KR102436821B1 - 광학 적층체, 원 편광판, 터치 패널 및 화상 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
기재층과, 적어도 1 층의 액정 경화층을 포함하는 광학 이방성층을 구비하는 광학 적층체로서, 기재층의 파장 390 nm에서의 광선 투과율이, 1 % 이하이며, 광학 적층체의 제논 램프 폭로 전의 파장 450 nm에서의 면내 리타데이션 Re0(450), 광학 적층체의 제논 램프 폭로 전의 파장 550 nm에서의 면내 리타데이션 Re0(550), 광학 적층체의 제논 램프 300 시간 폭로 후의 파장 450 nm에서의 면내 리타데이션 Re300(450), 및 상기 광학 적층체의 제논 램프 300 시간 폭로 후의 파장 550 nm에서의 면내 리타데이션 Re300(550)이, 하기 식 (1) 및 식 (2) :
0.95 ≤ Re300(450)/Re0(450) ≤ 1.05 (1)
0.95 ≤ Re300(550)/Re0(550) ≤ 1.05 (2)
를 만족하는, 광학 적층체.
0.95 ≤ Re300(450)/Re0(450) ≤ 1.05 (1)
0.95 ≤ Re300(550)/Re0(550) ≤ 1.05 (2)
를 만족하는, 광학 적층체.
Description
본 발명은 광학 적층체, 및 이를 구비하는 원 편광판, 터치 패널 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
금융 기관의 현금 자동 입출금기(ATM); 자동 판매기; 및 휴대 전화, 휴대 정보 단말(PDA), 디지털 오디오 플레이어, 휴대 게임기, 차량용 내비게이션 등의 디지털 정보 기기;의 대부분은 화상 표시 장치를 구비하고, 이 화상 표시 장치에는 종종 입력 장치로서 터치 패널이 설치된다. 특히, 휴대전화에 있어서는, 터치 패널을 구비한 스마트폰이 주류가 되고 있다. 이러한 터치 패널은 통상, 투명한 기재와, 이 기재 상에 형성된 투명 도전층을 구비하는 필름 센서 부재를 갖는다(특허 문헌 1 및 2).
터치 패널의 방식으로서는 예를 들어, 정전 용량식, 광학식, 초음파식, 전자 유도식, 저항막식 등이 알려져 있다. 그 중에서도 손가락끝과 투명 도전층 사이에서의 정전 용량의 변화를 파악하여 입력하는 정전 용량식의 터치 패널은 저항막식과 더불어, 현재의 터치 패널의 주류가 되고 있다. 특히, 태블릿 PC로 불리는 기기에는, 정전 용량식의 터치 패널이 탑재되어 있는 것이 일반적이다. 정전 용량식 터치 패널의 필름 센서 부재의 기재로서는, 종래 유리 기재가 널리 이용되고 있었지만, 최근에는 기재의 두께 및 가요성을 고려하여, 수지 필름이 검토되고 있다.
또한, 화상 표시 장치에는 일반적으로 λ/4판 및 λ/2판 등의 광학 필름이 설치된다. 이러한 광학 필름 및 화상 표시 장치에 대해서는 종래부터 다양한 검토가 이루어지고 있다(특허 문헌 3 ~ 18 참조).
일반적으로 액정 화합물을 포함하는 층을 형성하고, 이 층에 포함되는 액정 화합물을 중합하면, 상기 액정 화합물의 배향 상태가 고정되어 소정의 광학 특성을 갖는 액정 경화층이 얻어진다. 이 액정 경화층은 얇아도 큰 리타데이션을 발현하기 쉬운 경향이 있다. 그래서, 출원인은 광학 필름을 얇게 할 목적으로 액정 경화층을 광학 필름에 설치하는 것을 시도했다.
그런데, 상기의 광학 필름을, 터치 패널을 구비하는 화상 표시 장치에 설치하면, 액정 경화층이 외광에 의해 열화되어, 광학 필름의 리타데이션 등의 광학 특성이 변화되는 경우가 있었다. 특히 근년에는 터치 패널의 사용 환경이 확대되고 있고, 터치 패널을 구비한 화상 표시 장치를, 외광이 많은 환경에서 사용하는 기회가 증가되고 있다. 그 때문에, 외광에 의한 광학 특성의 변화를 억제할 수 있는 기술의 개발이 요망되고 있었다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 창안된 것으로, 외광에 의한 광학 특성의 변화를 억제할 수 있는 광학 적층체; 및 상기의 광학 적층체를 구비한 원 편광판, 터치 패널 및 화상 표시 장치;를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 파장 390 nm에서의 광선 투과율이 낮은 기재층과, 액정 경화층을 조합함으로써, 외광에 의한 광학 특성의 변화를 억제할 수 있는 광학 적층체를 실현할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은 하기의 것을 포함한다.
〔1〕기재층과, 적어도 1층의 액정 경화층을 포함하는 광학 이방성층을 구비하는 광학 적층체로서,
상기 기재층의 파장 390 nm에서의 광선 투과율이 1 % 이하이고,
상기 광학 적층체의 제논 램프 폭로 전의 파장 450 nm에서의 면내 리타데이션 Re0(450), 상기 광학 적층체의 제논 램프 폭로 전의 파장 550 nm에서의 면내 리타데이션 Re0(550), 상기 광학 적층체의 제논 램프 300 시간 폭로 후의 파장 450 nm에서의 면내 리타데이션 Re300(450), 및 상기 광학 적층체의 제논 램프 300 시간 폭로 후의 파장 550 nm에서의 면내 리타데이션 Re300(550)이, 하기 식 (1) 및 식 (2) :
0.95 ≤ Re300(450)/Re0(450) ≤ 1.05 (1)
0.95 ≤ Re300(550)/Re0(550) ≤ 1.05 (2)
을 만족하는, 광학 적층체.
〔2〕상기 광학 적층체의 제논 램프 폭로 전의 파장 650 nm에서의 면내 리타데이션 Re0(650), 및 상기 광학 적층체의 제논 램프 300 시간 폭로 후의 파장 650 nm에서의 면내 리타데이션 Re300(650)이, 하기 식 (3) :
0.95 ≤ Re300(650)/Re0(650) ≤ 1.05 (3)
을 만족하는, 〔1〕에 기재된 광학 적층체.
〔3〕상기 기재층의 면내 리타데이션이 5 nm 이하이고,
상기 기재층의 두께 방향의 리타데이션이 15 nm 이하인, 〔1〕 또는 〔2〕에 기재된 광학 적층체.
〔4〕상기 기재층이 제1 외측층, 자외선 흡수제를 포함하는 중간층, 및 제2 외측층을, 이 순서로 구비하는, 〔1〕~〔3〕 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체.
〔5〕도전층을 구비하는, 〔1〕~〔4〕 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체.
〔6〕상기 광학 이방성층이 λ/4판으로 기능하는, 〔1〕~〔5〕 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체.
〔7〕상기 광학 이방성층이 λ/2판으로 기능하는, 〔1〕~〔5〕 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체.
〔8〕상기 광학 이방성층이 λ/4판 및 λ/2판의 일방으로서 기능하는 상기 액정 경화층과, λ/4판 및 λ/2판의 타방으로서 기능하는 층을 포함하고, 광대역 λ/4판으로서 기능하는, 〔1〕~〔6〕 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체.
〔9〕상기 액정 경화층의 파장 390 nm에서의 광선 투과율이 70 % 이상인, 〔1〕~〔8〕 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체.
〔10〕〔1〕~〔9〕 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체와, 직선 편광자를 구비하는, 원 편광판.
〔11〕〔10〕에 기재된 원 편광판을 구비하는, 터치 패널.
〔12〕화상 표시 소자와, 상기 화상 표시 소자의 시인측에 설치된 〔10〕 기재의 원 편광판을 구비하는, 화상 표시 장치.
〔13〕상기 화상 표시 소자가, 액정 셀 또는 유기 일렉트로 루미네센스 소자인, 〔12〕기재의 화상 표시 장치.
본 발명에 의하면, 외광에 의한 광학 특성의 변화를 억제할 수 있는 광학 적층체; 및 상기 광학 적층체를 구비한 원 편광판, 터치 패널 및 화상 표시 장치;를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 광학 적층체의 일례를 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 일례로서의 기재층을 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 화상 표시 장치로서의 액정 표시 장치의 일례를 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 화상 표시 장치로서의 유기 EL 표시 장치의 일례를 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 일례로서의 기재층을 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 화상 표시 장치로서의 액정 표시 장치의 일례를 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 화상 표시 장치로서의 유기 EL 표시 장치의 일례를 모식적으로 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명에 대해서 실시 형태 및 예시물을 도시하여 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 나타내는 실시 형태 및 예시물에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 청구의 범위 및 그 균등의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 임의로 변경하여 실시할 수 있다.
이하의 설명에서 「자외선」이란, 별도로 언급하지 않는 한, 파장이 10 nm ~ 400 nm의 광을 나타낸다.
이하의 설명에서, 「장척」의 형상이란, 폭에 대하여 5 배 이상의 길이를 갖는 형상을 말하며, 바람직하게는 10 배 또는 그 이상의 길이를 갖고, 구체적으로는 롤 형상으로 권취되어 보관 또는 운반되는 정도의 길이를 갖는 필름의 형상을 말한다. 장척 형상의 길이의 상한은, 특별히 제한은 없고 예를 들면, 폭에 대하여 10만 배 이하로 할 수 있다.
이하의 설명에서, 필름 및 층의 면내 리타데이션(Re)은 별도로 언급하지 않는 한, Re = (nx-ny) × d로 표시되는 값이다. 또한, 필름 및 층의 두께 방향의 리타데이션(Rth)은 별도로 언급하지 않는 한, Rth = {(nx + ny)/2 - nz} × d로 표시되는 값이다. 여기에서, nx는 필름 및 층의 두께 방향에 수직인 방향(면내 방향)으로서 최대의 굴절률을 주는 방향의 굴절률을 나타낸다. ny는 필름 및 층의 상기 면내 방향으로서 nx의 방향에 직교하는 방향의 굴절률을 나타낸다. nz는 필름 및 층의 두께 방향의 굴절률을 나타낸다. d는 필름 및 층의 두께를 나타낸다. 측정 파장은 별도로 언급하지 않는 한, 550 nm이다.
이하의 설명에서, 어떤 면의 정면 방향이란, 별도로 언급하지 않는 한, 당해 면의 법선 방향을 의미하고, 구체적으로는 상기 면의 편각 0° 또한 방위각 0°의 방향을 가리킨다.
이하의 설명에서, 어떤 면의 경사 방향이란, 별도로 언급하지 않는 한, 당해 면에 평행도 수직도 아닌 방향을 의미하고, 구체적으로는 상기 면의 편각이 0°보다 크고 90°보다 작은 범위의 방향을 가리킨다.
이하의 설명에서, 별도로 언급하지 않는 한 「순파장 분산 특성」이란, 파장 450 nm 및 550 nm에 있어서의 면내 리타데이션(Re)(450) 및 Re(550)이, Re(450)>Re(550)의 관계를 만족하는 것을 말한다.
이하의 설명에서, 별도로 언급하지 않는 한, 「역파장 분산 특성」이란, 파장 450 nm 및 550 nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re(450) 및 Re(550)가, Re(450) < Re(550)의 관계를 만족하는 것을 말한다.
이하의 설명에서 층의 지상축이란, 별도로 언급하지 않는 한, 당해 층의 면 내에 있어서의 지상축을 나타낸다.
이하의 설명에서, 복수의 필름 또는 층을 구비하는 부재에 있어서의 각 필름 또는 층의 광학축(편광 흡수축, 편광 투과축, 지상축 등)이 이루는 각도는, 별도로 언급하지 않는 한, 상기의 필름 또는 층을 두께 방향에서 보았을 때의 각도를 나타낸다.
이하의 설명에서, 별도로 언급하지 않는 한, 용어 「(메트)아크릴로일기」는 아크릴로일기, 메타크릴로일기 및 이들의 조합을 포함한다.
이하의 설명에서, 양의 고유 복굴절값을 갖는 수지란, 특별히 언급하지 않는 한, 연신 방향의 굴절률이 그에 직교하는 방향의 굴절률보다 커지는 수지를 의미한다. 또한, 음의 고유 복굴절값을 갖는 수지란, 특별히 언급하지 않는 한, 연신 방향의 굴절률이 그에 직교하는 방향의 굴절률보다 작아지는 수지를 의미한다. 고유 복굴절값은 유전율 분포로부터 계산할 수 있다.
이하의 설명에서, 장척 필름의 경사 방향이란, 특별히 언급하지 않는 한, 그 필름의 면내 방향으로서, 그 필름의 폭 방향에 평행도 아니고 수직도 아닌 방향을 나타낸다.
이하의 설명에서, 「편광판」, 「λ/2판」 및 「λ/4판」이란, 별도로 언급하지 않는 한, 강직한 부재뿐만 아니라, 예를 들면 수지제의 필름과 같이 가요성을 갖는 부재도 포함한다.
[1. 광학 적층체의 개요]
도 1은 본 발명의 광학 적층체의 일례를 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 광학 적층체(10)는 기재층(100)과, 적어도 1 층의 액정 경화층(210)을 포함하는 광학 이방성층(200)을 구비한다. 도 1에서는 1 층의 액정 경화층(210)만을 포함하는 광학 이방성층(200)을 구비한 광학 적층체(10)의 예를 나타내지만, 광학 이방성층(200)의 구조는 도 1의 예에는 한정되지 않는다.
기재층(100)은 자외선의 투과를 억제하는 기능을 갖는다. 구체적으로, 기재층(100)은 파장 390 nm에 있어서의 광선 투과율이 작다. 이와 같이, 파장 390 nm라는 종래에는 주목되지 않았던 파장의 자외선의 투과를 기재층(100)이 억제하므로, 광학 적층체(10)에 있어서는, 광학 이방성층(200)에 포함되는 액정 경화층(210)의 자외선에 의한 광학 특성의 변화를 억제할 수 있다. 따라서, 광학 적층체(10) 자체의 광학 특성의 변화를 억제하는 것이 가능하다.
[2. 기재층]
기재층은 파장 390 nm에 있어서의 광선 투과율이 작다. 기재층의 파장 390 nm에 있어서의 구체적인 광선 투과율은 통상 1 % 이하, 바람직하게는 0.5 % 이하, 보다 바람직하게는 0.2 % 이하이며, 이상적으로는 0 %이다. 이와 같이, 파장 390 nm에 있어서의 광선 투과율이 작은 기재층은, 기재층을 투과하여 액정 경화층에 진입하는 자외선을 약화시킬 수 있으므로, 자외선에 의한 액정 경화층의 광학 특성의 변화를 억제할 수 있다. 따라서, 그 액정 경화층을 포함하는 광학 적층체의 자외선에 의한 광학 특성의 변화를 억제하는 것이 가능하다. 또한, 이 광학 적층체를 구비하는 원 편광판을 제조한 경우에는, 통상 직선 편광자의 편광도의 저하를 억제하거나, 직선 평관자의 착색을 억제하거나 할 수 있다. 또한, 일반적으로 유기 일렉트로 루미네센스 소자(이하, 적당히 「유기 EL 소자」라고 하는 경우가 있다.)에 포함되는 유기 성분은 장파장의 자외선에 의해 특히 열화되기 쉽다. 그러나, 파장 390 nm에서의 광선 투과율이 낮은 상기 기재층을 구비하는 광학 적층체는 통상, 유기 EL 소자에 포함되는 유기 성분의 자외선에 의한 열화를 특히 효과적으로 억제할 수 있다. 그 때문에, 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치(이하, 적당히 「유기 EL 표시 장치」라고 하는 경우가 있다.)에 상기의 원 편광판을 설치한 경우에, 그 유기 EL 표시 장치의 수명을 길게 할 수 있다.
이와 같은 기재층은 자외선 흡수 기능을 갖는 수지에 의해 실현할 수 있고, 예를 들어 자외선 흡수제를 포함하는 수지층으로서 얻을 수 있다. 특히, 기재층으로부터의 자외선 흡수제의 블리드 아웃을 억제하는 관점에서는, 기재층은 제 1 외측층, 자외선 흡수제를 포함하는 중간층, 및 제 2 외측층을, 이 순서로 구비하는 것이 바람직하다. 이하, 이와 같이 제1 외측층, 중간층 및 제2 외측층을 구비하는 기재층의 예를, 도면을 도시하여 설명한다.
도 2는 일례로서의 기재층(100)을 모식적으로 도시한 단면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 이 기재층(100)은 제1 외측층(110)과, 제2 외측층(120)과, 상기 제1 외측층(110) 및 제2 외측층(120)의 사이에 설치된 중간층(130)을 구비한다. 통상, 제1 외측층(110)과 중간층(130)은, 사이에 다른 층을 개재하지 않고 직접 접하고 있고, 중간층(130)과 제2 외측층(120)은, 사이에 다른 층을 개재하지 않고 직접 접하고 있다.
이와 같은 기재층(100)에서는 중간층(130)이 자외선 흡수제를 포함하므로, 자외선의 투과를 억제할 수 있다. 또한, 제1 외측층(110) 및 제2 외측층(120)이, 중간층(130)에 포함되는 자외선 흡수제의 이동을 방해하므로, 중간층(130)에 포함되는 자외선 흡수제의 블리드 아웃을 억제할 수 있다. 이와 같은 기재층(100)에서는 중간층(130)에서의 자외선 흡수제의 농도를 높이거나, 자외선 흡수제의 종류 선택의 폭을 넓히거나 할 수 있으므로, 기재층(100)의 두께가 얇아도, 자외선의 투과 억제 능력을 높이는 것이 가능하다.
[2.1. 중간층(130)]
중간층(130)은 통상, 자외선 흡수제를 포함하는 수지로 형성된다. 따라서, 상기 수지는 통상, 중합체 및 자외선 흡수제를 포함한다.
상기의 중합체로서는 기재층(100)의 제조가 용이한 점에서, 열가소성의 중합체를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 중합체의 예로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르; 폴리페닐렌설파이드 등의 폴리아릴렌설파이드; 폴리비닐알코올; 폴리카보네이트; 폴리아릴레이트; 셀룰로오스에스테르 중합체, 폴리에테르설폰; 폴리설폰; 폴리아릴설폰; 폴리염화비닐; 노르보르넨계 중합체 등의, 지환식 구조를 함유하는 중합체; 봉상 액정 폴리머; 스티렌 또는 스티렌 유도체의 중합체; 폴리아크릴로니트릴; 폴리메틸메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 중합체는 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다. 또한, 중합체는 단독 중합체이어도 되고, 공중합체이어도 된다. 이 중에서도 기계 특성, 내열성, 투명성, 저흡습성, 치수 안정성 및 경량성이 우수한 점에서, 지환식 구조를 함유하는 중합체가 바람직하다.
지환식 구조를 함유하는 중합체는, 예를 들어 (1) 노르보르넨계 중합체, (2) 단환의 고리형 올레핀 중합체, (3) 고리형 공액 디엔 중합체, (4) 비닐 지환식 탄화수소 중합체, 및 이들의 수소화물 등을 들 수 있다. 이 중에서도, 투명성 및 성형성의 관점에서, 노르보르넨계 중합체 및 이 수소화물이 보다 바람직하다.
노르보르넨계 중합체로서는 예를 들어, 노르보르넨 모노머의 개환 중합체, 노르보르넨 모노머와 개환 공중합 가능한 그 밖의 모노머의 개환 공중합체, 및 그 수소화물; 노르보르넨 모노머의 부가 중합체, 노르보르넨 모노머와 공중합 가능한 그 밖의 모노머의 부가 공중합체 등을 들 수 있다. 이 중에서도 투명성의 관점에서, 노르보르넨 모노머의 개환 중합체 수소화물; 및, 노르보르넨 모노머와 개환 공중합 가능한 그 밖의 모노머의 개환 공중합체의 수소화물;이 특히 바람직하다.
