KR100882168B1 - 편광판의 제조 방법, 편광판, 광학 필름, 및 화상 표시장치 - Google Patents

Abstract

편광자의 하나 이상의 면 상에 제공되는 투명 보호막을 갖는 편광판의 제조 방법으로서, 하나 이상의 면 상에 제공되는 투명 보호막이 사이클릭 올레핀계 수지를 주성분으로서 포함하고, 편광자에 접착되는 투명 보호막의 일면 상에 하나 이상의 수지층 및 폴리비닐 알코올계 접착제층이 적층되며, 및 투명 보호막 상의 폴리비닐 알코올계 접착제층과 편광자 사이의 접착면 상에 수성액이 존재하도록 하는 조건으로, 투명 보호막 상의 폴리비닐 알코올계 접착제층과 편광자를 접착하는 단계를 포함하는 편광판의 제조 방법. 획득되는 편광판은 접착 강도가 우수하며, 균일한 편광 특성을 갖는다.

편광판, 광학 필름, 화상 표시 장치

Description

편광판의 제조 방법, 편광판, 광학 필름, 및 화상 표시 장치 {FABRICATION METHOD FOR POLARIZING PLATE, POLARIZING PLATE, OPTICAL FILM AND IMAGE DISPLAY}

도 1 은 본 발명의 편광판의 제조 방법에서 본 발명의 편광판의 개략도.

도 2 는 본 발명의 편광판의 일례를 나타내는 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 편광자

2a : 투명 보호막

2b : 투명 보호막

3 : 수지층

4a : 폴리비닐 알코올계 접착제층

4b : 접착제층

5 : 수성액

본 발명은 편광판의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이 제조 방법에 의해 획득되는 편광판에 관한 것이다. 편광판 단독 또는 편광판을 적층하여 형성되는 광학 필름은, 플랫 패널 표시 장치, 예를 들면, 액정 표시 장치 (이하, LCD 라 함), 전기영동 표시 장치 (이하, ELD 라 함), 또는 플라즈마 표시 패널 (이하, PDP 라 함) 과 같은 화상 표시 장치를 구성한다.

일반적으로, LCD 에 이용되는 편광판으로서, 편광자의 양 면에 투명 보호막을 접착제로 접착시킴으로써 획득되는 편광판을 사용하였다. 일반적으로, 편광자는, 폴리비닐 알코올에 흡착되는 이색성 염료 또는 요오드로 염색하고, 폴리비닐 알코올이 배향되도록 연신하여 제조된 폴리비닐 알코올 타입이며, 트리아세틸 셀룰로오스를 투명 보호막으로 이용한다.

그러나, 트리아세틸 셀룰로오스는 내수성 및 내열성이 충분하지 못하다. 따라서, 트리아세틸 셀룰로오스 필름을 투명 보호막으로 이용하는 편광판은 편광 성능 저하와 같은 결함, 상세하게는, 고온 및 고습 하에서 이용하는 경우 편광도 및 색상 열화와 같은 결함을 갖는다. 또한, 트리아세틸 셀룰로오스 필름은 경사 방향으로 큰 리타데이션을 갖는다. 따라서, 투명 보호막으로서 트리아세틸 셀룰로오스 필름을 이용하는 것은 최근에 대형화되고 있는 LCD 의 시야각 특성에 악영향을 증가시킨다.

전술한 문제를 해결하기 위하여, 투명 보호막의 재료로서 트리아세틸 셀룰로오스 대신 사이클릭 올레핀계 수지를 이용하는 것이 제안되었다. 사이클릭 올레핀계 수지는 수분 침투율이 낮고 경사 방향으로 리타데이션을 거의 갖지 않는다. 트리아세틸 셀룰로오스 필름의 폴리비닐 알코올계 편광자에 대한 접착 시에 일반적으로 이용되었던 폴리비닐 알코올계 접착제를 이용하는 것은, 사이클릭 올레핀계 수지와 폴리비닐 알코올계 편광자 사이에 낮은 접착력을 유발하였다.

따라서, 사이클릭 올레핀계 수지로 이루어진 투명 보호막을, 폴리비닐 알코올계 편광자에, 예를 들면 이들 사이에 개재되는 아크릴계 점착제층을 이용하여, 접착하는 방법이 제안되었다 (일본 특허 공개 평 5-212828 호). 그러나, 이 방법은 가열 압착과 장기간의 가열을 필요로 하므로, 폴리비닐 알코올 편광자가 변색되고 편광도가 크게 저하되는 문제를 가졌다. 또한, 이 방법은 장기간의 가열을 필요로 하기 때문에, 제조 효율이 감소되고 막이 변형되는 문제를 유발한다.

열가소성 포화 노보넨계 수지 필름 상에 폴리우레탄 수지층과 폴리비닐 알코올층을 적층시켜 획득한 투명 보호막을, 폴리비닐 알코올계 접착제에 의해, 폴리비닐 알코올 타입 편광자에 접착함으로써, 편광판을 제조하는 다른 방법이 제안되었다 (일본 특허 공개 제 2001-174637 호). 그러나, 이 방법은, 폴리비닐 알코올계 편광자에 대한 투명 보호막의 접착 공정 시, 부유상태, 줄 무늬 등을 발생시킴으로써, 불안정한 외관 및 불량한 생산성의 문제로 이르도록 하였다. 줄 무늬 외관의 결함은 편광판에 필요한 고레벨 특성, 특히, 이들 특성 중 광학 균일성에 악영향을 미친다. 이러한 이유로 인하여, LCD 의 보다 높은 선명도 및 보다 높은 기능성과 함께 필요한 스크린 이미지 불균일성에 적합한 개선이 불가능하였다. 줄 무늬 외관 결함은 편광자에 대한 투명 보호막의 접착 공정 시 발생되는 반사 상태에서 편광판의 흡수축 방향과 평행하게 선형 줄 무늬 및 줄 무늬들이 보여지는 결함을 의미한다. 줄 무늬(들) 의 형체는 1 내지 2 mm 의 피치 (pitch) 로 축음기 레코드 상에 새겨진 주변 그루브의 형상으로 이루어진다.

본 발명은 폴리비닐 알코올 편광자의 하나 이상의 면 상에 제공되는 사이클릭 올레핀계 수지로 이루어진 투명 보호막을 갖는 편광판에 관한 것으로, 편광자와 투명 보호막 사이의 접착 강도가 우수하고 균일한 편광 특성을 갖는 편광판을 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 이 제조 방법에 의해 획득되는 편광판을 제공하는데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 편광판 또는 광학 필름을 이용하여 LCD 및 ELD 와 같은 화상 표시 및 편광판을 적층하여 획득되는 광학 필름을 제공하는데 있다.

본 발명자는 이 문제를 해결하기 위하여 집중 연구하였으며, 연구의 결과로서, 이하에 나타낸 편광판의 제조 방법에 의해 본원의 목적을 달성함으로써, 본 발명을 완성하도록 할 수 있다는 것을 알게 되었다. 본 발명은 다음과 같다.

본 발명은 편광자의 하나 이상의 면 상에 제공되는 투명 보호막을 갖는 편광판의 제조 방법에 관한 것으로,

하나 이상의 면 상에 제공되는 투명 보호막이 사이클릭 올레핀계 수지를 주성분으로서 포함하고,

편광자에 접착되는 투명 보호막의 일면 상에 하나 이상의 수지층 및 폴리비닐 알코올계 접착제층이 적층되며, 및

투명 보호막 상의 폴리비닐 알코올계 접착제층과 편광자 사이의 접착면 상에 수성액이 존재하도록 하는 조건으로, 투명 보호막 상의 폴리비닐 알코올계 접착제층과 편광자를 접착하는 단계를 포함한다.

편광판의 제조 방법에서, 수성액은 물인 것이 바람직하다.

편광판의 제조 방법에서, 수성액은 수성액에 용해되는 가교제를 함유하는 것이 바람직하다.

편광판의 제조 방법에서, 가교제는 멜라민계 가교제인 것이 바람직하다.

편광판의 제조 방법에서, 멜라민계 가교제는 메틸올멜라민인 것이 바람직하다.

편광판의 제조 방법에서, 편광자는 폴리비닐 알코올 타입의 편광자인 것이 바람직하다.

본 발명은 전술한 제조 방법에 의해 획득되는 편광판에 관한 것이다.

본 발명은 전술한 편광판 중 하나 이상을 포함하는 광학 필름에 관한 것이다.

본 발명은 전술한 편광판 또는 전술한 광학 필름을 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.

본 발명의 편광판의 제조 방법에서, 사이클릭 올레핀계 수지를 주성분으로서 포함하는 투명 보호막과 편광자를 접착한다. 먼저, 폴리비닐 알코올계 접착층 이 그 사이에 개재된 수지층에 의해 편광자가 접착되는 면 상에 적층된 상태에, 투명 보호막을 이용함으로써, 편광자 및 투명 보호막이 서로 우수한 접착 상태로 접착될 수 있다.

편광자와 투명 보호막을 접착하는 공정에서, 수성액은 투명 보호막과 편광자 사이의 접착면, 즉, 폴리비닐 알코올계 접착제층 상에 존재한다. 이 공정에 의해, 외관 결함, 특히 줄 무늬 불규칙성이 억제되는 편광판을 획득할 수 있다. 이와 같은 편광판은, 줄 무늬 결함이 억제되기 때문에, 균일한 편광 특성을 가지며, 고 성능을 갖는 LCD 또는 ELD 와 같은 화상 표시 장치를 제공할 수 있다. 이와 같은 본 발명의 제조 방법은 연속적인 제조에 적합하며, 우수한 생산성을 갖는 편광판을 제조할 수 있다.

수성액과 같이 가교제를 함유하는 수용액에 의해 접착 강도가 보다 우수하게 되므로, 획득되는 편광판에서 외관 결함이 보다 감소될 수 있다. 가교제로서, 멜라민계 가교제가 바람직하고, 메틸올멜라민이 특히 바람직하다.

편광판에서 발생하는 줄 무늬 외관 결함을 억제하는데 본 발명의 제조 방법이 효과적인 이유에 대하여 상세한 메커니즘을 설명하지 않는다. 통상의 제조 방법에서의, 편광자와 투명 보호막을 접착시키는 공정에서는, 고 점도를 갖는 접착제 용액이 편광자의 표면 또는 투명 보호막을 접착하여, 물리적인 응력을 생성하여, 줄 무늬 외관 결함(들) 의 생성 요인으로 작용하도록 하는 반면, 본 발명에서는 수성액의 존재로 인하여 물리적인 요인이 제거될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 편광판 제조 방법을 설명한다. 도 1 은 수지층 (3) 및 폴리비닐 알코올계 접착제층 (4a) 가 사이클릭 올레핀계 수지를 주성분으로서 포함하는 투명 보호막 (2a) 의 하나의 표면 상에 순차적으로 적층되어 있는, 복합체가 이들 사이의 수성액 (5) 에 의해 편광자 (1) 의 일 면에 접착되는 편광판을 제조하는 방법의 개략도이다. 도 1 에서, 투명 보호막 (2a) 은 편광자 (1) 의 한 면 상에만 제공되는 반면, 2 개의 투명 보호막 (2a) 가 유사한 방법으로 양 면 상에 제공될 수 있다.

