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KR102091438B1 - 광학 적층체 및 표시 장치 - Google Patents

광학 적층체 및 표시 장치 Download PDF

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KR102091438B1
KR102091438B1 KR1020197002715A KR20197002715A KR102091438B1 KR 102091438 B1 KR102091438 B1 KR 102091438B1 KR 1020197002715 A KR1020197002715 A KR 1020197002715A KR 20197002715 A KR20197002715 A KR 20197002715A KR 102091438 B1 KR102091438 B1 KR 102091438B1
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KR
South Korea
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film
optical laminate
display device
refractive index
plane
Prior art date
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KR1020197002715A
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Inventor
세이이치 이소지마
다카시 구로다
Original Assignee
다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
고이께 야스히로
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Publication date
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Abstract

적어도 2종의 필름을 포함하는 광학 적층체이며, 상기 광학 적층체는 적어도, 소정의 조건 (1)을 만족시키는 필름 A와, 소정의 조건 (2)를 만족시키는 필름 C를 포함하고, 해당 광학 적층체면에 대해 수직축 방향으로부터 관측되는 리타데이션값 Re(0)가 4,000 내지 30,000㎚이고, 해당 광학 적층체면에 대해 수직이면서 또한 해당 필름 A의 면내에 있어서 굴절률이 가장 큰 방향인 지상축을 따른 면내에서, 해당 광학 적층체면의 수직축으로부터 해당 지상축 방향으로 40도 경사진 축방향으로부터 관측되는 리타데이션값 Re(40)가 4,000 내지 25,000㎚인 광학 적층체 및 해당 광학 적층체를 갖는 표시 장치이다.

Description

광학 적층체 및 표시 장치
본 발명은, 광학 적층체 및 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치로 대표되는 표시 장치는, 휘도, 해상도, 색 영역 등의 성능이 급속하게 진보하고 있다. 그리고, 이들 성능의 진보에 비례하여, 휴대용 정보 단말기, 카 내비게이션 시스템 등의 옥외에서의 사용을 전제로 한 표시 장치가 증가되고 있다.
햇빛이 강한 옥외 등의 환경에서는, 눈부심을 경감시키기 위해 편광 기능을 구비한 선글라스(이하, 「편광 선글라스」라 칭함)를 쓴 상태에서 표시 장치를 관찰하는 경우가 있다.
편광판을 포함하는 표시 장치를 편광 선글라스를 통해 관찰하는 경우, 표시 장치의 편광의 흡수축과, 편광 선글라스의 편광의 흡수축이 직교하면 화면이 어두워져 보이지 않게 된다(이하, 「블랙아웃」이라 칭함)는 문제, 및 표시 장치 내의 배치된 광학 필름의 리타데이션에 기인하는 그라데이션조의 색 불균일(이하, 간단히 「색 불균일」이라고도 함)이 발생한다는 문제가 있다.
상기 문제를 해결하기 위해, 특허문헌 1의 수단이 제안되어 있다.
일본 특허 공개 제2011-107198호 공보
특허문헌 1은, 백라이트 광원으로서 백색 발광 다이오드(백색 LED)를 사용한 액정 표시 장치에 있어서, 편광판의 시인측에 3000 내지 30000㎚의 리타데이션을 갖는 고분자 필름을 특정 각도로 배치하는 것을 특징으로 하는 것이다. 특허문헌 1의 수단에서는, 백라이트 광원으로서 백색 발광 다이오드(백색 LED)를 사용한 액정 표시 장치에 있어서, 블랙아웃 및 색 불균일의 문제를 해소하고 있다.
한편, 휘도, 해상도, 색 영역 등을 향상시키기 위해, 표시 장치의 광원 및 표시 소자가 다양화되고 있다. 예를 들어, 액정 표시 장치의 백라이트의 광원으로서는, 특허문헌 1에서 사용하고 있는 백색 LED가 많이 사용되고 있지만, 근년, 백라이트의 광원으로서 양자 도트를 사용한 액정 표시 장치가 제안되기 시작하였다. 또한, 현재의 표시 소자의 주류는 액정 표시 소자이지만, 유기 EL 표시 소자의 실용화가 확대되고 있다.
그러나, 이들 표시 장치를 편광 선글라스를 통해 관찰한 경우, 상기 문제(블랙아웃 및 색 불균일)가 발생하지 않아도, 색의 재현성에 문제가 발생하는 경우가 있었다. 여기에서 말하는 색의 재현성이란, 표시 장치를 나안으로 관찰한 경우와, 편광 선글라스를 통해 관찰한 경우에 색이 보이는 양상이 상이한 현상이다.
또한, 근년 급속하게 보급되고 있는 터치 패널 탑재 표시 장치는, 절첩 가능할 것이 요망되고 있으며, 해당 표시 장치에 사용하는 표시 소자로서는 유기 EL 표시 소자가 적합하다.
절첩 가능한 표시 장치에 사용하는 광학 필름에는, 우수한 경도를 가짐과 함께, 반복하여 절첩해도 크랙이 발생하는 일이 없는 우수한 내구 절첩 성능이 요구된다.
광학 필름에 내구 절첩 성능을 부여하기 위해, 당해 광학 필름의 기재 필름으로서 폴리이미드 필름을 사용하는 것이 검토되고 있다. 그러나, 표시 소자, 편광자, 및 폴리이미드 필름을 순서대로 갖는 표시 장치를 편광 선글라스를 통해 관찰한 경우, 특히 경사 방향으로부터 관찰한 경우에 전술한 색 재현성의 문제가 현저하게 발생함을 알아냈다.
여기서, 폴리이미드 필름은 소위 부의 C플레이트 특성을 갖는 필름이다. 「부의 C플레이트 특성을 갖는 필름」이란, 필름의 면내에 있어서 굴절률이 가장 큰 방향인 지상축 방향의 굴절률을 nx, 해당 필름의 면내에 있어서 상기 지상축 방향과 직교하는 방향인 진상축 방향의 굴절률을 ny, 해당 필름의 두께 방향의 굴절률을 nz라 하였을 때에, nx≥ny>nz의 관계를 만족시키는 필름을 말한다. 그러나, 표시 소자, 편광자, 및 광학 필름으로서 부의 C플레이트 특성을 갖는 폴리이미드 필름만을 적용한 표시 장치에서는, 전술한 블랙아웃의 문제도 해소되지 않는다.
본 발명은, 표시 소자 및 편광자를 순서대로 갖는 표시 장치의 시인자측에 적용하는 광학 적층체에 있어서, 폴리이미드 필름과 같은 부의 C플레이트 특성을 갖는 필름을 사용한 경우라도, 정면 방향 및 경사 방향 중 어느 것으로부터 표시 화면을 관찰하였을 때에도 전술한 색 재현성이 양호하고, 블랙아웃의 문제도 해소할 수 있는 광학 적층체, 및 해당 광학 적층체를 갖는 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 적어도 2종의 특정 필름을 포함하는 광학 적층체로 하고, 해당 광학 적층체 전체로서 소정의 광학 특성을 만족시키는 설계로 함으로써 상기 과제를 해결할 수 있음을 알아냈다.
본 발명은 이하의 광학 적층체 및 표시 장치를 제공한다.
[1] 적어도 2종의 필름을 포함하는 광학 적층체이며, 상기 광학 적층체는 적어도, 하기 조건 (1)을 만족시키는 필름 A와, 하기 조건 (2)를 만족시키는 필름 C를 포함하고, 해당 광학 적층체면에 대해 수직축 방향으로부터 관측되는 리타데이션값 Re(0)가 4,000 내지 30,000㎚이고, 해당 광학 적층체면에 대해 수직이며 또한 해당 필름 A의 면내에 있어서 굴절률이 가장 큰 방향인 지상축을 따른 면내에서, 해당 광학 적층체면의 수직축으로부터 해당 지상축 방향으로 40도 경사진 축방향으로부터 관측되는 리타데이션값 Re(40)가 4,000 내지 25,000㎚인 광학 적층체.
조건 (1) : 필름의 면내에 있어서 굴절률이 가장 큰 방향인 지상축 방향의 굴절률을 nx, 해당 필름의 면내에 있어서 상기 지상축 방향과 직교하는 방향인 진상축 방향의 굴절률을 ny, 해당 필름의 두께 방향의 굴절률을 nz라 하였을 때에, nx>ny≥nz의 관계이다.
조건 (2) : 필름의 면내에 있어서 굴절률이 가장 큰 방향인 지상축 방향의 굴절률을 nx, 해당 필름의 면내에 있어서 상기 지상축 방향과 직교하는 방향인 진상축 방향의 굴절률을 ny, 해당 필름의 두께 방향의 굴절률을 nz라 하였을 때에, nx≥ny>nz의 관계이다.
[2] 상기 필름 C가 폴리이미드 필름 및 폴리아라미드 필름으로 이루어지는 군에서 선택되는, [1]에 기재된 광학 적층체.
[3] 상기 필름 A가 연신 폴리에스테르계 필름인, [1] 또는 [2]에 기재된 광학 적층체.
[4] 적어도, 표시 소자, 편광자, 및 [1] 내지 [3] 중 어느 1항에 기재된 광학 적층체를 순서대로 갖는 표시 장치.
[5] 상기 표시 소자가 유기 EL 표시 소자인, [4]에 기재된 표시 장치.
[6] 상기 유기 EL 표시 소자가 3색 독립 방식의 유기 EL 표시 소자인, [5]에 기재된 표시 장치.
[7] 상기 광학 적층체에 포함되는 상기 필름 C가 상기 필름 A보다도 시인자측이 되도록 배치된 것인, [4] 내지 [6] 중 어느 1항에 기재된 표시 장치.
[8] 절첩 가능한 표시 장치인, [4] 내지 [7] 중 어느 1항에 기재된 표시 장치.
본 발명의 광학 적층체는, 표시 소자 및 편광자를 순서대로 갖는 표시 장치의 시인자측에 적용하여, 편광 선글라스를 통해 정면 방향 및 경사 방향 중 어느 것으로부터 표시 화면을 관찰하였을 때에도, 편광 선글라스 없이 관찰한 경우와의 색이 보이는 양상의 차이가 적어, 색 재현성이 양호하다. 또한, 편광 선글라스를 통해 표시 화면을 관찰한 경우의 블랙아웃 문제도 해소할 수 있다. 본 발명의 광학 적층체는, 절첩 가능한 표시 장치의 최표면에 사용하는 광학 필름으로서 적합하다.
도 1은 조건 (1)을 만족시키고, 필름면에 대해 수직축 방향으로부터 관측되는 리타데이션값이 3,000㎚인 필름 A의, 수직축 방향으로부터 θ도 경사진 각도마다의 리타데이션값이다.
도 2는 본 발명의 광학 적층체의 실시 형태의 일례를 도시하는 단면 모식도이다.
도 3은 본 발명의 표시 장치의 실시 형태의 일례를 도시하는 단면 모식도이다.
