로서, 광의 이용 효율이 높고, 또한, 외광 반사가 적은 화상 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 화상 표시 장치는, 적어도, 편광판과, 굴절률 조정층과, 발광층을 이 순서로 구비하고, 그 굴절률 조정층의 굴절률이 1.2 이하이다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 발광층이, 입사광의 일부의 파장을 변환시켜 발광하는 층이다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 발광층이, 파장 변환 재료로서, 양자 도트 또는 형광체를 포함한다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 발광층이 컬러 필터이다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 편광판이 원 편광판으로서 기능한다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 화상 표시 장치는, 착색층을 추가로 구비한다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 착색층이, 상기 굴절률 조정층과 발광층 사이에 배치된다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 편광판과, 굴절률 조정층을 구비하는 광학 적층체로서, 발광층을 구비하는 광학 부재에 적층하여 사용되는, 광학 적층체가 제공된다.
본 발명에 의하면, 편광판과 발광층 사이에 굴절률 조정층을 배치함으로써, 광의 이용 효율이 높고, 또한, 외광 반사가 적은 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 화상 표시 장치의 개략 단면도이다.
도 2 는, 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 원 편광판의 개략 단면도이다.
도 3 은, 본 발명의 다른 실시형태에 의한 원 편광판의 개략 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태에는 한정되지 않는다.
(용어 및 기호의 정의)
본 명세서에 있어서의 용어 및 기호의 정의는 하기와 같다.
(1) 굴절률 (nx, ny, nz)
「nx」는 면내의 굴절률이 최대가 되는 방향 (즉, 지상축 방향) 의 굴절률이고, 「ny」는 면내에서 지상축과 직교하는 방향 (즉, 진상축 방향) 의 굴절률이고, 「nz」는 두께 방향의 굴절률이다.
(2) 면내 위상차 (Re)
「Re (λ)」는, 23 ℃ 에 있어서의 파장 λ ㎚ 의 광에 의해 측정한 면내 위상차이다. 예를 들어, 「Re (550)」은, 23 ℃ 에 있어서의 파장 550 ㎚ 의 광에 의해 측정한 면내 위상차이다. Re (λ) 는, 층 (필름) 의 두께를 d (㎚) 로 했을 때, 식 : Re ＝ (nx － ny) × d 에 의해 구해진다.
(3) 두께 방향의 위상차 (Rth)
「Rth (λ)」는, 23 ℃ 에 있어서의 파장 λ ㎚ 의 광에 의해 측정한 두께 방향의 위상차이다. 예를 들어, 「Rth (550)」은, 23 ℃ 에 있어서의 파장 550 ㎚ 의 광에 의해 측정한 두께 방향의 위상차이다. Rth (λ) 는, 층 (필름) 의 두께를 d (㎚) 로 했을 때, 식 : Rth ＝ (nx － nz) × d 에 의해 구해진다.
(4) Nz 계수
Nz 계수는, Nz ＝ Rth/Re 에 의해 구해진다.
A. 화상 표시 장치의 전체 구성
도 1 은, 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 화상 표시 장치의 개략 단면도이다. 화상 표시 장치 (100) 는, 편광판 (10) 과, 굴절률 조정층 (20) 과, 발광층 (30) 을 이 순서로 구비한다. 바람직하게는, 편광판 (10) 과, 굴절률 조정층 (20) 과, 발광층 (30) 은 시인측으로부터 이 순서로 배치된다. 하나의 실시형태에 있어서는, 상기 발광층은, 입사광의 일부의 파장을 변환시켜 발광할 수 있는 층이다. 하나의 실시형태에 있어서는, 발광층은, 입사된 청색 ∼ 청자색의 광의 일부를 녹색광 및 적색광으로 변환시키고, 일부를 청색광으로서 그대로 출사시킴으로써, 적색광과 녹색광과 청색광의 조합에 의해 백색광을 발광한다. 도 1 에 있어서는, 대표예로서, 화상 표시 장치가 액정 표시 장치인 경우를 도시하고 있다. 하나의 실시형태에 있어서, 화상 표시 장치가 액정 표시 장치인 경우, 그 액정 표시 장치 (100) 는, 액정 패널 (110) 과 백라이트 (30) 를 구비하고, 편광판 (10) 과 굴절률 조정층 (20) 과 발광층 (30) 은, 액정 패널 (110) 의 부재일 수 있다. 또, 액정 패널 (110) 은, 액정 셀 (40) 과, 액정 셀 (40) 의 양측에 배치되는 시인측 편광판 (10) 과, 배면측 편광판 (50) 으로 구성될 수 있다. 이 경우, 발광층 (30) 은, 액정 패널 (40) 에 포함될 수 있다. 보다 구체적으로는, 발광층 (30) 은, 액정 패널 (40) 에 구비되는 컬러 필터로 할 수 있다. 또, 편광판 (10) 은, 액정 패널 (40) 의 시인측 편광판으로서 기능할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 편광판 (10) 과 발광층 (30) 사이에 굴절률 조정층 (20) 을 배치함으로써, 발광층으로부터 굴절률 조정층 (20) 측으로 출사되는 광 (예를 들어, 발광층을 투과한 백라이트 (30) 로부터의 광을 포함한다) 을 굴절률 조정층 (20) 의 발광층 (30) 측면에서 반사시킬 수 있다. 여기서 반사된 광은, 다시, 발광층 (30) 에 의해 파장 변환될 수 있다. 그 결과, 광 이용 효율을 높일 수 있다. 또, 굴절률 조정층을 배치하지 않는 경우, 발광층으로부터 편광판측으로 출사된 광의 대부분은, 편광판을 투과하여, 편광판의 발광층과는 반대측의 면 (예를 들어, 편광판의 공기 계면) 에서 반사된다. 그 경우, 반사광은, 편광판에서 흡수되어 버려, 발광층에는 도달하기 어려워, 광의 이용 효율이 저하된다. 본 발명에 있어서는, 상기와 같이 굴절률 조정층을 배치함으로써, 편광판에서의 반사광의 흡수를 발생시키지 않아, 광의 이용 효율을 높일 수 있다.
바람직하게는, 화상 표시 장치 (100) 는, 편광판 (10) 과 굴절률 조정층 (20) 사이, 및, 굴절률 조정층 (20) 과 발광층 (30) 사이에 공기층이 존재하지 않도록 구성된다. 하나의 실시형태에 있어서는, 편광판 (10) 과 굴절률 조정층 (20) 이 직접 적층된다. 또, 하나의 실시형태에 있어서는, 굴절률 조정층 (20) 과 발광층 (30) 이 직접 적층된다. 상기와 같이 공기층을 배제하면, 외광 반사를 저감시킬 수 있다. 본 발명에 있어서는, 굴절률 조정층의 굴절률을 적절히 조정함으로써 (상세한 것은 후술), 발광층으로부터 출사되는 광의 이용 효율을 높이고, 또한, 외광 반사를 억제할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「직접 적층된다」란, 임의의 적절한 점착제 또는 접착제를 개재하여, 2 개의 부재가 적층되는 것을 포함하는 개념이다.
하나의 실시형태에 있어서, 본 발명의 화상 표시 장치는, 착색층을 추가로 구비할 수 있다. 바람직하게는, 그 착색층은, 굴절률 조정층과 발광층 사이에 배치된다. 그 착색층은, 특정 파장의 광을 흡수할 수 있다. 그 착색층은, 상기 편광판이 λ/4 판을 갖고 원 편광판으로서 기능할 때에 (상세한 것은 후술), 바람직하게 사용된다. λ/4 판을 갖는 편광판 (원 편광판) 은, 반사 방지 기능을 발휘하는 바, 착색층을 배치하고, 그 착색층이 특정 파장의 광을 흡수함으로써, 그 원 편광판의 반사 방지 기능을 향상시킬 수 있다. 또, 착색층이 특정 파장 범위의 광을 선택적으로 흡수함으로써, 반사 색상을 적절히 조정할 수 있고, 또한, 광색역화 (廣色域化) 된 화상 표시 장치를 얻을 수 있다. 또한, 착색층이 어떠한 파장의 광을 흡수할지는, 화상 표시 장치가 구비하는 반사체 (예를 들어, 액정 표시 패널, 유기 EL 패널 등의 화상 표시 패널) 의 반사 특성에 따라 적절히 조정될 수 있다. 굴절률 조정층과 착색층 사이, 및 착색층과 발광층 사이에는, 공기층이 존재하지 않는 것이 바람직하다. 하나의 실시형태에 있어서는, 굴절률 조정층과 착색층이 직접 적층된다. 또, 하나의 실시형태에 있어서는, 착색층과 발광층이 직접 적층된다.
B. 편광판
상기 편광판으로는, 임의의 적절한 편광판이 사용된다. 대표적으로는, 편광판은, 편광자와, 편광자의 편측 또는 양측에 배치된 보호 필름으로 구성된다.
B-1. 편광자, 보호 필름
상기 편광자로는, 임의의 적절한 편광자가 사용된다. 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 등 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있다. 이것들 중에서도, 폴리비닐알코올계 필름에 요오드 등의 이색성 물질을 흡착시켜 1 축 연신한 편광자가, 편광 이색비가 높아, 특히 바람직하다. 편광자의 두께는, 바람직하게는, 0.5 ㎛ ∼ 80 ㎛ 이다.
폴리비닐알코올계 필름에 요오드를 흡착시켜 1 축 연신한 편광자는, 대표적으로는, 폴리비닐알코올을 요오드의 수용액에 침지함으로써 염색하고, 원래 길이의 3 ∼ 7 배로 연신함으로써 제작된다. 연신은 염색한 후에 실시해도 되고, 염색하면서 연신해도 되며, 연신하고 나서 염색해도 된다. 연신, 염색 이외에도, 예를 들어, 팽윤, 가교, 조정, 수세, 건조 등의 처리가 실시되어 제작된다. 예를 들어, 염색 전에 폴리비닐알코올계 필름을 물에 침지시켜 수세함으로써, 폴리비닐알코올계 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있을 뿐만 아니라, 폴리비닐알코올계 필름을 팽윤시켜 염색 불균일 등을 방지할 수 있다. 또한, 폴리비닐알코올계 필름은, 단층의 필름 (통상 필름 성형된 필름) 이어도 되고, 수지 기재 상에 도포 형성된 폴리비닐알코올계 수지층이어도 된다. 단층의 폴리비닐알코올계 필름으로 편광자를 제작하는 기술은 당업계에서 주지이다. 수지 기재 상에 도포 형성된 폴리비닐알코올계 수지층으로 편광자를 제작하는 기술은, 예를 들어 일본 공개특허공보 2009-098653호에 기재되어 있다.
