KR101867347B1

KR101867347B1 - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR101867347B1
Application number: KR1020167028939A
Authority: KR
Inventors: 료 사타케; 메구미 세키구치; 요지 이토; 료 나카무라; 리키오 이노우에
Original assignee: 후지필름 가부시키가이샤
Priority date: 2014-04-07
Filing date: 2015-04-06
Publication date: 2018-06-15
Also published as: CN106164755B; JP6185153B2; JPWO2015156250A1; US20170023825A1; WO2015156250A1; CN106164755A; KR20160138992A; US9904099B2

Abstract

본 발명은, 리어측의 편광판을 박형화한 경우이더라도 휨의 발생을 억제할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명의 액정 표시 장치는, 프론트측 편광자를 갖는 프론트측 편광판과, 액정 셀과, 리어측 편광자를 갖는 리어측 편광판을 이 순서로 구비하고, 프론트측 편광자의 중심으로부터 액정 셀의 중심까지의 거리(D1)와, 리어측 편광자의 중심으로부터 액정 셀의 중심까지의 거리(D2)가 상이한 액정 표시 장치로서,
프론트측 편광자의 두께, 프론트측 편광자의 탄성률, 프론트측 편광자의 습도 치수 변화율 및 거리(D1)를 곱하여 산출되는 X값과, 리어측 편광자의 두께, 리어측 편광자의 탄성률, 리어측 편광자의 습도 치수 변화율 및 거리(D2)를 곱하여 산출되는 Y값의 비가 1±0.12의 범위에 있고,
프론트측 편광판과 액정 셀의 거리(T1)가 40μm 이상이며,
리어측 편광판과 액정 셀의 거리(T2)가 0~30μm인, 액정 표시 장치이다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 액정 표시 장치에 관한 것이다. 자세하게는, 프론트측 편광자 및 리어측 편광자의 두께가 상이한 액정 표시 장치에 관한 것이다.

최근, 액정 표시 장치, 특히 중소형 용도의 액정 표시 장치의 박형화가 진행되고 있으며, 그에 따라 사용되는 부재(예를 들면, 편광판, 액정 셀의 유리 기판 등)의 박형화가 요구되고 있다.

예를 들면, 특허문헌 1에는, "편광자와 보호 필름의 두께 합계가 135μm 이하가 되도록, 편광자의 적어도 편면에 보호 필름을 첩합한 편광판으로서, 상기 편광판은, 적어도 1층의 수지층을, 상기 편광자와 보호 필름의 층간 또는 당해 편광판 표면에 갖고, 또한 상기 편광판을 60℃, 90%RH의 가열 가습 조건하에 120시간 정치한 경우에 있어서의 상기 편광판의 흡수축 방향의 치수 변화율이, 0.40% 이하인 것을 특징으로 하는 편광판."이 기재되어 있으며([청구항 1]), 이 편광판을 액정 셀의 적어도 편측에 배치한 액정 표시 장치가 기재되어 있다([청구항 8]).

또, 특허문헌 2에는, "두께 0.5mm 이하의 유리 기판 2매의 사이에 액정층을 마련한 액정 셀, 그 액정 셀의 양면에 마련한 편광판, 및 그 액정 셀의 리어측에 마련한 백라이트를 갖는 액정 표시 장치로서, 그 액정 셀의 프론트측에 마련한 편광판의, 습도 치수 변화율, 탄성률 및 두께를 곱하여 산출되는, 프론트측 편광판의 흡수축 방향의 수축력 D와, 액정 셀의 리어측에 마련한 편광판의, 습도 치수 변화율, 탄성률 및 두께를 곱하여 산출되는, 리어측 편광판의 투과축 방향의 수축력 H와의 차(D-H)가 365×10N/m 이하인, 액정 표시 장치."가 기재되어 있으며([청구항 1]), 또 프론트측 편광판에 사용되는 편광자의 두께가, 리어측 편광판에 사용되는 편광자의 두께보다 얇은 양태가 기재되어 있다([청구항 7]).

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2002-372621호 특허문헌 2: 국제 공개공보 제2013/187134호

본 발명자들은, 특허문헌 1 및 2에 기재된 액정 표시 장치에서는, 리어측의 편광판(편광자나 폴리머 필름 등)을 얇게 한 경우, 액정 셀에 편광판을 첩부한 후에 가압 탈포 장치(오토클레이브)를 이용하여 기포 제거하면, 제작되는 액정 표시 장치에 휨이 발생하는 경우가 있는 것을 밝혔다.

따라서, 본 발명은, 리어측의 편광판을 박형화한 경우이더라도 휨의 발생을 억제할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 달성하기 위하여 예의 검토한 결과, 편광자의 두께 방향의 중심부로부터 액정 셀의 두께 방향의 중심부까지의 거리(D)가 프론트측과 리어측에서 상이하며, 또한 편광자의 두께, 편광자의 탄성률 및 편광자의 습도 치수 변화율 또한 거리(D)를 곱하여 산출되는 값에 대하여, 프론트측 편광판 및 리어측 편광판의 각각으로부터 산출되는 값을 소정의 비율로 하고, 또한 프론트측 편광자로부터 액정 셀까지의 거리가 40μm 이상이며, 리어측 편광자로부터 액정 셀까지 거리가 0~30μm인 것에 의하여, 리어측의 편광판을 박형화한 경우이더라도 휨의 발생을 억제할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.

즉, 이하의 구성에 의하여 상기 과제를 달성할 수 있는 것을 발견했다.

[1] 프론트측 편광자를 적어도 갖는 프론트측 편광판과, 액정 셀과, 리어측 편광자를 적어도 갖는 리어측 편광판을 이 순서로 구비하고, 프론트측 편광자의 두께 방향의 중심부로부터 액정 셀의 두께 방향의 중심부까지의 거리(D1)와, 리어측 편광자의 두께 방향의 중심부로부터 액정 셀의 두께 방향의 중심부까지의 거리(D2)가 상이한 액정 표시 장치로서,

프론트측 편광자의 두께, 프론트측 편광자의 탄성률, 프론트측 편광자의 습도 치수 변화율 및 거리(D1)를 곱하여 산출되는 X값과, 리어측 편광자의 두께, 리어측 편광자의 탄성률, 리어측 편광자의 습도 치수 변화율 및 거리(D2)를 곱하여 산출되는 Y값의 비가 1±0.12의 범위에 있고,

프론트측 편광판에 있어서의 프론트측 편광자의 액정 셀측의 표면으로부터 액정 셀의 프론트측 편광자측의 표면까지의 거리(T1)가 40μm 이상이며,

리어측 편광판에 있어서의 리어측 편광자의 액정 셀측의 표면으로부터 액정 셀의 리어측 편광자측의 표면까지의 거리(T2)가 0~30μm인, 액정 표시 장치.

[2] 프론트측 편광판이, 프론트측 편광자와 액정 셀의 사이에 프론트측 이너 기능층을 갖는, [1]에 기재된 액정 표시 장치.

[3] 리어측 편광판이, 리어측 편광자와 액정 셀의 사이에 리어측 이너 기능층을 갖는, [1] 또는 [2]에 기재된 액정 표시 장치.

[4] 리어측 편광판이, 리어측 편광자와 액정 셀이 직접 또는 점착제 혹은 접착제를 통하여 인접하고 있는, [1] 또는 [2]에 기재된 액정 표시 장치.

[5] 프론트측 편광판이, 프론트측 편광자의 액정 셀과 반대측에, 프론트측 아우터 폴리머 필름을 갖는, [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 액정 표시 장치.

[6] 리어측 편광판이, 리어측 편광자의 액정 셀과 반대측에, 리어측 아우터 폴리머 필름을 갖는, [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 액정 표시 장치.

[7] 프론트측 편광자의 두께, 프론트측 편광자의 탄성률, 프론트측 편광자의 습도 치수 변화율 및 거리(D1)를 곱하여 산출되는 X값과, 리어측 편광자의 두께, 리어측 편광자의 탄성률, 리어측 편광자의 습도 치수 변화율 및 거리(D2)를 곱하여 산출되는 Y값과, 액정 셀의 유리 기판의 탄성률 및 유리 기판의 총 두께를 곱하여 산출되는 Z값이, 하기 식 (1)을 충족시키는, [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 기재된 액정 표시 장치.

X+Y<0.034×Z…(1)

[8] 프론트측 편광판과, 액정 셀이 점착제 혹은 접착제를 통하여 인접하고 있으며, 점착제 혹은 접착제의 두께가 15μm 이하인, [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 액정 표시 장치.

본 발명에 의하면, 리어측의 편광판을 박형화한 경우이더라도 휨의 발생을 억제할 수 있는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

도 1에 있어서, 도 1(A) 및 (B)는, 각각, 본 발명의 액정 표시 장치의 실시형태의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.

이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시형태에 근거하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 그와 같은 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 명세서에 있어서, "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.

[액정 표시 장치]

본 발명의 액정 표시 장치는, 프론트측 편광자를 적어도 갖는 프론트측 편광판과, 액정 셀과, 리어측 편광자를 적어도 갖는 리어측 편광판을 이 순서로 구비하고, 프론트측 편광자의 두께 방향의 중심부로부터 액정 셀의 두께 방향의 중심부까지의 거리(D1)와, 리어측 편광자의 두께 방향의 중심부로부터 액정 셀의 두께 방향의 중심부까지의 거리(D2)가 상이한 액정 표시 장치로서,

리어측 편광판에 있어서의 리어측 편광자의 액정 셀측의 표면으로부터 액정 셀의 리어측 편광자측의 표면까지의 거리(T2)가 0~30μm인, 액정 표시 장치이다.

<탄성률>

편광자의 탄성률(GPa)은, 측정 방향의 길이가 200mm, 폭이 10mm인 시료를 준비하여, 시료를 25℃ 상대 습도 60%의 환경에 48시간 방치한 직후, 도요 세이키제의 스트로그래프 V10-C를 이용하여, 척간 길이가 100mm가 되도록 설치하여 측정한 값을 말한다.

또, 상기 탄성률은, 시료 사이즈가 200mm×10mm에 못미치는 경우에 있어서는, 25℃, 상대 습도 60%에서 3일간 조습한 시료를, 측정 방향의 길이가 35mm, 폭이 5mm가 되도록 잘라내어, 산출되는 탄성률로 할 수 있다. 또한, 이 경우의 탄성률은, 동적 점탄성 측정 장치(DVA-225, 아이티 게이소쿠 세이교 가부시키가이샤제)를 이용하여, 측정실의 환경을 상대 습도 60%로 설정하고, 인장 모드, 주파수 1Hz, 변위 진폭 0.02mm, 온도를 2℃/분으로 승온시켜, 0~100℃에서의 측정을 행하며, 그 20~30℃에서의 값을 평균하여 산출한다.

