KR102084722B1

KR102084722B1 - 편광 필름, 화상 표시장치 및 편광 필름의 제조 방법

Info

Publication number: KR102084722B1
Application number: KR1020180016270A
Authority: KR
Inventors: 토모노리 우에노; 야스타카 이시하라; 아츠시 키시
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2017-02-10
Filing date: 2018-02-09
Publication date: 2020-03-04
Also published as: KR20180092892A; TW201835618A; JP2018128666A; JP6668312B2; TWI664456B

Abstract

본 발명의 실시양태에 따른 편광 필름은 편광자 및 지지체를 포함한다. 상기 지지체는 편광자의 적어도 한 면에 형성된다. 상기 지지체는 평면시에서 상기 편광자의 흡수축과 교차하는 부분을 포함하는 패턴 구조를 갖는다. 편광 필름의 제조 방법은, 편광자의 적어도 한 면에, 평면시에서 상기 편광자의 흡수축과 교차하는 부분을 포함하는 수지 재료의 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 수지 재료를 경화시킴으로써 패턴 구조를 갖는 지지체를 제공하는 단계를 포함한다.

Description

편광 필름, 화상 표시장치 및 편광 필름의 제조 방법{POLARIZING FILM, IMAGE DISPLAY APPARATUS, AND METHOD OF PRODUCING POLARIZING FILM}

본 발명은 편광 필름, 화상 표시장치, 및 편광 필름의 제조 방법에 관한 것이다.

본원은 35 U.S.C. § 119 조항에 따라 2017년 2월 10일자로 출원된 일본특허출원 제 2017-022681 호 및 2017년 12월 8일자로 출원된 일본특허출원 제 2017-235665 호를 우선권으로 주장하며, 상기 특허출원들은 모두 본원에서 참고로 인용된다.

화상 표시장치에 이용되는 관련-분야의 일반적인 편광판은 상기 편광자와 편광자의 일측 또는 양측에 배치된 보호 필름을 포함한다. 편광자는, 예컨대, 폴리비닐 알코올계 필름 등의 친수성 중합체 필름에 요오드나 이색성 염료 등의 이색성 물질에 의한 염색 처리, 및 연신 처리를 실시함으로써 수득된다. 또한, 최근에는, 화상 표시장치에 이용되는 광학 부재의 박형화(thinning)의 요구에 따라, 하기 기술이 공지되었다(일본특허 공개공보 제 2012-73580 호 참고). 두께가 10㎛ 이하인 박형의 편광자는, 수지 기재의 일측에 폴리비닐 알코올계 수지층을 형성하고; 수지 기재와 폴리비닐 알코올계 수지층과의 적층체에 염색 처리 및 연신 처리를 실시함으로써 수득된다.

편광자는 목적하는 치수 및 목적하는 형상으로 절단될 수 있고, 용도에 따라 임의의 다른 광학 기능층을 상기 편광자 위에 적층하여 수득된 광학 적층체로서 이용될 수 있다. 그러나, 종래의 편광자는 절단 단계 및 기타 광학 기능층을 적층하는 단계에서 편광자에 응력이 가해짐으로써 크랙이 발생할 수 있다. 편광자에 발생한 크랙은 편광자의 흡수축 방향에 따라 진행할 수 있다. 또한, 편광자에 보호 필름이 적층되어 수득된 관련-기술의 편광판은 박형화의 요구에 충분히 부응하는 것이 아니며, 추가의 박형화가 요구되고 있다.

본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 주된 목적은 편광자에 발생한 크랙의 진행을 억제할 수 있는 박형의 편광 필름, 상기 편광 필름을 구비한 화상 표시 장치, 및 편광 필름의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시양태에 따른 편광 필름은 편광자; 및 상기 편광자의 적어도 일면에 형성된 지지체를 포함하고, 상기 지지체가 평면시(paln view)에서 상기 편광자의 흡수축과 교차하는 부분을 포함하는 패턴 구조를 갖는다.

본 발명의 하나의 실시양태에서, 지지체는 허니컴(honeycomb) 구조, 트러스(truss) 구조, 라멘(rigid-frame) 구조, 스트라이프 구조 및 원 구조로 이루어지는 군 중에서 선택되는 적어도 하나의 구조를 갖는다.

본 발명의 하나의 실시양태에서, 지지체의 두께는 1㎛ 내지 15㎛이다.

본 발명의 하나의 실시양태에서, 평면시에서의 지지체의 폭은 500㎛ 내지 3000㎛이다.

본 발명의 하나의 실시양태에서, 지지체는 광학 등방성을 갖는다.

본 발명의 하나의 실시양태에서, 편광 필름은, 편광자의 일면에 상기 지지체를 매립하도록 구성된 매립 수지층을 더 포함한다.

본 발명의 하나의 실시양태에서, 지지체의 23℃에서의 압축 탄성률은 0.01GPa 내지 8.0GPa이다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 화상 표시장치가 제공된다. 화상 표시장치는 상기 편광 필름을 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 편광 필름의 제조 방법이 제공된다. 이 편광 필름의 제조 방법은, 편광자의 적어도 일면에, 평면시에서 상기 편광자의 흡수축과 교차하는 부분을 포함하는 수지 재료의 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 수지 재료를 경화시켜 패턴 구조를 갖는 지지체를 제공하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 편광자에서 발생한 크랙의 진행을 억제할 수 있는 박형의 편광 필름, 상기 편광 필름을 포함하는 화상 표시장치, 및 상기 편광 필름의 제조 방법이 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시양태에 따른 편광 필름의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시양태에 따른 편광 필름의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또다른 실시양태에 따른 편광 필름의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 또다른 실시양태에 따른 편광 필름의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 또다른 실시양태에 따른 편광 필름의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 또다른 실시양태에 따른 편광 필름의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 또다른 실시양태에 따른 편광 필름의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또다른 실시양태에 따른 편광 필름의 단면도이다.
도 9는 비틀림 시험(torsion test)을 설명하기 위한 개략도이다.
도 10은 U형 접힘 시험(U-shape folding test)을 설명하기 위한 개략도이다.
도 11은 강연성 시험을 설명하기 위한 개략도이다.

이하에서, 본 발명의 실시양태에 관해 설명한다. 그러나, 본 발명은 이들 실시양태로 한정되는 것은 아니다.

A.편광 필름의 전체 구성

도 1은 본 발명의 하나의 실시양태에 따른 편광 필름의 평면도이다. 도 2는 본 발명의 하나의 실시양태에 따른 편광 필름의 단면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 편광 필름(10)은 편광자(1)와 편광자(1)의 일면에 형성된 지지체(2)를 갖는다. 편광 필름(10)은 시트형일 수도 있거나, 장척형(elongated shape)일 수도 있다. 편광자(1)는 전형적으로는 흡수축을 갖는다. 지지체(2)의 두께는 전형적으로 1㎛ 내지 15㎛이고, 평면시에서의 지지체(2)의 폭은 전형적으로 500㎛ 내지 3000㎛이다. 지지체(2)는 바람직하게는 투명하며, 보다 바람직하게는 투명하고 실질적으로 광학 등방성을 갖는다. 지지체(2)는 패턴 구조를 갖고, 패턴 구조로서 전형적으로 도 1에 도시하는 바와 같은 허니컴 구조를 갖는다. 지지체(2)는 평면시에서 편광자(1)의 흡수축과 교차하는 부분을 포함한다. 구체적으로는, 평면시에서 지지체(2)의 허니컴 구조를 구성하는 육각형의 적어도 한 변이 편광자(1)의 흡수축과 교차한다. 시트형 편광 필름(10)의 한쪽 말단 내 임의의 적절한 지점으로부터 그의 다른 쪽 말단까지의 경로가 편광자(1)의 흡수축과 평행한 방향을 따라 진행될 때, 상기 경로가 적어도 하나의 지점(site)에서 지지체(2)와 교차하는 것이 보다 바람직하다. 종래의 편광자에서 크랙이 발생하는 경우, 상기 크랙이 편광자의 흡수축 방향을 따라 진행하여, 편광자를 찢을 수도 있다. 이에 비해, 본 발명의 편광 필름(10)은 지지체(2)를 가지며, 지지체(2)가 평면 시에서 편광자(1)의 흡수축과 교차하는 부분을 포함함으로써, 지지체(2)가 편광자(1) 크랙(균열)의 진행을 억제할 수 있다.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 또다른 실시양태에 따른 편광 필름의 평면도이다. 지지체는 도 3에 도시하는 바와 같은 라멘 구조를 가질 수도 있거나, 도 4에 도시하는 바와 같은 트러스 구조를 가질 수도 있거나, 도 5에 도시하는 바와 같은 원 구조(원이 매트릭스 방식으로 배치된 구조)를 가질 수도 있거나, 도 6에 도시한 바와 같은 스트라이프 구조를 가질 수도 있다. 이와 같이, 편광자(1)의 표면에 패턴 형상의 지지체(2)를 형성하는 경우, 편광자(1)의 전체 표면에 지지체를 형성하는 경우에 비해, 지지체를 구성하는 재료의 사용량이 감소될 수 있다.

