KR101810367B1 - 편광판 및 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

[과제] 편광자의 한면에만 보호 필름을 구비하는 편광판으로서, 내구 시험시에 크랙이 생기기 어려운 편광판을 제공한다.
[해결수단] 편광판(1)은, 편광자(2)와, 편광자(2) 중 어느 한쪽 면에만 적층된 보호 필름(3)을 구비한다. 편광자(2)의 단부면(2a) 및 보호 필름(3)의 단부면(3a)은, 편광판(1)의 두께 방향에 대하여 기울기를 갖고 있고, 편광자(2)의 단부면(2a)은, 보호 필름(3)의 단부면(3a)보다 내측에 위치하고 있다. 이러한 단부 형상에 의해, 편광자(2)의 단부면(2a)이 외부 환경으로부터의 물리적 자극에 노출되기 어렵게 되어 있다.

Description

편광판 및 액정 표시 장치{POLARIZING PLATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 편광판 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.

최근, 액정 디스플레이용의 액정 패널은 박육화가 요구되고 있다. 액정 패널에 이용되는 편광자는 일반적으로 취약하여 찢어지기 쉽기 때문에, 이것을 보호하기 위해 편광자의 양면에 보호 필름을 접합하여 편광판을 구성하고, 이것을 액정 셀에 접착한다. 또, 이 때 편광판의 치수 정밀도를 높이기 위해 편광판의 단부를 연마하는 것이 일반적이다(예컨대 특허문헌 1 참조).

편광판을 액정 셀에 접착하기 위해서는 통상 감압식 점착제가 이용된다. 즉, 미사용의 편광판에는 감압식 점착제층을 통해 세퍼레이터(박리 필름)가 접합되어 있고(예컨대 특허문헌 2 참조), 편광판의 사용시에 세퍼레이터를 박리하여 감압식 점착제층을 노출시키고, 그 면을 액정 셀로 향하게 하여 편광판을 액정 셀에 접착한다.

또한, 편광판은 편광자 이외의 다른 광학 기능 필름을 구비할 수도 있고, 편광자와 다른 광학 기능 필름의 접합에도 감압식 점착제가 이용되는 경우가 있다(예컨대 특허문헌 3 참조).

특허문헌 1 : 일본 특허 제5743291호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 평11-254550호 공보 특허문헌 3 : 일본 특허 제3875331호 공보

액정 패널을 한층 더 박육화하는 요구에 따라, 편광자의 한면에만 보호 필름을 접합한 편광판의 개발이 이루어지고 있다. 그러나, 편광자의 한면에만 보호 필름을 접합한 편광판은, 내구 시험시에 편광자에 크랙이 생기기 쉬운 경향이 있다.

또한, 액정 디스플레이는 디자인성의 관점에서는 프레임이 좁은 것이 바람직하며, 이 때문에 편광판에는 높은 치수 정밀도가 요구된다. 높은 치수 정밀도를 얻기 위해 편광판의 단부를 연마하는 경우, 편광자의 한면에만 보호 필름을 접합하여 이루어진 편광판에서는, 연마시에 편광자에 가해지는 손상이 크고, 편광자 단부면이 거칠어져, 내구 시험시에 편광자에 크랙이 생기기 쉬운 경향이 있다.

따라서, 본 발명은 편광자의 한면에만 보호 필름을 구비하는 편광판으로서, 내구 시험시에 크랙이 생기기 어려운 편광판을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 당해 편광판을 구비하는 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 편광자와, 편광자 중 어느 한쪽 면에만 적층된 보호 필름을 구비하는 편광판으로서, 편광자의 단부면 및 보호 필름의 단부면은, 편광판의 두께 방향에 대하여 기울기를 갖고 있고, 편광자의 단부면은, 보호 필름의 단부면보다 내측에 위치하고 있는 편광판을 제공한다.

이 편광판은, 편광자의 단부면 및 보호 필름의 단부면이 편광판의 두께 방향에 대하여 기울기를 갖고 있고, 또한, 편광자의 단부면이 보호 필름의 단부면보다 내측에 위치하고 있기 때문에, 편광자의 단부면이 외부 환경으로부터의 물리적 자극에 노출되기 어렵게 되어 있다. 따라서, 이 편광판은 내구 시험시에 크랙이 생기기 어렵다. 또, 이 편광판은, 장척의 편광판 롤로부터 절단하여 절취된 100 평방밀리미터 내지 96000 평방밀리미터의 면적을 갖는 매엽품(枚葉品)인 것이 바람직하다.

이 편광판에서는, 편광자의 보호 필름이 적층되어 있는 측과는 반대측의 면에 적층된 감압식 점착제층을 더 구비하고 있어도 좋고, 또한, 그 감압식 점착제층을 통해 적층된 광학 기능 필름을 더 구비하고 있어도 좋다. 이것에 의하면, 편광자 및 보호 필름을 구비하는 편광판에 대하여, 광학 기능을 더 부여한 편광판으로 할 수 있다.

광학 기능 필름의 단부면은, 편광자의 단부면보다 외측에 위치하고 있는 것이 바람직하다.

이것에 의하면, 편광자의 단부면이 외부 환경으로부터의 물리적 자극으로부터 한층 더 보호된다.

광학 기능 필름은 반사형 편광자여도 좋다.

