KR101479278B1

KR101479278B1 - 광학적 표시장치

Info

Publication number: KR101479278B1
Application number: KR20130023864A
Authority: KR
Inventors: 켄타로 이케시마; 미노루 미야타케; 유키 나카노
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2013-03-06
Publication date: 2015-01-05
Also published as: KR20130103391A; CN103309080B; TWI497128B; JP2013186389A; EP2636507A1; CN103309080A; US10025013B2; TW201337353A; US20130235306A1; JP5607673B2; EP2636507B1

Abstract

편광막이 다소의 결점을 가지는 경우여도, 휘점이 인식되기 어려운 광학적 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
표시 패널과, 표시 패널에 대해 시인측에 배치된 폴리비닐 알코올계 수지층을 가지는 적어도 1개의 편광막을 포함하고, 표시 패널의 측으로부터 편광막에 입사하는 편광에 관해서 크로스니콜의 관계를 형성하는 광학적 배치를 갖춘 광학적 표시장치이다. 편광막은, 두께가 10㎛ 이하이며, 수지기재상에 폴리비닐 알코올계 수지층을 제막하는 공정, 폴리비닐 알코올계 수지층을 수지기재와 일체로 연신하는 공정 및 폴리비닐 알코올계 수지층을 이색성 물질로 염색하는 염색공정을 포함한 방법으로 제작된 것이며, 또한, 광학적 표시장치에 있어서, 편광막의 제작시에 수지기재에 제막되고 있던 면을 표시 패널과는 반대의 측을 향한 상태에서 배치되어 있다.

Description

광학적 표시장치{Optical display device}

본 발명은, 수지기재상에 폴리비닐 알코올계 수지층을 제막하고, 이 폴리비닐 알코올계 수지층을 이 수지기재와 일체로 연신 및 염색하는 것에 의해 형성된 편광막을 이용한 광학적 표시장치에 관한 것이다.

열가소성 수지기재상에 폴리비닐 알코올계 수지(이하,「PVA계 수지」라고 한다.) 층을 제막하고, 이 수지기재상에 제막된 PVA계 수지층을, 이 수지기재와 일체로 연신 및 염색하는 것에 의해서 제작되는 매우 얇은 편광막이 제안되고 있다.

예를 들면, 특허 제 4279944호 공보(특허 문헌 1)에는, 열가소성 수지 필름의 한 면에, 두께가 6㎛ 이상 30㎛ 이하의 PVA계 수지층을 도공법에 의해 형성한 후, 2배 이상 5배 이하로 연신하여 이 PVA계 수지층을 투명 피막 소자층으로 함으로써, 열가소성 수지 필름층과 투명 피막 소자층의 2층으로 구성되는 복합 필름을 형성하고, 그 다음에, 이 2층으로 구성되는 복합 필름의 투명 피막 소자층 측에 광학 투명 수지 필름층을, 접착제를 통하여 첩합한 후, 열가소성 수지 필름층을 박리 제거하고, 또한 투명 피막 소자층을 염색, 고정하여 편광 소자층으로 하는 편광판의 제작 방법이 기재되어 있다. 이 방법에 따라 얻을 수 있는 편광판은, 광학 투명 수지 필름층과 편광 소자층과의 2층 구성이며, 특허 문헌 1의 기재에 의하면, 편광 소자의 두께는 2~4㎛이다.

또, 특개 2001-343521호 공보(특허 문헌 2) 및 특개 2003-43257호 공보(특허 문헌 3)에는, 열가소성 수지기재와 이 기재상에 도포된 PVA계 수지층으로 구성되는 적층체를, 기재가 비정성 폴리에스테르 수지의 경우에는 70℃~120℃의 온도에서, 1축 연신하고, 이 연신에 의해서 배향된 PVA계 수지층에 염색에 의해 이색성 물질을 흡착시키는 것에 의해서 편광판을 제작하는 방법이 기재되어 있다. 또한, 특허 문헌 2에서는, 1축 연신은, 세로 1축 연신 또는 가로 1축 연신의 어느 쪽이라도 좋다, 라고 기재되어 있지만, 특허 문헌 3에서는, 가로 1축 연신을 행하고, 그 가로 1축 연신 중 또는 연신 후에, 연신 방향과 직교할 방향의 길이를 특정량 수축시키는 방법이 기재되어 있다. 이것들 특허 문헌 2 및 3의 어느 것에 있어서도, 얻을 수 있는 편광막의 두께로는, 1~1.6㎛가 기재되어 있다.

또, 특허 제 4751486호 공보(특허 문헌 4)에는, 수지기재상에 PVA계 수지층을 형성하고, 이 PVA계 수지층을 염색하여 PVA계 수지층에 이색성 물질을 흡착시켜, 이 이색성 물질을 흡착시킨 PVA계 수지층을 붕산 수용액 안에 놓고, 수지기재와 일체로 총 연신 배율이 원 길이의 5배 이상이 되도록 연신하는 것에 의해서, 수지기재에, 이색성 물질을 배향시킨 PVA계 수지로 구성되는 두께가 7㎛이하의 편광막을 제작하는 방법이 기재되어 있다. 이 특허 문헌 4의 방법에 의하면, 광학 특성이 뛰어난 박형의 편광막이 제조된다.

또한, 특허 제 4751481호 공보(특허 문헌 5)에는, 이색성 물질을 배향시킨 PVA계 수지로 구성되는 연속 웹의 편광막을, 비정성 에스테르계 열가소성 수지기재에 제막된 PVA계 수지층을 포함한 적층체가 공중 보조 연신과 붕산 수중 연신으로 이루어지는 2단 연신 공정에서 연신함으로써 작성하는 방법이 기재되어 있다. 이 특허 문헌 5의 방법에 의하면, 10㎛이하의 두께이며, 또한, 단체 투과율을 T, 편광도를 P로 했을 때, T≥42.3 및 P≥99.9라고 한 높은 광학 특성을 가지는 편광막을 얻을 수 있다.

이와 같이, 열가소성 수지기재상에 PVA계 수지층을 형성하고, 이 PVA계 수지층을 기재와 일체로 연신 및 염색하는 것에 의해 제작되는, 두께가 얇고, 더 높은 편광 특성을 가지는 편광막이, 근년 다수 제안되고 있다.

상기와 같이 하여 제작되는 편광막은, 열가소성 수지기재와 함께 그대로, 또는, 예를 들면, 편광막의 제작시에 열가소성 수지기재에 제막되고 있던 면과는 반대측의 면에 편광자 보호 필름이나 위상차이 필름 등의 광학 필름을 부착하여 여러 가지 기능을 부여하고, 이 열가소성 수지기재를 박리 혹은 박리하지 않고, 광학적 표시장치의 구성 재료로서 사용할 수 있다.

[특허 문헌 1] 특허 4279944호 공보 [특허 문헌 2] 특허 2001-343521A호 공보 [특허 문헌 3] 특개 2003-43257호 공보 [특허 문헌 4] 특허 제 4751486호 공보 [특허 문헌 5] 특허 제 4751481호 공보

위의 설명에서도 분명한 바와 같이, 편광막은, 열가소성 수지기재상에 PVA계 수지층을 형성하여 제작되기 때문에, 편광막의 제작시에 열가소성 수지기재에 제막 되고 있던 면의 상태는, 이 열가소성 수지기재의 표면 상태에 의해 크게 영향을 받는다. 예를 들면, 열가소성 수지에 불순물 등의 이물이 포함되어 있으면, 이 이물 등이 열가소성 수지기재 표면에 요철이나 상처를 형성하는 경우가 있다. 또 열가소성 수지기재의 제작 공정의 문제에 의해 이 열가소성 수지기재 표면에 요철이나 상처가 생기는 경우가 있다. 또 열가소성 수지기재상에 PVA계 수지층을 형성할 때에 이 열가소성 수지기재상에 먼지가 부착하는 경우가 있다.

요철이나 상처, 또 부착한 먼지 등이 존재하는 열가소성 수지기재상에 PVA계 수지층을 제막하고, 이 PVA계 수지층을 기재와 일체로 연신 및 염색하여 편광막을 제작했더니, 그 제작시에 열가소성 수지기재에 제막되고 있던 면에, 이 열가소성 수지기재의 요철 등에 대응하여, 요철이나 상처 등이 형성되어 버리는 경우가 있다. 또, 편광막의 제작시에 열가소성 수지기재에 제막되고 있던 면과는 반대측의 면에 광학 필름을 첩합하는 경우, 광학 필름과 열가소성 수지기재에 롤 간의 닙을 통하여 압력이 가해지지만, 이 결과, 열가소성 수지기재의 요철 등에 의해 편광막에 요철 등이 형성되어 버리기도 한다.