도 7은 본 발명의 또다른 실시양태에 따른 편광 필름의 단면도이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 편광 필름(11)은 편광자(1)의 일면에 지지체(2)(이하, "제 1 지지체(2)"라고 지칭함)를 갖고, 편광자(1)의 다른 쪽 면에 지지체(3)(이하, "제 2 지지체(3)"이라고 지칭함)를 갖는다. 제 2 지지체(3)는 패턴 구조를 갖는다. 제 2 지지체(3)의 패턴 구조는 제 1 지지체(2)의 패턴 구조와 동일하거나, 상이할 수도 있다. 제 1 지지체(2)의 패턴 구조와 제 2 지지체(3)의 패턴 구조가 서로 동일한 경우, 도 7에 도시한 바와 같이, 제 1 지지체(2)와 제 2 지지체(3)는 평면시에서 서로 중첩되는 부분의 면적이 가능한 한 작아지도록 배열되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 편광 필름(11)은 편광자의 일면에만 지지체를 갖는 편광 필름에 비해 보다 높은 강성 및 가공성을 갖는다.

도 8은 본 발명의 또다른 실시양태에 따른 편광 필름의 단면도이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 편광 필름(12)은 편광자(1)의 일면에, 지지체(2)를 매립하도록 구성된 매립 수지층(4)을 포함한다. 이에 따라, 지지체(2)에 의해 형성된 단차를 평활화할 수 있다. 또한, 매립 수지층(4)은 편광자(1)의 노출 부분을 덮음으로써 편광자(1)의 표면을 보호할 수 있다. 또한, 2개 이상의 상기 실시양태를 조합할 수도 있다.

편광 필름은, 바람직하게는 비틀림 시험(torsion test)을 실시한 후에 편광자의 흡수축 방향에 따라 한쪽 말단에서 다른 쪽 말단까지 이어지는 크랙, 편광 필름의 균열 및 광 누락이 존재하지 않는다. 비틀림 시험은 유아사 시스템 캄파니 리미티드(Yuasa System Co., Ltd.)에서 제조된 면형 물체용 부하-부재 비틀림 시험기(제품명: 메인 바디(MAIN BODY) TCDM111LH) 및 지그(면형 물체용 부하-부재 비틀림 시험 지그)를 이용하여 이하의 순서로 실시할 수 있다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 120mm(흡수축 방향)×80mm (투과축 방향)의 시트형 편광 필름(10)의 양쪽 짧은 변을, 상기 시험기의 비틀림용 클립(18, 19)에 끼워 고정하였다. 그 후, 짧은 변 중 한 변을 클립(19)으로 고정한 채, 짧은 변 중 다른 변의 클립(18)을 하기 조건으로 비틀었다.

비틀림 속도: 10rpm

비틀림 각도: 45도

비틀림 횟수: 100회

편광 필름은 바람직하게는 U형 접힘 시험을 실시한 후에 편광자의 파단, 편광 필름의 균열 및 광 누락이 존재하지 않는다. U형 접힘 시험은 유아사 시스템 캄파니 리미티드에서 제조된 면형 물체용 부하-부재 U형 접힘 시험기(제품명: 메인 바디 DLDM111LH) 및 지그(면형 물체용 부하-부재 U형 접힘 시험 지그)를 이용하여 이하의 순서로 실시할 수 있다. 도 10에 도시한 바와 같이, 100mm(흡수축 방향)×50mm(투과축 방향)의 시트형 편광 필름(10)의 양쪽 말단부(x, y)(50mm)를, 상기 시험기의 지지부(21, 22)에 양면 테이프(도시하지 않음)로 고정하였다. 그 후, 편광 필름(10)의 일면측(제 1 면)이 내측으로 U형이 되도록 다음 조건에서 접어서, 편광 필름(10)을 구부렸다. U형 접힘에서, 굽힘 R(굽힘 반경)이 3mm가 되도록 설정하고, 편광 필름(10)이 평면 상태로부터 둘로-접힘 상태로 필름의 1/2이 다른 1/2과 닿을 때까지 접었다. 굽힘 중에, 양쪽 말단부(x, y)를 지지부(supporting portion)의 작동에 의해 서로 접촉하게 하고, 편광 필름(10)의 다른 부분은, 별도로 설치되어 있는 판부(plate portion)(23, 24) 사이에, 이들의 양쪽 외측으로부터의 어떠한 부하(tension)도 없이, 끼워넣었다. 또한, 상기 접힘에 의한 굽힘은 편광 필름(10)의 타면측(제 2 면)에 대해서도 내측으로 U형이 되도록 마찬가지로 접었다.

접힘 속도: 30rpm

굽힘 R: 3mm

접힘 횟수: 100 회

편광 필름의 강연(剛軟)도는 바람직하게는 60mm 미만이다. 강연도는 흡수축 방향 및 투과축 방향으로의 필름의 굽힘 추종성(followability)(굽힘에 대한 낮은 저항성)에 관한 유연성을 나타내는 지표이다. 편광 필름(10)의 강연도는 JIS L1096에 규정된 캔틸레버법(cantilever method)에 따라 도 11에 도시하는 캔틸레버형 유연성 시험기를 이용함을 포함하는 강연성 시험에 의해 평가할 수 있다. 구체적으로는, 편광 필름(10)의 강연도는, 45°의 경사면을 가지며 단면이 사다리꼴인 미끄러운 SUS 판 테이블(41)의 상부에 편광 필름(10)을 설치하고 편광 필름을 미는(pushing) 속도 10mm/sec로 밀어서 경사면에서 조용하게 밀어 이동시키고, 편광 필름(10)의 선단이 경사면에 처음 접한 때의, 상부에서의 편광 필름(10)의 이동 거리(L)(mm)를 표시한다. 상기 편광 필름(10)은 편광자와 보호 필름을 갖는 관련-기술의 편광판에 비해, 박형이며 또한 유연성이 있다.

편광 필름은 바람직하게는 -40℃의 온도 환경 하와 85℃의 온도 환경 하에 각각 30분간 유지되는 사이클을 10회 반복하는 히트 쇼크 시험에 의해 편광 필름에 발생하는 관통 크랙의 개수가 3개 이하이다. 바람직하게는, 상기 히트 쇼크 시험에 의해 발생하는 관통 크랙의 개수는 0개이다. 상기 히트 쇼크 시험에 의해 발생하는 관통 크랙의 개수는 0개이며, 또한 시험에 의해 발생하는 비-관통 크랙의 개수도 0개임이 더욱 바람직하다.

B. 편광자

편광자로서는 임의의 적절한 편광자를 채용할 수 있다. 예컨대, 편광자를 형성하는 수지 필름은 단층의 수지 필름일 수도 있거나, 2층 이상의 적층체일 수도 있다.

단층 수지 필름을 포함하는 편광자의 구체적인 예로는, 폴리비닐 알코올(PVA)계 필름, 부분 포름화(formalized) PVA계 필름, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 중합체 필름에, 요오드나 이색성 염료 등의 이색성 물질에 의한 염색 처리 및 연신 처리가 실시되어, 수득된 편광자; PVA의 탈수 처리물이나 폴리비닐 클로라이드의 탈염산 처리물 등 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 편광자의 광학 특성이 우수하기 때문에 PVA계 필름을 요오드로 염색하고 일축 연신하여 얻어진 편광자가 이용된다.

