KR20210145783A - 위상차 필름, 편광판 및 화상 표시 장치 - Google Patents
위상차 필름, 편광판 및 화상 표시 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20210145783A KR20210145783A KR1020217035287A KR20217035287A KR20210145783A KR 20210145783 A KR20210145783 A KR 20210145783A KR 1020217035287 A KR1020217035287 A KR 1020217035287A KR 20217035287 A KR20217035287 A KR 20217035287A KR 20210145783 A KR20210145783 A KR 20210145783A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- retardation film
- polarizer
- ellipticity
- retardation
- film
- Prior art date
Links
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims abstract description 15
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 80
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 23
- 210000002858 crystal cell Anatomy 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 45
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 21
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 21
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 18
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 238000013041 optical simulation Methods 0.000 description 10
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 9
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 9
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 9
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 7
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 5
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 4
- 229920006257 Heat-shrinkable film Polymers 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000004820 Pressure-sensitive adhesive Substances 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003522 acrylic cement Substances 0.000 description 2
- 229920005601 base polymer Polymers 0.000 description 2
- HTZCNXWZYVXIMZ-UHFFFAOYSA-M benzyl(triethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC[N+](CC)(CC)CC1=CC=CC=C1 HTZCNXWZYVXIMZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 229920001289 polyvinyl ether Polymers 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VHLLJTHDWPAQEM-UHFFFAOYSA-N 4-[2-(4-hydroxyphenyl)-4-methylpentan-2-yl]phenol Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(CC(C)C)C1=CC=C(O)C=C1 VHLLJTHDWPAQEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical group CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Natural products OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 1
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 1
- PEEHTFAAVSWFBL-UHFFFAOYSA-N Maleimide Chemical compound O=C1NC(=O)C=C1 PEEHTFAAVSWFBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- PQLVXDKIJBQVDF-UHFFFAOYSA-N acetic acid;hydrate Chemical group O.CC(O)=O PQLVXDKIJBQVDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- FDQSRULYDNDXQB-UHFFFAOYSA-N benzene-1,3-dicarbonyl chloride Chemical compound ClC(=O)C1=CC=CC(C(Cl)=O)=C1 FDQSRULYDNDXQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006378 biaxially oriented polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011127 biaxially oriented polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229920001477 hydrophilic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000636 poly(norbornene) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001230 polyarylate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 150000004291 polyenes Chemical class 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 1
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229920005573 silicon-containing polymer Polymers 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
- LXEJRKJRKIFVNY-UHFFFAOYSA-N terephthaloyl chloride Chemical compound ClC(=O)C1=CC=C(C(Cl)=O)C=C1 LXEJRKJRKIFVNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/80—Constructional details
- H10K59/8791—Arrangements for improving contrast, e.g. preventing reflection of ambient light
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
- G02B5/3083—Birefringent or phase retarding elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
- B32B7/02—Physical, chemical or physicochemical properties
- B32B7/023—Optical properties
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
- G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
- G02B5/3033—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133528—Polarisers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
- G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
- G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
- G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B33/00—Electroluminescent light sources
- H05B33/02—Details
Abstract
본 발명은, 적은 매수의 필름으로, 가시광선의 광대역에 걸쳐 높은 정밀도의 광학 보상을 실현 가능한 위상차 필름을 제공한다. 위상차 필름(10)은, 제1 주면(11)과 제2 주면(12)을 포함하는 1매의 폴리머 필름이다. 위상차 필름(10)은, 제1 주면에 편광자(20)를 적층하여 법선 방향으로부터 45°의 각도에서 측정한 파장 λ의 광에 대한 타원율 E1(λ)과, 제2 주면에 편광자를 적층하여 법선 방향으로부터 45°의 각도에서 측정한 파장 λ의 광에 대한 타원율 E2(λ)이 상이하다.
Description
본 발명은, 폴리머 필름을 포함하는 위상차 필름에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 위상차 필름과 편광자가 적층된 편광판, 및 당해 타원 편광판을 구비하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
휴대 전화, 스마트폰, 태블릿 단말 등의 모바일 기기, 카 내비게이션 장치 등의 차량 탑재 장치, 퍼스널 컴퓨터용 모니터, TV 등의 각종 화상 표시 장치로서, 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치가 이용되고 있다.
액정 표시 장치는, 그의 표시 원리로부터, 액정 셀의 양면에 편광자가 배치되어 있다. 액정 셀과 편광자의 사이에는, 콘트라스트 향상이나 시야각 확대 등의 광학 보상을 행하는 목적으로, 위상차 필름이 배치되는 경우가 있다. 예컨대, 인플레인 스위칭(IPS) 방식의 액정 표시 장치에서는, 편광자의 흡수축에 대하여 45°의 각도(방위각 45°, 135°, 225°, 315°)에서 경사 방향으로부터 시인한 경우에, 흑색 표시의 누광(light leakage)이 크고, 콘트라스트의 저하나 컬러 시프트가 생기기 쉽기 때문에, 액정 셀과 편광자와의 사이에 위상차 필름을 배치하여, 광학 보상을 행하고 있다. 이와 같은 용도에 이용되는 위상차 필름으로서는, 정면 리타데이션이 파장의 절반이고, 또한 Nz=(nx-nz)/(nx-ny)로 정의되는 Nz 계수가 0.5인 것을 들 수 있다.
유기 EL 표시 장치에서는, 외광이 금속 전극(음극)에서 반사되어 경면과 같이 시인되는 것을 억제하기 위하여, 셀의 시인 측 표면에 원 편광판(편광판과 1/4 파장의 리타데이션을 갖는 위상차 필름과의 적층체)이 배치되는 경우가 있다.
위상차 필름으로서, 비액정성 폴리머의 연신 필름이 널리 이용되고 있다. IPS 방식의 액정 표시 장치의 광학 보상이나, 유기 EL 표시 장치의 반사광의 차폐에 이용되는 위상차 필름은, 장파장일수록 큰 리타데이션을 갖고, 가시광선의 전체 파장 영역에 걸쳐, 파장과 리타데이션의 비가 일정한 것이 이상적이다.
그러나, 장파장일수록 큰 리타데이션을 갖는(이른바 '역파장 분산'인) 재료는 한정되어 있고, 대부분의 폴리머 필름은, 장파장일수록 작은 리타데이션(정분산), 또는 어느 파장에나 거의 일정한 리타데이션을 나타낸다. 복수의 위상차 필름을 적층한 적층 위상차판과 편광자를 조합함으로써, 역파장 분산의 위상차 필름과 편광자를 조합한 경우와 마찬가지의 광학 보상을 실현하는 방법이 제안되고 있다.
예컨대, 특허문헌 1에서는, 1/2 파장판과 1/4 파장판과 편광자를, 각각의 광학축이 평행하지도 직교도 아닌 각도로 적층함으로써, 광대역 원편광판이 얻어지는 것을 개시하고 있다. 특허문헌 2에서는, Nz 계수가 상이한 2매의 위상차 필름을, 지상축 방향이 평행이 되도록 적층함으로써 광대역화를 도모하고, IPS 액정 표시 장치의 컬러 시프트를 저감할 수 있는 것이 나타나 있다.
복수의 위상차 필름을 적층함으로써 역파장 분산의 위상차 필름과 마찬가지의 광학 보상을 실현할 수 있지만, 복수의 필름을 첩합할 필요가 있기 때문에 1매의 필름으로 광학 보상을 행하는 경우에 비하여 제조 공정이 번잡하다. 따라서, 보다 적은 매수의 필름으로, 가시광의 광대역에 걸쳐 높은 정밀도의 광학 보상을 실현 가능한 위상차 필름이 요구되고 있다.
본 발명자들은, 두께 방향에서 분자의 배향 상태가 상이한 폴리머 필름을 편광자와 적층함으로써, 상이한 파장 분산의 위상차 필름을 편광자와 적층한 경우와 마찬가지의 편광 상태를 실현할 수 있는 것을 발견하였다.
본 발명의 위상차 필름은, 제1 주면과 제2 주면을 갖는 1매의 폴리머 필름을 포함하고, 제1 주면에 편광자를 적층한 경우와, 제2 주면에 편광자를 적층한 경우에서, 경사 방향으로부터 광을 입사하였을 때의 편광의 타원율이 상이하다.
경사 방향으로부터 광을 입사하였을 때의 타원율은, 위상차 필름에 편광자를 적층하여 법선 방향으로부터 45°의 각도로 광을 입사하여 측정한다. 위상차 필름의 제1 주면에 편광자를 적층한 경우의 파장 λ의 광에 대한 타원율 E1(λ), 및 위상차 필름의 제2 주면에 편광자를 적층한 경우의 파장 λ의 광에 대한 타원율 E2(λ)을, 파장 450∼700㎚의 범위에서 10㎚마다 측정하고, 각각의 파장에서의 타원율 차의 절댓값 |E1(λ)-E2(λ)|의 합계를, 표리의 타원율 차(ΔE)로 한다. 위상차 필름의 표리의 타원율 차는, 예컨대, 0.3 이상이다.
