KR20200133786A - 일렉트로루미네선스 표시 장치 - Google Patents

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다츠로 야마시타
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쇼타 하야카와
야스시 사사키
유키 혼고
쇼타로 니시오
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도요보 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 일렉트로루미네선스 셀, 및 해당 일렉트로루미네선스 셀보다도 시인(視認)측에 배치되는 원 편광판을 구비한 일렉트로루미네선스 표시 장치로서, 상기 원 편광판은, 차례로, 위상차층, 편광자, 및 기재 필름을 갖고,
(1) 기재 필름의 진상축(進相軸) 방향의 굴절률 ny가 1.568 이상 1.63 이하이며,
(2) 편광자와 위상차층의 사이에 자립성 필름이 존재하지 않거나, 또는 1장만 존재하고(여기에서 편광자와 위상차층의 사이는 위상차층 자신도 포함하는 것으로 한다), 그리고
(3) 편광자의 투과축과 기재 필름의 진상축이 대략 평행인 일렉트로루미네선스 표시 장치에 관한 것이다.

Description

일렉트로루미네선스 표시 장치
본 발명은, 일렉트로루미네선스(EL) 표시 장치에 관한 것이다.
EL 표시 장치에서는, 외래광이 화상 표시 셀, 터치 센서 등의 구성재의 표면, 이들의 배선 부분 등에서 반사되어, 시인성(視認性)이 저하된다는 문제가 있었다. 이러한 문제에 대해, 화상 표시 장치의 출사면에 광학 적층체를 배치하여 외래광의 반사를 저감하는 방법이 제안되어 있다. 이 광학 적층체에는, 일반적으로는 직선 편광판과 1/4 파장 위상차판을 적층한 원 편광판이 이용되고 있었다.
편광판의 편광자 보호 필름으로서, 면내(面內) 리타데이션이 3000∼30000nm인 폴리에스테르 필름이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 폴리에스테르 필름은, 셀룰로오스계 또는 아크릴계의 필름에 비하여, 투습성이 낮고, 기계 특성이 뛰어나며(고(高)내충격성 및 고탄성률), 더 나아가 화학적 특성(내용제성 등)도 뛰어난 점에서, 화상 표시 장치에 적합하게 이용되고 있다. 그러나, 폴리에스테르 필름은 복굴절성을 갖기 때문에 무지개 얼룩이 발생하기 쉽다는 결점이 있다. 따라서, 폴리에스테르 필름을 이용하여, 무지개 얼룩을 억제하고, 또한 충분한 면내 리타데이션을 주기 위해서는, 필름을 두껍게 할 필요가 있다.
또한, 굴절률의 파장 분산성의 영향을 억제하고, 보다 색 재현성이 좋은 원 편광판을 얻기 위해, 1/4 파장판과 1/2 파장판을 조합하는 기술이 제안되어 있다(특허문헌 2). 그러나, 편광판에 이와 같은 복수의 위상차판을 적층시킨 경우에는, 상기 두께의 문제가 보다 현저해졌다. 또, 원 편광판은 필름이 복수 적층되어 있는 점에서, 제조 공정에서 원 편광판을 권취(卷取)하여 보존한 경우에 컬이 생기기 쉬워, 그 후의 EL 셀과의 맞붙임 공정에 있어서 취급이 곤란해지는 경우가 있었다.
이와 같이, 리타데이션이 높은 기재(基材) 필름을 보호 필름으로 한 편광판에 위상차판을 적층한 원 편광판은 두께가 있기 때문에, 근래 요구되고 있는 박형(薄型)화에 충분히 대응할 수 없는 점, 제조 공정에서 트러블이 일어나기 쉬운 점 등의 문제가 있었다. 특히 40형(표시부의 대각선의 길이가 40인치)을 넘는 것과 같은 대형의 화상 표시 장치에서는, 원 편광판도 큰 것이 되어, 컬의 문제가 일어나기 쉬웠다.
또, 근래, 화상 표시 장치로서, 넓은 표시면을 가지면서, 휴대 시에는 V 자상, Z 자상, W 자상, 좌우 여닫이상 등으로의 접이, 또는 롤상의 권취가 가능한 가요성(可撓性) EL 표시 장치가 제안되어 있다. 이와 같은 접이 가능(폴더블) 또는 권취 가능(롤러블)의 EL 표시 장치에 원 편광판을 이용하면, 그 두께 때문에, 충분한 벤딩 성능이 얻어지지 않는 점, 반복된 절곡(折曲) 동작 또는 자동차의 차 내 등의 고온의 장소에 방치한 경우에 필름이 벗겨지기 쉬워지는 점, 벤딩 자국이 나기 쉬운 점 등의 문제가 있었다.
일본국 특개2012-256057호 공보 일본국 특개평10-68816호 공보
본 발명은, 이러한 종래 기술의 과제를 배경으로 이루어진 것이다. 즉, 본 발명의 목적은, 시인성을 확보하면서 얇게 하는 것이 가능하고, 제조 공정에서 트러블이 일어나기 어려우며, 가요성의 EL 표시 장치인 경우에는, 반복된 벤딩 또는 고온 상태에 방치한 경우라도 적층된 부재끼리가 벗겨지기 어려우며, 구부린 자국이 나기 어려운 EL 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은, 시인성을 확보하면서 얇게 하는 것이 가능하고, 제조 공정에서 트러블이 일어나기 어려우며, 가요성의 EL 표시 장치인 경우에는, 반복된 벤딩 또는 고온 상태에 방치한 경우라도 적층된 부재끼리가 벗겨지기 어려우며, 구부린 자국이 나기 어려운 EL 표시 장치를 개발하기 위해 예의 검토한 결과, 진상축(進相軸) 방향의 굴절률 ny가 특정의 값인 기재 필름을 이용하고, 편광자와 위상차층의 사이에 존재하는 자립성 필름의 수를 1장 이하로 하며, 편광자의 투과축과 기재 필름의 진상축이 대략 평행인 원 편광판을 이용함으로써, 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 발견했다. 본 발명은 이와 같은 지견에 의거하여 완성된 것이다.
즉, 본 발명은, 항 1∼항 6에 나타내는 EL 표시 장치에 관한 것이다.
항 1.
일렉트로루미네선스 셀, 및 해당 일렉트로루미네선스 셀보다도 시인(視認)측에 배치되는 원 편광판을 구비한 일렉트로루미네선스 표시 장치로서,
상기 원 편광판은, 차례로, 위상차층, 편광자, 및 기재 필름을 갖고,
(1) 기재 필름의 진상축 방향의 굴절률 ny가 1.568 이상 1.63 이하이며,
(2) 편광자와 위상차층의 사이에 자립성 필름이 존재하지 않거나, 또는 1장만 존재하고(여기에서 편광자와 위상차층의 사이는 위상차층 자신도 포함하는 것으로 한다), 그리고
(3) 편광자의 투과축과 기재 필름의 진상축이 대략 평행인 일렉트로루미네선스 표시 장치.
항 2.
상기 기재 필름의 면내 복굴절 ΔNxy가 0.06 이상 0.2 이하인, 상기 항 1에 기재한 일렉트로루미네선스 표시 장치.
항 3.
상기 기재 필름의 지상축(遲相軸) 방향 및 진상축 방향의 직각형 인열법(引裂法)에 의한 인열 강도 중 작은 쪽의 값이 250N/mm 이상인, 상기 항 1 또는 2에 기재한 일렉트로루미네선스 표시 장치.
항 4.
상기 편광자의 두께가 12㎛ 이하인, 상기 항 1∼3 중 어느 것에 기재한 일렉트로루미네선스 표시 장치.
항 5.
상기 편광자가 중합성 액정 화합물과 이색성 색소로 이루어지는, 상기 항 1∼4 중 어느 것에 기재한 일렉트로루미네선스 표시 장치.
항 6.
상기 위상차층이 액정 화합물로 이루어지는, 상기 항 1∼5 중 어느 것에 기재한 일렉트로루미네선스 표시 장치.
본 발명의 EL 표시 장치는, 진상축 방향의 굴절률 ny가 1.568 이상 1.63 이하인 기재 필름을 이용하고, 편광자와 위상차층의 사이에 존재하는 자립성 필름의 수를 1장 이하로 하며, 편광자의 투과축과 기재 필름의 진상축이 대략 평행인 원 편광판을 이용하고 있으므로, 시인성이 뛰어나고(무지개 얼룩의 억제), 박형화가 가능하며, 제조 공정에서 트러블이 일어나기 어렵다.
또, 가요성의 EL 표시 장치인 경우에는, 반복된 벤딩 또는 고온 상태에 방치한 경우라도 적층된 부재끼리가 벗겨지기 어려우며, 구부린 자국이 나기 어렵다.
본 발명의 EL 표시 장치는, EL 셀, 및 EL 셀보다도 시인측에 배치되는 원 편광판을 구비하고 있다. EL 표시 장치의 시인면에 원 편광판을 배치함으로써, EL 셀 표면 또는 배선에서 반사된 외래광에 의해 시인성이 저하되는 것을 저감할 수 있다. 또, 본 발명의 EL 표시 장치는 박형이다. 해당 원 편광판은, 차례로, 위상차층, 편광자, 및 기재 필름을 갖는다.
우선, 본 발명에 이용되는 원 편광판에 대하여 설명한다. 원 편광판은, 차례로, 위상차층, 편광자, 및 기재 필름을 갖는다. 해당 원 편광판에 있어서, 위상차층, 편광자, 및 기재 필름은, 기본적으로는 이 순서로 적층되지만, 각 층의 사이에 다른 층이 존재하는 경우도 포함하는 개념이다.
A. 원 편광판
1. 기재 필름
먼저, 원 편광판의 기재 필름에 대하여 설명한다. 해당 원 편광판은, 편광자의 시인측에 기재 필름을 갖는다.
(기재 필름의 재질)
본 발명에 이용되는 기재 필름의 수지로는, 배향에 의해 복굴절을 발생시키는 것이면 특별히 한정없이 사용할 수 있다. 리타데이션을 크게 할 수 있는 점에서, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리스티렌 등이 바람직하고, 폴리에스테르가 보다 바람직하다. 바람직한 폴리에스테르로는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 등을 들 수 있고, 그 중에서도 PET, 및 PEN이 보다 바람직하다. 기재 필름으로서 폴리에스테르 필름을 사용함으로써, 내투습성, 치수 안정성, 기계적 강도, 및 화학적 안정성이 뛰어난 원 편광판을 갖는 EL 표시 장치를 얻을 수 있다.
PET의 경우, 기재 필름을 구성하는 수지의 극한 점도(IV)는 0.58∼1.5dL/g인 것이 바람직하다. IV의 하한은, 보다 바람직하게는 0.6dL/g이고, 더욱 바람직하게는 0.65dL/g이며, 특히 바람직하게는 0.68dL/g이다. IV의 상한은, 보다 바람직하게는 1.2dL/g이고, 더욱 바람직하게는 1dL/g이다. PET의 IV가 0.58dL/g 미만이면, 반복된 절곡으로 벤딩 자국이 나기 쉬워지는 경우가 있다. PET의 IV가 1.5dL/g을 넘으면, 필름의 제조가 곤란해지는 경우가 있다. 또한, 본 발명에 있어서의 극한 점도(IV)로는, 페놀과 1,1,2,2-테트라클로로에탄을 6:4의 질량비로 혼합한 것을 용매로 하고, 온도 30℃에서 측정한 값을 채용한다.
기재 필름은, 파장 380nm의 광선 투과율이 20% 이하인 것이 바람직하다. 파장 380nm의 광선 투과율은 15% 이하가 보다 바람직하고, 10% 이하가 더욱 바람직하며, 5% 이하가 특히 바람직하다. 상기 광선 투과율이 20% 이하이면, 편광자 중의 요오드 또는 이색성 색소의 자외선에 의한 변질을 억제할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서의 투과율은, 필름의 평면에 대해 수직 방향으로 측정한 것이며, 분광 광도계(예를 들면, 히타치 U-3500형)를 이용하여 측정할 수 있다.
기재 필름의 파장 380nm의 광선 투과율을 20% 이하로 하는 것은, 기재 필름 중에 자외선 흡수제를 첨가하는 것, 자외선 흡수제를 함유한 도포액을 기재 필름 표면에 도포하는 것, 자외선 흡수제의 종류 또는 농도, 및 기재 필름의 두께를 적절히 조절하는 것 등에 의해 달성할 수 있다. 본 발명에서는, 자외선 흡수제로서 당해 기술 분야에 있어서 공지의 물질을 사용할 수 있다. 자외선 흡수제로는, 유기계 자외선 흡수제 및 무기계 자외선 흡수제를 들 수 있고, 투명성의 관점에서 유기계 자외선 흡수제가 바람직하다.
유기계 자외선 흡수제는, 기재 필름의 파장 380nm의 광선 투과율을 20% 이하로 할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 일 없이 사용할 수 있다. 이와 같은 유기계 자외선 흡수제로서, 예를 들면, 벤조트리아졸계, 벤조페논계, 환상(環狀) 이미노 에스테르계 등, 및 그들의 조합을 들 수 있다.
또, 기재 필름에는 미끄러짐성 향상을 위해, 평균 입경 0.05∼2㎛의 입자를 첨가하는 것도 바람직하다. 입자로는, 산화 티탄, 황산바륨, 탄산칼슘, 황산칼슘, 실리카, 알루미나, 탈크, 카올린, 클레이, 인산 칼슘, 운모, 헥토라이트, 지르코니아, 산화 텅스텐, 불화 리튬, 불화 칼슘 등의 무기 입자; 스티렌계, 아크릴계, 멜라민계, 벤조구아나민계, 실리콘계 등의 유기 폴리머계 입자 등을 들 수 있다. 또한, 평균 입경은, 필름 단면의 입자를 주사형 전자현미경으로 관찰하는 방법으로 산출했다. 구체적으로는, 주사형 전자현미경으로 필름 단면의 입자 100개에 대하여 관찰을 행하고, 각 입자의 직경을 계측하여, 그들의 평균치를 평균 입경으로 했다.
이들 입자는 기재 필름 전체에 첨가할 수 있다. 또는, 기재를 스킨-코어의 공압출(共押出) 다층 구조로 하여, 입자를 스킨층에만 첨가해도 된다.
기재 필름의 진상축 방향의 굴절률 ny의 하한은, 바람직하게는 1.568이고, 보다 바람직하게는 1.578이며, 더욱 바람직하게는 1.584이고, 특히 바람직하게는 1.588이다. 기재 필름의 진상축 방향의 굴절률 ny의 상한은, 바람직하게는 1.63이고, 보다 바람직하게는 1.62이며, 더욱 바람직하게는 1.615이고, 특히 바람직하게는 1.61이다. PET 필름의 경우에는 ny가 1.58 미만이면 완전한 1축성(1축 대칭)에 가까워지기 때문에, 배향 방향과 평행한 방향의 기계적 강도가 현저하게 저하된다. 또, ny가 1.62보다 큰 필름에서는, 경사 방향에서 관찰했을 때에 무지개상의 색 얼룩이 관찰되기 쉬워진다.
일반적으로 편광자에서는 폴리비닐 알코올 또는 중합성 액정 화합물이 매트릭스 물질로서 사용되고 있다. 이 경우, 이들 편광자의 투과축 방향의 굴절률과 기재 필름의 굴절률이 가까워져, 이 계면에서의 반사가 억제되는 것이, 무지개 얼룩이 관찰되기 어려워지는 이유라고 생각되지만, 확실치 않다.
기재 필름의 면내 복굴절 ΔNxy는, 바람직하게는 0.06 이상 0.2 이하이고, 보다 바람직하게는 0.07 이상 0.19 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.08 이상 0.18 이하이다. ΔNxy가 0.06 미만이면 경사 방향에서 관찰했을 때에 무지개상의 색 얼룩이 관찰되기 쉬워진다. 또, ΔNxy가 0.2보다 큰 필름에서는 무지개상의 색 얼룩은 발생하지 않게 되지만, 전술과 같이 완전한 1축성(1축 대칭)에 가까워지기 때문에, 배향 방향과 평행한 방향의 기계적 강도가 현저하게 저하된다.
