KR20210131218A - 반사 방지층을 구비하는 원편광판 및 그 반사 방지층을 구비하는 원편광판을 사용한 화상 표시 장치 - Google Patents

반사 방지층을 구비하는 원편광판 및 그 반사 방지층을 구비하는 원편광판을 사용한 화상 표시 장치 Download PDF

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히로미 이케시마
아유무 나카하라
나오키 하시모토
다이스케 오고미
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 색상 불균일이 억제된 화상 표시 장치를 실현할 수 있는 반사 방지층을 구비하는 원편광판을 제공하는 것.
(해결 수단) 본 발명의 반사 방지층을 구비하는 원편광판은 편광자를 포함하는 편광판과, 편광판의 일방측에 배치된 반사 방지층과, 편광판의 다른 일방측에 배치된 위상차층을 갖는다. 반사 방지층은 굴절률이 1.29∼1.38이고, 두께가 70nm∼120nm이며, 또한 파장 380nm∼780nm의 범위에 있어서 최저 반사율이 얻어지는 파장이 400nm∼600nm의 범위 내에 존재한다. 위상차층의 Re(550)은 136nm∼200nm이다.

Description

반사 방지층을 구비하는 원편광판 및 그 반사 방지층을 구비하는 원편광판을 사용한 화상 표시 장치{CIRCULARLY POLARIZING PLATE WITH ANTIREFLECTION LAYER AND IMAGE DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 반사 방지층을 구비하는 원편광판 및 상기 반사 방지층을 구비하는 원편광판을 사용한 화상 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 액정 표시 장치 및 일렉트로루미네선스(EL) 표시 장치(예를 들면, 유기 EL 표시 장치, 무기 EL 표시 장치)로 대표되는 화상 표시 장치가 급속하게 보급되고 있다. 화상 표시 장치에 있어서는 편광판과 위상차판을 포함하는 원편광판이 사용되는 경우가 있다. 그러나, 원편광판을 저반사율의 화상 표시 장치(특히, 유기EL 표시 장치)에 적용한 경우, 색상 불균일이 시인되기 쉽다고 하는 과제가 있다.
일본특허 제5876441호 일본특허공개 2014-026266호 공보
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이고, 그 주된 목적은 색상 불균일이 억제된 화상 표시 장치를 실현할 수 있는 반사 방지층을 구비하는 원편광판을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 실시형태에 의한 반사 방지층을 구비하는 원편광판은 편광자와, 상기 편광자의 일방측에 배치된 반사 방지층과, 상기 편광자의 다른 일방측에 배치된 위상차층을 갖는다. 상기 반사 방지층은 굴절률이 1.29∼1.38이고, 두께가 70nm∼120nm이고, 또한 파장 380nm∼780nm의 범위에 있어서 최저반사율이 얻어지는 파장이 400nm∼600nm의 범위 내에 존재한다. 상기 위상차층의 Re(550)은 136nm∼200nm이다.
하나의 실시형태에 있어서는 상기 반사 방지층의 반사율은 1.5% 이하이다.
하나의 실시형태에 있어서는 상기 위상차층의 지상축과 상기 편광자의 흡수 축이 이루는 각도는 40°∼50° 또는 130°∼140°이다.
하나의 실시형태에 있어서는 상기 위상차층은 수지 필름의 연신 필름으로 구성되고, Re(450)/Re(550)이 0.97∼1.03이다. 여기서, Re(450) 및 Re(550)은 각각 23℃에 있어서의 파장 450nm 및 550nm의 광에서 측정한 면내 위상차이다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 화상 표시 장치가 제공된다. 이 화상 표시 장치는 상기의 반사 방지층을 구비하는 원편광판을 시인측에 구비한다. 반사 방지층을 구비하는 원편광판은 상기 반사 방지층이 시인측이 되도록 배치되어 있다. 화상 표시 장치의 반사율은 40% 이하이다.
하나의 실시형태에 있어서는 상기 화상 표시 장치는 유기 일렉트로루미네선스 표시 장치이다.
본 발명의 실시형태에 의하면, 원편광판에 있어서, 화상 표시 장치에 적용된 경우에 시인측이 되는 측에 반사 방지층을 설치하고, 또한 반사 방지층의 굴절률, 두께 및 가시광 영역에 있어서 최저 반사율이 얻어지는 파장을 조합시켜서 최적화하고, 또한 위상차층의 면내 위상차를 최적화함으로써, 색상 불균일이 억제된 화상 표시 장치를 실현할 수 있는 반사 방지층을 구비하는 원편광판을 얻을 수 있다. 또한, 상기 반사 방지층을 구비하는 원편광판은 상기의 효과에 더해서, 높은 투과율도 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 반사 방지층을 구비하는 원편광판의 개략적인 단면도이다.
이하, 본 발명의 대표적인 실시형태에 관하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태에는 한정되지 않는다.
(용어 및 기호의 정의)
본 명세서에 있어서의 용어 및 기호의 정의는 하기한 바와 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 λnm의 광에서 측정한 필름의 면내 위상차이다. 예를 들면, 「Re(450)」는 23℃에 있어서의 파장 450nm의 광에서 측정한 필름의 면내 위상차이다. Re(λ)는 필름의 두께를 d(nm)로 했을 때, 식:Re=(nx-ny)×d에 의해 구해진다.
(3) 두께 방향의 위상차(Rth)
「Rth(λ)」는 23℃에 있어서의 파장 λnm의 광에서 측정한 필름의 두께 방향의 위상차이다. 예를 들면, 「Rth(450)」은 23℃에 있어서의 파장 450nm의 광에서 측정한 필름의 두께 방향의 위상차이다. Rth(λ)는 필름의 두께를 d(nm)라고 했을 때, 식:Rth=(nx-nz)×d에 의해 구해진다.
(4) Nz 계수
Nz 계수는 Nz=Rth/Re에 의해 구해진다.
(5) 각도
본 명세서에 있어서 각도가 언급될 때는 특별히 명기하지 않는 한, 상기 각도는 시계 회전 방향 및 반시계 회전 방향의 양방의 방향의 각도를 포함한다.
A. 반사 방지층을 구비하는 원편광판의 전체 구성
도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 반사 방지층을 구비하는 원편광판의 개략적인 단면도이다. 도시예의 반사 방지층을 구비하는 원편광판(100)은 편광판(10)과, 편광판(10)의 일방측(예를 들면, 화상 표시 장치에 적용된 경우에 화상표시셀과 반대측, 즉 시인측)에 배치된 반사 방지층(30)과, 편광판(10)의 다른 일방측(예를 들면, 화상 표시 장치에 적용된 경우에 화상 표시셀측)에 배치된 위상차층(40)을 갖는다. 반사 방지층(30) 및 위상차층(40)은 각각 임의의 적절한 접착제층 또는 점착제층(도시하지 않음)을 개재해서 편광판(10)에 접합시키고 있다. 편광판(10)은 편광자(11)와, 편광자(11)의 일방측(반사 방지층측)에 배치된 제 1 보호층(12)과, 편광자(11)의 다른 일방측(위상차층측)에 배치된 제 2 보호층(13)을 포함한다. 목적에 따라서, 제 1 보호층(12) 및 제 2 보호층(13)의 일방 또는 양방이 생략되어도 좋다. 예를 들면, 위상차층(30)은 편광자(11)의 보호층으로서도 기능할 수 있으므로, 제 2 보호층(13)은 생략되어도 좋다. 또한, 예를 들면 반사 방지층은 후술하는 바와 같이, 대표적으로는 기재 상에 형성되는 바, 기재/반사 방지층의 적층체가 보호층으로서 기능하는 경우가 있다. 이 경우, 제 1 보호층(12)은 생략될 수 있다. 기재/반사 방지층의 적층체는 하드코트층을 더 포함하고 있어도 된다. 따라서, 반사층을 구비하는 편광판은 양방의 보호층이 생략되어서, 편광자(11)와 편광자(11)의 일방측에 배치된 반사 방지층(30)과, 편광자(11)의 다른 일방측에 배치된 위상차층(40)을 갖는 구성이어도 된다(이러한 구성은 편광자의 일방 또는 양방에 보호층을 포함하는 구성을 포함한다). 실용적으로는 위상차층(40)의 편광판(10)과 반대측에는 최외층으로서 임의의 적절한 점착제층(50)이 형성되고, 반사 방지층을 구비하는 원편광판은 화상 표시셀에 점착 가능하게 되어 있다.
본 발명의 실시형태에 있어서는 반사 방지층은 굴절률이 1.29∼1.38이고, 두께가 70nm∼120nm이고, 또한, 파장 380nm∼780nm의 범위에 있어서 최저반사율이 얻어지는 파장(이하, 보톰 파장이라고 하는 경우가 있다)이 400nm∼600nm의 범위 내에 존재한다. 이와 같이, 반사 방지층의 굴절률, 두께 및 보톰 파장을 조합시켜서 최적화함으로써, 색상 불균일이 억제된 화상 표시 장치를 실현할 수 있다. 반사 방지층의 상세에 대해서는 E부분에서 후술한다.
