KR102159367B1 - 편광 필름 및 화상 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 화상 표시 장치에서 시인 측에 설치되는 편광 필름으로서, 상기 편광 필름은 편광자 및 당해 편광자의 시인 측에 제1 투명 수지층을 가지며, 상기 편광자는 폴리비닐알코올계 수지를 함유하고, 두께가 10㎛ 이하이며, 또한 상기 편광자에서의 상기 제1 투명 수지층의 측에는 상기 편광자 두께의 2∼10％의 두께에 상당하는 상기 제1 투명 수지층과의 상용층을 갖는다. 본 발명의 편광 필름은 박형 편광자를 이용하고 있는 경우이어도, 흑색 표시시에서의 색상 변화를 억제할 수 있다.

Description

편광 필름 및 화상 표시 장치
본 발명은 화상 표시 장치에 있어서 시인(視認) 측에 설치되는 편광 필름에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 편광 필름이 시인 측에 배치되어 있는 화상 표시 장치에 관한 것이다. 화상 표시 장치로서는 액정 표시 장치, 유기 EL(일렉트로 루미네선스) 표시 장치, PDP(플라스마 디스플레이 패널), 전자 페이퍼 등을 들 수 있다.
액정 표시 장치에는 그 화상 형성 방식으로부터 액정 패널 표면을 형성하는 유리 기판의 양측에 편광 필름을 배치하는 것이 필요 불가결이다. 편광 필름은 일반적으로는 폴리비닐알코올계 필름과 요오드 등의 이색성(二色性) 재료로 이루어지는 편광자의 편면 또는 양면에 투명 보호 필름을 폴리비닐알코올계 접착제 등에 의해 첩합(貼合)한 것이 이용되고 있다.
또한, 화상 표시 장치는 박형화가 요구되고 있으며, 박형화는 편광자에 대해서도 이루어지고 있다. 예를 들면, 단체 투과율, 편광도의 광학 특성을 제어한 높은 배향성을 나타내는 박형 편광자가 제안되어 있다(특허 문헌 1).
특허 문헌 1: 일본국 특허 제4751481호 명세서
그러나, 통상적인 두께의 편광자와 달리, 박형 편광자는 반사율이 높고, 특히 장파장 측의 반사율이 높은 것으로 나타났다. 그리고, 박형 편광자를 화상 표시 장치의 시인 측에 설치하고, 또한 상기 박형 편광자보다 시인 측(예를 들면, 편광 필름의 시인 측 최표면(最表面))에 저반사 처리층을 적용한 경우에는 박형 편광자에 의한 반사광에 의해 흑색 표시가 붉은 빛을 띠는 색상 변화가 발생하는 것으로 나타났다.
본 발명은 화상 표시 장치에서 시인 측에 설치되는 편광 필름으로서, 상기 편광 필름이 박형 편광자를 이용하는 경우이어도, 흑색 표시시에서의 색상 변화를 억제할 수 있는 편광 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 상기 편광 필름을 갖는 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원 발명자들은 예의 검토한 결과, 하기의 편광 필름 등에 의해 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하고 본 발명에 이르렀다.
즉, 본 발명은 화상 표시 장치에서 시인 측에 설치되는 편광 필름으로서,
상기 편광 필름은 편광자 및 당해 편광자의 시인 측에 제1 투명 수지층을 가지며,
상기 편광자는 폴리비닐알코올계 수지를 함유하고, 두께가 10㎛ 이하이며,
또한, 상기 편광자에서의 상기 제1 투명 수지층의 측에는 상기 편광자 두께의 2∼10％의 두께에 상당하는 상기 제1 투명 수지층과의 상용층(相容層)을 갖는 것을 특징으로 하는 편광 필름에 관한 것이다.
상기 편광 필름에 있어서, 상기 제1 투명 수지층은 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 형성재 또는 수계(水系) 에멀션을 함유하는 형성재의 형성물을 이용할 수 있다.
상기 편광 필름에 있어서, 상기 제1 투명 수지층은 두께가 0.2㎛ 이상 3㎛ 이하인 것이 바람직하다.
상기 편광 필름에 있어서, 상기 편광자는 단체 투과율(T) 및 편광도(P)에 의해 표시되는 광학 특성이 하기 식
P＞－(100.929T-42.4－1)×100(단, T＜42.3), 또는,
P≥99.9(단, T≥42.3)의 조건을 만족하도록 구성된 것이 바람직하다.