여기에서, 편광자의 시료는, 액정 표시 장치가 직사각형 형상인 경우, 프론트측 편광자 및 리어측 편광자 중 어느 하나에 대해서도, 측정 방향이 액정 표시 장치(패널)의 장변(길이) 방향과 동일 방향이 되도록 잘라내어 제작한다.

또, 액정 표시 장치가 정방형인 경우, 프론트측 편광자의 시료는, 측정 방향이 프론트측 편광자의 흡수축에 대하여 직교 또는 평행한 방향이 되도록 잘라내어 제작하고, 리어측 편광자의 시료는, 측정 방향이 프론트측 편광자의 시료를 잘라낸 방향과 동일 방향이 되도록 잘라내어 제작한다.

또한, 본 명세서에 있어서, 각도(예를 들면 "90°" 등의 각도), 및 그 관계(예를 들면 "직교", "평행", "동일 방향" 등)에 대해서는, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서 허용되는 오차의 범위를 포함하는 것으로 한다. 이때, 허용되는 오차로서는, 예를 들면 엄밀한 각도±10° 미만의 범위 내인 것 등을 의미하고, 구체적으로 엄밀한 각도와의 오차는, 5° 이하인 것이 바람직하며, 3° 이하인 것이 보다 바람직하다.

<습도 치수 변화율>

편광자의 습도 치수 변화율은, 먼저, 측정 방향의 길이가 12cm, 폭이 3cm인 시료를 준비하여, 시료에 25℃ 상대 습도 60%의 환경에서 10cm의 간격으로 핀 구멍을 뚫고, 25℃ 상대 습도 80%의 환경에 48시간 방치한 직후, 핀 구멍의 간격을 핀 게이지로 측장한다. 또한, 측정값을 "LA1"로 한다.

여기에서, 습도 치수 변화율을 측정하는 편광자의 시료는, 상술한 편광자의 탄성률을 측정하는 시료와 마찬가지로, 액정 표시 장치가 직사각형 형상인 경우, 프론트측 편광자 및 리어측 편광자 중 어느 것에 대해서도, 측정 방향이 액정 표시 장치(패널)의 장변(길이) 방향과 동일 방향이 되도록 잘라내어 제작한다. 또, 액정 표시 장치가 정방형인 경우, 프론트측 편광자의 시료는, 측정 방향이 프론트측 편광자의 흡수축에 대하여 직교 또는 평행한 방향이 되도록 잘라내어 제작하고, 리어측 편광자의 시료는, 측정 방향이 프론트측 편광자의 시료를 잘라낸 방향과 동일 방향이 되도록 잘라내어 제작한다.

이어서, 시료를 25℃ 상대 습도 10%의 환경에 48시간 방치한 직후, 핀 구멍의 간격을 핀 게이지로 측장한다. 또한, 측정값을 "LC0"으로 한다.

습도 치수 변화율은, 이들 측정값을 이용하여 하기 식에 의하여 산출되는 값을 말한다.

습도 치수 변화율[%]={(LA1[cm]-LC0[cm])/10[cm]}×100

<X값 및 Y값>

프론트측 편광자의 탄성률, 프론트측 편광자의 습도 치수 변화율 및 거리(D1)를 곱하여 산출되는 X값은, 표시 장치의 휨에 관여하는 역학적인 인자 중, 프론트측 편광자의 습도 치수 변화에 따라 발생하는 모멘트를 나타내는 값이며, 이 값이 커지면 모멘트가 커지고, 액정 셀을 프론트측으로 휘어지게 하는 힘이 커지는 것을 의미하며, 이 값이 작아지면 모멘트가 작아지고, 액정 셀을 프론트측으로 휘어지게 하는 힘이 약해지는 것을 의미하는 값이다.

마찬가지로, 리어측 편광자의 두께, 리어측 편광자의 탄성률, 리어측 편광자의 습도 치수 변화율 및 거리(D2)를 곱하여 산출되는 Y값은, 표시 장치의 휨에 관여하는 역학적인 인자 중, 리어측 편광자의 습도 치수 변화에 따라 발생하는 모멘트를 나타내는 값이며, 이 값이 커지면 모멘트가 커지고, 리어측으로 휘어지게 하는 힘이 커지는 것을 의미하며, 이 값이 작아지면 모멘트가 작아지고, 액정 셀을 리어측으로 휘어지게 하는 힘이 약해지는 것을 의미하는 값이다.

본 발명에 있어서는, 상술한 바와 같이, 상기 거리(D1)와 상기 거리(D2)가 상이하며, 또한 프론트측 편광판에 있어서의 상기 X값과 리어측 편광판에 있어서의 상기 Y값의 비가 1±0.12의 범위에 있고, 또한 상기 거리(T1)가 40μm 이상이며, 상기 거리(T2)가 0~30μm의 범위에 있음으로써, 리어측의 편광판을 박형화한 경우이더라도 액정 표시 장치의 휨의 발생을 억제할 수 있다.

이것은, 상세하게는 분명하지 않지만, 대략 이하와 같다고 추측된다.

즉, 리어측 편광자와 액정 셀의 거리(T2)를 짧게 하여 박형화를 도모한 경우이더라도, 상기 X값과 상기 Y값의 비를 특정의 범위로 하여, 프론트측 편광판과 리어측 편광판의 휨의 모멘트를 동등 정도로 함으로써, 오토클레이브 후의 습열 변화에 따른 편광자의 신축에 의하여 발생하는 프론트측 편광판 및 리어측 편광판의 휨이 상쇄되고, 그 결과, 표시 장치의 휨을 억제할 수 있었다고 생각된다.

다음으로, 본 발명의 액정 표시 장치의 전체의 구성에 대하여 도 1을 이용하여 설명한 후에, 액정 표시 장치 및 편광판이 갖는 각 구성에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은, 본 발명의 액정 표시 장치의 실시형태의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.

도 1(A)에 나타내는 바와 같이, 액정 표시 장치(10)는, 프론트측 편광자(2)를 적어도 갖는 프론트측 편광판(20)과, 액정 셀(4)과, 리어측 편광자(6)를 적어도 갖는 리어측 편광판(30)을 이 순서로 구비하고, 프론트측 편광자(2)의 두께 방향의 중심부로부터 액정 셀(4)의 두께 방향의 중심부까지의 거리(D1)와, 리어측 편광자(6)의 두께 방향의 중심부로부터 액정 셀(4)의 두께 방향의 중심부까지의 거리(D2)가 상이한 액정 표시 장치이다.

여기에서, 액정 표시 장치(10)는, 프론트측 편광자(2)에 있어서의 상술한 X값과 리어측 편광자(6)에 있어서의 상술한 Y값의 비가 1±0.12의 범위에 있고, 또 프론트측 편광판(20)에 있어서의 프론트측 편광자(2)의 액정 셀측의 표면으로부터 액정 셀(4)의 프론트측 편광자측의 표면까지의 거리(T1)가 40μm 이상이며, 또한 리어측 편광판(30)에 있어서의 리어측 편광자(6)의 액정 셀측의 표면으로부터 액정 셀(4)의 리어측 편광자측의 표면까지의 거리(T2)가 0~30μm이다.

또, 본 발명의 액정 표시 장치는, 도 1(A)에 나타내는 바와 같이, 프론트측 편광판(20)이 프론트측 아우터 폴리머 필름(1) 및 프론트측 이너 기능층(3)을 갖고 있는 것이 바람직하고, 마찬가지로 리어측 편광판(30)이 리어측 이너 기능층(5) 및 리어측 아우터 폴리머 필름(7)을 갖고 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 액정 표시 장치는, 추가적인 박형화의 관점에서, 리어측 이너 기능층(5)을 갖지 않으며, 도 1(B)에 나타내는 바와 같이 액정 셀(4)과 리어측 편광자(6)가 직접 인접하는 양태이거나, 이들이 도시하지 않은 점착제 또는 접착제를 통하여 인접하고 있는 양태인 것이 바람직하다. 또한, 도 1(B)에 나타내는 양태는, 상술한 거리(T2)가 0μm가 되는 양태이다.

〔프론트측 편광판〕

본 발명의 액정 표시 장치가 갖는 프론트측 편광판은, 적어도 프론트측 편광자를 갖는 것이다.

또, 프론트측 편광판은, 프론트측 편광자의 내구성이나 자외선에 대한 내성의 관점에서, 프론트측 편광자의 액정 셀과 반대측에 프론트측 아우터 폴리머 필름을 갖고 있는 것이 바람직하다.

또, 프론트측 편광판은, 프론트측 편광자의 내구성의 관점에서, 프론트측 편광자와 액정 셀의 사이에 프론트측 이너 기능층을 갖고 있는 것이 바람직하다.

<프론트측 편광자>

프론트측 편광자는, 특별히 한정되지 않고, 통상 이용하는 편광자를 이용할 수 있다.

프론트측 편광자로서는, 예를 들면 폴리바이닐알코올계 필름, 부분 폼알화 폴리바이닐알코올계 필름, 에틸렌·아세트산 바이닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 아이오딘이나 이색성 염료의 이색성 물질을 흡착시켜 1축 연신한 것; 폴리바이닐알코올의 탈수 처리물이나 폴리 염화 바이닐의 탈염산 처리물 등 폴리엔계 배향 필름; 등을 들 수 있다.

이들 중, 폴리바이닐알코올계 필름과 아이오딘 등의 이색성 물질로 이루어지는 편광자가 적합하다.

프론트측 편광자의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 추가적인 박형화의 관점에서, 25μm 이하가 바람직하고, 15μm 이하가 보다 바람직하다. 하한은 특별히 한정되지 않지만 통상 1μm 이상이다.

<프론트측 아우터 폴리머 필름>

프론트측 아우터 폴리머 필름은, 특별히 한정되지 않고, 각각 독립적으로, 통상 이용하는 폴리머 필름을 이용할 수 있다.

폴리머 필름을 구성하는 폴리머로서는, 구체적으로는, 예를 들면 셀룰로스아실레이트계 필름, (메트)아크릴 수지계 필름, 사이클로올레핀계 수지 필름, 폴리에스터 수지계 필름 등을 들 수 있다.

또한, (메트)아크릴계 수지는, 메타크릴계 수지와 아크릴계 수지의 양쪽 모두를 포함하는 개념이며, 아크릴레이트/메타크릴레이트의 유도체, 특히 아크릴레이트 에스터/메타크릴레이트 에스터의 (공)중합체도 포함된다. 또, (메트)아크릴계 수지는, 메타크릴계 수지, 아크릴계 수지 외에, 주쇄에 환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 중합체도 포함하며, 락톤환을 갖는 중합체, 무수 석신산환을 갖는 무수 말레산계 중합체, 무수 글루탈산환을 갖는 중합체, 글루탈이미드환 함유 중합체를 포함한다.