또, 요철이나 상처가 형성된 편광막을 광학적 표시장치의 구성 재료로서 이용한 경우, 이 요철이나 상처가, 이 광학적 표시장치의 시인성을 저하시키는 휘점 등의 결점이 되는 경우가 있다. 이러한 결점은, 예를 들면, 크로스니콜 법에 의해 검사할 수 있다. 크로스니콜 법은, 먼저, 2장의 편광막을, 그것들의 흡수축이 서로 직교하도록, 즉, 크로스니콜의 관계를 형성할 수 있도록 대향 배치한다. 그리고 한쪽의 편광막의 외부로부터 빛을 쬐고, 다른 한쪽의 편광막 측으로부터 관찰하여, 휘점의 유무를 확인한다. 적어도 어느 쪽이든 한쪽의 편광막에 요철이나 상처 등이 존재하면, 그 부분의 빛의 굴절, 산란 등이 다른 부분의 그것들과 상위하기 때문에, 휘점으로서 인식되는 것을 이용하여 검사하는 방법이다.

본 발명자들은, 이 크로스니콜 법에 따르는 결점 검사를 통해, 같은 편광막이어도, 크로스니콜의 관계를 형성할 수 있는 다른 쪽의 편광판(막)에 대한 이 편광막 배치의 차이에 따라, 휘점으로서 인식되거나 되지 않거나 하는 것을 찾아냈다. 구체적으로는, 편광막의 제작시에 열가소성 수지기재에 제막되고 있던 면, 혹은, 그것과는 반대측의 면 중 어느 한 면을, 다른 한쪽의 편광판(막)의 측을 향하도록 배치할지에 의해, 휘점의 보이는 방법이 다르다는 것을 깨달았다. 본 발명은, 이 지견에 의거하여 완성된 것이다.

본 발명의 하나의 태양에 의하면, 표시 패널과, 상기 표시 패널에 대해서 시인측에 배치된 폴리비닐 알코올계 수지층을 가지는 적어도 1개의 편광막을 포함하고, 상기 표시 패널의 측으로부터 상기 편광막에 입사하는 편광에 관해서 크로스니콜의 관계를 형성하는 광학적 배치를 갖춘 광학적 표시장치에 있어서, 상기 편광막은, 두께가 10㎛이하이며, 수지기재상에 폴리비닐 알코올계 수지층을 제막하는 공정, 이 폴리비닐 알코올계 수지층을 상기 수지기재와 일체로 연신하는 연신 공정 및 이 폴리비닐 알코올계 수지층을 이색성 물질로 염색하는 염색공정을 포함한 방법으로 제작된 것이며, 또한, 상기 광학적 표시장치에 있어서, 상기 편광막의 제작시에 상기 수지기재에 제막되고 있던 면을 상기 표시 패널과는 반대의 측을 향한 상태에서 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학적 표시장치가 제공된다.

이러한 구성으로 함으로써, 편광막이 다소의 결점을 가지는 경우라도, 편광막에 의해서 생기는 휘점을 인식하기 어렵게 하고, 휘점이 인식되기 어려운 광학적 표시장치를 제공할 수 있다. 또한, 상기 편광막의 두께는 10㎛이하인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 장치의 소형화를 도모할 수 있다.

여기서, 상기 광학적 표시장치는, 액정표시장치 또는 유기 EL표시장치여도 좋다.

또, 상기 광학적 표시장치에 있어서, 상기 액정표시장치인 광학적 표시장치는, 두께가 10㎛이하이며, 수지기재상에 폴리비닐 알코올계 수지층을 제막하는 공정, 이 폴리비닐 알코올계 수지층을 상기 수지기재와 일체로 연신하는 공정 및 이 폴리비닐 알코올계 수지층을 이색성 물질로 염색하는 염색공정을 포함한 방법으로 제작된 제 1의 편광막과 제 2의 편광막을 포함하고, 상기 제 1의 편광막은, 상기 표시 패널에 대해 시인측에 있어서, 상기 편광막의 제작시에 상기 수지기재에 제막되고 있던 면을 상기 표시 패널과는 반대의 측을 향한 상태에서 배치되며, 상기 제 2의 편광막은, 상기 표시 패널에 대해서 비 시인측에 배치되며, 상기 제 1의 편광막은, 상기 제 2의 편광막을 투과한 후에 상기 표시 패널의 측으로부터 상기 제 1의 편광막에 입사하는 편광에 관해서 크로스니콜의 관계를 형성할 수 있다.

이 경우, 상기 제 2의 편광막은, 상기 편광막의 제작시에 상기 수지기재에 제막되고 있던 면을 상기 표시 패널과 반대의 측을 향한 상태에서 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 제 1의 편광막 뿐만 아니라, 제 2의 편광막에 대해서도, 편광막이 다소의 결점을 가지는 경우라도, 편광막에 의해서 생기는 휘점을 인식하기 어렵게 하고, 휘점이 인식되기 어려운 광학적 표시장치를 제공할 수 있다.

상기 광학적 표시장치가 액정표시장치인 경우, 상기 제 1의 편광막 및 상기 제 2의 편광막은 각각, 상기 표시 패널과 반대의 측에 적어도 보호층을 가지고 있어도 좋다.

또, 상기 액정표시장치는, VA형 또는 IPS형의 어느 한쪽이어도 좋고, 상기 VA형의 액정표시장치는, 상기 표시 패널로서 VA액정 셀을 포함하여, 적어도 상기 시인측에 있어서, 상기 표시 패널과 상기 제 1의 편광막과의 사이에 위상차이 막을 더 가지고 있어도 좋고, 상기 IPS형의 액정표시장치는, 상기 표시 패널로서 IPS 액정 셀을 포함하고 있다.

또한, 상기 광학적 표시장치에 있어서, 상기 유기 EL표시장치인 광학적 표시장치는, 적어도, 상기 표시 패널과, 1/4 파장 위상차이 층, 편광막 및 보호층을, 이러한 순서로 포함하고, 상기 편광막은, 두께가 10㎛이하이며, 수지기재상에 폴리비닐 알코올계 수지층을 제막하는 공정, 이 폴리비닐 알코올계 수지층을 상기 수지기재와 일체로 연신하는 공정 및 이 폴리비닐 알코올계 수지층을 이색성 물질로 염색하는 염색공정을 포함한 방법으로 제작된 편광막이며, 상기 편광막은, 상기 표시 패널에 대해 시인측에 있어서, 상기 편광막의 제작시에 상기 수지기재에 제막되고 있던 면을 상기 표시 패널과는 반대의 측을 향한 상태에서 배치되며, 상기 편광막은, 이 편광막을 상기 시인측으로부터 투과한 후에 상기 표시 패널에 의해 반사되어 상기 표시 패널의 측으로부터 상기 편광막에 다시 입사하는 편광에 관해서 크로스니콜의 관계를 형성할 수 있다.

예를 들면, 비정성 에스테르계 열가소성 수지기재와, 그 위에 도포 형성된 PVA계 수지층을 일체로, 공중 보조 연신과 붕산 수중 연신으로 구성되는 2단 연신 공정으로 연신하는 것으로, 이 PVA계 수지층에 이색성 색소에 의한 염색 처리를 가하는 것에 의해, 상기 편광막의 두께를 10㎛이하로 할 수 있다.

크로스니콜의 관계를 형성할 수 있는 편광막에 의해서 생기는 휘점을 인식하기 어렵게 하여, 광학적 표시장치의 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은, 편광막의 제작 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는, 편광막에 결점이 생기는 메카니즘의 일례를 설명하는 도면이다.
도 3은, 크로스니콜 법을 이용하여 결점을 휘점으로서 관찰하기 위한 방법과 그러한 검사 결과를 나타내는 도면이다.
도 4는, 크로스니콜 법을 이용하여 결점을 휘점으로서 관찰하기 위한 방법과 그러한 검사 결과를 나타내는 도면이다.
도 5는, 편광막의 면에 관한 바람직한 배치 관계를 응용할 수 있는 장치 구성의 개략 단면도를 나타내는 도면이다.
도 6은, 편광막의 면에 관한 바람직한 배치 관계를 응용할 수 있는 장치 구성의 개략 단면도를 나타내는 도면이다.
도 7은, 유기 EL표시장치에 있어서의 크로스니콜의 작용을 설명하기 위한 도이다.
도 8은, 유기 EL표시장치에 있어서의 크로스니콜의 작용을 설명하기 위한 도이다.
도 9는, VA형 액정표시장치에 이용할 수 있는 광학적 기능 필름 적층체의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 10은, IPS형 액정표시장치에 이용할 수 있는 광학적 기능 필름 적층체의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 11은, 유기 EL표시장치에 이용할 수 있는 광학적 기능 필름 적층체의 구성예를 나타내는 도면이다.

1. 편광막의 제작

본 발명의 편광막은, 열가소성 기재상으로 PVA계 수지층을 형성하는 적층체 제작 공정, PVA계 수지층을 열가소성 수지기재와 일체로 연신하는 연신 공정, PVA 수지층에 이색성 물질을 흡착시키는 염색공정을 포함한 방법으로 제작된 것이며, 공지의 방법을 적용할 수 있다. 연신 공정은, 염색공정 전에 실시할 수도 있고, 후에 실시할 수도 있으며, 또 공중 연신 및 붕산 수용액 등의 수중에서의 연신의 어느 연신 방식도 채용할 수 있다. 또한 연신은, 1단계의 연신이어도, 2단계 이상의 다단계의 연신이어도 좋다.