면내 복굴절 ΔNxy는, 지상축 방향의 굴절률(nx)과 진상축 방향의 굴절률(ny)의 차의 절대치를 말한다. 또한, 굴절률의 측정 파장은 589nm이다.
기재 필름의 지상축 방향 및 진상축 방향의 직각형 인열법에 의한 인열 강도 중 작은 쪽의 값은, 250N/mm 이상이 바람직하고, 280N/mm 이상이 보다 바람직하며, 300N/mm 이상이 더욱 바람직하다. ΔNxy의 값이 높은 필름에서는, 지상축 방향의 인열 강도의 값이, 진상축 방향보다도 작아지는 경향이 있다. 인열 강도가 250N/mm 미만인 경우에는 용이하게 필름이 찢어져 버려, 제막 시 또는 가공 시의 안정성이 저하된다. 한편, 인열 강도가 높으면 높을수록 제막 시 또는 가공 시의 안정성은 증가하지만, 2축성(2축 대칭성)이 높아져, 무지개상의 색 얼룩이 발생하게 된다. 그 때문에, 무지개상의 색 얼룩이 발생하지 않는 범위에서 상기 인열 강도를 크게 하는 것이 바람직하고, 현실적으로는 500N/mm 이하가 바람직하다.
또한, 인열 강도는, 직각형 인열법(JISK-7123)에 따라 측정을 행하여, 필름 두께당의 인열 강도(N/mm)를 구한다.
기재 필름의 Nz 계수는, 1.5 이상 2.5 이하가 바람직하고, 1.6 이상 2.3 이하가 보다 바람직하며, 1.7 이상 2.1 이하가 더욱 바람직하다. Nz 계수가 작을수록 관찰 각도에 의한 무지개상의 색 얼룩이 발생하기 어려워진다. 그리고, 완전한 1축성(1축 대칭) 필름에서는 Nz 계수는 1이 된다. 그러나, 전술과 같이 완전한 1축성(1축 대칭) 필름에 가까워짐에 따라, 배향 방향과 평행한 방향의 기계적 강도가 저하되는 경향에 있다.
Nz 계수는 다음과 같이 하여 구할 수 있다. 분자 배향계(오지 게이소쿠 기기 가부시키가이샤 제조, MOA-6004형 분자 배향계)를 이용하여 필름의 배향 주축 방향(지상축 방향)을 구하고, 배향 주축 방향 및 이것에 직교하는 방향(진상축 방향)의 2축의 굴절률(지상축 방향의 굴절률 nx, 진상축 방향의 굴절률 ny, 단 nx>ny), 및 두께 방향의 굴절률(nz)을 아베 굴절률계(아타고사 제조, NAR-4T, 측정 파장 589nm)에 의해 구한다. 이렇게 구한 nx, ny, 및 nz를, |nx-nz|/|nx-ny|로 표시되는 식에 대입하여, Nz 계수를 구한다. 또한, 굴절률의 측정 파장은 589nm이다.
무지개 얼룩을 보다 저감하는 관점에서, 기재 필름은, 1500∼9000nm의 리타데이션을 갖는 것이 바람직하다. 리타데이션의 하한치는 2000nm가 바람직하고, 보다 바람직한 하한치는 2500nm이다.
한편, 리타데이션의 상한치는 9000nm인 것이 바람직하다. 그것을 넘는 리타데이션을 갖는 기재 필름을 이용했다고 하더라도, 가요성 화상 표시 장치에서 널리 이용되는 유기 EL 표시 장치에서는 한층 더한 시인성의 개선 효과가 실질적으로 얻어지지 않을 뿐만 아니라, 기재 필름의 두께가 두꺼워져, 박형의 가요성 화상 표시 장치용 원 편광판으로서의 취급성이 저하되거나, 장기간의 사용에 의한 반복된 접이 조작에 의해 구부린 자국이 나기 쉬워지는 경우가 있다. 리타데이션의 바람직한 상한치는 8000nm이고, 보다 바람직한 상한치는 6000nm이며, 더욱 바람직한 상한치는 5500nm이고, 가장 바람직한 상한치는 5000nm이다.
또한, 복굴절은, 2축 방향의 굴절률을 측정하여 구할 수도 있고, KOBRA-21ADH(오지 게이소쿠 기기 가부시키가이샤) 등의 시판의 자동 복굴절 측정 장치를 이용하여 구할 수도 있다. 또한, 굴절률의 측정 파장은 589nm이다.
본 발명에서 사용되는 기재 필름은, 각각의 소재의 일반적인 필름의 제조 방법에 따라 얻을 수 있다. 이하, 기재 필름이 폴리에스테르인 경우를 예로서 설명한다. 폴리에스테르 기재 필름(이하, 단지 기재 필름이라고 하는 경우가 있다)은, 일반적인 폴리에스테르 필름의 제조 방법에 따라 제조할 수 있다. 폴리에스테르 필름의 제조 방법으로서, 예를 들면, 폴리에스테르 수지를 용융하고, 시트상으로 압출하여 성형된 무배향 폴리에스테르를 유리 전이 온도 이상의 온도에 있어서, 세로 방향 및 가로 방향으로 연신하여, 열처리를 실시하는 방법을 들 수 있다.
기재 필름은 1축 연신 필름이어도, 2축 연신 필름이어도 상관없다. 2축 연신 필름을 기재 필름으로서 이용한 경우, 2축성을 강하게 하면 필름면의 바로 위에서 관찰해도 무지개상의 색 얼룩이 보이지 않지만, 경사 방향에서 관찰했을 때에 무지개상의 색 얼룩이 관찰되는 경우가 있으므로 주의가 필요하다.
이 현상은, 2축 연신 필름이, 주행 방향, 폭 방향, 및 두께 방향에서 다른 굴절률을 갖는 굴절률 타원체로 이루어지고, 필름 내부에서의 광의 투과 방향에 따라 리타데이션이 제로가 되는(굴절률 타원체가 정원(眞圓)으로 보이는) 방향이 존재하기 때문에 일어난다. 따라서, 표시 화면을 경사 방향의 특정의 방향에서 관찰하면, 리타데이션이 제로가 되는 점을 발생시키는 경우가 있고, 그 점을 중심으로 하여 무지개상의 색 얼룩이 동심원상으로 발생하게 된다. 그리고, 필름면의 바로 위(법선 방향)에서부터 무지개상의 색 얼룩이 보이는 위치까지의 각도를 θ로 하면, 이 각도 θ는, 필름면 내의 복굴절이 클수록 커져서, 무지개상의 색 얼룩은 보기 어려워진다. 2축 연신 필름에서는 각도 θ가 작아지는 경향이 있기 때문에, 1축 연신 필름 쪽이 무지개상의 색 얼룩을 보기 어렵다는 점에서 바람직하다.
그러나, 완전한 1축성(1축 대칭) 필름은 배향 방향과 직교하는 방향의 기계적 강도가 현저하게 저하되므로 바람직하지 않다. 본 발명은, 실질적으로 무지개상의 색 얼룩을 발생시키지 않는 범위, 또는 액정 표시 화면에 요구되는 시야각 범위에 있어서 무지개상의 색 얼룩을 발생시키지 않는 범위에서, 2축성(2축 대칭성)을 갖고 있는 것이 바람직하다.
기재 필름의 주배향축(폴리에스테르의 경우는 지상축)은, 필름의 주행 방향(길이 방향, MD 방향)이어도, 길이 방향과 직교하는 방향(직교 방향, TD 방향)이어도 된다.
기재 필름의 제막 조건은, 축차 2축 연신이어도 동시 2축 연신이어도 된다. 먼저 축차 2축 연신으로의 제막 방법을 설명한다.
우선, 지상축이 직교 방향인 경우에서는, 용융한 PET를 냉각 롤 상으로 압출하여 얻어진 미연신 원단을 연속 롤로 세로 연신한다. 그 후, 필름의 양단을 클립으로 파지하여 텐터 내로 유도하고, 예열한 후, 가열하면서 가로 방향으로 연신한다. 지상축이 길이 방향인 경우에는, 상기와 동일한 순서여도 되지만, 미연신 원단을 텐터에서 가로 방향으로 연신하고, 그 후 연속 롤로 세로 연신하는 것이 바람직하다.
세로 연신 온도, 및 가로 연신 온도는 80∼130℃가 바람직하고, 보다 바람직하게는 90∼120℃이다. 처음에 행하는 주배향 방향과 직교하는 방향의 연신 배율은 1.2∼3배가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.8∼2.5배이다. 또, 주배향 방향의 연신 배율은 2.5∼6배가 바람직하고, 보다 바람직하게는 3∼5.5배이다.
일반적인 축차 2축 연신에서는 세로 연신은 롤 연신이 되기 때문에, 필름에 흠집이 나기 쉽다. 따라서, 연신 시의 흠집 방지의 관점에서는, 롤을 개재하지 않는 동시 2축 연신이 바람직하다. 동시 2축 연신의 제막 조건을 구체적으로 설명하면, 세로 연신 온도, 및 가로 연신 온도는 80∼150℃가 바람직하고, 보다 바람직하게는 90∼140℃이다. 지상축 방향을 길이 방향으로 하는 경우, 세로 연신 배율은 5.5∼7.5배가 바람직하고, 보다 바람직하게는 6∼7배이며, 특히 바람직하게는 6.5∼7배이다. 또, 가로 연신 배율은 1.5∼3배가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.8∼2.8배이다. 지상축 방향을 직교 방향으로 하는 경우는, 세로 연신 배율 및 가로 연신 배율은 상기와 반대이다.
또한, 1축 연신의 경우는, 상기에서 지상축 방향으로만 연신하면 된다.
또, 필름에 흠집이 나기 어려워진다는 관점 및 범용의 연신 설비를 전용(轉用)할 수 있다는 점에서, 텐터에서의 가로 방향만의 1축 연신이어도 된다.
지상축의 방향, ΔNxy, Nz 계수 및 인열 강도를 상기 범위로 제어하기 위해서는, 세로 연신 배율 및 가로 연신 배율의 각각의 배율을 제어하는 것이 바람직하다. 가로 세로의 연신 배율의 차이가 너무 작으면 ΔNxy를 높이는 것이 어려워진다. 또, 연신 온도를 낮게 설정하는 것도 ΔNxy를 높이는 데 있어서는 바람직한 대응이다.
인열 강도를 높이기 위해서는, 완전한 1축성 필름보다도, ΔNxy가 본 명세서에서 규정하는 범위를 만족시키는 조건하에서, 적당히 2축성이 부여되어 있는 것이 바람직하다.
계속되는 열처리에 있어서는, 처리 온도는 100∼250℃가 바람직하고, 보다 바람직하게는 180∼245℃이다.
기재 필름의 두께는 임의이고, 15∼90㎛의 범위가 바람직하며, 보다 바람직하게는 15∼80㎛의 범위이다. 15㎛를 하회하는 두께의 기재 필름에서는, 필름의 역학 특성의 저하가 현저해져서, 찢어짐, 균열 등을 발생시키기 쉬워져, 실용성이 현저하게 저하되는 경향이 있다. 특히 바람직한 두께의 하한은 20㎛이다. 한편, 기재 필름의 두께의 상한이 90㎛를 넘으면, 원 편광판의 두께가 두꺼워지기 때문에 바람직하지 않다. 또, 두께가 두꺼울수록 반경이 작은 반복된 절곡에 의해 자국이 나기 쉬워지기 때문에, 두께의 상한은 80㎛가 바람직하고, 보다 바람직한 두께의 상한은 70㎛이며, 더욱 바람직한 두께의 상한은 60㎛이고, 특히 바람직한 두께의 상한은 50㎛이다.
상기 두께 범위에 있어서도 ΔNxy, Nz 계수 및 인열 강도를 본 발명의 범위로 제어하기 위해, 기재 필름으로서 이용하는 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 적합하다.
또, 본 발명에 있어서의 폴리에스테르 필름에 자외선 흡수제를 배합하는 방법으로는, 공지의 방법을 조합하여 채용할 수 있다. 예를 들면, 미리 혼련 압출기를 이용하여, 건조시킨 자외선 흡수제와 폴리머 원료를 블렌드해 마스터 배치를 제작해 두고, 필름 제막 시에 해당 마스터 배치와 폴리머 원료를 소정의 비율로 혼합하는 방법 등에 의해 폴리에스테르 필름에 자외선 흡수제를 배합할 수 있다.
이 경우, 마스터 배치 중의 자외선 흡수제 농도는, 자외선 흡수제를 균일하게 분산시키고, 또한 경제적으로 배합하기 위해 5∼30 질량%로 하는 것이 바람직하다. 마스터 배치를 제작하는 조건으로는, 혼련 압출기를 이용하고, 압출 온도는 폴리에스테르 원료의 융점 이상, 290℃ 이하의 온도에서 1∼15분간 압출하는 것이 바람직하다. 압출 온도가 290℃를 넘으면, 자외선 흡수제의 감량이 크고, 또, 마스터 배치의 점도 저하가 커진다. 압출 시간이 1분간 미만이면, 자외선 흡수제의 균일한 혼합이 곤란해진다. 이때, 필요에 따라 안정제, 색조 조정제, 대전 방지제 등을 첨가해도 된다.
또, 본 발명에서는 필름을 적어도 3층 이상의 다층 구조로 하고, 필름의 중간층에 자외선 흡수제를 첨가하는 것이 바람직하다. 중간층에 자외선 흡수제를 포함하는 3층 구조의 필름은, 구체적으로는 다음과 같이 제작할 수 있다. 외층용으로서 폴리에스테르의 펠릿을 단독으로 이용하고, 중간층용으로서 자외선 흡수제를 함유한 마스터 배치와 폴리에스테르의 펠릿을 소정의 비율로 혼합하고, 건조시킨 후, 공지의 용융 적층용 압출기에 공급하고, 슬릿상의 다이로부터 시트상으로 압출하고, 캐스팅 롤 상에서 냉각 고화시켜 미연신 필름을 만든다. 즉, 2대 이상의 압출기, 3층의 매니폴드 또는 합류 블록(예를 들면 각형(角型) 합류부를 갖는 합류 블록)을 이용하여, 양 외층을 구성하는 필름층, 및 중간층을 구성하는 필름층을 적층하고, 구금(口金)으로부터 3층의 시트를 압출하고, 캐스팅 롤로 냉각하여 미연신 필름을 만든다. 또한, 본 발명에서는, 광학 결점의 원인이 되는, 원료인 폴리에스테르 중에 포함되어 있는 이물을 제거하기 위해, 용융 압출 시에 고정밀도 여과를 행하는 것이 바람직하다. 용융 수지의 고정밀도 여과에 이용하는 여재(濾材)의 여과 입자 사이즈(초기 여과 효율 95%)는, 15㎛ 이하가 바람직하다. 여재의 여과 입자 사이즈를 15㎛ 이하로 함으로써, 입경 20㎛ 이상의 이물을 충분히 제거할 수 있다.
 기재 필름에는, 코로나 처리, 화염 처리, 플라스마 처리 등의 접착성을 향상시키는 처리를 행해도 된다.
(이(易)접착층)
기재 필름에는, 후술하는 편광막 또는 배향층과의 접착성을 향상시키기 위해, 이접착층(이접착층 P1)이 설치되어 있어도 된다.
이접착층에 이용되는 수지로서, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 폴리우레탄 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리카보네이트 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지 등을 들 수 있고, 이들 중에서 폴리에스테르 수지, 폴리에스테르 폴리우레탄 수지, 폴리카보네이트 폴리우레탄 수지, 및 아크릴 수지가 바람직하다. 이접착층은 가교되어 있는 것이 바람직하다. 가교제로는, 이소시아네이트 화합물, 멜라민 화합물, 에폭시 수지, 옥사졸린 화합물 등을 들 수 있다. 또, 폴리비닐 알코올, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미드이미드 등의, 배향층 또는 편광막에 이용되는 수지와 유사한 수지를 첨가하는 것도 밀착성을 향상시키기 위해 유용한 수단이다.
이접착층은, 이들 수지, 및 필요에 따라 가교제, 입자 등을 첨가한 수계(水系) 도료로서 기재 필름에 도포하고, 건조함으로써 설치할 수 있다. 입자로는 상술의 기재에 이용되는 것이 예시된다.