이들 중, 성막 시의 핸들링이 용이해지고, 또한 위상차의 설계 범위가 넓다는 이유에서, 셀룰로스아실레이트계 필름, (메트)아크릴 수지계 필름인 것이 바람직하다.

프론트측 아우터 폴리머 필름으로서 적합하게 이용할 수 있는 셀룰로스아실레이트계 필름으로서는, 각종 공지의 것을 이용할 수 있으며, 구체적으로는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2012-076051호에 기재된 것 등을 이용할 수 있다.

또, (메트)아크릴 수지계 필름으로서는, 각종 공지의 것을 이용할 수 있으며, 구체적으로는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2010-079175호의 [0032]~[0063]단락에 기재되는 아크릴 필름이나, 일본 공개특허공보 2009-98605호의 [0017]~[0107]단락에 기재되는 락톤환 함유 중합체 등을 적절히 채용할 수 있다.

프론트측 아우터 폴리머 필름의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 추가적인 박형화의 관점에서, 20μm~60μm인 것이 바람직하고, 20μm~50μm인 것이 보다 바람직하다.

<프론트측 이너 기능층>

프론트측 이너 기능층은, 특별히 한정되지 않고, 통상 이용하는 폴리머 필름, 위상차 필름, 하드 코트층, 액정층 등을 이용할 수 있다.

프론트측 이너 기능층으로서는, 예를 들면 상술한 프론트측 아우터 폴리머 필름과 동일한 폴리머 필름의 외에, 사이클로올레핀계 수지 필름이나 위상차 필름을 적합하게 이용할 수 있다.

(사이클로올레핀계 수지 필름)

프론트측 이너 기능층으로서 적합하게 이용할 수 있는 사이클로올레핀계 수지 필름으로서는, 각종 공지의 것을 이용할 수 있으며, 구체적으로는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2006-188671호의 단락 [0030]~[0144]에 기재된 것 등을 이용할 수 있다.

(위상차 필름)

프론트측 이너 기능층으로서 적합하게 이용할 수 있는 위상차 필름으로서는, 종래 공지의 것을 이용할 수 있으며, 예를 들면 투명 지지체에 배향막을 통하여 액정층(광학 이방성층)을 배향시킨 위상차 필름 등을 이용할 수 있다.

<투명 지지체>

위상차 필름의 일례를 구성하는 투명 지지체를 형성하는 재료로서는, 예를 들면 셀룰로스계 폴리머(셀룰로스아실레이트); 폴리메틸메타크릴레이트, 락톤환 함유 중합체 등의 아크릴산 에스터 중합체를 갖는 아크릴계 폴리머; 열가소성 노보넨계 폴리머; 폴리카보네이트계 폴리머; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스터계 폴리머; 폴리스타이렌, 아크릴로나이트릴·스타이렌 공중합체(AS 수지) 등의 스타이렌계 폴리머; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌·프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 폴리머; 염화 바이닐계 폴리머; 나일론, 방향족 폴리아마이드 등의 아마이드계 폴리머; 이미드계 폴리머; 설폰계 폴리머; 폴리에터설폰계 폴리머; 폴리에터에터케톤계 폴리머; 폴리페닐렌설파이드계 폴리머; 염화 바이닐리덴계 폴리머; 바이닐알코올계 폴리머; 바이닐뷰티랄계 폴리머; 아릴레이트계 폴리머; 폴리옥시메틸렌계 폴리머; 에폭시계 폴리머; 또는 이들 폴리머를 혼합한 폴리머를 들 수 있다.

이들 중, 셀룰로스아실레이트를 바람직하게 이용할 수 있다.

투명 지지체의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 10μm~200μm 정도의 것을 이용하는 것이 바람직하고, 10μm~100μm가 보다 바람직하며, 20μm~90μm가 더 바람직하다. 또, 투명 지지체는 복수 매의 적층으로 이루어져 있어도 된다.

<배향막>

위상차 필름의 일례를 구성하는 배향막은, 일반적으로는 폴리머를 주성분으로 한다. 배향막용 폴리머 재료로서는, 다수의 문헌에 기재가 있으며, 다수의 시판품을 입수할 수 있다. 본 발명에 있어서 이용되는 폴리머 재료는, 폴리바이닐알코올 또는 폴리이미드, 및 그 유도체가 바람직하다. 특히 변성 또는 미변성의 폴리바이닐알코올이 바람직하다. 본 발명에 사용 가능한 배향막에 대해서는, 국제 공개공보 제01/88574호의 43페이지 24행~49페이지 8행, 일본 특허공보 제3907735호의 단락 [0071]~[0095]에 기재된 변성 폴리바이닐알코올을 참조할 수 있다.

<액정층>

위상차 필름의 일례를 구성하는 액정층은, 액정성 화합물의 배향 상태를 고정화하여 형성하는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 불포화 이중 결합(중합성기)을 갖는 액정성 화합물을 이용하여, 이 액정성 화합물을 중합에 의하여 고정화하는 방법 등이 적합하게 예시된다. 또한, 액정층은 단층 구조여도 되고, 적층 구조여도 된다.

액정성 화합물에 포함되는 불포화 이중 결합의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 부가 중합 반응이 가능한 관능기가 바람직하고, 중합성 에틸렌성 불포화기 또는 환중합성기가 바람직하다. 보다 구체적으로는, (메트)아크릴로일기, 바이닐기, 스타이릴기, 알릴기 등을 바람직하게 들 수 있으며, (메트)아크릴로일기가 보다 바람직하다.

일반적으로, 액정성 화합물은 그 형상으로부터, 봉상 타입과 원반상 타입으로 분류할 수 있다. 또한 각각 저분자와 고분자 타입이 있다. 고분자란 일반적으로 중합도가 100 이상인 것을 가리킨다(고분자 물리·상전이 다이내믹스, 도이 마사오 저, 2페이지, 이와나미 쇼텐, 1992). 본 발명에서는, 어느 액정성 화합물을 이용할 수도 있지만, 봉상 액정성 화합물(네마틱 액정성 화합물, 스멕틱 액정성 화합물, 콜레스테릭 액정성 화합물), 원반상 액정성 화합물(디스코틱 액정성 화합물)을 이용하는 것이 바람직하다. 2종 이상의 봉상 액정성 화합물, 2종 이상의 원반상 액정성 화합물, 또는 봉상 액정성 화합물과 원반상 액정성 화합물의 혼합물을 이용해도 된다. 상술한 액정성 화합물의 고정화를 위하여, 중합성기를 갖는 봉상 액정성 화합물 또는 원반상 액정성 화합물을 이용하여 형성하는 것이 보다 바람직하고, 액정성 화합물이 1분자 중에 중합성기를 2 이상 갖는 것이 더 바람직하다. 액정성 화합물이 2종류 이상의 혼합물인 경우에는, 적어도 1종류의 액정성 화합물이 1분자 중에 2 이상의 중합성기를 갖고 있는 것이 바람직하다.

봉상 액정성 화합물로서는, 예를 들면 일본 공표특허공보 평11-513019호의 청구항 1이나 일본 공개특허공보 2005-289980호의 단락 [0026]~[0098]에 기재된 것을 바람직하게 이용할 수 있으며, 디스코틱 액정성 화합물로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2007-108732호의 단락 [0020]~[0067]이나 일본 공개특허공보 2010-244038호의 단락 [0013]~[0108]에 기재된 것을 바람직하게 이용할 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.

액정층은, 액정성 화합물 이외에, 액정성 화합물을 수평 배향, 수직 배향 상태로 하기 위하여, 수평 배향, 수직 배향을 촉진하는 첨가제(배향 제어제)를 사용해도 된다. 첨가제로서는 각종 공지의 것을 사용할 수 있다.

액정층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 0.2μm~10μm 정도의 것을 이용하는 것이 바람직하고, 0.2μm~5μm가 보다 바람직하며, 0.2μm~3μm가 더 바람직하다. 또, 액정층은 복수 매의 적층으로 이루어져 있어도 된다.

위상차 필름의 제작 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 상술한 투명 지지체 상에, 직접 또는 상술한 배향막을 통하여, 상술한 액정성 화합물을 함유하는 조성물을 도포하고, 가열에 의하여 건조시킨 후, 경화시킴으로써 형성할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 프론트측 이너 기능층의 두께는, 상술한 거리(T1), 즉, 프론트측 편광판에 있어서의 프론트측 편광자의 액정 셀측의 표면으로부터 액정 셀의 프론트측 편광자측의 표면까지의 거리가 40μm 이상이 되는 것이면 특별히 한정되지 않고, 40μm~60μm인 것이 바람직하며, 40μm~50μm인 것이 보다 바람직하다.

또, 본 발명에 있어서는, 프론트측 편광판에 있어서의 프론트측 편광자의 액정 셀측의 표면으로부터 액정 셀의 프론트측 편광자측의 표면까지의 거리(T1)가 40μm 이상이지만, 추가적인 박형화의 관점에서, 40μm~60μm인 것이 바람직하고, 40μm~50μm인 것이 보다 바람직하다.

〔리어측 편광판〕

본 발명의 액정 표시 장치가 갖는 리어측 편광판은, 적어도 리어측 편광자를 갖는 것이다.

또, 리어측 편광판은, 리어측 편광자의 내구성이나 백라이트 적성의 관점에서, 프론트측 편광자의 액정 셀과 반대측에 리어측 아우터 폴리머 필름을 갖고 있는 것이 바람직하다.

또, 리어측 편광판은, 리어측 편광자와 액정 셀의 사이에 리어측 이너 기능층을 갖고 있어도 되지만, 추가적인 박형화의 관점에서는, 리어측 이너 기능층을 갖고 있지 않는 것이 바람직하다.

<리어측 편광자>

리어측 편광자는, 특별히 한정되지 않고, 통상 이용하는 편광자를 이용할 수 있으며, 상술한 프론트측 편광자와 동일한 편광자를 이용할 수 있다.

또, 리어측 편광자의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 추가적인 박형화의 관점에서, 25μm 이하가 바람직하고, 15μm 이하가 보다 바람직하다. 하한은 특별히 한정되지 않지만 통상 1μm 이상이다.

<리어측 아우터 폴리머 필름>

리어측 아우터 폴리머 필름은, 특별히 한정되지 않고, 통상 이용하는 폴리머 필름을 이용할 수 있으며, 상술한 프론트측 아우터 폴리머 필름과 동일한 폴리머 필름을 이용할 수 있다.

