KR20230117517A - 광학 적층체 및 화상 표시 장치 - Google Patents

광학 적층체 및 화상 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 반사 휘도를 저감할 수 있는 화상 표시 장치를 실현할 수 있는 광학 적층체를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시형태에 따른 광학 적층체는, 편광자와; 굴절률 특성이 nz>nx=ny의 관계를 나타내는 제1 광학 보상층과; 굴절률 특성이 nx>ny의 관계를 나타내는 제2 광학 보상층과; 굴절률 특성이 nx>ny의 관계를 나타내는 제3 광학 보상층을 이 순서대로 구비한다. 제2 광학 보상층 및/또는 제3 광학 보상층의 굴절률 특성은, nx>ny≥nz의 관계를 나타내고, 제2 광학 보상층 및 제3 광학 보상층의 각각의 면내 위상차가 10nm 이상 220nm 이하이며, 편광자의 흡수축 방향과 제2 광학 보상층의 지상축 방향은 실질적으로 직교하는 일 없이 교차하고 있고, 제3 광학 보상층의 Nz 계수는 -4 이상 0 이하 또는 0.9 이상 4 이하이며, 제1 광학 보상층, 제2 광학 보상층 및 제3 광학 보상층은, 특정의 식 (1)을 만족하고 있다.

Description

광학 적층체 및 화상 표시 장치{OPTICAL LAMINATE AND IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 광학 적층체 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
화상 표시 장치에는, 일반적으로 용도에 적합한 광학 특성을 보상하기 위하여, 편광자와 광학 보상 필름을 조합한 다양한 광학 적층체가 사용되고 있다. 그와 같은 광학 적층체로서, 예컨대 편광자와, λ/2판인 제1 복굴절층과, λ/4판인 제2 복굴절층과, 굴절률 특성이 nz>nx=ny의 관계를 나타내는 제3 복굴절층을, 이 순서대로 구비하는 타원 편광판이 제안되고 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
또한, 화상 표시 장치에서는, 표시 장치 자체 또는 표시 장치에 이용되는 반사체(예컨대 터치 패널부, 금속 배선)에 의한 외광 반사나 배경의 비침 등이 문제가 되는 경우가 있다. 특히 유기 EL 패널은, 반사성이 높은 금속층을 포함하기 때문에, 외광 반사나 배경의 비침 등의 문제가 생기기 쉽다. 그래서, 화상 표시 패널의 시인 측에 광학 적층체를 배치하여, 화상 표시 장치의 반사 휘도를 저감하는 것이 검토되고 있다. 그러나, 특허문헌 1에 기재된 타원 편광판을 화상 표시 장치에 채용하여도, 반사 휘도를 충분히 저감하는 것은 곤란하여, 반사 휘도의 저감에는 개선의 여지가 있다.
일본 공개특허공보 2006-268007호
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 그의 주된 목적으로 하는 바는, 반사 휘도를 저감할 수 있는 화상 표시 장치를 실현할 수 있는 광학 적층체를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시형태에 따른 광학 적층체는, 편광자와; 굴절률 특성이 nz>nx=ny의 관계를 나타내는 제1 광학 보상층과; 굴절률 특성이 nx>ny의 관계를 나타내는 제2 광학 보상층과; 굴절률 특성이 nx>ny의 관계를 나타내는 제3 광학 보상층을 이 순서대로 구비한다. 상기 제2 광학 보상층 및/또는 상기 제3 광학 보상층의 굴절률 특성은, nx>ny≥nz의 관계를 나타낸다. 상기 제2 광학 보상층의 면내 위상차 Re2(550) 및 상기 제3 광학 보상층의 면내 위상차 Re3(550)의 각각은, 10nm 이상 220nm 이하이다. 상기 편광자의 흡수축 방향과 상기 제2 광학 보상층의 지상축 방향은, 실질적으로 직교하는 일 없이 교차하고 있다. 상기 제3 광학 보상층의 Nz 계수는, -4 이상 0 이하, 또는 0.9 이상 4 이하이다. 상기 제1 광학 보상층, 상기 제2 광학 보상층 및 상기 제3 광학 보상층은, 하기 식 (1)을 만족하고 있다.
(식 (1) 중, Rth1(550)은, 제1 광학 보상층의 두께 방향의 위상차를 나타내고; Rth2(550)는, 제2 광학 보상층의 두께 방향의 위상차를 나타내며; Rth3(550)은, 제3 광학 보상층의 두께 방향의 위상차를 나타내고; Re2(550)는, 제2 광학 보상층의 면내 위상차를 나타내며; Re3(550)은, 제3 광학 보상층의 면내 위상차를 나타낸다).
하나의 실시형태에서는, 상기 제2 광학 보상층의 굴절률 특성이 nz≥nx>ny의 관계를 나타내고, 상기 제3 광학 보상층의 굴절률 특성이 nx>ny≥nz의 관계를 나타낸다.
하나의 실시형태에서, 상기 제3 광학 보상층의 면내 위상차 Re3(550)은, 80nm 이상이다.
하나의 실시형태에서, 상기 제3 광학 보상층의 면내 위상차 Re3(550)은, 140nm 이상이다.
하나의 실시형태에서, 상기 제2 광학 보상층의 면내 위상차 Re2(550)는 50nm 이상 90nm 이하이다.
하나의 실시형태에서, 상기 제1 광학 보상층의 두께 방향의 위상차 Rth1(550)은, -80nm 이상이다.
하나의 실시형태에서는, 상기 제2 광학 보상층의 굴절률 특성은 nz=nx>ny의 관계를 나타내고, 상기 제3 광학 보상층의 굴절률 특성은 nx>ny=nz의 관계를 나타낸다.
하나의 실시형태에서는, 상기 제2 광학 보상층의 굴절률 특성은 nx>ny≥nz의 관계를 나타내고, 상기 제3 광학 보상층의 굴절률 특성은 nz≥nx>ny의 관계를 나타낸다.
하나의 실시형태에서, 상기 제3 광학 보상층의 면내 위상차 Re3(550)은, 180nm 이하이다.
하나의 실시형태에서, 상기 제3 광학 보상층의 면내 위상차 Re3(550)은, 110nm 이하이다.
하나의 실시형태에서, 상기 제2 광학 보상층의 면내 위상차 Re2(550)는, 80nm 이상이다.
하나의 실시형태에서, 상기 제2 광학 보상층의 면내 위상차 Re2(550)는, 100nm 이상이다.
하나의 실시형태에서, 상기 제1 광학 보상층의 두께 방향의 위상차 Rth1(550)은, -70nm 이상이다.
하나의 실시형태에서는, 상기 제2 광학 보상층의 굴절률 특성은 nx>ny=nz의 관계를 나타내고, 상기 제3 광학 보상층의 굴절률 특성은 nz=nx>ny의 관계를 나타낸다.
하나의 실시형태에서는, 상기 제2 광학 보상층 및 상기 제3 광학 보상층의 각각의 굴절률 특성은 nx>ny≥nz의 관계를 나타낸다.
하나의 실시형태에서, 상기 제3 광학 보상층의 면내 위상차 Re3(550)은, 60nm 이상이다.
하나의 실시형태에서, 상기 제3 광학 보상층의 면내 위상차 Re3(550)은, 170nm 이상이다.
하나의 실시형태에서, 상기 제2 광학 보상층의 면내 위상차 Re2(550)는, 50nm 이상 90nm 이하이다.
하나의 실시형태에서, 상기 제1 광학 보상층의 두께 방향의 위상차 Rth1(550)은 -100nm 이하이다.
하나의 실시형태에서는, 상기 제2 광학 보상층 및 상기 제3 광학 보상층의 각각의 굴절률 특성은 nx>ny=nz의 관계를 나타낸다.
하나의 실시형태에서는, 상기 제2 광학 보상층 및 상기 제3 광학 보상층 중, 굴절률 특성이 nx>ny≥nz의 관계를 나타내는 광학 보상층의 Re(450)/Re(550)는 1 미만이다.
본 발명의 다른 국면에 따른 화상 표시 장치는, 화상 표시 셀과; 상기 광학 적층체를 구비한다.
본 발명의 실시형태에 따른 광학 적층체에 의하면, 반사 휘도를 저감할 수 있는 화상 표시 장치를 실현할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 광학 적층체의 개략 단면도이다.
이하, 본 발명의 대표적인 실시형태에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태로는 한정되지 않는다.
(용어 및 기호의 정의)
본 명세서에서의 용어 및 기호의 정의는 하기와 같다.
(1) 굴절률(nx, ny, nz)
'nx'는 면내의 굴절률이 최대가 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절률이고, 'ny'는 면내에서 지상축과 직교하는 방향(즉, 진상축 방향)의 굴절률이며, 'nz'는 두께 방향의 굴절률이다.
(2) 면내 위상차(Re)
'Re(λ)'는, 23℃에서의 파장 λ㎚의 광으로 측정한 면내 위상차이다. 예컨대, 'Re(550)'는, 23℃에서의 파장 550㎚의 광으로 측정한 면내 위상차이다. Re(λ)는, 층(필름)의 두께를 d(㎚)로 하였을 때, 식: Re(λ)=(nx-ny)×d에 의해 구할 수 있다. 또한, 본 명세서에서는, '제1 광학 보상층의 면내 위상차 Re(λ)'를 'Re1(λ)'이라고 칭하고, '제2 광학 보상층의 면내 위상차 Re(λ)'를 'Re2(λ)'라고 칭하며, '제3 광학 보상층의 면내 위상차 Re(λ)'를 'Re3(λ)'이라고 칭하는 경우가 있다.
(3) 두께 방향의 위상차(Rth)
'Rth(λ)'는, 23℃에서의 파장 λ㎚의 광으로 측정한 두께 방향의 위상차이다. 예컨대, 'Rth(550)'는, 23℃에서의 파장 550㎚의 광으로 측정한 두께 방향의 위상차이다. Rth(λ)는, 층(필름)의 두께를 d(㎚)로 하였을 때, 식: Rth(λ)=(nx-nz)×d에 의해 구할 수 있다. 또한, 본 명세서에서는, '제1 광학 보상층의 두께 방향의 위상차 Rth(λ)'를 'Rth1(λ)'이라고 칭하고, '제2 광학 보상층의 두께 방향의 위상차 Rth(λ)'를 'Rth2(λ)'라고 칭하며, '제3 광학 보상층의 두께 방향의 위상차 Rth(λ)'를 'Rth3(λ)'이라고 칭하는 경우가 있다.
(4) Nz 계수
Nz 계수는, Nz=Rth/Re에 의해 구할 수 있다.