편광막의 제작에 있어서, 상기 적층체 제작 공정, 연신 공정, 염색공정에 있어서의 각 처리 외, 필요에 따라 PVA계 수지층의 불용화 처리 및 가교 처리, 건조 처리, 세정 처리 등을 적용할 수 있다.

도 1을 참조하여, 편광막(3)의 제작 방법의 일례를 설명한다. 또한, 이 방법은, 특허 제 4751481호 공보에 개시된 제작 방법의 일례와 같은 것이다. 본원에서는 특히, 수지기재에 제막된 폴리비닐 알코올계 수지층을 상기 수지기재와 일체로 연신하는 것에 의해 편광막(3)이 제작되고 있는 점에 주목해주길 바란다.

［적층체 제작 공정(A)］

우선, 유리 전이 온도가 75℃의 200㎛ 두께를 가지는 비정성 에스테르계 열가소성 수지기재, 예를 들면, 이소프탈산을 6mol% 공중합시킨 이소프탈산 공중합 폴리에틸렌 테레프탈레이트(이하,「비정성 PET」라고 한다)(1)와, 중합도 1000 이상, 비누화도 99% 이상의 PVA 분말을 물에 용해한 4~5중량% 농도의 PVA 수용액을 준비한다. 다음에, 도공 수단(21)과 건조 수단(22) 및 표면 개질 처리 장치(23)를 갖춘 적층체 제작 장치(20)에 있어서, 이 비정성 PET기재(1)에 PVA 수용액을 도포하고, 50~60℃의 온도에서 건조시켜, PET기재(1)에 유리 전이 온도가 80℃의 7㎛두께를 가지는 PVA층(2)을 제막한다. 이것에 의해, 7㎛두께의 PVA층을 포함한 적층체(7)가 제작된다. 이때, 표면 개질 처리 장치(23)에서 비정성 PET기재(1)의 표면을 코로나 처리함으로써, 비정성 PET기재(1)와 이것에 제막되는 PVA층(2)의 밀착성을 향상시킬 수 있다.

그 다음에, PVA층을 포함한 적층체(7)를, 공중 보조 연신 및 붕산 수중 연신의 2단 연신 공정을 포함한 이하의 공정을 거쳐, 최종적으로 3㎛두께의 편광막(3)으로서 제작한다.

［공중 보조 연신 공정(B)］

제 1단의 공중 보조 연신 공정(B)에서는, 7㎛두께의 PVA층(2)을 포함한 적층체(7)를 PET기재(1)와 일체로 연신하고, 5㎛두께의 PVA층(2)을 포함한 「연신 적층체(8)」를 생성한다. 구체적으로는, 오븐(33) 내에 연신 수단(31)이 배치된 공중 보조 연신 처리 장치(30)에 있어서, 7㎛두께의 PVA층(2)을 포함한 적층체(7)를 130℃의 연신 온도 환경에 설정된 오븐(33)의 연신 수단(31)에 걸쳐, 연신 배율이 1.8배가 되도록 자유단1축으로 연신하여, 연신 적층체(8)를 생성했다. 이 단계에서 오븐(30)에 병설시킨 권취 장치(32)에 의해 연신 적층체(8)의 롤(8')을 제조할 수 있다.

［염색공정(C)］

다음에, 염색공정(C)에 의해서, PVA 분자가 배향된 5㎛두께의 PVA층(2)에 이색성 물질의 요오드를 흡착시킨 착색 적층체(9)를 생성한다. 구체적으로는, 염색액(41)의 염색 욕(42)을 갖춘 염색 장치(40)에 있어서, 염색 장치(40)에 병설된 롤(8')을 장착한 조출 장치(43)로부터 조출되는 연신 적층체(8)를 액체의 온도 30℃의 요오드 및 요오드화 칼륨을 포함한 염색액(41)에, 최종적으로 생성되는 편광막(3)을 구성하는 PVA층의 단체 투과율이 40~44%가 되도록 임의의 시간, 침지하는 것에 의해서, 연신 적층체(8)의 배향된 PVA층(2)에 요오드를 흡착시킨 착색 적층체(9)를 생성했다.

본 공정에 있어서, 염색액(41)은, 연신 적층체(8)에 포함되는 PVA층(2)을 용해시키지 않도록 하기 위해, 물을 용매로 하고, 요오드 농도를 0.30중량%로 했다. 또, 염색액(41)은, 요오드를 물에 용해시키기 위한 요오드화 칼륨 농도를 2.1중량%로 했다. 요오드와 요오드화 칼륨의 농도의 비는 1 대 7이다. 보다 상세하게는, 요오드 농도 0.30중량%, 요오드화 칼륨 농도 2.1중량%의 염색액(41)에 연신 적층체(8)를 60초간 침지하는 것에 의해서, PVA 분자가 배향된 5㎛두께의 PVA층(2)에 요오드를 흡착시킨 착색 적층체(9)를 생성했다.

[붕산 수중 연신 공정(D)］

제 2단의 붕산 수중 연신 공정에 의해서, 요오드를 배향시킨 PVA층(2)을 포함한 착색 적층체(9)를 더 연신하고, 3㎛두께의 편광막(3)을 구성하는 요오드를 배향시킨 PVA층을 포함한 광학 필름 적층체(10)를 생성했다. 구체적으로는, 붕산 수용액(51)의 붕산 욕(52)과 연신 수단(53)을 갖춘 붕산 수중 연신 처리 장치(50)에 있어서, 염색 장치(40)로부터 연속적으로 조출된 착색 적층체(9)를 붕산과 요오드화 칼륨을 포함한 액체의 온도 65℃의 연신 온도 환경에 설정된 붕산 수용액(51)에 침지하고, 다음에 붕산 수중 처리 장치(50)에 배치된 연신 수단(53)에 걸쳐, 연신 배율이 3.3배가 되도록 자유단1축으로 연신하는 것에 의해서, 3㎛두께의 PVA층을 포함한 광학 필름 적층체(10)를 생성했다.

［세정 공정(G)］

그 다음에, 편광막(3)을 포함한 광학 필름 적층체(10)를, 바람직하게는, 그대로, 세정 공정(G)으로 보낸다. 세정 공정(G)은, 편광막(3)의 표면에 부착한 불필요한 잔존물을 씻어버리는 것을 목적으로 한다. 단, 세정 공정(G)을 생략하고, 꺼내진 편광막(3)을 포함한 광학 필름 적층체(10)를 직접 건조 공정(H)으로 보낼 수도 있다.

［건조 공정(H)］

세정된 광학 필름 적층체(10)는, 건조 공정(H)으로 보내지며 여기에서 건조된다. 그 다음에, 건조된 광학 필름 적층체(10)는, 건조 장치(90)에 병설된 권취 장치(91)에 의해, 연속 웹의 광학 필름 적층체(10)로서 권취되며, 편광막(3)을 포함한 광학 필름 적층체(10)의 롤이 생성된다. 건조 공정(H)으로서, 임의의 적절한 방법, 예를 들면, 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조를 채용할 수 있다. 예를 들면, 오븐의 건조 장치(90)에 있어서, 60℃의 온풍으로, 240초간, 건조를 행할 수 있다.

［첩합/전사 공정(I)］

PET기재(1)에 제막된 3㎛두께의 편광막(3)을 포함한 광학 필름 적층체(10)는, 광학 필름 적층체(10)의 롤로 완성, 그것을 첩합/전사 공정(I)에 있어서, 이하와 같은 첩합 처리와 전사 처리를 동시에 행할 수 있다. 제작되는 편광막(3)의 두께는, 연신에 의한 박막화에 의해 10㎛이하, 통상은, 불과 2~5㎛정도에 지나지 않는다. 편광막(3)을 단층체로서 취급하는 것은 어렵다. 따라서, 편광막(3)은, PET기재(1)에 제막하는 것에 의해 광학 필름 적층체(10)로서 취급할지, 또는, 편광막 보호 필름으로서도 기능할 수 있는 광학 기능 필름(4)에 접착제를 통하여 첩합/전사하는 것에 의해서 광학 기능 필름 적층체(11)로서 취급하게 된다.

첩합/전사 공정(I)에 있어서는, 연속 웹의 광학 필름 적층체(10)에 포함되는 편광막(3)과 광학 기능 필름(4)을 접착제를 통하여 첩합하면서 권취하고, 그 권취 공정에 있어서, 편광막(3)을 광학 기능 필름(4)에 전사하면서 PET기재(1)를 박리하는 것에 의해, 광학 기능 필름 적층체(11)가 생성된다. 구체적으로는, 첩합/전사 장치(100)에 포함되는 조출/첩합 장치(101)에 의해서 광학 필름 적층체(10)가 조출되고, 조출된 광학 필름 적층체(10)가 권취/전사 장치(102)에 의해서 편광막(3)이 광학 기능 필름으로 전사되면서, 광학 필름 적층체(10)로부터 박리되고, 광학 기능 필름 적층체(11)가 생성된다.