위상차 필름은, 면내의 지상축 방향의 굴절률(nx), 면내의 진상축 방향의 굴절률(ny), 및 두께 방향의 굴절률(nz)이, nx>nz>ny를 충족하는 것이어도 된다. 위상차 필름의 파장 550㎚에서의 정면 리타데이션은, 예컨대, 250∼600㎚이다.
위상차 필름과 편광자를 적층함으로써, 편광판을 얻을 수 있다. 편광판은, 위상차 필름의 제1 주면 측에 편광자를 적층한 것이어도 되고, 위상차 필름의 제2 주면 측에 위상차 필름을 적층한 것이어도 된다. 위상차 필름의 지상축 방향과, 편광자의 흡수축 방향은, 평행 또는 직교 관계에 있어도 된다.
또한, 본 발명은, 상기의 편광판을 구비하는 화상 표시 장치에 관한 것이다. 화상 표시 장치로서는, 액정 표시 장치, 및 유기 EL 표시 장치를 들 수 있다.
본 발명의 위상차 필름은, 1매의 필름에 의해, 2매 이상의 위상차 필름을 적층한 경우와 마찬가지의 광대역의 광학 보상을 실현할 수 있다.
도 1은, 위상차 필름의 단면도이다.
도 2는, 위상차 필름과 편광자를 적층한 편광판의 단면도이다.
도 3은, 타원율의 측정에 이용하는 편광판에서의 위상차 필름과 편광자의 배치 관계를 나타내는 도이다.
도 4는, 타원율의 측정에 이용하는 광학계를 나타내는 도이다.
도 5는, 표리의 타원율 차 및 그의 산출 방법에 대하여 설명하기 위한 도이다.
도 6은, 편광자와 위상차 필름의 적층체에 광을 입사하였을 때의 위상차 필름에 의한 편광 상태의 변환에 대한 설명도이다.
도 7은, 도 6의 편광판의 타원율의 광학 시뮬레이션 결과이다.
도 8은, 휘도의 광학 시뮬레이션에 이용한 광학 모델의 구성 단면도이다.
도 9는, 도 8의 광학 모델을 이용한 휘도의 시뮬레이션 결과이다.
도 10은, 시뮬레이션에서, 휘도가 최소가 되는 리타데이션 및 그 때의 휘도의 값을 플롯한 그래프이다.
도 11은, 타원율의 광학 시뮬레이션에 이용한 광학 모델의 구성 단면도이다.
도 12는, 타원율의 광학 시뮬레이션 결과이다.
도 13은, 적층 위상차판의 표리의 타원율 차와 휘도의 관계를 플롯한 그래프이다.
도 14는, 편광판의 단면도이다.
도 15는, 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 16은, 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 17은, 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 18은, 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 19는, 실시예 및 비교예의 위상차 필름의 타원율의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 20은, 실시예 및 비교예의 위상차 필름의 표리의 타원율 차와 액정 표시 장치의 흑색 휘도와의 관계를 플롯한 그래프이다.
도 2는, 위상차 필름과 편광자를 적층한 편광판의 단면도이다.
도 3은, 타원율의 측정에 이용하는 편광판에서의 위상차 필름과 편광자의 배치 관계를 나타내는 도이다.
도 4는, 타원율의 측정에 이용하는 광학계를 나타내는 도이다.
도 5는, 표리의 타원율 차 및 그의 산출 방법에 대하여 설명하기 위한 도이다.
도 6은, 편광자와 위상차 필름의 적층체에 광을 입사하였을 때의 위상차 필름에 의한 편광 상태의 변환에 대한 설명도이다.
도 7은, 도 6의 편광판의 타원율의 광학 시뮬레이션 결과이다.
도 8은, 휘도의 광학 시뮬레이션에 이용한 광학 모델의 구성 단면도이다.
도 9는, 도 8의 광학 모델을 이용한 휘도의 시뮬레이션 결과이다.
도 10은, 시뮬레이션에서, 휘도가 최소가 되는 리타데이션 및 그 때의 휘도의 값을 플롯한 그래프이다.
도 11은, 타원율의 광학 시뮬레이션에 이용한 광학 모델의 구성 단면도이다.
도 12는, 타원율의 광학 시뮬레이션 결과이다.
도 13은, 적층 위상차판의 표리의 타원율 차와 휘도의 관계를 플롯한 그래프이다.
도 14는, 편광판의 단면도이다.
도 15는, 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 16은, 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 17은, 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 18은, 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 19는, 실시예 및 비교예의 위상차 필름의 타원율의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 20은, 실시예 및 비교예의 위상차 필름의 표리의 타원율 차와 액정 표시 장치의 흑색 휘도와의 관계를 플롯한 그래프이다.
도 1은, 위상차 필름(10)의 단면도이다. 위상차 필름(10)은, 1매의 폴리머 필름을 포함한다. 도 2의 A는, 위상차 필름(10)의 제1 주면(11)에 대향하도록 편광자(20)가 적층된 편광판(51)의 단면도이고, 도 2의 B는, 위상차 필름(10)의 제2 주면(12)에 대향하도록 편광자(20)가 적층된 편광판(52)의 단면도이다.
도 3은, 위상차 필름(10)과 편광자(20)와의 배치 관계를 나타내는 모식도이다. 도 2의 A, B에 나타내는 편광판(51, 52)에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 위상차 필름(10)의 지상축 방향(15)과 편광자(20)의 흡수축 방향(25)이 직교하도록 배치되어 있다.
위상차 필름(10)의 제1 주면(11)에 편광자(20)가 배치되어 있는 편광판(51)과, 위상차 필름(10)의 제2 주면(12)에 편광자(20)가 배치되어 있는 편광판(52)은, 법선 방향으로부터 기울어진 방향으로부터 광을 입사하여 측정한 타원율이 상이하다.
도 4는, 편광판의 법선 방향으로부터 45°기울어진 방향으로부터 입사한 광의 타원율을 측정하는 모습을 나타내는 모식도이다. 흡수축 방향(25) 및 지상축 방향(15)이 이루는 각이 45°인 회전축(R)(도 3 참조)을 중심으로 하여, 편광판(51, 52)을 45°회전시켜, 편광판의 법선이 이루는 각이 45°인 방향으로부터 편광자(20)에 자연광(N)을 입사하고, 위상차 필름(10)으로부터의 출사광(P)의 편광 상태(타원율)를 측정한다.
도 5는, 가시광선 파장 영역에서의 타원율의 측정 결과의 일례를 나타내고 있고, 횡축이 파장, 종축이 타원율이다. 폴리머의 연신 필름을 포함하는 일반적인 위상차 판에서는, 위상차 필름의 어느 주면에 편광자를 배치한 경우도, 타원율에 차는 생기지 않는다. 본 발명의 위상차 필름은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 제1 주면(11)에 편광자(20)를 적층한 편광판(51)의 타원율 E1과, 제2 주면(12)에 편광자(20)를 적층한 편광판(52)의 타원율 E2이 상이하다.
위상차 필름은, 파장에 따라 리타데이션이 상이하기 때문에, 타원율 E1, E2은, 파장 λ에 의해 변화한다. 타원율 차는, 편광판(51)의 파장 λ에서의 타원율 E1(λ)과 편광판(52)의 파장 λ에서의 타원율 E2(λ)과의 차의 절댓값 |E1(λ)-E2(λ)|에 의해 평가할 수 있다. 파장 450㎚∼700㎚의 범위에서, 10㎚마다 |E1(λ)-E2(λ)|을 산출하고, 그의 합계 값을 위상차 필름의 표리의 타원율 차(ΔE)로 한다. 표리의 타원율 차는 하기의 식으로 나타나고, 도 5에서의 26개의 선분의 길이의 합과 동등하다.
[수학식 1]
단, λk=450+10k(㎚)
[적층 위상차 필름을 이용한 모델에 의한 설명]
위상차 필름에 표리의 타원율 차가 생기는 이유로서, 표리에서 분자의 배향 상태가 상이한 것을 들 수 있다. 이하에서는, 분자 배향이 상이한 2매의 위상차 필름을 적층한 광학 모델을 이용하여, 표리의 타원율 차에 대하여 설명한다.
위상차 필름의 분자 배향 상태는, Nz 계수에 의해 평가할 수 있다. 위상차 필름의 면내의 지상축 방향의 굴절률을 nx, 진상축 방향의 굴절률을 ny, 두께 방향의 굴절률을 nz로 하여, Nz 계수는, Nz=(nx-nz)/(nx-ny)로 정의된다. 양(正)의 굴절률 이방성을 갖는 폴리머의 연신 필름에서는, Nz=1인 경우(nx>ny=nz; 포지티브 A 플레이트)는 필름 면내의 지상축 방향으로 분자가 1축 배향하고 있고, nz>1인 경우(nx>ny>nz)는 필름 면내에서 분자가 2축 배향하고 있다. 한편, 두께 방향으로 분자를 배향시키면, nx>nz>ny의 굴절률 이방성을 갖고, 0<Nz<1인 위상차 필름을 얻을 수 있다. 즉, Nz 계수가 클수록, 필름 면내에서의 분자 배향성이 높고, Nz 계수가 작을수록 두께 방향으로의 분자 배향성이 높은 것을 나타내고 있다.