상기 편광 필름으로서는 상기 편광자의 시인 측의 반대 측에 제2 투명 수지층을 갖는 것을 이용할 수 있다.
상기 편광 필름은 상기 제1 투명 수지층의 시인 측에 추가로 저반사 처리층을 갖는 경우에 바람직하게 적용할 수 있다. 상기 저반사 처리층은 반사율이 2％ 이하인 경우에 유효하다.
또한, 본 발명은 적어도 편광 필름을 갖는 화상 표시 장치로서,
화상 표시 장치에서 시인 측에 설치되는 편광 필름이 상기 편광 필름이며,
상기 편광 필름의 제1 투명 수지층이 시인 측이 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 편광 필름 및 당해 편광 필름보다 시인 측에 배치된 저반사 처리층을 갖는 화상 표시 장치에 관한 것이다. 상기 저반사 처리층은 반사율이 2％ 이하인 경우에 유효하다.
본 발명의 편광 필름은 두께 10㎛ 이하의 박형 편광자를 이용하고 있지만, 당해 박형 편광자의 시인 측에는 당해 박형 편광자와 상용층을 형성하는 제1 투명 수지층이 설치되어 있다. 상기 상용층은 제1 투명 수지층을 형성하는 재료의 일부가 편광자 중으로 스며듦과 동시에 편광자 표면 근방의 성분이 스며 나옴으로써 편광자 표면 근방에 형성되어 있다. 이러한 상용층은 편광자 중으로 침투하는 것과 같은 재료를 이용하여 편광자 표면에 투명 수지층을 형성함으로써 형성할 수 있다.
일반적인 편광자의 제작은 예를 들면, 폴리비닐알코올계 수지(필름)에 연신 공정을 실시함으로써 이루어지기 때문에, 얻어지는 편광자 중의 수지 분자는 어느 정도의 규칙성을 갖고 배향된 상태로 되어 있다. 그것과는 대조적으로, 편광자의 표면에 형성되는 제1 투명 수지층은 예를 들면, 도포함으로써 형성된다. 그로 인해, 제1 투명 수지층에는 연신 공정이 실시되는 일은 없고, 제1 투명 수지층을 형성하는 분자는 규칙적으로 배향되어 있지 않다. 본 발명의 상용층은 상기와 같이 제1 투명 수지층의 형성 성분이 편광자 중으로 스며듦으로써 형성된다. 제1 투명 수지층을 형성한 때에, 편광자로 스며든 제1 투명 수지층의 성분은 편광자 중 분자의 배향성을 일부 완화하는 기능이 있다. 또한, 본 발명은 이 추정 메커니즘에 의해 한정되는 것은 아니다.
상기 상용층은 폴리비닐알코올계 수지의 배향을 파괴하여 흡수축 방향의 굴절률에 경사가 걸려 편광자 근방의 요오드 등의 밀도 분포가 경사지게 된다. 본 발명의 편광 필름에 의하면, 박형 편광자를 이용하는 경우에 있어서도 상기 상용층에 의해 박형 편광자에서의 반사율이 높아지지 않도록 제어할 수 있다. 그 결과, 흑색 표시시에 있어서, 편광 필름으로부터의 출사광(出射光) 전체에 대한 장파장 측의 반사율이 높은 박형 편광자에서의 반사광의 기여율을 억제할 수 있기 때문에 흑색 표시가 붉은 빛을 띠는 색상 변화를 억제할 수 있었다고 생각된다.
도 1은 본 발명의 편광 필름의 개략 단면도의 일례이다.
도 2는 본 발명의 편광 필름의 개략 단면도의 일례이다.
도 3은 본 발명의 화상 표시 장치의 개략 단면도의 일례이다.
도 4는 상용층의 측정에 관련되는 그래프이다.
