KR20200018391A - 광학 적층체 - Google Patents

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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

화상 표시 장치에 사용했을 경우에, 반사율을 억제하면서 충분한 휘도를 발현할 수 있고, 양호한 색상을 발현할 수 있고, 비용 저감을 실현할 수 있는 광학 적층체를 제공한다. 본 발명의 광학 적층체는 파장 변환층과 흡수층을 갖는 광학 적층체이며, 상기 흡수층으로부터 보아서 상기 파장 변환층의 반대측에 편광판을 갖지 않고, 상기 파장 변환층은 입사광의 일부의 파장을 변환해서 발광하는 층이며, 상기 흡수층은 480nm∼780nm의 파장 사이에 흡수 피크를 갖는 화합물을 함유하는 층이며, 상기 파장 변환층의 380nm∼480nm의 파장에 있어서의 평균 반사율 R1과 상기 파장 변환층의 490nm∼600nm의 파장에 있어서의 평균 반사율 R2의 관계가 R2>R1이며, 상기 광학 적층체의 상기 흡수층측의 380nm∼480nm의 파장에 있어서의 반사율의 극대 피크값를 P1이라 하고, 상기 광학 적층체의 상기 흡수층측의 490nm∼600nm의 파장에 있어서의 반사율의 극대 피크값를 P2라고 했을 때에, P2/P1가 0.7∼1.5이다.

Description

광학 적층체
본 발명은, 광학 적층체에 관한 것이다.
최근, 색 재현성이 우수한 화상 표시 장치로서, 양자점 등의 발광 재료로 구성되는 발광층을 구비하는 화상 표시 장치가 주목받고 있다(예를 들면 특허문헌 1). 예를 들면, 양자점을 사용한 양자점 필름은, 광이 입사하면 양자점이 여기되어 형광을 발광한다. 예를 들면 청색 LED의 백라이트를 사용하면, 양자점 필름에 의해 청색광의 일부가 적색광 및 녹색광으로 변환되고, 청색광의 일부는 그대로 청색광으로서 출사된다. 그 결과, 백색광을 실현할 수 있다. 또한, 이러한 양자점 필름을 사용함으로써, NTSC비 100% 이상의 색 재현성을 실현할 수 있다고 여겨지고 있다.
상기와 같은 화상 표시 장치는 반사율이 높다. 그래서, 반사율 저감을 위해서 상기와 같은 화상 표시 장치에는 편광판이 사용되는 것이 일반적이다.
그러나, 편광판이 사용될 경우, 휘도의 저하, 색상의 이상, 고비용 등의 문제가 생긴다. 이 때문에, 상기와 같은 화상 표시 장치에 있어서 휘도의 향상, 색상의 개선, 비용 저감이 요구되고 있다.
일본 특허공개 2015-111518호 공보
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 그 주된 목적은, 화상 표시 장치에 사용했을 경우에 반사율을 억제하면서 충분한 휘도를 발현할 수 있고, 양호한 색상을 발현할 수 있고, 비용 저감을 실현할 수 있는, 광학 적층체를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 광학 적층체는,
파장 변환층과 흡수층을 갖는 광학 적층체이며,
상기 흡수층으로부터 보아서 상기 파장 변환층의 반대측에 편광판을 갖지 않고,
상기 파장 변환층은 입사광 일부의 파장을 변환해서 발광하는 층이며,
상기 흡수층은 380nm∼780nm의 파장 사이에 흡수 피크를 갖는 화합물을 함유하는 층이며,
상기 파장 변환층의 380nm∼480nm의 파장에 있어서의 평균 반사율 R1과 상기 파장 변환층의 490nm∼600nm의 파장에 있어서의 평균 반사율 R2의 관계가 R2>R1이며,
상기 광학 적층체의 상기 흡수층측의 380nm∼480nm의 파장에 있어서의 반사율의 극대 피크값를 P1이라고 하고, 상기 광학 적층체의 상기 흡수층측의 490nm∼600nm의 파장에 있어서의 반사율의 극대 피크값를 P2라고 했을 때, P2/P1가 0.7∼1.5이다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 파장 변환층이 파장 변환 재료로서 양자점 또는 형광체를 포함한다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 파장 변환층이 컬러 필터이다.
본 발명에 의하면, 화상 표시 장치에 사용했을 경우에 반사율을 억제하면서 충분한 휘도를 발현할 수 있고, 양호한 색상을 발현할 수 있고, 비용 저감을 실현할 수 있는, 광학 적층체를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 광학 적층체의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 광학 적층체를 포함하는 화상 표시 장치의 하나의 실시형태의 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 광학 적층체의 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명의 광학 적층체를 포함하는 화상 표시 장치의 하나의 실시형태의 개략 단면도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태에는 한정되지 않는다.
≪≪광학 적층체≫≫
본 발명의 광학 적층체는 파장 변환층과 흡수층을 갖는다. 본 발명의 광학 적층체는 파장 변환층과 흡수층으로 이루어지는 것이라도 좋다.
본 발명의 광학 적층체는 흡수층으로부터 보아서 파장 변환층의 반대측에 편광판을 갖지 않는다. 본 발명의 광학 적층체가 흡수층으로부터 보아서 파장 변환층의 반대측에 편광판을 갖지 않음으로써, 흡수층으로부터 보아서 파장 변환층의 반대측에 편광판을 가질 경우에 비하여 휘도의 저하를 어느 정도 억제할 수 있고, 비용 저감을 실현할 수 있다. 그러나, 파장 변환층과 흡수층을 갖는 광학 적층체에 있어서, 흡수층으로부터 보아서 파장 변환층의 반대측에 편광판을 갖지 않는다는 것만으로는 충분히 반사율을 억제하는 것이나, 충분한 휘도를 발현하는 것이나, 양호한 색상을 발현하는 것은 불가능하다. 본 발명에 있어서는, 흡수층으로부터 보아서 파장 변환층의 반대측에 편광판을 갖지 않는 것에 추가해서, 파장 변환층과 흡수층의 각각에 대해서 특별한 설계를 행하여 배치함으로써, 화상 표시 장치에 사용했을 경우에 반사율을 억제하면서 충분한 휘도를 발현할 수 있고, 양호한 색상을 발현할 수 있고, 비용 저감을 실현할 수 있는, 광학 적층체를 제공할 수 있다.
본 발명의 광학 적층체는 파장 변환층과 흡수층을 갖고 있고, 상기 흡수층으로부터 보아서 상기 파장 변환층의 반대측에 편광판을 갖지 않는 한, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위에서 임의의 적절한 다른 층을 가질 수 있다.
본 발명의 광학 적층체는 보호 필름을 갖고 있어도 좋다. 구체적으로는, 본 발명의 광학 적층체는, 예를 들면 흡수층으로부터 보아서 파장 변환층의 반대측에 보호 필름을 갖고 있어도 좋다.
본 발명의 광학 적층체는 굴절률 조정층을 갖고 있어도 좋다. 구체적으로는, 본 발명의 광학 적층체는, 예를 들면 흡수층으로부터 보아서 파장 변환층의 반대측에 굴절률 조정층을 갖고 있어도 좋다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 광학 적층체의 개략 단면도이다. 도 1에 있어서, 광학 적층체(100)는 파장 변환층(10)과 흡수층(20)을 구비한다.
본 발명의 광학 적층체의 두께는, 바람직하게는 10㎛∼1000㎛이고, 보다 바람직하게는 15㎛∼800㎛이고, 더 바람직하게는 20㎛∼600㎛이며, 특히 바람직하게는 20㎛∼500㎛이다. 본 발명의 광학 적층체의 두께가 상기 범위 내에 있음으로써 본 발명의 효과를 보다 발현시킬 수 있다.
본 발명에 있어서는 광학 적층체의 흡수층측의 380nm∼480nm의 파장에 있어서의 반사율의 극대 피크값를 P1이라고 하고, 광학 적층체의 흡수층측의 490nm∼600nm의 파장에 있어서의 반사율의 극대 피크값를 P2라고 했을 때, P2/P1가 0.7∼1.5이다. 본 발명의 광학 적층체에 있어서는, P2/P1를 0.7∼1.5가 되도록 하면, 본 발명에 요구되는 다른 구성 요건과 서로 합쳐짐으로써, 화상 표시 장치에 사용했을 경우에 반사율을 억제하면서 충분한 휘도를 발현할 수 있고, 양호한 색상을 발현할 수 있고, 비용 저감을 실현할 수 있다.