도 2 는 도 1 에서 획득되는 편광판에 있어서, 편광자 (1) 상에서, 투명 보호막 (2a) 이 제공되지 않은 면 상에, 투명 보호막 (2b) 을 접착제층 (4b) 를 개재하여 획득되는 단면도이다. 투명 보호막 (2b) 은 사이클릭 올레핀계 수지를 주성분으로서 포함하는 투명 보호막 (2a) 뿐 아니라, 투명 보호막 (2a) 의 재료와 다른 재료로 이루어진 막이 될 수 있다. 접착제층 (4b) 은 폴리비닐 알코올계 접착제층 (4a) 이 될 수 있지만, 폴리비닐 알코올계 접착제층 (4a) 의 재료와 다른 재료로 이루어지는 필름이 될 수도 있다. 접착제층 (4b) 에는 층과 투명 보호층 (2b) 사이에 개재되는 수지층 (3) 이 제공될 수 있다. 투명 보호막 (2) 이 편광자 (1) 의 양면에 제공되는 경우, 보호 필름 (2) 은 양 면 상에 동시에 접착될 수도 있으며, 또는, 각각의 면에 연속으로 접착될 수도 있다.

도 1 및 도 2 에서는, 수지층 (3) 이 단일층으로 이루어지는 경우를 나타냈으나, 이 수지층 (3) 은 복수의 층으로 이루어질 수 있다.

편광자 (1) 상에 특별한 제한을 부과하지 않으며, 다양한 종류의 편광자를 편광자 (1) 로서 이용할 수 있다. 이 예는, 요오드 또는 2 색성 염료와 같은 2 색성 재료가 폴리비닐 알코올계 필름, 부분적으로 정제된 (formalized) 폴리비닐 알코올계 필름, 또는 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머계 부분 비누화 필름과 같은 친수성 폴리머 필름으로 흡착되도록 한 다음, 친수성 폴리머 필름을 단축 연신하는 단계에서 획득되는 편광자; 폴리비닐 알코올의 무수물 및 폴리비닐 클로라이드의 무수 화합물로 이루어지는 필름과 같은 폴리렌계 배향 필름 등을 포함한다. 이들 중에서, 2 색성 염료와 같은 2 색성 재료 또는 요오드를 흡착하는 폴리비닐 알코올계 필름으로 이루어지는 편광자가 바람직하다.

물 또는 유기 용매로 폴리비닐 알코올계 수지를 용해함으로써 획득되는 액체를 표면 상으로 흐르도록 함으로써 필름을 형성하는 플로우 연장 방법, 캐스팅 방법, 압출 몰딩 방법 등을 포함하는 방법 중 임의의 방법으로 형성되는 폴리비닐 알코올계 필름을, 적절하게 이용할 수 있다. 폴리비닐 알코올계 수지의 중합도는, 바람직하게는 약 100 내지 약 50000 의 범위이고, 보다 바람직하게는 약 1400 내지 약 4000 의 범위이다.

예를 들면, 다음에서 설명하는 방법으로 폴리비닐 알코올계 필름을 요오드 등으로 염색하고 이 필름을 일축 연신하여 획득되는 편광자를 제조할 수 있다.

염색 프로세스에서, 약 1 분 내지 20 분의 범위에서 약 20 ℃ 내지 70 ℃ 의 범위로 폴리비닐 알코올계 필름을 요오드가 첨가된 염색조에 침지시킴으로써, 필름에 요오드가 흡착되도록 한다. 염색조에서의 요오드 농도는 일반적으로 물 100 중량부에 대하여 약 0.1 내지 약 1 중량부의 범위이다. 일반적으로, 염색 보조제로서, 요오드화 칼륨, 요오드화 리튬, 요오드화 나트륨, 요오드화 아연, 요오드화 알루미늄, 요오드화 납, 요오드화 구리, 요오드화 바륨, 요오드화 칼슘, 요오드화 주석, 또는 요오드화 티타늄을, 일반적으로 물 100 중량부에 대하여 염색조에 약 0.01 내지 약 20 중량부의 범위의 비로, 바람직하게는 0.02 내지 10 중량부의 범위로 첨가할 수도 있다. 특히, 이 첨가제들을 염색 효율을 개선하는데 바람직하다. 물과 친화성을 갖는 소량의 유기 용매를 물 용매에 첨가하여 함유할 수 있다.

또한, 요오드 또는 2 색성 염료를 함유하는 수용액에서의 염색 프로세스 이전에, 약 20 ℃ 내지 약 60 ℃ 의 범위에서 순차적으로, 약 0.1 분 내지 10 분의 범위로, 폴리비닐 알코올계 필름을 수조 등에서 팽창 (swelling) 처리에 투입할 수 있다. 폴리비닐 알코올계 필름의 물 세정은 폴리비닐 알코올계 필름의 표면 상에서의 오염 및 블로킹 방지제를 세정할 뿐 아니라, 폴리비닐 알코올계 필름을 팽창시킴으로써, 염색 불균일성 또는 불평탄성이 발생되는 것을 방지하는 효과를 갖도록 한다.

필요하다면 염색 처리된 폴리비닐 알코올계 필름을 가교결합할 수 있다. 가교결합 처리를 수행하는 가교결합 수용액의 조성은, 일반적으로, 100 중량부의 물에 대하여, 붕산, 붕사, 글리옥살 또는 글루타르알데히드의 단일 또는 혼합물로 이루어지는 가교제 약 1 내지 10 중량부의 비율이다. 폴리비닐 알코올계 필름에서 발생하는 연신력으로 인한 편광판의 수축과 광학 특성 사이의 균형을 고려하여 가교제의 농도를 결정한다.

또한, 요오드화 칼륨, 요오드화 리튬, 요오드화 나트륨, 요오드화 아연, 요오드화 알루미늄, 요오드화 납, 요오드화 구리, 요오드화 바륨, 요오드화 칼슘, 요오드화 주석, 또는 요오드화 티타늄과 같은 요오드화물인 염색 보조제를, 가교결합조에 약 0.05 내지 약 15 wt% 의 범위, 바람직하게는 0.5 내지 0.8 wt% 의 범위로 첨가할 수도 있다. 첨가제는 편광자의 표면에 균일한 특성을 획득하는데 바람직하다. 수용액의 온도는 약 20 ℃ 에서 약 70 ℃ 의 범위로, 바람직하게는 약 40 ℃ 에서 60 ℃ 의 범위이다. 침지 시간에 특정한 제한을 부과하지 않지만, 일반적으로 1 초 에서 약 15 분의 범위이며, 바람직하게는 5 초에서 10 분의 범위이다. 가교결합조에 물 용매 이외에 물과 친화력을 갖는 유기 용매를 소량으로 첨가할 수 있다.

폴리비닐 알코올계 필름의 총 연신율은, 원래의 길이에 비하여, 약 3 에서 7 배의 범위이며, 바람직하게는, 5 에서 7 배의 범위이다. 총 연신율이 7 배를 초과한다면, 이 필름은 파단되기 쉽다. 연신은, 요오드로 염색한 후, 또는, 염색되거나 가교결합되는 동안, 또는 요오드로 염색하기 전에 수행될 수 있다. 연신 방법에 특별한 제한을 두지 않으며, 연신 횟수 및 연신은 이들 단계 중 하나의 단계로만 수행할 수도 있다. 복수회의 연신을 동일한 단계에서 수행할 수 있다.

요오드 흡착 및 배향 처리된 폴리비닐 알코올계 필름은, 약 10 ℃ 에서 약 60 ℃ 의 온도에서 약 0.1 에서 약 10 wt% 의 범위의 농도로, 바람직하게는, 약 1 초에서 약 1 분의 범위에서 30 ℃ 에서 40 ℃ 의 범위의 온도로, 요오드화 칼륨과 같은 요오드화물 수용액에 막을 침지하는 단계를 가질 수 있다. 또한, 황화 아연 또는 염화 아연과 같은 보조제를 요오드화물 수용액에 첨가할 수도 있다. 배향 및 요오드 흡착 처리된 폴리비닐 알코올계 필름은 물 세정 단계, 및 약 1 분에서 약 10 분의 범위에서 약 20 ℃ 에서 약 80 ℃ 의 범위의 온도에서 건조하는 단계를 가질 수 있다.

편광자 (1) 의 두께에 제한을 두지 않으며, 일반적으로 약 5 에서 약 80 ㎛ 의 범위에 있다. 편광자의 두께가 얇아짐에 따라, 편광판의 제조 프로세스에서 투명 보호막의 접착 공정 시 건조 단계 등에서 편광자에 포함되는 물이 증발되기 쉬워 진다. 따라서, 편광자의 신장성이 감소되어, 두드러진 줄무늬 외관 결함이 생성되기 쉬워진다. 이러한 현상은 특히 20 ㎛ 이하의 두께를 갖는 편광자에서 현저하게 나타나지만, 본 발명의 편광판의 제조 방법에 따르면, 20 ㎛ 이하의 두께를 갖는 편광판에서도 줄무늬 외관 결함의 생성이 억제될 수 있다.

투명 보호막 (2a) 의 주성분인 사이클릭 올레핀계 수지는 종 개념으로서, 예를 들면, 일본 공개 특허 평 3-14882 호, 일본 공개 특허 평 3-122137 호 등에서 개시되어 있다. 이 예는, 사이클릭 올레핀의 고리 개방형 폴리머; 사이클릭 올레핀의 첨가 폴리머; 에틸렌 또는 프로필렌과 같은 사이클릭 올레핀 및 α-올레핀의 랜덤 코폴리머; 및 불포화 카르복실산 또는 그 유도체를 갖는 전술한 폴리머의 변경에 의해 획득되는 그래프트 변성 생성물을 포함한다. 또한, 이 예에는 전술한 폴리머의 수소화 처리된 생성물을 포함한다. 사이클릭 올레핀을 특별하게 한정하지 않지만, 이 예는 노보넨, 테트라사이클로도데센 및 그 유도체를 포함한다. 상업적으로 이용가능한 예는 제온 코포레이션 (ZEON Corporation) 에서 제조된 ZEONEX 및 ZEONOR, 및 제이에스알 코포레이션 (JSR Corporation) 에서 제조된 ARTON 등을 포함한다.