[광학 적층체]
본 발명의 광학 적층체는, 적어도, 하기 조건 (1)을 만족시키는 필름 A와, 하기 조건 (2)를 만족시키는 필름 C의 2종의 필름을 포함하고, 해당 광학 적층체면에 대해 수직축 방향으로부터 관측되는 리타데이션값 Re(0)가 4,000 내지 30,000㎚이고, 해당 광학 적층체면에 대해 수직이면서 또한 해당 필름 A의 면내에 있어서 굴절률이 가장 큰 방향인 지상축을 따른 면내에서, 해당 광학 적층체면의 수직축으로부터 해당 지상축 방향으로 40도 경사진 축방향으로부터 관측되는 리타데이션값 Re(40)가 4,000 내지 25,000㎚인 것을 특징으로 한다.
조건 (1) : 필름의 면내에 있어서 굴절률이 가장 큰 방향인 지상축 방향의 굴절률을 nx, 해당 필름의 면내에 있어서 상기 지상축 방향과 직교하는 방향인 진상축 방향의 굴절률을 ny, 해당 필름의 두께 방향의 굴절률을 nz라 하였을 때에, nx>ny≥nz의 관계이다.
조건 (2) : 필름의 면내에 있어서 굴절률이 가장 큰 방향인 지상축 방향의 굴절률을 nx, 해당 필름의 면내에 있어서 상기 지상축 방향과 직교하는 방향인 진상축 방향의 굴절률을 ny, 해당 필름의 두께 방향의 굴절률을 nz라 하였을 때에, nx≥ny>nz의 관계이다.
본 발명의 광학 적층체는 상기 구성으로 함으로써, 표시 소자 및 편광자를 순서대로 갖는 표시 장치의 시인자측에 적용한 경우에, 상기 조건 (2)를 만족시키는, 부의 C플레이트 특성을 갖는 필름 C에서 유래되는 성능(예를 들어, 필름 C가 폴리이미드 필름인 경우에는 내구 절첩 성능 등)을 부여하면서, 표시 화면을 편광 선글라스를 통해 정면 방향 및 경사 방향 중 어느 것으로부터 관찰하였을 때에도 전술한 색 재현성을 양호하게 할 수 있다. 또한, 전술한 블랙아웃 문제를 해소할 수 있다.
광학 적층체면에 대해 수직축 방향으로부터 관측되는 리타데이션값 Re(0)는, 광학 적층체의 면내에 있어서 굴절률이 가장 큰 방향인 지상축 방향의 굴절률 nx와, 광학 적층체의 면내에 있어서 상기 지상축 방향과 직교하는 방향인 진상축 방향의 굴절률 ny와, 광학 적층체의 두께 d에 의해, 하기 식에 의해 표시되는 것이다.
리타데이션값 Re(0)=(nx-ny)×d
상기 리타데이션값은, 예를 들어 오지 게이소쿠 기키(주)제의 위상차 측정 장치 「KOBRA-WR」, 초고 위상차 측정 장치 「PAM-UHR100」, 오츠카 덴시(주)제의 위상차 측정 장치 「RETS-100」에 의해 측정할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서의 리타데이션값은, 특별히 언급하지 않는 한, 파장 550㎚에 있어서의 리타데이션값이다.
또한, 2 이상의 편광자를 사용하여, 광학 적층체의 배향축 방향(주축의 방향)을 구한 후, 2개의 축(배향축의 굴절률 및 배향축에 직교하는 축)의 굴절률(nx, ny)을 아베 굴절률계(아타고사제 NAR-4T)에 의해 구한다. 여기서, 보다 큰 굴절률을 나타내는 축을 지상축으로 정의한다. 광학 적층체의 두께 d는, 예를 들어 주사형 투과 전자 현미경(STEM)을 사용하여 촬영한 단면의 화상으로부터 10개소의 두께를 측정하고, 10개소의 값의 평균값으로부터 산출할 수 있다. STEM의 가속 전압은 10kV 내지 30kV, 배율은 100 내지 700배로 하는 것이 바람직하다. 복굴절률(nx-ny)과, 광학 적층체의 두께 d(㎚)의 곱으로부터, 리타데이션값을 계산할 수도 있다.
또한, 리타데이션값 Re(40)는, 광학 적층체면에 대해 수직이면서 또한 필름 A의 지상축을 따른 면내에서, 광학 적층체면의 수직축으로부터 광학 적층체에 포함되는 필름 A의 지상축 방향으로 40도 경사진 축방향으로부터 관측되는 리타데이션값이다. Re(40)는, 광학 적층체면의 수직축으로부터 40도 경사진 각도로부터 광을 입사시키고, 광학 적층체의 광 출사면에 있어서, 해당 광 출사면의 수직축으로부터 필름 A의 지상축 방향으로 40도 경사진 각도에서의 리타데이션값을, 위상차 측정 장치를 사용하여 측정한다. 구체적으로는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.
또한, 광학 적층체의 두께 방향의 리타데이션값을 Rth라 하면, Rth는, 광학 적층체의 면내에 있어서 굴절률이 가장 큰 방향인 지상축 방향의 굴절률 nx와, 광학 적층체의 면내에 있어서 상기 지상축 방향과 직교하는 방향인 진상축 방향의 굴절률 ny와, 광학 적층체의 두께 방향의 굴절률 nz와, 광학 적층체의 두께 d에 의해, 하기 식에 의해 표시되는 것이다.
Rth=[{(nx+ny)/2}-nz]×d
또한 광학 적층체에 포함되는 각 필름의 리타데이션값 및 두께도, 상기와 마찬가지의 방법에 의해 측정 또는 산출할 수 있다.
이하에, 본 발명에 대하여 설명한다.
표시 소자, 편광자 및 광학 적층체를 순서대로 갖는 표시 장치에 있어서는, 표시 화면을 관찰하였을 때의 색이 보이는 양상이 편광 선글라스의 유무에 따라 상이한 경우가 있다. 이 원인은, 광학 적층체가 갖는 리타데이션과, 복굴절의 파장 의존성에 의한 것이다. 또한 이 원인은, 광학 적층체를 관찰하는 각도에 따라, 관측되는 리타데이션값이 변화되는 것에도 있다.
인간이 표시 장치를 시인하는 경우, 대부분의 경우, 시선이 표시 화면에 수직이 되도록 시인한다. 표시 화면을 이와 같이 시인한 경우, 표시 화면의 중심 부근과 시선의 관계는 수직이지만, 표시 화면의 주변 영역과 시선은 일정한 각도를 갖고 있다. 즉, 인간이 표시 장치를 시인하는 경우, 시야 중의 리타데이션값이 상이한 영역이 존재하고 있다(보다 정확하게 말하면, 시야 중의 리타데이션값은 연속적으로 변화되고 있다). 또한, 복수인이 동시에 표시 화면을 관찰하는 경우, 각각의 사람이 리타데이션값이 상이한 영역을 관찰하게 된다.
우선, 본 발명의 광학 적층체는, 예를 들어 내구 절첩 성능 등을 부여하는 관점에서, 상기 조건 (2)를 만족시키는 필름 C를 포함한다.
상기 조건 (2)를 만족시키는 필름 C는, 필름면에 대해 수직축 방향으로부터 관측되는 리타데이션(이하 「필름의 면내 방향의 리타데이션」 또는 「면내 리타데이션」이라고도 함)이 존재하지 않거나 또는 매우 작지만, 필름의 두께 방향의 리타데이션이 존재한다.
여기서, 표시 소자, 편광자 및 필름 C를 순서대로 적층한 표시 장치 X를 제작하고, 표시 장치 X의 시인자측, 즉 필름 C측으로부터 표시 장치 X의 표시 화면을 관찰한 것으로 한다. 편광 선글라스없이 표시 장치 X를 관찰한 경우, 필름 C를 통과한 광이 인간의 눈으로 시인되게 된다. 한편, 편광 선글라스를 쓰고 표시 장치 X를 관찰한 경우, 필름 C를 통과하고, 또한 편광 선글라스를 통과한 광이 인간의 눈으로 시인된다. 편광 선글라스는 수광측의 편광자(검광자)로서의 작용을 갖는다.
표시 장치 X를 정면(수직축 방향)으로부터 관찰하였을 때에는, 이 방향으로부터 관측되는 필름 C의 리타데이션값은 매우 작기 때문에, 편광 선글라스의 유무에 상관없이, 표시 화면의 색이 보이는 양상은 거의 동일하게 된다.
이에 반해, 상기 표시 장치 X를 경사 방향으로부터 관찰한 경우에는, 편광 선글라스의 유무에 따라 색이 보이는 양상이 크게 상이한 경우가 있다. 이 이유는, 필름 C를 경사 방향(필름 C면의 수직축으로부터 경사진 축방향)으로부터 관찰한 경우에는, 필름 C의 두께 방향의 리타데이션에 기인하여 일정 이상의 리타데이션값이 관측되므로, 이 리타데이션값의 영향에 의해, 표시 장치 X를 편광 선글라스없이 관찰한 경우와, 편광 선글라스를 통해 관찰한 경우에서, 인간의 눈으로 시인되는 광의 분광 스펙트럼의 형상이 상이하기 때문이다.
필름 C를 경사 방향으로부터 관찰한 경우에 관측되는 리타데이션값이 매우 큰 경우에는, 편광 선글라스를 통해 관찰한 경우라도, 표시 화면의 색이 보이는 양상의 차이는 시인되지 않는다. 그러나 상기 이외의 경우에는, 필름 C를 경사 방향으로부터 관찰한 경우에 관측되는 리타데이션값의 영향에 의해, 편광 선글라스의 유무에 따라 표시 화면의 색이 보이는 양상이 변하게 된다.
또한, 필름 C만을 시인자측에 형성한 표시 장치 X를 정면 방향으로부터 관찰하였을 때에는, 표시 장치 X의 편광의 흡수축과, 편광 선글라스의 편광의 흡수축이 직교하는 각도에 있어서는 블랙아웃이 발생한다.
예를 들어 광학 적층체에 내구 절첩 성능 등을 부여하기 위해, 폴리이미드 필름과 같은 조건 (2)를 만족시키는 필름 C를 사용할 필요가 있는 경우에는, 이상과 같은 문제를 해결할 필요가 있었다.
본 발명의 광학 적층체는, 상기 필름 C에 더하여, 또한 상기 조건 (1)을 만족시키는 필름 A를 포함하는 것을 특징으로 한다. 필름 A는 소위 정의 A플레이트 특성을 갖는 필름이며, 필름면에 대해 수직축 방향으로부터 관측되는 리타데이션(필름의 면내 방향의 리타데이션)이 존재하지만, 필름의 두께 방향의 리타데이션은 존재하지 않거나 또는 매우 작다. 면내 방향으로 리타데이션을 갖는 필름 A를 포함함으로써, 본 발명의 광학 적층체는 상술한 블랙아웃의 문제를 해소할 수 있다. 이것은, 표시 소자로부터의 출사광이 편광자를 통과하여 직선 편광이 되지만, 이 직선 편광이 필름 A를 통과하면 편광이 흐트러지기 때문이다.