편광자는, 바람직하게는, 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 중 어느 파장에서 흡수 이색성을 나타낸다. 편광자의 단체 투과율은, 바람직하게는 40 ％ ∼ 45.5 ％ 이고, 보다 바람직하게는 42 ％ ∼ 45 ％ 이다.
편광자의 편광도는, 99.9 ％ 이상이고, 바람직하게는 99.95 ％ 이상이다.
상기 보호 필름으로는, 임의의 적절한 필름이 사용된다. 이와 같은 필름의 주성분이 되는 재료의 구체예로는, 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 등의 셀룰로오스계 수지나, (메트)아크릴계, 폴리에스테르계, 폴리비닐알코올계, 폴리카보네이트계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리스티렌계, 폴리노르보르넨계, 폴리올레핀계, 아세테이트계 등의 투명 수지 등을 들 수 있다. 또, 아크릴계, 우레탄계, 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 (WO 01/37007) 에 기재된 폴리머 필름도 사용할 수 있다. 이 필름의 재료로는, 예를 들어, 측사슬에 치환 또는 비치환의 이미드기를 갖는 열가소성 수지와, 측사슬에 치환 또는 비치환의 페닐기 그리고 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 함유하는 수지 조성물을 사용할 수 있고, 예를 들어, 이소부텐과 N-메틸말레이미드로 이루어지는 교호 공중합체와, 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체를 갖는 수지 조성물을 들 수 있다. 상기 폴리머 필름은, 예를 들어, 상기 수지 조성물의 압출 성형물일 수 있다. 편광자와 보호 필름의 적층에는, 임의의 적절한 점착제층 또는 접착제층이 사용된다. 점착제층은, 대표적으로는 아크릴계 점착제로 형성된다. 접착제층은, 대표적으로는 폴리비닐알코올계 접착제로 형성된다.
B-2. 원 편광판
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 편광판은 위상차층을 추가로 구비한다. 예를 들어, 위상차층으로서, λ/4 판으로서 기능할 수 있는 층을 배치함으로써, 상기 편광판은, 원 편광판으로서 기능한다. 원 편광판을 사용함으로써, 본 발명의 화상 표시 장치는, 외광 반사 방지 효과가 현저해진다.
도 2 는, 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 원 편광판의 개략 단면도이다. 원 편광판 (10') 은, 편광자 (1) 와, 위상차층 (2a) 을 구비한다. 위상차층 (2a) 은, λ/4 판으로서 기능할 수 있다. 원 편광판 (10') 은, 편광자 (1) 가 시인측이 되도록 배치될 수 있다. 하나의 실시형태에 있어서는, 원 편광판 (10') 은, 편광자 (1) 의 위상차층 (2a) 과는 반대측의 면에 보호 필름 (3) 을 구비한다. 보호 필름 (3) 은, 용도, 원 편광판을 구비하는 화상 표시 장치의 구성 등에 따라 생략되어도 된다. 또, 원 편광판은, 편광자와 위상차층 사이에 다른 보호 필름 (내측 보호 필름이라고도 칭한다 : 도시 생략) 을 구비해도 된다. 도시예에 있어서는, 내측 보호 필름은 생략되어 있다. 이 경우, 위상차층 (2) 이 내측 보호 필름으로서도 기능할 수 있다. 이와 같은 구성이면, 원 편광판의 추가적인 박형화가 실현될 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 편광자 (1) 의 흡수축과 위상차층 (2a) 의 지상축이 이루는 각도는 35°∼ 55°이고, 바람직하게는 38°∼ 52°이고, 보다 바람직하게는 40°∼ 50°이고, 더욱 바람직하게는 42°∼ 48°이고, 특히 바람직하게는 44°∼ 46°이다. 당해 각도가 이와 같은 범위이면, 원하는 원 편광 기능이 실현될 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서 각도로 언급할 때에는, 특별히 명기하지 않는 한, 당해 각도는 시계 방향 및 반시계 방향의 양방의 방향의 각도를 포함한다.
도 3 은, 본 발명의 다른 실시형태에 의한 원 편광판의 개략 단면도이다. 이 원 편광판 (10'') 은, 편광자 (1) 와 위상차층 (2a) (λ/4 판) 사이에, 다른 위상차층 (2b) 을 추가로 구비한다. 다른 위상차층 (2b) 은, λ/2 판으로서 기능한다. 또한, 본 명세서에 있어서는 편의상, 위상차층 (2a) (λ/4 판) 을 제 1 위상차층이라고 칭하고, 다른 위상차층 (2b) (λ/2 판) 을 제 2 위상차층이라고 칭하는 경우가 있다. 도시예의 원 편광판 (10'') 은, 편광자 (1) 의 다른 위상차층 (2b) 과는 반대측에 보호 필름 (3) 을 구비한다. 또, 원 편광판은, 편광자와 위상차층 사이에 다른 보호 필름 (내측 보호 필름이라고도 칭한다 : 도시 생략) 을 구비해도 된다. 도시예에 있어서는, 내측 보호 필름은 생략되어 있다. 이 경우, 다른 위상차층 (제 2 위상차층) (2b) 이 내측 보호 필름으로서도 기능할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 편광자 (1) 의 흡수축과 제 1 위상차층 (2a) 의 지상축이 이루는 각도는, 바람직하게는 65°∼ 85°이고, 보다 바람직하게는 72°∼ 78°이고, 더욱 바람직하게는 약 75°이다. 또한, 편광자 (1) 의 흡수축과 제 2 위상차층 (2b) 의 지상축이 이루는 각도는, 바람직하게는 10°∼ 20°이고, 보다 바람직하게는 13°∼ 17°이고, 더욱 바람직하게는 약 15°이다. 2 개의 위상차층을 상기와 같은 축 각도로 배치함으로써, 광대역에 있어서 매우 우수한 원 편광 특성 (결과적으로, 매우 우수한 반사 방지 특성) 을 갖는 원 편광판이 얻어질 수 있다.
B-2-1. 제 1 위상차층 (λ/4 판)
제 1 위상차층은, 상기와 같이 λ/4 판으로서 기능할 수 있다. 이와 같은 제 1 위상차층의 면내 위상차 Re (550) 은, 100 ㎚ ∼ 180 ㎚ 이고, 바람직하게는 110 ㎚ ∼ 170 ㎚ 이고, 더욱 바람직하게는 120 ㎚ ∼ 160 ㎚ 이고, 특히 바람직하게는 135 ㎚ ∼ 155 ㎚ 이다. 제 1 위상차층은, 대표적으로는 nx ＞ ny ＝ nz 또는 nx ＞ ny ＞ nz 의 굴절률 타원체를 갖는다. 또한, 본 명세서에 있어서 예를 들어 「ny ＝ nz」는, 엄밀하게 동등할 뿐만 아니라, 실질적으로 동등한 것을 포함한다. 하나의 실시형태에 있어서는, 제 1 위상차층의 Nz 계수는, 예를 들어 0.9 ∼ 2 이고, 바람직하게는 1 ∼ 1.5 이고, 보다 바람직하게는 1 ∼ 1.3 이다.
상기 제 1 위상차층의 두께는, λ/4 판으로서 가장 적절히 기능할 수 있도록 설정될 수 있다. 바꿔 말하면, 두께는, 원하는 면내 위상차가 얻어지도록 설정될 수 있다. 구체적으로는, 두께는, 바람직하게는 10 ㎛ ∼ 80 ㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 10 ㎛ ∼ 60 ㎛ 이고, 가장 바람직하게는 30 ㎛ ∼ 50 ㎛ 이다.
제 1 위상차층은, 위상차값이 측정광의 파장에 따라 커지는 역분산 파장 특성을 나타내도 되고, 위상차값이 측정광의 파장에 따라 작아지는 정 (正) 의 파장 분산 특성을 나타내도 되고, 위상차값이 측정광의 파장에 의해서도 거의 변화되지 않는 플랫한 파장 분산 특성을 나타내도 된다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 제 1 위상차층은, 플랫한 파장 분산 특성을 나타낸다. 플랫한 파장 분산 특성을 나타내는 제 1 위상차층을 채용함으로써, 우수한 반사 방지 특성 및 경사 방향의 반사 색상을 실현할 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 위상차층의 Re (450)/Re (550) 은 바람직하게는 0.99 ∼ 1.03 이고, Re (650)/Re (550) 은 바람직하게는 0.98 ∼ 1.02 이다.
다른 실시형태에 있어서는, 상기 제 1 위상차층은, 역분산 파장 특성을 나타낸다. 역분산 파장 특성을 나타내는 제 1 위상차층을 채용함으로써, 정면 방향에 있어서 반사 색상을 향상시킬 수 있다. 또, 역분산 파장 특성을 나타내는 제 1 위상차층을 채용함으로써, 실용적인 반사 색상을 유지하면서, 그 밖의 특성(예를 들어, 휘도) 의 향상을 도모할 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 위상차층의 Re (450)/Re (550) 은, 바람직하게는 0.5 이상 1.0 미만이고, 보다 바람직하게는 0.7 ∼ 0.95 이다. 또, 제 1 위상차층의 Re (650)/Re (550) 은, 바람직하게는 1 을 초과하고 1.2 이하이고, 보다 바람직하게는 1.01 ∼ 1.15 이다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 위상차층의 Nz 계수는, 바람직하게는 0.3 ∼ 0.7 이고, 보다 바람직하게는 0.4 ∼ 0.6 이고, 더욱 바람직하게는 0.45 ∼ 0.55 이고, 특히 바람직하게는 약 0.5 이다. Nz 계수가 이와 같은 범위이면, 보다 우수한 반사 색상을 달성할 수 있다.
상기 λ/4 판은, 바람직하게는, 고분자 필름의 연신 필름이다. 구체적으로는, 폴리머의 종류, 연신 처리 (예를 들어, 연신 방법, 연신 온도, 연신 배율, 연신 방향) 를 적절히 선택함으로써, λ/4 판이 얻어진다.