2. 결점의 발생 메카니즘

도 2를 참조하여, 편광막(3)에 결점(6)이 생기는 메카니즘의 일례를 설명한다. 도 2는, 도 1의 조출/첩합 장치(101)에 있어서의 일부 부분 확대도이다. 예를 들면, PET기재(1)의 내부에 금속 등의 이물(5)이 혼입해 있었을 경우, 이 이물(5)은, 광학적 기능 필름(4)과 첩합될 때에, 롤의 닙(NIP) 간의 압력을 통해서, 편광막(3)에 타격을 준다. 현미경 검사 결과, 이 타격은, 편광막(3)의 표면(3a)에 요철과 같은 결점(6)으로서 나타나는 것을 알았다. 분명한 바와 같이, 편광막(3)이 10㎛이하라고 한 얇은 것인 경우, 요철이 현저하게 나타나기 쉽기 때문에, 결점(6)도 생기기 쉬워진다. 이 결점(6)은, 편광막(3)을 다른 편광막과 크로스니콜의 관계로 배치했을 때에, 빛을 굴절, 산란 등의 원인이 되며, 따라서, 장치의 외관에 장해를 가져오는 휘점이 될 수 있다. 또한, 이 결점의 문제는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 이물(5)이 PET기재(1) 자체에 혼입해 있는 경우뿐만 아니라, 예를 들면, PET기재(1)에 PVA층(2)을 제막할 때에, PET기재(1) 위에 이물이 존재한 것 같은 경우에도, 마찬가지로 생길 수 있다.

3. 결점 검사의 방법과 검사 결과

도 3 및 도 4에 각각, 크로스니콜 법을 이용하여 이러한 결점을 휘점으로서 관찰하기 위한 방법과 그러한 검사 결과를 나타낸다. 도 3 및 도 4(a)는 각각, 크로스니콜 법에 따르는 결점 검사의 검사 방법을 나타내는 모식도, 도 3 및 도 4(b)는 각각, 이러한 검사 결과인 휘점(13a, 13b)의 상태를 나타내는 현미경 관찰 사진이다. 또한, 이러한 결점 검사를 할 때는, 통상, PET기재(1)를 제거한 상태, 바꾸어 말하면, 광학적 기능 필름 적층체(11)의 상태에서 행해지지만, 편의상, 도 3 및 도 4(a)의 각각에는, PET기재(1)를 점선으로 나타내고 있다.

결점 검사를 행할 즈음하여, 검사 대상이 되는 편광막(3)은, 다른 편광판(14)과 그러한 흡수축이 서로 직교하도록 대향 배치된다. 측정광은, 대향 배치된 편광막(3)과 편광판(14)의 쌍방을 투과할 수 있는 상태에서, 편광막(3) 또는 편광판(14)의 한쪽의 측(비 시인측)으로부터 조사되며, 그러한 쌍방을 투과시킨 후에, 다른 한쪽의 측(시인측)에서 관찰된다.

휘점의 관찰점에서 본 경우, 도 3(a)의 검사 방법과 도 4(a)의 검사 방법 간의 실질적인 상위는, 도 3(a)에서는, 편광막(3)의 면(3a 및 3b) 가운데, 편광막의 제작시에 PET기재(1)에 제막되고 있던 면(3a)이, 편광판(14)과는 반대의 측을 향하고 있는 것에 대해, 도 4(a)에서는, 편광막의 제작시에 PET기재(1)에 제막되고 있던 면(3a)이, 편광판(14)의 측을 향하고 있다는 점뿐이다.

또한, 구조상의 점에서 보면, 도 3(a)에서는, 편광판(14)의 측으로부터 측정광이 조사되고, 편광막(3)의 측에서 투과광이 관찰되고 있는데 대해, 도 4(a)에서는, 편광막(3)의 측으로부터 측정광이 조사되고, 편광판(14)의 측에서 투과광이 관찰되고 있다. 또, 도 3(a)에서는, 광학적 기능 필름(4)이, 편광막(3)과 편광판(14)의 사이에 배치되어 있는데 대해, 도 4(a)에서는, 광학적 기능 필름(4)이, 편광막(3)과 편광판(14)의 사이의 외측에 배치되어 있고, 따라서, 이러한 점에 있어서, 양자 간에 상위가 있다고 말할 수 있지만, 전자에 관해서는, 이 실험 상태에 대해서는, 투과광의 방향은 휘점의 관찰에 그다지 영향을 주지 않는다고 생각되며, 또, 후자에 관해서는, 광학적 기능 필름(4)은, 투명 재료로 형성되어 있고, 또, 편광 기능을 가지는 것은 아니기 때문에, 이것도 역시 휘점의 관찰에 영향을 주지 않는 것은 분명하다.

도 3 및 도 4(b)에 각각 나타내는 검사 결과로부터 분명한 바와 같이, 상기의 실질적인 상위는, 관찰되는 휘점에 있어서 현저한 상위로서 나타난다. 즉, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 도 3(a)의 검사 방법에 따라 얻을 수 있는 휘점(13a)은, 도 4(b)에 나타낸, 도 4(a)의 검사 방법에 따라 얻을 수 있는 휘점(13b)에 비해, 분명하게 강한 빛을 발사하는 것, 즉, 휘점이 강조된 것으로 이루어진다. 이것으로부터, 휘점, 즉, 편광막(3) 상의 결점(6)을 인식되기 어렵게 하려면, 편광막(3)의 면(3a, 3b)의 방향이 중요하고, 예를 들면, 편광막의 제작시에 PET기재(1)에 제막되고 있던 면(3a)을, 편광판(14)과는 반대의 측을 향해 배치하는 것이 바람직하다, 라는 것을 알 수 있다.

4. 장치 구성

도 5 및 도 6에, 각각, 위에 설명한 편광막의 면에 관한 바람직한 배치 관계를 응용할 수 있는 장치 구성의 예를 개략 단면도로 나타낸다.

도 5는, 액정표시장치(20)의 장치 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 액정표시장치(20)는 대칭 구조를 가지고 있어도 좋고, 그 주된 구성요소로서, 표시 패널(22)과, 이 표시 패널(22)을 사이에 두고 대칭으로 배치된 광학적 기능 필름(4, 4') 및 편광막(3, 3')을, 이러한 순서로 포함한다. 또한, PET기재(1')를, 보호층으로서 포함하고 있어도 좋다.

이 액정표시장치(20)에는, VA형과 IPS형의 쌍방이 포함된다. 액정표시장치(20)가 VA형의 경우에는, 표시 패널(22)로서, VA액정 셀(302)이 이용되며, 또, 광학적 기능 필름(4, 4')으로서 위상차이 필름이 이용된다. 또한, 액정표시장치(20)가 IPS형의 경우에는, 표시 패널(22)로서 IPS 액정 셀(202)이 이용된다.

VA형 및 IPS형의 어느 쪽에 있어서도, 액정표시장치(20)에는, 편광막(3, 3')의 2개의 편광막이 포함된다. 고로, 편광막(3)은, 백 라이트(17)를 설치한 비 시인측「A」에서 시인측「B」로 편광막(3')을 투과한 후에 편광막(3)에 입사하는 편광에 관해서 크로스니콜의 관계를 형성할 수 있다. 따라서, 위에 설명한 편광막의 면에 관한 바람직한 배치 관계를 적용할 수 있다.

여기서, 위에 설명한 배치 관계에 따르면, 도 5에 나타내는 바와 같이, 시인측「B」에 배치된 편광막(3)에 관해서는, 편광막의 제작시에 PET기재(1)에 제막되고 있던 면(3a)을, 편광막(3')과는 반대의 측, 환언하면, 표시 패널(22)과는 반대의 측(시인측「B」)을 향하도록 배치하는 것이 좋고, 또, 비 시인측「A」에 배치된 편광막(3')에 관해서는, 편광막의 제작시에 PET기재(1)에 제막되고 있던 면(3'a)을 편광막(3)과는 반대의 측, 환언하면, 표시 패널(22)과는 반대의 측(비 시인측「A」)을 향하도록 배치하는 것이 좋다.

이 배치 관계는, 유기 EL표시장치에도 응용할 수 있다. 도 6은, 유기 EL표시장치(30)의 장치 구성을 개략적으로 나타내 보인 것이다. 유기 EL표시장치(30)에는, 그 주된 구성요소로서, 유기 EL셀(603)인 표시 패널(63)과, 이 표시 패널(63)의 상부에 설치된, 1/4 파장 위상차이 층(602)인 광학적 기능 필름(4)과, 편광막(3)을, 이러한 순서로 포함한다. 또한, PET기재(1')를, 보호층으로서 포함하고 있어도 좋다. 또한, 유기 EL셀(603)에는, 예를 들면, 금속 전극(604)이 포함된다.