도 6의 A1은, Nz 계수가 0.5이고, 파장 550㎚에서의 정면 리타데이션 Re(550)가 275㎚인 위상차 필름(31)과, 편광자(20)를 적층한 편광판(61)에 경사 방향으로부터 광을 입사하는 모습을 나타내고 있다. 도 6의 A2는, 편광자(20)를 투과한 직선 편광의 편광 상태가 위상차 필름(31)에 의해 변환되는 모습을, 푸앵카레구(S2-S3면 투영도)로 나타내고 있다.
법선 방향으로부터 입사하여 편광자(20)를 투과한 직선 편광은, 푸앵카레구의 점 P0으로 나타내어진다. 편광자의 흡수축 방향에 대하여 방위각 45°의 경사 방향으로 광을 입사한 경우(경사 방향으로부터 시인한 경우), 편광자의 외관상의 축 방향이 변화한다. 따라서, 편광자(20)를 투과한 광은, 법선 방향으로부터 광을 입사 한 경우와는 진동 방향이 상이한 직선 편광이 되고, 푸앵카레구의 점 P1으로 나타내어진다. 편광자(20)와 크로스니콜로 배치된 편광자는, 점 P0을 끼고 점 P1과 대상의 위치에 있는 점 P2으로 나타내어지는 직선 편광을 흡수한다. 따라서, 위상차 필름을 이용하여 점 P1의 직선 편광을 점 P2의 직선 편광으로 변환하면, 누광을 억제할 수 있다.
여기에서는, 파장 550㎚의 광에 대한 정면 리타데이션이 275㎚이고, 파장 450∼650㎚의 범위에서의 정면 리타데이션이 대략 일정한 위상차 필름을 이용하고 있다. 파장 550㎚(녹색의 광)에서는 정면 리타데이션 275㎚가 파장 λ의 절반이고, 위상차 π에 상당한다. 파장 450㎚(청색의 광)에 대한 정면 리타데이션 Re(450)는, λ/2보다도 크고, 파장 650㎚(적색의 광)에 대한 정면 리타데이션 Re(650)는 λ/2보다도 작다.
파장 550㎚의 녹색의 광에 대해서는, 위상차 필름(31)의 위상차가 π이기 때문에, 위상차 필름(31)에 의한 편광 상태의 변환을 푸앵카레구 상에서 표현하면, 점 P0으로부터, 점 P1을 중심으로 하여 180°회전시킨 위치에 있는 점 P2으로 이동한다. 즉, 위상차 필름(31)으로부터의 출사광(P)은, 파장 550㎚에서는 푸앵카레구의 점 P2(점 G)에 위치하고, 편광자(20)와 크로스니콜로 배치된 편광자에 의해 흡수되기 때문에, 누광이 생기지 않는다. 점 G는, 푸앵카레구의 적도 상에 위치하기 때문에, 타원율은 0(직선 편광)이다.
한편, 파장 450㎚에서는, 리타데이션이 λ/2보다도 크기(위상차가 π보다 크다) 때문에, 푸앵카레구에서는, 점 P1을 중심으로 하여 180°보다 큰 각도로 회전 한다. 즉, 위상차 필름(31)으로부터의 출사광(P)는, 파장 450㎚에서는 푸앵카레구의 적도를 넘어 남반구의 점 B에 위치하고, 타원율이 음(負)인 타원 편광(좌회전 타원 편광)이 된다. 파장 650㎚에서는, 리타데이션이 λ/2보다도 작기(위상차가 π보다 작다) 때문에, 위상차 필름(31)으로부터의 출사광은 푸앵카레구의 적도에 도달하지 않고 북반구의 점 R에 위치하며, 타원율이 양인 타원 편광(우회전 타원 편광)이 된다.
일반적인 위상차 필름 1매로 광학 보상을 행하는 경우는, 파장 550㎚에서의 누광이 생기지 않도록 리타데이션의 값을 설정하면, 다른 파장 영역에서는 리타데이션이 최적값으로부터 벗어난다. 따라서, 위상차 필름(31)으로부터의 출사광(P)은 도 6의 A2에 나타내는 바와 같이, 녹색의 광의 타원율이 0인데 비하여, 청색의 광의 타원율은 음, 적색의 광의 타원율은 양이고, 파장에 따라 타원율이 상이하다.
도 6의 B1에 나타내는 편광판(62)에서는, 편광자(20) 측으로부터, Nz 계수가 0.25, Re(550)=275㎚인 위상차 필름(32)과, Nz 계수가 0.75, Re(550)=275㎚인 위상차 필름(33)이 적층되어 있다. 도 6의 B2는, 편광자(20)를 투과한 직선 편광의 편광 상태가 2매의 위상차 필름(32, 33)에 의해 순차적으로 변환되는 모습을 푸앵카레구로 나타낸 것이다.
파장 550㎚의 광은, 위상차 필름(32)에 의해 푸앵카레구의 점 P1으로부터 적도상의 점 G1(점 P0)으로 이동한 후, 위상차 필름(33)에 의해 푸앵카레구의 적도상의 점 G2으로 이동한다. 파장 450㎚에서는 위상차 필름(32)의 리타데이션이 λ/2보다도 크기 때문에, 파장 450㎚의 광은, 위상차 필름(32)에 의해 푸앵카레구의 점 P1으로부터 남반구의 점 B1으로 이동한다. 위상차 필름(33)도, 리타데이션이 λ/2보다도 크기 때문에, 파장 450㎚의 광은, 위상차 필름(33)에 의해 푸앵카레구의 적도상의 점 B2으로 이동한다. 위상차 필름(32, 33)의 리타데이션이 λ/2보다도 작은 파장 650㎚의 광은, 위상차 필름(32)에 의해 푸앵카레구의 북반구의 점 R1으로 이동한 후, 위상차 필름(33)에 의해 푸앵카레구의 적도상의 점 R2으로 이동한다.
도 6의 B1에 나타내는 바와 같이, Nz 계수가 상이한 2매의 위상차 필름(32, 33)을 적층함으로써, 파장 550㎚보다도 단파장의 광 및 장파장의 광도, 타원율이 대략 0(직선 편광)이 되어, 타원율의 파장 의존이 작아진다. 따라서, 1매의 위상차 필름(31)을 이용하는 경우보다도 정밀도가 높은 광학 보상이 가능해진다.
도 6의 C1에 나타내는 편광판(63)은, 상기의 편광판(62)에서의 위상차 필름(32)과 위상차 필름(33)의 적층 순서를 바꾼 것이다. 위상차 필름(32)과 위상차 필름(33)의 적층체를 한 묶음의 적층 위상차 필름(39)으로 간주한 경우, 편광판(63)은, 도 6의 B1에 나타내는 편광판(62)에서의 적층 위상차 필름(39)의 표리를 바꾼 것에 상당한다.
도 6의 C2는, 편광자(20)를 투과한 직선 편광의 편광 상태가 2매의 위상차 필름(33, 32)에 의해 순차적으로 변환되는 모습을 푸앵카레구로 나타낸 것이다. B1, G1 및 R1은, Nz 계수가 0.75인 위상차 필름(33)에 의해 편광 상태가 변환된 후의, 파장 450㎚, 550㎚ 및 650㎚ 광의 편광 상태를 나타내고 있다. B2, G2 및 R2는, Nz 계수가 0.25인 위상차 필름(32)에 의해 편광 상태가 변환된 후의, 파장 450㎚, 550㎚ 및 650㎚ 광의 편광 상태를 나타내고 있다.
도 6의 B2와 도 6의 C2와의 대비로부터 이해할 수 있는 바와 같이, Nz 계수가 상이한 2매의 위상차 필름(32, 33)이 적층된 적층 위상차 필름의 표리를 바꾸면, 적층 위상차 필름을 출사한 광(P)의 편광 상태는 크게 상이하다. 도 6의 B2에서는, 1매의 위상차 필름을 이용한 경우에 비하여, 파장에 의한 타원율의 차이(타원율의 파장 의존)가 작고, 보다 광대역의 광학 보상을 실현할 수 있는 데에 비하여, 도 6의 C2에서는, 1매의 위상차 필름을 이용한 경우보다도, 위상차 필름의 파장 분산에 기인하는 타원율의 파장 의존이 강조되는 결과가 되어있다.
