KR100711942B1

KR100711942B1 - 편광판

Info

Publication number: KR100711942B1
Application number: KR1020027008268A
Authority: KR
Inventors: 이시이요시노리; 야마모토다케시; 우에스기다카오; 와타나베고이치
Original assignee: 군제 가부시키가이샤; 가부시키가이샤 포라테크노
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2007-05-02
Also published as: AU2230801A; KR20020066402A; US6726995B2; CN1413304A; JP4689128B2; CN1207584C; TW468067B; WO2001048519A1; US20030091792A1

Abstract

고습열(高濕熱) 환경하에서 편광도의 저하억제, 색상변화 및 광누출이 실질적으로 일어나지 않는 편광판을 개시한다. 본 발명의 편광판은 2층의 하기 앵커코트제층을 갖는 환형(環形)올레핀계 수지를 주성분으로 하는 하기 보호막이, 하기 접착제에 의해 폴리비닐알코올계 편광막의 최소한 한쪽 면에 적층되어 이루어지는 편광판으로 한다.

보호막은 80℃ ×24시간에서의 광학적 면내위상차(面內位相差)의 변화량이 5nm 이하이며 또한 앵커코트되는 면의 습윤장력이 500μN／cm(23℃) 이상이며, 앵커코트제층은 폴리이소시아네이트와, 폴리에스테르폴리올 및／또는 폴리에테르폴리올로 이루어지는 제1층과 폴리비닐알코올로 이루어지는 제2층을 포함하며, 접착제는 폴리비닐알코올로 이루어진다.

편광판, 액정디스플레이, 액정디스플레이, 면내위상차, 보호막

Description

편광판{POLARIZING PLATE}

본 발명은 편광판, 특히 액정디스플레이(LCD)용으로 유용한 고(高)내구성 고편광도 편광판에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고습열 환경하에서도 주로 편광도의 저하, 색상변화 및 광누출이 실질적으로 일어나지 않기 위한 편광판의 개량에 관한 것이다.

종래의 고(高)편광도 편광판은 폴리비닐알코올(이하, PVA라고 함)계 필름에 요오드 또는 2색성 염료를 흡착 배향시킨 편광막에, 보호막인 3아세트산 셀룰로스계 필름(이하, TAC라고 함)을 접착제인 PVA수지의 수용액이 미(未)건조 또는 반(半)건조의 유동성이 있는 상태로 적층한 것이 일반적이었다.

그러나, TAC는 흡수율이나 투습도가 크므로, TAC를 보호막으로 하는 편광판은 고온다습한 환경하에서의 편광성능의 저하, 구체적으로는 편광도의 저하, 색상변화 및 직교(直交)니콜상태에서의 광누출이 심하였다.

그러므로, 흡수율이나 투습도가 작은 수지로 이루어지는 필름을 보호막으로 하는 편광판이 제안되고 있다.

예를 들면, 일본국 특개평7(1995)-77608호 공보에서는, 보호막으로서의 열가소성 포화놀볼넨계 수지로 이루어지는 필름을 아크릴계 접착제나 폴리에스테르－이소시아네이트계 접착제를 사용하여 PVA계 편광막에 접합시킨 편광판이 개시되어 있다.

이 편광판은 80℃, 90％RH, 500시간 방치 후의 편광도가 95％ 이상, 단체(單體)투과율이 38％ 이상이라고 한다.

또, 일본국 특개평7(1995)-294732호 공보에서는, 광탄성계수가 25.0 ×10^-13cm²／dyne 이하의 필름, 예를 들면 제오넥스 등의 비정질(非晶質) 폴리올레핀이나 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어지는 필름을 편광소자막의 지지체로 하고, 아크릴계 접착제를 사용하여 편광소자막에 맞붙인 편광판이 개시되어 있다.

이 편광판은 60℃／90％RH 100시간 후의 명도(明度)지수비가 작다고 한다.

그러나, 이들 편광판은 습열환경하에서의 편광도의 저하는 억제되지만, 색상변화나 광누출억제는 충분하다고는 하기 어렵다.

(발명의 개시)

본 발명은 이상의 문제점을 해결하고, 고습열(高濕熱) 환경하에서도 편광도의 저하억제는 물론이며, 색상변화와 광누출이 실질적으로 일어나지 않는 편광판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 편광판은 환형(環形)올레핀계 수지를 주성분으로 하는 필름면에 제1 앵커코트제층과 제2 앵커코트제층을 순서대로 형성한 보호막이 폴리비닐알코올로 이루어진 접착제에 의하여 폴리비닐알코올계 편광막의 최소한 한쪽 면에 적층되어 있다.