상기의 지환식 구조를 함유하는 중합체는, 예를 들면 일본 공개특허 제2002-321302호 공보에 개시되어 있는 중합체로부터 선택된다.
지환식 구조를 함유하는 중합체를 포함하는 수지로서는 다양한 상품이 시판되고 있으므로, 그들 중 원하는 특성을 갖는 것을 적당히 선택하여, 사용할 수 있다. 이러한 시판품의 예로서는 상품명 「ZEONOR」(니폰 제온 가부시키가이샤 제조), 「아톤」(JSR 가부시키가이샤 제조), 「아펠」(미츠이 카가쿠 가부시키가이샤 제조), 「TOPAS」(폴리플라스틱사 제조)의 제품군을 들 수 있다.
중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은 바람직하게는 10,000 이상, 보다 바람직하게는 15,000 이상, 특히 바람직하게는 20,000 이상이고, 바람직하게는 100,000 이하, 보다 바람직하게는 80,000 이하, 특히 바람직하게는 50,000 이하이다. 중량 평균 분자량이 이와 같은 범위에 있을 때, 이 중합체를 포함하는 층의 기계적 강도 및 성형 가공성이 고도로 밸런스를 이룬다.
중합체의 분자량 분포(Mw/Mn)는, 바람직하게는 1.2 이상, 보다 바람직하게는 1.5 이상, 특히 바람직하게는 1.8 이상이며, 바람직하게는 3.5 이하, 보다 바람직하게는 3.0 이하, 특히 바람직하게는 2.7 이하이다. 여기에서, Mn은 수 평균 분자량을 나타낸다. 분자량 분포를 상기 범위의 하한값 이상으로 함으로써, 중합체의 생산성을 높이고 제조 비용을 억제할 수 있다. 또한, 상한값 이하로 함으로써, 저분자 성분의 양이 작아지므로, 고온 폭로시의 완화를 억제하여, 그 중량체를 포함하는 층의 안정성을 높일 수 있다.
상기의 중량 평균 분자량(Mw) 및 수 평균 분자량(Mn)은 용매로서 시클로헥산을 사용한 겔·퍼미에이션·크로마토그래피에 의해 폴리이소프렌 또는 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량으로서 측정할 수 있다. 단, 시료가 시클로헥산에 용해되지 않는 경우에는, 용매로서 톨루엔을 사용해도 된다.
중합체의 유리 전이 온도는 바람직하게는 100 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 110 ℃ 이상, 특히 바람직하게는 120 ℃ 이상이고, 바람직하게는 190 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 180 ℃ 이하, 특히 바람직하게는 170 ℃ 이하이다. 중합체의 유리 전이 온도가, 상기 범위의 하한값 이상임으로써, 고온 환경 하에서의 기재층(100)의 내구성을 높일 수 있고, 상기 범위의 상한값 이하임으로써, 기재층(100)의 핸들링성을 양호하게 할 수 있다.
중간층(130)의 수지에서의 중합체의 양은 바람직하게는 80.0 중량% 이상, 보다 바람직하게는 82.0 중량% 이상, 특히 바람직하게는 84.0 중량% 이상이고, 바람직하게는 97.0 중량% 이하, 보다 바람직하게는 96.0 중량% 이하, 특히 바람직하게는 95.0 중량% 이하이다. 중합체의 양을 상기 범위에 들어가게 함으로써, 상술한 중합체의 이점을 효과적으로 발휘할 수 있고, 예를 들어 기재층(100)의 내습열성을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 따라서, 광학 적층체를 구비하는 원 편광판을 제조한 경우에, 원 편광판의 고습도 조건하에서의 내구성을 높일 수 있다.
자외선 흡수제로서는 자외선을 흡수할 수 있는 화합물을 사용할 수 있다. 이 자외선 흡수제로서는 기재층(100)의 파장 390 nm에 있어서의 광선 투과율을, 1 % 이하라는 소정의 범위에 들어가는 것을 사용한다. 통상, 이와 같은 자외선 흡수제로서, 유기 화합물을 사용한다. 이하, 유기 화합물로서의 자외선 흡수제를 「유기 자외선 흡수제」라고 하는 경우가 있다. 유기 자외선 흡수제를 사용함으로써, 통상은 기재층(100)의 가시파장에서의 광선 투과율을 높이거나, 기재층(100)의 헤이즈를 작게 하거나 할 수 있다. 그 때문에, 광학 적층체를 구비하는 화상 표시 장치의 표시 성능을 양호하게 할 수 있다.
유기 자외선 흡수제로서는 예를 들어, 트리아진계 자외선 흡수제, 벤조페 논계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 아크릴로니트릴계 자외선 흡수제, 살리실레이트계 자외선 흡수제, 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제, 아조메틴계 자외선 흡수제, 인돌계 자외선 흡수제, 나프탈이미드계 자외선 흡수제, 프탈로시아닌계 자외선 흡수제 등을 들 수 있다.
트리아진계 자외선 흡수제로서는, 예를 들면 1,3,5-트리아진 고리를 갖는 화합물이 바람직하다. 트리아진계 자외선 흡수제의 구체예로서는 2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-5-[(헥실)옥시]-페놀, 2,4-비스(2-하이드록시-4-부톡시페닐)-6-(2,4-디부톡시페닐)-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다. 이와 같은 트리아진계 자외선 흡수제의 시판품으로서는, 예를 들어 치바 스페셜티 케미컬즈사 제조 「티누빈1577」, ADEKA사제 「LA-F70」, 「LA-46」 등을 들 수 있다.
벤조트리아졸계 자외선 흡수제로는, 예를 들면 2,2'-메틸렌비스[4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-6-(2H-벤조트리아졸-2-일)페놀], 2-(3,5-디-tert-부틸-2-하이드록시페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-p-크레졸, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4,6-비스(1-메틸-1-페닐에틸)페놀, 2-벤조트리아졸-2-일-4,6-디-tert-부틸페놀, 2-[5-클로로(2H)-벤조트리아졸-2-일]-4-메틸-6-(tert-부틸)페놀, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4,6-디-tert-부틸페놀, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)페놀, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-메틸-6-(3,4,5,6-테트라하이드로프탈이미딜메틸)페놀, 메틸 3-(3-(2H-벤조트리아졸-2-일)-5-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트/폴리에틸렌글리콜 300의 반응 생성물, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-6-(직쇄 및 측쇄 도데실)-4-메틸페놀 등을 들 수 있다. 이와 같은 트리아졸계 자외선 흡수제의 시판품으로서는, 예를 들어 ADEKA사 제조 「아데카스타브 LA-31」, 치바 스페셜티 케미컬즈사 제조 「TINUVIN 326」 등을 들 수 있다.
아조메틴계 자외선 흡수제로는, 예를 들면 일본 특허 제3366697호에 기재된 재료를 예시할 수 있고, 시판품으로는 예를 들어, 오리엔트 화학사 제조 「BONASORB UA-3701」 등을 들 수 있다.
인돌계 자외선 흡수제로는, 예를 들면 일본 특허 제2846091호에 기재된 재료를 예시할 수 있고, 시판품으로는 예를 들어, 오리엔트 화학사 제조 「BONASORB UA-3911」, 「BONASORB UA-3912 」 등을 들 수 있다.
프탈로시아닌계 자외선 흡수제로는, 예를 들면 일본 특허 제4403257호 공보, 일본 특허 제3286905호 공보에 기재된 재료를 예시할 수 있고, 시판품으로는 예를 들어, 야마다 화학 공업사 제조 「FDB001」, 「FDB002」 등을 들 수 있다.
특히 바람직한 자외선 흡수제로는, 트리아진계 자외선 흡수제인 ASDEKA사 제조 「LA-F70」; 아조메틴계 자외선 흡수제인 오리엔탈 화학공업 「UA-3701」; 및 벤조트리아졸계 자외선 흡수제인 BASF사 제조 「Tinuvin326」 및 ADEKA사 제조 「LA-31」를 들 수 있다. 이들은 파장 390 nm 부근에서의 자외선 흡수 능력이 특히 우수하므로, 양이 적어도 기재층(100)의 파장 390 nm에 있어서의 광선 투과율을 특히 낮게 할 수 있다.
자외선 흡수제는 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
중간층(130)의 수지에 있어서의 자외선 흡수제의 양은, 바람직하게는 3 중량% 이상, 보다 바람직하게는 4 중량 % 이상, 특히 바람직하게는 5 중량 % 이상이고, 바람직하게는 20 중량% 이하, 보다 바람직하게는 18 중량% 이하, 특히 바람직하게는 16 중량% 이하이다. 자외선 흡수제의 양이, 상기 범위의 하한값 이상임으로써, 기재층(100)에 의해 자외선의 투과를 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 자외선의 양이 상기 범위의 상한값 이하임으로써, 기재층(100)의 가시파장에서의 광선 투과율을 높게 하기 쉽다. 또한, 기재층(100)의 제조시에, 자외선 흡수제에 의한 수지의 겔화를 억제할 수 있으므로, 기재층(100)에서의 피시 아이의 발생을 억제하기 쉽다. 여기에서, 피시 아이란, 기재층(100)의 내부에 생길 수 있는 이물을 말한다.
중간층(130)의 수지는 중합체 및 자외선 흡수제에 조합하여, 더욱 임의의 성분을 포함할 수 있다. 임의의 성분으로는 예를 들어, 안료, 염료 등의 착색제; 가소제; 형광 증백제; 분산제; 열 안정제; 광 안정제; 대전 방지제; 산화 방지제; 계면 활성제 등의 배합제를 들 수 있다. 이들은 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
중간층(130)의 두께는 기재층(100)의 두께 T100에 대한 중간층(130)의 두께 T130의 비 T130/T100이, 소정의 범위에 들어가도록 설정되는 것이 바람직하다. 구체적으로는 상기의 두께비 T130/T100는, 바람직하게는 1/4 이상, 보다 바람직하게는 2/4 이상이고, 바람직하게는 80/82 이하, 보다 바람직하게는 79/82 이하, 특히 바람직하게는 78/82 이하이다. 두께비가 상기 하한값 이상임으로써, 기재층(100)에 의해 자외선의 투과를 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 두께비가, 상기 상한값 이하임으로써, 제1 외측층(110) 및 제2 외측층(120)을 두껍게 할 수 있으므로, 자외선 흡수제의 블리드 아웃을 안정적으로 억제하거나, 기재층(100)의 제조를 용이하게 실시하거나 할 수 있다.
광학 적층체에 포함되는 각 층의 두께는 다음의 방법으로 측정할 수 있다. 광학 적층체를 에폭시 수지에 포매(包埋)하여 시험편을 준비한다. 이 시험편을 마이크로톰을 이용하여 두께 0.05 μm로 슬라이스한다. 그 후, 슬라이스에 의해 나타난 단면을 현미경을 이용하여 관찰함으로써, 광학 적층체에 포함되는 각 층의 두께를 측정할 수 있다.
[2.2. 제1 외측층]
제1 외측층(110)은 통상 수지로 형성된다. 이 수지는 중간층(130)의 수지보다 자외선 흡수제의 함유율이 낮은 것이 바람직하고, 자외선 흡수제를 포함하지 않는 것이 보다 바람직하다. 따라서, 제1 외측층(110)의 수지는 중합체를 포함하고, 필요에 따라서 자외선 흡수제 이외의 임의의 성분을 포함하는 것이 바람직하다.
제1 외측층(110)의 수지에 포함되는 중합체로서는, 중간층(130)의 수지에 포함되는 중합체로서 설명한 범위에서 선택되는 임의의 중합체를 사용할 수 있다. 이에 의해, 중간층(130)의 수지에 포함되는 중합체의 설명에서 기재된 것과 동일한 이점을 얻을 수 있다. 그 중에서도, 제1 외측층(110)의 수지에 포함되는 중합체로서는, 중간층(130)의 수지에 포함되는 중합체와 동일한 중합체를 사용하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 중간층(130)과 제1 외측층(110)의 접착 강도를 높이거나, 중간층(130)과 제1 외측층(110)의 계면에서의 광의 반사를 억제하거나 하기 쉽다.
제1 외측층(110)의 수지에서의 중합체의 양은, 바람직하게는 90.0 중량% ~ 100 중량%, 보다 바람직하게는 95.0 중량% ~ 100 중량%이다. 중합체의 양을 상기 범위로 함으로써, 기재층(100)의 내습열성 및 기계적 강도를 효과적으로 높일 수 있다.
제1 외측층(110)의 수지는 중합체에 조합되어, 임의의 성분을 더 포함할 수 있다. 임의의 성분으로서는 예를 들어, 중간층(130)의 수지가 포함할 수 있는 임의의 성분으로서 든 것과 동일한 성분을 들 수 있다. 이들은 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
제1 외측층(110)의 두께는 바람직하게는 3 μm 이상, 보다 바람직하게는 5 μm 이상, 특히 바람직하게는 7 μm 이상이고, 바람직하게는 15 μm 이하, 보다 바람직하게는 13 μm 이하, 특히 바람직하게는 10 μm 이하이다. 제1 외측층(110)의 두께가, 상기 범위의 하한값 이상임으로써, 중간층(130)에 포함되는 자외선 흡수제의 블리드 아웃을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 제1 외측층(110)의 두께가, 상기 범위의 상한값 이하임으로써, 광학 적층체를 얇게 할 수 있다.
[2.3. 제2 외측층]
제2 외측층(120)은 통상 수지로 형성된다. 이 수지로서는 제1 외측층(110)의 수지로서 설명한 수지의 범위로부터 선택되는 임의의 수지를 사용할 수 있다. 따라서, 제2 외측층(120)의 수지의 함유 성분 및 특성은 제1 외측층(110)의 수지의 함유 성분 및 특성으로서 설명한 범위로부터 선택하여 적용할 수 있다. 이에 의해, 제1 외측층(110)의 수지의 설명에 기재한 것과 동일한 이점을 얻을 수 있다.
제2 외측층(120)의 수지는, 제1 외측층(110)의 수지와 다른 수지이어도 되고, 제1 외측층(110)의 수지와 동일한 수지여도 된다. 그 중에서도, 제1 외측층(110)의 수지 및 제2 외측층(120)의 수지로서 동일한 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 제1 외측층(110)의 수지 및 제2 외측층(120)의 수지로서 동일한 수지를 사용함으로써, 기재층(100)의 제조 비용을 억제하거나, 기재층(100)의 컬을 억제하거나 할 수 있다.
제2 외측층(120)의 두께는 제1 외측층(110)의 두께의 범위로서 설명한 범위로부터 선택되는 임의의 두께로 할 수 있다. 이에 의해, 제1 외측층(110)의 두께의 설명에서 기재한 것과 동일한 이점을 얻을 수 있다. 그 중에서도, 기재층(100)의 컬을 억제하기 위해서는 제2 외측층(120)의 두께는, 제1 외측층(110)과 동일하게 하는 것이 바람직하다.
[2.4. 기재층이 포함할 수 있는 임의의 층]
제1 외측층(110), 중간층(130) 및 제2 외측층(120)을 구비하는 기재층(100)은, 필요에 따라서 상술한 제1 외측층(110), 중간층(130) 및 제2 외측층(120) 이외의 임의의 층을 구비할 수 있다. 단, 광학 적층체를 얇게 하는 관점에서, 기재층(100)은 임의의 층을 구비하지 않는 3층 구조의 층인 것이 바람직하다.
[2.5. 기재층의 물성 및 두께]
기재층은 390 nm 파장의 자외선뿐만 아니라, 390 nm 이외의 파장의 자외선에 대해서도 투과율이 낮은 것이 바람직하다. 예를 들어, 기재층의 파장 380 nm에서의 광선 투과율은, 바람직하게는 1.5 % 이하, 보다 바람직하게는 1 % 이하이다. 이에 의해, 기재층의 자외선을 차단하는 능력을, 더욱 높일 수 있다.
기재층은 광학 등방성의 층인 것이 바람직하다. 따라서, 기재층의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션은 작은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 기재층의 면내 리타데이션은, 바람직하게는 5 nm 이하, 보다 바람직하게는 4 nm 이하, 특히 바람직하게는 2 nm 이하이고, 이상적으로는 0 nm이다. 또한, 기재층의 두께 방향의 리타데이션은, 바람직하게는 15 nm 이하, 보다 바람직하게는 13 nm 이하, 특히 바람직하게는 10 nm 이하이다. 하한은 특별한 제한은 없고, 이상적으로는 0 nm이지만, 통상 5 nm 이상이다. 이와 같이 기재층이 광학등방성임으로써, 표시 장치에 사용한 경우에 표시 화면의 착색을 억제하거나, 시야각 특성을 개선하거나 할 수 있다.
기재층은 광학 적층체에 광학 부재로서의 기능을 안정적으로 발휘시키는 관점에서, 가시파장에 있어서의 광선 투과율이 높은 것이 바람직하다. 예를 들어, 파장 400 nm ~ 700 nm 범위에서의 기재층의 광선 투과율은, 바람직하게는 85 % ~ 100 %, 보다 바람직하게는 87 % ~ 100 %, 특히 바람직하게는 90 % ~ 100 %이다.
또한, 기재층은 광학 적층체를 화상 표시 장치에 설치한 경우의 의도하지 않은 화상의 착색을 억제하는 관점에서, 특히 자외선에 가까운 파장의 가시광선에 대해, 높은 광선 투과율을 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 파장 430 nm에서의 기재층의 광선 투과율은 바람직하게는 80 % 이상, 보다 바람직하게는 85 % 이상, 특히 바람직하게는 90 % 이상이며, 이상적으로는 100 %이다.
기재층은, 광학 적층체를 포함한 화상 표시 장치의 화상 선명성을 높이는 관점에서, 헤이즈가 작은 것이 바람직하다. 기재층의 구체적인 헤이즈는 바람직하게는 1 % 이하, 보다 바람직하게는 0.8 % 이하, 특히 바람직하게는 0.5 % 이하이다. 헤이즈는 JIS K7361-1997에 준거하여, 탁도계를 이용하여 측정 할 수 있다.
기재층이 포함하는 휘발성 성분의 양은, 바람직하게는 0.1 중량% 이하, 보다 바람직하게는 0.05 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.02 중량% 이하이다. 휘발성 성분의 양이 상기 범위에 있음으로써, 기재층의 치수 안정성이 향상되고, 리타데이션 등의 광학 특성의 경시 변화를 작게 할 수 있다. 또한, 원 편광판 및 화상 표시 장치의 열화를 억제할 수 있고, 장기적으로 화상 표시 장치의 표시를 안정적으로 양호하게 유지할 수 있다. 여기에서, 휘발성 성분은 분자량 200 이하의 물질이다. 휘발성 성분으로서는 예를 들면, 잔류 단량체 및 용매 등을 들 수 있다. 휘발성 성분의 양은 분자량 200 이하의 물질의 합계로서, 가스 크로마토그래피에 의해 분석함으로써 정량할 수 있다.
기재층의 포화 흡수율은 바람직하게는 0.05 % 이하, 보다 바람직하게는 0.03 % 이하, 특히 바람직하게는 0.01 % 이하이며, 이상적으로는 제로 %이다. 기재층의 포화 흡수율이 이와 같이 낮음으로써, 기재층의 광학 특성의 계시적(繼時的)인 변화를 억제할 수 있다.
기재층의 포화 흡수율은 JIS K7209에 따라, 하기의 수순으로 측정할 수 있다.
기재층을 50 ℃에서 24 시간 건조하고, 데시케이터 중에서 방냉한다. 이어서, 건조된 기재층의 중량(M1)을 측정한다.
이 기재층을, 온도 23 ℃, 상대 습도 50 %의 실내에서 24 시간 물에 침지하여 기재층을 물로 포화시킨다. 그 후, 물로부터 기재층을 꺼내고, 24 시간 침지 후의 기재층의 중량(M2)을 측정한다.
이들의 중량의 측정값으로부터, 다음 식에 의해, 기재층의 포화 흡수율을 구할 수 있다.