P2/P1는 본 발명의 효과를 보다 발현시킬 수 있는 점에서, 바람직하게는 0.8∼1.4이고, 보다 바람직하게는 0.85∼1.37이고, 더 바람직하게는 0.9∼1.35이며, 특히 바람직하게는 0.95∼1.32이다.
본 발명에 있어서는 광학 적층체의 전체 광선 반사율(측정 방법에 대해서는 뒤에 상세히 설명)은, 바람직하게는 60% 이하이고, 보다 바람직하게는 50% 이하이고, 더 바람직하게는 40% 이하이고, 특히 바람직하게는 35% 이하이며, 가장 바람직하게는 30% 이하이다. 광학 적층체의 전체 광선 반사율의 하한값은 작으면 작을수록 좋고, 이상적으로는 0%이다. 본 발명의 광학 적층체의 전체 광선 반사율이 상기 범위 내에 있으면, 화상 표시 장치에 사용했을 경우에 반사율을 보다 충분하게 억제할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 광학 적층체의 반사 색상(x, y)(측정 방법에 대해서는 뒤에 상세히 설명)에 근거하는 D65에 대한 Δxy가, 바람직하게는 0.05 이하이고, 보다 바람직하게는 0.045 이하이고, 더 바람직하게는 0.04 이하이고, 특히 바람직하게는 0.03 이하이며, 가장 바람직하게는 0.02 이하이다. Δxy의 하한값은 작으면 작을수록 좋고, 이상적으로는 0이다. 본 발명의 광학 적층체의 Δxy가 상기 범위 내에 있으면, 화상 표시 장치에 사용했을 경우에 보다 양호한 색상을 발현할 수 있다.
≪파장 변환층≫
파장 변환층은 입사광의 일부의 파장을 변환하여 발광하는 층이다.
파장 변환층은, 대표적으로는 파장 변환 재료를 포함한다. 보다 상세하게는, 파장 변환층은 매트릭스와 상기 매트릭스 중에 분산된 파장 변환 재료를 포함할 수 있다.
파장 변환층은, 예를 들면 컬러 필터로서 채용해도 좋다.
파장 변환층은 단일층이라도 좋고, 적층 구조를 갖고 있어도 좋다. 파장 변환층이 적층 구조를 가질 경우에는, 각각의 층은, 대표적으로는 다른 발광 특성을 갖는 파장 변환 재료를 포함할 수 있다.
파장 변환층의 두께(층적 구조를 갖는 경우에는, 그 총두께)는, 바람직하게는 1㎛∼500㎛이고, 보다 바람직하게는 100㎛∼400㎛이다. 파장 변환층의 두께가 이러한 범위이면, 변환 효율 및 내구성이 뛰어날 수 있다. 파장 변환층이 적층 구조를 가질 경우의 각 층의 두께는, 바람직하게는 1㎛∼300㎛이고, 보다 바람직하게는 10㎛∼250㎛이다.
본 발명에 있어서는, 파장 변환층의 380nm∼480nm의 파장에 있어서의 평균 반사율을 R1이라고 하고, 파장 변환층의 490nm∼600nm의 파장에 있어서의 평균 반사율을 R2라고 했을 경우에, 그것들의 관계가 R2>R1이다. 이러한 파장 특성을 갖는 파장 변환층을 갖는 광학 적층체를 화상 표시 장치에 사용했을 경우라도, 반사율을 억제하면서 충분한 휘도를 발현할 수 있고, 양호한 색상을 발현할 수 있고, 비용 저감을 실현할 수 있도록 고안을 행함으로써, 본 발명은 매우 우수한 효과를 발현할 수 있다.
<매트릭스>
매트릭스를 구성하는 재료(이하, 매트릭스 재료라고도 칭한다)로서는, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위에서 임의의 적절한 재료를 사용할 수 있다. 이러한 재료로서는, 예를 들면 수지, 유기 산화물, 무기 산화물을 들 수 있다. 매트릭스 재료는 바람직하게는, 낮은 산소 투과성 및 낮은 투습성을 갖고, 높은 광 안정성 및 높은 화학적 안정성을 갖고, 소정의 굴절률을 갖고, 뛰어난 투명성을 갖고, 및/또는, 파장 변환 재료에 대하여 뛰어난 분산성을 갖는다. 매트릭스는 실용적으로는 수지 필름 또는 점착제로 구성될 수 있다.
(수지 필름)
매트릭스가 수지 필름일 경우, 수지 필름을 구성하는 수지로서는 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위에서 임의의 적절한 수지를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 수지는 열가소성 수지라도 좋고, 열경화성 수지라도 좋고, 활성 에너지선 경화성 수지라도 좋다. 활성 에너지선 경화성 수지로서는, 예를 들면 전자선 경화형 수지, 자외선 경화형 수지, 가시광선 경화형 수지를 들 수 있다.
매트릭스가 수지 필름일 경우, 수지 필름을 구성하는 수지의 구체예로서는, 예를 들면 에폭시, (메타)아크릴레이트(예를 들면, 메틸메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트), 노보넨, 폴리에틸렌, 폴리(비닐부티랄), 폴리(비닐아세테이트), 폴리요소, 폴리우레탄, 아미노실리콘(AMS), 폴리페닐메틸실록산, 폴리페닐알킬실록산, 폴리디페닐실록산, 폴리디알킬실록산, 실세스퀴옥산, 불화 실리콘, 비닐 및 수소화물 치환 실리콘, 스티렌계 폴리머(예를 들면, 폴리스티렌, 아미노폴리스티렌(APS), 폴리(아크릴로니토릴에틸렌스틸렌)(AES)), 2관능성 모노머와 가교한 폴리머(예를 들면, 디비닐벤젠), 폴리에스테르계 폴리머(예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트), 셀룰로오스계 폴리머(예를 들면, 트리아세틸셀룰로오스), 염화비닐계 폴리머, 아미드계 폴리머, 이미드계 폴리머, 비닐알콜계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 아크릴우레탄계 폴리머를 들 수 있다. 이것들은 단독으로 사용해도 좋고, 조합해서(예를 들면, 블렌드, 공중합) 사용해도 좋다. 이들 수지는 막을 형성 후에 연신, 가열, 가압과 같은 처리를 실시해도 좋다. 수지는, 바람직하게는 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지이고, 보다 바람직하게는 열경화성 수지이다.
(점착제)
매트릭스가 점착제일 경우, 점착제로서는, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위에서 임의의 적절한 점착제를 사용할 수 있다. 점착제는, 바람직하게는 투명성 및 광학적 등방성을 갖는다. 점착제의 구체예로서는, 예를 들면 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 에폭시계 점착제, 셀룰로오스계 점착제를 들 수 있다. 점착제는, 바람직하게는 고무계 점착제 또는 아크릴계 점착제이다.
<파장 변환 재료>
파장 변환 재료는 파장 변환층의 파장 변환 특성을 제어할 수 있다. 파장 변환 재료로서는, 예를 들면 양자점, 형광체를 들 수 있다. 즉, 파장 변환층은 파장 변환 재료로서, 바람직하게는 양자점 또는 형광체를 포함한다.
파장 변환층에 있어서의 파장 변환 재료의 함유량(2종 이상을 사용할 경우에는 합계의 함유량)은, 매트릭스 재료(대표적으로는, 수지 또는 점착제 고형분) 100중량부에 대하여 바람직하게는 0.01중량부∼50중량부, 보다 바람직하게는 0.01중량부∼30중량부이다. 파장 변환 재료의 함유량이 이러한 범위이면, RGB 전부의 색상 밸런스가 우수한 화상 표시 장치를 실현할 수 있다.
(양자점)
양자점의 발광 중심 파장은 양자점의 재료 및/또는 조성, 입자 사이즈, 형상 등에 의해 조정할 수 있다.
