편광판 document_id A220623068318

액정 표시 장치에 사용되는 편광판으로는, 통상적으로 요오드로 착색되어, 1 축 연신된 폴리비닐알코올 (이하, PVA 라고 약칭한다) 필름을 편광자로 하고, 그 편면 또는 양면에 트리아세틸셀룰로오스 (이하, TAC 라고 약칭한다) 필름을 편광판의 보호 필름으로서 부착시킨 것, 또는 편광자의 편면 상에 아크릴 수지 등으로 코팅층을 형성한 것, 또는 편광자의 편면 상에 노르보르넨이나 폴리카보네이트 등의 위상차 필름을 TAC 대신에 부착시킨 것 등이 사용되고 있다. 그러나, 이러한 편광판은, 흡수형 편광판으로 분류되어, 편광판의 투과축 방향의 광밖에 투과시키지 않고, 나머지 성분의 광은 흡수해 버리기 때문에, 이상 조건에서도 50% (내표면 반사 4% 를 갖기 때문에, 최대 광투과율 46% 가 한계) 이어서, 백라이트의 유효 활용 및 휘도를 높이는 것이 액정 표시 장치의 과제로도 되어 있다. 액정 표시 장치는 전자식 탁상 계산기, 손목 시계, 휴대전화, 디지털 카메라 등의 소형인 것에서, PDA, 카 네비게이션, POS 시스템 등의 중형, 나아가, 퍼스널 컴퓨터의 액정 모니터, 액정 텔레비전 등의 대형 액정 표시 장치까지 다종 다양한 상품에 응용되고 있으며, 액정 표시 장치에 사용되는 부재의 품질 및 기능의 향상은 더욱더 요구가 높아지고 있다. 휘도 상승 기능을 갖는 편광판으로는, 광학 간섭을 이용한 반사형 편광판이 있다. 미국 특허 제3610729호 및 미국 특허 제5486949호에는, 하나는 복굴절을 갖는 다층막의 간섭을 이용한 편광 소자가 기재되어 있으며, 굴절률이 상이한 2 종류의 폴리머 필름의 배향 다층막에서의 편광 분리를 실시하는 방법이 개시되어 있다. 또, 저널 오브 어플라이드 피직스 37권, 1998년, 제4389페이지에는, 원리는 동일하지만, 단순한 폴리머 블렌드를 이용한 편광 분리 방법도 제안되어 있다. 또, 최근에는, 국제공개공보 제2005/8302호에, 폴리머 블렌드 대신에 파이버를 이용한 방법도 보고되어 있다. 편광 분리 방식에 있어서의 반사형 편광판에는, 투과되지 않는 편광 성분에서 반사된다고 하는 특성이 있다. 그 반사된 광이 액정 표시 장치의 백라이트측에 설치되어 있는 확산 반사 필름과 다중 반사를 반복함으로써, 편광판의 투과축 방향의 광과 일치하는 광을 다시 한번 취출할 수 있어, 투과율 60% 이상을 실현할 수 있다. 그러나, 반사형 편광판을 액정 셀 전후에 배치한 경우에서는, 액정 셀 내에서 반사되는 광의 다중 반사 때문에 색을 정확하게 표시할 수가 없다는 문제점이 있어, 백라이트측만을 사용하는 것으로 한정되어 있다. 또, 앞에 나온 국제공개공보 제2005/8302호 및 월간 디스플레이 2005년 4월호 제13페이지에도 기재되어 있는데, 반사형 편광판을 실현하기 위해서는, 블렌드되는 폴리머의 굴절률과 벌크가 되는 기재의 굴절률을 엄밀히 일치시킬 필요가 있거나, 블렌드 폴리머, 파이버의 형상이나 배치를 엄밀히 제어할 필요가 있으며, 현행의 편광판과 동등한 편광도 (99.9% 이상) 를 얻기 매우 어려워, 액정 표시 장치에 있어서의 콘트라스트를 양호하게 유지할 수가 없는 것이 현상이다. 