도 5에 나타낸 액정표시장치(20)와는 달리, 유기 EL표시장치는, 편광막(3)을 1개밖에 포함하지 않는다. 따라서, 유기 EL(603)에서 발생된 빛에 관해서, 크로스니콜의 관계는 성립하지 않는다. 그렇지만, 도 7, 도 8을 참조하여 이하에 설명하는 바와 같이, 유기 EL표시장치(30)의 외부로부터의, 예를 들면, 직사 광선 등의 외광에 관해서는, 이 1개의 편광막(3)이, 실질적으로 2개의 편광막으로서 기능하여 휘점을 일으키게 해 버리는 경우가 있다. 옥외 등에서 사용되는 모바일 기기에 있어서, 외광은 큰 문제가 된다.

도 7은, 유기 EL표시장치(30)의 외부로부터의 입사광(외광)이, 편광막(3)이나, 1/4 파장 위상차이 층(602), 또한, 유기 EL셀(603), 특히, 유기 EL셀(603)에 포함되는 금속 전극(604)에 의해서, 어떻게 변화해 나가는지를 나타낸 것, 또, 도 8은, 금속 전극(604)으로부터 반사된 빛이, 그 후에, 상기의 각 구성요소에 의해서 어떻게 변화해 나가는지를 나타낸 것이다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 입사광은, 편광막(3)을 통해서 일정 방향의 직선 편광으로 변화하고, 그 후, 1/4 파장 위상차이 층(602)을 거쳐, 예를 들면 우회전의 원 편광이 된다. 이 오른쪽 주위의 원 편광은, 유기 EL셀(603)에 포함되는 금속 전극(604)의 계면에서 반사되며, 이 결과, 도 8에 나타내는 바와 같이, 왼쪽 회전 원 편광으로 반전된다. 또한, 이 원 편광은, 1/4 파장 위상차이 층(602)을 통과함으로써, 90°회전한 직선 편광이 된다. 90°회전한 직선 편광은, 기본적으로, 편광막(3)을 통과할 수 없지만, 예를 들면, 직사 광선 등이 강한 입사광의 경우에는, 직선 편광의 일부가, 편광막(3)을 통과해 버리는 경우가 있다. 이 경우, 입사광은, 시인측으로부터 편광막(3)을 투과한 후에, 금속 전극(604)에 의해 반사되어 비 시인측으로부터 편광막(20)을 다시 투과하게 되기 때문에, 결과적으로, 도 5에 나타낸 액정표시장치(20)와 마찬가지로, 실질적으로 2개의 편광막을 투과하게 된다, 더 말하면, 편광막(3)을 시인측「이」로부터 투과한 후에 유기 EL셀의 금속 전극(604)에 의해 반사되어 비 시인측「A」로부터 편광막(3)에 다시 입사하는 편광에 관해서 크로스니콜의 관계가 형성되어 있다. 따라서, 도 5에 나타낸 액정표시장치(20)와 마찬가지로, 유기 EL표시장치에도, 위에 설명한 편광막의 면에 관한 바람직한 배치 관계를 적용할 수 있게 된다.

이 경우, 위에 설명한 배치 관계에 따르면, 편광막(3)의 면(3a 및 3b) 가운데, 예를 들면, 편광막의 제작시에 PET기재(1)에 제막되고 있던 면(3a)은, 자기 자신인 편광막(3)과는 반대의 측, 환언하면, 표시 패널(63)과는 반대의 측(시인측「이」)을 향하도록 배치하는 것이 좋다.

5. 광학 기능 필름 적층체의 구성예

도 9 내지 도 11을 참조하여, 도 5 및 도 6의 장치 구성에 이용할 수 있는 광학적 기능 필름 적층체의 구성예를 설명한다.

5-1. VA형 액정표시장치

도 9에, VA형 액정표시장치에 이용할 수 있는 광학적 기능 필름 적층체(40)의 구성예를 나타낸다.

이 광학적 기능 필름 적층체(40)는, 액정 셀로서 이용되는 VA형 액정 표시 패널(302)을 포함하고, 이 VA형 액정 표시 패널(302)에는, 예를 들면, 액정층이나 트랜지스터 기판 등이 포함된다. 광학적 기능 필름 적층체(40)는, 이 표시 패널(302)을 사이에 두고 대칭 형상을 가진다. 표시 패널(302)에는, 점착제층(16, 16')을 통하여 접착된, 위상차이 막(301, 301')과, 편광막(3, 3')이 이러한 순서로 적층되며, 또한, 보호층(45, 45')이 적층되어 있어도 좋다. 예를 들면, 보호층(45)의 측을 시인측「B」라고 하고, 보호층(45')의 측을 비 시인측「A」로 하여 사용할 수 있다.

점착제 층(16, 16')은, 광학적으로 투명한 층이다. 예를 들면 아크릴계 집합체, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에테르, 불소계나 고무계, 이소시아네이트계, 폴리비닐 알코올계, 젤라틴계, 비닐계 라텍스계, 수계 폴리에스테르 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 것을 적당하게 선택하여 이용할 수 있다. 특히 도시하고 있지 않지만, 위상차이 막이나 편광막, 보호층 끼리도, 점착제를 이용하여 접착할 수 있다. 점착제를 이용하는 것으로, 빛의 손실을 저감할 수도 있다.

위상차이 막(301, 301')은, 예를 들면, 면내 x축 방향 및 y축 방향의 굴절률을 각각 nx 및 ny로 하고, 두께 방향의 굴절률을 nz로 했을 때, 굴절률이 nx＞nz＞ny의 관계를 가지는 2축 위상차이 막, 혹은, nx＞ny＞nz의 관계를 가지는 2축 위상차이 막으로 한다. 혹은, 이것들 위상차이 막(301, 301')은, 굴절률이 nx＞ny≒nz의 관계를 가지는 위상차이 막, 또는, nx≒ny＞nz의 관계를 가지는 위상차이 막으로 한다. 어느 경우에 있어서도, 위상차이 막은, 지상축의 방향이 편광막의 흡수축의 방향에 대해서, 0°또는 90°의 관계가 되도록 배치한다. 이 배치는, 경사 방향에서 보았을 때의 편광막 교차각의 보정에 더해, 액정이 가지는 두께 방향의 위상차이 보상에 효과가 있다.

편광막(3, 3')은, 연신용의 수지기재에 제막된 PVA계 수지층을, 이 수지기재와 일체로 연신하는 것에 의해 제작된 편광막이면 좋고, 그 제작 방법은 묻지 않는다. 예를 들면, 위에 설명한 방법을 이용할 수 있다. 또한, 수지기재로서는, 위에 설명한 비정성 에스테르계 열가소성 수지 외, 예를 들면, 열가소성의 결정성 수지를 이용할 수도 있다. 결정성 수지로서는, 예를 들면 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP)을 포함한 올레핀계 수지와, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)를 포함한 에스테르계 수지가 있고, 이러한 결정성 수지의 특징 중 하나는, 일반적으로 가열 및/또는 연신 배향에 의해 고분자가 배열하여 결정화가 진행되는 성질을 가지는 것이지만, 한편으로, 예를 들면, 폴리프로필렌(PP) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은 결정성 수지라도, 가열 처리나 연신 배향에 의해 일어나는 고분자의 배열을 저해하는 것에 의해서, 결정화의 억제가 가능하다. 결정화가 억제된 이러한 폴리프로필렌(PP) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를, 각각 비정성 폴리프로필렌 및 비정성 폴리에틸렌 테레프탈레이트라고 하고, 본 명세서에서는, 이것들을, 각각 총칭하여 비정성 올레핀계 수지 및 비정성 에스테르계 수지라고 부른다. 수지기재에는, 이것들 비정성 올레핀계나 비정성 에스테르계의 열가소성 수지를 이용할 수도 있다.

보호층(45, 45')은, 투명 수지 재료로 형성되어 있고, 예를 들면, 위에 설명한 바와 같이 PVA계 수지층과 함께 연신된 열가소성 수지기재로부터 구성된 것이어도 좋다. 시인측의 보호층(45)으로서 PET기재(1)를 이용한 경우에는, 일반적으로, 그 표면에는 표면 처리층(도시되어있지 않음)이 제막된다. 이와 같이, PET기재(1(1'))를 편광막(3, 3')으로부터 박리하지 않고, 그대로, 보호층(45, 45')으로서 이용해도 좋다. 보호층(45, 45')의 재료로서는, 일반적으로, 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차단성, 등방성 등에 뛰어난 열가소성 수지가 이용된다. 이러한 열가소성 수지의 구체적인 예로서는, 트리 아세틸 셀룰로오스 등의 셀룰로오스 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리술폰 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate) 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리올레핀(polyolefin) 수지, (메타)아크릴 수지, 환 모양 폴리올레핀(polyolefin) 수지(노보넨(norbornene)계 수지), 폴리아릴레이트 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리비닐 알코올 수지 및 이러한 혼합물을 들 수 있다. 또한, 특히 도시하지 않지만, 보호층(45)의 외측에, 투명한 윈도를 갖추고 있어도 좋다.