양자점은 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위에서 임의의 적절한 재료로 구성될 수 있다. 양자점은, 바람직하게는 무기재료, 보다 바람직하게는 무기 도체 재료 또는 무기 반도체 재료로 구성될 수 있다. 반도체 재료로서는, 예를 들면 II-VI족, III-V족, IV-VI족 및 IV족의 반도체를 들 수 있다. 구체예로서는, Si, Ge, Sn, Se, Te, B, C(다이아몬드를 포함한다), 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, Al2CO를 들 수 있다. 이것들은 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 좋다. 양자점은 p형 도펀트 또는 n형 도펀트를 함유하고 있어도 좋다. 양자점은 코어쉘 구조를 갖고 있어도 좋다. 이러한 코어쉘 구조에 있어서는, 쉘의 주위에 목적에 따라서 임의의 적절한 기능층(단일층 또는 복수층)이 형성되어 있어도 좋고, 쉘 표면에 표면 처리 및/또는 화학 수식이 되어 있어도 좋다.
양자점의 형상으로서는, 목적에 따라서 임의의 적절한 형상이 채용될 수 있다. 양자점 형상의 구체예로서는, 예를 들면 진구 형상, 인편 형상, 판 형상, 타원구 형상, 부정형을 들 수 있다.
양자점의 사이즈는 소망의 발광 파장에 따라 임의의 적절한 사이즈를 채용할 수 있다. 양자점의 사이즈는, 바람직하게는 1nm∼10nm이고, 보다 바람직하게는 2nm∼8nm이다. 양자점의 사이즈가 이러한 범위이면, 녹색 및 적색의 각각이 샤프한 발광을 나타내고, 고연색성을 실현할 수 있다. 예를 들면, 녹색광은 양자점의 사이즈가 7nm 정도에서 발광할 수 있고, 적색광은 3nm 정도에서 발광할 수 있다. 또한, 양자점의 사이즈는, 예를 들면 양자점이 진구 형상일 경우에는 평균 입경이고, 그 이외의 형상일 경우에는 상기 형상에 있어서의 최소축을 따른 치수이다.
양자점의 상세는, 예를 들면 일본 특허공개 2012-169271호 공보, 일본 특허공개 2015-102857호 공보, 일본 특허공개 2015-65158호 공보, 일본 특허공표 2013-544018호 공보, 일본 특허공표 2010-533976호 공보에 기재되어 있고, 이들 공보의 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다. 양자점은 시판품을 사용해도 좋다.
(형광체)
형광체로서는, 목적에 따라서 소망의 색의 광을 발광할 수 있는 임의의 적절한 형광체를 사용할 수 있다. 구체예로서는, 예를 들면 적색 형광체, 녹색 형광체를 들 수 있다.
적색 형광체로서는, 예를 들면 Mn4+로 활성화된 복합 불화물 형광체를 들 수 있다. 복합 불화물 형광체란, 적어도 하나의 배위 중심(예를 들면, 후술의 M)을 함유하고, 배위자로서 작용하는 불화물 이온에 둘러싸이며, 필요에 따라서 카운터 이온(예를 들면, 후술의 A)에 의해 전하를 보상받는 배위 화합물을 말한다. 이러한 복합 불화물 형광체의 구체예로서는, 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. 여기에서 A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 또는 그 조합이다. M은 Al, Ga, In 또는 그 조합이다. M'는 Ge, Si, Sn, Ti, Zr 또는 그 조합이다. E는 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn 또는 그 조합이다. 배위 중심에 있어서의 배위수가 6인 복합 불화물 형광체가 바람직하다. 이러한 적색 형광체의 상세는, 예를 들면 일본 특허공개 2015-84327호 공보에 기재되어 있다. 상기 공보의 기재는 그 전체가 참고로서 본 명세서에 원용된다.
녹색 형광체로서는, 예를 들면 β형 Si3N4 결정 구조를 갖는 사이알론의 고용체를 주성분으로서 포함하는 화합물을 들 수 있다. 바람직하게는, 이러한 사이알론 결정 중에 포함되는 산소량을 특정량(예를 들면, 0.8질량%) 이하로 하는 처리가 행하여진다. 이러한 처리를 행함으로써 피크 폭이 좁고, 샤프한 광을 발광하는 녹색 형광체가 얻어질 수 있다. 이러한 녹색 형광체의 상세는, 예를 들면 일본 특허공개 2013-28814호 공보에 기재되어 있다. 상기 공보의 기재는 그 전체가 참고로서 본 명세서에 원용된다.
≪흡수층≫
흡수층은 380nm∼780nm의 파장 사이에 흡수 피크를 갖는 화합물을 함유하는 층이다.
흡수층은, 바람직하게는 임의의 적절한 1종 이상의 색재를 포함한다. 대표적으로는, 흡수층에 있어서 색재는 매트릭스 중에 존재한다.
하나의 실시형태에 있어서는, 흡수층은 특정 파장 범위의 광을 선택적으로 흡수한다(즉, 특정 범위의 파장 대역에 흡수 극대 파장을 갖는다). 다른 실시형태에 있어서는, 흡수층은 가시광 영역 전체 파장을 흡수하도록 기능한다. 바람직하게는, 흡수층은 특정 파장 범위의 광을 선택적으로 흡수한다. 특정 파장 범위의 광을 선택적으로 흡수하도록 하여 흡수층을 구성하면, 가시광 투과율의 저하(즉, 휘도의 저하)를 억제하면서, 반사 방지 기능을 높일 수 있다. 또한, 흡수되는 광의 파장을 조정함으로써 반사 색상을 뉴트럴로 할 수가 있고, 불필요한 착색을 방지할 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 흡수층은 440nm∼510nm 범위의 파장 대역에 흡수 극대 파장을 갖는다. 이러한 흡수층을 형성하면 반사 색상을 적절하게 조정할 수 있다.
다른 실시형태에 있어서는, 흡수층은 560nm∼610nm 범위의 파장 대역에 흡수 극대 파장을 갖는다. 이러한 흡수층을 형성하면 반사 색상을 적절하게 조정할 수 있다.
또 다른 실시형태에 있어서는, 흡수층은 440nm∼510nm 및 560nm∼610nm 범위의 파장 대역에 흡수 극대 파장을 갖는다. 이러한 구성이면, 화상 표시 장치를 현저히 광색역화 할 수 있다. 상기와 같이, 2 이상의 흡수 극대 파장을 갖는 흡수층은 복수종의 색재를 사용함으로써 얻을 수 있다.
흡수층의 흡수 극대 파장에서의 투과율은, 바람직하게는 0%∼80%이며 보다 바람직하게는 0%∼70%이다. 흡수층의 흡수 극대 파장에서의 투과율이 이러한 범위 내에 있으면 본 발명의 효과가 보다 발현될 수 있다.
흡수층의 가시광 투과율은, 바람직하게는 30%∼90%이고, 보다 바람직하게는 30%∼80%이다. 흡수층의 가시광 투과율이 이러한 범위 내에 있으면, 본 발명의 효과가 보다 발현될 수 있다.
흡수층의 헤이즈값은, 바람직하게는 15% 이하이고, 보다 바람직하게는 10% 이하이다. 흡수층의 헤이즈값은 작을수록 바람직하지만, 그 하한은 예를 들면 0.1%이다. 흡수층의 헤이즈값이 이러한 범위 내에 있으면, 본 발명의 효과가 보다 발현될 수 있다.
흡수층의 두께는, 바람직하게는 1㎛∼100㎛이고, 보다 바람직하게는 2㎛∼30㎛이다. 흡수층의 두께가 이러한 범위 내에 있으면, 본 발명의 효과가 보다 발현될 수 있다.
(색재)
색재의 구체예로서는, 예를 들면 안트라퀴논계, 트리페닐메탄계, 나프토퀴논계, 티오인디고계, 페리논계, 페릴렌계, 스쿠아릴리움계, 시아닌계, 포르피린계, 아자포르피린계, 프탈로시아닌계, 서브프탈로시아닌계, 퀴니자린계, 폴리메틴계, 로다민계, 옥소놀계, 퀴논계, 아조계, 크산텐계, 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, 크산텐계 또는 프탈로시아닌계의 염료가 사용된다. 이들 염료를 사용하면, 440nm∼510nm 범위의 파장 대역에 흡수 극대 파장을 갖는 흡수층을 형성할 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 색재로서 상기 범위에 흡수 극대 파장을 갖는 착색층은, 예를 들면 색재로서 인디고계, 로다민계, 퀴나크리돈계 또는 포르피린계의 염료가 사용된다. 이들 염료를 사용하면, 560nm∼610nm 범위의 파장대역에 흡수 극대 파장을 갖는 흡수층을 형성할 수 있다.
