KR20230048607A - 위상차층 부착 편광판 및 화상 표시 장치 - Google Patents

위상차층 부착 편광판 및 화상 표시 장치 Download PDF

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KR20230048607A
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소헤이 아루가
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 횡방향에서의 광시야각화를 도모할 수 있고, 종횡 양방향과 교차하는 경사 방향의 흑색 휘도를 충분히 저감할 수 있는 화상 표시 장치를 실현할 수 있는 위상차층 부착 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판은, 편광자를 포함하는 편광판과; 굴절률 특성이 nz>nx>ny의 관계를 나타내는 제1 위상차층과; 굴절률 특성이 nx>ny=nz의 관계를 나타내는 제2 위상차층을 포함하고 있다. 편광자의 흡수축과 제1 위상차층의 지상축이 실질적으로 직교하고 있고, 편광자의 흡수축과 제2 위상차층의 지상축이 실질적으로 평행하다. 제1 위상차층의 Re(550)는, 145㎚ 이상 225㎚ 이하이고, 제1 위상차층의 Nz 계수는, -1.0 이상 -0.1 이하이다. 제2 위상차층의 Re(550)는, 170㎚ 이상 250㎚ 이하이다.

Description

위상차층 부착 편광판 및 화상 표시 장치{POLARIZING PLATE WITH RETARDATION LAYER, AND IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 위상차층 부착 편광판 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치로 대표되는 화상 표시 장치에는, 일반적으로, 용도에 적합한 광학 특성을 보상하기 위하여, 편광자와 위상차 필름을 조합한 다양한 광학 필름이 사용되고 있다. 예컨대, 편광자를 포함하는 편광판과, 굴절률 특성이 nz>nx>ny의 관계를 나타내는 제1 위상차층과, 굴절률 특성이 nx>ny=nz의 관계를 나타내는 제2 위상차층을, 편광자의 흡수축과 제1 위상차층의 지상축이 직교하고, 편광자의 흡수축과 제2 위상차층의 지상축이 평행이 되도록 조합하여, 시야각을 넓히는 기술이 제안되고 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
그런데, 근래, 화상 표시 장치의 용도가 다양화하고 있다. 그와 같은 용도의 일례로서, 차량 탑재용 디스플레이를 들 수 있다. 차량 탑재용 디스플레이에서는, 특히, 횡방향(좌우 방향)에서의 광시야각화가 요구되고 있다. 그러나, 특허문헌 1에 기재된 기술을 차량 탑재용 디스플레이에 적용하여도, 횡방향에서의 광시야각화에는 한도가 있고, 나아가, 차량 탑재용 디스플레이의 흑색 표시를, 종횡 양방향과 교차하는 경사 방향(예컨대 우측 대각선 위)으로부터 보았을 때에 충분히 흑색이 되지 않는(즉 흑색 휘도가 충분히 작아지지 않는)다는 문제가 있다.
일본 공개특허공보 제2021-76759호
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 그의 주된 목적으로 하는 바는, 횡방향(화상 표시면의 소정의 면방향)에서의 광시야각화를 도모할 수 있고, 종횡 양방향과 교차하는 경사 방향의 흑색 휘도를 충분히 저감할 수 있는 화상 표시 장치를 실현할 수 있는 위상차층 부착 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판은, 제1 편광자를 포함하는 제1 편광판과; 굴절률 특성이 nz>nx>ny의 관계를 나타내는 제1 위상차층과; 굴절률 특성이 nx>ny=nz의 관계를 나타내는 제2 위상차층을 포함하고 있다. 상기 제1 위상차층은, 상기 제1 편광판에 인접하여 배치되고, 상기 제2 위상차층은, 상기 제1 위상차층에 인접하여 배치되어 있다. 상기 제1 편광자의 흡수축과 상기 제1 위상차층의 지상축이 실질적으로 직교하고 있고, 상기 제1 편광자의 흡수축과 상기 제2 위상차층의 지상축이 실질적으로 평행하다. 상기 제1 위상차층의 면내 위상차 Re(550)는, 145㎚ 이상 225㎚ 이하이고, 상기 제1 위상차층의 Nz 계수는, -1.0 이상 -0.1 이하이다. 상기 제2 위상차층의 면내 위상차 Re(550)는, 170㎚ 이상 250㎚ 이하이다.
본 발명의 다른 국면에 따른 화상 표시 장치는, 화상 표시 셀과; 상기 화상 표시 셀에 대하여 시인 측에 배치된 상기 위상차층 부착 편광판을 구비하고 있다.
하나의 실시형태에서는, 상기 화상 표시 셀은 액정 셀이고, 상기 액정 셀의 구동 모드는 IPS 모드이다.
하나의 실시형태에서는, 상기 화상 표시 장치는, 상기 화상 표시 셀에 대하여 상기 위상차층 부착 편광판과 반대 측에 배치된 제2 편광판을 구비하고 있다. 상기 제2 편광판은, 제2 편광자를 포함하고 있다. 상기 제1 편광자의 흡수축과 상기 액정 셀의 초기 배향 방향이 실질적으로 직교하고 있고, 상기 제2 편광자의 흡수축과 상기 액정 셀의 초기 배향 방향이 실질적으로 평행하다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 화상 표시 장치에서의 횡방향(화상 표시면의 소정의 면방향)의 광시야각화를 도모할 수 있고, 종횡 양방향과 교차하는 경사 방향의 흑색 휘도를 충분히 저감할 수 있는 위상차층 부착 편광판을 실현할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 화상 표시 장치의 개략 단면도이다.
도 3은, 실시예 1의 화상 표시 장치의 흑색 표시 시에서의 휘도 분포도이다.
도 4는, 비교예 1의 화상 표시 장치의 흑색 표시 시에서의 휘도 분포도이다.
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) 및 정면 위상차(R0)
'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. 또한, '면내 위상차 Re(550)'는, '정면 위상차(R0)'로 칭하여지는 경우가 있다. Re(λ)는, 층(필름)의 두께를 d(㎚)로 하였을 때, 식: Re(λ)=(nx-ny)×d에 의해 구할 수 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.
(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°±10°인 경우를 포함하고, 바람직하게는 90°±7°이며, 더욱 바람직하게는 90°±5°이다. '실질적으로 평행' 및 '대략 평행'이라는 표현은, 2개의 방향이 이루는 각도가 0°±10°인 경우를 포함하고, 바람직하게는 0°±7°이며, 더욱 바람직하게는 0°±5°이다. 또한, 본 명세서에서 단순히 '직교' 또는 '평행'이라고 할 때는, 실질적으로 직교 또는 실질적으로 평행한 상태를 포함할 수 있는 것으로 한다.
A. 위상차층 부착 편광판의 전체 구성
도 1은, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다. 도시예의 위상차층 부착 편광판(100)은, 제1 편광자(11)를 포함하는 제1 편광판(10)과; 굴절률 특성이 nz>nx>ny의 관계를 나타내는 제1 위상차층(20)과; 굴절률 특성이 nx>ny=nz의 관계를 나타내는 제2 위상차층(30)을 포함하고 있다.
제1 위상차층(20)은, 제1 편광판(10)에 인접하여 배치되어 있다. 제2 위상차층(30)은, 제1 위상차층(20)에 인접하여 배치되어 있다. 제2 위상차층(30)은, 제1 위상차층(20)에 대하여 제1 편광판(10)과 반대 측에 위치하고 있다. 본 명세서에 서 '인접하여 배치'란, 직접 적층되어 있거나, 접착층(예컨대, 접착제층 또는 점착제층)만을 개재하여 적층되어 있는 것을 의미한다. 즉, 제1 편광판(10)과 제1 위상차층(20)과의 사이, 및, 제1 위상차층(20)과 제2 위상차층(30)과의 사이에 광학 기능층(예컨대, 다른 위상차층)이 개재하지 않는 것을 의미한다.
제1 편광자(11)의 흡수축(제1 흡수축 방향)과 제1 위상차층(20)의 지상축(제1 지상축 방향)은, 실질적으로 직교하고 있다. 제1 편광자(11)의 흡수축(제1 흡수축 방향)과 제2 위상차층(30)의 지상축(제2 지상축 방향)은, 실질적으로 평행하다.