또한, 도 9의 구성은, IPS형 액정표시장치로의 응용이 가능하다. 즉, 상기 구성에 있어서, 위상차이 막(301, 301')의 각각, 혹은 한쪽은, 지상축(遲相軸) 방향의 굴절률을 nx로 하고, 그것과 직교하는 면내 방향의 굴절률을 ny, 두께 방향의 굴절률을 nz라고 했을 때, 이러한 굴절률이 nx＞nz＞ny의 관계를 가지는 2축 위상차이 막으로 하고, 또, 위상차이 막(301')을, 굴절률이 nx＞nz＞ny의 관계를 가지는 2축 위상차이 막과, nx＞ny＞nz의 관계를 가지는 2축 위상차이 막과의 2층 구성으로 함으로써, IPS형 액정표시장치로서 사용할 수 있다. 이러한 구성에 대해서는, 위상차이 막은, 지상축의 방향이 편광막의 흡수축의 방향에 대해서, 0°또는 90°의 관계가 되도록 배치한다. 이 배치는, 경사 방향에서 보았을 때의 편광막 교차각의 보정에 효과가 있다.

5-2. IPS형 액정표시장치

도 10에, IPS형 액정표시장치에 이용할 수 있는 광학적 기능 필름 적층체(50)의 구성예를 나타낸다.

이 광학적 기능 필름 적층체(50)는, 액정 셀로서 이용되는 IPS형 액정 표시 패널(202)을 포함하고, 이 표시 패널(202)을 사이에 두고 대칭 형상을 가진다. 표시 패널(202) 상에는, 점착제 층(16, 16')을 통하여 접착된 편광막(3, 3')이 설치되며, 또한, 보호층(45, 45')이, 이러한 순서로 적층되어 있어도 좋다. 예를 들면, 보호층(45)의 측을 시인측「B」라고 하고, 보호층(45')의 측을 비 시인측「A」라고 하여 사용할 수 있다.

또한, 도 10에 나타내는 바와 같이, 보호층(45, 45')이 직접 편광막(3, 3')에 접합되어 있는 실시 형태에 대해서는, 보호층(45, 45')은, 편광막(3, 3')이 제작되는 과정에 있어서 PVA계 수지층과 함께 연신 처리된 열가소성 수지기재를 이용하는 것에 의해 형성해도 좋다. 이 경우에 있어서, 열가소성 수지기재는, 비정성의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 할 수 있다. 또, 특히 도시하지 않지만, 보호층(55)의 외측에, 투명한 윈도를 갖추고 있어도 좋다.

그 외의 각층의 상세한 것에 대해서는 도 9에 나타낸 광학적 기능 필름 적층체(40)와 마찬가지라고 생각해도 좋다.

5-3. 유기 EL표시장치

도 11에, 유기 EL표시장치에 이용할 수 있는 광학적 기능 필름 적층체(60)의 구성예를 나타낸다.

이 광학적 기능 필름 적층체(60)는, 액정 셀로서 이용되는 유기 EL표시 패널(603)을 포함하고, 이 유기 EL표시 패널(603)은, 예를 들면, 발광체(유기 일렉트로 루미네선스 발광체)로서의, 투명 기판과, 이 투명 기판상에 차례로 적층된 투명 전극, 유기 발광층 및 금속 전극(604) 등을 포함한다. 이 유기 EL표시 패널(603) 상에는, 점착제 층(16)을 통하여 접착된 1/4 파장 위상차이 층(602)과, 편광막(3), 또한, 보호층(55)이, 이러한 순서로 포함된다. 이 경우, 표시 패널(603)의 측은 비 시인측「A」가 되며, 이것보다 위의 편광막(3) 등의 측이 시인측「B」가 된다.

1/4 파장 위상차이 층(602)은, 편광막(3)으로부터의 직선 편광을 원 편광으로 변환하여 표시 패널(603)의 표면으로부터의 반사광이 시인측에서 나오는 것을 방지하기 위한 것이다. 전형적으로는 1/4 파장 위상차이 막이 사용되지만, 다른 위상차이 막을 사용할 수도 있다. 이 경우에 있어서, 지상축 방향의 굴절률을 nx로 하고, 그것과 직교하는 면내 방향의 굴절률을 ny, 두께 방향의 굴절률을 nz로 했을 때, 이러한 굴절률이 nx＞nz＞ny의 관계를 가지는 2축 위상차이 막으로 할 수 있다. 이 구성에서는, 1/4 파장 위상차이 층(602)은, 지축방향이 편광막(3)의 흡수 축에 대해 45°의 관계가 되도록 배치한다. 이것에 의해, 경사 방향의 반사 방지 기능도 얻을 수 있다. 도시하고 있지는 않지만, 표시 패널(603)의 뒤편에는, 통상은, 거울이 배치된다. 또, 특히 도시하지 않지만, 보호층(55)의 외측에, 투명한 윈도를 갖추고 있어도 좋다. 보호층(55)으로서는, 예를 들면, 아크릴계 수지 필름을 이용할 수 있다. 또한, 이 경우, 시인 측에는, 표면 처리층(도시되어있지 않음)이 제막된다.

그 외의 각층의 상세한 것에 대해서는, 도 9에 나타낸 VA형 액정표시장치(40)나 도 10에 나타낸 IPS형 액정표시장치(50)와 마찬가지라고 생각해도 좋다.

이하의 실시예 및 비교예에 있어서, VA형 액정표시장치의 평가에는, SHARP제 32인치(제품번호：LC32-SC1)를, IPS형 액정표시장치의 평가에는, Panasonic제 32인치(제품번호：THL32C3)를, 유기 EL표시장치의 평가에는, LG디스플레이사제 15인치 상품명「15EL9500」을 각각 이용했다.

[실시예 1]

도 9의 구성을 가지는 광학적 기능 필름 적층체(40)를 이용했다. 이 실시예는, 특히, 시인측에 배치된 편광막(3)에 대해서는, 편광막의 제작시에 기재에 제막되고 있던 면(도 2등에 있어서의 면(3a))을 표시 패널(302)과는 반대의 측(비 시인측)을 향하도록, 또한, 비 시인측에 배치된 편광막(3')에 대해서는, 편광막의 제작시에 기재에 제막되고 있던 면(3a)을 표시 패널(302)과는 반대의 측(시인측)을 향하도록 배치했을 때의 외관 평가에 관한 것이다.

(편광막의 제작)

습식 연신으로 제작한 편광막을 이용했다. 먼저, 비정성 PET기재와 이것에 제막되는 PVA층의 밀착성을 향상시키기 위해 비정성 PET기재에 코로나 처리(58 W/m²/min)를 행하고, PVA(중합도 4200, 비누화도 99.2%)의 수용액을 건조 후의 막 두께가 10㎛가 되도록 도포하고, 60℃에서 10분간 건조하여 적층체를 생성했다. 그 다음에, 이 적층체를 연신 온도 130도의 공중 보조 연신에 의해 연신 적층체를 생성하고, 다음에, 연신 적층체를 염색에 의해 착색 적층체를 생성하고, 또한 착색 적층체를 연신 온도 70도의 붕산 수중 연신에 의해, 즉, 2단 연신에 의해, 총 연신 배율이 5.94배가 되도록 비정성 PET기재와 일체로 연신된 4㎛두께의 PVA 수지층을 포함한 광학 필름 적층체를 생성했다. 이러한 2단 연신에 의해서 비정성 PET기재에 제막된 PVA 수지층의 PVA 분자가 고차로 배향되며, 이색성 색소에 의한 염색에 의해 흡착된 요오드가 폴리 요오드 이온 착체로서 한쪽 방향에 고차로 배향된, 두께 4㎛의 PVA 수지층을 포함한 편광막을 생성했다.

(결점의 제작)

편광막에 휘점의 원인이 되는 결점을 실험적으로 제작했다. 결점 제작을 위해, 비정성 PET기재를 제막할 때, 시로이시 공업 주식회사제(상품명 CALSHITEC　Vigot-10/탄산칼슘)을 비정성 PET 수지에 대해 10wt% 첨가했다. 이것에 의해, 비정성 PET기재의 필름 표면에 편광막에 발생하는 결점의 원인이 될 수 있는 요철을 제작했다.

(평가방법)

비정성 PET기재가 적층된 측과는 반대측의 편광막의 표면에 접착제를 통하여, 52㎛두께의 위상차이 막(시클로올레핀 폴리머 필름(일본 제온(주) 제))을 첩합하고, 광학 필름 적층체를 제작하고, 또한, 이 광학 필름 적층체로부터 비정성 PET기재를 박리하여, PVA 수지층의 표면에 접착제를 통하여 보호층(트리아세틸 셀룰로오스계) 필름(두께 80㎛)을 첩합하여 시인측「이」의 편광 필름을 제작하고, 마찬가지의 방법에 의해, 비 시인측「A」의 편광 필름을 제작했다.

그 다음에, 각각의 편광 필름의 위상차이 막에, 아크릴계 점착제(20㎛)를 통하여 액정표시장치의 시인측 및 비 시인측에 A4사이즈로 가공하여 첩합하고, 암실 내에서 액정표시장치를 점등시켜 흑 표시 상태로 하여, 시인 영역에 있어서의 적어도 한 변이 150㎛ 이상의 길이를 가지는 휘점 수를 카운트했다.