이하에 본 발명의 편광 필름(10, 11)을 도 1, 도 2를 참조하면서 설명한다. 편광 필름(10, 11)은 편광자(1), 투명 수지층(2(2a, 2b))을 갖는다. 또한, 본 발명의 편광 필름(10, 11)은 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 상기 편광자(1)에서의 제1 투명 수지층(2a)의 측에는 상기 투명 수지층(2a)과의 상용층(X)을 갖고 있다. 도 1(A)에서는 편광자(1), 상용층(X), 투명 수지층(2a)만이 나타나 있다. 또한, 도시하고 있지는 않지만, 도 1(A)에서의 편광자(1)의 측에는 수지 기재가 설치되어 있어도 된다. 수지 기재로서는 예를 들면, 박형의 편광자(1)를 제조할 때에 이용되는 수지 기재를 들 수 있다. 한편, 본 발명의 편광 필름(10)은 도 1(B)에 나타내는 바와 같이, 도 1(A)에서의 편광자(1)의 측(제1 투명 수지층(2a)의 반대 측)에는 제2 투명 수지층(2b)을 가질 수 있다. 제2 투명 수지층(2b)은 내크랙성을 향상하는 점에서도 바람직하다. 도 1(B)에는 기재하고 있지 않지만, 편광자(1)의 제2 투명 수지층(2b) 측에는 도 1(A)와 동일한 상용층(X)을 가질 수 있다.
또한, 도 2의 편광 필름(11)에는 도 1(A)의 편광 필름(10)의 제1 투명 수지층(1a)의 시인 측에, 추가로 저반사 처리층(3)이 설치되어 있다. 도 2(A)에서는 저반사 처리층(3)은 제1 투명 수지층(2a)에 직접 설치되어 있다. 도 2(B)에서는 저반사 처리층(3)은 기재 필름(4)을 개재하여 설치되어 있다. 도 2(C)에서는 저반사 처리층(3)이 갖는 기재 필름(4)이 점착제 층(5)을 개재하여 설치되어 있다. 또한, 도 2에서는 도 1(A)의 편광 필름(10)만이 기재되어 있지만, 도 1(B)에 기재된 편광 필름에 대해서도 동일하게 적용할 수 있다.　
도 2(B)에서는 도시하고 있지 않지만, 투명 수지층(2a)과 기재 필름(4)은 접착제층, 점착제층, 언더코트층(프라이머층) 등의 개재층을 개재하여 적층할 수 있다. 또한, 도시하고 있지 않지만, 기재 필름(4)에 이(易)접착층을 설치하거나 활성화 처리를 실시하거나 하여, 당해 이접착층과 접착제층을 적층할 수 있다.
또한, 도시하고 있지 않지만, 본 발명의 편광 필름(10, 11)의 시인 측의 반대 측에는 점착제층을 설치할 수 있다. 또한, 점착제층에는 세퍼레이터를 설치할 수 있다. 또한, 본 발명의 편광 필름(10, 11)(특히, 저반사 처리층(3)을 갖는 경우)에는 표면 보호 필름을 설치할 수 있다.
본 발명의 편광 필름(10, 11)에 있어서, 상용층(X)은 제1 투명 수지층(2a)의 형성 성분이 편광자(1)의 표면으로부터 내부로 스며듦으로써 형성되는 층이다. 이러한 관점에서, 본 발명에서는 상기 편광자(1)의 두께(A)(100％)에 대한 상기 상용층의 두께(B)의 비율{(B/A)×100％}이 2∼10％를 만족하도록 조정되어 있다. 상용층(X)의 두께(B)는 편광자(1)의 두께(A)와의 관계에서 조정된다. 상기 상용층의 두께(B)의 비율은 흑색 표시시에서의 색상 변화를 억제하는 관점에서 4∼10％인 것이 바람직하고, 나아가 6∼10％인 것이 바람직하다. 상기 상용층의 두께(B)의 비율이 10％를 초과할 경우에는, 편광자(1)의 두께(A)에서의 상용층(X)의 비율이 지나치게 커져서 광학 특성을 해칠 우려가 있다. 한편, 상기 상용층의 두께(B)의 비율이 2％보다 작은 경우에는 흑색 표시시에서의 장파장 측의 색상 변화를 충분히 억제할 수 없다.
상기 상용층(X)의 두께(B)는 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.