단, 필름 A의 면내 방향의 리타데이션이 충분히 크지 않으면, 인간의 눈에 시인되는 광의 분광 스펙트럼의 형상이 편광 선글라스의 유무에 따라 변하기 때문에, 전술한 색 재현성이 저하된다.
여기서, 필름 A는, 수직축 방향으로부터 nx(지상축) 방향측으로 기울여 관찰한 경우, 경사각이 커짐에 따라 리타데이션값이 작아진다. 도 1은 상기 조건 (1)을 만족시키고, 필름면에 대해 수직축 방향으로부터 관측되는 리타데이션값이 3,000㎚인 필름 A의, 수직축 방향으로부터 nx 방향(지상축 방향)으로 θ도 기운 각도마다의 리타데이션(도 1의 실선) 및 수직 방향으로부터 ny 방향(진상축 방향)으로 θ도 기운 각도마다의 리타데이션(도 1의 파선)의 일례이다. 도 1로부터, nx>ny≥nz의 관계를 갖는 필름 A는, 수직 방향으로부터 nx 방향측으로 기울여 관찰한 경우, 경사각이 커짐에 따라 리타데이션값이 작아지는 것을 확인하였다.
즉, 필름 A는, 수직축 방향으로부터 nx 방향측으로 경사진 축방향으로부터 관측되는 리타데이션값이 경사각이 커짐에 따라 작아지므로, 해당 필름 A를 포함하는 광학 적층체를 표시 장치에 적용하였을 때에는, 수직축 방향으로부터 nx 방향측으로 경사진 축방향으로부터 표시 화면을 본 경우, 전술한 색 재현성의 점에서 가장 불리하게 작용하게 된다.
본 발명의 광학 적층체는 상기 사정을 감안하여 설계된 것이며, 이상과 같은 조건 (1)을 만족시키는 필름 A 및 조건 (2)를 만족시키는 필름 C의 양쪽을 포함하는 경우라도, 광학 적층체면에 대해 수직축 방향으로부터 관측되는 리타데이션값 Re(0)가 4,000 내지 30,000㎚이고, 해당 광학 적층체면의 수직축으로부터 해당 필름 A의 nx 방향으로 40도 경사진 축방향으로부터 관측되는 상기 리타데이션값 Re(40)가 4,000 내지 25,000㎚라는 요건을 만족시키는 구성으로 하면, 전술한 본 발명의 과제를 해결할 수 있음을 알아낸 것이다. 광학 적층체의 Re(0)가 4,000㎚ 미만이면, 표시 장치에 적용하였을 때에, 표시 화면을 정면으로부터 보았을 때의 색 재현성이 불충분하다. 또한 광학 적층체의 Re(40)가 4,000㎚ 미만이면, 표시 장치에 적용하였을 때에, 표시 화면을 경사 방향으로부터 보았을 때의 색 재현성이 불충분하다.
Re(40)는, 상기와 같이, 광학 적층체면에 대해 수직이면서 또한 필름 A의 지상축을 따른 면내에서, 수직축으로부터 필름 A의 nx 방향으로 40도 경사진 방향으로부터 광학 적층체를 본 경우에 관측되는 리타데이션값에 상당한다. 수직축으로부터의 경사 각도를 「필름 A의 지상축 방향으로 40도 경사진 축방향」으로 설정한 이유는, 40도를 초과하는 각도로 표시 장치의 표시 화면을 관찰하는 경우가 거의 없는 것을 고려한 것이다. 또한, 필름 A는 수직축으로부터 지상축 방향으로 경사진 축방향으로부터 관측되는 리타데이션값이 가장 작아지기 때문에, 광학 적층체에 있어서 이 방향으로부터 관측되는 리타데이션값이 소정의 값 이상이면, 폭넓은 각도로부터 표시 화면을 관찰하였을 때의 색 재현성을 양호하게 할 수 있다.
전술한 색 재현성을 얻는 관점에서, Re(0)는, 바람직하게는 4,000㎚ 이상, 보다 바람직하게는 5,000㎚ 이상, 더욱 바람직하게는 7,000㎚ 이상이며, 광학 적층체를 과도하게 두껍게 하는 것을 피하는 관점에서, 바람직하게는 20,000㎚ 이하, 보다 바람직하게는 15,000㎚ 이하이다. 또한, 표시 소자, 편광자 및 광학 적층체를 순서대로 갖는 표시 장치를 경사 방향으로부터 관찰하였을 때의 색 재현성 관점에서, Re(40)는, 바람직하게는 4,000㎚ 이상, 보다 바람직하게는 5,000㎚ 이상, 더욱 바람직하게는 7,000㎚ 이상이며, 광학 적층체를 과도하게 두껍게 하는 것을 피하는 관점에서, 바람직하게는 20,000㎚ 이하, 보다 바람직하게는 15,000㎚ 이하이다.
<필름 A>
본 발명의 광학 적층체가 갖는 필름 A는, 하기 조건 (1)을 만족시키는 것이다.
조건 (1) : 필름의 면내에 있어서 굴절률이 가장 큰 방향인 지상축 방향의 굴절률을 nx, 해당 필름의 면내에 있어서 상기 지상축 방향과 직교하는 방향인 진상축 방향의 굴절률을 ny, 해당 필름의 두께 방향의 굴절률을 nz라 하였을 때에, nx>ny≥nz의 관계이다.
필름 A의 두께 방향의 리타데이션값은, 조건 (1)을 만족시키는 한 특별히 제한은 없지만, 0㎚ 이상인 것이 바람직하다.
광학 적층체의 Re(0) 및 Re(40)를 크게 하는 관점에서, 필름 A의 면내 리타데이션값 RA(0)는, 바람직하게는 4,000㎚ 이상, 보다 바람직하게는 5,000㎚ 이상, 더욱 바람직하게는 7,000㎚ 이상이다. 또한, 광학 적층체를 과도하게 두껍게 하는 것을 피하는 관점에서, RA(0)는, 바람직하게는 25,000㎚ 이하, 보다 바람직하게는 20,000㎚ 이하이다.
필름 A의 두께는 특별히 제한되지는 않지만, 광학 적층체의 Re(0) 및 Re(40)를 크게 하는 관점에서, 바람직하게는 5㎛ 이상, 보다 바람직하게는 10㎛ 이상이며, 광학 적층체를 과도하게 두껍게 하는 것을 피하는 관점에서, 바람직하게는 300㎛ 이하, 보다 바람직하게는 200㎛ 이하이다.
필름 A로서는, 조건 (1)을 만족시키고, 광 투과성을 갖는 필름이면 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들어 폴리에스테르계 필름, 폴리카르보네이트 필름, 시클로올레핀 폴리머 필름, 아크릴 필름 등을 연신한 필름을 들 수 있다. 그 중에서도, 기계적 강도를 높임과 함께, 얻어지는 광학 적층체의 Re(0) 및 Re(40)를 크게 하는 관점에서, 연신 폴리에스테르계 필름인 것이 바람직하다. 연신은, 세로 1축 연신, 가로 1축 (텐터) 연신, 축차 2축 연신 및 동시 2축 연신 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 지상축의 방위가 정해지기 쉽기 때문에, 세로 1축 연신 또는 가로 1축 연신인 것이 바람직하다.
폴리에스테르계 필름으로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(PET 필름), 폴리에틸렌나프탈레이트 필름(PEN 필름) 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 필름(PBT 필름) 등을 들 수 있다.
또한, 폴리에스테르계 필름 중에서도, PET 필름 또는 PEN 필름이 바람직하고, PET 필름이 보다 바람직하다. 이들 필름은, 두께가 얇아도 높은 면내 리타데이션을 얻을 수 있으므로, 광학 적층체의 Re(0) 및 Re(40)를 크게 할 수 있어, 표시 장치 전체의 두께를 얇게 하면서 색 재현성을 향상시킬 수 있는 점에서 우수하다.
<필름 C>
본 발명의 광학 적층체가 갖는 필름 C는, 하기 조건 (2)를 만족시키는 것이다.
조건 (2) : 필름의 면내에 있어서 굴절률이 가장 큰 방향인 지상축 방향의 굴절률을 nx, 해당 필름의 면내에 있어서 상기 지상축 방향과 직교하는 방향인 진상축 방향의 굴절률을 ny, 해당 필름의 두께 방향의 굴절률을 nz라 하였을 때에, nx≥ny>nz의 관계이다.
필름 C의 면내 방향의 리타데이션값은, 200㎚ 이하인 것이 바람직하다. 즉, 필름 C는 nx>ny여도 되지만, 그 경우에서도 면내 방향의 리타데이션값이 200㎚ 이하인 것이 바람직하다. 필름 A 및 필름 C를 포함하는 광학 적층체를 갖는 표시 장치에 있어서, 표시 화면을 경사 방향으로부터 시인한 경우의 색 재현성을 양호하게 하기 위해, 전술한 Re(40)에 있어서 필름 A의 지상축 방향으로 경사진 축방향으로부터 관측되는 리타데이션값만을 실질적으로 고려하면 되기 때문이다. 또한, 필름 A와 필름 C를 적층할 때에 지상축 방향을 맞출 필요도 발생하지 않는다.
광학 적층체의 Re(40)를 크게 하는 관점에서, 필름 C의 두께 방향의 리타데이션값 RCth는, 바람직하게는 10㎚ 이상, 보다 바람직하게는 100㎚ 이상, 더욱 바람직하게는 200㎚ 이상, 보다 더욱 바람직하게는 1,000㎚ 이상, 보다 더욱 바람직하게는 2,000㎚ 이상이다. 또한, 광학 적층체를 과도하게 두껍게 하는 것을 피하는 관점에서, RCth는, 바람직하게는 10,000㎚ 이하, 보다 바람직하게는 7,000㎚ 이하이다.
필름 C의 두께는 특별히 제한되지는 않지만, 광학 적층체의 Re(40)를 크게 하는 관점에서, 바람직하게는 10㎛ 이상, 보다 바람직하게는 15㎛ 이상이며, 광학 적층체를 과도하게 두껍게 하는 것을 피하는 관점에서, 바람직하게는 150㎛ 이하, 보다 바람직하게는 100㎛ 이하이다.
또한, 광학 적층체에 내구 절첩 성능을 부여하는 관점에서는, 필름 C의 두께는, 바람직하게는 10 내지 80㎛, 보다 바람직하게는 15 내지 60㎛이다.
조건 (2)를 만족시키는 필름 C로서는, 예를 들어 폴리이미드 필름, 폴리아라미드 필름, 폴리아미드이미드 필름 및 폴리에테르에테르케톤 필름으로 이루어지는 군에서 선택되는 필름을 들 수 있다. 이들 중에서도, 광학 적층체에 내구 절첩 성능을 부여하는 관점에서는 폴리이미드 필름 및 폴리아라미드 필름으로 이루어지는 군에서 선택되는 필름이 바람직하고, 폴리이미드 필름이 보다 바람직하다.