포화 흡수율(%) = [(M2-M1)/M1] × 100 (%)
기재층의 두께는, 바람직하게는 15 μm 이상, 보다 바람직하게는 20 μm 이상, 특히 바람직하게는 25 μm 이상이고, 바람직하게는 50 μm 이하, 보다 바람직하게는 45 μm 이하, 특히 바람직하게는 40 μm 이하이다. 기재층의 두께가 상기의 하한값보다 큼으로써, 기재층의 파장 390 nm에 있어서의 광선 투과율을 낮게 할 수 있다. 또한, 기재층의 두께가 상기의 상한값 이하임으로써, 광학 적층체의 경량화 및 공간 절약화를 실현할 수 있다.
[2.6. 기재층의 제조 방법]
기재층의 제조 방법에 제한은 없다. 예를 들어, 도 2에 도시한 바와 같은 제1 외측층(110), 중간층(130) 및 제2 외측층(120)을 구비하는 기재층(100)은, 각 층을 형성하기 위한 수지를 필름 형상으로 성형하는 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 수지의 성형 방법으로는, 예를 들어 공압출법 및 공유연법 등을 들 수 있다. 이들의 성형 방법 중에서도, 공압출법은 제조 효율이 우수하고, 필름 중에 휘발성 성분을 잔류시키기 어려우므로, 바람직하다.
[3. 광학 이방성층]
광학 이방성층은 적어도 1 층의 액정 경화층을 갖는 층이다. 광학 이방성층은 2 층 이상의 액정 경화층을 갖고 있어도 된다. 또한, 광학 이방성층은 액정 경화층에 조합하여, 임의의 층을 갖고 있어도 된다. 통상, 액정 경화층이 광학 이방성을 가지므로, 광학 이방성층도 광학 이방성을 갖는다.
[3.1. 액정 경화층]
액정 경화층은 액정 화합물을 포함하는 재료의 경화물로 형성된 층이다. 이하의 설명에서, 액정 화합물을 포함하는 상기의 재료를, 「액정 조성물」이라는 것이 있다. 단, 이 용어 「액정 조성물」은 2 종류 이상의 성분을 포함하는 재료뿐만 아니라, 1 종류의 액정 화합물만을 포함하는 재료를 포함한다.
액정 화합물은 액정 조성물에 배합하여 배향시켰을 때, 액정상을 나타낼 수 있는 화합물이다. 이와 같은 액정 화합물로서, 통상은 중합성의 액정 화합물을 사용한다. 여기에서, 중합성의 액정 화합물이란, 액정상을 나타낸 상태에서 액정 조성물 중에서 중합하고, 액정상에서의 분자의 배향을 유지한 채 중합체가 될 수 있는 액정 화합물이다.
중합성의 액정 화합물로서는 중합성기를 갖는 액정 화합물, 측쇄형 액정 폴리머를 형성할 수 있는 화합물, 원반상 액정 화합물 등의 화합물을 들 수 있고, 그 중에서도 가시광선, 자외선 및 적외선 등의 광을 조사함으로써 중합할 수 있는 광중합성의 화합물이 바람직하다. 중합성기를 갖는 액정 화합물로서는 예를 들면, 일본 공개특허 평11-513360호 공보, 일본 공개특허 제2002-030042호 공보, 일본 공개특허 제2004-204190호 공보, 일본 공개특허 제2005-263789호 공보, 일본 공개특허 제2007-119415호 공보, 일본 공개특허 제2007-186430호 공보 등에 기재된 중합성기를 갖는 봉상 액정 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 측쇄형 액정 폴리머 화합물로서는, 예를 들면 일본 공개특허 제2003-177242호 공보 등에 기재된 측쇄형 액정 폴리머 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 바람직한 액정 화합물의 예를 제품명으로 예를 들면, BASF사 제조의 「LC242」 등을 들 수 있다. 원반 형상 액정 화합물의 구체예로서는 일본 공개특허 평8-50206호 공보, 문헌 (C. Destrade et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst., vol. 71, page 111(1981); 일본화학회편, 계간화학총설, No.22, 액정의 화학, 제 5 장, 제 10 장 제 2 절(1994); J.Zhang et al., J.Am.Chem.Soc., vol.116, page 2655(1994)); J.Lehn et al., J.Chem.Soc., Chem.Commun., page 1794(1985)에 기재되어 있다. 액정 화합물은 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
액정 화합물은 역파장 분산성 액정 화합물이어도 된다. 여기에서 역파장 분산성 액정 화합물이란, 호모지니어스 배향한 경우에, 역파장 분산 특성을 나타내는 액정 화합물을 말한다. 또한, 액정 화합물을 호모지니어스 배향시킨다는 것은, 당해 액정 화합물을 포함하는 층을 형성하고, 그 층에 있어서의 액정 화합물의 분자의 메소겐의 장축 방향을, 상기 층의 면에 평행한 어느 하나의 방향으로 배향시키는 것을 말한다. 액정 화합물이 배향 방향이 다른 복수 종류의 메소겐을 포함하는 경우에는, 그들 중 가장 긴 종류의 메소겐이 배향하는 방향이, 상기의 배향 방향이 된다. 액정 화합물이 호모지니어스 배향하고 있는지의 여부, 및 그 배향 방향은 AxoScan(Axometrics사 제조)로 대표되는 바와 같은 위상차계를 사용한 지상축 방향의 측정과, 지상축 방향에 있어서의 입사각마다의 리타데이션 분포의 측정에 의해 확인할 수 있다. 액정 조성물이 포함하는 액정 화합물의 일부 또는 전부로서, 역파장 분산성 액정 화합물을 사용함으로써, 역파장 분산 특성을 나타내는 액정 경화층을 용이하게 얻을 수 있다.
예를 들어, 당해 화합물의 분자 중에, 주쇄 메소겐과, 상기 주쇄 메소겐에 결합된 측쇄 메소겐을 포함하는 화합물을, 액정 화합물로서 사용하는 것이 바람직하고, 역파장 분산성 액정 화합물로서 사용하는 것이 보다 바람직하다. 주쇄 메소겐 및 측쇄 메소겐을 포함하는 상기의 역파장 분산성 액정 화합물은, 당해 역파장 분산성 액정 화합물이 배향한 상태에 있어서, 측쇄 메소겐이 주쇄 메소겐과 다른 방향으로 배향할 수 있다. 이와 같은 경우, 복굴절은 주쇄 메소겐에 대응하는 굴절률과 측쇄 메소겐에 대응하는 굴절률의 차로서 발현되므로, 결과로서 역파장 분산성 액정 화합물은 호모지니어스 배향한 경우에, 역파장 분산 특성을 나타낼 수 있다.
중합성을 갖는 역파장 분산성 액정 화합물로서는, 예를 들면 하기 식 (Ia)로 표시되는 화합물 중, 액정성을 나타내는 화합물을 들 수 있다. 이하의 설명에 있어서, 식 (Ia)로 표시되는 화합물을, 적당히 「화합물(Ia)」이라고 하는 경우가 있다.
[화학식 1]
상기 식 (Ia)에 있어서, A1a는 방향족 탄화수소 고리 및 방향족 복소 고리로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1 개의 방향 고리를 갖는 탄소수 1 ~ 67의 유기기를 치환기로서 갖는 방향족 탄화수소 고리기; 또는 방향족 탄화수소 고리 및 방향족 복소 고리로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1 개의 방향족 고리를 갖는 탄소수 1 ~ 67의 유기기를 치환기로서 갖는 방향족 복소 고리기;를 나타낸다.
A1a의 구체예로서는 식: -RfC(=N-N(Rg)Rh), 또는 식: -RfC(=N-N=C(Rf1)Rh)로 표시되는 기로 치환된 페닐렌기; 1-벤조푸란-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 5-(2-부틸)-1-벤조푸란-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 4,6-디메틸-1-벤조푸란-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 6-메틸-1-벤조푸란-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 4,6,7-트리메틸-1-벤조푸란-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 4,5,6-트리메틸-1-벤조푸란-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 5-메틸-1-벤조푸란-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 5-프로필-1-벤조푸란-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 7-프로필-1-벤조푸란-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 5-플루오로-1-벤조푸란-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 페닐기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 4-플루오로페닐기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 4-니트로페닐기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 4-트리플루오로메틸페닐기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 4-시아노페닐기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 4-메탄설포닐페닐기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 티오펜-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 티오펜-3-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 5-메틸티오펜-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 5-클로로티오펜-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 티에노[3,2-b]티오펜-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 2-벤조티아졸릴기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 4-비페닐기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 4-프로필비페닐기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 4-티아졸릴기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 1-페닐에틸렌-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 4-피리딜기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 2-푸릴기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 나프토[1,2-b]푸란-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 5-메톡시-2-벤조티아졸릴기로 치환된 1H-이소인돌-1,3(2H)-디온-4,7-디일기; 페닐기로 치환된 1H-이소인돌-1,3(2H)-디온-4,7-디일기; 4-니트로페닐기로 치환된 1H-이소인돌-1,3(2H)-디온-4,7-디일기; 또는 2-티아졸릴기로 치환된 1H-이소인돌-1,3(2H)-디온-4,7-디일기; 등을 들 수 있다. 여기에서, Rf 및 Rf1은 각각 독립하여 후술하는 Q1과 동일한 의미를 나타낸다. Rg는 후술하는 Ay와 동일한 의미를 나타내고, Rh는 후술하는 Ax와 동일한 의미를 나타낸다.
상기 식 (Ia)에 있어서, Y1a ~ Y8a는 각각 독립적으로 화학적인 단결합, -O-, -S-, -O-C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-O-, -NR1a-C(=O)-, -C(=O)-NR1a-, -O-C(=O)-NR1a-, -NR1a-C(=O)-O-, -NR1a-C(=O)-NR1a-, -O-NR1a-, 또는 -NR1a-O-를 나타낸다. 여기에서, R1a는 수소 원자 또는 탄소수 1 ~ 6의 알킬기를 나타낸다.
상기 식 (Ia)에 있어서, G1a 및 G2a는 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 되는, 탄소수 1 ~ 20의 2가 지방족기를 나타낸다. 또한, 상기 지방족기에는 하나의 지방족기당 1 이상의 -O-, -S-, -O-C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-O-, -NR2a-C(=O)-, -C(=O)-NR2a-, -NR2a-, 또는 -C(=O)-가 개재되어 있어도 된다. 단, -O- 또는 -S-가 각각 2 이상 인접하여 개재하는 경우를 제외한다. 여기에서, R2a는 수소 원자 또는 탄소수 1~6의 알킬기를 나타낸다.
상기 식 (Ia)에 있어서, Z1a 및 Z2a는 각각 독립적으로 할로겐 원자로 치환되어 있어도 되는, 탄소수 2 ~ 10의 알케닐기를 나타낸다.
상기 식 (Ia)에 있어서, A2a 및 A3a는 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 되는, 탄소수 3 ~ 30의 2가의 지환식 탄화수소기를 나타낸다.
상기 식 (Ia)에 있어서, A4a 및 A5a는 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 되는, 탄소수 6 ~ 30의 2가의 방향족기를 나타낸다.
상기 식 (Ia)에 있어서, k 및 l은 각각 독립적으로 0 또는 1을 나타낸다.
역파장 분산 액정 화합물의 특히 호적한 구체예로서는, 하기 식 (I)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 2]
상기 식 (I)에 있어서, Y1 ~ Y8은 각각 독립적으로, 화학적인 단결합, -O-, -S-, -O-C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-O-, -NR1-C(=O)-, -C(=O)-NR1-, -O-C(=O)-NR1-, -NR1-C(=O)-O-, -NR1-C(=O)-NR1-, -O-NR1-, 또는 -NR1-O-를 나타낸다. 여기에서, R1은 수소 원자 또는 탄소수 1 ~ 6의 알킬기를 나타낸다.
상기 식 (I)에 있어서, G1 및 G2는 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ~ 20의 2가의 지방족기를 나타낸다. 또한, 상기 지방족기에는 하나의 지방족기당 1 이상의 -O-, -S-, -O-C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-O-, -NR2-C(=O)-, -C(=O)-NR2-, -NR2-, 또는 -C(=O)-가 개재되어 있어도 된다. 단, -O- 또는 -S-가 각각 2 이상 인접하여 개재하는 경우를 제외한다. 여기에서, R2는 수소 원자 또는 탄소수 1 ~ 6의 알킬기를 나타낸다.
상기 식 (I)에 있어서, Z1 및 Z2는 각각 독립적으로, 할로겐 원자로 치환되어 있어도 되는 탄소수 2 ~ 10의 알케닐기를 나타낸다.
상기 식 (I)에 있어서, Ax는 방향족 탄화수소 고리 및 방향족 복소 고리로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 방향족 고리를 갖는, 탄소수 2 ~ 30의 유기기를 나타낸다. 「방향족 고리」는 휘켈(Huckel) 규칙에 따른 광의의 방향족성을 갖는 고리형 구조, 즉 π 전자를 (4n + 2)개 갖는 고리형 공액 구조, 및 티오펜, 푸란, 벤조티아졸 등으로 대표되는 황, 산소, 질소 등의 헤테로 원자의 고립 전자쌍이 π 전자계에 관여하여 방향족성을 나타내는 고리형 구조를 의미한다.
상기 식 (I)에 있어서, Ay는 수소 원자, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ~ 20의 알킬기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 2 ~ 20의 알케닐기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소수 3 ~ 12의 시클로알킬기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 2 ~ 20의 알키닐기, -C(=O)-R3, -SO2-R4, -C(=S)NH-R9, 또는 방향족 탄화수소 고리 및 방향족 복소 고리로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 방향족 고리를 갖는, 탄소수 2 ~ 30의 유기기를 나타낸다. 여기에서, R3는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ~ 20의 알킬기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 2 ~ 20의 알케닐기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 3 ~ 12의 시클로알킬기, 또는 탄소수 5 ~ 12의 방향족 탄화수소 고리기를 나타낸다. R4는 탄소수 1 ~ 20의 알킬기, 탄소수 2 ~ 20의 알케닐기, 페닐기, 또는 4-메틸페닐기를 나타낸다. R9는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ~ 20의 알킬기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 2 ~ 20의 알케닐기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 3 ~ 12의 시클로알킬기, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 5 ~ 20의 방향족기를 나타낸다. 상기 Ax 및 Ay가 갖는 방향 고리는 치환기를 갖고 있어도 된다. 또한, 상기 Ax와 Ay는, 함께 고리를 형성하고 있어도 된다.
상기 식 (I)에 있어서, A1은 치환기를 갖고 있어도 되는 3가의 방향족기를 나타낸다.
상기 식 (I)에 있어서, A2 및 A3는 각각 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 3 ~ 30의 2가의 지환식 탄화수소기를 나타낸다.
상기 식 (I)에 있어서, A4 및 A5는 각각 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6 ~ 30의 2가의 방향족기를 나타낸다.
상기 식 (I)에 있어서, Q1은 수소 원자, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ~ 6의 알킬기를 나타낸다.
상기 식 (I)에 있어서, m은 각각 독립적으로, 0 또는 1을 나타낸다.
식 (I)로 표시되는 액정 화합물로는, 예를 들면 국제 공개 제2014/069515호, 국제 공개 제2015/064581호 등에 기재된 화합물을 들 수 있다.
또한, 액정 화합물은 순파장 분산성 액정 화합물이어도 된다. 여기에서, 순파장 분산성 액정 화합물이란, 호모지니어스 배향한 경우에, 순파장 분산 특성을 나타내는 액정 화합물을 말한다. 액정 조성물이 포함하는 액정 화합물의 일부 또는 전부로서, 순파장 분산성 액정 화합물을 사용함으로써, 순파장 분산 특성을 갖는 액정 경화층을 용이하게 얻을 수 있다.
중합성을 갖는 순파장 분산성 액정 화합물로서는, 예를 들면 하기 식 (II)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
식 (II)에 있어서, R3x 및 R4x는 각각 독립적으로, 반응성기를 나타낸다. R3x 및 R4x는 예를 들면, (메트)아크릴로일기, 에폭시기, 티오에폭시기, 옥세탄기, 티에타닐기, 아지리디닐기, 피롤기, 푸마레이트기, 신나모일기, 이소시아네이트기, 이소티오시아네이트기, 아미노기, 히드록실기, 카르복실기, 알콕시실릴기, 옥사졸린기, 메르캅토기, 비닐기, 알릴기 등을 들 수 있다.
식 (II)에 있어서, D3x 및 D4x는 각각 독립적으로 단결합, 탄소 원자수 1 ~ 20 개의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬렌기, 및 탄소 원자수 1 ~ 20 개의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬렌옥사이드기로 이루어진 군에서 선택되는 기를 나타낸다.
식 (II)에 있어서, C3x ~ C6x는 각각 독립적으로 단결합, -O-, -S-, -S-S-, -CO-, -CS-, -OCO-, -CH2-, -OCH2-, -CH=N-N=CH-, -NHCO-, -OCOO-, -CH2COO- , 및 -CH2OCO-로 이루어진 군에서 선택되는 기를 나타낸다.
식 (II)에 있어서, Mx는 메소겐기를 나타낸다. 호적한 메소겐기 Mx는 비치환 또는 치환기를 갖고 있어도 되는, 아조메틴류, 아족시류, 페닐류, 비페닐류, 터페닐류, 나프탈렌류, 안트라센류, 벤조산 에스테르류, 시클로헥산 카르복실산 페닐에스테르류, 시아노페닐시클로헥산류, 시아노 치환 페닐피리 미딘류, 알콕시 치환 페닐피리미딘류, 페닐디옥산류, 톨란류, 알케닐시클로헥실벤조니트릴류로 이루어진 군으로부터 선택된 2 ~ 4 개의 골격을, -O-, -S-, -S-S-, -CO-, -CS-, -OCO-, -CH2-, -OCH2-, -CH=N-N=CH-, -NHCO-, -OCOO-, -CH2COO-, 및 -CH2OCO- 등의 결합기에 의해 결합되어 형성된다.
메소겐기 Mx가 가질 수 있는 치환기로서는 예를 들면, 할로겐 원자, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ~ 10의 알킬기, 시아노기, 니트로기, -O-R5x, -O-C(=O)-R5x, -C(=O)-O-R5x, -O-C(=O)-O-R5x, -NR5x-C(=O)-R5x, -C(=O)-NR5xR7x, 또는 -O-C(=O)-NR5xR7x를 들 수 있다. 여기에서, R5x 및 R7x는 수소 원자 또는 탄소수 1 ~ 10의 알킬기를 나타낸다. R5x 및 R7x가 알킬기인 경우, 당해 알킬기에는 -O-, -S-, -O-C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-O-, -NR6x-C(=O)-, -C(=O)-NR6x-, -NR6x-, 또는 -C(=O)-가 개재되어 있어도 된다(단, -O- 및 -S-가 각각 2 이상 인접하여 개재되는 경우를 제외한다.). 여기에서, R6x는 수소 원자 또는 탄소수 1 ~ 6의 알킬기를 나타낸다.
상기 「치환기를 포함해도 되는 탄소수 1 ~ 10개의 알킬기」에 있어서의 치환기로서는, 예를 들면, 할로겐 원자, 히드록실기, 카르복실기, 시아노기, 아미노기, 탄소 원자수 1 ~ 6 개의 알콕시기, 탄소 원자수 2 ~ 8 개의 알콕시알콕시기, 탄소 원자수 3 ~ 15 개의 알콕시알콕시알콕시기, 탄소 원자수 2~7 개의 알콕시카르보닐기, 탄소 원자수 2~7 개의 알킬카르보닐옥시기, 탄소 원자수 2~7 개의 알콕시카르보닐옥시기 등을 들 수 있다.
식 (II)로 표시되는 액정 화합물로는 예를 들면, 국제 공개 제2016/002765호 등에 기재된 봉상 액정성 화합물을 들 수 있다.