본 발명의 편광 필름(10, 11)은 화상 표시 장치에서, 가장 시인 측에 설치되는 편광 필름으로서 적용된다. 편광 필름(10, 11)의 시인 측의 반대 측이 표시부 측이 되도록 적용된다. 표시부는 적어도 1장의 편광 필름과 함께 화상 표시 장치의 일부를 형성하는 것이며, 구체적으로는 액정 표시 장치, 유기 EL(일렉트로 루미네선스) 표시 장치, PDP(플라스마 디스플레이 패널), 전자 페이퍼 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 편광 필름(10)은 당해 편광 필름(10)보다 시인 측에 배치된 저반사 처리층(3)을 갖는 구성에 있어서, 화상 표시 장치에 적용할 수 있다. 예를 들면, 저반사 처리층(3)은 화상 표시 장치의 시인 측에서 적용되는 터치 패널 등의 입력 장치, 커버 유리, 플라스틱 커버 등의 투명 기체(基體) 등의 표면에서 적용하는 것을 들 수 있다. 상기 화상 표시 장치의 구성은 상기 저반사 처리층(3)을 갖는 투명 기체와 편광 필름(10)의 사이에는 공기층(에어 갭)을 개재하지 않도록 적용하는 경우에 바람직하다. 저반사 처리층(3)을 갖는 투명 기체와 편광 필름(10)의 사이에는 공기층을 개재하지 않는 경우, 흑색 표시시에 있어서, 화상 표시 장치로부터의 출사광 전체에 대한 장파장 측의 반사율이 높은 박형 편광자에서의 반사광의 기여율이 높아지기 때문에 흑색 표시가 붉은 빛을 띠는 색상 변화가 현재화(顯在化)되기 쉽기 때문이다. 또한, 투명 기체로서는 유리판이나 투명 아크릴판(PMMA판)을 들 수 있다. 투명 기체는 이른바, 커버 유리이며, 장식 패널로서 이용할 수 있다.
도 3은 상기 양태의 일례이며, 편광 필름(10)의 시인 측에 기재 필름(4, 하드 코트층 등의 표면 처리층을 갖는 것을 포함함)에 설치되고, 층간 충전제(6)를 개재하여 투명 기체(7)에 첩합되어 있다. 투명 기체(7)에는 저반사 처리층(3)이 설치되어 있다. 또한, 층간 충전제는 하기의 점착제층과 동일한 재료를 이용할 수 있다. 층간 충전제에 의해 형성되는 층은 활성 에너지선 경화형 점착제층이 바람직하게 적용된다.
그 밖에, 화상 표시 장치에는 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치 등의 화상 표시 장치의 형성에 이용되는 광학 필름이 적절하게 사용된다. 또한 광학 필름으로서는, 예를 들면 반사판이나 반투과판, 위상차판(1/2이나 1/4 등의 파장판을 포함함), 광학 보상 필름, 시각 보상 필름, 휘도 향상 필름 등의 액정 표시 장치 등의 형성에 이용되기도 하는 광학층으로 되는 것을 들 수 있다. 이들은 단독으로 광학 필름으로서 이용할 수 있는 것 이외에, 상기 편보호 편광 필름에 실제 이용할 때에 적층하여 1층 또는 2층 이상 이용할 수 있다.
액정 표시 장치는 일반적으로 액정 셀(유리 기판/액정층/유리 기판의 구성)과 그 양측에 배치한 편광 필름 및 필요에 따라 조명 시스템 등의 구성 부품을 적절하게 조립하여 구동 회로를 내장하는 등에 의해 형성된다. 액정 셀은 예를 들면, TN형이나 STN형, π형, VA형, IPS형 등의 임의의 타입의 것을 이용할 수 있다. 또한, 조명 시스템에 백라이트 혹은 반사판을 이용한 것 등의 적절한 액정 표시 장치를 형성할 수 있다. 또한, 액정 표시 장치를 형성할 때에는 예를 들면, 확산판, 안티글레어층, 반사 방지막, 보호판, 프리즘 어레이, 렌즈 어레이 시트, 광 확산판, 백라이트 등의 적절한 부품을 적절한 위치에 1층 또는 2층 이상 배치할 수 있다.
＜편광자＞
본 발명에서는 두께 10㎛ 이하의 편광자를 이용한다. 편광자의 두께는 박형화 및 관통 크랙의 발생을 억제하는 관점에서 8㎛ 이하인 것이 바람직하고, 나아가 7㎛ 이하, 나아가 6㎛ 이하인 것이 바람직하다. 한편, 편광자의 두께는 2㎛ 이상, 나아가 3㎛ 이상인 것이 바람직하다. 이러한 박형의 편광자는 두께의 불균일이 적고, 시인성이 우수하며, 또한 치수 변화가 적기 때문에 열 충격에 대한 내구성이 우수하다.