보호막은 80℃×24시간에서의 광학적 면내위상차(面內位相差)의 변화량이 5nm 이하이며 또한 적층되는 면의 습윤장력이 23℃에서 500μN／cm 이상이다.

제1 앵커코트제층은 폴리이소시아네이트와 폴리에스테르폴리올 및／또는 폴리에테르폴리올의 혼합물로 이루어진 층이다. 제2 앵커코트제층은 폴리비닐알코올로 이루어진 층이다.

접착제는 보호막의 제2 앵커코트제층의 표면과 편광막의 편면을 접착함과 아울러 폴리비닐알코올로 이루어진다.

본 발명의 편광막은, PVA 또는 그 유도체로 이루어지는 필름을 1축(軸) 연신배향한 후, 요오드를 흡착시켜 붕산수처리하고 긴장(緊張)된 상태하에서 건조함으로써 제조된다.

또는, PVA 또는 그 유도체로 이루어지는 필름을 요오드수용액에 침지하여 요오드를 흡착시킨 후, 붕산수내에서 1축 연신 배향하고 긴장(緊張)된 상태하에서 건조함으로써도 얻어진다.

요오드 대신 아조계, 안트라퀴논계, 테트라딘계 등의 2색성 염료를 사용한 편광막도 동일하게 하여 제조된다.

이렇게 하여 얻어지는 편광막의 편광도는, 바람직하게는 95.0％ 이상, 더욱 바람직하게는 99.0％ 이상, 더욱 바람직하게는 99.7％ 이상이다.

본 발명에서 말하는 색상변화라는 것은, 습열분위기하에 놓인 경우에, 편광 판 단체 또는 직교니콜상태에서의 색상이 변화하는 현상을 말한다.

색상변화가 발생하는 편광판을 사용한 액정디스플레이에서는, 장기간 사용하고 있으면 디스플레이의 색상이 변화하거나, 콘트라스트가 저하한다는 문제가 발생하고, 그 결과 액정디스플레이의 성능을 저하시키는 하나의 요인으로 되고 있다.

본 발명에서 말하는 광누출이라는 것은, 2매의 편광판을 직교니콜상태로 배치하여 습열환경하에 놓인 경우에 면내에서의 휘도에 변화가 생기는 현상을 말한다.

광누출이 발생하는 편광판을 사용한 액정디스플레이에서는, 장기간 사용하고 있으면 블랙상태일 때에 디스플레이의 에지부에 광이 누출되고, 그 결과 표시의 콘트라스트가 저하되어 액정디스플레이의 성능을 저하시키는 하나의 요인으로 되고 있다.

본 발명자들은 고습열 환경하에서도 편광도의 저하 억제는 물론이며, 색상변화와 광누출이 실질적으로 일어나지 않는 편광판을 제공하기 위해 예의 검토한 결과, 다음의 추론(推論)을 얻어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

먼저, 고습열 환경하에서의 편광도의 저하 억제는, 흡수율과 투습도가 작은 필름을 편광판의 보호막으로 함으로써 해결할 수 있다. 또, 고습열 환경하에서의 색상변화의 억제는, 편광막과 보호막을 충분히 접착시켜 편광막의 배향복귀를 억제함으로써 해결할 수 있다.

또한, 고습열 환경하에서의 광누출의 억제는, 광학적 면내위상차의 변화량이 적은 필름을 편광판의 보호막으로 함으로써 해결할 수 있다.

이들 추론을 실증하기 위해 본 발명자들은 예의 검토하였다.

본 발명에서는 편광판의 보호막으로서 환형(環形)올레핀계 수지를 주성분으로 하는 필름을 채용하였다. 환형(環形)올레핀계 수지를 주성분으로 하는 필름은 흡수율과 투습도가 작고, 또 광선투과율 등 편광판의 보호막으로서 필요한 제반 물성도 겸비하는 것이기 때문이다(또한, 환형(環形)올레핀계 수지는 광탄성계수가 작으므로, 광누출에도 유리할 것이라고 추측된다).

본 발명에 있어서 환형(環形)올레핀계 수지라는 것은 일반적인 총칭이며, 구체적으로는 다음의 (a)∼(d)를 예시할 수 있다.