또한, 본 발명은, 상기 편광판을 구비하는 액정 표시 장치를 제공한다. 상기 편광판을 액정 셀 등에 접착시킨 액정 표시 장치를 구성한 경우에도, 편광자의 단부면이 외부 환경으로부터의 물리적 자극에 노출되기 어렵다.

본 발명에 의하면, 편광자의 한면에만 보호 필름을 구비하는 편광판으로서, 내구 시험시에 크랙이 생기기 어려운 편광판을 제공할 수 있다. 또한, 당해 편광판을 구비하는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태의 편광판의 사시도이다.
도 2의 (A)는 도 1의 IIa-IIa 단면도이다. (B)는 도 1의 IIb-IIb 단면도이다.
도 3은 편광 필름 및 보호 필름의 단부의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시형태의 편광판의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태의 편광판의 단면도이다.
도 6은 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 7은 절삭 공구의 측면도이다.
도 8은 절삭 공구의 정면도이다.
도 9는 실시예 1에서 제작한 편광판의 단부 형상을 나타내는 도면이다.
도 10은 실시예 2에서 제작한 편광판의 단부 형상을 나타내는 도면이다.
도 11은 비교예 1에서 제작한 편광판의 단부 형상을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 관해, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 또, 각 도면에 있어서 동일 부분 또는 해당 부분에는 동일 부호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 각 도면의 치수 비율은, 실제의 것과 반드시 일치하는 것은 아니며, 특히 두께에 관해서는 과장하여 그리고 있다.

<편광판>

도 1∼도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 본 실시형태의 편광판(1)은, 박막형으로 형성된 편광 필름(편광자)(2)의 한면에 보호 필름(3)이 적층되어 있고, 다른쪽 면에는 감압식 점착제층(5)을 통해 반사형 편광자(4)가 적층되어 있다. 편광 필름(2), 보호 필름(3) 및 반사형 편광자(4)는 모두 평면에서 볼 때 장방형으로 성형되어 있고, 이 형상이 편광판(1)의 외관 형상으로도 되어 있다.

편광판(1)은, 액정 셀 등의 표시용 셀(화상 표시 소자)의 한면 또는 양면에 접합되는 것이다. 편광판(1)은, 표시용 셀의 배면측에 접합되는 것이 바람직하다. 배면측의 편광판은 시인측의 편광판에 비교해서 결로 등이 생기기 쉽고 편광 필름에 크랙이 생기기 쉽기 때문에, 본 실시형태의 편광판(1)에 의하면 편광 필름(2)에 크랙이 생기는 것을 현저하게 억제할 수 있다.

편광판(1)의 단부면(1a)의 구성 요소인 편광자(2)의 단부면(2a) 및 보호 필름(3)의 단부면(3a)은 편광판(1)의 두께 방향에 대하여 기울어져 있고, 편광 필름(2)의 단부면(2a)은, 보호 필름(3)의 단부면(3a)보다 내측(편광판(1)의 주면의 중앙측)에 위치하고 있다. 바꾸어 말하면, 편광 필름(2)의 단부면(2a)을 구성하는 변 중 보호 필름(3)으로부터 먼 쪽에 있고 편광판(1)의 두께 방향에 수직인 변(2b)(도 3 참조; 이하, 단순히 「단부변(2b)」이라고 함)이, 보호 필름(3)의 단부면(3a)을 구성하는 변 중 편광 필름(2)으로부터 먼 쪽에 있고 편광판(1)의 두께 방향에 수직인 변(3b)(도 3 참조; 이하, 단순히 「단부변(3b)」이라고 함)보다 내측에 위치하고 있다.

편광 필름(2)의 단부면(2a)과 보호 필름(3)의 단부면(3a)은 서로 대략 동일 평면을 구성하고 있고(소위 단차가 없는 상태로 되어 있고), 당해 평면은, 편광판(1)의 두께 방향에 대하여 기울어져 있다. 당해 평면과 편광판(1)의 면이 이루는 각도 α(도 3 참조)는, 45∼88도인 것이 바람직하다. 여기서, 각도 α는, 레이저 현미경에 의해 얻어지는 편광판(1)의 단면 형상으로부터 구할 수 있고, 보다 구체적으로는, 보호 필름의 단부면(3a)과 편광 필름의 단부면(2a)의 양쪽에 접하는 접선과 보호 필름(3)의 두께 방향에 수직인 면이 이루는 각도 중, 가장 큰 각도를 말한다(도 9도 참조).

단부변(2b)이 단부변(3b)에 대하여 내측에 위치하고 있는 것에 관해, 편광판(1)을 평면에서 본 경우의 양자간의 거리 L(도 3 참조)는, 1∼100 ㎛인 것이 바람직하고, 3∼50 ㎛인 것이 보다 바람직하고, 5∼10 ㎛인 것이 더욱 바람직하다. 단부변(2b)과 단부변(3b)이 이러한 위치 관계에 있으면, 편광 필름(2)의 단부면(2a)을 물리적으로 보호하는 효과가 특히 높고, 액정 디스플레이를 구성한 경우에도 표시면을 넓게 확보할 수 있다.

편광 필름(2)의 단부면(2a) 및 보호 필름(3)의 단부면(3a)은, 편광판(1)의 전체 둘레에 걸쳐, 상기 관계에 있는 것이 바람직하다. 편광판(1)의 전체 둘레에 걸쳐 상기 관계가 성립되어 있으면, 편광판(1)의 모든 단부가 물리적 자극으로부터 보호된다.