편광자는 특별히 한정되지 않고, 각종의 것을 사용할 수 있다. 편광자로서는 예를 들면, 폴리비닐알코올계 필름, 부분포르말화 폴리비닐알코올계 필름, 에틸렌·아세트산비닐 공중합체계 부분비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에 요오드나 이색성 염료의 이색성 물질을 흡착시켜 1축 연신한 것, 폴리비닐알코올의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 폴리비닐알코올계 필름과 요오드 등의 이색성 물질로 이루어지는 편광자가 바람직하다.
폴리비닐알코올계 필름을 요오드로 염색하고 1축 연신한 편광자는 예를 들면, 폴리비닐알코올계 필름을 요오드의 수용액에 침지함으로써 염색하고, 원래 길이의 3∼7배로 연신함으로써 제작할 수 있다. 필요에 따라서 붕산이나 황산아연, 염화아연 등을 포함하고 있어도 되고, 요오드화칼륨 등의 수용액에 침지할 수도 있다. 또한, 필요에 따라서 염색 전에 폴리비닐알코올계 필름을 물에 침지하여 수세(水洗)하여도 된다. 폴리비닐알코올계 필름을 수세함으로써 폴리비닐알코올계 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있을 뿐 아니라, 폴리비닐알코올계 필름을 팽윤시킴으로써 염색의 얼룩 등의 불균일을 방지하는 효과도 있다. 연신은 요오드로 염색한 후에 하여도 되고, 염색하면서 연신하여도 되며, 또한 연신하고 나서 요오드로 염색하여도 된다. 붕산이나 요오드화칼륨 등의 수용액이나 수욕(水浴) 중에서도 연신할 수 있다.
편광자는 붕산을 함유하고 있는 것이 연신 안정성이나 광학 내구성의 점에서 바람직하다. 또한, 편광자에 포함되는 붕산 함유량은 관통 크랙 등의 크랙의 발생 억제의 관점에서 편광자 전체량에 대하여 25중량％ 이하인 것이 바람직하며, 나아가 20중량％ 이하인 것이 바람직하고, 나아가 18중량％ 이하, 나아가 16중량％ 이하인 것이 바람직하다. 한편, 편광자의 연신 안정성이나 광학 내구성의 관점에서 편광자 전체량에 대한 붕산 함유량은 10중량％ 이상인 것이 바람직하고, 나아가 12중량％ 이상인 것이 바람직하다.
두께 10㎛ 이하의 박형의 편광자로서는, 대표적으로는 일본국 특허 제4751486호 명세서, 일본국 특허 제4751481호 명세서, 일본국 특허 제4815544호 명세서, 일본국 특허 제5048120호 명세서, 일본국 특허 제5587517호 명세서, 국제 공개 제2014/077599호 팸플릿, 국제 공개 제2014/077636호 팸플릿 등에 기재되어 있는 박형 편광자 또는 이들에 기재된 제조 방법으로부터 얻어지는 박형 편광자를 들 수 있다.
상기 편광자는 단체 투과율(T) 및 편광도(P)에 의해 표시되는 광학 특성이 다음 식 P＞－(100.929T-42.4－1)×100(단, T＜42.3), 또는, P≥99.9(단, T≥42.3)의 조건을 만족하도록 구성된 것이 바람직하다. 상기 조건을 만족하도록 구성된 편광자는, 일의적(一義的)으로는, 대형 표시 소자를 이용한 액정 TV용의 디스플레이로서 요구되는 성능을 갖는다. 구체적으로는 콘트라스트비 1000:1 이상이고 또한 최대 휘도 500cd/㎡ 이상이다. 다른 용도로서는, 예를 들면, 유기 EL 표시 장치의 시인 측에 첩합된다.
