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TW202401050A - 光學積層體及圖像顯示裝置 - Google Patents

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TW202401050A
TW202401050A TW111149699A TW111149699A TW202401050A TW 202401050 A TW202401050 A TW 202401050A TW 111149699 A TW111149699 A TW 111149699A TW 111149699 A TW111149699 A TW 111149699A TW 202401050 A TW202401050 A TW 202401050A
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TW
Taiwan
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compensation layer
optical compensation
optical
phase difference
refractive index
Prior art date
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TW111149699A
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English (en)
Inventor
有賀草平
Original Assignee
日商日東電工股份有限公司
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Abstract

本發明之課題在於提供一種可實現能夠降低反射亮度之圖像顯示裝置之光學積層體。 本發明之實施方式之光學積層體依序具備:偏光元件、折射率特性顯示出nx>ny之關係之第一光學補償層、折射率特性顯示出nx>ny之關係之第二光學補償層、以及折射率特性顯示出nz>nx=ny之關係之第三光學補償層。第一光學補償層及/或第二光學補償層之折射率特性顯示出nx>ny≧nz之關係,第一光學補償層及第二光學補償層各自之面內相位差為10 nm以上220 nm以下,偏光元件之吸收軸方向與第一光學補償層之慢軸方向以不實質上正交之方式交叉,第一光學補償層之Nz係數為-4以上0以下或0.9以上4以下,第一光學補償層、第二光學補償層及第三光學補償層滿足特定之式(1)。

Description

光學積層體及圖像顯示裝置
本發明係關於一種光學積層體及圖像顯示裝置。
在圖像顯示裝置中,一般而言,為了對適於用途之光學特性進行補償,使用將偏光元件與光學補償膜組合而成之各種光學積層體。作為此種光學積層體,例如提出有一種橢圓偏光板,其依序具備偏光元件、作為λ/2板之第一雙折射層、作為λ/4板之第二雙折射層、以及折射率特性顯示出nz>nx=ny之關係之第三雙折射層(例如,參照專利文獻1)。 又,在圖像顯示裝置中,有時由顯示裝置本身或用於顯示裝置之反射體(例如觸控面板部、金屬配線)導致之外界光反射或背景之映入等成為問題。特別是有機EL面板具有反射性較高之金屬層,因此容易產生外界光反射或背景之映入等問題。因此,研究在圖像顯示面板之視認側配置光學積層體來降低圖像顯示裝置之反射亮度。然而,即使在圖像顯示裝置中採用專利文獻1中記載之橢圓偏光板,亦難以充分地降低反射亮度,反射亮度之降低存在改善之餘地。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本專利特開2006-268007號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明係為了解決上述先前之問題而完成,其主要目的在於:提供一種可實現能夠降低反射亮度之圖像顯示裝置之光學積層體。 [解決問題之技術手段]
本發明之實施方式之光學積層體依序具備:偏光元件、折射率特性顯示出nx>ny之關係之第一光學補償層、折射率特性顯示出nx>ny之關係之第二光學補償層、以及折射率特性顯示出nz>nx=ny之關係之第三光學補償層。上述第一光學補償層及/或上述第二光學補償層之折射率特性顯示出nx>ny≧nz之關係。上述第一光學補償層之面內相位差Re 1(550)及上述第二光學補償層之面內相位差Re 2(550)分別為10 nm以上220 nm以下。上述偏光元件之吸收軸方向與上述第一光學補償層之慢軸方向以不實質上正交之方式交叉。上述第一光學補償層之Nz係數為-4以上0以下或0.9以上4以下。上述第一光學補償層、上述第二光學補償層及上述第三光學補償層滿足下述式(1)。 [數1] (1) (式(1)中,Rth 1(550)表示第一光學補償層之厚度方向之相位差;Rth 2(550)表示第二光學補償層之厚度方向之相位差;Rth 3(550)表示第三光學補償層之厚度方向之相位差;Re 1(550)表示第一光學補償層之面內相位差;Re 2(550)表示第二光學補償層之面內相位差)。 在一個實施方式中,上述第一光學補償層之折射率特性顯示出nx>ny≧nz之關係,上述第二光學補償層之折射率特性顯示出nz≧nx>ny之關係。 在一個實施方式中,上述第二光學補償層之面內相位差Re 2(550)為110 nm以下。 在一個實施方式中,上述第三光學補償層之厚度方向之相位差Rth 3(550)為-80 nm以上。 在一個實施方式中,上述第一光學補償層之面內相位差Re 1(550)為110 nm以上。 在一個實施方式中,上述第一光學補償層之面內相位差Re 1(550)為150 nm以上。 在一個實施方式中,上述第一光學補償層之面內相位差Re 1(550)為180 nm以下。 在一個實施方式中,上述第一光學補償層之折射率特性顯示出nx>ny=nz之關係,上述第二光學補償層之折射率特性顯示出nz=nx>ny之關係。 在一個實施方式中,上述第一光學補償層及上述第二光學補償層各自之折射率特性顯示出nx>ny≧nz之關係。 在一個實施方式中,上述第二光學補償層之面內相位差Re 2(550)為140 nm以下。 在一個實施方式中,上述第二光學補償層之面內相位差Re 2(550)為100 nm以下。 在一個實施方式中,上述第一光學補償層之面內相位差Re 1(550)為50 nm以上。 在一個實施方式中,上述第一光學補償層之面內相位差Re 1(550)為180 nm以下。 在一個實施方式中,上述第三光學補償層之厚度方向之相位差Rth 3(550)為-100 nm以上。 在一個實施方式中,上述第二光學補償層之面內相位差Re 2(550)為50 nm以下。 在一個實施方式中,上述第一光學補償層及上述第二光學補償層各自之折射率特性顯示出nx>ny=nz之關係。 在一個實施方式中,上述第一光學補償層之折射率特性顯示出nz≧nx>ny之關係,上述第二光學補償層之折射率特性顯示出nx>ny≧nz之關係。 在一個實施方式中,上述第三光學補償層之厚度方向之相位差Rth 3(550)為-80 nm以上。 在一個實施方式中,上述第一光學補償層之面內相位差Re 1(550)為180 nm以下。 在一個實施方式中,上述第二光學補償層之面內相位差Re 2(550)為110 nm以上。 在一個實施方式中,上述第二光學補償層之面內相位差Re 2(550)為160 nm以上。 在一個實施方式中,上述偏光元件之吸收軸方向與上述第二光學補償層之慢軸方向所成之角度為120°以上。 在一個實施方式中,上述第一光學補償層之折射率特性顯示出nz=nx>ny之關係,上述第二光學補償層之折射率特性顯示出nx>ny=nz之關係。 在一個實施方式中,上述第一光學補償層及上述第二光學補償層之中,折射率特性顯示出nx>ny≧nz之關係之光學補償層之Re(450)/Re(550)未達1。 本發明之其他方面之圖像顯示裝置具備:圖像顯示單元、及上述光學積層體。
[發明之效果] 根據本發明之實施方式之光學積層體,可實現能夠降低反射亮度之圖像顯示裝置。
以下,對本發明之代表性之實施方式進行說明,但本發明不限於該等實施方式。