편광 필름(2)의 재료로서는, 종래부터 편광판의 제조에 사용되고 있는 공지의 재료를 이용할 수 있고, 예컨대 폴리비닐알콜계 수지, 폴리아세트산비닐 수지, 에틸렌/아세트산비닐(EVA) 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르계 수지 등을 들 수 있다.

그 중에서도 폴리비닐알콜계 수지가 바람직하다. 보호 필름(3)과 접합하기 위해 필름형으로 성형하는 경우는, 일축 연신한 필름에 요오드 또는 이색성 염료에 의한 염색을 하고, 이어서 붕산 처리하는 것이 바람직하다.

편광 필름(2)의 두께는, 2∼30 ㎛인 것이 바람직하고, 2∼15 ㎛인 것이 보다 바람직하고, 2∼10 ㎛인 것이 더욱 바람직하다. 일반적으로 편광 필름은 얇을수록 크랙이 생기기 쉽지만, 본 실시형태에서는 편광 필름(2)이 10 ㎛ 이하라 하더라도 현저하게 크랙을 방지할 수 있다.

보호 필름(3)은, 편광 필름(2)의 주면이나 단부의 균열 또는 손상을 방지하는 필름이다. 여기서 「보호 필름」이란, 편광 필름(2)에 다양하게 적층될 수 있는 필름 중에서도, 편광 필름(2)의 보호를 목적으로 편광 필름(2)에 가장 가까운 위치에 물리적으로 적층된 필름을 가리키고 있다.

보호 필름(3)은, 편광판의 분야에서 알려져 있는 각종 투명 수지 필름으로 구성할 수 있다. 예컨대, 트리아세틸 셀룰로오스를 대표예로 하는 셀룰로오스계 수지, 폴리프로필렌계 수지를 대표예로 하는 폴리올레핀계 수지, 노르보넨계 수지를 대표예로 하는 환형 올레핀계 수지, 폴리메틸메타크릴레이트계 수지를 대표예로 하는 아크릴계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지를 대표예로 하는 폴리에스테르계 수지 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 셀룰로오스계 수지가 대표적이다. 또, 여기서 「투명」이란 가시광 투과율이 80% 이상인 것을 말한다.

보호 필름(3)의 두께는, 5∼90 ㎛인 것이 바람직하고, 5∼80 ㎛인 것이 보다 바람직하고, 5∼50 ㎛인 것이 더욱 바람직하다.

편광 필름(2)과 보호 필름(3)의 적층은, 필름형으로 성형된 편광 필름(2)과 보호 필름(3)을 접착제를 통해 접합하여 구성되어 있어도 좋고, 보호 필름(3)을 코팅층에 의해 형성해도 좋고, 코팅층을 구성하는 재료의 용액(예컨대 후술하는 접착제)을 편광 필름(2) 상에 도포하고 건조시켜, 또는, 활성 에너지선을 조사하여 구성되어 있어도 좋다. 또, 도 1∼도 3에서는 접착제층을 도시하지 않는다.

편광 필름(2)과 보호 필름(3)의 적층에 있어서 접착제를 이용하는 경우, 접착제로서는, 종래부터 편광판의 제조에 사용되고 있는 각종 접착제를 사용할 수 있다. 예컨대, 내후성이나 굴절률, 양이온 중합성 등의 관점에서, 분자 내에 방향환을 포함하지 않는 에폭시 수지가 바람직하다. 또한, 활성 에너지선(자외선 또는 열선)의 조사에 의해 경화하는 것이 바람직하다.

에폭시 수지로서는, 예컨대 수소화 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지 등이 바람직하다. 에폭시 수지에 대하여, 중합 개시제(예컨대 자외선 조사로 중합시키기 위한 광양이온 중합 개시제, 열선 조사에 의해 중합시키기 위한 열양이온 중합 개시제)나, 다른 첨가제(증감제 등)를 더 첨가하여, 도포용의 에폭시 수지 조성물을 조제하여 사용할 수 있다.

또한, 접착제로서는, 아크릴아미드, 아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트 등의 아크릴계 수지를 포함하는 조성물이나, 폴리비닐알콜계 수지를 포함하는 수계 접착제를 사용할 수도 있다.

감압식 점착제층(5)은, 아크릴계 수지나, 실리콘계 수지, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리에테르 등으로 구성할 수 있다.

감압식 점착제층(5)의 두께는, 2∼500 ㎛인 것이 바람직하고, 2∼200 ㎛인 것이 보다 바람직하고, 2∼50 ㎛인 것이 더욱 바람직하다.

편광 필름(2)에 감압식 점착제층(5)을 적층하는 방법으로서는, 예컨대, 편광 필름(2)에 상기 수지나 임의의 첨가 성분을 포함하는 용액을 도포하는 방법이어도 좋고, 별도로 준비한 세퍼레이터 상에 당해 용액으로 감압식 점착제층(5)을 형성한 후에 이것을 편광 필름(2) 상에 전사하는 방법이어도 좋다.

세퍼레이터는 일반적으로, 감압식 점착제층의 보호나 이물질의 부착 방지 등을 목적으로 접착되는 박리 가능한 필름이며, 편광판(1)의 사용시에 박리되어 감압식 점착제층이 노출된다. 세퍼레이터는, 예컨대 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌과 같은 폴리프로필렌계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르계 수지 등으로 구성할 수 있다. 그 중에서도, 폴리에틸렌테레프탈레이트의 연신 필름이 바람직하다.

