KR101920016B1 - 접착제층을 가지는 화상 표시장치용 유니트 및 그 유니트를 이용한 화상 표시장치 - Google Patents

접착제층을 가지는 화상 표시장치용 유니트 및 그 유니트를 이용한 화상 표시장치 Download PDF

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Abstract

내구성이 높은 화상 표시장치용 유니트를 제공한다. 본 발명은, 광학 필름 적층체와 화상 표시장치용 패널이 접착제층을 개입시켜 적층된 화상 표시장치용 유니트를 제공한다. 광학 필름 적층체는, 편광자와 편광자의 한편의 면에만 적층된 편광자 보호 기능층을 포함한다. 접착제층은, 편광자의 편광자 보호 기능층이 접하는 면과는 반대측의 면에 적층되어 있다. 화상 표시장치용 패널은, 접착제층의 편광자가 접하는 면과는 반대측의 면에 적층되어 있다. 접착제층은, 유리 전이 온도가 50℃이상 90℃이하이다.

Description

접착제층을 가지는 화상 표시장치용 유니트 및 그 유니트를 이용한 화상 표시장치{Unit for image display device having adhesive layer, and image display device using said unit}
본 발명은, 접착제층을 가지는 화상 표시장치에 관한 것이다. 구체적으로는, 에너지 경화형 접착제 조성물을 경화시킨 접착제층을 개입시켜 광학 필름 적층체와 화상 표시장치용 패널을 적층시킨, 높은 내구성을 가지는 화상 표시장치용 유니트, 및, 그 유니트를 이용한 화상 표시장치에 관한 것이다.
폴리비닐 알코올계 수지(이하, 「PVA계 수지」라고 한다.)를 연신하여 생산되는 편광자는, 연신 방향으로 갈라지거나 찢어지기 쉽다. 그 때문에, 편광자는, 일반적으로는, 그 단체(單體)가 아니라 편광자를 보호해 내구성을 향상시키기 위한 편광자 보호 기능층이 양면에 형성된 광학 필름 적층체의 형태로 이용된다. 편광자 보호 기능층으로서는, 통상, 트리아세틸셀룰로스(TAC) 등의 투명한 보호 필름이 이용된다. 보호 필름에 자외선 흡수 기능을 가지는 층이나 하드 코트층 등을 적층하는 것에 의해서, 한층 더 내구성을 향상시킨 광학 필름 적층체가 이용되는 경우도 있다. 근래에는, 광학 보상용의 위상차 필름이 편광자 보호 기능층으로서 이용되기도 한다.
화상 표시장치에 이용되는 화상 표시장치용 유니트는, 일반적으로, 이러한 광학 필름 적층체를, 점착제의 층을 개입시켜 화상 표시장치용 패널의 기판에 첩합한 것이다. 화상 표시장치용 패널과 광학 필름 적층체를 첩합할 때에 이용되는 점착제는, 이하와 같은 성질을 가지는 것이라고 정의할 수 있다.
● 고점도이며 저탄성률의 반고체 상태 물질이며, 압력을 가하는 것에 의해서 피착체와 결합한다.
● 결합 후에 있어서도 피착체로부터 박리하는 것이 가능하다.
● 점착제의 상태는 결합의 과정에서 변화하지 않는다. 이러한 성질을 가지는 점착제는, 광의의 접착제의 일종이며, 2개의 피착체의 사이에 개재하여 압력이 가해지는 것에 의해서 접착력을 발현하기 때문에, 감압형 접착제라고도 불린다. 본 명세서에 있어서 점착제라고 할 때는, 이러한 감압형 접착제를 의미한다.
그런데, 상술한 바와 같이, 종래의 광학 필름 적층체는, 편광자와 그 양면에 편광자 보호 기능층을 포함하는 것이 일반적이지만, 이 편광자 보호 기능층을 한 면에만 할 수 있으면, 광학 필름 적층체의 박층화가 가능하게 된다. 이러한 편보호(片保護) 광학 필름 적층체를 화상 표시장치의 제조에 이용하는 것은, 광학 필름 적층체의 박층화에 의해서 재료의 삭감, 가격의 저하가 가능하게 되므로, 화상 표시장치의 대형화 및 박형화가 진행되는 현재는, 환경면 및 코스트면에서 지극히 유리하다.
그러나, 친수성의 PVA계 수지를 연신하여 생성된 편광자는, 흡습성이 높고, 온도나 습도의 변화에 의해서 신축을 일으키기 쉽다. 그 때문에, 편보호 광학 필름 적층체와 화상 표시장치용 패널을 점착제를 이용해 첩합한 경우에는, 가열, 가습 또는 급격한 온도 변화에 의한 광학 필름 적층체의 치수 변화가 생기며, 그에 따라, 광학 필름 적층체의 크랙(갈라짐)이나, 광학 필름 적층체와 화상 표시장치용 패널과의 박리가 발생할 가능성이 있다. 그 때문에, 점착제를 이용하는 현재의 화상 표시장치 제조 기술에 있어서는, 편광자의 한 면에만 보호 기능층이 적층된 편보호 광학 필름 적층체는, 실용화가 곤란해지고 있다.
편보호 광학 필름 적층체에 크랙이 발생하는 것을 방지하는 기술로서, 보호 기능층이 적층되어 있지 않은 편광자의 면에 코팅층을 형성하는 기술이 제안되고 있다(예를 들면, 일본 특허 제 4306269호 공보(특허 문헌 1)). 그러나, 이러한 광학 필름 적층체는, 편광자가, 보호 기능층의 두께와 비교하면 지극히 얇은 코팅층으로만 보호되고 있을 뿐이기 때문에, 모바일 용도의 작은 사이즈의 화상 표시장치에 이용하는 것은 가능해도, 최근 요구되고 있는 큰 사이즈의 화상 표시장치에 이용하는 경우에는, 필요한 크랙 내성을 얻을 수 없다.
점착제를 이용하여 화상 표시장치용 패널과 광학 필름 적층체를 첩합하는 기술에 있어서의 결점은, 점착제 대신에 접착제를 이용해 화상 표시장치용 패널과 광학 필름 적층체를 첩합하는 것에 의해서 해결 가능하다고 생각되고 있고, 그것을 위한 기술의 제안도 행해지고 있다. 이러한 기술로서 예를 들면, 일본 특개평 2010－286764호 공보(특허 문헌 2)를 들 수 있다.
특허 문헌 2에 기재된 기술은, 액정 패널 기판과 한쪽 편에만 투명 보호층이 적층된 편광 필름을, 에폭시계 화합물을 함유하는 활성 에너지선 경화성(硬化性) 수지 조성물로 구성되는 접착제층을 개입시켜 적층시킨 광학 적층체에 관한 것이다. 특허 문헌 2에 의하면, 편광 필름과 액정 패널을 접착제를 개입시켜 적층한 광학 적층체는, 박형 경량성 및 내구성능이 뛰어난 것이라고 여겨지고 있다. 그러나, 본 발명자들이 실험한 추가시험에 의하면, 특허 문헌 2에 기재된 광학 적층체는, 사이즈가 큰 경우에는 편광 필름의 단부가 액정 패널로부터 박리하는 것을 확인하고 있다. 또, 이러한 광학 적층체에 있어서는, 에폭시계의 접착제를 경화시키기 위해서, 빛 또는 열 등에 의해서 산을 발생하는 기능을 가지는 산 발생제가 사용된다. 그 때문에, 투명 보호층이 설치되지 않은 편광자의 면에 접착제층이 직접 접촉하고, 산의 영향에 의해 편광자의 광학 특성이 열화한다는 문제가 있다. 게다가 에폭시계의 접착제를 이용한 광학 적층체는, 일반적으로, 광조사 후에 수십분 정도의 가열 공정(post cure)이 필요하기 때문에, 생산성이 낮다는 문제도 있다.
더욱이, 본 명세서에 있어서는, 접착제는, 상술의 점착제와는 구별해서 이용되며, 이하와 같은 성질을 가지는 물질이라고 정의할 수 있다.
● 당초에는 유동성이 있는 저점도의 액체이며, 피착체에 도포되었을 때에 피착체에 충분히 젖는 것에 의해서 접촉 면적을 크게 하고, 빛의 조사나 가열에 의해서 경화하는 것으로써 피착체와 결합한다.
● 빛의 조사량이나 가열량의 증가에 의해서 점착 상태를 거쳐 경화에 이른다.
● 결합 후에 있어서 피착체나 접착제층의 응집 파괴를 일으키는 일없이 양자를 박리하는 것이 불가능하다.
● 접착제 상태는 결합의 과정에서 불가역적으로 변화한다(액체로부터 고체로 변화한다.). 이러한 성질을 가지는 접착제는, 빛이나 열 등의 에너지를 부여하여 경화하는 것으로써 접착력을 발현하는 에너지 경화형 접착제이며, 공급된 에너지의 종류에 따라, 예를 들면 자외선 경화형 접착제, 열경화형 접착제 등으로 불린다.