(5) 실질적으로 평행 또는 직교
'실질적으로 직교' 및 '대략 직교'라는 표현은, 2개의 방향이 이루는 각도가 90°±3°인 경우를 포함하고, '실질적으로 평행' 및 '대략 평행'이라는 표현은, 2개의 방향이 이루는 각도가 0°±3°인 경우를 포함한다. 또한, '실질적으로 직교하는 일 없이 교차한다'란, 2개의 방향이 이루는 각도가 실질적으로 직교하지 않고, 또한 실질적으로 평행도 아닌 것을 의미한다. 보다 구체적으로는, '실질적으로 직교하는 일 없이 교차한다'라는 표현은, 2개의 방향이 이루는 각도가 3° 초과 87° 미만인 경우, 및 93° 초과 177° 미만인 경우를 포함하고, 바람직하게는 5° 이상 85° 이하, 또는 95° 이상 175° 이하이다.
A. 광학 적층체의 전체 구성
도 1은, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 광학 적층체의 개략 단면도이다. 도시예의 광학 적층체(100)는, 편광자(41)를 포함하는 편광판(40)과; 굴절률 특성이 nz>nx=ny의 관계를 나타내는 제1 광학 보상층(10)과; 굴절률 특성이 nx>ny의 관계를 나타내는 제2 광학 보상층(20)과; 굴절률 특성이 nx>ny의 관계를 나타내는 제3 광학 보상층(30)을 이 순서대로 구비하고 있다. 제2 광학 보상층(20) 및/또는 제3 광학 보상층(30)의 굴절률 특성은, nx>ny≥nz의 관계를 나타낸다. 제2 광학 보상층(20)의 면내 위상차 Re2(550) 및 제3 광학 보상층(30)의 면내 위상차 Re3(550)의 각각은, 10nm 이상 220nm 이하이고, 바람직하게는 30nm 이상 200nm 이하이다. 편광자(41)의 흡수축 방향과 제2 광학 보상층(20)의 지상축 방향은, 실질적으로 직교하는 일 없이 교차하고 있다. 제3 광학 보상층(30)의 Nz 계수는 -4 이상 0 이하, 또는 0.9 이상 4 이하이다. 제1 광학 보상층(10), 제2 광학 보상층(20) 및 제3 광학 보상층(30)은, 하기 식 (1)을 만족한다.
(식 (1) 중, Rth1(550)은, 제1 광학 보상층의 두께 방향의 위상차를 나타내고; Rth2(550)는, 제2 광학 보상층의 두께 방향의 위상차를 나타내며; Rth3(550)은, 제3 광학 보상층의 두께 방향의 위상차를 나타내고; Re2(550)는, 제2 광학 보상층의 면내 위상차를 나타내며; Re3(550)은, 제3 광학 보상층의 면내 위상차를 나타낸다).
이와 같은 구성을 갖는 광학 적층체를 화상 표시 장치에 적용하면, 화상 표시 장치의 반사 휘도의 저감을 도모할 수 있다.
또한, 광학 적층체가, 면내 위상차 Re가 220nm를 초과하는 광학 보상층(특히 λ/2판)을 구비하는 경우, 당해 광학 보상층의 박후화를 도모하는 것은 곤란하고, 재료 사용량의 저감도 곤란하다. 또한, 면내 위상차 Re가 220nm를 초과하는 광학 보상층(특히 λ/2판)에서는, 배향각이 편차가 생길 우려가 있어, 편광자의 흡수축 방향과 당해 광학 보상층의 지상축 방향과의 축 어긋남이 커질 수 있다. 또한, 동일한 정도의 축 어긋남이어도 위상차값이 클수록 광학 보상에 대한 영향은 커진다. 그 때문에, 이와 같은 광학 보상층(λ/2판)을 구비하는 광학 적층체에서는, 본 발명의 실시형태에 따른 상기 광학 적층체와 같이, 박후화를 도모하고, 또한 화상 표시 장치의 반사 휘도의 저감을 도모하는 것은 곤란하다.
상기 식 (1)에서 산출되는 값은, 예컨대 -150 이상, 바람직하게는 -100 이상 이고, 예컨대 150 이하, 바람직하게는 100 이하, 보다 바람직하게는 60 이하이다.
제1 광학 보상층(10)의 굴절률 특성은, nz>nx=ny의 관계를 나타낸다. 여기에서 'nx=ny'란, nx와 ny가 완전히 동일한 경우뿐만 아니라, nx와 ny가 실질적으로 동일한 경우도 포함한다.
제1 광학 보상층(10)의 면내 위상차 Re1(550)은 예컨대 0nm 이상 3.0nm 이하이고, 바람직하게는 0nm이다.
제1 광학 보상층(10)의 두께 방향의 위상차 Rth1(550)은, 예컨대 -200nm 이상 0nm 미만이고, 바람직하게는 -5nm 이하이다.
제2 광학 보상층(20) 및 제3 광학 보상층(30)의 적어도 한쪽의 굴절률 특성은, nx>ny≥nz의 관계를 나타낸다. 제3 광학 보상층(30)의 굴절률 특성이 nx>ny≥nz의 관계를 나타내는 경우, 제2 광학 보상층(20)의 굴절률 특성은, 대표적으로는 nz≥nx>ny의 관계를 나타내거나, 또는 nx>ny≥nz의 관계를 나타낸다. 또한, 제2 광학 보상층(20)의 굴절률 특성이 nx>ny≥nz의 관계를 나타내는 경우, 제3 광학 보상층(30)의 굴절률 특성은, 대표적으로는 nz≥nx>ny의 관계를 나타내거나, 또는 nx>ny≥nz의 관계를 나타낸다. 여기에서, 'nz=nx'란, nz와 nx가 완전하게 동일한 경우뿐만 아니라, nz와 nx가 실질적으로 동일한 경우도 포함한다. 또한, 'ny=nz'란, ny와 nz가 완전하게 동일한 경우뿐만 아니라, ny와 nz가 실질적으로 동일한 경우도 포함한다.
제2 광학 보상층(20) 및 제3 광학 보상층(30) 중, 굴절률 특성이 nz=nx>ny의 관계를 나타내는 광학 보상층의 두께 방향의 위상차 Rth(550)는, 예컨대 -3.0nm 이상 3.0nm 이하이고, 바람직하게는 0nm이다.
제2 광학 보상층(20) 및 제3 광학 보상층(30) 중, 굴절률 특성이 nz>nx>ny의 관계를 나타내는 광학 보상층의 두께 방향의 위상차 Rth(550)는, 예컨대 -60nm 이상 0nm 미만, 바람직하게는 -50nm 이상 -5nm 이하이다. 이 경우, 당해 광학 보상층의 Nz 계수는, 예컨대 -1.0 이상 -0.1 이하, 바람직하게는 -0.5 이상 -0.2 이하이다.
제2 광학 보상층(20) 및 제3 광학 보상층(30) 중, 굴절률 특성이 nx>ny≥nz의 관계를 나타내는 광학 보상층의 두께 방향의 위상차 Rth(550)는 예컨대 10nm 이상 220nm 이하, 바람직하게는 30nm 이상 210nm 이하이다. 이 경우, 당해 광학 보상층의 nz 계수는 예컨대 0.9 이상 1.1 이하이다.
하나의 실시형태에서, 제2 광학 보상층(20) 및 제3 광학 보상층(30) 중, 굴절률 특성이 nx>ny≥nz의 관계를 나타내는 광학 보상층의 Re(450)/Re(550)는, 1 미만이며, 대표적으로는 0.8 이상이다.
하나의 실시형태에서, 편광자(41)의 흡수축 방향과 제3 광학 보상층(30)의 지상축 방향은, 실질적으로 직교하는 일 없이 교차하고 있다.
광학 적층체는, 매엽(枚葉)상이어도 되고 장척상이어도 된다. 본 명세서에서 '장척상'이란, 폭에 대하여 길이가 충분히 긴 세장(細長) 형상을 의미하고, 예컨대 폭에 대하여 길이가 10배 이상, 바람직하게는 20배 이상인 세장 형상을 포함한다. 장척상의 광학 적층체는, 롤상으로 권회 가능하다.
실용적으로는, 제3 광학 보상층의 편광판과 반대 측에는 점착제층(도시하지 않음)이 마련되고, 광학 적층체는 화상 표시 셀에 첩부 가능하게 되어 있다. 또한, 점착제층의 표면에는, 광학 적층체가 사용에 제공될 때까지, 박리 라이너가 가착되어 있는 것이 바람직하다. 박리 라이너를 가착하는 것에 의해, 점착제층을 보호함과 함께, 롤 형성이 가능하게 된다.
이하, 광학 적층체에서의 제1 광학 보상층, 제2 광학 보상층 및 제3 광학 보상층의 구체적인 조합에 대하여 설명한다.
A-1. 제1 광학 적층체
하나의 실시형태에서, 제1 광학 보상층(10)의 굴절률 특성이 nz>nx=ny의 관계를 나타내고, 제2 광학 보상층(20)의 굴절률 특성이 nz≥nx>ny의 관계를 나타내며, 제3 광학 보상층(30)의 굴절률 특성이 nx>ny≥nz의 관계를 나타낸다. 이와 같은 제1 광학 보상층, 제2 광학 보상층 및 제3 광학 보상층의 조합을 포함하는 광학 적층체를, 제1 광학 적층체라고 칭하는 경우가 있다.
제1 광학 적층체에서, 보다 바람직하게는, 제2 광학 보상층(20)의 굴절률 특성이 nz=nx>ny의 관계를 나타내고, 제3 광학 보상층(30)의 굴절률 특성은 nx>ny=nz의 관계를 나타낸다. 제1 광학 보상층, 제2 광학 보상층 및 제3 광학 보상층이 이와 같은 조합이면, 화상 표시 장치의 반사 휘도를 보다 저감할 수 있다.
제1 광학 적층체에서, 제1 광학 보상층(10)의 두께 방향의 위상차 Rth1(550)은, 바람직하게는 -100nm 이상, 보다 바람직하게는 -80nm 이상, 더욱 바람직하게는 -60nm 이상이고, 바람직하게는 -5nm 이하, 보다 바람직하게는 -20nm 이하이다.
제1 광학 적층체에서, Rth1(550)이 상기 범위이면, 화상 표시 장치에서 반사 휘도를 보다 저감할 수 있다.
제1 광학 적층체에서, 제2 광학 보상층(20)의 면내 위상차 Re2(550)는, 바람직하게는 40nm 이상, 보다 바람직하게는 50nm 이상이고, 바람직하게는 120nm 이하, 보다 바람직하게는 90nm 이하이다.
제1 광학 적층체에서, Re2(550)가 상기 범위이면, 화상 표시 장치에서 반사 휘도를 더욱 저감할 수 있다.