(a) : 환형(環形)올레핀의 개환(開環) (공)중합체를 필요에 따라 수소 첨가한 중합체,

(b) : 환형(環形)올레핀의 부가 (공)중합체,

(c) : 환형(環形)올레핀과 에틸렌, 프로필렌 등 α－올레핀과의 랜덤 공중합체,

(d) : 상기 (a)∼(c)를 불포화카르본산이나 그 유도체 등으로 변성한 그라프트변성체

여기서, 환형(環形)올레핀으로서는 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 놀볼넨, 테트라시클로도데센이나 그들 유도체(예를 들면, 카르복실기나 에스테르기를 갖는 것)를 예시할 수 있다.

환형(環形)올레핀계 수지에는 자외선 흡수제, 무기나 유기의 안티블로킹제, 활제(滑劑), 정전기방지제, 안정제 등 각종 공지의 첨가제를 합목적(合目的)으로 첨가해도 된다.

환형(環形)올레핀계 수지에서 보호막을 얻는 방법은 특별히 한정은 없고, 예를 들면 용액유연법(流延法), 압출법, 캘린더법 등을 예시할 수 있다.

용액유연법에 사용하는 용제로서는, 시클로헥산, 시클로헥센 등의 지환식(脂環式) 탄화수소 및 그들 유도체, 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠 등의 방향족 탄화수소 및 그들 유도체를 예시할 수 있다.

보호막의 두께는 통상 5∼150㎛, 바람직하게는 10∼100㎛, 더욱 바람직하게는 20∼60㎛이다. 두께가 너무 얇은 경우에는 취급하기 어렵고, 너무 두꺼운 경우에는 후기(後記)하는 광학적 면내위상차의 변화량이 커지는 경향이 있다.

고습열 환경하에서의 색상변화와 보호막／편광막의 접착력과의 관계를 찾기 위해, 접착력이 다른 여러가지 접착제를 사용하여 시험한 결과, 색상변화와 보호막／편광막의 접착력과는 당초의 추론대로 상관관계가 있는 것이 판명되었다.

그러나, 색상변화가 실질적으로 일어나지 않는 접착제는 없었다. 그래서, 본 발명자들은 접착력을 향상시켜, 가능한 한 색상변화를 억제하는 수단에 대하여 여러가지로 검토하여, 드디어 다음 2가지 수단에 의해 해결하는 것을 발견하였다.

즉 첫째로, 앵커코트되는 보호막면을 습윤장력이 500μN／cm(23℃) 이상, 바람직하게는 550μN／cm(23℃)이 되도록 하는 것이다. 이 수치를 달성하는 수단으로서는 특별히 한정되는 것은 아니고, 공지의 수단을 이용하면 된다. 예를 들면, 코로나방전처리, 자외선조사처리, 화학약품처리 등에 의한 표면처리를 예시할 수 있다.

코로나방전처리나 자외선조사처리의 경우, 공기중이라도 질소나 희(希)가스중이라도 된다.

습윤장력이 500μN／cm(23℃) 미만에서는 충분한 접착력을 얻을 수 없다.

둘째로, 상기 보호막면에 제1 앵커코트제층으로서 폴리이소시아네이트와, 폴리에스테르폴리올 및／또는 폴리에테르폴리올로 이루어지는 앵커코트제를 도포, 건조하고, 이어서 그 위에 제2 앵커코트제층으로서 폴리비닐알코올계로 이루어지는 앵커코트제를 도포, 건조하고, 이어서 폴리비닐알코올로 이루어지는 접착제 용액을 미(未)건조 또는 반(半)건조 상태에서 편광막과 접착하는 것이다.

2층의 앵커코트제 도포 건조와 접착제 용액에 의한 접착은 계속해서 행해도 되며, 보호막면에 2층의 앵커코트제를 도포, 건조하여 일단 감고, 후일 이 보호막과 편광막을 접착제 용액으로 접착해도 된다.

제1 앵커코트제층을 구성하는 폴리이소시아네이트라는 것은 1분자내에 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 구조의 것을 말하며, 폴리에스테르폴리올이라는 것은 분자내에 에스테르결합을 가지며 1분자내에 2개 이상의 수산기를 갖는 구조의 것, 폴리에테르폴리올이라는 것은 분자내에 에테르결합을 가지며 1분자내에 2개 이상의 수산기를 갖는 구조의 것을 말한다.