이접착층은, 연신이 끝난 기재 필름에 오프라인으로 설치할 수 있고, 제막 공정 중에 인라인으로 설치하는 것도 가능하다. 이접착층은, 제막 공정 중에 인라인으로 설치하는 것이 바람직하다. 이접착층을 인라인으로 설치하는 경우에는, 세로 연신 전, 또는 가로 연신 전 중 어느 것이어도 된다. 특히, 가로 연신 직전에 상기 수계 도료를 도공(塗工)하고, 텐터에 의해 예열 및 가열하고, 해당 열처리 공정 중에 건조 및 가교됨으로써 인라인으로 이접착층을 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 롤에 의한 세로 연신 직전에 인라인 코트하는 경우에는, 상기 수계 도료를 도공한 후, 세로형 건조기로 건조시킨 후에 연신 롤로 유도하는 것이 바람직하다.
상기 수계 도료의 도공량은, 0.01∼1.0g/㎡가 바람직하고, 0.03∼0.5g/㎡가 보다 바람직하다.
(기능성 층)
기재 필름의 편광막이 적층되는 면과는 반대측에는, 하드 코트층, 반사 방지층, 저반사층, 방현층, 대전 방지층 등의 기능성 층이 설치되어 있는 것도 바람직한 형태이다.
이들 기능성 층의 두께는 적절히 설정할 수 있고, 바람직하게는 0.1∼50㎛이고, 보다 바람직하게는 0.5∼20㎛이며, 더욱 바람직하게는 1∼10㎛이다. 또한, 이들 층은 복수 설치해도 된다.
기능성 층을 설치하는 경우, 기재 필름과의 사이에 이접착층(이접착층 P2)을 설치해도 된다. 이접착층 P2에는, 상술의 이접착층 P1에서 예로 든 수지, 가교제 등이 적합하게 이용된다. 또, 이접착층 P1과 이접착층 P2는 같은 조성이어도 되고, 다른 조성이어도 된다.
이접착층 P2도 또한 인라인으로 설치하는 것이 바람직하다. 이접착층 P1 및 이접착층 P2는, 순차 도공하고, 건조시켜 형성할 수 있다. 또, 이접착층 P1 및 이접착층 P2를 기재 필름의 양면에 동시에 도공하는 것도 바람직한 형태이다.
또한, 이하의 설명에 있어서 기재 필름이라고 하는 경우, 이접착층을 설치하고 있지 않은 것 뿐만 아니라, 이접착층을 설치한 것도 포함된다. 마찬가지로, 기능성 층을 설치한 것도 기재 필름에 포함된다.
2. 편광자
본 발명에 이용되는 원 편광판에서는, 기재 필름 상에 편광자가 설치되어 있다.
편광자로서, 예를 들면, 편광막을 이용할 수 있다. 편광막은 기재 필름 상에 직접 설치되어도 되고, 또는 기재 필름 상에 배향층을 설치하고, 그 위에 편광막이 설치되어 있어도 된다. 또한, 본 발명에 있어서, 배향층과 편광막을 합친 총칭으로서 편광자라고 부르는 경우가 있다. 또, 기재 필름 상에 배향층을 설치하지 않고 편광막을 설치한 경우에는, 편광막을 편광자라고 칭하는 경우가 있다.
(편광막)
편광막은, 한 방향으로만 편광을 통과시키는 기능을 갖는다. 편광막에는, 폴리비닐 알코올(PVA) 등의 연신막에 요오드 또는 이색성 색소를 배합시킨 것, 이색성 색소막 또는 중합성 액정 화합물에 이색성 색소를 배합한 도공막, 폴리엔의 연신막, 와이어 그리드 등을, 특별히 제한 없이 사용할 수 있다.
이들 중에서도, PVA에 요오드를 흡착시킨 편광막, 및 중합성 액정 화합물에 이색성 색소를 배합한 편광막이, 바람직한 예이다.
먼저, PVA에 요오드를 흡착시킨 편광막에 대하여 설명한다.
PVA에 요오드를 흡착시킨 편광막은, 일반적으로는 PVA의 미연신 필름을, 요오드를 함유하는 욕조(浴)에 침지한 후에 1축 연신하거나, 또는 1축 연신한 필름을, 요오드를 함유하는 욕조에 침지하고, 그 후 붕산욕에서 가교 처리함으로써 얻을 수 있다.
상기의 방법에 의해 얻어진 편광막의 두께는, 1∼30㎛가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.5∼20㎛이며, 더욱 바람직하게는 2∼15㎛이다. 편광막의 두께가 1㎛ 미만이면, 충분한 편광 특성이 나타나지 않으며, 또 너무 얇아서 취급이 곤란해지는 경우가 있다. 편광막의 두께가 30㎛를 넘으면, 박형의 목적에 합치하지 않는다.
PVA에 요오드를 흡착시킨 편광막과 기재 필름을 적층하는 경우, 기재 필름과 편광막을 맞붙이는 것이 바람직하다. 맞붙이기 위한 접착제로는, 종래부터 이용되고 있는 것을 제한 없이 사용할 수 있다. 그 중에서도, PVA계의 수성 접착제, 자외선 경화형 접착제 등이 바람직한 예이며, 자외선 경화형 접착제가 보다 바람직하다.
이와 같이, PVA에 요오드를 흡착시킨 편광막은, 편광자 단체(單體)로서의 필름을 이용하여, 기재 필름과 적층할 수 있다. 또는, 이형성(離型性) 지지 기재 상에 PVA를 도공하고, 그 상태로 연신함으로써 얻어진, 이형성 지지 기재 상에 편광자를 적층한 것(이형성 지지 기재 적층 편광자)을 이용하여, 기재 필름에 편광막을 전사하는 방법에 의해 적층하는 것도 가능하다. 이 전사에 의해 적층하는 방법도, 상술의 맞붙이는 방법과 마찬가지로, 편광자와 기재 필름의 적층 방법으로서 바람직하다. 이 전사 방법을 이용하는 경우에는, 편광자의 두께는, 12㎛ 이하가 바람직하고, 10㎛ 이하가 보다 바람직하며, 8㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 6㎛ 이하가 특히 바람직하다. 이와 같은 매우 얇은 편광자여도, 이형성 지지 기재가 있기 때문에 취급이 용이하고, 편광자를 기재 필름에 용이하게 적층시킬 수 있다. 이와 같은 박형의 편광자를 이용함으로써, 더욱 박형화에 대응할 수 있으며, 또, 가요성을 확보할 수 있다.
또한, 편광자와 기재 필름을 적층시키는 기술은 공지이며, 예를 들면, 일본국 특개2001-350021호 공보, 및 일본국 특개2009-93074호 공보 등을 참조할 수 있다.
전사에 의해 편광자와 기재 필름을 적층하는 방법에 대하여, 구체적으로 설명한다. 우선, 미연신 또는 길이 방향과는 수직으로 1축 연신된 열가소성 수지의 이형성 지지 기재에 PVA를 도포하고, 얻어진 열가소성 수지의 이형성 지지 기재와 PVA의 적층체를 길이 방향으로 2∼20배, 바람직하게는 3∼15배로 연신한다. 연신 온도는, 바람직하게는 80∼180℃이고, 보다 바람직하게는 100∼160℃이다. 계속해서 연신된 적층체를, 이색성 색소를 함유하는 욕조에 침지하여, 이색성 색소를 흡착시킨다. 이색성 색소로서, 예를 들면, 요오드, 유기 염료 등을 들 수 있다. 이색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우는, 염색욕으로서 요오드 및 요오드화 칼륨을 함유하는 수용액을 사용하는 것이 바람직하다. 계속해서 붕산의 수용액에 침지하여 처리를 행하고, 수세한 후, 건조시킨다. 또한, 이색성 색소의 흡착 전에 예비 연신으로서 1.5∼3배의 연신을 행하여도 된다. 또한, 상기의 방법은 일례이며, 연신 전에 이색성 색소의 흡착을 행하여도 되고, 이색성 색소의 흡착 전에 붕산에서의 처리를 행하여도 된다. 이색성 색소를 함유하는 욕조 내 또는 붕산 수용액의 욕조 중에서 연신을 행하는 것도 가능하다. 또, 이들 공정을 다단계로 나누어 조합하여 행하여도 된다.
열가소성 수지의 이형성 지지 기재(이형 필름)로는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 필름, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀 필름, 폴리아미드 필름, 폴리우레탄 필름 등이 이용된다. 열가소성 수지의 이형성 지지 기재(이형 필름)에는, 코로나 처리를 행하거나, 또는 이형 코트, 이접착 코트 등을 설치함으로써, 박리력을 조정할 수 있다.
기재 필름에 이형성 지지 기재 적층 편광자의 편광자면을 점착제 또는 접착제로 맞붙이고, 그 후, 이형성 지지 기재를 박리함으로써, 기재 필름과 편광자의 적층체가 얻어진다. 일반적으로 이용되는 점착제의 두께는 5∼50㎛인 것에 대해 접착제는 1∼10㎛이다. 박형화를 위해서는 접착제를 사용하는 것이 바람직하고, 그 중에서도 자외선 경화형 접착제를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 특별한 장치가 불필요하다는 공정상의 면에서는 점착제를 이용하는 것도 바람직하다.
다음으로, 중합성 액정 화합물에 이색성 색소를 배합한 편광막에 대하여 설명한다.
이색성 색소란, 분자의 장축 방향에 있어서의 흡광도와, 단축 방향에 있어서의 흡광도가 다른 성질을 갖는 색소를 말한다.
이색성 색소는, 300∼700nm의 범위에 흡수 극대 파장(λMAX)을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 이색성 색소로서, 예를 들면, 아크리딘 색소, 옥사진 색소, 시아닌 색소, 나프탈렌 색소, 아조 색소 및 안트라퀴논 색소 등의 유기 이색성 색소를 들 수 있고, 이들 중에서도, 아조 색소가 바람직하다. 아조 색소로서, 모노아조 색소, 비스아조 색소, 트리스아조 색소, 테트라키스아조 색소 및 스틸벤아조 색소 등을 들 수 있고, 이들 중에서도, 비스아조 색소 및 트리스아조 색소가 바람직하다. 이색성 색소는 단독으로 사용해도, 조합하여 사용해도 된다. 색조를 조정(무채색으로)하기 위해, 2종 이상을 조합하는 것이 바람직하고, 3종류 이상을 조합하는 것이 보다 바람직하다. 특히, 3종류 이상의 아조 화합물을 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.
바람직한 아조 화합물로는, 일본국 특개2007-126628호 공보, 일본국 특개2010-168570호 공보, 일본국 특개2013-101328호 공보, 일본국 특개2013-210624호 공보 등에 기재된 색소를 들 수 있다.
이색성 색소는, 아크릴 등의 폴리머의 측쇄(側鎖)에 도입된 이색성 색소 폴리머인 것도 바람직한 형태이다. 이들 이색성 색소 폴리머로서, 일본국 특개2016-4055호 공보에서 예로 들어지는 폴리머, 일본국 특개2014-206682호 공보의 [화학식 6]∼[화학식 12]의 화합물이 중합된 폴리머 등을 예시할 수 있다.
편광막 중의 이색성 색소의 함유량은, 이색성 색소의 배향을 양호하게 하는 관점에서, 편광막 중, 0.1∼30 질량%가 바람직하고, 0.5∼20 질량%가 보다 바람직하며, 1.0∼15 질량%가 더욱 바람직하고, 2.0∼10 질량%가 특히 바람직하다.
편광막에는, 막 강도, 편광도, 막 균질성 등의 향상을 위해, 중합성 액정 화합물이 포함되어 있다. 또한, 중합성 액정 화합물은, 막으로서 중합 후의 것도 포함된다.
중합성 액정 화합물이란, 중합성기를 갖고, 또한, 액정성을 나타내는 화합물이다.
중합성기란, 중합 반응에 관여하는 기를 의미하고, 광중합성기인 것이 바람직하다. 여기에서, 광중합성기란, 후술하는 광중합 개시제로부터 발생한 활성 라디칼, 산 등에 의해 중합 반응할 수 있는 기인 것을 말한다. 중합성기로는, 비닐기, 비닐옥시기, 1-클로로비닐기, 이소프로페닐기, 4-비닐페닐기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 옥시라닐기, 옥세타닐기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 비닐옥시기, 옥시라닐기 및 옥세타닐기가 바람직하고, 아크릴로일옥시기가 보다 바람직하다. 액정성을 나타내는 화합물은, 서모트로픽(thermotropic) 액정이어도 리오트로픽(lyotropic) 액정이어도 되고, 또, 서모트로픽 액정에 있어서의, 네마틱 액정이어도 스멕틱 액정이어도 된다.
중합성 액정 화합물은, 보다 높은 편광 특성이 얻어진다는 점에서 스멕틱 액정 화합물이 바람직하고, 고차 스멕틱 액정 화합물이 보다 바람직하다. 중합성 액정 화합물이 형성하는 액정상(相)이 고차 스멕틱상(相)이면, 배향 질서도가 보다 높은 편광막을 제조할 수 있다.
바람직한 중합성 액정 화합물의 구체예로서, 예를 들면, 일본국 특개2002-308832호 공보, 일본국 특개2007-16207호 공보, 일본국 특개2015-163596호 공보, 일본국 특표2007-510946호 공보, 일본국 특개2013-114131호 공보, 국제공개 WO2005/045485호 공보, Lub et al. Recl. Trav. Chim. Pays-Bas, 115, 321-328(1996) 등에 기재된 것을 들 수 있다.
편광막 중의 중합성 액정 화합물의 함유 비율은, 중합성 액정 화합물의 배향성을 높인다는 관점에서, 편광막 중 70∼99.5 질량%가 바람직하고, 75∼99 질량%가 보다 바람직하며, 80∼97 질량%가 더욱 바람직하고, 83∼95 질량%가 특히 바람직하다.
중합성 액정 화합물 및 이색성 색소를 포함하는 편광막은, 편광막용 조성물을 도공하여 설치할 수 있다.
편광막용 조성물은, 중합성 액정 화합물 및 이색성 색소에 더하여, 용제, 중합 개시제, 증감제, 중합 금지제, 레벨링제, 중합성 비액정 화합물, 가교제 등을 포함해도 된다.
용제로는, 중합성 액정 화합물을 용해하는 것이면 제한 없이 이용할 수 있다. 용제의 구체예로서, 물; 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 셀로솔브 등의 알코올계 용매; 초산(酢酸) 에틸, 초산 부틸, γ-부티로락톤 등의 에스테르계 용제; 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논 등의 케톤계 용제; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소 용제; 테트라히드로푸란, 디메톡시에탄 등의 에테르계 용제 등을 들 수 있다. 이들 용제는, 단독으로 이용해도 되고, 조합해도 된다.
중합 개시제는, 중합성 액정 화합물을 중합시키는 것이면 한정 없이 사용할 수 있다. 중합 개시제로서, 광에 의해 활성 라디칼을 발생시키는 광중합 개시제가 바람직하다. 중합 개시제로서, 예를 들면, 벤조인 화합물, 벤조페논 화합물, 알킬페논 화합물, 아실 포스핀 옥사이드 화합물, 트리아진 화합물, 요오도늄염, 술포늄염 등을 들 수 있다.
증감제로는, 광증감제가 바람직하다. 광증감제로서, 예를 들면, 크산톤 화합물, 안트라센 화합물, 페노티아진, 루브렌 등을 들 수 있다.
중합 금지제로서, 하이드로퀴논류, 카테콜류, 티오페놀류를 들 수 있다.
레벨링제로서, 공지의 각종 계면활성제를 들 수 있다.
중합성 비액정 화합물로는, 중합성 액정 화합물과 공중합하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 중합성 액정 화합물이 (메타)아크릴로일옥시기를 갖는 경우에는, 중합성 비액정 화합물로서 (메타)아크릴레이트류를 들 수 있다. (메타)아크릴레이트류는, 단관능이어도 다관능이어도 된다. 다관능의 (메타)아크릴레이트류를 이용함으로써, 편광막의 강도를 향상시킬 수 있다. 중합성 비액정 화합물을 이용하는 경우, 편광막 중에 1∼15 질량%로 하는 것이 바람직하고, 2∼10 질량%로 하는 것이 보다 바람직하며, 3∼7 질량%로 하는 것이 더욱 바람직하다. 중합성 비액정 화합물의 함유량이 15 질량%를 넘으면, 편광도가 저하되는 경우가 있다.