또, 리어측 아우터 폴리머 필름의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 추가적인 박형화의 관점에서, 20μm~60μm인 것이 바람직하고, 20μm~50μm인 것이 보다 바람직하다.

<리어측 이너 기능층>

리어측 이너 기능층은, 특별히 한정되지 않고, 통상 이용하는 폴리머 필름, 위상차 필름, 하드 코트층, 액정층 등을 이용할 수 있다.

리어측 이너 기능층으로서는, 예를 들면 상술한 프론트측(및 리어측)의 아우터 폴리머 필름과 동일한 폴리머 필름의 외에, 하드 코트층이나 액정층을 적합하게 이용할 수 있다.

(하드 코트층)

하드 코트층으로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2009-98658호의 단락 [0190]~[0196]에 기재된 것을 사용할 수 있다.

또, 하드 코트층은, 전리 방사선 경화성 화합물의 가교 반응이나 중합 반응에 의하여 형성되는 것이 바람직하다.

예를 들면, 전리 방사선 경화성의 다관능 모노머나 다관능 올리고머를 포함하는 도포 조성물을 후술하는 보호층 상에 도포하고, 다관능 모노머나 다관능 올리고머를 가교 또는 중합시킴으로써 형성할 수 있다.

전리 방사선 경화성의 다관능 모노머나 다관능 올리고머의 관능기로서는, 광, 전자선, 방사선 중합성의 것이 바람직하고, 그 중에서도 광중합성 관능기가 바람직하다.

광중합성 관능기로서는, (메트)아크릴로일기, 바이닐기, 스타이릴기, 알릴기 등의 불포화의 중합성 관능기 등을 들 수 있으며, 그 중에서도, (메트)아크릴로일기가 바람직하다.

또, 하드 코트층에는, 내부 산란성 부여의 목적으로, 평균 입경이 1.0μm~10.0μm, 바람직하게는 1.5~7.0μm인 매트 입자, 예를 들면 무기 화합물의 입자 또는 수지 입자를 함유해도 된다.

하드 코트층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 1μm~20μm 정도의 것을 이용하는 것이 바람직하고, 2μm~10μm가 보다 바람직하다.

(액정층)

액정층으로서는, 예를 들면 상술한 프론트측 이너 기능층의 일례인 위상차 필름을 구성하는 상술한 액정층과 동일한 것을 들 수 있다.

액정층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 1μm~20μm 정도의 것을 이용하는 것이 바람직하고, 2μm~10μm가 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 리어측 편광판에 있어서의 리어측 편광자의 액정 셀측의 표면으로부터 액정 셀의 리어측 편광자측의 표면까지의 거리(T2)가 0~30μm이지만, 추가적인 박형화의 관점에서, 0μm~25μm인 것이 바람직하고, 예를 들면 리어측 이너 기능층을 갖지 않으며, 리어측 편광자와 액정 셀이 직접 인접하는 양태(즉, T2=0μm), 리어측 이너 기능층을 갖지 않고, 리어측 편광자와 액정 셀이 막두께 15~20μm 정도의 점착제 혹은 접착제를 통하여 인접하고 있는 양태(즉, T2≒15~20μm), 리어측 편광자와 액정 셀의 사이에, 막두께가 얇은(예를 들면, 0.2~3μm 정도의) 리어측 이너층과, 막두께 15~20μm 정도의 점착제 혹은 접착제를 마련하는 양태(즉, T2≒0.2~3+15~20μm)인 것이 보다 바람직하다.

〔프론트측 편광판과 리어측 편광판의 관계〕

본 발명에 있어서는, 상술한 바와 같이, 프론트측 편광자의 두께, 프론트측 편광자의 탄성률, 프론트측 편광자의 습도 치수 변화율 및 거리(D1)를 곱하여 산출되는 X값과, 리어측 편광자의 두께, 리어측 편광자의 탄성률, 리어측 편광자의 습도 치수 변화율 및 거리(D2)를 곱하여 산출되는 Y값의 비가 1±0.12의 범위인 것에 의하여, 거리 D1 및 D2가 상이하며, 또 리어측 편광판에 있어서의 리어측 편광자의 액정 셀측의 표면으로부터 액정 셀의 리어측 편광자측의 표면까지의 거리(T2)가 0~30μm여도, 액정 표시 장치의 휨의 발생을 억제할 수 있다.

여기에서, X값 및 Y값의 비는, 1±0.07의 범위인 것이 바람직하고, 1±0.05의 범위인 것이 보다 바람직하다.

또한, X값 및 Y값의 비는, 액정 표시 장치가 정방형인 경우에 대해서는, (i) 프론트측 편광자의 시료를, 측정 방향이 프론트측 편광자의 흡수축에 대하여 직교하는 방향이 되도록 잘라내어 제작하고, 리어측 편광자의 시료를, 측정 방향이 리어측 편광자의 흡수축에 대하여 평행한 방향이 되도록 잘라내어 제작하여 측정한 탄성률 및 습도 치수 변화율을 도입하여 산출한 결과, 및 (ii) 프론트측 편광자의 시료를, 측정 방향이 프론트측 편광자의 흡수축에 대하여 평행한 방향이 되도록 잘라내어 제작하고, 리어측 편광자의 시료를, 측정 방향이 리어측 편광자의 흡수축에 대하여 직교하는 방향이 되도록 잘라내어 제작하여 측정한 탄성률 및 습도 치수 변화율을 도입하여 산출한 결과 중 어느 하나가 1±0.12를 충족시키면 된다.

〔액정 셀〕

본 발명의 액정 표시 장치에 이용되는 액정 셀은 특별히 한정되지 않고, 각종 공지의 모드의 것을 이용할 수 있다.

모드로서는, 구체적으로는, 예를 들면 IPS 모드, VA 모드, TN 모드, OCB 모드, ECB 모드 등을 들 수 있다.

이 중에서도, 시인성이 높고, 액정 표시 장치를 보다 박형화할 수 있는 등의 관점에서, IPS 모드, VA 모드가 바람직하다.

<액정층의 두께>

본 발명에 있어서는, 프론트측 편광자의 두께 방향의 중심부로부터 액정 셀의 두께 방향의 중심부까지의 거리(D1), 및 리어측 편광자의 두께 방향의 중심부로부터 액정 셀의 두께 방향의 중심부까지의 거리(D2)를 산출할 때에는, 액정 셀 중의 액정층의 두께는 무시해도 된다.

액정층의 두께는, 통상, 액정 셀의 유리 기판에 비하여 상당히 작기 때문에, 액정층의 두께가 작은 경우에는 그 영향을 무시할 수 있다.

구체적으로는, 액정층의 두께가 5μm 이하인 경우에는, 액정층의 두께를 무시하고 거리 D1 및 D2의 값을 산출해도, 본 발명의 효과에는 영향을 주지 않는다.

<유리 기판의 두께>

본 발명의 액정 표시 장치에 이용되는 액정 셀의 유리 기판의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 유리 기판이 얇아질수록 액정 셀이 휘기 쉬워지기 때문에, 본 발명에 의한 개선 효과가 크다.

구체적으로는, 유리 기판의 두께는, 10μm~1000μm인 것이 바람직하고, 10μm~500μm인 것이 보다 바람직하며, 20μm~200μm인 것이 더 바람직하다.

본 발명자들은, 상술한 X값 및 Y값이 소정의 비율(1±0.12) 내이더라도, 액정 셀의 유리 기판의 두께에 따라 휨의 정도가 상이한 것을 발견했다.

그리고, 본 발명자들은, 예의 검토한 결과, 액정 셀의 유리 기판의 탄성률 및 유리 기판의 총 두께를 곱하여 산출되는 Z값이, 상술한 X값 및 Y값과의 관계에서, 하기 식 (1)을 충족시킴으로써, 액정 표시 장치의 휨의 발생을 보다 억제할 수 있는 것을 발견했다. 이것은, 하기 식 (1)을 충족시키는 영역에서는, 유리 기판의 강성이, 휨의 억제에 효과적이라고 추측할 수 있다.

X+Y<0.034×Z…(1)

여기에서, 유리 기판의 탄성률(단위: GPa)은, ISO14577(압입 탄성률)에 준하여, 미소 경도 시험기(피셔 인스트루먼츠사제, 장치명; 피코덴터 HM2000), 베르코비치 압자를 사용하여 측정한 값을 말한다.

또, 유리 기판의 총 두께(단위: mm)란, 액정 셀에 이용되는 2매의 유리 기판의 두께를 모두 더한 값을 말한다.

〔점착제·접착제〕

본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는, 상술한 프론트측 편광판 및 리어측 편광판과 액정 셀의 사이는, 점착제나 접착제를 통하여 첩합되어 있어도 된다.

본 발명에 이용되는 점착제나 접착제는, 특별히 한정되지 않고, 통상 이용하는 점착제(예를 들면, 아크릴계 점착제 등)나 접착제(예를 들면, 폴리바이닐알코올계 접착제 등)를 이용할 수 있다.

또, 임의의 점착제층이나 접착제층을 이용하는 경우, 이들의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 1~25μm인 것이 바람직하고, 5~20μm인 것이 보다 바람직하다. 특히, 편광판의 경도를 향상시킬 수 있는 관점에서, 이들의 두께는 15μm 이하인 것이 더 바람직하고, 5~15μm인 것이 특히 바람직하다.

또한, 이와 같은 점착제 및 접착제를 갖는 경우, 이들 층의 두께는, 프론트측 편광판에 있어서는, 프론트측 편광자의 액정 셀측의 표면으로부터 액정 셀의 프론트측 편광자측의 표면까지의 거리(T1)에 포함되며, 리어측 편광판에 있어서는, 리어측 편광자의 액정 셀측의 표면으로부터 액정 셀의 상기 리어측 편광자측의 표면까지의 거리(T2)에 포함된다.

실시예

이하에 실시예에 근거하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 순서 등은, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 실시예에 의하여 한정적으로 해석되어야 하는 것은 아니다.

〔폴리머 필름 1〕

<코어층 셀룰로스아실레이트 도프의 제작>

하기의 조성물을 믹싱 탱크에 투입하여 교반하고, 각 성분을 용해하여, 셀룰로스아세테이트 용액을 조제했다.