폴리이소시아네이트의 골격구조로서는 방향족환이나 그 외의 것이라도 되지만, 바람직하게는 장쇄(長鎖)의 알킬렌기가 접착력의 점에서 더욱 바람직하다. 이것은, 장쇄(長鎖)의 알킬렌기는 적당한 유연성을 가지므로, 보호막면과의 밀착성이 양호하기 때문일 것이라고 추측된다.

폴리이소시아네이트와 폴리에스테르폴리올 및／또는 폴리에테르폴리올과의 혼합비는 수산기와 이소시아네이트기와의 당량비(當量比)로 바람직하게는 20:1∼ 1:20, 더욱 바람직하게는 5:1∼1:5이다.

앵커코트제의 도포량은 건조 후의 두께로 바람직하게는 0.001∼5㎛, 더욱 바람직하게는 0.01∼2㎛이다. 도포량이 너무 적으면 접착력이 기대하는만큼 얻어지지 않는 경향이 있으며, 도포량이 너무 많으면 도포 불균일이 발생하기 쉬워 색상변화나 광누출에 대해 나쁜 경향이 있다.

그리고, 폴리이소시아네이트와 반응하는 상기의 폴리에스테르폴리올 및／또는 폴리에테르폴리올 이외의 것, 예를 들면 아크릴계 등은 보호막과의 접착력이 약하고 색상변화의 억제효과가 충분히 있다고는 말하기 어렵다.

제2 앵커코트제층을 구성하는 폴리비닐알코올이라는 것은, 아세트산비닐수지를 비누화처리하여 얻어지는 수지를 주성분으로 하는 것이며, 바람직하게는 그 중합도가 1000∼3000으로서, 그 비누화도가 85％ 이상, 더욱 바람직하게는 중합도가 1500∼3000으로서 비누화도가 98％ 이상이다.

합목적으로 다른 모노머, 예를 들면 아크릴산, 크로톤산, 이타콘산 등을 소량 공중합한 것이나, 예를 들면 알킬기나 에폭시기 등으로 변성한 것이라도 된다.

그리고, 폴리비닐알코올에는 이것과 반응하는 것, 예를 들면 폴리이소시아네이트, 붕산, 알킬렌디아민, 에폭시수지 등을 첨가해도 된다. 내수성의 향상이나 취급하기 용이함의 점에서는 폴리이소시아네이트계가 특히 바람직하다.

제2 앵커코트제층의 효과는 다음과 같다. 즉 첫째로, 장기에 걸쳐 접착력이 저하하지 않는다. 제1 앵커코트제층만이라면 이 층은 이소시아네이트를 포함한 구성이므로 변질되기 쉽고, 보호막에 제1 앵커코트제층만의 앵커코트를 하여 장기간 보관한 후 편광판과 접착하면 접착력이 현저하게 저하된다.

그러나, 제2층째의 앵커코트제층을 형성하면, 장기에 걸쳐 접착력이 저하하지 않는다는 효과가 있다. 그러므로, 제1 앵커코트제층과 제2 앵커코트제층을 형성한 보호막은 장기보관에 견딜 수 있으므로, 만들어서 저장할 수 있다는 이점이 있다.

둘째로, 제2 앵커코트제층은 적당한 흡수성이 있으므로 편광판과 접착할 때, 접착제 용액의 수분을 신속하게 흡수하여, 단시간에 접착이 완료된다는 효과도 있다.

앵커코트제의 도포량은 건조 후의 두께로 바람직하게는 0.01∼30㎛, 더욱 바람직하게는 0.1∼15㎛, 더욱 바람직하게는 0.5∼5㎛이다. 도포량이 너무 적으면 제1앵커코트층과의 접착력이 기대하는만큼 얻어지지 않는 경향이 있으며, 도포량이 너무 많으면 코스트적으로 불리해진다.

접착제를 구성하는 폴리비닐알코올계라는 것은, 아세트산 비닐수지를 비누화 처리하여 얻어지는 수지를 주성분으로 하는 것이며, 바람직하게는 그 중합도가 1000∼3000으로서, 비누화도가 94％ 이상, 더욱 바람직하게는 중합도가 1500∼3000으로서 비누화도가 98％ 이상이다.

접착제 용액의 도포량은 건조 후의 두께로 바람직하게는 0.01∼10㎛, 더욱 바람직하게는 0.02∼5㎛, 더욱 바람직하게는 0.05∼3㎛이다. 접착제의 도포량이 너무 적으면 접착력이 기대하는만큼 얻어지지 않는 경향이 있으며, 도포량이 너무 많으면 코스트적으로 불리하다.