상기 요오드에 의한 염색은, 예컨대, PVA계 필름을 요오드 수용액에 침지함으로써 이루어진다. 일축 연신의 연신율은 바람직하게는 3배 내지 7배이다. 연신은 염색 처리 후에 실시할 수도 있거나, 염색하면서 실시할 수도 있다. 또한 연신한 후에 염색할 수도 있다. 필요에 따라, PVA계 필름에 팽윤 처리, 가교결합 처리, 세정 처리, 건조 처리 등이 실시된다. 예컨대, 염색 전에 PVA계 필름을 물에 침지하여 물로 세척함으로써, PVA계 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있다. 뿐만 아니라, PVA계 필름을 팽윤시켜 염색 얼룩 등을 방지할 수 있다.

적층체를 이용하여 얻어지는 편광자는 구체적으로, 예를 들어 수지 기재와 상기 수지 기재에 적층된 PVA계 수지층(PVA계 수지 필름)과의 적층체, 또는 수지 기재와 상기 수지 기재에 도포-형성된 PVA계 수지층과의 적층체를 이용하여 얻어지는 편광자를 들 수 있다. 수지 기재와 상기 수지 기재에 도포-형성된 PVA계 수지층과의 적층체를 이용하여 얻어지는 편광자는, 예컨대, PVA계 수지 용액을 수지 기재에 도포하고; 상기 용액을 건조시켜 수지 기재 상에 PVA계 수지층을 형성하여, 수지 기재와 PVA계 수지층과의 적층체를 제공하고; 상기 적층체를 연신 및 염색하여 PVA계 수지층을 편광자로 바꿈을 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다. 본 실시양태에서, 연신은 전형적으로 적층체를 붕산 수용액 중에 침지시킨 상태에서 적층체를 연신하는 것을 포함한다. 또한, 연신은, 필요에 따라 붕산 수용액 중에서의 연신 전에, 적층체를 고온(예컨대, 95℃ 이상)에서 공중 연신(aerial stretching)하는 것을 더 포함할 수 있다. 얻어진 수지 기재/편광자의 적층체는 그대로 이용할 수도 있다(즉, 수지 기재를 편광자용 보호층으로 사용할 수도 있다). 대안으로, 수지 기재/편광자의 적층체로부터 수지 기재를 박리하고, 상기 박리면에 목적에 따른 임의의 적절한 보호 층을 적층하여, 전술한 바와 같이 수득된 생성물을 이용할 수도 있다. 이러한 편광자의 제조 방법의 세부 사항은, 예컨대 일본특허 공개공보 제 2012-73580 호에 기재되어 있다. 상기 공보는 그 전체의 기재가 본원에 참고로서 인용된다.

편광자의 두께는 바람직하게는 25㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 1㎛ 내지 15㎛이고, 보다 바람직하게는 2㎛ 내지 10㎛이고, 특히 바람직하게는 3㎛ 내지 8㎛이다. 편광자의 두께가 이러한 범위 이내이면, 가열 시의 컬링을 만족스럽게 억제할 수 있고, 가열 시의 만족할만한 외관 내구성을 얻을 수 있다.

편광자는, 바람직하게는 파장 380nm 내지 780nm의 임의의 파장에서 흡수 이색성을 나타낸다. 편광자의 단층 투과율은 바람직하게는 42.0% 내지 46.0%이며, 보다 바람직하게는 44.5% 내지 46.0%이다. 편광자의 편광도는 바람직하게는 97.0% 이상이며, 보다 바람직하게는 99.0% 이상이고, 더욱 바람직하게는 99.9% 이상이다.

C.지지체

지지체는, 전술한 바와 같이, 평면시에서 편광자의 흡수축과 교차하는 부분을 포함하는 패턴 구조를 갖는다. 지지체는 바람직하게는 허니컴 구조, 트러스 구조, 라멘 구조, 스트라이프 구조 및 원 구조로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 하나의 구조를 갖는다. 지지체는 보다 바람직하게는 허니컴 구조, 트러스 구조, 또는 원 구조를 갖고, 특히 바람직하게는 허니컴 구조 또는 원 구조를 갖는다. 이는, 지지체가 허니컴 구조, 트러스 구조, 또는 원 구조를 갖는 경우, 편광 필름이 한 방향으로 응력을 받았을 때, 상기 방향과는 상이한 방향으로 응력을 분산할 수 있으며, 그 결과, 편광자에서의 크랙의 발생을 억제할 수 있기 때문이다.

바람직하게는 지지체는 투명하고 실질적으로 광학 등방성을 갖는다. 본원에서 "실질적으로 광학 등방성을 갖는다"란, 편광 필름의 광학 특성에 실질적으로 영향을 미치지 않을 만큼 위상차 값이 작은 것을 말한다. 예컨대, 지지체의 면내 위상차 Re(550) 및 두께 방향 위상차 Rth(550)은 각각 바람직하게는 20nm 이하, 보다 바람직하게는 10nm 이하이다. 여기에 사용될 "Re(550)"은 23℃에서의 파장 550nm의 광으로 측정한 면내 위상차를 지칭한다. Re(550)은 층(필름)의 두께를 d(nm)로 했을 때, 식 "Re(550)=(nx-ny)×d"에 의해 구한다. "Rth(550)"은 23℃에서의 파장 550nm의 광으로 측정한 두께 방향의 위상차이다. Rth(550)은, 층(필름)의 두께를 d(nm)으로 했을 때, 식 "Rth(550)=(nx-nz)×d"에 의해 구한다. 또한, "nx"는 면내 굴절률이 최대가 되는 방향(즉, 지상축(slow axis) 방향)의 굴절률이고, "ny"는 면 내에서 지상축과 직교하는 방향(즉, 진상축(fast axis) 방향)의 굴절률이며, "nz"는 두께 방향의 굴절률이다.

상기와 같이, 지지체의 두께는, 바람직하게는 1㎛ 내지 15㎛이며, 보다 바람직하게는 3㎛ 내지 8㎛이다. 편광자의 두께(t1)에 대한 지지체의 두께(t2)의 비(t2/t1)는 바람직하게는 0.13 내지 5.00이며, 보다 바람직하게는 0.38 내지 4.00이고, 더욱 바람직하게는 0.63 내지 3.33이다.

지지체의 23℃에서의 압축 탄성률은 바람직하게는 0.01GPa 내지 8.0GPa이며, 보다 바람직하게는 0.02GPa 내지 6.0GPa이다. 이에 따라, 편광자의 크랙의 진행을 억제하면서, 편광 필름의 가공성 및 유연성을 개선할 수 있다.

지지체는 상기의 구성을 만족하며 또한 편광자와의 충분한 밀착성을 갖는 한, 임의의 적절한 재료 및 방법으로 형성할 수 있다. 편광자와 지지체의 밀착성은 JIS K5400의 바둑판 박리 시험(cross-cut peeling test)에 준하여 평가할 수 있다. 편광자와 지지체의 밀착성은 바람직하게는 바둑판 박리 시험(그리드 수: 100개)에서 박리된 그리드 수가 0인 것이다.

하나의 실시양태에서, 패턴 구조를 갖는 지지체는, 편광자의 표면에 수지 재료 또는 수지 재료를 포함하는 도포액의 패턴을 형성하고, 수지 재료를 경화(또는 고화)함으로써 형성할 수 있다. 또다른 실시양태에서는, 지지체는 편광자의 표면에 SiO₂ 등의 무기 산화물을 증착하여 형성할 수 있다.

수지 재료로서는 본 발명의 효과를 얻을 수 있는 한, 임의의 적절한 재료를 이용할 수 있다. 상기 수지 재료로서는, 예컨대, 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리우레탄계 수지, 실리콘계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, PVA계 수지, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 불소계 수지를 들 수 있다. 이들 수지 재료는 단독으로 이용할 수도 있거나, 조합(예컨대, 블랜드 또는 그의 공중합체)으로 이용할 수도 있다.