도 7은, 편광판(61)으로부터의 출사광(도 6의 A1 참조), 편광판(62)으로부터의 출사광(도 6의 B1 참조), 및 편광판(63)으로부터의 출사광(도 6의 C1 참조)의 가시광선 파장 영역에서의 타원율을 광학 시뮬레이션에 의해 계산한 결과를 나타내는 그래프이다. 편광판(62)에서는, 파장 450∼650㎚의 영역에서 타원율이 대략 0이고, 편광판(61)보다도 타원율의 파장 분산이 작아져 있다. 한편, 적층 위상차 필름(39)의 표리를 바꾼 편광판(63)은, 편광판(61)보다도 타원율의 파장 분산이 커져 있다. 즉, Nz 계수가 상이한 2매의 위상차 필름을 적층한 위상차 필름(39)은, 한쪽 면에 편광자(20)를 적층한 경우와, 다른 쪽 면에 편광자(20)를 적층한 경우에서, 타원율에 차가 생기는 것을 알 수 있다.
이상의 내용을 감안하면, 1매의 위상차 필름으로 표리의 타원율 차가 생기는 것(도 5 참조)은, Nz 계수가 상이한 2매의 위상차 필름을 적층한 경우(도 7 참조)와 마찬가지의 현상인 것을 알 수 있다. 따라서, 편광자를 적층하는 면에 따라 타원율이 상이한 위상차 필름(표리의 타원율 차를 갖는 위상차 필름)은, 분자의 배향 상태가 두께 방향에서 변화하고 있다고 생각할 수 있다.
[위상차 필름의 최적 광학 특성의 검토]
표리의 타원율 차를 갖는 위상차 필름을 이용한 광학 보상에서의 광학 설계를 검토하기 위하여, 크로스니콜로 배치한 2매의 편광자의 사이에, Nz 계수가 상이한 2매의 위상차 필름을 배치한 광학 모델로의 시뮬레이션을 실시하였다. 도 8은 시뮬레이션에 이용한 광학 모델의 구성을 나타내는 단면도이다.
이 광학 모델에서는, 편광자(21)의 흡수축 방향과 위상차 필름(37)의 지상축방향이 직교하고 있고, 위상차 필름(37)의 지상축 방향, 위상차 필름(38)의 지상축방향, 및 편광자(23)의 흡수축 방향은 평행하다. 편광자(21) 측의 위상차 필름(37)의 Nz 계수는 0.5 이하, 편광자(23) 측의 위상차 필름(38)의 Nz 계수는 0.5 이상으로 하고, 2매의 위상차 필름의 Nz 계수의 합계 Nz1+Nz2를 1.0으로 하였다. 2매의 위상차 필름(37, 38)의 정면 리타데이션은 동일하게 하였다.
편광자의 흡수축 방향이 이루는 각 및 위상차 필름의 지상축 방향이 이루는 각이 45°인 회전축을 중심으로 하여, 광학 모델을 45°회전시켜, 법선이 이루는 각이 45°인 방향으로부터 편광자(21)에 자연광(N)을 입사한 경우의, 편광자(23)로부터의 출사광의 휘도를 광학 시뮬레이션에 의해 계산하였다. 광학 시뮬레이션의 결과를 도 9에 나타낸다.
도 9에서, 횡축은 위상차 필름의 정면 리타데이션(Re)이고, 종축이 휘도의 계산 결과이다. 위상차 필름의 정면 리타데이션은, 1매당의 값이고, 2매의 적층 위상차 필름의 정면 리타데이션은, 도 9에 나타내는 수치의 2배이다. 도 10은, 각각의 (Nz1, Nz2)에서, 휘도가 최소가 되는 정면 리타데이션(최적 리타데이션) 및 그 때의 휘도의 값을 플롯한 것이다.
(Nz1, Nz2)=(0.5, 0.5)인 경우, 휘도가 최소가 되는 정면 리타데이션은 137㎚ (2매의 위상차 필름의 합계는 274㎚)이고, 상기의 도 6의 A1의 예와 일치하였다. 2매의 위상차 필름의 Nz 계수에 차를 마련하면, 휘도가 최소가 되는 정면 리타데이션의 값이 커져, 휘도의 최소값이 작아지는 경향을 볼 수 있었다. (Nz1, Nz2)=(0.25, 0.75)인 경우, 휘도가 최소가 되는 정면 리타데이션은 274㎚(2매의 위상차 필름의 합계는 548㎚)이고, 상기의 도 6의 A2의 예와 일치하였다. (Nz1, Nz2)=(0.2, 0.8), 정면 리타데이션이 271㎚일 때에, 휘도가 최소가 되었다.
각각의 (Nz1, Nz2)에서, 최적 리타데이션의 적층 위상차 필름을 이용한 편광판의 타원율을, 광학 시뮬레이션에 의해 계산하였다. 시뮬레이션에서는, 도 11의 A에 나타내는 바와 같이, 편광자(21) 위에, Nz1≤0.5인 위상차 필름(37)과, Nz2≥0.5인 위상차 필름(38)을 적층하고, 편광자(21) 측으로부터 자연광을 입사하는 광학 모델을 이용하였다. 또한, 도 11의 B에 나타내는 바와 같이, 위상차 필름(37)과 위상차 필름(38)의 배치를 바꾼 광학 모델에서도 마찬가지로 타원율을 계산하고, 얻어진 결과로부터 표리의 타원율 차를 계산하였다.
도 12에, 타원율의 계산 결과를 나타낸다. 도 12에서는, Nz1=0.2, Nz2=0.8인 경우에, 가시광선의 광파장 대역에 걸쳐, 타원율이 0에 가까운 것을 알 수 있다. 또한, 도 10에서의 휘도가 작을수록, 도 12에서 타원율이 0에 가깝고 타원율의 파장 분산이 작아지는 경향을 볼 수 있었다. 이들 결과로부터 가시광선 파장 영역의 타원율을 평가함으로써, 휘도의 대소를 평가 가능한 것을 알 수 있다.
도 13은, 도 10의 휘도의 그래프의 횡축을 표리의 타원율 차(ΔE)로 치환한 그래프이다. 타원율 차(ΔE)가 2.7 이하인 영역에서는, 표리의 타원율 차가 클수록, 휘도가 작고, 누광이 억제되는 경향을 볼 수 있었다. 또한, 표리의 타원율 차가 2.9 이하이면, 타원율 차가 0인 경우(표리의 분자 배향이 균일한 경우)보다도 휘도가 작고 누광을 저감할 수 있는 것을 알 수 있다.
전술한 바와 같이, 1매의 위상차 필름의 표리의 타원율 차는, Nz 계수가 상이한 2매의 위상차 필름을 모델로 하여 설명 가능하다. 따라서, Nz 계수가 상이한 2매의 위상차 필름을 적층한 광학 모델과 마찬가지로, 표리의 타원율 차를 갖는 1매의 위상차 필름을 이용하여 광학 보상을 행하는 경우에서도, 표리의 타원율 차가 2.9 이하의 범위 내이면, 가시광선의 광대역에서 누광을 억제하고, 콘트라스트가 높은 흑색 표시를 실현할 수 있다고 생각할 수 있다.
[위상차 필름의 광학 특성]
상기의 광학 시뮬레이션으로 나타낸 바와 같이, 위상차 필름의 표리의 타원율 차를 소정 범위로 함으로써, 1매의 위상차 필름으로, 복수의 위상차 필름을 적층한 경우와 마찬가지의 광학 보상이 가능해진다. 표리의 타원율 차를 마련하는 것에 의한 효과를 발휘하기 위해서는, 표리의 타원율 차는, 0.3 이상이 바람직하고, 0.5 이상이 보다 바람직하다. 표리의 타원율 차는, 0.7 이상, 1.0 이상, 1.3 이상 또는 1.5 이상이어도 된다. 상기의 광학 시뮬레이션과 같이, 편광자의 흡수축 방향에 대하여 45°방향에서의 누광을 억제하는 목적으로 위상차 필름을 이용하는 경우, 표리의 타원율 차는, 2.9 이하가 바람직하고, 2.8 이하가 보다 바람직하다.
위상차 필름의 정면 리타데이션 및 Nz 계수는, 위상차 필름의 용도(광학 보상의 대상 등)에 따라 선택하면 된다. 예컨대, IPS 방식의 액정 표시 장치의 광학 보상과 같이, 경사 방향으로부터 시인한 경우의 크로스니콜로 배치된 2매의 편광자의 외관상의 축 어긋남을 보상하여 흑색 표시에서의 누광(흑색 휘도)을 저감하는 경우는, nx>nz>ny의 굴절률 이방성을 갖고, Nz 계수가 0보다 크고 1보다 작은 위상차 필름이 적합하게 이용된다. 위상차 필름의 Nz 계수는 0.2∼0.8이 바람직하고, 0.3∼0.7이 보다 바람직하며, 0.4∼0.6이 더욱 바람직하다.