그리고, 폴리비닐알코올과 반응 경화시킨 것, 예를 들면 폴리이소시아네이트, 붕산, 알킬렌디아민, 에폭시수지 등을 첨가해도 된다.

다음에, 고습열 환경하에서의 광누출과 광학적 면내위상차의 변화량과의 관계를 찾기 위해, 광학적 면내위상차의 변화량이 다른 각종 환형(環形)올레핀계 수지를 주성분으로 하는 두께 50㎛의 보호막을 형성하고, 그들을 사용한 편광판을 제작하였다.

그리고, 후기하는 방법으로 광누출의 정도를 조사한 결과, 광누출과 광학적 면내위상차의 변화량은 당초의 추론대로 상관관계가 있으며, 광학적 면내위상차의 변화량이 5nm 이하인 것이 실질적으로 광누출이 일어나지 않은 것이 판명되었다.

그리고, 이 시험에 있어서 보호막의 적층면, 앵커코트제 및 접착제는 상기와 동일한 것을 사용하였다.

광학적 면내위상차의 변화량은 다음과 같이 하여 구하였다.

도 2의 (A)에 나타낸 바와 같이, 세로방향 ×가로방향＝100mm ×100mm의 크기로 절단한 보호막(3)을 아크릴에스테르계 주제(主劑)와 이소시아네이트계 경화제로 이루어지는 접착제(2)를 통하여 유리기판(1)상에 접착하고, 도 2의 (B)에 나타 낸 바와 같이, 분할한 9개소의 광학적 면내위상차를 측정하여, 그 평균치(R₀)를 구하였다.

이어서 이것을 80℃ 분위기하에서 24시간 방치한 후의 동일 9개소의 광학적 면내위상차를 측정하고, 그 평균치(R)를 구하였다. 양자의 차(R－R₀)를 광학적 면내위상차의 변화량으로 하였다.

광학적 면내위상차의 변화량은 주로 보호막의 내부분자사슬의 변형과 잔류수축률에 의존한다.

보호막의 제조가 용액유연법에 의한 경우에는, 내부분자사슬의 변형은 건조공정에서 발생한다. 또, 잔류수축률은 용액을 금속드럼 또는 엔드리스벨트에 유연할 때의 환형(環形)올레핀계 수지의 배향, 건조공정에서의 인장장력에 의한 환형(環形)올레핀계 수지의 배향이나, 잔류용제의 영향을 받는다.

보호막의 제조가 압출법에 의한 경우에는, 내부분자사슬의 변형은 압출기에서 토출되어 냉각롤에서 냉각고화될 때에 발생한다. 또, 잔류수축률은 압출기에서 토출될 때의 드로우나, 냉각고화에서 감기까지의 인장장력에 의한 환형(環形)올레핀계 수지의 배향의 영향을 받는다.

보호막의 광학적 면내위상차의 변화량을 5nm 이하로 하기 위해서는, 적절한 방법에 의해 보호막의 내부분자사슬의 변형을 시정하고, 또한 잔류수축률을 작게 할 필요가 있다.

예를 들면, 내부분자사슬의 변형을 시정하여 잔류수축률을 작게 하는데는 필 름을 감기 전에 마이너스드로우로 필름을 가열하는 방법이나, 느슨하게 감은 롤형 필름을 가열실내에 방치하는 방법을 예시할 수 있다.

또 용액유연법에 의한 경우, 잔류용제를 저감, 더욱 바람직하게는 잔류용제량을 제로로 하기 위해서는, 건조로(爐)를 길게 하는 것도 하나의 방법이다. 또, 유연용액에 미리 디옥틸아디페이트, 디옥틸푸탈레이트, 이소데실아디페이트 등의 가소제를 수지분에 대하여 바람직하게는 0.1∼20중량％, 더욱 바람직하게는 0.5∼ 10중량％, 더욱 바람직하게는 0.5∼5중량％ 첨가해두는 것도 좋은 방법이다.

가소제를 첨가한 것은 무첨가의 것에 비하여 잔류용제량을 실질적으로 제로로 하기 위해 요하는 건조시간이 1／5∼1／20으로 단축할 수 있으므로, 생산성이나 설비비의 점에서 유리하다.