편광자의 표면에 상기 수지 재료 또는 상기 도포액의 패턴을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 상기 방법으로서 예컨대, 인쇄, 포토리소그래피(photolithography), 잉크젯(inkjet) 방법, 노즐, 다이 도포 등을 들 수 있다. 상기 수지 재료 또는 상기 도포액의 패턴은 바람직하게는 인쇄에 의해 형성된다. 도포액을 패턴 형상으로 인쇄하는 방법으로서는 예를 들어 볼록판 인쇄법, 다이렉트 그라비아 인쇄법, 오목판 인쇄법, 평판 인쇄법, 공판(孔版) 인쇄법 등을 들 수 있다. 도포액은 상기 수지 재료 이외에, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서 임의의 적절한 다른 성분을 함유할 수 있다. 이러한 다른 성분으로는 예컨대, 주성분으로서의 상기 수지 재료 이외의 수지 성분, 점착 부여제, 무기 충전제, 유기 충전제, 금속분, 안료, 호일형 물질, 연화제, 노화 방지제, 도전제(conductive agent), 자외선 흡수제, 산화 방지제, 광 안정제, 표면 윤활제, 레벨링제, 부식 방지제, 열 안정화제, 중합 억제제, 윤활제, 용매, 촉매 등을 들 수 있다.

상기 수지 재료(도포액)를 경화(또는 고화)하는 조건으로는 예를 들어 수지 재료의 종류 및 조성물의 조성 등에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 예컨대, 건조, 활성 에너지선 경화, 또는 열 경화 등에 의해 상기 수지 재료를 경화(또는 고화)할 수 있다.

D. 매립 수지층

매립 수지층은, 상기한 바와 같이, 편광자의 한쪽 면에 형성된 지지체를 매립한다. 매립 수지층의 두께는 지지체의 두께보다도 두껍고, 바람직하게는 3㎛ 내지 150㎛, 더욱 바람직하게는 5㎛ 내지 100㎛이다. 매립 수지층은 편광 필름에 요구되는 특성에 따라 형성된 임의의 적절한 기능층일 수도 있다. 상기 기능층의 예로는 하드 코트층, 감압성 접착제 층, 및 투명 광학 감압성 접착제 층 등을 들 수 있다. 매립 수지층이 하드 코트층인 경우, 그 두께는 예컨대 5㎛ 내지 15㎛이며, 매립 수지층이 감압성 접착제 층인 경우, 그 두께는 예컨대 5㎛ 내지 30㎛이고, 매립 수지층이 투명 광학 감압성 접착제 층인 경우, 그 두께는 예컨대 25㎛ 내지 125㎛이다. 바람직하게는 매립 수지층은 투명하고 실질적으로 광학 등방성을 갖는다.

매립 수지층은, 상기 층이 편광자 및 지지체와 충분한 밀착성을 갖는 한, 임의의 적절한 재료 및 방법으로 형성될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 매립 수지층은 지지체와는 상이한 종류의 수지 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 매립 수지층은 지지체를 매립하도록 편광자의 표면에 수지층을 형성하고 수지층을 경화함으로써 형성될 수 있다.

편광자의 표면에 상기 수지층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지는 않는다. 하나의 실시양태에서, 수지 재료를 포함하는 도포액을 편광자의 표면에 도포하여 수지층을 형성할 수 있다. 임의의 적절한 도포 방법이 도포 방법으로서 이용될 수 있다. 구체적인 예로서는 커튼 코팅법, 딥 코팅법, 스핀 코팅법, 인쇄 코팅법, 스프레이 코팅법, 슬롯 코팅법, 롤 코팅법, 슬라이드 코팅법, 블레이드 코팅법, 그라비아 코팅법, 와이어 바 방법(wire bar method)을 들 수 있다. 경화 조건은 사용되는 수지 재료의 종류 및 조성물의 조성 등에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 도포액은 상기 수지 재료 이외에, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서 임의의 적절한 다른 성분을 함유할 수 있다. 이러한 다른 성분으로는 예컨대, 주성분으로서의 상기 수지 재료 이외의 수지 성분, 점착 부여제, 무기 충전제, 유기 충전제, 금속분, 안료, 호일형 물질, 연화제, 노화 방지제, 도전제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 광 안정제, 표면 윤활제, 레벨링제, 부식 방지제, 열 안정화제, 중합 억제제, 윤활제, 용매, 촉매 등을 들 수 있다.

E. 제 2 지지체

상기와 같이, 제 1 지지체의 패턴 구조와 제 2 지지체의 패턴 구조가 동일한 경우, 제 2 지지체는 바람직하게는 평면시에서 제 1 지지체와 중첩되는 부분의 면적이 가능한 한 작아지도록 배치된다. 제 2 지지체의 구성, 기능 등은 지지체(제 1 지지체)에 관해 C항에서 설명한 바와 같다.

F. 다른 광학 필름 및 화상 표시장치

편광 필름은, 그 필름 위에, 위상차 필름 등의 임의의 다른 광학 필름이 적층된 광학 적층체로서 이용될 수 있다. 또한, 상기 A항부터 E항에 기재된 상기 편광 필름 및 상기 광학 적층체는 액정 표시장치 등의 화상 표시장치에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기 편광 필름을 이용한 화상 표시장치를 포함한다. 본 발명의 실시양태에 따른 영상 표시장치는 상기 A항 내지 E항에 기재된 편광 필름을 포함한다.

[실시예]

이하에 실시예를 들어 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 이하에 기재한 실시예로 제한되는 것은 아니다. 또한, 각 실시예에서 "부" 및 "%"는, 다른 언급이 없는 한, 모두 중량 기준이다. 이하에 다른 언급이 없는 한, 하기의 실온 방치(standing) 조건은 모두 23℃ 및 65%RH이다.

1. 편광자의 제조

<제조예 1>

물 흡수율 0.75% 및 Tg 75℃의 비정질 이소프탈산 공중합 폴리에틸렌 테레프탈레이트(IPA 공중합 PET) 필름(두께: 100㎛) 기판의 한쪽 면에 코로나 처리를 실시하였다. 이 코로나 처리면에, 폴리비닐 알코올(중합도 4200, 비누화도 99.2몰%) 및 아세토아세틸 변성 PVA(중합도 1200, 아세토아세틸 변성도: 4.6%, 비누화도: 99.0몰% 이상, 더 니폰 신테틱 케미칼 인더스트리 캄피니 리미티드(The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.)에서 제조, 상품명 "고세화이머(GOHSEFIMER) Z200")를 9:1의 비율로 포함하는 수용액을 25℃에서 도포 및 건조하여 두께 11㎛의 PVA계 수지층을 형성하였다. 이렇게 하여, 적층체를 제조하였다. 얻어진 적층체를, 120℃의 오븐 내에서 주속(peripheral speed)이 상이한 롤 사이에서 종방향(길이 방향)으로 2.0배로 자유단 일축 연신(free-end uniaxial stretching)하였다(공중 보조 연신 처리). 다음, 적층체를 액체 온도 30℃의 불용화욕(물 100중량부에 대하여, 붕산 4중량부를 배합하여 얻어진 붕산 수용액)에 30초간 침지시켰다(불용화 처리). 다음, 액체 온도 30℃의 염색욕에, 편광판이 소정의 투과율이 되도록 요오드 농도, 침지 시간을 조정하면서, 상기 적층체를 침지시켰다. 본 제조예에서는, 물 100중량부에 대하여, 요오드를 0.2중량부 배합하고, 요오드화 칼륨을 1.0중량부 배합하여 얻어진, 요오드 수용액에 60초간 침지시켰다(염색 처리). 다음, 액체 온도 30℃의 가교욕(물 100중량부에 대하여, 요오드화 칼륨을 3중량부를 배합하고 붕산을 3중량부 배합하여 얻어진 붕산 수용액)에 30초간 침지시켰다(가교결합 처리). 그 후, 적층체를, 액체 온도 70℃의 붕산 수용액(물 100중량부에 대하여, 붕산을 4중량부로 배합하고 요오드화 칼륨을 5중량부로 배합하여 얻은 수용액)에 침지시키면서, 주속이 상이한 롤 사이에서 길이 방향으로 총 연신율이 5.5배가 되도록 상기 적층체를 일축 연신하였다(수중 연신 처리). 그 후, 적층체를 액체 온도 30℃의 세척욕(물 100중량부에 대하여, 요오드화 칼륨을 4중량부를 배합하여 얻어진 수용액)에 침지시켰다(세정 처리). 이상에 의해, 두께 5㎛의 편광자를 포함하는 편광자 적층체 A를 얻었다.