제1 위상차층(20)의 면내 위상차 Re(550)는, 145㎚ 이상 225㎚ 이하이고, 바람직하게는 155㎚ 이상 215㎚ 이하이며, 보다 바람직하게는 165㎚ 이상 205㎚ 이하이고, 더욱 바람직하게는 175㎚ 이상 195㎚ 이하이다.
제1 위상차층(20)의 Nz 계수는, -1.0 이상 -0.1 이하이고, 바람직하게는 -0.9 이상 -0.2 이하이며, 보다 바람직하게는 -0.8 이상 -0.3 이하이고, 더욱 바람직하게는 -0.8 이상 -0.6 이하이다.
제2 위상차층(30)의 면내 위상차 Re(550)는, 170㎚ 이상 250㎚ 이하이고, 바람직하게는 180㎚ 이상 240㎚ 이하이며, 보다 바람직하게는 190㎚ 이상 230㎚ 이하이고, 더욱 바람직하게는 200㎚ 이상 220㎚ 이하이다.
제1 위상차층의 Re(550) 및 Nz 계수와, 제2 위상차층의 Re(550)의 각각이 상기의 범위를 만족하면, 위상차층 부착 편광판을 구비하는 화상 표시 장치에서, 횡방향(화상 표시면의 소정의 면방향)의 광시야각화를 도모할 수 있고, 종횡 양방향과 교차하는 경사 방향의 흑색 휘도를 충분히 저감할 수 있다. 즉, 위상차층 부착 편광판을 구비하는 화상 표시 장치에서, 횡방향(예컨대 도 3에 나타내는 화상 표시 장치의 제1 면방향(X))의 시야각을 종방향(예컨대 도 3에 나타내는 제1 면방향(X)과 직교하는 제2 면방향(Y))의 시야각보다도 넓게 할 수 있고, 또한, 당해 화상 표시 장치의 흑색 표시를, 횡방향(제1 면방향(X)) 및 종방향(제2 면방향(Y))의 양방향과 교차하는 경사 방향으로부터 보았을 때의 흑색 휘도를 충분히 저감할 수 있다.
보다 구체적으로는, 당해 화상 표시 장치의 흑색 표시를, 임의의 적절한 휘도계에 의해, 극각 40°~42°에서, 방위각 20°~25°, 155°~160°, 190°~195° 및 345°~350°의 각각의 범위에서 측정하였을 때의 휘도가, 예컨대 0.00080 이하, 바람직하게는 0.00060 이하, 보다 바람직하게는 0.00050 이하, 더욱 바람직하게는 0.00040 이하이다. 또한, 본 명세서에서, 상기 극각 및 상기 방위각의 범위에서 측정되는 휘도를, 에리어 A 휘도로 한다. 에리어 A 휘도의 하한은, 대표적으로는 0.00001 이상이다.
하나의 실시형태에서, 제2 위상차층(30)의 Nz 계수는, 예컨대 0.5 이상 1.5 이하이고, 바람직하게는 0.6 이상 1.4 이하이며, 보다 바람직하게는 0.7 이상 1.3 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.8 이상 1.2 이하이다. 제2 위상차층의 Nz 계수가 이와 같은 범위이면, 위상차층 부착 편광판을 구비하는 화상 표시 장치에서, 횡방향(화상 표시면의 소정의 면방향)의 광시야각화를 안정적으로 도모할 수 있고, 종횡 양방향과 교차하는 경사 방향의 흑색 휘도를 안정적으로 저감할 수 있다.
위상차층 부착 편광판은, 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재(도시하지 않음)를 추가로 포함하고 있어도 된다. 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재는, 대표적으로는, 제2 위상차층의 외측(제1 편광판과 반대 측)에 마련된다. 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재가 마련되는 경우, 위상차층 부착 편광판은, 화상 표시 셀(예컨대, 액정 셀, 유기 EL 셀)과 제1 편광판과의 사이에 터치 센서가 내장된, 이른바 이너 터치 패널형 입력 표시 장치에 적용될 수 있다.
위상차층 부착 편광판은, 그 밖의 위상차층을 추가로 포함하고 있어도 된다. 그 밖의 위상차층의 광학적 특성(예컨대, 굴절률 특성, 면내 위상차, Nz 계수, 광탄성 계수), 두께, 배치 위치 등은, 목적에 따라 적절히 설정될 수 있다.
위상차층 부착 편광판은, 매엽상이어도 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 위상차층 부착 편광판은, 롤 형상으로 권회 가능하다.
실용적으로는, 제2 위상차층의 제1 편광판과 반대 측에는 점착제층(도시하지 않음)이 마련되고, 위상차층 부착 편광판은 화상 표시 셀에 첩부 가능하게 되어 있다. 또한, 점착제층의 표면에는, 위상차층 부착 편광판이 사용에 제공될 때까지, 박리 라이너가 가착되어 있는 것이 바람직하다. 박리 라이너를 가착함으로써, 점착제층을 보호함과 함께, 롤 형성이 가능해진다.
B. 화상 표시 장치의 전체 구성
도 2는, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 화상 표시 장치의 개략 단면도이다. 도시예의 화상 표시 장치(101)는, 화상 표시 셀(60)과; 화상 표시 셀(60)에 대하여 시인 측에 배치된 위상차층 부착 편광판(100)을 구비하고 있다. 화상 표시 장치(101)에서, 제1 위상차층(20)은, 제1 편광판(10)과 화상 표시 셀(60)과의 사이에 위치하고 있고, 제2 위상차층(30)은, 제1 위상차층(20)과 화상 표시 셀(60)과의 사이에 위치하고 있다.
도시예의 화상 표시 장치(101)는, 화상 표시 셀(60)에 대하여 위상차층 부착 편광판(100)과 반대 측(시인 측의 반대 측)에 배치된 제2 편광판(40)을 추가로 구비하고 있다. 제2 편광판(40)은, 제2 편광자(41)를 포함하고 있다.
화상 표시 셀(60)은, 대표적으로는 액정 셀(60a)이고, 화상 표시 장치(101)는, 대표적으로는 액정 표시 장치이다. 액정 표시 장치는, 대표적으로는, 이른바 O 모드이다. 'O 모드의 액정 표시 장치'란, 액정 셀의 시인 측의 반대 측(배면 측)에 배치된 편광자(본 실시형태에서는, 제2 편광자(41))의 흡수축(제2 흡수축 방향)과, 액정 셀의 초기 배향 방향이 실질적으로 평행한 것을 말한다. '액정 셀의 초기 배향 방향'이란, 전계가 존재하지 않는 상태에서, 후술하는 액정층에 포함되는 액정 분자가 배향한 결과 생기는 액정층의 면내 굴절률이 최대가 되는 방향(즉, 지상축 방향)을 말한다.
하나의 실시형태에서, 액정 셀의 시인 측에 배치된 편광자(본 실시형태에서는, 제1 편광자(11))의 흡수축(제1 흡수축 방향)과, 액정 셀의 초기 배향 방향은, 실질적으로 직교하고 있다. 즉, 화상 표시 장치(101)에서, 제1 편광자(11)의 흡수축 방향과 제2 편광자(41)의 흡수축 방향은, 대표적으로는, 실질적으로 직교하고 있다.
실용적으로는, 화상 표시 장치(101)는, 백라이트 유닛(90)을 추가로 구비하고 있다. 백라이트 유닛(90)은, 광원(91)과, 도광판(92)을 포함하고 있다. 백라이트 유닛(90)은, 임의의 적절한 그 밖의 부재(예컨대, 확산 시트, 프리즘 시트)를 추가로 구비할 수 있다. 도시예에서는, 백라이트 유닛(90)은 엣지 라이트 방식이지만, 백라이트 유닛(90)으로서는 임의의 적절한 다른 방식(예컨대, 직하형)이 채용되어도 된다.