[특허 문헌 1]일본 특허 제 4306269호 공보 [특허 문헌 2]일본 특개 2010－286764호 공보
상술한 바와 같이, 가정용 TV에 이용되는 것과 같은 화상 표시장치는, 대형화, 박형화, 경량화가 요구되며, 한편에서는 저가격화가 진행되고 있다. 그 때문에, 이러한 화상 표시장치에 이용되는 광학 필름 적층체는, 한쪽 편에만 편광자 보호 기능층이 적층된 구성으로 하는 것이 요구되고 있다. 그러나, 이러한 광학 필름 적층체는, 종래의 기술에서는 편광자의 크랙 내성의 향상이 곤란하다.
또한, 화상 표시장치의 화면의 대형화에 수반하여, 화면의 비표시 영역의 협소화도 요구되고 있다. 그 때문에, 비표시 영역이 좁아지는 것에 따라, 표시 영역의 주연부(周緣部)에 있어서의 광학 필름 적층체와 화상 표시장치용 패널과의 얼마 안되는 박리조차도, 화상 표시장치의 표시 특성의 저하로 연결될 우려가 있다.
게다가, 한쪽 편에만 편광자 보호 기능층이 적층된 광학 필름 적층체는, 편광자가 가열이나 가습 등에 의해서 수축, 팽창하는 움직임을 한쪽 편의 편광자 보호 기능층에서 억제하게 되므로, 편광자의 양측에 편광자 보호 기능층이 적층된 광학 필름 적층체에 비해 치수 변화가 크다. 이 때문에, 화면의 비표시 영역의 협소화가 요구되고 있는 화상 표시장치에 있어서는, 광학 필름 적층체가 표시 영역 이하까지 수축하여, 표시할 수 없는 부분이 발생할 우려가 있다.
따라서, 본 발명은, 한쪽 편에만 편광자 보호 기능층이 적층된 큰 사이즈의 광학 필름 적층체를 이용했을 경우에, 통상의 사용 환경하에 있어서의 변화는 물론, 히트 쇼크(heat shock) 시험하에 있어서도, 편광자의 크랙 내성이 높고, 광학 필름 적층체의 주연부에 있어서의 박리의 발생이나 광학 필름 적층체의 수축에 의한 비표시 영역의 발생도 방지할 수 있는, 화상 표시장치용 유니트, 및, 그 유니트를 이용한 화상 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 히트 쇼크 시험하에 있어서의 내구성 만이 아니고, 가습 박리 시험하에 있어서도, 광학 필름 적층체의 주연부에 있어서의 박리의 발생을 방지할 수 있는, 화상 표시장치용 유니트, 및, 그 유니트를 이용한 화상 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 광학 필름 적층체와 화상 표시장치용 패널을, 점착제가 아니라, 경화 후의 유리 전이 온도가 소정의 범위내에 있는 접착제층을 개입시켜 첩합하는 것에 의해서, 상기의 과제를 해결할 수 있다고 하는 식견에 근거하여, 본 발명을 완성시켰다.
제 1의 태양에 있어서는, 본 발명은, 광학 필름 적층체와 화상 표시장치용 패널이 접착제층을 개입시켜 적층된 화상 표시장치용 유니트를 제공한다. 광학 필름 적층체는, 편광자와 편광자의 한편의 면측에만 적층된 편광자 보호 기능층을 포함한다. 접착제층은, 편광자의 편광자 보호 기능층이 접하는 면과는 반대측의 면측에 적층되어 있다. 화상 표시장치용 패널은, 접착제층의 편광자가 접하는 면과는 반대측의 면측에 적층되어 있다. 접착제층은, 유리 전이 온도가 50℃~90℃이다.
제 2의 태양에 있어서는, 본 발명은, 광학 필름 적층체에 표면 처리층이 적층되며, 게다가 접착제층을 개입시켜 광학 필름 적층체과 화상 표시장치용 패널이 적층된, 화상 표시장치용 유니트를 제공한다. 광학 필름 적층체는, 편광자와 편광자의 한편의 면측에만 적층된 편광자 보호 기능층을 포함한다. 표면 처리층은, 편광자의 다른 한편의 면측, 즉 편광자 보호 기능층이 접하는 면과는 반대측의 면측에 적층되어 있다. 접착제층은, 편광자 보호 기능층의 편광자가 접하는 면과는 반대측의 면측에 적층되어 있다. 화상 표시장치용 패널은, 접착제층의 편광자 보호 기능층이 접하는 면과는 반대측의 면측에 적층되어 있다. 접착제층은, 유리 전이 온도가 50℃~90℃이다. 이 태양에 있어서, 편광자 보호 기능층은, 위상차 필름으로 구성되는 층으로 할 수도 있다.
본 발명의 일실시 형태에 있어서는, 접착제층은, 아크릴계 화합물을 포함하는 에너지 경화형 접착제 조성물을 에너지의 부여에 의해서 경화시키는 것으로 형성된 층인 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시 형태에 있어서는, 화상 표시장치용 유니트에 이용되는 광학 필름 적층체는, 80℃의 온도에서 240시간 가열했을 때에 치수 변화율이 0.02％이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시 형태에 있어서는, 광학 필름 적층체의 면적은, 700cm2 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시 형태에 있어서는, 편광자 보호 기능층은, 트리아세틸셀룰로스 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 필름 형태 유리 등으로 구성되는 층으로 하는 것이 가능하다.
편광자 보호 기능층은, 트리아세틸셀룰로스 필름으로 구성되는 층이 되는 경우에는, 광학 필름 적층체와 화상 표시장치용 패널을 첩합하고 있는 접착체층은, 온도 60℃, 습도 90%의 환경하에 24시간 보관 유지한 후의 흡수량이, 0.15g／g이하인 것이 바람직하며, 온도 60℃, 습도 90％에 있어서의 영율(Young 율)이, 1×104 Pa이하인 것이 바람직하다.
제 3의 태양에 있어서는, 본 발명은, 특허 청구의 범위에 있어서의 청구항 1로부터 청구항 9까지의 어느 청구항에 기재된 화상 표시장치용 유니트를 이용한 것을 특징으로 하는 화상 표시장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 경화 후의 유리 전이 온도가 소정의 범위내에 있는 접착제층을 개입시켜 광학 필름 적층체와 화상 표시장치용 패널을 첩합하는 것에 의해서, 내구성의 향상과 표시 특성의 열화 억제가 양립하는, 경량이고 또한 박형의 대형 화상 표시장치를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 화상 표시장치용 유니트를 나타내는 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 다른 실시 형태에 의한 화상 표시장치용 유니트를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
［광학 필름 적층체］
본 발명과 관련되는 화상 표시장치용 유니트 및 화상 표시장치에 이용되는 광학 필름 적층체는, 한 쪽에만 보호 기능층을 가지는 것이다. 도 1은, 본 발명의 일실시 형태와 관련되는 광학 필름 적층체(10)를 포함하는 화상 표시장치용 유니트(1)를 나타내는 단면도이다. 화상 표시장치용 유니트(1)는, 예를 들면 액정 표시 패널 또는 유기 EL표시 패널로 할 수 있는 화상 표시장치용 패널(30)의 한편의 면에, 광학적으로 투명한 접착제층(20)을 개입시켜 광학 필름 적층체(10)가 적층된 것이다. 광학 필름 적층체(10)는, 편광자(12)와 편광자 보호 기능층(14)을 포함한다. 광학 필름 적층체(10)는, 편광자(12)의 편광자 보호 기능층(14)이 접하는 면과는 반대측의 면이, 접착제층(20)을 개입시켜 화상 표시장치용 패널(30)에 적층되어 있다. 화상 표시장치는, 이 화상 표시장치용 유니트(1)에, 필요에 따라서 추가적으로 광학 필름 적층체, 다른 광학 기능 필름, 보호용 필름, 백 라이트 유니트 등의 각종 구성 부재를 설치하여 형성할 수 있다.
편광자(12)는, 당업자에게 주지의 편광자를 이용할 수 있다. 편광자(12)는, 일반적으로, PVA계 수지에 이색성 물질에 의한 염색 처리와 연신 처리를 실시하는 것에 의해서 제조된다. 제조 방법은, 당업자에게 주지의 방법을 이용할 수 있다. 편광자(12)의 두께는, 통상, 20μm~30μm이다.
편광자(12)를 보호하기 위한 편광자 보호 기능층(14)으로서는, 일반적으로, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차단성, 등방성 등에 뛰어난 열가소성 수지로 구성되는 필름이 이용된다. 이러한 열가소성 수지의 예로서는, 당업자에게 주지하는 바와 같이, 트리아세틸셀룰로스(TAC) 등의 셀룰로스 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스테르 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리술폰 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate) 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리올레핀(polyolefin) 수지,(메타) 아크릴 수지, 환상 폴리올레핀(polyolefin) 수지(노르보르넨계 수지), 폴리아릴레이트 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리비닐 알코올 수지, 및 이것들의 혼합물을 들 수 있다. 또, 편광자 보호 기능층(14)으로서 플라스틱 필름과 같이 롤 형태로 굽히는 것이 가능한 필름형태 유리를 이용할 수도 있다. 필름 형태 유리는, 너무 얇으면 취급하기 어려워지며, 너무 두꺼우면 굽히기 어려워지므로, 바람직하게는, 약 30μm~ 약 120μm의 두께의 것이 이용된다. 일반적으로, 편광자 보호 기능층(14)으로서 40μm~80μm정도의 두께의 투명한 TAC 필름이 이용되는 것이 많다.