<제조예 2>

도포 및 건조 후 PVA계 수지층의 두께를 15㎛로 변경한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방식으로 두께 7㎛의 편광자를 포함하는 편광자 적층체 B를 제조하였다.

2. 지지체 형성 재료의 제작

<제조예 3>

우레탄 아크릴레이트 올리고머(더 니폰 신테틱 케미칼 인더스트리 캄파니 리미티드에서 제조; "쉬코(SHIKOH) UV-7560B") 100부에 N-(2-하이드록시에틸)아크릴아미드(코우진 캄파니 리미티드(Kohjin Co. Ltd.)에서 제조; "HEAA") 20부 및 광 개시제(바스프에서 제조; "이가큐어(IRGACURE) 907") 3부를 추가하고, 용매로서 메틸 이소부틸 케톤을 이용하여, 도포제를 지정된 두께로 도포할 수 있도록 고형분 농도를 조정한 도포제(application agent) A를 얻었다.

<제조예 4>

우레탄 아크릴레이트 올리고머(더 니폰 신테틱 케미칼 인더스트리 캄파니 리미티드에서 제조; "쉬코 UV-7000B") 100부에 N-(2-하이드록시에틸)아크릴아미드(코우진 캄파니 리미티드에서 제조; "HEAA") 20부 및 광 개시제(바스프에서 제조; "이가큐어 907") 3부를 추가하고, 용매로서 메틸 이소부틸 케톤을 이용하여, 도포제를 지정된 두께로 도포할 수 있도록 고형분 농도를 조정한 도포제 B를 얻었다.

<제조예 5>

우레탄 아크릴레이트 올리고머(더 니폰 신테틱 케미칼 인더스트리 캄파니 리미티드에서 제조; "쉬코 UV-3520TL") 100 부에 N-(2-하이드록시에틸)아크릴아미드(코우진 캄파니 리미티드에서 제조; "HEAA") 20부 및 광 개시제(바스프에서 제조; "이가큐어 907") 3부를 추가하고, 용매로서 메틸 이소부틸 케톤을 이용하여, 도포제를 지정된 두께로 도포할 수 있도록 고형분 농도를 조정한 도포제 C를 얻었다.

<제조예 6>

우레탄 아크릴레이트 올리고머(더 니폰 신테틱 케미칼 인더스트리 캄파니 리미티드에서 제조; "쉬코 UV-6640B") 100부에 N-(2-하이드록시에틸)아크릴아미드(코우진 캄파니 리미티드에서 제조; "HEAA") 20부 및 광 개시제(바스프에서 제조; "이가큐어 907") 3부를 추가하고, 용매로서 메틸 이소부틸 케톤을 이용하여, 도포제를 지정된 두께로 도포할 수 있도록 고형분 농도를 조정한 도포제 D를 얻었다.

<제조예 7>

UV-경화형 스크린 잉크(테이코쿠 프린팅 잉크 메뉴팩쳐링 캄파니 리미티드(Teikoku Printing Inks Mfg. Co., Ltd.)에서 제조; "UV FIL 스크린 잉크 611 화이트"(고형분 76%)) 및 희석용제(테이코쿠 프린팅 잉크 메뉴팩쳐링 캄파니 리미티드에서 제조; "RE-806 리듀서(REDUCER)")를 이용하여, 도포제를 지정된 두께로 도포할 수 있도록 고형분 농도를 조정한 도포제 E를 얻었다.

<제조예 8>

우레탄 아크릴레이트 올리고머(더 니폰 신테틱 케미칼 인더스트리 캄파니 리미티드에서 제조; "쉬코 UV-1700") 100부에, N-(2-하이드록시에틸)아크릴아미드(코우진 캄파니 리미티드에서 제조; "HEAA") 20부 및 광 개시제(바스프에서 제조; "이가큐어 907") 3부를 추가하고, 용매로서 메틸 이소부틸 케톤을 이용하여, 도포제를 지정된 두께로 도포할 수 있도록 고형분 농도를 조정한 도포제 F를 얻었다.

3. 감압성 접착제 층 부착 박리 필름의 제작

<제조예 9>

냉각관, 질소 도입관, 온도계 및 교반 장치를 구비한 반응 용기에 부틸 아크릴레이트 100부, 아크릴산 3부, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 0.1부 및 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 0.3부를 에틸아세테이트와 함께 추가하여 용액을 제조하였다. 다음,이 용액에 질소 가스를 불어 넣으면서 교반하여, 55℃에서 8시간 반응시켰다. 중량 평균 분자량이 2,200,000인 아크릴릭 중합체를 함유하는 용액을 얻었다. 또한, 이 아크릴릭 중합체를 함유하는 용액에 에틸 아세테이트를 첨가하였다. 따라서, 고형분 농도를 30%로 조정한 아크릴릭 중합체 용액을 얻었다.

상기 아크릴릭 중합체 용액의 고형분 100부에 대해, 가교결합제로서 0.5부의 이소시아네이트기를 갖는 화합물을 주성분으로 함유하는 가교결합제(니폰 폴리우레탄 인더스트리 캄파니 리미티드에서 제조; 상품명 "콜로네이트 L")와 실란 커플링제로서 0.075부의 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란(신에츠 케미칼 캄파니 리미티드에서 제조, 상품명 "KMB-403")을 이 순서로 배합하였다. 감압성 접착제가 제조되었다.

상기 감압성 접착제를, 박리 처리한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(두께 38㎛)으로 이루어지는 이형 시트(세퍼레이터)의 표면에 건조 후 두께가 25㎛가 되도록 도포하여 건조시켰다. 이렇게 하여, 감압성 접착제 층 부착 박리 필름을 제작하였다.

<실시예 1>

1. 편광 필름의 제작

편광자 적층체 A의 편광자측 면에 상기 도포제 A를, 경화 후의 두께가 7㎛가 되도록, 허니컴 형상으로 도포하고, 60℃ 및 120초의 조건 하에서 건조시켰다. 또한, 도포제의 도포에는 정밀 탁상 인쇄기(뉴롱 세이미쓰 고교 캄파니 리미티드(Newlong Seimitsu Kogyo Co., Ltd.)에서 제조; "모델 DP-320")와 허니컴형 패턴으로 성형된 스크린 인쇄판(메쉬 크기: #500, 와이어 직경: 18㎛, 두께: 38㎛, 유화제 두께: 10㎛)을 이용하였다.

그 후, 고압 수은 램프로 적산 광량(integrated light quantity) 500mJ/cm²의 자외선을 조사함으로써 도포제를 경화시켰다. 그 후, 허니컴 구조(선 폭: 1.0mm, 정육각형의 한 변의 길이: 4.0mm)의 지지체(제 1 지지체)를 형성하였다. 다음, 상기 지지체 상에 표면 보호 필름(닛토 덴코 코포레이션(Nitto Denko Corporation)에서 제조; "RP301")을 결합하여, 상기 편광자 적층체 A의 비정질 PET 기재를 박리하였다. 그 후, 표면 보호 필름을 박리하였다. 따라서, 제 1 지지체와 편광자를 갖는 편광 필름(1)을 제작하였다.

2. 감압성 접착제 층 부착 편광 필름의 제작

감압성 접착제 층 부착 편광 필름(1)은, 편광 필름(1)의 편광자측 면에 감압성 접착제 층 부착 박리 필름의 감압성 접착제 층측 면을 결합시킴으로써, 제조되었다.

<실시예 2>

도포제로서 도포제 B를 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 편광 필름(2) 및 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(2)을 각각 제작하였다.

<실시예 3>

도포제로서 도포제 C를 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 편광 필름(3) 및 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(3)을 각각 제작하였다.

<실시예 4>

도포제로서 도포제(D)를 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 편광 필름(4) 및 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(4)을 각각 제작하였다.

<실시예 5>

도포제로서 도포제(E)를 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 편광 필름(5) 및 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(5)을 각각 제작하였다.