일반적으로, 폴리이미드 필름 및 폴리아라미드 필름은 분자 중에 방향환을 갖기 때문에, 착색(황색)되어 있는 것이 일반적이지만, 본 발명과 같이 광학 적층체 용도인 경우, 분자 중의 골격을 변경하여 투명성을 높인 「투명 폴리이미드」나 「투명 폴리아라미드」라 불리는 필름이다. 한편, 착색된 종래의 폴리이미드 필름 등은, 내열성과 굴곡성의 면에서, 프린터나 전자 회로 등의 전자 재료용으로 사용되는 것이 바람직한 것이다.
폴리이미드 필름을 구성하는 폴리이미드로서는, 하기 일반식 (Ｉ)로 표시되는 반복 구조를 갖는 것을 들 수 있다.
Figure 112019009670703-pct00001
일반식 (Ｉ) 중, X1은 4가의 유기기이고, R1은 2가의 유기기이다.
일반식 (Ｉ)에 있어서의 X1로서는, 비환식 지방족기, 환식 지방족기, 및 방향족기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의, 4가의 유기기를 들 수 있다. 환식 지방족기로서는, 단환식 지방족기, 축합 다환식 지방족기 및 2 이상의 지방족 환이 직접 또는 결합기에 의해 연결된 비축합 다환식 지방족기를 들 수 있다. 방향족기로서는, 단환식 방향족기, 축합 다환식 방향족기, 및 2 이상의 방향환이 직접 또는 결합기에 의해 연결된 비축합 다환식 방향족기 등을 들 수 있다.
상기 결합기로서는, 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 10의 알킬리덴기, -O-, -SO2-, -CO-, -CO-NR-(R은 탄소수 1 내지 3의 알킬기, 또는 수소 원자를 나타냄)을 들 수 있다. 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기, 및 탄소수 2 내지 10의 알킬리덴기의 수소 원자 중 적어도 하나는, 불소 함유기로 치환되어 있어도 된다. 불소 함유기로서는, 플루오로기, 트리플루오로메틸기 등을 들 수 있다.
X1이 환식 지방족기 또는 방향족기인 경우, 탄소 원자의 일부가 헤테로 원자로 치환되어 있어도 된다. 헤테로 원자의 예로서는, O, N, S를 들 수 있다.
X1의 탄소수는, 바람직하게는 2 내지 32, 보다 바람직하게는 4 내지 24, 더욱 바람직하게는 4 내지 18이다.
X1은, 상기 불소 함유기나, 수산기, 술폰기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 등의 치환기를 갖고 있어도 된다. 얻어지는 폴리이미드 필름의 투명성의 관점에서는, 상기 치환기 중에서도 불소 함유기가 바람직하다.
얻어지는 폴리이미드 필름의 내구 절첩 성능의 관점에서는, X1로 표시되는 4가의 유기기는, 환식 지방족기 및 방향족기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 기인 것이 바람직하고, 환식 지방족기 및 방향족기로 이루어지는 군에서 선택되는 기인 것이 보다 바람직하다. 또한, 얻어지는 폴리이미드 필름의 투명성 및 내구 절첩 성능의 관점에서는, X1로 표시되는 4가의 유기기는, 환식 지방족기 및 불소 함유기를 갖는 방향족기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 기인 것이 보다 바람직하고, 환식 지방족기 및 불소 함유기를 갖는 방향족기로 이루어지는 군에서 선택되는 기인 것이 더욱 바람직하고, 불소 함유기를 갖는 방향족기가 보다 더욱 바람직하다.
보다 구체적으로는, X1로서는, 예를 들어 하기 식 (i) 내지 (xi) 중 어느 것으로 표시되는 4가의 기를 들 수 있다.
Figure 112019009670703-pct00002
상기 식 중, Y1 내지 Y3은 각각 독립적으로, 단결합, -O-, -CO-, -CH2-, -CH(CH3)-, -C(CH3)2-, -CF2-, -CH(CF3)-, -C(CF3)2-, 또는 -SO2-를 나타낸다. 식 중의 *는 결합손을 나타낸다.
상기 식 중, 지방족환 및 방향환의 수소 원자 중 적어도 하나는, 상기 불소 함유기, 수산기, 술폰기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 등의 치환기로 치환되어 있어도 된다.
일반식 (Ｉ)에 있어서의 R1로서는, 비환식 지방족기, 환식 지방족기 및 방향족기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의, 2가의 유기기를 들 수 있다. 환식 지방족기로서는, 단환식 지방족기, 축합 다환식 지방족기, 및 2 이상의 지방족 환이 직접 또는 결합기에 의해 연결된 비축합 다환식 지방족기를 들 수 있다. 방향족기로서는, 단환식 방향족기, 축합 다환식 방향족기, 및 2 이상의 방향환이 직접 또는 결합기에 의해 연결된 비축합 다환식 방향족기 등을 들 수 있다.
상기 결합기로서는, 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 10의 알킬리덴기, -O-, -SO2-, -CO-, -CO-NR-(R은 탄소수 1 내지 3의 알킬기, 또는 수소 원자를 나타냄)을 들 수 있다. 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기, 및 탄소수 2 내지 10의 알킬리덴기의 수소 원자 중 적어도 하나는, 불소 함유기로 치환되어 있어도 된다. 불소 함유기로서는, 플루오로기, 트리플루오로메틸기 등을 들 수 있다.
R1이 환식 지방족기 또는 방향족기인 경우, 탄소 원자의 일부가 헤테로 원자로 치환되어 있어도 된다. 헤테로 원자의 예로서는, O, N, S를 들 수 있다.
R1의 탄소수는, 바람직하게는 2 내지 40, 보다 바람직하게는 4 내지 32, 더욱 바람직하게는 5 내지 24, 보다 더욱 바람직하게는 5 내지 18이다.
R1은, 상기 불소 함유기나, 수산기, 술폰기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 등의 치환기를 갖고 있어도 된다. 얻어지는 폴리이미드 필름의 투명성의 관점에서는, 상기 치환기 중에서도 불소 함유기가 바람직하다.
얻어지는 폴리이미드 필름의 내구 절첩 성능의 관점에서는, R1로 표시되는 2가의 유기기는, 환식 지방족기 및 방향족기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 기인 것이 바람직하고, 환식 지방족기 및 방향족기로 이루어지는 군에서 선택되는 기인 것이 보다 바람직하다. 또한, 얻어지는 폴리이미드 필름의 투명성 및 내구 절첩 성능의 관점에서는, R1로 표시되는 2가의 유기기는, 환식 지방족기 및 불소 함유기를 갖는 방향족기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이 보다 바람직하고, 환식 지방족기 및 불소 함유기를 갖는 방향족기로 이루어지는 군에서 선택되는 기인 것이 더욱 바람직하고, 불소 함유기를 갖는 방향족기가 보다 더욱 바람직하다.
보다 구체적으로는, R1로서는, 예를 들어 하기 식 (xii) 내지 (xviii) 중 어느 것으로 표시되는 2가의 기를 들 수 있다.
Figure 112019009670703-pct00003
상기 식 중, Y4 내지 Y6은 각각 독립적으로, 단결합, -O-, -CO-, -CH2-, -CH(CH3)-, -C(CH3)2-, -CF2-, -CH(CF3)-, -C(CF3)2-, 또는 -SO2-를 나타낸다. 식 중의 *는 결합손을 나타낸다.
상기 식 중, 지방족환 및 방향환의 수소 원자 중 적어도 하나는, 상기 불소 함유기, 수산기, 술폰기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 등의 치환기로 치환되어 있어도 된다.
얻어지는 폴리이미드 필름의 투명성의 관점에서는, 일반식 (Ｉ)에 있어서의 X1 및 R1 중 적어도 한쪽이 불소 함유기를 갖는 것이 바람직하다.
상기 폴리이미드 필름으로서는, 보다 구체적으로는, 예를 들어 하기 식 (1) 내지 (17)로 표시되는 구조를 갖는 것을 들 수 있다. 또한, 하기 식 중, n은, 반복 단위이며, 2 이상의 정수를 나타낸다.
Figure 112019009670703-pct00004
Figure 112019009670703-pct00005
Figure 112019009670703-pct00006
Figure 112019009670703-pct00007
Figure 112019009670703-pct00008
Figure 112019009670703-pct00009
Figure 112019009670703-pct00010
Figure 112019009670703-pct00011
Figure 112019009670703-pct00012
Figure 112019009670703-pct00013
Figure 112019009670703-pct00014
Figure 112019009670703-pct00015
Figure 112019009670703-pct00016
Figure 112019009670703-pct00017
Figure 112019009670703-pct00018
Figure 112019009670703-pct00019
Figure 112019009670703-pct00020
폴리이미드 필름을 구성하는 폴리이미드는, 본 발명의 효과가 손상되지 않는 한, 그 일부에 폴리아미드 구조를 포함하고 있어도 된다. 당해 폴리아미드 구조로서는, 예를 들어 트리멜리트산 무수물 등의 트리카르복실산 유래의 반복 단위를 포함하는 폴리아미드이미드 구조나, 이소프탈산, 테레프탈산 등의 디카르복실산 유래의 반복 단위를 포함하는 폴리아미드 구조 등을 들 수 있다.
또한, 폴리아라미드 필름을 구성하는 폴리아라미드란, 일반적으로, 하기식 (18) 또는 (19)로 표시되는 구조를 갖는 것이다. 필름 C로서 사용할 수 있는 폴리아라미드 필름을 구성하는 폴리아라미드로서는, 예를 들어 하기 식 (20)으로 표시되는 구조를 갖는 것을 들 수 있다. 또한, 하기 식 중, n은, 반복 단위이며, 2 이상의 정수를 나타낸다.
Figure 112019009670703-pct00021
Figure 112019009670703-pct00022
Figure 112019009670703-pct00023
상기 식 (1) 내지 (17)로 표시되는 구조를 갖는 폴리이미드 필름, 및 상기 식 (20)으로 표시되는 구조를 갖는 폴리아라미드 필름으로서, 시판되는 것을 사용해도 된다. 폴리이미드 필름의 시판품으로서는, 예를 들어 미츠비시 가스 가가쿠(주)제 「네오풀림」 등을 들 수 있고, 폴리아라미드 필름의 시판품으로서는, 예를 들어 도레이(주)제 「미크트론」 등을 들 수 있다.
또한, 폴리이미드 필름 및 폴리아라미드 필름은, 공지의 방법에 의해 합성한 수지를 사용하여 제작된 것이어도 된다.