상기 박형 편광자로서는 적층체 상태로 연신하는 공정과 염색하는 공정을 포함하는 제법 중에서도 고배율로 연신할 수 있어 편광 성능을 향상시킬 수 있는 점에서 일본국 특허 제4751486호 명세서, 일본국 특허 제4751481호 명세서, 일본국 특허 4815544호 명세서에 기재되어 있는 붕산 수용액 중에서 연신하는 공정을 포함하는 제법으로 얻어지는 것이 바람직하고, 특히 일본국 특허 제4751481호 명세서, 일본국 특허 제4815544호 명세서에 기재되어 있는 붕산 수용액 중에서 연신하기 전에 보조적으로 공중(空中) 연신하는 공정을 포함하는 제법에 의해 얻어지는 것이 바람직하다. 이들 박형 편광자는 폴리비닐알코올계 수지(이하, PVA계 수지라고도 한다)층과 연신용 수지 기재를 적층체 상태로 연신하는 공정과 염색하는 공정을 포함하는 제법에 의해 얻을 수 있다. 이 제법이면, PVA계 수지층이 얇아도 연신용 수지 기재에 지지되어 있음으로써 연신에 의한 파단 등의 문제 없이 연신하는 것이 가능하게 된다.
＜수지 기재＞
또한, 도 1, 도 2의 설명에서 언급한 수지 기재(연신용 수지 기재)는 상기 박형 편광자의 제조에 적용된 것을 이용할 수 있다. 수지 기재의 형성 재료로서는 각종의 열가소성 수지를 이용할 수 있다. 열가소성 수지로서는 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 등의 에스테르계 수지, 노보넨계 수지 등의 시클로올레핀계 수지, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 이들의 공중합 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 제조의 용이성 및 비용 경감의 관점에서 에스테르계 수지가 바람직하다. 에스테르계 열가소성 수지 기재는 비정성 에스테르계 열가소성 수지 기재 또는 결정성 에스테르계 열가소성 수지 기재를 이용할 수 있다.
＜투명 수지층＞
투명 수지층의 두께는 0.2㎛ 이상인 것이 바람직하다. 당해 두께의 투명 수지층에 의해, 흑색 표시시에서의 색상 변화를 억제하는데에 바람직한 상용층을 용이하게 형성할 수 있다. 상기 투명 수지층의 두께는 0.5㎛ 이상인 것이 바람직하고, 나아가 0.7㎛ 이상인 것이 바람직하다. 한편, 투명 수지층이 지나치게 두꺼워지면 광학 신뢰성과 내수성이 저하되기 때문에 투명 수지층의 두께는 일반적으로는 3㎛ 이하이지만, 2.5㎛ 이하인 것이 바람직하고, 나아가 2㎛ 이하인 것이 바람직하며, 나아가 1.5㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 투명 수지층의 두께는 상기 상용층상에서 형성되어 있는 두께이다.
투명 수지층은 각종의 형성재로 형성할 수 있다. 투명 수지층의 형성 재료로서는 예를 들면, 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리우레탄계 수지, 실리콘계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, PVA계 수지, 아크릴계 수지 등을 들 수 있다. 이들 수지 재료는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 또한, 상기 수지의 형태는 수계, 용제계의 어느 것이어도 된다. 상기 수지의 형태는 수계 수지가 바람직하다. 이들 중에서도 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 형성재 또는 수계 에멀션을 함유하는 형성재가 바람직하다.
투명 수지층을 형성하는 재료는 편광자에 침투하는 것이 바람직하게 이용된다. 투명 수지층을 형성하는 재료로서는 예를 들면, 수용성의 폴리비닐알코올계 수지를 주성분으로 하는 형성재가 바람직하다.
상기 폴리비닐알코올계 수지로서는 예를 들면, 폴리비닐알코올을 들 수 있다. 폴리비닐알코올은 폴리비닐아세테이트를 비누화함으로써 얻을 수 있다. 또한, 폴리비닐알코올계 수지로서는 아세트산 비닐과 공중합성을 갖는 단량체와의 공중합체의 비누화물을 들 수 있다. 상기 공중합성을 갖는 단량체가 에틸렌인 경우에는 에틸렌-비닐알코올 공중합체가 얻어진다. 또한, 상기 공중합성을 갖는 단량체로서는 (무수)말레산, 푸마르산, 크로톤산, 이타콘산, (메트)아크릴산 등의 불포화 카르복실산 및 그 에스테르류; 에틸렌, 프로필렌 등의 α-올레핀, (메트)알릴술폰산(소다), 술폰산소다(모노알킬말레이트), 디술폰산소다알킬말레이트, N-메틸올아크릴아미드, 아크릴아미드알킬술폰산알칼리염, N-비닐피롤리돈, N-비닐피롤리돈 유도체 등을 들 수 있다. 이들 폴리비닐알코올계 수지는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 병용할 수 있다. 내습열성이나 내수성을 만족시키는 관점에서, 폴리비닐아세테이트를 비누화하여 얻어진 폴리비닐알코올이 바람직하다.