또한, 제1 광학 적층체에서, 편광자(41)의 흡수축 방향과 제2 광학 보상층(20)의 지상축 방향이 이루는 각도는, 바람직하게는 5° 이상 70° 이하이고, 보다 바람직하게는 10° 이상 60° 이하, 더욱 바람직하게는 20° 이상 40° 이하이다.
제1 광학 적층체에서, 제3 광학 보상층(30)의 면내 위상차 Re3(550)은, 바람직하게는 50nm 이상, 보다 바람직하게는 80nm 이상, 더욱 바람직하게는 110nm 이상, 특히 바람직하게는 140nm 이상이고, 바람직하게는 195nm 이하이다.
제1 광학 적층체에서, 제3 광학 보상층(30)의 두께 방향의 위상차 Rth3(550)은, 바람직하게는 50nm 이상, 보다 바람직하게는 80nm 이상, 더욱 바람직하게는 110nm 이상, 특히 바람직하게는 140nm 이상이고, 바람직하게는 210nm 이하, 보다 바람직하게는 195nm 이하이다.
제1 광학 적층체에서, Re3(550) 및/또는 Rth3(550)이 상기 범위이면, 화상 표시 장치에서 반사 휘도를 더욱 한층 저감할 수 있다.
또한, 제1 광학 적층체에서, 편광자(41)의 흡수축 방향과 제3 광학 보상층(30)의 지상축 방향이 이루는 각도는, 바람직하게는 20° 이상 80° 이하, 또는 100° 이상 170° 이하이고, 보다 바람직하게는 110° 이상 160° 이하, 더욱 바람직하게는 130° 이상 150° 이하이다.
A-2. 제2 광학 적층체
하나의 실시형태에서, 제1 광학 보상층(10)의 굴절률 특성이 nz>nx=ny의 관계를 나타내고, 제2 광학 보상층(20)의 굴절률 특성이 nx>ny≥nz의 관계를 나타내며, 제3 광학 보상층(30)의 굴절률 특성이 nz≥nx>ny의 관계를 나타낸다. 이와 같은 제1 광학 보상층, 제2 광학 보상층 및 제3 광학 보상층의 조합을 포함하는 광학 적층체를, 제2 광학 적층체라고 칭하는 경우가 있다.
제2 광학 적층체에서, 보다 바람직하게는, 제2 광학 보상층(20)의 굴절률 특성이 nx>ny=nz의 관계를 나타내고, 제3 광학 보상층(30)의 굴절률 특성이 nz=nx>ny의 관계를 나타낸다. 제1 광학 보상층, 제2 광학 보상층 및 제3 광학 보상층이 이와 같은 조합이면, 화상 표시 장치의 반사 휘도를 보다 저감할 수 있다.
제2 광학 적층체에서, 제1 광학 보상층(10)의 두께 방향의 위상차 Rth1(550)은, 바람직하게는 -100nm 이상, 보다 바람직하게는 -70nm 이상이고, 바람직하게는 -10nm 이하, 보다 바람직하게는 -30nm 이하이다.
제2 광학 적층체에서, Rth1(550)이 상기 범위이면, 화상 표시 장치에서 반사 휘도를 보다 저감할 수 있다.
제2 광학 적층체에서, 제2 광학 보상층(20)의 면내 위상차 Re2(550)는, 바람직하게는 50nm 이상, 보다 바람직하게는 80nm 이상, 더욱 바람직하게는 100nm 이상, 특히 바람직하게는 140nm 이상이고, 바람직하게는 195nm 이하이다.
제2 광학 적층체에서, 제2 광학 보상층(20)의 두께 방향의 위상차 Rth2(550)는 바람직하게는 50nm 이상, 보다 바람직하게는 80nm 이상, 더욱 바람직하게는 100nm 이상, 특히 바람직하게는 140nm 이상이고, 바람직하게는 210nm 이하, 보다 바람직하게는 195nm 이하이다.
제2 광학 적층체에서, Re2(550) 및/또는 Rth2(550)가 상기 범위이면, 화상 표시 장치에서 반사 휘도를 더욱 저감할 수 있다.
또한, 제2 광학 적층체에서, 편광자(41)의 흡수축 방향과 제2 광학 보상층(20)의 지상축 방향이 이루는 각도는, 바람직하게는 5° 이상 70° 이하, 또는 95° 이상 160° 이하이고, 보다 바람직하게는 10° 이상 50° 이하, 더욱 바람직하게는 10° 이상 40° 이하이다.
제2 광학 적층체에서, 제3 광학 보상층(30)의 면내 위상차 Re3(550)은, 바람직하게는 40nm 이상, 보다 바람직하게는 60nm 이상이고, 바람직하게는 200nm 이하, 보다 바람직하게는 180nm 이하, 더욱 바람직하게는 110nm 이하이다.
제2 광학 적층체에서, Re3(550)가 상기 범위이면, 화상 표시 장치에서 반사 휘도를 더욱 한층 저감할 수 있다.
또한, 제2 광학 적층체에서, 편광자(41)의 흡수축 방향과 제3 광학 보상층(30)의 지상축 방향이 이루는 각도는, 바람직하게는 10° 이상 85° 이하이고, 보다 바람직하게는 30° 이상 85° 이하, 더욱 바람직하게는 60° 이상 85° 이하이다.
A-3. 제3 광학 적층체
하나의 실시형태에서, 제1 광학 보상층(10)의 굴절률 특성이 nz>nx=ny의 관계를 나타내고, 제2 광학 보상층(20) 및 제3 광학 보상층(30)의 각각의 굴절률 특성이 nx>ny≥nz의 관계를 나타낸다. 이와 같은 제1 광학 보상층, 제2 광학 보상층 및 제3 광학 보상층의 조합을 포함하는 광학 적층체를, 제3 광학 적층체라고 칭하는 경우가 있다.
제3 광학 적층체에서, 보다 바람직하게는, 제2 광학 보상층(20) 및 제3 광학 보상층(30)의 각각의 굴절률 특성은 nx>ny=nz의 관계를 나타낸다. 제1 광학 보상층, 제2 광학 보상층 및 제3 광학 보상층이 이와 같은 조합이면, 화상 표시 장치의 반사 휘도를 보다 저감할 수 있다.
제3 광학 적층체에서, 제1 광학 보상층(10)의 두께 방향의 위상차 Rth1(550)은, 바람직하게는 -180nm 이상, 보다 바람직하게는 -140nm 이상이고, 바람직하게는 -10nm 이하, 보다 바람직하게는 -80nm 이하, 더욱 바람직하게는 -100nm 이하이다.
제3 광학 적층체에서, Rth1(550)이 상기 범위이면, 화상 표시 장치에서 반사 휘도를 보다 저감할 수 있다.
제3 광학 적층체에서, 제2 광학 보상층(20)의 면내 위상차 Re2(550)는, 바람직하게는 40nm 이상, 보다 바람직하게는 50nm 이상이고, 바람직하게는 180nm 이하, 보다 바람직하게는 120nm 이하, 더욱 바람직하게는 90nm 이하이다.
제3 광학 적층체에서, 제2 광학 보상층(20)의 두께 방향의 위상차 Rth2(550)는, 바람직하게는 40nm 이상, 보다 바람직하게는 50nm 이상이고, 바람직하게는 180nm 이하, 보다 바람직하게는 120nm 이하, 더욱 바람직하게는 90nm 이하이다.
제3 광학 적층체에서, Re2(550) 및/또는 Rth2(550)가 상기 범위이면, 화상 표시 장치에서 반사 휘도를 더욱 저감할 수 있다.
또한, 제3 광학 적층체에서, 편광자(41)의 흡수축 방향과 제2 광학 보상층(20)의 지상축 방향이 이루는 각도는, 바람직하게는 5° 이상 60° 이하, 또는 110° 이상 170° 이하이고, 보다 바람직하게는 10° 이상 50° 이하, 더욱 바람직하게는 20° 이상 40° 이하이다.
제3 광학 적층체에서, 제3 광학 보상층(30)의 면내 위상차 Re3(550)은, 바람직하게는 40nm 이상, 보다 바람직하게는 60nm 이상, 더욱 바람직하게는 130nm 이상, 특히 바람직하게는 170nm 이상이고, 바람직하게는 195nm 이하이다.
제3 광학 적층체에서, 제3 광학 보상층(30)의 두께 방향의 위상차 Rth3(550)은, 바람직하게는 40nm 이상, 보다 바람직하게는 60nm 이상, 더욱 바람직하게는 130nm 이상, 특히 바람직하게는 170nm 이상이고, 바람직하게는 210nm 이하, 보다 바람직하게는 195nm 이하이다.
제3 광학 적층체에서, Re3(550) 및/또는 Rth3(550)이 상기 범위이면, 화상 표시 장치에서 반사 휘도를 더욱 한층 저감할 수 있다.
또한, 제3 광학 적층체에서, 편광자(41)의 흡수축 방향과 제3 광학 보상층(30)의 지상축 방향이 이루는 각도는, 바람직하게는 10° 이상 70° 이하, 또는 95° 이상 170° 이하이고, 보다 바람직하게는 110° 이상 160° 이하, 더욱 바람직하게는 130° 이상 150° 이하이다.
이하, 광학 적층체를 구성하는 각 부재에 대하여 설명한다.
B. 편광판
B-1. 편광자
편광자(41)로서는, 임의의 적절한 편광자가 채용될 수 있다. 예컨대, 편광자를 형성하는 수지 필름은, 단층의 수지 필름이어도 되고, 2층 이상의 적층체이어도 된다.
단층의 수지 필름으로부터 구성되는 편광자의 구체예로서는, 폴리비닐알코올(PVA)계 필름, 부분 포르말화 PVA계 필름, 에틸렌·초산비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드나 이색성 염료 등의 이색성 물질에 의한 염색 처리 및 연신 처리가 실시된 것, PVA의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 광학 특성이 우수한 점에서, PVA계 필름을 요오드로 염색하고 1축 연신하여 얻어진 편광자가 이용된다.
상기 요오드에 의한 염색은, 예컨대 PVA계 필름을 요오드 수용액에 침지하는 것에 의해 행해진다. 상기 1축 연신의 연신 배율은, 바람직하게는 3배 이상 7배 이하이다. 연신은, 염색 처리 후에 행하여도 되고, 염색하면서 행하여도 된다. 또한, 연신하고 나서 염색하여도 된다. 필요에 따라, PVA계 필름에, 팽윤 처리, 가교 처리, 세정 처리, 건조 처리 등이 실시된다. 예컨대, 염색 전에 PVA계 필름을 물에 침지하여 수세함으로써, PVA계 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정하는 것이 가능할 뿐만 아니라, PVA계 필름을 팽윤시켜 염색 얼룩 등을 방지할 수 있다.