편광자(12)와 편광자 보호 기능층(14)을 첩합하는 접착제로서는, 당업자에게 주지된 재료, 예를 들면 아크릴계 중합체, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 것을, 적당하게 선택하여 이용할 수 있다.
도 2는, 본 발명의 일실시 형태와 관련되는 광학 필름 적층체(50)를 포함하는 화상 표시장치용 유니트(2)를 나타내는 단면도이다. 화상 표시장치용 유니트(2)는, 예를 들면 액정 표시 패널 또는 유기 EL표시 패널로 제조할 수 있는 화상 표시장치용 패널(80)의 한편의 면에, 광학적으로 투명한 접착제층(70)을 개입시켜 광학 필름 적층체(50)가 적층된 것이다. 광학 필름 적층체(50)는, 편광자(52)와 편광자 보호 기능층(54)을 포함한다. 광학 필름 적층체(50)는, 편광자 보호 기능층(54)의 편광자(52)가 접하는 면과는 반대측의 면이, 접착제층(70)을 개입시켜 화상 표시장치용 패널(80)과 적층되어 있다. 편광자(52)의 편광자 보호 기능층(54)이 접하는 면과는 반대측의 면에는, 편광자(52)를 보호하기 위한 표면 처리층(60)이 적층되어 있다. 화상 표시장치는, 이 화상 표시장치용 유니트(2)에, 필요에 따라서 추가로 광학 필름 적층체, 다른 광학 기능 필름, 보호용 필름, 백 라이트 유니트 등의 각종 구성 부재를 설치하여 형성할 수 있다.
이 실시 형태에 있어서는, 편광자 보호 기능층(54)으로서 편광자 보호 기능층(14)과 같은 열가소성 수지로 구성되는 필름을 이용할 수 있다. 그러나, 편광자 보호 기능층(54)으로서 광학 보상 기능을 가지는 위상차 필름을 이용해도 괜찮다. 이러한 위상차 필름으로서 이용되는 재료는, 당업자에게 주지된 것이며, 시클로올레핀계 수지나 TAC계 수지 등의 재료로 구성되는 필름을 이용할 수 있다.
이 실시 형태에 있어서의 화상 표시장치용 유니트(2)는, 편광자(52)의 시인측, 즉, 편광자(52)의 편광자 보호 기능층(54)이 접하는 면과는 반대측의 면에, 표면 처리층(60)을 갖춘다. 표면 처리층(60)은, 하드 코트층, 반사 방지층, 대전 방지층 등으로 할 수 있으며, 이러한 층을 실현하기 위한 기술은, 당업자에게 주지된 것이다. 표면 처리층(60)의 두께는, 통상, 1μm~10μm이다.
(치수 변화율)
본 발명에 있어서는, 광학 필름 적층체(10 또는 50)는, 치수 변화율이 소정의 범위에 있는 것이 바람직하다. 일실시 형태에 있어서는, 광학 필름 적층체(10 또는 50)는, 25℃ 때에 있어서의 광학 필름 적층체의 치수와 80℃의 온도에서 240시간 가열한 후의 치수간의 변화율(치수 변화율이라고 한다)이, 0.02％보다 작은 것이 바람직하다. 광학 필름 적층체(10 또는 50)에 있어서의 이 특성은, 유리 전이 온도가 50℃~90℃의 접착제층(20 또는 70)을 이용하는 것에 의해서 달성할 수 있다. 치수 변화율이 0.02％보다 큰 광학 필름 적층체(10 또는 50)를 이용했을 경우에는, 화상 표시장치용 유니트(1 또는 2)는, 내구성 시험에 노출되었을 때에, 접착제층(20)이 광학 필름 적층체(10 또는 50)의 수축 및 팽창을 억제할 수 없고, 편광자(12 또는 52)에 크랙이 발생한다. 또한, 치수 변화가 큰 경우에는, 광학 필름 적층체(10 또는 50)는, 특히 큰 사이즈의 화상 표시장치용 유니트에 사용했을 때에, 수축하여 시인 영역보다 작아지는 경우가 있다. 이 문제에 대응하기 위해서 광학 필름 적층체(10 또는 50)를 미리 크게 설정해 두는 것도 가능하지만, 이러한 대책에서는, 화상 표시장치용 유니트의 비표시 영역(이른바 액자)을 넓게 취할 필요가 있으므로, 생산성의 저하나 디자인성에 악영향이 있다.
［화상 표시장치용 패널］
화상 표시장치용 유니트(1 또는 2)에 있어서의 화상 표시장치용 패널(30 또는 80)은, 액정 표시 패널, 유기 EL표시 패널, 또는 플라스마 표시 패널 등의 화상 표시장치용 패널로 할 수 있다. 접착제층을 개입시켜 광학 필름 적층체(10 또는 50)가 적층되는 면은, 화상 표시장치용 패널의 유리 혹은 플라스틱의 기판 또는 전면 보호판이다. 이러한 광학 필름 적층체는, 화상 표시장치에 있어서 화상 표시, 반사 방지, 색상 조정 등의 기능을 발휘시키기 위해서 이용된다.
본 발명과 관련되는 화상 표시장치용 유니트(1 또는 2)는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 사이즈가 큰 것, 즉, 면적이 700cm2 이상인 것이 바람직하다. 종래의 화상 표시장치에 있어서는, 광학 필름 적층체와 화상 표시장치용 패널을 첩합하기 위해서 점착제가 이용되어 왔다. 이미 말한 것처럼, 점착제를 이용하여, 광학 필름 적층체(10 또는 50)와 같은 편보호의 광학 필름 적층체를 화상 표시장치용 패널에 적층하는 경우의 문제의 일부는, 특허 문헌 2에 기재의 기술에 의해서 해결된다. 그렇지만, 특허 문헌 2에 기재된 기술에는, 사이즈가 큰 경우에는, 고온 상태에서 일정시간 두는 것과 저온 상태에서 일정시간 두는 것을 여러 차례 반복하는 내구성 시험(히트 쇼크 시험이라고도 한다)에 노출되었을 때에, 광학 필름의 단부가 액정 표시 패널로부터 부상하는 문제가 있다. 본 발명과 관련되는 화상 표시장치용 유니트에 있어서는, 면적이 700cm2 이상인 경우에도, 이러한 문제가 생기지 않는다.
［접착제층］
본 발명과 관련되는 화상 표시장치 유니트(1 또는 2)에 있어서, 광학 필름 적층체(10 또는 50)와 화상 표시장치용 패널(30 또는 80)을 첩합하기 위한 접착제층(20 또는 70)은, 아크릴계 화합물을 포함하는 에너지 경화형 접착제 조성물을, 가시광선, 자외선, X선, 혹은 전자선 등의 에너지선의 조사, 또는 가열 등에 의해서 경화시킨 것이다.
(유리 전이 온도)
접착제층(20 또는 70)은, 유리 전이 온도가 50℃~90℃의 범위에 있는 것이 이용된다. 유리 전이 온도가 이 범위내에 있는 접착제층(20 또는 70)을 개입시켜 광학 필름 적층체(10 또는 50)와 화상 표시장치용 패널(30 또는 80)을 적층하는 것에 의해서, 편광자(또는, 광학 필름 적층체 전체)의 수축은, 편광자 보호 기능층(14 또는 54)만이 아니라, 광학 필름 적층체와 비교하면 탄성률이 훨씬 크고 두꺼운 화상 표시장치용 패널(30 또는 80)의 기판에 의해서도 억제된다. 따라서, 이러한 화상 표시장치용 유니트(1 또는 2)는, 통상의 환경 변화는 물론, 내구성 시험(히트 쇼크 시험)에 노출되는 것에 의해서 편광자(12 또는 52)가 팽창 및 수축을 반복했을 때에 있어서도, 편광자(12 또는 52)에는 크랙이 발생하지 않는다. 본 발명의 일실시 형태에 있어서는, 내구성의 평가에 이용되는 히트 쇼크 시험은, 화상 표시장치용 유니트(1 또는 2)가 -40℃의 온도 환경에서 30분간 보관 유지되는 공정과 85℃의 온도 환경에서 30분간 보관 유지되는 공정이 300회 반복되는 시험이다.
접착제층(20 또는 70)의 유리 전이 온도가 50℃보다 낮은 경우에는, 화상 표시장치용 유니트(1 또는 2)가 내구성 시험에 노출되었을 때에, 편광자(12 또는 52)의 수축 및 팽창에 의해서 접착제층(20)이 변형하기 때문에, 결과적으로 편광자(12 또는 52)의 수축 및 팽창을 억제하지 못하고, 편광자(12 또는 52)에 크랙이 발생한다.
더욱이, 접착제층(20 또는 70)의 유리 전이 온도가 90℃보다 높은 경우에는, 화상 표시장치용 유니트(1 또는 2)가 내구성 시험에 노출되었을 때에, 접착제층(20 또는 70)에 의해서 광학 필름 적층체(10 또는 50)의 치수 변화가 중지된다. 그 결과, 접착제층(20 또는 70)과 광학 필름 적층체(10 또는 50)와의 계면에 응력이 집중하고, 그 응력이 계면접착력보다 커지고, 접착제층(20 또는 70)과 광학 필름 적층체(10 또는 50)가 박리하는 일이 있다. 이것은, 접착제층(20 또는 70)과 광학 필름 적층체(10 또는 50)와의 박리를 억제하는데는, 접착제층(20 또는 70)의 유리 전이 온도와 접착제층(20 또는 70)과 광학 필름 적층체(10 또는 50)와의 계면접착력과의 균형을 고려하는 것이 중요하다는 것을 의미하고 있다.