(평가 결과)

확인된 휘점은 1개였다.

[실시예 2]

도 10의 구성을 가지는 광학적 기능 필름 적층체(50)를 이용하여, 특히, 시인 측에 배치된 편광막(3)에 대해서는, 편광막의 제작시에 기재에 제막되고 있던 면(3a)을 표시 패널(202)과는 반대의 측(비 시인측)을 향하도록, 또한, 비 시인측에 배치된 편광막(3')에 대해서는, 편광막의 제작시에 기재에 제막되고 있던 면(3a)을 표시 패널(202)과는 반대의 측(비 시인측)을 향하도록 배치했을 때의 외관 평가에 관한 것이다.

또한, 편광막의 제작과 결점의 제작에 대해서는, 실시예 1과 같다.

(평가방법)

편광막의 표면에 아크릴계 점착제(20㎛)를 첩합하여, 광학 필름 적층체를 제작하고, 또한, 이 광학 필름 적층체로부터 비정성 PET기재를 박리하여, PVA층의 표면에 접착제를 통하여 보호층(트리아세틸 셀룰로오스계) 필름(두께 80㎛)을 첩합하여 시인측「B」의 편광 필름을 제작하고, 같은 방법에 의해, 비 시인측「A」의 편광 필름을 제작했다.

그 다음에, 각각의 편광 필름의 아크릴계 점착제(20㎛)를 통하여 액정표시장치의 시인측 및 비 시인측에 A4사이즈로 가공하여 첩합하고, 암실 내에서 액정표시장치를 점등시켜 흑 표시 상태로 하여, 시인 영역에 있어서의 적어도 한 변이 150㎛이상의 길이를 가지는 휘점 수를 카운트했다.

(평가 결과)

확인된 휘점은 2개였다.

[실시예 3]

도 11의 구성을 가지는 광학적 기능 필름 적층체(60)를 이용했다. 이 실시예는, 특히, 편광막의 제작시에 기재에 제막되고 있던 면(3a)을 표시 패널(603)과는 반대의 측(시인측)을 향하도록 편광막(3)을 배치했을 때의 외관 평가에 관한 것이다.

(평가방법)

편광막의 표면에 접착제를 통하여, 1/4 파장 위상차이 막(제인화성사 제 상품명「퓨어 에이스 WR(S-148)」)를 첩합하여 광학 필름 적층체를 제작하고, 또한, 이 광학 필름 적층체로부터 비정성 PET기재를 박리하여, PVA층의 표면에 보호층(트리아세틸 셀룰로오스계) 필름(두께 45㎛)을 첩합하고, 원 편광 필름을 제작했다. 구체적으로는, 광학 기능 필름 적층체의 편광막 면과 1/4 파장 위상차이 막을, 1/4 파장 위상차이 막의 지상축과 편광막의 흡수축이 45°가 되도록 원 편광 필름을 제작했다.

그 다음에, 원 편광 필름의 1/4 파장 위상차이 막에 아크릴계 점착제(20㎛)를 통하여 유기 EL표시장치에 A4사이즈로 가공하여 첩합하고, 암실 내에서 액정표시장치를 점등시켜 흑 표시 상태로 하여, 시인 영역에 있어서의 적어도 한 변이 150㎛이상의 길이를 가지는 휘점 수를 카운트했다.

(평가 결과)

확인된 휘점은 1개였다.

[실시예 4]

도 10의 구성을 가지는 광학적 기능 필름 적층체(50)를 이용했다. 이 실시예는, 특히, 시인 측에 배치된 편광막(3)에 대해서는, 편광막의 제작시에 기재에 제막되고 있던 면(3a)을 표시 패널(202)과는 반대의 측(시인측)을 향하도록, 또한, 비 시인측에 배치된 편광막(3')에 대해서는, 편광막의 제작시에 기재에 제막되고 있던 면(3a)을 표시 패널(202)과는 반대의 측(비 시인측)을 향하도록 배치했을 때의 외관 평가에 관한 것이다.

또한, 결점의 제작에 대해서는, 실시예 1과 마찬가지이다.

(편광막의 제작)

건식 연신으로 제작한 편광막을 이용했다. 수지기재로서, 결정성 PET를 이용하여 PVA 수용액을 도포하고, 건조시켜 결정성 PET기재에 7㎛두께의 PVA 수지층을 제막한 적층체를 생성했다. 다음에, 생성된 적층체를 110℃로 설정한 공중 고온 연신에 의해 연신 배율이 4.0배가 되도록 자유단1축으로 연신한 연신 적층체를 생성했다. 이 연신 처리에 의해, 연신 적층체에 포함되는 PVA 수지층은, PVA 분자가 배향된 3.3㎛두께의 PVA 수지층으로 변화했다. 또한, 연신한 적층 필름을 염색액에 임의의 시간, 침지하여, 염색액으로부터 꺼낸 적층체 필름을 60℃의 온풍에서 건조했다. 이상의 처리에 의해, 요오드를 배향시킨 두께 4㎛의 PVA 수지층을 포함한 편광막을 생성했다.

(평가방법)

이 편광막의 표면에 아크릴계 점착제(20㎛)를 첩합하고, 광학 필름 적층체를 제작하여, 또한, 이 광학 필름 적층체로부터 비정성 PET기재를 박리하여, PVA층의 표면에 접착제를 통하여 보호층(트리아세틸 셀룰로오스계) 필름(두께 80㎛)을 첩합하고 시인측 편광 필름을 제작하여, 같은 방법에 의해, 비 시인측「A」의 편광 필름을 제작했다.

그 다음에, 각각의 편광 필름의 아크릴계 점착제(20㎛)를 통하여 액정표시장치의 시인측 및 비 시인측에 A4사이즈로 가공히여 첩합하고, 암실 내에서 액정표시장치를 점등시켜 흑 표시 상태로 하여, 시인 영역에 있어서의 적어도 한 변이 150㎛이상의 길이를 가지는 휘점 수를 카운트했다.

(평가 결과)

확인된 휘점은 2개였다.

[실시예 5]

도 9의 구성을 가지는 광학적 기능 필름 적층체(40)를 이용했다. 이 실시예는, 특히, 시인측에 배치된 편광막(3)에 대해서는, 편광막의 제작시에 기재에 제막되고 있던 면(3a)을 표시 패널(302)과는 반대의 측(시인측)을 향하도록, 또한, 비 시인측에 배치된 편광막(3')에 대해서는, 편광막의 제작시에 기재에 제막되고 있던 면(3a)을 표시 패널측(302)(시인측)을 향하도록 배치했을 때의 외관 평가에 관한 것이다.

(평가방법)

편광막의 표면에 접착제를 통하여, 52㎛두께의 위상차이 막(시클로 올레핀 폴리머 필름(일본 제온(주) 제))을 첩합하고, 광학 필름 적층체를 제작하여, 또한, 이 광학 필름 적층체로부터 비정성 PET기재를 박리하여, 보호층(트리아세틸 셀룰로오스계) 필름(두께 80㎛)을 첩합하고, 시인측 편광 필름을 제작했다.

또, 편광막의 표면에 접착제를 통하여, 보호층(트리아세틸 셀룰로오스계) 필름(두께 80㎛)을 첩합하고, 광학 필름 적층체를 제작하여, 또한, 이 광학 필름 적층체로부터 비정성 PET기재를 박리하여, 52㎛두께의 위상차이 막(시클로 올레핀 폴리머 필름(일본 제온(주) 제))을 첩합하고, 비 시인측 편광 필름을 제작했다.

각각의 편광 필름의 위상차이 막에, 아크릴계 점착제(20㎛)를 통하여 액정표시장치의 시인측 및 비 시인측에 A4사이즈로 가공하여 첩합하고, 암실 내에서 액정표시장치를 점등시켜 흑 표시 상태로 하여, 시인 영역에 있어서의 적어도 한 변이 150㎛이상의 길이를 가지는 휘점 수를 카운트했다.

(평가 결과)

확인된 휘점은 4개였다.

[비교예 1]

도 9의 구성을 가지는 광학적 기능 필름 적층체(40)를 이용했다. 이 실시예는, 특히, 시인측에 배치된 편광막(3)에 대해서는, 편광막의 제작시에 기재에 제막되고 있던 면(3a)을 표시 패널(302)의 측(비 시인측)을 향하도록, 또한, 비 시인측에 배치된 편광막(3')에 대해서는, 편광막의 제작시에 기재에 제막되고 있던 면(3a)을 표시 패널(302)과는 반대의 측(비 시인측)을 향하도록 배치했을 때의 외관 평가에 관한 것이다.

(평가방법)

편광막의 표면에 접착제를 통하여, 보호층(트리아세틸 셀룰로오스계) 필름(두께 80㎛)을 첩합하고, 광학 필름 적층체를 제작하여, 또한, 이 광학 필름 적층체로부터 비정성 PET기재를 박리하여, 52㎛두께의 위상차이 막(시클로 올레핀 폴리머 필름(일본 제온(주) 제))을 첩합하고, 시인측 편광 필름을 제작했다.