화상 표시 장치(액정 표시 장치)는, 임의의 적절한 그 밖의 부재를 추가로 구비하고 있어도 된다. 예컨대, 다른 광학 보상층(위상차층)이 추가로 배치되어 있어도 된다. 다른 광학 보상층의 광학 특성, 수, 조합, 배치 위치 등은, 목적 및 소망하는 광학 특성 등에 따라 적절히 선택될 수 있다. 본 명세서에 기재되어 있지 않은 사항은, 당업계에서 주지 관용되고 있는 화상 표시 장치(액정 표시 장치)의 구성이 채용될 수 있다.
이와 같은 화상 표시 장치는, 횡방향의 광시야각화 및 흑색 표시 시에서의 에리어 A 휘도의 저감이 특히 요구되는 용도(특히, 고화질이 요구되고, 또한, 복수 명이 화면을 공유할 수 있는 용도)에 적합하게 이용된다. 화상 표시 장치로서는, 대표적으로는 차량 탑재용 디스플레이, 의료용 모니터, 게이밍 모니터를 들 수 있고, 특히 바람직하게는 차량 탑재용 디스플레이를 들 수 있다.
이하, 위상차층 부착 편광판 및 화상 표시 장치를 구성하는 각 부재에 대하여 설명한다.
C. 편광판
C-1. 편광자
제1 편광판(10)이 구비하는 제1 편광자(11) 및 제2 편광판(40)이 구비하는 제2 편광자(41)(이하, 일괄하여 단순히 편광자라고 칭하는 경우가 있음)로서는, 임의의 적절한 편광자가 채용될 수 있다. 예컨대, 편광자를 형성하는 수지 필름은, 단층의 수지 필름이어도 되고, 2층 이상의 적층체이어도 된다.
단층의 수지 필름으로 구성되는 편광자의 구체예로서는, 폴리비닐알코올(PVA)계 필름, 부분 포르말화 PVA계 필름, 에틸렌·초산비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드나 이색성(二色性) 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 침지함으로써 행하여진다. 상기 1축 연신의 연신 배율은, 바람직하게는 3~7배이다. 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 세정할 수 있을 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 것;에 의해 제작될 수 있다. 본 실시형태에서는, 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. 얻어진 수지 기재/편광자의 적층체는 그대로 이용하여도 되고(즉, 수지 기재를 편광자의 보호층으로 하여도 되고), 수지 기재/편광자의 적층체로부터 수지 기재를 박리하여, 당해 박리면에 목적에 따른 임의의 적절한 보호층을 적층하여 이용하여도 된다. 이와 같은 편광자의 제조 방법의 상세는, 예컨대 일본 공개특허공보 제2012-73580호, 일본특허 제6470455호에 기재되어 있다. 이들 공보는, 그 전체의 기재가 본 명세서에 참고로서 원용된다.
편광자의 두께는, 예컨대 1㎛~80㎛이고, 바람직하게는 1㎛~15㎛이며, 보다 바람직하게는 1㎛~12㎛이고, 더욱 바람직하게는 3㎛~12㎛이며, 특히 바람직하게는 3㎛~8㎛이다. 편광자의 두께가 이와 같은 범위이면, 가열 시의 컬을 양호하게 억제할 수 있고, 양호한 가열 시의 외관 내구성을 얻을 수 있다.
편광자는, 바람직하게는, 파장 380㎚~780㎚의 어느 파장에서 흡수 이색성을 나타낸다. 편광자의 단체 투과율은, 예컨대 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-2. 보호층
제1 편광판(10) 및 제2 편광판(40)의 각각은, 보호층을 추가로 구비하여도 된다. 보호층은, 편광자의 적어도 한쪽 면에 마련되어도 되고, 편광자의 양면에 마련되어도 된다. 화상 표시 장치(101)에서, 제1 편광판(10)은, 제1 편광자(11)의 시인 측의 면에 마련되는 보호층(12)을 구비하고, 제2 편광판(40)은, 제2 편광자(41)의 시인 측의 반대 측의 면에 마련되는 보호층(42)을 구비하고 있다.
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 제2001-343529호(WO01/37007)에 기재된 폴리머 필름도 사용할 수 있다. 이 필름의 재료로서는, 예컨대, 측쇄에 치환 또는 비치환의 이미드기를 포함하는 열가소성 수지와, 측쇄에 치환 또는 비치환의 페닐기 및 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 함유하는 수지 조성물을 사용할 수 있고, 예컨대, 이소부텐과 N-메틸말레이미드로 이루어지는 교호 공중합체와, 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체를 포함하는 수지 조성물을 들 수 있다. 당해 폴리머 필름은, 예컨대, 상기 수지 조성물의 압출 성형물일 수 있다.
화상 표시 셀(60)의 시인 측에 배치되는 편광자가, 화상 표시 장치의 최표면에 위치하는 보호층을 구비하는 경우, 당해 보호층에는, 필요에 따라, 하드코트 처리, 반사 방지 처리, 스티킹 방지 처리, 안티글레어 처리 등의 표면 처리가 실시되어 있어도 된다. 또한/또는, 보호층(12)에는 필요에 따라, 편광 선글라스를 통하여 시인하는 경우의 시인성을 개선하는 처리(대표적으로는, (타)원편광 기능을 부여하는 것, 초고위상차를 부여하는 것)가 실시되어 있어도 된다. 이러한 처리를 실시함으로써, 편광 선글라스 등의 편광 렌즈를 통하여 표시 화면을 시인한 경우에도 우수한 시인성을 실현할 수 있다.
보호층의 두께는, 대표적으로는 5㎜ 이하이고, 바람직하게는 1㎜ 이하, 보다 바람직하게는 1㎛~500㎛, 더욱 바람직하게는 5㎛~150㎛이다. 또한, 표면 처리가 실시되어 있는 경우, 보호층의 두께는, 표면 처리층의 두께를 포함한 두께이다.
D. 제1 위상차층
제1 위상차층(20)은, 상기한 바와 같이 굴절률 특성이 nz>nx>ny의 관계를 나타낸다. 이와 같은 굴절률 특성을 나타내는 층(필름)은, '양(正)의 2축 플레이트', '포지티브 B 플레이트' 등으로 칭하여지는 경우가 있다.
제1 위상차층의 두께는, 대표적으로는 3㎛ 이상, 바람직하게는 5㎛ 이상이고, 대표적으로는 60㎛ 이하, 바람직하게는 50㎛ 이하, 보다 바람직하게는 40㎛ 이하이다. 제1 위상차층의 두께가 이와 같은 범위 내임으로써, 제조 시의 핸들링성이 우수하고, 또한, 얻어지는 화상 표시 장치의 광학적 균일성을 높일 수 있다.
제1 위상차층은 임의의 적절한 구성일 수 있다. 구체적으로는, 위상차 필름 단독이어도 되고, 동일 또는 상이한 2매 이상의 위상차 필름의 적층체이어도 된다. 적층체인 경우, 제1 위상차층은, 2매 이상의 위상차 필름을 첩착하기 위한 점착제층이나 접착제층을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제1 위상차층은, 단독 위상차 필름이다. 이와 같은 구성을 채용함으로써, 편광자의 수축 응력 및/또는 광원의 열에 의한 위상차값의 어긋남이나 불균일을 저감할 수 있고, 또한, 얻어지는 화상 표시 장치의 박형화에 기여할 수 있다.
위상차 필름의 광학 특성은, 제1 위상차층의 구성에 따라, 임의의 적절한 값으로 설정될 수 있다. 예컨대, 제1 위상차층이 위상차 필름 단독인 경우에는, 당해 위상차 필름의 광학 특성은 상기 제1 위상차층의 광학 특성과 동일하게 하는 것이 바람직하다. 따라서, 당해 위상차 필름을 편광자 및/또는 제2 위상차층 등에 적층할 때에 이용되는 점착제층, 접착제층 등의 위상차값은, 가능한 한 작은 것이 바람직하다.