세퍼레이터의 두께는, 2∼500 ㎛인 것이 바람직하고, 2∼200 ㎛인 것이 보다 바람직하고, 2∼100 ㎛인 것이 더욱 바람직하다.

세퍼레이터는, 상기와 같이 편광판(1)의 제조 과정에 있어서 일시적으로 사용되는 것이어도 좋고, 편광판(1)을 액정 셀 등에 접착하기 직전까지 편광판(1)의 일부로서 남는 것이어도 좋다.

반사형 편광자(4)로서는 임의의 것을 이용할 수 있다. 반사형 편광자(4)의 단부면(4a)은, 편광판(1)의 두께 방향에 대하여 기울어져 있고, 편광 필름(2)의 단부면(2a)과 거의 동일 각도(예컨대 ±20도의 범위)로 동일한 방향으로 기울어져 있다. 반사형 편광자(4)에서의 편광자(2)에 가까운 쪽의 단부변은, 편광 필름(2)의 단부로부터 외측으로 돌출되도록 하여, 편광 필름(2)의 단부변(2b)보다 외측에 위치하고 있다. 즉, 반사형 편광자(4)의 단부면(4a)은, 편광 필름(2)의 단부면(2a)과는 동일 평면을 구성하지 않는다. 평면에서 볼 때 반사형 편광자(4)는 편광 필름(2)의 전면을 덮고 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 형태의 단부면은, 예컨대 감압식 점착제층(5)을 통해 반사형 편광자(4)를 편광 필름(2) 상에 적층한 것에 대하여, 일체적으로 후술하는 절삭을 실시함으로써 달성할 수 있다.

편광 필름(2), 보호 필름(3) 및 반사형 편광자(4)를 구비하는 편광판(1)의 전체 두께는, 10∼500 ㎛인 것이 바람직하고, 10∼300 ㎛인 것이 보다 바람직하고, 10∼200 ㎛인 것이 더욱 바람직하다.

이상에 설명한 편광판(1)은, 편광자(2)의 단부면(2a) 및 보호 필름(3)의 단부면(3a)이 편광판(1)의 두께 방향에 대하여 기울기를 갖고 있고, 또한, 편광 필름(2)의 단부면(2a)이 보호 필름(3)의 단부면(3a)보다 내측에 위치하고 있기 때문에, 편광 필름(2)의 단부면(2a)이 외부 환경으로부터의 물리적 자극에 노출되기 어렵게 되어 있다. 따라서, 편광판(1)은 내구 시험시에 크랙이 생기기 어렵다.

또한, 편광판(1)에서는, 편광 필름(2)의 보호 필름(3)이 적층되어 있는 측과는 반대측의 면에 적층된 감압식 점착제층(5)을 통해 반사형 편광자(4)를 더 구비하고 있고, 또한, 반사형 편광자(4)의 단부면(4a)은, 편광 필름(2)의 단부면(2a)보다 외측에 위치하고 있기 때문에, 편광 필름(2)의 단부면(2a)이 외부 환경으로부터의 물리적 자극으로부터 한층 더 보호된다.

본 실시형태의 편광판(1)은, 구성을 변경하여 다른 양태로 할 수 있다. 예컨대, 도 4에 도시되어 있는 편광판(1A)과 같이, 반사형 편광자(4)의 단부면(4a)이 편광판(1)의 두께 방향에 대하여 기울어져 있지 않은 양태로 해도 좋고, 도 5에 도시되어 있는 편광판(1B)과 같이, 반사형 편광자(4)를 구비하지 않는 양태로 해도 좋다.

또한, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 예컨대 편광판(1)을 액정 셀(8)의 배면측(도시 하측)에, 편광판(1)을 구성하고 있는 감압식 점착제층(5)과는 별도의 감압식 점착제층(5)을 이용하여 접착하는 한편, 편광 필름(2)측의 표면에 감압식 점착제층(5)을 구비한 편광판(1B)을 액정 셀(8)의 시인측(도시 상측)에 접착하여 액정 패널(9)을 구성하고, 여기에 백라이트(면광원 장치; 도시 생략) 그 밖의 부재를 조합함으로써 액정 표시 장치(100)를 제작할 수 있다. 또, 액정 표시 장치에는, 통상 2장의 편광판이 삽입되지만, 본 실시형태의 액정 표시 장치로서는, 편광판을 적어도 1장 구비하고 있으면 된다.

<편광판의 단부의 절삭 방법>

전술한 편광판(1)의 단부 형상은, 예컨대 이하와 같이 편광판의 단부를 절삭(연마)함으로써 형성할 수 있다.

우선, 편광 필름(2), 보호 필름(3), 감압식 점착제층(5) 및 반사형 편광자(4)를 상기와 같이 적층하여 동일한 형태로 재단한 편광판을 100장 정도 준비하고, 이들을 동일면이 동일 방향을 향하도록 하여 서로 겹쳐서, 편광판 적층체를 구성한다. 그리고, 이 편광판 적층체의 단부를 이하에 설명하는 절삭 공구를 이용하여 절삭한다.