적층체를 이용하여 얻어지는 편광자의 구체예로서는, 수지 기재와 당해 수지 기재에 적층된 PVA계 수지층(PVA계 수지 필름)과의 적층체, 혹은, 수지 기재와 당해 수지 기재에 도포 형성된 PVA계 수지층과의 적층체를 이용하여 얻어지는 편광자를 들 수 있다. 수지 기재와 당해 수지 기재에 도포 형성된 PVA계 수지층과의 적층체를 이용하여 얻어지는 편광자는, 예컨대 PVA계 수지 용액을 수지 기재에 도포하고, 건조시켜 수지 기재 위에 PVA계 수지층을 형성하여, 수지 기재와 PVA계 수지층과의 적층체를 얻는 것; 당해 적층체를 연신 및 염색하여 PVA계 수지층을 편광자로 하는 것에 의해 제작될 수 있다. 본 발명의 하나의 실시형태에서는, 바람직하게는 수지 기재의 편측에, 할로겐화물과 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 폴리비닐알코올계 수지층을 형성한다. 연신은, 대표적으로는 적층체를 붕산 수용액 중에 침지시켜 연신하는 것을 포함한다. 또한 연신은, 필요에 따라, 붕산 수용액 중에서의 연신 전에 적층체를 고온(예컨대, 95℃ 이상)에서 공중 연신하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 더하여, 본 발명의 하나의 실시형태에서는, 바람직하게는 적층체는, 긴 방향으로 반송하면서 가열하는 것에 의해 폭 방향으로 2% 이상 수축시키는 건조 수축 처리에 제공된다. 대표적으로는, 본 실시형태의 제조 방법은, 적층체에, 공중 보조 연신 처리와 염색 처리와 수중 연신 처리와 건조 수축 처리를 이 순서대로 실시하는 것을 포함한다. 보조 연신을 도입하는 것에 의해, 열가소성 수지 위에 PVA를 도포하는 경우에도, PVA의 결정성을 높이는 것이 가능해져, 높은 광학 특성을 달성하는 것이 가능하게 된다. 또한, 동시에 PVA의 배향성을 사전에 높임으로써, 이후의 염색 공정이나 연신 공정에서 물에 침지되었을 때에, PVA의 배향성의 저하나 용해 등의 문제를 방지할 수 있어, 높은 광학 특성을 달성하는 것이 가능하게 된다. 또한, PVA계 수지층을 액체에 침지한 경우에서, PVA계 수지층이 할로겐화물을 포함하지 않는 경우에 비하여, 폴리비닐알코올 분자의 배향의 흐트러짐, 및 배향성의 저하가 억제될 수 있다. 이것에 의해, 염색 처리 및 수중 연신 처리 등, 적층체를 액체에 침지하여 행하는 처리 공정을 거쳐 얻어지는 편광자의 광학 특성을 향상할 수 있다. 또한 건조 수축 처리에 의해 적층체를 폭 방향으로 수축시키는 것에 의해, 광학 특성을 향상시킬 수 있다. 얻어진 수지 기재/편광자의 적층체는 그대로 이용하여도 되고(즉, 수지 기재를 편광자의 보호층으로 하여도 되고), 수지 기재/편광자의 적층체로부터 수지 기재를 박리하며, 당해 박리면에 목적에 따른 임의의 적절한 보호층을 적층하여 이용하여도 된다. 이와 같은 편광자의 제조 방법의 상세는, 예컨대 일본 공개특허공보 2012-73580호, 일본 특허공보 제6470455호에 기재되어 있다. 이들 공보는, 그 전체의 기재가 본 명세서에 참고로서 원용된다.
편광자의 두께는, 예컨대 1㎛ 이상 80㎛ 이하, 바람직하게는 1㎛ 이상 15㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1㎛ 이상 12㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 3㎛ 이상 12㎛ 이하, 특히 바람직하게는 3㎛ 이상 8㎛ 이하이다. 편광자의 두께가 이와 같은 범위이면, 가열 시의 컬을 양호하게 억제할 수 있고, 양호한 가열 시의 외관 내구성이 얻어진다.
편광자는, 바람직하게는 파장 380nm~780nm의 어느 파장에서 흡수 이색성을 나타낸다. 편광자의 단체 투과율은, 예컨대 41.5% 이상 46.0% 이하, 바람직하게는 43.0% 이상 46.0% 이하, 보다 바람직하게는 44.5% 이상 46.0% 이하이다. 편광자의 편광도는, 바람직하게는 97.0% 이상, 보다 바람직하게는 99.0% 이상, 더욱 바람직하게는 99.9% 이상이다.
B-2. 보호층
편광판(40)은, 보호층을 추가로 구비하여도 된다. 보호층은 편광자의 적어도 한쪽 면에 마련되어 있다. 도시예에서는, 편광판(40)은, 편광자(41)의 시인 측의 면에 마련되는 보호층(42)을 구비한다.
보호층은, 편광자의 보호층으로서 사용할 수 있는 임의의 적절한 필름으로 형성된다. 당해 필름의 주성분이 되는 재료의 구체예로서는, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 등의 셀룰로오스계 수지나, 폴리에스테르계, 폴리비닐알코올계, 폴리카보네이트계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리에테르설폰계, 폴리설폰계, 폴리스티렌계, 폴리노보넨계, 폴리올레핀계, (메트)아크릴계, 아세테이트계 등의 투명 수지를 들 수 있다. 또한, (메트)아크릴계, 우레탄계, (메트)아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화형 수지 또는 자외선 경화형 수지 등도 들 수 있다. 이 밖에도, 예컨대 실록산계 폴리머 등의 유리질계 폴리머도 들 수 있다. 또한, 일본 공개특허공보 2001-343529호(WO01/37007)에 기재된 폴리머 필름도 사용할 수 있다.
편광판(40)이, 후술하는 화상 표시 장치의 최표면에 위치하는 보호층을 구비하는 경우, 당해 보호층에는, 필요에 따라, 하드 코트 처리, 반사 방지 처리, 스티킹 방지 처리, 안티 글레어 처리 등의 표면 처리가 실시되어 있어도 된다.
보호층의 두께는, 대표적으로는 5mm 이하, 바람직하게는 1mm 이하, 보다 바람직하게는 1㎛ 이상 500㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 5㎛ 이상 150㎛ 이하이다. 또한, 표면 처리가 실시되어 있는 경우, 보호층의 두께는 표면 처리층의 두께를 포함한 두께이다.
C. 제1 광학 보상층
도시예에서는, 제1 광학 보상층(10)은, 편광판(40)에 인접하여 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 제1 광학 보상층(10)은, 편광자(41)에 인접하여 배치되어 있다. 본 명세서에서 '인접하여 배치'란, 직접 적층되어 있거나, 접착층(예컨대, 접착제층 또는 점착제층)만을 개재하여 적층되어 있는 것을 의미한다. 즉, 편광판(40)과 제1 광학 보상층(10)의 사이에, 다른 광학 기능층이 개재하지 않는 것을 의미한다.
제1 광학 보상층(10)의 파장 550nm에서의 광투과율은, 바람직하게는 80% 이상, 보다 바람직하게는 85% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상이다. 광투과율의 이론적인 상한은 100%이지만, 공기와 위상차 필름과의 굴절률차에 기인하여 표면 반사가 생기는 점에서, 광투과율의 실현 가능한 상한은 대체로 94%이다.
제1 광학 보상층(10)의 두께는, 소망하는 광학 특성이 얻어지도록 설정될 수 있다. 제1 광학 보상층(10)의 두께는, 대표적으로는 0.5㎛ 이상이고, 대표적으로는 10㎛ 이하, 바람직하게는 8㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 5㎛ 이하이다.
제1 광학 보상층(10)의 굴절률 특성은, 상기와 같이, nz>nx=ny의 관계를 나타낸다. nz>nx=ny의 굴절률 특성을 나타내는 층(필름)은, '포지티브 C 플레이트' 등으로 칭해지는 경우가 있다.
제1 광학 보상층(10)은 대표적으로는 호메오트로픽 배향으로 고정된 액정 재료를 포함하는 필름(이하, 호메오트로픽 배향 액정 필름으로 한다.)으로 구성된다. 호메오트로픽 배향시킬 수 있는 액정 재료(액정 화합물)는 액정 모노머이어도 액정 폴리머이어도 된다. 액정 재료(액정 화합물)는 바람직하게는 중합성을 갖고, 보다 바람직하게는 광중합성을 갖는다. 당해 액정 화합물의 구체예로서는, 일본 공개특허공보 제2002-333642호의 [0020]∼[0028]에 기재된 액정 화합물을 들 수 있다.
이와 같은 호메오트로픽 배향 액정 필름의 조제 방법으로서는, 임의의 적절한 조제 방법이 채용될 수 있다. 예컨대, 액정 재료 및 용매를 포함하는 도공액을 기재(예컨대, 수지 기재)에 도공한 후, 도막을 가열하여 액정 재료를 액정 상태로 하여 호메오트로픽 배향시킨다. 그 후, 호메오트로픽 배향한 액정 재료에 대하여, 예컨대 광(자외선 등)을 조사하여, 액정 재료를 중합 또는 가교시켜 액정 재료의 배향성을 고정화한다. 이에 따라, 호메오트로픽 배향 액정 필름을 얻을 수 있다.
또한, 배향 처리 조건(가열 온도, 가열 시간)을 조정함으로써, 제1 광학 보상층의 Rth1(550)을 상기한 범위로 조정할 수 있다.
가열 온도는 예컨대 60℃ 이상, 바람직하게는 70℃ 이상이고, 예컨대 300℃ 이하, 바람직하게는 200℃ 이하이다. 가열 시간은, 예컨대 10초 이상, 바람직하게는 20초 이상이고, 예컨대 2시간 이하, 바람직하게는 30분 이하이다. 배향 처리 조건이 상기 범위이면, 호메오트로픽 배향을 안정적으로 형성할 수 있다.
D. 제2 광학 보상층
제2 광학 보상층(20)은, 제1 광학 보상층(10)에 대하여 편광판(40)의 반대 측에 배치되어 있다. 도시예에서는, 제2 광학 보상층(20)은, 제1 광학 보상층(10)에 인접하여 배치되어 있다. 즉, 제1 광학 보상층(10)과 제2 광학 보상층(20)의 사이에, 다른 광학 기능층이 개재하지 않는 것을 의미한다.
제2 광학 보상층(20)의 파장 550nm에서의 광투과율의 범위는, 상기한 제1 광학 보상층(10)의 광투과율의 범위와 마찬가지이다.