본 발명에서, 일 면 상의 투명 보호막 (2a) 은 사이클릭 올레핀계 수지를 주성분으로 포함하는 반면, 타면 상의 투명 보호막 (2b) 은 사이클릭 올레핀계 수지와 다른 재료로 주성분이 이루어질 수 있다. 적절한 투명 재료를 투명 폴리머, 또는 투명 보호막 (2b) 를 형성하는 필름 재료로서 이용할 수 있으며, 사이클릭 올레핀계 수지 이외에도, 현저한 투명성, 기계적 강도, 열 안정성 및 현저한 수분 차단 특성 등을 갖는 재료를 바람직하게 이용할 수 있다. 예를 들어, 전술한 보호층의 재료로서는, 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 폴리머; 디아세틸 셀룰로오스와 트리아세틸 셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머; 폴리 메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 폴리머; 폴리스티렌과 아크릴로니트릴-스티렌 코폴리머 (AS 수지) 등의 스티렌계 폴리머; 폴리카보네이트계 폴리머를 언급할 수 있다. 또한, 보호 필름을 형성하는 폴리머의 예로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 사이클로계나 노보넨계 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 코폴리머 등의 폴리올레핀계 폴리머; 비닐 클로라이드계 폴리머; 나일론이나 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 폴리머; 이미드계 폴리머; 술폰계 폴리머; 폴리에테르 술폰계 폴리머; 폴리에테르-에테르 케톤계 폴리머; 폴리 페닐렌 설파이드계 폴리머; 비닐 알코올계 폴리머; 비닐이덴 클로라이드계 폴리머; 비닐 부티랄계 폴리머; 알릴레이트계 폴리머; 폴리옥시메틸렌계 폴리머; 에폭시계 폴리머; 또는 상술한 폴리머들의 혼합 폴리머 (blend polymer) 를 언급할 수 있다. 아크릴계, 우레탄계, 아크릴 우레탄계, 에폭시계, 및 실리콘계 등의 열경화형 또는 자외선 경화형 수지로 이루어진 필름을 언급할 수 있다. 또한, 투명 보호막은 아크릴계, 우레탄계, 아크릴 우레탄계, 에폭시계 및 실리콘계 수지 등의 열 경화형 수지 또는 자외선 경화성 수지 등으로 이루어지는 경화층으로서 형성될 수 있다.

또한, 일본 특허 공개 제 2001-343529 호 공보 (WO 01/37007) 에 기재된 바와 같이, 폴리머 필름, 예를 들어, (A) 측쇄 (side chain) 에 치환 및/또는 비치환 이미도기 (imido group) 를 갖는 열가소성 수지, 및 (B) 측쇄에 치환 및/또는 비치환 페닐 및 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 포함하는 수지 조성물을 언급할 수 있다. 예시적인 예로서, 이소-부틸렌 및 N-메틸 말레이미드, 및 아크릴로니트릴-스티렌 코폴리머를 포함하는 교대형 코폴리머 (alternating copolymer) 를 함유하는 수지 혼합물로 이루어진 필름을 언급할 수 있다. 수지 혼합물의 혼합 압출 제품 (mixture extruded article) 등을 포함하는 필름을 사용할 수 있다. 이 필름은 리타데이션이 작고 광탄성 계수가 작기 때문에, 편광판의 스트레인으로 인한 불평탄성과 같은 결함을 제거할 수 있으며, 또한, 수분 침투율이 적기 때문에 습기 환경에서 내구성이 우수하다.

또한, 투명 보호막 (2b) 은 가능한 적은 착색을 가질 수도 있는 것이 바람직하다. 따라서, Rth = [(nx + ny)/2 - nz] x d 로 표현되는 -90 nm 내지 +75 nm 의 필름 두께 방향으로의 리타데이션값을 갖는 보호 필름을 바람직하게 사용할 수 있다 (여기서, nx 와 ny 는 필름 평면내의 주굴절률을 나타내고, nz 는 필름 두께 방향의 굴절률이고, d 는 필름 두께를 나타낸다). 따라서, 보호 필름으로부터 생성된 편광판의 착색 (광학적 착색) 은 두께 방향으로 -90 nm 내지 +75 nm의 리타데이션값 (Rth) 를 갖는 보호 필름을 사용하여 대부분 제거될 수 있다. 두께 방향의 리타데이션값 (Rth) 은 바람직하게는 -80 내지 +60 nm 이고, 보다 바람직하게는 -70 nm 내지 +45 nm 이다.

전술한 투명 보호막 (2a, 2b) 의 두께값은 적절하게 결정될 수 있으며, 일반적으로, 강도, 취급 용이성과 같은 작업성, 박막 등의 요건 등의 관점에서 볼 때, 약 1 에서 약 500 ㎛ 의 범위이다. 특히, 두께값은 1 에서 300 ㎛ 의 범위인 것이 바람직하며, 특히, 5 에서 200 ㎛ 의 범위인 것이 보다 바람직하다. 투명 보호막 (2) 의 두께는 50 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

전술한 투명 보호막 (2a, 2b) 의 편광 필름을 접착하지 않은 면 상에 하드 코트층을 준비하거나, 반사 방지 처리, 스티킹 방지, 확산 또는 안티 글레어에 목적을 둔 처리를 실시한다.

편광판 표면의 손상을 보호할 목적으로 하드코트 처리를 실시하며, 이 하드코트 필름은 예를 들어, 아크릴계 및 실리콘계 수지 등의 적절한 자외선 경화형 수지를 이용하여 우수한 경도와 슬라이드 특성 등을 갖는 경화 코팅 필름을 보호 필름의 표면상에 첨가하는 방법으로 형성될 수 있다. 편광판 표면 상에 외광의 반사방지 목적을 위하여 반사방지 처리가 실시되며, 이는 종래의 방법 등에 따라서 반사방지 필름을 형성하여 준비될 수 있다. 또한, 인접층과의 밀착 방지 목적을 위하여 스티킹 방지 처리를 실시할 수 있다.

또한, 외부 광이 편광판의 표면에서 반사하여 편광판을 통과하는 광의 시인을 저해하는 문제를 방지하기 위해서 안티글레어 처리를 실시할 수 있으며, 이 처리는 예를 들면 샌드 블래스팅이나 엠보싱에 의한 조면화 처리 방법과 투명 미립자를 배합하는 방법 등의 적절한 방법을 이용하여 보호 필름의 표면에 미세 요철 구조를 부여함으로써 실시할 수 있다. 표면 상에 미세 요철 구조를 형성하기 위해서 배합되는 미립자로서는, 예를 들어, 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 주석 옥사이드, 인듐 옥사이드, 카드뮴 옥사이드, 안티모늄 옥사이드 등을 포함하는 전도성을 갖는 무기 미립자와 가교 또는 비가교 폴리머와 가교결합되는 유기 미립자 등으로 이루어진, 그 평균 입경이 0.5 내지 50 ㎛ 인 투명 미립자를 사용할 수 있다. 표면 상에 미세 요철 구조를 형성하는 경우, 미립자의 사용량은 표면 상에 미세 요철 구조를 형성하는 투명 수지 100 중량부에 대하여 일반적으로 대략 2 내지 50 중량부, 바람직하게는 5 내지 25 중량부이다. 안티글레어층은 편광판을 통과하여 투과광을 확산시키고 시야각 등을 확대시키기 위한 확산층으로서 작용할 수 있다(시야각 확대 기능 등).

또한, 전술한 반사방지층, 스티킹 방지층, 확산층, 안티글레어층 등은 보호 필름 자체에 내장될 수 있으며, 또한 이들은 보호 필름 (2a, 2b) 과 상이한 광학층으로서 준비할 수 있다.

수지층 (3) 을 특별하게 한정하지 않으며, 사이클릭 올레핀계 수지를 주성분으로서 포함하는 투명 보호막 (2a) 에 적절하게 접착된다면 임의의 수지층 (3) 을 이용할 수 있다. 이용할 수 있는 수지층의 예는 에스테르계, 에테르계, 카보네이트계, 우레탄계 및 실리콘계 수지와 같은 다양한 수지를 포함할 수 있다. 수지층 (3) 을 수용성 또는 용매형 중 임의의 것을 이용할 수도 있다. 이들 중에서, 수용성 우레탄 수지 및 실리콘계 수지가 바람직하다. 실란 커플링제 또는 티타늄 커플링제와 같은 커플링제가 우수한 효율성을 갖고 반응하도록 하기 위하여, 티타늄계 또는 주석계 촉매를 수지에 첨가할 수 있다. 이에 의하여, 폴리비닐 알코올 편광자 (1) 와 투명 보호막 (2a) 사이의 접착 강도가 보다 강하게 된다. 또한, 수지층 (3) 으로서 다른 첨가제를 첨가할 수도 있다. 이용할 수 있는 예에는 테르펜 수지, 페놀 수지, 테르펜-페놀 수지, 로진 수지, 및 크실렌 수지와 같은 점착 개선제, 강력 흡수제, 산화 방지제, 및 내열 안정제와 같은 안정제를 포함한다.

공지된 기술에 따라 건조 및 평탄화 후 두께를 고려하여, 적절한 농도로 희석되는 용액을 코팅 및 건조하여 수지층 (3) 을 형성한다. 수지층 (3) 의 건조 후 두께는 바람직하게는 약 0.01 에서 약 10 ㎛ 의 범위이며, 보다 바람직하게는, 약 0.1 에서 2 ㎛ 의 범위이다. 수지층 (2) 이 복수층으로 구성되는 경우, 수지층 (3) 의 총 두께는 전술한 범위인 것이 바람직하다.

투명 보호막 (2b) 이 접착되는 편광자의 표면 상에 수지층 (3) 을 제공할 수 있으며, 그 상부에 접착 용이 처리를 가할 수 있다. 그 예는 플라즈마 처리와 같은 건식 처리, 코로나 처리, 알칼리 처리와 같은 화학 처리, 및 접착 용이층을 형성하는 코팅 처리를 포함한다.

폴리비닐 알코올계 접착제층 (4a) 을 형성하기 위하여 편광자에 투명 보호막 을 접착하기 위해 이용되는 폴리비닐 알코올계 접착제에 대하여 구체적인 제한이 없다.

폴리비닐 알코올계 수지의 예는 폴리비닐 아세테이트를 비누화시킴으로써 획득되는 폴리비닐 알코올; 그 유도체; 비닐 아세테이트와 공중합성을 갖는 모노머와 비닐 아세테이트의 비누화된 코폴리머; 및 아세틸화, 우레탄화, 에테르화, 그래프트화, 포스페이트 에스테르화 등에 의해 변성되는 폴리비닐 알코올을 포함한다. 모노머의 예는 말레인산 무수물, 푸마르산, 크로톤산, 이타콘산 및 (메타)아크릴산 및 그 에스테르와 같은 불포화 카르복실산; 에틸렌 및 프로필렌과 같은 α-올레핀; (메타)알릴술폰산 또는 그 나트륨염, (메타)알릴술포네이트; 소디움 술포네이트 (모노알킬 말레이트), 소디윰 디술포네이트 (알킬 말레이트); N-메틸올아크릴아미드; 아크릴아미드 알킬술포네이트의 알칼리염; N-비닐피롤리돈, N-비닐필롤리돈 등의 유도체를 포함한다. 폴리비닐 알코올계 수지를 단독으로 또는 2 종류 이상을 결합하여 이용할 수 있다.

폴리비닐 알코올계 수지에 대하여 구체적인 제한이 없지만, 평균 중합도는 약 100 에서 약 3000 의 범위이며, 바람직하게는, 500 에서 3000 의 범위이며, 평균 비누화도는 약 85 에서 100 몰% 의 범위이며, 접착력을 고려할 때 90 에서 100 몰% 의 범위인 것이 바람직하다.

폴리비닐 알코올계 수지로서, 아세토아세틸기를 갖는 폴리비닐 알코올 수지를 이용할 수 있다. 아세토아세틸기를 갖는 폴리비닐 알코올 수지는, 편광판에 내구성을 바람직하게 개선하는 높은 반응성 작용기를 갖는 폴리비닐 알코올계 접착제이다.