또한, 액정 화합물은 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
액정 조성물에 있어서의 액정 화합물의 양은, 원하는 액정 경화층이 얻어지는 범위에서 임의로 설정할 수 있고, 바람직하게는 1 중량% 이상, 보다 바람직하게는 5 중량% 이상, 특히 바람직하게는 10 중량% 이상이며, 또한, 바람직하게는 100 중량% 이하, 보다 바람직하게는 80 중량% 이하, 특히 바람직하게는 60 중량% 이하이다.
액정 조성물은 액정 화합물에 조합하여, 임의의 성분을 포함하고 있어도 된다. 임의의 성분으로서는 예를 들어, 중합 개시제, 계면 활성제, 용매, 금속, 금속 착체, 염료, 안료, 형광 재료, 인광 재료, 레벨링제, 칙소제, 겔화제, 다당류, 적외선 흡수제, 항산화제, 이온 교환 수지, 산화 티탄 등의 금속 산화물 등을 들 수 있다. 임의의 성분에 대해서는, 국제 공개 제2015/064581호를 참조할 수 있다.
액정 경화층은, 상기의 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물의 경화물로 형성된 층이고, 통상, 액정 화합물로부터 얻어지는 경화 액정 분자를 포함한다. 여기에서, 「경화 액정 분자」란, 액정상을 나타낼 수 있는 화합물을, 액정상을 나타낸 상태 그대로 고체로 했을 때의 당해 화합물의 분자를 의미한다. 액정 경화층이 포함하는 경화 액정 분자는, 통상 액정 화합물을 중합시켜 이루어지는 중합체이다. 따라서, 액정 경화층은, 통상은 액정 화합물을 중합시켜 이루어지는 중합체를 포함하고, 필요에 따라 임의의 성분을 포함할 수 있는 수지의 층으로 되어 있다. 그리고, 이와 같은 액정 경화층은, 상기의 경화 액정 분자의 배향 상태에 따른 광학 이방성을 가질 수 있다. 액정 경화층의 광학 이방성은 면내 리타데이션에 의해 나타낼 수 있다. 액정 경화층의 구체적인 면내 리타데이션은 광학 이방성층이 가져야 할 면내 리타데이션에 따라 설정할 수 있다.
자외선에 의한 액정 경화층의 광학 특성의 변화를 효과적으로 억제하는 관점에서는, 액정 경화층은 자외선을 흡수하기 어려운 층인 것이 바람직하다. 따라서, 액정 경화층은 자외선의 투과율이 높은 것이 바람직하다. 특히, 기재층에 의해 투과를 방해받는 파장 390 nm에 있어서, 액정 경화층이 높은 광선 투과율을 가지면, 당해 액정 경화층의 광학 특성의 변화를 특히 효과적으로 억제할 수 있다. 이와 같은 관점에서 액정 경화층의 파장 390 nm에 있어서의 광선 투과율은 바람직하게는 70 % 이상, 보다 바람직하게는 80 % 이상, 특히 바람직하게는 85 % 이상이다. 이와 같이 파장 390 nm에 있어서 높은 광선 투과율을 갖는 액정 경화층은, 예를 들어 순파장 분산성 액정 화합물을 사용함으로써 실현할 수 있다.
액정 경화층은 광학 적층체에 광학 부재로서의 기능을 안정적으로 발휘시키는 관점에서, 가시파장에서의 광선 투과율이 높은 것이 바람직하다. 예를 들어, 파장 400 nm ~ 700 nm의 범위에 있어서의 액정 경화층의 광선 투과율은, 바람직하게는 85 % ~ 100 %, 보다 바람직하게는 87 % ~ 100 %, 특히 바람직하게는 90 % ~ 100 %이다.
액정 경화층은 광학 적층체를 포함한 화상 표시 장치의 화상 선명성을 높이는 관점에서, 헤이즈가 작은 것이 바람직하다. 액정 경화층의 헤이즈는 바람직하게는 1 % 이하, 보다 바람직하게는 0.8 % 이하, 특히 바람직하게는 0.5 % 이하이다.
액정 경화층의 두께는 리타데이션 등의 광학 특성을 원하는 범위로 할 수 있도록 적당히 조정할 수 있고, 바람직하게는 0.5 μm 이상, 보다 바람직하게는 1.0 μm 이상이고, 바람직하게는 10 μm 이하, 보다 바람직하게는 7 μm 이하, 특히 바람직하게는 5 μm 이하이다.
상기의 액정 경화층은 통상, 도공 기재 상에 액정 조성물의 층을 형성하는 공정과, 액정 조성물의 층을 경화시켜 액정 경화층을 얻는 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
이 제조 방법에서는 도공 기재를 준비하고, 그 도공 기재의 면에, 액정 조성물의 층을 형성한다. 도공 기재로서 통상은 수지 필름을 사용한다. 수지로는 열가소성 수지를 사용할 수 있다. 그 중에서도, 투명성, 저흡습성, 치수 안정성 및 경량성의 관점에서, 지환식 구조를 함유하는 중합체를 포함하는 수지 및, 셀룰로스 에스테르 수지가 바람직하다.
도공 기재의 표면에는 액정 조성물의 층에서의 액정 화합물의 배향을 촉진하기 위해, 배향 규제력을 부여하기 위한 처리가 실시되어 있어도 된다. 여기에서, 어느 면의 배향 규제력이란, 액정 조성물 중의 액정 화합물을 배향시킬 수 있는, 그 면의 성질을 말한다.
배향 규제력을 부여하기 위한 처리로는, 예를 들면 러빙 처리, 배향층 형성 처리, 이온빔 배향 처리, 연신 처리 등을 들 수 있으며, 그 중에서도 연신 처리가 바람직하다. 도공 기재에 적절한 조건에서 연신 처리를 실시함으로써, 도공 기재에 포함되는 중합체의 분자를 배향시킬 수 있다. 이에 의해, 도공 기재에 포함되는 중합체의 분자의 배향 방향으로 액정 화합물을 배향시키는 배향 규제력을, 도공 기재의 표면에 부여할 수 있다.
도공 기재의 연신은, 도공 기재에 이방성을 부여하고, 당해 도공 기재에 지상축을 발현시킬 수 있도록 실시하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 통상은 도공 기재의 지상축과 평행 또는 수직인 방향으로 액정 화합물을 배향시키는 배향 규제력이, 도공 기재의 표면에 부여된다. 예를 들어, 도공 기재의 재료로서 양의 고유 복굴절값을 갖는 수지를 사용한 경우, 통상은 도공 기재에 포함되는 중합체의 분자가 연신 방향으로 배향함으로써 연신 방향에 평행한 지상축이 발현되므로, 도공 기재의 지상축과 평행한 방향으로 액정 화합물을 배향시키는 배향 규제력이 도공 기재의 표면에 부여된다. 따라서, 도공 기재의 연신 방향은, 액정 화합물을 배향시키려고 하는 원하는 배향 방향에 따라서 설정할 수 있다.
연신 배율은 연신 후의 도공 기재의 복굴절 Δn이 원하는 범위가 되도록 설정할 수 있다. 연신 후의 도공 기재의 복굴절 Δn은, 바람직하게는 0.000050 이상, 보다 바람직하게는 0.000070 이상이고, 바람직하게는 0.007500 이하, 보다 바람직하게는 0.007000 이하이다. 연신 후의 도공 기재의 복굴절 Δn이 상기 범위의 하한값 이상임으로써, 당해 도공 기재의 표면에 양호한 배향 규제력을 부여할 수 있다. 상기 연신은 텐터 연신기 등의 연신기를 사용하여 실시할 수 있다.
상기와 같은 도공 기재로서는 장척의 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 도공 기재로서 장척의 필름을 사용함으로써, 액정 경화층의 생산성을 향상시킬 수 있다. 이 때, 도공 기재의 두께는 생산성의 향상, 박형화 및 경량화를 용이하게 하는 관점에서, 바람직하게는 1 μm 이상, 보다 바람직하게는 5 μm 이상, 특히 바람직하게는 30 μm 이상이고, 바람직하게는 1000 μm 이하, 보다 바람직하게는 300 μm 이하, 특히 바람직하게는 100 μm 이하이다.
액정 조성물층의 형성은 통상, 도공법에 의해 실시한다. 구체적으로는, 도공 기재의 표면에, 액정 조성물을 도공하여 액정 조성물의 층을 형성한다. 도공 방법으로서는 예를 들면, 커튼 코팅법, 압출 코팅법, 롤 코팅법, 스핀 코팅법, 딥 코팅법, 바 코팅법, 스프레이 코팅법, 슬라이드 코팅법, 인쇄 코팅법, 그라비어 코팅법, 다이 코팅법, 갭 코팅법, 및 딥핑법을 들 수 있다. 도공되는 액정 조성물의 층의 두께는, 액정 경화층에 요구되는 원하는 두께에 따라 적절하게 설정할 수 있다.
액정 조성물의 층을 형성한 후에, 필요에 따라서 액정 조성물의 층을 건조시키는 공정을 실시해도 된다. 이러한 건조는 자연 건조, 가열 건조, 감압 건조, 감압 가열 건조 등의 건조 방법으로 달성할 수 있다. 이러한 건조에 의해, 액정 조성물의 층으로부터 용매를 제거할 수 있다.
또한, 액정 조성물의 층을 형성한 후, 필요에 따라 당해 층에 포함되는 액정 화합물을 배향시키는 공정을 실시해도 된다. 이 공정에서는, 통상은 액정 조성물의 층에 배향 처리를 실시함으로써, 도공 기재의 면의 배향 규제력에 따른 방향으로 액정 화합물을 배향시킨다. 배향 처리는 통상, 액정 조성물의 층을, 소정의 배향 온도로 가열함으로써 실시한다. 이 배향 처리의 조건은 사용하는 액정 조성물의 성질에 따라 적절하게 설정할 수 있다. 배향 처리의 조건의 구체예를 들면, 50 ℃ ~ 160 ℃의 온도 조건에서 30 초간 ~ 5 분간 처리하는 조건으로 할 수 있다.
단, 액정 화합물의 배향은 액정 조성물의 도공에 의해 바로 달성되는 경우가 있을 수 있다. 그 때문에, 액정 화합물을 배향시키고 싶은 경우에도, 배향 처리는 반드시 액정 조성물의 층에 실시하지 않아도 된다.
필요에 따라 액정 조성물의 층의 건조, 및 액정 화합물의 배향을 실시한 후, 상기 액정 조성물의 층을 경화시켜 액정 경화층을 얻는 공정을 실시한다. 이 공정에서는, 통상 액정 화합물을 중합시켜, 액정 조성물의 층을 경화시킨다. 액정 화합물의 중합 방법으로서는 액정 조성물에 포함되는 성분의 성질에 적합한 방법을 선택할 수 있다. 중합 방법으로서는 예를 들어, 활성 에너지선을 조사하는 방법, 및 열 중합법을 들 수 있다. 그 중에서도 가열이 불필요하고, 실온에서 중합 반응을 진행시킬 수 있으므로, 활성 에너지선을 조사하는 방법이 바람직하다. 여기에서, 조사되는 활성 에너지선에는 가시광선, 자외선 및 적외선 등의 광, 및 전자선 등의 임의의 에너지선이 포함될 수 있다.
그 중에서도, 조작이 간편한 점에서, 자외선 등의 광을 조사하는 방법이 바람직하다. 자외선 조사시의 온도는 도공 기재의 유리 전이 온도 이하로 하는 것이 바람직하고, 바람직하게는 150 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 100 ℃ 이하, 특히 바람직하게는 80 ℃ 이하이다. 자외선 조사시의 온도의 하한은 15 ℃ 이상으로 할 수 있다. 자외선의 조사 강도는 바람직하게는 0.1 mW/㎠ 이상, 보다 바람직하게는 0.5 mW/㎠ 이상이며, 바람직하게는 1000 mW/㎠ 이하, 보다 바람직하게는 600 mW/㎠ 이하이다.
[3.2. 광학 이방성층을 포함할 수 있는 임의의 층]
광학 이방성층은 액정 경화층에 조합하여, 임의의 층을 포함하고 있어도 된다.
예를 들어, 광학 이방성층은 임의의 층으로서, 위상차 필름층을 포함하고 있어도 된다. 위상차 필름층은 액정 경화물 이외의 재료로 형성된 광학 이방성을 갖는 층이고, 통상은 소정의 면내 리타데이션을 갖는다. 위상차 필름 층을 액정 경화층과 조합하여 사용함으로써, 광학 이방성층의 광학 특성을 광범위한 범위에서 조제할 수 있다.
위상차 필름층으로서는, 통상 수지로 형성된 연신 필름을 사용한다. 이 연신 필름은 수지 필름에 연신 처리를 실시하여 얻어진 필름이고, 당해 필름 중의 중합체가 상기의 연신 처리에 의해 배향되어 있다. 그 때문에, 연신 필름은 중합체의 배향에 따른 광학 이방성을 가질 수 있다.
위상차 필름층을 형성하는 수지로서는 중합체와, 필요에 따라 중합체 이외의 임의의 성분을 포함하는 수지를 사용할 수 있다.
중합체로는 예를 들면, 기재층의 수지에 포함되는 중합체로서 설명한 범위로부터 선택되는 임의의 중합체를 사용할 수 있다. 또한, 위상차 필름층의 수지에 있어서의 중합체의 양은, 바람직하게는 90.0 중량% ~ 100 중량%, 보다 바람직하게는 95.0 중량% ~ 100 중량%이다. 중합체의 양을 상기 범위로 함으로써, 위상차 필름층의 내습열성 및 기계적 강도를 효과적으로 높일 수 있다.
또한, 임의의 성분으로서는 예를 들면, 기재층의 수지가 포함할 수 있는 임의의 성분으로 든 것과 동일한 성분을 들 수 있다. 이들은, 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
위상차 필름층의 두께는, 바람직하게는 10 μm 이상, 보다 바람직하게는 13 μm 이상, 특히 바람직하게는 15 μm 이상이고, 바람직하게는 60 μm 이하, 보다 바람직하게는 58 μm 이하, 특히 바람직하게는 55 μm 이하이다. 위상차 필름층의 두께가, 상기 범위의 하한값 이상임으로써 원하는 리타데이션의 발현이 가능하고, 또한 상기 범위의 상한값 이하임으로써 박막화할 수 있다.
또한, 광학 이방성층은 임의의 층으로서 점착층, 접착층 등을 포함하고 있어도 된다.
[3.3. 광학 이방성층의 광학 특성]
광학 이방성층은 광학 적층체의 용도에 따른 광학 특성을 갖는 층이다. 따라서, 광학 이방성층은 광학 적층체의 용도에 따른 임의의 광학 특성을 가질 수 있다.
예를 들어, 광학 이방성층은 λ/2판으로서 기능하는 층이어도 된다. 여기에서, λ/2판으로서 기능하는 층이란, 파장 550 nm에서 소정의 범위의 면내 리타데이션을 갖는 층을 말한다. 구체적으로는, λ/2판으로 기능하는 층의 파장 550 nm에서의 면내 리타데이션은 바람직하게는 240 nm 이상, 보다 바람직하게는 250 nm 이상이고, 바람직하게는 300 nm 이하, 보다 바람직하게는 280 nm 이하, 특히 바람직하게는 265 nm 이하이다.
상기와 같이 λ/2판으로 기능하는 광학 이방성층은, 예를 들어 λ/2판으로 기능하는 액정 경화층만을 포함하는 층으로서 실현할 수 있다.
또한, 광학 이방성층은 λ/4판으로서 기능하는 층이어도 된다. 여기에서, λ/4판으로서 기능하는 층은 파장 550 nm에 있어서 소정 범위의 면내 리타데이션을 갖는 층을 말한다. 구체적으로는, λ/4판으로 기능하는 층의 파장 550 nm에서의 면내 리타데이션은 바람직하게는 110 nm 이상, 보다 바람직하게는 120 nm 이상, 특히 바람직하게는 125 nm 이상이고, 바람직하게는 165 nm 이하, 보다 바람직하게는 155 nm 이하, 특히 바람직하게는 150 nm 이하이다. λ/4 판으로서 기능하는 광학 적층체는 직선 편광자와 조합함으로써, 원 편광판을 얻을 수 있다.
상기와 같이 λ/4판으로 기능하는 광학 이방성층은, 예를 들어 λ/4 판으로 기능하는 액정 경화층만을 포함하는 층으로서, 실현할 수 있다.
λ/4판으로 기능하는 광학 이방성층은 광대역 λ/4판으로 기능하는 층인 것이 특히 바람직하다. 여기에서, 광대역 λ/4 판으로 기능하는 층이란, λ/4 판으로 기능하는 층으로서, 또한 역파장 분산 특성을 나타내는 층을 말한다. 광대역 λ/4판으로 기능하는 층은, 광범위한 파장 범위에 있어서 λ/4판으로서의 기능을 발휘할 수 있으므로, 광학 적층체를 화상 표시 장치에 설치한 경우에, 특히 정면 방향에서 관찰한 화상의 의도하지 않은 착색을 억제할 수 있다. 또한, 광대역 λ/4판으로 기능하는 광학 이방성층을 구비한 광학 적층체를 직선 편광자와 조합함으로써, 넓은 파장 범위에서 기능하는 원 편광판을 실현할 수 있다.
상기와 같이 광대역 λ/4판으로 기능하는 광학 이방성층은, 예를 들면, 역파장 분산성 액정 화합물을 사용하여 제조된 λ/4판으로 기능하는 액정 경화층만을 포함하는 층으로서, 실현할 수 있다.
또한, 광대역 λ/4판으로 기능하는 광학 이방성층은, 예를 들어 λ/4판 및 λ/2판의 일방으로 기능하는 액정 경화층과, λ/4판 및 λ/2판의 타방으로 기능하는 층을 포함하는 복층 구조의 층으로서, 실현할 수 있다. 구체예를 들면, λ/4판으로 기능하는 액정 경화층과, λ/2판으로 기능하는 액정 경화층을 조합하여 광대역 λ/4판으로 기능하는 광학 이방성층을 실현할 수 있다. 또한, 예를 들어, λ/4판으로 기능하는 액정 경화층과, λ/2판으로 기능하는 위상차 필름층을 조합하여, 광대역 λ/4판으로 기능하는 광학 이방성층을 실현할 수 있다. 또한, 예를 들어, λ/4판으로 기능하는 위상차 필름층과, λ/2판으로 기능하는 액정 경화층을 조합하여, 광대역 λ/4판으로 기능하는 광학 이방성층을 실현할 수 있다.
일반적으로, 어느 기준 방향에 대하여 각도 θλ /4를 이루는 지상축을 갖는 λ/4판과, 상기 기준 방향에 대하여 각도 θλ /2를 이루는 지상축을 갖는 λ/2판을 조합시킨 복층 필름이 식(X): 「θλ /4 = 2θλ /2 + 45°」를 만족하는 경우, 이 복층 필름은 넓은 파장 범위에 있어서 당해 복층 필름을 통과하는 정면 방향의 광에 그 광의 파장의 대략 1/4 파장의 면내 리타데이션을 부여할 수 있는 광대역 λ/4판이 된다(일본 공개특허 제2007-004120호 공보 참조). 따라서, λ/4판 및 λ/2판의 일방으로서 기능하는 액정 경화층과, λ/4판 및 λ/2판의 타방으로서 기능하는 층의 조합에 의해 광대역 λ/4판으로 기능하는 광학 이방성층을 얻는 관점에서, λ/4판 및 λ/2판의 일방으로서 기능하는 액정 경화층의 지상축과, λ/4판 및 λ/2판의 타방으로서 기능하는 층의 지상축 사이에, 상기 식 (X)로 표시되는 것에 가까운 관계를 만족하는 것이 바람직하다. 이와 같은 관점에서, λ/4판 및 λ/2판의 일방으로서 기능하는 액정 경화층의 지상축과, λ/4판 및 λ/2판의 타방으로서 기능하는 층의 지상축이 이루는 교차각은, 바람직하게는 55° 이상, 보다 바람직하게는 57° 이상, 특히 바람직하게는 59° 이상이고, 바람직하게는 65° 이하, 보다 바람직하게는 63° 이하, 특히 바람직하게는 61° 이하이다.