제2 광학 보상층(20)의 두께는, 소망하는 광학 특성이 얻어지도록 설정될 수 있다. 제2 광학 보상층(20)의 두께는, 대표적으로는 1㎛ 이상, 바람직하게는 4㎛ 이상이고, 대표적으로는 200㎛ 이하, 바람직하게는 150㎛ 이하, 보다 바람직하게는 40㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 30㎛ 이하이다.
제2 광학 보상층(20)의 굴절률 특성은, 상기와 같이 nx>ny의 관계를 나타내고, 대표적으로는 nz≥nx>ny의 관계, 또는 nx>ny≥nz의 관계를 나타낸다. nz=nx>ny의 굴절률 특성을 나타내는 층(필름)은, '네거티브 A 플레이트' 등으로 칭해지는 경우가 있다. nz>nx>ny의 굴절률 특성을 나타내는 층(필름)은, '포지티브 B 플레이트' 등으로 칭해지는 경우가 있다. nx>ny=nz의 굴절률 특성을 나타내는 층(필름)은 '포지티브 A 플레이트' 등으로 칭해지는 경우가 있다. nx>ny>nz의 굴절률 특성을 나타내는 층(필름)은 '네거티브 B 플레이트' 등으로 칭해지는 경우가 있다.
제2 광학 보상층(20)은, 상기와 같은 특성이 얻어지는 한에서 임의의 적절한 재료가 채용될 수 있다.
D-1. 굴절률 특성이 nz≥nx>ny의 관계를 나타내는 제2 광학 보상층
제2 광학 보상층(20)의 굴절률 특성이 nz≥nx>ny의 관계를 나타내는 경우, 제2 광학 보상층(20)은, 대표적으로는 열가소성 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름의 연신 필름으로부터 구성된다. 당해 열가소성 수지로서는, 바람직하게는 음(負)의 복굴절을 나타내는 폴리머가 이용된다. 음의 복굴절을 나타내는 폴리머를 이용하는 것에 의해, nz≥nx>ny의 굴절률 타원체를 갖는 위상차 필름을 간편하게 얻을 수 있다. 여기에서, '음의 복굴절을 나타낸다'란, 폴리머를 연신 등에 의해 배향시킨 경우에, 그의 연신 방향의 굴절률이 상대적으로 작아지는 것을 말한다. 환언하면, 연신 방향과 직교하는 방향의 굴절률이 커지는 것을 말한다. 음의 복굴절을 나타내는 폴리머로서는, 예컨대 방향환이나 카보닐기 등의 분극 이방성이 큰 화학 결합이나 관능기가 측쇄에 도입된 폴리머를 들 수 있다. 구체적으로는, 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 말레이미드계 수지 등을 들 수 있다.
상기 아크릴계 수지는, 예컨대 아크릴레이트계 모노머를 부가 중합시키는 것에 의해 얻어질 수 있다. 아크릴계 수지로서는, 예컨대 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리부틸메타크릴레이트, 폴리시클로헥실메타크릴레이트를 들 수 있다.
상기 스티렌계 수지는, 예컨대 스티렌계 모노머를 부가 중합시키는 것에 의해 얻어질 수 있다. 스티렌계 모노머로서는, 예컨대 스티렌, α-메틸스티렌, o-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-클로로스티렌, p-니트로스티렌, p-아미노스티렌, p-카복시스티렌, p-페닐스티렌, 2,5-디클로로스티렌, p-t-부틸스티렌을 들 수 있다.
상기 말레이미드계 수지는, 예컨대 말레이미드계 모노머를 부가 중합시키는 것에 의해 얻어질 수 있다. 말레이미드계 모노머로서는, 예컨대 N-에틸말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, N-페닐말레이미드, N-(2-메틸페닐)말레이미드, N-(2-에틸페닐)말레이미드, N-(2-프로필페닐)말레이미드, N-(2-이소프로필페닐)말레이미드, N-(2,6-디메틸페닐)말레이미드, N-(2,6-디프로필페닐)말레이미드, N-(2,6-디이소프로필페닐)말레이미드, N-(2-메틸-6-에틸페닐)말레이미드, N-(2-클로로페닐)말레이미드, N-(2,6-디클로로페닐)말레이미드, N-(2-브로모페닐)말레이미드, N-(2,6-디브로모페닐)말레이미드, N-(2-비페닐)말레이미드, N-(2-시아노페닐)말레이미드를 들 수 있다.
상기 부가 중합에서, 중합 후에 측쇄를 치환하거나, 말레이미드화나 그래프트화 반응시키거나 하는 것 등에 의해, 얻어지는 수지의 복굴절 특성을 제어할 수도 있다.
상기 음의 복굴절을 나타내는 폴리머는, 다른 모노머가 공중합되어 있어도 된다. 다른 모노머가 공중합되는 것에 의해, 취성이나 성형 가공성, 내열성이 개선될 수 있다. 당해 다른 모노머로서는, 예컨대 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1,3-부타디엔, 2-메틸-1-부텐, 2-메틸-1-펜텐, 1-헥센 등의 올레핀; 아크릴로니트릴; 아크릴산 메틸, 메타크릴산 메틸 등의 (메트)아크릴레이트; 무수 말레산; 초산비닐 등의 비닐에스테르를 들 수 있다.
상기 음의 복굴절을 나타내는 폴리머가, 상기 스티렌계 모노머와 상기 다른 모노머와의 공중합체인 경우, 스티렌계 모노머의 배합률은, 바람직하게는 50몰%~80몰%이다. 상기 음의 복굴절을 나타내는 폴리머가, 상기 말레이미드계 모노머와 상기 다른 모노머와의 공중합체인 경우, 말레이미드계 모노머의 배합률은, 바람직하게는 2몰%~50몰%이다. 이와 같은 범위에서 배합시키는 것에 의해, 인성(靭性) 및 성형 가공성이 우수한 고분자 필름이 얻어질 수 있다.
상기 음의 복굴절을 나타내는 폴리머로서는, 바람직하게는 스티렌-무수 말레산 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-(메트)아크릴레이트 공중합체, 스티렌-말레이미드 공중합체, 비닐에스테르-말레이미드 공중합체, 올레핀-말레이미드 공중합체 등이 이용된다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 이용할 수 있다. 이들 폴리머는 높은 음의 복굴절을 나타내고, 또한 내열성이 우수할 수 있다. 이들 폴리머는, 예컨대 노바·케미컬·재팬이나, 아라카와 화학 공업(주)로부터 입수할 수 있다.
상기 음의 복굴절을 나타내는 폴리머로서, 바람직하게는 하기 일반식 (I)에서 나타내는 반복 단위를 갖는 폴리머도 이용된다. 이와 같은 폴리머는, 보다 한층, 높은 음의 복굴절을 나타내고, 또한 내열성, 기계적 강도가 우수할 수 있다. 이와 같은 폴리머는, 예컨대 출발 원료인 말레이미드계 모노머의 N치환기로서, 적어도 오르쏘 위치에 치환기를 갖는 페닐기를 도입한 N-페닐 치환 말레이미드를 이용하는 것에 의해 얻을 수 있다.
상기 일반식 (I) 중, R1~R5는, 각각 독립적으로, 수소, 할로겐 원자, 카복실산, 카복실산 에스테르, 수산기, 니트로기, 또는 탄소수 1~8의 직쇄 혹은 분기의 알킬기 혹은 알콕시기를 나타내고(단, R1 및 R5는, 동시에 수소 원자는 아님), R6 및 R7은, 수소 또는 탄소수 1~8의 직쇄 혹은 분기의 알킬기 혹은 알콕시기를 나타내며, n은 2 이상의 정수를 나타낸다.
상기 음의 복굴절을 나타내는 폴리머로서는, 상기로 한정되지 않고, 예컨대 일본 공개특허공보 2005-350544호 등에 개시되어 있는 바와 같은 환상 올레핀계 공중합체도 이용할 수 있다. 또한, 일본 공개특허공보 2005-156862호, 일본 공개특허공보 2005-227427호 등에 개시되어 있는 바와 같은, 폴리머와 무기 미립자를 포함하는 조성물도 적합하게 이용할 수 있다. 또한, 음의 복굴절을 나타내는 폴리머로서는, 1종을 단독으로 이용하여도 되고, 2종 이상을 혼합하여 이용하여도 된다. 또한 이들을 공중합, 분기, 가교, 분자 말단 수식(또는 봉지), 및 입체 규칙 변성 등에 의해 변성하여 이용할 수도 있다.
이와 같은 고분자 필름의 성형 방법으로서는, 임의의 적절한 성형 방법이 채용될 수 있다. 성형 조건은, 이용하는 수지의 조성이나 종류, 성형 가공법 등에 따라, 적절히 설정될 수 있다.
굴절률 특성이 nz≥nx>ny의 관계를 나타내는 제2 광학 보상층에 대응하는 위상차 필름(연신 필름)은, 상기 고분자 필름을 임의의 적절한 연신 조건으로 연신하는 것에 의해 얻어질 수 있다.
연신 방법의 구체예로서는, 종 1축 연신법, 횡 1축 연신법, 종횡 순차 2축 연신법, 종횡 동시 2축 연신법을 들 수 있다. 바람직하게는, 종 1축 연신법, 종횡 순차 2축 연신법, 종횡 동시 2축 연신법이 이용된다. 상기 음의 복굴절을 나타내는 폴리머에서는, 상술과 같이 연신 방향의 굴절률이 상대적으로 작아지는 점에서, 종 1축 연신법의 경우는, 고분자 필름의 반송 방향으로 진상축을 갖는다(반송 방향과 직교하는 방향의 굴절률이 nx가 된다). 종횡 순차 2축 연신법, 종횡 동시 2축 연신법의 경우는, 종·횡의 연신 배율의 비에 의해, 반송 방향, 폭 방향 모두 지상축으로 할 수 있다. 구체적으로는, 종(반송) 방향의 연신 배율을 상대적으로 크게 하면, 횡(폭) 방향이 지상축이 되고, 횡(폭) 방향의 연신 배율을 상대적으로 크게 하면, 종(반송) 방향이 지상축이 된다.
또한, 고분자 필름의 두께(원반(原反) 두께), 연신 온도 및 연신 배율을 조정하는 것에 의해, 제2 광학 보상층의 Re2(550) 및 Rth2(550)를 상기한 범위로 조정할 수 있다.
고분자 필름의 두께(원반 두께)는, 대표적으로는 5㎛ 이상, 바람직하게는 10㎛ 이상이고, 대표적으로는 50㎛ 이하, 바람직하게는 40㎛ 이하이다.