이 때문에, 반사형 편광판은, 그 휘도 상승 기능만으로 특화된 형태로 흡수형 편광판과 함께 사용되는 것이 현상이다. 이 경우, 반사형 편광판은 편광판이라고 부르지 않고, 휘도 상승 필름으로서 다루어져, 실제로 3M 사로부터 D-BEF 라는 상품으로서 시판되고 있다. 그러나, D-BEF 에서도, 가시가 넓은 영역에 걸쳐 편광 특성을 확보할 필요가 있기 때문에, 전체적으로 400 내지 800 의 적층이 이루어지고 있다. 이 두께를 제어하고, 수 백층이나 되는 폴리머 필름을 적층하는 것, 게다가 각 층마다의 굴절률을 제어하는 것이 기술적으로 곤란한 점이 되고 있다. 또, 편광판에 요구되는 내구성 특성도 매우 높아지고 있으며, 요오드를 사용한 흡수형 편광판에서는, 내구성, 특히 내습열성이 충분하지 않아, 이것을 사용한 액정 표시 장치의 수명은 편광판의 특성에 의해 제한되고 있다. 내구성의 향상으로서, 월간 디스플레이 2005년 4월호 제39페이지에는, 요오드 대신에 이색성 염료를 편광 소자로서 사용한 염료계 편광판이 보고되어 있는데, 편광자 자체의 내구성은 요오드를 흡착 배향한 것에 비해 개선되지만, 편광판의 보호 필름인 TAC 필름이 수축되어 액정 패널에 수축 응력을 주어 화질 품위가 저하되거나, TAC 필름 자체가 부식되거나 하는 등의 문제가 남는다. 상기한 바와 같이, 편광판의 투과율의 향상으로서, 반사형 편광판이 사용되거나, 흡수형 편광판과 반사형 편광판, 즉 휘도 상승 필름을 2 장 사용하여 액정 표시 장치의 휘도를 상승시키고 있는데, 반사형 편광판 단독에서는, 편광도가 낮아 액정 표시 장치에 있어서의 콘트라스트를 양호하게 유지할 수 없거나, 휘도 상승 필름에서는 단독으로 편광 기능을 가질 수 없고, 게다가 기술적으로 곤란한 면이 많기 때문에, 고비용의 부재가 되고 있다. 이 때문에, 편광판 단체(單體)에 있어서, 높은 편광도, 높은 투과율 (휘도 상승 기능을 갖는) 을 발현시키는 것은 얻어져 있지 있다. 또, 편광판 보호 필름으로서 TAC 필름을 사용하는 경우에서는, 지금까지 편광판의 내구성면에서의 개선은 보이지 않는다. 그런데, 중소형 액정 표시 장치의 반사형, 반투과 반사형에서는, λ/4 위상차 필름이 편광 필름에 대해 대략 45°방위로 부착되어 사용되고 있다. 이것은, 반사에서의 표시를 얻기 위해 필수적인 구성으로서, 이 때, 편광 필름과 위상차 필름은, 특정 각도를 가진 잘라낸 칩 상태로 가공된 것을 부착하여 가공이 행해지고 있다. 편광 필름의 경사 연신 가공에 관해서는, 일본 공개특허공보 제2003-207622호 및 일본 공개특허공보 제2004-144838호에, PVA 필름으로 이루어지는 편광자를 경사 연신 가공한 것을 사용하여, 경사 방향으로 투과축을 가진 편광 필름에 관한 기술이 개시되어 있다. 그러나, PVA 필름으로 이루어지는 편광자를 연신하려면, 연신 배율이 4～8 배인 연신 가공이 필요해져, 설비로서 대규모 장치가 필요해진다. 또한, 필름의 경사 연신에서는, 그 연신 필름은 2 축 배향성을 갖기 때문에, 아무리 해도 배향도가 낮아지기 때문에, 세로 방향 1 축 연신 폴리비닐알코올 필름으로 이루어지는 편광 필름과 동등한 편광 성능을 얻을 수 없다. 