색재로서 안료를 사용해도 좋다. 안료의 구체예로서는, 예를 들면 흑색 안료(카본블랙, 본블랙, 그래파이트, 철흑, 티타늄블랙 등), 아조계 안료, 프탈로시아닌계 안료, 다환식 안료(퀴나크리돈계, 페릴렌계, 페리논계, 이소인돌리논계, 이소인돌린계, 디옥사진계, 티오인디고계, 안트라퀴논계, 퀴노프탈론계, 금속 착체계, 디케토피롤로피롤계 등), 염료 레이크계 안료, 백색·체질 안료(산화티탄, 산화아연, 황화아연, 클레이, 탤크, 황산바륨, 탄산칼슘 등), 유채 안료(황연, 카드뮴계, 크롬버밀리언, 니켈티타늄, 크롬티타늄, 황색 산화철, 벵갈라, 징크 크로메이트, 연단, 군청, 감청, 코발트 블루, 크롬 그린, 산화크롬, 바나딘산 비스무트 등), 광휘재 안료(펄 안료, 알루미늄 안료, 브론즈 안료 등), 형광 안료(황화아연, 황화스트론튬, 알루민산 스트론튬 등) 등을 들 수 있다.
색재의 함유 비율은 색재의 종류, 소망의 광흡수 특성 등에 따라, 임의의 적절한 비율로 될 수 있다. 색재의 함유 비율은 매트릭스 재료 100중량부에 대하여, 바람직하게는 0.01중량부∼100중량부이고, 보다 바람직하게는 0.01중량부∼50중량부이다.
색재로서 안료를 사용할 경우, 매트릭스 중의 상기 안료의 수 평균 입자경은, 바람직하게는 500nm 이하이고, 보다 바람직하게는 1nm∼100nm이다. 이러한 범위이면 헤이즈값이 작은 흡수층을 형성할 수 있다. 안료의 수 평균 입자경은 흡수층의 단면 관찰에 의해 측정·산출된다.
(매트릭스)
매트릭스는 점착제라도 좋고, 수지 필름이라도 좋다. 바람직하게는 점착제이다.
매트릭스가 점착제일 경우, 점착제로서는 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위에서 임의의 적절한 점착제를 사용할 수 있다. 점착제는, 바람직하게는 투명성 및 광학적 등방성을 갖는다. 점착제의 구체예로서는, 예를 들면 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 에폭시계 점착제, 셀룰로오스계 점착제를 들 수 있다. 점착제는, 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)로서는 스티렌계 열가소성 엘라스토머(A1), 이소부틸렌계 폴리머(A2) 및 그 조합을 들 수 있다.
스티렌계 열가소성 엘라스토머(A1)로서는, 예를 들면 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, SIS의 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 양쪽 말단에 폴리스티렌 블록을 갖고, 폴리머로서 높은 응집력을 갖는 점으로부터, 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 블록 공중합체(SEPS, SIS의 수소 첨가물), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체(SEBS), 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체(SIBS)가 바람직하다. 스티렌계 열가소성 엘라스토머(A1)로서 시판품을 사용해도 좋다. 시판품의 구체예로서는, 예를 들면 쿠라레사제의 SEPTON, HYBRAR, 아사히카세이 케미컬즈사제의 터프텍, 가네카사제의 SIBSTAR를 들 수 있다.
스티렌계 열가소성 엘라스토머(A1)의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 5만∼50만 정도이고, 보다 바람직하게는 5만∼30만 정도이고, 더 바람직하게는 5만∼25만 정도이다. 스티렌계 열가소성 엘라스토머(A1)의 중량 평균 분자량이 이러한 범위이면, 폴리머의 응집력과 점탄성을 양립할 수 있기 때문에 바람직하다.
스티렌계 열가소성 엘라스토머(A1) 중의 스티렌 함유량은, 바람직하게는 5중량%∼70중량% 정도이고, 보다 바람직하게는 5중량%∼40중량% 정도이고, 더 바람직하게는 10중량%∼20중량% 정도이다. 스티렌계 열가소성 엘라스토머(A1) 중의 스티렌 함유량이 이러한 범위이면, 스티렌 부위에 의한 응집력을 유지하면서 소프트 세그먼트에 의한 점탄성을 확보할 수 있기 때문에 바람직하다.
이소부틸렌계 폴리머(A2)로서는, 이소부틸렌을 구성 단량체로서 포함하고, 중량 평균 분자량(Mw)이 바람직하게는 50만 이상인 것을 들 수 있다. 이소부틸렌계 폴리머(A2)는 이소부틸렌의 호모폴리머(폴리이소부틸렌, PIB)라도 좋고, 이소부틸렌을 주 모노머로 하는 코폴리머(즉, 이소부틸렌이 50몰%를 초과하는 비율로 공중합된 코폴리머)라도 좋다. 이러한 코폴리머로서는, 예를 들면 이소부틸렌과 노멀 부틸렌의 공중합체, 이소부틸렌과 이소프렌의 공중합체(예를 들면 레귤러 부틸 고무, 염소화부틸 고무, 브롬화부틸 고무, 부분가교 부틸 고무 등의 부틸 고무류), 이것들의 가황물이나 변성물(예를 들면, 수산기, 카르복실기, 아미노기, 에폭시기 등의 관능기로 변성한 것)을 들 수 있다. 이것들 중에서도, 주쇄 중에 이중 결합을 포함하지 않고 내후성이 우수한 점으로부터, 폴리이소부틸렌(PIB)이 바람직하다. 이소부틸렌계 폴리머(A2)로서 시판품을 사용해도 좋다. 시판품의 구체예로서는, BASF사제의 OPPANOL을 들 수 있다.
이소부틸렌계 폴리머(A2)의 중량 평균 분자량(Mw)은, 바람직하게는 50만 이상이고, 보다 바람직하게는 60만 이상이고, 더 바람직하게는 70만 이상이다. 또한, 중량 평균 분자량(Mw)의 상한은, 바람직하게는 500만 이하이고, 보다 바람직하게는 300만 이하이고, 더 바람직하게는 200만 이하이다. 이소부틸렌계 폴리머(A2)의 중량 평균 분자량을 50만 이상으로 함으로써 고온 보관시의 내구성이 보다 뛰어나는 점착제 조성물로 할 수 있다.
점착제(점착제 조성물)에 있어서의 고무계 폴리머(A)의 함유량은, 점착제 조성물의 전체 고형분 중, 바람직하게는 30중량% 이상이고, 보다 바람직하게는 40중량% 이상이고, 더 바람직하게는 50중량% 이상이며, 특히 바람직하게는 60중량% 이상이다. 고무계 폴리머의 함유량의 상한은, 바람직하게는 95중량% 이하이고, 보다 바람직하게는 90중량% 이하이다.
고무계 점착제에 있어서 고무계 폴리머(A)와 다른 고무계 폴리머를 조합해서 사용해도 좋다. 다른 고무계 폴리머의 구체예로서는, 예를 들면 부틸 고무(IIR), 부타디엔 고무(BR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), EPR(2원계 에틸렌-프로필렌 고무), EPT(3원계 에틸렌-프로필렌 고무), 아크릴 고무, 우레탄 고무, 폴리우레탄계 열가소성 엘라스토머; 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머; 폴리프로필렌과 EPT(3원계 에틸렌-프로필렌 고무)의 폴리머 브렌드 등의 브렌드계 열가소성 엘라스토머를 들 수 있다. 다른 고무계 폴리머의 배합량은 고무계 폴리머(A) 100중량부에 대하여 바람직하게는 10중량부 정도 이하이다.