연신 온도(고분자 필름을 연신할 때의 연신 오븐 내의 온도)는, 바람직하게는 고분자 필름의 유리전이온도(Tg) 부근이다. 구체적으로는, (Tg-10)℃~(Tg＋30)℃인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 Tg~(Tg＋25)℃, 특히 바람직하게는(Tg＋5)℃~(Tg＋20)℃이다. 연신 온도가 지나치게 낮으면, 위상차값이나 지상축의 방향이 불균일해지거나, 고분자 필름이 결정화(백탁)할 우려가 있다. 한편, 연신 온도가 과도하게 높으면, 고분자 필름이 융해하거나 위상차의 발현이 불충분해질 우려가 있다. 연신 온도는, 대표적으로는 120℃ 이상 170℃ 이하이다. 또한, 유리전이온도는, JISK7121-1987에 준하여 DSC법에 의해 구할 수 있다.
연신 배율은, 고분자 필름의 조성, 휘발성 성분 등의 종류, 휘발성 성분 등의 잔류량, 소망하는 위상차값 등에 따라, 임의의 적절한 값으로 설정될 수 있다. 바람직하게는 1.1배 이상 3.0배 이하이다. 또한, 연신 시의 이송 속도는, 연신 장치의 기계 정밀도, 안정성 등의 관점에서, 바람직하게는 0.5m/분~20m/분이다.
이상, 음의 복굴절을 나타내는 폴리머를 이용하여 위상차 필름을 얻는 방법에 대하여 기술하였지만, 위상차 필름은 양(正)의 복굴절을 나타내는 폴리머를 이용하여 얻을 수도 있다. 양의 복굴절을 나타내는 폴리머를 이용하여 위상차 필름을 얻는 방법으로서는, 예컨대 일본 공개특허공보 2000-231016호, 일본 공개특허공보 2000-206328호, 일본 공개특허공보 2002-207123호에 개시되어 있는 바와 같은, 두께 방향의 굴절률을 증대시키는 연신 방법을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 양의 복굴절을 나타내는 폴리머를 함유하는 필름의 편면 또는 양면에 열수축성 필름을 접착하고, 가열 처리를 행하는 방법을 들 수 있다. 당해 필름을, 가열 처리에 의한 열수축성 필름의 수축력의 작용하에서 수축시켜, 당해 필름의 길이 방향 및 폭 방향을 수축시키는 것에 의해, 두께 방향의 굴절률을 증대시킬 수 있고, nz>nx>ny의 굴절률 타원체를 갖는 위상차 필름을 얻을 수 있다.
이와 같이, 굴절률 특성이 nz≥nx>ny의 관계를 나타내는 제2 광학 보상층은, 음의 어느 복굴절을 나타내는 폴리머를 이용하여도 제조할 수 있다. 일반적으로, 양의 복굴절을 나타내는 폴리머를 이용하는 경우는, 선택할 수 있는 폴리머의 종류가 많은 점에서 이점을 갖고 있고, 음의 복굴절을 나타내는 폴리머를 이용하는 경우는, 양의 복굴절을 나타내는 폴리머를 이용하는 경우에 비하여, 그의 연신 방법에 기인하여, 지상축 방향의 균일성이 우수한 위상차 필름이 간편하게 얻어지는 점에서 이점을 갖고 있다.
D-2. 굴절률 특성이 nx>ny≥nz의 관계를 나타내는 제2 광학 보상층
제2 광학 보상층(20)의 굴절률 특성이 nx>ny≥nz의 관계를 나타내는 경우, 제2 광학 보상층(20)은 대표적으로는 위상차 필름(고분자 필름의 연신 필름)으로 구성된다. 고분자 필름을 형성하는 수지로서는, 임의의 적절한 수지가 채용될 수 있다. 구체예로서는, 노보넨계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리설폰계 수지 등의 양의 복굴절 필름을 구성하는 수지를 들 수 있다. 그 중에서도, 노보넨계 수지, 폴리카보네이트계 수지가 바람직하다.
상기 노보넨계 수지는, 노보넨계 모노머를 중합 단위로 하여 중합되는 수지이다. 당해 노보넨계 모노머로서는, 예컨대 노보넨, 및 그의 알킬 및/또는 알킬리덴 치환체, 예컨대 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; 디메타노옥타히드로나프탈렌, 그의 알킬 및/또는 알킬리덴 치환체, 및 할로겐 등의 극성기 치환체, 예컨대 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-메톡시카보닐-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌 등; 시클로펜타디엔의 3~4량체, 예컨대 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-시클로펜타안트라센을 들 수 있다. 상기 노보넨계 수지는, 노보넨계 모노머와 다른 모노머와의 공중합체이어도 된다.
상기 폴리카보네이트계 수지는, 예컨대 플루오렌계 디히드록시 화합물에서 유래되는 구조 단위와, 이소소르비드계 디히드록시 화합물에서 유래되는 구조 단위와, 지환식 디올, 지환식 디메탄올, 디, 트리 또는 폴리에틸렌글리콜, 및 알킬렌 글리콜 또는 스피로글리콜로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 디히드록시 화합물에서 유래되는 구조 단위를 포함한다. 폴리카보네이트계 수지는, 바람직하게는 플루오렌계 디히드록시 화합물에서 유래되는 구조 단위와, 이소소르비드계 디히드록시 화합물에서 유래되는 구조 단위와, 스피로글리콜에서 유래되는 구조 단위를 포함한다. 폴리카보네이트계 수지는, 필요에 따라 그 외의 디히드록시 화합물에서 유래되는 구조 단위를 포함하고 있어도 된다. 또한, 본 발명에 적합하게 이용될 수 있는 폴리카보네이트계 수지의 상세는, 예컨대 일본 공개특허공보 2014-10291호, 일본 공개특허공보 2014-26266호, 일본 공개특허공보 2015-212816호, 일본 공개특허공보 2015-212817호, 일본 공개특허공보 2015-212818호에 기재되어 있고, 당해 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다.
굴절률 특성이 nx>ny≥nz의 관계를 나타내는 제2 광학 보상층에 대응하는 위상차 필름(연신 필름)은, 상기 고분자 필름을 임의의 적절한 연신 조건으로 연신함으로써 얻어질 수 있다. 구체적으로는, 폴리머의 종류, 연신 조건(예컨대, 연신 온도, 연신 배율, 연신 방향), 연신 방법(예컨대, 종 1축 연신)을 적절히 선택함으로써, 상기 소망하는 광학 특성(예컨대, 굴절률 특성, 면내 위상차, 두께 방향의 위상차)을 갖는 위상차 필름(제2 광학 보상층)이 얻어질 수 있다. 특히, 고분자 필름의 두께(원반 두께), 연신 온도 및 연신 배율을 조정함으로써, 제2 광학 보상층의 Re2(550) 및 Rth2(550)를 상기한 범위로 조정할 수 있다.
고분자 필름의 두께(원반 두께)는, 대표적으로는 5㎛ 이상, 바람직하게는 10㎛ 이상이고, 대표적으로는 210㎛ 이하, 바람직하게는 160㎛ 이하, 보다 바람직하게는 50㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 40㎛ 이하이다.
연신 온도는, 바람직하게는 120℃ 이상 170℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 130℃ 이상 160℃ 이하이다. 연신 배율은, 바람직하게는 1.1배~3.0배이고, 보다 바람직하게는 1.3배~2.0배이다.
E. 제3 광학 보상층
제3 광학 보상층(30)은, 제2 광학 보상층(20)에 대하여 제1 광학 보상층(10)의 반대 측에 배치되어 있다. 도시예에서는, 제3 광학 보상층(30)은, 제2 광학 보상층(20)에 인접하여 배치되어 있다. 즉, 제2 광학 보상층(20)과 제3 광학 보상층(30)의 사이에, 다른 광학 기능층이 개재하지 않는 것을 의미한다.
제3 광학 보상층(30)의 파장 550nm에서의 광투과율의 범위는, 상기한 제1 광학 보상층(10)의 광투과율의 범위와 마찬가지이다.
제3 광학 보상층(30)의 두께는, 소망하는 광학 특성이 얻어지도록 설정될 수 있다. 제3 광학 보상층(30)의 두께는, 대표적으로는 1㎛ 이상, 바람직하게는 4㎛ 이상이고, 대표적으로는 200㎛ 이하, 바람직하게는 150㎛ 이하, 보다 바람직하게는 40㎛ 이하, 바람직하게는 30㎛ 이하이다.
제3 광학 보상층(30)의 굴절률 특성은, 상기와 같이 nx>ny의 관계를 나타내고, 대표적으로는 nz≥nx>ny의 관계, 또는 nx>ny≥nz의 관계를 나타낸다.
제3 광학 보상층(30)의 굴절률 특성이 nz≥nx>ny의 관계를 나타내는 경우, 제3 광학 보상층(30)은, 상기 D-1항에서 설명되는 제2 광학 보상층(굴절률 특성; nz≥nx>ny)과 마찬가지로 형성된다.
제3 광학 보상층(30)의 굴절률 특성이 nx>ny≥nz의 관계를 나타내는 경우, 제3 광학 보상층(30)은, 상기 D-2항에서 설명되는 제2 광학 보상층(굴절률 특성; nx>ny≥nz)과 마찬가지로 형성된다.
F. 화상 표시 장치
상기 A항~E항에 기재된 광학 적층체는, 화상 표시 장치에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 하나의 실시형태는, 그와 같은 광학 적층체를 이용한 화상 표시 장치도 포함한다. 화상 표시 장치의 대표예로서는, 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치를 들 수 있다. 특히, 상기한 광학 적층체는, 화상 표시 장치의 반사 휘도를 저감할 수 있으므로, 유기 EL 표시 장치에 적합하게 적용될 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따른 화상 표시 장치는, 화상 표시 셀과, 상기 A항~E항에 기재된 광학 적층체를 구비한다. 대표적으로는, 화상 표시 장치는, 화상 표시 셀을 포함하는 화상 표시 패널과, 그의 시인 측에 배치되는 상기 광학 적층체를 구비한다. 또한, 화상 표시 장치를 광학 표시 장치라고 칭하는 경우가 있고, 화상 표시 패널을 광학 표시 패널이라고 칭하는 경우가 있으며, 화상 표시 셀을 광학 표시 셀이라고 칭하는 경우가 있다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 각 특성의 측정 방법은 이하와 같다.
(1) 위상차값의 측정
실시예 및 비교예에 이용한 제1 광학 보상층, 제2 광학 보상층 및 제3 광학 보상층의 위상차값에 대하여, 오지 계측 제조 KOBRA-WPR을 이용하여 자동 계측하였다. 측정 파장은 450nm 또는 550nm, 측정 온도는 23℃이었다.
(2) 반사 휘도(휘도)
실시예 및 비교예에서 얻어진 화상 표시 장치의 반사 휘도를, 휘도계(인스트루먼트 시스템즈(Instrument Systems)사 제조, 상품명 'DMS505')에 의해, 극각 60°에서의 방위각 5°씩의 휘도(단위: cd/m2)를 측정하고, 그의 최댓값을 반사 휘도로 하였다. 그 결과를 표 1부터 표 4에 나타낸다.