위상차층(40)은 대표적으로는 수지 필름의 연신 필름으로 구성되어 있다. 위상차층(40)의 Re(550)은 대표적으로는 136nm∼200nm이다. 위상차층의 Re(450)/Re(550)은 바람직하게는 0.97∼1.03이다. 위상차층의 지상축과 편광자(11)의 흡수축이 이루는 각도는 바람직하게는 40°∼50°이고, 보다 바람직하게는 42°∼48°이고, 더욱 바람직하게는 44°∼46°이며, 특히 바람직하게는 약 45°이고; 또는 바람직하게는 130°∼140°이고, 보다 바람직하게는 132°∼138°이며, 더욱 바람직하게는 134°∼136°이고, 특히 바람직하게는 약 135°이다.
하나의 실시형태에 있어서는 반사 방지층을 구비하는 원편광판은 위상차층(40)과 점착제층(50) 사이에 다른 위상차층(도시하지 않음)을 더 갖고 있어도 된다. 다른 위상차층은 대표적으로는 굴절률 특성이 nz>nx=ny의 관계를 나타낸다. 이러한 다른 위상차층을 설치함으로써, 경사 방향의 반사를 양호하게 방지할 수 있어 반사 방지 기능의 광시야각화가 가능하게 된다.
하나의 실시형태에 있어서는 반사 방지층을 구비하는 원편광판은 도전층 또는 도전층을 구비하는 등방성 기재(도시하지 않음)를 더 갖고 있어도 된다. 도전층 또는 도전층을 구비하는 등방성 기재가 설치되는 경우, 반사 방지층을 구비하는 원편광판은 화상 표시셀(예를 들면, 유기 EL 셀)과 편광판 사이에 터치 센서가 조립된, 소위 이너 터치 패널형 입력 표시 장치에 적용될 수 있다. 도전층 또는 도전층을 구비하는 등방성 기재는 대표적으로는 위상차층(40)과 점착제층(50) 사이에 설치된다. 다른 위상차층이 형성되는 경우, 다른 위상차층 및 도전층 또는 도전층을 구비하는 등방성 기재는 대표적으로는 위상차층(40)측으로부터 이 순서로 형성된다.
반사 방지층을 구비하는 원편광판은 새로운 위상차층(도시하지 않음)을 갖고 있어도 된다. 새로운 위상차층은 다른 위상차층과 조합되어 형성되어도 되고, 단독으로(즉, 다른 위상차층을 형성하지 않고) 형성되어도 된다. 새로운 위상차층의 광학적 특성(예를 들면, 굴절률 특성, 면내 위상차, Nz 계수, 광탄성 계수), 두께, 배치 위치 등은 목적에 따라서 적절하게 설정될 수 있다.
반사 방지층을 구비하는 원편광판은 매엽 형상이어도 되고, 장척 형상이어도 된다. 본 명세서에 있어서 「장척 형상」이란 폭에 대하여 길이가 충분하게 긴 가늘고 긴 형상을 의미하고, 예를 들면 폭에 대하여 길이가 10배 이상, 바람직하게는 20배 이상의 가늘고 긴 형상을 포함한다. 장척 형상의 반사 방지층을 구비하는 원편광판은 롤형상으로 권회 가능하다.
실용적으로는 점착제층(50)의 표면에는 반사 방지층을 구비하는 원편광판이 사용에 제공될 때까지, 박리 필름이 가착(假着)되어 있는 것이 바람직하다. 박리 필름을 가착함으로써, 점착제층을 보호함과 아울러, 반사 방지층을 구비하는 원편광판의 롤 형성이 가능하게 된다.
이하, 반사 방지층을 구비하는 원편광판의 구성 요소에 관하여 설명한다.
B. 편광자
편광자(11)로서는 임의의 적절한 편광자가 채용될 수 있다. 예를 들면, 편광자를 형성하는 수지 필름은 단층의 수지 필름이어도 되고, 2층 이상의 적층체이어도 된다.
단층의 수지 필름으로 구성되는 편광자의 구체예로서는 폴리비닐알콜(PVA)계 필름, 부분 포르말화 PVA계 필름, 에틸렌·아세트산 비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드나 2색성 염료 등의 2색성 물질에 의한 염색 처리 및 연신 처리가 실시된 것, PVA의 탈수 처리물이나 폴리 염화 비닐의 탈염 산 처리물 등 폴리엔계 배향 필름 등이 열거된다. 바람직하게는 광학 특성이 우수하기 때문에 PVA계 필름을 요오드로 염색해서 1축 연신하여 얻어진 편광자가 사용된다.
상기 요오드에 의한 염색은 예를 들면, PVA계 필름을 요오드 수용액에 침지시킴으로써 행해진다. 상기 1축 연신의 연신 배율은 바람직하게는 3∼7배이다. 연신은 염색 처리 후에 행해도 되고, 염색하면서 행해도 된다. 또한, 연신하고나서 염색해도 된다. 필요에 따라서, PVA계 필름에 팽윤 처리, 가교 처리, 세정 처리, 건조 처리 등이 실시된다. 예를 들면, 염색 전에 PVA계 필름을 물에 침지해서 수세함으로써 PVA계 필름 표면의 오염이나 블록킹 방지제를 세정할 수 있을 뿐 아니라, PVA계 필름을 팽윤시켜서 염색 불균일 등을 방지할 수 있다.
적층체를 이용하여 얻어지는 편광자의 구체예로서는 수지 기재와 상기 수지 기재에 적층된 PVA계 수지층(PVA계 수지 필름)의 적층체 또는 수지 기재와 상기 수지 기재에 도포 형성된 PVA계 수지층의 적층체를 이용하여 얻어지는 편광자가 열거된다. 수지 기재와 상기 수지 기재에 도포 형성된 PVA계 수지층의 적층체를 이용하여 얻어지는 편광자는 예를 들면, PVA계 수지 용액을 수지 기재에 도포하고, 건조시켜서 수지 기재 상에 PVA계 수지층을 형성하고, 수지 기재와 PVA계 수지층의 적층체를 얻는 것; 상기 적층체를 연신 및 염색해서 PVA계 수지층을 편광자로 하는 것;에 의해 제작될 수 있다. 본 실시형태에 있어서는 연신은 대표적으로는 적층체를 붕산 수용액 중에 침지시켜서 연신하는 것을 포함한다. 또한, 연신은 필요에 따라서, 붕산 수용액 중에서의 연신 전에 적층체를 고온(예를 들면, 95℃ 이상)에서 공중 연신하는 것을 더 포함할 수 있다. 얻어진 수지 기재/편광자의 적층체는 그대로 사용해도 되고(즉, 수지 기재를 편광자의 보호층으로 해도 되고), 수지 기재/편광자의 적층체로부터 수지 기재를 박리하고, 상기 박리면에 목적에 따른 임의의 적절한 보호층을 적층해서 사용해도 된다. 이와 같은 편광자의 제조 방법의 상세는, 예를 들면 일본특허공개 2012-73580호 공보, 일본특허 제6470455호에 기재되어 있다. 이들의 특허문헌의 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다.
편광자는 바람직하게는 단층의 수지 필름으로 구성될 수 있다. 이러한 구성이면, 제 1 점착제층 및 제 2 점착제층의 최적화와의 상승적인 효과에 의해, 고온환경 하에 있어서의 위상차 불균일이 억제된 반사 방지층을 구비하는 원편광판이 얻어질 수 있다.
편광자의 두께는 바람직하게는 1㎛∼30㎛ 정도이고, 보다 바람직하게는 5㎛∼25㎛ 정도이다. 특히, 두께가 10㎛ 이하인 편광자를 얻기 위해서는 일본특허공개 2012-73580호 공보, 일본특허 제6470455호 공보 등에 개시된 상기 폴리비닐알콜계 필름으로서, 열가소성 수지 기재 상에 제막된 폴리비닐알콜계 필름을 포함하는 적층체를 사용하는 박형의 편광자의 제조 방법을 적용할 수 있다. 편광자의 두께가 이러한 범위이면, 가열 시의 컬을 양호하게 억제할 수 있고, 또한 양호한 가열 시의 외관 내구성이 얻어진다.
편광자는 바람직하게는 파장 380nm∼780nm 중 어느 하나의 파장에서 흡수 2색성을 나타낸다. 편광자의 단체 투과율은 예를 들면, 41.5%∼46.0%이고, 바람직하게는 43.0%∼46.0%이며, 보다 바람직하게는 44.5%∼46.0%이다. 편광자의 편광도는 바람직하게는 97.0% 이상이고, 보다 바람직하게는 99.0% 이상이며, 더욱 바람직하게는 99.9% 이상이다.