(術語及符號之定義) 本說明書中之術語及符號之定義如下所述。 (1)折射率(nx、ny、nz) 「nx」係面內之折射率為最大之方向(即慢軸方向)之折射率,「ny」係面內與慢軸正交之方向(即快軸方向)之折射率,「nz」係厚度方向之折射率。 (2)面內相位差(Re) 「Re(λ)」係23℃下之以波長為λ nm之光測得之面內相位差。例如,「Re(550)」係23℃下之以波長550 nm之光測得之面內相位差。Re(λ)係在將層(膜)之厚度設定為d(nm)時藉由式:Re(λ)=(nx-ny)×d求出。再者,在本說明書中,有時將「第一光學補償層之面內相位差Re(λ)」稱為「Re 1(λ)」,將「第二光學補償層之面內相位差Re(λ)」稱為「Re 2(λ)」,將「第三光學補償層之面內相位差Re(λ)」稱為「Re 3(λ)」。 (3)厚度方向之相位差(Rth) 「Rth(λ)」係23℃下之以波長為λ nm之光測得之厚度方向之相位差。例如,「Rth(550)」係23℃下之以波長550 nm之光測得之厚度方向之相位差。Rth(λ)係在將層(膜)之厚度設為d(nm)時藉由式:Rth(λ)=(nx-nz)×d求出。再者,在本說明書中,有時將「第一光學補償層之厚度方向之相位差Rth(λ)」稱為「Rth 1(λ)」,將「第二光學補償層之厚度方向之相位差Rth(λ)」稱為「Rth 2(λ)」,將「第三光學補償層之厚度方向之相位差Rth(λ)」稱為「Rth 3(λ)」。 (4)Nz係數 Nz係數係藉由Nz=Rth/Re求出。 (5)實質上平行或正交 「實質上正交」及「大致正交」之表述包括兩個方向所成之角度為90°±3°之情況,「實質上平行」及「大致平行」之表述包括兩個方向所成之角度為0°±3°之情況。又,「以不實質上正交之方式交叉」係指兩個方向所成之角度不實質上正交,並且亦不實質上平行。更具體而言,「以不實質上正交之方式交叉」之表述包括兩個方向所成之角度超過3°且未達87°之情況、及超過93°且未達177°之情況,較佳為5°以上85°以下、或者95°以上175°以下。
A.光學積層體之整體構成 圖1係本發明之一個實施方式之光學積層體之概略剖視圖。圖示例之光學積層體100依序具備:包含偏光元件41之偏光板40;折射率特性顯示出nx>ny之關係之第一光學補償層10;折射率特性顯示出nx>ny之關係之第二光學補償層20;以及折射率特性顯示出nz>nx=ny之關係之第三光學補償層30。第一光學補償層10及/或第二光學補償層20之折射率特性顯示出nx>ny≧nz之關係。第一光學補償層10之面內相位差Re 1(550)及第二光學補償層20之面內相位差Re 2(550)分別為10 nm以上220 nm以下,較佳為30 nm以上200 nm以下。偏光元件41之吸收軸方向與第一光學補償層10之慢軸方向以不實質上正交之方式交叉。第一光學補償層10之Nz係數為-4以上0以下或0.9以上4以下。第一光學補償層10、第二光學補償層20及第三光學補償層30滿足下述式(1)。 [數2] (式(1)中,Rth 1(550)表示第一光學補償層之厚度方向之相位差;Rth 2(550)表示第二光學補償層之厚度方向之相位差;Rth 3(550)表示第三光學補償層之厚度方向之相位差;Re 1(550)表示第一光學補償層之面內相位差;Re 2(550)表示第二光學補償層之面內相位差)。 若將具有此種構成之光學積層體應用於圖像顯示裝置,則能夠謀求圖像顯示裝置之反射亮度之降低。 再者,在光學積層體具備面內相位差Re超過220 nm之光學補償層(尤其是λ/2板)之情形時,難以謀求該光學補償層之薄厚化,材料用量之減少亦困難。進而,在面內相位差Re超過220 nm之光學補償層(尤其是λ/2板)中,存在配向角偏差之擔憂,偏光元件之吸收軸方向與該光學補償層之慢軸方向之軸偏移會變大。又,即使為相同程度之軸偏移,相位差值越大,對光學補償之影響越增大。因此,對於具備此種光學補償層(λ/2板)之光學積層體而言,難以像本發明之實施方式之上述光學積層體般實現薄厚化、並且實現圖像顯示裝置之反射亮度之降低。
在上述式(1)中算出之值例如為-150以上,較佳為-100以上,例如為150以下,較佳為100以下。 第三光學補償層30之折射率特性顯示出nz>nx=ny之關係。此處,「nx=ny」不僅包括nx與ny完全相同之情況,亦包括nx與ny實質上相同之情況。 第三光學補償層30之面內相位差Re 3(550)例如為0 nm以上3.0 nm以下,較佳為0 nm。 第三光學補償層30之厚度方向之相位差Rth 3(550)例如為-200 nm以上且未達0 nm,較佳為-5 nm以下。
第一光學補償層10及第二光學補償層20之至少一者之折射率特性顯示出nx>ny≧nz之關係。第一光學補償層10之折射率特性顯示出nx>ny≧nz之關係之情形時,第二光學補償層20之折射率特性代表性地顯示出nz≧nx>ny之關係、或者顯示出nx>ny≧nz之關係。又,第二光學補償層20之折射率特性顯示出nx>ny≧nz之關係之情形時,第一光學補償層10之折射率特性代表性地顯示出nz≧nx>ny之關係、或者顯示出nx>ny≧nz之關係。此處,「nz=nx」不僅包括nz與nx完全相同之情況,亦包括nz與nx實質上相同之情況。又,「ny=nz」不僅包括ny與nz完全相同之情況,亦包括ny與nz實質上相同之情況。
第一光學補償層10及第二光學補償層20之中,折射率特性顯示出nz=nx>ny之關係之光學補償層之厚度方向之相位差Rth(550)例如為-3.0 nm以上3.0 nm以下,較佳為0 nm。 第一光學補償層10及第二光學補償層20之中,折射率特性顯示出nz>nx>ny之關係之光學補償層之厚度方向之相位差Rth(550)例如為-60 nm以上且未達0 nm,較佳為-50 nm以上-5 nm以下。在該情形時,該光學補償層之Nz係數例如為-1.0以上-0.1以下,較佳為-0.5以上-0.2以下。 第一光學補償層10及第二光學補償層20之中,折射率特性顯示出nx>ny≧nz之關係之光學補償層之厚度方向之相位差Rth(550)例如為10 nm以上220 nm以下,較佳為30 nm以上210 nm以下。在該情形時,該光學補償層之Nz係數例如為0.9以上1.1以下。
在一個實施方式中,第一光學補償層10及第二光學補償層20之中,折射率特性顯示出nx>ny≧nz之關係之光學補償層之Re(450)/Re(550)未達1,代表性地為0.8以上。
在一個實施方式中,偏光元件41之吸收軸方向與第二光學補償層20之慢軸方向以不實質上正交之方式交叉。
光學積層體可為單片狀,亦可為長條狀。本說明書中,「長條狀」係指長度相對於寬度足夠長之細長形狀,例如,包含長度相對於寬度為10倍以上、較佳為20倍以上之細長形狀。長條狀之光學積層體可捲繞成卷狀。
實用上,在第三光學補償層之與偏光板相反側設置有黏著劑層(未圖示),使得光學積層體能夠貼附於圖像顯示單元。進而,較佳為在黏著劑層之表面暫時黏著有剝離襯,直至光學積層體供於使用前。藉由暫時黏著剝離襯,能夠保護黏著劑層,並且形成卷。
以下,對光學積層體中之第一光學補償層、第二光學補償層及第三光學補償層之具體組合進行說明。
A-1.第一光學積層體 在一個實施方式中,第一光學補償層10之折射率特性顯示出nx>ny≧nz之關係,第二光學補償層20之折射率特性顯示出nz≧nx>ny之關係,第三光學補償層30之折射率特性顯示出nz>nx=ny之關係。有時將包含此種第一光學補償層、第二光學補償層及第三光學補償層之組合之光學積層體稱為第一光學積層體。 在第一光學積層體中,更佳為:第一光學補償層10之折射率特性顯示出nx>ny=nz之關係,第二光學補償層20之折射率特性顯示出nz=nx>ny之關係。若第一光學補償層、第二光學補償層及第三光學補償層為此種組合,則能夠進一步降低圖像顯示裝置之反射亮度。
在第一光學積層體中,第一光學補償層10之面內相位差Re 1(550)較佳為80 nm以上,更佳為110 nm以上,尤佳為150 nm以上,較佳為195 nm以下,更佳為180 nm以下。 在第一光學積層體中,第一光學補償層10之厚度方向之相位差Rth 1(550)較佳為80 nm以上,更佳為110 nm以上,尤佳為150 nm以上,較佳為195 nm以下,更佳為180 nm以下。 在第一光學積層體中,若Re 1(550)及/或Rth 1(550)為上述範圍,則能夠在圖像顯示裝置中進一步降低反射亮度。 又,在第一光學積層體中,偏光元件41之吸收軸方向與第一光學補償層10之慢軸方向所成之角度較佳為20°以上85°以下、或者100°以上170°以下,更佳為30°以上80°以下,進而較佳為30°以上70°以下。
在第一光學積層體中,第二光學補償層20之面內相位差Re 2(550)較佳為40 nm以上,較佳為150 nm以下,更佳為110 nm以下,進而較佳為70 nm以下。 在第一光學積層體中,若Re 2(550)為上述範圍,則能夠在圖像顯示裝置中進一步降低反射亮度。 又,在第一光學積層體中,偏光元件41之吸收軸方向與第三光學補償層30之慢軸方向所成之角度較佳為5°以上60°以下、或者110°以上175°以下,更佳為120°以上175°以下,進而較佳為140°以上175°以下。
在第一光學積層體中,第三光學補償層30之厚度方向之相位差Rth 3(550)較佳為-100 nm以上,更佳為-80 nm以上,較佳為-10 nm以下,更佳為-40 nm以下。 在第一光學積層體中,若Rth 3(550)為上述範圍,則能夠在圖像顯示裝置中進一步降低反射亮度。