상기의 시뮬레이션으로 나타낸 바와 같이, 리타데이션의 최적값은, 표리의 타원율 차에 따라 상이하다. 예컨대, 표리의 타원율 차가 2.5∼2.9의 범위 내인 경우, 위상차 필름의 파장 550㎚에서의 정면 리타데이션 Re(550)의 최적값은 약 540㎚이다(도 10에서의 최적 리타데이션(위상차 필름 1매의 리타데이션)의 2배에 상당). 표리의 타원율 차가 1.0 정도인 경우, 위상차 필름의 Re(550)의 최적값은 약 340㎚이다. 표리의 타원율 차가 0.5 정도인 경우, 위상차 필름의 Re(550)의 최적값은 약 280㎚이다. 도 9의 시뮬레이션 결과를 감안하면, Re(550)는 250∼600㎚ 정도의 범위 내인 것이 바람직하다. Re(550)는, 300㎚ 이상, 350㎚ 이상, 400㎚ 이상, 450㎚ 이상 또는 500㎚ 이상이어도 된다.
또한, 표리에서 타원율 차를 갖는 위상차 필름은, 편광자와 적층하여 타원율을 측정하면 표리 차가 생기지만, 위상차 필름 단체로 리타데이션이나 Nz 계수를 측정하는 경우는, 어느 면으로부터 광을 입사하여도 Nz 계수 및 리타데이션의 측정값에 차이는 생기지 않는다.
표리의 타원율 차를 갖는 위상차 필름은 상기 이외의 용도에도 사용 가능하다. 예컨대 IPS 방식 이외의 액정 표시 장치의 광학 보상이나, 원편광판용의 1/4 파장판에, 표리의 타원율 차를 갖는 위상차 필름을 이용하여도 된다. 이들 용도에서의 위상차 필름의 Nz 계수나 리타데이션은, 적절하게 설정하면 된다. 예컨대, 위상차 필름의 Re(550)는, 0∼1000㎚ 정도의 범위에서 적절하게 설정할 수 있다. 위상차 필름은, 포지티브 A 플레이트(nx>ny=nz:Nz=1), 네거티브 B 플레이트(nx>ny>nz:Nz>1), 네거티브 C 플레이트(nx=ny>nz:Nz=∞), 네거티브 A 플레이트(nz=nx>ny:Nz=0), 포지티브 B 플레이트(nz>nx>ny:Nz<0), 또는 포지티브 C 플레이트(nz>nx=ny;Nz=-∞)이어도 된다.
[위상차 필름의 제작]
위상차 필름의 재료로서는, 각종 폴리머 재료가 이용된다. 폴리머 재료로서는, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리설폰, 폴리에테르설폰 등의 설폰계 수지, 폴리페닐렌설파이드 등의 설파이드계 수지, 폴리이미드계 수지, 환상 폴리올레핀계(폴리노보넨계) 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 수지, 셀룰로오스에스테르류, 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 말레이미드계 수지, 푸마르산 에스테르계 수지 등을 들 수 있다.
이들 수지 재료를 지지체에 층상으로 형성함으로써 성막이 행하여진다. 성막 방법은, 용액법 및 용융법의 어느 것이어도 된다. 용액법에서는, 기재 위에 수지 용액을 도포한 후, 가열에 의해 용매를 제거한다. 성막 후의 필름을 소정 방향으로 연신하고, 폴리머의 분자를 배향시킴으로써, 위상차 필름을 얻을 수 있다. 위상차 필름의 두께는, 예컨대 5∼200㎛ 정도이다.
연신 방법으로서는, 종 1축 연신법, 횡 1축 연신법, 종횡 순차 2축 연신법, 종횡 동시 2축 연신법 등을 들 수 있다. 연신 수단으로서는, 롤 연신기, 텐터 연신기나 팬터그래프식 혹은 리니어 모터식의 2축 연신기 등, 임의의 적절한 연신기를 이용할 수 있다. 필름 지지체 위에 용액법에 의해 필름을 형성하는 경우는, 지지체와 일체로 연신을 행하여도 된다. 일본 공개특허공보 평5-157911호나 일본 공개특허 제2011-227430 등에 개시되어 있는 바와 같이, 연신 시에 열수축 필름의 수축력을 이용함으로써, 굴절률 이방성을 제어하여, nx>nz>ny의 굴절률 이방성을 갖는 위상차 필름을 제작하여도 된다.
분자의 배향 상태가 두께 방향에서 상이한 필름은, 성막 시 및/또는 연신 시에, 표리에 상이한 변형을 부여함으로써 제작할 수 있다. 예컨대, 용액 성막에서는, 지지체 위에 수지 용액을 도포한 후, 고온에서 용매를 건조 제거하면, 표층 측(B면)에서는 급격하게 용매가 제거되기 때문에, 지지체 측(A면)보다도 큰 변형이 생겨, 분자의 면내 배향성이 높아지는 경향이 있다. 이 표리의 변형 차는, 연신 후에도 잔존하기 때문에, A면 측의 Nz 계수가 크고, B면 측의 Nz 계수가 작은 위상차 필름을 얻을 수 있다.
건조 조건의 조정 이외의 방법에 의해, 표리에 상이한 변형을 부여할 수도 있다. 예컨대, 다층 다이를 이용하여, B면(지지체 측)과 A면(표층 측)에서 수지의 토출압이나 토출량을 변화시킴으로써, 표리의 변형 차가 생긴다. 또한, 연신 시에, 표리에 열 수축률이 상이한 필름을 첩합함으로써, 표리의 변형 차가 생긴다.
[편광판]
도 2의 A 및 도 2의 B에 나타내는 바와 같이, 위상차 필름(10)과 편광자(20)를 적층함으로써, 편광판이 형성된다.
<편광자>
편광자로서는, 폴리비닐알코올계 필름, 부분 포르말화 폴리비닐알코올계 필름, 에틸렌·초산비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드나 이색성 염료 등의 이색성 물질을 흡착시켜 1축 연신한 것, 폴리비닐알코올의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등의 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있다.
그 중에서도, 높은 편광도를 가지는 점에서, 폴리비닐알코올이나, 부분 포르말화 폴리비닐알코올 등의 폴리비닐알코올계 필름에, 요오드나 이색성 염료 등의 이색성 물질을 흡착시켜 소정 방향으로 배향시킨 폴리비닐알코올(PVA)계 편광자가 바람직하다. 예컨대, 폴리비닐알코올계 필름에, 요오드 염색 및 연신을 실시함으로써, PVA계 편광자를 얻을 수 있다.
PVA계 편광자로서, 두께가 10㎛ 이하인 박형의 편광자를 이용할 수도 있다. 박형의 편광자로서는, 예컨대, 일본 공개특허공보 소51-069644호, 일본 공개특허공보 제2000-338329호, WO2010/100917호 팸플릿, 일본 특허 제4691205호 명세서, 일본 특허 제4751481호 명세서 등에 기재되어 있는 박형 편광막을 들 수 있다. 이와 같은 박형 편광자는, 예컨대, PVA계 수지층과 연신용 수지 기재를 적층체의 상태에서 연신하고, 요오드 염색함으로써 얻을 수 있다.
<편광자와 위상차 필름과의 배치 관계>
위상차 필름(10)과 편광자(20)는, 어느 면이 첩합되어 있어도 된다. 도 2의 A에 나타내는 바와 같이, 위상차 필름(10)의 제1 주면(11)을 편광자(20)와 대향하여 배치하여도 되고, 도 2의 B에 나타내는 바와 같이, 위상차 필름(10)의 제2 주면(12)을 편광자(20)와 대향하여 배치하여도 된다.
위상차 필름(10)의 표리의 정의를 위하여, 이후에서는, 편광자(20)에 대향하여 첩합하였을 때의 타원율 E(λ)의 파장 의존이 작아지는 쪽의 주면을 제1 주면으로 한다. 예컨대, 도 5에서는, E2보다도 E1 쪽이, 파장 의존이 작기 때문에, 당해 주면을 편광자와 대향하도록 배치하였을 때에 타원율이 E1이 되는 쪽의 주면을 '제1 주면', 당해 주면을 편광자와 대향하도록 배치하였을 때에 타원율이 E2가 되는 쪽의 주면을 '제2 주면'이라고 정의한다.
E(λ)의 파장 의존성의 대소는, 파장 450∼700㎚의 범위에서 10㎚마다 측정한 타원율 E(λ)의 표준 편차 σ에 기초하여 판단할 수 있다.
[수학식 2]
단,
λk=450+10k(㎚)이고,
Eave는, E(λ0)∼E(λ25)의 산술 평균이다.
표준 편차 σ가 작을수록, 타원율 E(λ)의 파장 의존이 작다. 따라서, 편광자와 대향하도록 배치하였을 때의 타원율 E(λ)의 표준 편차 σ가 작아지는 쪽의 주면을 제1 주면으로 한다.
