JP2021513116A - 偏光板、液晶パネルおよびディスプレイ装置 - Google Patents

偏光板、液晶パネルおよびディスプレイ装置 Download PDF

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Abstract

本発明は、偏光板、液晶パネルおよびディスプレイ装置｛ＰＯＬＡＲＩＺＩＮＧ ＰＬＡＴＥ， ＬＩＱＵＩＤ ＣＲＹＳＴＡＬ ＰＡＮＥＬ， ＡＮＤ ＤＩＳＰＬＡＹ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ｝に関し、より詳しくは、偏光子と前記偏光子を中心に対向するように位置する１０μｍ以下の厚さを有するハードコーティング層および光透過性基材を含む偏光板、これを含む液晶パネルおよびディスプレイに関する。

Description

関連出願との相互引用
本出願は、２０１８年６月２９日付韓国特許出願第１０−２０１８−００７５８９９号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として組み含まれる。
本発明は、偏光板、液晶パネルおよびディスプレイ装置に関する。
液晶表示装置は、液晶のスイッチング効果による偏光を可視化するディスプレイであって、コンピュータ、ノートパソコン、電子時計、携帯用端末などの中小型ディスプレイだけでなく、大型ＴＶに至るまで多様な範疇で使用されている。
現在、ディスプレイ装置用で量産実用化されている偏光板の相当数は、ポリビニルアルコール系フィルムをヨードや二色性染料などの二色性物質で染色し、ホウ素化合物で架橋させた後、延伸配向させてなる偏光フィルム（偏光子）の両面あるいは片面に光学的に透明で、また機械的強度を有する保護フィルムを接合したものが利用されている。
しかし、延伸されたポリビニルアルコール系フィルムは、高温高湿のような耐久条件（ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）下で収縮変形が簡単に起こるという問題点がある。偏光子が変形されると、その応力が保護フィルムおよび液晶セルに影響を与えて反りが発生するようになり、結果的にこれを含む偏光板の物性変化、液晶表示装置での光漏れ現像を招くなどの問題が発生する。
本発明の目的は、細部構成層の熱収縮率などが調節され、良好な反りバランス（ｂａｌａｎｃｅ）を有し、安定した内部構造を実現してクラックを防止することができ、液晶表示装置の光漏れ現像を防止することができる偏光板を提供することにある。
また本発明の目的は、前記偏光板を含む液晶パネルおよびディスプレイ装置をそれぞれ提供することにある。
本明細書では、偏光子と、前記偏光子を中心に対向するように位置する１０μｍ以下の厚さを有するハードコーティング層および光透過性基材を含む偏光板が提供される。
また本明細書では、偏光子と、前記偏光子を中心に対向するように位置する１０μｍ以下の厚さを有するハードコーティング層および光透過性基材を含み、前記光透過性基材で互いに垂直な２個の方向に対する熱収縮力の比率が特定範囲である、偏光板が提供される。
また本明細書では、偏光子と、前記偏光子を中心に対向するように位置する１０μｍ以下の厚さを有するハードコーティング層および光透過性基材を含み、６０℃乃至１００℃の温度範囲で前記光透過性基材の第１方向の熱収縮力に対する、前記第１方向に垂直な前記光透過性基材の第２方向の熱収縮力の比率が０．６乃至１．５である偏光板が提供される。
また本明細書では、前記偏光板が液晶セルの少なくとも一面に形成される液晶パネルが提供される。
また本明細書では、前記偏光板を含むディスプレイ装置が提供される。
以下、発明の具体的な実施形態による偏光板、液晶パネルおよびディスプレイ装置についてより具体的に説明する。
本発明において、第１、第２などの用語は、多様な構成要素を説明することに使用され、前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみで使用される。
また、（メタ）アクリル［（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌ］は、アクリル（ａｃｒｙｌ）およびメタクリル（ｍｅｔｈａｃｒｙｌ）の両方を含む意味である。
また、中空構造の無機ナノ粒子とは、無機ナノ粒子の表面および／または内部に空いた空間が存在する形態の粒子を意味する。
また、（共）重合体は、共重合体（ｃｏ−ｐｏｌｙｍｅｒ）および単独重合体（ｈｏｍｏ−ｐｏｌｙｍｅｒ）の両方を含む意味である。
発明の一実施形態によれば、偏光子と、前記偏光子を中心に対向するように位置する１０μｍ以下の厚さを有するハードコーティング層および光透過性基材を含み、６０℃乃至１００℃の温度範囲で前記光透過性基材の第１方向の熱収縮力に対する前記第１方向に垂直な前記光透過性基材の第２方向の熱収縮力の比率が０．６乃至１．５である、偏光板が提供され得る。
偏光板の偏光子保護フィルムとして多く使用中であるトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムは、耐水性が弱くて高温／高湿環境でよじれることがあり、光漏れなどの不良を誘発することに対し、本発明者らは、前記実施形態の偏光板では前述した特性を有する光透過性基材を用いることによって、高温高湿条件に長時間晒しても物性や形態に大きい変化がない耐久性を確保することができるという点を実験を通じて確認して発明を完成した。