도 7 및 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 절삭 공구(10)는, 지지대(10a)에 고정되어 회전축(A)을 축으로 하여 회전 가능한 회전체이다. 또, 도 7 및 도 8에 있어서 절삭 공구(10)는 원반 형상으로서 그려져 있지만, 그 형상에 한정되는 것은 아니다. 이 회전축(A)은, 절삭 가공되는 편광판 적층체의 단부면에 직교하는 방향으로 연장되어 있다.

절삭 공구(10)는, 회전축(A)에 대하여 수직인(따라서, 절삭 가공되는 편광판 적층체의 단부면에 평행한) 설치면(S)을 갖고 있다. 설치면(S) 상에는, 절삭부(11a, 11b 및 11c)로 이루어진 제1 절삭부군과, 절삭부(11d, 11e 및 11f)로 이루어진 제2 절삭부군이 설치되어 있고, 각 절삭부는, 단부면을 깎아내기 위한 절삭날(B)을 갖고 있다. 각 절삭부는 회전축(A)의 둘레에 배치된다. 각 절삭부는, 절삭 가공되는 편광판 적층체의 단부면을 향해 설치면(S)으로부터 돌출되어 있고, 절삭날(B)은, 돌출된 절삭부의 정상면에 배치된다. 각 절삭부가 갖는 절삭날(B)은 통상적, 설치면(S)(따라서, 절삭 가공되는 편광판 적층체의 단부면)에 대하여 평행하게 연장되도록 배치된다.

도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 절삭부군을 구성하는 절삭부(11a, 11b 및 11c)는, 절삭 공구(10)를 그 회전 방향(도 8에 도시되는 화살표 방향)으로 회전시켰을 때, 이 순서로 편광판 적층체의 단부면에 접촉하여 이 단부면을 절삭한다. 절삭부(11a, 11b 및 11c)는, 절삭 공구(10)의 회전 방향에서의 보다 하류측에 위치하는 절삭부일수록, 설치면(S)으로부터 절삭날(B)까지의 거리(절삭날(B)의 돌출 높이)가 커지도록 배치되어 있다. 즉, 절삭부(11b)의 절삭날(B)의 돌출 높이는, 절삭부(11a)의 절삭날(B)의 돌출 높이보다 크고, 절삭부(11c)의 절삭날(B)의 돌출 높이는, 절삭부(11b)의 절삭날(B)의 돌출 높이보다 크다.

제2 절삭부군에 관해서도 상기와 마찬가지이며, 제2 절삭부군을 구성하는 절삭부(11d, 11e 및 11f)는, 절삭 공구(10)를 그 회전 방향으로 회전시켰을 때, 이 순서로 편광판 적층체의 단부면에 접촉하여 이 단부면을 절삭한다. 절삭부(11d, 11e 및 11f)는, 절삭 공구(10)의 회전 방향에서의 보다 하류측에 위치하는 절삭부일수록, 절삭날(B)의 돌출 높이가 커지도록 배치되어 있다. 즉, 절삭부(11e)의 절삭날(B)의 돌출 높이는, 절삭부(11d)의 절삭날(B)의 돌출 높이보다 크고, 절삭부(11f)의 절삭날(B)의 돌출 높이는, 절삭부(11e)의 절삭날(B)의 돌출 높이보다 크다.

또한, 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 절삭부군을 구성하는 절삭부(11a, 11b 및 11c)는, 절삭 공구(10)의 회전 방향에서의 보다 하류측에 위치하는 절삭부일수록, 회전축(A)으로부터 절삭날(B)까지의 거리가 짧아지도록 배치되어 있고, 즉, 절삭부(11b)에서의 회전축(A)으로부터 절삭날(B)까지의 거리는, 절삭부(11a)에서의 그것보다 짧고, 절삭부(11c)에서의 회전축(A)으로부터 절삭날(B)까지의 거리는, 절삭부(11b)에서의 그것보다 짧다. 제2 절삭부군에 관해서도 마찬가지이며, 제2 절삭부군을 구성하는 절삭부(11d, 11e 및 11f)는, 절삭 공구(10)의 회전 방향에서의 보다 하류측에 위치하는 절삭부일수록, 회전축(A)으로부터 절삭날(B)까지의 거리가 짧아지도록 배치되어 있다. 즉, 절삭부(11e)에서의 회전축(A)으로부터 절삭날(B)까지의 거리는, 절삭부(11d)에서의 그것보다 짧고, 절삭부(11f)에서의 회전축(A)으로부터 절삭날(B)까지의 거리는, 절삭부(11e)에서의 그것보다 짧다.

설치면(S) 상에 배치되는 각 절삭부는, 회전축(A)의 둘레에 서로 등간격으로 이격되어 배치되는 것이 바람직하다.

절삭 공구(10)에 있어서, 각 절삭부군에서의 최후의 절삭부(회전 방향에서의 가장 하류측의 절삭부) 이외의 절삭부(11a, 11b, 11d, 11e)는 애벌용이며, 이들의 절삭날(B)은, 예컨대 다결정 다이아몬드로 구성할 수 있다. 각 절삭부군에서의 최후의 절삭부(11c, 11f)는 마무리용이며, 이들의 절삭날(B)은, 예컨대 단결정 다이아몬드로 구성할 수 있다. 다만, 절삭날(B)의 재질은 이들에 한정되는 것이 아니다.

절삭 공구(10)의 사이즈는, 적층된 모든 편광판의 단부면을 함께 절삭 가공할 수 있도록, 절삭 공구(10)의 회전에 의해 절삭부가 그리는 원의 직경(가장 짧은 직경)이, 편광판 적층체의 높이와 동일하거나 또는 그것보다 긴 한, 특별히 제한되지 않는다.