폴리이미드 필름을 구성하는 상기 폴리이미드는, 통상 테트라카르복실산 무수물 등의 테트라카르복실산 화합물과 디아민 화합물을 공지의 방법에 의해 중축합 반응시켜 얻을 수 있다. 예를 들어, 상기 식 (1)로 표시되는 구조를 갖는 폴리이미드 수지의 합성 방법은, 일본 특허 공개 제2009-132091호에 기재되어 있고, 구체적으로는, 하기 식 (21);
Figure 112019009670703-pct00024
로 표시되는 4,4'-헥사플루오로프로필리덴비스프탈산 이무수물(FPA)과 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노비페닐(TFDB)을 반응시킴으로써 얻을 수 있다.
폴리이미드 필름 또는 폴리아라미드 필름을 구성하는 수지의 중량 평균 분자량은, 3,000 내지 50만의 범위인 것이 바람직하고, 5,000 내지 30만의 범위인 것이 보다 바람직하고, 1만 내지 20만의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 중량 평균 분자량이 3,000 이상이면 충분한 강도가 얻어지고, 50만 이하이면 표면이 평활하여 막 두께가 균일한 필름을 용이하게 얻을 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 중량 평균 분자량이란, 겔 침투 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정한 폴리스티렌 환산값이다.
폴리이미드 필름 및 폴리아라미드 필름 중에서도, 우수한 투명성을 갖는 점에서, 분자 내 또는 분자간의 전하 이동이 일어나기 어려운 구조를 갖는 폴리이미드 필름 또는 폴리아라미드 필름이 바람직하다. 구체적으로는, 상기 식 (1) 내지 (8)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 구조를 갖는 불소화 폴리이미드 필름, 상기 식 (9) 내지 (12)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 구조를 갖는, 환상 지방족기를 포함하는 폴리이미드 필름, 또는, 상기 식 (20)의 구조를 갖는, 할로겐기를 갖는 폴리아라미드 필름이 바람직하고, 상기 식 (1) 내지 (8)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 구조를 갖는 불소화 폴리이미드 필름, 또는, 상기 식 (20)의 구조를 갖는 할로겐기를 갖는 아라미드 필름이 보다 바람직하다. 그 중에서도, 상기 불소화 폴리이미드 필름은, 불소화된 구조를 갖기 때문에 높은 내열성을 갖고 있고, 폴리이미드 필름 제조 시의 열에 의해 착색되는 일도 없으므로, 우수한 투명성을 갖는다.
그 중에서도, 우수한 투명성, 및 매우 우수한 경도를 부여할 수 있는 점에서, 상기 식 (1)로 표시되는 구조를 갖는 폴리이미드 필름을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 광학 적층체는, 적어도 상기 필름 A와 필름 C의 2종의 필름을 포함하고 있으면 되고, 필름 A, 필름 C가 각각 복수매 적층된 양태도 포함한다. 또한, 필름 A와 필름 C는 서로 접하고 있어도 되고, 접착층 등의 다른 층을 개재하여 적층되어 있어도 된다.
또한, 광학 적층체가 면내 리타데이션을 갖는 복수의 필름을 포함하는 경우에는, 이들 필름은, 면내에서의 지상축의 방향이 대략 동일하게 되도록 적층되는 것이 바람직하다. 「지상축의 방향이 대략 동일」하다란, 면내 리타데이션이 가장 큰 필름의 지상축을 기준으로 하여, 해당 필름의 지상축과, 그 이외의 필름의 지상축이 이루는 각도가 ±10° 미만의 범위인 것을 말한다.
<기능층>
본 발명의 광학 적층체는, 전술한 필름 A 및 필름 C 이외에, 추가로 기능층을 포함할 수도 있다. 당해 기능층으로서는, 하드 코트층, 방오층, 도전층, 반사 방지층, 방현층, 자외선 흡수층, 대전 방지층 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 절첩 가능한 표시 장치에 사용하는 광학 적층체는, 경도 및 내구 절첩 성능을 부여하는 관점에서, 하드 코트층을 포함하는 것이 바람직하다.
하드 코트층은, 기계적 강도의 관점에서, 경화성 수지 조성물의 경화물인 것이 바람직하다. 경화성 수지 조성물은, 열경화성 수지 조성물 또는 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 들 수 있고, 기계적 강도를 보다 양호하게 하는 관점에서, 전리 방사선 경화성 수지 조성물이 적합하다. 본 명세서에 있어서 전리 방사선이란, 전자파 또는 하전 입자선 중, 분자를 중합 혹은 가교할 수 있는 에너지 양자를 갖는 것을 의미하고, 통상 자외선(UV) 또는 전자선(EB)이 사용되지만, 그 밖에, X선, γ선 등의 전자파, α선, 이온선 등의 하전 입자선도 사용 가능하다.
전리 방사선 경화성 수지 조성물은, 전리 방사선 경화성 관능기를 갖는 화합물(이하, 「전리 방사선 경화성 화합물」이라고도 함)을 포함하는 조성물이다. 전리 방사선 경화성 관능기로서는, (메트)아크릴로일기, 비닐기, 알릴기 등의 에틸렌성 불포화 결합기 및 에폭시기, 옥세타닐기 등을 들 수 있다. 전리 방사선 경화성 화합물로서는, 에틸렌성 불포화 결합기를 갖는 화합물이 바람직하고, 에틸렌성 불포화 결합기를 2개 이상 갖는 화합물이 보다 바람직하고, 그 중에서도, 에틸렌성 불포화 결합기로서 (메트)아크릴로일기를 2개 이상 갖는 다관능성 (메트)아크릴레이트가 더욱 바람직하다. 다관능성 (메트)아크릴레이트로서는, 모노머, 올리고머 및 폴리머 모두 사용할 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서 「(메트)아크릴레이트」는, 메타크릴레이트 및 아크릴레이트를 가리키는 것이다.
다관능성 (메트)아크릴레이트 모노머 중에서도, 하드 코트층에 고경도를 부여하는 관점에서는 3 내지 6관능의 것이 바람직하고, 예를 들어 펜타에리트리톨트리아크릴레이트(PETA), 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(DPHA), 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트(PETTA), 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트(DPPA), 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 트리펜타에리트리톨옥타(메트)아크릴레이트, 테트라펜타에리트리톨데카(메트)아크릴레이트 등이 바람직하다. 이들 다관능성 (메트)아크릴레이트 모노머는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
다관능성 (메트)아크릴레이트 올리고머로서는, 예를 들어 에폭시(메트)아크릴레이트 올리고머, 우레탄(메트)아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트 올리고머, 폴리에테르(메트)아크릴레이트 올리고머, 실리콘(메트)아크릴레이트 올리고머 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 이들 중에서도, 경화성 및 경화물 성능의 관점에서, 우레탄(메트)아크릴레이트 올리고머가 바람직하다. 다관능성 (메트)아크릴레이트 올리고머는, 하드 코트층에 고경도를 부여하는 관점에서, 바람직하게는 3관능 이상이며, 보다 바람직하게는 3 내지 12관능이다.
다관능성 (메트)아크릴레이트 폴리머로서는, 예를 들어 측쇄에 (메트)아크릴로일기를 도입한 폴리머를 들 수 있다. 다관능성 (메트)아크릴레이트 폴리머의 주쇄는 아크릴계 폴리머 또는 우레탄계 폴리머가 바람직하고, 아크릴계 폴리머인 것이 보다 바람직하다. 다관능성 (메트)아크릴레이트 폴리머의 시판품으로서는, 예를 들어 다이세이 파인 케미컬(주)제의 8BR 시리즈, 8KX 시리즈, 8UH 시리즈 등을 들 수 있다.
또한 경화물의 기계적 강도를 손상시키지 않는 범위이면, 점도를 저하시키는 등의 목적으로 단관능성 (메트)아크릴레이트 모노머를 병용할 수도 있다.
하드 코트층은, 또한 실리카 미립자를 함유해도 된다. 하드 코트층 형성용의 경화성 수지 조성물에 배합되는 실리카 미립자로서는, 반응성 실리카 미립자인 것이 바람직하다. 반응성 실리카 미립자는, 상기 다관능성 (메트)아크릴레이트 등의 경화성 화합물과의 사이에서 가교 구조를 구성하는 것이 가능한 실리카 미립자이다. 하드 코트층 형성용의 경화성 수지 조성물이 해당 반응성 실리카 미립자를 함유함으로써, 하드 코트층의 경도를 충분히 높일 수 있다.
상기 반응성 실리카 미립자는, 그 표면에 반응성 관능기를 갖는 것이 바람직하고, 해당 반응성 관능기로서는, 예를 들어 중합성 불포화기가 적합하게 사용되고, 보다 바람직하게는 광경화성 불포화기이며, 특히 바람직하게는 전리 방사선 경화성 불포화기이다. 상기 반응성 관능기의 구체예로서는, 예를 들어 (메트)아크릴로일기, 비닐기, 알릴기 등의 에틸렌성 불포화 결합기, 및 에폭시기 등을 들 수 있다.
상기 실리카 미립자는, 평균 1차 입자 직경이 5 내지 200㎚인 것이 바람직하다. 또한, 하드 코트층 중의 실리카 미립자의 함유량은, 해당 하드 코트층을 구성하는 경화성 수지 조성물 중의 수지 성분 100질량부에 대하여, 5 내지 60질량부인 것이 바람직하다.
또한 실리카 미립자의 평균 1차 입자 직경은, 이하의 (1) 내지 (3)의 작업에 의해 산출할 수 있다.
(1) 본 발명의 광학 적층체의 단면을 TEM 또는 STEM으로 촬상한다. TEM 또는 STEM의 가속 전압은 10kV 내지 30kV, 배율은 5만 내지 30만배로 하는 것이 바람직하다.
(2) 관찰 화상으로부터 임의의 10개의 입자를 추출하고, 개개의 입자의 입자 직경을 산출한다. 입자 직경은, 입자의 단면을 임의의 평행한 2개의 직선 사이에 두었을 때, 해당 2개의 직선간 거리가 최대가 되는 2개의 직선의 조합에 있어서의 직선간 거리로서 측정된다.
(3) 동일한 샘플의 다른 화면의 관찰 화상에 있어서 마찬가지의 작업을 5회 행하고, 합계 50개분의 입자 직경의 수평균으로부터 얻어지는 값을 입자의 평균 1차 입자 직경이라 한다.
하드 코트층, 또는 하드 코트층 형성용의 경화성 수지 조성물에는, 필요에 따라, 광중합 개시제, 광중합 촉진제, 활제, 가소제, 충전제, 대전 방지제, 안티 블로킹제, 가교제, 광안정제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 도전제, 굴절률 조정제, 용제 및 염료, 안료 등의 착색제 등의, 그 밖의 성분이 함유되어 있어도 된다.
하드 코트층의 두께는, 2.5 내지 10㎛인 것이 바람직하고, 3.5 내지 8.0㎛인 것이 보다 바람직하다. 하드 코트층의 두께가 2.5㎛ 이상이면 경도가 양호하고, 10㎛ 이하이면 가공성이 우수하다.