또, 편광 필름으로서 TAC 필름을 편광자의 보호 필름에 사용하기 때문에, TAC 필름에 따른 수축에 의한 화질 품위의 저하나, TAC 필름 자체가 부식되는 등의 문제가 남는다. 이와 같이, 반사형, 반투과 반사형 액정 표시 장치에서는, 편광 필름을 특정 각도를 가진 잘라낸 칩 상태로 가공한 것을 부착하여 액정 표시 장치를 구성하는 방식이 채용되고 있다. 따라서, 편광 필름은 위상차 필름과 롤투롤 방식에 의해 부착 가공이 불가능하여, 가공 프로세스가 매우 번잡해지고 있다. PVA 필름으로 이루어지는 편광자의 경사 연신 기술이 연구되고 있지만, 설비로서 대규모 장치가 필요한 것과, 1 축 연신 폴리비닐알코올 필름으로 이루어지는 편광 필름과 동등한 편광 성능을 얻을 수 없기 때문에, 실용화되어 있지 않다. 또, 편광 필름의 보호 필름으로서 TAC 필름을 사용하는 경우에서는, 지금까지 편광 필름의 내구성면에서의 개선은 보이지 않는다. 또한, 액정 표시 장치에 있어서의 잠재적인 문제로서, 그 화상이 보는 방향에 따라 변화되는 것을 들 수 있으며, 그 원인의 하나를 편광판이 안고 있다. 이것은, 이러한 편광판이, 1 축 방향으로 연신된 필름으로 형성되고 있기 때문이며, 크로스니콜로 배치한 2 장의 편광판의 흡수축이 이루는 각의 크기가 변화되기 때문에 일어난다. 하나는, 편광판에 대해 바로 위에서 본 경우, 또는 편광판에 대해 수직이 되는 평면에서, 또한 편광판의 투과축 또는 흡수축을 포함하는 면에서 본 경우에 있어서는, 2 장의 편광판의 흡수축이 이루는 각은 90 도로 일정하고, 편광판이 형성하는 흑(黑)을 형성할 수 있다. 그러나, 편광판에 대해 수직이 되는 평면에서, 또한 편광판의 투과축, 흡수축을 포함하지 않는 면에서는 (특히, 45 도 방위), 그 관찰 각도를 변화시킴으로써, 2 장의 편광판의 흡수축이 이루는 각이 90 도보다 커지기 때문에, 광 누출을 일으키게 한다. 이러한 편광판에 의한 시야각 특성의 결점을 보충하기 위해, 2 축성의 위상차 필름을 삽입하는 기술이, 일본 공개특허공보 평10-142423호 및 일본 특허 제3526830호에 기재되어 있다. 이 기술에서는, 경사 입사시에 있어서의 편광자를 통과한 광의 편광 상태를, 위상차 필름이 수직 입사할 때와 동일하게 하는 기능을 가지고, 편광자의 광학 특성의 변화를 보상하여, 시야각이 넓은 액정 표시 장치를 실현할 수 있는 광시야각 편광판으로 할 수 있다. 그러나, 이 특성을 실현하기 위한 2 축성의 위상차 필름은, 복굴절 특성인 Nz 를 제어할 필요가 있고, 이 때문에, 1 축으로 연신 가공된 위상차 필름의 양면에 열수축성 필름을 부착하고, 그 열수축성 필름을 수축시킴으로써 1 축 연신 필름을 필름의 막두께 방향으로 연신한다고 하는 특수하고 어려운 가공 기술이 필요해지고, 수율이 나쁘기 때문에 생산성이 낮고, 고비용의 재료이고, 게다가, 편광판과 부착하여 사용해야 한다는 재료 점수, 가공 프로세스의 증가라고 하는 문제점이 있다. 이와 같이, 편광판의 시야각 특성을 개선하기 위해, 2 축성의 위상차 필름을 삽입하는 기술이 사용되고 있는데, 가공 프로세스의 어려움이나, 부재 점수, 가공 프로세스의 증가가, 부재 코스트를 끌어올리는 문제점으로 되어 있어, 편광판 단체로 시야각 특성을 향상시키는 방법은 실현되어 있지 않다.