前記実施形態の偏光板は、６０℃乃至１００℃の温度範囲で前記光透過性基材の第１方向の熱収縮力に対する前記第１方向に垂直な前記光透過性基材の第２方向の熱収縮力の比率が０．６乃至１．５、または０．７乃至１．３、または０．８乃至１．２、または０．９乃至１．１を満たす光透過性基材を含むことによって、前記偏光板は、製造過程で６０℃以上の温度が加えられる場合にも、細部層間の熱収縮率などが調節され、偏光板の反りバランス（ｂａｌａｎｃｅ）も良好であることが確認され、偏光板のクラックを防止することができ、液晶表示装置の光漏れ現像を防止することができる。
より具体的に、前記光透過性基材が６０℃乃至１００℃の温度範囲で前記光透過性基材の第１方向の熱収縮力に対する前記第１方向に垂直な前記光透過性基材の第２方向の熱収縮力の比率が０．６乃至１．５、または０．７乃至１．３、または０．８乃至１．２、または０．９乃至１．１という条件を満たすことによって、高温高湿下で応力伝達が均一に伝播されて偏光板ずれが改善され、細部層間の密着力がより向上して堅固になり得る。
これに対し、６０℃乃至１００℃の温度範囲で前記光透過性基材の第１方向の熱収縮力に対する前記第１方向に垂直な前記光透過性基材の第２方向の熱収縮力の比率が過度に小さい場合、高温高湿での応力伝達が不均一に発生して細部層間の密着力が落ち、偏光板にクラックが発生し、液晶表示装置の光漏れ現像が現れることがある。
また、６０℃乃至１００℃の温度範囲で前記光透過性基材の第１方向の熱収縮力に対する前記第１方向に垂直な前記光透過性基材の第２方向の熱収縮力の比率が過度に大きい場合、高温高湿での応力伝達が不均一に発生して細部層間の密着力が落ち、偏光板にクラックが発生し、液晶表示装置の光漏れ現像が現れて技術的に不利になり得る。
一方、前述のように、前記光透過性基材は、６０℃乃至１００℃の温度範囲で前記光透過性基材の第１方向の熱収縮力に対する前記第１方向に垂直な前記光透過性基材の第２方向の熱収縮力の比率が０．６乃至１．５であってもよいが、前記光透過性基材の厚さおよび各方向でのモジュラスなどの要因によって、６０℃乃至１００℃の温度範囲で前記光透過性基材の第１方向の熱収縮率に対する前記第１方向に垂直な前記光透過性基材の第２方向の熱収縮率の比率が０．４乃至４、または０．８乃至２であってもよい。
６０℃乃至１００℃の温度範囲で前記光透過性基材の第１方向の熱収縮率に対する前記第１方向に垂直な前記光透過性基材の第２方向の熱収縮率の比率が０．４乃至４、または０．８乃至２であることから、前記光透過性基材を含む偏光板は、製造過程で６０℃以上の温度が加えられる場合にも細部層間の熱収縮率などの偏差があまり大きくなくなり、偏光板の反りバランス（ｂａｌａｎｃｅ）が良好になり、偏光板のクラックおよび液晶表示装置の光漏れ現像を防止することができる。
６０℃乃至１００℃の温度範囲で前記光透過性基材の第１方向の熱収縮率に対する前記第１方向に垂直な前記光透過性基材の第２方向の熱収縮率の比率が過度に小さい場合、高温高湿での応力伝達が不均一に発生して細部層間の密着力が落ち、偏光板にクラックが発生し、液晶表示装置の光漏れ現像が現れることがある。
また、６０℃乃至１００℃の温度範囲で前記光透過性基材の第１方向の熱収縮率に対する前記第１方向に垂直な前記光透過性基材の第２方向の熱収縮率の比率が過度に大きい場合、例えば前記比率が４を超える場合、高温高湿での応力伝達が不均一に発生して細部層間の密着力が落ち、偏光板にクラックが発生し、液晶表示装置の光漏れ現像が現れて技術的に不利になり得る。
前記光透過性基材の第１方向の熱収縮力および第２方向の熱収縮力のそれぞれは、６０℃乃至１００℃の温度に１０分乃至３００分間晒して測定され得る。
前記光透過性基材の第１方向の熱収縮率および第２方向の熱収縮率のそれぞれは、６０℃乃至１００℃の温度に１０分乃至１００分間晒して測定され得る。
前記光透過性基材の第１方向は、前記光透過性基材のＭＤ方向（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）であり、前記光透過性基材の第２方向は、前記光透過性基材のＴＤ方向（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）であってもよい。
前記光透過性基材は、３００ｎｍ以上の波長で透過率が５０％以上であってもよい。
また、前記実施形態の偏光板は、６０℃乃至１００℃の温度範囲で前記光透過性基材の第１方向および第２方向間の熱収縮力やまたは熱収縮率の比率関連条件を満たす光透過性基材を含むと同時に、前記偏光板の前記光透過性基材とは反対側面に１０μｍ以下の厚さを有するハードコーティング層を含めて、より薄い厚さを実現しながらも、細部層間の熱収縮率および熱収縮力などを適切に調節することができ、堅固な内部構造を実現することができる。
特に、以前に知られた偏光板は、偏光子を中心に両側にトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムなどを位置する構造を有することに対し、前記実施形態の偏光板は、一側に前述した特性を有する光透過性基材が位置し、他の一側に１０μｍ以下の厚さを有するハードコーティング層が位置してＰＶＡフィルム側への水分伝達を遮断することができ、偏光フィルムの全体厚さを薄くすることができる。
前記実施形態の偏光板１００の一例を図１に示した。図１に示された偏光板１００は、偏光子２０と前記偏光子を中心に対向するように位置する１０μｍ以下の厚さを有するハードコーティング層３０および光透過性基材１０を含む。
一方、前記光透過性基材は、波長４００ｎｍ乃至８００ｎｍで測定される厚さ方向のリターデーション（Ｒｔｈ）が３，０００ｎｍ以上であってもよい。
前記光透過性基材のリターデーションを３，０００ｎｍ以上、４，０００乃至１５，０００ｎｍ、または５，０００乃至１０，０００ｎｍに制御することによって相殺干渉によるレインボー現像が抑制され、セルロースエステル系フィルムに準ずるように画像表示装置の視認性を向上させることができる。