위상차 필름으로서는, 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차폐성 등이 우수하고, 변형에 의해 광학적인 불균일이 생기기 어려운 필름이 바람직하게 이용된다. 위상차 필름으로서는, 바람직하게는, 열가소성 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름의 연신 필름이 이용된다. 당해 열가소성 수지로서는, 바람직하게는, 음(負)의 복굴절을 나타내는 폴리머가 이용된다. 음의 복굴절을 나타내는 폴리머를 이용함으로써, 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 중합시킴으로써 얻어질 수 있다. 아크릴계 수지로서는, 예컨대, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리부틸메타크릴레이트, 폴리시클로헥실메타크릴레이트를 들 수 있다.
상기 스티렌계 수지는, 예컨대, 스티렌계 모노머를 부가 중합시킴으로써 얻어질 수 있다. 스티렌계 모노머로서는, 예컨대, 스티렌, α-메틸스티렌, o-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-클로로스티렌, p-니트로스티렌, p-아미노스티렌, p-카르복시스티렌, p-페닐스티렌, 2,5-디클로로스티렌, p-t-부틸스티렌을 들 수 있다.
상기 말레이미드계 수지는, 예컨대, 말레이미드계 모노머를 부가 중합시킴으로써 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. 말레이미드계 모노머는, 예컨대, 도쿄화성공업(주)로부터 입수할 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 공중합됨으로써, 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; 아크릴산메틸, 메타크릴산메틸 등의 (메트)아크릴레이트; 무수 말레산; 초산 비닐 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 배합시킴로써, 인성 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, 아라카와화학공업(주)로부터 입수할 수 있다.
상기 음의 복굴절을 나타내는 폴리머로서, 바람직하게는, 하기 일반식 (I)로 나타내는 반복 단위를 갖는 폴리머도 이용된다. 이와 같은 폴리머는, 보다 한 층, 높은 음의 복굴절을 나타내고, 또한, 내열성, 기계적 강도가 우수할 수 있다. 이와 같은 폴리머는, 예컨대, 출발 원료인 말레이미드계 모노머의 N 치환기로서, 적어도 오르토 위치에 치환기를 갖는 페닐기를 도입한 N-페닐 치환 말레이미드를 이용함으로써 얻을 수 있다.
Figure pat00001
상기 일반식 (I) 중, R1~R5는, 각각 독립적으로, 수소, 할로겐 원자, 카복실산, 카복실산에스테르, 수산기, 니트로기, 또는 탄소수 1~8의 직쇄 또는 분기의 알킬기 또는 알콕시기를 나타내고(단, R1 및 R5는, 동시에 수소 원자가 아님), R6 및 R7은, 수소 또는 탄소수 1~8의 직쇄 또는 분기의 알킬기 또는 알콕시기를 나타내며, n은 2 이상의 정수를 나타낸다.
상기 음의 복굴절을 나타내는 폴리머로서는, 상기에 한정되지 않고, 예컨대, 일본 공개특허공보 제2005-350544호 등에 개시되어 있는 바와 같은 환상 올레핀계 공중합체도 이용할 수 있다. 또한, 일본 공개특허공보 제2005-156862호, 일본 공개특허공보 제2005-227427호 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.
상기 고분자 필름은, 필요에 따라, 임의의 적절한 첨가제를 추가로 함유할 수 있다. 첨가제의 구체예로서는, 가소제, 열안정제, 광안정제, 활제, 항산화제, 자외선 흡수제, 난연제, 착색제, 대전 방지제, 상용화제, 가교제, 증점제를 들 수 있다. 첨가제의 종류 및 함유량은, 목적에 따라 적절히 설정될 수 있다. 첨가제의 함유량은, 대표적으로는, 고분자 필름의 전체 고형분 100질량부에 대하여 3~10질량부 정도이다. 첨가제의 함유량이 과도하게 많아지면, 고분자 필름의 투명성이 손상되거나, 첨가제가 고분자 필름 표면으로부터 스며 나오거나 하는 경우가 있다.
상기 고분자 필름의 성형 방법으로서는, 임의의 적절한 성형 방법이 채용될 수 있다. 예컨대, 압축 성형법, 트랜스퍼 성형법, 사출 성형법, 압출 성형법, 블로우 성형법, 분말 성형법, FRP 성형법, 솔벤트 캐스팅법을 들 수 있다. 이들 중에서도, 압출 성형법, 솔벤트 캐스팅법이 바람직하게 이용된다. 평활성이 높고, 또한, 양호한 광학적 균일성을 갖는 위상차 필름을 얻을 수 있기 때문이다. 구체적으로는, 압출 성형법은, 상기 열가소성 수지, 가소제, 첨가제 등을 포함하는 수지 조성물을 가열하여 용융하고, 이것을 T 다이 등에 의해 캐스팅 롤의 표면에 박막상으로 압출하고, 냉각시켜 필름을 성형하는 방법이다. 솔벤트 캐스팅법은, 상기 수지 조성물을 용제에 용해시킨 농후 용액(도프)을 탈포하고, 금속성의 엔드리스 벨트 또는 회전 드럼, 또는 플라스틱 기재 등의 표면에 균일하게 박막상으로 캐스팅하고, 용제를 증발시켜 필름을 성형하는 방법이다. 또한, 성형 조건은, 이용하는 수지의 조성이나 종류, 성형 가공법 등에 따라, 적절히 설정될 수 있다.
상기 위상차 필름(연신 필름)은, 상기 고분자 필름을 임의의 적절한 연신 조건으로 연신함으로써 얻어질 수 있다.
연신 방법의 구체예로서는, 종 1축 연신법, 횡 1축 연신법, 종횡 순차 2축 연신법, 종횡 동시 2축 연신법을 들 수 있다. 바람직하게는, 횡 1축 연신법, 종횡 순차 2축 연신법, 종횡 동시 2축 연신법이 이용된다. 2축성의 위상차 필름을 적합하게 얻을 수 있기 때문이다. 상기 음의 복굴절을 나타내는 폴리머에서는, 상술한 바와 같이 연신 방향의 굴절률이 상대적으로 작아지기 때문에, 횡 1축 연신법의 경우는, 고분자 필름의 반송 방향으로 지상축을 갖는다(반송 방향의 굴절률이 nx가 된다). 종횡 순차 2축 연신법, 종횡 동시 2축 연신법의 경우는, 종·횡의 연신 배율의 비에 따라, 반송 방향, 폭 방향의 어느 것도 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.
상기 연신에 이용되는 연신 장치로서는, 임의의 적절한 연신 장치가 이용될 수 있다. 구체예로서, 롤 연신기, 텐터 연신기, 팬터그래프식 혹은 리니어 모터식의 2축 연신기를 들 수 있다. 가열하면서 연신을 행하는 경우에는, 온도를 연속적으로 변화시켜도 되고, 단계적으로 변화시켜도 된다. 또한, 연신 공정을 2회 이상으로 분할하여도 된다.
또한, 고분자 필름의 두께(원반 두께), 연신 온도 및 연신 배율을 조정함으로써, 제1 위상차층의 Re(550) 및 Nz 계수를 상기한 범위로 조정할 수 있다.
고분자 필름의 두께(원반 두께)는, 대표적으로는 30㎛ 이상, 바람직하게는 40㎛ 이상, 보다 바람직하게는 80㎛ 이상이고, 대표적으로는 300㎛ 이하, 바람직하게는 200㎛ 이하, 보다 바람직하게는 120㎛ 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)하거나 할 우려가 있다. 한편, 연신 온도가 과도하게 높으면, 고분자 필름이 융해되거나, 위상차의 발현이 불충분해지거나 할 우려가 있다. 연신 온도는, 대표적으로는 110~200℃이다. 또한, 유리전이온도는, JISK7121-1987에 준하여 DSC법에 의해 구할 수 있다.
상기 연신 오븐 내의 온도를 제어하는 방법은, 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 예컨대, 열풍 또는 냉풍이 순환하는 공기 순환식 항온 오븐, 마이크로파 또는 원적외선 등을 이용한 히터, 온도 조절용으로 가열된 롤, 히트 파이프롤 또는 금속 벨트 등을 이용하는 방법을 들 수 있다.