또한, 광학 적층체가 장척의 필름인 경우, 롤·투·롤법을 이용한 장척의 직선 편광자와의 첩합에 의한 원 편광판의 제조를 가능하게 하는 관점에서, λ/4판 및 λ/2판의 일방으로서 기능하는 액정 경화층의 지상축과, λ/4판 및 λ/2판의 타방으로서 기능하는 층의 지상축의 관계는, 하기 (X1), (X2) 및 (X3) 중 어느 하나의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
(X1) λ/4판 및 λ/2판의 일방으로서 기능하는 액정 경화층의 지상축이 광학 적층체의 폭 방향에 대하여 이루는 배향각이, 바람직하게는 75° ± 5°, 보다 바람직하게는 75° ± 3°, 특히 바람직하게는 75°± 1°이며, 또한, λ/4판 및 λ/2판의 타방으로서 기능하는 층의 지상축이 광학 적층체의 폭 방향에 대해서 이루는 배향각이, 바람직하게는 15° ± 5°, 보다 바람직하게는 15° ± 3°, 특히 바람직하게는 15° ± 1°이다.
(X2) λ/4판 및 λ/2판의 일방으로서 기능하는 액정 경화층의 지상축이 광학 적층체의 폭 방향에 대하여 이루는 배향각이, 바람직하게는 15° ± 5°, 보다 바람직하게는 15° ± 3°, 특히 바람직하게는 15° ± 1°이며, 또한 λ/4판 및 λ/2판의 타방으로서 기능하는 층의 지상축이 광학 적층체의 폭방향에 대하여 이루는 배향각이, 바람직하게는 75° ± 5°, 보다 바람직하게는 75°± 3°, 특히 바람직하게는 75° ± 1°이다.
(X3) λ/4판 및 λ/2판의 일방으로서 기능하는 액정 경화층의 지상축이 광학 적층체의 폭 방향에 대하여 이루는 배향각이, 바람직하게는 22.5°± 5°, 보다 바람직하게는 22.5° ± 3°, 특히 바람직하게는 22.5°± 1°이며, 또한, λ/4판 및 λ/2판의 타방으로서 기능하는 층의 지상축이 광학 적층체의 폭방향에 대하여 이루는 배향각이, 바람직하게는 90°± 5°, 보다 바람직하게는 90° ± 3°, 특히 바람직하게는 90° ± 1°이다.
일반적으로, 장척의 직선 편광자는 그 폭 방향으로 편광 투과축을 갖는다. 따라서, 상기 (X1), (X2) 및 (X3) 중 어느 하나의 관계가 충족되는 경우, 광학 적층체의 λ/2판과 직선 편광자를 양자의 길이 방향을 평행으로 하여 첩합시킴으로써 원 편광판이 얻어지므로, 롤·투·롤법에 의한 원 편광판의 제조가 가능해진다.
여기에서, λ/4판 및 λ/2판의 일방으로서 기능하는 액정 경화층의 지상축이 광학 적층체의 폭 방향에 대하여 상기의 배향각을 이루는 방향은, 통상 λ/4판 및 λ/2판의 타방으로서 기능하는 층의 지상축이 광학 적층체의 폭방향에 대하여 상기의 배향각을 이루는 방향과 동일하다. 따라서, 예를 들어, 두께 방향에서 보아, λ/4판 및 λ/2판의 일방으로서 기능하는 액정 경화층의 지상축이 광학 적층체의 폭 방향에 대하여 시계 방향으로 상기의 배향각을 이루는 경우, λ/4판 및 λ/2판의 타방으로서 기능하는 층의 지상축은, 통상 광학 적층체의 폭 방향에 대하여 시계 방향으로 상기의 배향각을 이룬다.
광학 이방성층은 광학 적층체에 광학 부재로서의 기능을 안정적으로 발휘시키는 관점에서, 가시파장에서의 광선 투과율이 높은 것이 바람직하다. 예를 들어, 파장 400 nm ~ 700 nm 범위에 있어서의 광학 이방성층의 광선 투과율은, 바람직하게는 85 % ~ 100 %, 보다 바람직하게는 87 % ~ 100 %, 특히 바람직하게는 90 % ~ 100 %이다.
광학 이방성층은 광학 적층체를 편성한 화상 표시 장치의 화상 선명성을 높이는 관점에서, 헤이즈가 작은 것이 바람직하다. 광학 이방성층의 헤이즈는 바람직하게는 1 % 이하, 보다 바람직하게는 0.8 % 이하, 특히 바람직하게는 0.5 % 이하이다.
광학 이방성층의 두께는 리타데이션 등의 광학 특성을 원하는 범위로 할 수 있도록 적당히 조정할 수 있고, 바람직하게는 0.5 μm 이상, 보다 바람직하게는 1.0 μm 이상, 특히 바람직하게는 1.2 μm 이상이고, 바람직하게는 100 μm 이하, 보다 바람직하게는 80 μm 이하, 특히 바람직하게는 60 μm 이하이다.
[3.4. 광학 이방성층의 제조 방법]
광학 이방성층의 제조 방법은 임의이다. 예를 들어, 1 층의 액정 경화층만으로 이루어진 광학 이방성층은, 상술한 방법으로 액정 조성물을 이용하여 도공 기재상에 액정 경화층을 제조한 후, 필요에 따라 도공 기재를 박리하여 제조하는 것이 가능하다. 또한, 예를 들면, 액정 경화층과 임의의 층을 포함하는 광학 이방성층은, 액정 경화층 및 임의의 층을 준비한 후에, 필요에 따라서 점착제 또는 접착제를 이용하여 액정 경화층 및 임의의 층을 첩합하여 제조할 수 있다.
[4. 광학 적층체를 포함할 수 있는 임의의 층]
광학 적층체는 상술한 기재층 및 광학 이방성층에 조합하여, 또한 임의의 층을 포함할 수 있다.
임의의 층으로서는 도전층을 들 수 있다. 이와 같이 도전층을 구비하는 광학 적층체는, 필름 센서 부재로서 사용할 수 있다. 광학 적층체를 필름 센서 부재로서 터치 패널 또는 화상 표시 장치에 설치한 경우에, 도전층은 터치 패널의 전극, 배선 등의 회로 부재로서 기능할 수 있다.
도전층은 통상, 기재층의 편면 또는 양면에 설치된다. 이 때, 기재층이 수지로 형성되어 있으면, 그 기재층은 유리 기재에 비하여 잘 파손되지 않는다. 따라서, 도전층을 구비한 광학 적층체는, 기계적 내구성이 우수한 필름 센서 부재로서 사용될 수 있다. 또한, 수지제의 기재층은 일반적으로 가요성이 우수하다. 따라서, 도전층을 구비한 광학 적층체를 필름 센서 부재로서 사용함으로써, 손가락으로의 입력이 원활한 터치 패널을 실현할 수 있다. 특히, 지환식 구조를 함유하는 중합체를 포함하는 수지로 형성된 기재층을 사용하면, 그 중합체의 우수한 내열성 및 저흡습성을 활용할 수 있으므로, 고온 또는 고습도의 환경에서 컬 등의 변형이 잘 발생하지 않는 필름 센서 부재를 얻을 수 있다. 그 중에서도, 수지로서 유리 전이 온도가 높은 것을 사용하면, 상기의 이점을 보다 효과적으로 얻을 수 있다.
도전층으로서는 예를 들어, 도전성 금속 산화물, 도전성 나노 와이어, 금속 메시 및 도전성 폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1 종의 도전 재료를 포함하는 층을 사용할 수 있다.
도전성 금속 산화물로서는, 예를 들면 ITO(인듐주석옥사이드), IZO (인듐아연옥사이드), ZnO(산화아연), IWO(인듐텅스텐옥사이드), ITiO(인듐티타늄옥사이드), AZO(알루미늄아연옥사이드), GZO(갈륨아연옥사이드), XZO(아연계 특수 산화물), IGZO(인듐갈륨아연옥사이드) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 광선 투과성 및 내구성의 관점에서, ITO가 특히 바람직하다. 이들은 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
도전성 금속 산화물을 포함하는 도전층은 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 이온 빔 어시스트 증착법, 아크 방전 플라즈마 증착법, 열 CVD법, 플라즈마 CVD법, 도금법 및 이들의 조합 등의 성막 방법에 의해 형성할 수 있다. 이들 중에서도 증착법 및 스퍼터링법이 바람직하고, 스퍼터링법이 특히 바람직하다. 스퍼터링법에서는, 두께가 균일한 도전층을 형성할 수 있으므로, 도전층에 국소적으로 얇은 부분이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
도전성 나노 와이어란, 형상이 바늘 형상 또는 실 형상이고, 직경이 나노 미터 사이즈의 도전성 물질을 말한다. 도전성 나노 와이어는 직선 형상이어도 되고, 곡선 형상이어도 된다. 이와 같은 도전성 나노 와이어는 도전성 나노 와이어끼리 간극을 형성하여 그물코 형상이 됨으로써, 소량의 도전성 나노 와이어이어도 양호한 전기 전도 경로를 형성할 수 있어, 전기 저항이 작은 도전층을 실현할 수 있다. 또한, 도전성 와이어는 그물코 형상이 됨으로써, 그물코의 간극에 개구부를 형성하므로, 광투과율이 높은 도전층을 얻을 수 있다. 또한, 도전성 나노 와이어를 포함하는 도전층을 사용함으로써, 통상은 내굴곡성이 우수한 광학 적층체를 얻을 수 있다.
도전성 나노 와이어의 굵기 d와 길이 L의 비(애스펙트비: L/d)는, 바람직하게는 10 ~ 100,000이고, 보다 바람직하게는 50 ~ 100,000이며, 특히 바람직하게는 100 ~ 10,000이다. 이와 같이 애스펙트비가 큰 도전성 나노 와이어를 사용하면, 도전성 나노 와이어가 양호하게 교차하여, 소량의 도전성 나노 와이어에 의해 높은 도전성을 발현시킬 수 있다. 그 결과, 투명성이 우수한 광학 적층체를 얻을 수 있다. 여기에서, 「도전성 나노 와이어의 굵기」란, 도전성 나노 와이어의 단면이 원형인 경우에는 그 직경을 의미하고, 타원형인 경우에는 그 단경을 의미하며, 다각형인 경우에는 가장 긴 대각선을 의미한다. 도전성 나노 와이어의 굵기 및 길이는, 주사형 전자 현미경 또는 투과형 전자 현미경에 의해 측정할 수 있다.
도전성 나노 와이어의 굵기는, 바람직하게는 500 nm 미만이고, 보다 바람직하게는 200 nm 미만이고, 더욱 바람직하게는 10 nm ~ 100 nm이며, 특히 바람직하게는 10 nm ~ 50 nm이다. 이에 의해, 도전층의 투명성을 높일 수 있다.
도전성 나노 와이어의 길이는 바람직하게는 2.5 μm ~ 1000 μm이고, 보다 바람직하게는 10 μm ~ 500 μm이며, 특히 바람직하게는 20 μm ~ 100 μm이다. 이에 의해, 도전층의 도전성을 높일 수 있다.
도전성 나노 와이어로서는, 예를 들어 금속에 의해 구성되는 금속 나노 와이어, 카본 나노 튜브를 포함하는 도전성 나노 와이어 등을 들 수 있다.
도전층에서의 도전성 나노 와이어의 비율은 도전층의 전체 중량에 대하여, 바람직하게는 80 중량 % ~ 100 중량%이고, 보다 바람직하게는 85 중량% ~ 99 중량%이다. 이에 의해, 도전성 및 광 투과성이 우수한 도전층을 얻을 수 있다.
도전성 나노 와이어를 포함하는 도전층은, 도전성 나노 와이어를 용매에 분산시켜 얻어진 도전성 나노 와이어 분산액을 도공 및 건조시킴으로써, 제조할 수 있다.
금속 메시란, 격자 형상으로 형성된 금속 세선이다. 금속 메시에 포함되는 금속으로는, 도전성이 높은 금속이 바람직하다. 호적한 금속의 예로는 금, 백금, 은 및 구리를 들 수 있고, 그 중에서도 바람직하게는 은, 구리 및 금이고, 보다 바람직하게는 은이다. 이들 금속은 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
금속 메시를 포함하는 도전층은, 예를 들면 은염을 포함하는 도전층 형성용 조성물을 도공하고, 노광 처리 및 현상 처리에 의해 금속 세선을 소정의 격자 패턴으로 형성함으로써 형성할 수 있다. 또한, 금속 메시를 포함하는 도전층은 금속 미립자를 포함하는 도전층 형성용 조성물을 소정의 패턴으로 인쇄함으로써도 형성할 수 있다. 이와 같은 도전층 및 그 형성 방법의 상세한 내용에 대해서는, 일본 공개특허 제2012-18634호 공보, 일본 공개특허 제2003-331654호 공보를 참조할 수 있다.
도전성 폴리머로는 예를 들면, 폴리티오펜계 폴리머, 폴리아세틸렌계 폴리머, 폴리파라페닐렌계 폴리머, 폴리아닐린계 폴리머, 폴리파라페닐렌비닐렌계 폴리머, 폴리피롤계 폴리머, 폴리페닐렌계 폴리머, 아크릴계 폴리머로 변성된 폴리에스테르계 폴리머 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리티오펜계 폴리머, 폴리아세틸렌계 폴리머, 폴리파라페닐렌계 폴리머, 폴리아닐린계 폴리머, 폴리파라페닐렌비닐렌계 폴리머, 및 폴리피롤계 폴리머가 바람직하다. 그 중에서도 특히, 폴리티오펜계 폴리머가 바람직하다. 폴리티오펜계 폴리머를 사용함으로써, 투명성 및 화학적 안정성이 우수한 도전층을 얻을 수 있다. 폴리티오펜계 폴리머의 구체예로서는, 폴리티오펜; 폴리(3-헥실티오펜) 등의 폴리(3-C1- 8알킬-티오펜); 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리(3,4-프로필렌디옥시티오펜), 폴리[3,4-(1,2-시클로헥실렌)디옥시티오펜] 등의 폴리(3,4-(시클로)알킬렌디옥시티오펜); 폴리티에닐렌비닐렌 등을 들 수 있다.
또한, 상기의 도전성 폴리머는 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
도전성 폴리머를 포함하는 도전층은 예를 들면, 도전성 폴리머를 포함하는 도전성 조성물을 도공하고, 건조함으로써 형성할 수 있다. 도전성 폴리머를 포함하는 도전층에 대해서는, 일본 공개특허 제2011-175601호 공보를 참조할 수 있다.
도전층은 광학 적층체의 면내 방향의 전체에 형성되어 있어도 되지만, 소정의 패턴으로 패턴화되어 있어도 된다. 도전층의 패턴의 형상은 터치 패널(예를 들어, 정전 용량 방식 터치 패널)로서 양호하게 동작하는 패턴이 바람직하고, 예를 들어 일본 공표특허 제2011-511357호 공보, 일본 공개특허 제2010-164938호 공보, 일본 공개특허 제2008-310550호 공보, 일본 공표특허 제2003-511799호 공보, 일본 공표특허 제2010-541109호 공보에 기재된 패턴을 들 수 있다.
도전층의 표면 저항값은, 바람직하게는 2000 Ω/□ 이하, 보다 바람직하게는 1500 Ω/□ 이하, 특히 바람직하게는 1000 Ω/□ 이하이다. 도전층의 표면 저항값이 이와 같이 낮음으로써, 광학 적층체를 필름 센서 부재로서 사용하여 고성능의 터치 패널을 실현할 수 있다. 도전층의 표면 저항 값의 하한에 특별한 제한은 없지만, 제조가 용이하므로, 바람직하게는 100 Ω/□ 이상, 보다 바람직하게는 200 Ω/□ 이상, 특히 바람직하게는 300 Ω/□ 이상이다.
도전층의 파장 400 nm ~ 700 nm의 범위에 있어서의 광선 투과율은, 바람직하게는 85 % 이상이고, 보다 바람직하게는 90 % 이상이며, 더욱 바람직하게는 95 % 이상이다.
도전층의 두께는 바람직하게는 0.01 μm ~ 10 μm, 보다 바람직하게는 0.05 μm ~ 3 μm, 특히 바람직하게는 0.1 μm ~ 1 μm이다.
또한, 광학 적층체를 구비할 수 있는 임의의 층으로는, 예를 들어 점착층, 접착층 등을 들 수 있다.
[5. 광학 적층체의 특성 및 치수]
광학 적층체가, 자외선의 투과를 방해하는 기재층을 구비하고 있으므로, 당해 광학 적층체는 자외선에 대하여 높은 내성을 갖는다. 그 때문에, 광학 적층체는 자외선을 포함하는 광의 조사를 받아도, 그 면내 레타데이션의 변화가 작다. 특히, 상술한 광학 적층체는 가시파장 영역의 넓은 파장 범위에 있어서, 그 면내 레타데이션의 변화를 작게 하는 것이 가능하다. 따라서, 이 광학 적층체를 구비하는 화상 표시 장치의 표시 성능이 자외선에 의해 저하되는 것을 억제할 수 있고, 예를 들어 자외선에서의 열화에 의해 화상이 의도하지 않은 착색을 일으키는 것을 억제하는 것이 가능하다.
구체적으로는, 광학 적층체의 제논 램프 폭로 전의 파장 450 nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re0(450), 광학 적층체의 제논 램프 폭로 전의 파장 550 nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re0(550), 광학 적층체의 제논 램프 300 시간 폭로 후의 파장 450 nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re300(450), 및 광학 적층체의 제논 램프 300 시간 폭로 후의 파장 550 nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re300(550)은, 하기 식 (1) 및 식 (2)를 만족한다.
0.95 ≤ Re300(450)/Re0(450) ≤ 1.05 (1)
0.95 ≤ Re300(550)/Re0(550) ≤ 1.05 (2)
식 (1)에 대하여 더욱 상세하게 설명하면, Re300(450)/Re0(450)은 통상 0.95 이상, 바람직하게는 0.96 이상, 보다 바람직하게는 0.97 이상이며, 통상 1.05 이하, 바람직하게는 1.04 이하, 보다 바람직하게는 1.03 이하이다.
또한, 식 (2)에 대하여 더욱 상세하게 설명하면, Re300(550)/Re0(550)는 통상 0.95 이상, 바람직하게는 0.96 이상, 보다 바람직하게는 0.97 이상이며, 통상 1.05 이하, 바람직하게는 1.04 이하, 보다 바람직하게는 1.03 이하이다.
또한, 광학 적층체의 제논 램프 폭로 전의 파장 650 nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re0(650), 및 광학 적층체의 제논 램프 300 시간 폭로 후의 파장 650 nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re300(650)은 하기 식 (3)을 만족하는 것이 바람직하다.
0.95 ≤ Re300(650)/Re0(650) ≤ 1.05 (3)
식 (3)에 대하여 더욱 상세하게 설명하면, Re300(650)/Re0(650)은 바람직하게는 0.95 이상, 보다 바람직하게는 0.96 이상, 특히 바람직하게는 0.97 이상이고, 바람직하게는 1.05 이하, 보다 바람직하게는 1.04 이하, 특히 바람직하게는 1.03 이하이다.
여기에서, 상기의 제논 램프 폭로란, 광학 적층체의 기재층측의 면에, 제논 램프로부터 광을 조사하는 것을 의미한다. 상기의 제논 램프로서는, 파장 420 nm에 있어서의 분광 방사 조도가 0.8 W/m2/nm, 파장 300 nm ~ 400 nm의 적산량이 48 W/m2의 제논 램프를 사용한다.