편광자(20)와 위상차 필름(10)의 배치 각도는 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 액정 표시 장치를 경사 방향으로부터 시인하였을 때의 누광을 억제하는 광학 보상을 목적으로 위상차 필름을 이용하는 경우, 편광자(20)의 흡수축 방향과, 위상차 필름(10)의 지상축 방향이, 평행 또는 직교가 되도록, 양자를 배치하는 것이 바람직하다. 편광자와 위상차 필름을 적층하여 원 편광판을 형성하는 경우는, 편광자의 흡수축 방향과 위상차 필름의 지상축 방향이 이루는 각도가 45°가 되도록 양자를 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 배치 각도는, 엄밀하게 상기의 범위이어야 할 필요는 없고, ±2°정도의 오차를 포함하고 있어도 된다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 위상차 필름(10)의 지상축 방향(15)과 편광자(20)의 흡수축 방향(25)이 직교하는 경우는, 위상차 필름(10)의 제1 주면(11)이 편광자(20)와 대향하도록 배치하는 것이 바람직하다. 한편, 위상차 필름(10)의 지상축 방향과 편광자(20)의 흡수축 방향이 직교하는 경우는, 위상차 필름(10)의 제2 주면(12)이 편광자(20)와 대향하도록 배치하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 편광자와 적층하는 면을 선택함으로써, 편광자(20) 및 위상차 필름(10)을 순서대로 투과한 광의 타원율의 파장 의존이 작아, 광대역의 광학 보상이 가능해진다.
<편광자 보호 필름>
도 14에 나타내는 바와 같이, 편광판은, 편광자(20)의 한쪽 면에 위상차 필름(10)을 구비하고, 다른 쪽 면에는 편광자 보호 필름으로서의 투명 필름(40)을 구비하고 있어도 된다. 투명 필름(40)의 두께는, 예컨대 5∼200㎛ 정도이다. 이들 투명 필름을 구성하는 수지 재료로서는, 투명성, 기계적 강도, 열 안정성이 우수한 폴리머가 바람직하고, 그의 구체예로서는, 위상차 필름의 구성 재료로서 앞서 예시 한 폴리머를 들 수 있다.
편광자의 한쪽 면에는, 2매 이상의 필름이 마련되어 있어도 된다. 예컨대, 편광자(20)와 위상차 필름(10)과의 사이에, 광학 등방성의 투명 보호 필름이 마련되어 있어도 된다. 또한, 편광자(20)와 위상차 필름(10)과의 사이에, 광학 이방성을 갖는 필름이 마련되어 있어도 된다. 위상차 필름(10)의 표면(편광자(20)의 반대 측 면)에, 다른 필름이 마련되어 있어도 된다.
<점접착제>
편광자(20)와 위상차 필름(10)은, 접착제나 점착제(도시하지 않음)를 개재하여 첩합되어 있어도 된다. 편광자(20)와 투명 보호 필름(40)도, 적절한 접착제나 점착제를 개재하여 첩합되어 있어도 된다. 접착제나 점착제로서는, 아크릴계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리비닐에테르, 초산비닐/염화비닐코폴리머, 변성 폴리올레핀, 에폭시계 폴리머, 불소계 폴리머, 고무계 폴리머 등을 베이스 폴리머로 하는 것을 적절하게 선택하여 이용할 수 있다.
[화상 표시 장치]
상기의 위상차 필름 및 편광판은, 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치 등의 화상 표시 장치의 형성에 이용된다. 화상 표시 장치는, 액정 셀이나 유기 EL 셀 등의 화상 표시 셀의 표면에, 상기의 편광판을 구비한다.
이하에서는, 화상 표시 장치의 일례로서, IPS 방식의 액정 표시 장치의 구성에 대하여 설명한다. 도 15는, 일 실시형태의 액정 표시 장치의 구성 단면도이다. 액정 표시 장치(201)는, 액정 패널(101)과 광원(105)을 포함한다. 액정 패널(101)은, 액정 셀(70)의 시인 측 표면에 제1 편광판(57)을 구비하고, 액정 셀(70)의 광원(105) 측에 제2 편광판(56)을 구비한다.
액정 셀(70)은, 2매의 기판(73, 75)의 사이에 액정층(71)을 구비한다. 기판(73, 75)은 유리 기판 또는 플라스틱 기판이고, 일반적인 구성에서는, 한쪽 기판에 컬러 필터 및 블랙 매트릭스가 마련되어 있으며, 다른 쪽 기판에 액정의 전기 광학 특성을 제어하는 스위칭 소자 등이 마련되어 있다.
액정층(71)은, 무전해 상태에서 소정 방향으로 배향한 액정 분자를 포함하고, 전압을 인가하면 액정 분자의 배향 방향(디렉터)이 변화한다. 예컨대, 인플레인 스위칭(IPS) 방식의 액정 셀에서는, 액정층(71)의 액정 분자는, 무전계 상태에서는 기판 평면에 대하여, 평행하고 똑같게 배향하고 있고(호모지니어스 배향), 전압을 인가하면, 디렉터가 기판 면내에서 회전한다. IPS 방식의 액정 셀의 무전해 상태에서의 액정 분자의 배향 방향은, 기판 평면에 대하여 약간 기울어져 있어도 된다. IPS 방식의 액정 셀에 있어서, 무전해 상태에서의 기판 평면과 액정 분자의 배향 방향이 이루는 각(프리-틸트 각)은, 일반적으로 10°이하이다.
액정 셀(70)의 광원 측 기판(75)에는, 점착제층(66)을 개재하여 제1 편광판(56)이 첩합되어 있고, 액정 셀(70)의 시인 측 기판(73)에는, 점착제층(68)을 개재하여 제2 편광판(57)이 첩합되어 있다. 제1 편광판(56)의 편광자(20)와 제2 편광판(57)의 편광자(29)는, 양자의 흡수축 방향이 서로 직교하도록 배치되어 있다.
제1 편광판(56)은, 편광자(20)의 액정 셀(70) 측의 면에, 표리의 타원율 차가 상이한 위상차 필름(10)을 구비하고, 편광자(20)의 다른 쪽 면에 투명 필름(40)을 구비한다. 제2 편광판(57)은, 편광자의 양면에 투명 필름(41, 42)을 구비한다. 또한, 액정 표시 장치에서, 위상차 필름으로서의 기능을 갖지 않는 투명 필름(40, 41, 42)은 생략하여도 된다.
점착제층(39, 59)을 구성하는 점착제로서는, 아크릴계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리비닐에테르, 초산비닐/염화비닐 코폴리머, 변성 폴리올레핀, 에폭시계, 불소계, 천연 고무, 합성 고무 등의 고무계 등을 베이스 폴리머로 하는 것을 적절하게 선택하여 이용할 수 있다. 점착제층(66, 68)의 두께는, 5∼50㎛ 정도이다.
액정 표시 장치는, 상기 이외의 광학층이나 그 밖의 부재를 포함하고 있어도 된다. 예컨대, 액정 패널(101)과 광원(105)과의 사이에는, 휘도 향상 필름(도시하지 않음)을 마련할 수도 있다. 휘도 향상 필름은, 광원 측의 편광판(56)과 적층되어 있어도 된다.
시인 측의 투명 필름(42)에는, 내찰상성의 부여 등을 목적으로 하여, 하드 코트층이 마련되어 있어도 된다. 또한, 투명 필름(42)에는, 반사 방지층이 마련되어 있어도 된다. 시인 측의 편광판(57)의 더욱 시인 측에는, 터치 패널 센서나 커버 윈도우 등이 배치되어 있어도 된다.
제1 편광판(56)에서, 편광자(20)의 흡수축 방향과 위상차 필름(10)의 지상축방향은 직교하고 있고, 위상차 필름(10)의 제1 주면(11)이 편광자(20)와 대향하며, 위상차 필름(10)의 제2 주면(12)이 액정 셀(70)과 대향하고 있다.
이 액정 표시 장치(201)를 경사 방향으로부터 한 경우, 광원(105)으로부터의 광이 편광자(20)를 투과한 후, 위상차 필름(10)에 의해 편광 상태가 변환된다. 편광자(20)의 흡수축 방향과 위상차 필름(10)의 지상축 방향이 직교하고 있고, 위상차 필름(10)의 제1 주면이 편광자(20)와 대향하도록 배치되어 있기 때문에, 위상차 필름(10)으로부터의 출사광은, 타원율의 파장 의존이 작아, 광대역의 광학 보상을 실현할 수 있다.
도 16에 나타내는 액정 표시 장치(202)는, 상술한 액정 표시 장치(202)와 유사한 구성을 갖고 있지만, 광원(105) 측에 배치되어 있는 제1 편광판(58)에서의 위상차 필름(10)과 편광자(20)와의 배치 관계가 상이하다. 편광판(58)에서, 편광자(20)의 흡수축 방향과 위상차 필름(10)의 지상축 방향은 평행하고, 위상차 필름(10)의 제2 주면(12)이 편광자(20)와 대향하며, 위상차 필름(10)의 제1 주면(11)이 액정 셀(70)과 대향하고 있다.