상기 고분자 필름을 형성하는 수지로는, 임의의 적절한 수지가 사용된다. 구체예로는, 폴리노르보르넨 등의 시클로올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리술폰계 수지 등의 정의 복굴절 필름을 구성하는 수지를 들 수 있다. 그 중에서도, 노르보르넨계 수지, 폴리카보네이트계 수지가 바람직하다. 또한, 고분자 필름을 형성하는 수지의 상세한 것은, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2014-010291호에 기재되어 있다. 당해 기재는, 참고로서 본 명세서에 원용된다.
상기 폴리노르보르넨이란, 출발 원료 (모노머) 의 일부 또는 전부에, 노르보르넨 고리를 갖는 노르보르넨계 모노머를 사용하여 얻어지는 (공)중합체를 말한다. 당해 노르보르넨계 모노머로는, 예를 들어, 노르보르넨, 및 그 알킬 및/또는 알킬리덴 치환체, 예를 들어, 5-메틸-2-노르보르넨, 5-디메틸-2-노르보르넨, 5-에틸-2-노르보르넨, 5-부틸-2-노르보르넨, 5-에틸리덴-2-노르보르넨 등, 이것들의 할로겐 등의 극성기 치환체 ; 디시클로펜타디엔, 2,3-디하이드로디시클로펜타디엔 등 ; 디메타노옥타하이드로나프탈렌, 그 알킬 및/또는 알킬리덴 치환체, 및 할로겐 등의 극성기 치환체, 예를 들어, 6-메틸-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타하이드로나프탈렌, 6-에틸-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타하이드로나프탈렌, 6-에틸리덴-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타하이드로나프탈렌, 6-클로로-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타하이드로나프탈렌, 6-시아노-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타하이드로나프탈렌, 6-피리딜-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타하이드로나프탈렌, 6-메톡시카르보닐-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타하이드로나프탈렌 등 ; 시클로펜타디엔의 3 ∼ 4 량체, 예를 들어, 4,9:5,8-디메타노-3a,4,4a,5,8,8a,9,9a-옥타하이드로-1H-벤조인덴, 4,11:5,10:6,9-트리메타노-3a,4,4a,5,5a,6,9,9a,10,10a,11,11a-도데카하이드로-1H-시클로펜타안트라센 등을 들 수 있다.
상기 폴리노르보르넨으로는, 여러 가지 제품이 시판되고 있다. 구체예로는, 닛폰 제온사 제조의 상품명 「제오넥스」, 「제오노아」, JSR 사 제조의 상품명 「아톤 (Arton)」, TICONA 사 제조의 상품명 「토파스」, 미츠이 화학사 제조의 상품명 「APEL」을 들 수 있다.
상기 폴리카보네이트계 수지로는, 바람직하게는, 방향족 폴리카보네이트가 사용된다. 방향족 폴리카보네이트는, 대표적으로는, 카보네이트 전구 물질과 방향족 2 가 페놀 화합물의 반응에 의해 얻을 수 있다. 카보네이트 전구 물질의 구체예로는, 포스겐, 2 가 페놀류의 비스클로로포메이트, 디페닐카보네이트, 디-p-톨릴카보네이트, 페닐-p-톨릴카보네이트, 디-p-클로로페닐카보네이트, 디나프틸카보네이트 등을 들 수 있다. 이것들 중에서도, 포스겐, 디페닐카보네이트가 바람직하다. 방향족 2 가 페놀 화합물의 구체예로는, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-디메틸페닐)프로판, 비스(4-하이드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)에탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)부탄, 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-디메틸페닐)부탄, 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-디프로필페닐)프로판, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산 등을 들 수 있다. 이것들은 단독으로, 또는 2 종 이상 조합하여 사용해도 된다. 바람직하게는, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산이 사용된다. 특히, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판과 1,1-비스(4-하이드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산을 함께 사용하는 것이 바람직하다.
연신 방법으로는, 예를 들어, 횡 1 축 연신, 고정단 2 축 연신, 축차 2 축 연신을 들 수 있다. 고정단 2 축 연신의 구체예로는, 고분자 필름을 길이 방향으로 주행시키면서, 폭 방향 (횡 방향) 으로 연신시키는 방법을 들 수 있다. 이 방법은, 외관상은 횡 1 축 연신일 수 있다. 또, 경사 연신도 채용할 수 있다. 경사 연신을 채용함으로써, 폭 방향에 대해 소정 각도의 배향축 (지상축) 을 갖는 장척상의 연신 필름을 얻을 수 있다.
상기 연신 필름의 두께는, 대표적으로는 5 ㎛ ∼ 80 ㎛, 바람직하게는 15 ㎛ ∼ 60 ㎛, 더욱 바람직하게는 25 ㎛ ∼ 45 ㎛ 이다.
B-2-2. 제 2 위상차층 (λ/2 판)
제 2 위상차층은, 상기와 같이 λ/2 판으로서 기능할 수 있다. 이와 같은 제 2 위상차층의 면내 위상차 Re (550) 은, 바람직하게는 180 ∼ 300 ㎚ 이고, 더욱 바람직하게는 210 ∼ 280 ㎚ 이고, 가장 바람직하게는 230 ∼ 240 ㎚ 이다. 제 2 위상차층은, 대표적으로는, nx ＞ ny ＝ nz 의 굴절률 타원체를 갖는 것이 바람직하다. 제 2 위상차층의 Nz 계수는, 예를 들어 0.9 ∼ 2 이고, 바람직하게는 1 ∼ 1.5 이고, 보다 바람직하게는 1 ∼ 1.3 이다.
상기 제 2 위상차층의 두께는, λ/2 판으로서 가장 적절히 기능할 수 있도록 설정될 수 있다. 바꿔 말하면, 두께는, 원하는 면내 위상차가 얻어지도록 설정될 수 있다. 구체적으로는, 두께는, 바람직하게는 0.5 ㎛ ∼ 5 ㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 1 ㎛ ∼ 4 ㎛ 이고, 가장 바람직하게는 1.5 ㎛ ∼ 3 ㎛ 이다.
상기 제 2 위상차층의 재료로는, 상기와 같은 특성이 얻어지는 한 임의의 적절한 재료가 채용될 수 있다. 액정 재료가 바람직하고, 액정상이 네마틱상인 액정 재료 (네마틱 액정) 가 더욱 바람직하다. 액정 재료를 사용함으로써, 얻어지는 제 2 위상차층의 nx 와 ny 의 차를 비액정 재료에 비해 현격히 크게 할 수 있다. 그 결과, 원하는 면내 위상차를 얻기 위한 제 2 위상차층의 두께를 현격히 작게 할 수 있다. 이와 같은 액정 재료로는, 예를 들어, 액정 폴리머나 액정 모노머가 사용 가능하다. 액정 재료의 액정성의 발현 기구는, 리오트로픽이어도 되고 서모트로픽이어도 되며 어느 쪽이어도 된다. 또, 액정의 배향 상태는, 호모지니어스 배향인 것이 바람직하다. 또, 제 2 위상차층의 재료로서, 상기 고분자 필름을 형성하는 수지를 사용해도 된다.
제 2 위상차층은, 위상차값이 측정광의 파장에 따라 커지는 역분산 파장 특성을 나타내도 되고, 위상차값이 측정광의 파장에 따라 작아지는 정의 파장 분산 특성을 나타내도 되고, 위상차값이 측정광의 파장에 의해서도 거의 변화되지 않는 플랫한 파장 분산 특성을 나타내도 된다. 플랫한 파장 분산 특성을 나타내는 것이 바람직하다. 플랫한 파장 분산 특성을 갖는 λ/2 판을 채용함으로써, 우수한 반사 방지 특성 및 경사 방향의 반사 색상을 실현할 수 있다. 위상차층의 Re (450)/Re (550) 은 바람직하게는 0.99 ∼ 1.03 이고, Re (650)/Re (550) 은 바람직하게는 0.98 ∼ 1.02 이다.
C. 착색층
상기 착색층은, 임의의 적절한 1 종 이상의 색재를 함유한다. 대표적으로는, 착색층에 있어서, 색재는, 매트릭스 중에 존재한다.
하나의 실시형태에 있어서는, 착색층은, 특정 파장 범위의 광을 선택적으로 흡수한다 (즉, 특정 범위의 파장 대역에 흡수 극대 파장을 갖는다). 다른 실시형태에 있어서는, 착색층은, 가시광 영역 전체 파장을 흡수하도록 기능한다. 바람직하게는, 착색층은, 특정 파장 범위의 광을 선택적으로 흡수한다. 특정 파장 범위의 광을 선택적으로 흡수하도록 하여 착색층을 구성하면, 가시광 투과율의 저하 (즉, 휘도의 저하) 를 억제하면서, 원 편광판의 반사 방지 기능을 높일 수 있다. 또, 흡수되는 광의 파장을 조정함으로써, 반사 색상을 뉴트럴하게 할 수 있어, 불필요한 착색을 방지할 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 착색층은, 440 ㎚ ∼ 510 ㎚ 범위의 파장 대역에 흡수 극대 파장을 갖는다. 이와 같은 착색층을 형성하면, 반사 색상을 적절히 조정할 수 있다.
다른 실시형태에 있어서는, 상기 착색층은, 560 ㎚ ∼ 610 ㎚ 범위의 파장 대역에 흡수 극대 파장을 갖는다. 이와 같은 착색층을 형성하면, 반사 색상을 적절히 조정할 수 있다.
또 다른 실시형태에 있어서는, 상기 착색층은, 440 ㎚ ∼ 510 ㎚ 및 560 ㎚ ∼ 610 ㎚ 범위의 파장 대역에 흡수 극대 파장을 갖는다. 이와 같은 구성이면, 화상 표시 장치를 현저하게 광색역화할 수 있다. 상기와 같이, 2 이상의 흡수 극대 파장을 갖는 착색층은, 복수 종의 색재를 사용함으로써 얻을 수 있다.
착색층의 흡수 극대 파장에서의 투과율은, 바람직하게는 0 ％ ∼ 80 ％ 이고, 보다 바람직하게는 0 ％ ∼ 70 ％ 이다. 이와 같은 범위이면, 본 발명의 상기 효과는 보다 현저해진다.
상기 착색층의 가시광 투과율은, 바람직하게는 30 ％ ∼ 90 ％ 이고, 보다 바람직하게는 30 ％ ∼ 80 ％ 이다. 이와 같은 범위이면, 휘도 저하를 억제하면서, 원 편광판의 반사 방지 기능을 높일 수 있다.