C. 보호층
제 1 보호층(12) 및 제 2 보호층(13)은 각각 편광자의 보호층으로서 사용할 수 있는 임의의 적절한 필름으로 형성된다. 상기 필름의 주성분이 되는 재료의 구체예로서는 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 등의 셀룰로오스계 수지나, 폴리에스테르계, 폴리비닐알콜계, 폴리카보네이트계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리스티렌계, 폴리노보넨계, 폴리올레핀계, (메타)아크릴계, 아세테이트계 등의 투명 수지 등이 열거된다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, (메타)아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화형 수지 또는 자외선 경화형 수지 등도 열거된다. 이 외에도, 예를 들면 실록산계 폴리머 등의 유리질계 폴리머도 열거된다. 또한, 일본특허공개 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 이소부텐과 N-메틸말레이미드로 이루어지는 교호 공중합체와, 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체를 갖는 수지 조성물이 열거된다. 상기 폴리머 필름은 예를 들면, 상기 수지 조성물의 압출 성형물일 수 있다.
반사 방지층을 구비하는 원편광판은 후술하는 바와 같이 대표적으로는 화상 표시 장치의 시인측에 배치되고, 제 1 보호층(12)은 대표적으로는 그 시인측에 배치된다. 따라서, 제 1 보호층(12)에는 필요에 따라서, 하드 코트 처리, 반사 방지 처리, 스틱킹 방지 처리, 안티글레어 처리 등의 표면 처리가 실시되어 있어도 된다. 또/또는 제 1 보호층(12)에는 필요에 따라서, 편광 선글라스를 통해서 시인하는 경우의 시인성을 개선하는 처리(대표적으로는 (타)원 편광 기능을 부여하는 것, 초고 위상차를 부여하는 것)가 실시되어서 있어도 된다. 이러한 처리를 실시함으로써, 편광 선글라스 등의 편광 렌즈를 통해서 표시 화면을 시인한 경우에도, 뛰어난 시인성을 실현할 수 있다. 따라서, 반사 방지층을 구비하는 원편광판은 옥외에서 사용할 수 있는 화상 표시 장치에도 적합하게 적용될 수 있다.
제 1 보호층의 두께는 대표적으로는 300㎛ 이하이고, 바람직하게는 100㎛ 이하, 보다 바람직하게는 5㎛∼80㎛, 더욱 바람직하게는 10㎛∼60㎛이다. 또한, 표면처리가 실시되어 있는 경우, 외측 보호층의 두께는 표면 처리층의 두께를 포함시킨 두께이다.
제 2 보호층(13)은 하나의 실시형태에 있어서는 광학적으로 등방성인 것이 바람직하다. 본 명세서에 있어서 「광학적으로 등방성이다」란 면내 위상차 Re(550)이 0nm∼10nm이고, 두께 방향의 위상차 Rth(550)이 -10nm∼+10nm인 것을 말한다.
D. 위상차층
위상차층의 면내 위상차 Re(550)은 상기한 바와 같이, 대표적으로는 136nm∼200nm이고, 바람직하게는 136nm∼180nm이며, 보다 바람직하게는 136nm∼160nm이며, 더욱 바람직하게는 136nm∼150nm이다. 즉, 위상차층은 소위 λ/4판으로서 기능할 수 있다. 또한, 위상차층의 Re(550)이 136nm 이상임으로써, 매우 뛰어난 반사 색상을 갖고, 또한 시감 반사율(Y값)이 작은 화상 표시 장치를 실현할 수 있다.
위상차층은 대표적으로는 위상차값이 측정광의 파장에 상관없이 실질적으로 일정한 플랫(flat)한 파장 의존성을 나타낸다. 위상차층의 Re(450)/Re(550)은 바람직하게는 0.97∼1.03이고, 보다 바람직하게는 0.98∼1.02이다. 위상차층의 Re(650)/Re(550)은 바람직하게는 0.97∼1.03이며, 보다 바람직하게는 0.98∼1.02이다.
위상차층은 상기한 바와 같이 면내위상차를 가지므로, nx>ny의 관계를 갖는다. 위상차층은 nx>ny의 관계를 갖는 한, 임의의 적절한 굴절률 특성을 나타낸다. 위상차층의 굴절률 특성은 대표적으로는 nx>ny≥nz의 관계를 나타낸다. 또한, 여기서 「ny=nz」는 ny와 nz가 완전하게 같은 경우뿐만 아니라, 실질적으로 같은 경우를 포함한다. 따라서, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위에서, ny<nz가 되는 경우가 있을 수 있다. 위상차층의 Nz 계수는 바람직하게는 0.9∼2.0이고, 보다 바람직하게는 0.9∼1.5이며, 더욱 바람직하게는 0.9∼1.2이다. 이러한 관계를 만족시킴으로써, 반사 방지층을 구비하는 원편광판을 화상 표시 장치에 사용한 경우에, 대단히 뛰어난 반사 색상을 달성할 수 있다.
위상차층의 두께는 λ/4판으로서 가장 적절하게 기능할 수 있도록 설정될 수 있다. 바꿔 말하면, 두께는 소망의 면내 위상차가 얻어지도록 설정될 수 있다. 구체적으로는 두께는 바람직하게는 70㎛ 이하이고, 바람직하게는 45㎛∼60㎛이다. 위상차층의 두께가 이러한 범위이면, 가열 시의 컬을 양호하게 억제하면서, 접합 시의 컬을 양호하게 조정할 수 있다.
위상차층은 그 광탄성 계수의 절대값이 바람직하게는 20×10-12(m2/N) 이하이고, 보다 바람직하게는 1.0×10-12(m2/N)∼15×10-12(m2/N)이고, 더욱 바람직하게는 2.0×10-12(m2/N)∼12×10-12(m2/N)이다. 광탄성 계수의 절대값이 이러한 범위이면, 반사 방지층을 구비하는 원편광판을 화상 표시 장치에 적용한 경우에 표시 불균일을 억제할 수 있다.
위상차층은 상기의 특성을 만족할 수 있는 임의의 적절한 수지 필름으로 구성될 수 있다. 그러한 수지의 대표예로서는 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스테르카보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리비닐아세탈계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 환상 올레핀계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리비닐알콜계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리스티렌계 수지, 아크릴계수지가 열거된다. 이들의 수지는 단독으로 사용해도 되고 조합하여(예를 들면 블렌드, 공중합) 사용해도 된다. 위상차층은 대표적으로는 환상 올레핀계 수지 또는 폴리카보네이트계 수지 또는 폴리에스테르카보네이트계 수지(이하, 단지 폴리카보네이트계 수지라고 하는 경우가 있다)로 구성될 수 있다.
환상 올레핀계 수지의 대표예로서는 노보넨계 수지가 열거된다. 노보넨계 수지는 노보넨계 모노머를 중합 단위로서 중합되는 수지이다. 상기 노보넨계 모노머로서는 예를 들면, 노보넨 및 그 알킬 및/또는 알킬리덴 치환체, 예를 들면, 5-메틸-2-노보넨, 5-디메틸-2-노보넨, 5-에틸-2-노보넨, 5-부틸-2-노보넨, 5-에틸리덴-2-노보넨 등, 이들의 할로겐 등의 극성기 치환체; 디시클로펜타디엔, 2,3-디히드로디시클로펜타디엔 등; 디메타노옥탄히드로나프탈렌, 그 알킬 및/또는 알킬리덴 치환체 및 할로겐 등의 극성기 치환체, 예를 들면 6-메틸-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌, 6-에틸-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌, 6-에틸리덴-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌, 6-클로로-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a ,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌, 6-시아노-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌, 6-피리딜-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌, 6-메톡시카르보닐-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌 등; 시클로펜타디엔의 3∼4량체, 예를 들면 4,9:5,8-디메타노-3a,4,4a,5,8,8a,9,9a-옥타히드로-1H-벤조인덴, 4,11:5,10:6,9-트리메타노-3a,4,4a,5,5a,6,9,9a,10,10a,11,11a-도데카히드로-1H-시클로펜타안트라센 등이 열거된다. 상기 노보넨계 수지는 노보넨계 모노머와 다른 모노머의 공중합체이어도 된다.
노보넨계 수지에 있어서의 중합 단위로서, 개환 중합 가능한 다른 시클로올레핀류를 병용할 수 있다. 이러한 시클로올레핀의 구체예로서는 예를 들면, 시클로펜텐, 시클로옥텐, 5,6-디히드로디시클로펜타디엔 등의 반응성의 2중 결합을 1개 갖는 화합물이 열거된다.