하드 코트층의 두께는, 예를 들어 주사형 투과 전자 현미경(STEM)을 사용하여 촬영한 단면의 화상으로부터 10개소의 두께를 측정하고, 10개소의 값의 평균값으로부터 산출할 수 있다. STEM의 가속 전압은 10kV 내지 30kV로 하는 것이 바람직하다. STEM의 배율은, 측정 막 두께가 마이크로미터 오더인 경우에는 1000 내지 7000배로 하는 것이 바람직하고, 측정 막 두께가 나노미터 오더인 경우에는 5만 내지 30만배로 하는 것이 바람직하다.
하드 코트층의 형성 방법에는 특별히 제한은 없고, 공지의 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어 하드 코트층이 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물인 경우에는, 전술한 전리 방사선 경화성 화합물, 필요에 따라 실리카 미립자, 광중합 개시제, 용제, 및 그 밖의 성분을 포함하는 하드 코트층 형성용 조성물을 도포하여 도포층을 형성하고, 해당 도포층을 건조한 후, 전술한 전리 방사선을 조사하여 경화시키는 방법을 들 수 있다.
상기 도포층을 형성하는 방법으로서는, 예를 들어, 그라비아 코트법, 스핀 코트법, 침지법, 스프레이법, 다이 코트법, 바 코트법, 롤 코터법, 메니스커스 코터법, 플렉소 인쇄법, 스크린 인쇄법, 비드 코터법 등의 공지의 각종 방법을 들 수 있다. 도포층의 건조 방법으로서는 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로 30 내지 120℃에서 10 내지 120초간 건조를 행하는 것이 바람직하다.
광학 적층체가 하드 코트층을 포함하는 경우에는, 광학 적층체의 최표면에 형성하는 것이 바람직하다. 하드 코트층은 광학 적층체의 적어도 한쪽 면에 형성되어, 경도 및 내구 절첩 성능을 부여하는 관점에서는, 필름 C 상에 형성하는 것이 보다 바람직하다.
도 2는 본 발명의 광학 적층체의 실시 형태의 일례를 도시하는 단면 모식도이다. 도 2에 있어서, 참조 부호 10은 본 발명의 광학 적층체이며, 참조 부호 1은 필름 A, 참조 부호 2는 필름 C, 참조 부호 3은 하드 코트층이다. 도시는 생략하지만, 본 발명의 광학 적층체는 하드 코트층을 2층 이상 포함해도 되고, 예를 들어 도 2의 하드 코트층(3)이 2층 구조여도 된다.
[표시 장치]
본 발명의 표시 장치는, 적어도, 표시 소자, 편광자 및 전술한 광학 적층체를 순서대로 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 표시 장치는 절첩 가능한 표시 장치인 것이 바람직하다. 표시 장치의 표면 보호재로서 유리판 등을 사용하지 않더라도, 전술한 광학 적층체가 표면 보호재로서의 역할을 할 수 있고, 또한 내구 절첩 성능도 부여되기 때문이다. 절첩 가능한 표시 장치로 하는 관점에서는, 본 발명의 표시 장치는 유리판을 갖지 않는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 표시 장치는, 후술하는 터치 패널을 탑재한 표시 장치인 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 표시 장치의 실시 형태의 일례를 도시하는 단면 모식도이다. 도 3에 있어서, 참조 부호 100은 본 발명의 표시 장치이며, 표시 소자(4), 편광자(5) 및 광학 적층체(10)를 순서대로 갖고 있다. 예를 들어 본 발명의 표시 장치(100)가 절첩 가능한 표시 장치인 경우에는, 내구 절첩 성능을 부여하는 관점에서, 광학 적층체(10)에 포함되는 필름 C가 필름 A보다도 시인자측이 되도록 배치된 것인 것이 바람직하다.
도 3에 있어서, 광학 적층체(10)는 표시 소자(4)측으로부터 순서대로 필름 A(1), 필름 C(2) 및 하드 코트층(3)을 갖고 있다. 전술한 바와 같이, 하드 코트층(3)은 광학 적층체(10)에 포함되는 필름 C 상에 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 하드 코트층(3)이 표시 장치의 최표면이 되도록 배치되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 표시 장치를 구성하는 각 부재에 대하여 설명한다.
<표시 소자>
표시 소자로서는, 액정 표시 소자, 유기 EL 표시 소자, 무기 EL 표시 소자, 플라스마 표시 소자 등을 들 수 있다. 또한, 액정 표시 소자는, 터치 패널 기능을 소자 내에 구비한 인셀 터치 패널 탑재형 액정 표시 소자여도 된다.
이들 중에서도, 표시 장치가 절첩 가능한 것인 경우에는, 표시 소자가 유기 EL 표시 소자인 것이 바람직하다.
(유기 EL 표시 소자)
유기 EL 표시 소자로서는, 주로, 색 변환 방식, 컬러 필터 방식, 3색 독립 방식의 3개의 타입으로 분류된다.
색 변환 방식은, 금속 전극, 청색 발광층, 형광층(적색 형광층, 녹색 형광층), 컬러 필터(청색 컬러 필터), 투명 전극 및 투명 기판이라는 기본 구성을 포함한다. 색 변환 방식에서는, 청색 발광층에서의 광을, 적색 형광층 및 녹색 형광층에서 적색, 녹색으로 변환하고, 청색은 컬러 필터를 통해 고채도화하고 있다.
컬러 필터 방식은, 금속 전극, 백색 발광층, 컬러 필터(적색, 녹색, 청색의 3색의 컬러 필터), 투명 전극 및 투명 기판이라는 기본 구성을 포함한다. 컬러 필터 방식에서는, 백색 발광층으로부터의 광을 컬러 필터에서 적색, 녹색, 청색으로 변환하고 있다.
3색 독립 방식은, 금속 전극, 발광층(적색 발광층, 녹색 발광층, 청색 발광층이 각각 독립하여 존재), 투명 전극 및 투명 기판이라는 기본 구성을 포함한다. 3색 독립 방식에서는, 컬러 필터를 사용하지 않고, 적색, 녹색, 청색의 3원색을 만들어 내고 있다. 또한, 상기 투명 기판으로서는 플라스틱 기판이 바람직하다.
이들 유기 EL 표시 소자 중에서도, 본 발명의 표시 장치에 있어서의 유기 EL 표시 소자로서는, 3색 독립 방식의 유기 EL 표시 소자가 바람직하다. 3색 독립 방식의 유기 EL 표시 소자는, 해당 표시 소자로부터 출사되어 광학 적층체에 입사되는 광의 분광 스펙트럼이 샤프해지기 쉬워, 본 발명의 효과가 유효하게 발휘되기 쉽다. 해당 분광 스펙트럼이 샤프할수록, 전술한 색 재현성의 문제가 발생하기 쉽기 때문이다. 또한, 유기 EL 표시 소자는 광 취출 효율이 과제가 되어 있고, 광 취출 효율을 향상시키기 위해, 3색 독립 방식의 유기 EL 표시 소자에 마이크로 캐비티 구조가 구비되어 있다. 이 마이크로 캐비티 구조를 구비한 3색 독립 방식의 유기 EL 표시 소자는, 광 취출 효율을 향상시키면 시킬수록 해당 표시 소자로부터 출사되어 광학 적층체에 입사되는 광의 분광 스펙트럼이 샤프해지기 쉽기 때문에, 본 발명의 효과가 유효하게 발휘되기 쉽다.
여기서, 색 영역을 나타내는 규격으로서, 「ITU-R 권고 BT. 2020(이하, 「BT. 2020」이라 칭함)」 등을 들 수 있다. ITU-R은, 「International Telecommunication Union-Radiocommunication Sector(국제전기통신연합 무선통신 부문)」의 약칭이며, ITU-R 권고 BT. 2020은, 슈퍼 하이비전의 색 영역의 국제 규격이다. 표시 소자는, 하기 식으로 표시되는 CIE-xy 색도도에 기초하는 BT. 2020의 커버율이 60％ 이상인 것이 바람직하고, 65％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 70％ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
〔BT. 2020의 커버율을 나타내는 식〕
[표시 소자의 CIE-xy 색도도의 면적 중, BT. 2020의 CIE-xy 색도도의 면적과 중복되는 면적/BT. 2020의 CIE-xy 색도도의 면적]×100(％)
BT. 2020의 커버율을 산출할 때에 필요로 되는 「표시 소자의 CIE-xy 색도도의 면적」은, 적색 표시, 녹색 표시 및 청색 표시 시의 CIE-Yxy 표색계의 x값 및 y값을 각각 측정하고, 해당 측정 결과로부터 얻어진 「적색의 정점 좌표」, 「녹색의 정점 좌표」 및 「청색의 정점 좌표」로부터 산출할 수 있다. CIE-Yxy 표색계의 x값 및 y값은, 예를 들어 코니카 미놀타사제의 분광 방사 휘도계 CS-2000에 의해 측정할 수 있다.
<편광자>
본 발명의 표시 장치에 있어서, 편광자는, 표시 소자의 출사면 상이며, 광학 적층체보다도 표시 소자측에 설치된다.
당해 편광자로서는, 예를 들어 요오드 등에 의해 염색되고, 연신한 폴리비닐알코올 필름, 폴리비닐포르말 필름, 폴리비닐아세탈 필름, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체계 비누화 필름 등의 시트형 편광자, 평행하게 배열된 다수의 금속 와이어를 포함하는 와이어 그리드형 편광자, 리오트로픽 액정이나 2색성 게스트-호스트 재료를 도포한 도포형 편광자, 다층 박막형 편광자 등을 들 수 있다. 또한, 이들 편광자는, 투과하지 않는 편광 성분을 반사하는 기능을 구비한 반사형 편광자여도 된다.
편광자의 양면은, 플라스틱 필름, 유리 등의 투명 보호판으로 덮는 것이 바람직하다. 투명 보호판으로서, 본 발명의 광학 적층체를 사용하는 것도 가능하다.
표시 소자가 유기 EL 표시 소자인 경우, 편광자는, 예를 들어 1/4λ판과의 조합에 의해 반사 방지성을 부여하기 위해 사용된다. 1/4λ판 및 위상차 필름은, 범용의 것을 사용할 수 있다. 1/4λ판은 편광자보다도 유기 EL 표시 소자측에 배치하는 것이 바람직하다. 위상차 필름은 편광자의 유기 EL 표시 소자측에 배치하는 것이 바람직하다.
또한, 표시 소자가 액정 표시 소자인 경우, 액정 표시 소자의 광 입사면측에는 배면 편광자가 설치되고, 액정 표시 소자 상에 위치하는 편광자의 흡수축과, 액정 표시 소자 아래에 위치하는 배면 편광자의 흡수축을 직교하여 배치함으로써, 액정 셔터의 기능을 부여하기 위해 사용된다.