상기 폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는 예를 들면, 95몰％ 이상의 것을 이용할 수 있지만, 내습열성이나 내수성을 만족시키는 관점에서는 비누화도는 99 몰％ 이상이 바람직하고, 나아가 99.7몰％ 이상이 바람직하다. 비누화도는 비누화에 의해 비닐알코올 단위로 변환될 수 있는 단위 중에서 실제로 비닐알코올 단위로 비누화되어 있는 단위의 비율을 나타낸 것이며, 잔기는 비닐에스테르 단위이다. 비누화도는 JIS K 6726-1994에 준하여 구할 수 있다.
상기 폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는 예를 들면, 500 이상의 것을 이용할 수 있지만, 내습열성이나 내수성을 만족시키는 관점에서는 평균 중합도는 1000 이상이 바람직하고, 나아가 1500 이상이 바람직하며, 나아가 2000 이상이 바람직하다. 폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는 JIS-K6726에 준하여 측정된다.
또한, 상기 폴리비닐알코올계 수지로서는 상기 폴리비닐알코올 또는 그 공중합체의 측쇄에 친수성의 관능기를 갖는 변성 폴리비닐알코올계 수지를 이용할 수 있다. 상기 친수성의 관능기로서는 예를 들면, 아세토아세틸기, 카르보닐기 등을 들 수 있다. 그 밖에, 폴리비닐알코올계 수지를 아세탈화, 우레탄화, 에테르화, 그래프트화, 인산에스테르화 등을 한 변성 폴리비닐알코올을 이용할 수 있다.
투명 수지층은 경화성 성분을 함유하지 않는 형성재로 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 폴리비닐알코올계 수지(PVA계 수지)를 주성분으로 함유하는 형성재로 형성할 수 있다. 투명 수지층을 형성하는 폴리비닐알코올계 수지는 “폴리비닐알코올계 수지”인 한, 편광자가 함유하는 폴리비닐알코올계 수지와 동일하여도 상이하여도 된다.
상기 폴리비닐알코올계 수지를 주성분으로 함유하는 형성재에는 경화성 성분(가교제) 등을 함유할 수 있다. 투명 수지층 또는 형성재(고형분) 중의 폴리비닐알코올계 수지의 비율은 80중량％ 이상인 것이 바람직하고, 나아가 90중량％ 이상, 나아가 95중량％ 이상인 것이 바람직하다. 단, 상기 형성재에는 경화성 성분(가교제)을 함유하지 않는 것이 바람직하다.
가교제로서는 폴리비닐알코올계 수지와 반응성을 갖는 관능기를 적어도 2개 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들면, 에틸렌디아민, 트리에틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민 등의 알킬렌기와 아미노기를 2개 갖는 알킬렌 디아민류; 톨릴렌디이소시아네이트, 수소화톨릴렌디이소시아네이트, 트리메틸올프로판톨릴렌디이소시아네이트어덕트, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 메틸렌비스(4-페닐메탄트리이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 및 이들의 케토옥심 블록물 또는 페놀 블록물 등의 이소시아네이트류; 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 글리세린 디- 또는 트리-글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 디글리시딜아닐린, 디글리시딜아민 등의 에폭시류; 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 부틸알데히드 등의 모노알데히드류; 글리옥살, 말론디알데히드, 숙신디알데히드, 글루타르디알데히드, 말레인디알데히드, 프탈디알데히드 등의 디알데히드류; 메틸올우레아, 메틸올멜라민, 알킬화메틸올우레아, 알킬화메틸올화멜라민, 아세토구아나민, 벤조구아나민과 포름알데히드의 축합물 등의 아미노-포름알데히드수지; 아디프산 디히드라지드, 옥살산 디히드라지드, 말론산 디히드라지드, 숙신산 디히드라지드, 글루타르산 디히드라지드, 이소프탈산 디히드라지드, 세바스산 디히드라지드, 말레인산 디히드라지드, 푸마르산 디히드라지드, 이타콘산 디히드라지드 등의 디카르복실산 디히드라지드; 에틸렌-1,2-디히드라진, 프로필렌-1,3-디히드라진, 부틸렌-1,4-디히드라진 등의 수용성 디히드라진; 또한 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 철, 니켈 등의 2가 금속, 또는 3가 금속의 염 및 그 산화물을 들 수 있다 이들 중에서도 아미노-포름알데히드 수지나 수용성 디히드라진이 바람직하다. 아미노-포름알데히드 수지로서는 메틸올기를 갖는 화합물이 바람직하다. 그 중에서도 메틸올기를 갖는 화합물인 메틸올멜라민이 특히 바람직하다.