또한, 광학 적층체는 자외선에 대하여 높은 내성을 가지므로, 자외선에 의한 광학 적층체의 파장 분산 특성의 정도의 변화를 억제할 수 있다. 여기에서, 파장 분산 특성의 정도는, 파장 450 nm 및 550 nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re(450) 및 Re(550)의 비 Re(450)/Re(550)에 의해 평가할 수 있다. 따라서, 상기의 광학 적층체의 면내 리타데이션의 비 Re(450)/Re(550)는, 자외선을 포함하는 광의 조사를 받아도, 큰 변화를 잘 일으키지 않는다. 구체적으로는, 제논 램프 폭로 전의 광학 적층체의 면내 리타데이션의 비 Re0(450)/Re0(550)과, 제논 램프 300 시간 폭로 후의 광학 적층체의 면내 리타데이션의 비 Re300(450)/Re300(550)의 차의 절대값 |{Re300(450)/Re300(550)} - {Re0(450)/Re0(550)}|을, 작게 할 수 있다. 또한, 제논 램프 폭로 전의 광학 적층체의 면내 리타데이션의 비 Re0(450)/Re0(550)과, 제논 램프 300 시간 폭로 후의 광학 적층체의 면내 리타데이션의 비 Re300(450)/Re300(550)의 비{Re300(450)/Re300(550)}/{Re0(450)/Re0(550)}을, 1에 근접시킬 수 있다.
또한, 광학 적층체는 자외선에 대하여 높은 내성을 가지므로, 통상 자외선을 포함하는 광의 조사를 받아도, 착색을 잘 일으키지 않는다. 구체적으로는, 광학 적층체는 300 시간의 제논 램프 폭로 후이어도, 열화에 의한 액정 경화층의 황변을 억제할 수 있다.
상기와 같이 자외선에 의한 광학 특성의 변화 및 착색을 억제할 수 있는 것은, 광학 적층체가 도전층을 포함하는 경우에 특히 유용하다. 도전층을 포함하는 광학 적층체는 터치 패널용 필름 센서 부재로서 사용하는 것이 가능하다. 터치 패널용 필름 센서 부재는, 일반적으로 자외선을 포함하는 외광의 조사에 폭로되기 쉽고, 특히 아웃셀형의 터치 패널에 있어서 그 경향이 현저하다. 이에 대하여, 기재층에 의해 자외선에 대한 내성을 높인 상기의 광학 적층체는, 외광에 폭로되어도 광학 특성의 변화 및 착색을 억제할 수 있으므로, 터치 패널의 장수명화를 실현하는 것이 가능하다.
광학 적층체는 광학 부재로서의 기능을 안정적으로 발휘하는 관점에서, 가시파장에서의 광선 투과율이 높은 것이 바람직하다. 예를 들어, 파장 400 nm ~ 700 nm 범위에 있어서의 광학 적층체의 광선 투과율은, 바람직하게는 85 % ~ 100 %, 보다 바람직하게는 87 % ~ 100 %, 특히 바람직하게는 90 % ~ 100 %이다.
광학 적층체는 광학 적층체를 편성한 화상 표시 장치의 화상 선명성을 높이는 관점에서, 헤이즈가 작은 것이 바람직하다. 광학 적층체의 헤이즈는, 바람직하게는 1 % 이하, 보다 바람직하게는 0.8 % 이하, 특히 바람직하게는 0.5 % 이하이다.
광학 적층체의 두께는 바람직하게는 1.0 μm 이상, 보다 바람직하게는 3.0 μm 이상, 특히 바람직하게는 5.0 μm 이상이고, 바람직하게는 100 μm 이하, 보다 바람직하게는 90 μm 이하, 특히 바람직하게는 80 μm 이하이다.
광학 적층체는 장척의 형상을 갖고 있어도 되고, 매엽의 형상을 갖고 있어도 된다. 통상은 광학 적층체는 장척의 형상을 갖는 부재로서 제조된다. 그리고, 장척의 광학 적층체가 직선 편광자와 첩합되어 원 편광판을 얻은 후, 그 원 편광판이 매엽의 형상이 되도록 잘라내어진다.
[6. 광학 적층체의 제조 방법]
광학 적층체의 제조 방법은 임의이다. 예를 들어, 광학 적층체는 기재층 및 광학 이방성층을 준비한 후에, 필요에 따라 점착제 또는 접착제를 사용하여 기재층 및 광학 이방성층을 첩합하여 제조할 수 있다. 이와 같은 첩합은 장척의 기재층 및 장척의 광학 이방성층을 사용하여 롤·투·롤법에 의해 실시하는 것이 바람직하다.
특히 도전층을 구비하는 광학 적층체를 제조하는 경우, 기재층 및 광학 이방성층을 첩합한 후에, 도전층을 형성해도 된다. 단, 도전층을 형성할 때 광학 이방성층에 손상을 주지 않도록 하는 관점에서는, 기재층 상에 도전층을 형성한 후에, 광학 이방성층과의 첩합을 실시하는 것이 바람직하다.
[7. 원 편광판]
상술한 광학 적층체를, 직선 편광자와 조합함으로써 원 편광판을 얻을 수 있다. 이와 같은 원 편광판은 광학 적층체 및 직선 편광자를 구비하고, 또한 필요에 따라서 임의의 층을 구비할 수 있다. 이 때, 원 편광판은 직선 편광자, 기재층 및 광학 이방성층을 이 순서로 구비하고 있어도 되고, 또한 직선 편광자, 광학 이방성층 및 기재층을 이 순서로 구비하고 있어도 된다.
예를 들어, λ/4판으로서 기능하는 광학 이방성층을 구비하는 광학 적층체는, 그 광학 이방성층의 지상축 방향과 직선 편광자의 편광 투과축이 소정의 각도를 이루도록 직선 편광자와 조합함으로써, 원 편광판을 얻을 수 있다. 여기에서, 상기 소정의 각도는 바람직하게는 45° ± 5°, 보다 바람직하게는 45° ± 3°, 특히 바람직하게는 45° ± 1°이다.
특히 λ/4판 및 λ/2판의 일방으로서 기능하는 액정 경화층과, λ/4판 및 λ/2판의 타방으로서 기능하는 층을 포함하고, 광대역 λ/4판으로서 기능하는 광학 이방성층을 구비하는 광학 적층체는, 하기 (X4), (X5) 및 (X6) 중 어느 하나의 관계를 만족하도록 직선 편광자와 조합하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 넓은 파장 범위에서 기능할 수 있는 원 편광판을 얻을 수 있다.
(X4) λ/4판 및 λ/2판의 일방으로서 기능하는 액정 경화층의 지상축이 직선 편광자의 편광 투과축에 대하여 이루는 각도가, 바람직하게는 75°± 5°, 보다 바람직하게는 75°± 3°, 특히 바람직하게는 75°± 1°이며, 또한 λ/4판 및 λ/2판의 타방으로서 기능하는 층의 지상축이 직선 편광자의 편광 투과축에 대하여 이루는 각도가, 바람직하게는 15°± 5°, 보다 바람직하게는 15°± 3°, 특히 바람직하게는 15°± 1°이다.
(X5) λ/4판 및 λ/2판의 일방으로서 기능하는 액정 경화층의 지상축이 직선 편광자의 편광 투과축에 대하여 이루는 각도가, 바람직하게는 15°± 5°, 보다 바람직하게는 15°± 3°, 특히 바람직하게는 15°± 1°이며, 또한 λ/4판 및 λ/2판의 타방으로서 기능하는 층의 지상축이 직선 편광자의 편광 투과축에 대하여 이루는 각도가, 바람직하게는 75°± 5°, 보다 바람직하게는 75°± 3°, 특히 바람직하게는 75°± 1°이다.
(X6) λ/4판 및 λ/2판의 일방으로서 기능하는 액정 경화층의 지상축이 직선 편광자의 편광 투과축에 대하여 이루는 각도가, 바람직하게는 22.5°± 5°, 보다 바람직하게는 22.5°± 3°, 특히 바람직하게는 22.5°± 1°이며, 또한, λ/4판 및 λ/2판의 타방으로서 기능하는 층의 지상축이 직선 편광자의 편광 투과축에 대하여 이루는 각도가, 바람직하게는 90°± 5°, 보다 바람직하게는 90°± 3°, 특히 바람직하게는 90°± 1°이다.
또한, 예를 들어 λ/2판으로서 기능하는 광학 이방성층을 구비하는 광학 적층체는, λ/4판으로서 기능할 수 있는 임의의 층과 함께 직선 편광자와 조합시킴으로써, 원 편광판을 얻을 수 있다. 구체적으로는, λ/2판으로서 기능하는 광학 이방성층을 구비하는 광학 적층체와 λ/4판으로서 기능할 수 있는 임의의 층을 조합하여 광대역 λ/4판을 얻고, 그 광대역 λ/4판을 직선 편광자와 조합함으로써, 원 편광판을 얻는 것이 가능하다. 이 때, 광대역 λ/4판의 λ/2판을 직선 편광자측에 배치하는 것이 바람직하고, 각 층의 지상축 및 편광 투과축의 방향은 상기 (X4), (X5) 및 (X6)의 관계와 동일하게 설정할 수 있다.
광학 적층체와 조합하는 직선 편광자는, 편광 투과축 및 편광 흡수축을 갖는 광학 부재이고, 편광 흡수축과 평행한 진동 방향을 갖는 직선 편광을 흡수하고, 편광 투과축과 평행한 진동 방향을 갖는 직선 편광을 통과시킬 수 있다.
직선 편광자로서는 예를 들어, 폴리비닐알코올, 부분 포르말화 폴리비닐알코올 등의 적절한 비닐알코올계 중합체 필름에, 요오드 및 2색성 염료 등의 2색성 물질에 의한 염색 처리, 연신 처리, 가교 처리 등의 적절한 처리를 적절한 순서 및 방식으로 실시한 필름을 사용할 수 있다. 통상, 직선 편광자를 제조하기 위한 연신 처리에서는, 필름을 길이 방향으로 연신하므로, 얻어지는 직선 편광자에 있어서는 당해 직선 편광자의 길이 방향에 평행한 편광 흡수축 및 당해 직선 편광자의 폭 방향에 평행한 편광 투과축이 발현될 수 있다. 이 직선 편광자는 편광도가 우수한 것이 바람직하다. 직선 편광자의 두께는 5 μm ~ 80 μm가 일반적이지만, 이에 한정되지 않는다.
원 편광판은 광학 적층체 및 직선 편광자에 조합하여, 또한 보호 필름, 액정셀용 광학 보상 필름, 유기 EL 표시 장치용의 반사 방지 필름 등의 임의의 필름층을 구비하고 있어도 된다. 보호 필름의 예로는 지환식 구조 함유 중합체, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스 수지 등으로 이루어진 수지 필름을 들 수 있다. 또한, 액정셀용 광학 보상 필름의 예로는 일본 공개특허 제2008-517344호 공보, 일본 공개특허 제2006-285208호 공보, 일본 공개특허 평11-133408호 공보 등에 기재된 광학 필름을 들 수 있다. 또한, 유기 EL 표시 장치용 반사 방지 필름의 예로는, 상기 특허 문헌 4 ~ 6 등에 기재된 광대역 λ/4판 등을 들 수 있다.
또한, 원 편광판은, 또한 광학 적층체와 직선 편광자를 첩합하기 위한 접착층 또는 점착층을 구비할 수 있다.
원 편광판의 제조 방법은 임의이지만, 예를 들어 광학 적층체와 직선 편광자를 첩합하여 제조할 수 있다. 이와 같은 첩합은 장척의 광학 이방성층 및 장척의 직선 편광자를 사용하여 롤·투·롤법에 의해 실시하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 원 편광판은 자외선의 투과를 억제할 수 있는 기재층을 구비하므로, 광학 이방성층이 포함하는 액정 경화층의 자외선에 의한 열화를 억제할 수 있고, 또한 통상은 직선 편광자의 자외선에 의한 열화도 억제할 수 있다. 따라서, 이 원 편광판은 높은 내광성을 가지므로, 자외선에 의한 편광도의 저하를 억제하는 것이 가능하고, 또한 광의 조사에 의한 착색을 억제할 수 있다.
[8. 터치 패널]
상술한 원 편광판을 사용하여, 터치 패널을 얻을 수 있다. 이 경우, 원 편광판으로서, 통상은 도전층을 포함하는 것을 사용한다. 이에 의해, 도전층을 포함하는 원 편광판을 구비한 터치 패널을 얻을 수 있다.
여기에서 터치 패널이란, 화상 표시 장치에 설치되고, 필요에 따라 화상 표시 장치의 표시면에 표시된 화상을 참조하면서, 소정의 개소에 사용자가 접촉함으로써 정보의 입력을 실시할 수 있도록 설치된 입력 장치이다. 터치 패널의 조작 검출 방식의 예로는, 저항막 방식, 전자 유도 양식 및 정전 용량 방식 등의 방식을 들 수 있고, 특히 정전 용량 방식의 터치 패널에서, 상술한 원 편광판을 바람직하게 적용할 수 있다.
터치 패널이 설치되는 화상 표시 장치의 화상 표시 방식은 특별히 한정되지 않고, 액정 표시 장치, 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치 등의 임의의 표시 장치의 방식을 채용할 수 있다. 예를 들어, 터치 패널이 액정 표시 장치에 설치되는 경우, 이러한 액정 표시 장치는, 통상 한 쌍의 기판과, 그 사이에 봉입된 액정성 화합물을 포함하는 액정 셀; 및 액정 셀의 표면측 및 이면측에 설치된 한 쌍의 편광판을 구비한다. 이러한 장치에 있어서 원 편광판의 도전층을 설치하는 위치는, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도전층은 표시 장치의 시인측의 편광판보다 외측(시인측)의 위치(아웃셀형)에 설치되어 있어도 되고, 표시 장치의 시인측의 편광판과 액정 셀 사이의 위치 (미드셀형, 또는 온셀형)에 설치되어 있어도 되며, 액정 셀보다 내측(표시면과는 반대측)의 위치(인셀형)에 설치되어 있어도 된다.
그 중에서도, 도전층을 지지하는 기재층의 자외선 투과 억제 기능을 유효하게 활용하여, 장치 내에 설치된 부재의 자외선에 의한 열화를 억제하는 관점에서는, 도전층은 아웃셀형의 위치에서 바람직하게 사용할 수 있다. 따라서, 상술한 원 편광판을 사용한 터치 패널을 얻는 경우에는, 아웃셀형의 터치 패널의 필름 센서 부재로서 상술한 광학 적층체를 사용하도록, 원 편광판을 설치하는 것이 바람직하다.
[9. 화상 표시 장치]
화상 표시 장치는 화상 표시 소자와, 상기 화상 표시 소자의 시인측에 설치된 상기 원 편광판을 구비한다. 또한, 상기 화상 표시 장치에 있어서, 원 편광판은, 상기 원 편광판이 포함하는 광학 이방성층 및 기재층이, 화상 표시 소자측으로부터 이 순서로 위치하도록 설치된다. 이와 같은 화상 표시 장치에서는, 기재층에 의해 광학 이방성층이 자외선을 포함하는 외광으로부터 보호되므로, 광학 이방성층의 외광에 의한 광학 특성의 변화를 억제할 수 있고, 그 결과, 광학 적층체 자체의 광학 특성의 변화도 억제할 수 있다. 또한, 기재층이 자외선의 투과를 억제하므로, 통상은 화상 표시 소자에 포함되는 성분의 자외선에 의한 열화를 억제할 수 있고, 그 결과 화상 표시 장치의 장수명화를 실현할 수 있다.
또한, 화상 표시 장치에 원 편광판을 설치하는 방향은, 상기 원 편광판에 요구되는 기능에 따라 설정할 수 있다. 예를 들어, 광학 적층체 및 직선 편광자를 화상 표시 소자부터 이 순서로 배치한 경우에는, 원 편광판에, 외광의 반사를 억제하는 기능을 발휘시킬 수 있다. 또한 예를 들어, 직선 편광자 및 광학 적층체를 화상 표시 소자로부터 이 순서로 배치한 경우에는, 원 편광판을 투과한 원 편광에 의해 화상을 표시하게 하는 것이 가능하므로, 원 편광판에, 편광 선글라스를 통한 화상의 시인성을 높이는 기능을 발휘시킬 수 있다.
화상 표시 장치로서는, 화상 표시 소자의 종류에 따라 다양한 것이 있지만, 대표적인 예로는, 화상 표시 소자로서 액정 셀을 구비하는 액정 표시 장치, 및 화상 표시 소자로서 유기 EL 소자를 구비하는 유기 EL 표시 장치를 들 수 있다. 이하, 이들의 화상 표시 장치의 실시 형태를 설명하지만, 화상 표시 장치의 구조는, 하기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 화상 표시 장치로서의 액정 표시 장치(20)의 일례를 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 액정 표시 장치(20)는 광원(310); 광원측 직선 편광자(320); 화상 표시 소자로서의 액정 셀(330); 및 원 편광판(340)을 이 순서로 구비한다. 또한, 원 편광판(340)은 직선 편광자(350); 및 광학 이방성층(200), 기재층(100) 및 도전층(360)을 구비하는 광학 적층체(370);를 액정 셀(330)측부터 이 순서로 구비하고 있다.
액정 표시 장치(20)에 있어서는, 광원(310)으로부터 발해져, 광원측 직선 편광자(320), 액정 셀(330), 직선 편광자(350), 및 λ/4판으로서 기능하는 층으로서의 광학 이방성층(200)을 통과한 광에 의해, 화상이 표시된다. 화상을 표시하는 광은 직선 편광자(350)를 통과한 시점에서는 직선 편광이지만, 광학 이방성층(200)을 통과함으로써 원 편광으로 변환된다. 따라서, 상기 액정 표시 장치(20)에서는 원 편광에 의해 화상이 표시되므로, 편광 선글래스를 통하여 본 경우에, 화상을 시인하는 것이 가능하다. 또한, 이 액정 표시 장치(20)에 있어서, 도전층(360)이 터치 패널용 도전층으로서 기능할 수 있다. 따라서, 터치 패널을 구비한 액정 표시 장치(20)를 실현하는 것이 가능하다.
액정 셀(20)은, 예를 들어, 인 플레인 스위칭(IPS) 모드, 버티컬 얼라인먼트(VA) 모드, 멀티 도메인 버티컬 얼라인먼트(MVA) 모드, 컨티뉴어스 핀휠 얼라인먼트(CPA) 모드, 하이브리드 얼라인먼트 네마틱(HAN) 모드, 트위스티드 네마틱(TN) 모드, 슈퍼 트위스티드 네마틱(STN) 모드, 옵티컬 컴펜세이티드 벤드(OCB) 모드 등, 임의의 모드의 액정 셀을 사용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 화상 표시 장치로서의 유기 EL 표시 장치(30)의 일례를 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 유기 EL 표시 장치(30)는, 화상 표시 소자로서의 유기 EL 소자(410) 및 원 편광판(420)을 구비한다. 또한, 원 편광판 (420)은 광학 이방성층(200), 기재층(100) 및 도전층(430)을 구비하는 광학 적층체(440); 및 직선 편광자(450);를 유기 EL 소자(410)측으로부터 이 순서로 구비하고 있다.
유기 EL 표시 장치(30)에 있어서는, 장치 외부로부터 입사된 광은, 그 일부의 직선 편광만이 직선 편광자(450)를 통과하고, 그것이 광학 이방성층(200)을 통과함으로써 원 편광이 된다. 원 편광은 표시 장치 내의 광을 반사하는 구성 요소(유기 EL 소자(410) 중의 반사 전극(미도시) 등)에 의해 반사되고, 다시 광학 이방성층(200)을 통과함으로써, 입사한 직선 편광의 진동 방향과 직교하는 진동 방향을 갖는 직선 편광이 되어, 직선 편광자(450)를 통과하지 않게 된다. 이에 의해, 반사 방지의 기능이 달성된다(유기 EL 표시 장치에 있어서의 반사 방지의 원리는, 일본 공개특허 평9-127885호 공보 참조). 또한, 이 유기 EL 표시 장치(30)에 있어서, 도전층(430)이 터치 패널용 도전층으로서 기능할 수 있다. 따라서, 터치 패널을 구비한 유기 EL 표시 장치(30)를 실현하는 것이 가능하다.