편광판 적층체의 단부의 절삭시에는, 절삭 공구(10)를 도 8의 화살표 방향으로 회전시킨 상태로, 편광판 적층체의 적층 방향에 수직인 방향이 접근 방향이 되도록 양자를 상대적으로 이동시켜 접촉시킨다. 이 때, 편광판 적층체의 상하 방향의 방향으로서는, 편광 필름(2)이 보호 필름(3)에 대하여 상측을 향하도록 해 둔다. 절삭 공구(10)는, 도 8의 화살표 방향의 회전에서는, 도시 상측으로부터 하측을 향하여 절삭할 수 있고, 도시 하측으로부터 상측을 향하여 절삭할 수 없도록 설계되어 있다. 이것에 의해, 편광판 적층체는, 항상 편광 필름(2)측으로부터 보호 필름(3)측을 향해 단부의 절삭이 행해지게 된다.

절삭 중, 절삭 공구(10)의 회전에 의한 압박력이 편광판 적층체의 단부에 작용하고, 이에 의해 편광판 적층체의 단부가 하측을 향해 드리워지도록 기울어진다. 이 상태로 단부가 절삭되는 것에 의해, 각 편광판이, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 단부면이 경사진 편광판(1)이 된다.

절삭 중, 절삭 공구(10)의 회전에 의한 압박력이 편광판 적층체의 단부를 하측을 향해 드리워지도록 기울어지기 쉽게 하기 위해서는, 편광판 적층체를 끼워 넣는 클램프의 압력을 낮게 하는 방법이나, 편광판 적층체를 끼워 넣는 클램프의 면적을 작게 하는 방법을 들 수 있다.

상기 절삭 가공에 의하면, 편광판의 단부면을 경사지게 할 수 있을 뿐만 아니라, 종래 행해졌던 레이저에 의한 편광판 적층체의 절단에 비해서, 치수 정밀도가 높다고 하는 이점이 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 관해 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 전혀 한정되지 않는다.

상기 실시형태에서는 편광 필름(2)에 대하여 감압식 점착제층(5)을 통해 적층하는 광학 기능 필름으로서, 반사형 편광자(4)를 나타냈지만, 이것 대신에 다른 필름, 예컨대, 표면에 요철 형상을 갖는 방현 기능이 있는 필름; 표면 반사 방지 기능이 있는 필름; 표면에 반사 기능을 갖는 반사 필름; 반사 기능과 투과 기능을 겸비하는 반투과 반사 필름; 시야각 보상 필름이어도 좋다.

또한, 보호 필름(3)측에 감압식 점착제층을 통해 광학 기능 필름을 설치해도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는 편광판 적층체의 단부 형상을 형성하기 위해 절삭 공구(10)를 이용했지만, 편광판의 단부면을 경사시킬 수 있는 것이라면, 다른 가공 방법이어도 좋다. 예컨대, 평판형의 날을 비스듬히 대고 절단하는 방법을 채용해도 좋다.

[실시예]

이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명의 내용을 보다 구체적으로 설명한다. 또, 본 발명은 하기 실시예에 한정되는 것이 아니다.

(1) 편광 필름의 제작

평균 중합도 약 2400, 비누화도 99.9 몰% 이상이며 두께 20 ㎛인 폴리비닐알콜 필름을, 건식으로 약 4배로 일축 연신했다. 연신의 긴장 상태를 유지하면서 40℃의 순수에 1분간 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.1/5/100인 수용액에 28℃에서 60초간 침지했다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 10.5/7.5/100인 수용액에 68℃에서 300초간 침지했다. 계속해서, 5℃의 순수로 5초간 세정한 후, 70℃에서 180초간 건조시켜, 일축 연신된 폴리비닐알콜 필름에 요오드가 흡착 배향된 편광 필름(편광자)을 얻었다. 편광 필름의 두께는 7 ㎛였다.

(2) 수계 접착제의 조제

폴리비닐알콜 분말(주식회사 쿠라레 제조의 상품명 「KL-318」, 평균 중합도 1800)을 95℃의 열수에 용해하여, 농도 3 중량%의 폴리비닐알콜 수용액을 조제했다. 얻어진 수용액에 가교제(다오카 화학 공업 주식회사 제조의 상품명 「스미레진 650」)를 폴리비닐알콜 분말 2 질량부에 대하여 1 질량부의 비율로 혼합하여 수계 접착제로 했다.

(3) 한면 보호 편광판의 제작

다음 순서로 박리 필름 부착 한면 보호 편광판을 제작했다. 상기 (1)에서 얻어진 편광 필름을 연속적으로 반송함과 함께, 보호 필름(니폰제온 주식회사 제조, 제오노아 필름 ZF14-023, 두께 23 ㎛)의 롤로부터 보호 필름을 연속적으로 풀어내어 여기에 코로나 처리를 실시했다. 또한, 박리 필름(코니카미놀타옵토 주식회사 제조의 TAC 필름인 상품명 「KC8UX2MW」, 두께 80 ㎛, 비누화 처리하지 않음)의 롤로부터 박리 필름을 연속적으로 풀어냈다.