前記リターデーションは、光透過性基材の面内で最も屈折率が大きい方向である遅相軸方向の屈折率（ｎｘ）、前記遅相軸方向と直交する方向である進相軸方向の屈折率（ｎｙ）、および前記光透過性基材の厚さｄ（単位：ｎｍ）を、下記数式１に代入して計算したものであってもよい。
［数式１］
Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ
また、このようなリターデーションは、例えば自動複屈折計（ＫＯＢＲＡ−ＷＲ、測定角：０°、測定波長：５４８．２ｎｍ）を利用して測定された値であってもよい。または、前記リターデーションは、次の方法でも求めることができる。まず２枚の偏光板を利用して前記光透過性基材の配向軸方向に備え、配向軸方向に対して直交する二つの軸屈折率（ｎｘ、ｎｙ）をＡｂｂｅ式屈折率計（ＮＡＲ−４Ｔ）により求める。この時、より大きい屈折率を示す軸を遅相軸と定義する。また、前記光透過性基材の厚さを、例えば電気マイクロメータを利用して測定し、先に得られた屈折率を利用して屈折率差（ｎｘ−ｎｙ）（以下、ｎｘ−ｎｙをΔｎという）を算出し、この屈折率差（Δｎ）と光透過性基材の厚さｄ（ｎｍ）との積によりリターデーションを求めることができる。
前記光透過性基材のリターデーションが３０００ｎｍ以上であるため、屈折率差（Δｎ）は０．０５以上、０．０５乃至０．２０、または０．０８乃至０．１３であってもよい。前記屈折率差（Δｎ）が０．０５未満であれば前述したリターデーション値を得るために必要な前記光透過性基材の厚さが厚くなり得る。一方、屈折率差（Δｎ）が０．２０を超えれば、延伸倍率を過度に高める必要が発生し、前記光透過性基材が破れ、破壊されやすいため、工業材料としての実用性が顕著に低下することがあり、耐湿熱性が低下することがある。
前記光透過性基材の遅相軸方向での屈折率（ｎｘ）は、１．６０乃至１．８０または１．６５乃至１．７５であってもよい。一方、前記面内に複屈折率を有する光透過性基材の進相軸方向での屈折率（ｎｙ）は、１．５０乃至１．７０、または１．５５乃至１．６５であってもよい。
一方、前記光透過性基材としては、耐水性に優れて光漏れ現像を誘発する可能性が殆どなく、機械的物性に優れたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用いることができる。
一方、前記光透過性基材は、波長４００ｎｍ乃至８００ｎｍで測定される厚さ方向のリターデーション（Ｒｔｈ）が３，０００ｎｍ以上であると共に、低い水分透過特性を有することができる。より具体的に前記光透過性基材は、４０℃、湿度１００％の条件で２４時間の間の水分透過量を測定した時、水分透過量が１００ｇ／ｍ２以下、または１０乃至１００ｇ／ｍ２であってもよい。
一方、前記光透過性基材の厚さが大きく限定されるのではないが、１０乃至１５０μｍ、２０乃至１２０μｍ、または３０乃至１００μｍであってもよい。前記光透過性基材の厚さが１０μｍ未満であれば、前記ハードコーティング層の厚さより過度に薄くて反りが発生し、光透過性基材の柔軟性が落ちて工程を制御し難いこともある。また、前記光透過性基材が過度に厚くなれば、光透過性基材の透過率が減少して光学物性が落ちることがあり、これを含む画像表示装置を薄膜化し難いという問題点がある。
前記偏光板の内部構造がより堅固になり、高温条件に晒しても反りが発生するなどの現像を防止するために前記光透過性基材の厚さに対するハードコーティング層の厚さの比率が０．０２乃至０．２５であってもよい。
前述のように、前記光透過性基材の厚さが前記ハードコーティング層の厚さに対して過度に適正範囲を有さなければ、偏光板に反りが発生することがあり、光透過性基材の柔軟性が落ちて工程を制御し難いこともある
一方、前記実施形態の偏光板は、前記光透過性基材が６０℃乃至１００℃の温度範囲で前記光透過性基材の第１方向の熱収縮力に対する前記第１方向に垂直な前記光透過性基材の第２方向の熱収縮力の比率が０．６乃至１．５、または０．７乃至１．３、または０．８乃至１．２、または０．９乃至１．１を満たす光透過性基材を含むと同時に、１０μｍ以下の厚さを有するハードコーティング層を含めて、以前に知られた他の偏光板構造に比べてより薄い厚さを通じても堅固な構造を実現することができ、また外部熱により耐久構造や物性が大きく変わらない特性を有することができる。また、前述のように、６０℃乃至１００℃の温度範囲で前記光透過性基材の第１方向の熱収縮率に対する前記第１方向に垂直な前記光透過性基材の第２方向の熱収縮率の比率が０．４乃至４、または０．８乃至２であってもよい。
より具体的に、前記偏光子；前記ハードコーティング層；および前記光透過性基材；を合わせた厚さが２００μｍ以下であってもよい。例えば、前記偏光子は、４０μｍ以下、または１乃至４０μｍの厚さを有することができ、前記ハードコーティング層は、１０μｍ以下、または１乃至１０μｍの厚さを有することができ、前記光透過性基材は、１５０μｍ以下の厚さを有することができる。
一方、前記ハードコーティング層は、具体的な組成が大きく限定されるのではないが、例えば前記ハードコーティング層は、バインダー樹脂；および前記バインダー樹脂に分散され、０．５μｍ乃至１０μｍの粒径を有する有機微粒子または１ｎｍ乃至５００ｎｍの粒径を有する無機微粒子を含むことができる。
前記ハードコーティング層に含まれるバインダー樹脂は、光硬化性樹脂を含むことができる。前記光硬化性樹脂は、紫外線などの光が照射されれば重合反応を起こすことができる光重合性化合物の重合体を意味する。