고분자 필름을 연신할 때의 연신 배율은, 고분자 필름의 조성, 휘발성 성분 등의 종류, 휘발성 성분 등의 잔류량, 소망하는 위상차값 등에 따라, 임의의 적절한 값으로 설정될 수 있다. 바람직하게는 1.05배~5.00배이다. 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 설명하였지만, 위상차 필름은 양의 복굴절을 나타내는 폴리머를 이용하여 얻을 수도 있다. 양의 복굴절을 나타내는 폴리머를 이용하여 위상차 필름을 얻는 방법으로서는, 예컨대, 일본 공개특허공보 제2000-231016호, 일본 공개특허공보 제2000-206328호, 일본 공개특허공보 제2002-207123호에 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 접착하여, 가열 처리를 행하는 방법을 들 수 있다. 당해 필름을, 가열 처리에 의한 열수축성 필름의 수축력의 작용 하에서 수축시켜, 당해 필름의 길이 방향 및 폭 방향을 수축시킴으로써, 두께 방향의 굴절률을 증대시킬 수 있고, nz＞nx＞ny의 굴절률 타원체를 갖는 위상차 필름을 얻을 수 있다.
이와 같이, 제1 위상차층에 이용되는 포지티브 B 플레이트는, 양음의 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, 그 연신 방법에 기인하여, 지상축 방향의 균일성이 우수한 위상차 필름이 간편하게 얻어지는 점에서 이점을 갖고 있다.
제1 위상차층에 이용되는 위상차 필름으로서, 상술한 필름 외에도, 시판되는 광학 필름을 그대로 이용할 수 있다. 또한, 시판되는 광학 필름에 연신 처리 및/또는 완화 처리 등의 2차 가공을 실시한 필름도 이용할 수 있다.
상기 위상차 필름의 파장 550㎚에서의 광 투과율은, 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 85% 이상, 특히 바람직하게는 90% 이상이다. 광 투과율의 이론적인 상한은 100%이지만, 공기와 위상차 필름과의 굴절률 차에 기인하여 표면 반사가 생기기 때문에, 광 투과율의 실현 가능한 상한은 대체로 94%이다. 제1 위상차층 전체로서도, 마찬가지의 광 투과율인 것이 바람직하다.
상기 위상차 필름의 광탄성 계수의 절댓값은, 바람직하게는 1.0×10-10(㎡/N) 이하이고, 보다 바람직하게는 5.0×10-11(㎡/N) 이하이며, 더욱 바람직하게는 3.0×10-11(㎡/N) 이하이고, 특히 바람직하게는 1.5×10-11(㎡/N) 이하이다. 광탄성 계수를 이와 같은 범위로 함으로써, 광학적 균일성이 우수하고, 또한, 고온 고습 등의 환경에서도 광학 특성의 변화가 작으며, 내구성이 우수한 화상 표시 장치를 얻을 수 있다. 광탄성 계수의 하한값은, 특별히 제한되지 않지만, 일반적으로는 5.0×10-13(㎡/N) 이상이고, 바람직하게는 1.0×10-12(㎡/N) 이상이다. 광탄성 계수가 과도하게 작으면 위상차의 발현성이 작아질 우려가 있다. 광탄성 계수는, 폴리머 등의 화학 구조에 고유한 값이지만, 광탄성 계수의 부호(양음)가 상이한 복수의 성분을 공중합, 혹은 혼합함으로써, 광탄성 계수를 저감할 수 있다.
E. 제2 위상차층
제2 위상차층(30)은, 상기한 바와 같이 굴절률 특성이 nx>ny=nz의 관계를 나타낸다. 이와 같은 굴절률 특성을 나타내는 층(필름)은, '양의 1축 플레이트', '포지티브 A 플레이트' 등으로 칭하여지는 경우가 있다. 여기에서, 'ny=nz'는, ny와 nz가 엄밀하게 동일한 경우뿐만 아니라, ny와 nz가 실질적으로 동일한 경우도 포함한다. 구체적으로는, Nz 계수가 0.9 초과 1.1 미만인 것을 말한다.
제2 위상차층을 형성하는 재료로서는, 상기한 바와 같은 특성이 얻어지는 한에서 임의의 적절한 재료가 채용될 수 있다. 구체적으로는, 제2 위상차층은, 액정 화합물의 배향 고화층(액정 배향 고화층)이어도 되고, 위상차 필름(고분자 필름의 연신 필름)이어도 된다.
제2 위상차층이 액정 배향 고화층인 경우, 액정 화합물을 이용함으로써, 얻어지는 위상차층의 nx와 ny와의 차를 비액정 재료에 비하여 현격하게 크게 할 수 있기 때문에, 소망하는 면내 위상차를 얻기 위한 위상차층의 두께를 현격하게 작게 할 수 있다. 그 결과, 위상차층 부착 편광판(결과로서, 화상 표시 장치)의 가일층의 박형화를 실현할 수 있다. 본 명세서에서 '배향 고화층'이란, 액정 화합물이 층 내에서 소정의 방향으로 배향하고, 그 배향 상태가 고정되어 있는 층을 말한다. 또한, '배향 고화층'은, 후술하는 바와 같이 액정 모노머를 경화시켜 얻어지는 배향 경화층을 포함하는 개념이다. 본 실시형태에서는, 대표적으로는, 봉상의 액정 화합물이 제2 위상차층의 지상축 방향으로 나열된 상태로 배향하고 있다(호모지니어스 배향).
액정 화합물로서는, 예컨대, 액정상이 네마틱상인 액정 화합물(네마틱 액정)을 들 수 있다. 이와 같은 액정 화합물로서, 예컨대, 액정 폴리머나 액정 모노머가 사용 가능하다. 액정 화합물의 액정성의 발현 기구는, 리오트로픽이어도 서모트로픽이어도 어느 것이어도 된다. 액정 폴리머 및 액정 모노머는, 각각 단독으로 이용하여도 되고, 조합하여도 된다.
액정 화합물이 액정성 모노머인 경우, 예컨대, 중합성 모노머 및/또는 가교성 모노머인 것이 바람직하다. 이는, 액정성 모노머를 중합 또는 가교시킴으로써, 액정성 모노머의 배향 상태를 고정할 수 있기 때문이다. 액정성 모노머를 배향시킨 후에, 예컨대, 액정성 모노머끼리를 중합 또는 가교시키면, 그에 의해 상기 배향 상태를 고정할 수 있다. 여기에서, 중합에 의해 폴리머가 형성되고, 가교에 의해 3차원 망목 구조가 형성되게 되는데, 이들은 비액정성이다. 따라서, 형성된 제2 위상차층은, 예컨대, 액정성 화합물에 특유의 온도 변화에 의한 액정상, 유리상, 결정상으로의 전이가 일어나는 일은 없다. 그 결과, 형성된 제2 위상차층은, 온도 변화에 영향을 받지 않는, 극히 안정성이 우수한 위상차층이 된다.
액정 화합물의 구체예 및 액정 배향 고화층의 형성 방법의 상세는, 예컨대, 일본 공개특허공보 제2006-163343호, 일본 공개특허공보 제2006-178389호에 기재되어 있다. 이들 공보의 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다.
제2 위상차층은, 상기한 바와 같이 고분자 필름의 연신 필름이어도 된다. 구체적으로는, 폴리머의 종류, 연신 조건(예컨대, 연신 온도, 연신 배율, 연신 방향), 연신 방법(예컨대, 횡 1축 연신)을 적절히 선택함으로써, 상기 소망하는 광학 특성(예컨대, 굴절률 특성, 면내 위상차, 두께 방향의 위상차)을 갖는 제2 위상차층이 얻어질 수 있다. 특히, 고분자 필름의 두께(원반 두께), 연신 온도 및 연신 배율을 조정함으로써, 제2 위상차층의 Re(550)를 상기한 범위로 조정할 수 있다.
고분자 필름의 두께(원반 두께)는, 대표적으로는 10㎛ 이상, 바람직하게는 15㎛ 이상이고, 대표적으로는 50㎛ 이하, 바람직하게는 40㎛ 이하, 보다 바람직하게는 30㎛ 이하이다.