아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐 알코올기 수지는, 공지된 방법으로 폴리비닐 알코올계 수지와 디케텐을 서로 반응시킴으로서 획득된다. 공지된 방법의 예는, 폴리비닐 알코올계 수지를 아세트산과 같은 용매에 분산시켜 디케텐을 첨가하는 방법, 폴리비닐 알코올계 수지를 디메틸포름아미드 또는 디옥산과 같은 용매에 미리 용해시켜 디케텐을 첨가하는 방법을 포함한다. 다른 예는, 디케텐 가스 또는 디케텐 액체를 폴리비닐 알코올과 직접 접촉시키는 방법이다.

변성도가 0.1 몰 이상이라면 아세토아세틸기(들) 을 함유하는 폴리비닐 알코올계 수지에서의 아세토아세틸기에 의한 변성도를 특별하게 한정하지 않는다. 변성도가 0.1 몰보다 작은 경우, 접착제층의 내수성이 불충분하므로 부적합하다. 아세토아세틸기에 의한 변성도는 바람직하게는 약 0.1 에서 약 40 몰% 이며, 보다 바람직하게는 1 에서 20 몰% 의 범위이다. 아세토아세틸기의 변성도가 40 몰% 를 초과한다면, 가교제와의 반응 사이트가 보다 감소하게 됨으로써, 내수성 개선의 효과를 감소시킨다. 아세토아세틸기의 변성도는 NMR 에 의해 측정되는 값이다.

본 발명의 제조 방법에서, 높은 반응성을 갖는 접착제가 보다 낮은 반응성을 갖는 접착제보다 줄 무늬 외관 결함의 억제에 보다 효과적이라는 것을 알게 되었다. 이 현상에서의 메커니즘은 특정한 것으로 언급할 수 없다. 이 메커니즘은, 일반적으로 보다 낮은 반응성을 갖는 접착제가 물에서의 용해도가 보다 높기 때문에, 투명 보호막의 표면 상에 일시적으로 형성되는 접착제층이 첨가된 수용액에 다시 용해되는 방식으로 생각된다. 첨가된 수용액의 점도는 투명 보호막 이 접착되는 편광자의 표면 주변에서 증가한다. 따라서, 본 발명의 제조 방법은 보다 높은 반응성을 갖는 폴리비닐 알코올계 접착제를 이용하는 경우에 특히 유효하며, 폴리비닐 알코올계 접착제로서, 아세토아세틸기를 갖는 폴리비닐 알코올계 접착제가 접착력이 우수하다.

가교제를 포함하는 폴리비닐 알코올계 접착제를 이용할 수 있다. 이러한 접착제는 물을 수성액 (5) 으로 이용하는 경우에 효과적이다. 가교제를 함유하는 수용액을 수성액 (5) 으로 이용하는 경우, 접착제에 가교제를 포함하거나 포함하지 않을 수도 있다.

폴리비닐 알코올계 접착제로 이용되었던 가교제 중 임의의 가교제를 특정한 제한 없이 본 발명의 가교제로서 이용할 수 있다. 가교제를 후술한다. 가교제의 혼합량은, 100 중량부의 폴리비닐 알코올계 수지에 대하여, 일반적으로 약 0.1 에서 약 35 중량부의 범위이며, 바람직하게는 10 에서 25 중량부의 범위이다. 이 가교제의 혼합량의 범위에서 균일한 편광 특성 및 우수한 내구성을 갖는 편광판을 획득할 수 있다. 그 반면, 내구성을 보다 개선하기 위하여, 폴리비닐 알코올계 수지에, 폴리비닐 알코올계 수지의 100 중량부에 대하여, 30 중량부 초과 46 중량부 이하로 가교제를 첨가할 수 있다. 특히, 아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐 알코올계 수지를 이용하는 경우, 30 중량부 보다 많은 양으로 가교제를 이용하는 것이 바람직하다. 30 중량부 초과 46 중량부 이하의 범위로 가교제를 첨가함으로써, 내수성이 현저하게 개선된다. 가교제의 혼합량의 증가는 이 범위에서 바람직하며, 31 중량부 이상이 보다 바람직하고, 32 중량부 이상이 더 바람직하며, 35 중량부 이상이 가장 바람직하다. 한편, 가교제의 혼합량이 지나치게 많으면, 가교제의 반응이 단시간에 진행됨으로써, 접착제가 겔화되도록 한다. 그 결과, 접착제로서의 가사 수명 (pot life) 이 현저하게 감소되어 그 산업적 이용을 어렵게 만든다. 전술한 점으로부터, 가교제의 혼합량은 바람직하게는 46 중량부 이하이며, 보다 바람직하게는 45 중량부 이하이고, 가장 바람직하게는 40 중량부 이하이다.

접착제에, 후술되는 다양한 첨가제, 즉, 실란 커플링제 및 티타늄 커플링제와 같은 커플링제, 다양한 종류의 점착 부여제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 내열 안정제 및 가수분해 방지 안정제와 같은 안정제 등을 혼합시킬 수 있다.

폴리비닐 알코올계 접착제 (수용액) 를 코팅 및 건조하여, 폴리비닐 알코올계 접착제층 (4a) 를 형성할 수 있다. 수용액에 에탄올과 같은 용매를 적절하게 혼합할 수 있다. 코팅시의 접착성 및 평탄성 등을 고려하여 수용액의 농도를 적절하게 조절하지만, 이 농도는 예를 들면 약 1 에서 약 20 wt% 의 범위가 바람직하다. 코팅 방법은 통상의 공지된 기술로 이루어질 수 있다.

건조 후 초과 두께가 편광자 (1) 와 투명 보호막 (2a) 사이의 접착성을 고려하면 적절하지 않기 때문에, 폴리비닐 알코올계 접착제층 (4a) 의 두께는 바람직하게는 20 ㎛ 이하이다. 보다 바람직한 것은 0.01 에서 10 ㎛ 의 범위이며, 보다 더욱 바람직한 것은 0.1 에서 5 ㎛ 의 범위이다.

접착제층 (4a) 과 관련하여 예시되는 폴리비닐 알코올계 접착제를 접착제층 (4b) 으로 이용될 수 있으며, 또한, 다른 접착제를 이용할 수 있다.

본 발명의 편광판의 제조 방법에서, 편광자 (1) 는, 투명 보호막 (2a) 에 제공된 수지층 (3) 상의 접착제층 (4a) 에, 수성액 (5) 이 개재되어 접착된다. 수성액은 접착제층 (4a) 및 편광자 (1) 의 면들 중 임의의 면 및 그 양면 상에서 존재할 수 있다.

예를 들면, 물은 수성액 (5) 으로 이용된다. 가교제가 용해되어 있는 수용액을 수성액 (5) 으로서 이용될 수 있다. 폴리비닐 알코올계 접착제에 이용되었던 가교제는 특별하게 한정하지 않고 가교제로서 이용하였다.

이용할 수 있는 가교제는 폴리비닐 알코올 수지와 반응성을 갖는 2 이상의 작용기를 갖는 화합물이다. 그 예는, 에틸렌 디아민, 트리에틸렌 디아민 및 헥사메틸렌 디아민과 같은 2 개의 아민기 및 알킬렌기를 갖는 알킬렌 디아민; 톨리렌 디이소시아네이트, 수소화 톨루엔 디이소시아네이트, 트리메틸올프로판 톨루엔 디이소시아네이트 부가물, 트리페닐메탄 트리이소시아네이트, 메틸렌비스 (4-페닐메탄) 트리이소시아네이트 및 이소포론 디이소시아네이트, 및 케톡심-블록화된 생성물 또는 패놀 블록화된 생성물의 이소시아네이트; 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 폴리에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 글리세린 디- 또는 트리글리시딜 에테르, 1,6-헥산디올 디글리시딜 에테르, 트리메틸롤프로판 트리글리시딜 에테르, 디글리시딜 아닐린 및 디글리시딜 아민과 같은 에폭시 화합물; 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온알데히드 및 부틸알데히드와 같은 모노알데히드; 글리옥살, 말론알데히드, 숙신디알데히드, 글루타르디알데히드, 말레산 디알데히드 및 프탈디알데히드와 같은 디알데히드; 메틸올멜라민, 알킬화된 메틸올유리아, 알킬화된 메틸올멜라민, 아세토구아나민, 벤조구아니민, 및 메틸올유리아의 포름알데히드와의 축합물과 같은 아미노 포름알데히드 수지; 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 철 및 니켈과 같은 2 가 금속 또는 3 가 금속 염; 이들 금속의 옥사이드를 포함한다. 가교제로서, 멜라민계 가교제가 바람직하며, 메틸올멜라민이 특히 바람직하다.

수용액에서의 가교제의 농도에 대하여 특별한 한정은 없으나, 이 농도는 일반적으로 20 wt% 이하이며, 바람직하게는 0.01 에서 10 wt% 의 범위이며, 보다 바람직하게는 0.1 에서 5 wt% 이다.

일반적으로 수성액의 점도는 0.1 에서 10 cP 이며, 바람직하게는 0.5 에서 5 cP 의 범위이다. 수성액의 점도는 실시예에서 설명되는 방법에 따라 측정되는 값이다. 점도가 0.1 cP 보다 작다면, 몇몇 경우 코팅이 어렵게 되는 반면, 10 cP 를 초과하면 외관 결함이 발생되기 쉬워진다.

투명 보호막 (2a) 상에 제공되는 접착제층 (4a) 에 편광자 (1) 가 접착될 때 접착면 상에 존재시키는 방법을 이용한다면, 수성액을 특별하게 한정하지 않고 임의의 수성액을 이용할 수 있다. 수성액을 편광자 (1) 및/또는 접착제층 (4a) 에 제공하는 방법을 예로 들 수 있다.

수성액 (5) 의 도포 방법을 특별하게 제한하지 않으며, 도포 방법의 예는 드로핑 방법, 코팅 방법, 스프레이 방법 등을 포함한다. 장치의 예는, 적절하게 선택되는 종류로 이루어지는 그룹 중 노즐, 스프레이, 코터 등을 포함한다. 일반적으로 수성액을 코팅한 후, 건조 단계를 수행한다. 일반적으로, 건조 온도 는 5 내지 150 ℃ 의 범위이며, 바람직하게는 약 30 에서 약 120 ℃ 으로의 범위이며, 건조 시간은 일반적으로 120 초 이상이고 바람직하게는 300 초 이상이다.

접착 방법으로서, 그 상부에 접착제층 (4a) 가 제공되는 편광자 (1) 및 투명 보호막 (2a) 의 세트가 한 쌍의 롤 사이를 연속적으로 통과하도록 하여, 접착제층 (4a) 가 그 상부에 제공되는 투명 보호막 (2a) 상의 접착제층 (4a) 와 편광자 (1) 가 접착되도록 하는 방법을 예로 든다. 롤을 특별하게 한정하지 않으며, 편광자 (1) 세트와 투명 보호막 (2a) 이 롤 압력 하에서 서로 접착된다면 어떠한 롤 쌍을 이용할 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 적층 닙 (nip) 롤은 롤 쌍으로 이용된다. 롤의 재료를 특별하게 한정하지 않으며, 고무 또는 금속 중 어떠한 재료를 그 재료로서 이용할 수 있다. 이 경우, 투명 보호막 (2a) 및 편광자 (1) 의 이송 속도에 특별한 제한을 두지 않는다. 일반적으로, 이 속도는 약 0.08 에서 약 0.5 m/s 의 범위이며, 바람직하게는, 0.11 에서 0.34 m/s 의 범위이다.