A-2.第二光學積層體 在一個實施方式中,第一光學補償層10及第二光學補償層20各自之折射率特性顯示出nx>ny≧nz之關係,第三光學補償層30之折射率特性顯示出nz>nx=ny之關係。有時將包含此種第一光學補償層、第二光學補償層及第三光學補償層之組合之光學積層體稱為第二光學積層體。 在第二光學積層體中,更佳為:第一光學補償層10及第二光學補償層20各自之折射率特性顯示出nx>ny=nz之關係。若第一光學補償層、第二光學補償層及第三光學補償層為此種組合,則能夠進一步降低圖像顯示裝置之反射亮度。
在第二光學積層體中,第一光學補償層10之面內相位差Re 1(550)較佳為40 nm以上,更佳為50 nm以上,進而較佳為100 nm以上,尤佳為140 nm以上,較佳為195 nm以下,更佳為180 nm以下。 在第二光學積層體中,第一光學補償層10之厚度方向之相位差Rth 1(550)較佳為40 nm以上,更佳為50 nm以上,進而較佳為100 nm以上,尤佳為140 nm以上,較佳為195 nm以下,更佳為180 nm以下。 在第二光學積層體中,若Re 1(550)及/或Rth 1(550)為上述範圍,則能夠在圖像顯示裝置中進一步降低反射亮度。 又,在第二光學積層體中,偏光元件41之吸收軸方向與第一光學補償層10之慢軸方向所成之角度較佳為5°以上70°以下、或者100°以上160°以下,更佳為100°以上150°以下,進而較佳為110°以上140°以下。
在第二光學積層體中,第二光學補償層20之面內相位差Re 2(550)較佳為40 nm以上,較佳為180 nm以下,更佳為140 nm以下,進而較佳為100 nm以下,尤佳為80 nm以下,特佳為50 nm以下。 在第二光學積層體中,第二光學補償層20之厚度方向之相位差Rth 2(550)較佳為40 nm以上,較佳為180 nm以下,更佳為140 nm以下,進而較佳為100 nm以下,尤佳為80 nm以下,特佳為50 nm以下。 在第二光學積層體中,若Re 2(550)及/或Rth 2(550)為上述範圍,則能夠在圖像顯示裝置中進一步降低反射亮度。 又,在第二光學積層體中,偏光元件41之吸收軸方向與第二光學補償層20之慢軸方向所成之角度較佳為5°以上70°以下、或者110°以上170°以下,更佳為5°以上50°以下,進而較佳為5°以上30°以下。
在第二光學積層體中,第三光學補償層30之厚度方向之相位差Rth 3(550)較佳為-150 nm以上,更佳為-100 nm以上,較佳為-40 nm以下,更佳為-70 nm以下。 在第二光學積層體中,若Rth 3(550)為上述範圍,則能夠在圖像顯示裝置中進一步降低反射亮度。
A-3.第三光學積層體 在一個實施方式中,第一光學補償層10之折射率特性顯示出nz≧nx>ny之關係,第二光學補償層20之折射率特性顯示出nx>ny≧nz之關係,第三光學補償層30之折射率特性顯示出nz>nx=ny之關係。有時將包含此種第一光學補償層、第二光學補償層及第三光學補償層之組合之光學積層體稱為第三光學積層體。 在第三光學積層體中,更佳為:第一光學補償層10之折射率特性顯示出nz=nx>ny之關係,第二光學補償層20之折射率特性顯示出nx>ny=nz之關係。若第一光學補償層、第二光學補償層及第三光學補償層為此種組合,則能夠進一步降低圖像顯示裝置之反射亮度。
在第三光學積層體中,第一光學補償層10之面內相位差Re 1(550)較佳為40 nm以上,更佳為60 nm以上,較佳為195 nm以下,更佳為180 nm以下,進而較佳為140 nm以下,尤佳為100 nm以下。 在第三光學積層體中,若Re 1(550)為上述範圍,則能夠在圖像顯示裝置中進一步降低反射亮度。 又,在第三光學積層體中,偏光元件41之吸收軸方向與第一光學補償層10之慢軸方向所成之角度較佳為5°以上80°以下、或者100°以上160°以下,更佳為5°以上60°以下,進而較佳為10°以上40°以下。
在第三光學積層體中,第二光學補償層20之面內相位差Re 2(550)較佳為40 nm以上,更佳為110 nm以上,進而較佳為160 nm以上,較佳為195 nm以下。 在第三光學積層體中,第二光學補償層20之厚度方向之相位差Rth 2(550)較佳為40 nm以上,更佳為110 nm以上,進而較佳為160 nm以上,較佳為210 nm以下,更佳為195 nm以下。 在第三光學積層體中,若Re 2(550)及/或Rth 2(550)為上述範圍,則能夠在圖像顯示裝置中進一步降低反射亮度。 又,在第三光學積層體中,偏光元件41之吸收軸方向與第二光學補償層20之慢軸方向所成之角度較佳為10°以上70°以下、或者110°以上170°以下,更佳為120°以上160°以下,進而較佳為130°以上160°以下。
在第三光學積層體中,第三光學補償層30之厚度方向之相位差Rth 3(550)較佳為-100 nm以上,更佳為-80 nm以上,進而較佳為-60 nm以上,較佳為-10 nm以下,更佳為-20 nm以下。 在第三光學積層體中,若Rth 3(550)為上述範圍,則能夠在圖像顯示裝置中進一步降低反射亮度。
以下,對構成光學積層體之各構件進行說明。
B.偏光板 B-1.偏光元件 作為偏光元件41,可採用任意適當之偏光元件。例如,形成偏光元件之樹脂膜可為單層之樹脂膜,亦可為兩層以上之積層體。
作為由單層之樹脂膜構成之偏光元件之具體例,可例舉:對聚乙烯醇(PVA)系膜、部分縮甲醛化PVA系膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等親水性高分子膜實施了利用碘或二色性染料等二色性物質之染色處理及延伸處理而得到者、PVA之脫水處理物或聚氯乙烯之脫鹽酸處理物等多烯系配向膜等。從光學特性優異之方面考慮,較佳為使用利用碘對PVA系膜進行染色並進行單軸延伸而得到之偏光元件。
上述利用碘進行之染色例如可藉由將PVA系膜浸漬在碘水溶液中來進行。上述單軸延伸之延伸倍率較佳為3倍以上7倍以下。延伸可在染色處理之後進行,亦可一邊染色一邊進行。又,亦可在延伸之後進行染色。根據需要對PVA系膜實施膨潤處理、交聯處理、洗淨處理、乾燥處理等。例如,藉由在染色之前將PVA系膜浸漬在水中進行水洗,不僅能夠洗淨PVA系膜表面之污漬或抗黏連劑,亦能夠使PVA系膜膨潤而防止染色不均等。
作為使用積層體而得到之偏光元件之具體例,可例舉使用樹脂基材與積層於該樹脂基材之PVA系樹脂層(PVA系樹脂膜)之積層體、或者樹脂基材與塗佈形成於該樹脂基材之PVA系樹脂層之積層體而得到之偏光元件。使用樹脂基材與塗佈形成於該樹脂基材之PVA系樹脂層之積層體而得到之偏光元件例如可藉由如下方式製作:將PVA系樹脂溶液塗佈在樹脂基材,使之乾燥而在樹脂基材上形成PVA系樹脂層,得到樹脂基材與PVA系樹脂層之積層體;及對該積層體進行延伸及染色而將PVA系樹脂層製成偏光元件。在本發明之一個實施方式中,較佳為在樹脂基材之一側形成包含鹵化物與聚乙烯醇系樹脂之聚乙烯醇系樹脂層。延伸代表性地包含使積層體浸漬在硼酸水溶液中進行延伸。進而,延伸可根據需要進一步包含在硼酸水溶液中之延伸之前對積層體以高溫(例如95℃以上)進行空中延伸。此外,在本發明之一個實施方式中,較佳為將積層體供於藉由一邊在長度方向上搬送一邊進行加熱從而在寬度方向上收縮2%以上的乾燥收縮處理。代表性地,本實施方式之製造方法包括對積層體依序實施空中輔助延伸處理、染色處理、水中延伸處理以及乾燥收縮處理。藉由導入輔助延伸,即使在熱塑性樹脂上塗佈PVA之情形時,亦能夠提高PVA之結晶性,能夠實現高光學特性。又,同時藉由事先提高PVA之配向性,在其後之染色步驟或延伸步驟中浸漬於水時,能夠防止PVA之配向性之降低或溶解等問題,能夠實現高光學特性。進而,在將PVA系樹脂層浸漬於液體中之情形時,與PVA系樹脂層不含鹵化物之情形相比,能夠抑制聚乙烯醇分子之配向紊亂、及配向性之降低。藉此,能夠提高經過染色處理及水中延伸處理等將積層體浸漬於液體而進行之處理步驟所得到之偏光元件之光學特性。進而,藉由利用乾燥收縮處理使積層體在寬度方向上收縮,能夠提高光學特性。所得到之樹脂基材/偏光元件之積層體可直接使用(即亦可將樹脂基材作為偏光元件之保護層),亦可將樹脂基材從樹脂基材/偏光元件之積層體剝離,並將與目的相應之任意適當之保護層積層在該剝離面使用。此種偏光元件之製造方法之詳細內容例如記載在日本專利特開2012-73580號公報、日本專利第6470455號中。該等公報之整體之記載內容作為參考援引於本說明書中。
偏光元件之厚度例如為1 μm以上80 μm以下,較佳為1 μm以上15 μm以下,更佳為1 μm以上12 μm以下,進而較佳為3 μm以上12 μm以下,尤佳為3 μm以上8 μm。若偏光元件之厚度為此種範圍,則能夠良好地抑制加熱時之捲曲,並且得到良好之加熱時之外觀耐久性。
偏光元件較佳為在波長380 nm~780 nm之任意之波長下顯示出吸收二色性。偏光元件之單質透過率例如為41.5%以上46.0%以下,較佳為43.0%以上46.0%以下,更佳為44.5%以上46.0%以下。偏光元件之偏光度較佳為97.0%以上,更佳為99.0%以上,進而較佳為99.9%以上。
B-2.保護層 偏光板40可進一步具備保護層。保護層設置於偏光元件之至少一面。在圖示例中,偏光板40具備設置於偏光元件41之視認側之面之保護層42。