<실시예 6>

1. 편광 필름의 제작

편광자 적층체 A의 편광자측 면에 도포제 E를, 경화 후의 두께가 7㎛가 되도록 허니컴 형상으로 도포하고, 60℃ 및 120초의 조건 하에서 건조시켰다. 또한, 도포제의 도포에는, 정밀 탁상 인쇄기(뉴롱 세이미쓰 고교 캄파니 리미티드에서 제조; "모델 DP-320")와 허니컴형 패턴으로 성형된 스크린 인쇄판(메쉬 크기: #500, 와이어 직경: 18㎛, 두께: 38㎛, 유화제 두께: 10㎛)을 이용하였다.

그 후, 고압 수은 램프로부터 적산 광량 500mJ/cm²의 자외선을 조사함으로써 도포제를 경화시켰다. 허니컴 구조(선 폭: 1.0mm, 정육각형의 한 변의 길이: 4.0mm)의 지지체(제 1 지지체)를 형성하였다. 다음, 상기 지지체 상에 표면 보호 필름(닛토 덴코 코포레이션에서 제조; "RP301")을 결합하고, 상기 편광자 적층체 A의 비정질 PET 기재를 박리하였다.

다음, 상기 도포제 E를 이용하여 편광자의 제 1 지지체가 형성된 면과는 반대측 면에 평면시에서 제 1 지지체와 중첩되도록 제 1 지지체와 동일한 방식으로 허니컴 구조(선 폭: 1.0mm, 정육각형의 한 변의 길이: 4.0mm)의 제 2 지지체를 형성하였다. 그 후, 표면 보호 필름을 박리하였다. 편광자와 제 1 및 제 2 지지체를 갖는 편광 필름(6)을 각각 제작하였다.

2. 감압성 접착제 층 부착 편광 필름의 제작

상기 편광 필름(6)의 제 2 지지체측 면에 감압성 접착제 층 부착 박리 필름의 감압성 접착제 층측 면을 결합하여 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(6)을 제작하였다.

<실시예 7>

제 1 및 제 2 지지체의 두께를 3㎛로 설정한 것을 제외하고는, 실시예 6과 동일한 방식으로 편광 필름(7) 및 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(7)을 각각 제작하였다.

<실시예 8>

제 1 및 제 2 지지체의 두께를 5㎛로 한 것을 제외하고는, 실시예 6과 동일한 방식으로 편광 필름(8) 및 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(8)을 각각 제작하였다.

<실시예 9>

제 1 및 제 2 지지체의 두께를 14㎛로 한 것을 제외하고는, 실시예 6과 동일한 방식으로 편광 필름(9) 및 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(9)을 각각 제작하였다.

<실시예 10>

평면시에서 제 2 지지체의 정육각형의 정점이 제 1 지지체의 정육각형의 중심에 중첩되도록(평면시에서 제 1 지지체와 제 2 지지체의 위치가 서로 어긋나도록) 제 2 지지체를 형성한 것을 제외하고는, 실시예 6과 동일한 방식으로 편광 필름(10) 및 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(10)을 각각 제작하였다.

<실시예 11>

편광자 적층체로서 편광자 적층체 B를 이용한 것을 제외하고는, 실시예 10과 동일한 방식으로 편광 필름(11) 및 감압성 접착제 층 부착-편광 필름(11)을 각각 제작하였다.

<실시예 12>

제 1 및 제 2 지지체의 허니컴 구조의 선 폭을 1.8mm로 한 것을 제외하고는, 실시예 10과 동일한 방식으로 편광 필름(12) 및 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(12)을 제작하였다.

<실시예 13>

제 1 및 제 2 지지체의 허니컴 구조의 선 폭을 0.8mm로 설정하고, 허니컴 구조의 정육각형의 한 변의 길이를 3.0mm로 설정한 것을 제외하고는, 실시예 10과 동일한 방식으로 편광 필름(13) 및 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(13)을 각각 제작하였다.

<실시예 14>

제 1 및 제 2 지지체의 허니컴 구조의 선 폭을 0.5mm로 설정하고, 허니컴 구조의 정육각형의 한 변의 길이를 2.0mm로 설정한 것을 제외하고는, 실시예 10과 동일한 방식으로 편광 필름(14) 및 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(14)을 각각 제작하였다.

<실시예 15>

제 1 및 제 2 지지체의 허니컴 구조의 선 폭을 1.5mm로 설정하고, 허니컴 구조의 정육각형의 한 변의 길이를 2mm로 한 것을 제외하고는, 실시예 10과 동일한 방식으로 편광 필름(15) 및 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(15)을 각각 제작하였다.

<실시예 16>

트러스형 패턴으로 성형된 스크린 인쇄판(메쉬 크기: #500, 와이어 직경: 18㎛, 두께: 38㎛, 유화제 두께: 10㎛)을 이용하여 도포제 E를 도포하고; 제 1 및 제 2 지지체의 구조를 트러스 구조(선 폭: 0.6mm, 삼각형의 한 변의 길이: 4.0mm)로 하고; 평면시에서 제 2 지지체의 삼각형의 정점이 제 1 지지체의 삼각형의 중심에 중첩되도록(평면시에서 제 1 지지체와 제 2 지지체의 위치가 서로 어긋나도록), 제 2 지지체를 형성한 것을 제외하고는, 실시예 10과 동일한 방식으로 편광 필름(16) 및 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(16)을 각각 제작하였다.

<실시예 17>

제 1 및 제 2 지지체의 트러스 구조의 선 폭을 0.5mm로 하고, 트러스 구조의 삼각형의 한 변의 길이를 5.5mm로 한 것을 제외하고는, 실시예 16과 동일한 방식으로 편광 필름(17) 및 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(17)을 각각 제작하였다.

<실시예 18>

라멘형 패턴으로 성형된 스크린 인쇄판(메쉬 크기: #500, 와이어 직경: 18㎛, 두께: 38㎛, 유화제 두께: 10㎛)을 이용하여 도포제 E를 도포하고; 제 1 및 제 2 지지체의 구조를 라멘 구조(선 폭: 1.0mm, 정사각형의 한 변의 길이: 4.0mm)로 하고; 평면시에서 제 2 지지체의 정사각형 정점이 제 1 지지체의 정사각형의 중심에 중첩되도록(평면시에서 제 1 지지체와 제 2 지지체의 위치가 서로 어긋나도록), 제 2 지지체를 형성한 것을 제외하고는, 실시예 10과 동일한 방식으로 편광 필름(18) 및 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(18)을 각각 제작하였다.

<실시예 19>

제 1 및 제 2 지지체의 라멘 구조의 선 폭을 1.3mm로 하고, 라멘 구조의 정사각형의 한 변의 길이를 3.0mm로 한 것을 제외하고는, 실시예 18과 동일한 방식으로 편광 필름(19) 및 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(19)을 각각 제작하였다.

<실시예 20>

스트라이프형 패턴으로 성형된 스크린 인쇄판(메쉬 크기: #500, 와이어 직경: 18㎛, 두께: 38㎛, 유화제 두께: 10㎛)을 이용하여 도포제 E를 도포하고; 각각의 제 1 및 제 2 지지체의 구조를 편광자의 흡수축과 직교하는 방향으로 연장하는 스트라이프 구조(선 폭: 1.0mm, 스트라이프 간격: 4.0mm)로 하고; 평면시에서 제 1 지지체에 중첩되도록 제 2 지지체를 형성한 것을 제외하고는, 실시예 6과 동일한 방식으로 편광 필름(20) 및 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(20)을 각각 제작하였다.

<실시예 21>

도포제로서 도포제(F)를 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 편광 필름(21) 및 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(21)을 각각 제작하였다.

<실시예 22>

도포제로서 도포제(F)를 이용한 것을 제외하고는, 실시예 10과 동일한 방식으로 편광 필름(22) 및 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(22)을 각각 제작하였다.

<비교예 1>

1. 편광 필름의 제작

편광자 적층체 A의 편광자측 면에 표면 보호 필름(닛토 덴코 코포레이션에서 제조; "RP301")을 결합하고, 상기 편광자 적층체 A의 비정질 PET 기재를 박리하였다. 그 후, 표면 보호 필름을 박리하였다. 이렇게 하여, 편광자로 이루어진 편광 필름(23)을 제작하였다.