가교제로는, 중합성 액정 화합물, 및 중합성 비액정 화합물의 관능기와 반응할 수 있는 화합물 등을 들 수 있다. 가교제로서, 구체적으로는, 이소시아네이트 화합물, 멜라민, 에폭시 수지, 옥사졸린 화합물 등을 들 수 있다.
편광막용 조성물을, 기재 필름 상 또는 배향층 상에 직접 도공한 후, 필요에 의해 건조시키고, 가열하여 경화함으로써, 편광막이 설치된다.
도공 방법으로는, 그라비아 코팅법, 다이 코팅법, 바 코팅법 및 어플리케이터법 등의 도포법; 플렉소법 등의 인쇄법 등의 공지의 방법을 채용할 수 있다.
건조는, 도공 후의 기재 필름을 온풍 건조기, 적외선 건조기 등으로 유도하여, 바람직하게는 30∼170℃, 보다 바람직하게는 50∼150℃, 더욱 바람직하게는 70∼130℃에서 행해진다. 건조 시간은, 0.5∼30분간이 바람직하고, 1∼20분간이 보다 바람직하며, 2∼10분간이 더욱 바람직하다.
가열은, 편광막 중의 이색성 색소 및 중합성 액정 화합물을 보다 강고하게 배향시키기 위해 행할 수 있다. 가열 온도는, 중합성 액정 화합물이 액정상을 형성하는 온도 범위로 하는 것이 바람직하다.
편광막용 조성물은 중합성 액정 화합물을 포함하므로, 경화시키는 것이 바람직하다. 경화 방법으로는, 가열 및 광 조사를 들 수 있고, 광 조사가 바람직하다. 경화에 의해 이색성 색소를 배향한 상태로 고정할 수 있다. 경화는, 중합성 액정 화합물에 액정상을 형성시킨 상태에서 행하는 것이 바람직하고, 액정상을 나타내는 온도에서 광 조사하여 경화시켜도 된다.
광 조사에 있어서의 광은, 가시광, 자외광, 레이저광 등을 들 수 있다. 취급 용이성의 점에서, 자외광이 바람직하다.
조사 강도는, 중합 개시제 또는 수지(모노머)의 종류 또는 양에서 다르고, 예를 들면 365nm 기준으로 100∼10000mJ/㎠가 바람직하고, 200∼5000mJ/㎠가 보다 바람직하다.
편광막은, 편광막용 조성물을, 필요에 의해 설치되는 배향층 상에 도포함으로써, 색소가 배향층의 배향 방향을 따라 배향하고, 그 결과, 소정 방향의 편광 투과축을 갖게 된다. 배향층을 설치하지 않고 편광막용 조성물을 직접 기재에 도공한 경우는, 편광광을 조사하여 편광막용 조성물을 경화시킴으로써, 편광막을 배향시킬 수도 있다. 추가로 그 후 가열 처리함으로써, 이색성 색소를 강고하게 고분자 액정의 배향 방향을 따라 배향시키는 것이 바람직하다.
이 경우의 편광막의 두께는, 통상 0.1∼5㎛이고, 바람직하게는 0.3∼3㎛이며, 보다 바람직하게는 0.5∼2㎛이다.
중합성 액정 화합물 및 이색성 색소를 포함하는 편광막과 기재 필름을 적층하는 경우, 기재 필름에 직접 편광막을 설치하여 적층하는 방법뿐만 아니라, 다른 이형성 필름 상에 상기의 방법에 준하여 편광막을 설치하고, 이것을 기재 필름에 전사하는 방법도 바람직하다. 이형 필름으로는, 전술의 이형성 지지 기재와 적층된 이형성 지지 기재 적층 편광자에서 이용된 이형성 지지 기재를 바람직한 예로서 들 수 있고, 폴리에스테르 필름, 폴리프로필렌 필름 등을, 특히 바람직한 이형 필름으로서 들 수 있다. 이형 필름에는, 코로나 처리를 행하거나, 또는 이형 코트, 이접착 코트 등을 설치함으로써, 박리력을 조정할 수 있다.
기재 필름에 편광막을 전사하는 방법도, 전술의 이형성 지지 기재와 적층된 이형성 지지 기재 적층 편광자에서의 방법과 마찬가지이다.
(배향층)
본 발명에서 사용되는 편광자는, 상술한 바와 같이, 편광막뿐이어도 되고, 편광막과 배향층을 합친 구성이어도 된다.
배향층은, 편광막의 배향 방향을 제어하는 것이며, 배향층을 설치함으로써, 보다 편광도가 높은 편광자를 부여할 수 있다.
배향층으로는, 편광막을 원하는 배향 상태로 할 수 있는 것이면, 어떤 배향층이어도 된다. 배향층에 배향 상태를 부여하는 방법으로는, 예를 들면, 표면에의 러빙 처리, 무기 화합물의 사방(斜方) 증착, 마이크로그루브를 갖는 층의 형성 등을 들 수 있다. 또한, 편광의 광 조사에 의해 분자를 배향시켜 배향 기능을 발생시키는 광 배향층으로 하는 방법도 바람직하다.
이하, 러빙 처리 배향층 및 광 배향층의 2예에 대하여 설명한다.
러빙 처리 배향층
러빙 처리에 의해 형성되는 배향층에 이용되는 폴리머 재료로는, 폴리비닐 알코올 및 그 유도체, 폴리이미드 및 그 유도체, 아크릴 수지, 폴리실록산 유도체 등이 바람직하게 이용된다.
우선, 상기의 폴리머 재료를 포함하는 러빙 처리 배향층용 도포액을 기판 필름 상에 도포한 후, 가열 건조 등을 행하여, 러빙 처리 전의 배향층을 얻는다. 배향층용 도포액은, 가교제를 갖고 있어도 된다. 가교제로서, 예를 들면, 이소시아네이트기, 에폭시기, 옥사졸린기, 비닐기, 아크릴기, 카르보디이미드기, 알콕시실릴기 등을 복수개 함유하는 화합물; 멜라민 화합물 등의 아미드 수지; 페놀 수지 등을 들 수 있다.
러빙 처리 배향층용 도포액의 용제로는, 폴리머 재료를 용해하는 것이면 제한 없이 이용할 수 있다. 용제의 구체예로서, 물; 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 셀로솔브 등의 알코올계 용매; 초산 에틸, 초산 부틸, γ-부티로락톤 등의 에스테르계 용제; 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논 등의 케톤계 용제; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소 용제; 테트라히드로푸란, 디메톡시에탄 등의 에테르계 용제 등을 들 수 있다. 이들 용제는, 단독으로 이용해도 되고, 조합해도 된다.
러빙 처리 배향층용 도포액의 농도는, 폴리머의 종류, 제조하고자 하는 배향층의 두께 등에 따라 적절히 조절할 수 있으며, 고형분 농도로 표시하여, 0.2∼20 질량%로 하는 것이 바람직하고, 0.3∼10 질량%의 범위가 보다 바람직하다.
도포하는 방법으로는, 그라비아 코팅법, 다이 코팅법, 바 코팅법 및 어플리케이터법 등의 도포법; 플렉소법 등의 인쇄법 등의 공지의 방법이 채용된다.
가열 건조의 온도는, 기재 필름에도 따르지만, PET의 경우에는 30∼170℃의 범위가 바람직하고, 50∼150℃의 범위가 보다 바람직하며, 70∼130℃의 범위가 더욱 바람직하다. 건조 온도가 너무 낮으면, 건조 시간을 길게 잡을 필요가 생겨, 생산성이 뒤떨어지는 경우가 있다. 건조 온도가 너무 높으면, 기재 필름의 배향 상태에 영향을 미쳐, 리타데이션이 저하하거나, 또는 기재 필름의 열 수축이 커지는 점에서, 설계대로의 광학 기능을 달성할 수 없는, 평면성이 나빠지는 등의 문제가 발생한다. 가열 건조 시간은, 통상 0.5∼30분간이고, 1∼20분간이 바람직하며, 2∼10분간이 보다 바람직하다.
러빙 처리 배향층의 두께는, 0.01∼10㎛인 것이 바람직하고, 0.05∼5㎛인 것이 보다 바람직하며, 0.1∼1㎛인 것이 더욱 바람직하다.
러빙 처리는, 일반적으로는 폴리머층의 표면을, 종이 또는 직물로 일정 방향으로 문지름으로써 실시할 수 있다. 일반적으로는, 나일론, 폴리에스테르, 아크릴 등의 섬유의 기모 직물의 러빙 롤러를 이용하여, 배향막의 표면을 러빙 처리한다.
장척(長尺) 기재 필름의 길이 방향에 대해 소정 방향으로 투과축을 갖는 편광막을 설치하기 위해서는, 배향층의 러빙 방향도 그에 맞는 각도로 할 필요가 있다. 각도의 조정은, 러빙 롤러와 기재 필름의 각도의 조정, 기재 필름의 반송 속도 및 롤러의 회전수의 조정 등에 의해 행할 수 있다.
또한, 기재 필름에 직접 러빙 처리를 행하여, 기재 필름 표면에 배향층 기능을 갖게 하는 것도 가능하다. 이 경우도, 본 발명의 기술 범위에 포함된다.
광 배향층
광 배향층이란, 광 반응성기를 갖는 폴리머 또는 모노머와 용제를 포함하는 도공액을 기재 필름에 도포하고, 편광, 바람직하게는 편광 자외선을 조사함으로써 배향 규제력을 부여한 배향막인 것을 말한다. 광 반응성기란, 광 조사에 의해 액정 배향능을 발생시키는 기를 말한다. 구체적으로는, 광을 조사함으로써 발생하는 분자의 배향 야기 또는 이성화(異性化) 반응, 이량화(二量化) 반응, 광 가교 반응, 또는 광 분해 반응과 같은, 액정 배향능의 기원이 되는 광 반응을 발생시키는 것이다. 당해 광 반응성기 중에서도, 이량화 반응 또는 광 가교 반응을 일으키는 것이, 배향성이 뛰어나고, 편광막의 스멕틱 액정 상태를 유지하는 점에서 바람직하다. 이상과 같은 반응을 발생시킬 수 있는 광 반응성기로는, 불포화 결합, 특히 이중 결합이 바람직하고, C=C 결합, C=N 결합, N=N 결합, 및 C=O 결합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 갖는 기가 특히 바람직하다.
C=C 결합을 갖는 광 반응성기로서, 예를 들면, 비닐기, 폴리엔기, 스틸벤기, 스틸바졸기, 스틸바졸리움기, 칼콘기 및 신나모일기 등을 들 수 있다. C=N 결합을 갖는 광 반응성기로서, 방향족 시프 염기 및 방향족 히드라존 등의 구조를 갖는 기를 들 수 있다. N=N 결합을 갖는 광 반응성기로서, 아조벤젠기, 아조나프탈렌기, 방향족 복소환 아조기, 비스아조기 및 포르마잔기, 아족시벤젠 등을 기본 구조로 하는 것을 들 수 있다. C=O 결합을 갖는 광 반응성기로서, 벤조페논기, 쿠마린기, 안트라퀴논기 및 말레이미드기 등을 들 수 있다. 이들 기는, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 알릴옥시기, 시아노기, 알콕시카르보닐기, 히드록실기, 술폰산기 및 할로겐화 알킬기 등의 치환기를 갖고 있어도 된다.
이들 중에서도, 광이량화 반응을 일으킬 수 있는 광 반응성기가 바람직하고, 신나모일기 및 칼콘기가, 광 배향에 필요한 편광 조사량이 비교적 적고, 또한, 열 안정성 또는 경시(經時) 안정성이 뛰어난 광 배향층이 얻어지기 쉽기 때문에 바람직하다. 덧붙여 말하자면, 광 반응성기를 갖는 폴리머로는, 당해 폴리머 측쇄의 말단부가 계피산 구조가 되는 것과 같은 신나모일기를 갖는 것이 특히 바람직하다. 주쇄(主鎖)의 구조로는, 폴리이미드, 폴리아미드, (메타)아크릴, 폴리에스테르 등을 들 수 있다.
구체적인 배향층으로서, 예를 들면, 일본국 특개2006-285197호 공보, 일본국 특개2007-76839호 공보, 일본국 특개2007-138138호 공보, 일본국 특개2007-94071호 공보, 일본국 특개2007-121721호 공보, 일본국 특개2007-140465호 공보, 일본국 특개2007-156439호 공보, 일본국 특개2007-133184호 공보, 일본국 특개2009-109831호 공보, 일본국 특개2002-229039호 공보, 일본국 특개2002-265541호 공보, 일본국 특개2002-317013호 공보, 일본국 특표2003-520878호 공보, 일본국 특표2004-529220호 공보, 일본국 특개2013-33248호 공보, 일본국 특개2015-7702호 공보, 일본국 특개2015-129210호 공보 등에 기재된 배향층을 들 수 있다.
광 배향층 형성용 도공액의 용제로는, 광 반응성기를 갖는 폴리머 및 모노머를 용해하는 것이면 제한 없이 이용할 수 있다. 용제의 구체예로서, 러빙 처리 배향층에서 든 것을 예시할 수 있다. 광 배향층 형성용 도공액에는, 필요에 따라, 광중합 개시제, 중합 금지제, 각종 안정제 등을 첨가할 수도 있다. 또, 광 반응성기를 갖는 폴리머 및 모노머 이외의 폴리머, 광 반응성기를 갖는 모노머와 공중합 가능한 광 반응성기를 갖지 않는 모노머 등을 광 배향층 형성용 도공액에 첨가해도 된다.
광 배향층 형성용 도공액의 농도, 도포 방법, 건조 조건 등은, 러빙 처리 배향층에서 든 것을 예시할 수 있다. 광 배향층의 두께도, 러빙 처리 배향층의 바람직한 두께와 마찬가지이다.
이렇게 얻어진 배향 전의 광 배향층에, 기재 필름의 길이 방향에 대해, 소정의 방향의 편광을 조사함으로써, 배향 규제력의 방향이 장척 기재 필름의 길이 방향에 대해 소정의 방향인 광 배향층을 얻을 수 있다.
편광은, 배향 전의 광 배향층에 직접 조사해도 되고, 기재 필름을 투과시켜 조사해도 된다.
편광의 파장은, 광 반응성기를 갖는 폴리머 또는 모노머의 광 반응성기가, 광 에너지를 흡수할 수 있는 파장 영역인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 파장 250∼400nm의 범위의 자외선이 바람직하다.
편광의 광원은, 크세논 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프, 메탈 할라이드 램프, KrF, ArF 등의 자외광 레이저 등을 들 수 있고, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프 및 메탈 할라이드 램프가 바람직하다.
편광은, 예를 들면, 상기 광원으로부터의 광을, 편광자를 통과시킴으로써 얻을 수 있다. 상기 편광자의 편광각을 조정함으로써, 편광의 방향을 조정할 수 있다. 상기 편광자로서, 편광 필터; 글랜 톰슨, 글랜 테일러 등의 편광 프리즘; 와이어 그리드 타입의 편광자를 들 수 있다. 편광은, 실질적으로 평행광인 것이 바람직하다.
조사하는 편광의 각도를 조정함으로써, 광 배향층의 배향 규제력의 방향을 임의로 조정할 수 있다.
조사 강도는, 중합 개시제 또는 수지(모노머)의 종류 또는 양에서 다르고, 예를 들면 365nm 기준으로 10∼10000mJ/㎠가 바람직하고, 20∼5000mJ/㎠가 보다 바람직하다.
(편광자의 투과축과 기재 필름의 진상축의 각도)
편광자의 투과축과 기재 필름의 진상축은 대략 평행인 것이 바람직하다. 여기에서 대략 평행이란, 편광자의 투과축과 기재 필름의 진상축이 이루는 각도가 10도 이하인 것을 말한다. 편광자의 투과축과 기재 필름의 진상축이 이루는 각도는, 7도 이하가 바람직하고, 5도 이하가 보다 바람직하다. 편광자의 투과축과 기재 필름의 진상축이 이루는 각도가 10도를 넘으면, 경사 방향에서 본 경우에 무지개 얼룩이 눈에 띄기 쉬워지는 경우가 있다.