(흡수량 및 영율)
그런데, 도 1 또는 도 2에 도시된 화상 표시장치용 유니트는, 특히 면적이 700cm2 이상의 대형의 광학 필름 적층체를 이용하고, 편광자 보호 기능층으로서 흡습성 및／또는 투습성이 높은 재료를 이용한 것에 있어서는, 내구성 시험(히트 쇼크 시험)에 노출되었을 경우에, 통상의 사용 환경하에 있어서의 환경 변화에 노출되었을 경우보다, 화상 표시장치용 패널과 광학 필름 적층체와의 박리의 문제가 보다 현저하게 되는 일이 있다. 내구성 시험에 있어서는, 온도를 고온(85℃)으로부터 저온(－40℃)으로 내리는 과정에서, 통상, 광학 필름 적층체의 표면에 결로가 발생한다. 결로가 발생한 상태에서 온도가 저온이 되면, 결로한 수분이 응고하고, 다음에 온도가 고온이 될 때 수분이 증발한다. 편광자 자신은, 습도에 민감한 재료로 구성되는 것이며, 편광자 보호 기능층도, 예를 들면 TAC계 수지로 구성되는 필름의 경우에는, 흡습성 및 투습성이 높다. 따라서, 특히 면적이 700cm2 이상의 대형의 광학 필름 적층체를 이용하는 화상 표시장치용 유니트의 내구성 시험에 있어서는, 가습 환경에 노출되게 되므로, 광학 필름 적층체의 치수 변화는 통상의 사용 환경하에서 보다 커지며, 이 결과, 박리가 발생하는 일이 있다고 생각된다.
본 발명자들은, 가습 환경하에 있어서의 이러한 박리를 효과적으로 억제하기 위해서는, 접착제층이 수분을 흡수하기 어려운 것, 또는, 접착제층 자체가 어느 정도 변형하는 것에 의해서 응력이 완화되는 것의 두 가지가 중요하다는 것을 찾아냈다.
본 발명에 있어서는, 접착제층(20 또는 70)은, 흡수량이 소정의 범위에 있는 것이 바람직하다. 일실시 형태에 있어서는, 접착제층(20 또는 70)은, 온도 60℃, 습도 90％의 환경하에서 24시간 보관 유지된 후의 흡수량이 0.15g／g이하인 것이 바람직하다. 온도 60℃, 습도 90％의 환경하에서 24시간 보관 유지된 후의 흡수량이 0.15g／g보다 큰 접착제층(20 또는 70)을 이용한 경우에는, 화상 표시장치용 유니트(1 또는 2)는, 유리 전이 온도가 50℃~90℃가 되어도, 온도 60℃, 습도 90％의 환경하에서 500시간 보관 유지되었을 때에 광학 필름 적층체의 단부에 있어서 박리가 생기는 일이 있다.
본 발명에 있어서는, 접착제층(20 또는 70)은, 영율이 소정의 범위내에 있는 것이 바람직하다. 일실시 형태에 있어서는, 접착제층(20 또는 70)은, 온도 60℃, 습도 90％의 환경하에 있어서의 영율이 1×104 Pa이하인 것이 바람직하다. 온도 60℃, 습도 90％의 환경하에 있어서의 영율이 1×104 Pa보다 큰 접착제층(20 또는 70)을 이용했을 경우에는, 화상 표시장치용 유니트(1 또는 2)는, 유리 전이 온도가 50℃~90℃가 되어도, 온도 60℃, 습도 90％의 환경하에서 500시간 보관 유지되었을 때에 광학 필름 적층체의 단부에 있어서 박리가 생기는 일이 있다.
(접착제 조성물)
이상과 같이, 본 발명과 관련되는 화상 표시장치용 유니트(1 또는 2)에 이용되는 접착제층(20 또는 70)은, 유리 전이 온도가 소정의 범위에 있는 것이다. 또한, 편광자 보호 기능층으로서 흡습성 및／또는 투습성이 높은 재료를 이용한 경우에는, 접착제층(20 또는 70)은, 한층 더 흡수율 및 영율이 소정의 범위내에 있는 것이다. 이하에, 이러한 접착제층(20 또는 70)을 얻기 위한 접착제 조성물에 대해 설명한다. 본 발명에 있어서는, 접착제층(20 또는 70)은, 아크릴계 화합물을 포함하는 에너지 경화형 접착제 조성물에, 가시광선, 자외선, X선, 혹은 전자선 등의 에너지선을 조사하던가, 또는 가열하는 것 등에 의해 경화시키는 것에 의해서, 얻을 수 있다.
＜아크릴계 화합물＞
접착제 조성물에 포함되는 아크릴계 화합물로서 중합성(메타) 아크릴계 모노머를 이용할 수 있다. 중합성(메타) 아크릴계 모노머는, 편광자와의 접착성, 및, 화상 표시장치용 패널의 유리 혹은 플라스틱의 기판 또는 전면 보호 판유리와의 접착성을 부여하기 위해서, 히드록실기, 카르복실기, 시아노기, 아미노기, 아미드기, 복소환기, 락톤환기, 이소시아네이트환기 중 적어도 1개를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 중합성(메타) 아크릴계 모노머는, 1개의 아크릴로일기만을 포함하는 단관능 아크릴로일기 함유 모노머를 주성분으로 하는 것인 것이 바람직하고, 다관능의 비닐기 또는 아크릴로일기를 포함하는 모노머를 부성분으로서 포함해도 괜찮다. 본 발명에 있어서의 접착제 조성물은, 이들 모노머 가운데, 경화하여 접착제층으로 되었을 때에 접착제층이 소정의 범위의 유리 전이 온도를 가지는 것, 또는, 경화하여 접착제층이 되었을 때에 접착제층이 소정의 범위의 유리 전이 온도를 가지도록 상기의 모노머의 2종 이상을 적당히 혼합한 것이 이용된다.
2종 이상의 모노머를 혼합하여 소정의 범위의 유리 전이 온도를 가지는 접착제 조성물을 생성하는데 있어서는, 생성되는 조성물의 유리 전이 온도의 기준으로하여 이하의 식을 사용하는 것이 편리하다(참고 문헌；T. G. FOX ； Bull. Am. Phys. Soc. , 1,(3), 123(1956)).
1/Tg=W1／Tg1＋W2／Tg2＋···＋Wn／Tgn
여기에서,
Tg；2종 이상의 모노머를 혼합해 생성되는 접착제 조성물의 유리 전이 온도
Tg1, Tg2,···, Tgn；혼합 성분 1, 2,···, n의 유리 전이 온도
W1, W2,···, Wn；혼합 성분 1, 2,···, n의 중량분율
접착제 조성물에 포함되는 아크릴계 화합물의 구체적인 예로서 예를 들면 이하와 같은 물질을 들 수 있다. 히드록실기를 가지는 아크릴계 화합물로서는, 예를 들면, 2－히드록시 에틸 아크릴레이트, 2－히드록시 프로필 아크릴레이트, 4－히드록시 부틸 아크릴레이트, 2－히드록시 에틸 메타크릴레이트, 2－히드록시 프로필 메타크릴레이트 등이 있다. 카르복실기를 가지는 아크릴계 화합물로서는, 예를 들면, 아크릴산, 메타크릴산 등이 있다. 시아노기를 가지는 아크릴계 화합물로서는, 예를 들면, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등이 있다. 아미노기를 가지는 아크릴계 화합물로서는, 예를 들면, 디메틸 아미노 에틸 아크릴레이트, 디메틸 아미노 프로필 아크릴레이트, 디메틸 아미노 에틸 메타크릴레이트, 디에틸 아미노 에틸 메타크릴레이트, 디이소프로필 아미노 에틸 아크릴레이트, 디메틸 아미노 에틸 아크릴레이트, 디에틸 아미노 에틸 아크릴레이트(DEAA) 등이 있다. 아미드기를 가지는 아크릴계 화합물로서는, 예를 들면, 아크릴 아미드, 디메틸 아크릴 아미드, 디메틸 아미노 프로필 아크릴 아미드, 이소프로필 아크릴 아미드, 디에틸 아크릴 아미드, 히드록시 에틸 아크릴 아미드, 아크릴로일모르폴린 등이 있다. 복소환기(複素還基)를 가지는 아크릴계 화합물로서는, 예를 들면, 테트라 히드로 푸르푸릴 아크릴레이트, 테트라 히드로 푸르푸릴 메타크릴레이트, 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트, 펜타메틸피페리지닐메타크릴레이트, 테트라메틸피페리지닐메타크릴레이트 등이 있다. 락톤환기를 가지는 아크릴계 화합물로서는, 예를 들면, γ(감마)-부틸로락톤 아크릴레이트 모노머,γ-부틸로락톤 메타크릴레이트 모노머 등이 있다. 이소시아네이트기를 가지는 아크릴계 화합물로서는, 예를 들면, 2－이소시아네이트에틸아크릴레이트모노머, 2－이소시아네이트에틸메타크릴레이트모노머 등이 있다.