保護層由可用作偏光元件之保護層之任意適當之膜形成。作為成為該膜之主成分之材料之具體例,可例舉:三乙醯纖維素(TAC)等纖維素系樹脂、或聚酯系、聚乙烯醇系、聚碳酸酯系、聚醯胺系、聚醯亞胺系、聚醚碸系、聚碸系、聚苯乙烯系、聚降莰烯系、聚烯烴系、(甲基)丙烯酸系、乙酸酯系等透明樹脂。又,亦可例舉:(甲基)丙烯酸系、胺基甲酸酯系、(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯系、環氧系、聚矽氧系等熱硬化型樹脂或紫外線硬化型樹脂等。除此之外,例如亦可例舉矽氧烷系聚合物等玻璃質系聚合物。又,亦可使用日本專利特開2001-343529號公報(WO01/37007)中記載之聚合物膜。
在偏光板40具備位於後述之圖像顯示裝置之最表面之保護層之情形時,根據需要,可對該保護層實施硬塗處理、防反射處理、防黏處理、防眩光處理等表面處理。
保護層之厚度代表性地為5 mm以下,較佳為1 mm以下,更佳為1 μm以上500 μm以下,進而較佳為5 μm以上150 μm以下。再者,在實施了表面處理之情形時,保護層之厚度為包括了表面處理層之厚度之厚度。
C.第三光學補償層 在圖示例中,第三光學補償層30配置於第二光學補償層20之與第一光學補償層10相反側。第三光學補償層30與第二光學補償層20相鄰地配置。在本說明書中,「相鄰地配置」係指直接積層、或者僅隔著接著層(例如,接著劑層或黏著劑層)積層。即,意味著在第二光學補償層20與第三光學補償層30之間不夾隔其他光學功能層。 第三光學補償層30在波長550 nm下之透光率較佳為80%以上,更佳為85%以上,進而較佳為90%以上。透光率之理論上限為100%,但從起因於空氣與相位差膜之折射率差而產生表面反射之方面考慮,透光率之可實現之上限大致為94%。 第三光學補償層30之厚度可按照能夠得到期望之光學特性之方式設定。第三光學補償層30之厚度代表性地為0.5 μm以上,代表性地為10 μm以下,較佳為8 μm以下,進而較佳為5 μm以下。
第三光學補償層30之折射率特性如上所述,顯示出nz>nx=ny之關係。有時將顯示出nz>nx=ny之折射率特性之層(膜)稱為「正C板」等。 第三光學補償層30代表性地由包含固定為垂直配向之液晶材料之膜(以下,設為垂直配向液晶膜)構成。能夠垂直配向之液晶材料(液晶化合物)可為液晶單體,亦可為液晶聚合物。液晶材料(液晶化合物)較佳為具有聚合性,更佳為具有光聚合性。作為該液晶化合物之具體例,可例舉日本專利特開2002-333642號公報之[0020]~[0028]中記載之液晶化合物。
作為此種垂直配向液晶膜之製備方法,可採用任意適當之製備方法。例如,在將包含液晶材料及溶劑之塗敷液塗敷於基材(例如,樹脂基材)後,對塗膜進行加熱,使液晶材料以液晶狀態垂直配向。然後,對垂直配向之液晶材料照射例如光(紫外線等),使液晶材料進行聚合或交聯,將液晶材料之配向性固定化。藉此得到垂直配向液晶膜。 又,藉由調整配向處理條件(加熱溫度、加熱時間),能夠將第三光學補償層之Rth 3(550)調整為上述之範圍。 加熱溫度例如為60℃以上,較佳為70℃以上,例如為300℃以下,較佳為200℃以下。加熱時間例如為10秒鐘以上,較佳為20秒鐘以上,例如為2小時以下,較佳為30分鐘以下。若配向處理條件為上述範圍,則能夠穩定地形成垂直配向。
D.第一光學補償層 第一光學補償層10位於偏光板40與第二光學補償層20之間,與偏光板40相鄰地配置。在圖示例中,第一光學補償層10與偏光元件41相鄰地配置。即,意味著在偏光板40與第一光學補償層10之間不夾隔其他光學功能層。 第一光學補償層10在波長550 nm下之透光率之範圍與上述之第二光學補償層20之透光率之範圍同樣。 第一光學補償層10之厚度可按照能夠得到期望之光學特性之方式設定。第一光學補償層10之厚度代表性地為1 μm以上,較佳為4 μm以上,代表性地為200 μm以下,較佳為150 μm以下,更佳為40 μm以下,進而較佳為30 μm以下。
第一光學補償層10之折射率特性如上所述,顯示出nx>ny之關係,代表性顯示出nz≧nx>ny之關係、或者nx>ny≧nz之關係。有時將顯示出nz=nx>ny之折射率特性之層(膜)稱為「負A板」等。有時將顯示出nz>nx>ny之折射率特性之層(膜)稱為「正B板」等。有時將顯示出nx>ny=nz之折射率特性之層(膜)稱為「正A板」等。有時將顯示出nx>ny>nz之折射率特性之層(膜)稱為「負B板」等。 只要能夠得到如上所述之特性,則第一光學補償層10可採用任意適當之材料。
D-1.折射率特性顯示出nz≧nx>ny之關係之第一光學補償層 第一光學補償層10之折射率特性顯示出nz≧nx>ny之關係之情形時,第一光學補償層10代表性地由以熱塑性樹脂為主成分之高分子膜之延伸膜構成。作為該熱塑性樹脂,較佳為使用顯示出負雙折射之聚合物。藉由使用顯示出負雙折射之聚合物,能夠簡便地得到具有nz≧nx>ny之折射率橢球之相位差膜。在此,「顯示出負雙折射」係指在藉由延伸等使聚合物配向之情形時,其延伸方向之折射率變得相對小。換言之,係指與延伸方向正交之方向之折射率變大。作為顯示出負雙折射之聚合物,例如,可例舉在側鏈中導入了芳香環或羰基等極化各向異性較大之化學鍵或官能基而得到之聚合物。具體而言,可例舉:丙烯酸系樹脂、苯乙烯系樹脂、馬來醯亞胺系樹脂等。
上述丙烯酸系樹脂例如可藉由使丙烯酸酯系單體加成聚合而得到。作為丙烯酸系樹脂,例如可例舉:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸環己酯。
上述苯乙烯系樹脂例如可藉由使苯乙烯系單體加成聚合而得到。作為苯乙烯系單體,例如可例舉:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、對氯苯乙烯、對硝基苯乙烯、對胺基苯乙烯、對羧基苯乙烯、對苯基苯乙烯、2,5-二氯苯乙烯、對第三丁基苯乙烯。
上述馬來醯亞胺系樹脂例如可藉由使馬來醯亞胺系單體加成聚合而得到。作為馬來醯亞胺系單體,例如可例舉:N-乙基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺、N-苯基馬來醯亞胺、N-(2-甲基苯基)馬來醯亞胺、N-(2-乙基苯基)馬來醯亞胺、N-(2-丙基苯基)馬來醯亞胺、N-(2-異丙基苯基)馬來醯亞胺、N-(2,6-二甲基苯基)馬來醯亞胺、N-(2,6-二丙基苯基)馬來醯亞胺、N-(2,6-二異丙基苯基)馬來醯亞胺、N-(2-甲基-6-乙基苯基)馬來醯亞胺、N-(2-氯苯基)馬來醯亞胺、N-(2,6-二氯苯基)馬來醯亞胺、N-(2-溴苯基)馬來醯亞胺、N-(2,6-二溴苯基)馬來醯亞胺、N-(2-聯苯基)馬來醯亞胺、N-(2-氰基苯基)馬來醯亞胺。
在上述加成聚合中,在聚合之後藉由對側鏈進行取代或進行馬來醯亞胺化或接枝化反應等,亦能夠控制得到之樹脂之雙折射特性。
上述顯示出負雙折射之聚合物可與其他單體共聚。藉由與其他單體共聚,能夠改善脆性或成形加工性、耐熱性。作為該其他單體,例如可例舉:乙烯、丙烯、1-丁烯、1,3-丁二烯、2-甲基-1-丁烯、2-甲基-1-戊烯、1-己烯等烯烴;丙烯腈;丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯等(甲基)丙烯酸酯;馬來酸酐;乙酸乙烯酯等乙烯酯。
在上述顯示出負雙折射之聚合物為上述苯乙烯系單體與上述其他單體之共聚物之情形時,苯乙烯系單體之調配率較佳為50莫耳%~80莫耳%。在上述顯示出負雙折射之聚合物為上述馬來醯亞胺系單體與上述其他單體之共聚物之情形時,馬來醯亞胺系單體之調配率較佳為2莫耳%~50莫耳%。藉由以此種範圍進行調配,能夠得到韌性及成形加工性優異之高分子膜。
作為上述顯示出負雙折射之聚合物,較佳為使用:苯乙烯-馬來酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-馬來醯亞胺共聚物、乙烯酯-馬來醯亞胺共聚物、烯烴-馬來醯亞胺共聚物等。該等可單獨使用或組合兩種以上使用。該等聚合物能夠顯示出較高之負雙折射並且耐熱性優異。該等聚合物例如可從NOVA Chemicals Japan或荒川化學工業股份有限公司獲得。
作為上述顯示出負雙折射之聚合物,較佳為亦使用具有由下述通式(I)表示之重複單元之聚合物。此種聚合物能夠更進一步顯示出較高之負雙折射並且耐熱性、機械強度優異。此種聚合物例如可藉由使用N-苯基取代馬來醯亞胺而得到,上述N-苯基取代馬來醯亞胺導入有至少在鄰位具有取代基之苯基作為起始原料之馬來醯亞胺系單體之N取代基。 [化1]
上述通式(I)中,R 1~R 5各自獨立地表示氫、鹵素原子、羧酸、羧酸酯、羥基、硝基或碳數為1~8之直鏈或支鏈之烷基或烷氧基(其中,R 1及R 5不同時為氫原子),R 6及R 7表示氫或碳數為1~8之直鏈或支鏈之烷基或烷氧基,n表示2以上之整數。