상기 착색층의 헤이즈값은, 바람직하게는 15 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 10 ％ 이하이다. 착색층의 헤이즈값을 이와 같은 범위에 들어가게 함으로써, 상기 위상차층을 투과한 원 편광의 편광 해소가 방지되고, 그 결과, 원 편광판의 반사 방지 기능이 유효하게 발휘된다. 착색층의 헤이즈값은 작을수록 바람직하지만, 그 하한은, 예를 들어, 0.1 ％ 이다.
착색층의 두께는, 바람직하게는 1 ㎛ ∼ 100 ㎛ 이고, 보다 바람직하게는 2 ㎛ ∼ 30 ㎛ 이다.
(색재)
상기 색재의 구체예로는, 안트라퀴논계, 트리페닐메탄계, 나프토퀴논계, 티오인디고계, 페리논계, 페릴렌계, 스쿠아릴륨계, 시아닌계, 포르피린계, 아자포르피린계, 프탈로시아닌계, 서브프탈로시아닌계, 퀴니자린계, 폴리메틴계, 로다민계, 옥소놀계, 퀴논계, 아조계, 잔텐계, 아조메틴계, 퀴나크리돈계, 디옥사진계, 디케토피롤로피롤계, 안트라피리돈계, 이소인돌리논계, 인단트론계, 인디고계, 티오인디고계, 퀴노프탈론계, 퀴놀린계, 트리페닐메탄계 등의 염료를 들 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 색재로서, 안트라퀴논계, 옥심계, 나프토퀴논계, 퀴니자린계, 옥소놀계, 아조계, 잔텐계 또는 프탈로시아닌계의 염료가 사용된다. 이들 염료를 사용하면, 440 ㎚ ∼ 510 ㎚ 범위의 파장 대역에 흡수 극대 파장을 갖는 착색층을 형성할 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 색재로서, 상기 범위에 흡수 극대 파장을 갖는 착색층은, 예를 들어, 색재로서, 인디고계, 로다민계, 퀴나크리돈계 또는 포르피린 계의 염료가 사용된다. 이들 염료를 사용하면, 560 ㎚ ∼ 610 ㎚ 범위의 파장 대역에 흡수 극대 파장을 갖는 착색층을 형성할 수 있다.
또, 상기 색재로서, 안료를 사용해도 된다. 안료의 구체예로는, 예를 들어, 흑색 안료 (카본 블랙, 본 블랙, 그라파이트, 철흑, 티탄 블랙 등), 아조계 안료, 프탈로시아닌계 안료, 다고리형 안료 (퀴나크리돈계, 페릴렌계, 페리논계, 이소인돌리논계, 이소인돌린계, 디옥사진계, 티오인디고계, 안트라퀴논계, 퀴노프탈론계, 금속 착물계, 디케토피롤로피롤계 등), 염료 레이크계 안료, 백색·체질 안료 (산화티탄, 산화아연, 황화아연, 클레이, 탤크, 황산바륨, 탄산칼슘 등), 유채 안료 (황연, 카드뮴계, 크롬 버밀리언, 니켈티탄, 크롬티탄, 황색 산화철, 벵갈라, 징크 크로메이트, 연단, 군청, 감청, 코발트 블루, 크롬그린, 산화크롬, 바나드산 비스무트 등), 광휘재 안료 (펄 안료, 알루미늄 안료, 브론즈 안료 등), 형광 안료 (황화아연, 황화스트론튬, 알루민산스트론튬 등) 등을 들 수 있다.
상기 색재의 함유 비율은, 색재의 종류, 원하는 광 흡수 특성 등에 따라, 임의의 적절한 비율로 될 수 있다. 상기 색재의 함유 비율은, 매트릭스 재료 100 중량부에 대해, 예를 들어, 0.01 중량부 ∼ 100 중량부이고, 보다 바람직하게는 0.01 중량부 ∼ 50 중량부이다.
색재로서 안료를 사용하는 경우, 매트릭스 중의 그 안료의 수평균 입자경은, 바람직하게는 500 ㎚ 이하이고, 보다 바람직하게는 1 ㎚ ∼ 100 ㎚ 이다. 이와 같은 범위이면, 헤이즈값이 작은 착색층을 형성할 수 있다. 안료의 수평균 입자경은, 착색층의 단면 관찰에 의해 측정·산출된다.
(매트릭스)
매트릭스는, 점착제여도 되고, 수지 필름이어도 된다. 바람직하게는 점착제이다.
매트릭스가 점착제인 경우, 점착제로는, 임의의 적절한 점착제를 사용할 수 있다. 점착제는, 바람직하게는, 투명성 및 광학적 등방성을 갖는다. 점착제의 구체예로는, 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 에폭시계 점착제, 셀룰로오스계 점착제를 들 수 있다. 바람직하게는, 고무계 점착제 또는 아크릴계 점착제이다.
고무계 점착제 (점착제 조성물) 의 고무계 폴리머는, 실온 부근의 온도역에 있어서 고무 탄성을 나타내는 폴리머이다. 바람직한 고무계 폴리머 (A) 로는, 스티렌계 열가소성 엘라스토머 (A1), 이소부틸렌계 폴리머 (A2), 및 그 조합을 들 수 있다.
스티렌계 열가소성 엘라스토머 (A1) 로는, 예를 들어, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체 (SEBS), 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체 (SIS), 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 (SBS), 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 블록 공중합체 (SEPS, SIS 의 수소 첨가물), 스티렌-에틸렌-프로필렌 블록 공중합체 (SEP, 스티렌-이소프렌 블록 공중합체의 수소 첨가물), 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체 (SIBS), 스티렌-부타디엔 고무 (SBR) 등의 스티렌계 블록 코폴리머를 들 수 있다. 이것들 중에서도, 분자의 양 말단에 폴리스티렌 블록을 갖고, 폴리머로서 높은 응집력을 갖는 점에서, 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 블록 공중합체 (SEPS, SIS 의 수소 첨가물), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체 (SEBS), 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체 (SIBS) 가 바람직하다. 스티렌계 열가소성 엘라스토머 (A1) 로서 시판품을 사용해도 된다. 시판품의 구체예로는, 쿠라레사 제조의 SEPTON, HYBRAR, 아사히 화성 케미컬즈사 제조의 터프텍, 가네카사 제조의 SIBSTAR 을 들 수 있다.
스티렌계 열가소성 엘라스토머 (A1) 의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 5 만 ∼ 50 만 정도이고, 보다 바람직하게는 5 만 ∼ 30 만 정도이고, 더욱 바람직하게는 5 만 ∼ 25 만 정도이다. 스티렌계 열가소성 엘라스토머 (A1) 의 중량 평균 분자량이 이와 같은 범위이면, 폴리머의 응집력과 점탄성을 양립할 수 있기 때문에 바람직하다.
스티렌계 열가소성 엘라스토머 (A1) 중의 스티렌 함유량은, 바람직하게는 5 중량％ ∼ 70 중량％ 정도이고, 보다 바람직하게는 5 중량％ ∼ 40 중량％ 정도이고, 더욱 바람직하게는 10 중량％ ∼ 20 중량％ 정도이다. 스티렌계 열가소성 엘라스토머 (A1) 중의 스티렌 함유량이 이와 같은 범위이면, 스티렌 부위에 의한 응집력을 유지하면서, 소프트 세그먼트에 의한 점탄성을 확보할 수 있기 때문에 바람직하다.
이소부틸렌계 폴리머 (A2) 로는, 이소부틸렌을 구성 단량체로서 함유하고, 중량 평균 분자량 (Mw) 이 바람직하게는 50 만 이상인 것을 들 수 있다. 이소부틸렌계 폴리머 (A2) 는, 이소부틸렌의 호모 폴리머 (폴리이소부틸렌, PIB) 여도 되고, 이소부틸렌을 주모노머로 하는 코폴리머 (즉, 이소부틸렌이 50 몰％ 를 초과하는 비율로 공중합된 코폴리머) 여도 된다. 이와 같은 코폴리머로는, 예를 들어, 이소부틸렌과 노르말부틸렌의 공중합체, 이소부틸렌과 이소프렌의 공중합체 (예를 들어, 레귤러 부틸 고무, 염소화 부틸 고무, 브롬화 부틸 고무, 부분 가교 부틸 고무 등의 부틸 고무류), 이것들의 가황물이나 변성물 (예를 들어, 수산기, 카르복실기, 아미노기, 에폭시기 등의 관능기로 변성된 것) 등을 들 수 있다. 이것들 중에서도, 주사슬 중에 이중 결합을 포함하지 않고 내후성이 우수한 점에서, 폴리이소부틸렌 (PIB) 이 바람직하다. 이소부틸렌계 폴리머 (A2) 로서 시판품을 사용해도 된다. 시판품의 구체예로는, BASF 사 제조의 OPPANOL 을 들 수 있다.
이소부틸렌계 폴리머 (A2) 의 중량 평균 분자량 (Mw) 은, 바람직하게는 50 만 이상이고, 보다 바람직하게는 60 만 이상이고, 더욱 바람직하게는 70 만 이상이다. 또, 중량 평균 분자량 (Mw) 의 상한은, 바람직하게는 500 만 이하이고, 보다 바람직하게는 300 만 이하이고, 더욱 바람직하게는 200 만 이하이다. 이소부틸렌계 폴리머 (A2) 의 중량 평균 분자량을 50 만 이상으로 함으로써, 고온 보관시의 내구성이 보다 우수한 점착제 조성물로 할 수 있다.
점착제 (점착제 조성물) 에 있어서의 고무계 폴리머 (A) 의 함유량은, 점착제 조성물의 전체 고형분 중, 바람직하게는 30 중량％ 이상이고, 보다 바람직하게는 40 중량％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 50 중량％ 이상이고, 특히 바람직하게는 60 중량％ 이상이다. 고무계 폴리머의 함유량의 상한은, 바람직하게는 95 중량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 90 중량％ 이하이다.
고무계 점착제에 있어서 상기의 고무계 폴리머 (A) 와 다른 고무계 폴리머를 조합하여 사용해도 된다. 다른 고무계 폴리머의 구체예로는, 부틸 고무 (IIR), 부타디엔 고무 (BR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 (NBR), EPR (2 원계 에틸렌-프로필렌 고무), EPT (3 원계 에틸렌-프로필렌 고무), 아크릴 고무, 우레탄 고무, 폴리우레탄계 열가소성 엘라스토머 ; 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머 ; 폴리프로필렌과 EPT (3 원계 에틸렌-프로필렌 고무) 의 폴리머 블렌드 등의 블렌드계 열가소성 엘라스토머를 들 수 있다. 다른 고무계 폴리머의 배합량은, 상기 고무계 폴리머 (A) 100 중량부에 대해 바람직하게는 10 중량부 정도 이하이다.