前記光硬化性樹脂の例としては、ウレタンアクリレートオリゴマー、エポキシドアクリレートオリゴマー、ポリエステルアクリレートおよびポリエーテルアクリレートからなる反応性アクリレートオリゴマー群；およびジペンタエリトリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリトリトールペンタアクリレート、ペンタエリトリトールテトラアクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、グリセリンプロポキシレートトリアクリレート、トリメチルプロパンエトキシレートトリアクリレート、トリメチルプロピルトリアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレートおよびエチレングリコールジアクリレートからなる多官能性アクリレート単量体からなる群；から形成された重合体または共重合体や、エポキシ基、指環式エポキシ基、グリシジル基エポキシ基またはオキセタン基を含むエポキシ基を含むエポキシ樹脂などが挙げられる。
前記バインダー樹脂は、前述した光硬化性樹脂と共に重量平均分子量が１０，０００ｇ／ｍｏｌ以上である（共）重合体（以下、高分子量（共）重合体という）をさらに含むことができる。前記高分子量（共）重合体は、例えば、セルロース系ポリマー、アクリル系ポリマー、スチレン系ポリマー、エポキシド系ポリマー、ナイロン系ポリマー、ウレタン系ポリマーおよびポリオレフィン系ポリマーからなる群より選択される１種以上のポリマーを含むことができる。
前記有機または無機微粒子は、粒径が具体的に限定されるのではないが、例えば有機微粒子は１乃至１０μｍの粒径を有することができ、前記無機粒子は１ｎｍ乃至５００ｎｍ、または１ｎｍ乃至３００ｎｍの粒径を有することができる。
また、前記ハードコーティング層に含まれる有機または無機微粒子の具体的な例が限定されるのではないが、例えば前記有機または無機微粒子は、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、エポキシド樹脂およびナイロン樹脂からなる有機微粒子であるか、または酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化ジルコニウムおよび酸化亜鉛からなる無機微粒子であってもよい。
前記一実施形態の偏光板は、偏光子を含む。
前記偏光子は、当該技術分野によく知られた偏光子、例えばヨードまたは二色性染料を含むポリビニルアルコール（ＰＶＡ）からなるフィルムを用いることができる。この時、前記偏光子は、ポリビニルアルコールフィルムにヨードまたは二色性染料を染着させ、延伸して製造され得るが、その製造方法は特に限定されない。
一方、前記偏光子がポリビニルアルコールフィルムである場合、ポリビニルアルコールフィルムは、ポリビニルアルコール樹脂またはその誘導体を含むものであれば特別な制限なしに使用が可能である。この時、前記ポリビニルアルコール樹脂の誘導体としては、これに限定されるのではないが、ポリビニルホルマールを樹脂、ポリビニルアセタール樹脂などが挙げられる。または、前記ポリビニルアルコールフィルムは、当該技術分野において偏光子の製造に一般に使用される市販のポリビニルアルコールフィルム、例えば、クラレ社のＰ３０、ＰＥ３０、ＰＥ６０、日本合成社のＭ３０００、Ｍ６０００などを使用することができる。
一方、前記ポリビニルアルコールフィルムは、これによって限定されるのではないが、重合度が１０００乃至１００００または１５００乃至５０００であってもよい。重合度が前記範囲を満たす時、分子の動きが自由であり、ヨードまたは二色性染料などと柔軟に混合され得る。また、前記偏光子は厚さが４０μｍ以下、３０μｍ以下、２０μｍ以下、１乃至２０μｍ、または１μｍ乃至１０μｍであってもよい。この場合、前記偏光子を含む偏光板や画像表示装置などのデバイスの薄型軽量化が可能である。
前記偏光子と対向するように前記光透過性基材の一面に形成される反射防止フィルムをさらに含むことができる。
前記実施形態の偏光板１００のまた他の一例を図２に示した。図２に示された偏光板１００は、偏光子２０と前記偏光子を中心に対向するように位置する１０μｍ以下の厚さを有するハードコーティング層３０および光透過性基材１０を含み、前記光透過性基材１０の一面に形成された反射防止フィルム４０を含む。
前記反射防止フィルムは、３８０ｎｍ乃至７８０ｎｍ波長領域での平均反射率が２％以下であってもよい。
前記反射防止フィルムは、１乃至１００μｍの厚さを有するハードコーティング層および３８０ｎｍ乃至７８０ｎｍ波長領域での屈折率が１．２０乃至１．６０である低反射層を含むことができる。
前記反射防止フィルムに含まれるハードコーティング層の具体的な例が限定されるのではないが、前記反射防止フィルムに含まれるハードコーティング層も、“前記偏光子を中心に対向するように位置する１０μｍ以下の厚さを有するハードコーティング層”のように、バインダー樹脂；および前記バインダー樹脂に分散され、０．５μｍ乃至１０μｍの粒径を有する有機微粒子または１ｎｍ乃至５００ｎｍの粒径を有する無機微粒子を含むことができる。
前記反射防止フィルムに含まれるハードコーティング層に含まれる前記バインダー樹脂および０．５μｍ乃至１０μｍの粒径を有する有機微粒子または１ｎｍ乃至５００ｎｍの粒径を有する無機微粒子に関する内容は前述した内容を含む。
前記３８０ｎｍ乃至７８０ｎｍ波長領域での屈折率が１．２０乃至１．６０である低反射層は、バインダー樹脂と前記バインダー樹脂に分散された有機微粒子または無機微粒子を含むことができ、選択的に光反応性作用基を有する含フッ素化合物および／または光反応性作用基を有するシリコーン系化合物をさらに含むことができる。