상기 환상 올레핀계 수지는 톨루엔 용매에 의한 겔·퍼미에이션·크로마토그래프(GPC)법으로 측정한 수평균 분자량(Mn)이 바람직하게는 25,000∼200,000, 더욱 바람직하게는 30,000∼100,000, 가장 바람직하게는 40,000∼80,000이다. 수평균 분자량이 상기의 범위이면, 기계적 강도가 우수하고, 용해성, 성형성, 유연의 조작성이 양호한 것일 수 있다.
상기 환상 올레핀계 수지 필름으로서 시판의 필름을 사용해도 된다. 구체예로서는 Zeon Corporation 제작의 상품명 「제오넥스」, 「제오노아」, JSR사 제작의 상품명 「아톤(Arton)」, TICONA사 제작의 상품명 「토패스」, Mitsui Chemicals, Inc. 제작의 상품명 「APEL」이 열거된다.
상기 폴리카보네이트계 수지는 대표적으로는 하기 식(I)으로 나타내어지는 결합 구조를 갖는 디히드록시 화합물에서 유래하는 구조 단위를 포함한다.
Figure pat00001
디히드록시 화합물로서는 예를 들면, 하기 식(II)으로 나타내어지는 화합물이 열거된다. 이러한 디히드록시 화합물로서는 입체 이성체의 관계에 있는 이소소르비드, 이소만니드, 이소이데트가 열거된다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합시켜서 사용해도 된다.
Figure pat00002
상기 디히드록시 화합물과 다른 디히드록시 화합물을 조합시켜서 사용해도 된다. 다른 디히드록시 화합물로서는 예를 들면, 하기 식(III)으로 나타내어지는 지환식 디히드록시 화합물이 열거된다.
HOCH2-R1-CH2OH … (III)
식(III) 중, R1은 탄소수 4∼20개의 시클로알킬렌기를 나타낸다. 지환식 디히드록시 화합물은 예를 들면 트리시클로데칸디메탄올, 펜타시클로펜타데칸디메탄올일 수 있다. 이들은 식(III)에 있어서 R1이 하기 식(IV)(식 중, n은 0 또는 1을 나타낸다)으로 나타내어지는 여러가지의 이성체를 포함한다.
Figure pat00003
하나의 실시형태에 있어서는 폴리카보네이트계 수지는 하기 식(V)으로 나타내어지는 구조 단위를 포함한다. 즉, 폴리카보네이트계 수지는 디페닐카보네이트와 이소소르비드와 트리시클로데칸디메탄올의 공중합체일 수 있다.
Figure pat00004
이러한 폴리카보네이트계 수지의 상세는 예를 들면, 일본특허공개 2012-031370호 공보에 기재되어 있고, 상기 공보의 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다.
폴리카보네이트계 수지의 유리 전이 온도는 110℃ 이상 250℃ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 120℃ 이상 230℃ 이하이다. 유리 전이 온도가 과도하게 낮으면 내열성이 열악해지는 경향이 있어 필름 성형 후에 치수 변화를 일으킬 가능성이 있다. 유리 전이 온도가 과도하게 높으면, 필름 성형 시의 성형 안정성이 열악해지는 경우가 있고, 또한 필름의 투명성을 손상시키는 경우가 있다. 또한, 유리 전이 온도는 JIS K 7121(1987)에 준해서 구해진다.
폴리카보네이트계 수지의 분자량은 환원 점도로 나타낼 수 있다. 환원 점도는 용매로서 염화 메틸렌을 사용하고, 수지 농도를 0.6g/dL로 정밀하게 조제하고, 온도 20.0℃±0.1℃에서 우베로드(Ubbelohde) 점도관을 이용하여 측정된다. 환원 점도의 하한은, 통상 0.30dL/g이 바람직하고, 보다 바람직하다는 0.35dL/g 이상이다. 환원 점도의 상한은, 통상 1.20dL/g이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.00dL/g, 더욱 바람직하게는 0.80dL/g이다. 환원 점도가 상기 하한값보다 작으면 성형품의 기계적 강도가 작아진다고 하는 문제가 생기는 경우가 있다. 한편, 환원 점도가 상기 상한값보다 크면 성형할 때의 유동성이 저하하여 생산성이나 성형성이 저하한다고 하는 문제가 생길 경우가 있다.
폴리카보네이트계 수지 필름으로서 시판의 필름을 사용해도 된다. 시판품의 구체예로서는 TEIJIN LIMITED 제작의 상품명 「퓨어에이스 WR-S」, 「퓨어에이스 WR-W」, 「퓨어에이스 WR-M」, Nitto Denko Corporation 제작의 상품명 「NRF」가 열거된다.
위상차층은 예를 들면, 상기 수지로 형성된 필름을 연신함으로써 얻어진다. 수지 필름을 형성하는 방법으로서는 임의의 적절한 성형 가공법이 채용될 수 있다. 구체예로서는 압축 성형법, 트랜스퍼 성형법, 사출 성형법, 압출 성형법, 블로우 성형법, 분말 성형법, FRP 성형법, 캐스트 도포법(예를 들면, 유연법), 캘린더 성형법, 열 프레스법 등이 열거된다. 압출 성형법 또는 캐스트 도포법이 바람직하다. 얻어지는 필름의 평활성을 높여 양호한 광학적 균일성을 얻을 수 있기 때문이다. 성형 조건은 사용되는 수지의 조성이나 종류, 위상차층에 소망되는 특성 등에 따라서 적당하게 설정될 수 있다. 또한, 상기한 바와 같이, 많은 수지 필름 제품이 시판되어 있으므로, 상기 시판 필름을 그대로 연신 처리에 제공해도 된다.
수지 필름(미연신 필름)의 두께는 위상차층의 소망의 두께, 소망의 광학 특성, 후술의 연신 조건 등에 따라, 임의의 적절한 값으로 설정될 수 있다. 바람직하게는 50㎛∼300㎛이다.
상기 연신은 임의의 적절한 연신 방법, 연신 조건(예를 들면, 연신 온도, 연신 배율, 연신 방향)이 채용될 수 있다. 구체적으로는 자유단 연신, 고정단 연신, 자유단 수축, 고정단 수축 등의 여러가지 연신 방법을, 단독으로 사용하는 것도, 동시 또는 축차로 사용할 수도 있다. 연신 방향에 관해서도, 길이 방향, 폭 방향, 두께 방향, 경사 방향 등, 여러가지 방향이나 차원으로 행할 수 있다. 연신의 온도는 수지 필름의 유리 전이 온도(Tg)에 대하여, Tg-30℃∼Tg+60℃인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 Tg-10℃∼Tg+50℃이다.
상기 연신 방법, 연신 조건을 적당하게 선택함으로써, 상기 소망의 광학 특성(예를 들면, 굴절률 특성, 면내 위상차, Nz 계수)을 갖는 위상차 필름을 얻을 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서는 위상차 필름은 수지 필름을 1축 연신 또는 고정단 1축 연신함으로써 제작된다. 고정단 1축 연신의 구체예로서는 수지 필름을 길이 방향으로 주행시키면서, 폭 방향(횡 방향)으로 연신하는 방법이 열거된다. 연신 배율은 바람직하게는 1.1배∼3.5배이다.
다른 실시형태에 있어서는 위상차 필름은 장척 형상의 수지 필름을 길이 방향에 대하여 상기의 각도 θ의 방향으로 연속적으로 경사 연신함으로써 제작될 수 있다. 경사 연신을 채용함으로써, 필름의 길이 방향에 대하여 각도 θ의 배향각(각도 θ의 방향으로 지상축)을 갖는 장척 형상의 연신 필름이 얻어지고, 예를 들면 편광막과의 적층 시에 롤투롤이 가능해져서 제조 공정을 간략화할 수 있다. 또한, 각도 θ는 위상차층을 구비하는 편광판에 있어서 편광막의 흡수축과 위상차층의 지상축이 이루는 각도일 수 있다. 각도 θ는 상기한 바와 같이, 바람직하게는 40°∼50°이고, 보다 바람직하게는 42°∼48°이며, 더욱 바람직하게는 약 45°이다.
경사 연신에 사용하는 연신기로서는 예를 들면, 횡 및/또는 종 방향으로, 좌우 다른 속도의 이송력 또는 인장력 또는 인취력을 부가할 수 있는 텐터식 연신기가 열거된다. 텐터식 연신기에는 횡 1축 연신기, 동시 2축 연신기 등이 있지만, 장척 형상의 수지 필름을 연속적으로 경사 연신할 수 있는 한, 임의의 적절한 연신기가 사용될 수 있다.
상기 연신기에 있어서 좌우의 속도를 각각 적절하게 제어함으로써, 상기 소망의 면내 위상차를 갖고, 또한, 상기 소망의 방향으로 지상축을 갖는 위상차층 (실질적으로는 장척 형상의 위상차 필름)이 얻어질 수 있다.