폴리비닐 알코올을 연신하여 얻어진 편광자의 경우, 일반적으로는 편광자는 길이 방향으로 연신되어 있어, 투과축 방향은 직교 방향이 된다. 따라서, 기재 필름은 길이 방향으로 지상축을 갖는 것(폴리에스테르의 경우, 길이 방향으로 주배향축을 갖는 것)이 생산성의 면에서 적합한 조합이다. 한편, 중합 액정 화합물을 배향하여 얻어진 편광자의 경우, 러빙 방향 또는 자외선의 편광의 방향에서 편광자의 투과축 방향을 조정할 수 있기 때문에, 기재 필름은 길이 방향 또는 직교 방향 중 어느 쪽에 지상축을 갖는 것이어도 적합한 조합이 된다.
편광자의 기재 필름과는 반대측에는, 다음 공정 이후의 흠집남을 방지하고, 점착제 또는 접착제, 위상차층의 코트 용제 등에 의한 편광자의 변질을 방지하기 위해, 보호 코트를 설치해도 된다. 보호 코트로는, PVA 및 그 외의 수지, 자외선 경화성 수지 등을 편광자에 악영향을 주지 않는 범위에서 적절히 선택할 수 있다. 보호 코트의 두께로는 0.01∼10㎛가 바람직하고, 0.1∼5㎛가 보다 바람직하다.
3. 위상차층
본 발명에 이용되는 원 편광판에서는, 편광자의 기재 필름면과는 반대측에 위상차층이 존재한다. 즉, 해당 원 편광판은, 편광자의 일렉트로루미네선스(EL) 셀측에 위상차층을 갖는다. 편광자와 위상차층의 사이에 자립성 필름이 존재하지 않거나, 또는 1장만 존재하는(여기에서 편광자와 위상차층의 사이는 위상차층 자신도 포함하는 것으로 한다) 상태인 것이, 본 발명의 EL 표시 장치의 특징의 하나이다. 여기에서, 자립성 필름이란, 공정상 독립하여 필름으로서 존재하는 형태인 것을 말한다.
또, 여기에서 말하는 「위상차층」이란, 원 편광판으로서의 기능을 갖게 하기 위한 것이며, 구체적으로는, 1/4 파장층, 1/2 파장층, C 플레이트층 등을 의미한다.
편광자와 위상차층의 사이에 자립성 필름이 존재하지 않는다란, 편광자 상에 자립성 필름이 아닌 위상차층이 직접 적층되어 있는 것을 말한다. 여기에서 말하는 「직접」이란, 편광자와 위상차층의 사이, 및 위상차층끼리의 사이의 전부에 있어서 존재하는 층이 없거나, 또는 존재했다고 하더라도 접착층 또는 점착층만인 것을 의미한다.
편광자와 위상차층의 사이에 자립성 필름이 1장 존재한다란, 편광자 보호 필름 및 모든 위상차층 중, 하나만이 자립성 필름인 것을 의미한다.
1/4 파장층은, 폴리카보네이트, 시클로올레핀 등의 배향 필름(자립성 필름) 또는 트리아세틸 셀룰로오스계(TAC) 필름의 위에, 별도 준비한, 후술하는 도공형의 1/4 파장층을 설치한 위상차 필름(자립성 필름)을 맞붙임으로써 얻을 수 있다. 그러나, 박형화 또는 가요성을 확보하는 면에서는, 편광자 상에 직접 도공형 1/4 파장층을 설치하는 것이 바람직하다.
도공형 1/4 파장층이란, 1/4 파장층 자체가 도공에 의해 형성된 1/4 파장층이고, 단체로서 독립한 상태로는 되지 않는 것이다. 1/4 파장층을 설치하는 방법으로는, 편광자 상에 위상차성의 화합물을 도공하는 방법, 별도 이형성이 있는 기재 상에 1/4 파장층을 설치하고, 이것을 편광자 상에 전사하는 방법 등을 들 수 있다. 1/4 파장층으로는, 액정 화합물로 이루어지는 층인 것이 바람직하다. 액정 화합물로는, 예를 들면, 봉상(棒狀)의 액정 화합물, 폴리머상의 액정 화합물, 반응성의 관능기를 갖는 액정 화합물 등을 들 수 있다. 편광자 상에 위상차성의 화합물을 도공하는 방법으로는, 편광자에 러빙 처리를 행하거나, 또는 편광자에 상술한 바와 같은 배향층을 설치하여 배향 제어력을 갖게 한 다음 액정 화합물을 도공하는 것이 바람직하다.
별도 이형성 기재 상에 도공형 1/4 파장층을 설치하고, 이것을 편광자 상에 전사하는 방법에서는, 이형성이 있는 기재에 러빙 처리를 행하거나, 또는 이형성 기재에 상술한 바와 같은 배향층을 설치하여 배향 제어력을 갖게 한 다음 액정 화합물(1/4 파장층)을 도공하는 것이 바람직하다.
또, 전사하는 방법으로는, 이형성이 있는 기재에 복굴절성의 수지를 도공하고, 기재째 연신하여 1/4 파장층으로 하는 방법도 바람직하다.
이렇게 얻어진 전사형의 1/4 파장층을 편광자에 접착제 또는 점착제를 이용하여 맞붙인 후, 이형성 기재를 박리한다. 박형화를 위해서는, 접착제, 그 중에서도 자외선 경화형 접착제를 이용하여 맞붙이는 것이 바람직하다.
편광자가 1/4 파장층의 도공 용매의 영향을 받기 어려운 점에서, 별도 이형성 기재 상에 도공형의 1/4 파장층을 설치하고, 이것을 편광자 상에 전사하는 방법이 바람직하다.
1/4 파장층의 정면 리타데이션은, 100∼180nm가 바람직하고, 120∼150nm가 보다 바람직하다.
이러한 방법, 및 위상차층은, 예를 들면, 일본국 특개2008-149577호 공보, 일본국 특개2002-303722호 공보, 국제공개 WO2006/100830호 공보, 일본국 특개2015-64418호 공보 등을 참고로 할 수 있다.
또, 1/4 파장층 단독으로는 가시광의 넓은 파장 영역에서 1/4 파장이 되지 않아, 착색하는 경우가 있다. 이와 같은 경우에는, 추가로 1/2 파장층을 설치해도 된다. 이 경우에, 편광자와 1/4 파장층의 사이에 1/2 파장층을 설치하는 것이 바람직하다.
1/2 파장층의 바람직한 소재, 형태, 제조 방법, 적층 방법 등은, 상술의 1/4 파장층과 마찬가지이다.
1/2 파장층의 정면 리타데이션은, 200∼360nm가 바람직하고, 240∼300nm가 보다 바람직하다.
위상차층으로서 1/4 파장층만을 이용하는 경우, 1/4 파장층의 배향축(지상축)과 편광자의 투과축의 각도는 35∼55도가 바람직하고, 보다 바람직하게는 40도∼50도, 더욱 바람직하게는 42∼48도이다.
위상차층으로서 1/4 파장층 및 1/2 파장층을 조합하여 이용하는 경우, 1/2 파장층의 배향축(지상축)과 편광자의 투과축의 각도(θ)는 5∼20도가 바람직하고, 7∼17도가 보다 바람직하다. 1/2 파장층의 배향축(지상축)과 1/4 파장층의 배향축(지상축)의 각도는, 2θ+45도±10도의 범위가 바람직하고, 2θ+45도±5도의 범위가 보다 바람직하며, 2θ+45도±3도의 범위가 더욱 바람직하다.
이들 각도는, 배향 필름을 맞붙이는 경우에는, 맞붙임의 각도, 배향 필름의 연신 방향 등으로 조정할 수 있다.
도공형의 1/4 파장층 및 1/2 파장층의 경우는, 러빙의 각도, 편광 자외선의 조사 각도 등으로 제어할 수 있다.
기재 상에 도공형 1/4 파장층을 설치하고, 이것을 편광자 상에 전사하는 방법에서는, 롤 투 롤로 맞붙인 경우에 소정의 각도가 되도록, 러빙의 각도 또는 편광 자외선의 조사 각도로 제어해 두는 것이 바람직하다.
또, 배향 필름을 이용하는 경우, 및 복굴절성의 수지를 기재 필름에 도공하여 기재째 연신하는 경우에는, 롤 투 롤로 맞붙인 경우에 소정의 각도가 되도록, 경사 방향으로 연신하는 것이 바람직하다.
또한, 비스듬하게 본 경우의 착색의 변화 등을 저감하기 위해, 1/4 파장층의 위에 C 플레이트층을 설치하는 것도 바람직한 형태이다. C 플레이트층에는, 1/4 파장층 또는 1/2 파장층의 특성에 맞추어, 양(正) 또는 음(負)의 C 플레이트층이 이용된다. C 플레이트층은 액정 화합물층인 것이 바람직하다. C 플레이트층은, 직접 1/4 파장층의 위에 C 플레이트층이 되는 도액을 도포하여 설치해도 되고, 또는 별도 작성한 C 플레이트층을 전사해도 된다.
이들 적층 방법으로서, 여러 가지 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 이하의 방법을 들 수 있다.
·편광자 상에 전사에 의해 1/2 파장층을 설치하고, 추가로 그 위에 1/4 파장층을 전사에 의해 설치하는 방법.
·이형 필름 상에 1/4 파장층 및 1/2 파장층을 이 순서로 설치하고, 이것을 편광자 상에 전사하는 방법.
·도포에 의해 편광자 상에 1/2 파장층을 설치하고, 1/4 파장층은 전사에 의해 설치하는 방법.
·필름상의 1/2 파장층을 준비하고, 이 위에 1/4 파장층을 도포 또는 전사에 의해 설치하며, 이것을 편광자 상에 맞붙이는 방법.
또, C 플레이트층을 적층하는 경우도, 여러 가지 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 편광자 상에 설치된 1/4 파장층의 위에 C 플레이트층을 도포 또는 전사에 의해 설치하는 방법, 전사 또는 맞붙이는 1/4 파장층에 미리 C 플레이트층을 적층해 두는 방법 등을 들 수 있다.
본 발명에서는, 편광자에서부터 1/4 파장층까지의 사이(1/4 파장층을 포함한다), C 플레이트층이 존재하는 경우에는 편광자에서부터 C 플레이트층까지의 모든 층(C 플레이트층을 포함한다)이 도공층인 것이 바람직하다. 이것은, 편광자의 기재 필름과는 반대측에는 자립성 필름이 존재하지 않는다는 것이다. 구체적으로는, 편광자의 기재 필름과는 반대측에는, 접착제층, 점착제층, 보호 코트층, 배향층, 및 도공형의 위상차층의 임의의 조합만이 존재한다는 것이다. 이와 같은 구성으로 함으로써 원 편광판을 박형화하는 것 또는 가요성을 확보하는 것이 가능하다.
편광자와 1/4 파장층의 사이의 구체적인 바람직한 적층예로는,
편광자/1/2 파장층/점착제층/1/4 파장층,
편광자/점착제층/1/2 파장층/점착제층/1/4 파장층,
편광자/보호 코트층/1/2 파장층/점착제층/1/4 파장층,
편광자/보호 코트층/점착제층/1/2 파장층/점착제층/1/4 파장층
등을 들 수 있다.
또한, 상기에서 점착제층은 접착제층이어도 된다. 또, 1/4 파장층, 및 1/2 파장층에는, 그 어느 측에 배향층을 포함할 수 있다.
점착제층으로는, 고무계, 아크릴계, 우레탄계, 올레핀계, 실리콘계 등의 점착제가 제한 없이 이용된다. 이들 중에서도 아크릴계의 점착제가 바람직하다. 점착제는, 대상물, 예를 들면 편광판의 편광자면에 도포할 수 있다. 기재가 없는 광학용 투명 점착제(이형 필름/점착제층/이형 필름)의 편면의 이형 필름을 박리한 후, 편광자면에 맞붙임으로써 점착제층을 설치하는 방법이 바람직하다. 접착제로는, 자외선 경화형, 우레탄계, 및 에폭시계인 것이 바람직하게 이용된다.
접착제층 또는 점착제층은, 편광자, 보호 코트층, 도공형의 위상차층, 또는 EL 셀의 맞붙임에 이용된다.
또한, 상기에서는, 위상차층(1/4 파장층 및 1/2 파장층)은, 기재 필름과 편광자의 적층체에 설치한 후에 대상물에 맞붙이는 예를 들었지만, 대상물에 미리 위상차층(1/4 파장층 및 1/2 파장층)을 설치해 두고, 이것에 기재 필름과 편광자의 적층체를 맞붙여도 된다. C 플레이트층을 설치하는 경우도 마찬가지이다.
이렇게 얻어진 원 편광판의 두께는, 100㎛ 이하인 것이 바람직하고, 80㎛ 이하가 보다 바람직하며, 70㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 60㎛ 이하가 특히 바람직하다.
또한, 원 편광판의 위상차층의 위(편광자와는 반대측의 면)에는, 액정 화합물로 이루어지는 원 편광 반사층이 설치되어 있어도 된다. 원 편광 반사층은, 콜레스테릭 액정층인 것이 바람직하다. 콜레스테릭 액정층은 1층이어도 되지만, 콜레스테릭 액정층은 반사 특성에 파장 선택성이 있기 때문에, 가시광의 넓은 영역에서 균일한 반사 특성으로 하기 위해, 복수의 콜레스테릭 액정층을 설치하는 것이 바람직하다. 콜레스테릭 액정층은 2층 이상이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 3층 이상이다. 콜레스테릭 액정층은 7층 이하가 바람직하고, 더 나아가서는 6층 이하, 특히 5층 이하가 바람직하다.
원 편광 반사층은, 액정 화합물을 포함하는 원 편광 반사층용 도료를 도공 또는 전사함으로써 설치하는 것이 바람직하다.
원 편광 반사층에 이용되는 액정 화합물로는, 전술의 편광막 또는 위상차층에서 이용되는 액정 화합물을 들 수 있다.
또한, 원 편광 반사층을 콜레스테릭 액정 배향시키기 위해서는, 원 편광 반사층용 도료에는 키랄제가 함유되는 것이 바람직하다. 키랄제를 함유시킴으로써, 콜레스테릭 액정상의 나선 구조를 야기하여, 콜레스테릭 액정상이 얻어지기 쉬워진다.
키랄제는, 특별히 제한되지 않고, 공지의 키랄제를 사용할 수 있다. 키랄제로는, 예를 들면, 액정 디바이스 핸드북, 제3장 4-3항, TN(Twisted Nematic), STN(Super-twisted nematic display)용 키랄제, 199페이지, 일본 학술 진흥회 제142 위원회편, 1989에 기재된 화합물, 이소소르비드, 이소만니드 유도체 등을 들 수 있다. 키랄제는, 중합성기를 갖고 있는 것이 바람직하다. 키랄제의 배합량은 액정 화합물 100 질량부에 대해, 1∼10 질량부인 것이 바람직하다.
원 편광 반사층을 위상차층 상에 도공에 의해 설치하는 경우는, 위상차층 상에 직접 도공해도 되고, 배향층을 설치하여 그 위에 도공해도 된다. 원 편광 반사층을 전사에 의해 설치하는 경우는, 이형성 기재 상에 직접, 또는 이형성 기재 상에 배향층을 설치하여 그 위에 원 편광 반사층용 도료를 도공해도 된다. 이형성 기재 상에 원 편광 반사층, 및 위상차층을 이 순서로 설치하고, 이것을 편광자 상에 전사해도 된다. 이형성 기재 상에 원 편광 반사층, 및 위상차층의 일부를 이 순서로 설치하고, 이것을, 별도 편광자의 위에 다른 일부의 위상차층을 설치하고, 그 위상차층의 위에 전사해도 된다. 배향층은 상술한 것이 바람직하게 이용된다.
원 편광 반사층은, 예를 들면, 일본국 특개평1-133003호 공보, 일본국 특허 3416302호 공보, 일본국 특허 3363565호 공보, 일본국 특개평8-271731호 공보, 국제공개 제2016/194497호, 일본국 특개2018-10086호 공보 등에 기재되어 있으며, 이들을 참고로 할 수 있다.