作為上述顯示出負雙折射之聚合物,不限於上述聚合物,例如亦可使用如日本專利特開2005-350544號公報等中所揭示之環狀烯烴系共聚物。進而,亦可良好地使用如日本專利特開2005-156862號公報、日本專利特開2005-227427號公報等中所揭示之包含聚合物與無機微粒之組合物。又,作為顯示出負雙折射之聚合物,可單獨使用一種,亦可混合兩種以上使用。進而,亦可藉由共聚、分支、交聯、分子末端修飾(或封端)及立體規則改性等對該等進行改性來使用。
作為此種高分子膜之成形方法,可採用任意適當之成形方法。成形條件可根據所使用之樹脂之組成或種類、成形加工法等來適當設定。
與折射率特性顯示出nz≧nx>ny之關係之第一光學補償層對應之相位差膜(延伸膜)可藉由將上述高分子膜在任意適當之延伸條件下延伸而得到。 作為延伸方法之具體例,可例舉:縱向單軸延伸法、橫向單軸延伸法、縱橫逐次雙軸延伸法、縱橫同時雙軸延伸法。較佳為使用縱向單軸延伸法、縱橫逐次雙軸延伸法、縱橫同時雙軸延伸法。對於上述顯示出負雙折射之聚合物而言,由於如上所述延伸方向之折射率相對變小,因此在縱向單軸延伸法之情形時,在高分子膜之搬送方向具有快軸(與搬送方向正交之方向之折射率成為nx)。在縱橫逐次雙軸延伸法、縱橫同時雙軸延伸法之情形時,根據縱/橫之延伸倍率之比,搬送方向、寬度方向均可設為慢軸。具體而言,若使縱(搬送)方向之延伸倍率相對地增大,則橫(寬度)方向成為慢軸;若相對地增大橫(寬度)方向之延伸倍率,則縱(搬送)方向成為慢軸。
又,藉由調整高分子膜之厚度(原片厚度)、延伸溫度及延伸倍率,能夠將第一光學補償層之Re 1(550)及Rth 1(550)調整為上述之範圍。 高分子膜之厚度(原片厚度)代表性地為5 μm以上,較佳為10 μm以上,代表性地為50 μm以下,較佳為40 μm以下。 延伸溫度(對高分子膜進行延伸時之延伸烘箱內之溫度)較佳為高分子膜之玻璃轉移溫度(Tg)附近。具體而言,較佳為(Tg-10)℃~(Tg+30)℃,進而較佳為Tg~(Tg+25)℃,特佳為(Tg+5)℃~(Tg+20)℃。若延伸溫度過低,則有相位差值或慢軸之方向變得不均勻或高分子膜發生結晶化(白濁)之虞。另一方面,若延伸溫度過高,則有高分子膜熔解或相位差之表現變得不充分之虞。延伸溫度代表性地為120℃以上170℃以下。再者,玻璃轉移溫度可依據JIS K 7121-1987藉由DSC法求出。 延伸倍率可根據高分子膜之組成、揮發性成分等之種類、揮發性成分等之殘留量、所期望之相位差值等來設定為任意適當之值。較佳為1.1倍以上3.0倍以下。又,延伸時之進給速度從延伸裝置之機械精度、穩定性等觀點考慮,較佳為0.5 m/分鐘~20 m/分鐘。
以上,對使用顯示出負雙折射之聚合物而得到相位差膜之方法進行了敍述,但相位差膜亦可使用顯示出正雙折射之聚合物而得到。作為使用顯示出正雙折射之聚合物而得到相位差膜之方法,例如可使用如日本專利特開2000-231016號公報、日本專利特開2000-206328號公報、日本專利特開2002-207123號公報中所揭示之使厚度方向之折射率增大之延伸方法。具體而言,可例舉將熱收縮性膜接著於含有顯示出正雙折射之聚合物之膜之單面或兩面並進行加熱處理之方法。藉由使該膜在由加熱處理而產生之熱收縮性膜之收縮力之作用下收縮,使該膜之長度方向及寬度方向收縮,能夠增大厚度方向之折射率,能夠得到具有nz>nx>ny之折射率橢球之相位差膜。
如上所述折射率特性顯示出nz≧nx>ny之關係之第一光學補償層亦可使用顯示出負雙折射之聚合物來製造。通常在使用顯示出正雙折射之聚合物之情形時,在可選擇之聚合物之種類多之方面有優點;在使用顯示出負雙折射之聚合物之情形時,與使用顯示出正雙折射之聚合物之情形時相比,由於其延伸方法而在能夠簡便地得到慢軸方向之均勻性優異之相位差膜之方面具有優點。
D-2.折射率特性顯示出nx>ny≧nz之關係之第一光學補償層 在第一光學補償層10之折射率特性顯示出nx>ny≧nz之關係之情形時,第一光學補償層10代表性地由相位差膜(高分子膜之延伸膜)構成。作為形成高分子膜之樹脂,可採用任意適當之樹脂。作為具體例,可例舉:降莰烯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、纖維素系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、聚碸系樹脂等構成正雙折射膜之樹脂。其中,較佳為降莰烯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂。
上述降莰烯系樹脂係將降莰烯系單體作為聚合單元聚合之樹脂。作為該降莰烯系單體,例如可例舉:降莰烯以及其烷基及/或亞烷基取代體,例如5-甲基-2-降莰烯、5-二甲基-2-降莰烯、5-乙基-2-降莰烯、5-丁基-2-降莰烯、5-亞乙基-2-降莰烯等、該等之鹵素等極性基取代體;二環戊二烯、2,3-二氫二環戊二烯等;二甲橋八氫萘、其烷基及/或亞烷基取代體及鹵素等極性基取代體,例如6-甲基-1,4:5,8-二甲橋-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氫萘、6-乙基-1,4:5,8-二甲橋-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氫萘、6-亞乙基-1,4:5,8-二甲橋-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氫萘、6-氯-1,4:5,8-二甲橋-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氫萘、6-氰基-1,4:5,8-二甲橋-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氫萘、6-吡啶基-1,4:5,8-二甲橋-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氫萘、6-甲氧基羰基-1,4:5,8-二甲橋-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氫萘等;環戊二烯之三聚體~四聚體、例如4,9:5,8-二甲橋-3a,4,4a,5,8,8a,9,9a-八氫-1H-苯并茚、4,11:5,10:6,9-三甲橋-3a,4,4a,5,5a,6,9,9a,10,10a,11,11a-十二氫-1H-環戊并蒽。上述降莰烯系樹脂亦可為降莰烯系單體與其他單體之共聚物。
上述聚碳酸酯系樹脂例如包含來自茀系二羥基化合物之結構單元、來自異山梨醇系二羥基化合物之結構單元、以及來自選自由脂環式二醇、脂環式二甲醇、二乙二醇、三乙二醇或聚乙二醇、以及伸烷基二醇或螺二醇所組成之群中之至少一種二羥基化合物之結構單元。聚碳酸酯系樹脂較佳為包含來自茀系二羥基化合物之結構單元、來自異山梨醇系二羥基化合物之結構單元、以及來自螺二醇之結構單元。聚碳酸酯系樹脂可根據需要包含來自其他二羥基化合物之結構單元。再者,可適當地用於本發明之聚碳酸酯系樹脂之詳細情況例如記載於日本專利特開2014-10291號公報、日本專利特開2014-26266號公報、日本專利特開2015-212816號公報、日本專利特開2015-212817號公報、日本專利特開2015-212818號公報,該記載作為參考援引於本說明書中。
與折射率特性顯示出nx>ny≧nz之關係之第一光學補償層對應之相位差膜(延伸膜)可藉由將上述高分子膜在任意適當之延伸條件下進行延伸而得到。具體而言,藉由適當地選擇聚合物之種類、延伸條件(例如,延伸溫度、延伸倍率、延伸方向)、延伸方法(例如,縱向單軸延伸),能夠得到具有上述期望之光學特性(例如,折射率特性、面內相位差、厚度方向之相位差)之相位差膜(第一光學補償層)。尤其是藉由調整高分子膜之厚度(原片厚度)、延伸溫度及延伸倍率,能夠將第一光學補償層之Re 1(550)及Rth 1(550)調整為上述之範圍。 高分子膜之厚度(原片厚度)代表性地為5 μm以上,較佳為10 μm以上,代表性地為210 μm以下,較佳為160 μm以下,更佳為50 μm以下,進而較佳為40 μm以下。 延伸溫度較佳為120℃以上170℃以下,更佳為130℃以上160℃以下。延伸倍率較佳為1.1倍~3.0倍,更佳為1.3倍~2.0倍。
E.第二光學補償層20 第二光學補償層20配置於第一光學補償層10與第三光學補償層30之間。在圖示例中,第二光學補償層20與第一光學補償層10相鄰地配置。即,意味著在第一光學補償層10與第二光學補償層20之間不夾隔其他光學功能層。 第二光學補償層20在波長550 nm下之透光率之範圍與上述之第一光學補償層10之透光率之範圍同樣。 第二光學補償層20之厚度可按照能夠得到期望之光學特性之方式設定。第二光學補償層20之厚度代表性地為1 μm以上,較佳為4 μm以上,代表性地為200 μm以下,較佳為150 μm以下,更佳為40 μm以下,進而較佳為30 μm以下。