유기 EL 소자(410)는 투명 전극층, 발광층 및 전극층을 이 순서로 구비하고, 투명 전극층 및 전극층으로부터 전압이 인가됨으로써 발광층이 광을 발생할 수 있다. 유기 발광층을 구성하는 재료의 예로는, 폴리파라페닐렌비닐 렌계, 폴리플루오렌계, 및 폴리비닐카르바졸계 재료를 들 수 있다. 또한, 발광층은 복수의 발광색이 다른 층의 적층체, 또는 어느 색소의 층에 다른 색소가 도핑된 혼합층을 갖고 있어도 된다. 또한, 유기 EL 소자(410)는 배리어층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층, 등전위면 형성층, 전하 발생층 등의 기능층을 구비하고 있어도 된다.
실시예
이하, 실시예를 나타내어 본 발명에 대해 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 나타내는 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 청구 범위 및 그 균등한 범위를 벗어나지 않는 범위에서 임의로 변경하여 실시할 수 있다. 이하의 설명에 있어서, 양을 나타내는 「%」 및 「부」는 별도로 언급하지 않는 한, 중량 기준이다. 또한, 이하에 설명하는 조작은 별도로 언급하지 않는 한, 상온 상압 대기 중에서 실시했다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 「sccm」은 기체의 유량의 단위이고, 1 분간당 흐르는 기체의 양을, 그 기체가 25 ℃, 1 atm인 경우의 체적(㎤)으로 나타낸다.
[평가 방법]
〔리타데이션의 측정 방법〕
필름의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션은 위상차계(Axometrics사 제조의 「AXO SCAN」)를 이용하여 측정하였다.
〔광선 투과율의 측정 방법〕
도공 기재 및 액정 경화층을 구비하는 복층 필름의 광선 투과율을, 파장 380 nm 및 390 nm에 있어서, 자외 가시 근적외 분광 광도계(닛폰 분광사제 「V-7200」)를 이용하여 측정하였다. 후술하는 실시예 및 비교예에서 사용한 도공 기재는 파장 380 nm 및 390 nm에 흡수를 갖지 않는다. 따라서, 상기의 복층 필름의 파장 380 nm 및 390 nm에서의 광선 투과율을, 각각 그 복층 필름에 포함되는 액정 경화층의 파장 380 nm 및 390 nm에 있어서의 광선 투과율로 채용했다.
또한, 실시예 5 및 6에서 사용한 위상차 필름의 파장 380 nm 및 390 nm에 있어서의 광선 투과율은, 자외 가시 근적외 분광 광도계(닛폰 분광사제 「V-7200」)를 이용하여 측정하였다.
〔도전층을 구비하는 광학 적층체의 컬량의 평가 방법〕
도전층을 구비하는 광학 적층체를, 세로 5 cm × 가로 5 cm의 직사각형으로 잘라 내어 시험편을 얻었다. 평평한 스테이지 상에, 도전층측을 아래로 하여 시험편을 놓았다. 스테이지로부터 들뜬 시험편의 4 귀퉁이의 모서리의, 스테이지로부터의 높이를 자로 측정하였다. 측정된 높이의 측정값의 평균을 컬량으로 하였다.
〔제논 램프 폭로 시험의 방법〕
광학 적층체의 광학 이방성층측의 면을, 점착제(닛토 덴코사제 「CS9621T」)를 통하여 유리판(두께 0.7 mm)에 첩합하여 샘플을 얻었다.
얻어진 샘플을 사용하여 제논 램프 폭로 전의 광학 적층체의 파장 450 nm, 550 nm 및 650 nm에서의 면내 리타데이션 Re0(450), Re0(550) 및 Re0(650)을 측정하였다.
이어서, 상기 샘플의 광학 적층체의 기재층측의 면에, 파장 420 nm에서의 분광 방사 조도가 0.8 W/㎡/nm, 파장 300 nm ~ 400 nm의 적산량이 48 W/㎡인 제논 램프로부터 광을 300 시간 조사하였다.
그 후, 상기의 샘플을 사용하여, 제논 램프 폭로 후의 광학 적층체의 파장 450 nm, 550 nm 및 650 nm에서의 면내 리타데이션 Re300(450), Re300(550) 및 Re300(650)을 측정하였다.
[제조예 1. 기재층의 제조]
(열가소성 수지의 조제)
비정성의 노르보르넨계 중합체 COP의 펠릿(니폰 제온사 제조, 유리 전이 온도 Tg = 126 ℃)을, 100 ℃에서 5 시간 건조시켰다. 건조시킨 펠릿 89.0 부와, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제(ADEKA사 제조 「LA-31」) 11.0 부를, 2 축 압출기에 의해 혼합하였다. 얻어진 혼합물을, 단축 압출기에 접속된 호퍼에 투입하고, 단축 압출기로부터 용융 압출하여, 열가소성 수지(J1)를 얻었다. 이 열가소성 수지(J1)에서의 자외선 흡수제의 함유량은 11.0 중량%였다.
(층 형성)
필터 눈 크기 3 μm의 리프 디스크 형상의 폴리머 필터를 구비하는, 더블 플라이트형 단축 압출기(스크루의 직경 D = 50 mm, 스크루의 유효 길이 L과 스크루의 직경 D의 비 L/D = 28)를 준비하였다. 이 단축 압출기에, 중간층 형성용 수지로서 열가소성 수지(J1)를 도입하고 용융시켜, 압출기 출구 온도 260 ℃, 압출기의 기어 펌프의 회전수 10 rpm의 조건으로, 피드 블록을 통하여 다이스 립의 표면 거칠기 Ra가 0.1 μm인 단층 다이에 공급하였다.
한편, 필터 눈 크기 3 μm의 리프 디스크 형상의 폴리머 필터를 구비하는, 단축 압출기(스크루의 직경 D = 50 mm, 스크루의 유효 길이 L과 스크루의 직경 D의 비 L/D = 28)를 준비하였다. 이 단축 압출기에, 제1 외측층 및 제2 외측층 형성용 열가소성 수지(J2)로서, 상기 열가소성 수지(J1)의 조제에 사용한 것과 동일한 비정성의 노르보르넨계 중합체의 펠릿(니폰 제온사 제조, 유리 전이 온도 Tg = 126 ℃)을 도입하였다. 그리고, 도입한 열가소성 수지(J2)를, 압출기 출구 온도 285 ℃, 압출기의 기어 펌프의 회전수 4 rpm의 조건으로, 피드 블록을 개재하여 상기 단층 다이에 공급하였다.
이어서, 제1 외측층 형성용 수지의 층, 중간층 형성용 수지의 층, 및 제2 외측층 형성용 수지의 층의 3 층을 포함하는 필름상으로 토출되도록, 상기의 열가소성 수지(J1) 및 (J2)를, 상기의 단층 다이로부터 280 ℃에서 공압출하였다. 그리고, 토출된 열가소성 수지(J1) 및 (J2)를, 150 ℃로 온도 조정된 냉각 롤에 캐스트하여, 열가소성 수지(J2)로 이루어지는 제1 외측층(두께 10 μm)/열가소성 수지(J1)로 이루어진 중간층(두께 20 μm)/열가소성 수지(J2)로 이루어진 제2 외측층(두께 10 μm)의 2 종 3 층으로 이루어진 필름으로서의 기재층을 얻었다. 2 종 3 층으로 이루어진 필름이란, 즉 2 종류의 수지로 이루어진 3 층 구조의 필름을 말한다. 상기의 공압출시, 에어갭량은 50 mm로 하였다. 또한, 용융 상태의 필름상의 수지를 냉각 롤에 캐스트하는 방법으로는, 에지 피닝을 채용하였다. 얻어진 기재층은 폭 1450 mm, 두께 40 μm였다. 그 후, 기재층의 양단 50 mm씩을 트리밍하여 폭을 1350 mm로 조정하였다. 이와 같이 하여 얻어진 기재층을 권취하여 장척의 롤을 얻었다. 기재층의 면내 리타데이션은 4 nm, 두께 방향의 리타데이션은 13 nm였다.
[제조예 2. 기재층의 제조]
중간층 형성용 열가소성 수지의 조제에 있어서, 비정성의 노르보르넨계 중합체 COP의 펠릿과 벤조트리아졸계 자외선 흡수제의 혼합비를, 건조시킨 펠릿 100.0 부, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제 5.5 부로 변경했다. 이상의 사항 이외에는 제조예 1과 동일한 조작에 의해 기재층을 제조하였다. 얻어진 기재층의 중간층에서의 자외선 흡수제의 함유량은 5.2 중량%였다. 또한, 기재층의 면내 리타데이션은 5 nm, 두께 방향의 리타데이션은 14 nm였다.
[제조예 3. 액정 조성물(A)의 제조]
하기 식 (A1)로 표시되는 중합성 액정 화합물을 준비했다. 이 중합성 액정 화합물은 역파장 분산성 액정 화합물이다. 이 식 (A1)으로 표시되는 중합성 액정 화합물 21.25 부, 계면 활성제(AGC 세이미 케미컬사 제조 「사프론 S420 」) 0.11 부, 중합 개시제(BASF사 제조 「IRGACURE379」) 0.64 부, 및 용매(시클로펜타논, 니폰 제온사 제조) 78.00 부를 혼합하고, 액정 조성물 A를 조제하였다.
[화학식 3]
[제조예 4. 액정 조성물 B의 제조]
하기 식 (B1)으로 표시되는 중합성 액정 화합물을 준비했다. 이 중합성 액정 화합물은 순파장 분산성 액정 화합물이다. 이 식 (B1)으로 표시되는 중합성 액정 화합물 22.00 부, 계면 활성제(네오스사 제조 「프타젠트 FTX-209F」) 0.12 부, 중합 개시제(BASF사 제조 「IRGACURE379」) 0.77 중량부, 및 용매(메틸에틸케톤) 77.11 부를 혼합하고, 액정 조성물 B를 조제하였다.
[화학식 4]
[제조예 5. 액정 조성물 C의 제조]
하기 식 (C1)으로 표시되는 중합성 액정 화합물(BASF사 제조 「LC242」)을 준비했다. 이 중합성 액정 화합물은 순파장 분산성 액정 화합물이다. 이 식 (C1)으로 표시되는 중합성 액정 화합물 24.15 부, 계면 활성제(네오스사 제조 「프타젠트 FTX-209F」) 0.12 부, 중합 개시제(BASF사 제조 「IRGACURE379」) 0.73 중량부, 및 용매(메틸에틸케톤) 75.00 부를 혼합하고, 액정 조성물 C를 조제하였다.
[화학식 5]
[제조예 6 : 접착제의 제조]
2-하이드록시부틸아크릴레이트(쿄에이샤 화학사 제조 「라이트 아크릴레이트 HOB-A」) 70 부, 이소보르닐아크릴레이트(오사카 유기 화학 공업사 제조 「IBXA」) 22 부, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르(쿄에이샤 화학사 제조 「에포라이트 100MF」) 5 부, 및 광중합 개시제(BASF사 제조 「Irgacure2959」) 3 부를 혼합하여 충분히 교반하고, 충분히 탈포를 실시하여, 자외선 경화성 접착제 D를 얻었다.
[실시예 1]
(광학 이방성층의 형성)
도공 기재로서, 노르보르넨계 중합체 COP(니폰 제온사 제조)로 이루어진 장척의 경사 연신 필름을 준비했다. 이 도공 기재는 노르보르넨계 중합체 COP의 필름을 그 경사 방향으로 연신하여 얻어진 필름이고, 필름 폭 방향에 대하여 45°의 각도를 이루는 지상축을 갖고 있었다. 또한, 이 도공 기재의 두께는 60 μm, 면내 리타데이션은 141 nm였다. 상기의 도공 기재는, 당해 도공 기재의 편면에 마스킹 필름을 첩합한 상태에서 권취한 롤로 하여 준비하였다.
상기의 도공 기재를 롤로부터 풀어내어, 마스킹 필름을 박리하면서 실온 25 ℃에 있어서, 그 길이 방향으로 반송했다. 반송되는 도공 기재의 마스킹 박리면에, 제조예 3에서 제조한 액정 조성물 A를, 다이 코터를 사용하여 직접 도포하고, 액정 조성물 A 층을 형성하였다.
그 후, 액정 조성물 A의 층에 110 ℃, 2.5 분간의 조건으로 배향 처리를 실시하였다. 그 후, 질소 분위기하(산소 농도 0.1 % 이하)에서 적산 광량 1000 mJ/㎠의 자외선을, 도공 기재의 액정 조성물 A의 층과는 반대측에 조사함으로써 액정 조성물 A의 층에 조사하여, 액정 조성물 A의 층을 경화시켰다. 이에 의해, 도공 기재 상에 건조막 두께 2.2 μm의 호모지니어스 배향된 액정 경화층을 형성하고, 도공 기재와 액정 경화층으로 이루어진 광학 이방성층을 구비하는 복층 필름을 얻었다. 광학 이방성층의 지상축 방향과 도공 기재의 지상축 방향의 차이는 1°였다.
이렇게 하여 얻어진 복층 필름을 사용하여, 상술한 방법에 의해 액정 경화층의 광선 투과율을 측정한 결과, 380 nm에서의 광선 투과율은 4.4 %, 390 nm에서의 광선 투과율은 16.4 %였다.
(광학 적층체의 제조)
제조예 1에서 제조한 기재층과, 상기의 복층 필름의 광학 이방성층을, 제조예 6에서 제조한 접착제 D를 통하여 첩합하고, 광학 이방성층측으로부터 자외선을 조사했다. 그 후, 도공 기재를 박리하여 기재층, 접착층, 및 액정 경화층으로 이루어진 광학 이방성층을 이 순서로 구비하는 광학 적층체를 제조 하였다.
얻어진 광학 적층체를, 상술한 방법에 의해 평가했다.
[실시예 2]
액정 조성물 A를 대신하여, 제조예 4에서 제조한 액정 조성물 B를 사용하였다. 또한, 액정 조성물 B의 도공 두께를, 두께 1.2 μm의 액정 경화층이 얻어지도록 변경했다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1과 동일한 조작에 의해, 액정 경화층의 형성 및 평가, 및 광학 적층체의 제조 및 평가를 실시했다.
[실시예 3]
액정 조성물 A 대신, 제조예 5에서 제조한 액정 조성물 C를 사용하였다. 또한, 액정 조성물 C의 도공 두께를, 두께 1.0 μm의 액정 경화층이 얻어지도록 변경했다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1과 동일한 조작에 의해, 액정 경화층의 형성 및 평가, 및 광학 적층체의 제조 및 평가를 실시하였다.
[실시예 4]
실시예 1에서 사용한 도공 기재 대신, 노르보르넨계 중합체 COP(니폰 제온사 제조)로 이루어진 별도의 장척의 경사 연신 필름(필름 폭 방향에 대하여 지상축이 이루는 각도가 15°, 두께 55 μm, 면내 리타데이션 145 nm)을 도공 기재로서 사용하였다. 또한, 액정 조성물 A 대신, 제조예 5에서 제조한 액정 조성물 C를 사용하였다. 또한, 액정 조성물 C의 도공 두께를 건조 두께 1.1 μm의 액정 경화층이 얻어지도록 변경했다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1의 공정(광학 이방성층의 형성)과 동일한 조작에 의해, 도공 기재, 및 액정 조성물 C의 경화물로 형성된 액정 경화층을 구비하는 복층 필름을 얻었다. 얻어진 액정 경화층은 호모지니어스 배향하고 있고, 그 지상축 방향과 도공 기재의 지상축 방향의 차이는 1°, 380 nm에서의 광선 투과율은 81.2 %, 390 nm에서의 광선 투과율은 85.3 %였다. 얻어진 액정 경화층은 λ/4 판으로서 기능하는 것이다.
또한, λ/2판으로서 기능하는 위상차 필름으로서, 노르보르넨계 중합체 COP(니폰 제온사 제조)로 이루어진 장척의 경사 연신 필름을 준비했다. 이 위상차 필름은, 필름 폭 방향에 대하여 75°의 각도를 이루는 지상축을 갖고, 두께가 50 μm, 면내 리타데이션이 265 nm였다.
상기의 위상차 필름과, 상기의 복층 필름의 액정 경화층을 점착제(닛토 덴코사 제조 「CS9621T」)를 통하여 첩합했다. 이 첩합은 위상차 필름의 지상축과 액정 경화층의 지상축의 교차각이 60 °가 되도록 실시하였다. 그 후, 도공 기재를 박리하여 액정 경화층, 점착층 및 위상차 필름을 이 순서로 구비하는 광학 이방성층을 얻었다.
제조예 1에서 제조한 기재층과, 상기 광학 이방성층의 액정 경화층측의 면을, 제조예 6에서 제조한 접착제 D를 통하여 첩합하고, 광학 이방성층측에서 자외선을 조사하여, 기재층; 접착층; 액정 경화층, 점착층 및 위상차 필름을 구비하는 광학 이방성층;을 이 순서로 구비하는 광학 적층체를 얻었다.
얻어진 광학 적층체를, 상술한 방법에 의해 평가했다.
[실시예 5]
실시예 1에서 사용한 도공 기재 대신, 노르보르넨계 중합체 COP(니폰 제온사 제조)로 이루어진 별도의 장척의 경사 연신 필름(필름 폭 방향에 대하여 지상축이 이루는 각도가 75°, 두께 25 μm, 면내 리타데이션 145 nm)을 도공 기재로서 사용하였다. 또한, 액정 조성물 A 대신, 제조예 5에서 제조한 액정 조성물 C를 사용하였다. 또한, 액정 조성물 C의 도공 두께를, 건조 두께 2.1 μm의 액정 경화층이 얻어지도록 변경했다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1의 공정(광학 이방성층의 형성)과 동일한 조작에 의해, 도공 기재, 및 액정 조성물 C의 경화물로 형성된 액정 경화층을 구비하는 복층 필름을 얻었다. 얻어진 액정 경화층은 호모지니어스 배향하고 있고, 그 지상축 방향과 도공 기재의 지상축 방향의 차이는 0.8°, 380 nm에서의 광선 투과율은 80.3 %, 390 nm에서의 광선 투과율은 84.6 %였다. 얻어진 액정 경화층은 λ/2판으로서 기능하는 것이다.
또한, λ/4 판으로서 기능하는 위상차 필름으로서, 노르보르넨계 중합체 COP(니폰 제온사 제조)로 이루어진 장척의 경사 연신 필름을 준비했다. 이 위상차 필름은 필름 폭 방향에 대하여 15°의 각도를 이루는 지상축을 갖고, 두께가 22 μm , 면내 리타데이션이 142 nm였다.
상기의 위상차 필름과, 상기의 복층 필름의 액정 경화층을 점착제(닛토 덴코사 제조 「CS9621T」)를 통하여 첩합했다. 이 첩합은 위상차 필름의 지상축과 액정 경화층의 지상축의 교차각이 60°가 되도록 실시하였다. 그 후, 도공 기재를 박리하여 액정 경화층, 점착층 및 위상차 필름을 이 순서로 구비하는 광학 이방성층을 얻었다.
제조예 1에서 제조한 기재층과, 상기의 광학 이방성층의 액정 경화층측의 면을, 제조예 6에서 제조한 접착제 D를 통하여 첩합하고, 광학 이방성층측으로부터 자외선을 조사하고, 기재층; 접착층; 액정 경화층, 및 점착층 및 위상차 필름을 구비하는 광학 이방성층;을 이 순서로 구비하는 광학 적층체를 얻었다.
얻어진 광학 적층체를 상술한 방법에 의해 평가했다.
[실시예 6]
실시예 1에서 사용한 도공 기재 대신, 실시예 5에서 사용한 도공 기재(필름 폭 방향에 대하여 지상축이 이루는 각도가 75°)를 사용하였다. 또한, 액정 조성물 A의 도공 두께를, 건조 두께 4.4 μm의 액정 경화층이 얻어지도록 변경했다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1의 공정(광학 이방성층의 형성)과 동일한 조작에 의해, 도공 기재 및 액정 조성물 A의 경화물로 형성된 λ/2판으로서 기능하는 액정 경화층을 구비하는 제1 복층 필름을 얻었다. 얻어진 액정 경화층은 호모지니어스 배향하고 있고, 그 지상축 방향과 도공 기재의 지상축 방향의 차이는 1.0°, 380 nm에서의 광선 투과율은 3.8 %, 390 nm에서의 광선 투과율은 15.8 %였다.