원 편광 반사층의 두께는, 2.0∼150㎛가 바람직하고, 5.0∼100㎛가 보다 바람직하다. 또한, 원 편광 반사층이 복수층인 경우, 총수(總數)에서의 두께도 상기 범위가 바람직하다.
원 편광 반사층을 원 편광판에 조합함으로써, EL 표시 장치에 반사 방지용의 원 편광판을 설치한 경우의 휘도의 저하를 저감시킬 수 있다. 더 나아가서는, 편광자, 위상차층, 및 원 편광 반사층을 도공 또는 전사에 의해 설치하고, 편광자와 원 편광 반사층의 사이(편광자 자신 및 원 편광 반사층을 포함한다)에 자립성 필름을 갖지 않는 구조로 함으로써, 원 편광판을 얇게 할 수 있어, EL 표시 장치의 박형화에 대응하기 쉬워진다. 또, 이와 같은 구조는, 폴더블, 롤러블 등의 가요성의 EL 표시 장치로서도 최적인 것이 된다.
B. EL 셀
본 발명의 EL 표시 장치는, EL 셀보다도 시인측에, 전술의 원 편광판을 구비하고 있다. EL 셀은, 공지의 것을 제한 없이 이용할 수 있고, 그 중에서도 유기 EL 셀이 박형인 점에서 바람직하다. EL 셀과 원 편광판은 점착제로 맞붙여져 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 EL 표시 장치는, 기재 필름의 진상축 방향의 굴절률 Ny가 1.568 이상 1.63 이하인 기재 필름을 이용하고, 편광자와 위상차층의 사이에 존재하는 자립성 필름의 수를 1장 이하로 하며, 편광자의 투과축과 기재 필름의 진상축이 대략 평행인 원 편광판을 이용하고 있으므로, 시인성이 뛰어나고(무지개 얼룩의 억제), 박형화가 가능하며, 제조 공정에서 트러블이 일어나기 어렵다. 특히 40형(표시부의 대각선의 길이가 40인치) 이상, 더 나아가서는 50형(표시부의 대각선의 길이가 50인치) 이상의 대형 EL 표시 장치에 있어서 적합하게 이용된다.
또, 가요성의 EL 표시 장치로 한 경우에는 반복된 벤딩 또는 고온 상태에 방치한 경우라도 적층된 부재끼리가 벗겨지기 어려우며, 구부린 자국이 나기 어렵다.
가요성의 EL 표시 장치로는, 휴대 시에는 V 자상, Z 자상, W 자상, 좌우 여닫이상 등으로 접이 가능한 EL 표시 장치(접이형 EL 표시 장치), 또는 롤상으로 권취 가능한 EL 표시 장치(권취형 EL 표시 장치) 중 어느 쪽에도 바람직하게 이용된다.
접이형 EL 표시 장치가, 접이 내면측에 표시부를 갖는 경우, 폴딩된 상태에서의 원 편광판의 굴곡 반경이 작아진다. 이와 같은 EL 표시 장치의 경우는, 기재 필름의 주배향 방향을 접이 방향(접이 동작의 방향)과 수직 방향으로 배치함으로써, 반복된 접이 조작에 의한 접이 자국의 발생을 효과적으로 저감시킬 수 있다. 또한, 수직 방향에서는, 기재 필름의 주배향 방향과 접이 방향의 각도가 75∼105도인 것이 바람직하고, 80∼100도가 보다 바람직하며, 83∼97도가 더욱 바람직하다.
접이 자국의 발생을 저감할 수 있는 이유로서, 반복된 접이 조작에 의해 기재 필름이 신장되지만, 신장되는 방향이 분자의 주배향 방향과 수직이기 때문에, 기재 필름이 신장되기 쉽게 되어 있는 것이 생각된다. 본 발명의 가요성 EL 표시 장치는, 굴곡 반경이 5mm 이하, 더 나아가서는 4mm 이하, 특히 3mm가 되는 접이형 EL 표시 장치에 적합하게 이용할 수 있다.
접이형 EL 표시 장치가, 해당 장치의 접이 외면측에 표시부를 갖는 경우, 또는 내면이어도 굴곡 반경이 작아지지 않는 경우, 또는 권취형 EL 표시 장치의 경우에는, 기재 필름의 주배향 방향은 특별히 제한 없이 이용할 수 있다. 그러나, 이와 같은 경우, 기재 필름의 주배향 방향을 접이 방향과 평행하게 하는 것도 바람직한 형태이다. 평행하게 함으로써, 펼쳤을 때의 EL 표시 장치 전체의 평면성이 좋아지는 경향에 있다. 이 경우, 기재 필름의 주배향 방향과 접이 방향의 각도가 15도 이하인 것이 바람직하고, 10도 이하가 보다 바람직하며, 7도 이하가 더욱 바람직하다.
본 발명의 가요성 EL 표시 장치는, 반복된 벤딩 또는 고온 상태에 방치한 경우라도 벗겨지는 일이 없고, 구부린 자국이 나기 어려우며, 시인성이 뛰어나다. 더 나아가서는 원 편광판의 기재 필름으로서 폴리에스테르 필름을 이용한 경우에는, 내투습성, 치수 안정성, 기계적 강도, 및 화학적 안정성이 뛰어난 원 편광판을 갖는 EL 표시 장치를 제공할 수 있다.
실시예
이하, 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은, 하기 실시예로 한정되지 않는다. 본 발명의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적절히 변경을 가하여 실시하는 것도 가능하며, 그것들은, 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
실시예에 있어서의 물성의 평가 방법은 이하와 같다.
(1) 필름의 지상축 및 진상축 방향의 평가
필름의 축 방향의 평가는, 분자 배향계(오지 게이소쿠 기기 가부시키가이샤 제조, MOA-6004형 분자 배향계)로 측정했다.
(2) △Nxy 및 리타데이션(Re)
리타데이션이란, 필름 상의 직교하는 2축의 굴절률의 이방성(△Nxy=|nx-ny|)과 필름 두께 d(nm)의 곱(△Nxy×d)으로 정의되는 파라미터이며, 광학적 등방성 및 이방성을 나타내는 척도이다. 2축의 굴절률의 이방성(△Nxy)은, 이하의 방법에 의해 구했다. 분자 배향계(오지 게이소쿠 기기 가부시기카이샤 제조, MOA-6004형 분자 배향계)를 이용하여, 필름의 지상축 방향을 구하고, 지상축 방향이 측정용 샘플 장변과 평행이 되도록 4cm×2cm의 장방형을 잘라내어, 측정용 샘플로 했다. 이 샘플에 대하여, 직교하는 2축의 굴절률(지상축 방향의 굴절률: nx, 면내에서 지상축 방향과 직교하는 방향의 굴절률(즉 진상축 방향의 굴절률): ny), 및 두께 방향의 굴절률(nz)을 아베 굴절률계(아타고사 제조, NAR-4T, 측정 파장 589nm)를 이용하여 측정하고, 상기 2축의 굴절률의 차의 절대값(|nx-ny|)을 굴절률의 이방성(△Nxy)으로 했다. 필름의 두께 d(nm)는 전기 마이크로미터(파인루프사 제조, 밀리트론 1245D)를 이용하여 측정하고, 단위를 nm로 환산했다. 굴절률의 이방성(△Nxy)과 필름의 두께 d(nm)의 곱(△Nxy×d)으로부터, 리타데이션(Re)을 구했다.
(3) Nz 계수
상기 (2)에서 아베 굴절률계에 의해 측정한 nx, ny, 및 nz의 값을 |nx-nz|/|nx-ny|에 대입하여 Nz 계수를 구했다.
(4) 무지개 얼룩 관찰
시판의 유기 EL 디스플레이(LG사제 유기 EL TV C6P 55인치)로부터, 원 편광판(유기 EL 소자보다 시인측에 배치된 원 편광판)을 제거하고, 대신에, 이하에서 얻어진 편광판을 PET 필름이 시인측에 배치되도록, 유기 EL 디스플레이 내에 배치했다. 유기 EL 디스플레이의 정면, 및 경사 방향에서 육안으로 관찰하여, 무지개 얼룩의 발생의 유무에 대해서, 이하와 같이 판정했다.
○: 어느 방향에서 관찰해도 무지개 얼룩은 관찰되지 않는다.
△: 법선 방향에 대해 60도 이상의 경사 방향에서 관찰했을 때, 옅은 무지개 얼룩을 관찰할 수 있다.
×: 법선 방향에 대해 60도 이상의 경사 방향에서 관찰했을 때, 무지개 얼룩을 관찰할 수 있다.
(5) 기재 필름 및 원 편광판의 두께
시판의 디지털 두께계로 기재 필름 및 원 편광판의 두께를 측정했다.
(6) 도공에 의한 각 층의 두께
도공에 의한 각 층의 두께는, 동일한 도공 조건으로 PET 필름(필요에 따라 이접착 처리를 실시한 PET) 상에 도공한 것을 에폭시 수지로 포매(包埋)하고, 절편을 잘라내어, 현미경으로 관찰했다. 현미경은 두께에 따라, 광학 현미경, 투과형 전자현미경, 또는 주사형 전자현미경을 이용했다.
(7) 취급성
작성한 원 편광판을 A5 상당으로 잘라내어, 외경 6인치의 지관(紙管)에 길이 방향이 권취 방향이 되도록 두께 50㎛의 2축 연신 PET 필름과 함께 권취했다. 권취는 PET 필름을 3m 권취한 시점에서 원 편광판 샘플을 삽입하고, 추가로 7m PET 필름을 권취했다. 또, 블랭크로서 기재 필름만을 권취한 것을 준비했다. 이들을 40℃에서 3일간 보관하고, 실온으로 되돌린 후에 풀어내고(卷出), 컬의 볼록부를 위로 하여 유리판 상에 두고, 30분 후의 컬의 상태를 관찰했다. 또, 위에서 눌러, 용이하게 평평해지는지를 시험했다. 평가 기준은 이하와 같다.
◎: 블랭크와 거의 같고, 거의 컬은 없었다.
○: 블랭크보다 컬이 약간 강했지만, 평평하게 하는 것은 용이했다.
△: 블랭크보다 컬이 강했지만, 평평하게 하는 것은 가능했다.
×: 블랭크보다 상당히 컬이 강하고, 평평하게 하기에는 곤란했다.
(8) 인열 강도
시마즈 세이사쿠쇼 제조 오토그래프(AG-X plus)를 이용하고, 직각형 인열법(JIS K-7128-3)에 따라, 각 필름에 대하여 필름 두께당의 인열 강도(N/mm)를 측정했다. 필름의 배향 주축(지상축) 방향에 대해 평행과 수직의 2방향(즉 지상축 방향, 진상축 방향의 2방향)에 대하여 인열 강도를 측정하고, 작은 쪽의 수치를 인열 강도로서 표 1에 기재했다. 또한, 배향 주축 방향(지상축 방향)의 측정은 분자 배향계(오지 게이소쿠 기기 가부시키가이샤 제조, MOA-6004형 분자 배향계)로 측정했다.
(9) r=3 내굴곡성
50mm×100mm의 크기의 원 편광판 샘플을 준비하고, 무부하 U자 신축 시험기(유아사시스템 기기사 제조, DLDMLH-FS)를 이용하고, 굴곡 반경을 3mm로 설정하여, 1회/초의 속도로, 10만회 굴곡시켰다. 그때, 샘플은 장변측 양단부 10mm의 위치를 고정하고, 굴곡하는 부위는 50mm×80mm로 하여, 굴곡의 내측이 기재 필름측, 기재 필름의 지상축과 절곡 방향이 직교가 되도록 했다. 굴곡 처리 종료 후, 샘플의 굴곡 내측을 아래로 하여 평면에 두고, 육안 검사를 행하였다. 평가 기준은 이하와 같다.
◎: 샘플의 변형을 확인할 수 없다.
○: 샘플의 변형이 있지만, 수평으로 두었을 때, 부상(浮上) 최대 높이가 5mm 미만이다.
×: 샘플에 구부린 자국이 있거나, 또는 수평으로 두었을 때, 부상 최대 높이가 5mm 이상이다.
(10) r=5 내굴곡성
굴곡 반경을 5mm로 설정하고, 굴곡의 외측이 기재 필름측, 기재 필름의 지상축과 절곡 방향이 평행이 되도록 한 것 이외에는, r=3 내굴곡성 시험과 마찬가지로 행하였다.
(11) 내열(耐熱)굴곡성
50mm×100mm의 크기의 샘플을, 기재 필름면을 내측으로 하여 굴곡 반경 3mm가 되도록 장변의 방향으로 180도로 절곡하여 지그로 고정하고, 온도 60℃, RH65%에서 3시간 방치했다. 그 후 실온에서 고정구를 떼어내고, 1시간 후의 상태를 관찰했다. 기재 필름의 지상축과 절곡 방향은 직교가 되도록 했다. 평가 기준은 이하와 같다.
◎: 거의 평면으로 되돌아왔다
○: 조금 절곡된 상태였다(20도 미만)
×: 절곡된 상태가 되었다(20도 이상)
<이접착층 성분의 제조>
(폴리에스테르 수지의 중합)
교반기, 온도계, 및 부분 환류식 냉각기를 구비하는 스테인리스 스틸제 오토클레이브에, 디메틸테레프탈레이트 194.2 질량부, 디메틸이소프탈레이트 184.5 질량부, 디메틸-5-나트륨술포이소프탈레이트 14.8 질량부, 디에틸렌글리콜 233.5 질량부, 에틸렌글리콜 136.6 질량부, 및 테트라-n-부틸티타네이트 0.2 질량부를 넣고, 160℃ 내지 220℃의 온도에서 4시간에 걸쳐 에스테르 교환 반응을 행하였다. 이어서 혼합물을 255℃까지 승온하고, 반응계를 서서히 감압한 후, 30Pa의 감압하에서 1시간 30분 반응시켜, 공중합 폴리에스테르 수지를 얻었다. 얻어진 공중합 폴리에스테르 수지는, 담황색 투명이었다. 공중합 폴리에스테르 수지의 환원 점도를 측정한바, 0.70dL/g이었다. 또한, 환원 점도는, 수지 0.1g에 대해, 용매로서 페놀(60 질량%)과 1,1,2,2-테트라클로로에탄(40 질량%)의 혼합 용매 25mL를 이용하여, 30℃에서 측정한 값이다. DSC에 의한 유리 전이 온도는 40℃였다.
(폴리에스테르 수분산체의 조제)
교반기, 온도계 및 환류장치를 구비한 반응기에, 폴리에스테르 수지 30 질량부, 및 에틸렌글리콜 n-부틸에테르 15 질량부를 넣고, 110℃에서 가열하면서 교반함으로써 수지를 용해했다. 수지가 완전히 용해한 후, 폴리에스테르 용액을 교반하면서, 물 55 질량부를 서서히 첨가했다. 첨가 종료 후, 혼합액을 교반하면서 실온까지 냉각하여, 고형분 30 질량%의 유백색의 폴리에스테르 수분산체를 얻었다.
(폴리비닐 알코올 수용액의 조제)
교반기 및 온도계를 구비한 용기에, 물 90 질량부를 넣고, 교반하면서 폴리비닐 알코올 수지(쿠라레 제조, 중합도 500 및 비누화도 74%) 10 질량부를 서서히 첨가했다. 첨가 종료 후, 혼합액을 교반하면서, 95℃까지 가열하여, 수지를 용해시켰다. 수지가 용해한 후, 혼합액을 교반하면서 실온까지 냉각하여, 고형분 10 질량%의 폴리비닐 알코올 수용액을 얻었다.
(이접착층 P1에서 이용하는 블록 폴리이소시아네이트 가교제의 중합)
교반기, 온도계 및 환류 냉각관을 구비한 플라스크에, 헥사메틸렌 디이소시아네이트를 원료로 한 이소시아누레이트 구조를 갖는 폴리이소시아네이트 화합물(아사히 가세이 케미컬즈 제조, 듀라네이트 TPA) 100 질량부, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트 55 질량부, 및 폴리에틸렌글리콜 모노메틸에테르(평균 분자량 750) 30 질량부를 넣고, 질소 분위기하, 70℃에서 4시간 유지했다. 그 후, 반응액의 온도를 50℃로 낮추고, 메틸에틸케토옥심 47 질량부를 적하(滴下)했다. 반응액의 적외 스펙트럼을 측정하여, 이소시아네이트기의 흡수가 소실된 것을 확인하고, 고형분 75 질량%의 블록 폴리이소시아네이트 수분산액을 얻었다.