이 구성에서는, 위상차 필름(10)과, 시인 측의 제1 편광판(57)의 편광자(29)를 세트로 본 경우, 편광자(29)의 흡수축 방향과 위상차 필름(10)의 지상축 방향이 직교하고 있고, 위상차 필름(10)의 제1 주면(11)이 편광자(29)와 대향하도록 배치되어 있다. 따라서, 상기의 액정 표시 장치(201)의 구성과 마찬가지의 원리에 의해 광대역의 광학 보상을 실현할 수 있다.
도 15 및 도 16에서는, 액정 셀(70)의 광원 측에 위상차 필름(10)을 배치하는 형태를 나타냈지만, 도 17의 액정 표시 장치(203) 및 도 18의 액정 표시 장치(204)와 같이, 액정 셀(70)의 시인 측의 편광판에 위상차 필름(10)을 배치하여도 된다. 도 17의 액정 표시 장치(203)는, 도 15의 액정 표시 장치(201)에서의 액정 패널(101)의 상하를 바꾼 것에 상당한다. 도 18의 액정 표시 장치(204)는, 도 16의 액정 표시 장치(202)에서의 액정 패널(102)의 상하를 바꾼 것에 상당한다. 따라서, 이들 액정 표시 장치에서도, 액정 표시 장치(201, 202)의 구성과 마찬가지의 원리에 의해 광대역의 광학 보상을 실현할 수 있다.
IPS 방식의 액정 표시 장치에서의 광학 보상을 중심으로 위상차 필름의 용도에 대하여 설명했지만, 전술한 바와 같이, 표리의 타원율 차를 갖는 위상차 필름의 용도는, IPS 방식 이외의 액정 표시 장치나, 유기 EL 표시 장치 등의 각종 화상 표시 장치에 적용 가능하다.
실시예
이하에, 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 하기의 예로 한정되는 것은 아니다.
[위상차 필름의 제작]
<수지 용액의 조제>
교반 장치를 구비한 반응 용기 중, 2,2-비스(4-히드록시페닐)-4-메틸펜탄 540중량부, 벤질트리에틸암모늄클로라이드 12중량부를, 1M 산화 나트륨 용액에 용해시켰다. 이 용액에, 테레프탈산 클로라이드 304중량부와 이소프탈산 클로라이드 102중량부를 클로로포름에 용해시킨 용액을 교반하면서 한 번에 더하고, 실온에서 90분간 교반하였다. 그 후, 중합 용액을 정치 분리하여 폴리머를 포함한 클로로포름 용액을 분리하고, 이어서 초산수로 세정하고, 이온 교환수로 세정한 후, 메탄올에 투입하여 폴리머를 석출시켰다. 석출한 폴리머를, 증류수로 2회 및 메탄올로 2회 세정한 후, 감압 건조하였다. 얻어진 폴리아릴레이트계 수지를, 톨루엔에 용해하여, 고형분 농도 20%의 수지 용액을 조제하였다.
<비교예 1>
PET 필름을 지지체로 하여, 지지체 위에, 상기의 수지 용액을 건조 후의 두께가 20㎛가 되도록 바코터를 이용하여 도포하고, 온도 80℃에서 3분간 건조하여 폴리머 필름을 얻었다. 이 폴리머 필름을 지지체로부터 박리하고, 폴리머 필름의 양면에, 점착제층이 부설된 열수축 필름(2축 연신 폴리프로필렌 필름)을 첩합하여, 온도 150℃에서 자유단 1축 연신을 행한 후, 열수축 필름을 박리하였다. 위상차 필름의 Nz 계수는 0.5이고, 파장 550㎚에서의 정면 리타데이션 Re(550)는 270㎚이었다.
<실시예 1∼6>
지지체 위에서의 수지 용액의 건조 온도 및 건조 시간을 표 1에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는 비교예 1과 마찬가지로 하여, 폴리머 필름을 제작하고, 표 1에 나타내는 Re(550)가 되도록 연신을 행하여, Nz 계수가 0.5인 위상차 필름을 얻었다.
[편광판의 제작]
두께 18㎛의 폴리비닐알코올계 편광자의 한쪽 면에 두께 40㎛의 2축 연신 아크릴 필름, 다른 쪽 면에 상기의 위상차 필름을 자외선 경화형 접착제를 개재하여 첩합하여, 편광판을 제작하였다. 첩합에는, 롤 라미네이터를 이용하고, 자외선을 조사하여 접착제를 경화시켰다.
위상차 필름과 편광자는, 위상차 필름의 지상축 방향과 편광자의 흡수축 방향이 직교하도록 배치하고, 위상차 필름의 B면(성막 시의 지지체 측의 면)을 편광자와 첩합하였다. 또한, 위상차 필름의 표리의 타원율 차(ΔE)를 평가하기 위하여, 위상차 필름의 A면(성막 시의 표층 측의 면)을 편광자와 첩합한 시료도 제작하였다.
[평가]
<위상차 필름의 광학 특성>
위상차 필름의 정면 리타데이션 및 Nz 계수는, 편광·위상차 측정 시스템(악소메트릭(Axometrics) 제조 'AxoScan')에 의해 측정하였다. 위상차 필름의 정면 리타데이션 및 Nz 계수는, 위상차 필름 단체로 측정을 행하였다.
<타원율 및 타원율 차>
타원율의 측정에는, 편광·위상차 측정 시스템(악소메트릭(Axometrics) 제조 'AxoScan')을 이용하였다. 편광자의 흡수축 방향에 대하여 방위각 45°의 방향을 회전축으로 하여, 편광판을 45°기울인 상태에서, 아크릴 필름 측으로부터 광을 입사하고, 위상차 필름 측으로부터 출사한 광의 타원율을 측정하였다. 위상차 필름의 A면을 편광자와 첩합한 시료에 대해서도 타원율의 측정을 행하고, 각각의 시료에서의 파장 450㎚∼700㎚의 범위에서의 10㎚마다의 타원율의 값으로부터, 표리의 타원율 차(ΔE)를 산출하였다.
<액정 표시 장치의 흑색 휘도 및 콘트라스트>
IPS 방식의 액정 패널을 구비하는 시판되는 액정 TV로부터 액정 패널을 취출하고, 액정 셀로부터 시인 측의 편광판을 박리하여, 아크릴계 점착제를 개재하고, 상기의 편광판을 첩합하였다. 시인 측 편광판을 상기의 실시예 및 비교예의 편광판에 바꿔 붙인 액정 패널을 백라이트와 조합하여, 평가용 액정 표시 장치를 제작하였다.
액정 표시 장치를 흑색 표시로 하여, 방위각 45°, 극각 45°방향에서의 휘도(흑색 휘도)를 측정하였다. 또한, 액정 표시 장치를 백색 표시로 하여, 방위각 45°, 극각 45°방향에서의 휘도(백색 휘도)를 측정하고, 콘트라스트(백색 휘도/흑색 휘도)를 산출하였다.
<평가 결과>
실시예 및 비교예의 위상차 필름의 제작 조건(건조 온도 및 시간), 파장 550㎚에서의 정면 리타데이션 Re(550), 표리의 타원율 차(ΔE), 액정 표시 장치의 흑색 휘도 및 콘트라스트를 표 1에 나타낸다. 또한, 흑색 휘도 및 콘트라스트는, 비교예 1을 100으로 한 상대값으로 나타내고 있다.
비교예 1, 실시예1, 실시예 3, 실시예 5 및 실시예 6의 타원율의 측정 결과를, 도 19에 나타낸다. 또한, 각 실시예 및 비교예의 위상차 필름의 표리의 타원율 차 ΔE를 횡축, 액정 표시 장치의 흑색 휘도를 종축에 플롯한 그래프를 도 20에 나타낸다.
[표 1]
표 1에 나타내는 바와 같이, 지지체 위에서 고온·장시간의 가열 건조를 행함으로써, 표리의 타원율 차(ΔE)가 큰 위상차 필름을 형성할 수 있는 것을 알 수 있다.
표리의 타원율 차가 없는 위상차 필름을 이용한 비교예 1에 비하여, 표리의 타원율이 상이한 위상차 필름을 이용한 실시예 1∼6에서는, 액정 표시 장치의 흑색 휘도가 작고, 콘트라스트가 상승하였다. 표리의 타원율 차(ΔE)에 대하여 흑색 휘도를 플롯한 도 20은, 도 13의 시뮬레이션 결과와 높은 정합을 나타냈다.
이상의 결과로부터, 두께 방향에서 분자의 배향 상태가 상이하고 표리의 타원율 차를 갖는 위상차 필름을 이용함으로써, 복수의 위상차 필름을 적층한 경우와 마찬가지의 광학 보상을 실현하여, 누광이 적고 콘트라스트가 높은 화상 표시 장치를 형성할 수 있는 것을 알 수 있다.