前記バインダー樹脂は、多官能（メタ）アクリレート系繰り返しを含む（共）重合体を含み、このような繰り返しは、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）、トリメチロールプロパンエトキシトリアクリレート（ＴＭＰＥＯＴＡ）、グリセリンプロポキシレートトリアクリレート（ＧＰＴＡ）、ペンタエリトリトールテトラアクリレート（ＰＥＴＡ）、またはジペンタエリトリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）などの多官能（メタ）アクリレート系化合物に由来するものであってもよい。
前記含フッ素化合物またはシリコーン系化合物に含まれる光反応性作用基は、（メタ）アクリレート基、エポキシド基、ビニル基（Ｖｉｎｙｌ）およびチオール基（Ｔｈｉｏｌ）からなる群より選択された１種以上の作用基を含むことができる。
前記光反応性作用基を含む含フッ素化合物は、ｉ）一つ以上の光反応性作用基が置換され、少なくとも一つの炭素に１以上のフッ素が置換された脂肪族化合物または脂肪族環化合物；ｉｉ）１以上の光反応性作用基で置換され、少なくとも一つの水素がフッ素で置換され、一つ以上の炭素がケイ素で置換されたヘテロ（ｈｅｔｅｒｏ）脂肪族化合物またはヘテロ（ｈｅｔｅｒｏ）脂肪族環化合物；ｉｉｉ）一つ以上の光反応性作用基が置換され、少なくとも一つのシリコーンに１以上のフッ素が置換されたポリジアルキルシロキサン系高分子；およびｉｖ）１以上の光反応性作用基で置換され、少なくとも一つの水素がフッ素で置換されたポリエーテル化合物；からなる群より選択された１種以上の化合物であってもよい。
前記低反射層は、中空型無機ナノ粒子、ソリッド型無機ナノ粒子および／または多孔性無機ナノ粒子を含むこともできる。
前記中空型無機ナノ粒子は、２００ｎｍ未満の最大直径を有し、その表面および／または内部に空いた空間が存在する形態の粒子を意味する。前記中空型無機ナノ粒子は、１乃至２００ｎｍ、または１０乃至１００ｎｍの数平均粒径を有する無機微細粒子からなる群より選択された１種以上を含むことができる。また、前記中空型無機ナノ粒子は、１．５０ｇ／ｃｍ３乃至３．５０ｇ／ｃｍ３の密度を有することができる。
前記中空型無機ナノ粒子は、表面に（メタ）アクリレート基、エポキシド基、ビニル基（Ｖｉｎｙｌ）およびチオール基（Ｔｈｉｏｌ）からなる群より選択された１種以上の反応性作用基を含有することができる。前記中空型無機ナノ粒子表面に前述した反応性作用基を含有することによって、より高い架橋度を有することができる。
前記ソリッド型無機ナノ粒子は、０．５乃至１００ｎｍの数平均粒径を有するソリッド型無機微細粒子からなる群より選択された１種以上を含むことができる。
前記多孔性無機ナノ粒子は、０．５乃至１００ｎｍの数平均粒径を有する無機微細粒子からなる群より選択された１種以上を含むことができる。
前記低反射層は、前記（共）重合体１００重量部に対して前記無機ナノ粒子１０乃至４００重量部；および前記光反応性作用基を含む含フッ素化合物および／またはシリコーン系化合物２０乃至３００重量部を含むことができる。
前記偏光板は、前記偏光子と前記光透過性基材の間に位置し、０．１μｍ乃至５μｍの厚さを有する接着層；をさらに含むことができる。
前記接着層には、前記接着剤としては、当該技術分野で使用される多様な偏光板用接着剤、例えば、ポリビニルアルコール系接着剤、ポリウレタン系接着剤、アクリル系接着剤、陽イオン系またはラジカル系接着剤などを制限なしに用いることができる。
一方、前記偏光板は、前記偏光子と接するハードコーティングフィルムの他の一面に形成された粘着層をさらに含むこともできる。
前記粘着層は、前記一実施形態の偏光板と画像表示装置の画像パネルの付着が可能にすることができる。前記粘着層は、当該技術分野によく知られている多様な粘着剤を用いて形成することができ、その種類が特に制限されるのではない。例えば、前記粘着層は、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ポリビニルアルコール系粘着剤、ポリビニルピロリドン系粘着剤、ポリアクリールアミド系粘着剤、セルロース系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤などを利用して形成することができる。
前記実施形態の偏光板１００のまた他の一例を図３に示した。図３に示された偏光板１００は、偏光子２０と前記偏光子を中心に対向するように位置する１０μｍ以下の厚さを有するハードコーティング層３０および光透過性基材１０を含み、前記光透過性基材１０の一面に形成された反射防止フィルム４０を含み、前記偏光子と前記光透過性基材の間に位置する接着層５０と前記偏光子と接するハードコーティングフィルムの他の一面に形成された粘着層６０を含む。
前記粘着層の厚さも大きく限定されるのではなく、例えば１乃至５０μｍの厚さを有することができる。
発明のまた他の実施形態によれば、液晶セルの少なくとも一面に偏光板が形成される液晶パネルが提供され得る。
前記実施形態の液晶パネル２００の一例を図４に示した。図４に示された液晶パネル２００は、液晶パネルの一面上に前記偏光板１００が形成された構造を有する。
また、前記実施形態の液晶パネル２００の他の一例を図５に示した。図５に示された液晶パネル２００は、液晶パネルの両面上に前記偏光板１００が形成された構造を有する。
前記液晶パネルで、前記液晶セルの両面に請求項１に記載の偏光板がそれぞれ形成されてもよく、前記２個の偏光板は、前記液晶セルの一面に形成される偏光板の偏光子のＭＤ方向と他の一面に形成される偏光板の偏光子のＭＤ方向とが互いに垂直になるように位置することができる。