아크릴계 점착제 (점착제 조성물) 의 아크릴계 폴리머는, 대표적으로는, 알킬(메트)아크릴레이트를 주성분으로서 함유하고, 목적에 따른 공중합 성분으로서, 방향 고리 함유 (메트)아크릴레이트, 아미드기 함유 모노머, 카르복실기 함유 모노머 및/또는 하이드록실기 함유 모노머를 함유할 수 있다. 본 명세서에 있어서 「(메트)아크릴레이트」란, 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트를 의미한다. 알킬(메트)아크릴레이트로는, 직사슬형 또는 분기 사슬형의 알킬기의 탄소수 1 ∼ 18 인 것을 예시할 수 있다. 방향 고리 함유 (메트)아크릴레이트는, 그 구조 중에 방향 고리 구조를 포함하고, 또한 (메트)아크릴로일기를 함유하는 화합물이다. 방향 고리로는, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리, 또는 비페닐 고리를 들 수 있다. 방향 고리 함유 (메트)아크릴레이트는, 내구성 (특히, 투명 도전층에 대한 내구성) 을 만족시키고, 또한 주변부의 백화 (白化) 에 의한 표시 불균일을 개선할 수 있다. 아미드기 함유 모노머는, 그 구조 중에 아미드기를 함유하고, 또한 (메트)아크릴로일기, 비닐기 등의 중합성 불포화 이중 결합을 포함하는 화합물이다. 카르복실기 함유 모노머는, 그 구조 중에 카르복실기를 함유하고, 또한 (메트)아크릴로일기, 비닐기 등의 중합성 불포화 이중 결합을 포함하는 화합물이다. 하이드록실기 함유 모노머는, 그 구조 중에 하이드록실기를 함유하고, 또한 (메트)아크릴로일기, 비닐기 등의 중합성 불포화 이중 결합을 포함하는 화합물이다. 아크릴계 점착제의 상세한 것은, 예를 들어 일본 공개특허공보 2015-199942호에 기재되어 있고, 당해 공보의 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다.
매트릭스가 수지 필름인 경우, 수지 필름을 구성하는 수지로는, 임의의 적절한 수지를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 수지는, 열가소성 수지여도 되고, 열경화성 수지여도 되고, 활성 에너지선 경화성 수지여도 된다. 활성 에너지선 경화성 수지로는, 전자선 경화형 수지, 자외선 경화형 수지, 가시광선 경화형 수지를 들 수 있다. 수지의 구체예로는, 에폭시, (메트)아크릴레이트 (예를 들어, 메틸메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트), 노르보르넨, 폴리에틸렌, 폴리(비닐부티랄), 폴리(비닐아세테이트), 폴리우레아, 폴리우레탄, 아미노실리콘 (AMS), 폴리페닐메틸실록산, 폴리페닐알킬실록산, 폴리디페닐실록산, 폴리디알킬실록산, 실세스퀴옥산, 불화 실리콘, 비닐 및 수소화물 치환 실리콘, 스티렌계 폴리머 (예를 들어, 폴리스티렌, 아미노폴리스티렌 (APS), 폴리(아크릴니트릴에틸렌스티렌) (AES)), 2 관능성 모노머와 가교한 폴리머 (예를 들어, 디비닐벤젠), 폴리에스테르계 폴리머 (예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트), 셀룰로오스계 폴리머 (예를 들어, 트리아세틸셀룰로오스), 염화비닐계 폴리머, 아미드계 폴리머, 이미드계 폴리머, 비닐알코올계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 아크릴우레탄계 폴리머를 들 수 있다. 이것들은, 단독으로 사용해도 되고, 조합하여 (예를 들어, 블렌드, 공중합) 사용해도 된다. 이들 수지는 막을 형성 후에 연신, 가열, 가압과 같은 처리를 실시해도 된다. 바람직하게는, 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지이고, 보다 바람직하게는 열경화성 수지이다. 본 발명의 광학 부재를 롤 투 롤에 의해 제조하는 경우에, 바람직하게 적용할 수 있기 때문이다.
D. 굴절률 조정층
굴절률 조정층의 굴절률은, 1.2 이하이고, 바람직하게는 1.15 이하이고, 보다 바람직하게는 1.01 ∼ 1.1 이다. 이와 같은 범위이면, 발광층으로부터 출사되는 광의 이용 효율을 높이고, 또한, 외광 반사를 억제할 수 있다.
굴절률 조정층은, 대표적으로는, 내부에 공극을 갖는다. 굴절률 조정층의 공극률은, 임의의 적절한 값을 취할 수 있다. 상기 공극률은, 예를 들어 5 ％ ∼ 99 ％ 이고, 바람직하게는 25 ％ ∼ 95 ％ 이다. 공극률이 상기 범위 내임으로써, 굴절률 조정층의 굴절률을 충분히 낮게 할 수 있고, 또한 높은 기계적 강도를 얻을 수 있다.
상기 내부에 공극을 갖는 굴절률 조정층으로는, 예를 들어, 입자상, 섬유상, 평판상 중 적어도 하나의 형상을 갖는 구조로 되어 있어도 된다. 입자상을 형성하는 구조체 (구성 단위) 는, 실입자여도 되고 중공 입자여도 되며, 구체적으로는 실리콘 입자나 미세공을 갖는 실리콘 입자, 실리카 중공 나노 입자나 실리카 중공 나노 벌룬 등을 들 수 있다. 섬유상의 구성 단위는, 예를 들어, 직경이 나노 사이즈인 나노 파이버이고, 구체적으로는 셀룰로오스 나노 파이버나 알루미나 나노 파이버 등을 들 수 있다. 평판상의 구성 단위는, 예를 들어, 나노 클레이를 들 수 있고, 구체적으로는 나노 사이즈의 벤토나이트 (예를 들어 쿠니피아 F [상품명]) 등을 들 수 있다. 또, 본 발명의 공극 구조체에 있어서, 상기 미세한 공극 구조를 형성하는 단일 혹은 일 종류 또는 복수 종류로 이루어지는 구성 단위끼리는, 촉매 작용을 통하여, 예를 들어, 직접적 또는 간접적으로 화학적으로 결합되어 있는 부분을 포함하고 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 구성 단위끼리가 「간접적으로 결합되어 있는」이란, 구성 단위량 이하의 소량의 바인더 성분을 중개하여 구성 단위끼리가 결합되어 있는 것을 가리킨다. 구성 단위끼리가 「직접적으로 결합되어 있는」이란, 구성 단위끼리가, 바인더 성분 등을 개재하지 않고 직접 결합되어 있는 것을 가리킨다.
굴절률 조정층을 구성하는 재료로는, 임의의 적절한 재료를 채용할 수 있다. 상기 재료로는, 예를 들어, 국제 공개 제2004/113966호 팜플렛, 일본 공개특허공보 2013-254183호, 및 일본 공개특허공보 2012-189802호에 기재된 재료를 채용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 실리카계 화합물 ; 가수 분해성 실란류, 그리고 그 부분 가수 분해물 및 탈수 축합물 ; 유기 폴리머 ; 실란올기를 함유하는 규소 화합물 ; 규산염을 산이나 이온 교환 수지에 접촉시킴으로써 얻어지는 활성 실리카 ; 중합성 모노머 (예를 들어, (메트)아크릴계 모노머, 및 스티렌계 모노머) ; 경화성 수지 (예를 들어, (메트)아크릴계 수지, 불소 함유 수지, 및 우레탄 수지) ; 및 이것들의 조합을 들 수 있다.
상기 유기 폴리머로는, 예를 들어, 폴리올레핀류 (예를 들어, 폴리에틸렌, 및 폴리프로필렌), 폴리우레탄류, 불소 함유 폴리머 (예를 들어, 불소 함유 모노머 단위와 가교 반응성 부여를 위한 구성 단위를 구성 성분으로 하는 함불소 공중합체), 폴리에스테르류 (예를 들어, 폴리(메트)아크릴산 유도체 (본 명세서에서는 (메트)아크릴산이란, 아크릴산 및 메타크릴산을 의미하고, 「(메트)」는, 모두 이와 같은 의미로 사용하는 것으로 한다)), 폴리에테르류, 폴리아미드류, 폴리이미드류, 폴리우레아류, 및 폴리카보네이트류를 들 수 있다.
상기 재료는, 바람직하게는, 실리카계 화합물 ; 가수 분해성 실란류, 그리고 그 부분 가수 분해물 및 탈수 축합물 ; 을 포함한다.
상기 실리카계 화합물로는, 예를 들어, SiO2 (무수 규산) ; SiO2 와, Na2O-B2O3 (붕규산), Al2O3 (알루미나), B2O3, TiO2, ZrO2, SnO2, Ce2O3, P2O5, Sb2O3, MoO3, ZnO2, WO3, TiO2-Al2O3, TiO2-ZrO2, In2O3-SnO2, 및 Sb2O3-SnO2 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개의 화합물을 함유하는 화합물 (상기 「-」은, 복합 산화물인 것을 나타낸다) ; 을 들 수 있다.
상기 가수 분해성 실란류로는, 예를 들어, 치환기 (예를 들어, 불소) 를 갖고 있어도 되는 알킬기를 함유하는 가수 분해성 실란류를 들 수 있다. 상기 가수 분해성 실란류, 그리고 그 부분 가수 분해물 및 탈수 축합물은, 바람직하게는, 알콕시실란, 및 실세스퀴옥산이다.
알콕시실란은 모노머여도 되고, 올리고머여도 된다. 알콕시실란 모노머는 알콕실기를 3 개 이상 갖는 것이 바람직하다. 알콕시실란 모노머로는, 예를 들어 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라부톡시실란, 테트라프로폭시실란, 디에톡시디메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 및 디메틸디에톡시실란을 들 수 있다. 알콕시실란 올리고머로는, 상기 모노머의 가수 분해 및 중축합에 의해 얻어지는 중축합물이 바람직하다. 상기 재료로서 알콕시실란을 사용함으로써, 우수한 균일성을 갖는 굴절률 조정층이 얻어진다.