아크릴계 점착제(점착제 조성물)의 아크릴계 폴리머는, 대표적으로는 알킬(메타)아크릴레이트를 주성분으로서 함유하고, 목적에 따른 공중합 성분으로서 방향환 함유 (메타)아크릴레이트, 아미드기 함유 모노머, 카르복실기 함유 모노머 및/ 또는 히드록실기 함유 모노머를 함유할 수 있다. 본 명세서에 있어서 「(메타)아크릴레이트」란 아크릴레이트 및/또는 메타아크릴레이트를 의미한다. 알킬(메타)아크릴레이트로서는, 직쇄 형상 또는 분기쇄 형상의 알킬기의 탄소수 1∼18의 것을 예시할 수 있다. 방향환 함유 (메타)아크릴레이트는 그 구조 중에 방향환 구조를 포함하고, 또한 (메타)아크릴로일기를 포함하는 화합물이다. 방향환으로서는 벤젠환, 나프탈렌환, 또는 비페닐환을 들 수 있다. 방향환 함유 (메타)아크릴레이트는 내구성(특히, 투명 도전층에 대한 내구성)을 충족하고 또한, 주변부의 아웃라인에 의한 표시 불균일을 개선할 수 있다. 아미드기 함유 모노머는 그 구조 중에 아미드기를 포함하고, 또한 (메타)아크릴로일기, 비닐기 등의 중합성 불포화 이중 결합을 포함하는 화합물이다. 카르복실기 함유 모노머는 그 구조 중에 카르복실기를 포함하고, 또한 (메타)아크릴로일기, 비닐기 등의 중합성 불포화 이중 결합을 포함하는 화합물이다. 히드록실기 함유 모노머는 그 구조 중에 히드록실기를 포함하고, 또한, (메타)아크릴로일기, 비닐기 등의 중합성 불포화 이중 결합을 포함하는 화합물이다. 아크릴계 점착제의 상세는, 예를 들면 일본 특허공개 2015-199942호 공보에 기재되어 있고, 상기 공보의 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다.
매트릭스가 수지 필름일 경우, 수지 필름을 구성하는 수지로서는 임의의 적절한 수지를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 수지는 열가소성 수지라도 좋고, 열경화성 수지라도 좋고, 활성 에너지선 경화성 수지라도 좋다. 활성 에너지선 경화성 수지로서는, 예를 들면 전자선 경화형 수지, 자외선 경화형 수지, 가시광선 경화형 수지를 들 수 있다.
매트릭스가 수지 필름일 경우, 수지 필름을 구성하는 수지의 구체예로서는, 예를 들면 에폭시, (메타)아크릴레이트(예를 들면, 메틸메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트), 노보넨, 폴리에틸렌, 폴리(비닐부티랄), 폴리(비닐아세테이트), 폴리요소, 폴리우레탄, 아미노실리콘(AMS), 폴리페닐메틸실록산, 폴리페닐알킬실록산, 폴리디페닐실록산, 폴리디알킬실록산, 실세스퀴옥산, 불화 실리콘, 비닐 및 수소 화물 치환 실리콘, 스티렌계 폴리머(예를 들면, 폴리스티렌, 아미노폴리스티렌(APS), 폴리(아크릴니트릴에틸렌스티렌)(AES)), 2관능성 모노머와 가교한 폴리머(예를 들면, 디비닐벤젠), 폴리에스테르계 폴리머(예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트), 셀룰로오스계 폴리머(예를 들면, 트리아세틸셀룰로오스), 염화비닐계 폴리머, 아미드계 폴리머, 이미드계 폴리머, 비닐알콜계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 아크릴우레탄계 폴리머를 들 수 있다. 이것들은 단독으로 사용해도 좋고, 조합하여(예를 들면, 블렌드, 공중합) 사용해도 좋다. 이들 수지는 막을 형성 후에 연신, 가열, 가압과 같은 처리를 실시해도 좋다. 수지는, 바람직하게는 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지이고, 보다 바람직하게는 열경화성 수지이다.
≪보호 필름≫
보호 필름으로서는, 임의의 적절한 필름이 사용된다. 이러한 필름의 주성분이 되는 재료의 구체예로서는, 예를 들면 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 등의 셀룰로오스계 수지, (메타)아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리비닐알콜계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리노보넨계 수지, 폴리올레핀계 수지, 아세테이트계 수지 등의 투명 수지를 들 수 있다. 또한, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 아크릴우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 실리콘계 수지 등의 열경화형 수지 또는, 자외선 경화형 수지도 들 수 있다. 이 외에도, 예를 들면 실록산계 폴리머 등의 유리질계 폴리머도 들 수 있다. 또한, 일본 특허공개 2001-343529호 공보(WO01/37007)에 기재된 폴리머 필름도 사용할 수 있다. 이 필름의 재료로서는, 예를 들면 측쇄에 치환 또는 비치환의 이미드기를 갖는 열가소성 수지와, 측쇄에 치환 또는 비치환의 페닐기 및 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 함유하는 수지 조성물을 사용할 수 있고, 예를 들면 이소부틸렌과 N-메틸말레이미드로 이루어지는 교대 공중합체와, 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체를 갖는 수지 조성물을 들 수 있다. 상기 폴리머 필름은, 예를 들면 상기 수지 조성물의 압출 성형물일 수 있다. 편광자와 보호 필름의 적층에는, 임의의 적절한 점착제층 또는 접착제층이 사용된다. 점착제층은 대표적으로는 아크릴계 점착제로 형성된다. 접착제층은 대표적으로는 폴리비닐알콜계 접착제로 형성된다.
≪굴절률 조정층≫
굴절률 조정층의 굴절률은, 바람직하게는 1.2 이하이고, 보다 바람직하게는 1.15 이하이고, 더 바람직하게는 1.01∼1.1이다. 굴절률 조정층의 굴절률이 이러한 범위 내에 있으면, 파장 변환층으로부터 출사하는 광의 이용 효율을 높이고, 또한, 외광반사를 억제할 수 있다.
굴절률 조정층은, 대표적으로는 내부에 공극을 갖는다. 굴절률 조정층의 공극률은 임의의 적절한 값을 취할 수 있다. 굴절률 조정층의 공극률은, 바람직하게는 5%∼99%이고, 보다 바람직하게는 25%∼95%이다. 굴절률 조정층의 공극률이 이러한 범위 내에 있음으로써 굴절률 조정층의 굴절률을 충분히 낮게 할 수 있고, 또한 높은 기계적 강도를 얻을 수 있다.
내부에 공극을 갖는 굴절률 조정층으로서는, 예를 들면 입자 형상, 섬유 형상, 평판 형상 중 적어도 하나의 형상을 갖는 구조로 이루어져 있어도 좋다. 입자 형상을 형성하는 구조체(구성 단위)는 실입자라도 중공 입자라도 좋고, 구체적으로는, 예를 들면 실리콘 입자나 미세 구멍을 갖는 실리콘 입자, 실리카 중공 나노 입자나 실리카 중공 나노 벌룬을 들 수 있다. 섬유 형상의 구성 단위는, 예를 들면 직경이 나노 사이즈의 나노파이버이고 구체적으로는 셀룰로오스 나노파이버나 알루미나 나노파이버를 들 수 있다. 평판 형상의 구성 단위는, 예를 들면 나노클레이를 들 수 있고, 구체적으로는, 예를 들면 나노 사이즈의 벤토나이트(예를 들면 쿠니피아F(상품명))를 들 수 있다.
굴절률 조정층을 구성하는 재료로서는, 임의의 적절한 재료를 채용할 수 있다. 이러한 재료로서는, 예를 들면 국제공개 제2004/113966호 팸플릿, 일본 특허공개 2013-254183호 공보 및 일본 특허공개 2012-189802호 공보에 기재된 재료를 채용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면 실리카계 화합물; 가수분해성 실란류 및 그 부분 가수분해물 및 탈수 축합물; 유기 폴리머; 실라놀기를 함유하는 규소 화합물; 규산염을 산이나 이온 교환 수지에 접촉시킴으로써 얻어지는 활성 실리카; 중합성 모노머(예를 들면, (메타)아크릴계 모노머 및 스티렌계 모노머); 경화성 수지(예를 들면, (메타)아크릴계 수지, 불소 함유 수지 및 우레탄 수지); 및 이것들의 조합을 들 수 있다.
유기 폴리머로서는, 예를 들면 폴리올레핀류(예를 들면, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌), 폴리우레탄류, 불소 함유 폴리머(예를 들면, 불소 함유 모노머 단위와 가교반응성 부여를 위한 구성 단위를 구성 성분으로 하는 함불소 공중합체), 폴리에스테르류(예를 들면, 폴리(메타)아크릴산 유도체(본 명세서에서는 (메타)아크릴산이란 아크릴산 및 메타크릴산을 의미하고, 「(메타)」는 모두 이러한 의미로 사용하는 것이라 한다.)), 폴리에테르류, 폴리아미드류, 폴리이미드류, 폴리요소류 및 폴리카보네이트류를 들 수 있다.