<굴절률 특성이 nz>nx=ny인 위상차 필름(포지티브 C 플레이트)의 제작>
<<제조예 1>>
하기 화학식(Ⅱ)(식 중의 숫자 65 및 35는 모노머 유닛의 몰%를 나타내고, 편의적으로 블록 폴리머체로 나타내고 있다: 중량평균 분자량 5000)으로 나타내는 측쇄형 액정 폴리머 20질량부, 네마틱 액정상을 나타내는 중합성 액정(바스프(BASF)사 제조: 상품명 PaliocolorLC242) 80질량부 및 광중합 개시제(치바스페셜티케미컬즈사 제조: 상품명 이르가큐어 907) 5질량부를 시클로펜타논 200질량부에 용해하여 액정 도공액을 조제하였다.
그리고, 기재 필름(노보넨계 수지 필름: 일본 제온사 제조, 상품명 '제오넥스')에 당해 도공액을 바코터에 의해 도공한 후, 80℃에서 4분간 가열 건조함으로써 액정을 배향시켰다. 이 액정층에 자외선을 조사하여, 액정층을 경화시킴으로써, 위상차 필름(두께: 1㎛)을 기재 위에 형성하였다.
이와 같이 하여 얻어진 위상차 필름은, 굴절률 특성이 nz>nx=ny의 관계를 나타내고 있었다. 위상차 필름(포지티브 C 플레이트)의 면내 위상차 Re(550) 및 두께 방향의 위상차 Rth(550)를 표 1부터 표 4에 나타낸다.
<<제조예 2-8>>
두께 방향의 위상차 Rth(550)가 표 1부터 표 4에 나타내는 값이 되도록, 배향 처리 조건을 변경한 것 이외에는, 제조예 1과 마찬가지로 하여 위상차 필름(포지티브 C 플레이트)을 얻었다.
<굴절률 특성이 nz=nx>ny인 위상차 필름(네거티브 A 플레이트)의 제작>
<<제조예 9>>
스티렌-무수 말레산 공중합체(노바·케미컬·재팬사 제조, 상품명 '다이라크 D232')의 펠릿상 수지를, 단축 압출기와 T다이를 이용하여 270℃에서 압출하고, 시트상의 용융 수지를 냉각 드럼으로 냉각하여 두께 40㎛의 필름을 얻었다. 이 필름을, 롤 연신기를 이용하여, 온도 130℃, 연신 배율 1.1배로, 반송 방향으로 종연신하여, 반송 방향으로 진상축을 갖는 위상차 필름을 얻었다.
이와 같이 하여 얻어진 위상차 필름은, 굴절률 특성이 nz=nx>ny의 관계를 나타내고 있었다. 위상차 필름(네거티브 A 플레이트)의 면내 위상차 Re(550), 두께 방향의 위상차 Rth(550) 및 Re(450)/Re(550)을 표 1 및 표 2에 나타낸다.
<<제조예 10-16>>
제조예 9와 마찬가지로 하여 얻어진 연신 전의 필름(두께 40㎛)을, 면내 위상차 Re(550)가 표 1 및 표 2에 나타내는 값이 되도록, 130℃에서 종연신하여 위상차 필름(네거티브 A 플레이트)을 얻었다.
<굴절률 특성이 nz>nx>ny인 위상차 필름(포지티브 B 플레이트)의 제작>
<<제조예 17 및 18>>
제조예 9와 마찬가지로 하여 얻어진 연신 전의 필름(두께 40㎛)을, 면내 위상차 Re(550) 및 두께 방향의 위상차 Rth(550)가 표 1 및 표 2에 나타내는 값이 되도록, 130℃에서 반송 방향으로 고정단 종연신하여 위상차 필름을 얻었다.
이와 같이 하여 얻어진 위상차 필름은, 굴절률 특성이 nz＞nx＞ny의 관계를 나타내고 있었다. 위상차 필름(포지티브 B 플레이트)의 면내 위상차 Re(550), 두께 방향의 위상차 Rth(550), Re(450)/Re(550) 및 Nz 계수를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
<굴절률 특성이 nx>ny=nz인 위상차 필름(포지티브 A 플레이트)의 제작>
<<제조예 19>>
장척의 노보넨계 수지 필름(일본 제온사 제조, 상품명 Zeonor, 두께 40㎛, 광탄성 계수 3.10×10-12㎡/N)을 135℃에서 1.4배로 자유단 종연신함으로써, 두께 35㎛의 위상차 필름을 얻었다.
이와 같이 하여 얻어진 위상차 필름은, 굴절률 특성이 nx>ny=nz의 관계를 나타내고 있었다. 위상차 필름(포지티브 A 플레이트)의 면내 위상차 Re(550), 두께 방향의 위상차 Rth(550), Re(450)/Re(550) 및 Nz 계수를 표 1부터 표 4에 나타낸다.
<<제조예 20-30>>
노보넨계 수지 필름(일본 제온사 제조, 상품명 Zeonor, 두께 40㎛)을, 면내 위상차 Re(550)가 표 1부터 표 4에 나타내는 값이 되도록, 135℃에서 자유단 종연신하여 위상차 필름(포지티브 A 플레이트)을 얻었다. 또한, 제조예 29의 위상차 필름은 Re(550)가 270nm이고, λ/2판으로서 기능한다. 또한, 제조예 30의 위상차 필름은 Re(550)가 135nm이며, λ/4판으로서 기능한다.
<<제조예 31>>
교반 날개 및 100℃로 제어된 환류 냉각기를 구비한 종형 반응기 2기를 포함하는 배치 중합 장치에, 비스[9-(2-페녹시카보닐에틸)플루오렌-9-일]메탄 29.60질량부(0.046mol), 이소소르비드(ISB) 29.21질량부(0.200mol), 스피로글리콜(SPG) 42.28질량부(0.139mol), 디페닐카보네이트(DPC) 63.77질량부(0.298mol), 및 촉매로서 초산 칼슘 1수화물 1.19×10-2질량부(6.78×10-5mol)를 투입하였다. 반응기 내를 감압 질소 치환한 후, 열매(熱媒)로 가온을 행하여, 내부 온도가 100℃가 된 시점에서 교반을 개시하였다. 승온 개시 40분 후에 내부 온도를 220℃로 도달시키고, 이 온도를 유지하도록 제어함과 동시에 감압을 개시하며, 220℃에 도달하고 나서 90분에서 13.3kPa로 하였다. 중합 반응과 함께 부생하는 페놀 증기를 100℃의 환류 냉각기로 유도하고, 페놀 증기 중에 약간량 포함되는 모노머 성분을 반응기로 되돌려, 응축하지 않는 페놀 증기는 45℃의 응축기로 유도하여 회수하였다. 제1 반응기에 질소를 도입하고 일단 대기압까지 복압시킨 후, 제1 반응기 내의 올리고머화된 반응액을 제2 반응기로 옮겼다. 이어서, 제2 반응기 내의 승온 및 감압을 개시하고, 50분에서 내부 온도 240℃, 압력 0.2kPa로 하였다. 그 후, 소정의 교반 동력이 될 때까지 중합을 진행시켰다. 소정 동력에 도달한 시점에서 반응기에 질소를 도입하고 복압하여, 생성한 폴리에스테르카보네이트계 수지를 수중에 압출하고, 스트랜드를 컷팅하여 펠릿을 얻었다.
얻어진 폴리에스테르카보네이트계 수지(펠릿)를 80℃에서 5시간 진공 건조를 한 후, 단축 압출기(토시바 기계사 제조, 실린더 설정 온도: 250℃), T다이(폭 200mm, 설정 온도: 250℃), 칠드 롤(설정 온도: 120~130℃) 및 권취기를 구비한 필름 제막 장치를 이용하여, 두께 130㎛의 장척상의 수지 필름을 제작하였다. 얻어진 장척상의 수지 필름을, 140℃에서 1.4배로 자유단 종연신하여, 두께 110㎛의 위상차 필름(포지티브 A 플레이트)을 얻었다.
<<제조예 32 및 33>>
제조예 31과 마찬가지로 하여 얻어진 연신 전의 수지 필름(두께 130㎛)을, 면내 위상차 Re(550)가 표 1부터 표 4에 나타내는 값이 되도록, 140℃에서 자유단 종연신하여 위상차 필름(포지티브 A 플레이트)을 얻었다. 또한, 제조예 33의 위상차 필름은, Re(550)가 140nm이고, λ/4판으로서 기능한다.
<굴절률 특성이 nx>ny>nz인 위상차 필름(네거티브 B 플레이트)의 제작>
<<제조예 34 및 35>>
노보넨계 수지 필름(일본 제온사 제조, 상품명 Zeonor, 두께 40㎛)을, 면내 위상차 Re(550) 및 두께 방향의 위상차 Rth(550)가 표 1부터 표 3에 나타내는 값이 되도록, 135℃에서 고정단 횡연신하여 위상차 필름을 얻었다.
이와 같이 하여 얻어진 위상차 필름은, 굴절률 특성이 nx>ny>nz의 관계를 나타내고 있었다. 위상차 필름(네거티브 B 플레이트)의 면내 위상차 Re(550), 두께 방향의 위상차 Rth(550), Re(450)/Re(550) 및 Nz 계수를 표 1부터 표 3에 나타낸다.
<편광판의 제작>
<<제조예 36>>
열가소성 수지 기재로서 장척상이며, Tg 약 75℃인, 비정질의 이소프탈 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(두께: 100㎛)을 이용하여 수지 기재의 편면에, 코로나 처리를 실시하였다.
폴리비닐알코올(중합도 4200, 비누화도 99.2몰%) 및 아세토아세틸 변성 PVA(일본 합성 화학 공업사 제조, 상품명 '고세파이머')를 9:1로 혼합한 PVA계 수지 100질량부에, 요오드화 칼륨 13질량부를 첨가한 것을 물에 녹여, PVA 수용액(도포액)을 조제하였다.
수지 기재의 코로나 처리면에, 상기 PVA 수용액을 도포하고 60℃에서 건조하는 것에 의해, 두께 13㎛의 PVA계 수지층을 형성하여, 적층체를 제작하였다.
얻어진 적층체를, 130℃의 오븐 내에서 종 방향(긴 방향)으로 2.4배로 1축 연신하였다(공중 보조 연신 처리).
이어서, 적층체를, 액체 온도 40℃의 불용화욕(물 100질량부에 대하여, 붕산을 4질량부 배합하여 얻어진 붕산 수용액)에 30초간 침지시켰다(불용화 처리).