이송 속도 등에 의해 수성액의 공급량을 적절하게 조절한다면, 공급량은 약 약 0.5 에서 약 3.4 ml/s 의 범위이며, 바람직하게는 0.5 에서 1.7 ml/s 의 범위이다. 수성액의 공급량은 마스터 필름의 폭에 따라 조절될 수 있다.

본 방법에서는, 수성액 (5) 의 공급 방법을 특별하게 한정하지 않으며, 투명 보호막 (2a) 상의 접착제층 (4a) 와 편광자 (1) 의 접착 시 이들 사이의 접착면 상에 수성액 (5) 이 존재한다면, 어떠한 방법도 이용될 수 있다. 예를 들면, 투명 보호막 (2a) 상의 접착제층 (4a) 과 편광자 (1) 사이의 접착면에 수성액 (5) 을 제공할 수 있다. 수성액 (5) 을 접착면 상에 제공함으로써, 접착 직전에 접착제층 (4a) 이 수성액 (5) 과 접착하지 않으므로, 이러한 방법은 접착제의 내구성 측면에서 바람직하고, 줄 무늬 불규칙성의 생성의 어려움으로 인하여 바람직하다.

이송 동안 편광자 (1) 또는 투명 보호막 (2a) 상의 접착제층 (4a) 에 수성액을 제공함으로써, 양면에서 이송되는 동안 수성액을 접착면 상으로 안내할 수 있다.

일 단계에서 편광자 (1) 와 투명 보호막 (2a) 상의 접착제층 (4a) 이 (연속으로) 서로 접착되는 동안, 접착 직전에 수성액 (5) 이 접착면 상으로 제공된다. 용어 "접착 직전" 은 수성액 (5) 의 제공 후 약 2 초 단위의 시간 내에 서로 접착되는 것을 의미한다. 이 시간이 짧을수록 바람직하며, 수성액 제공 후 1 초 내에 접착을 수행하는 것이 보다 바람직하고, 0.5 초 내에 수행되는 것이 보다 바람직하다. 수성액 (5) 이 접착제층 (4a) 상으로 제공되는 경우, 접착제가 2 초를 초과한다면 필요량보다 많이 수성액으로 용해되어, 불규칙성이 발생되기 쉬워진다. 수분 함유율은 수성액 (5) 이 투명 보호막 (2a) 상의 접착제층 (4a) 상으로 또는 편광자 (1) 상으로 제공되는 경우, 너무 많기 때문에, 건조 후 불규칙성 발생이 쉽게 된다. 수성액 (5) 을 접착 전에 제공하는 경우, 액체 싱크를 접착부에 제공하고, 접착 직전에 투명 보호막 (2a) 과 편광자 (1) 를 액체 싱크로 통과시키는 방법을 이용할 수 있다.

수성액 (5) 이 투명 보호막 (2a) 상의 접착제층 (4a) 과 편광자 (1) 사이의 접착면 상에 과잉으로 존재하고 수성액 (5) 의 부분이 접착면의 에지부로부터 누수되는 경우, 초과량은 흡입 노즐 등에 의해 제거되고, 에어 노즐 등에 의한 에어 블로우에 의해 접착면의 중심부로 수집됨으로써, 수성액의 누설로 인한 오염이 방지될 수 있도록 한다.

본 발명의 편광판은 실제 사용에서는 다른 광학층들로 적층된 광학 필름으로서 이용할 수도 있다. 광학층들을 특별하게 제한하지 않지만, 반사판, 반투과판, 리타데이션판 (1/2 파장판과 1/4 파장판을 포함함) 및 시야각 보상필름 등의 액정 표시 장치 등을 구성하기 위해 사용할 수 있는 하나 또는 2 개의 층, 또는 그 이상의 광학층을 사용할 수 있다. 특히 바람직하게는, 편광판은, 반사판이나 반투과형 반사판을 본 발명의 편광판 상에 더 적층한 반사형 편광판 또는 반투과형 편광판; 리타데이션판을 편광판 상에 더 적층한 타원편광판 또는 원편광판; 시야각 보상 필름을 편광판 상에 더 적층한 광시야각 편광판; 또는 휘도향상 필름을 편광판 상에 더 적층한 편광판 등을 언급할 수 있다.

반사층을 편광판 상에 설치한 반사형 편광판을 제공하며, 이러한 종류의 판은 표시를 제공하기 위해 시인측 (표시측) 으로부터의 입사광을 반사하는 액정 표시 장치용으로 이용한다. 이러한 종류의 기판은 백라이트 등의 내장 광원을 필요로 하지 않으나, 액정표시 장치를 용이하게 얇게 할 수 있는 이점을 갖고 있다. 반사형 편광판은, 필요한 경우 금속 등의 반사층을 투명 보호층 등을 통하여 편광판의 일면에 부착하는 방식 등의 적절한 방식을 사용하여 형성할 수 있다.

반사형 편광판의 예에는, 필요한 경우 매트 처리한 보호 필름의 일면에 알루미늄 등의 반사 금속의 호일 및 증착 필름을 접착하는 방법을 이용하여 반사층을 형성한 판을 언급할 수 있다. 또한, 요철 구조의 반사층이 준비된 보호 필름에 미립자를 혼합하여 획득한 표면 상에 미세 요철 구조를 갖는 다른 종류의 판을 언급할 수 있다. 미세 요철 구조를 갖는 반사층은 입사광을 난반사로 확산시켜서 지향성과 번쩍거림을 방지하며, 명암의 불균일 등을 억제하는 이점을 갖는다. 또한, 미립자를 포함하는 보호 필름은 입사광과 필름을 통하여 투과되는 반사광이 확산되는 결과로 명암의 불균일이 보다 효과적으로 제어되는 이점을 갖는다. 보호 필름의 표면 미세 요철구조에 의해 영향을 받은 표면 상에 미세 요철구조를 갖는 반사층은, 예를 들어, 진공 증착법 (vacuum deposition method) 과 같은 진공 증발법 (vacuum evaporation method), 이온 플레이팅법, 스퍼터링법, 및 플레이팅법 등의 적절한 방식을 직접 이용하여 투명 보호층의 표면에 금속을 접착하는 방법에 의해서 형성할 수 있다.

반사판을 편광판의 보호 필름에 직접 제공하는 방법 대신에, 투명 필름 용의 적절한 필름 상에 반사층을 준비하여 구성한 반사시트로서 사용할 수도 있다. 또한, 일반적으로 반사층은 금속으로 이루어지기 때문에, 산화에 의한 반사율의 저하방지, 장기간동안 초기 반사율 유지, 및 반사층의 별도 준비를 필요없게 한다는 점에서, 반사층은 사용 시에 보호 필름이나 편광판 등으로 피복하는 것이 바람직하다.

또한, 반투과형 편광판은, 광을 반사하고 투과하는 하프미러 등의 반투과형 반사층으로서 반사층을 준비함으로써 획득할 수 있다. 반투과형 편광판은 일반적으로 액정셀의 백사이드에 준비되며, 비교적 밝은 분위기에서 사용할 때 시인측 (표시측) 으로부터 반사되는 입사광에 의해 화상을 표시하는 종류의 액정 표시 장 치 유닛을 구성할 수 있다. 그리고, 이 유닛은 비교적 어두운 분위기에서 반투과형 편광판의 백사이드에 내장된 백라이트 등의 내장형 광원을 이용하여 화상을 표시한다. 즉, 반투과형 편광판은 밝은 분위기에서 백라이트 등의 광원의 에너지를 줄이는 액정 표시 장치를 얻는 데 유용하며, 필요한 경우 비교적 어두운 분위기 등에서 내장 광원과 함께 사용할 수 있다.

이 편광판을, 리타데이션판을 적층하는 타원편광판이나 원편광판으로서 사용할 수 있다. 이하, 타원 편광판과 원편광판에 대해서 설명한다. 이들 편광판들은 직선편광을 타원편광 또는 원편광으로 변환하거나, 타원편광 또는 원편광을 직선편광으로 변환하거나, 또는 리타데이션판의 기능에 의해 직선편광의 편광방향을 변환할 수 있다. 원편광을 직선편광으로 변환하거나, 직선편광을 원편광으로 변환하는 리타데이션판으로서는, 소위 1/4 파장판 (λ/4 판이라고도 함) 을 사용한다. 일반적으로, 직선편광의 편광방향을 변환할 때는, 1/2 파장판 (λ/2 판) 을 사용한다.

타원 편광판은 슈퍼 트위스트 네마틱 (STN) 형 액정표시 장치의 액정층의 복굴절에 의해 발생한 착색 (청색 또는 황색) 을 보상 (방지) 함으로써 이런 착색없이 단색 표시를 제공하기 위하여 효과적으로 사용할 수 있다. 또한, 3 차원 굴절률을 조절하는 편광판은, 바람직하게는 경사진 방향으로부터 액정 표시 장치의 화면을 보았을 때 발생하는 착색 (청색 또는 황색) 을 보상 (방지) 할 수도 있다. 원편광판은, 예를 들어 착색된 화상을 제공하는 반사형 액정 표지장치의 화상의 색조를 조절하는 경우에 효과적으로 사용할 수 있으며, 이는 반사방지 기능도 갖는다. 예를 들어, 리타데이션판은 다양한 파장판, 액정층 등의 복굴절에 의한 착색, 시야각 등을 보상하기 위하여 사용할 수 있다. 또한, 리타데이션 등의 광학적 특성은 각각의 목적에 따라서 적절한 리타데이션값을 갖는 2 종류 이상의 리타데이션판을 갖는 적층체를 사용하여 조절할 수 있다. 리타데이션판으로서는, 폴리카보네이트, 노보넨계 수지, 폴리비닐 알코올, 폴리스티렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리프로필렌, 폴리알릴레이트, 폴리아미드 등의 적절한 폴리머를 함유하는 필름을 연신하여 형성한 복굴절 필름; 액정폴리머 등의 액정 재료를 함유하는 배향 필름; 액정성 재료의 배향층을 지지하는 필름 등을 언급할 수 있다. 리타데이션판은, 액정층의 복굴절에 의한 착색, 시야각 등의 보상을 목적으로 하는 다양한 종류의 파장판 등의 사용목적에 따라서 적절한 리타데이션을 갖는 리타데이션판일 수 있으며, 리타데이션 등의 광학특성을 조절할 수 있도록 2 종류 이상의 리타데이션판을 적층한 리타데이션판일 수 있다.

타원편광판과 반사형 타원편광판은, 편광판이나 반사형 편광판을 리타데이션판과 적절하게 결합한 적층판이다. 이런 종류의 타원편광판 등은 편광판 (반사형) 과 리타데이션판을 조합하고, 액정표시 장치의 제조시 그들을 하나씩 각각 적층함으로써 제조할 수 있다. 한편, 적층을 우선 수행하여 광학 필름으로서 얻은 타원편광판 등의 편광판은 품질의 안정성, 적층시 작업성 등에서 우수하며, 액정표시 장치의 제조 효율이 향상된다는 이점을 갖는다.