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·아세틸 치환도 2.88의 셀룰로스아세테이트 100.0질량부

·에스터 올리고머 A 10.0질량부

·편광자 내구성 개량제(하기 구조식의 화합물) 4.0질량부

·자외선 흡수제(하기 구조식의 화합물) 2.0질량부

·메틸렌 클로라이드(제1 용제) 430.0질량부

·메탄올(제2 용제) 64.0질량부

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에스터 올리고머 A는, 방향족 에스터 올리고머이고, 다이카복실산 유래의 반복 단위와 다이올 유래의 반복 단위를 1대 1로 포함하고 있다. 또, 다이카복실산 유래의 반복 단위 중, 지방족 다이카복실산 유래의 반복 단위의 몰비를 m, 방향족 다이카복실산 유래의 반복 단위의 몰비를 n으로 했을 때에, m=0, n=10으로 했다.

여기에서, 방향족 다이카복실산으로서는 프탈산을 이용하고, 다이올로서는 에틸렌글라이콜을 이용했다.

또, 에스터 올리고머의 양 말단은 아세틸기로 봉지했다. 이 에스터 올리고머의 수산기가는 0mgKOH/g이며, 수평균 분자량은 1000이었다.

이들의 결과를 표 1에 나타낸다.

[표 1]

편광자 내구성 개량제

[화학식 1]

자외선 흡수제

[화학식 2]

<외층 셀룰로스아실레이트 도프의 제작>

상기의 코어층 셀룰로스아실레이트 도프 90질량부에 하기의 매트제 용액을 10질량부 첨가하여, 외층 셀룰로스아세테이트 용액을 조제했다.

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·평균 입자 사이즈 20nm의 실리카 입자

(AEROSIL R972, 닛폰 에어로질(주)제) 2.0질량부

·메틸렌 클로라이드(제1 용제) 76.0질량부

·메탄올(제2 용제) 11.0질량부

·코어층 셀룰로스아실레이트 도프 1.0질량부

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<셀룰로스아실레이트 필름의 제작>

상기 코어층 셀룰로스아실레이트 도프와 그 양측에 외층 셀룰로스아실레이트 도프를 3층 동시에 유연구로부터 20℃의 드럼 상에 유연했다. 용제 함유율 대략 20질량% 상태에서 박리하여, 필름의 폭방향의 양단을 텐터 클립으로 고정하고, 잔류 용제가 3~15%인 상태에서, 가로 방향으로 1.1배 연신하면서 건조했다. 그 후, 열처리 장치의 롤 사이를 반송함으로써, 더 건조하여, 두께 40μm의 셀룰로스아실레이트 필름(폴리머 필름 1)을 제작했다.

〔폴리머 필름 2〕

교반 장치, 온도 센서, 냉각관 및 질소 도입관을 구비한 내용적 30L의 반응가마에, 41.5질량부의 메타크릴산 메틸(MMA), 6질량부의 2-(하이드록시메틸)아크릴산 메틸(MHMA), 2.5질량부의 2-〔2'-하이드록시-5'-메타크릴로일옥시〕에틸페닐〕-2H-벤조트라이아졸(오쓰카 가가쿠제, 상품명: RUVA-93), 중합 용제로서 50질량부의 톨루엔, 0.025질량부의 산화 방지제(아사히 덴카 고교제, 아데카스타브 2112), 및 연쇄 이동제로서 0.025질량부의 n-도데실머캅탄을 도입하고, 이에 질소를 통과시키면서, 105℃까지 승온시켰다. 승온에 따른 환류가 시작되면, 중합 개시제로서 0.05질량부의 t-아밀퍼옥시아이소노나노에이트(아케마 요시토미제, 상품명: 루페록스 570)를 첨가함과 함께, 0.10질량부의 t-아밀퍼옥시아이소노나노에이트를 3시간 동안 적하하면서, 약 105~110℃의 환류하에서 용액 중합을 진행시켜, 추가로 4시간의 숙성을 행했다.

다음으로, 얻어진 중합 용액에, 환화 축합 반응의 촉매(환화 촉매)로서 0.05질량부의 인산 2-에틸헥실(사카이 가가쿠 고교제, Phoslex A-8)을 첨가하여, 약 90~110℃의 환류하에 있어서 2시간, 환화 축합 반응을 진행시킨 후, 240℃의 오토클레이브에 의하여 중합 용액을 30분간 가열하여, 환화 축합 반응을 추가로 진행시켰다. 다음으로, 반응 진행 후의 중합 용액에, 자외선 흡수제로서 CGL777MPA(치바 스페셜티 케미컬즈제)를 0.94질량부 혼합했다.

다음으로, 얻어진 중합 용액을, 배럴 온도 240℃, 회전 속도 100rpm, 감압도 13.3~400hPa(10~300mmHg), 리어 벤트수 1개 및 포어 벤트수 4개(상류측으로부터 제1, 제2, 제3, 제4 벤트라고 칭함), 선단부에 리프 디스크형의 폴리머 필터(여과 정밀도 5μ, 여과 면적 1.5m²)를 배치한 벤트 타입 스크루 2축 압출기(φ=50.0mm, L/D=30)에, 수지량 환산으로 45kg/시의 처리 속도로 도입하여, 탈휘(脫揮)를 행했다. 그때, 별도 준비해 둔 산화 방지제/환화 촉매 실활제의 혼합 용액을 0.68kg/시의 투입 속도로 제1 벤트의 뒤로부터, 이온 교환수를 0.22kg/시의 투입 속도로 제3 벤트의 뒤로부터, 각각 투입했다.

산화 방지제/환화 촉매 실활제의 혼합 용액에는, 50질량부의 산화 방지제(스미토모 가가쿠제 스미라이저 GS)와, 실활제로서 35질량부의 옥틸산 아연(니혼 가가쿠 산교제, 닛카옥틱스 아연 3.6%)을, 톨루엔 200질량부에 용해시킨 용액을 이용했다.

다음으로, 탈휘 완료 후, 압출기 내에 남겨진 열 용융 상태에 있는 수지를 압출기의 선단으로부터 폴리머 필터에 의한 여과를 수반하면서 배출하고, 펠리타이저에 의하여 펠릿화하여, 주쇄에 락톤환 구조를 갖는 아크릴 수지와 자외선 흡수제를 포함하는 투명한 수지 조성물의 펠릿을 얻었다. 수지의 중량 평균 분자량은 145000, 수지 및 수지 조성물의 유리 전이 온도(Tg)는 122℃였다.

상기에서 제작한 주쇄에 락톤환 구조를 갖는 아크릴 수지와 자외선 흡수제를 포함하는 투명한 수지 조성물의 펠릿을, 2축 압출기를 이용하여, 코트 행어형 T다이로부터 용융 압출하여, 두께 40μm의 아크릴계 폴리머 필름(폴리머 필름 2)을 제작했다.

〔폴리머 필름 3〕

폴리머 필름 3으로서, 시판 중인 셀룰로스아실레이트 필름 TG40(후지필름(주)제)을 이용했다. 또한, 폴리머 필름 3의 두께는 41μm였다.

〔폴리머 필름 4〕

(1) 도프 조제

(셀룰로스아실레이트 용액의 조제)

하기 조성물을 믹싱 탱크에 투입하여, 교반하고 각 성분을 용해하며, 또한 90℃로 약 10분간 가열한 후, 평균 구멍 직경 34μm의 여과지 및 평균 구멍 직경 10μm의 소결 금속 필터로 여과했다.

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셀룰로스아실레이트 용액

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·아세틸 치환도 2.88의 셀룰로스아세테이트 합계 100.0질량부

·에스터 올리고머 B 15.0질량부

·메틸렌 클로라이드(제1 용제) 451.0질량부

·메탄올(제2 용제) 39.0질량부

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[표 2]

(상기 표 2 중, AA는 아디프산, EG는 에틸렌글라이콜, PG는 1,2-프로필렌글라이콜을 나타낸다.)

(매트제 분산액의 조제)

다음으로 상기 방법으로 작성한 셀룰로스아실레이트 용액을 포함하는 하기 조성물을 분산기에 투입하여, 매트제 분산액을 조제했다.

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매트제 분산액

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·평균 입자 사이즈 20nm의 실리카 입자

(AEROSIL R972, 닛폰 에어로질(주)제) 0.2질량부

·메틸렌 클로라이드(제1 용제) 72.4질량부

·메탄올(제2 용제) 10.8질량부

·치환도 2.88의 셀룰로스아실레이트 용액 10.3질량부

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(제막용 도프의 조제)

상기 셀룰로스아실레이트 용액을 100질량부, 매트제 분산액을 셀룰로스아실레이트 수지에 대하여 실리카 입자가 0.20질량부가 되는 양을 혼합하여, 제막용 도프를 조제했다.

(2) 제막

상술한 제막용 도프를, 밴드 유연기를 이용하여 유연했다. 또한, 밴드는 SUS제였다.

유연되어 얻어진 웨브(필름)를, 밴드로부터 박리 후, 클립으로 웨브의 양단을 클립하여 반송하는 텐터 장치를 이용하여 그 텐터 장치 내에서 100℃에서, 20분간 건조했다.

그 후, 추가로 120℃로 건조존 중을 반송하고, 웨브를 건조시켜, 두께 25μm의 필름(폴리머 필름 4)을 얻었다.

또한, 여기에서 말하는 건조 온도란, 필름의 막면 온도를 의미한다.

〔폴리머 필름 5〕

폴리머 필름 5로서, 시판 중인 SAMSUNG제의 액정 텔레비전 UN46C7000에 사용되고 있었던 노보넨계 광학 보상 필름을 박리하여 사용했다. 폴리머 필름 5의 막두께는 52μm였다.

〔폴리머 필름 6〕

ZF14-100(닛폰 제온사제)을 150℃에서 필름 반송 방향으로 30%, 필름 반송 방향에 직교하는 방향으로 50% 연신 후, 그 폭을 유지한 채로 몇 초간 유지하고, 폭방향의 장력을 완화시킨 후 유지를 개방하여, 두께 47μm의 필름(폴리머 필름 6)을 얻었다.

〔기능층(이하, "폴리머 필름 7"이라고 함)〕

(1) 투명 지지체의 제작

(셀룰로스아실레이트 용액 C01의 조제)

하기의 조성물을 믹싱 탱크에 투입하여, 교반하고, 각 성분을 용해하여, 셀룰로스아실레이트 용액을 조제했다. 셀룰로스아실레이트 용액의 고형분 농도는 22질량%가 되도록 용제(메틸렌 클로라이드 및 메탄올)의 양은 적절히 조정했다.