＜중합 개시제＞
본 발명과 관련되는 접착제 조성물의 중합 개시제로서 공지의 중합 개시제를 이용할 수 있다. 중합 개시제는, 에너지를 흡수해 활성종을 생성하는 것이 가능한 물질이며, 모노머의 중합 반응은, 중합 개시제에 따라 생성된 활성종이 모노머의 불포화 결합에 부가하는 것에 의해서 개시하고, 모노머의 활성종이 접착제의 불포화 결합에 부가하는 것으로써 진행한다. 본 발명에 있어서는, 중합 개시제로서 광중합 개시제를 이용하는 것이 보다 바람직하다. 광중합 개시제를 이용하는 것에 의해, 빛에 의해서 중합 반응을 일으키도록 할 수 있으므로, 본 발명에 있어서 이용되는 접착제 조성물의 접착력 및 상태의 제어가 용이하게 되는 것과 동시에, 첩합된 광학 필름 적층체 및 화상 표시장치용 패널의 열화나 파괴를 일으키게 하는 것이 없다. 광중합 개시제로서 예를 들면, 알킬페논계 광중합 개시제, 아실 포스핀 옥사이드계 광중합 개시제, 티타노센계 광중합 개시제, 양이온계 광중합 개시제를 들 수 있다. 자외선을 이용하는 광중합 개시제로서는, 예를 들면, 벤조인계 광중합 개시제, 벤조페논계 광중합 개시제, 안트라퀴논계 광중합 개시제, 키산톤계 광중합 개시제, 티오키산톤계 광중합 개시제, 케탈계 광중합 개시제라고 하는 각종의 광중합 개시제를 들 수 있다.
광중합 개시제의 구체적인 예로서는, 4－(2－히드록시 에톡시) 페닐(2－히드록시-2－프로필) 케톤,α－히드록시-α,α′－디메틸아세토페논, 메톡시아세토페논, 2, 2－디메톡시-2－페닐아세토페논, 2, 2－디에톡시아세토페논, 1－히드록시 시클로 헥실 페닐 케톤, 2－메틸-1－［4－(메틸 티오)－페닐］－2－모르폴리노프로판 1－온 등의 아세토페논계 화합물, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 아니조인메틸에테르 등의 벤조인에테르계 화합물, 2－메틸-2－히드록시프로피오페논 등의α－케토르계 화합물, 벤질 디메틸 케탈 등의 케탈계 화합물, 2－나프탈렌술포닐클로리드 등의 방향족 술포닐클로리드계 화합물, 1－페논 1, 1－프로판지온 2－(O－에톡시카르보닐) 옥심 등의 광활성 옥심계 화합물, 벤조페논, 벤조일 안식향산, 3, 3′－디메틸-4－메톡시벤조페논, 3, 3′, 4, 4′－테트라(t－부틸퍼옥시카르보닐) 벤조페논 등의 벤조페논계 화합물 등을 들 수 있다.
중합 개시제가 활성종을 생성하는데 필요한 에너지는, 통상은, 첩합되는 광학 필름 적층체 및 화상 표시장치용 패널의 어느 한 편을 통해 공급된다. 따라서, 접착제 조성물의 성분으로서 광중합 개시제가 이용되는 경우, 이용 가능한 광중합 개시제는, 그 광흡수 파장이, 첩합된 광학 필름 적층체 및 화상 표시장치용 패널을 투과하는 빛의 파장인 것이 바람직하다. 예를 들면, TAC 필름이 편광자 보호 기능층으로서 이용된 광학 필름 적층체와 화상 표시장치용 패널과의 첩합의 경우에 있어서는, 조사된 빛이 TAC 필름에 포함되는 광흡수제에 의해서 흡수되지 않도록, 광학 필름 적층체를 투과하는 빛의 파장인 380nm보다 긴 파장에 흡수를 가지는 광중합 개시제를 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 접착제 조성물에게 공급되는 에너지원으로서 자외선 또는 자외선 근방의 파장의 전자파를 이용하는 것이 바람직하다. 가시광선을 이용했을 경우에는, 주변 빛의 영향으로 중합 반응이 진행되는 경우가 있으며, 반응의 제어가 어려워지는 것, 중합 개시제의 잔사(殘渣: residue)에 의한 가시광선의 흡수가 남아 접착제 조성물이 착색할 가능성이 있었다는 문제가 있다. 적외선을 이용한 경우에는, 열에 의해서 중합 반응이 진행되고, 반응의 제어가 어려워진다는 문제가 있다.
본 발명에 있어서는, 광중합 개시제는, 빛에 의해서 반응한 후에 있어서, 가시광선 영역에 흡수가 없거나 또는 가시광선 영역의 흡광도가 낮은 것이 바람직하다. 특히, 예를 들면 액정표시장치에 있어서는, 광중합 개시제는, 시인 시의 색상에 영향을 주지 않도록, 백라이트의 휘선의 피크인 440nm부근, 530nm부근, 610nm부근의 파장의 빛의 흡수가 없거나, 또는 흡광도가 낮은 것이 바람직하다.
＜아크릴계 화합물과 중합 개시제와의 혼합 비율＞
접착제 조성물에 있어서의 아크릴계 화합물과 중합 개시제와의 혼합 비율은, 특히 한정되는 것은 아니다. 다만, 중합 개시제의 비율이 너무 많으면, 중합 반응의 진행이 너무 빨라서 반응의 제어가 어려워지는, 접착제 조성물이 착색하는, 중합 개시제의 분산성이 나빠진다고 하는 문제가 생기는 일이 있다. 중합 개시제의 비율이 너무 적으면, 중합 반응에 시간이 걸리므로, 접착제 조성물을 이용하여 첩합하는 프로세스의 생산성이 저하하기 때문에 바람직하지 않다. 예를 들면, 아크릴계 화합물로서 히드록시 에틸 아크릴 아미드(HEAA)를 이용하고, 중합 개시제로서 아실포스폰옥사이드계 광중합 개시제를 이용했을 경우에는, 접착제 조성물은, 접착제 조성물중에 있어서의 HEAA 100부에 대해서, 중합 개시제 0.3~3부를 함유하는 것이 바람직하다.
＜첨가 가능한 그 외의 첨가제＞
접착제 조성물에는, 아크릴계 화합물 및 중합 개시제 외에, 이하에 표시되는 바와 같이 첨가제가 포함되어도 괜찮다. 예를 들면, 접착제 조성물에는, 화상 표시장치용 패널의 기판과 광학 필름 적층체와의 접착성을 높이기 위해서, 각종의 Si커플링제 또는 가교제를 첨가할 수 있다. 또한, 접착제 조성물에는, 암반응(暗反應)을 방지하거나, 사용시간(可使時間)을 증대시키거나 한다는 관점으로부터, 중합 금지제를 첨가할 수도 있다. 게다가, 접착제 조성물에, 광학 필름 적층체의 투과 파장에 맞춘 광증감제를 첨가하는 것에 의해서, 광학 필름 적층체의 투과 파장과 다른 광흡수 파장의 중합 개시제를 이용했을 경우에도 본 발명의 효과를 달성할 수도 있다. 게다가 또한, 접착제 조성물에는, 도전성을 부여하기 위한 도전성 재료를 첨가하거나 위상 차이를 부여하기 위한 복굴절을 가지는 미립자를 첨가하거나 표면의 레벨링성을 올리기 위한 계면활성제를 첨가하는 것도 할 수도 있다. 게다가 또한, 접착제 조성물에는, 각종의 경화제를 첨가할 수도 있다. 경화제로서는, 페놀 수지, 각종 이미다졸계 화합물 및 그 유도체, 히드라지드 화합물, 디시안디아미드, 이소시아네이트계 화합물 및 이것들을 마이크로 캡슐화한 것 등을 들 수 있으며, 예를 들면, 경화제로서 페놀 수지가 첨가되었을 경우는, 추가로 경화촉진제로서 트리 페닐 포스핀 등의 인계(燐係) 화합물 등을 병용할 수도 있다.
(접착제층의 두께)
접착제층(20 또는 70)의 두께는, 20μm이하인 것이 바람직하고, 10μm이하인 것이 보다 바람직하다. 접착제층의 두께가 20μm보다 두꺼운 경우에는, 접착제층의 경화에 의한 수축력이 커지는 것에 의해서, 특히 대형의 화상 표시장치용 유니트의 경우에는 패널에 되돌아가는 힘이 더해지기 때문에, 표시 불량이 될 가능성이 있다.
［화상 표시장치의 제조 방법］
본 발명과 관련되는 화상 표시장치용 유니트의 제조 방법은, 이하의 공정을 포함하는 것으로 할 수 있다. 우선, PVA계 수지로 구성되는 편광자(12 또는 52)와 편광자 보호 기능층(14 또는 54)을 적층하고, 편광자의 한 면에만 편광자 보호 기능층이 적층된 광학 필름 적층체(10 또는 50)를 준비한다. 이 광학 필름 적층체(10 또는 50)에는, 편광자 보호 기능층과는 반대측의 면에, 가보호용(假保護用) 필름을 적층해 두는 것이 바람직하다.