굴절률 조정층을 구성하는 재료는, 바람직하게는 실리카계 화합물; 가수분해성 실란류, 및 그 부분 가수분해물 및 탈수 축합물;을 포함한다.
실리카계 화합물로서는, 예를 들면 SiO2(무수규산); SiO2와, Na2O-B2O3(붕규산), Al2O3(알루미나), B2O3, TiO2, ZrO2, SnO2, Ce2O3, P2O5, Sb2O3, MoO3, ZnO2, WO3, TiO2-Al2O3, TiO2-ZrO2, In2O3-SnO2 및 Sb2O3-SnO2로 이루어지는 군에 의해 선택되는 적어도 1개의 화합물을 포함하는 화합물(상기「-」는 복합 산화물인 것을 나타낸다.);을 들 수 있다.
가수분해성 실란류로서는, 예를 들면 치환기(예를 들면, 불소)를 갖고 있어도 좋은 알킬기를 함유하는 가수분해성 실란류를 들 수 있다. 가수분해성 실란류, 및 그 부분 가수분해물 및 탈수 축합물은, 바람직하게는 알콕시실란 및 실세스퀴옥산이다.
알콕시실란은 모노머라도, 올리고머라도 좋다. 알콕시실란 모노머는 알콕실기를 3개 이상 갖는 것이 바람직하다. 알콕시실란 모노머로서는, 예를 들면 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라부톡시실란, 테트라프로폭시실란, 디에톡시디메톡시실란, 디메틸디메톡시실란 및 디메틸디에톡시실란을 들 수 있다. 알콕시실란 올리고머로서는, 알콕시실란 모노머의 가수분해 및 중축합에 의해 얻어지는 중축합물이 바람직하다. 굴절률 조정층을 구성하는 재료로서 알콕시실란을 사용함으로써, 뛰어난 균일성을 갖는 굴절률 조정층이 얻어진다.
실세스퀴옥산은 일반식 RSiO1.5(단, R은 유기 관능기를 나타낸다.)에 의하여 나타내어지는 네트워크 형상 폴리실록산의 총칭이다. R로서는, 예를 들면 알킬기(직쇄라도 분기쇄라도 좋고, 탄소수 1∼6이다.), 페닐기, 및 알콕시기(예를 들면, 메톡시기 및 에톡시기)를 들 수 있다. 실세스퀴옥산의 구조로서는, 예를 들면 래더형 및 바구니형을 들 수 있다. 상기 재료로서 실세스퀴옥산을 사용함으로써, 뛰어난 균일성, 내후성, 투명성 및 경도를 갖는 굴절률 조정층이 얻어진다.
상기 입자로서는 임의의 적절한 입자를 채용할 수 있다. 상기 입자는, 대표적으로는 실리카 입자이다.
실리카 입자의 형상은, 예를 들면 투과 전자 현미경으로 관찰함으로써 확인할 수 있다. 실리카 입자의 평균 입자경은, 바람직하게는 5nm∼200nm이고, 보다 바람직하게는 10nm∼200nm이다. 이러한 구성을 가짐으로써 충분히 굴절률이 낮은 굴절률 조정층을 얻을 수 있고, 또한 굴절률 조정층의 투명성을 유지할 수 있다. 또, 본 명세서에서는, 평균 입자경이란 질소 흡착법(BET법)에 의해 측정된 비표면적(m2/g)으로부터, 평균 입자경=(2720/비표면적)의 식에 의해 주어진 값을 의미하는 것으로 한다(일본 특허공개 평1-317115호 참조).
굴절률 조정층을 얻는 방법으로서는, 예를 들면 일본 특허공개 2010-189212호 공보, 일본 특허공개 2008-040171호 공보, 일본 특허공개 2006-011175호 공보, 국제공개 제2004/113966호 팸플릿, 및 그것들의 참고 문헌에 기재된 방법을 들 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면 실리카계 화합물; 가수분해성 실란류, 및 그 부분가수분해물 및 탈수 축합물 중 적어도 어느 하나를 가수분해 및 중축합시키는 방법, 다공질 입자 및/또는 중공 미립자를 사용하는 방법, 및 스프링백 현상을 이용해서 에어로겔층을 생성하는 방법, 졸겔에 의해 얻어진 겔을 분쇄하고, 또한, 상기 분쇄액 중의 미세구멍 입자끼리를 촉매 등으로 화학적으로 결합시킨 분쇄겔을 사용하는 방법을 들 수있다. 단, 굴절률 조정층은 이 제조 방법에 한정되지 않고, 어떤 제조 방법에 의해 제조해도 좋다.
굴절률 조정층은 임의의 적절한 접착층(예를 들면, 접착제층, 점착제층: 도시 생략)을 통해서 파장 변환층이나 흡수층에 접합될 수 있다. 굴절률 조정층이 점착제로 구성될 경우에는 접착층을 생략할 수 있다.
굴절률 조정층의 헤이즈는, 예를 들면 0.1%∼30%이고, 바람직하게는 0.2%∼10%이다.
굴절률 조정층의 기계 강도는, 예를 들면 벤코트(등록상표)에 의한 내찰상성이 60%∼100%인 것이 바람직하다.
굴절률 조정층과 파장 변환층이나 흡수층 사이의 투묘력은 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 0.01N/25mm 이상이고, 보다 바람직하게는 0.1N/25mm 이상이고, 더 바람직하게는 1N/25mm 이상이다. 또, 기계 강도나 투묘력을 높이기 위해서, 도막 형성 전후나 임의의 적절한 접착층, 또는 다른 부재와의 접합 전후의 공정에서, 언더코팅 처리, 가열 처리, 가습 처리, UV 처리, 코로나 처리, 플라즈마 처리 등을 실시해도 좋다.
굴절률 조정층의 두께는 바람직하게는 100nm∼5000nm이고, 보다 바람직하게는 200nm∼4000nm이고, 더 바람직하게는 300nm∼3000nm이며, 특히 바람직하게는 500nm∼2000nm이다. 이러한 범위이면 가시광 영역의 광에 대하여 광학적으로 충분히 기능을 발현함과 아울러, 뛰어난 내구성을 갖는 굴절률 조정층을 실현할 수 있다.
≪≪화상 표시 장치≫≫
도 2는 본 발명의 광학 적층체를 포함하는 화상 표시 장치의 하나의 실시형태의 개략 단면도이다. 도 2에 있어서는, 대표예로서 화상 표시 장치가 액정 표시 장치일 경우를 도시하고 있다. 액정 표시 장치(1000)는, 액정 패널(200)과 백라이트(300)를 구비하고, 본 발명의 광학 적층체는 액정 패널(200)의 부재일 수 있다. 파장 변환층은 액정 패널(200)에 구비되는 컬러 필터로 할 수 있다.
본 발명의 광학 적층체는 파장 변환층과 흡수층을 갖는 광학 적층체이고, 상기 흡수층으로부터 보아서 상기 파장 변환층의 반대측에 편광판을 갖지 않는다. 이러한 본 발명의 광학 적층체의 하나의 실시형태는, 예를 들면 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 흡수층(20)과 파장 변환층(10)과 편광판(30)을 이 순서로 갖는다. 도 3에 있어서, 대표적으로는 파장 변환층(10)으로부터 보아서 흡수층(20)의 측이 시인측이고, 파장 변환층(10)으로부터 보아서 편광판(30)의 측이 백라이트측이다. 물론, 도 3은 본 발명의 광학 적층체의 하나의 실시형태에 지나지 않고, 본 발명의 광학 적층체는 도 3에 나타내는 실시형태에는 한정되지 않는다.
액정 표시 장치(1000)는 보다 구체적으로는, 예를 들면 도 4에 나타내는 실시형태를 채용할 수 있다. 도 4에 있어서, 액정 표시 장치(1000)는 액정 패널(200)과 백라이트(300)를 구비하고, 액정 패널(200)은 흡수층(20)과 파장 변환층(10)과 편광판(시인측 편광판)(30a)과 액정셀(40)과 편광판(백라이트측 편광판)(30b)을 이 순서로 갖는다. 도 4에 있어서는, 파장 변환층(10)으로부터 보아서 흡수층(20)의 측이 시인측이고, 파장 변환층(10)으로부터 보아서 편광판(백라이트측 편광판)(30b)의 측이 백라이트측이다. 물론, 도 4는 본 발명의 광학 적층체를 포함하는 화상 표시 장치의 하나의 실시형태에 지나지 않고, 본 발명의 광학 적층체를 포함하는 화상 표시 장치는 도 4에 나타내는 실시형태에는 한정되지 않는다.