또, 편광막의 표면에 접착제를 통하여, 52㎛두께의 위상차이 막(시클로 올레핀 폴리머 필름(일본 제온(주) 제))을 첩합하고, 광학 필름 적층체(9)를 제작하여, 또한, 이 광학 필름 적층체로부터 비정성 PET기재를 박리하여, 보호층(트리아세틸 셀룰로오스계) 필름(두께 80㎛)을 첩합하고, 비 시인측 편광 필름을 제작했다.

(평가 결과)

확인된 휘점은 8개였다.

[비교예 2]

도 9의 구성을 가지는 광학적 기능 필름 적층체(40)를 이용했다. 이 실시예는, 특히, 시인측에 배치된 편광막(3)에 대해서는, 편광막의 제작시에 기재에 제막되고 있던 면(3a)을 표시 패널(302)의 측(비 시인측)을 향하도록, 또한, 비 시인측에 배치된 편광막(3')에 대해서는, 편광막의 제작시에 기재에 제막되고 있던 면(3b)을 표시 패널(302)의 측(시인측)을 향하도록 배치했을 때의 외관 평가에 관한 것이다.

(평가방법)

(평가 결과)

확인된 휘점은 11개였다.

[비교예 3]

도 10의 구성을 가지는 광학적 기능 필름 적층체(50)를 이용했다. 이 실시예는, 특히, 시인 측에 배치된 편광막(3)에 대해서는, 편광막의 제작시에 기재에 제막되고 있던 면(3a)을 표시 패널(202)의 측(비 시인측)을 향하도록, 또한, 비 시인측에 배치된 편광막(3')에 대해서는, 편광막의 제작시에 기재에 제막되고 있던 면(3a)을 표시 패널(202)과는 반대의 측(비 시인측)을 향하도록 배치했을 때의 외관 평가에 관한 것이다.

(평가방법)

편광막의 표면에 접착제를 통하여, 보호층(트리아세틸 셀룰로오스계) 필름(두께 80㎛)을 첩합하고, 광학 필름 적층체를 제작하여, 이 광학 필름 적층체로부터 비정성 PET기재를 박리하고, 아크릴계 점착제(20㎛)를 첩합하여 시인측 편광 필름을 제작했다.

또, 편광막의 표면에 아크릴계 점착제(20㎛)를 첩합하고, 광학 필름 적층체를 제작하여, 또한, 이 광학 필름 적층체로부터 비정성 PET기재를 박리하여, PVA층의 표면에 접착제를 통하여 보호층(트리아세틸 셀룰로오스계) 필름(두께 80㎛)을 첩합하고 비 시인측 편광 필름을 제작했다.

각각의 편광 필름의 아크릴계 점착제(20㎛)를 통하여 액정표시장치의 시인측 및 비 시인측에 A4사이즈로 가공하여 첩합하고, 암실 내에서 액정표시장치를 점등시켜 흑 표시 상태로 하여, 시인 영역에 있어서의 적어도 한 변이 150㎛이상의 길이를 가지는 휘점 수를 카운트했다.

(평가 결과)

확인된 휘점은 11개였다.

[비교예 4]

도 11의 구성을 가지는 광학적 기능 필름 적층체(60)를 이용했다. 이 실시예는, 특히, 편광막의 제작시에 기재에 제막되고 있던 면(3a)을 표시 패널(603)의 측(비 시인측)을 향하도록 편광막(3)을 배치했을 때의 외관 평가에 관한 것이다.

(평가방법)

편광막의 표면에 접착제를 통하여, 보호층(트리아세틸 셀룰로오스계) 필름(두께 45㎛)을 첩합하고 광학 필름 적층체를 제작하여, 또한, 이 광학 필름 적층체로부터 비정성 PET기재를 박리하여, PVA층의 표면에 1/4 파장 위상차이 막(제인화성사 제 상품명「퓨어 에이스 WR(S-148)」)를 첩합하고, 원 편광 필름을 제작했다. 구체적으로는, 광학 기능 필름 적층체의 편광막 면과 1/4 파장 위상차이 막을, 1/4 파장 위상차이 막의 지상축과 편광막의 흡수축이 45°가 되도록 원 편광 필름을 제작했다.

원 편광 필름의 1/4 파장 위상차이 막에 아크릴계 점착제(20㎛)를 통하여 유기 EL표시장치에 A4사이즈로 가공하여 첩합하고, 암실 내에서 액정표시장치를 점등시켜 흑 표시 상태로 하여, 시인 영역에 있어서의 적어도 한 변이 150㎛이상의 길이를 가지는 휘점 수를 카운트했다.

(평가 결과)

확인된 휘점은 6개였다.

[비교예 5]

또한, 결점의 제작에 대해서는, 실시예 1과 같으며, 편광막의 제작에 대해서는, 실시예 4와 같다.

(평가방법)

편광막의 표면에 접착제를 통하여, 보호층(트리아세틸 셀룰로오스계) 필름(두께 80㎛)을 첩합하여, 광학 필름 적층체를 제작하고, 또한, 이 광학 필름 적층체로부터 비정성 PET기재를 박리하여, PVA층의 표면에 아크릴계 점착제(20㎛)를 첩합하고 시인측 편광 필름을 제작했다.

각각의 편광 필름의 아크릴계 점착제(20㎛)를 통하여 액정표시장치의 시인측 및 비 시인측에 A4사이즈로 가공하여 첩합하고, 암실 내에서 액정표시장치를 점등시켜 흑 표시 상태로 하여, 시인 영역에 있어서의 적어도 한 변이 150㎛이상의 길이를 가지는 휘점수를 카운트했다.

(평가 결과)

확인된 휘점은 12개였다.

각 실시예 및 비교 예의 투명 도전성 필름의 평가 결과를 이하의 표 1에 나타낸다.

실시예 1 내지 5의 구성에 의하면, 비교예 1 내지 4의 구성에 비교하여, 관찰되는 휘점수는 적게 된다, 즉, 결점이 관찰될 가능성을 낮게 할 수 있다. 여기서, 비교예 1 내지 4의 구성이라는 비교에 있어서, 실시예 1 내지 5에 공통되는 구성은, 광학적 표시장치의 표시 패널보다 시인측에 배치된 편광막에 있어서 비 시인으로부터 이 편광막에 입사하는 편광에 관해서 크로스니콜의 관계를 형성할 수 있는 편광막에 대해서는, 편광막의 제작시에 PET기재에 제막되고 있던 면이 표시 패널과는 반대의 측(시인측)에 적합하도록 배치되어 있는 점에 있다. 고로, 적어도 시인측의 편광막에 대해서는, 이러한 배치가 바람직하다. 또, 실시예 1과 실시예 5, 혹은, 비교예 1과 비교예 2를 비교하면 분명한 바와 같이, 편광막을 2개 설치한 경우, 비 시인측에 배치된 편광막에 대해서는, 편광막의 제작시에 PET기재에 제막되고 있던 면이 표시 패널과는 반대의 측(비 시인측)에 적합하도록 배치하는 것이 좋은 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 2와 실시예 4, 혹은, 비교예 3과 비교예 5를 비교하면, 이 효과는, 편광막의 제법과는 무관계라는 것을 알 수 있다.

크로스니콜의 관계로 편광막이 배치되는 여러 가지 광학적 표시장치에 응용할 수 있다.

1. 수지기재 3. 편광막
4. 광학 기능 필름 14. 편광판
20. 액정표시장치 30. 유기 EL표시장치
40. 광학적 기능 필름 적층체 50. 광학적 기능 필름 적층체
60. 광학적 기능 필름 적층체

Claims

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표시 패널과, 상기 표시 패널에 대해서 시인 측에 배치된 폴리비닐 알코올계 수지층을 가지는 적어도 1개의 편광막을 포함하고, 상기 표시 패널의 측으로부터 상기 편광막에 입사하는 편광에 관해서 크로스니콜의 관계를 형성하는 광학적 배치를 갖춘 광학적 표시장치에 있어서,
상기 광학적 표시장치는, 적어도, 상기 표시 패널과, 1/4 파장 위상차층, 편광막 및 보호층을 이러한 순서로 포함하고,
상기 편광막은, 두께가 10㎛ 이하이며, 수지기재상에 폴리비닐 알코올계 수지층을 제막하는 공정, 이 폴리비닐 알코올계 수지층을 상기 수지기재와 일체로 연신하는 공정 및 이 폴리비닐 알코올계 수지층을 이색성 물질로 염색하는 염색공정을 포함한 방법으로 제작된 편광막이며,
상기 편광막은, 상기 표시 패널에 대해 시인측에 있어서, 상기 편광막의 제작시에 상기 수지기재에 제막되고 있던 면을 상기 표시 패널과는 반대의 측을 향한 상태에서 배치되며,
상기 편광막은, 이 편광막을 상기 시인측으로부터 투과한 후에 상기 표시 패널에 의해 반사되어 상기 표시 패널의 측으로부터 상기 편광막으로 다시 입사하는 편광에 관해서 크로스니콜의 관계를 형성하는 것을 특징으로 하는 광학적 표시장치.
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