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·셀룰로스아세테이트(치환도 2.43) 100.0질량부

·하기 화합물 C 19.0질량부

·하기 화합물 D 5.0질량부

·메틸렌 클로라이드 365.5질량부

·메탄올 54.6질량부

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(셀룰로스아실레이트 용액 C02의 조제)

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·셀룰로스아세테이트(치환도 2.81) 100.0질량부

·하기 화합물 C 19.0질량부

·메틸렌 클로라이드(제1 용제) 365.5질량부

·메탄올(제2 용제) 54.6질량부

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셀룰로스아실레이트 용액 C01을 이용하여 62μm의 막두께의 코어층이 되도록, 셀룰로스아실레이트 용액 C02를 이용하여 2μm의 막두께의 스킨 A층이 되도록, 각각 밴드 연신기를 이용하여 3층 공유연했다. 얻어진 두께는, 66μm였다. 계속해서, 얻어진 웨브(필름)를 밴드로부터 박리하고, 클립에 끼워, 텐터를 이용하여 가로 연신했다. 연신 온도 193℃ 및 연신 배율 73%로 설정했다. 그 후, 필름으로부터 클립을 제거하고 130℃에서 20분간 건조시켜, 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 두께는 38μm였다.

화합물 C

[화학식 3]

상기 식 중, Ac는 아세틸기를 나타낸다.

화합물 C는 테레프탈산/석신산/에틸렌글라이콜/프로필렌글라이콜 공중합체(공중합비[몰%]=27.5/22.5/25/25)를 나타낸다.

화합물 C는, 비인산 에스터계의 화합물이며, 또한 리타데이션 발현제이기도 하다. 화합물 C의 말단은 아세틸기로 봉지되어 있다.

화합물 D

[화학식 4]

(2) 배향막의 형성

하기의 아크릴계 화합물 2종(펜타에리트리톨테트라아크릴레이트(PETA)/글리세린모노메타크릴레이트(GLM)=100/50(질량비)) 100질량부, 광중합 개시제(이르가큐어 127, 치바·스페셜티·케미컬즈(주)제) 4질량부, 및 용제(아세트산 메틸:메틸아이소뷰틸케톤=35:65(질량비))를 혼합하여, 고형분 농도 60%가 되도록 배향막 형성용 조성물을 조제했다. 이와 같이 조제한 배향막 형성용 조성물을, 지지체 상에, 와이어 바 코터 #1.6으로 도포량이 8.4ml/m²가 되도록 도포하고, 40℃에서 0.5분 건조 후, 120W/cm 고압 수은등을 이용하여, 30℃, 30초간 54mJ의 자외선(UV) 조사를 행하여 가교했다.

(3) 액정층(광학 이방성층)의 형성

배향막 상에, 하기에 기재한 광학 이방성층 도포액을 #3.2의 와이어 바로 6ml/m²가 되도록 도포했다. 이것을 금속의 프레임에 첩부하고, 100℃의 항온조 중에서 2분간 가열하여, 봉상 액정성 화합물을 배향시켰다(호메오트로픽 배향). 다음으로, 50℃로 냉각한 후에, 질소 퍼지하 산소 농도 약 0.1%에서 160W/cm의 공랭 메탈할라이드 램프(아이 그래픽스(주)제)를 이용하여, 40℃(고정화 시의 UV 온도)에서, 조도 190mW/cm², 조사량 310mJ/cm²의 자외선을 조사하여 도포층을 경화시켰다. 그 후, 70℃에서 건조시켜, 두께 40μm의 기능층(폴리머 필름 7)을 제작했다.

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광학 이방성층 도포액(조성)

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·액정성 화합물(액정성 화합물 B01:액정성 화합물 B02

=90:10(질량비)으로 포함하는 혼합물) 100질량부

·수직 배향제(S01) 1질량부

·밀착 개량제 0.25질량부

·레벨링제 0.8질량부

·중합 개시제 3질량부

·증감제 1질량부

·아크릴 결합제 8질량부

·용제(메틸에틸케톤/사이클로헥세인=86/14(질량%))

고형분 농도 33질량%가 되는 양

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[화학식 5]

[화학식 6]

밀착 개량제

[화학식 7]

레벨링제

[화학식 8]

(a:b=90:10)

중합 개시제

[화학식 9]

(Me는 메틸기를 나타낸다.)

증감제

[화학식 10]

아크릴 결합제

[화학식 11]

〔폴리머 필름 8〕

{하드 코트 1의 형성}

하드 코트층 형성용의 도포액으로서, 하기 표에 나타내는 하드 코트층 형성용 조성물(하드 코트 1)을 조제했다.

[표 3]

[화학식 12]

조제한 하드 코트 1을, 상기에서 제작한 폴리머 필름 1의 한쪽의 표면 상에 도포하며, 그 후, 100℃에서 60초 건조하고, 질소 0.1% 이하의 조건으로 UV를 1.5kW, 300mJ로 조사하여, 경화시키며, 5μm의 두께를 갖는 하드 코트층을 형성하여, 두께 45μm의 폴리머 필름 8을 제작했다.

〔폴리머 필름 9〕

폴리머 필름 4의 제작에 있어서, 막두께를 14μm로 한 것 이외에는 동일한 방법으로, 폴리머 필름 9를 제작했다.

〔편광자 1의 제작〕

두께 45μm의 폴리바이닐알코올(PVA) 필름을, 아이오딘 농도 0.05질량%의 아이오딘 수용액 중에 30℃ 60초 침지하여 염색하고, 이어서 붕산 농도 4질량%의 붕산 수용액 중에 60초 침지하고 있는 동안에 원래의 길이의 5배로 세로 연신한 후, 50℃에서 4분간 건조시켜, 두께 15μm의 편광자를 얻었다.

〔편광자 2~5의 제작〕

편광자 1의 제작에 있어서, 폴리바이닐알코올 필름 두께, 연신 배율이나 침지 시간을 적절히 변경하여, 편광자 1의 두께의 1.13배의 두께(17μm)로 한 편광자 2를 제작하고, 편광자 1의 두께와 동일한 두께(15μm)이고 세로 연신의 침지 시간을 50초로 변경한 편광자 3을 제작하며, 편광자 1의 두께와 동일한 두께(15μm)이고 세로 연신의 배율을 4.5배로 변경한 편광자 4를 제작하고, 또 편광자 1의 두께의 0.87배의 두께(13μm)로 한 편광자 5를 제작했다.

〔편광판 1의 제작〕

<폴리머 필름의 비누화 처리>

폴리머 필름 1을 이하의 순서로 비누화 처리를 행했다. 2.3mol/L의 수산화 나트륨 수용액에, 55℃에서 3분간 침지했다. 실온의 수세 욕조 중에서 세정하여, 30℃에서 0.05mol/L의 황산을 이용하여 중화했다. 다시, 실온의 수세 욕조 중에서 세정하여, 추가로 100℃의 온풍으로 건조했다.

<편광자와 폴리머 필름의 첩합>

비누화 처리한 폴리머 필름 1을, 폴리바이닐알코올계 접착제를 이용하여, 먼저 제작한 편광자 1의 편측에 첩부하고, 편광판을 제작했다. 또한, 폴리머 필름 1의 반송 방향과 편광자 1의 연신 방향이 일치하도록 첩합했다.

<하드 코트(HC)층>

제작한 편광판 중의 편광자 1의 폴리머 필름 1 첨합면(添合面)과는 반대측의 표면 상에, 일본 공개특허공보 2006-122889호의 실시예 1에 기재된 슬롯 다이를 이용한 다이 코트법으로, 후술하는 경화성 수지 조성물을 반송 속도 24m/분의 조건으로 도포하여, 60℃에서 60초 건조시켰다.

그 후, 추가로 질소 퍼지하(산소 농도 약 0.1%)에서 160W/cm의 공랭 메탈할라이드 램프(아이 그래픽스(주)제)를 이용하여, 조도 400mW/cm², 조사량 390mJ/cm²의 자외선을 조사하고 도포층을 경화시켜, 권취했다.

또한, 경화층(하드 코트층)의 막두께가 2μm가 되도록 도포량을 조정했다.

(경화성 수지 조성물)

·A-TMMT[신나카무라 가가쿠 고교(주)제] 100.0질량부

·하기 화합물 1 0.5질량부

·이르가큐어 127:

중합 개시제[치바·스페셜티·케미컬즈(주)제] 3.0질량부

·계면활성제(하기 화합물 3) 0.2질량부

·메틸에틸케톤 103.7질량부

[화학식 13]

계면활성제로서 하기 표 4에 기재된 화합물 3을 사용한, 하기 표 4에 기재된 반복 단위를, 하기 표의 함유율(몰%)로 갖는 공중합체인 것을 의도한다. 중량 평균 분자량(Mw)은, GPC 측정(폴리스타이렌 환산)의 측정값이다.

[표 4]

〔편광판 2의 제작〕

편광판 1의 제작에 있어서, 하드 코트층(경화층)의 두께가 5μm가 되도록 한 것 이외에는, 편광판 1과 동일한 방법으로 편광판 2를 제작했다.

〔편광판 3의 제작〕

편광판 1의 제작에 있어서, 하드 코트층(경화층)의 두께가 10μm가 되도록 한 것 이외에는, 편광판 1과 동일한 방법으로 편광판 3을 제작했다.

〔편광판 4의 제작〕

편광판 1의 제작에 있어서, 사용한 편광자를 편광자 2로 변경한 것 이외에는, 편광판 1과 동일한 방법으로 편광판 4를 제작했다.

〔편광판 5의 제작〕

편광판 1의 제작에 있어서, 하드 코트층을 형성하지 않은 것 이외에는, 편광판 1과 동일한 방법으로 편광판 5를 제작했다.

〔편광판 6의 제작〕

편광판 1의 제작에 있어서, 사용한 편광자를 편광자 3으로 변경한 것 이외에는, 편광판 1과 동일한 방법으로 편광판 6을 제작했다.

〔편광판 7의 제작〕

편광판 1의 제작에 있어서, 사용한 편광자를 편광자 4로 변경한 것 이외에는, 편광판 1과 동일한 방법으로 편광판 7을 제작했다.

〔편광판 8의 제작〕

편광판 1의 제작에 있어서, 하드 코트층을 형성하는 대신에, 폴리머 필름 1과 동일한 방법으로 비누화 처리를 실시한 폴리머 필름 4를 첨합한 것 이외에는, 편광판 1과 동일한 방법으로 편광판 8을 제작했다.

〔편광판 9의 제작〕

편광판 1의 제작에 있어서, 하드 코트층을 형성하는 대신에, 폴리머 필름 1과 동일한 방법으로 비누화 처리를 실시한 폴리머 필름(7)을 첨합한 것 이외에는, 편광판 1과 동일한 방법으로 편광판 9를 제작했다.

〔편광판 10의 제작〕

편광판 9의 제작에 있어서, 사용한 편광자를 편광자 5로 변경한 것 이외에는, 편광판 9와 동일한 방법으로 편광판 10을 제작했다.