가소제 첨가에 의한 효과는 다음과 같이 추찰(推察)된다. 즉, 환형(環形)올레핀계 수지분자는 큰 골격구조를 가지고 있으므로, 그 틈새에 파고 들어간 용제는 좀처럼 증발하지 않지만, 가소제를 첨가한 것은 가소제가 그 틈새에 용제를 밀어내도록 파고 들어가기 때문이 아닌가라고 추찰된다.

보호막의 광학적 면내위상차의 변화량을 5nm 이하로 하기 위한 잔류수축률은 후기하는 측정방법으로 면수축률이 바람직하게는 0.8％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.5％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.3％ 이하이다.

도 1의 (A)는 편광판 면내휘도를 측정할 때의 배치의 측면도이며, (B)는 상 기 평면도이다.

도 2의 (A)는 광학적 면내위상차를 측정할 때의 배치의 측면도이며, (B)는 상기 평면도이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 : 유리기판 2 : 접착제

3 : 보호막 4 : 편광판

(발명의 실시형태)

이하, 본 발명의 대표적인 실시예를 비교예와 함께 들어 설명한다. 본 발명에 있어서 사용한 물성치의 측정방법 및 평가방법은 다음과 같다.

투습도는 모콘법(모콘사제품 PERMARTRAN-W600형 투습도 측정장치)에 의해 40℃ ×90％RH로 측정하였다.

습윤장력의 측정방법은 JIS-K6768에 준거하여 측정하였다.

광학적 면내위상차의 변화량 측정은 다음의 방법에 의하였다. 즉, 도 2의 (A)에 나타낸 바와 같이 세로방향 ×가로방향＝100m ×100mm의 크기로 절단한 보호막(3)을 아크릴에스테르계 주제(主劑)와 이소시아네이트계 경화제로 이루어지는 접착제(2)를 통하여 유리기판(1)에 붙였다.

복굴절계(오우지(王子)계측기기주식회사제품 자동복굴절계 KOBRA)를 사용하 여 도 2의 (B)에 나타낸 바와 같이 분할한 9개소의 광학적 면내위상차를 측정하여, 그 평균치(R₀)와, 이것을 80℃ 분위기하에서 24시간 방치한 후, 동일 9개소의 광학적 면내위상차를 측정하고, 그 평균치(R)를 구하였다.

면수축률의 측정은 다음의 방법에 의하였다. 즉, 보호막 단체(單體)를 세로방향 ×가로방향＝100m ×100mm의 크기로 절단하고, 80℃ 분위기하에서 100시간 방치한 후의 세로방향의 길이 M(mm)과 가로방향의 길이 T(mm)에서 다음 수학식 1에 의해 면수축률을 산출하였다.

편광판의 편광도는 다음 방법에 의해 산출하였다. 즉, 편광축이 동일 방향이 되도록 2매의 편광판을 겹쳐서 분광광계도를 사용하여, 400nm에서 700nm까지 연속적으로 측정한 광선 투과율값의 평균치를 T₁으로 한다.

다음에, 편광축이 서로 직교하는 방향이 되도록 2매의 편광판을 겹치고, 동일하게 하여 측정한 광선 투과율값의 평균치를 T₂로 한다. 그리고, 다음 수학식 2에 의해 편광도를 산출하였다. 수치가 클수록 편광성능이 양호하다.

편광판의 단체 투과율은 분광광도계를 사용하여 400nm에서 700nm까지 연속적 으로 측정한 편광판 1매의 광선투과율값의 평균치이다. 수치가 클수록 편광판의 투명성이 양호하다.

편광판 편광도의 내습열시험은 다음의 방법에 의하였다. 즉, 편광판을 80℃ ×90％RH의 분위기하에서 48시간 방치함으로써 행하였다. 편광도 유지율이라는 것은 시험 후의 편광도를 시험 전의 편광도에서 뺀 값이다. 수치가 클수록 내습열성이 양호하다.

색상변화의 측정 및 평가는 다음의 방법에 의하였다. 즉, 니혼덴쇼쿠(日本電蝕)공업주식회사 제품 SZ－Σ80Ⅱ를 사용하여 핸터 Lab방식에 의해, 80℃ ×90％RH의 분위기하에서 24시간 방치하기 전과 방치한 후의 편광판 단체의 a값 및 b값을 측정하였다. a값의 변화량 또는 b값의 변화량이 클수록 색상변화가 크다.