상기 필름의 연신 온도는 위상차층에 소망되는 면내 위상차값 및 두께, 사용되는 수지의 종류, 사용되는 필름의 두께, 연신 배율 등에 따라 변화될 수 있다. 구체적으로는 연신 온도는 바람직하게는 Tg-30℃∼Tg+30℃, 더욱 바람직하게는 Tg-15℃∼Tg+20℃, 가장 바람직하게는 Tg-10℃∼Tg+15℃이다. 이러한 온도에서 연신함으로써, 본 발명에 있어서 적절한 특성을 갖는 위상차층이 얻어질 수 있다. 또한, Tg는 필름의 구성 재료의 유리 전이 온도이다.
E. 반사 방지층
반사 방지층(30)은 대표적으로는 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화층이다. 반사 방지층을 형성함으로써, 원편광판 단독으로는 실현 곤란한 높은 투과율을 실현할 수 있다.
반사 방지층의 굴절률은 상기한 바와 같이 1.29∼1.38이고, 바람직하게는 1.30∼1.37이며, 보다 바람직하게는 1.30∼1.36이다. 반사 방지층의 굴절률이 이러한 범위이면, 두께 및 보톰 파장을 조합시켜서 최적화함으로써, 색상 불균일이 억제된 화상 표시 장치를 실현할 수 있다.
반사 방지층의 두께는 상기한 바와 같이 70nm∼120nm이고, 바람직하게는 75nm∼110nm이며, 보다 바람직하게는 75nm∼100nm이다. 반사 방지층의 두께가 이러한 범위이면, 굴절률 및 보톰 파장을 조합시켜서 최적화함으로써, 색상 불균일이 억제된 화상 표시 장치를 실현할 수 있다. 반사 방지층의 두께가 지나치게 크면, 반사 방지층을 구비하는 원편광판을 화상 표시 장치에 적용한 경우에, 반사 색상이 지나치게 청색으로 되거나 및/또는 시감 반사율(Y값)이 지나치게 커질 경우가 있다.
반사 방지층은 보톰 파장이 상기한 바와 같이 400nm∼600nm의 범위 내, 바람직하게는 410nm∼580nm의 범위 내, 보다 바람직하게는 420nm∼550nm의 범위 내에 존재한다. 반사 방지층의 보톰 파장이 이러한 범위 내에 있으면, 두께 및 굴절률을 조합시켜서 최적화함으로써, 색상 불균일이 억제된 화상 표시 장치를 실현할 수 있다. 보톰 파장이 범위를 벗어나면, 반사 방지층을 구비하는 원편광판을 화상 표시 장치에 적용한 경우에, 반사 색상이 지나치게 청색이 되거나 및/또는 시감 반사율(Y값)이 지나치게 커질 경우가 있다.
반사 방지층의 보톰 파장에 있어서의 반사율은 바람직하게는 1.5% 이하이고, 보다 바람직하게는 1.3% 이하이며, 더욱 바람직하게는 1.0% 이하이다. 반사율은 작을수록 바람직하고, 그 하한은 예를 들면 0.2%일 수 있다. 반사율이 이러한 범위이면, 외광의 반사 등을 방지할 수 있다.
전리 방사선 경화성 수지 조성물은 전리 방사선 경화성 수지를 포함한다. 전리 방사선 경화성 수지 조성물은 목적에 따라서, 반응성 희석제, 불소 원소 함유 첨가제, 중공 입자 및/또는 중실 입자를 더 포함하고 있어도 된다.
전리 방사선 경화성 수지로서는 대표적으로는 열경화성 수지, 자외선 경화성 수지, 광(가시광) 경화성 수지, 전자선 경화성 수지가 열거된다. 예를 들면, 전리 방사선 경화성 수지로서는 실리콘 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 알키드 수지, 스피로아세탈 수지, 폴리부타디엔 수지, 폴리티올폴리엔 수지가 열거된다. 또한, 예를 들면 전리 방사선 경화성 수지는 열, 광(자외선 등) 또는 전자선 등에 의해 경화하는 아크릴레이트기 및/또는 메타크릴레이트기를 갖는 경화형 화합물일 수 있다. 구체예로서는 다가 알콜과 같은 다관능화합물의 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트 등의 올리고머 또는 프리폴리머가 열거된다. 전리 방사선 경화성 수지는 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합시켜 사용해도 된다.
전리 방사선 경화성 수지는 경화 전의 중량 평균 분자량이, 예를 들면 100 이상, 300 이상, 500 이상, 1000 이상 또는 2000 이상이어도 되고, 100000 이하, 70000 이하, 50000 이하, 30000 이하 또는 10000 이하이어도 된다. 경화 전의 중량 평균 분자량이 크면, 경도는 저하하는 한편, 굴곡시켰을 때에 균열이 발생하기 어려워지는 경향이 있다. 경화 전의 중량 평균 분자량이 작으면, 분자간 가교 밀도가 향상하여 경도가 높게 될 경향이 있다.
반응성 희석제는 대표적으로는 아크릴레이트기 및/또는 메타크릴레이트기를 포함한다. 반응성 희석제로서는 예를 들면, 일본특허공개 2008-88309호 공보에 기재된 반응성 희석제를 사용할 수 있다. 반응성 희석제의 구체예로서는 단관능 아크릴레이트, 단관능 메타크릴레이트, 다관능 아크릴레이트, 다관능 메타크릴레이트가 열거된다. 바람직하게는 3관능 이상의 아크릴레이트, 3관능 이상의 메타크릴레이트이다. 반응성 희석제로서는 예를 들면, 부탄디올글리세린에테르디아크릴레이트, 이소시아누르산의 아크릴레이트, 이소시아누르산의 메타크릴레이트 등도 열거된다. 반응성 희석제는 단독으로 사용해도 되고 2종 이상을 조합시켜 사용해도 된다.
불소 원소 함유 첨가제로서는 임의의 적절한 화합물이 사용될 수 있다. 불소 원소 함유 첨가제는 예를 들면, 분자 중에 불소를 포함하는 유기 화합물 또는 무기화합물일 수 있다. 유기 화합물로서는 예를 들면, 불소 함유 방오 코팅제, 불소 함유 아크릴 화합물, 불소/규소 함유 아크릴 화합물 등이 열거된다. 유기 화합물은 시판품을 사용해도 된다. 구체예로서는 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제작의 상 품명 「KY-1203」, DIC Corporation 제작의 상품명 「메가팩」이 열거된다. 무기 화합물로서는 임의의 적절한 불소 함유 무기 화합물이 사용될 수 있다.
불소 원소 함유 첨가제의 배합량은 전리 방사선 경화성 수지 100중량부에 대하여, 예를 들면 0.05중량부 이상, 0.1중량부 이상, 0.15중량부 이상, 0.20중량부 이상 또는 0.25중량부 이상이어도 되고, 20중량부 이하, 15중량부 이하, 10중량부 이하, 5중량부 이하 또는 3중량부 이하이어도 된다.
중공 입자로서는 임의의 적절한 중공 입자가 사용될 수 있다. 구체예로서는 실리카 입자, 아크릴 입자, 아크릴-스티렌 공중합 입자가 열거된다. 중공 입자는 시판품을 사용해도 된다. 실리카 입자의 시판품의 구체예로서는 JGC Catalysts and Chemicals Ltd. 제작의 상품명 「스루리어 5320」, 「스루리어 4320」가 열거된다. 중공 입자의 중량 평균 입자 지름은 예를 들면, 30nm 이상, 40nm 이상, 50nm 이상, 60nm 이상 또는 70nm 이상이어도 되고, 150nm 이하, 140nm 이하, 130nm 이하, 120nm 이하 또는 110nm 이하이어도 된다. 중공 입자의 형상으로서는 임의의 적절한 형상이 채용될 수 있다. 중공 입자의 형상은 예를 들면, 비드 형상의 대략 구형이어도 되고, 분말 등의 부정형의 것이어도 된다. 바람직하게는 대략 구형이고, 보다 바람직하게는 애스펙트비가 1.5 이하인 대략 구형이고, 더욱 바람직하게는 실질적으로 진구형이다. 중공 입자를 배합함으로써, 저굴절률이며 또한 양호한 반사 방지 특성을 갖는 반사 방지층이 얻어질 수 있다. 중공 입자의 배합량은 전리 방사선 경화성 수지 100중량부에 대하여, 예를 들면 30중량부 이상, 50중량부 이상, 70중량부 이상, 90중량부 이상 또는 100중량부 이상이어도 되고, 300중량부 이하, 270중량부 이하, 250중량부 이하, 200중량부 이하 또는 180중량부 이하이어도 된다. 배합량이 이러한 범위이면, 기계적 특성이 우수하고, 또한, 굴절률이 낮은 반사 방지층이 얻어질 수 있다.