〔편광판 11의 제작〕

편광판 5의 제작에 있어서, 폴리머 필름 1 대신에 폴리머 필름 2를 이하의 방법으로 첨합하여, 사용한 편광자를 편광자 2로 변경한 것 이외에는, 편광판 5와 동일한 방법으로 편광판 11을 제작했다.

<첨합 방법>

하기 에폭시계 접착제 조성물을 이용하여, 편광자 2에 폴리머 필름 2를 첩부하고, 그 후, 메탈할라이드 램프를 320~400nm의 파장에 있어서의 적산광량이 600mJ/cm²가 되도록 조사하여 상기 접착제 조성물을 경화시켜, 편광자 2의 편측에 폴리머 필름 2를 첩부했다.

(에폭시계 접착제 조성물)

·3,4-에폭시사이클로헥실메틸 3,4-에폭시사이클로헥세인카복실레이트 40질량부

·비스페놀 A형 에폭시 수지 60질량부

·다이페닐[4-(페닐싸이오)페닐]설포늄헥사플루오로안티모네이트(양이온 중합 개시제) 4.0질량부

·벤조인메틸에터(광증감제) 1.0질량부

상기 3,4-에폭시사이클로헥실메틸 3,4-에폭시사이클로헥세인카복실레이트의 에폭시 당량은 126g/eq이며, 비스페놀 A형 에폭시 수지의 에폭시 당량은 187g/eq였다.

또, 에폭시계 접착제 조성물의 전체 염소량은 840ppm이며, 25℃에 있어서의 B형 점도계의 60rpm으로 측정한 점도는 3000mPa·s였다.

또한, 에폭시계 접착제 조성물의 전체 염소량은, JIS K 7243-3(ISO 21627-3)에 준거하여, 질산 은 용액에 의한 적정법으로 측정했다.

〔편광판 12의 제작〕

편광판 1의 제작에 있어서, 폴리머 필름 1 대신에 폴리머 필름 3을 첨합하고, 하드 코트층을 형성하는 대신에, 이하의 방법으로 액정층을 형성한 것 이외에는, 편광판 1과 동일한 방법으로 편광판 12를 제작했다.

<수평 배향한 원반상 액정 화합물로 이루어지는 액정층의 형성>

하기 화합물 3-1~3-6을 메틸에틸케톤에 용해하여 고형분 농도가 36.2%가 되도록 조제했다.

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·중합성 액정성 화합물 3-1 91.0질량부

·화합물 3-2 9.0질량부

·중합 개시제: 화합물 3-3 3.0질량부

·중합 개시제: 화합물 3-4 1.0질량부

·함불소 계면활성제: 화합물 3-5 0.8질량부

·밀착 향상제: 화합물 3-6 0.5질량부

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[화학식 14]

도포액을 상기에서 제작한 폴리머 필름 3을 첨합한 편광자 2의 편광자측의 면에, #4.4의 와이어 바를 이용하여 도포하고, 건조했다.

70℃에서 90초 가열하여, 원반상 액정성 화합물을 배향시켰다. 그 후, 즉시 70℃의 온도 조건으로, 290mJ/cm²의 자외선을 조사하고, 원반상 액정성 화합물을 중합시켜, 배향 상태를 고정함으로써, 편광판 16을 제작했다. 또한, 형성한 액정층(광학 이방성층)의 두께는 2.1μm였다.

〔편광판 13의 제작〕

편광판 11의 제작에 있어서, 편광자 2 대신에 편광자 1을 사용한 것 이외에는, 편광판 11과 동일한 방법으로 편광판 13을 제작했다.

〔편광판 14의 제작〕

편광판 12의 제작에 있어서, 편광자 2 대신에 편광자 1을 사용한 것 이외에는, 편광판 12와 동일한 방법으로 편광판 14를 제작했다.

〔편광판 15의 제작〕

편광판 12의 제작에 있어서, 편광자 2 대신에 편광자 3을 사용한 것 이외에는, 편광판 12와 동일한 방법으로 편광판 15를 제작했다.

〔편광판 16의 제작〕

편광판 12의 제작에 있어서, 편광자 2 대신에 편광자 4를 사용한 것 이외에는, 편광판 12와 동일한 방법으로 편광판 16을 제작했다.

〔편광판 17의 제작〕

편광판 1의 제작에 있어서, 폴리머 필름 1 대신에 폴리머 필름 3을 이용하고, 하드 코트층을 형성하는 대신에, 편광판 11의 폴리머 필름 2와 동일한 방법으로 폴리머 필름 5를 첨합한 것 이외에는, 편광판 1과 동일한 방법으로 편광판 17을 제작했다.

〔편광판 18의 제작〕

편광판 1의 제작에 있어서, 폴리머 필름 1 대신에 폴리머 필름 2를 이용하고, 하드 코트층을 형성하는 대신에 폴리머 필름 6을 이용하며, 모두 편광판 11의 폴리머 필름 2와 동일한 방법으로 첨합한 것 이외에는, 편광판 1과 동일한 방법으로 편광판 18을 제작했다.

〔편광판 19의 제작〕

편광판 18의 제작에 있어서, 편광자 1 대신에 편광자 5를 이용한 것 이외에는, 편광판 18과 동일한 방법으로 편광판 19를 제작했다.

〔편광판 20의 제작〕

편광판 19의 제작에 있어서, 폴리머 필름 2 대신에 폴리머 필름 8을 이용하고, 폴리머 필름 6 대신에 폴리머 필름 9를 이용한 것 이외에는, 편광판 19와 동일한 방법으로 편광판 20을 제작했다.

〔편광판 21의 제작〕

편광판 10의 제작에 있어서, 폴리머 필름 1 대신에 폴리머 필름 8을 이용한 것 이외에는, 편광판 10과 동일한 방법으로 편광판 21을 제작했다.

〔편광판 22의 제작〕

편광판 1의 제작에 있어서, 폴리머 필름 1 대신에 폴리머 필름 8을 이용하고, 편광자 1 대신에 편광자 5를 이용한 것 이외에는 동일한 방법으로 편광판 22를 제작했다.

〔편광판 23의 제작〕

편광판 20의 제작에 있어서, 폴리머 필름 9 대신에 폴리머 필름 4를 이용한 것 이외에는, 편광판 20과 동일한 방법으로 편광판 23을 제작했다.

제작한 편광판 1~23의 아우터측의 폴리머 필름, 이너측의 기능층, 편광자의 종류 및 두께를 하기 표 5에 나타낸다.

[표 5]

[실시예 1~13 및 비교예 1~2]

제작한 각 편광판을 하기 표 6에 나타내는 조합으로 액정 셀의 프론트측 및 리어측에 이용하여, 액정 표시 장치를 제작했다.

구체적으로는, 시판 중인 iPad tablet(애플사제)의 2매의 편광판을 박리하고, 프론트측에 하기 표 6에 나타내는 편광판을, 리어측에 하기 표 6에 나타내는 편광판을, 이너 필름이 각각 액정 셀측이 되도록, 하기 표 6에 나타내는 두께의 점착제를 통하여, 프론트측 및 리어측에 1매씩 첩부했다.

프론트측의 편광판의 투과축(TD 방향)이 길이 방향(좌우 방향)이, 그리고, 리어측의 편광판의 흡수축(MD 방향)이 길이 방향(좌우 방향)이 되도록, 크로스 니콜 배치로 했다. 액정 셀에 사용되어 있는 유리의 두께는 0.15mm, 유리의 탄성률은 72GPa였다.

제작한 액정 표시 장치에 있어서의 프론트측 편광자의 두께 방향의 중심부로부터 액정 셀의 두께 방향의 중심부까지의 거리(D1), 및 리어측 편광자의 두께 방향의 중심부로부터 액정 셀의 두께 방향의 중심부까지의 거리(D2)를 하기 표 6에 나타낸다. 또한, 액정 셀에 포함되는 액정층의 두께를 무시하고 D1 및 D2를 산출했다.

마찬가지로, 프론트측 편광판에 있어서의 프론트측 편광자의 액정 셀측의 표면으로부터 액정 셀의 프론트측 편광자측의 표면까지의 거리(T1), 및 리어측 편광판에 있어서의 리어측 편광자의 액정 셀측의 표면으로부터 액정 셀의 리어측 편광자측의 표면까지의 거리(T2)를 하기 표 6에 나타낸다.

또, 제작한 각 액정 표시 장치에 있어서의 프론트측 편광자 및 리어측 편광자에 대하여, 두께와 함께, 탄성률(GPa) 및 습도 치수 변화율(%)을 상술한 방법에 의하여 측정한 값을 하기 표 6에 나타낸다. 또한, 상술한 바와 같이, 프론트측 편광자의 탄성률 및 습도 치수 변화율은, 표시 장치의 길이 방향, 즉, 본 실시예에서는 편광판의 TD 방향을 시료의 측정 방향으로 하고, 리어측 편광자의 탄성률 및 습도 치수 변화율은, 표시 장치의 길이 방향, 즉 본 실시예에서는 편광판의 MD 방향을 시료의 측정 방향으로 한다.

또한, 액정 셀의 유리 기판의 탄성률(72GPa) 및 유리 기판의 총 두께(0.15mm+0.15mm)를 곱하여 산출되는 Z값에, 0.034를 곱한 값, 즉, 상술한 식 (1)의 우변의 값을 하기 표 6에 나타낸다.

[실시예 14~19 및 비교예 3~4]

제작한 각 편광판을 하기 표 7에 나타내는 조합으로 액정 셀의 프론트측 및 리어측에 이용하여, 액정 표시 장치를 제작했다.

구체적으로는, 시판 중인 VA형 액정 텔레비전(Skyworth제 39E61HR)의 2매의 편광판을 박리하여, 프론트측에 하기 표 7에 나타내는 편광판을, 리어측에 하기 표 7에 나타내는 편광판을, 이너 필름이 각각 액정 셀측이 되도록, 점착제(두께 20μm)를 통하여, 프론트측 및 리어측에 1매씩 첩부했다. 프론트측의 편광판의 흡수축(MD 방향)이 길이 방향(좌우 방향)이, 그리고, 리어측의 편광판의 투과축(TD 방향)이 길이 방향(좌우 방향)이 되도록, 크로스 니콜 배치로 했다. 액정 셀에 사용되고 있는 유리의 두께는 0.5mm였다.

제작한 액정 표시 장치에 있어서의 프론트측 편광자의 두께 방향의 중심부로부터 액정 셀의 두께 방향의 중심부까지의 거리(D1), 및 리어측 편광자의 두께 방향의 중심부로부터 액정 셀의 두께 방향의 중심부까지의 거리(D2)를 하기 표 7에 나타낸다. 또한, 액정 셀에 포함되는 액정층의 두께를 무시하고 D1 및 D2를 산출했다.