2. 감압성 접착제 층 부착 편광 필름의 제작

감압성 접착제 층 부착 편광 필름(23)은, 편광 필름(23)의 한 면에 감압성 접착제 층 부착 박리 필름의 감압성 접착제 층측 면을 결합시킴으로써, 제조되었다.

<비교예 2>

편광자 적층체(A)의 편광자쪽 면에 상기 도포제(E)를 와이어바 코터를 이용하여 경화 후의 두께가 7㎛가 되도록 전면 도포하고, 60℃ 및 120초의 조건 하에서 건조시켰다. 그 후, 도포제에 고압 수은 램프로부터 적산 광량 500mJ/cm²의 자외선을 조사함으로써, 도포제를 경화시켰다. 편광자 적층체(A)의 편광자측 전면에 지지체(제 1 지지체)를 형성하였다. 다음, 상기 제 1 지지체 상에 표면 보호 필름(닛토 덴코 코포레이션에서 제조; "RP301")을 결합하여 상기 편광자 적층체(A)의 비정질 PET 기재를 박리하였다.

다음, 상기 도포제(E)를 이용하여 제 1 지지체가 형성된 면과는 반대측 편광자의 면에 제 1 지지체와 동일한 조건으로 제 2 지지체를 형성하였다. 그 후, 표면 보호 필름을 박리하였다. 편광자와 제 1 및 제 2 지지체를 갖는 편광 필름(24)을 각각 제작하였다.

2. 감압성 접착제 층 부착 편광 필름의 제작

편광 필름(24)의 제 2 지지체쪽 면에 상기 감압성 접착제 층 부착 박리 필름의 감압성 접착제 층측 면을 결합하여 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(24)을 각각 제작하였다.

<비교예 3>

제 1 및 제 2 지지체의 두께를 각각 5㎛로 한 것을 제외하고는 비교예 2와 동일한 방식으로 편광 필름(25) 및 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(25)을 각각 제작하였다.

<비교예 4>

제 1 및 제 2 지지체를 편광자의 흡수축과 평행한 방향으로 연장되는 스트라이프 구조로 한 것을 제외하고는, 실시예 20과 동일한 방식으로 편광 필름(26) 및 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(26)을 각각 제작하였다.

<비교예 5>

1. 편광 필름의 제작

N-하이드록시에틸 아크릴아미드(HEAA) 40중량부, 아크릴로일모르폴린(ACMO) 60중량부, 및 광 개시제(바스프에서 제조; "이가큐어 819") 3중량부를 혼합하여 자외선 경화형 접착제를 제조하였다.

편광자 적층체 A의 편광자쪽 면에 상기 접착제를, 경화 후의 두께가 1㎛가 되도록 도포하고, 여기에 락톤환 구조를 갖는 (메트)아크릴릭 수지 필름의 접착-용이(easy-adhesion) 처리면에 코로나 처리를 실시하여 이루어진 보호 필름(두께: 40㎛)을 결합하였다. 그 후, 활성 에너지선으로서 자외선을 조사함으로써 접착제를 경화시켰다. 또한, 자외선 조사에서 갈륨 도핑 금속 할라이드 램프(퓨젼 UV 시스템 인코포레이티드(Fusion UV Systems, Inc.)에서 제조, 상품명: "라이트 해머(Light HAMMER) 10", 전구: V 전구, 피크 조도: 1600mW/cm², 적산 조사량: 1000mJ/cm²(파장: 380 내지 440nm))를 사용하였다. 자외선의 조도는 분광 조도계(솔라텔 리미티드(Solatell Ltd.)에서 제조, 상품명: "솔라-체크 시스템"(Sola-Check system))를 사용하여 측정하였다.

다음, 편광자 적층체 A의 비정질 PET 기재를 박리하였다. 보호 필름과 편광자를 갖는 편광 필름(27)을 각각 제작하였다.

2. 감압성 접착제 층 부착 편광 필름의 제작

편광 필름(27)의 편광자쪽 면에 감압성 접착제 층 부착 박리 필름의 감압성 접착제 층측 면을 결합하여 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(27)을 각각 제작하였다.

<비교예 6>

보호 필름으로서, 락톤환 구조를 갖는 (메트)아크릴릭 수지 필름의 접착-용이 처리면에 코로나 처리를 실시하여 수득된 보호 필름(두께: 20㎛)을 이용한 것을 제외하고는, 비교예 5와 동일한 방식으로 편광 필름(28) 및 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(28)을 각각 제작하였다.

<평가>

편광 필름 1 내지 28을 각각 하기의 밀착성 시험, 강연성 시험, 비틀림 시험 및 U형 접힘 시험을 받게 하였다. 또한, 감압성 접착제 층 부착 편광 필름(1 내지 28)을 하기의 히트 쇼크 시험에 제공하였다. 평가 결과를 하기 표 1에 나타낸다.

<밀착성 시험>

편광자에 대한 제 1 지지체의 밀착성을 JIS K5400의 바둑판 박리 시험(그리드 수: 100개)에 준하여 측정하고, 이하의 기준으로 평가하였다.

○: 제 1 지지체의 박리된 그리드 수가 0이다.

×: 제 1 지지체의 박리된 그리드 수가 1 이상이다.

<강연성 시험>

강연성 시험에 야스다 세이키 세이사큐쇼 리미티드(Yasuda Seiki Seisaku Sho)에서 제조한 No.476의 캔틸레버형 유연도 시험기를 이용하였다. 또한, 본 시험에서는 정전기의 영향을 배제하기 위해 시험에 이용하는 샘플 등에서 적절하게 전기를 제거한 후 실시하였다. 강연성 시험의 방식을 도 11에 도시한다.

편광 필름을 150mm(흡수축 방향)×50mm(투과축 방향)의 크기로 절취하여 시험용 샘플로 하였다. 편평한 상부면(150mm×50mm: 샘플과 동일한 크기)을 갖고 긴 변의 한쪽 말단에서 45°의 경사면을 가지며 단면이 사다리꼴인 미끄러운 SUS 판 테이블(41)의 상부면에 상기 샘플을 들어가도록 설치하였다. 샘플은, 흡수축 방향으로 경사가 있도록 설치하였다. 상기 샘플은 미는(pushing) 속도 10mm/sec으로 밀어서 경사면측으로 조용히 미끄러뜨려 이동시켰다 <1>. 샘플의 선단이 경사면에 처음 접한 지점에서 샘플의 이동을 멈췄다 <2>. 편평한 상부면에서 샘플이 이동한 거리(L)(mm)를 측정하였다 <3>.

샘플의 제1면을 윗쪽으로 하는 경우 및 샘플의 제2면을 윗쪽으로 하는 경우의 2가지 패턴에 대하여 각각 3회, 최단 직선 거리(L)(mm)를 측정하였다. 샘플의 강연도(mm)는 측정된 값의 산술 평균으로 하였다. 또한, 1회 이상의 측정에 있어서, 샘플의 변형이나 컬링에 의해 측정 불가능한 샘플이 있는 경우에는, 그 샘플은 측정 불가로 판정하였다.

<비틀림 시험>

유아사 시스템 캄파니 리미티드에서 제조된 면형 물체(planar object)용 부하-부재 비틀림 시험기(상품명: 메인 바디 TCDM111LH) 및 지그(면형 물체용 부하-부재 비틀림 시험 지그)를 이용하여 비틀림 시험을 실시하였다. 비틀림 시험의 방식을 도 9에 나타낸다.

편광 필름을 120mm(흡수축 방향)×80mm(투과축 방향)의 크기로 절취하여 시험용 샘플로 하였다. 상기 샘플의 양쪽 짧은 변을 상기 시험기의 비틀림용 클립(18, 19)으로 끼워 고정하였다. 그 후, 짧은 변 중 한쪽을 클립(19)으로 고정한 채로, 짧은 변 중 다른 쪽의 클립(18)을 하기의 조건으로 비틀었다.