백라이트가 구비하는 광원으로서는, 예를 들면 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.
백라이트는 직하형 방식이라도 좋고, 엣지 라이트 방식이라도 좋다.
백라이트는 광원 외에, 필요에 따라서 도광판, 확산판, 프리즘 시트 등의 그 밖의 부재를 더 구비할 수 있다.
액정 패널은, 대표적으로는 액정 셀을 구비한다.
액정 셀은 한 쌍의 기판과 상기 기판간에 협지된 표시 매체로서의 액정층을 갖는다. 일반적인 구성에 있어서는, 한쪽의 기판에 컬러 필터(예를 들면, 파장 변환층) 및 블랙 매트릭스가 설치되어 있고, 다른쪽의 기판에 액정의 전기 광학 특성을 제어하는 스위칭 소자와, 이 스위칭 소자에 게이트 신호를 주는 주사선 및 소스 신호를 주는 신호선과, 화소 전극 및 대향 전극이 형성되어 있다. 상기 기판의 간격(셀갭)은 스페이서 등에 의해 제어할 수 있다. 상기 기판의 액정층과 접하는 측에는, 예를 들면 폴리이미드로 이루어지는 배향막 등을 형성할 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 액정층은 전계가 존재하지 않는 상태에서 호메오트로픽 배열로 배향시킨 액정 분자를 포함한다. 이러한 액정층(결과적으로 액정 셀)은, 대표적으로는 nz>nx=ny의 3차원 굴절률을 나타낸다. 전계가 존재하지 않는 상태에서 호메오트로픽 배열로 배향시킨 액정 분자를 사용하는 구동 모드로서는, 예를 들면 버티컬 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 액정분자를 포함한다. 이러한 액정층(결과적으로 액정 셀)은, 대표적으로는 nx>ny=nz의 3차원 굴절률을 나타낸다. 또, 본 명세서에 있어서, ny=nz란, ny와 nz가 완전하게 동일할 경우 뿐만 아니라, ny와 nz가 실질적으로 동일할 경우도 포함한다. 이러한 3차원 굴절률을 나타내는 액정층을 사용하는 구동 모드의 대표예로서는, 인플레인 스위칭(IPS) 모드, 프린지 필드 스위칭(FFS) 모드 등을 들 수 있다. 또, 상기 IPS 모드는 V자형 전극 또는 지그재그 전극 등을 채용한 슈퍼 인플레인 스위칭(S-IPS) 모드나, 어드밴스드 슈퍼 인플레인 스위칭(AS-IPS) 모드를 포함한다. 또한, 상기 FFS 모드는 V자형 전극 또는 지그재그 전극 등을 채용한 어드밴스드 프린지 필드 스위칭(A-FFS) 모드나 울트라 프린지 필드 스위칭(U-FFS) 모드를 포함한다. 또, 「nx」는 면내의 굴절률이 최대로 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절률이고, 「ny」는 면내에서 지상축과 직교하는 방향(즉, 진상축 방향)의 굴절률이고, 「nz」는 두께 방향의 굴절률이다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또, 각 특성의 측정 방법은 이하와 같다.
〔반사율, 반사 스펙트럼, 반사 색상(x, y)〕
실시예 및 비교예에서 얻어진 광학 적층체 또는 광학 부재의 전체 광선 반사율, 반사 스펙트럼, 반사 색상(x, y)을, 코니카 미놀타사제의 분광 측색계 CM-2600d를 이용하여 측정했다. 또, 파장 변환층과 흡수층을 갖는 광학 적층체의 경우에는, 파장 변환층의 흡수층의 반대측에 반사판(도레이 필름 카코사제, 세라필 DMS-X42)을, 일본 특허 2549388호를 참고로 해서 작성한 아크릴계 점착제(두께 20㎛)에 의해 접합하고, 흡수층으로부터 보아서 파장 변환층의 반대측으로부터 광을 입사시켰다. 또한, 편광판을 갖는 광학 적층체의 경우에는, 파장 변환층의 편광판의 반대측에 반사판(도레이 필름 카코사제, 세라필 DMS-X42)을, 일본 특허 제2549388호 공보를 참고로 해서 작성한 아크릴계 점착제(두께 20㎛)에 의해 접합하고, 편광판측으로부터 광을 입사시켰다. 파장 변환층만의 광학 부재의 경우에는, 파장 변환층의 일방 측에, 반사판(도레이 필름 카코사제, 세라필 DMS-X42)을 일본 특허 2549388호를 참고로 해서 작성한 아크릴계 점착제(두께 20㎛)에 의해 접합하고, 다른 일방의 측으로부터 광을 입사시켰다.
〔D65에 대한Δxy〕
D65 광원의 백색점인 (x, y)=(0.3127, 0.3290)의 값을 기준으로 해서, 상기 반사 측정에 의해 얻어진 (x1, y1)의 값을 이용하여 피타고라스의 정리에 근거해 하기 계산식으로부터 Δxy를 구했다.
Figure pct00001
〔정면휘도〕
실시예 및 비교예에서 얻어진 광학 적층체 또는 광학 부재의 각각을, 파장 변환층이 광원측이 되도록 설치하고, 광원에 청색 LED의 균일 발광 조명(아이텍 시스템사제: 형번: TMN150×180-22BD-4)을 사용하여 휘도계(코니카 미놀타사제, 상품명 「SR-UL1)」로 휘도를 측정했다. 또한, 균일 발광 조명의 발광 휘도는 파장 변환층만의 경우에서 1335cd/m2이었다.
[실시예 1]
(파장 변환층)
시판의 TV(Samsung사제, 상품명 「UN65US9000FXZA」)를 분해하고, 백라이트측에 포함되는 파장 변환 재료, 즉 양자점 시트를 얻었다. 이 양자점 시트를 파장 변환층 (1)로 하였다.
(흡수층)
아크릴산 n-부틸, 수산기 함유 모노머를 공중합하여 이루어지는 아크릴계 폴리머 100중량부에 대하여, 라디칼 발생제(벤조일퍼옥사이드, 니혼유시사제, 상품명 「나이퍼 BMT」)를 0.3중량부, 이소시아네이트계 가교제(토소사제, 상품명 「코로네이트 L」)를 1중량부, 색소(야마다 카가쿠 고교 가부시키가이샤제, 상품명 「FDG-007」)를 0.3중량부, 페놀계 산화방지제(BASF재팬사제, 상품명 「IRGANOX1010」)를 0.2중량부 포함하여 이루어지는 색소 함유 점착제를 제작했다. 점착제의 박리가 용이해지는 처리를 실시한 PET 기재(미쓰비시쥬시사제, 상품명 「MRF38CK」) 상에, 어플리케이터에 상기로부터 얻어진 색소 함유 점착제를 20㎛의 두께로 도포하고, 155℃에서 2분간 건조한 후, TAC(트리아세틸셀룰로오스 필름, 후지필름사제)에 접합하고, TAC 상에 흡수층 (1)을 형성했다. 또, 사용한 색소(야마다 카가쿠 고교 가부시키가이샤제, 상품명 「FDG-007」)은, 파장 595nm에 흡수 피크를 갖는 화합물이다.
(광학 적층체)
상기 파장 변환층 (1)과 상기 흡수층 (1)을 적층하고, 파장 변환층/흡수층의 적층 구조를 갖는 광학 적층체 (1)을 얻었다. 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 2]
(흡수층)
색소(야마다 카가쿠 고교 가부시키가이샤제, 상품명 「FDG-007」)를 0.3중량부 사용하는 대신에, 색소(야마다 카가쿠 고교 가부시키가이샤제, 상품명 「FDG-004」)를 0.3중량부 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 행하여 TAC 상에 흡수층 (2)를 형성했다. 또, 사용한 색소(야마다 카가쿠 고교 가부시키가이샤제, 상품명 「FDG-004」)는 파장 600nm에 흡수 피크를 갖는 화합물이다.