광누출의 평가는 편광판 면내휘도로 평가하였다. 편광판 면내휘도의 측정 및 평가는 다음에 의한다. 즉, 긴 길이의 편광판에서 편광축에 대하여 비스듬하게 45°의 각도로 100mm ×100mm의 크기로 절단한 2매의 편광판(4)을, 그 편광축이 서로 직교하도록 접착제(2)를 통해 유리기판(1)의 양면에 붙이고, 80℃ ×90％ RH의 분위기하에서 24시간 방치한 후, 백라이트(후지컬러판매주식회사제품 FUJICOLOR LIGHT BOX5000)상에 설치하였다.

백라이트의 광원을 기준치 100％로 설정하고, 도 1의 (B)에 나타낸 바와 같이 분할한 9개소의 휘도를 휘도계(미놀타카메라주식회사제품 LS-100)로 측정하였다.

얻어진 값을 사용하여 다음 수학식 3에 나타낸 광누출도를 산출하였다. 이 수치가 1에 가까울수록 광누출이 적다.

또, 육안 관찰로도 광누출의 평가를 하였다.

(실시예 1)

환형(環形)올레핀계 수지(니혼(日本)제온주식회사 제품 ZEONOR1600R) 25중량부를 크실렌, 시클로헥산, 톨루엔혼합용매(중량혼합비 1:1:1)75중량부에 용해하여, 유연법(流延法)에 의해 필름을 제작하고, 계속해서 공기중에서 필름의 양면에 처리강도 100W／m²ㆍ분으로 코로나방전처리를 하고, 이어서 필름의 편면(片面)에 제1 앵커코트제층으로서 폴리에스테르폴리올(다이니세이카(大日精化)공업주식회사 제품 세이카다인 LB)과 폴리이소시아네이트(다이니세이카공업주식회사 제품 세이카다인 3500A)와의 혼합액(중량혼합비 1:11)을 건조 후의 두께가 0.2㎛가 되도록 코트하고, 건조하였다.

다시 이 위에 제2 앵커코트제층으로서 평균중합도 1500 비누화도 99％의 폴리비닐알코올 5％ 수용액을 건조 후의 두께가 2㎛가 되도록 코트하고, 건조하여 두께 52㎛, 폭 550mm, 길이 200m의 앵커코트제를 2층 도포한 보호막을 얻었다(그리고, 필름을 감기 직전에 －0.2％ 드로우비의 롤／롤 사이에서 120℃의 열풍을 필름에 10초간 쪼여 환형(環形)올레핀계 수지의 분자사슬의 변형의 시정과 잔류수축률의 저감을 도모하였다).

이렇게 하여 얻은 보호막의 투습도는 3.0g／m²ㆍ24시간, 습윤장력은 600μN／cm(23℃)였다. 또, 잔류 용제량, 면수축률, 광학적 면내위상차 R₀, R 및 R－R₀를 표 1에 나타낸다.

(실시예 2)

PVA필름(주식회사 쿠라레 제품 쿠라레비닐론필름 VF-9X75R, 두께 75㎛)을 물 5000중량부, 요오드 35중량부, 요오드화 칼륨 525중량부로 이루어지는 수용액에 5분간 침지하여, 요오드를 흡착시켰다.

이어서, 이 필름을 45℃의 4중량％ 붕산수용액내에 4.4배로 세로방향 1축 연신을 한 후, 긴장상태인 채로 건조하여 편광막을 얻었다.

이어서, 접착제로서 그 평균 중합도가 1800이며 그 비누화도 99％의 PVA의 5％수용액을 사용하여 건조 후의 두께가 1㎛가 되도록 접착제가 미건조인 상태로, 이어서, 건조 후에 얻어지는 적층체의 두께가 1㎛가 되도록, 얻어진 편광막과 실시예 1에서 얻어진 1쌍의 보호막을, 접착제로서의 평균중합도가 1800이고 비누화도 가 99％인 PVA의 5％ 수용액을 사이에 두고 편광막의 양면이 각각 보호막의 앵커코트면과 마주하도록 하여 중첩시켜, 고무롤／금속롤(고무롤 직경 200mm, 금속롤직경 350mm, 선압(線壓) 10kg／cm)사이에서 니플한 후 감았다.

이것을 롤권취형(길이 100m)인 채로 40℃의 방에 24시간 방치하였다. 이렇 게 하여 얻어진 편광판의 평가결과를 표 2에 나타낸다.