이어서, 편광 필름과 보호 필름 사이에 상기 (2)에서 얻어진 수계 접착제를 주입함과 함께, 편광 필름과 박리 필름 사이에 순수를 주입하고, 이들을 한쌍의 접합 롤 사이에 통과시켜 보호 필름/수계 접착제층/편광 필름/순수/박리 필름으로 이루어진 적층 필름으로 했다. 계속해서, 적층 필름을 반송하고, 건조 장치에 통과시켜 80℃, 300초의 가열 처리를 행함으로써, 수계 접착제층을 건조시킴과 함께, 편광 필름과 박리 필름의 사이에 개재된 순수를 휘발 제거하여, 박리 필름 부착 한면 보호 편광판을 얻었다. 이 박리 필름 부착 한면 보호 편광판으로부터 박리 필름을 박리하여 한면 보호 편광판을 얻었다.

(4) 휘도 향상 필름 부착 한면 보호 편광판의 제작

상기 (3)에서 얻어진 한면 보호 편광판의 편광 필름면에 아크릴계 감압식 점착제를 통해, 휘도 향상 필름(3M사 제조의 반사형 편광자인 상품명 「APF」)을 접합하여 휘도 향상 필름 부착 한면 보호 편광판을 얻었다. 이 때, 편광 필름의 연신 방향에 대하여, 휘도 향상 필름의 연신축을 평행하게 하여 접합했다.

(5) 아크릴계 감압식 점착제 부착 편광판의 제작

상기 (4)에서 얻어진 휘도 향상 필름 부착 한면 보호 편광판의 휘도 향상 필름면에 세퍼레이터 필름 부착 아크릴계 감압식 점착제를 접합하여 아크릴계 감압식 점착제 부착 편광판을 얻었다.

(6) 단부면 절삭 가공

상기 (5)에서 얻어진 아크릴계 감압식 점착제 부착 편광판(이하 단순히 「편광판」이라고 함)을 120 mm×70 mm의 사이즈로 재단하고, 재단후의 편광판 100장을, 4변을 맞춰서 적층하여 편광판 적층체를 얻었다. 편광판 적층체의 주면의 면적보다 한 단계 작은 면적의 주면을 갖는 클램프 사이에 편광판 적층체를 끼워 넣었다. 편광판 적층체를 끼워 넣을 때에는 클램프의 압력도 조정했다. 다음으로, 제1 절삭부군 및 제2 절삭부군이 각각 5개의 절삭부를 갖는 것 외에는 도 7, 도 8에 도시된 절삭 공구와 같은 절삭 공구를 이용하여 4변의 단부면 전부에 관해 절삭 가공을 행했다(연마 처리). 4변의 단부면의 절삭 가공 조건은 모두 동일하게 했다.

이용한 절삭 공구는, 각 절삭부군에 있어서, 5개의 절삭부가 절삭 공구의 회전 방향에서의 보다 하류측에 위치하는 절삭부일수록, 절삭날(B)의 돌출 높이가 커지도록 배치된 것이다. 또한, 5개의 절삭부는, 절삭 공구의 회전 방향에서의 보다 하류측에 위치하는 절삭부일수록, 회전축(A)으로부터 절삭날(B)까지의 거리가 짧아지도록 배치되어 있다. 제1 절삭부군 및 제2 절삭부군을 구성하는 각 절삭부는, 회전축의 둘레에 서로 등간격으로 이격되어 배치되어 있고, 회전축을 통해 대향하는 위치에, 절삭날의 돌출 높이 및 회전축으로부터 절삭날까지의 거리가 동일한 2개의 절삭부가 배치되어 있다.

구체적으로는, 절삭 공구를 이들의 회전축(A)을 중심으로 회전시키면서, 절삭 공구의 위치를 고정한 상태로 편광판 적층체를 수평 이동시킴으로써, 편광판 적층체의 단부면의 길이 방향에 대하여 평행하게, 편광판 적층체에 대하여 절삭 공구를 상대 이동시키고, 각 절삭부의 절삭날을 마주보는 2개의 단부면에 접촉시켜 이들 단부면을 동시에 깎아내는 절삭 가공을 행했다. 상기 상대 이동은, 단부면의 일단으로부터 타단까지 행했다. 이 1회의 상대 이동에 의해, 절삭날의 돌출 높이가 상이한 5종류의 절삭부에 의해 5단계의 절삭 가공을 행했다.

절삭 가공후에 3D 측정 레이저 현미경(올림푸스 주식회사 제조, OLS4100)을 이용하여 편광판의 단부를 관찰하여, 단부면의 경사 정도에 관해 확인했다.

(7) 히트 쇼크 시험

내구 시험으로서 히트 쇼크 시험을 행했다. 히트 쇼크 시험용의 샘플은 이하의 순서로 제작했다.

상기 (6)에서 얻어진 단부면 연마 샘플을 무알칼리 유리판(코닝 주식회사 제조 「Eagle-XG」)에 접착한 후, 오토클레이브 내, 온도 50℃, 압력 5 MPa의 조건하에서 20분간 가압 처리를 행하고, 계속해서 온도 23℃, 상대 습도 60%의 분위기 하에서 1일 방치했다. 그 후, 주식회사 에스펙 제조의 냉열 충격 시험기 「TSA-301L-W」로, 저온측 -40℃〔유지 시간 30분〕, 상온 23℃〔유지 시간 5분〕, 고온측 85℃〔유지 시간 30분〕의 순으로 시험조 내가 변화하도록 설정한 조건으로 12 사이클 보존하는 내구성 시험을 행했다. 그 후, 샘플을 꺼내어, 샘플의 단부변을 광학 현미경(주식회사 키엔스 제조, VHX-5000)을 이용하여 크랙형의 외관 문제의 유무를 확인하여, 편광판 단부 10 mm당에 존재하는 편광 필름의 크랙수를 구했다.