第二光學補償層20之折射率特性如上所述,顯示出nx>ny之關係,代表性地顯示出nz≧nx>ny之關係、或者nx>ny≧nz之關係。 在第二光學補償層20之折射率特性顯示出nz≧nx>ny之關係之情形時,第二光學補償層20與上述D-1項中說明之第一光學補償層(折射率特性:nz≧nx>ny)同樣地形成。 在第二光學補償層20之折射率特性顯示出nx>ny≧nz之關係之情形時,第二光學補償層20與上述D-2項中說明之第一光學補償層(折射率特性:nx>ny≧nz)同樣地形成。
F.圖像顯示裝置 上述A項~E項中記載之光學積層體能夠應用於圖像顯示裝置。因此,本發明之一個實施方式亦包括使用了此種光學積層體之圖像顯示裝置。作為圖像顯示裝置之代表例,可例舉液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置。尤其是,上述之光學積層體能夠降低圖像顯示裝置之反射亮度,因此,能夠適當地應用於有機EL顯示裝置。本發明之實施方式之圖像顯示裝置具備圖像顯示單元、及上述A項~E項中記載之光學積層體。代表性地,圖像顯示裝置具備包含圖像顯示單元之圖像顯示面板、及配置於其視認側之上述光學積層體。再者,有時將圖像顯示裝置稱為光學顯示裝置,有時將圖像顯示面板稱為光學顯示面板,有時將圖像顯示單元稱為光學顯示單元。 [實施例]
以下,藉由實施例對本發明進行具體說明,但本發明不限於該等實施例。各特性之測定方法如下所述。
(1)相位差值之測定 使用王子計測製造之KOBRA-WPR,對實施例及比較例中使用之第一光學補償層、第二光學補償層及第三光學補償層之相位差值進行了自動測量。測定波長為450 nm或550 nm,測定溫度為23℃。 (2)反射亮度(亮度) 藉由亮度計(Instrument Systems公司製造、商品名「DMS505」),對實施例及比較例中得到之圖像顯示裝置之反射亮度測定了極角60°下之方位角每5°之亮度(單位:cd/m 2),將其最大值作為反射亮度。將其結果示於表1至表4中。
<折射率特性為nz>nx=ny之相位差膜(正C板)之製作> <<製造例1>> 將下述化學式(II)(式中之數字65及35表示單體單元之莫耳%,為了方便,以嵌段聚合物表示:重量平均分子量5000)所示之側鏈型液晶聚合物20質量份、顯示出向列液晶相之聚合性液晶(BASF公司製造:商品名PaliocolorLC242)80質量份及光聚合起始劑(Ciba Specialty Chemicals公司製造:商品名Irgacure 907)5質量份溶解於環戊酮200質量份中,製備了液晶塗敷液。 [化2] 而且,藉由線棒塗佈器在基材膜(降莰烯系樹脂膜:日本瑞翁公司製造、商品名「ZEONEX」)塗敷了該塗敷液後,以80℃加熱乾燥4分鐘,藉此使液晶配向。對該液晶層照射紫外線,使液晶層硬化,藉此在基材上形成了相位差膜(厚度:1 μm)。 如此得到之相位差膜之折射率特性顯示出nz>nx=ny之關係。將相位差膜(正C板)之面內相位差Re(550)及厚度方向之相位差Rth(550)示於表1至表4。 <<製造例2-8>> 以厚度方向之相位差Rth(550)成為表1至表4所示之值之方式變更配向處理條件,除此以外,與製造例1同樣地得到了相位差膜(正C板)。
<折射率特性為nx>ny=nz之相位差膜(正A板)之製作> <<製造例9>> 在135℃下將長條之降莰烯系樹脂膜(日本瑞翁公司製造、商品名Zeonor、厚度為40 μm、光彈性係數3.10×10 -12m 2/N)進行自由端縱向延伸至1.4倍,藉此得到了厚度為35 μm之相位差膜。 如此得到之相位差膜之折射率特性顯示出nx>ny=nz之關係。將相位差膜(正A板)之面內相位差Re(550)、厚度方向之相位差Rth(550)、Re(450)/Re(550)及Nz係數示於表1至表4。 <<製造例10-20>> 在135℃下將降莰烯系樹脂膜(日本瑞翁公司製造、商品名Zeonor、厚度為40 μm)以面內相位差Re(550)成為表1至表4所示之值之方式進行自由端縱向延伸,得到了相位差膜(正A板)。再者,製造例19之相位差膜之Re(550)為270 nm,作為λ/2板發揮功能。又,製造例20之相位差膜之Re(550)為135 nm,作為λ/4板發揮功能。
<<製造例21>> 在包含兩台具備攪拌翼及被控制成100℃之回流冷卻器之立式反應器的分批聚合裝置中,加入雙[9-(2-苯氧基羰基乙基)茀-9-基]甲烷29.60質量份(0.046 mol)、異山梨醇(ISB)29.21質量份(0.200 mol)、螺二醇(SPG)42.28質量份(0.139 mol)、碳酸二苯酯(DPC)63.77質量份(0.298 mol)、以及作為觸媒之乙酸鈣一水合物1.19×10 -2質量份(6.78×10 -5mol)。對反應器內進行了減壓氮氣置換後,用熱介質進行加熱,在內溫成為100℃之時點開始攪拌。開始升溫40分鐘後使內溫到達220℃,以保持該溫度之方式進行控制,同時開始減壓,在到達220℃後以90分鐘成為13.3 kPa。將隨著聚合反應而副生成之苯酚蒸氣導入100℃之回流冷卻器,使苯酚蒸氣中包含之若干量單體成分返回反應器,將未冷凝之苯酚蒸氣導入45℃之冷凝器進行了回收。向第一反應器中導入氮氣而暫時恢復至大氣壓,然後將第一反應器內之經低聚物化之反應液轉移至第二反應器。繼而,開始第二反應器內之升溫及減壓,並以50分鐘成為內溫240℃、壓力0.2 kPa。然後,進行聚合直到成為規定之攪拌動力為止。在到達規定動力之時點向反應器中導入氮氣而恢復壓力,將生成之聚酯碳酸酯系樹脂擠出至水中,將線料切斷,得到了顆粒。 在80℃下對所得到之聚酯碳酸酯系樹脂(顆粒)進行了5小時之真空乾燥後,使用具備單軸擠出機(東芝機械公司製造、料筒設定溫度:250℃)、T模(寬度200 mm、設定溫度:250℃)、冷卻輥(設定溫度:120~130℃)及捲取機之膜製膜裝置,製作了厚度為130 μm之長條狀之樹脂膜。在140℃下將所得到之長條狀之樹脂膜進行自由端縱向延伸至1.5倍,得到了厚度為106 μm之相位差膜(正A板)。 <<製造例22-24>> 在140℃下將與製造例21同樣地得到之延伸前之樹脂膜(厚度為130 μm)以面內相位差Re(550)成為表1至表4所示之值之方式進行自由端縱向延伸,得到了相位差膜(正A板)。再者,製造例24之相位差膜之Re(550)為140 nm,作為λ/4板發揮功能。
<折射率特性為nx>ny>nz之相位差膜(負B板)之製作> <<製造例25-27>> 在135℃下將降莰烯系樹脂膜(日本瑞翁公司製造、商品名Zeonor、厚度為40 μm)以面內相位差Re(550)及厚度方向之相位差Rth(550)成為表1至表3所示之值之方式進行固定端橫向延伸,得到了相位差膜。 如此得到之相位差膜之折射率特性顯示出nx>ny>nz之關係。將相位差膜(負B板)之面內相位差Re(550)、厚度方向之相位差Rth(550)、Re(450)/Re(550)及Nz係數示於表1至表3。
<折射率特性為nz=nx>ny之相位差膜(負A板)之製作> <<製造例28>> 使用單軸擠出機與T模,將苯乙烯-馬來酸酐共聚物(NOVA Chemicals Japan公司製造、商品名「DYLARK D232」)之顆粒狀樹脂在270℃下擠出,以冷卻滾筒將片狀之熔融樹脂冷卻,得到了厚度為40 μm之膜。使用輥延伸機,對該膜在溫度為130℃下以延伸倍率為1.1倍沿搬送方向進行縱向延伸,得到了在搬送方向具有快軸之相位差膜。 如此得到之相位差膜之折射率特性顯示出nz=nx>ny之關係。將相位差膜(負A板)之面內相位差Re(550)、厚度方向之相位差Rth(550)及Re(450)/Re(550)示於表1及表3。 <<製造例29-34>> 在130℃下將與製造例28同樣地得到之延伸前之膜(厚度為40 μm)以面內相位差Re(550)成為表1及表3所示之值之方式進行縱向延伸,得到了相位差膜(負A板)。
<折射率特性為nz>nx>ny之相位差膜(正B板)之製作> <<製造例35及36>> 在130℃下將與製造例28同樣地得到之延伸前之膜(厚度為40 μm)以面內相位差Re(550)及厚度方向之相位差Rth(550)成為表1及表3所示之值之方式沿著搬送方向進行固定端縱向延伸,得到了相位差膜。 如此得到之相位差膜之折射率特性顯示出nz>nx>ny之關係。將相位差膜(正B板)之面內相位差Re(550)、厚度方向之相位差Rth(550)、Re(450)/Re(550)及Nz係數示於表1及表3。