편광 선글라스는 원칙적으로 S 편광을 흡수하기 때문에, 편광 선글라스의 편광자의 흡수축의 방향도 원칙적으로 수평 방향이다. 이 때문에, 표시 장치의 수평 방향에 대하여, 편광자의 흡수축의 방향의 각도가, ±10° 미만의 범위 내가 되도록 설치하는 것이 바람직하다. 해당 각도는 ±5° 미만의 범위로 하는 것이 보다 바람직하다.
표시 소자와 광학 적층체 사이에는 2 이상의 편광자를 갖고 있어도 된다. 이 경우, 편광자의 흡수축과 광학 적층체에 포함되는 필름 A의 지상축이 이루는 각도 중 가장 작은 각도가, 45±10° 미만의 범위 내가 되도록 편광자 및 광학 적층체를 설치하는 것이 바람직하다.
<터치 패널>
본 발명의 표시 장치는, 표시 소자의 출사면 상에 터치 패널을 구비한 터치 패널 탑재형 표시 장치여도 된다.
터치 패널과 광학 적층체의 위치 관계는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 소자와 광학 적층체 사이에 터치 패널을 가져도 되고, 광학 적층체 상에 터치 패널을 가져도 된다. 또한, 터치 패널의 구성 부재로서 광학 적층체를 사용해도 된다.
절첩 가능한 표시 장치에 있어서 본 발명의 광학 적층체에 의해 내구 절첩 성능을 부여하는 관점에서는, 표시 소자와 광학 적층체 사이에 터치 패널을 갖는 구성이거나, 터치 패널의 구성 부재로서 광학 적층체를 사용하는 것이 바람직하다.
터치 패널로서는, 저항막식 터치 패널, 정전 용량식 터치 패널, 전자기 유도식 터치 패널, 광학식 터치 패널 및 초음파식 터치 패널 등을 들 수 있다.
정전 용량식 터치 패널은, 표면형 및 투영형 등을 들 수 있고, 투영형이 많이 사용되고 있다. 투영형의 정전 용량식 터치 패널은, X축 전극과, 해당 X축 전극과 직교하는 Y축 전극을 절연체를 개재하여 배치한 기본 구성에, 회로가 접속되어 이루어지는 것이다. 해당 기본 구성을 보다 구체적으로 설명하면, (1) 1매의 투명 기판 상의 각각의 면에 X축 전극 및 Y축 전극을 형성하는 양태, (2) 투명 기판 상에 X축 전극, 절연체층, Y축 전극을 이 순서로 형성하는 양태, (3) 투명 기판 상에 X축 전극을 형성하고, 다른 투명 기판 상에 Y축 전극을 형성하고, 접착제층 등을 개재하여 적층하는 양태 등을 들 수 있다. 또한, 이들 기본 양태에, 또 다른 투명 기판을 적층하는 양태를 들 수 있다.
저항막식 터치 패널은, 도전막을 갖는 상하 한 쌍의 투명 기판의 도전막끼리가 대향하도록 스페이서를 사이에 두고 배치되어 이루어지는 구성을 기본 구성으로 하고, 해당 기본 구성에 회로가 접속되어 이루어지는 것이다.
터치 패널의 구성 부재로서 본 발명의 광학 적층체를 사용하는 구체예로서는, 상기 정전 용량식 터치 패널의 투명 기판으로서 광학 적층체를 사용하는 구성, 상기 저항막식 터치 패널의 투명 기판으로서 광학 적층체를 사용하는 구성을 들 수 있다.
<백라이트>
표시 장치가 액정 표시 장치인 경우, 표시 소자의 배면에는 백라이트가 배치된다.
백라이트로서는, 에지 라이트형 백라이트, 직하형 백라이트 모두 사용할 수 있다.
백라이트의 광원으로서는, LED, CCFL 등을 들 수 있지만, 광원으로서 양자 도트를 사용한 백라이트는, 표시 소자로부터 출사되어 광학 적층체에 입사되는 광의 분광 스펙트럼이 샤프해지기 쉬워, 본 발명의 효과가 유효하게 발휘되기 쉽다.
광원으로서 양자 도트를 사용한 백라이트는, 적어도, 1차 광을 방출하는 1차 광원과, 1차 광을 흡수하여 2차 광을 방출하는 양자 도트를 포함하는 2차 광원으로 구성된다.
1차 광원이 청색에 상당하는 파장의 1차 광을 방출하는 경우, 2차 광원인 양자 도트는, 1차 광을 흡수하여 적색에 상당하는 파장의 2차 광을 방출하는 제1 양자 도트, 및 1차 광을 흡수하여 녹색에 상당하는 파장의 2차 광을 방출하는 제2 양자 도트 중 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하고, 상기 제1 양자 도트 및 상기 제2 양자 도트의 양쪽을 포함하는 것이 보다 바람직하다.
양자 도트(Quantum dot)는, 반도체의 나노미터 사이즈의 미립자이며, 전자나 여기자가 나노미터 사이즈의 작은 결정 내에 갇히는 양자 갇힘 효과(양자 사이즈 효과)에 의해, 특이적인 광학적, 전기적 성질을 나타내고, 반도체 나노 입자라든가, 반도체 나노 결정이라고도 불리는 것이다.
양자 도트는, 반도체의 나노미터 사이즈의 미립자이며, 양자 갇힘 효과(양자 사이즈 효과)가 발생하는 재료이면 특별히 한정되지 않는다.
양자 도트는, 백라이트를 구성하는 광학 필름 중에 함유시키면 된다.
실시예
다음에, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 전혀 한정되지 않는다.
<실시예 1 내지 7 및 비교예 1, 2>
1. 필름 A의 준비
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 290℃에서 용융하고, 필름 형성 다이를 통해, 시트 형상으로 압출하고, 수랭 냉각한 회전 급랭 드럼 상에 밀착시켜 냉각하여, 미연신 필름을 제작하였다. 이 미연신 필름을 2축 연신 시험 장치(도요 세키 사)에서, 120℃에서 1분간 예열한 후, 120℃에서 4.0배 고정단 1축 연신하여, 필름 A0을 제작하였다. 이 필름 A0의 파장 550㎚에 있어서의 굴절률 nx=1.7005, ny=1.6005, nz=1.5501이었다. 굴절률은, 아베 굴절률계(아타고사제 NAR-4T)에 의해 10회 측정의 평균값으로부터 구하였다.
이 필름 A0의 두께를 조정하고, 해당 필름면에 대해 수직축 방향으로부터 관측되는 면내 리타데이션값(RA(0))이 이하의 값을 갖는 필름 A1 내지 A4를 얻었다. 또한, 필름 A1 내지 A4는, 모두 조건 (1); nx>ny≥nz의 관계를 만족시킨다.
필름 A1 : RA(0)=4,000㎚
필름 A2 : RA(0)=8,500㎚
필름 A3 : RA(0)=12,000㎚
필름 A4 : RA(0)=3,000㎚
2. 필름 C의 준비
상기 식 (1)로 표시되는 구조를 갖는 폴리이미드 필름(두께 30㎛)을 준비하고, 필름 C1로서 사용하였다.
또한, 상기 식 (5)로 표시되는 구조를 갖는 폴리이미드 필름(두께 30㎛)을 준비하고, 필름 C2로서 사용하였다.
필름 C1, C2는, 필름면에 대해 수직축 방향으로부터 관측되는 면내 리타데이션값(RC(0)) 및 두께 방향의 리타데이션값(Rcth)이 이하의 값이다. 또한, 필름 C1, C2는, 모두 조건 (2); nx≥ny>nz의 관계를 만족시킨다.
필름 C1 : RC(0)=140㎚, Rcth=6,530㎚
필름 C2 : RC(0)=157㎚, Rcth=3,400㎚
본 실시예에 기재한 필름 A의 면내 리타데이션값 RA(0), 및 광학 적층체의 리타데이션값 Re(0) 및 Re(40)는, 오지 게이소쿠 기키(주)제의 초고 위상차 측정 장치 「PAM-UHR100」에 의해 측정한, 파장 550㎚에 있어서의 리타데이션값이다. 또한, 필름 C의 면내 리타데이션값 RC(0)는, 오츠카 덴시(주)제의 위상차 측정 장치 「RETS-100」에 의해 측정한, 파장 550㎚에 있어서의 리타데이션값이다. 리타데이션값 RA(0), RC(0) 및 Re(0)는, 입사각 0도에서 측정한 값이며, 리타데이션값 Re(40)는, 입사각 40도에서 측정한 값이다.
또한 본 실시예에 기재한 필름 및 광학 적층체의 두께는, 주사형 투과 전자 현미경(STEM)을 사용하여 촬영한 단면의 화상으로부터 10개소의 두께를 측정하고, 10개소의 값의 평균값으로부터 산출하였다.
필름 C의 두께 방향의 리타데이션값(Rcth)은, 상기 방법에 의해 측정한 각 필름의 굴절률과 두께로부터, 하기 식에 의해 산출하였다.
Rcth=[{(nx+ny)/2}-nz]×d
nx : 필름 면내에 있어서 굴절률이 가장 큰 방향인 지상축 방향의 굴절률
ny : 필름 면내에 있어서 상기 지상축 방향과 직교하는 방향인 진상축 방향의 굴절률
nz : 필름의 두께 방향의 굴절률 nz
d : 필름의 두께
3. 하드 코트층의 형성
필름 C1의 한쪽 면 상에, 하기 조성의 하드 코트층 형성용 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 그라비아 코트법에 의해 경화 후의 두께가 8㎛가 되도록 도포하여, 도포층을 형성하였다. 형성한 도포층을 70℃에서 1분간 가열하여 도포층 중의 용제를 증발시킨 후, 자외선 조사 장치(퓨전 UV 시스템 재팬사제, 광원 H 벌브)를 사용하여, 자외선을 산소 농도가 200ppm 이하인 조건 하에서 적산 광량이 200mJ/㎠가 되도록 조사하여 도포층을 완전 경화시켜, 하드 코트층(1)을 형성하였다. 하드 코트층의 두께는, 주사형 투과 전자 현미경(STEM)을 사용하여 촬영한 단면의 화상으로부터 10개소의 두께를 측정하고, 10개소의 값의 평균값으로부터 산출하였다.
(하드 코트층 형성용 전리 방사선 경화성 수지 조성물)
우레탄아크릴레이트(UX5000, 니혼 가야쿠(주)제) 25질량부
디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트와 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트의 혼합물(M403, 도아 고세(주)제) 50질량부
다관능 아크릴레이트 폴리머(아크리트 8KX-012C, 다이세이 파인 케미컬(주)제) 25질량부(고형 환산)
방오제(BYKUV3500, 빅 케미사제) 1.5질량부(고형 환산)
광중합 개시제(Irg184, BASF사제) 4중량부
용제(MIBK) 150질량부
4. 광학 적층체의 제작
표 1에 나타내는 각 필름을, 각 필름의 지상축 방향이 동일하게 되도록 배치하고, 접착층을 개재하여 적층하여, 표 1의 실시예 및 비교예에 나타내는 구성의 광학 적층체를 제작하였다. 실시예 4의 광학 적층체에 관해서는, 상기 3.에서 필름 C1의 한쪽 면 상에 하드 코트층(1)을 형성하여 얻어진 필름을 사용하고, 해당 필름의 하드 코트층(1)의 반대면과, 필름 A1을 접착층을 개재하여 적층하여 광학 적층체를 제작하였다. 각각의 광학 적층체에 대하여, 전술한 방법에 의해 Re(0) 및 Re(40)의 값을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
5. 표시 장치의 준비
하기 구성의 표시 장치 A, B, C를 준비하였다. 광학 적층체를 제외하고, 어느 표시 장치도 시판품이다.