発明のまた他の実施形態によれば、前述した偏光板を含むディスプレイ装置が提供され得る。
前記ディスプレイ装置の具体的な例が限定されるのではなく、例えば液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ］）、プラズマディスプレイ装置、有機発光ダイオード装置（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ）などの装置であってもよい。
一例として、前記ディスプレイ装置は、互いに対向する一対の偏光板；前記一対の偏光板の間に順次に積層された薄膜トランジスター、カラーフィルターおよび液晶セル；およびバックライトユニットを含む液晶ディスプレイ装置であってもよい。
前記ディスプレイ装置において前記反射防止フィルムは、ディスプレイパネルの観測者側またはバックライト側の最外側表面に備えられてもよい。
前記反射防止フィルムを含むディスプレイ装置は、一対の偏光板のうち、相対的にバックライトユニットと距離が遠い偏光板の一面に反射防止フィルムが位置することができる。
また、他の一例として、前記ディスプレイ装置は、表示パネル；および前記表示パネルの少なくとも一面に位置する前記偏光板を含むことができる。
前記ディスプレイ装置は、液晶パネルおよび前記液晶パネルの両面にそれぞれ備えられた光学積層体を含む液晶表示装置であってもよく、この時、前記偏光板のうちの少なくとも一つが前述した本明細書の一実施形態による偏光子を含む偏光板であってもよい。この時、前記液晶表示装置に含まれる液晶パネルの種類は特に限定されないが、例えば、ＴＮ（ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）型、ＳＴＮ（ｓｕｐｅｒ ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）型、Ｆ（ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｉｃ）型またはＰＤ（ｐｏｌｙｍｅｒ ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ）型のような手動行列方式のパネル；２端子型（ｔｗｏ ｔｅｒｍｉｎａｌ）または３端子型（ｔｈｒｅｅ ｔｅｒｍｉｎａｌ）のような能動行列方式のパネル；横電界型（ＩＰＳ；Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）パネルおよび垂直配向型（ＶＡ；Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）パネルなどの公知のパネルが全て適用され得る。
本発明によれば、細部構成層熱収縮率などが調節され、良好な反りバランス（ｂａｌａｎｃｅ）を有し、安定した内部構造を実現してクラックを防止することができ、液晶表示装置の光漏れ現像を防止することができる偏光板と、前記偏光板を含む液晶パネルおよびディスプレイ装置が提供され得る。
発明の実施形態の偏光板の一例を示した図面である。 発明の実施形態の偏光板の他の一例を示した図面である。 発明の実施形態の偏光板のまた他の一例を示した図面である。 発明の実施形態の液晶パネルの一例を示した図面である。 発明の実施形態の液晶パネルの他の一例を示した図面である。
発明の実施形態を下記の実施例でより詳細に説明する。但し、下記の実施例は、本発明を例示するものに過ぎず、本発明の内容が下記の実施例により限定されるのではない。
［製造例］
製造例１：反射防止フィルムの製造
（１）反射防止フィルムのハードコーティング層形成用コーティング液の製造
下記表１に記載された成分を混合して反射防止フィルムのハードコーティング層形成用コーティング液（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）を製造した。
Figure 2021513116
ＤＰＨＡ：ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート
ＰＥＴＡ：ペンタエリトリトールトリアクリレート
ＵＡ−３０６Ｔ：ウレタンアクリレートであって、トルエンジイソシアネートとペンタエリトリトールトリアクリレートの反応物（Ｋｙｏｅｉｓｈａ製品）
８ＢＲ−５００：光硬化型ウレタンアクリレートポリマー（Ｍｗ２００，０００、Ｔａｉｓｅｉ Ｆｉｎｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ製品）
ＩＲＧ−１８４：開始剤（Ｉｒｇａｃｕｒｅ １８４、Ｃｉｂａ社）
Ｔｅｇｏ−２７０：Ｔｅｇｏ社レベリング剤
ＢＹＫ３５０：ＢＹＫ社レベリング剤
ＩＰＡ イソプロピルアルコール
ＸＸ−１０３ＢＱ（２．０μｍ、屈折率１．５１５）：ポリスチレンとポリメチルメタクリレートの共重合粒子（Ｓｅｋｉｓｕｉ Ｐｌａｓｔｉｃ製品）
ＸＸ−１１３ＢＱ（２．０μｍ、屈折率１．５５５）：ポリスチレンとポリメチルメタクリレートの共重合粒子（Ｓｅｋｉｓｕｉ Ｐｌａｓｔｉｃ製品）
ＭＡ−ＳＴ（３０％ ｉｎ ＭｅＯＨ）：大きさ１０〜１５ｎｍのナノシリカ粒子がメチルアルコールに分散された分散液（Ｎｉｓｓａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ製品）
（２）低反射層形成用コーティング液（Ｃ）の製造
トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）１００ｇ、中空型シリカナノ粒子（直径範囲：約４２ｎｍ乃至６６ｎｍ、ＪＳＣ ｃａｔａｌｙｓｔ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製品）２８３ｇ、ソリッド型シリカナノ粒子（直径範囲：約１２ｎｍ乃至１９ｎｍ）５９ｇ、第１含フッ素化合物（Ｘ−７１−１２０３Ｍ、ＳｈｉｎＥｔｓｕ社）１１５ｇ、第２含フッ素化合物（ＲＳ−５３７、ＤＩＣ社）１５．５ｇおよび開始剤（Ｉｒｇａｃｕｒｅ １２７、Ｃｉｂａ社）１０ｇを、ＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）溶媒に固形分濃度３重量％になるように希釈して低反射層形成用コーティング液を製造した。
（３）光透過性基材上に形成された反射防止フィルムの製造
下記表２および３に記載されたそれぞれのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に前記製造されたハードコーティング層形成用コーティング液（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）のそれぞれを＃１２番 ｍａｙｅｒ ｂａｒでコーティングした後、下記表２および３に記載された温度で２分間乾燥し、ＵＶ硬化してハードコーティング層（コーティング厚さは５μｍ）を形成した。ＵＶランプはＨ ｂｕｌｂを利用し、窒素雰囲気下で硬化反応を進行した。硬化時に照射されたＵＶ光量は１００ｍＪ／ｃｍ２である。
前記ハードコーティングフィルム上に、前記低反射層形成用コーティング液（Ｃ）を＃４ ｍａｙｅｒ ｂａｒで厚さが約１１０乃至１２０ｎｍになるようにコーティングし、下記表２および３に記載された温度で１分間乾燥および硬化した。前記硬化時には窒素パージング下で前記乾燥されたコーティング物に２５２ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射した。
製造例２：ハードコーティング層形成用コーティング液の製造およびハードコーティング層が形成された偏光子の製造
（１）ハードコーティング層形成用コーティング液（Ａ）の製造
トリメチロイルプロパントリアクリレート２８ｇ、ＫＢＥ−４０３ ２ｇ、開始剤ＫＩＰ−１００ｆ０．１ｇ、レベリング剤（Ｔｅｇｏ ｗｅｔ ２７０）０．０６ｇを均一に混合してハードコーティング組成物を製造した。
（２）ハードコーティング層が形成された偏光子の製造
前記製造例１で製造された反射防止フィルムの光透過性基材側にＵＶ接着剤を利用してポリビニルアルコール偏光子（厚さ：２５μｍ、製造会社：ＬＧ化学）を接合した後、前記光透過性基材の反対面に前記製造されたハードコーティング層形成用コーティング液（Ａ）を７μｍの厚さに塗布し、窒素パージング下で乾燥されたコーティング物に５００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射してハードコーティング層を形成した。
［実施例および比較例：偏光板および液晶パネルの製造］
（１）偏光板の製造
前記製造例１で得られた光透過性基材上に形成された反射防止フィルムと偏光子をＵＶ硬化型接着剤を利用して接合した後、偏光子の他の一面に前記製造例２で製造されたハードコーティング層を形成して下記表２および表3に記載された実施例および比較例のそれぞれの偏光板を製造した。
１）熱収縮力の比率の測定
この時、実施例および比較例のそれぞれで用いたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムのＭＤ方向の熱収縮力：ＴＤ方向の熱収縮力の比率は、ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社のＤＭＡ（動的機械分析器）機器を通じて測定した。
２５℃で１分当り２５℃ずつ上昇して３分後７５℃になるようにし、それから７分後に８０℃に到達するように温度を設定し、測定時間は２時間にし、８０℃安定化以降２時間が経過後のＰＥＴフィルムのＭＤ方向の熱収縮力およびＴＤ方向の熱収縮力値を測定した。
前記ＰＥＴフィルムのＭＤ方向の熱収縮力およびＴＤ方向の熱収縮力のそれぞれは、幅６ｍｍ、長さ５０ｍｍに切断したサンプルをクランプに締結し、予圧（Ｐｒｅｌｏａｄ）０．０１Ｎ状態で、引張（Ｓｔｒａｉｎ）０．１％を維持するようにサンプルを引いて固定させた後、高温で引張０．１％を維持するに入る収縮力を測定して決定した。前記ＰＥＴフィルムのＭＤ方向の熱収縮力およびＴＤ方向の熱収縮力のそれぞれを測定し、その比を求めた。
ＰＥＴ１：収縮力比（ＭＤ／ＴＤ）が約１
ＰＥＴ２：収縮力比（ＭＤ／ＴＤ）が約２
ＰＥＴ３：収縮力比（ＭＤ／ＴＤ）が約０．５
２）熱収縮率の比率の測定
実施例および比較例のそれぞれで用いたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムのＭＤ方向の熱収縮率：ＴＤ方向の熱収縮率の比率は、それぞれのＰＥＴフィルムを１０ｃｍ×１０ｃｍ（横×縦）の大きさで切断して８０℃に３０分間放置した後、ＭＤ、ＴＤ方向のそれぞれに対して収縮率（変形された長さ／初期の長さ）を求めて計算した。
ＰＥＴ１：熱収縮率比（ＭＤ／ＴＤ）が約１
ＰＥＴ２：熱収縮率比（ＭＤ／ＴＤ）が約１４
ＰＥＴ３：熱収縮率比（ＭＤ／ＴＤ）が約５
(２）熱衝撃評価用サンプルの製造
一辺の長さが１０ｃｍである正四角形で裁断した前記偏光板をＴＶ用ガラス（横１２ｃｍ、縦１２ｃｍ、厚さ０．７ｍｍ）の一面に接合して熱衝撃評価用サンプルを製造する。この時、偏光子のＭＤ方向が正四角形の一辺と平行になるように偏光板を裁断する。
［実験例：熱衝撃評価］
前記製造された偏光板と偏光板が接合された評価用サンプルに対して次のような条件で熱衝撃実験を進行し、以下の三つの事項に対して測定および確認した。
−測定条件：