중실 입자로서는 임의의 적절한 중실 입자가 사용될 수 있다. 구체예로서는 실리카 입자, 산화 지르코늄 입자, 티탄 입자가 열거된다. 중실 입자는 시판품을 사용해도 된다. 실리카 입자의 시판품의 구체예로서는 Nissan Chemical Corporation 제작의 상품명 「MEK-2140Z-AC」, 「MIBK-ST」, 「IPA-ST」가 열거된다. 중실 입자의 중량 평균 입자 지름은 예를 들면, 5nm 이상, 10nm 이상, 15nm 이상, 20nm 이상 또는 25nm 이상이어도 되고, 3300nm 이하, 250nm 이하, 200nm 이하, 150nm 이하 또는 100nm 이하이어도 된다. 중실 입자의 형상으로서는 임의의 적절한 형상이 채용될 수 있다. 중실 입자의 형상은 예를 들면, 비드 형상의 대략 구형이어도 되고, 분말 등의 부정형의 것이어도 된다. 바람직하게는 대략 구형이고, 보다 바람직하게는 애스펙트비가 1.5 이하인 대략 구형이고, 더욱 바람직하게는 실질적으로 진구형이다. 중실 입자를 배합함으로써, 불소 원소 함유 첨가제가 반사 방지층 표면에 편재하기 쉬워져, 결과적으로, 저굴절률이고 또한 양호한 반사 방지 특성을 갖는 반사 방지층이 얻어질 수 있다. 중실 입자의 배합량은 전리 방사선 경화성 수지 100중량부에 대하여, 예를 들면 5중량부 이상, 10중량부 이상, 15중량부 이상, 20중량부 이상 또는 25중량부 이상이어도 되고, 150중량부 이하, 120중량부 이하, 중량부 이하, 100중량부 이하 또는 80중량부 이하이어도 된다. 배합량이 이러한 범위이면, 기계적 특성, 굴절률 및 투명성의 밸런스가 우수한 반사 방지층이 얻어질 수 있다.
반사 방지층은 대표적으로는 이하의 제조 방법에 의해 형성될 수 있다: 전리방사선 경화성 수지 조성물을 희석 용매로 희석한 반사 방지층 형성용 도포액을 도포한다; 도포막을 건조시킨다; 및 건조시킨 도포막을 경화시킨다.
희석 용매로서는 전리 방사선 경화성 수지에 따라 임의의 적절한 용매가 사용될 수 있다. 희석 용매로서는 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알콜, 부탄올, TBA(터셔리부틸알콜), 2-메톡시에탄올 등의 알콜류; 아세톤, 메틸에틸케톤, MIBK(메틸이소부틸케톤), 시클로펜탄온 등의 케톤류; 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 부틸, PMA(프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트) 등의 에스테르류; 디이소프로필에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 에테르류; 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등의 글리콜류; 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 등의 셀로솔브류; 헥산, 헵탄, 옥탄 등의 지방족 탄화수소류; 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족탄화수소류가 열거된다. 희석 용매는 단독으로 사용해도 되고 2종 이상을 조합시켜서 사용해도 된다. 복수의 용매를 목적에 따른 임의의 적절한 비율로 혼합함으로써, 극성을 조정할 수 있다.
희석 용매는 예를 들면 MIBK 및 PMA를 포함하는 혼합 용매일 수 있다. 이 경우의 혼합 비율은 목적에 따라서 적절하게 설정될 수 있다. 혼합 비율은 MIBK 100중량부에 대하여, PMA가 예를 들면, 20중량부 이상, 50중량부 이상, 100중량부 이상, 150중량부 이상 또는 200중량부 이상이어도 되고, 400중량부 이하, 350중량부 이하, 300중량부 이하 또는 250중량부 이하이어도 된다.
희석 용매는 예를 들면, MIBK 및 PMA에 더해, TBA를 더 포함하는 혼합 용매일 수 있다. 이 경우의 혼합 비율도 목적에 따라서 적절하게 설정될 수 있다. 혼합 비율은 MIBK 100중량부에 대하여, PMA가 예를 들면, 10중량부 이상, 30중량부 이상, 50중량부 이상, 80중량부 이상 또는 100중량부 이상이어도 되고, 200중량부 이하, 180중량부 이하, 150중량부 이하, 130중량부 이하 또는 110중량부 이하이어도 되고; TBA가 예를 들면 10중량부 이상, 30중량부 이상, 50중량부 이상, 80중량부 이상 또는 100중량부 이상이어도 되고, 200중량부 이하, 180중량부 이하, 150중량부 이하, 130중량부 이하 또는 110중량부 이하이어도 된다.
도포액의 고형분 농도는 예를 들면, 0.1중량% 이상, 0.3중량% 이상, 0.5중량% 이상, 1.0중량% 이상 또는 1.5중량% 이상이 되도록 해도 되고, 20중량% 이하, 15중량% 이하, 10중량% 이하, 5중량% 이하 또는 3중량% 이하가 되도록 하여도 된다. 고형분 농도가 이러한 범위이면, 도포성(예를 들면, 젖음, 레벨링)과 도포막의 외관 불량(예를 들면, 풍건 불균일, 백화) 방지를 양립할 수 있다.
도포액에는 필요에 따라서, 경화제가 첨가되어도 된다. 경화제로서는 임의의 적절한 중합 개시제(예를 들면, 열중합 개시제, 광중합 개시제 등)를 사용할 수 있다. 경화제의 첨가량은 전리 방사선 경화성 수지 100중량부에 대하여, 예를 들면 0.5중량부 이상, 1.0중량부 이상, 1.5중량부 이상, 2.0중량부 이상 또는 2.5중량부이상이어도 되고, 15중량부 이하, 13중량부 이하, 10중량부 이하, 7중량부 이하 또는 5중량부 이하이어도 된다.
반사 방지층은 대표적으로는 임의의 적절한 기재에 형성된 후, 임의의 적절한 접착제층 또는 점착제층을 개재해서 편광자 또는 편광판에 적층된다. 우선, 기재 상에 도포액을 도포한다. 도포 방법으로서는 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 구체예로서는 파운테인 코트법, 다이 코트법, 스핀 코트법, 스프레이 코트법, 그라비어 코트법, 롤 코트법, 바 코트법이 열거된다. 도포액의 도포량은 형성되는 반사 방지층의 두께에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 형성되는 반사 방지층의 두께는 예를 들면 0.1㎛ 이상, 0.3㎛ 이상, 0.5㎛ 이상, 1.0㎛ 이상 또는 2.0㎛ 이상이어도 되고, 50㎛ 이하, 40㎛ 이하, 30㎛ 이하, 20㎛ 이하 또는 10㎛ 이하이어도 된다.
다음에 도포한 도포액을 건조시켜서 도막을 형성한다. 건조 온도는 목적에 따라서 적절하게 설정될 수 있다. 건조 온도는 예를 들면 30℃ 이상, 40℃ 이상, 50℃ 이상, 60℃ 이상, 70℃ 이상, 80℃ 이상, 90℃ 이상 또는 100℃ 이상이어도 되고, 200℃ 이하, 190℃ 이하, 180℃ 이하, 170℃ 이하, 160℃ 이하, 150℃ 이하, 140℃ 이하, 135℃ 이하, 130℃ 이하, 120℃ 이하 또는 110℃ 이하이어도 된다. 건조 시간이나 또는 목적에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 건조 시간은 예를 들면, 30초 이상, 40초 이상, 50초 이상 또는 60초 이상이어도 되고, 150초 이하, 130초 이하, 110초 이하 또는 90초 이하이어도 된다.
다음에 도막을 경화시킨다. 경화는 예를 들면 가열, 광조사 등에 의해 행할 수 있다. 광조사에 사용되는 광은 예를 들면, 자외선, 가시광일 수 있다. 광조사의 광원은 예를 들면, 고압 수은 램프일 수 있다. 자외선 경화에 있어서의 에너지선원의 조사량은 자외선 파장 365nm에서의 적산 노광량으로서, 50mJ/cm2∼500mJ/cm2가 바람직하다. 조사량이 50mJ/cm2 이상이면, 경화가 충분하게 진행되기 쉽고, 형성되는 반사 방지층의 경도가 높아지기 쉽다. 조사량이 500mJ/cm2 이하이면, 형성되는 반사 방지층의 착색을 방지할 수 있다.