(이접착층 P1용 도공액의 조제)
하기의 원료를 혼합하여 도포액을 작성했다.
물                        40.61 질량%
이소프로판올                 30.00 질량%
폴리에스테르 수분산체              11.67 질량%
폴리비닐 알코올 수용액            15.00 질량%
블록 이소시아네이트계 가교제          0.67 질량%
입자(평균 입경 100nm의 실리카졸, 고형분 농도 40 질량%) 1.25 질량%
촉매(유기 주석계 화합물, 고형분 농도 14 질량%) 0.30 질량%
계면활성제(실리콘계, 고형분 농도 10 질량%) 0.50 질량%
(이접착층 P2에서 이용하는 우레탄 수지의 중합)
지방족계 폴리카보네이트 폴리올을 구성 성분으로 하는 우레탄 수지를 다음의 순서로 제작했다. 교반기, 딤로드 냉각기, 질소 도입관, 실리카겔 건조관, 및 온도계를 구비한 4구 플라스크에, 4,4-디페닐메탄 디이소시아네이트 43.75 질량부, 디메틸올부탄산 12.85 질량부, 수 평균 분자량 2000의 폴리헥사메틸렌카보네이트 디올 153.41 질량부, 디부틸주석 디라우레이트 0.03 질량부, 및 용제로서 아세톤 84.00 질량부를 투입하고, 질소 분위기하, 75℃에서 3시간 교반하고, 반응액이 소정의 아민 당량에 달한 것을 확인했다. 다음으로, 이 반응액의 온도를 40℃까지 내린 후, 트리에틸아민 8.77 질량부를 첨가하여, 폴리우레탄 프리폴리머 용액을 얻었다. 다음으로, 고속 교반 가능한 호모 디스퍼를 구비한 반응 용기에, 물 450g을 첨가하고, 25℃로 조정하고, 물을 2000min-1로 교반 혼합하면서, 폴리우레탄 프리폴리머 용액을 첨가하여 분산시켰다. 그 후, 감압하에서, 혼합액으로부터 아세톤 및 물의 일부를 제거함으로써, 고형분 35%의 수용성 폴리우레탄 수지를 조제했다. 얻어진, 지방족계 폴리카보네이트 폴리올을 구성 성분으로 하는 폴리우레탄 수지의 유리 전이점 온도는 -30℃였다.
(이접착층 P2에서 이용하는 옥사졸린계 가교제의 중합)
온도계, 질소 가스 도입관, 환류 냉각기, 적하 깔때기, 및 교반기를 구비한 플라스크에, 수성 매체로서의 이온 교환수 58 질량부와 이소프로판올 58 질량부와의 혼합물, 및 중합 개시제 (2,2'-아조비스(2-아미디노프로판)·이염산염) 4 질량부를 투입했다. 한편, 적하 깔때기에, 옥사졸린기를 갖는 중합성 불포화 단량체로서의 2-이소프로페닐-2-옥사졸린 16 질량부, 메톡시폴리에틸렌글리콜 아크릴레이트(에틸렌글리콜의 평균 부가 몰수: 9 몰, 신나카무라 가가쿠 제조) 32 질량부, 및 메타크릴산 메틸 32 질량부의 혼합물을 투입하고, 질소 분위기하, 70℃에서 1시간에 걸쳐 적하했다. 적하 종료 후, 반응 용액을 9시간 교반하고, 냉각함으로써 고형분 농도 40 질량%의 옥사졸린기를 갖는 수용성 수지를 얻었다.
(이접착층 P2의 도포액의 조제)
하기의 원료를 혼합하여, 기능성층과의 접착성이 뛰어난 도포층을 형성하기 위한 도포액을 작성했다.
물                        55.62 질량%
이소프로판올                  30.00 질량%
폴리우레탄 수지                  11.29 질량%
옥사졸린계 가교제 수용액              2.26 질량%
입자(평균 입경 40nm의 실리카졸, 고형분 농도 40 질량%) 0.71 질량%
입자(평균 입경 450nm의 실리카졸, 고형분 농도 40 질량%) 0.07 질량%
계면활성제(실리콘계, 고형분 농도 100 질량%) 0.05 질량%
<기재 필름용 폴리에스테르 수지의 제조>
(제조예 1-폴리에스테르 X)
에스테르화 반응관(反應缶)을 승온하여, 200℃에 도달한 시점에서, 테레프탈산 86.4 질량부 및 에틸렌글리콜 64.6 질량부를 넣고, 교반하면서 촉매로서 삼산화 안티몬 0.017 질량부, 초산 마그네슘 4 수화물 0.064 질량부, 트리에틸아민 0.16 질량부를 넣었다. 이어서, 가압 승온을 행하여, 게이지압 0.34MPa, 240℃의 조건에서 가압 에스테르화 반응을 행한 후, 에스테르화 반응관을 상압(常壓)으로 되돌리고, 인산 0.014 질량부를 첨가했다. 또한, 15분에 걸쳐 260℃로 승온하고, 인산 트리메틸 0.012 질량부를 첨가했다. 이어서 15분 후에, 고압 분산기로 분산처리를 행하고, 15분 후, 얻어진 에스테르화 반응 생성물을 중축합 반응관으로 이송하고, 280℃에서 감압하 중축합 반응을 행하였다.
중축합 반응 종료 후, 95% 커트 지름이 5㎛인 나슬론제 필터로 여과 처리를 행하고, 노즐로부터 스트랜드상으로 압출하고, 미리 여과 처리(구멍 지름: 1㎛ 이하)를 행한 냉각수를 이용하여 냉각 및 고화(固化)시켜, 펠릿상으로 커트했다. 얻어진 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(X)의 극한 점도(고유 점도)는 0.73dL/g이며, 불활성 입자 및 내부 석출 입자는 실질상 함유하고 있지 않았다(이후, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(X)를 PET(X)로 약기한다).
(제조예 2-폴리에스테르 Y)
건조시킨 자외선 흡수제 (2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온) 10 질량부, 및 PET(X) 90 질량부를 혼합하고, 혼련 압출기를 이용하여, 자외선 흡수제를 함유하는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(Y)를 얻었다(이후, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(Y)를 PET(Y)라고 약기한다).
(기재 필름 1의 제조)
기재 필름 중간층용 원료로서, 입자를 함유하지 않는 PET(X) 수지 펠릿 90 질량부와 자외선 흡수제를 함유한 PET(Y) 수지 펠릿 10 질량부를, 135℃에서 6시간 감압 건조(1Torr)한 후, 압출기 2(중간층 Ⅱ층용)에 공급하고, 또, PET(X)를 상법(常法)에 의해 건조하여 압출기 1(외층 Ⅰ층 및 외층 Ⅲ층용)에 각각 공급하고, 285℃에서 용해했다. 이 2종의 폴리머를, 각각 스테인리스 소결체의 여재(공칭 여과 정밀도 10㎛ 입자 95% 커트)로 여과하고, 2종 3층 합류 블록으로 적층하고, 구금으로부터 시트상으로 하여 압출한 후, 정전 인가(印加) 캐스트법을 이용하여 표면 온도 30℃의 캐스팅 드럼에 감아 냉각 및 고화하여, 미연신 필름을 만들었다. 이때, Ⅰ층, Ⅱ층, 및 Ⅲ층의 두께의 비가 10:80:10이 되도록 각 압출기의 토출량을 조정했다.
이어서, 리버스 롤법에 의해 이 미연신 PET 필름의 편면에 P1, 대면에 P2 도포액을 모두 건조 후의 도포량이 0.12g/㎡가 되도록 도포한 후, 건조기로 유도하여, 80℃에서 20초간 건조시켰다.
이 도포층을 형성한 미연신 필름을 동시 2축 연신기로 유도하고, 필름의 단부(端部)를 클립으로 파지하면서, 온도 125℃의 열풍 존으로 유도하여, 주행 방향으로 6.5배, 폭 방향으로 2.2배 연신했다. 다음으로, 폭 방향으로 연신된 폭을 유지한 채로, 온도 225℃에서 30초간 처리하여, 필름 두께 35㎛의 2축 배향 PET 필름을 얻었다. 이것을 롤상으로 권취하여, 필름 롤로 했다. 얻어진 필름의 지상축은 주행 방향으로부터 3°이내였다.
(기재 필름 2의 제조)
미연신 필름의 두께를 변경하고, 상기 기재 필름 1의 제조 방법과 마찬가지의 방법으로, 주행 방향 및 폭 방향으로 연신하여, 필름 두께 50㎛의 2축 배향 PET 필름을 얻었다. 이것을 롤상으로 권취하여, 필름 롤로 했다. 얻어진 필름의 지상축은 주행 방향으로부터 3°이내였다.
(기재 필름 3의 제조)
미연신 필름의 두께를 변경하고, 상기 기재 필름 1의 제조 방법과 마찬가지의 방법으로, 주행 방향 및 폭 방향으로 연신하여, 필름 두께 80㎛의 2축 배향 PET 필름을 얻었다. 이것을 롤상으로 권취하여, 필름 롤로 했다. 얻어진 필름의 지상축은 주행 방향으로부터 3°이내였다.
(기재 필름 4의 제조)
미연신 필름의 두께를 변경하고, 상기 기재 필름 1의 제조 방법과 마찬가지의 방법으로, 주행 방향으로 2.2배 및 폭 방향으로 6.0배로 연신하여, 필름 두께 35㎛의 2축 배향 PET 필름을 얻었다. 이것을 롤상으로 권취하여, 필름 롤로 했다. 얻어진 필름의 지상축은 주행 방향으로부터 5°이내였다.
(기재 필름 5의 제조)
상기 기재 필름 1의 제조 방법과 마찬가지로 미연신 필름을 만들고, 축차 2축 연신기로 주속차가 있는 롤군으로 주행 방향으로 6.5배 연신하고, 그 후, 텐터 내에서 폭 방향으로 2.2배 연신하여, 필름 두께 35㎛의 2축 배향 PET 필름을 얻었다. 이것을 롤상으로 권취하여, 필름 롤로 했다. 얻어진 필름의 지상축은 주행 방향으로부터 5°이내였다.
(기재 필름 6의 제조)
두께를 변경한 것 이외에는, 상기 기재 필름 1의 제조 방법과 마찬가지로 미연신 필름을 만들고, 텐터 내에서 폭 방향으로 3.6배 연신하여, 필름 두께 35㎛의 2축 배향 PET 필름을 얻었다. 이것을 롤상으로 권취하여, 필름 롤로 했다. 얻어진 필름의 지상축은 주행 방향으로부터 5°이내였다.
(기재 필름 7의 제조)
두께를 변경한 것 이외에는, 상기 기재 필름 1의 제조 방법과 마찬가지로 미연신 필름을 만들고, 축차 2축 연신기로 주속차가 있는 롤군으로 주행 방향으로 3.8배 연신하고, 그 후, 텐터 내에서는 폭 방향으로 연신하지 않고 열(熱) 고정만 행하여 필름 두께 35㎛의 2축 배향 PET 필름을 얻었다. 이것을 롤상으로 권취하여, 필름 롤로 했다. 얻어진 필름의 지상축은 주행 방향으로부터 5°이내였다.
(기재 필름 8의 제조)
미연신 필름의 두께를 변경하고, 상기 기재 필름 1의 제조 방법과 마찬가지의 방법으로, 주행 방향으로 4.5배 및 폭 방향으로 2.5배로 연신하여, 필름 두께 35㎛의 2축 배향 PET 필름을 얻었다. 이것을 롤상으로 권취하여, 필름 롤로 했다. 얻어진 필름의 지상축은 주행 방향으로부터 5°이내였다.
얻어진 기재 필름 1∼8의 특성을 표 1에 나타낸다.
[표 1]
Figure pct00001
(하드 코트층의 적층)
우레탄 아크릴레이트계 하드 코트제(아라카와 가가쿠 고교사 제조, 빔 세트(등록상표) 577, 고형분 농도 100%) 95 질량부, 광중합 개시제(BASF 재팬사 제조, 이르가큐어(등록상표) 184, 고형분 농도 100%) 5 질량부, 및 레벨링제(빅케미 재판사 제조, BYK307, 고형분 농도 100%) 0.1 질량부를 혼합하고, 톨루엔/MEK=1/1의 용매로 희석하여, 농도 40%의 도포액을 조제했다.
기재 필름의 이접착층 P2 면에 메이어 바를 이용하여, 하드 코트 도포액을 건조 후의 막 두께가 5.0㎛가 되도록 도포하고, 80℃에서 1분간 건조시킨 후, 자외선을 조사했다(적산 광량 200mJ/㎠).
(편광자의 적층)
기재 필름에 편광자를 설치하는 방법으로서, 이하의 4종류의 방법을 행하였다.
(A) 기재 필름에 러빙 배향층을 설치하고, 그 위에 액정 화합물과 이색성 색소로 이루어지는 편광막을 설치하는 방법(편광자 적층 방법 A)
(B) 기재 필름에 광 배향층을 설치하고, 그 위에 액정 화합물과 이색성 색소로 이루어지는 편광막을 설치하는 방법(편광자 적층 방법 B)
(C) 열가소성 기재 상에 PVA/요오드로 이루어지는 편광막을 설치한 후, 이것을 기재 필름에 전사하는 방법(편광자 적층 방법 C)
(D) PVA/요오드로 이루어지는 편광막을 작성하고, 이것을 기재 필름과 맞붙이는 방법(편광자 적층 방법 D)
각각의 방법의 상세를 이하에 설명한다.
편광자 적층 방법 A
(러빙 배향층의 형성)
기재 필름의 이접착층 P1 면에, 바 코터를 이용하여 하기 조성의 러빙 배향층용 도료를 도포하고, 120℃에서 3분간 건조하여, 두께 200nm의 막을 형성했다. 계속해서, 얻어진 막의 표면을 나일론제의 기모 직물이 감겨진 러빙 롤로 처리하여, 러빙 배향층을 적층한 기재 필름을 얻었다. 러빙 방향은 필름의 길이 방향에 대해 0도 또는 90도가 되도록 했다.
러빙 배향층용 도료
완전 비누화형 폴리비닐 알코올 분자량 800 2 질량부
이온 교환수                   100 질량부
(중합성 액정 화합물의 합성)
일본국 특표2007-510946호 공보의 단락 [0134]의 기재, 및 Lub et al. Recl. Trav. Chim. Pays-Bas, 115, 321-328(1996)을 참고하여, 하기 식 (1)로 표시되는 화합물 (가), 및 하기 식 (2)로 표시되는 화합물 (나)를 합성했다.
[화학식 1]
Figure pct00002
[화학식 2]
Figure pct00003
일본국 특개소63-301850호 공보의 실시예 1을 참고로 하여, 하기 식 (3)으로 표시되는 색소 (다)를 합성했다.
[화학식 3]
Figure pct00004
일본국 특공평5-49710호 공보의 실시예 2를 참고로 하여, 하기 식 (4)로 표시되는 색소 (라)를 합성했다.
[화학식 4]
Figure pct00005
일본국 특공소 63-1357호 공보의 일반식 (1)의 화합물의 제조 방법을 참고로 하여, 하기 식 (5)로 표시되는 색소 (마)를 합성했다.
[화학식 5]
Figure pct00006
(편광막의 형성)
화합물 (가) 75 질량부, 화합물 (나) 25 질량부, 색소 (다) 2.5 질량부, 색소 (라) 2.5 질량부, 색소 (마) 2.5 질량부, 이르가큐어(등록상표) 369E(BASF사 제조) 6 질량부, 및 오르토 크실렌 250 질량부로 이루어지는 편광막용 도료를, 러빙 배향층을 적층한 기재 필름 상에 바 코터를 이용하여 도포하고, 110℃에서 3분간 건조하여, 두께 2㎛의 막을 형성했다. 계속해서 UV광을 조사하여, 기재 필름 상에 편광자를 설치했다.