또한, 실시예 1에서 사용한 도공 기재 대신, 실시예 4에서 사용한 도공 기재(필름 폭 방향에 대하여 지상축이 이루는 각도가 15°)를 사용하였다. 또한, 액정 조성물 A의 도공 두께를, 건조 두께 2.2 μm의 액정 경화층이 얻어지도록 변경했다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1의 공정(광학 이방성층의 형성)과 동일한 조작에 의해, 도공 기재, 및 액정 조성물 A의 경화물로 형성된 λ/4판으로서 기능하는 액정 경화층을 구비하는 제2 복층 필름을 얻었다. 얻어진 액정 경화층은 호모지니어스 배향하고 있고, 그 지상축 방향과 도공 기재의 지상축 방향의 차이는 0.7°, 380 nm에서의 광선 투과율은 4.4 %, 390 nm에서의 광선 투과율은 16.4 %였다.
상기의 제1 복층 필름의 액정 경화층과, 상기의 제2 복층 필름의 액정 경화층을, 점착제(닛토 덴코사 제조 「CS9621T」)를 통하여 첩합했다. 이 첩합은 제1 복층 필름의 액정 경화층의 지상축과 제2 복층 필름의 액정 경화층의 지상축의 교차각이 60°가 되도록 실시하였다. 이에 의해, 2 매의 도공 기재 사이에 λ/4판으로서 기능하는 액정 경화층, 점착층 및 λ/2판으로서 기능하는 액정 경화층을 이 순서로 구비하는 광학 이방성층이 형성되었다.
상기의 광학 이방성층의 일측에 있는 도공 기재를 박리했다. 그리고, 드러난 광학 이방성층을, 점착제(닛토 덴코사 제조 「CS9621T」)를 통하여, 제조예 1에서 제조한 기재층에 첩합했다. 그 후, 광학 이방성층의 타측에 있는 도공 기재를 박리하여 기재층; 점착층; 및 λ/2판으로서 기능하는 액정 경화층, 점착층, 및 λ/4판으로서 기능하는 액정 경화층을 구비하는 광학 이방성층;을 이 순서로 구비하는 광학 적층체를 제조하였다.
얻어진 광학 적층체를, 상술한 방법에 의해 평가하였다.
[비교예 1]
제조예 1에서 제조한 기재층 대신, 제조예 2에서 제조한 기재층을 사용하였다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1과 동일한 조작에 의해, 광학 적층체의 제조 및 평가를 실시하였다.
[비교예 2]
제조예 1에서 제조한 기재층 대신, 제조예 2에서 제조한 기재층을 사용하였다. 이상의 사항 이외에는 실시예 2와 동일한 조작에 의해, 광학 적층체의 제조 및 평가를 실시하였다.
[비교예 3]
제조예 1에서 제조한 기재층 대신, 제조예 2에서 제조한 기재층을 사용하였다. 이상의 사항 이외에는 실시예 3과 동일한 조작에 의해, 광학 적층체의 제조 및 평가를 실시하였다.
[결과]
상술한 실시예 및 비교예의 결과를, 하기의 표에 나타낸다. 하기의 표에서 약칭의 의미는 이하와 같다.
Re : 면내 리타데이션.
Rth : 두께 방향의 리타데이션.
T380 : 파장 380 nm에서의 광선 투과율.
T390 : 파장 390 nm에서의 광선 투과율.
A1 : 식 (A1)로 표시되는 중합성 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물 A.
B1 : 식 (B1)로 표시되는 중합성 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물 B.
C1 : 식 (C1)로 표시되는 중합성 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물 C.
COP : 노르보르넨계 중합체.
도공 기재의 지상축 방향 : 도공 기재로 사용한 경사 연신 필름의 지상축이 필름 폭 방향에 대하여 이루는 각도.
[실시예 7]
(원 편광판의 제조)
실시예 4에 있어서 제조한 광학 적층체를 사용하여, 제논 램프 폭로 시험용 샘플을, 제논 램프 폭로 전의 샘플, 및 제논 램프 폭로 후의 샘플 양방을 준비했다. 이들 샘플의 유리판의 표면에 코로나 처리를 실시했다. 코로나 처리를 실시한 유리판의 표면과, 직선 편광자로서의 편광 필름(산리츠사 제조 「HLC2-5618S」, 두께 180 μm, 길이 방향에 대하여 평행한 편광 흡수축, 및 폭 방향에 대하여 평행한 편광 투과축을 갖는다.)의 편면을, 자외선 경화형의 접착제(히타치 화성사 제조 「LE-3000 시리즈」)를 통하여 첩합했다. 상기의 첩합은 광학 이방성층에 있어서 λ/2판으로서 기능하는 위상차 필름의 지상축과, 편광 필름의 편광 흡수축의 교차각이 15°가 되도록 실시하였다. 그 후, 편광 필름측에서 자외선을 조사함으로써 접착제를 경화시켜 기재층; 접착층; 액정 경화층, 점착층 및 위상차 필름을 구비하는 광학 이방성층; 점착층; 유리판; 접착층; 및 직선 편광자;를 이 순서로 구비하는 원 편광판을 각각 얻었다.
(화상 표시 장치의 제조)
광원, 광원측 직선 편광판, 액정 셀 및 시인측 직선 편광판을 이 순서로 구비하는 시판의 액정 표시 장치(Apple사 제조 「iPad」(등록 상표))를 2 개 준비했다. 이 액정 표시 장치의 표시면 부분을 분해하여, 액정 표시 장치의 시인측 직선 편광판을 박리하고, 대신, 상기의 각 원 편광판을 부착했다. 이에 의해, 시인측으로부터 기재층; 접착층; 액정 경화층, 점착층 및 위상차 필름을 구비하는 광학 이방성층; 점착층; 유리판; 접착층; 직선 편광자; 및 화상 표시 소자로서의 액정 셀;을 이 순서로 구비하는 각 화상 표시 장치(액정 표시 장치)를 얻었다.
얻어진 각 화상 표시 장치를, 그 표시면의 정면 방향에서 관찰했다. 이 관찰로서는 편광 선글래스를 착용하지 않은 관찰, 및 편광 선글래스를 착용한 관찰을 실시했다. 그리고, 관찰되는 화상의 색감, 상기 색감의 편차, 휘도 및 당해 휘도의 편차를 평가했다.
그 결과, 편광 선글라스를 착용하는 경우 및 착용하지 않은 경우 모두에서, 제논 램프 폭로 전의 샘플을 사용하여 제조된 화상 표시 장치(액정 표시 장치)와 제논 램프 폭로 후의 샘플을 사용하여 제조된 화상 표시 장치(액정 표시 장치) 사이에서, 색감, 당해 색감의 편차, 휘도, 및 당해 휘도의 편차의 차는 거의 없었다.
[실시예 8]
표시면에 원 편광판을 구비하는 시판의 유기 EL 표시 장치(LG 일렉트로닉스사 제조 스마트폰 「G FlexLGL23」)을 2 개 준비했다. 이 유기 EL 표시 장치의 원 편광판을 분리하고, 대신 실시예 7의 공정(원 편광판의 제조)에서 제조한 각 원 편광판을, 당해 원 편광판의 편광 필름이 시인측을 향하도록 부착했다. 이렇게 하여 얻어진 유기 EL 표시 장치의 흑색 표시시 및 백색 표시시의 휘도를 측정했다. 제논 램프 폭로 전의 샘플을 사용하여 제조된 유기 EL 표시 장치는, 흑색 표시시의 휘도는 6.2 cd/㎡, 백색 표시시의 휘도는 305 cd/㎡ 였다. 또한, 제논 램프 폭로 후의 샘플을 사용하여 제조된 유기 EL 표시 장치는, 흑색 표시시의 휘도는 6.4 cd/ ㎡ , 백색 표시시의 휘도는 310 cd/㎡ 였다.
맑은 날의 외광하에서, 상기의 각 유기 EL 표시 장치를 흑색 표시한 상태에서, 표시면을 정면 방향에서 목시한 결과, 양자의 표시면의 외광의 반사는 없고, 표시면은 흑색이었다. 또한, 표시면을 경사 방향(편각 45°, 전체 방위)로부터 목시한 결과, 양자의 방위각에 의한 반사율 및 색감의 차는 보이지 않았다.
[비교예 4]
실시예 4에서 제조한 광학 적층체 대신 비교예 1에서 제조한 광학 적층체를 사용하였다. 이상의 사항 이외에는 실시예 7과 동일한 조작에 의해 액정 표시 장치를 얻었다.
얻어진 각 화상 표시 장치를, 그 표시면의 정면 방향에서 관찰하였다. 이 관찰로서는 편광 선글래스를 착용하지 않는 관찰, 및 편광 선글래스를 착용한 관찰을 실시했다. 그리고, 관찰되는 화상의 색감, 당해 색감의 편차, 휘도 및 당해 휘도의 편차를 평가하였다.
그 결과, 편광 선글래스를 착용하고 있는 경우 및 착용하지 않은 경우 어느 것에서도, 제논 램프 폭로 전의 샘플을 이용하여 제조된 액정 표시 장치와 제논 램프 폭로 후의 샘플을 사용하여 제조된 액정 표시 장치 사이에서, 색감, 당해 색감의 편차, 휘도 및 당해 휘도의 편차의 차는 명확했다. 또한, 제논 램프 폭로 후의 샘플을 사용하여 제조된 액정 표시 장치의 표시 성능 쪽이 열등했다.
[실시예 9 : 도전층을 구비하는 광학 적층체의 제조]
실시예 1에서 제조한 광학 적층체의 기재층측의 면에 스퍼터링법으로 도전층을 형성할 수 있는 성막 장치를 준비했다. 이 성막 장치는 당해 장치 내를 연속적으로 반송되는 장척의 캐리어 필름 상에 고정된 광학 적층체의 기재층측의 표면에, 원하는 도전층을 형성할 수 있는 필름 권취식의 마그네트론 스퍼터링 장치이다. 또한, 캐리어 필름으로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용하였다.
광학 적층체를 캐리어 필름에 폴리이미드 테이프로 고정했다. 그리고, 이 캐리어 필름을 성막 장치에 공급하고, 광학 적층체의 기재층측의 편면에 도전층을 형성했다. 이 때, 스퍼터링 타겟으로서는 In2O3-SnO2 세라믹 타겟을 사용하였다. 또한, 성막 조건은 아르곤(Ar) 유량 150 sccm, 산소(O2) 유량 10 sccm, 출력 4.0 kw, 진공도 0.3 Pa, 필름 반송 속도 0.5 m/min으로 했다.
그 결과, ITO로 이루어진 두께 100 nm의 투명한 도전층이, 광학 적층체의 기재층측의 면에 형성되어, 도전층을 구비하는 광학 적층체가 얻어졌다. 이 적층체의 컬량을 측정한 결과, 컬량은 5 mm였다.
[실시예 10]
실시예 1에서 제조한 광학 적층체 대신 실시예 4에서 제조한 광학 적층체를 이용한 것 이외에는, 실시예 9와 동일한 조작에 의해, 도전층의 형성 및 컬량의 측정을 실시했다. 그 결과, 컬량은 3 mm였다.
10: 광학 적층체 20: 액정 표시 장치
30: 유기 EL 표시 장치 100: 기재층
110: 제1 외측층 120: 제2 외측층
130: 중간층 200: 광학 이방성층
210: 액정 경화층 310: 광원
320: 광원측 직선 편광자 330: 액정 셀
340: 원 편광판 350: 직선 편광자
360: 도전층 370: 광학 적층체
410: 유기 EL 소자 420: 원 편광판
430: 도전층 440: 광학 적층체
450: 직선 편광자
30: 유기 EL 표시 장치 100: 기재층
110: 제1 외측층 120: 제2 외측층
130: 중간층 200: 광학 이방성층
210: 액정 경화층 310: 광원
320: 광원측 직선 편광자 330: 액정 셀
340: 원 편광판 350: 직선 편광자
360: 도전층 370: 광학 적층체
410: 유기 EL 소자 420: 원 편광판
430: 도전층 440: 광학 적층체
450: 직선 편광자
Claims (13)
- 화상 표시 소자와, 상기 화상 표시 소자의 시인측에 설치된 원 편광판을 구비하는, 화상 표시 장치로서,
상기 원 편광판은, 기재층 및 적어도 1 층의 액정 경화층을 포함하는 광학 이방성층을 구비하는 광학 적층체와, 직선 편광자를 구비하고,
상기 광학 적층체는 시인측으로부터 상기 기재층 및 상기 광학 이방성층을 이 순서로 구비하고,
상기 기재층의 파장 390 nm에서의 광선 투과율이 1 % 이하이며,
상기 광학 적층체의 제논 램프 폭로 전의 파장 450 nm에서의 면내 리타데이션 Re0(450), 상기 광학 적층체의 제논 램프 폭로 전의 파장 550 nm에서의 면내 리타데이션 Re0(550), 상기 광학 적층체의 제논 램프 300 시간 폭로 후의 파장 450 nm에서의 면내 리타데이션 Re300(450), 및 상기 광학 적층체의 제논 램프 300 시간 폭로 후의 파장 550 nm에서의 면내 리타데이션 Re300(550)이, 하기 식 (1) 및 식 (2) :
0.95 ≤ Re300(450)/Re0(450) ≤ 1.05 (1)
0.95 ≤ Re300(550)/Re0(550) ≤ 1.05 (2)
을 만족하고,
상기 액정 경화층은 역파장 분산성을 나타내고,
상기 액정 경화층이 하기 식 (Ia)로 나타내는 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물의 경화물로 형성되어 있는, 화상 표시 장치:
[상기 식 (Ia)에 있어서, A1a는 식: -RfC(=N-N(Rg)Rh), 또는 식: -RfC(=N-N=C(Rf1)Rh)로 표시되는 기로 치환된 페닐렌기; 1-벤조푸란-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 5-(2-부틸)-1-벤조푸란-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 4,6-디메틸-1-벤조푸란-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 6-메틸-1-벤조푸란-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 4,6,7-트리메틸-1-벤조푸란-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 4,5,6-트리메틸-1-벤조푸란-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 5-메틸-1-벤조푸란-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 5-프로필-1-벤조푸란-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 7-프로필-1-벤조푸란-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 5-플루오로-1-벤조푸란-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 페닐기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 4-플루오로페닐기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 4-니트로페닐기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 4-트리플루오로메틸페닐기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 4-시아노페닐기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 4-메탄설포닐페닐기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 티오펜-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 티오펜-3-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 5-메틸티오펜-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 5-클로로티오펜-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 티에노[3,2-b]티오펜-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 2-벤조티아졸릴기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 4-비페닐기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 4-프로필비페닐기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 4-티아졸릴기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 1-페닐에틸렌-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 4-피리딜기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 2-푸릴기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 나프토[1,2-b]푸란-2-일기로 치환된 벤조티아졸-4,7-디일기; 5-메톡시-2-벤조티아졸릴기로 치환된 1H-이소인돌-1,3(2H)-디온-4,7-디일기; 페닐기로 치환된 1H-이소인돌-1,3(2H)-디온-4,7-디일기; 4-니트로페닐기로 치환된 1H-이소인돌-1,3(2H)-디온-4,7-디일기; 또는 2-티아졸릴기로 치환된 1H-이소인돌-1,3(2H)-디온-4,7-디일기;이고,
Rf 및 Rf1은 각각 독립하여 수소 원자, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ~ 6의 알킬기를 나타내고,
Rg는 수소 원자, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ~ 20의 알킬기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 2 ~ 20의 알케닐기, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소수 3 ~ 12의 시클로알킬기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 2 ~ 20의 알키닐기, -C(=O)-R3, -SO2-R4, -C(=S)NH-R9, 또는 방향족 탄화수소 고리 및 방향족 복소 고리로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 방향족 고리를 갖는, 탄소수 2 ~ 30의 유기기를 나타내고; R3는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ~ 20의 알킬기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 2 ~ 20의 알케닐기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 3 ~ 12의 시클로알킬기, 또는 탄소수 5 ~ 12의 방향족 탄화수소 고리기를 나타내며; R4는 탄소수 1 ~ 20의 알킬기, 탄소수 2 ~ 20의 알케닐기, 페닐기, 또는 4-메틸페닐기를 나타내고; R9는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ~ 20의 알킬기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 2 ~ 20의 알케닐기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 3 ~ 12의 시클로알킬기, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 5 ~ 20의 방향족기를 나타내며; Rg가 가지는 방향 고리는 치환기를 가지고 있어도 되고,
Rh는 방향족 탄화수소 고리 및 방향족 복소 고리로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 방향족 고리를 갖는, 탄소수 2 ~ 30의 유기기를 나타내고; Rh가 가지는 방향 고리는 치환기를 가지고 있어도 되며; Rg와 Rh는 함께 고리를 형성하고 있어도 되고,
Y1a ~ Y8a는 각각 독립적으로 화학적인 단결합, -O-, -S-, -O-C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-O-, -NR1a-C(=O)-, -C(=O)-NR1a-, -O-C(=O)-NR1a-, -NR1a-C(=O)-O-, -NR1a-C(=O)-NR1a-, -O-NR1a-, 또는 -NR1a-O-를 나타내고; R1a는 수소 원자 또는 탄소수 1 ~ 6의 알킬기를 나타내며,
G1a 및 G2a는 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 되는, 탄소수 1 ~ 20의 2가 지방족기를 나타내고; 상기 지방족기에는 하나의 지방족기당 1 이상의 -O-, -S-, -O-C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-O-, -NR2a-C(=O)-, -C(=O)-NR2a-, -NR2a-, 또는 -C(=O)-가 개재되어 있어도 되며(단, -O- 또는 -S-가 각각 2 이상 인접하여 개재하는 경우를 제외한다); R2a는 수소 원자 또는 탄소수 1~6의 알킬기를 나타내고,
Z1a 및 Z2a는 각각 독립적으로 할로겐 원자로 치환되어 있어도 되는, 탄소수 2 ~ 10의 알케닐기를 나타내며,
A2a 및 A3a는 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 되는, 탄소수 3 ~ 30의 2가의 지환식 탄화수소기를 나타내고,
A4a 및 A5a는 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 되는, 탄소수 6 ~ 30의 2가의 방향족기를 나타내며,
k 및 l은 각각 독립적으로 0 또는 1을 나타낸다.] - 제 1 항에 있어서,
상기 광학 적층체의 제논 램프 폭로 전의 파장 650 nm에서의 면내 리타데이션 Re0(650), 및 상기 광학 적층체의 제논 램프 300 시간 폭로 후의 파장 650 nm에서의 면내 리타데이션 Re300(650)이, 하기 식 (3):
0.95 ≤ Re300(650)/Re0(650) ≤ 1.05 (3)
을 만족하는, 화상 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 기재층의 면내 리타데이션이 5 nm 이하이며,
상기 기재층의 두께 방향의 리타데이션이 15 nm 이하인, 화상 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 기재층이 제1 외측층, 자외선 흡수제를 포함하는 중간층, 및 제2 외측층을, 이 순서로 구비하는, 화상 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
도전층을 구비하는, 화상 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 광학 이방성층이 λ/4판으로서 기능하는, 화상 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 광학 이방성층이 λ/2판으로서 기능하는, 화상 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 광학 이방성층이, λ/4판 및 λ/2판의 일방으로서 기능하는 상기 액정경화층과, λ/4판 및 λ/2판의 타방으로서 기능하는 층을 포함하고, 광대역 λ/4판으로서 기능하는, 화상 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 액정 경화층의 파장 390 nm에 있어서의 광선 투과율이 70 % 이상인, 화상 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 화상 표시 소자가, 액정 셀 또는 유기 일렉트로 루미네센스 소자인, 화상 표시 장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
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