(광학 적층체)
실시예 1에서 얻어진 파장 변환층 (1)과 상기 흡수층 (2)를 적층하고, 파장 변환층/흡수층의 적층 구조를 갖는 광학 적층체 (2)를 얻었다. 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 3]
(흡수층)
색소(야마다 카가쿠 고교 가부시키가이샤제, 상품명 「FDG-007」)를 0.3중량부 사용하는 대신에, 색소(야마다 카가쿠 고교 가부시키가이샤제, 상품명 「FS-1531」)를 0.3중량부 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 행하여 TAC 상에 흡수층 (3)을 형성했다. 또, 사용한 색소(야마다 카가쿠 고교 가부시키가이샤제, 상품명 「FS-1531」)는 파장 700nm에 흡수 피크를 갖는 화합물이다.
(광학 적층체)
실시예 1에서 얻어진 파장 변환층 (1)과 상기 흡수층 (3)을 적층하고, 파장 변환층/흡수층의 적층 구조를 갖는 광학 적층체 (3)을 얻었다. 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 4]
(흡수층)
색소(야마다 카가쿠 고교 가부시키가이샤제, 상품명 「FDG-007」)를 0.3중량부 사용하는 대신에, 색소(야마다 카가쿠 고교 가부시키가이샤제, 상품명 「FDB-007」)를 0.05중량부 및 색소(야마다 카가쿠 고교 가부시키가이샤제, 상품명 「FDG-007」)를 0.3중량부 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 행하여 TAC 상에 흡수층 (4)를 형성했다. 또, 사용한 색소 중 야마다 카가쿠 고교 가부시키가이샤제의 상품명 「FDB-007」은 파장 495nm에 흡수 피크를 갖는 화합물이고, 야마다 카가쿠 고교 가부시키가이샤제의 상품명 「FDG-007」은 파장 595nm에 흡수 피크를 갖는 화합물이다.
(광학 적층체)
실시예 1에서 얻어진 파장 변환층 (1)과 상기 흡수층 (4)를 적층하고, 파장 변환층/흡수층의 적층 구조를 갖는 광학 적층체 (4)를 얻었다. 결과를 표 1에 나타냈다.
[비교예 1]
실시예 1에서 얻어진 파장 변환층 (1)을 그대로 광학 부재 (C1)로 했다. 결과를 표 1에 나타냈다.
[비교예 2]
(흡수층)
색소(야마다 카가쿠 고교 가부시키가이샤제, 상품명 「FDG-007」)를 0.3중량부 사용하는 대신에, 색소(야마다 카가쿠 고교 가부시키가이샤제, 상품명 「FDB-007」)를 0.3중량부 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 행하여 TAC 상에 흡수층 (C2)를 형성했다. 또, 사용한 색소(야마다 카가쿠 고교 가부시키가이샤제, 상품명 「FDB-007」은 파장 495nm에 흡수 피크를 갖는 화합물이다.
(광학 적층체)
실시예 1에서 얻어진 파장 변환층 (1)과 상기 흡수층 (C2)를 적층하고, 파장 변환층/흡수층의 적층 구조를 갖는 광학 적층체 (C2)를 얻었다. 결과를 표 1에 나타냈다.
[비교예 3]
(편광판)
폴리비닐알콜을 주성분으로 하는 고분자 필름(쿠라레사제, 상품명 「9P75R」, 두께: 75㎛, 평균 중합도: 2,400, 비누화도 99.9몰%)을 수욕 중에 1분간 침지시키면서 반송 방향으로 1.2배로 연신한 후, 요오드 농도 0.3중량%의 수용액 중에서 1분간 침지함으로써 염색하면서, 반송 방향으로 전혀 연신되어 있지 않은 필름(원길이)을 기준으로 해서 3배로 연신했다. 이어서, 이 연신 필름을, 붕산 농도 4중량%, 요오드화 칼륨 농도 5중량%의 수용액 중에 침지하면서, 반송 방향으로 원길이 기준으로 6배까지 더 연신하고, 70℃에서 2분간 건조함으로써 편광자를 얻었다.
한편, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름(코니카 미놀타사제, 제품명「KC4UYWU」, 두께: 40㎛)의 편면에, 알루미나 콜로이드 함유 접착제를 도포하고, 이것을 상기에서 얻어진 편광자의 편면에 양자의 반송 방향이 평행이 되도록 롤·투·롤로 적층했다. 또, 알루미나 콜로이드 함유 접착제는 아세토아세틸기를 갖는 폴리비닐알콜계 수지(평균 중합도 1200, 비누화도 98.5몰%, 아세토아세틸화도 5몰%) 100중량부에 대하여, 메티롤멜라민 50중량부를 순수에 용해하여 고형분 농도 3.7중량%의 수용액을 조제하고, 이 수용액 100중량부에 대하여 정전하를 갖는 알루미나 콜로이드(평균 입자경 15nm)를 고형분 농도 10중량%로 함유하는 수용액 18중량부를 추가해서 조제했다. 계속해서, 편광자의 반대측에 같은 알루미나 콜로이드 함유 접착제를 도포하고, 비누화 처리한 40㎛ 두께의 아크릴 수지 필름을 접합하여 편광판을 제작했다.
(광학 적층체)
실시예 1에서 얻어진 파장 변환층 (1)과 상기 편광판의 아크릴 수지 필름측을 일본 특허 제2549388호 공보를 참고로 해서 작성한 아크릴계 점착제(두께 20㎛)에 의해 접합하고, 편광판/파장 변환층의 적층 구조를 갖는 광학 적층체 (C3)을 얻었다. 결과를 표 1에 나타냈다.
Figure pct00002
표 1에 의하면, 하기의 것을 알 수 있다.
실시예에서 얻어진 광학 적층체는 화상 표시 장치에 사용했을 경우에, 반사율을 억제하면서 충분한 휘도를 발현할 수 있고, 양호한 색상을 발현할 수 있고, 비용 저감을 실현할 수 있다.
비교예 1에 있어서는, 흡수층을 갖지 않기 때문에 정면휘도는 비교적 높지만, 반사율이 높고, 색상이 불량한 것으로 되어 있다. 비교예 2에 있어서는, 흡수층이 파장 변환층과 잘 매칭되어 있지 않고, 반사율이 높고, 정면휘도가 낮고, 색상이 불량한 것으로 되어 있다. 비교예 3에 있어서는, 종래와 같이 편광판이 파장 변환층으로부터 보아서 시인측에 배치되어 있기 때문에, 반사율은 낮아져 있고, 색상도 어느 정도 개선되어 있지만, 편광판이 파장 변환층으로부터 보아서 시인측에 배치되어 있기 때문에, 정면 휘도가 낮아져 버리고, 또한 편광판을 사용하는 점에서 고비용으로 되어 있다.
본 발명의 광학 적층체는 화상 표시 장치에 적합하게 이용 가능하다.
10 : 파장 변환층
20 : 흡수층
100 : 광학 적층체
200 : 액정 패널
300 : 백라이트
1000 : 액정 표시 장치

Claims (3)

  1. 파장 변환층과 흡수층을 갖는 광학 적층체로서
    상기 흡수층으로부터 보아서 상기 파장 변환층의 반대측에 편광판을 갖지 않고,
    상기 파장 변환층은 입사광의 일부의 파장을 변환하여 발광하는 층이고,
    상기 흡수층은 480nm∼780nm의 파장 사이에 흡수 피크를 갖는 화합물을 함유하는 층이며,
    상기 파장 변환층의 380nm∼480nm의 파장에 있어서의 평균 반사율 R1과 상기 파장 변환층의 490nm∼600nm의 파장에 있어서의 평균 반사율 R2의 관계가 R2>R1이며,
    상기 광학 적층체의 상기 흡수층측의 380nm∼480nm의 파장에 있어서의 반사율의 극대 피크값를 P1이라 하고, 상기 광학 적층체의 상기 흡수층측의 490nm∼600nm의 파장에 있어서의 반사율의 극대 피크값를 P2라고 했을 때에, P2/P1가 0.7∼1.5인 광학 적층체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 파장 변환층이 파장 변환 재료로서 양자점 또는 형광체를 포함하는 광학 적층체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 파장 변환층이 컬러 필터인 광학 적층체.
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