실세스퀴옥산은, 일반식 RSiO1.5 (단 R 은 유기 관능기를 나타낸다) 에 의해 나타내는 네트워크상 폴리실록산의 총칭이다. R 로는, 예를 들어, 알킬기 (직사슬이어도 되고 분기 사슬이어도 되며, 탄소수 1 ∼ 6 이다), 페닐기, 및 알콕시기 (예를 들어, 메톡시기, 및 에톡시기) 를 들 수 있다. 실세스퀴옥산의 구조로는, 예를 들어, 래더형, 및 농형 (籠型) 을 들 수 있다. 상기 재료로서 실세스퀴옥산을 사용함으로써, 우수한 균일성, 내후성, 투명성, 및 경도를 갖는 굴절률 조정층이 얻어진다.
상기 입자로는, 임의의 적절한 입자를 채용할 수 있다. 상기 입자는, 대표적으로는, 실리카계 화합물로 이루어진다.
실리카 입자의 형상은, 예를 들어 투과 전자 현미경으로 관찰함으로써 확인할 수 있다. 상기 입자의 평균 입자경은, 예를 들어 5 ㎚ ∼ 200 ㎚ 이고, 바람직하게는 10 ㎚ ∼ 200 ㎚ 이다. 상기 구성을 가짐으로써, 충분히 굴절률이 낮은 굴절률 조정층을 얻을 수 있고, 또한 굴절률 조정층의 투명성을 유지할 수 있다. 또한, 본 명세서에서는, 평균 입자경이란, 질소 흡착법 (BET 법) 에 의해 측정된 비표면적 (㎡/g) 으로부터, 평균 입자경 ＝ (2720/비표면적) 의 식에 의해 부여된 값을 의미하는 것으로 한다 (일본 공개특허공보 평1-317115호 참조).
굴절률 조정층을 얻는 방법으로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2010-189212호, 일본 공개특허공보 2008-040171호, 일본 공개특허공보 2006-011175호, 국제 공개 제2004/113966호 팜플렛, 및 그것들의 참고 문헌에 기재된 방법을 들 수 있다. 구체적으로는, 실리카계 화합물 ; 가수 분해성 실란류, 그리고 그 부분 가수 분해물 및 탈수 축합물 중 적어도 어느 하나를 가수 분해 및 중축합시키는 방법, 다공질 입자 및/또는 중공 미립자를 사용하는 방법, 그리고 스프링 백 현상을 이용하여 에어로겔층을 생성하는 방법, 졸겔에 의해 얻어진 겔을 분쇄하고, 또한 상기 분쇄액 중의 미세공 입자끼리를 촉매 등으로 화학적으로 결합시킨 분쇄 겔을 사용하는 방법 등을 들 수 있다. 단, 굴절률 조정층은, 이 제조 방법에 한정되지 않고, 어떠한 제조 방법에 의해 제조해도 된다.
굴절률 조정층은, 임의의 적절한 접착층 (예를 들어, 접착제층, 점착제층 : 도시 생략) 을 개재하여 발광층 및 편광판에 첩합 (貼合) 된다. 굴절률 조정층이 점착제로 구성되는 경우에는, 접착층을 생략할 수 있다.
굴절률 조정층의 헤이즈는, 예를 들어 0.1 ％ ∼ 30 ％ 이고, 바람직하게는 0.2 ％ ∼ 10 ％ 이다.
굴절률 조정층의 기계 강도는, 예를 들어, 벰코트 (등록 상표) 에 의한 내찰상성이 60 ％ ∼ 100 ％ 인 것이 바람직하다.
굴절률 조정층과 발광층 사이의 투묘력은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 0.01 N/25 ㎜ 이상이고, 바람직하게는 0.1 N/25 ㎜ 이상이고, 보다 바람직하게는 1 N/25 ㎜ 이상이다. 또한, 상기 기계 강도나 투묘력을 높이기 위해서, 도막 형성 전후나 임의의 적절한 접착층, 혹은 다른 부재와의 첩합 전후의 공정으로, 하도 처리, 가열 처리, 가습 처리, UV 처리, 코로나 처리, 플라즈마 처리 등을 실시해도 된다.
굴절률 조정층의 두께는, 바람직하게는 100 ㎚ ∼ 5000 ㎚ 이고, 보다 바람직하게는 200 ㎚ ∼ 4000 ㎚ 이고, 더욱 바람직하게는 300 ㎚ ∼ 3000 ㎚ 이고, 특히 바람직하게는 500 ㎚ ∼ 2000 ㎚ 이다. 이와 같은 범위이면, 가시광 영역의 광에 대해 광학적으로 충분히 기능을 발현함과 함께, 우수한 내구성을 갖는 굴절률 조정층을 실현할 수 있다.
E. 발광층
발광층은, 대표적으로는, 파장 변환 재료를 함유한다. 보다 상세하게는, 발광층은, 매트릭스와 그 매트릭스 중에 분산된 파장 변환 재료를 함유할 수 있다.
E-1. 매트릭스
매트릭스를 구성하는 재료 (이하, 매트릭스 재료라고도 칭한다) 로는, 임의의 적절한 재료를 사용할 수 있다. 이와 같은 재료로는, 수지, 유기 산화물, 무기 산화물을 들 수 있다. 매트릭스 재료는, 바람직하게는, 낮은 산소 투과성 및 투습성을 갖고, 높은 광 안정성 및 화학적 안정성을 가지며, 소정의 굴절률을 갖고, 우수한 투명성을 가지며, 및/또는, 파장 변환 재료에 대해 우수한 분산성을 갖는다. 매트릭스는, 실용적으로는, 수지 필름 또는 점착제로 구성될 수 있다.
E-1-1. 수지 필름
매트릭스가 수지 필름인 경우, 수지 필름을 구성하는 수지로는, 임의의 적절한 수지를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 수지는, 열가소성 수지여도 되고, 열경화성 수지여도 되고, 활성 에너지선 경화성 수지여도 된다. 활성 에너지선 경화성 수지로는, 전자선 경화형 수지, 자외선 경화형 수지, 가시광선 경화형 수지를 들 수 있다. 수지의 구체예로는, 에폭시, (메트)아크릴레이트 (예를 들어, 메틸메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트), 노르보르넨, 폴리에틸렌, 폴리(비닐부티랄), 폴리(비닐아세테이트), 폴리우레아, 폴리우레탄, 아미노실리콘 (AMS), 폴리페닐메틸실록산, 폴리페닐알킬실록산, 폴리디페닐실록산, 폴리디알킬실록산, 실세스퀴옥산, 불화 실리콘, 비닐 및 수소화물 치환 실리콘, 스티렌계 폴리머 (예를 들어, 폴리스티렌, 아미노폴리스티렌 (APS), 폴리(아크릴니트릴에틸렌스티렌) (AES)), 2 관능성 모노머와 가교한 폴리머 (예를 들어, 디비닐벤젠), 폴리에스테르계 폴리머 (예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트), 셀룰로오스계 폴리머 (예를 들어, 트리아세틸셀룰로오스), 염화비닐계 폴리머, 아미드계 폴리머, 이미드계 폴리머, 비닐알코올계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 아크릴우레탄계 폴리머를 들 수 있다. 이것들은, 단독으로 사용해도 되고, 조합하여 (예를 들어, 블렌드, 공중합) 사용해도 된다. 이들 수지는 막을 형성 후에 연신, 가열, 가압과 같은 처리를 실시해도 된다. 바람직하게는, 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지이고, 보다 바람직하게는 열경화성 수지이다.
E-1-2. 점착제
매트릭스가 점착제인 경우, 점착제로는, 임의의 적절한 점착제를 사용할 수 있다. 점착제는, 바람직하게는, 투명성 및 광학적 등방성을 갖는다. 점착제의 구체예로는, 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 에폭시계 점착제, 셀룰로오스계 점착제를 들 수 있다. 바람직하게는, 고무계 점착제 또는 아크릴계 점착제이다.
E-2. 파장 변환 재료
파장 변환 재료는, 발광층의 파장 변환 특성을 제어할 수 있다. 파장 변환 재료는, 예를 들어 양자 도트여도 되고 형광체여도 된다.
발광층에 있어서의 파장 변환 재료의 함유량 (2 종 이상을 사용하는 경우에는 합계 함유량) 은, 매트릭스 재료 (대표적으로는, 수지 또는 점착제 고형분) 100 중량부에 대해, 바람직하게는 0.01 중량부 ∼ 50 중량부, 보다 바람직하게는 0.01 중량부 ∼ 30 중량부이다. 파장 변환 재료의 함유량이 이와 같은 범위이면, RGB 모든 색상 밸런스가 우수한 화상 표시 장치를 실현할 수 있다.
E-2-1. 양자 도트
양자 도트의 발광 중심 파장은, 양자 도트의 재료 및/또는 조성, 입자 사이즈, 형상 등에 따라 조정할 수 있다.
양자 도트는, 임의의 적절한 재료로 구성될 수 있다. 양자 도트는, 바람직하게는 무기 재료, 보다 바람직하게는 무기 도체 재료 또는 무기 반도체 재료로 구성될 수 있다. 반도체 재료로는, 예를 들어, II-VI 족, III-V 족, IV-VI 족, 및 IV 족의 반도체를 들 수 있다. 구체예로는, Si, Ge, Sn, Se, Te, B, C (다이아몬드를 함유한다), P, BN, BP, BAs, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdSeZn, CdTe, HgS, HgSe, HgTe, BeS, BeSe, BeTe, MgS, MgSe, GeS, GeSe, GeTe, SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbS, PbSe, PbTe, CuF, CuCl, CuBr, CuI, Si3N4, Ge3N4, Al2O3, (Al,Ga,In)2(S,Se,Te)3, Al2CO 를 들 수 있다. 이것들은 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 양자 도트는, p 형 도펀트 또는 n 형 도펀트를 함유하고 있어도 된다. 또, 양자 도트는 코어 쉘 구조를 갖고 있어도 된다. 당해 코어 쉘 구조에 있어서는, 쉘의 주위에 목적에 따라 임의의 적절한 기능층 (단일층 또는 복수층) 이 형성되어 있어도 되고, 쉘 표면에 표면 처리 및/또는 화학 수식이 이루어져 있어도 된다.
양자 도트의 형상으로는, 목적에 따라 임의의 적절한 형상이 채용될 수 있다. 구체예로는, 진구상, 인편상, 판상, 타원 구상, 부정형을 들 수 있다.