마찬가지로, 프론트측 편광판에 있어서의 프론트측 편광자의 액정 셀측의 표면으로부터 액정 셀의 프론트측 편광자측의 표면까지의 거리(T1), 및 리어측 편광판에 있어서의 리어측 편광자의 액정 셀측의 표면으로부터 액정 셀의 리어측 편광자측의 표면까지의 거리(T2)를 하기 표 7에 나타낸다.

또, 제작한 각 액정 표시 장치에 있어서의 프론트측 편광자 및 리어측 편광자에 대하여, 두께와 함께, 탄성률(GPa) 및 습도 치수 변화율(%)을 상술한 방법에 의하여 측정한 값을 하기 표 7에 나타낸다. 또한, 상술한 바와 같이, 프론트측 편광자의 탄성률 및 습도 치수 변화율은, 표시 장치의 길이 방향, 즉, 본 실시예에서는 편광판의 MD 방향을 시료의 측정 방향으로 하고, 리어측 편광자의 탄성률 및 습도 치수 변화율은, 표시 장치의 길이 방향, 즉 본 실시예에서는 편광판의 TD 방향을 시료의 측정 방향으로 한다.

〔휨 평가〕

이와 같이 하여 제작한 실시예 및 비교예의 액정 표시 장치에 대하여, 실시예 1~13 및 비교예 1~2에 대해서는, 50℃ 1기압에서 90초 방치한 후, 25℃ 상대 습도 60%의 방으로 되돌리고, 3일 후에 패널의 휨량을 평가하여, 오토클레이브 후의 휨량의 평가로 했다.

또, 80℃ dry로 3시간 서모 처리한 후, 25℃ 상대 습도 60%의 방으로 되돌리고, 3일 후에 패널의 휨량을 평가하여, 서모 처리 후의 휨량의 평가로 했다.

한편, 실시예 14~19 및 비교예 3~4에 대해서는, 50℃ 5기압에서 30분 방치한 후, 25도 상대 습도 60%의 방으로 되돌리고, 3일 후에 패널의 휨량을 평가하여 휨량의 평가로 했다.

휨량은, 패널 4 모서리의 지면으로부터의 들뜸을 기초로 하여, 이하의 기준으로 평가했다. 이 결과를 하기 표 6 및 표 7에 나타낸다.

<평가 기준>

A: 오토클레이브의 전후에서 휨의 정도에 변화가 없어, 회로 장착에 전혀 문제가 없는 레벨.

B: 다소 휘어져 있지만, 기계에서의 회로 장착이 가능한 레벨.

C: 패널이 휘어져 있어, 기계에서의 회로 장착이 어려운 레벨.

〔연필 경도 평가〕

또, 실시예 9~13에서 제작한 액정 표시 장치의 프론트측 편광판에 대하여, JIS K5400에 준하여 연필 경도 평가를 행했다.

구체적으로는, 각 프론트측 편광판을, 실시예에서 액정 셀에 첩부했을 때와 동일한 두께의 점착제를 이용하여 유리판에 첩부했다.

이 유리판 부착 프론트 편광판을, 25℃ 상대 습도 60%에서 2시간 조습한 후, JIS S6006에 규정하는 F~5H의 시험용 연필을 이용하여, 4.9N의 하중으로, n회 반복하고, 이하와 같은 판정으로 평가하여, A 평가가 되는 가장 높은 경도를 평가값으로 했다.

A 평가: n=5의 평가에 있어서 흠집이 발생하지 않거나 흠집이 발생해도 2개 이내

B 평가: n=5의 평가에 있어서 흠집이 3개 이상 발생

[표 6]

[표 7]

표 5~표 7에 나타내는 결과로부터, 프론트측 편광자의 두께, 프론트측 편광자의 탄성률, 프론트측 편광자의 습도 치수 변화율 및 거리(D1)를 곱하여 산출되는 X값과, 리어측 편광자의 두께, 리어측 편광자의 탄성률, 리어측 편광자의 습도 치수 변화율 및 거리(D2)를 곱하여 산출되는 Y값의 비가 1±0.12의 범위 외인 비교예 1 및 3은, 모두 휨량이 커지는 것을 알 수 있었다.

또, 리어측 편광판의 이너 폴리머 필름의 막두께가 두껍고, 리어측 편광자와 액정 셀의 거리(T2)(0~10μm)를 충족시키지 못하는 비교예 2 및 4는, 휨의 문제는 발생하지 않지만, 박형화를 도모할 수 없다.

이에 대하여, 리어측의 편광판을 박형화한 경우이더라도, 프론트측 편광자의 두께, 프론트측 편광자의 탄성률, 프론트측 편광자의 습도 치수 변화율 및 거리(D1)를 곱하여 산출되는 X값과, 리어측 편광자의 두께, 리어측 편광자의 탄성률, 리어측 편광자의 습도 치수 변화율 및 거리(D2)를 곱하여 산출되는 Y값의 비가 1±0.12의 범위 내인 실시예 1~19는, 모두 휨량이 작아지는 것을 알 수 있었다.

특히, 실시예 1~3과 실시예 4~8의 대비로부터, 상기 비가 1±0.05의 범위 내에 있으면, 휨량이 적어, 휨의 발생을 보다 억제할 수 있는 것을 알 수 있었다.

또, 실시예 9와 실시예 10~13의 대비로부터, 액정 셀의 유리 기판의 탄성률 및 유리 기판의 총 두께를 곱하여 산출되는 Z값이, 상술한 X값 및 Y값과의 관계에서 "X+Y<0.034×Z"를 충족시키는 경우(실시예 10~13)는, 휨량이 적어, 휨의 발생을 보다 억제할 수 있는 것을 알 수 있으며, 연필 경도도 향상되는 것을 알 수 있었다.

1 프론트측 아우터 폴리머 필름
2 프론트측 편광자
3 프론트측 이너 기능층
4 액정 셀
5 리어측 이너 기능층
6 리어측 편광자
7 리어측 아우터 폴리머 필름
10 액정 표시 장치
20 프론트측 편광판
30 리어측 편광판

Claims

프론트측 편광자를 적어도 갖는 프론트측 편광판과, 액정 셀과, 리어측 편광자를 적어도 갖는 리어측 편광판을 이 순서로 구비하고, 상기 프론트측 편광자의 두께 방향의 중심부로부터 상기 액정 셀의 두께 방향의 중심부까지의 거리(D1)와, 상기 리어측 편광자의 두께 방향의 중심부로부터 상기 액정 셀의 두께 방향의 중심부까지의 거리(D2)가 상이한 액정 표시 장치로서,
상기 프론트측 편광자의 두께, 상기 프론트측 편광자의 탄성률, 상기 프론트측 편광자의 습도 치수 변화율 및 상기 거리(D1)를 곱하여 산출되는 X값과, 상기 리어측 편광자의 두께, 상기 리어측 편광자의 탄성률, 상기 리어측 편광자의 습도 치수 변화율 및 상기 거리(D2)를 곱하여 산출되는 Y값의 비(Y/X)가 1±0.12의 범위에 있고,
상기 프론트측 편광판에 있어서의 상기 프론트측 편광자의 상기 액정 셀측의 표면으로부터 상기 액정 셀의 상기 프론트측 편광자측의 표면까지의 거리(T1)가 40μm 이상이며,
상기 리어측 편광판에 있어서의 상기 리어측 편광자의 상기 액정 셀측의 표면으로부터 상기 액정 셀의 상기 리어측 편광자측의 표면까지의 거리(T2)가 0~30μm인, 액정 표시 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 프론트측 편광판이, 상기 프론트측 편광자와 상기 액정 셀의 사이에 프론트측 이너 기능층을 갖는, 액정 표시 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 리어측 편광판이, 상기 리어측 편광자와 상기 액정 셀의 사이에 리어측 이너 기능층을 갖는, 액정 표시 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 리어측 편광판이, 상기 리어측 편광자와 상기 액정 셀이 직접 또는 점착제 혹은 접착제를 통하여 인접하고 있는, 액정 표시 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 프론트측 편광판이, 상기 프론트측 편광자의 상기 액정 셀과 반대측에, 프론트측 아우터 폴리머 필름을 갖는, 액정 표시 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 리어측 편광판이, 상기 리어측 편광자의 상기 액정 셀과 반대측에, 리어측 아우터 폴리머 필름을 갖는, 액정 표시 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 프론트측 편광자의 두께, 상기 프론트측 편광자의 탄성률, 상기 프론트측 편광자의 습도 치수 변화율 및 상기 거리(D1)를 곱하여 산출되는 X값과, 상기 리어측 편광자의 두께, 상기 리어측 편광자의 탄성률, 상기 리어측 편광자의 습도 치수 변화율 및 상기 거리(D2)를 곱하여 산출되는 Y값과, 상기 액정 셀의 유리 기판의 탄성률 및 상기 유리 기판의 총 두께를 곱하여 산출되는 Z값이, 하기 식 (1)을 충족시키는, 액정 표시 장치.
X+Y<0.034×Z…(1)
청구항 3에 있어서,
상기 프론트측 편광자의 두께, 상기 프론트측 편광자의 탄성률, 상기 프론트측 편광자의 습도 치수 변화율 및 상기 거리(D1)를 곱하여 산출되는 X값과, 상기 리어측 편광자의 두께, 상기 리어측 편광자의 탄성률, 상기 리어측 편광자의 습도 치수 변화율 및 상기 거리(D2)를 곱하여 산출되는 Y값과, 상기 액정 셀의 유리 기판의 탄성률 및 상기 유리 기판의 총 두께를 곱하여 산출되는 Z값이, 하기 식 (1)을 충족시키는, 액정 표시 장치.
X+Y<0.034×Z…(1)
청구항 4에 있어서,
상기 프론트측 편광자의 두께, 상기 프론트측 편광자의 탄성률, 상기 프론트측 편광자의 습도 치수 변화율 및 상기 거리(D1)를 곱하여 산출되는 X값과, 상기 리어측 편광자의 두께, 상기 리어측 편광자의 탄성률, 상기 리어측 편광자의 습도 치수 변화율 및 상기 거리(D2)를 곱하여 산출되는 Y값과, 상기 액정 셀의 유리 기판의 탄성률 및 상기 유리 기판의 총 두께를 곱하여 산출되는 Z값이, 하기 식 (1)을 충족시키는, 액정 표시 장치.
X+Y<0.034×Z…(1)
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 프론트측 편광판과, 상기 액정 셀이 점착제 혹은 접착제를 통하여 인접하고 있으며, 상기 점착제 혹은 상기 접착제의 두께가 15μm 이하인, 액정 표시 장치.