<偏光板之製作> <<製造例37>> 作為熱塑性樹脂基材,使用長條狀且Tg約75℃之非晶質之間苯二甲酸共聚聚對苯二甲酸乙二酯膜(厚度:100 μm),對樹脂基材之一面實施了電暈處理。 在以9:1將聚乙烯醇(聚合度4200、皂化度99.2莫耳%)及乙醯乙醯基改性PVA(日本合成化學工業公司製造、商品名「GOHSEFIMER」)混合而得到之PVA系樹脂100質量份中添加碘化鉀13質量份,將得到者溶解於水中,製備了PVA水溶液(塗佈液)。 在樹脂基材之電暈處理面塗佈上述PVA水溶液並以60℃乾燥,藉此形成厚度為13 μm之PVA系樹脂層,製作了積層體。 將所得到之積層體在130℃之烘箱內沿著縱向(長度方向)單軸延伸至2.4倍(空中輔助延伸處理)。 繼而,將積層體在液溫為40℃之不溶化浴(相對於水100質量份,調配硼酸4質量份而得到之硼酸水溶液)中浸漬30秒鐘(不溶化處理)。 繼而,在液溫為30℃之染色浴(相對於水100質量份,以1:7之重量比調配碘與碘化鉀而得到之碘水溶液)中,一邊以最終得到之偏光元件之單質透過率(Ts)成為期望之值之方式調整濃度,一邊浸漬60秒鐘(染色處理)。 繼而,在液溫為40℃之交聯浴(相對於水100質量份,調配碘化鉀3質量份、調配硼酸5質量份而得到之硼酸水溶液)中浸漬30秒鐘(交聯處理)。 然後,一邊將積層體浸漬於液溫為70℃之硼酸水溶液(硼酸濃度4重量%、碘化鉀濃度5重量%)中,一邊在周速不同之輥間,以總延伸倍率成為5.5倍之方式在縱向(長度方向)進行了單軸延伸(水中延伸處理)。 然後,將積層體浸漬於液溫為20℃之洗淨浴(相對於水100質量份,調配碘化鉀4質量份而得到之水溶液)中(洗淨處理)。 然後,一邊在保持為約90℃之烘箱中進行乾燥,一邊與表面溫度保持為約75℃之SUS製之加熱輥接觸(乾燥收縮處理)。 如此地,在樹脂基材上形成厚度為約5 μm之偏光元件,得到了具有樹脂基材/偏光元件之構成之積層體。 在所得到之積層體之偏光元件表面(與樹脂基材相反側之一面)貼合HC-TAC膜(厚度為20 μm)作為保護層。繼而,將樹脂基材剝離,得到了具有保護層/偏光元件之構成之偏光板。
<圖像顯示面板(OLED面板)之準備> 將貼附有偏光膜之有機EL面板從有機EL顯示器(Samsung公司製造、產品名「Galaxy A41」)取出後,將偏光膜去除,得到了圖像顯示面板(OLED面板)。
[實施例1-8] 將表1所示之製造例之相位差膜及製造例37之偏光板分別沖裁成與圖像顯示單元對應之尺寸。又,將各製造例之相位差膜如表1所示地分類成與第一光學補償層對應之第一相位差膜、與第二光學補償層對應之第二相位差膜、以及與第三光學補償層對應之第三相位差膜。 繼而,在OLED面板之視認側依序積層第三相位差膜(第三光學補償層)、第二相位差膜(第二光學補償層)、第一相位差膜(第一光學補償層)及偏光板。積層按照偏光元件之吸收軸方向與光學補償層(第一光學補償層及第二光學補償層各者)之慢軸方向所成之角度成為表1之值之方式進行。 如此地,製作了圖像顯示裝置。繼而,將圖像顯示裝置供於上述之反射亮度測定。
表1
No. 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 實施例6 實施例7 實施例8
第一光學補償層 (第一相位差膜) 製造例 製造例9 製造例10 製造例11 製造例12 製造例13 製造例14 製造例25 製造例21
折射率特性 nx>ny=nz nx>ny>nz nx>ny=nz
Re 1(550)[nm] 140 190 100 120 160 180 160 160
Rth 1(550)[nm] 140 190 100 120 160 180 176 160
Nz係數 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.1 1.0
Re 1(450)/Re 1(550) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 0.8
吸收軸方向與慢軸方向所成之角度[°] 60 55 45 85 55 135 55 55
第二光學補償層 (第二相位差膜) 製造例 製造例28 製造例29 製造例30 製造例31 製造例30 製造例30 製造例35 製造例30
折射率特性 nz=nx>ny nz>nx>ny nz=nx>ny
Re 2(550)[nm] 50 60 40 120 40 40 40 40
Rth 2(550)[nm] 0 0 0 0 0 0 -12 0
Nz係數 - - - - - - -0.3 -
Re 2(450)/Re 2(550) 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1
吸收軸方向與慢軸方向所成之角度[°] 15 160 45 40 170 40 170 170
第三光學補償層 (第三相位差膜) 製造例 製造例1 製造例2 製造例1 製造例3 製造例2 製造例4 製造例2 製造例2
折射率特性 nz>nx=ny
Re 3(550)[nm] 0 0 0 0 0 0 0 0
Rth 3(550)[nm] -40 -50 -40 -30 -50 -90 -50 -50
(Rth 1-Re 1/2)+(Rth 2-Re 2/2)+(Rth 3) 5 15 -10 -30 10 -20 14 10
亮度[cd/m 2] 0.40 0.37 0.70 0.80 0.35 0.76 0.38 0.32
[實施例9-15] 將第一相位差膜(第一光學補償層)、第二相位差膜(第二光學補償層)及第三相位差膜(第三光學補償層)之各者變更為表2所示之製造例之相位差膜,除此以外,與實施例1同樣地製作了圖像顯示裝置。繼而,將圖像顯示裝置供於上述之反射亮度測定。
表2
No. 實施例9 實施例10 實施例11 實施例12 實施例13 實施例14 實施例15
第一光學補償層 (第一相位差膜) 製造例 製造例15 製造例10 製造例16 製造例16 製造例13 製造例25 製造例21
折射率特性 nx>ny=nz nx>ny>nz nx>ny=nz
Re 1(550)[nm] 150 190 40 40 160 160 160
Rth 1(550)[nm] 150 190 40 40 160 176 160
Nz係數 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.1 1.0
Re 1(450)/Re 1(550) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 0.8
吸收軸方向與慢軸方向所成之角度[°] 10 55 35 10 125 125 125
第二光學補償層 (第二相位差膜) 製造例 製造例17 製造例18 製造例11 製造例15 製造例16 製造例26 製造例22
折射率特性 nx>ny=nz nx>ny>nz nx>ny=nz
Re 2(550)[nm] 110 60 100 150 40 40 40
Rth 2(550)[nm] 110 60 100 150 40 44 40
Nz係數 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.1 1.0
Re 2(450)/Re 2(550) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 0.8
吸收軸方向與慢軸方向所成之角度[°] 55 160 45 135 10 10 10
第三光學補償層 (第三相位差膜) 製造例 製造例5 製造例6 製造例2 製造例7 製造例4 製造例4 製造例4
折射率特性 nz>nx=ny
Re 3(550)[nm] 0 0 0 0 0 0 0
Rth 3(550)[nm] -55 -110 -50 -60 -90 -90 -90
(Rth 1-Re 1/2)+(Rth 2-Re 2/2)+(Rth 3) 75 15 20 35 10 30 10
亮度[cd/m 2] 0.44 0.40 0.52 0.62 0.39 0.49 0.35
[實施例16-23] 將第一相位差膜(第一光學補償層)、第二相位差膜(第二光學補償層)及第三相位差膜(第三光學補償層)之各者變更為表3所示之製造例之相位差膜,除此以外,與實施例1同樣地製作了圖像顯示裝置。繼而,將圖像顯示裝置供於上述之反射亮度測定。
表3
No. 實施例16 實施例17 實施例18 實施例19 實施例20 實施例21 實施例22 實施例23
第一光學補償層 (第一相位差膜) 製造例 製造例29 製造例32 製造例30 製造例33 製造例28 製造例34 製造例36 製造例33
折射率特性 nz=nx>ny nz>nx>ny nz=nx>ny
Re 1(550)[nm] 60 190 40 70 50 90 70 70
Rth 1(550)[nm] 0 0 0 0 0 0 -21 0
Nz係數 - - - - - - -0.3 -
Re 1(450)/Re 1(550) 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1
吸收軸方向與慢軸方向所成之角度[°] 20 80 10 25 40 110 25 25
第二光學補償層 (第二相位差膜) 製造例 製造例11 製造例12 製造例15 製造例10 製造例16 製造例10 製造例27 製造例23
折射率特性 nx>ny=nz nx>ny>nz nx>ny=nz
Re 2(550)|nm] 100 120 150 190 40 190 190 190