F. 화상 표시 장치
상기 A부분∼E부분에 기재된 반사 방지층을 구비하는 원편광판은 화상 표시 장치에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시형태는 이러한 반사 방지층을 구비하는 원편광판을 사용한 화상 표시 장치도 포함한다. 본 발명의 실시형태에 의한 화상 표시 장치는, 대표적으로는 그 시인측에 상기 A부분∼E부분에 기재된 반사 방지층을 갖는 원편광판을 구비한다. 반사 방지층을 구비하는 원편광판은 상기 반사 방지층이 시인측이 되도록 배치되어 있다. 화상 표시 장치의 반사율은 바람직하게는 40% 이하이다. 이러한 반사율을 갖는 화상 표시 장치에 있어서, 상기 A부분∼E부분에 기재된 반사 방지층을 구비하는 원편광판의 효과가 현저한 것이 된다. 구체적으로는 이하와 같다. 화상 표시 장치의 반사율이 낮으면, 표시 화상의 반사 등을 작게 할 수 있는 한편, 색상 불균일이 시인되기 쉬워진다. 본 발명의 실시형태에 의하면, 반사 방지층을 구비하는 원편광판의 구성을 최적화함으로써, 표시 화상의 반사 등이 작고, 또한 색상 불균일이 억제된 화상 표시 장치를 실현할 수 있다. 화상 표시 장치의 대표예로서는 액정 표시 장치, 유기 일렉트로루미네선스(EL) 표시 장치가 열거된다. 바람직하게는 유기 EL 표시 장치이다.
화상 표시 장치의 시감 반사율은 바람직하게는 1.5% 이하이고, 보다 바람직하게는 1.2% 이하이다. 시감 반사율이란 XYZ 표색계의 Y값의 반사율이고, JIS Z 8722에 준해서 측정되는 반사율이다. 화상 표시 장치의 반사 색상 b*값은 바람직하게는 -15∼-6이고, 보다 바람직하게는 -14∼-8이다. 반사 색상 b*값이란 L*a*b*표색계의 b*값이며, JIS Z 8722:2009(분광 측색계)에 준해서 측정된다. 상기 A부분∼E부분에 기재된 반사 방지층을 구비하는 원편광판을 사용함으로써, 이러한 시감 반사율 및 반사 색상이 실현될 수 있다.
(실시예)
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 특성의 측정 방법은 이하와 같다.
(1) 반사율
실시예 및 비교예에서 사용한 반사 방지층에 대해서, KONICA MINOLTA, INC.제작 분광 측색계 「CM-2600d」를 이용하여 정면 반사율을 측정했다. 정면 반사율은 SCI 방식으로 측정했다. 측정광의 파장을 380nm∼780nm으로 변화시켜서 측정하고, 최저 반사율이 보이는 파장을 보톰 파장으로 하고, 보톰 파장에 있어서의 반사율을 보톰 반사율이라 했다.
(2) 두께
간섭 막두께 측정기(Otsuka Electronics Co.,Ltd. 제작, 제품명「MCPD-3000」)를 이용하여 측정했다.
(3) 굴절률
프리즘 커플러 SPA-4000(Sairon Technology, Inc. 제작)을 이용하여 측정했다.
(4) 면내 위상차
Axoscan(Axometrics사 제작)을 이용하여 측정했다. 측정 온도는 23℃이었다. 또한, Re(450)/Re(550)을 파장 분산 특성의 지표로서 산출했다.
(5) 색상 불균일
실시예 및 비교예에서 얻어진 반사 방지층을 구비하는 원편광판을 소정 사이즈로 잘라내고, 아크릴계 점착제층을 개재해서 무알칼리 유리판에 접합시켜 시험 샘플을 제작했다. 이 시험 샘플을, 유리판면이 대향하도록 하여 유기 EL 장치 대체품에 적재하고, 색상 불균일(라인 불균일)을 형광등 하에서 목시에 의해 관찰하고, 하기의 기준으로 평가했다.
또, 유기 EL 표시 장치 대체품은 이하와 같이 해서 제작했다. 아크릴 판에, 금속 배선을 소정의 반사율이 되도록 인쇄하고, 이것을 유기 EL 표시 장치 대체품으로 했다. 유기 EL 표시 장치 대체품의 반사율이 21.88% 또는 40.34%가 되도록 금속 배선을 인쇄했다.
A: 색상 불균일은 실질적으로 확인되지 않았다.
B: 색상 불균일은 확인되었지만 실용 상 허용 가능한 범위이었다.
C: 색상 불균일이 현저하여 실용 상 허용 불가능했다
(6) b*값
상기 (5)와 동일하게 하여 제작한 시험 샘플을, 유리판면이 대향하도록 해서 유기 EL 장치 대체품에 적재하고, KONICA MINOLTA, INC. 제작 분광 측색계「CM-2600d」를 이용하여 측정했다.
(7) Y값
상기 (5)와 동일하게 하여 제작한 시험 샘플을, 유리판면이 대향하도록 해서 유기 EL 장치 대체품에 적재하고, KONICA MINOLTA, INC. 제작 분광 측색계「CM-2600d」를 이용하여, JIS Z 8722에 준한 방법으로 측정했다.
[제조예 1: 편광자의 제작]
평균 중합도 2400, 비누화도 99.9몰%의 두께 45㎛의 폴리비닐알콜 필름을, 30℃의 온수 중에 60초간 침지하여 팽윤시켰다. 이어서, 요오드/요오드화 칼륨(중량비=1/7)의 농도 0.3%의 수용액에 침지시키고, 2.6배까지 연신시키면서 필름을 염색했다. 그 후, 65℃의 4중량% 붕산 수용액 중에서 토탈 연신 배율이 6배가 되도록 연신을 행했다. 연신 후에, 55℃의 오븐에서 1분간 건조를 행하고, PVA계 편광자를 얻었다. 이 편광자의 두께는 18㎛, 수분율은 15중량%이었다.
[제조예 2: 위상차층을 구성하는 위상차 필름의 제작]
[제조예 2-1]
이소소르비드(이하, 「ISB」라고 약기하는 경우가 있다) 81.98질량부에 대하여 트리시클로데칸디메탄올(이하,「TCDDM」이라고 약기하는 경우가 있다) 47.19질량부, 디페닐카보네이트(이하,「DPC」라고 약기하는 경우가 있다) 175.1질량부 및 촉매로서 탄산 세슘 0.2질량% 수용액 0.979질량부를 반응 용기에 투입하고, 질소 분위기 하에서, 반응의 제 1 단째의 공정으로서, 가열조 온도를 150℃로 가열하고, 필요에 따라서 교반하면서, 원료를 용해시켰다(약 15분). 이어서, 압력을 상압으로부터 13.3kPa로 하고, 가열조 온도를 190℃까지 1시간으로 상승시키면서, 발생하는 페놀을 반응 용기 밖으로 추출했다. 반응 용기 전체를 190℃에서 15분 유지한 후, 제 2 단째의 공정으로서, 반응 용기 내의 압력을 6.67kPa로 하고, 가열조 온도를 230℃까지, 15분으로 상승시키고, 발생하는 페놀을 반응 용기 밖으로 추출했다. 교반기의 교반 토크가 상승해가고 있으므로, 8분으로 250℃까지 승온시키고, 또한 발생하는 페놀을 제거하기 위해서, 반응 용기 내의 압력을 0.200kPa 이하로 도달시켰다. 소정의 교반 토크에 도달 후, 반응을 종료하고, 생성된 반응물을 수중에서 압출하여, 폴리카보네이트 공중합체의 펠릿을 얻었다.
얻어진 펠릿을 80℃에서 5시간 진공 건조를 행한 후, 단축 압출기(TOSHIBA MACHINE CO.,LTD. 제작, 실린더 설정 온도: 250℃), T다이(폭 200mm, 설정 온도: 250℃), 칠 롤(설정 온도: 120∼130℃) 및 권취기를 구비한 필름 제막 장치를 이용하여, 수지 필름을 제작했다. 얻어진 장척 형상의 수지 필름을 연신하고, 위상차 필름을 얻었다. 연신 조건을 변화시키고, Re(550)이 135nm, 140nm 또는 144nm의 위상차 필름을 얻었다. 모든 위상차 필름 Re(450)/Re(550)은 1.02이었다.
[제조예 2-2]
시판의 시클로올레핀계 수지 필름(Zeon Corporation 제작, 제품명「ZEONORE」)을 연신하고, 위상차 필름을 얻었다. 연신 조건을 변화시켜 Re(550)이 140nm 또는 144nm의 위상차 필름을 얻었다. 모든 위상차 필름 Re(450)/Re(550)은 1.02이었다.