양자 도트의 사이즈는, 원하는 발광 파장에 따라 임의의 적절한 사이즈가 채용될 수 있다. 양자 도트의 사이즈는, 바람직하게는 1 ㎚ ∼ 10 ㎚ 이고, 보다 바람직하게는 2 ㎚ ∼ 8 ㎚ 이다. 양자 도트의 사이즈가 이와 같은 범위이면, 녹색 및 적색의 각각이 샤프한 발광을 나타내고, 고연색성을 실현할 수 있다. 예를 들어, 녹색광은 양자 도트의 사이즈가 7 ㎚ 정도에서 발광할 수 있고, 적색광은 3 ㎚ 정도에서 발광할 수 있다. 또한, 양자 도트의 사이즈는, 양자 도트가 예를 들어 진구상인 경우에는 평균 입경이고, 그 이외의 형상인 경우에는 당해 형상에 있어서의 최소 축을 따른 치수이다.
양자 도트의 상세한 것은, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2012-169271호, 일본 공개특허공보 2015-102857호, 일본 공개특허공보 2015-65158호, 일본 공표특허공보 2013-544018호, 일본 공표특허공보 2010-533976호에 기재되어 있고, 이들 공보의 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다. 양자 도트는, 시판품을 사용해도 된다.
E-2-2. 형광체
형광체로는, 목적에 따라 원하는 색의 광을 발광할 수 있는 임의의 적절한 형광체를 사용할 수 있다. 구체예로는, 적색 형광체, 녹색 형광체를 들 수 있다.
적색 형광체로는, 예를 들어, Mn4＋ 로 활성화된 복합 불화물 형광체를 들 수 있다. 복합 불화물 형광체란, 적어도 하나의 배위 중심 (예를 들어, 후술하는 M) 을 함유하고, 배위자로서 작용하는 불화물 이온에 둘러싸이고, 필요에 따라 카운터 이온 (예를 들어, 후술하는 A) 에 의해 전하가 보상되는 배위 화합물을 말한다. 그 구체예로는, A2[MF5] : Mn4＋, A3[MF6] : Mn4＋, Zn2[MF7] : Mn4＋, A[In2F7] : Mn4＋, A2[M'F6] : Mn4＋, E[M'F6] : Mn4＋, A3[ZrF7] : Mn4＋, Ba0.65Zr0.35F2.70 : Mn4＋ 를 들 수 있다. 여기서, A 는, Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 또는 그 조합이다. M 은, Al, Ga, In 또는 그 조합이다. M' 는, Ge, Si, Sn, Ti, Zr 또는 그 조합이다. E 는, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn 또는 그 조합이다. 배위 중심에 있어서의 배위 수가 6 인 복합 불화물 형광체가 바람직하다. 이와 같은 적색 형광체의 상세한 것은, 예를 들어 일본 공개특허공보 2015-84327호에 기재되어 있다. 당해 공보의 기재는, 그 전체가 참고로서 본 명세서에 원용된다.
녹색 형광체로는, 예를 들어, β 형 Si3N4 결정 구조를 갖는 사이알론의 고용체를 주성분으로서 함유하는 화합물을 들 수 있다. 바람직하게는, 이와 같은 사이알론 결정 중에 함유되는 산소량을 특정량 (예를 들어, 0.8 질량％) 이하로 하는 것과 같은 처리가 실시된다. 이와 같은 처리를 실시함으로써, 피크 폭이 좁은, 샤프한 광을 발광하는 녹색 형광체가 얻어질 수 있다. 이와 같은 녹색 형광체의 상세한 것은, 예를 들어 일본 공개특허공보 2013-28814호에 기재되어 있다. 당해 공보의 기재는, 그 전체가 참고로서 본 명세서에 원용된다.
발광층은, 단일층이어도 되고, 적층 구조를 가지고 있어도 된다. 발광층이 적층 구조를 갖는 경우에는, 각각의 층은, 대표적으로는 상이한 발광 특성을 갖는 파장 변환 재료를 포함할 수 있다.
발광층의 두께 (적층 구조를 갖는 경우에는, 그 총 두께) 는, 바람직하게는 1 ㎛ ∼ 500 ㎛ 이고, 보다 바람직하게는 100 ㎛ ∼ 400 ㎛ 이다. 발광층의 두께가 이와 같은 범위이면, 변환 효율 및 내구성이 우수할 수 있다. 발광층이 적층 구조를 갖는 경우의 각 층의 두께는, 바람직하게는 1 ㎛ ∼ 300 ㎛ 이고, 보다 바람직하게는 10 ㎛ ∼ 250 ㎛ 이다.
발광층의 가시광선 반사율은, 바람직하게는 20 ％ 이상이고, 보다 바람직하게는 25 ％ 이상이다. 본 발명에 있어서는, 굴절률 조정층을 구비함으로써, 반사율이 높은 발광층을 사용해도, 외광 반사가 적은 화상 표시 장치를 얻을 수 있다. 그 가시광 반사율의 상한은, 예를 들어, 90 ％ 이다.
F. 그 밖의 부재
F-1. 백라이트
상기 백라이트가 구비하는 광원으로는, 예를 들어, 냉음극관 광원 (CCFL), LED 광원 등을 들 수 있다. 하나의 실시형태에 있어서는, 상기 백라이트는, LED 광원을 구비한다. LED 광원을 사용하면, 시야각 특성이 우수한 화상 표시 장치를 얻을 수 있다. 하나의 실시형태에 있어서는, 청색의 광을 발하는 광원 (바람직하게 LED 광원) 이 사용된다.
상기 백라이트는, 직하형 방식이어도 되고, 에지 라이트 방식이어도 된다.
상기 백라이트는, 광원 외에, 필요에 따라, 도광판, 확산판, 프리즘 시트 등의 그 밖의 부재를 추가로 구비할 수 있다.
F-2. 액정 패널
상기 액정 패널 (110) 은, 대표적으로는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 액정 셀 (40) 과, 그 액정 셀 (40) 의 시인측에 배치된 편광판 (시인측 편광판) (10) 과, 그 액정 셀의 배면측에 배치된 배면측 편광판 (50) 을 구비한다. 하나의 실시형태에 있어서는, 편광판 (시인측 편광판) (10) 및 배면측 편광판 (50) 은, 각각의 흡수축이 실질적으로 직교 또는 평행이 되도록 하여 배치될 수 있다.
액정 셀 (40) 은, 1 쌍의 기판 (41, 41') 과, 당해 기판 간에 협지된 표시 매체로서의 액정층 (42) 을 갖는다. 일반적인 구성에 있어서는, 일방의 기판 (41) 에, 컬러 필터 (발광층 (30)) 및 블랙 매트릭스가 형성되어 있고, 타방의 기판 (41') 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 기판의 간격 (셀 갭) 은, 스페이서 등에 의해 제어할 수 있다. 상기 기판의 액정층과 접하는 측에는, 예를 들어, 폴리이미드로 이루어지는 배향막 등을 형성할 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 액정층은, 전계가 존재하지 않는 상태에서 호메오트로픽 배열로 배향시킨 액정 분자를 포함한다. 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, 버티칼·얼라인먼트 (VA) 모드를 들 수 있다. VA 모드는, 멀티 도메인 VA (MVA) 모드를 포함한다.
다른 실시형태에 있어서는, 액정층은, 전계가 존재하지 않는 상태에서 호모지니어스 배열로 배향시킨 액정 분자를 포함한다. 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 경우뿐만 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. 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. 또, 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.
상기 배면측 편광판으로는, 임의의 적절한 편광판이 사용될 수 있다.
G. 광학 적층체
본 발명의 다른 국면에 의하면, 광학 적층체가 제공된다. 그 광학 적층체는, 편광판과, 굴절률 조정층을 구비한다. 편광판으로는, 상기 B 항에서 설명한 편광판이 사용될 수 있다. 그 편광판은, B 항에서 설명한 바와 같이, 원 편광판으로서 기능할 수 있는 편광판이어도 된다. 굴절률 조정층으로는, 상기 D 항에서 설명한 굴절률 조정층이 사용된다. 본 발명의 광학 적층체는, 발광층을 구비하는 광학 부재에 적층하여 첩합하여 사용된다. 발광층으로는, 입사광의 일부의 파장을 변환시켜 발광할 수 있는 층이고, 구체적으로는, 상기 E 항에서 설명한 발광층이 사용될 수 있다. 본 발명의 광학 적층체는, 임의의 적절한 점착제 또는 접착제를 개재하여, 발광층에 첩합하여 사용할 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 광학 적층체는, 착색층을 추가로 구비할 수 있다. 바람직하게는, 착색층은, 굴절률 조정층의 편광판과는 반대측에 배치된다. 착색층은, 상기 편광판이 λ/4 판을 갖고 원 편광판으로서 기능할 때에(상세한 것은 후술), 바람직하게 사용된다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 특성의 측정 방법은 이하와 같다.
[평가]
(1) 굴절률 조정층의 굴절률
아크릴 필름에 굴절률 조정층을 형성한 후에, 50 ㎜ × 50 ㎜ 의 사이즈로 커트하고, 이것을 점착층을 개재하여 유리판 (두께 : 3 ㎜) 의 표면에 첩합하였다. 상기 유리판의 이면 중앙부 (직경 20 ㎜ 정도) 를 검은 매직으로 전부 칠하고, 그 유리판의 이면에서 반사하지 않는 샘플로 하였다. 엘립소미터 (J.A.Woollam Japan 사 제조 : VASE) 에 상기 샘플을 세트하고, 500 ㎚ 의 파장, 입사각 50 ∼ 80 도의 조건에서 굴절률을 측정하였다.
(2) 반사율
실시예 및 비교예에서 얻어진 적층체의 전광선 반사율 (편광판측으로부터 광을 입사시켰을 때의 반사율) 을, 코니카 미놀타사 제조의 분광 측색계 CM-2600d 를 사용하여 측정하였다.
(3) 정면 휘도
실시예 및 비교예에서 얻어진 적층체의 각각을, 편광판이 상측이 되도록 하고, 청색 LED 의 균일 발광 조명 (아이테크 시스템사 제조 : 형번 : TMN150 × 180-22 BD-4) 의 위에 놓고, 편광판측으로부터, 휘도계 (코니카 미놀타사 제조, 상품명 「SR-UL1」) 로 휘도를 측정하였다. 또한, 균일 발광 조명의 발광 휘도는 1300 cd/㎡ 로 하였다.