시야각 보상필름은 시야각을 확대하여 화면에 수직 방향이 아닌 경사진 방향에서 관측할 경우에도 화상이 비교적 선명하게 보이게 하는 필름이다. 시야각 보상 리타데이션판과 같이, 일축 연신 또는 직교 양방향 연신처리한 복굴절특성을 갖는 필름, 및 경사 배향필름 등의 양방향 연신 필름을 사용할 수도 있다. 경사 배향 필름으로서, 예를 들어 열수축 필름을 폴리머 필름에 접착하고, 접착한 필름을 가열하고, 연신하고, 수축력에 의해 영향을 받는 상태에서 수축하는 방법을 사용하여 얻은 필름, 또는 경사진 방향으로 배향된 필름을 언급할 수 있다. 액정셀 등에 의한 리타데이션에 기초한 시야각의 변화, 우수한 시인성을 갖는 시야각시야각 변화에 의한 착색의 방지목적으로 시야각 보상필름을 적절하게 결합할 수 있다.

또한, 우수한 시인성의 광시야각을 달성한다는 관점에서 액정 폴리머의 배향층으로 이루어진, 특히 디스코틱 액정 폴리머 (discotic liquid crystal polymer) 의 경사 배향층으로 이루어진 광학 이방성층이 트리아세틸 셀룰로오스 필름으로 지지되는 보상판을 바람직하게 사용할 수 있다.

편광판과 휘도향상 필름을 서로 접착한 편광판은 일반적으로 액정셀의 백사이드에 준비하여 사용할 수 있다. 휘도 향상 필름은 액정 표시 장치의 백라이트와 백사이드로부터의 반사 등에 의한 자연광이 있을 경우, 소정 편광축을 갖는 직선편광이나 소정 방향을 갖는 원편광을 반사시키며, 다른 광을 투과시키는 특성을 나타낸다. 따라서, 휘도향상 필름을 편광판에 적층하여 얻은 편광판은 소정 편광상태 없이는 광을 투과하지 않고 그것을 반사하며, 백라이트 등의 광원으로부터 광을 수용함으로써 소정 편광상태를 갖는 투과광을 얻을 수 있다. 이 편광판은 휘도 향상 필름에 의해 반사된 광이 백사이드에 준비된 반사층을 통하여 반전되도록 하고, 광을 휘도향상필름으로 재입사시켜서, 광의 일부 또는 전부를 소정 편광 상태의 광으로서 투과시킴으로써 휘도 향상 필름을 통한 투과광의 양을 증가시킨다. 편광판은 편광자에서 흡수하기 어려운 편광을 공급함과 동시에, 액정 화상 표시 장치 등에 이용가능한 광량을 증가시켜서, 그 결과 발광상태를 개선시킬 수 있다. 즉, 휘도 향상 필름을 사용하지 않고 백라이트 등에 의해 액정셀의 백사이드로부터 편광자를 통하여 광이 입사하는 경우, 편광자의 편광축과는 다른 편광방향을 갖는 광의 대부분이 편광자에 의해 흡수되며, 편광자를 투과하지는 않는다. 이는, 사용한 편광자의 특성에 의해 영향을 받음에도 불구하고, 광의 50% 가 편광자에 의해 흡착되고, 액정 화상표시 장치 등에 사용하기 위한 광의 양이 상당히 감소하여 그 표시화상이 어두워짐을 의미한다. 휘도 향상필름은 편광자에 흡착되는 편광방향을 갖는 광을 편광자에 의해 입사시키지는 않지만, 휘도 향상필름에 의해 한번 광을 반사시키며, 또한 광을 휘도 향상필름에 재입사시키기 위하여 백사이드에 준비된 반사층 등을 통하여 광을 반전시킨다. 이런 반복동작에 의하여, 양자간에 반사되고 반전된 광의 편광방향이 편광자를 통과하는 편광방향을 갖게되는 경우, 휘도 향상 필름은 광을 투과시켜서 편광자에 제공한다. 그 결과, 백라이트로부터의 광은, 밝은 화면을 얻기 위하여 액정 표시 장치의 화상표시용으로 효과적으로 사용할 수 있다.

또한, 휘도향상 필름과 반사층 사이에 확산판을 설치할 수 있다. 휘도 향상 필름이 반사한 편광은 반사층 등으로 입사하고, 설치한 확산판은 통과하는 광을 균일하게 확산시키며, 동시에 광상태를 비편광으로 변화시킨다. 즉, 확산판 은 편광을 자연광 상태로 복귀시킨다. 비편광상태, 즉 자연광상태의 광은 반사층 등을 통하여 반사하고, 반사층 등을 향해 확산판을 통하여 휘도향상필름으로 다시 입사하는 단계들을 반복한다. 이런식으로, 휘도 향상 필름과 반사층사이에, 편광을 자연광상태로 복귀시키는 확산판을 설치하며, 표시 화면의 밝기를 유지하면서 균일하고 밝은 화면을 제공할 수 있고, 동시에 표시 화면의 밝기의 불균일성을 조절할 수 있다. 이런 확산판을 준비함으로써, 최초 입사광의 반사 반복회수는 확산판의 확산기능과 함께 균일하고 밝은 표시 화면을 제공하기에 충분한 정도까지 증가한다고 판단할 수 있다.

휘도 향상 필름으로는, 적절한 필름을 사용할 수 있다. 즉, 유전체 물질의 다층 박막; 소정 편광축을 갖는 직선편광 광을 투과하며 다른 광은 반사시키는 특성을 갖는, 서로 다른 굴절률 이방성 (3M Co., Ltd. 제조의 D-BEF 등) 을 갖는 박막의 다층 적층 필름 등의 적층 필름; 콜레스테릭 액정 폴리머의 배향 필름; 배향된 콜레스테릭 액정층이 지지되는 필름 등의, 시계방향 또는 반시계방향 회전으로 원편광된 광을 반사하고 다른 광은 투과하는 특성을 갖는 필름 (닛토덴코 코포레이션 (NITTO DENKO CORPORATION) 제조의 PCF350; 머크 코포레이션 엘티디 (Merck Co., Ltd.) 제조의 Transmax 등) 등을 언급할 수 있다.

따라서, 상술한 소정의 편광축을 갖는 직선편광을 투과하는 종류의 휘도향상 필름에서는, 투과광의 편광축을 배향하고 광을 편광판 자체에 입사시킴으로써, 편광판에 의한 흡수손실을 조절하며 편광을 효과적으로 투과시킬 수 있다. 한편, 콜레스테릭 액정층으로서 원편광을 투과하는 종류의 휘도향상 필름에서는 광이 편광자에 그대로 입사시키지만, 흡수 손실 조절을 고려하여, 원편광을 리타데이션판을 통하여 직선편광으로 변화시킨 후 광을 편광자로 입사시키는 것이 바람직하다. 또한, 원편광은 리타데이션판 등의 1/4 파장판을 사용하여 직선편광으로 변환한다.

550nm 의 파장을 갖는 약한 광에 대해 1/4 파장판으로서 기능하는 리타데이션층을 1/2 파장판으로서 기능하는 리타데이션층 등의 다른 리타데이션 특성을 갖는 리타데이션층으로 적층하는 방식으로, 가시광선 영역 등의 광파장 범위에서 1/4 파장판으로서 기능하는 리타데이션판을 얻을 수 있다. 따라서, 편광판과 휘도향상 필름 사이에 위치하는 리타데이션판은 하나 이상의 리타데이션층으로 구성된다.

또한, 서로 다른 반사 파장을 갖는 2개 이상의 층을 서로 적층한 구조를 채택함으로써, 콜레스테릭 액정층에서는 가시광선 영역 등의 넓은 파장의 원편광을 반사시키는 층을 얻을 수 있다. 따라서, 이런 종류의 콜레스테릭 액정층을 사용하여 넓은 파장범위의 투과 원편광을 얻을 수 있다.

또한, 편광판은, 편광판을 적층한 다층 필름 및 분리형 편광판인 2 개 이상의 광학층으로 구성될 수 있다. 따라서, 편광판은 반사형 타원편광판, 반투과형 타원편광판 등일 수 있으며, 여기서 반사형 편광판 또는 반투과형 편광판은 각각 리타데이션판과 결합할 수 있다.

광학층을 편광판에 적층하는 것은 액정 표시 장치 등의 제조과정에서 적층을 연속하여 개별적으로 수행하는 방법에 의해 형성하지만, 이전에 적층한 형태의 광학 필름은 품질면에서 우수한 안정성과 조립작업성을 갖는 현저한 이점을 가지며, 따라서 액정 표시 장치 등의 제조 처리능을 향상시킬 수 있다. 접착제층 등의 적절한 접착 수단을 적층을 위해 사용할 수 있다. 편광판과 다른 광학 필름을 접착하는 경우에, 광학축은 목표 리타데이션 특성 등에 따라서 적합한 배치각도로 설정한다.

한층 이상의 편광판을 적층한 광학 필름과 편광판에는, 액정셀 등의 다른 부재와의 접착을 위해서 접착제층을 준비할 수 있다. 접착제층을 형성하는 점착제 (pressure sensitive adhesive) 는 특별하게 제한되지는 않기 때문에, 예를 들어 아크릴계 폴리머; 실리콘계 폴리머; 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에테르; 플로오르계 및 고무계 폴리머를 기재 폴리머로서 적절하게 선택할 수 있다. 특히, 아크릴계 점착제 등의 점착제를 바람직하게 사용할 수 있으며, 이는 광학적 투명이 우수하며, 적절한 습윤성 (wettability), 응집성(cohesiveness) 및 접착성을 갖는 접착 특성을 나타내며, 현저한 내후성과 내열성 등을 갖는다.

또한, 낮은 흡습성과 우수한 내열성을 갖는 접착제층이 바람직하다. 이는, 흡습에 의한 발포현상과 박리현상을 방지하기 위하여, 열팽창 차이에 기인한 액정셀의 광학특성의 저하와 만곡 (curvature) 을 방지하기 위하여, 그리고, 내구성이 우수한 고품질의 액정 표시 장치를 제조하기 위하여 이들 특성을 필요로 하기 때문이다.

예를 들어, 접착제층은 천연 또는 인공수지, 접착수지, 글라스 섬유, 글라스 비드 (glass bead), 금속분, 다른 무기분 등을 함유하는 충진재, 안료, 착색제, 및 산화 방지제 등을 함유할 수 있다. 또한, 이는 미립자를 함유하고, 광확산성을 갖는 접착제층일 수 있다.

접착제층을 광학 필름의 일면 또는 양쪽면에 부착하기 위하여 적절한 방법을 수행할 수 있다. 예를 들어, 기재 폴리머나 그 혼합물이 용해 또는 확산된 대략 10 내지 40 중량% 의 점착제 용액, 예를 들어, 톨루엔이나 에틸아세테이트, 또는 이들 두 용제의 혼합 용제를 제조할 수 있다. 플로우 방식 (flow method), 코팅 방식 등의 적절한 전개방식을 이용하여 편광판 상단 또는 광학 필름 상단에 직접 도포하는 방법, 또는 상술한 바와 같이 세퍼레이터 (separator) 상에 접착제층을 한번 형성한 후, 편광판이나 광학 필름상에 이송하는 방법을 언급할 수 있다.