비틀림 속도: 10rpm

비틀림 각도: 45도

비틀림 횟수: 100회

비틀림 시험 후 샘플의 상태를 육안으로 하기의 기준으로 평가하였다. 또한, 샘플의 변형이나 컬링에 의해 균열 및 광 누락에 대해 측정 불가능한 샘플이 있는 경우에는, 그 샘플은 측정 불가로 판정하였다.

○: 균열 및 광 누락은 발생하지 않았다. 또한, 구부린 흔적이 남아있지 않았다.

△: 균열 및 광 누락은 발생하지 않았다. 그러나, 구부린 흔적이 남아 있었다.

×: 균열 및 광 누락이 발생하였다. 또한, 구부린 흔적이 남아 있었다.

<U형 접힘 시험>

유아사 시스템 캄파니 리미티드에서 제조된 평면 물체용 부하-부재 U형 접힘 시험기(상품명: 메인 바디 DLDM111LH) 및 지그(면형 물체용 부하-부재 U형 접힘 시험 지그)를 이용하여 U형 접힘 시험을 실시하였다. U형 접힘 시험의 모습을 도 10에 도시한다.

편광 필름을 100mm(흡수축 방향)×50mm(투과축 방향)의 크기로 절취하여 시험용 샘플로 하였다. 상기 샘플의 양쪽 말단부(x 및 y)를, 상기 시험기의 지지부(21,22)에 양면 테이프(도시하지 않음)로 고정하였다. 그 후, 상기 샘플의 일면측(제 1 면)이 내측으로 U형으로 다음 조건에서 접어서, 상기 샘플을 구부렸다. U형 접힘 과정에서, 굽힘 R(굽힘 반경)이 3mm가 되도록 설정되고, 샘플이 평면 상태에서 둘로-접힘 상태가 되도록 구부렸다. 굽힘 중에, 양쪽 말단부(x, y)를 클램프의 작동에 의해 서로 접촉하게 하고, 샘플의 다른 부분은, 별도로 설치되어 있는 판부(23, 24) 사이에, 이들의 양쪽 외측으로부터의 어떠한 부하도 없이, 끼워넣도록 하였다.

또한, 상기 접힘에 의한 굽힘에서, 직사각형 제품으로서 작용하는 샘플의 타면측(제 2 면)을 내측으로 U형이 되도록 접는 것은, 전술한 바와 동일한 방식으로 수행하였다.

접힘 속도: 30rpm

굽힘 R: 3mm

접힘 횟수: 100회

U형 접힘 시험 이후의 샘플의 상태를 육안으로 하기의 기준으로 평가하였다. 또한, 샘플의 변형이나 컬링에 의해 균열 및 광 누락에 대해 측정불가능한 샘플이 있는 경우에는, 그 샘플은 측정 불가로 판정하였다.

○: 균열 및 광 누락이 발생하지 않았다. 또한, 구부린 흔적이 남아있지 않았다.

×: 균열 또는 광 누락이 발생하였다. 다르게는, 구부린 흔적이 확인되었다.

<히트 쇼크 시험>

감압성 접착제 층부착 편광 필름을 50mm(흡수축 방향)×150mm(투과축 방향)의 크기로 절단하여 0.5mm 두께의 알칼리 유리에 결합하였다. 시험용 샘플을 제작하였다.

상기 샘플을 -40℃의 환경 및 85℃의 환경 하에 각 30분 동안 유지하는 사이클을 10회 반복하는 히트 쇼크에 상기 샘플을 적용하였다. 그 후, 샘플을 상기 환경으로부터 제거하고, 감압성 접착제 층 부착 편광 필름에 관통 크랙(갯수)이 발생했는지의 여부를 육안으로 확인하였다. 이 시험을 5회 실시한 후, 크랙 수가 최대인 샘플을 채용하였다. 평가는 다음에 따라 실시하였다.

◎ : 관통 크랙 없음.

○ : 관통 크랙 없음. 크랙 있음.

△ : 관통 크랙 1 내지 3개 있음.

× : 관통 크랙 4개 이상 있음.

<지지체의 압축 탄성률>

지지체의 23℃에서의 압축 탄성률을 이하의 절차로 측정하였다.

도포제 A를 편광자 적층체 A의 편광자쪽 면에, 경화 후의 두께가 5㎛가 되도록 도포하고, 60℃ 및 120초의 조건 하에서 건조시켰다. 이렇게 하여, 편광자 적층체 A 상에 도포제 A로 이루어진 경화물(고화물) 층이 형성된 샘플 A를 제작하였다. 마찬가지로, 도포제 B 내지 F를 이용하여 샘플 B 내지 F를 제조하였다. 상기 제작한 샘플 A 내지 F을 이용하여 하기의 방법으로 압축 탄성률을 측정하고 측정으로부터 얻어진 압축 탄성률의 값을 지지체 A 내지 F의 23℃에서의 압축 탄성률로 정의하였다.

압축 탄성률의 측정에는 TI900 트리보인덴터(TriboIndenter)(하이시트론 인코포레이티드(Hysitron, Inc.)에서 제조)를 사용하였다.

상기에서 얻어진 샘플을 각각 10mm×10mm의 크기로 절단하고, 트리보인덴터에 장착된 지지체에 고정하여, 나노인덴테이션법에 의해 그의 압축 탄성률을 측정하였다. 이때, 사용된 압자가 상기 경화물의 중심부 부근을 압입하도록, 사용된 압자의 위치를 조정하였다. 측정 조건을 이하에 나타낸다.

사용 압자: 베르코비치(Berkovich)(삼각뿔형)

측정 방법: 단일 압입 측정

측정 온도: 23℃

압입 깊이 설정: 100nm

지지체 A 내지 F의 23℃에서의 압축 탄성률은 다음과 같았다.

지지체 A(도포제 A): 2.57GPa

지지체 B(도포제 B): 0.84GPa

지지체 C(도포제 C): 0.07GPa

지지체 D(도포제 D): 0.42GPa

지지체 E(도포제 E): 0.02GPa

지지체 F(도포제 F): 5.38GPa

[표 1]

표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 비교예 1 내지 4의 각각의 감압성 접착제 층 부착 편광 필름에서는 히트 쇼크 시험 후에 다수의 관통 크랙이 발생하였고, 비교예 5 및 6의 편광 필름은 강연도가 높다(유연성이 낮다). 이에 비해, 실시예 1 내지 22의 편광 필름은 어떠한 시험에서도 만족스러운 결과를 보여주었다.

본 발명의 편광 필름은 액정 표시장치 또는 유기 EL 표시장치 등의 화상 표시장치에 적절하게 이용된다.

Claims

편광자; 및
상기 편광자의 적어도 일면에 형성된 지지체를 포함하고,
상기 편광자가 요오드를 포함하는 폴리비닐알코올계 수지 필름으로 구성되며,
상기 지지체가 평면시(plan view)에서 상기 편광자의 흡수축과 교차하는 부분을 포함하는 패턴 구조를 갖고
상기 편광자의 상기 일면에 상기 지지체를 매립하도록 구성된 매립 수지층을 더 포함하는 편광 필름.
제 1 항에 있어서,
상기 지지체가 허니컴(honeycomb) 구조, 트러스(truss) 구조, 라멘(rigid-frame) 구조, 스트라이프 구조 및 원 구조로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 하나의 구조를 갖는 편광 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 지지체의 두께가 1㎛ 내지 15㎛인 편광 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
평면시에서의 상기 지지체의 폭이 500㎛ 내지 3000㎛인 편광 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 지지체가 광학 등방성을 갖는 편광 필름.
삭제
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 지지체의 23℃에서의 압축 탄성률이 0.01GPa 내지 8.0GPa인 편광 필름.
제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 따른 편광 필름을 포함하는, 화상 표시장치.
요오드를 포함하는 폴리비닐알코올계 수지 필름으로 구성되는 편광자의 적어도 일면에, 평면시에서 상기 편광자의 흡수축과 교차하는 부분을 포함하는 수지 재료의 패턴을 형성하고,
상기 수지 재료를 경화시켜 패턴 구조를 갖는 지지체를 제공하며,
상기 패턴 구조를 갖는 지지체를 매립하도록 편광자의 표면에 수지층을 형성하는 것을 더 포함하는 편광 필름의 제조 방법.