연신 온도는, 바람직하게는 110℃~170℃이고, 보다 바람직하게는 130℃~150℃이다. 연신 배율은, 바람직하게는 1.37배~1.67배이고, 보다 바람직하게는 1.42배~1.62배이다.
상기 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 수지로서는, 바람직하게는, 방향족 폴리카보네이트가 이용된다. 방향족 폴리카보네이트는, 대표적으로는, 카보네이트 전구 물질과 방향족 2가 페놀 화합물과의 반응에 의해 얻을 수 있다. 카보네이트 전구 물질의 구체예로서는, 포스겐, 2가 페놀류의 비스클로로포메이트, 디페닐카보네이트, 디-p-톨릴카보네이트, 페닐-p-톨릴카보네이트, 디-p-클로로페닐카보네이트, 디나프틸카보네이트를 들 수 있다. 이들 중에서도, 포스겐, 디페닐카보네이트가 바람직하다. 방향족 2가 페놀 화합물의 구체예로서는, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)프로판, 비스(4-히드록시페닐) 메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)부탄, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디프로필페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산을 들 수 있다. 이들은 단독으로, 또는 2종 이상 조합하여 이용하여도 된다. 바람직하게는, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산이 이용된다. 특히, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판과 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산을 함께 사용하는 것이 바람직하다.
제2 위상차층은, 바람직하게는, 고분자 필름의 연신 필름이고, 보다 바람직하게는, 노보넨계 수지 필름의 연신 필름이다.
제2 위상차층의 두께는, 소망하는 광학 특성이 얻어지도록 설정될 수 있다. 제2 위상차층이 액정 배향 고화층인 경우, 두께는, 바람직하게는 0.5㎛~10㎛이고, 보다 바람직하게는 0.5㎛~8㎛이며, 더욱 바람직하게는 0.5~5㎛이다. 제2 위상차층이 고분자 필름의 연신 필름인 경우, 두께는, 바람직하게는 5㎛~55㎛이고, 보다 바람직하게는 10㎛~50㎛이며, 더욱 바람직하게는 15㎛~45㎛이다.
F. 제1 위상차층과 제2 위상차층과의 적층체
제1 위상차층과 제2 위상차층과의 적층체는, 바람직하게는, 하기의 관계를 만족한다:
Re(450)/Re(550)>0.82
Re(650)/Re(550)<1.18.
적층체의 Re(450)/Re(550)는, 보다 바람직하게는 1.0~1.2이고, 더욱 바람직하게는 1.0~1.1이다. 적층체의 Re(650)/Re(550)는, 보다 바람직하게는 0.8~1.0이고, 더욱 바람직하게는 0.9~1.0이다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 제1 위상차층 및 제2 위상차층이 전체로서 이상적인 역분산 특성을 나타내지 않음에도 불구하고, 흑색 표시 시의 경사 방향의 휘도가 작고, 또한, 경사 방향의 컬러 시프트가 작은 화상 표시 장치를 실현할 수 있는 위상차층 부착 편광판을 얻을 수 있다.
G. 액정 셀
액정 셀(60a)은, 제1 기판(62)과, 제2 기판(63)과, 그들에 협지된, 전계가 존재하지 않는 상태에서 호모지니어스 배열로 배향시킨 액정 분자를 포함하는 액정층(61)을 포함한다. 일반적인 구성에서는, 한쪽 기판(대표적으로는, 제1 기판(62))에, 컬러 필터 및 블랙 매트릭스가 마련되어 있고, 다른 쪽 기판(대표적으로는, 제2 기판(63))에, 액정의 전기 광학 특성을 제어하는 스위칭 소자와, 이 스위칭 소자에 게이트 신호를 부여하는 주사선 및 소스 신호를 부여하는 신호선과, 화소 전극 및 대향 전극이 마련되어 있다. 상기 기판의 간격(셀 갭)은, 스페이서 등에 의해 제어되어 있다. 상기 기판의 액정층과 접하는 측에는, 예컨대, 폴리이미드를 포함하는 배향막 등을 마련할 수 있다.
제1 기판(62) 및 제2 기판(63)의 Rth(550)는, 각각 -10㎚~100㎚이다. 하나의 실시형태에서는, 제1 기판(62) 및 제2 기판(63)의 적어도 한쪽 Rth(550)는, 바람직하게는 8㎚~90㎚이고, 보다 바람직하게는 15㎚~80㎚이다. 다른 실시형태에서는, 제1 기판(62) 및 제2 기판(63)의 적어도 한쪽 Rth(550)는, 바람직하게는 -0.1㎚ 이하이고, 보다 바람직하게는 -5㎚~-50㎚이다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 기판이 이와 같은 두께 방향 위상차를 갖는 경우에, 호모지니어스 배향의 액정 셀을 포함하는 액정 표시 장치에서 경사 방향의 흑색 휘도를 충분히 작게 할 수 있다.
하나의 실시형태에서는, 제1 기판(62) 및 제2 기판(63)의 적어도 한쪽은 Rth(450)>Rth(550)의 관계를 만족하고, 바람직하게는, 제1 기판(62) 및 제2 기판(63)의 양쪽이 Rth(450)>Rth(550)의 관계를 만족한다. 보다 바람직하게는, 제1 기판(62) 및 제2 기판(63)의 적어도 한쪽은 Rth(550)>Rth(650)의 관계를 더 만족하고, 더욱 바람직하게는, 제1 기판(62) 및 제2 기판(63)의 양쪽이 Rth(550)>Rth(650)의 관계를 더 만족한다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 기판이 이와 같은 파장 분산 특성을 갖는 경우이어도, 호모지니어스 배향의 액정 셀을 포함하는 액정 표시 장치에서 경사 방향의 흑색 휘도를 충분히 작게 할 수 있다.
액정층(61)은, 상기한 바와 같이, 전계가 존재하지 않는 상태에서 호모지니어스 배열로 배향시킨 액정 분자를 포함한다. '호모지니어스 배열로 배향시킨 액정 분자'란, 배향 처리된 기판과 액정 분자의 상호 작용의 결과로서, 상기 액정 분자의 배향 벡터가 기판 평면에 대하여, 평행하고 똑같이 배향한 상태의 것을 말한다. 이와 같은 액정층(결과로서, 액정 셀)은, 대표적으로는, nx>ny=nz의 굴절률 특성을 나타낸다. 여기에서, 'ny=nz'란, ny와 nz가 완전히 동일한 경우뿐만 아니라, ny와 nz가 실질적으로 동일한 경우도 포함한다. 액정층의 Re(550)는, 예컨대 300㎚~400㎚일 수 있다. 액정층의 Nz 계수는, 예컨대 0.9~1.1일 수 있다.
하나의 실시형태에서는, 액정층의 액정 분자는 프리틸트를 갖는다. 즉, 액정 분자의 배향 벡터가 기판 평면에 대하여 근소하게 기울어져 있다. 프리틸트 각은, 바람직하게는 0.1°~1.0°이고, 보다 바람직하게는 0.2°~0.7°이다.
이와 같은 액정 셀(60a)의 구동 모드로서, 예컨대, 인플레인 스위칭(IPS) 모드, 프린지 필드 스위칭(FFS) 모드를 들 수 있다. 또한, 상기의 IPS 모드는, V자형 전극 또는 지그재그 전극 등을 채용한, 슈퍼·인플레인 스위칭(S-IPS) 모드나, 어드밴스드·슈퍼 인플레인 스위칭(AS-IPS) 모드를 포함한다. 또한, 상기의 FFS 모드는, V자형 전극 또는 지그재그 전극 등을 채용한, 어드밴스드·프린지 필드 스위칭(A-FFS) 모드나, 울트라·프린지 필드 스위칭(U-FFS) 모드를 포함한다. 액정 셀(60a)의 구동 모드로서, 바람직하게는 인플레인 스위칭(IPS) 모드를 들 수 있다.
액정 셀(60a)의 구동 모드가 IPS 모드이면, 액정 표시 장치의 경사 방향에서의 시인성의 향상을 도모할 수 있다.