편광자 적층 방법 B
(광 배향층용 도료의 합성)
일본국 특개2013-33248호 공보의 실시예 1, 실시예 2, 및 실시예 3의 기재에 의거하여, 하기 식 (6)으로 표시되는 폴리머 (바)의 시클로펜타논에의 5 질량% 용액을 제조했다.
[화학식 6]
Figure pct00007
(광 배향층의 형성)
기재 필름의 편면에 상기 조성의 광 배향층용 도료를, 바 코터를 이용하여 도포하고, 80℃에서 1분간 건조하여, 두께 150nm의 막을 형성했다. 계속해서, 편광 UV광을 조사하여, 광 배향층을 적층한 기재 필름을 얻었다.
전술의 편광막용 도료를 광 배향층 상에 도포하고, 마찬가지로 하여 배향층을 적층한 기재 필름 상에 편광층을 설치했다.
편광자 적층 방법 C
(기재 적층 편광자의 제조)
열가소성 수지 기재로서 폴리에스테르 X를 이용하여 두께 100㎛의 미연신 필름을 작성하고, 이 미연신 필름의 편면에, 중합도 2400, 비누화도 99.9 몰%의 폴리비닐 알코올의 수용액을 도포 및 건조하여, PVA층을 형성했다.
얻어진 적층체를, 120℃에서 주속이 다른 롤 사이에서 길이 방향으로 2배로 연신하여 권취했다. 다음으로, 얻어진 적층체를 4%의 붕산 수용액으로 30초간의 처리를 행한 후, 요오드(0.2%)와 요오드화 칼륨(1%)의 혼합 수용액에 60초간 침지하여 염색하고, 계속해서, 요오드화 칼륨(3%)과 붕산(3%)의 혼합 수용액으로 30초간 처리했다.
또한, 이 적층체를 72℃의 붕산(4%)과 요오드화 칼륨(5%)의 혼합 수용액 중에서 길이 방향으로 1축 연신을 행하였다. 연신 후의 적층체를, 계속해서, 4% 요오드화 칼륨 수용액으로 세정하고, 에어 나이프로 수용액을 제거한 후에 80℃의 오븐에서 건조하고, 양단부를 슬릿하여 권취해, 폭 30cm, 길이 1000m의 기재 적층 편광자 1을 얻었다. 합계의 연신 배율은 6.5배로, 편광자의 두께는 5㎛였다. 또한, 두께는 기재 적층 편광자 1을 에폭시 수지에 포매하여 절편을 잘라내고, 광학 현미경으로 관찰하여 판독했다.
(편광층의 적층)
기재 필름에 자외선 경화형의 아크릴계 접착제를 도공한 후, 기재 적층 편광자 1의 편광자면을 맞붙이고, 기재 적층 편광자 1측으로부터 자외선을 조사하여, 기재 필름에 기재 적층 편광자 1을 적층했다. 그 후, 열가소성 수지 기재를 박리하여, 기재 필름 상에 편광자를 설치했다.
편광자 적층 방법 D
(단층 편광자의 제조)
비누화도 99.9%의 폴리비닐 알코올 수지 필름을, 주속차가 있는 롤로 유도하여, 100℃에서 3배로 1축 연신을 행하였다. 얻어진 연신 폴리비닐 알코올 연신 필름을, 요오드화 칼륨(0.3%)과 요오드(0.05%)의 혼합 수용액 중에서 염색한 후, 72℃의 붕산 10% 수용액 중에서, 1.8배로 1축 연신했다. 그 후, 이온 교환수로 수세 처리를 행하고, 추가로 6% 요오드화 칼륨 수용액에 침지하여, 에어 나이프로 수용액을 제거한 후, 45℃에서 건조하여 편광자를 얻었다. 편광자의 두께는 18㎛였다.
(편광자의 적층)
기재 필름에 자외선 경화형의 아크릴계 접착제를 도공한 후, 단층 편광자를 맞붙이고, 기재 적층 편광자측으로부터 자외선을 조사하여, 기재 필름에 편광자를 설치했다.
(위상차층의 적층)
편광자 상에 위상차층을 설치하는 방법으로서, 이하의 4종류의 방법을 행하였다.
(F) 편광자 상에 1/2 파장층 및 1/4 파장층을 도공에 의해 설치하는 방법(위상차층의 적층 방법 F)
(G) 이형 필름 상에 설치한 1/2 파장층을 편광자 상에 전사하고, 추가로 이 위에 이형 필름 상에 설치한 1/4 파장층을 전사하는 방법(위상차층의 적층 방법 G)
(H) 이형 필름 상에 1/4 파장층 및 1/2 파장층을 설치하고, 이것을 편광자 상에 전사하는 방법(위상차층의 적층 방법 H)
(I) 1/4 파장층 상에 1/2 파장층을 도공에 의해 설치하고, 이것의 1/2 파장층면을 편광자에 맞붙이는 방법(위상차층의 적층 방법 I)
각각의 방법의 상세를 이하에 설명한다.
위상차층의 적층 방법 F
기재 필름에 설치한 편광자의 위에, 폴리비닐 알코올(폴리비닐 알코올 1000 완전 비누화형의 2 질량% 수용액(계면활성제 0.2%)을 도포하고, 건조하여, 두께 약 100nm의 폴리비닐 알코올 막을 얻었다. 계속해서, 폴리비닐 알코올 막의 표면에 러빙 처리를 실시했다. 러빙 처리의 각도는 편광자의 흡수축에 대해 15도가 되도록 행하였다.
계속해서, 러빙 처리를 실시한 면에, 이하의 조성을 갖는 위상차층 형성용 용액을 바 코트법에 의해 도포했다. 도포한 막을 건조하고, 배향 처리를 행한 후, 자외선을 조사하여 경화시켜, 1/2 파장층을 작성했다.
위상차층 형성용 용액
LC242(BASF사 제조) 75 질량부
하기 화합물 20 질량부
[화학식 7]
Figure pct00008
트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 5 질량부
이르가큐어 379 3 질량부
계면활성제 0.1 질량부
메틸에틸케톤 250 질량부
계속해서, 1/2 파장층 상에 마찬가지로 하여 폴리비닐 알코올 막을 설치하고, 러빙 처리를 행하였다. 러빙 처리의 각도는 편광자의 흡수축에 대해 73도가 되도록 행하였다. 위상차층 형성용 용액을 바 코트법에 의해 도포하고, 건조시켜, 배향 처리를 행한 후, 자외선을 조사하여 경화시켰다. 바 코트에 있어서는 1/4 파장층이 되도록, 두께를 조정했다.
위상차층의 적층 방법 G
두께 50㎛의 2축 연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름을 러빙 처리했다. 러빙 처리면에, 위상차층 형성용 용액을 바 코트법에 의해 도포하고, 건조시켜, 배향 처리를 행한 후, 자외선을 조사하여 경화시켜, 2축 연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 상에 1/2 파장층을 설치했다. 다음으로, 자외선 경화형 접착제를 이용하여 1/2 파장층면과 기재 필름에 설치한 편광자면을 맞붙였다. 그 후, 2축 연신 PET 필름을 벗겼다. 맞붙임은 편광자의 흡수축에 대해 15도가 되도록 행하였다.
마찬가지로 하여 2축 연신 PET 필름 상에 1/4 파장층을 설치하고, 광학용 투명 점착제 시트를 이용하여, 앞의 1/2 파장층에 맞붙였다. 맞붙임은 편광자의 흡수축에 대해 75도가 되도록 행하였다.
위상차층의 적층 방법 H
두께 50㎛의 2축 연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름을 러빙 처리했다. 러빙 처리면에, 위상차층 형성용 용액을 바 코트법에 의해 도포하고, 건조시켜, 배향 처리를 행한 후, 자외선을 조사하여 경화시켜, 2축 연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 상에 1/4 파장층을 설치했다. 또한, 1/4 파장층 상에 폴리비닐 알코올(폴리비닐 알코올 1000 완전 비누화형의 2 질량% 수용액(계면활성제 0.2%)을 도포하고, 건조하여, 두께 약 100nm의 폴리비닐 알코올 막을 얻었다. 계속해서, 폴리비닐 알코올 막의 표면에 러빙 처리를 실시했다. PVA의 러빙 처리면에, 위상차층 형성용 용액을 바 코트법에 의해 도포하고, 건조시켜, 배향 처리를 행한 후, 자외선을 조사하여 경화시켜, 1/2 파장층을 설치했다. 1/4 파장층을 설치할 때의 러빙 방향과 1/2 파장층을 설치할 때의 러빙 방향의 각도는 60도가 되도록 행하였다. 또한, 자외선 경화형 접착제를 이용하여 1/2 파장층면과 기재 필름에 설치한 편광자면을 맞붙였다. 그 후, 2축 연신 PET 필름을 벗겼다. 맞붙임은 편광자의 흡수축과, 1/2 파장층의 러빙 방향이 15도, 1/4 파장층의 러빙 방향이 75도가 되도록 했다.
위상차층의 적층 방법 I
길이 방향으로 지상축을 갖는 1/4 파장 필름의 롤로부터 1/4 파장 필름을 풀어내어 필요한 길이로 잘라내, 표면을 러빙 처리했다. 이 러빙 처리면에 위상차층의 적층 방법 F와 마찬가지의 방법으로, 1/2 파장층을 설치했다. 또한, 자외선 경화형 접착제를 이용하여 1/2 파장층면과 기재 필름에 설치한 편광자면을 맞붙였다. 또한, 1/4 파장 필름은 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체(에틸렌 함유율 5%)를 시트상으로 압출하여, 길이 방향으로 롤로 연신함으로써 제조한 것(두께 20㎛)을 이용했다. 맞붙임은 편광자의 흡수축과, 1/2 파장층의 러빙 방향이 15도, 1/4 파장층의 지상축 방향이 75도가 되도록 했다.
또한, 상기의 도공에 의한 위상차층의 두께는, 1/4 파장층에서 1.2㎛, 1/2 파장층에서 2.3㎛였다. 접착제층의 두께는 3㎛였다.
실시예 1∼23
표 2에 나타낸 기재 필름에, 표 2에 나타낸 방법으로 편광자 및 위상차층을 설치하여 원 편광판을 작성했다.
비교예 1
기재 필름에 편광자 적층 방법 D로 편광자를 적층한 후, 편광자 상에 두께 80㎛의 TAC 필름을, PVA 접착제를 이용해 접착하여, 편광판을 작성했다. 추가로 이 편광판의 TAC 필름 상에 위상차층의 적층 방법 I로 위상차층을 설치하여 원 편광판을 작성했다.
비교예 2
기재 필름에 편광자 적층 방법 A로 편광자를 적층한 후, 편광자 상에 1/2 파장 필름을 적층하고, 추가로 그 위에 1/4 파장 필름을 적층했다. 1/2 파장 필름은 1/4 파장 필름의 두께를 2배로 한 것을 이용하고, 각각의 적층은 위상차층의 적층 방법 I에 준하여 행하였다. 1/2 파장판은 편광자의 흡수축에 대해 15도가 되도록, 1/4 파장층은 편광자의 흡수축에 대해 75도가 되도록 했다.
비교예 3∼5
표 2에 나타낸 기재 필름에, 표 2에 나타낸 방법으로 편광자 및 위상차층을 설치하여 원 편광판을 작성했다.
실시예 1∼23, 및 비교예 1∼5에서 얻어진 원 편광판의 특성을 표 2에 나타낸다.
[표 2]
Figure pct00009
작성한 원 편광판을, 25㎛ 두께의 점착층을 개재하여 유기 EL 모듈에 첩합하고, 굴곡 반경에 상당하는 반경이 3mm의 전체의 중앙부에서 둘로 접을 수 있는 스마트폰 타입의 접이형 디스플레이를 작성했다. 원 편광판은 접이 부분을 개재하여 연속한 1장의 디스플레이의 표면에 배치되고, 하드 코트층을 그 디스플레이의 표면에 위치시키며, 기재 필름의 지상축이 접이 방향과 직교하도록 배치되어 있다. 사용한 원 편광판의 평가 결과를 표 3에 나타낸다.
[표 3]
Figure pct00010
각 실시예의 원 편광판을 이용한 것은, 중앙부에서 둘로 접기로 폴딩하여 휴대할 수 있는 스마트폰으로서 동작 및 시인성을 만족하는 것이고, 무지개 얼룩도 관찰되지 않았다.
(원 편광 반사층용 도료의 작성)
하기 조성의 고형분 농도 5%의 메틸에틸케톤/시클로헥사논(95/5 질량비) 용액을 준비했다.
·LC242(BASF사 제조) 100 질량부
·LC756(BASF사 제조) 5 질량부
·이르가큐어 819          4 질량부
·하기 불소 함유 화합물 (1) 0.75 질량부
[화학식 8]
Figure pct00011
·하기 불소 함유 화합물 (2) 0.075 질량부
[화학식 9]
Figure pct00012
(원 편광 반사층의 형성)
실시예에서 얻어진 원 편광판의 위상차층 면에 원 편광 반사층용 도료를 바 코터로 도포하고, 85℃에서 건조했다. 계속해서, 85℃의 오븐 내에서 자외선을 조사하여, 원 편광 반사층을 설치했다.
(원 편광 반사층이 적층된 원 편광판의 평가)
상기에서 얻어진 원 편광 반사층이 적층된 원 편광판을 마찬가지로 EL 디스플레이에 편입하여 육안으로 관찰한바, 원 편광 반사층이 적층되어 있지 않은 각 실시예의 원 편광판과 비교하여 휘도의 향상 효과가 인정되었다.
또, 마찬가지로 취급성, 및 내굴곡성을 평가한바, 모두 원래의 각 실시예와 동등한 레벨이었다.
본 발명의 EL 표시 장치는, 진상축 방향의 굴절률 ny가 1.568 이상 1.63 이하인 기재 필름을 이용하고, 편광자와 위상차층의 사이에 존재하는 자립성 필름의 수를 1장 이하로 하고, 편광자의 투과축과 기재 필름의 진상축이 대략 평행인 원 편광판을 이용하고 있으므로, 시인성이 뛰어나며(무지개 얼룩의 억제), 박형화가 가능하고, 제조 공정에서 트러블이 일어나기 어렵다.
또, 가요성의 EL 표시 장치는 반복된 벤딩 또는 고온 상태에 방치한 경우라도 벗겨지는 일이 없고, 구부린 자국이 나기 어려우며, 시인성이 뛰어나다.
또한 원 편광판의 기재 필름으로서 폴리에스테르 필름을 이용한 경우에는, 내투습성, 치수 안정성, 기계적 강도, 및 화학적 안정성이 뛰어난 원 편광판을 갖는 EL 표시 장치를 제공할 수 있다.

Claims (6)

  1. 일렉트로루미네선스 셀, 및 상기 일렉트로루미네선스 셀보다도 시인(視認)측에 배치되는 원 편광판을 구비한 일렉트로루미네선스 표시 장치로서,
    상기 원 편광판은, 차례로, 위상차층, 편광자, 및 기재 필름을 갖고,
    (1) 기재 필름의 진상축(進相軸) 방향의 굴절률 ny가 1.568 이상 1.63 이하이며,
    (2) 편광자와 위상차층의 사이에 자립성 필름이 존재하지 않거나, 또는 1장만 존재하고(여기에서 편광자와 위상차층의 사이는 위상차층 자신도 포함하는 것으로 한다), 그리고
    (3) 편광자의 투과축과 기재 필름의 진상축이 대략 평행인 일렉트로루미네선스 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재 필름의 면내 복굴절 ΔNxy가 0.06 이상 0.2 이하인, 일렉트로루미네선스 표시 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기재 필름의 지상축(遲相軸) 방향 및 진상축 방향의 직각형 인열법(引裂法)에 의한 인열 강도 중 작은 쪽의 값이 250N/mm 이상인, 일렉트로루미네선스 표시 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편광자의 두께가 12㎛ 이하인, 일렉트로루미네선스 표시 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편광자가 중합성 액정 화합물과 이색성 색소로 이루어지는 일렉트로루미네선스 표시 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위상차층이 액정 화합물로 이루어지는, 일렉트로루미네선스 표시 장치.
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