(8) 실시예 및 비교예

이하, 상기 (1)∼(5)의 실시 순서에 따라서 제작한 편광판에 관해, 「(6) 단부면 절삭 가공」 및 「(7) 히트 쇼크 시험」을 실시한 결과를 나타낸다.

[실시예 1]

편광판 100장을 적층하고, 보호 필름에 대하여 편광 필름이 상측이 되도록 하여 절삭 가공 장치에 셋팅하고, 편광 필름측으로부터 보호 필름측을 향하여 단부면의 절삭이 행해지도록 하여 절삭 가공을 행했다. 절삭의 결과, 편광판의 단부면은 편광판의 두께 방향에 대하여 기울어져 있고, 편광 필름에서의 보호 필름과의 접합면과는 반대측의 단부변이, 보호 필름에서의 편광 필름으로부터 먼 쪽의 단부변보다 6 ㎛ 내측으로 들어가 있었다.

3D 측정 레이저 현미경에 의해 확인한 편광판의 단부 형상을 도 9에 나타낸다. 히트 쇼크 시험을 실시한 바, 편광 필름에 관찰된 크랙은 0개였다.

[실시예 2]

보호 필름을 비누화 처리한 트리아세틸 셀룰로오스(코니카미놀타옵토 주식회사 제조, 제로태크, 두께 20 ㎛)를 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 단부면 절삭 가공을 실시했다. 절삭의 결과, 편광판의 단부면은 편광판의 두께 방향에 대하여 기울어져 있고, 편광 필름에서의 보호 필름과의 접합면과는 반대측의 단부변이, 보호 필름에서의 편광 필름으로부터 먼 쪽의 단부변보다 9 ㎛ 내측으로 들어가 있었다. 3D 측정 레이저 현미경에 의해 확인한 편광판의 단부 형상을 도 10에 나타낸다. 히트 쇼크 시험을 실시한 바, 편광 필름에 관찰된 크랙은 0개였다.

[비교예 1]

보호 필름에 대하여 편광 필름이 하측이 되도록 하여, 절삭 가공 장치에 셋팅한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 하여 절삭 가공을 실시한 편광판을 제작했다. 즉 보호 필름측으로부터 편광 필름측을 향하여 단부면의 절삭이 행해지도록 했다. 절삭의 결과, 편광판의 단부면은 편광판의 두께 방향에 대하여 기울어져 있고, 편광 필름에서의 보호 필름과의 접합면과는 반대측의 단부변이, 보호 필름에서의 편광 필름으로부터 먼 쪽의 단부변보다 11 ㎛ 외측으로 나와 있었다. 3D 측정 레이저 현미경에 의해 확인한 편광판의 단부 형상을 도 11에 나타낸다. 히트 쇼크 시험을 실시한 바, 편광 필름에 관찰된 크랙은 71개였다.

본 발명은, 예컨대 액정 패널의 구성 부품으로서 이용할 수 있다.

1, 1A, 1B : 편광판, 1a : 편광판의 단부면, 2 : 편광 필름(편광자), 2a : 편광 필름의 단부면, 2b : 편광 필름의 단부변, 3 : 보호 필름, 3a : 보호 필름의 단부면, 3b : 보호 필름의 단부변, 4 : 반사형 편광자(광학 기능 필름), 4a : 반사형 편광자의 단부면, 5 : 감압식 점착제층, 100 : 액정 표시 장치.

Claims (7)

1. 편광자와, 상기 편광자의 어느 한쪽 면에만 적층된 보호 필름을 구비하는 편광판으로서,
   상기 편광자의 단부면 및 상기 보호 필름의 단부면은, 상기 편광판의 두께 방향에 대하여 기울기를 갖고 있고,
   상기 편광자의 단부면은, 상기 보호 필름의 단부면보다 내측에 위치하고 있으며,
   상기 편광자의 단부면을 구성하는 변 중 상기 보호 필름으로부터 먼 쪽에 있고 상기 편광판의 두께 방향에 수직인 변이, 상기 보호 필름의 단부면을 구성하는 변 중 상기 편광자로부터 먼 쪽에 있고 상기 편광판의 두께 방향에 수직인 변보다, 상기 편광판을 평면에서 보아 1∼50 ㎛ 내측에 위치하고 있는 편광판.
2. 제1항에 있어서, 상기 편광자의 상기 보호 필름이 적층되어 있는 측과는 반대측의 면에 적층된 감압식 점착제층을 더 구비하는 편광판.
3. 제2항에 있어서, 상기 감압식 점착제층을 통해 적층된 광학 기능 필름을 더 구비하는 편광판.
4. 제3항에 있어서, 상기 광학 기능 필름의 단부면은, 상기 편광자의 단부면보다 외측에 위치하고 있는 편광판.
5. 제3항에 있어서, 상기 광학 기능 필름은 반사형 편광자인 편광판.
6. 제4항에 있어서, 상기 광학 기능 필름은 반사형 편광자인 편광판.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 편광판을 구비하는 액정 표시 장치.

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