10: 위상차 필름
20, 21, 23, 29: 편광자
40, 41, 42: 투명 필름
51, 52, 56, 57, 58: 편광판
66, 68: 점착제층
70: 액정 셀
101∼104: 액정 패널
105: 광원
201∼204: 액정 표시 장치
20, 21, 23, 29: 편광자
40, 41, 42: 투명 필름
51, 52, 56, 57, 58: 편광판
66, 68: 점착제층
70: 액정 셀
101∼104: 액정 패널
105: 광원
201∼204: 액정 표시 장치
Claims (11)
- 제1 주면과 제2 주면을 갖는 1매의 폴리머 필름을 포함하는 위상차 필름으로서,
제1 주면에 편광자를 적층하여 법선 방향으로부터 45°의 각도에서 측정한 파장 λ의 광에 대한 타원율 E1(λ)과, 제2 주면에 편광자를 적층하여 법선 방향으로부터 45°의 각도에서 측정한 파장 λ의 광에 대한 타원율 E2(λ)이 상이하고,
파장 450∼700㎚의 범위에서 10㎚마다 측정한 타원율 차의 절댓값 |E1(λ)-E2(λ)|의 합계가 0.3 이상인, 위상차 필름. - 제1항에 있어서,
면내의 지상축 방향의 굴절률(nx), 면내의 진상축 방향의 굴절률(ny), 및 두께 방향의 굴절률(nz)이, nx>nz>ny를 충족하는, 위상차 필름. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
파장 550㎚에서의 정면 리타데이션이 250∼600㎚인, 위상차 필름. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
파장 450∼700㎚의 범위에서 10㎚마다 측정한 타원율 E1(λ)의 표준 편차 σ1가, 파장 450∼700㎚의 범위에서 10㎚마다 측정한 타원율 E2(λ)의 표준 편차보다도 작은, 위상차 필름. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 위상차 필름과 편광자가 적층되어 있는, 편광판.
- 제5항에 있어서,
상기 위상차 필름의 지상축 방향과, 상기 편광자의 흡수축 방향이, 평행 또는 직교인, 편광판. - 제4항에 기재된 위상차 필름과 편광자가 적층되어 있고, 상기 위상차 필름의 제1 주면이 상기 편광자와 대향하고 있는, 편광판.
- 제7항에 있어서,
상기 위상차 필름의 지상축 방향과, 상기 편광자의 흡수축 방향이, 직교하고 있는, 편광판. - 제4항에 기재된 위상차 필름과 편광자가 적층되어 있고, 상기 위상차 필름의 제2 주면이 상기 편광자와 대향하고 있는, 편광판.
- 제9항에 있어서,
상기 위상차 필름의 지상축 방향과, 상기 편광자의 흡수축 방향이, 평행인, 편광판. - 화상 표시 셀의 표면에, 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 편광판을 구비하고,
상기 액정 셀과 상기 편광자와의 사이에 상기 위상차 필름이 배치되어 있는, 화상 표시 장치.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JPJP-P-2019-070780 | 2019-04-02 | ||
| JP2019070780A JP7317549B2 (ja) | 2019-04-02 | 2019-04-02 | 偏光板および画像表示装置 |
| PCT/JP2020/012080 WO2020203316A1 (ja) | 2019-04-02 | 2020-03-18 | 位相差フィルム、偏光板および画像表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210145783A true KR20210145783A (ko) | 2021-12-02 |
Family
ID=72668879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020217035287A KR20210145783A (ko) | 2019-04-02 | 2020-03-18 | 위상차 필름, 편광판 및 화상 표시 장치 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7317549B2 (ko) |
| KR (1) | KR20210145783A (ko) |
| CN (1) | CN113661419B (ko) |
| WO (1) | WO2020203316A1 (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112285977B (zh) * | 2020-12-28 | 2021-03-02 | 北京瑞波科技术有限公司 | 一种位相延迟装置及其制备方法、显示设备 |
| JPWO2022163416A1 (ko) * | 2021-01-29 | 2022-08-04 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005099476A (ja) | 2003-09-25 | 2005-04-14 | Nitto Denko Corp | 光学フィルムおよび画像表示装置 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1045261B1 (en) * | 1998-10-30 | 2005-02-02 | Teijin Limited | Phase difference film and optical device using it |
| JP4335567B2 (ja) * | 2003-04-03 | 2009-09-30 | 富士フイルム株式会社 | 位相差板および楕円偏光板 |
| JP2004361802A (ja) * | 2003-06-06 | 2004-12-24 | Konica Minolta Opto Inc | 光学補償フィルムの製造方法、光学補償フィルム、光学補償偏光板及び液晶表示装置 |
| JP2005017328A (ja) * | 2003-06-23 | 2005-01-20 | Konica Minolta Opto Inc | 光学補償フィルムの製造方法、光学補償フィルム、光学補償偏光板及び液晶表示装置 |
| JP5049705B2 (ja) * | 2006-11-16 | 2012-10-17 | 富士フイルム株式会社 | 透明フィルム、偏光板、及び液晶表示装置 |
| JP2008281667A (ja) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 位相差フィルムの製造方法 |
| JP4791434B2 (ja) * | 2007-11-15 | 2011-10-12 | 日東電工株式会社 | 液晶表示装置 |
| JP5391818B2 (ja) * | 2008-06-11 | 2014-01-15 | 住友化学株式会社 | 位相差フィルムの製造方法 |
| JP2010048889A (ja) * | 2008-08-19 | 2010-03-04 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 位相差フィルムの製造方法 |
| JP2011059471A (ja) * | 2009-09-11 | 2011-03-24 | Fujifilm Corp | 光学フィルムおよびその製造方法、偏光板、液晶表示装置等 |
| JP2012009096A (ja) * | 2010-06-23 | 2012-01-12 | Asahi Glass Co Ltd | 波長選択波長板、波長選択回折素子および光ヘッド装置 |
| JP6376849B2 (ja) * | 2014-06-05 | 2018-08-22 | 日東電工株式会社 | 位相差フィルムの製造方法および積層偏光板の製造方法 |
| JP6337825B2 (ja) * | 2015-04-21 | 2018-06-06 | 住友金属鉱山株式会社 | ポリイミドフィルムの良否判定方法、並びにそのポリイミドフィルムを用いた銅張積層板及びフレキシブル配線板の製造方法 |
| CN108027534B (zh) * | 2016-06-24 | 2021-04-09 | 日东电工株式会社 | 长条光学膜叠层体、长条光学膜叠层体卷及ips液晶显示装置 |
-
2019
- 2019-04-02 JP JP2019070780A patent/JP7317549B2/ja active Active
-
2020
- 2020-03-18 WO PCT/JP2020/012080 patent/WO2020203316A1/ja active Application Filing
- 2020-03-18 KR KR1020217035287A patent/KR20210145783A/ko unknown
- 2020-03-18 CN CN202080026607.0A patent/CN113661419B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005099476A (ja) | 2003-09-25 | 2005-04-14 | Nitto Denko Corp | 光学フィルムおよび画像表示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7317549B2 (ja) | 2023-07-31 |
| JP2020170072A (ja) | 2020-10-15 |
| CN113661419A (zh) | 2021-11-16 |
| TW202043885A (zh) | 2020-12-01 |
| WO2020203316A1 (ja) | 2020-10-08 |
| CN113661419B (zh) | 2023-11-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110192130B (zh) | 带光学补偿层的偏振片及使用了其的有机el面板 | |
| KR101872781B1 (ko) | 액정 패널 및 이 액정 패널에 이용되는 편광자 적층체 | |
| KR102329379B1 (ko) | 액정 패널 및 액정 표시 장치 | |
| TWI428643B (zh) | 橢圓偏光板及液晶顯示裝置 | |
| JP2003121644A (ja) | 偏光板及び液晶表示素子 | |
| KR20190138598A (ko) | 적층체 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 | |
| KR20210145783A (ko) | 위상차 필름, 편광판 및 화상 표시 장치 | |
| KR20190138599A (ko) | 액정 표시 장치 | |
| US9618795B2 (en) | Liquid crystal panel and liquid crystal display | |
| JP2012252084A (ja) | 液晶パネルおよび液晶表示装置 | |
| KR102574840B1 (ko) | 액정 표시 장치 | |
| CN111512198B (zh) | 偏光板组及液晶显示面板 | |
| KR101835924B1 (ko) | 광학 필름 및 그 제조방법 | |
| JP6756112B2 (ja) | 光学フィルム及び画像表示装置 | |
| CN113454701B (zh) | 图像显示装置及其制造方法 | |
| WO2021060247A1 (ja) | 位相差板、並びに、それを備えた円偏光板、液晶表示装置、及び有機ｅｌ表示装置 | |
| JP4401511B2 (ja) | 複合位相差板、光学補償偏光板及び液晶表示装置 | |
| CN117891018A (zh) | 光学层叠体 | |
| JP4936486B2 (ja) | 偏光板 | |
| WO2009028428A1 (ja) | 楕円偏光板および液晶表示装置 |