H. 백라이트 유닛
광원(91)은, 도광판(92)의 측면에 대응하는 위치에 배치된다. 광원으로서는, 예컨대, 복수의 LED가 배열되어 구성되는 LED 광원이 이용될 수 있다. 도광판(92)으로서는, 임의의 적절한 도광판이 이용될 수 있다. 예컨대, 횡방향으로부터의 광을 두께 방향으로 편향 가능하게 되도록 배면 측에 렌즈 패턴이 형성된 도광판, 배면 측 및/또는 시인 측에 프리즘 형상 등이 형성된 도광판이 이용된다. 바람직하게는, 배면 측 및 시인 측에 프리즘 형상이 형성된 도광판이 이용된다. 해당 도광판에서, 배면 측에 형성된 프리즘 형상과, 시인 측에 형성된 프리즘 형상은, 그의 능선 방향이 직교하는 것이 바람직하다. 이와 같은 도광판을 이용하면, 프리즘 시트(도시하지 않음)에 대하여 보다 집광되기 쉬운 광을 입사시킬 수 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 위상차층 및 제2 위상차층의 면내 위상차에 대하여, 오우지계측 제조 KOBRA-WPR을 이용하여 자동 계측하였다. 측정 파장은 550㎚, 측정 온도는 23℃이었다.
(2) 흑색 표시 시의 휘도
실시예 및 비교예에서 얻어진 화상 표시 장치에 흑색 화면을 표시하고, 휘도계(오트로닉-멀처스(AUTRONIC-MELCHERS)사 제조, 상품명 'Conoscope')에 의해 측정하였다. 구체적으로는, 극각을 0°~ 80°, 방위각을 0°~360°로 변화시켜 휘도를 측정하였다.
또한, 상기와 같이 측정한 휘도 중, 극각이 40°이고, 방위각이 20°, 25°, 155°, 160°, 190°, 195°, 345° 및 350°의 어느 하나일 때의 휘도를 에리어 A 휘도(단위: cd/㎡)로 하고, 그 중에서의 최대 휘도를 에리어 A 최대 휘도(단위: cd/㎡)로 하였다.
<편광판의 제작>
<<제조예 1>>
열가소성 수지 기재로서, 장척상이고, Tg 약 75℃인, 비정질의 이소프탈 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(두께: 100㎛)을 이용하고, 수지 기재의 편면에 코로나 처리를 실시하였다.
폴리비닐알코올(중합도 4200, 비누화도 99.2몰%) 및 아세토아세틸 변성 PVA(일본합성화학공업사 제조, 상품명 '고세화이머')를 9:1로 혼합한 PVA계 수지 100중량부에, 요오드화칼륨 13중량부를 첨가한 것을 물에 녹여, PVA 수용액(도포액)을 조제하였다.
수지 기재의 코로나 처리면에, 상기 PVA 수용액을 도포하여 60℃에서 건조함으로써, 두께 13㎛의 PVA계 수지층을 형성하고, 적층체를 제작하였다.
얻어진 적층체를, 130℃의 오븐 내에서 종방향(긴 방향)으로 2.4배로 1축 연신하였다(공중 보조 연신 처리).
이어서, 적층체를, 액체 온도 40℃의 불용화욕(물 100중량부에 대하여, 붕산을 4중량부 배합하여 얻어진 붕산 수용액)에 30초간 침지시켰다(불용화 처리).
이어서, 액체 온도 30℃의 염색욕(물 100중량부에 대하여, 요오드와 요오드화칼륨을 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 100중량부에 대하여, 요오드화칼륨을 3중량부 배합하고, 붕산을 5중량부 배합하여 얻어진 붕산 수용액)에 30초간 침지시켰다(가교 처리).
그 후, 적층체를, 액체 온도 70℃의 붕산 수용액(붕산 농도 4중량%, 요오드화칼륨 농도 5중량%)에 침지시키면서, 원주 속도가 상이한 롤 사이에서 종방향(긴 방향)으로 총 연신 배율이 5.5배가 되도록 1축 연신을 행하였다(수중 연신 처리).
그 후, 적층체를 액체 온도 20℃의 세정욕(물 100중량부에 대하여, 요오드화칼륨을 4중량부 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 형성하고, 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 박리하고, 보호층/편광자의 구성을 갖는 편광판을 얻었다. 그 후, 얻어진 편광판을 후술하는 액정 셀에 대응하는 사이즈로 펀칭하였다.
<굴절률 특성이 nz>nx>ny인 위상차 필름(포지티브 B 플레이트)의 제작>
<<제조예 2>>
스티렌-무수 말레산 공중합체(노바·케미컬·재팬사 제조, 상품명 '다이라크 D232')의 펠릿상 수지를, 단축 압출기와 T 다이를 이용하여 270℃에서 압출하고, 시트상의 용융 수지를 냉각 드럼으로 냉각하여 두께 100㎛의 필름을 얻었다. 이 필름을, 롤 연신기를 이용하여, 온도 130℃, 연신 배율 1.5배로, 반송 방향으로 자유 단 1축 연신하여, 반송 방향으로 진상축을 갖는 필름을 얻었다(종연신 공정).
얻어진 필름을, 텐터 연신기를 이용하여, 온도 135℃에서, 필름 폭이 상기 종연신 후의 필름 폭의 2.6배가 되도록 폭 방향으로 고정단 1축 연신하여, 두께 32㎛의 위상차 필름(2축 연신 필름, 포지티브 B 플레이트)을 얻었다(횡연신 공정). 그 후, 얻어진 위상차 필름을 후술하는 액정 셀에 대응하는 사이즈로 펀칭하였다.
이와 같이 하여 얻어진 위상차 필름(포지티브 B 플레이트)은, 반송 방향으로 진상축(폭 방향으로 지상축)을 갖고, 굴절률 특성이 nz＞nx＞ny의 관계를 나타내고 있었다. 위상차 필름(포지티브 B 플레이트)의 면내 위상차 Re(550), 두께 방향의 위상차 Rth(550) 및 Nz 계수를 표 1에 나타낸다.
<<제조예 3>>
종연신 배율을 1.7배, 횡연신 배율을 1.8배로 변경한 것 이외에는, 제조예 2와 마찬가지로 하여 위상차 필름(포지티브 B 플레이트)을 얻었다.
<<제조예 4>>
종연신 배율을 1.7배, 횡연신 배율을 1.7배로 변경한 것 이외에는, 제조예 2와 마찬가지로 하여 위상차 필름(포지티브 B 플레이트)을 얻었다.
<<제조예 5>>
종연신 배율을 1.8배, 횡연신 배율을 1.9배로 변경한 것 이외에는, 제조예 2와 마찬가지로 하여 위상차 필름(포지티브 B 플레이트)을 얻었다.
<<제조예 6>>
종연신 배율을 1.6배, 횡연신 배율을 1.6배로 변경한 것 이외에는, 제조예 2와 마찬가지로 하여 위상차 필름(포지티브 B 플레이트)을 얻었다.
<<제조예 7>>
종연신 배율을 1.56배, 횡연신 배율을 1.66배로 변경한 것 이외에는, 제조예 2와 마찬가지로 하여 위상차 필름(포지티브 B 플레이트)을 얻었다.
<<제조예 8>>
종연신 배율을 1.1배, 횡연신 배율을 1.4배로 변경한 것 이외에는, 제조예 2와 마찬가지로 하여 위상차 필름(포지티브 B 플레이트)을 얻었다.
<<제조예 9>>
종연신 배율을 1.4배, 횡연신 배율을 1.5배로 변경한 것 이외에는, 제조예 2와 마찬가지로 하여 위상차 필름(포지티브 B 플레이트)을 얻었다.
<<제조예 10>>
종연신 배율을 1.38배, 횡연신 배율을 1.46배로 변경한 것 이외에는, 제조예 2와 마찬가지로 하여 위상차 필름(포지티브 B 플레이트)을 얻었다.