<표시 장치 A>
마이크로 캐비티 구조를 구비한 3색 독립 방식의 유기 EL 표시 소자 상에, 편광자 및 광학 적층체를 갖는 표시 장치. CIE-xy 색도도에 기초하는 BT. 2020의 커버율 : 77％.
<표시 장치 B>
표시 소자가 컬러 필터를 구비한 액정 표시 소자이며, 백라이트의 광원이 백색 LED이고, 표시 소자 상에 편광자 및 광학 적층체를 갖는 표시 장치. CIE-xy 색도도에 기초하는 BT. 2020의 커버율 : 49％.
<표시 장치 C>
표시 소자가 컬러 필터를 구비한 액정 표시 소자이며, 백라이트의 1차 광원이 청색 LED이고, 2차 광원이 양자 도트이며, 표시 소자 상에 편광자 및 광학 적층체를 갖는 표시 장치. CIE-xy 색도도에 기초하는 BT. 2020의 커버율 : 68％.
6. 평가
상기 5.에서 제작한 광학 적층체를, 표 1에 나타내는 각 표시 장치의 최표면에 배치하여 이하의 평가를 행하였다. 실시예 및 비교예에 있어서는, 모두 광학 적층체에 포함되는 필름 C가 필름 A보다도 시인자측이 되도록 배치하였다. 또한, 광학 적층체는, 각 표시 장치의 편광자의 흡수축과, 광학 적층체에 포함되는 필름 A의 지상축이 이루는 각도가 45°가 되도록 배치하였다.
6-1. 블랙아웃
표시 장치의 화면을 백색 표시 혹은 대략 백색 표시로 하였다. 편광 선글라스를 통해 다양한 각도로부터 화면을 관찰하고, 화면이 어두워지는 개소가 있는지를 눈으로 봐서 평가하였다.
A : 화면이 어두워지는 개소가 없다.
C : 화면이 어두워지는 개소가 있다.
6-2. 색 재현성
표시 장치의 화면을 컬러 표시로 하였다. 편광 선글라스를 쓴 상태(상태 1), 및 편광 선글라스를 벗고 화면 상에 편광 선글라스와 동색으로 염색한 유리판을 설치한 상태(상태 2)에서, 각각 정면 방향 및 경사 방향으로부터 화면을 관찰하고, 편광 선글라스를 쓴 상태의 색의 재현성을 눈으로 봐서 평가하였다.
상태 1과 상태 2의 색의 차가 신경쓰이지 않는 것을 2점, 상태 1과 상태 2의 색의 차가 약간 신경쓰이는 것을 1점, 상태 1과 상태 2의 색의 차가 심하게 신경쓰이는 것을 0점으로 하여, 20명이 평가를 행하고, 평균점을 산출하였다.
AA : 평균점이 1.7점 이상
A : 평균점이 1.5점 이상 1.7점 미만
B : 평균점이 1.0점 이상 1.5점 미만
C : 평균점이 1.0점 미만
Figure 112019009670703-pct00025
표 1의 결과로부터, 본 발명의 요건을 만족시키는 광학 적층체는, 표시 장치에 적용하였을 때에, 표시 화면을 정면 방향 및 경사 방향 중 어느 것으로부터 관찰한 경우라도, 편광 선글라스의 유무에 따라 색이 보이는 양상의 차이가 적어, 색 재현성이 양호하다. 또한, 블랙아웃의 문제도 해소되었다.
이에 반해, 표시 장치의 시인자측에 필름 C만을 배치한 비교예 1에 있어서는, 블랙아웃 문제를 해소하지 못하였고, 또한, 표시 화면을 경사 방향으로부터 관찰한 경우의 색 재현성이 저하되었다. 또한, 비교예 1에서는 표시 화면을 정면 방향으로부터 관찰한 경우에 블랙아웃이 발생하기 때문에, 정면 방향의 색 재현성은 평가하지 못하였다. 비교예 2의 광학 적층체는 필름 A와 필름 C를 포함하는 것이지만, 소정의 요건을 만족시키지 않기 때문에 색 재현성이 떨어지는 것이었다.
또한, 실시예 1 내지 5의 평가에서 사용한 표시 장치 A 및 실시예 7의 평가에서 사용한 표시 장치 C는, 실시예 6에서 사용한 표시 장치 B와 비교하여, 표시 소자로부터 출사되어 광학 적층체에 입사되는 광의 분광 스펙트럼이 샤프해지기 쉬워, 색 재현성의 문제가 발생하기 쉽다. 그러나 표시 장치 A, C에 있어서도, 본 발명의 효과가 유효하게 발휘되고 있다는 것을 알 수 있다. 이들 표시 장치 중, CIE-xy 색도도에 기초하는 BT. 2020의 커버율이 높을수록 (A, C, B의 순으로) 화상의 임장감이 우수한 것이었다.
본 발명의 광학 적층체는, 표시 소자 및 편광자를 순서대로 갖는 표시 장치의 시인자측에 적용하여, 편광 선글라스를 통해 정면 방향 및 경사 방향 중 어느 것으로부터 표시 화면을 관찰하였을 때에도, 편광 선글라스없이 관찰한 경우와의 색이 보이는 양상의 차이가 적어, 색 재현성이 양호하다. 또한, 편광 선글라스를 통해 표시 화면을 관찰한 경우의 블랙아웃 문제도 해소할 수 있다. 본 발명의 광학 적층체는, 절첩 가능한 표시 장치의 최표면에 사용하는 광학 필름으로서 적합하다.
1 : 필름 A
2 : 필름 C
3 : 하드 코트층
4 : 표시 소자
5 : 편광자
10 : 광학 적층체
100 : 표시 장치

Claims (12)

  1. 적어도, 표시 소자, 편광자, 및 광학 적층체를 순서대로 갖는 표시 장치이며,
    상기 표시 소자는 하기 식으로 구해지는 BT. 2020의 커버율이 60％ 이상이고,
    상기 광학 적층체는 적어도, 하기 조건 (1)을 만족시키는 필름 A와, 하기 조건 (2)를 만족시키는 필름 C를 포함하고,
    상기 필름 A는, 면내 리타데이션값 RA(0)가 4,000㎚ 이상이고,
    필름 C는, 면내 방향의 리타데이션값이 200㎚ 이하이며, 두께 방향의 리타데이션값이 1,000㎚ 이상이고,
    해당 광학 적층체면에 대해 수직축 방향으로부터 관측되는 리타데이션값 Re(0)가 4,000 내지 30,000㎚이고, 해당 광학 적층체면에 대해 수직이면서 또한 해당 필름 A의 면내에 있어서 굴절률이 가장 큰 방향인 지상축을 따른 면내에서, 해당 광학 적층체면의 수직축으로부터 해당 지상축 방향으로 40도 경사진 축방향으로부터 관측되는 리타데이션값 Re(40)가 4,000 내지 25,000㎚인, 표시 장치.
    〔BT. 2020의 커버율을 나타내는 식〕
    [표시 소자의 CIE-xy 색도도의 면적 중, BT. 2020의 CIE-xy 색도도의 면적과 중복되는 면적/BT. 2020의 CIE-xy 색도도의 면적]×100(％)
    조건 (1) : 필름의 면내에 있어서 굴절률이 가장 큰 방향인 지상축 방향의 굴절률을 nx, 해당 필름의 면내에 있어서 상기 지상축 방향과 직교하는 방향인 진상축 방향의 굴절률을 ny, 해당 필름의 두께 방향의 굴절률을 nz라 하였을 때에, nx>ny≥nz의 관계이다.
    조건 (2) : 필름의 면내에 있어서 굴절률이 가장 큰 방향인 지상축 방향의 굴절률을 nx, 해당 필름의 면내에 있어서 상기 지상축 방향과 직교하는 방향인 진상축 방향의 굴절률을 ny, 해당 필름의 두께 방향의 굴절률을 nz라 하였을 때에, nx≥ny>nz의 관계이다.
  2. 적어도, 표시 소자, 편광자, 및 광학 적층체를 순서대로 갖는 표시 장치이며,
    상기 표시 소자가 3색 독립 방식의 유기 EL 표시 소자이고,
    상기 광학 적층체는 적어도, 하기 조건 (1)을 만족시키는 필름 A와, 하기 조건 (2)를 만족시키는 필름 C를 포함하고,
    상기 필름 A는, 면내 리타데이션값 RA(0)가 4,000㎚ 이상이고,
    필름 C는, 면내 방향의 리타데이션값이 200㎚ 이하이며, 두께 방향의 리타데이션값이 1,000㎚ 이상이고,
    해당 광학 적층체면에 대해 수직축 방향으로부터 관측되는 리타데이션값 Re(0)가 4,000 내지 30,000㎚이고, 해당 광학 적층체면에 대해 수직이면서 또한 해당 필름 A의 면내에 있어서 굴절률이 가장 큰 방향인 지상축을 따른 면내에서, 해당 광학 적층체면의 수직축으로부터 해당 지상축 방향으로 40도 경사진 축방향으로부터 관측되는 리타데이션값 Re(40)가 4,000 내지 25,000㎚인, 표시 장치.
    조건 (1) : 필름의 면내에 있어서 굴절률이 가장 큰 방향인 지상축 방향의 굴절률을 nx, 해당 필름의 면내에 있어서 상기 지상축 방향과 직교하는 방향인 진상축 방향의 굴절률을 ny, 해당 필름의 두께 방향의 굴절률을 nz라 하였을 때에, nx>ny≥nz의 관계이다.
    조건 (2) : 필름의 면내에 있어서 굴절률이 가장 큰 방향인 지상축 방향의 굴절률을 nx, 해당 필름의 면내에 있어서 상기 지상축 방향과 직교하는 방향인 진상축 방향의 굴절률을 ny, 해당 필름의 두께 방향의 굴절률을 nz라 하였을 때에, nx≥ny>nz의 관계이다.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 3색 독립 방식의 유기 EL 표시 소자가, 마이크로 캐비티 구조를 구비한 3색 독립 방식의 유기 EL 표시 소자인 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광학 적층체에 포함되는 상기 필름 C가 상기 필름 A보다도 시인자측이 되도록 배치된 것인 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    절첩 가능한 표시 장치인 표시 장치.
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