또한, 상이한 조성 또는 상이한 종류의 점착제가 서로 적층되는 층으로서, 접착제층을 각각의 층상에 준비할 수 있다. 또한, 접착제층을 양쪽면에 준비할 경우 편광판이나 편광필름의 전면 또는 후면상에 서로다른 성분, 서로다른 종류나 두께 등을 갖는 접착제층을 사용할 수도 있다. 점착층의 두께는 사용목적과 접착강도 등에 따라서 적절하게 결정할 수 있고, 일반적으로 1 내지 500 ㎛ 이고, 바람직하게는 5 내지 200 ㎛ 이고, 보다 바람직하게는 10 내지 100 ㎛ 이다.

실제로 사용하기 전까지는, 오염 등을 방지하기 위하여 접착제층의 노출면에 임시 세퍼레이터를 부착한다. 그로인해, 실제 취급중에 외부 물질이 접착제층과 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 세퍼레이터로서는, 두께 조건을 고려하지 않고, 예를 들어 필요한 경우 실리콘계, 긴사슬 알킬계, 플루오르계 이형제, 황화 몰리브데늄 등의 이형제로 코팅한 적절한 종래의 시트재를 사용할 수 있다. 적절한 시트재로서, 플라스틱 필름, 고무시트, 종이, 포 (cloth), 부직포, 네트, 발포 시트, 금속박, 또는 그들의 적층 시트를 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 살리실산 (salicylic acid) 에스테르계 화합물, 벤조페놀계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 시아노 아크릴레이트계 화합물, 및 니켈 착염계 화합물 등의 UV 흡수제를 첨가하는 방법을 이용하여 자외선 흡수 특성을 편광판용 편광자, 투명 보호막, 광학 필름 등의 상술한 각각의 층 및 접착제층 등에 자외선 흡수 특성을 부여할 수 있다.

본 발명의 광학 필름은 액정 표시 장치등의 다양한 설비를 준비하는 데 바람직하게 사용할 수 있다. 액정 표시 장치의 조립은 종래의 방법에 따라서 수행할 수 있다. 즉, 액정 표시 장치는 일반적으로 액정셀, 광학 필름, 및 필요한 경우 조명 시스템 등의 여러 부분을 적절하게 조립하고, 구동회로를 통합함으로서 제조한다. 본 발명에서는 본 발명의 광학 필름을 사용하는 것을 제외하고는, 종래 방법을 사용하는 데 특별한 제한이 없다. 또한, TN 형, STN 형, π형 등의 임의의 종류의 액정셀을 사용할 수 있다.

광학 필름을 액정셀의 일면 또는 양면에 배치하고, 백라이트나 반사판을 조명 시스템용으로 사용하는 액정표시 장치 등의 적절한 액정 표시 장치를 제조할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 의한 광학 필름을 액정셀의 일면 또는 양면에 설치할 수 있다. 광학 필름을 양측에 설치할 때, 그들은 서로 동일한 종류일 수도 다른 종류일 수도 있다. 또한, 액정 표시 장치를 조립할 때, 확산판, 안티 글레어층, 반사방지막, 보호판, 프리즘 어레이, 렌즈 어레이 시트, 광학 확산판, 및 백라이트 등의 적절한 부품을 1층 또는 2층 이상의 층으로 적절한 위치에 설치할 수 있다.

이어서, 유기 EL 장치 (유기 EL 표시 장치) 를 설명한다. 일반적으로, 유기 EL 표시 장치에서는, 투명 기판상에 발광체 (유기 EL 발광체) 를 형성하는 순서로 투명 전극, 유기 발광층, 및 금속전극을 순차적층한다. 여기서, 유기 발광층은 다양한 유기 박막의 적층체이며, 다양한 조합의 많은 조성물들, 예를 들어 트리페닐아민 유도체 등을 포함하는 정공 주입층의 적층재, 안트라센 등의 형광 유기 고체를 포함하는 발광층; 발광층과 페릴렌 유도체 등을 포함하는 전자 주입층의 적층체; 이들 정공 주입층, 발광층, 및 전자 주입층 등의 적층체 등이 알려져 있다.

유기 EL 표시 장치는 투명 전극과 금속 전극사이에 전압을 인가하여 양의 정공과 전자를 유기 발광층에 주입하는 원리에 기초하여 광을 방출하며, 이들 양의 정공과 전자의 재조합에 의해 발생한 에너지는 형광 물질을 여기시켜서, 결과적으로 여기된 형광물질이 기저상태로 돌아갈 때 광을 방출하게 된다. 중간과정에서 행해지는 재조합이라 불리는 메카니즘은 일반적인 다이오드에서의 메카니즘과 동일하며, 예상대로는 인가 전압에 대한 정류특성을 수반하는 전류와 발광 강도사이에 강한 비선형 관계가 존재한다.

유기 EL 표시 장치에서는, 유기 발광층에서 발광이 나오도록, 하나 이상의 전극이 투명해야 한다. 일반적으로, ITO 등의 투명 전기 도체로 형성된 투명 전극을 애노드로서 사용할 수 있다. 한편, 전기 주입을 용이하게 하고 발광 효율을 증대시키기 위해서, 작은 일함수 (work function) 를 갖는 물질을 캐소드로서 사용하는 것이 중요하며, Mg-Ag 및 Al-Li 등의 금속 전극을 일반적으로 사용한다.

이러한 구성의 유기 EL 표시 장치에서, 유기발광층은 대략 10 nm 두께의 매우 얇은 필름에 의해 형성한다. 이런 이유로, 광은 투명 전극과 마찬가지로 유기 발광층을 거의 완전하게 투과한다. 그 결과, 광이 방출되지 않을 때, 투명 기판의 표면으로부터 입사광으로서 입사하고, 투명 전극과 유기 발광층을 투과하며, 금속 전극에 의해서 반사되는 광이, 투명 기판의 전방 표면 측에서 다시 나타나기 때문에, 유기 EL 표시 장치는 외부에서 볼 경우 거울처럼 보인다.

전압 인가에 의해 광을 방출하는 유기 발광층의 표면 측 상에 투명 전극을 구비함과 동시에, 유기 발광층의 백사이드에 금속 전극을 구비하는 유기 EL 발광체를 포함하는 유기 EL 표시 장치에서는, 리타데이션판을 이들 투명 전극과 편광판 사이에 설치하고, 투명 전극의 표면상에 편광판을 준비한다.

리타데이션판과 편광판은, 외부로부터 입사광으로서 입사하고 금속 전극에 의해 반사된 광을 편광시키는 기능을 갖기 때문에, 이들은 금속전극의 거울표면을 편광작용에 의해 외부로부터 볼 수 없도록 만드는 효과를 갖는다. 리타데이션판은 1/4 파장판으로 구성되고, 편광판과 리타데이션판의 2 개의 편광 방향사이의 각도를 π/4 로 조절하는 경우, 금속 전극의 글라스표면은 완전하게 차폐된다.

이는 이런 유기 EL 표시 장치로 입사광으로서 입사하는 외광의 단지 직선 편광성분만이 편광판의 작용으로 투과한다는 것을 의미한다. 이 직선 편광은 일반적으로 리타데이션판에 의해 타원편광을 제공하며, 특히 리타데이션판은 1/4 파장판이며, 또한 편광판과 리타데이션판의 2 개의 편광방향들 사이의 각도가 π/4 로 조절될 때 이는 원편광을 제공한다.

이 원편광은 투명 기판, 투명 전극 및 유기 박막을 투과하고, 금속전극에 의해서 반사된후, 유기 박막, 투명 전극 및 투명 기판을 다시 투과하여, 리타데이션판을 통해 직선편광으로 된다. 이 직선 편광은 편광판의 편광방향에 대하여 직각이기 때문에, 이는 편광판을 투과할 수 없다. 그 결과, 금속전극의 거울면은 완전하게 차폐된다.

실시예

이하, 본 발명을 본 발명의 실시예들을 통하여 구체적으로 설명한다. 또한, 다음 예들에서 "부(들)" 및 "%" 는 달리 지정되지 않으면 중량에 대한 것을 나타낸다.

(수성액의 점도)

점도 측정 장치 (써모 하케 코포레이션 (Thermo Haake Co.) 에서 제조된 유량계 Rheostress 1) 를 이용하여 82000 의 전단율 (1/s) 에서의 점도를 23 ℃ 에서 측정하였다.

(접착제층 및 수지층의 두께치)

SEM 단면 관찰에 의해 두께치를 획득하였다.

(편광자 1 )

80 ㎛ 의 두께를 갖는 폴리비닐 알코올 필름을 5 wt% 의 요오드 수용액 (요오드/요오드화 칼륨=1/10 의 중량비) 에서 염색하였다. 다음으로, 염색된 폴리비닐 알코올 필름을 3 wt% 의 붕산 및 2 wt% 의 요오드화 칼륨을 함유하는 수용액에 침지하고, 4 wt% 의 붕산 및 3 wt% 의 요오드화 칼륨을 함유하는 수용액에서 5.5 배의 비율로 연신한 후, 5 wt% 의 요오드화 칼륨 수용액에 다시 침지하였다. 그 후, 폴리비닐 알코올 필름을 40 ℃ 의 오븐에서 3 분 동안 건조함으로써, 30 ㎛ 의 두께를 갖는 편광자를 획득하였다. 이하에서는 이 편광자를 편광자 1 이라 한다.

(편광자 2 )

편광자 1 의 제조 시 40 ℃ 의 오븐에서의 건조 시간이 8 분이라는 점을 제외하고, 편광자 1 의 제조와 유사한 방법으로 31 ㎛ 의 두께를 갖는 편광자를 획득하였다. 이하에서는 이 편광자를 편광자 2 라 한다.

(투명 보호막 1 )

40 ㎛ 의 두께를 갖는 사이클릭 올레핀계 수지 필름 (ZEON 코포레이션에서 제조된, 제품명 : ZEONOR) 에 코로나 처리하였다. 시중에서 판매되고 있는 실란 커플링제 (신 에쯔 케미컬 코포레이션 엘티디 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 에서 제조된, 제품명 : KBM603) 1 중량부를 10 중량부의 우레탄계 수지 (DAI-ICHI KOGYO SEIYAKU CO., LTD. 에서 제조된, 제품명 : SUPERFLEX 600) 에 혼합하고 교반하여 획득되는 액체를 코로나 처리된 표면 상에 코팅하였다. 그 후, 젖은 코트를 120 ℃ 에서 2 분 동안 건조하여 수지층을 형성하였다. 수지층의 건조 후 두께는 0.3 에서 0.6 ㎛ 의 범위였다. 다음으로, 물/에탄올=60/40 의 중량비로 90 중량부의 혼합액에 폴리비닐 알코올 10 중량부를 용해하여 획득되는 용액을 수지층에 코팅하고, 젖은 코트를 120 ℃ 에서 2 분 동안 건조하여, 약 0.6 ㎛ 의 두께를 갖는 폴리비닐 알코올계 접착제층을 형성하였다. 이하에서는 폴리비닐 알코올계 접착제층을 투명 보호막 1 이라 한다.

(투명 보호막 2 )

투명 보호막 1 의 제조에서 수지층을 형성하지 않았다는 점을 제외하고, 투명 보호막 1 과 유사한 동작을 수행하였다. 이하에서는 이와 같이 하여 획득되는 필름을 투명 보호막 2 라 한다.

(투명 보호막 3 )

40 ㎛ 의 두께를 갖는 비누화된 트리아세틸셀룰로오스 필름 (후지 샤신 필름 코포레이션 엘티디 (FUJI PHOTO FILM Co., Ltd. 에서 제조된 제품명 : FUJITAC T-40UZ) 을 이용하였다.