偏光板と評価用サンプルを熱衝撃チャンバーに垂直に立てておく。常温から８０℃に昇温して３０分間放置し、その後、温度を−３０℃に下げて３０分放置後に常温に温度調節することを１Ｃｙｃｌｅにして総１００Ｃｙｃｌｅを繰り返した。
（１）クラックの発生数
前記評価用サンプルの偏光子の間に発生したクラック と偏光子の間に隙ができたことを肉眼で確認して長さ１ｃｍ以上のクラックの個数を確認した。
（２）気泡
前記評価用サンプルの偏光子と保護フィルムの間に発生した気泡および偏光子とハードコーティング層の間に発生した気泡を肉眼で確認して直径５ｍｍ以上の気泡数を確認した。
（３）頂点の浮き（ｍｍ）、１０ｘ１０／ｆｉｌｍ単品
前記偏光板サンプルの４頂点を観察してコーティング層と偏光子の間の浮き、偏光子と保護フィルムの間の剥離、ハードコーティングと粘着層の間の剥離と反りを観察する。浮きが発生して反りが現れる場合、扁平に底に置いた状態で底から反った高さを測定して平均を求めた。
Figure 2021513116
Figure 2021513116
前記表2および表3に示すように、実施例の偏光板は、製造過程で６０℃以上の温度が加えられる場合にも細部層間の熱収縮率などが調節され、偏光板の反りバランス（ｂａｌａｎｃｅ）も良好であることが確認され、偏光板のクラックを防止することができ、液晶表示装置の光漏れ現像を防止することができることを確認された。
１０ 光透過性基材
２０ 偏光子
３０ ハードコーティング層
４０ 反射防止フィルム
５０ 接着層
６０ 粘着層
７０ 液晶セル
１００ 偏光板
２００ 液晶パネル

Claims (16)

  1. 偏光子と、
    前記偏光子を中心に対向するように位置する１０μｍ以下の厚さを有するハードコーティング層および光透過性基材を含み、
    ６０℃乃至１００℃の温度範囲で前記光透過性基材の第１方向の熱収縮力に対する前記第１方向に垂直な前記光透過性基材の第２方向の熱収縮力の比率が０．６乃至１．５である、偏光板。
  2. ６０℃乃至１００℃の温度範囲で前記光透過性基材の第１方向の熱収縮率に対する前記第１方向に垂直な前記光透過性基材の第２方向の熱収縮率の比率が０．４乃至４である、請求項１に記載の偏光板。
  3. 前記光透過性基材の第１方向の熱収縮力および第２方向の熱収縮力のそれぞれは、６０℃乃至１００℃の温度に１０分乃至３００分間晒して測定される、請求項１に記載の偏光板。
  4. 前記光透過性基材の第１方向の熱収縮率および第２方向の熱収縮率のそれぞれは、６０℃乃至１００℃の温度に１０分乃至３００分間晒して測定される、請求項２に記載の偏光板。
  5. 前記光透過性基材の第１方向は、前記光透過性基材のＭＤ方向（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）であり、前記光透過性基材の第２方向は、前記光透過性基材のＴＤ方向（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）である、請求項１または２に記載の偏光板。
  6. 前記光透過性基材は、波長４００ｎｍ乃至８００ｎｍで測定される厚さ方向のリターデーション（Ｒｔｈ）が３，０００ｎｍ以上である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の偏光板。
  7. ４０℃、湿度１００％の条件で２４時間測定した前記光透過性基材の水分透過量が１００ｇ／ｍ２以下である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の偏光板。
  8. 前記光透過性基材の厚さに対するハードコーティング層の厚さの比率が０．０２乃至０．２５である、請求項１に記載の偏光板。
  9. 前記偏光子；前記ハードコーティング層；および前記光透過性基材；を合わせた厚さが２００μｍ以下である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の偏光板。
  10. 前記ハードコーティング層は、バインダー樹脂；および前記バインダー樹脂に分散され、０．５μｍ乃至１０μｍの粒径を有する有機微粒子または１ｎｍ乃至５００ｎｍの粒径を有する無機微粒子を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の偏光板。
  11. 前記偏光子と対向するように前記光透過性基材の一面に形成される反射防止フィルムをさらに含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の偏光板。
  12. 前記反射防止フィルムは、１乃至１００μｍの厚さを有するハードコーティング層および３８０ｎｍ乃至７８０ｎｍ波長領域での屈折率が１．２０乃至１．６０である低反射層を含む、請求項１１に記載の偏光板。
  13. 前記偏光子と前記光透過性基材の間に位置し、０．１μｍ乃至５μｍの厚さを有する接着層；をさらに含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の偏光板。
  14. 請求項１〜１３のいずれか一項に記載の偏光板が液晶セルの少なくとも一面に形成される液晶パネル。
  15. 前記液晶セルの両面に請求項１〜１３のいずれか一項に記載の偏光板がそれぞれ形成され、
    前記２個の偏光板は、前記液晶セルの一面に形成される偏光板の偏光子のＭＤ方向と他の一面に形成される偏光板の偏光子のＭＤ方向とが互いに垂直になるように位置する、請求項１４に記載の液晶パネル。
  16. 請求項１〜１３のいずれか一項に記載の偏光板を含むディスプレイ装置。
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