다음에, 도 1에 도시된 유니트(1)의 경우에는, 편광자(12)의 편광자 보호 기능층(14)이 적층된 면과는 반대측의 면에, 아크릴계 화합물을 포함하는 접착제 조성물의 층이 형성된다. 혹은, 박리 라이너상에 아크릴계 화합물을 포함하는 접착제 조성물의 층을 형성하여 건조시킨 후, 접착제 조성물의 층을, 편광자(12)의 편광자 보호 기능층(14)이 적층된 면과는 반대측의 면에 전사해도 괜찮다. 도 2에 도시된 유니트(2)의 경우에는, 편광자 보호 기능층(54)의 편광자(52)가 적층된 면과는 반대측의 면에, 아크릴계 화합물을 포함하는 접착제 조성물의 층이 형성된다. 혹은, 박리 라이너상에 아크릴계 화합물을 포함하는 접착제 조성물의 층을 형성하여 건조시킨 후, 접착제 조성물의 층을, 편광자 보호 기능층(54)의 편광자(52)가 적층된 면과는 반대측의 면에 전사해도 괜찮다. 접착제 조성물의 층의 형성 및 건조는, 당업자에게 주지된 몇 개의 방법을 적당하게 이용할 수 있다. 또, 박리 라이너는, 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 트리아세틸셀룰로스 등과 같은 기재 필름에 박리 처리를 실행한, 당업자에게 주지된 어느 것을, 적당하게 이용할 수 있다.
도 2에 도시된 유니트(2)의 경우에는, 편광자 보호 기능층과는 반대측의 면의 가보호용 필름을 박리하고, 편광자(52)의 면에 아크릴계 화합물을 포함하는 층을 도공, 건조하고, 이 층에 에너지선을 조사하여 경화하는 것에 의해서, 표면 처리층(60)을 형성할 수 있다. 가보호용 필름이 적층되어 있지 않은 경우에는, 편광자(52)의 면에 아크릴계 화합물을 포함하는 층을 도공, 건조하고, 이 층에 에너지선을 조사해 경화하는 것에 의해서, 표면 처리층(60)을 형성할 수 있다. 다른 방법으로서는, 박리 가능한 필름 위에 아크릴계 화합물을 포함하는 층을 도공하여 건조하고, 이 층을 편광자(52)의 면에 첩합하고, 에너지선을 조사해 아크릴계 화합물을 포함하는 층을 경화하고, 마지막으로 박리가능한 필름을 박리하는 것에 의해서, 표면 처리층(60)을 형성할 수 있다. 이 박리가능한 필름은, 박리하지 않고, 제조 공정중의 결점 방지의 표면 보호 필름으로 사용해도 괜찮다.
그 다음에, 도 1 및 도 2의 어느 경우에 있어서도, 접착제 조성물의 층의 광학 필름 적층체가 적층된 면과는 반대측의 면을, 화상 표시장치용 패널(30 또는 80)에 적층한다. 이 시점에서, 도 1의 유니트(1)의 경우에는, 화상 표시장치용 패널(30), 접착제 조성물의 층, 편광자(12), 및 편광자 보호 기능층(14)이, 이 순서대로 적층된 적층체가 형성되며, 도 2의 유니트(2)의 경우에는, 화상 표시장치용 패널(80), 접착제 조성물의 층, 편광자 보호 기능층(54), 편광자(52) 및 표면 처리층(60)이, 이 순서대로 적층된 적층체가 형성된다.
더욱이, 이러한 적층체를 형성하는 방법으로서 위에서 설명한 바와 같이 접착제 조성물의 층을 광학 필름 적층체에 형성하고 나서, 접착제 조성물의 층에 화상 표시장치용 패널을 적층하는 방법이 아니라, 접착제 조성물의 층을 화상 표시장치용 패널에 형성하고 나서, 접착제 조성물의 층에 광학 필름 적층체를 적층하는 방법을 채용해도 괜찮다.
다음에, 이러한 적층체에 대해서 가시광선, 자외선, X선, 혹은 전자선 등의 에너지선을 조사하거나, 또는, 이러한 적층체를 가열하는 것에 의해서, 접착제 조성물의 층을 경화시켜, 접착제층(20 또는 70)을 형성한다. 이 공정에 의해서, 접착제 조성물의 층이 완전하게 경화하고, 광학 필름 적층체(10 또는 50)와 화상 표시장치용 패널(30 또는 80)이 완전하게 접착된다.
［광학 필름 적층체의 작성］
＜편광자의 작성＞
중합도 2400, 감화도(saponification degree) 99.9％, 두께 75μm의 폴리비닐 알코올 필름(쿠라레제, VF－PS－N＃7500)의 한 면을 30℃의 온수에서 60초간 침지해 팽윤(팽윤 욕)시켜, 2배로 연신했다. 그 다음에, 요오드／요오드화 칼륨(중량비=1／7)의 농도 3.2％의 수용액에 침지하고, 3.5배까지 연신시키면서 필름을 염색했다(염색욕). 그 다음에, 붕산 3％, 요오드화 칼륨 3％의 수용액중에 20초간 침지하고, 3.6배까지 연신시켰다(가교욕). 그 다음에, 60℃의 붕산 4％, 요오드화 칼륨 5％의 수용액중에서 6.0배까지 연신하여(연신 욕), 요오드화 칼륨 3％의 용액중에서 요오드 이온 함침 처리를 했다. 마지막으로, 60℃의 오븐으로 4분간 건조를 실시해, 편광자를 얻었다.
＜광학 필름 적층체의 작성＞
다음에, 얻어진 편광자의 한편의 면에 편광자 보호 기능층이 되는 트리아세틸셀룰로스(TAC) 필름(후지 필름제, TD80UL)을 첩합하고, 광학 필름 적층체를 얻었다(후술의 실시예 1~5에 대해서 이용되는 광학 필름 적층체). 더욱이, 이 시점에서는, 편광자의 다른 한편의 면에, 박리 가능한 가보호용 필름으로서 PET 필름을 중첩했다. 편광자와 TAC 필름을 첩합하기 위한 접착제로서 아세트아세틸기를 가지는 폴리비닐 알코올계 수지(평균 중합도： 1200, 감화도 98.5 몰％, 아세트아세틸화도：5 몰％) 100부에 대해, 메틸롤멜라닌 20부를 30℃의 조건하에서 순수한 물에 용해하고, 고형분 농도 3.2％로 조정한 수용액을 조제한 것을 이용했다. 편광자와 TAC 필름은, 이 접착제를 이용해 30℃의 온도 조건하에서 롤 기계에 의해 첩합한 후에, 60℃에서 5분간 건조시키는 것에 의해서 실행했다. 접착제는, 편광자와 TAC의 사이에만 사용했다. 광학 필름 적층체와 화상 표시장치용 패널과의 첩합 시에는, 가보호용 PET 필름은 박리된다. 얻어진 광학 필름 적층체는, 편광자의 두께가 22μm, TAC 필름의 두께가 80μm가 되므로, 전체의 두께가 102μm가 되었다.
또한, 다른 실시예로서, 얻어진 편광자의 한편의 면에, 편광자 보호 기능층이 되는 두께 100μm의 필름형태 유리를 첩합하고, 광학 필름 적층체를 얻었다(후술의 실시예 6에 대해서 이용되는 광학 필름 적층체). 더욱이, 이 시점에서는, 편광자의 다른 한편의 면에, 박리 가능한 가보호용 필름으로서 PET 필름을 중첩했다. 편광자와 필름상 유리를 첩합하기 위한 접착제로서 후술의 실시예 2에서 이용되는 접착제(접착제 조성물 2)를 이용했다. 이 접착제를 이용하고, 편광자와 필름형 유리를 30℃의 온도 조건하에서 롤 기계에 의해 첩합한 후에, 자외선 조사 장치(아이그라픽스제 UBX0801－01 출력 8kW(고압 수은 램프))에 의해서 자외선을 필름 형태 유리측으로부터 조사해, 접착제를 경화시켰다. 조사 조건은, 파장 365nm, 조사 강도 30mW／cm2, 조사 시간 30초간으로 했다. 접착제는, 편광자와 필름상 유리와의 사이에만 사용했다. 광학 필름 적층체와 화상 표시장치용 패널과의 첩합시에는, 가보호용 PET 필름은 박리된다. 얻어진 광학 필름 적층체는, 편광자의 두께가 22μm, 필름상 유리의 두께가 100μm가 되므로, 전체의 두께가 122μm가 되었다.
［아크릴계 화합물을 포함하는 접착제 조성물］
아크릴계 화합물을 포함하는 에너지 경화형 접착제 조성물의 모노머로서 이하의 재료를 표 1에 나타나는 비율(중량비)로 혼합한 혼합 모노머를 이용했다. 각각의 혼합 비율은, 경화 후의 유리 전이 온도가 각각 다르도록 결정했다.