이어서, 액체 온도 30℃의 염색욕(물 100질량부에 대하여, 요오드와 요오드화 칼륨을 1:7의 중량비로 배합하여 얻어진 요오드 수용액)에, 최종적으로 얻어지는 편광자의 단체 투과율(Ts)이 소망하는 값이 되도록 농도를 조정하면서 60초간 침지시켰다(염색 처리).
이어서, 액체 온도 40℃의 가교욕(물 100질량부에 대하여, 요오드화 칼륨을 3질량부 배합하고, 붕산을 5질량부 배합하여 얻어진 붕산 수용액)에 30초간 침지시켰다(가교 처리).
그 후, 적층체를, 액체 온도 70℃의 붕산 수용액(붕산 농도 4중량%, 요오드화 칼륨 농도 5중량%)에 침지시키면서, 원주 속도가 상이한 롤 사이에서 종 방향(긴 방향)으로 총 연신 배율이 5.5배가 되도록 1축 연신을 행하였다(수중 연신 처리).
그 후, 적층체를 액체 온도 20℃의 세정욕(물 100질량부에 대하여, 요오드화 칼륨을 4질량부 배합하여 얻어진 수용액)에 침지시켰다(세정 처리).
그 후, 약 90℃로 유지된 오븐 중에서 건조하면서, 표면 온도가 약 75℃로 유지된 SUS제 가열 롤에 접촉시켰다(건조 수축 처리).
이와 같이 하여, 수지 기재 위에 두께 약 5㎛의 편광자를 형성하여, 수지 기재/편광자의 구성을 갖는 적층체를 얻었다.
얻어진 적층체의 편광자 표면(수지 기재와는 반대 측의 면)에, 보호층으로서 HC-TAC 필름(두께 20㎛)을 첩합하였다. 이어서, 수지 기재를 박리하여, 보호층/편광자의 구성을 갖는 편광판을 얻었다.
<화상 표시 패널(OLED 패널)의 준비>
유기 EL 디스플레이(삼성(Samsung)사 제조, 제품명 'Galaxy A41')로부터, 편광 필름이 첩부된 유기 EL 패널을 취출한 후, 편광 필름을 제거하여, 화상 표시 패널(OLED 패널)을 얻었다.
[실시예 1-8]
표 1에 나타내는 제조예의 위상차 필름 및 제조예 36의 편광판의 각각을, 화상 표시 셀에 대응하는 사이즈로 펀칭하였다. 또한, 각 제조예의 위상차 필름을, 표 1에 나타내는 바와 같이, 제1 광학 보상층에 대응하는 제1 위상차 필름과, 제2 광학 보상층에 대응하는 제2 위상차 필름과, 제3 광학 보상층에 대응하는 제3 위상차 필름으로 분류하였다.
이어서, OLED 패널의 시인 측에, 제3 위상차 필름(제3 광학 보상층), 제2 위상차 필름(제2 광학 보상층), 제1 위상차 필름(제1 광학 보상층) 및 편광판을 이 순서대로 적층하였다. 적층은, 편광자의 흡수축 방향과, 광학 보상층(제2 광학 보상층 및 제3 광학 보상층의 각각)의 지상축 방향이 이루는 각도가 표 1의 값이 되도록 하여 행하였다.
이와 같이 하여, 화상 표시 장치를 제작하였다. 이어서, 화상 표시 장치를 상기한 반사 휘도 측정에 제공하였다.
[표 1]
[실시예 9-16]
제1 위상차 필름(제1 광학 보상층), 제2 위상차 필름(제2 광학 보상층) 및 제3 위상차 필름(제3 광학 보상층)의 각각을, 표 2에 나타내는 제조예의 위상차 필름으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 화상 표시 장치를 제작하였다. 이어서, 화상 표시 장치를 상기한 반사 휘도 측정에 제공하였다.
[표 2]
[실시예 17-23]
제1 위상차 필름(제1 광학 보상층), 제2 위상차 필름(제2 광학 보상층) 및 제3 위상차 필름(제3 광학 보상층)의 각각을, 표 3에 나타내는 제조예의 위상차 필름으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 화상 표시 장치를 제작하였다. 이어서, 화상 표시 장치를 상기한 반사 휘도 측정에 제공하였다.
[표 3]
[비교예 1 및 2]
제1 위상차 필름(제1 광학 보상층) 및 제2 위상차 필름(제2 광학 보상층)을, 표 4에 나타내는 제조예의 위상차 필름으로 변경한 것, 및 제3 위상차 필름(제3 광학 보상층)을 마련하지 않았던 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 화상 표시 장치를 제작하였다. 이어서, 화상 표시 장치를 상기한 반사 휘도 측정에 제공하였다.
[비교예 3]
제1 위상차 필름(제1 광학 보상층), 제2 위상차 필름(제2 광학 보상층) 및 제3 위상차 필름(제3 광학 보상층)의 각각을, 표 4에 나타내는 제조예의 위상차 필름으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 화상 표시 장치를 제작하였다. 이어서, 화상 표시 장치를 상기한 반사 휘도 측정에 제공하였다.
[표 4]
[평가]
표 1-표 4로부터 명확한 바와 같이, 제1 광학 보상층의 굴절률 특성이 nz>nx=ny의 관계를 나타내고, 제2 광학 보상층 및/또는 제3 광학 보상층의 굴절률 특성이 nx>ny≥nz의 관계를 나타내며, Re2(550) 및 Re3(550)의 각각이, 10nm 이상 220nm 이하이고, 제3 광학 보상층의 Nz 계수가 -4 이상 0 이하 또는 0.9 이상 4 이하이며, 제1 광학 보상층, 제2 광학 보상층 및 제3 광학 보상층이 상기 식 (1)을 만족하는 것에 의해, 반사 휘도가 현저하게 작은 화상 표시 장치(유기 EL 표시 장치)를 실현할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 광학 적층체는, 화상 표시 장치(대표적으로는, 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치)에 적합하게 적용될 수 있다.
10: 제1 광학 보상층
20: 제2 광학 보상층
30: 제3 광학 보상층
40: 편광판
41: 편광자
100: 광학 적층체

Claims (22)

  1. 편광자와,
    굴절률 특성이 nz>nx=ny의 관계를 나타내는 제1 광학 보상층과,
    굴절률 특성이 nx>ny의 관계를 나타내는 제2 광학 보상층과,
    굴절률 특성이 nx>ny의 관계를 나타내는 제3 광학 보상층을 이 순서대로 구비하고,
    상기 제2 광학 보상층 및/또는 상기 제3 광학 보상층의 굴절률 특성이, nx>ny≥nz의 관계를 나타내며,
    상기 제2 광학 보상층의 면내 위상차 Re2(550) 및 상기 제3 광학 보상층의 면내 위상차 Re3(550)의 각각이, 10nm 이상 220nm 이하이고,
    상기 편광자의 흡수축 방향과 상기 제2 광학 보상층의 지상축 방향은, 실질적으로 직교하는 일 없이 교차하고 있으며,
    상기 제3 광학 보상층의 Nz 계수는 -4 이상 0 이하, 또는 0.9 이상 4 이하이고,
    상기 제1 광학 보상층, 상기 제2 광학 보상층 및 상기 제3 광학 보상층은, 하기 식 (1)을 만족하는, 광학 적층체:

    (식 (1) 중, Rth1(550)은, 제1 광학 보상층의 두께 방향의 위상차를 나타내고; Rth2(550)는, 제2 광학 보상층의 두께 방향의 위상차를 나타내며; Rth3(550)은, 제3 광학 보상층의 두께 방향의 위상차를 나타내고; Re2(550)는, 제2 광학 보상층의 면내 위상차를 나타내며; Re3(550)은, 제3 광학 보상층의 면내 위상차를 나타낸다).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 광학 보상층의 굴절률 특성이 nz≥nx>ny의 관계를 나타내고,
    상기 제3 광학 보상층의 굴절률 특성이 nx>ny≥nz의 관계를 나타내는, 광학 적층체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제3 광학 보상층의 면내 위상차 Re3(550)은 80nm 이상인, 광학 적층체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제3 광학 보상층의 면내 위상차 Re3(550)은 140nm 이상인, 광학 적층체.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제2 광학 보상층의 면내 위상차 Re2(550)는 50nm 이상 90nm 이하인, 광학 적층체.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 광학 보상층의 두께 방향의 위상차 Rth1(550)은 -80nm 이상인, 광학 적층체.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제2 광학 보상층의 굴절률 특성은 nz=nx>ny의 관계를 나타내고,
    상기 제3 광학 보상층의 굴절률 특성은 nx>ny=nz의 관계를 나타내는, 광학 적층체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 광학 보상층의 굴절률 특성은 nx>ny≥nz의 관계를 나타내고,
    상기 제3 광학 보상층의 굴절률 특성은 nz≥nx>ny의 관계를 나타내는, 광학 적층체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제3 광학 보상층의 면내 위상차 Re3(550)은 180nm 이하인, 광학 적층체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제3 광학 보상층의 면내 위상차 Re3(550)은 110nm 이하인, 광학 적층체.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제2 광학 보상층의 면내 위상차 Re2(550)는 80nm 이상인, 광학 적층체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 광학 보상층의 면내 위상차 Re2(550)는 100nm 이상인, 광학 적층체.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제1 광학 보상층의 두께 방향의 위상차 Rth1(550)은 -70nm 이상인, 광학 적층체.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 제2 광학 보상층의 굴절률 특성은 nx>ny=nz의 관계를 나타내고,
    상기 제3 광학 보상층의 굴절률 특성은 nz=nx>ny의 관계를 나타내는, 광학 적층체.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제2 광학 보상층 및 상기 제3 광학 보상층의 각각의 굴절률 특성은 nx>ny≥nz의 관계를 나타내는, 광학 적층체.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제3 광학 보상층의 면내 위상차 Re3(550)은 60nm 이상인, 광학 적층체.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제3 광학 보상층의 면내 위상차 Re3(550)은 170nm 이상인, 광학 적층체.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제2 광학 보상층의 면내 위상차 Re2(550)는 50nm 이상 90nm 이하인, 광학 적층체.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제1 광학 보상층의 두께 방향의 위상차 Rth1(550)은 -100nm 이하인, 광학 적층체.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 제2 광학 보상층 및 상기 제3 광학 보상층의 각각의 굴절률 특성은 nx>ny=nz의 관계를 나타내는, 광학 적층체.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 제2 광학 보상층 및 상기 제3 광학 보상층 중, 굴절률 특성이 nx>ny≥nz의 관계를 나타내는 광학 보상층의 Re(450)/Re(550)가 1 미만인, 광학 적층체.
  22. 화상 표시 셀과,
    제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체를 구비하는, 화상 표시 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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