[제조예 1] 편광판의 제작
폴리비닐알코올을 주성분으로 하는 고분자 필름 (쿠라레사 제조, 상품명 「9 P75R」, 두께 : 75 ㎛, 평균 중합도 : 2,400, 비누화도 99.9 몰％) 을 수욕 중에 1분간 침지시키면서 반송 방향으로 1.2 배로 연신한 후, 요오드 농도 0.3 중량％ 의 수용액 중에서 1 분간 침지시킴으로써, 염색하면서, 반송 방향으로, 전혀 연신되어 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 「KC4UYW」, 두께 : 40 ㎛) 의 편면에, 알루미나 콜로이드 함유 접착제를 도포하고, 이것을 상기에서 얻어진 편광자의 편면에 양자의 반송 방향이 평행이 되도록 롤·투·롤로 적층하였다. 또한, 알루미나 콜로이드 함유 접착제는, 아세트아세틸기를 갖는 폴리비닐알코올계 수지 (평균 중합도 1200, 비누화도 98.5 몰％, 아세트아세틸화도 5 몰％) 100 중량부에 대해, 메틸올멜라민 50 중량부를 순수에 용해시켜, 고형분 농도 3.7 중량％ 의 수용액을 조제하고, 이 수용액 100 중량부에 대해, 정전하를 갖는 알루미나 콜로이드 (평균 입자경 15 ㎚) 를 고형분 농도 10 중량％ 로 함유하는 수용액 18 중량부를 첨가하여 조제하였다. 계속해서, 편광자의 반대측에 동일한 알루미나 콜로이드 함유 접착제를 도포하고, 비누화 처리한 40 ㎛ 두께의 아크릴 수지 필름을 첩합시켜, 편광판을 제작하였다.
[제조예 2] 굴절률 조정층 형성용 도공액의 조제
(1) 규소 화합물의 겔화
2.2 g 의 DMSO 에, 규소 화합물의 전구체인 MTMS 를 0.95 g 용해시켜 혼합액 A 를 조제하였다. 이 혼합액 A 에, 0.01 ㏖/ℓ 의 옥살산 수용액을 0.5 g 첨가하고, 실온에서 30 분 교반을 실시함으로써 MTMS 를 가수 분해하여, 트리스(하이드록시)메틸실란을 함유하는 혼합액 B 를 생성하였다.
5.5 g 의 DMSO 에, 28 중량％ 의 암모니아수 0.38 g, 및 순수 0.2 g 을 첨가한 후, 또한 상기 혼합액 B 를 추가로 첨가하고, 실온에서 15 분 교반함으로써, 트리스(하이드록시)메틸실란의 겔화를 실시하여, 겔상 규소 화합물을 함유하는 혼합액 C 를 얻었다.
(2) 숙성 처리
상기와 같이 조제한 겔상 규소 화합물을 함유하는 혼합액 C 를, 그대로, 40 ℃ 에서 20 시간 인큐베이트하여, 숙성 처리를 실시하였다.
(3) 분쇄 처리
다음으로, 상기와 같이 숙성 처리한 겔상 규소 화합물을, 스패출러를 사용하여 수 ㎜ ∼ 수 ㎝ 사이즈의 과립상으로 부수었다. 이어서, 혼합액 C 에 IPA 를 40 g 첨가하고, 가볍게 교반한 후, 실온에서 6 시간 정치 (靜置) 하여, 겔 중의 용매 및 촉매를 데칸테이션하였다. 동일한 데칸테이션 처리를 3 회 실시함으로써, 용매 치환하여, 혼합액 D 를 얻었다. 이어서, 혼합액 D 중의 겔상 규소 화합물을 분쇄 처리 (고압 미디어리스 분쇄) 하였다. 분쇄 처리 (고압 미디어리스 분쇄) 는, 호모게나이저 (에스엠티사 제조, 상품명 「UH-50」) 를 사용하여, 5 cc 의 스크루 병에, 혼합액 D' 중의 겔상 화합물 1.85 g 및 IPA 를 1.15 g 칭량한 후, 50 W, 20 ㎑ 의 조건에서 2 분간의 분쇄로 실시하였다.
이 분쇄 처리에 의해, 상기 혼합액 D 중의 겔상 규소 화합물이 분쇄된 것에 의해, 그 혼합액 D' 는, 분쇄물의 졸액이 되었다. 혼합액 D' 에 함유되는 분쇄물의 입도 편차를 나타내는 체적 평균 입자경을, 동적 광 산란식 나노 트랙 입도 분석계 (닛키소사 제조, UPA-EX150형) 로 확인한 결과 0.50 ∼ 0.70 이었다. 또한, 이 졸액 (혼합액 C') 0.75 g 에 대해, 광 염기 발생제 (와코 순약 공업 주식회사 : 상품명 WPBG266) 의 1.5 중량％ 농도 MEK (메틸에틸케톤) 용액을 0.062 g, 비스(트리메톡시실릴)에탄의 5 ％ 농도 MEK 용액을 0.036 g 의 비율로 첨가하여, 굴절률 조정층 형성용 도공액을 얻었다.
[실시예 1]
제조예 1 에서 제작한 편광판의 아크릴 수지 필름의 표면에, 제조예 2 에서 조제한 굴절률 조정층 형성용 도공액을 도포하였다. 이 때, 형성된 도포층의 Wet 두께 (건조시키기 전의 두께) 는 약 27 ㎛ 였다. 그 도포층을, 온도 100 ℃ 에서 1 분 처리하여 건조시키고, 추가로, 건조 후의 도공층에, 파장 360 ㎚ 의 광을 사용하여 300 mJ/㎠ 의 광 조사량 (에너지) 으로 UV 조사하여, 상기 편광판 상에 굴절률 조정층이 형성된 적층체 a 를 얻었다. 이 굴절률 조정층의 굴절률은 1.15 였다.
시판되는 TV (Samsung 사 제조, 상품명 「UN65JS9000FXZA」) 를 분해하여, 백라이트측에 포함되는 파장 변환 재료, 즉 양자 도트 시트를 얻었다. 그 양자 도트 시트를 발광층으로서 사용하고, 상기 적층체 a 의 저굴절률층측에, 아크릴계 점착제를 개재하여 첩합하였다.
상기와 같이 하여, 편광판과, 굴절률 조정층과, 발광층을 구비하는 적층체 A 를 얻었다. 얻어진 적층체 A 를 상기 평가 (2) 및 (3) 에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
[실시예 2]
적층체 a 와 양자 도트 시트 (발광층) 를, 착색층을 개재하여 적층한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 적층체 B (편광판/굴절률 조정층/착색층/발광층) 를 얻었다. 얻어진 적층체 B 를 상기 평가 (2) 및 (3) 에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 또한, 착색층은 이하와 같이 하여 형성하였다.
(착색층의 형성)
아크릴산n-부틸, 수산기 함유 모노머를 공중합하여 이루어지는 아크릴계 폴리머 100 중량부에 대해, 라디칼 발생제 (벤조일퍼옥사이드, 니혼 유지사 제조, 상품명 「나이파 BMT」) 를 0.3 중량부, 이소시아네이트계 가교제 (토소사 제조, 상품명 「콜로네이트 L」) 를 1 중량부, 색소 (야마모토 화성사 제조, 상품명 「PD-320」) 를 0.25 중량부, 페놀계 산화 방지제 (BASF 재팬사 제조, 상품명 「IRGANOX1010」) 를 0.2 중량부 함유하여 이루어지는 색소 함유 점착제를 제작하였다. 점착제의 박리가 용이해지는 처리를 실시한 PET 기재 (미츠비시 수지사 제조, 상품명 「MRF38CK」) 상에, 어플리케이터에 상기 점착제를 20 ㎛ 의 두께로 도공하고, 155 ℃ 2 분 건조 후, 점착제 샘플을 꺼내어, 적층체 a 의 굴절률 조정층 측에 상기 점착재면을 첩합하여, 착색층을 형성하였다.
[비교예 1]
굴절률 조정층을 형성하지 않았던 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 편광판과 발광층을 포함하는 적층체 C (편광판/발광층) 를 얻었다. 얻어진 적층체 C 를 상기 평가 (2) 및 (3) 에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
[비교예 2]
굴절률 조정층을 형성하지 않고, 또한, 편광판과 발광층을 첩합하지 않고 적층한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 적층체 D 를 얻었다. 또한, 적층체 D 에 있어서는, 편광판과 발광층 사이에 공기층이 형성되어 있었다. 얻어진 적층체 D 를 상기 평가 (2) 및 (3) 에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
Figure pct00001
표 1 로부터 분명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 편광판과 발광층 사이에 굴절률 조정층을 배치함으로써, 우수한 정면 휘도와, 외광 반사의 억제를 양립할 수 있다. 한편, 비교예 1 에 있어서는, 공기층이 없는 것에 의해, 외광 반사는 적지만, 정면 휘도가 낮아져 있다. 이것은, 백라이트로부터의 광이 편광판과 공기의 계면에서 반사되지만, 반사광이 편광판에서 흡수되기 때문인 것으로 생각된다. 본 발명에 있어서는, 굴절률 조정층을 배치함으로써, 편광판보다 배면측(구체적으로는, 굴절률 조정층과 발광층의 계면) 에서의 반사가 발생하고, 반사광에 의해 발광층의 발광량이 증가하게 되어, 광의 이용 효율이 우수하다. 또, 비교예 2 에 있어서는, 공기층이 존재함으로써, 광의 이용 효율은 높지만, 외광 반사가 강해진다.
10 : 편광판
20 : 굴절률 조정층
30 : 발광층
100 : 화상 표시 장치

Claims (8)

  1. 적어도, 편광판과, 굴절률 조정층과, 발광층을 이 순서로 구비하고,
    그 굴절률 조정층의 굴절률이 1.2 이하인, 화상 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광층이, 입사광의 일부의 파장을 변환시켜 발광하는 층인, 화상 표시 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 발광층이, 파장 변환 재료로서, 양자 도트 또는 형광체를 포함하는, 화상 표시 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광층이, 컬러 필터인, 화상 표시 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편광판이 원 편광판으로서 기능하는, 화상 표시 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    착색층을 추가로 구비하는, 화상 표시 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 착색층이, 상기 굴절률 조정층과 발광층 사이에 배치되는, 화상 표시 장치.
  8. 편광판과, 굴절률 조정층을 구비하는 광학 적층체로서,
    발광층을 구비하는 광학 부재에 적층하여 사용되는, 광학 적층체.
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