HEAA；2－히드록시 에틸 아크릴 아미드 모노머(쿄진제)
4－HBA：4－히드록시 부틸 아크릴레이트(오사카 유기화학공업제)
THFA：아크릴산 테트라 히드로 푸르푸릴 모노머(도쿄 화성공업제)
접착제 조성물 HEAA(중량비) 4-HBA(중량비) THFA(중량비)
실시예 1 1 80 20 -
실시예 2 2 70 30 -
실시예 3 3 50 50 -
실시예 4 4 50 - 50
실시예 5 5 40 - 60
실시예 6 2 70 30 -
비교예 1
 6 100 - -
비교예 2
 7 40 60 -
비교예 3
 8 30 70 -
비교예 4 9 70 - 30
표 1의 비율로 혼합된 혼합 모노머의 각각 100부에 광중합 개시제(BASF제 이르가큐아 819) 0.5부를 첨가하고, 용해 속도를 빨리 하기 위해서 50℃에서 가열하면서 초음파를 걸쳐 용해하고, 실시예 1~5 및 비교예 1~4의 접착제 조성물을 조정했다. 각각의 접착제 조성물에는, 게다가 유리와의 밀착성을 올리기 위해서, 실란커플링제(신에츠 실리콘제, KBM5103)를, 혼합 모노머 100부에 대해서 0.5부 첨가했다.
［에폭시계 화합물을 포함하는 접착제 조성물］
비교예로서 이용하기 위해서, 이하에 나타나는 각 성분을 혼합하고, 에폭시계 화합물을 포함하는 접착제 조성물을 조제했다. 이 접착제 조성물은, 접착제 조성물 10(비교예 5)으로 한다. 접착제 조성물 10(비교예 5)의 유리 전이 온도(Tg)는 95℃였다. 더욱이, 접착제 조성물 10(비교예 5)은, 특허 문헌 2(특개 2010－286764호 공보)의 제조예 3에 기재된 접착제 조성물과 동등의 것이라고 생각된다.
3, 4－에폭시 시클로 헥실 메틸 3, 4－에폭시 시클로 헥산 카르복실레이트(다이셀 화학제, 세로키사이드 2021 P) 75부
비스(3－에틸-3－오키세타닐메틸) 에테르(동아합성제, 아론오키세탄 OXT－221) 25부
4, 4＇－비스〔디페닐술포니오〕디페닐 술피드 비스 헥사 플루오르 인산염계의 광양이온 중합 개시제(다이셀·사이덱제 UVACURE1590) 5부
실리콘계 레벨링제(토오레·다우코닌구제, SH710) 0.2부
[점착제］
비교예로서 이용하기 위해서, 아크릴계 점착제를 준비했다. 이 점착제의 유리 전이 온도(Tg)는 -30℃이었다. 아크릴계 점착제는, 이하대로 조제했다. 우선, 부틸 아크릴레이트 95 중량부, 아크릴산 3.0 중량부, 2－히드록시 에틸 아크릴레이트 0.10 중량부, 2, 2－아조비스 이소부티로니트릴 0.050 중량부, 및 초산에틸 200 중량부를, 질소 도입관 및 냉각관을 갖춘 4개의 플라스크에 투입하고, 충분히 질소 치환한 후, 질소 기류하에서 교반 하면서 55℃에서 20시간 중합 반응을 실시하여, 중량 평균 분자량 157만의 고분자량의 아크릴계 폴리머 A의 용액을 얻었다. 다음에 상기 아크릴계 폴리머 A의 용액(고형분) 100 중량부에 대해서, 디벤조일퍼옥시드(1분간 반감기：130.0℃) 0.15 중량부, 실란커플링제로서 3－글리시독시프로필트리메콕시실란 0.080 중량부, 가교제로서 트리메티롤프로판의 톨릴렌 디이소시아네이트 부가물로 구성되는 이소시아네이트계 가교제(콜로네이트 L, 일본폴리우레탄제) 0.60 중량부를 균일하게 혼합하고, 점착제 조성물(비교예 6)을 조제했다. 상기 점착제 조성물을, 실리콘 박리처리한 두께 38μm의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(미츠비시 폴리에스텔 사제, MRF38)에 도포하고, 150℃에서 2분간 건조 및 과산화물 분해 처리를 실시했다.
［광학 필름 적층체와 유리와의 첩합］
접착제 조성물 1~접착제 조성물 9에 의한 첩합
TAC 필름을 편광자 보호 기능층으로 하는 광학 필름 적층체(실시예 1~5및 비교예 1~4에 대해서 이용된다)를 32cm×24cm의 사이즈로 절단한 것을 9매 작성하고, 필름 형태 유리를 편광자 보호 기능층으로 하는 광학 필름 적층체(실시예 6에 대해서 이용된다)를 같은 사이즈로 절단한 것을 1매 작성했다. 접착제 조성물 1~접착제 조성물 9(실시예 1~6및 비교예 1~4)를 10매의 유리의 각각에 스포이드로 적하하고, 각각의 광학 필름 적층체에 대해 가보호용 PET 필름을 박리하고, 광학 필름 적층체의 PET 필름이 박리된 면과 유리를 라미네이타를 이용해 롤 사이에서 첩합하였다. 접착제 조성물의 층의 경화 후의 두께가 10μm가 되도록, 롤 사이 갭을 조정했다. 이 적층체에 대해서, 80℃의 환경하에서 자외선 조사 장치(아이그라픽스제 UBX0801－01 출력 8kW(고압 수은 램프))에 의해서 자외선을 광학 필름 적층 체의 측면으로부터 조사해, 접착제 조성물을 경화시켰다. 조사 조건은, 파장 365nm, 조사 강도 30mW／cm2, 조사 시간 3분간으로 했다.
● 접착제 조성물 10(비교예 5)에 의한 첩합
상술한 접착제 조성물 1~9에 의한 첩합의 경우에 있어서의 접착제 조성물을 에폭시계의 접착제 조성물 10(비교예 5)으로 대신하고, 광학 필름 적층체와 유리와의 적층체를 형성했다. 이 적층체에 대해서, 80℃의 환경하에서 퓨전 UV시스템즈재팬사의 D밸브에 의해서 자외선을 광학 필름 적층체의 측면으로부터 조사해, 접착제 조성물을 경화시켰다. 자외선의 조사량은 1500 mJ／cm2로 설정했다.
● 점착제
상술한 접착제 조성물 1~9에 의한 첩합의 경우에 있어서의 접착제 조성물을 점착제(비교예 6)로 대신하고, 광학 필름 적층체와 유리와의 적층체를 형성했다. 점착제층의 두께는, 23μm였다.
［접착제층의 유리 전이 온도의 측정］
접착제 조성물 1~10을 경화시킨 접착제층의 유리 전이 온도 Tg는, TA인스트루먼트제 고체점탄성 장치 RSAIII를 이용해 측정했다. 측정용 샘플은, 접착제 조성물 1~10을 역박리 처리한 PET 필름에 삽입하고, 80℃의 환경하에서 자외선 조사 장치(아이그라픽스제 UBX0801－01 출력 8 kW(고압 수은 램프))에 의해서 자외선을 조사해 접착제 조성물을 필름상에 경화하고, 그것을 단책(短冊) 형태로 잘라 작성했다. 더욱이, 필름 형태로 하기 위해서, 접착제를 역박리 처리한 PET 필름에 끼우고, 80℃의 환경하에서 고압 수은 램프를 사용해 UV조사했다. 조사 조건은, 파장 365nm, 조사 강도 30mW／cm2, 조사 시간 3분간으로 했다. 측정 조건은 이하와 같다.
변형 모드 인장
주파수 1Hz
초기 변형 0.1％
온도 -40℃~200℃
온도상승 속도 10℃／min
작성한 측정용 샘플의 저장 탄성률 E＇와 손실 탄성률 E”를 측정하고, tanδ=E”／E＇의 피크 톱(peak top)을 유리 전이 온도 Tg로 설정했다. 더욱이, 점착제에 대해서는, 비틀림 응력을 인가한 경우의 저장 탄성률 G＇와 손실 탄성률 G”로부터 동일하게 tanδ를 구하고, 피크 톱을 유리 전이 온도 Tg로 설정했다. 접착제 조성물 1~9(실시예 1~6및 비교예 1~4) 및 접착제 조성물 10(비교예 5)의 경화 후의 유리 전이 온도 Tg, 및 점착제(비교예 6)의 유리 전이 온도 Tg는, 표 2에 나타나고 있다.
［내구성 시험］
접착제 조성물 1~10을 경화시킨 접착제층(실시예 1~6및 비교예 1~5) 및 점착제(비교예 6)를 개입시키고, 광학 필름 적층체와 유리를 적층시킨 12의 적층체에 대해서, 내구성 시험을 실시해, 편광자에 있어서의 크랙의 발생과 광학 필름 적층체와 유리와의 박리의 상황을 확인했다. 내구성은 히트 쇼크 시험에 의해서 확인했다. 히트 쇼크 시험은, 각각의 적층체를 85℃의 온도 환경에 30분간 보관 유지하는 공정과 -40℃의 온도 환경에서 30분 보관 유지하는 공정을 한 주기로 설정하고, 이것을 300 주기 반복하는 것에 의해서 실행했다. 결과를 표 2에 나타내고 있다.