[제조예 3: 반사 방지층의 제작]
[제조예 3-1: 하드코트층의 제작]
하드코트층에 포함되는 수지로서, 자외선 경화형 우레탄 아크릴레이트 수지(DIC Corporation 제작, 상품명 「유니딕 17-806」, 고형분 80%) 100중량부를 준비했다. 상기 수지의 수지 고형분 100중량부당, 광중합 개시제(BASF사 제작, 상품명 「OMNIRAD907」)를 3중량부, 레벨링제(DIC Corporation 제작, 상품명 「GRANDIC PC4100」, 고형분 10%)를 0.01중량부 혼합했다. 이 혼합물을 고형분 농도가 40%가 되도록 아세트산 부틸/시클로펜탄온 혼합 용매(중량비 80/20)로 희석하고, 하드코트층 형성 재료(도포액)를 조제했다. 기재(두께 60㎛의 TAC 필름) 표면에, 상기 도포 액을 와이어 바로 도포했다. 도포한 도포액을 80℃에서 1분간 가열하고, 건조시켜서 도포막을 형성했다. 건조 후의 도포막에, 고압 수은 램프로 적산 광량 300mJ/cm2의 자외선을 조사해서 경화 처리하여 기재 상에 하드코트 필름(하드코트층)을 얻었다.
[제조예 3-2: 반사 방지층의 제작]
펜타에리스톨트리아크릴레이트를 주성분으로 하는 다관능 아크릴레이트(OSAKA ORGANIC CHEMICAL INDUSTRY LTD 제작, 상품명 「비스코트 #300」, 고형분 100중량%) 100중량부, 중공 나노 실리카 입자(JGC Catalysts and Chemicals Ltd. 제작, 상품명 「스루리어 5320」, 고형분 20중량%, 중량 평균 입자 지름 75nm) 100중량부, 중실 나노 실리카 입자(Nissan Chemical Corporation 제작, 상품명 「MEK-2140Z-AC」, 고형분 30중량%, 중량 평균 입자 지름 10nm) 40중량부, 불소 원소 함유 첨가제(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제작, 상품명 「KY-1203」, 고형분 20중량%) 12중량부 및 광중합 개시제(IGM Resins B.V.사 제작, 상품명 「Omnirad 907」, 고형분 100중량%) 3중량부를 혼합했다. 상기 혼합물에, 희석 용매로서 TBA(터셔리부틸알콜), MIBK(메틸이소부틸케톤) 및 PMA(프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트)를 60:25:15중량비로 혼합한 혼합 용매를 첨가해서 전체의 고형분이 4중량%가 되록 하고, 교반해서 반사 방지층 형성용 도포액을 조제했다.
제조예 3-1에서 얻어진 기재/하드코트층의 적층체의 하드코트층 표면에, 상기 반사 방지층 형성용 도포액을 와이어 바로 도포했다. 도포한 도포액을 80℃에서 1분간 가열하고, 건조시켜서 도막을 형성했다. 건조 후의 도막에, 고압 수은 램프로 적산 광량 300mJ/cm2의 자외선을 조사해서 경화 처리하여 굴절률이 1.36인 반사 방지층을 형성했다. 이렇게 하여, 기재/하드코트(HC)층/반사 방지층의 적층체를 제작했다.
또한, 중공 나노 실리카 입자의 배합량을 변화시켜 굴절률이 1.34 또는 1.30의 반사 방지층을 형성했다. 또한, 도포액의 도포 두께를 변화시켜 형성되는 반사 방지층의 두께를 변화시켰다. 후술의 표 1에 나타내는 굴절률 및 두께를 갖는 반사 방지층을 형성했다.
[제조예 4: 활성 에너지선 경화형 접착제의 조제]
라디칼 중합성 화합물(a) 12중량부, 라디칼 중합성 화합물(b) 35중량부, 라디칼 중합성 화합물(c) 40중량부, 올리고머 화합물(d) 10중량부, 광중합 개시제(e) 2중량부 및 광증감제(f) 1중량부의 비율로 혼합하고, 50℃에서 1시간 교반하여 활성 에너지선 경화형 접착제를 얻었다. 또, 라디칼 중합성 화합물(a)는 HEAA(히드록시에틸아크릴아미드)(KJ Chemicals Corporation 제작); 라디칼 중합성 화합물(b)는 ACMO(아크릴로일몰포린)(KJ Chemicals Corporation 제작); 라디칼 중합성 화합물(c)는 라이트아크릴레이트 1,9ND-A(1,9-노난디올디아크릴레이트(Kyoeisha Chemical Co., Ltd. 제작); 올리고머 화합물(d)는 ARUFON UG-4010(에폭시기 변성 아크릴 올리고머)(Toagosei Co., Ltd. 제작); 광중합 개시제(e)는 Omnirad 907(2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-몰포리노프로판-1-온)(IGM Resins B.V.사 제작); 광증감제(f)는 KAYACURE DETX-S(2,4-디에틸티옥산톤)(Nippon Kayaku Co., Ltd. 제작)이었다.
[실시예 1]
제조예 4에서 얻어진 활성 에너지선 경화형 접착제를, 제조예 3에서 얻어진 적층체의 기재 표면 및 제조예 2-1에서 얻어진 위상차 필름의 일방의 표면에, 각각 MCD 코터(FUJI MACHINERY Co.,Ltd. 제작)(셀 형상: 허니콤, 그라비아롤선 수: 1000개/inch, 회전 속도 140%/대 라인속)을 이용하여, 두께 0.7㎛가 되도록 도포하고, 제조예 1에서 얻어진 편광자의 양면에 롤투롤로 접합시켰다. 이어서, 활성 에너지선 조사 장치에 의해 가시광선을 양측으로부터 조사해서 활성 에너지선 경화형접착제를 경화시킨 후, 70℃에서 3분간 열풍 건조하여 반사 방지층/HC층/기재/편광자/위상차층의 구성을 갖는 반사 방지층을 구비하는 원편광판을 제작했다. 또한, 반사 방지층을 구비하는 원편광판의 위상차층 표면(편광자와 반대측)에는 아크릴계점착제층(23㎛)을 형성했다. 얻어진 반사 방지층을 구비하는 원편광판을, 표 1에 나타내는 반사율을 갖는 유기 EL 표시 장치 대체품에 적재하고, 상기 (5)∼(7)의 평가에 제공했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 2∼6 및 비교예 1∼7]
반사 방지층 및 위상차층을 표 1에 나타내는 조합으로 한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 반사 방지층을 구비하는 원편광판을 얻었다. 얻어진 반사 방지층을 구비하는 원편광판을, 표 1에 나타내는 반사율을 갖는 유기 EL 표시 장치 대체품에 적재하고, 상기 (5)∼(7)의 평가에 제공했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pat00005
[평가]
표 1로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 실시예의 반사 방지층을 구비하는 원편광판은 색상 불균일, b*값 및 Y값의 모두가 뛰어나고 있다. 반사 방지층의 보톰 파장 또는 두께 또는 위상차층의 Re(550) 중 어느 하나가 본 발명의 실시형태의 범위를 벗어나면, 색상 불균일, b* 값 및 Y값 중 적어도 1개가 불충분하다. 이와 같이, 본 발명의 실시예의 반사 방지층을 구비하는 원편광판은 색상 불균일이 억제된 화상 표시 장치를 실현할 수 있는 것이 확인된다. 또한, 이러한 효과는 반사율이 작은 화상 표시 장치에 있어서 얻어질 수 있는 것이 확인된다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명의 반사 방지층을 구비하는 원편광판은 화상 표시 장치(대표적으로는 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치)에 적합하게 사용할 수 있다.
10 편광판
11 편광자
12 제 1 보호층
13 제 2 보호층
30 반사 방지층
40 위상차층
100 반사 방지층을 구비하는 원편광판

Claims (6)

  1. 편광자와, 상기 편광자의 일방측에 배치된 반사 방지층과, 상기 편광자의 다른 일방측에 배치된 위상차층을 갖고,
    상기 반사 방지층은 굴절률이 1.29∼1.38이고, 두께가 70nm∼120nm이고, 또한 파장 380nm∼780nm의 범위에 있어서 최저 반사율이 얻어지는 파장이 400nm∼600nm의 범위 내에 존재하고,
    상기 위상차층의 Re(550)이 136nm∼200nm인 반사 방지층을 구비하는 원편광판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사 방지층의 반사율이 1.5% 이하인 반사 방지층을 구비하는 원편광판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상차층의 지상축과 상기 편광자의 흡수축이 이루는 각도가 40°∼50° 또는 130°∼140°인 반사 방지층을 구비하는 원편광판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상차층이 수지 필름의 연신 필름으로 구성되고, Re(450)/Re(550)[여기서, Re(450) 및 Re(550)은 각각 23℃에 있어서의 파장 450nm 및 550nm의 광에서 측정한 면내 위상차이다]이 0.97∼1.03인 반사 방지층을 구비하는 원편광판.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 반사 방지층을 구비하는 원편광판을 시인측에 구비하고,
    상기 반사 방지층을 구비하는 원편광판의 상기 반사 방지층이 시인측에 배치되어 있고,
    반사율이 40% 이하인 화상 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    유기 일렉트로루미네선스 표시 장치인 화상 표시 장치.
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