<굴절률 특성이 nx>ny=nz인 위상차 필름(포지티브 A 플레이트)의 제작>
<<제조예 11>>
장척의 노보넨계 수지 필름(니폰제온사 제조, 상품명 Zeonor, 두께 40㎛, 광탄성 계수 3.10×10-12m2/N)을 135℃에서 1.6배로 1축 연신함으로써, 두께 32㎛의 위상차 필름을 제작하였다. 그 후, 얻어진 위상차 필름을 후술하는 액정 셀에 대응하는 사이즈로 펀칭하였다.
이와 같이 하여 얻어진 위상차 필름은, 반송 방향으로 지상축을 갖고, 굴절률 특성이 nx>ny=nz의 관계를 나타내고 있었다. 위상차 필름(포지티브 A 플레이트)의 면내 위상차 Re(550), 두께 방향의 위상차 Rth(550) 및 Nz 계수를 표 1에 나타낸다.
<<제조예 12>>
연신 배율을 1.37배로 변경한 것 이외에는, 제조예 11과 마찬가지로 하여 위상차 필름(포지티브 A 플레이트)을 얻었다.
<<제조예 13>>
연신 배율을 1.36배로 변경한 것 이외에는, 제조예 11과 마찬가지로 하여 위상차 필름(포지티브 A 플레이트)을 얻었다.
<굴절률 특성이 nx>ny>nz인 위상차 필름(네거티브 B 플레이트)의 제작>
<<제조예 14>>
1.35배로 고정단 횡연신한 것 이외에는, 제조예 11과 마찬가지로 하여 위상차 필름(네거티브 B 플레이트)을 얻었다. 그 후, 얻어진 위상차 필름을 후술하는 액정 셀에 대응하는 사이즈로 펀칭하였다.
이와 같이 하여 얻어진 위상차 필름은, 굴절률 특성이 nx＞ny＞nz의 관계를 나타내고 있었다. 위상차 필름(네거티브 B 플레이트)의 면내 위상차 Re(550) 및 두께 방향의 위상차 Rth(550)를 표 1에 나타낸다.
<<제조예 15>>
연신 배율을 1.3배로 변경한 것 이외에는, 제조예 14와 마찬가지로 하여 위상차 필름(네거티브 B 플레이트)을 얻었다.
<<제조예 16>>
연신 전의 필름의 두께를 55㎛, 연신 배율을 1.5배로 변경한 것 이외에는, 제조예 14와 마찬가지로 하여 위상차 필름(네거티브 B 플레이트)을 얻었다.
<화상 표시 셀(액정 셀)의 준비>
<<제조예 17>>
IPS 모드의 액정 표시 장치(애플(Apple)사 제조, 상품명 'iPad(등록상표)')로부터 액정 셀을 취출하였다. 당해 액정 셀의 양면에 첩부되어 있던 광학 부재를 제거하고, 제거면(기판의 외측 표면)을 세정하였다. 이것을 화상 표시 셀(액정 셀)로서 이용하였다. 액정 셀의 제1 기판은, Rth(450)=32㎚, Rth(550)=19㎚, Rth(650)=23㎚이고; 제2 기판은, Rth(450)=9㎚, Rth(550)=0.3㎚, Rth(650)=-6㎚이었다.
[실시예 1]
제조예 17의 액정 셀의 시인 측에, 제조예 11의 위상차 필름(제2 위상차층), 제조예 2의 위상차 필름(제1 위상차층) 및, 제조예 1의 편광판(제1 편광자를 포함하는 제1 편광판)을 이 순서대로 적층하였다.
한편, 액정 셀의 배면 측에, 제조예 1의 편광판(제2 편광자를 포함하는 제2 편광판)을 적층하였다. 적층은, 제1 편광자의 흡수축 방향과 제1 위상차층의 지상축 방향이 실질적으로 직교하고, 제1 편광자의 흡수축 방향과 제2 위상차층의 지상축 방향이 실질적으로 평행하며, 제1 편광자의 흡수축 방향과 액정 셀의 초기 배향 방향이 실질적으로 직교하고, 제2 편광자의 흡수 축 방향과 액정 셀의 초기 배향 방향이 실질적으로 평행이 되도록 하여 행하였다. 이와 같이 하여, 화상 표시 장치(O 모드의 액정 표시 장치)를 제작하였다. 이어서, 화상 표시 장치를 상기한 흑색 표시 시의 휘도 측정에 제공하였다. 실시예 1의 화상 표시 장치에서의 휘도 분포도를 도 3에 나타낸다. 또한, 실시예 1의 화상 표시 장치에서의 에리어 A 최대 휘도를 표 1에 나타낸다.
[비교예 1~8]
제조예 11의 위상차 필름(제2 위상차층) 및 제조예 2의 위상차 필름(제1 위상차층)의 각각을, 표 1에 나타내는 제조예의 위상차 필름으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 화상 표시 장치(O 모드의 액정 표시 장치)를 제작하였다. 이어서, 화상 표시 장치를 상기한 흑색 표시 시의 휘도 측정에 제공하였다. 비교예 1의 화상 표시 장치에서의 휘도 분포도를 도 4에 나타낸다. 또한, 비교예 1~8의 화상 표시 장치에서의 에리어 A 최대 휘도를 표 1에 나타낸다.
[표 1]
Figure pat00002
[평가]
표 1, 도 3 및 도 4로부터 분명한 바와 같이, 제1 위상차층의 Re(550) 및 Nz 계수가 상기의 범위이고, 제2 위상차층의 Re(550)가 상기의 범위임으로써, 횡방향(도 3 및 도 4에서의 지면 좌우 방향(X))의 시야각을 종방향(도 3 및 도 4에서의 지면 상하 방향(Y))의 시야각보다도 넓게 확보할 수 있고, 또한, 상기한 에리어 A 최대 휘도가 충분히 작은 화상 표시 장치(액정 표시 장치)를 실현할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판은, 화상 표시 장치에 적합하게 적용되고, 특히, 액정 표시 장치에 적합하게 적용될 수 있다.
10: 제1 편광판
11: 제1 편광자
20: 제1 위상차층
30: 제2 위상차층
40: 제2 편광판
60: 화상 표시 셀
60a: 액정 셀
100: 위상차층 부착 편광판
101: 화상 표시 장치

Claims (4)

  1. 제1 편광자를 포함하는 제1 편광판과,
    상기 제1 편광판에 인접하여 배치된, 굴절률 특성이 nz>nx>ny의 관계를 나타내는 제1 위상차층과,
    상기 제1 위상차층에 인접하여 배치된, 굴절률 특성이 nx>ny=nz의 관계를 나타내는 제2 위상차층을 포함하고,
    상기 제1 편광자의 흡수축과 상기 제1 위상차층의 지상축이 실질적으로 직교하고 있으며,
    상기 제1 편광자의 흡수축과 상기 제2 위상차층의 지상축이 실질적으로 평행하고,
    상기 제1 위상차층의 면내 위상차 Re(550)가, 145㎚ 이상 225㎚ 이하이며,
    상기 제1 위상차층의 Nz 계수가, -1.0 이상 -0.1 이하이고,
    상기 제2 위상차층의 면내 위상차 Re(550)가, 170㎚ 이상 250㎚ 이하인,
    위상차층 부착 편광판.
  2. 화상 표시 셀과,
    상기 화상 표시 셀에 대하여 시인 측에 배치된, 제1항에 기재된 위상차층 부착 편광판
    을 구비하고 있는, 화상 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 화상 표시 셀은 액정 셀이고,
    상기 액정 셀의 구동 모드는 IPS 모드인, 화상 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 화상 표시 장치는, 상기 화상 표시 셀에 대하여 상기 위상차층 부착 편광판과 반대 측에 배치된 제2 편광판을 구비하고,
    상기 제2 편광판은, 제2 편광자를 포함하며,
    상기 제1 편광자의 흡수축과 상기 액정 셀의 초기 배향 방향이 실질적으로 직교하고 있고,
    상기 제2 편광자의 흡수축과 상기 액정 셀의 초기 배향 방향이 실질적으로 평행한, 화상 표시 장치.
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