(투명 보호막 4 )

투명 보호막 1 의 제조에서 10 중량부의 폴리비닐 알코올 대신에 10 중량부의 아세토아세틸기 변성된 폴리비닐 알코올 수지 (13 % 의 아세틸화도) 를 이용하였다는 점을 제외하고, 투명 보호막 1 과 유사한 동작을 수행하였다. 이하에서는 이와 같이 하여 획득되는 필름을 투명 보호막 4 라 한다.

(투명 보호막 5 )

40 ㎛ 의 두께를 갖는 사이클릭 올레핀계 수지 필름 (제온 코포레이션에서 제조된 제품명 : ZEONOR) 에 코로나 처리를 수행하였다. 시중에서 판매되고 있는 실란 커플링제 (신 에쯔 케미컬 코포레이션 엘티디 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 에서 제조된, 제품명 : KBM603) 1 중량부를 10 중량부의 우레탄계 수지 (다이 이치 고교 세이야쿠 코포레이션 엘티디 (DAI-ICHI KOGYO SEIYAKU CO., LTD.) 에서 제조된, 제품명 : SUPERFLEX 600) 에 혼합하고 교반하여 획득되는 액체를 코로나 처리된 표면 상에 코팅하였다. 그 후, 젖은 코트를 120 ℃ 에서 2 분 동안 건조하여 수지층을 형성하였다. 수지층의 건조 후 두께는 0.3 에서 0.6 ㎛ 의 범위였다. 다음으로, 물/에탄올=60/40 의 중량비로 90 중량부의 혼합액에서 폴리비닐 알코올 10 중량부를 용해하여 획득되는 용액 100 중량부에, 멜라민계 가교제 (상품명: WATERSOL S695, DAINIPPON INK AND CHEMICALS INC. 제조) 1 중량부를 첨가함으로써 얻어진 용액을 수지층에 코팅하고, 젖은 코트를 120 ℃ 에서 2 분 동안 건조하여, 약 0.6 ㎛ 의 두께를 갖는 폴리비닐 알코올계 접착제층을 형성하였다. 이하에서는 폴리비닐 알코올계 접착제층을 투명 보호막 5 라 한다.

(투명 보호막 6 )

투명 보호막 5 의 제조에서 10 중량부의 폴리비닐 알코올 대신에 10 중량부의 아세토아세틸기 변성된 폴리비닐 알코올 수지 (13 % 의 아세틸화도) 를 이용하였다는 점을 제외하고, 투명 보호막 5 에서와 유사한 동작을 수행하였다. 이하에서는 이와 같이 하여 획득되는 필름을 투명 보호막 6 이라 한다.

(PVA 계 접착제 1 )

100 중량부의 아세토아세틸기 변성된 폴리비닐 알코올 수지 (13 % 의 아세틸화도) 에 대하여 20 중량부의 메틸올멜라민을 함유하는 수용액을 0.5 % 의 농도가 되도록 조절하여 접착제 수용액을 제조하였다. 실시예들 각각에서 PVA 계 접착제 1 로 형성되는 접착제층의 두께는 31 nm 로 설정되었다.

(수용액 : 멜라민계 가교제 수용액)

49.03 중량부의 물에 대하여 가교제로서 0.97 중량부의 메틸올멜라민을 용해하여 수용액을 준비하였다. 수용액의 점도는 3 cP 이였다.

실시예 1

편광자 1 의 일 면에, 표면이 젖기만 하도록 물을 코팅한 투명 보호막 1 상의 폴리비닐 알코올계 접착제층을 접착하고, 편광자 1 의 타면에, PVA 계 접착제 1 을 코팅한 투명 보호막 3 을 접착한 후 이 복합체를 60 ℃ 에서 10 분 동안 건조함으로써, 편광판을 획득하였다.

실시예 2

편광자 1 의 일 면에, 표면이 젖기만 하도록 멜라민계 가교제 수용액이 코팅된 투명 보호막 1 상의 폴리비닐 알코올계 접착제층을 접착하고, 편광자 1 의 타면에, 실시예 1 에서와 유사한 방법으로 투명 보호막 3 을 접착한 후 이 복합체를 60 ℃ 에서 10 분 동안 건조함으로써, 편광판을 획득하였다.

실시예 3

편광자 2 의 양면 각각에, 멜라민계 가교제 수용액이 코팅된 투명 보호막 1 상의 폴리비닐 알코올계 접착제층을 접착한 후 이 복합체를 40 ℃ 에서 72 시간 동안 건조함으로써, 편광판을 획득하였다.

실시예 4

실시예 1 의 투명 보호막 1 대신 투명 보호막 4 을 이용하였다는 점을 제외하고, 실시예 1 에서와 유사한 방법으로 편광판을 획득하였다.

실시예 5

실시예 1 의 투명 보호막 1 대신 투명 보호막 5 을 이용하였다는 점을 제외하고, 실시예 1 에서와 유사한 방법으로 편광판을 획득하였다.

실시예 6

실시예 1 의 투명 보호막 1 대신 투명 보호막 6 을 이용하였다는 점을 제외하고, 실시예 1 에서와 유사한 방법으로 편광판을 획득하였다.

실시예 7

편광자 1 의 일 면에, 표면이 젖기만 하도록 멜라민계 가교제 수용액이 코팅된 투명 보호막 4 상의 폴리비닐 알코올계 접착제층을 접착하고, 편광자 1 의 타면에, 실시예 1 에서와 유사한 방법으로 투명 보호막 3 을 접착한 후 이 복합체를 60 ℃ 에서 10 분 동안 건조함으로써, 편광판을 획득하였다.

비교예 1

편광자 1 의 일 면에, PVA 계 접착제 1 가 코팅된 투명 보호막 1 상의 폴리비닐 알코올계 접착제층을 접착하고, 편광자 1 의 타면에, 실시예 1 에서와 유사한 방법으로 투명 보호막 3 을 접착한 후 이 복합체를 60 ℃ 에서 10 분 동안 건조함으로써, 편광판을 획득하였다.

비교예 2

편광자 1 의 일 면에, 표면이 젖기만 하도록 물이 코팅된 투명 보호막 2 상의 폴리비닐 알코올계 접착제층을 접착하고, 편광자 1 의 타면에, 실시예 1 에서와 유사한 방법으로 투명 보호막 3 을 접착한 후 이 복합체를 60 ℃ 에서 10 분 동안 건조함으로써, 편광판을 획득하였다.

비교예 3

편광자 1 의 일 면에, 표면이 젖기만 하도록 멜라민계 가교제 수용액이 코팅된 투명 보호막 2 상의 폴리비닐 알코올계 접착제층을 접착하고, 편광자 1 의 타 면에, 실시예 1 에서와 유사한 방법으로 투명 보호막 3 을 접착한 후 이 복합체를 60 ℃ 에서 10 분 동안 건조함으로써, 편광판을 획득하였다.

비교예 4

편광자 1 의 일 면에, PVA 계 접착제 1 이 코팅된 투명 보호막 2 상의 폴리비닐 알코올계 접착제층을 접착하고, 편광자 1 의 타 면에, 실시예 1 에서와 유사한 방법으로 투명 보호막 3 을 접착한 후 이 복합체를 60 ℃ 에서 10 분 동안 건조함으로써, 편광판을 획득하였다.

(평가)

실시예 및 비교예에서 획득되는 편광판 각각에 대하여 다음의 평가를 수행하였다. 편광자 1 또는 2 및 일면의 투명 보호막 1 또는 2 에 평가를 수행하였다. 평가 결과를 도 1 에 나타낸다.

(접착 상태)

접착력을 평가하여 위하여, 편광자 및 투명 보호막을 상온 (23 ℃) 에서 손으로 분리하는 테스트를 하였다. 편광판에 온수 침지 테스트 (hot water immersion test)(60℃ × 3 hr) 를 수행한 후, 편광자와 투명 보호막을 손으로 분리하는 테스트를 다시 수행하였다. 평가 기준 및 대응하는 기호는 다음과 같다.

OO : 상온 분리 테스트 및 온수 침지 테스트 중 어떠한 경우에도 분리가 발생되지 않는다.

O : 상온 분리 테스트에서는 분리가 발생하지 않은 반면, 온수 침지 테스트에서는 분리가 발생한다.

X : 상온 분리 테스트 및 온수 침지 테스트 중 어떠한 경우에도 분리가 발생한다.

(외관)

또한, 접착 테스트에서와 동시에, 편광자와 투명 보호막이 서로 접착될 때 외관을 평가하였다. 1 m² 면적을 갖는 편광판에 평가 방법을 적용하였다. 평가 기준 및 대응하는 부호는 다음과 같다.

O : 부유상태 또는 줄 무늬가 육안으로 관찰되지 않는다.

X : 부유상태 및 줄 무늬가 육안으로 관찰되며, 용어 "부유상태" 는 편광자와 투명 보호막이 밀착되지 않은 상태이며, 용어 "줄 무늬" 는 비록 작은 면적이지만 투명 보호막 또는 편광자가 그 자체의 2 부분이 접착되어 있는 상태를 의미한다.

[표 1 (계속)]

표 1 로부터 실시예에 따라 획득되는 편광판은, 비교예들에 비하여, 편광자 와 투명 보호막 사이의 접착 강도 면에서 보다 우수하며, 외관면에서 보다 높은 생산성으로 제조될 수 있다는 것을 알 수 있다.

본 발명에 따르면, 편광자와 투명 보호막 사이의 접착 강도가 우수하고 균일한 편광 특성을 갖는 편광판 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다. 또한, 이러한 편광판 또는 광학 필름을 이용하여 LCD 및 ELD 와 같은 화상 표시 및 편광판을 적층하여 획득되는 광학 필름을 제공할 수 있다.

Claims (9)

1. 편광자의 하나 이상의 면 상에 제공되는 투명 보호막을 갖는 편광판의 제조 방법으로서,

   상기 하나 이상의 면 상에 제공되는 투명 보호막은 사이클릭 올레핀계 수지를 포함하고,

   상기 편광자에 접착되는 상기 투명 보호막의 일면 상에 하나 이상의 수지층 및 폴리비닐 알코올계 접착제층이 순차적으로 적층되며,

   상기 투명 보호막 상의 상기 폴리비닐 알코올계 접착제층과 상기 편광자 사이의 접착면 상에 수성액이 존재하도록 하는 조건으로, 상기 투명 보호막 상의 상기 폴리비닐 알코올계 접착제층과 상기 편광자를 접착하는 단계를 포함하는, 편광판의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 수성액은 물인, 편광판의 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 수성액은 수성액에 용해되는 가교제를 함유하는 수용액인, 편광판의 제조 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 가교제는 멜라민계 가교제인, 편광판의 제조 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 멜라민계 가교제는 메틸올멜라민인, 편광판의 제조 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 편광자는 폴리비닐 알코올 타입의 편광자인, 편광판의 제조 방법.
7. 제 1 항에 기재된 편광판의 제조 방법에 의해 획득되는, 편광판.
8. 제 7 항에 기재된 편광판을 하나 이상 포함하는, 광학 필름.
9. 제 7 항에 기재된 편광판 또는 제 8 항에 기재된 광학 필름을 포함하는, 화상 표시 장치.

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