Rth 2(550)[nm] 100 120 150 190 40 190 209 190
Nz係數 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.1 1.0
Re 2(450)/Re 2(550) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 0.8
吸收軸方向與慢軸方向所成之角度[°] 50 30 135 140 45 55 140 140
第三光學補償層 (第三相位差膜) 製造例 製造例3 製造例1 製造例1 製造例1 製造例3 製造例4 製造例1 製造例1
折射率特性 nz>nx=ny
Re 3(550)[nm] 0 0 0 0 0 0 0 0
Rth 3(550)[nm] -30 -40 -40 -40 -30 -90 -40 -40
(Rth 1-Re 1/2)+(Rth 2-Re 2/2)+(Rth 3) -10 -75 15 20 -35 -40 18 20
亮度[cd/m 2] 0.52 0.54 0.38 0.24 0.45 0.82 0.22 0.18
[比較例1及2] 將第一相位差膜(第一光學補償層)及第二相位差膜(第二光學補償層)變更為表4所示之製造例之相位差膜,並且未設置第三相位差膜(第三光學補償層),除此以外,與實施例1同樣地製作了圖像顯示裝置。繼而,將圖像顯示裝置供於上述之反射亮度測定。 [比較例3] 將第一相位差膜(第一光學補償層)、第二相位差膜(第二光學補償層)及第三相位差膜(第三光學補償層)之各者變更為表4所示之製造例之相位差膜,除此以外,與實施例1同樣地製作了圖像顯示裝置。繼而,將圖像顯示裝置供於上述之反射亮度測定。
表4
No. 比較例1 比較例2 比較例3
第一光學補償層 (第一相位差膜) 製造例 製造例24 製造例19 製造例19
折射率特性 nx>ny=nz
Re 1(550)[nm] 140 270 270
Rth 1(550)[nm] 140 270 270
Nz係數 1.0 1.0 1.0
Re 1(450)/Re 1(550) 0.8 1.0 1.0
吸收軸方向與慢軸方向所成之角度[°] 45 15 15
第二光學補償層 (第二相位差膜) 製造例 製造例8 製造例20 製造例20
折射率特性 nz>nx=ny nx>ny=nz
Re 2(550)[nm] 0 135 135
Rth 2(550)[nm] -100 135 135
Nz係數 - 1.0 1.0
Re 2(450)/Re 2(550) - 1.0 1.0
吸收軸方向與慢軸方向所成之角度[°] - 75 75
第三光學補償層 (第三相位差膜) 製造例 - - 製造例2
折射率特性 - - nz>nx=ny
Re 3(550)[nm] - - 0
Rth 3(550)[nm] - - -50
Nz係數 - - -
Re 3(450)/Re 3(550) - - -
吸收軸方向與慢軸方向所成之角度[°] - - -
(Rth 1-Re 1/2)+(Rth 2-Re 2/2)+(Rth 3-Re 3/2) -30 203 153
亮度[cd/m 2] 1.00 1.80 1.20
[評價] 根據表1-表4可明確,第三光學補償層之折射率特性顯示出nz>nx=ny之關係,第一光學補償層及/或第二光學補償層之折射率特性顯示出nx>ny≧nz之關係,Re 1(550)及Re 2(550)分別為10 nm以上220 nm以下,第一光學補償層、第二光學補償層及第三光學補償層滿足上述式(1),藉此能夠實現反射亮度顯著小之圖像顯示裝置(有機EL顯示裝置)。 [產業上之可利用性]
本發明之實施方式之光學積層體能夠適當地應用於圖像顯示裝置(代表性地為液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置)。
10:第一光學補償層 20:第二光學補償層 30:第三光學補償層 40:偏光板 41:偏光元件 42:保護層 100:光學積層體
圖1係本發明之一個實施方式之光學積層體之概略剖視圖。
10:第一光學補償層
20:第二光學補償層
30:第三光學補償層
40:偏光板
41:偏光元件
42:保護層
100:光學積層體

Claims (25)

  1. 一種光學積層體,其依序具備: 偏光元件、 折射率特性顯示出nx>ny之關係之第一光學補償層、 折射率特性顯示出nx>ny之關係之第二光學補償層、以及 折射率特性顯示出nz>nx=ny之關係之第三光學補償層, 上述第一光學補償層及/或上述第二光學補償層之折射率特性顯示出nx>ny≧nz之關係, 上述第一光學補償層之面內相位差Re 1(550)及上述第二光學補償層之面內相位差Re 2(550)分別為10 nm以上220 nm以下, 上述偏光元件之吸收軸方向與上述第一光學補償層之慢軸方向以不實質上正交之方式交叉, 上述第一光學補償層之Nz係數為-4以上0以下或0.9以上4以下, 上述第一光學補償層、上述第二光學補償層及上述第三光學補償層滿足下述式(1): [數1] (1) (式(1)中,Rth 1(550)表示第一光學補償層之厚度方向之相位差;Rth 2(550)表示第二光學補償層之厚度方向之相位差;Rth 3(550)表示第三光學補償層之厚度方向之相位差;Re 1(550)表示第一光學補償層之面內相位差;Re 2(550)表示第二光學補償層之面內相位差)。
  2. 如請求項1之光學積層體,其中上述第一光學補償層之折射率特性顯示出nx>ny≧nz之關係, 上述第二光學補償層之折射率特性顯示出nz≧nx>ny之關係。
  3. 如請求項2之光學積層體,其中上述第二光學補償層之面內相位差Re 2(550)為110 nm以下。
  4. 如請求項2之光學積層體,其中上述第三光學補償層之厚度方向之相位差Rth 3(550)為-80 nm以上。
  5. 如請求項2之光學積層體,其中上述第一光學補償層之面內相位差Re 1(550)為110 nm以上。
  6. 如請求項5之光學積層體,其中上述第一光學補償層之面內相位差Re 1(550)為150 nm以上。
  7. 如請求項2之光學積層體,其中上述第一光學補償層之面內相位差Re 1(550)為180 nm以下。
  8. 如請求項2之光學積層體,其中上述第一光學補償層之折射率特性顯示出nx>ny=nz之關係, 上述第二光學補償層之折射率特性顯示出nz=nx>ny之關係。
  9. 如請求項1之光學積層體,其中上述第一光學補償層及上述第二光學補償層各自之折射率特性顯示出nx>ny≧nz之關係。
  10. 如請求項9之光學積層體,其中上述第二光學補償層之面內相位差Re 2(550)為140 nm以下。
  11. 如請求項10之光學積層體,其中上述第二光學補償層之面內相位差Re 2(550)為100 nm以下。
  12. 如請求項9之光學積層體,其中上述第一光學補償層之面內相位差Re 1(550)為50 nm以上。
  13. 如請求項9之光學積層體,其中上述第一光學補償層之面內相位差Re 1(550)為180 nm以下。
  14. 如請求項9之光學積層體,其中上述第三光學補償層之厚度方向之相位差Rth 3(550)為-100 nm以上。
  15. 如請求項9之光學積層體,其中上述第二光學補償層之面內相位差Re 2(550)為50 nm以下。
  16. 如請求項9之光學積層體,其中上述第一光學補償層及上述第二光學補償層各自之折射率特性顯示出nx>ny=nz之關係。
  17. 如請求項1之光學積層體,其中上述第一光學補償層之折射率特性顯示出nz≧nx>ny之關係, 上述第二光學補償層之折射率特性顯示出nx>ny≧nz之關係。
  18. 如請求項17之光學積層體,其中上述第三光學補償層之厚度方向之相位差Rth 3(550)為-80 nm以上。
  19. 如請求項17之光學積層體,其中上述第一光學補償層之面內相位差Re 1(550)為180 nm以下。
  20. 如請求項17之光學積層體,其中上述第二光學補償層之面內相位差Re 2(550)為110 nm以上。
  21. 如請求項20之光學積層體,其中上述第二光學補償層之面內相位差Re 2(550)為160 nm以上。
  22. 如請求項17之光學積層體,其中上述偏光元件之吸收軸方向與上述第二光學補償層之慢軸方向所成之角度為120°以上。
  23. 如請求項17之光學積層體,其中上述第一光學補償層之折射率特性顯示出nz=nx>ny之關係, 上述第二光學補償層之折射率特性顯示出nx>ny=nz之關係。
  24. 如請求項1之光學積層體,其中上述第一光學補償層及上述第二光學補償層之中,折射率特性顯示出nx>ny≧nz之關係之光學補償層之Re(450)/Re(550)未達1。
  25. 一種圖像顯示裝置,其具備: 圖像顯示單元、及 如請求項1至24中任一項之光學積層體。
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