(실시예 3)

실시예 1에서 얻은 롤권치형의 보호막을 상온에서 1개월간 보관한 후, 실시예 2와 동일하게 하여 편광판을 얻었다. 이 편광판의 평가결과를 표 2에 나타낸다.

(비교예 1)

제2층째의 폴리비닐알코올 앵커코트층을 형성하지 않는 것 이외, 실시예 3과 동일하게 하여 편광판을 얻었다. 이 편광판의 평가결과를 표 2에 나타낸다.

(비교예 2)

코로나방전처리를 하지 않고, 제1, 제2앵커코트층을 함께 형성하지 않고, 또한 접착제로서 에멀젼형 2액타입의 아크릴계 접착제〔주제(主劑)가 일본합성고무주식회사 제품 이테크에멀젼 AE943, 경화제가 일본폴리우레탄공업주식회사 제품 아크아네이트100(중량혼합비 10:1)〕를 사용한 것 이외는, 실시예 1 및 실시예 2와 동일하게 하여 편광판을 얻었다. 이 편광판의 평가결과를 표 3에 나타낸다.

(비교예 3, 4)

실시예 1과 동일한 유연용액을 사용하여 광학적 면내위상차 변화량이 다른 2 종류의 보호막을 제작하였다. 이들 잔류 용제량, 면수축률, 광학적 면내위상차 R₀, R 및 R－R₀를 표 1에 나타낸다. 이어서, 이들 보호막을 사용하여 실시예 2와 동일하게 하여 편광판을 얻었다. 이들 편광판의 평가결과를 표 3에 나타낸다.

		단위	실시예 1	비교예 3	비교예 4
잔류용제량		ppm	1000	8000	50
면수축률		％	0.12	1.05	1.50
면 내 위 상 차	R₀	nm	0.2	0.9	3.3
	R	nm	3.7	10.2	14.7
	R－R₀	nm	3.5	9.3	11.4

		단위	실시예 2	실시예 3	비교예 1
단체투과율		％	41.9	41.9	41.9
편광도		％	99.9	99.9	99.9
편광도 유지율		-	1.00	1.00	1.00
색상b	초기치	-	2.28	2.29	2.33
색상b	습열후	-	2.80	2.79	3.96
색상a	초기치	-	-0.71	-0.71	-0.73
색상a	습열후	-	-0.88	-0.87	-1.18
광누출도		-	1.34	1.29	2.38
광누출 육안평가		-	없음	없음	약간 있음

		단위	비교예 2	비교예 3	비교예 4
단체투과율		％	41.9	41.9	41.9
편광도		％	99.9	99.9	99.9
편광도 유지율		-	1.00	1.00	1.00
색상b	초기치	-	2.18	2.26	2.32
색상b	습열후	-	4.36	2.91	2.88
색상a	초기치	-	-0.76	-0.71	-0.68
색상a	습열후	-	-0.06	-0.97	-0.99
광누출도		-	2.60	6.91	7.40
광누출 육안평가		-	약간 있음	있음	있음

본 발명에 의하면, 고습열 환경하에서의 액정디스플레이의 성능을 저하시키는 3요인인 편광도의 저하, 색상변화 및 광누출의 모두가 실질적으로 일어나지 않는 고(高)내구성의 고(高)편광도 편광판을 제공할 수 있다.

또, 장기간 보관한 후에라도 보호막과 편광막의 사이에서 높은 접착력이 유지되고, 또한 단시간에 접착이 완료되는 편광판을 제공할 수 있다.

Claims

환형(環形)올레핀계 수지를 주성분으로 하는 필름면에 제1 앵커코트제층과 제2 앵커코트제층을 순서대로 형성한 보호막이 폴리비닐알코올로 이루어진 접착제에 의해 폴리비닐알코올계 편광막의 최소한 한쪽 면에 적층된 편광판으로서,

상기 보호막은 80℃ ×24시간에서의 광학적 면내위상차(面內位相差)의 변화량이 5nm 이하이며, 또한 앵커코트되는 면의 습윤장력이 23℃에서 500μN／cm 이상이며,

상기 제1 앵커코트제층은 폴리이소시아네이트와 폴리에스테르폴리올 및／또는 폴리에테르폴리올의 혼합물로 이루어진 층이며, 상기 제2 앵커코트제층이 폴리비닐알코올로 이루어진 층이며,

상기 보호막의 제2 앵커코트제층의 표면과, 상기 편광막의 편면이 상기 폴리비닐알코올로 이루어진 접착제에 의하여 접착되어 있는 편광판.