접착제 조성물 Tg(℃) 크랙 박리 치수변화율(%)
실시예 1 1 83 ○ ○ 0.007
실시예 2 2 75 ○ ○ 0.010
실시예 3 3 51 ○ ○ 0.015
실시예 4 4 78 ○ ○ 0.006
실시예 5 5 66 ○ ○ 0.010
실시예 6 2 75 ○ ○ 0.001
비교예 1
 6 98 ○ X 0.005
비교예 2
 7 38 X ○ 0.024
비교예 3
 8 26 X ○ 0.030
비교예 4 9 95 ○ X 0.004
비교예 5 10 95 ○ X 0.004
비교예 6 (점착제) -30 X ○ 0.070
○ : 크랙, 박리가 발생하지 않았다.
X : 크랙 또는 박리가 발생했다.
내구성 시험의 결과, 실시예 1~실시예 6의 적층체에 있어서는, 크랙도 박리도 발생하지 않았다. 이러한 적층체는, 유리 전이 온도 Tg가 50℃~90℃의 범위에 있는 접착제층을 개입시켜 광학 필름 적층체와 유리가 첩합된 것이다. 유리 전이 온도 Tg가 90℃보다 큰 접착제층을 가지는 비교예 1 및 비교예 4의 적층체에 있어서는, 주연부에 대해 광학 필름 적층체와 유리와의 박리가 확인되며, 박리하고 있는 부분에는 크랙이 발생했다. 박리하고 있지 않는 부분에는 크랙은 발생하지 않았다. 유리 전이 온도 Tg가 50℃보다 작은 접착제층을 가지는 비교예 2 및 비교예 3의 적층체에 있어서는, 주연부에 있어서의 박리는 확인되지 않았지만, 크랙이 발생했다.
유리 전이 온도 Tg가 95℃의 비교예 5의 적층체에 있어서는, 주연부에 있어서 광학 필름 적층체와 유리와의 박리가 확인되며, 박리하고 있는 부분에는 크랙이 발생했다. 박리하고 있지 않는 부분에는 크랙은 발생하지 않았다.
더욱이, 실시예 1~6의 적층체에 있어서, 80℃의 온도로 240시간 가열했을 때에 있어서의 광학 필름 적층체의 치수 변화율을 조사했는데, 모두 0.02％이하였다.
［흡수량의 측정］
유리 전이 온도 Tg의 측정의 경우와 같은 방법으로 각각의 접착제 조성물 1~9(실시예 1~6및 비교예 1~4)로부터 측정용 샘플을 작성하고, 각각의 측정용 샘플에 대해 중량을 측정했다. 다음에, 각각의 측정용 샘플을 온도 60℃, 습도 90％의 가습 환경하에서 24시간 보관 유지한 후, 중량을 측정했다. 흡수량은, 가습 환경하에 배치한 후에 측정용 샘플의 중량을 가습 환경하에 두기 이전의 측정용 샘플의 중량으로 나누는 것에 의해서 구했다.
［영(Young)율의 측정］
유리 전이 온도 Tg의 측정의 경우와 같은 방법으로 접착제 조성물 1~9(실시예 1~6및 비교예 1~4)를 경화시켜, 두께 0.1mm의 필름 형태의 측정용 샘플을 작성했다. 이러한 샘플을 폭 5mm, 길이 40mm로 절단하고, 온도 60℃, 습도 90％의 가습 환경하에서 30분간, 보관 유지했다. 이것들을, 텐시론을 이용해 인장하고, 100％ 신장시의 응력을 변위량으로 나누는 것에 의해서 영율을 구했다.
［가습 박리 시험］
표 3에, 흡수량 및 영율의 측정 결과와 가습 박리 시험의 결과를 나타내고 있다. 표 3의 가습 박리는, 접착제 조성물 1~9를 이용한 적층체(실시예 1~6및 비교예 1~4)를 온도 60℃, 습도 90％의 가습 환경하에서 500시간 보관 유지한 후에 있어서의 각각의 적층체 상태를 평가한 것이며, 그 평가 지표는, 표 3아래에 나타나고 있다.
접착제 조성물 Tg(℃)
 흡수량(g/g) 영율(X104Pa) 가습박리
실시예 1 1 83 0.27 1.5 △
실시예 2 2 75
 0.24 1.3 ○
실시예 3 3 51 0.20 0.7 ○
실시예 4 4 78 0.14 0.9 ◎
실시예 5 5 66 0.11 0.8 ◎
실시예 6 2 75 0.24 1.3 ◎
비교예 1
 6 98 0.30 1.7 X
비교예 2
 7 38 0.18 0.6 ○
비교예 3
 8 26 0.16 0.5 △
비교예 4 9 95 0.20 1.4 ○
가습 박리의 평가 지표
◎ : 양호
○ : 단부에 1mm 미만의 뜨는 현상 존재
△ : 단부에 3mm 미만의 뜨는 현상 존재
X : 3mm 이상의 뜨는 현상과 박리가 발생
경화 후의 Tg가 50℃~90℃, 흡수량이 접착제 1g에 대해 0.15g이하, 영율이 1×104 Pa이하의 접착제 조성물 4 및 5를 이용해 작성한 광학 필름 적층체와 유리와의 실시예 4 및 실시예 5의 적층체는, 온도 60℃, 습도 90％의 가습 환경하에서 500시간, 보관 유지했을 경우에도, 박리(가습 박리)가 발생하지 않았다. 그러나, 경화 후의 Tg가 50℃~90℃가 되어도, 흡수량이 0.15g／g보다 크거나, 또는, 영율이 1×104 Pa보다 큰 접착제 조성물 1~3을 이용해 작성한 실시예 1~실시예 3의 적층체에서는, 온도 60℃, 습도 90％의 가습 환경하에서 500시간, 보관 유지했을 경우에, 주연부에 있어서 조금 박리가 발생하고 있었다(다만, 실시예 2 및 3은, 가습 내구성 시험도 요구되는 화상 표시장치용 유니트로서 사용 가능한 레벨이었다). 이것은, 접착제층의 영율이 높으면 가습 환경에 있어서의 광학 필름 적층체의 치수 변화에 대해서 응력 해방할 수 없는 것, 접착제층의 흡수량이 크면 가습 환경에 있어서 접착제층이 물을 흡수하고 접착력이 저하되는 요인이라고 생각된다. 실시예 6의 적층체는, 흡수량이 접착제 1g에 대해 0.15 g보다 크고, 영율이 1×104 Pa보다 큰 접착제 조성물 2를 이용해 작성한 것에도 불구하고, 박리가 발생하지 않는 결과가 되었지만, 이것은, 필름 형태 유리가 물을 통하지 않고, 또한 거의 치수 변화를 일어나지 않게 하기 때문이다.
1, 2 화상 표시장치용 유니트
10, 50 광학 필름 적층체
12, 52 편광자
14, 54 편광자 보호 기능층
20, 70 접착제층
30, 80 화상 표시장치용 패널
60 표면 처리층

Claims (10)

  1. 편광자와 상기 편광자의 한편의 면측에만 적층된 편광자 보호 기능층을 포함하는 광학 필름 적층체와, 상기 편광자의 다른 한편의 면측에만 적층된 접착제층과, 상기 접착제층의 상기 편광자가 접하는 면과는 반대측의 면측에 적층된 화상 표시장치용 패널을 포함하며, 상기 접착제층의 유리 전이 온도가 50℃~90℃인 것을 특징으로 하는, 화상 표시장치용 유니트.
  2. 편광자와 상기 편광자의 한편의 면측에만 적층된 편광자 보호 기능층을 포함하는 광학 필름 적층체와, 상기 편광자의 다른 한편의 면측에 적층된 표면 처리층과, 상기 편광자 보호 기능층의 상기 편광자가 접하는 면과는 반대측의 면측에 적층된 접착제층과, 상기 접착제층의 상기 편광자 보호 기능층이 접하는 면과는 반대측의 면측에 적층된 화상 표시장치용 패널을 포함하며, 상기 접착제층의 유리 전이 온도가 50℃~90℃인 것을 특징으로 하는, 화상 표시장치용 유니트.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 편광자 보호 기능층은, 위상차 필름으로 구성되는 층인 것을 특징으로 하는 화상 표시장치용 유니트.
  4. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착제층은, 아크릴계 화합물을 포함하는 에너지 경화형 접착제 조성물에 에너지를 부여하는 것에 의해서 경화시켜 형성된 층인 것을 특징으로 하는 화상 표시장치용 유니트.
  5. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,
    80℃의 온도에서 240시간 가열했을 때에 상기 광학 필름 적층체의 치수 변화율이 0.02％이하인 것을 특징으로 하는 화상 표시장치용 유니트.
  6. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 필름 적층체의 면적은, 700cm2 이상인 것을 특징으로 하는 화상 표시장치용 유니트.
  7. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편광자 보호 기능층은, 트리아세틸셀룰로스 필름으로부터 구성되는 층인 것을 특징으로 하는 화상 표시장치용 유니트.
  8. 제 7항에 있어서,
    온도 60℃, 습도 90%의 환경하에 24시간 보관 유지한 후의 상기 접착제층의 흡수량이, 0.15g／g이하인 것을 특징으로 하는 화상 표시장치용 유니트.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 접착제층의 온도 60℃, 습도 90％에 있어서의 영율이, 1×104 Pa이하인 것을 특징으로 하는 화상 표시장치용 유니트.
  10. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항의 청구항에 기재된 화상 표시장치용 유니트를 이용한 것을 특징으로 하는 화상 표시장치.
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