상기 경화성 성분(가교제)은 내수성 향상의 관점에서 이용할 수 있지만, 그 비율은 폴리비닐알코올계 수지 100중량부에 대하여 20중량부 이하, 10중량부 이하, 5중량부 이하인 것이 바람직하다.
상기 형성재는 상기 폴리비닐알코올계 수지를 용매에 용해시킨 용액으로서 조정된다. 용매로서는 예를 들면, 물, 디메틸술폭시드, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드N-메틸피롤리돈, 각종 글리콜류, 트리메틸올프로판 등의 다가 알코올류, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민 등의 아민류를 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 이용할 수 있다. 이들 중에서도 용제로서 물을 이용한 수용액으로서 이용하는 것이 바람직하다. 상기 형성재(예를 들면 수용액)에서의 상기 폴리비닐알코올계 수지의 농도는 특별히 제한은 없지만, 도공성이나 방치 안정성 등을 고려하면 0.1∼15중량％, 바람직하게는 0.5∼10중량％이다.
또한, 투명 수지층의 형성에는 수계 에멀션 수지를 포함하는 형성재를 바람직하게 이용할 수 있다. 여기서 수계 에멀션 수지란, 물(분산매) 중에 유화되어 있는 수지 입자를 말한다. 상기 수계 에멀션 수지는 모노머 성분을 유화제의 존재하에 유화 중합함으로써 얻을 수 있다. 투명 수지층은 상기 수계 에멀션 수지를 포함하는 에멀션을 포함하는 투명 수지층 형성재를 편광자에 직접 도포하고 건조함으로써 형성할 수 있다.
상기 수계 에멀션 수지를 구성하는 수지로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 폴리우레탄계 수지, 불소계 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 본 발명에서는 광학적 투명성이 우수하고, 내후성이나 내열성 등이 우수한 점에서 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지가 바람직하다.
수계 아크릴계 에멀션 수지로서는 알킬 (메트)아크릴레이트를 주성분으로 포함하는 모노머 성분을 유화제의 존재하에 유화 중합함으로써 얻을 수 있는 (메트)아크릴계 폴리머를 들 수 있다. 또한, 상기 모노머 성분에는 카르복실기 함유 모노머를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서, “(메트)아크릴레이트”란, “아크릴레이트”및/또는 “메타크릴레이트”를 의미하며, “(메트)”는 이하 동일한 의미이다.
상기 알킬 (메트)아크릴레이트로서는 특별히 한정되지 않지만, 탄소수가 2∼14의 직쇄상, 분지쇄상 또는 환상의 알킬기를 갖는 알킬(메트)아크릴레이트를 들 수 있다.
상기 알킬 (메트)아크릴레이트로서는 예를 들면, 탄소수 2∼14의 알킬기를 갖는 아크릴산 알킬에스테르를 들 수 있으며, 탄소수가 4∼9의 알킬기를 갖는 아크릴산 알킬에스테르가 바람직하다. 구체적으로는, 아크릴산 n-부틸, 아크릴산 이소부틸, 아크릴산 s-부틸, 아크릴산 이소아밀, 아크릴산 헥실, 아크릴산 헵틸, 아크릴산 옥틸, 아크릴산 2-에틸헥실, 아크릴산 이소옥틸, 아크릴산 노닐, 아크릴산 이소노닐 등의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기를 갖는 아크릴산 알킬에스테르 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 아크릴산 n-부틸이 바람직하다.
또한, 상기 알킬 (메트)아크릴레이트로서는 예를 들면, 탄소수 2∼14의 알킬기를 갖는 메타크릴산 알킬에스테르를 들 수 있으며, 탄소수가 2∼10의 알킬기를 갖는 메타크릴산 알킬에스테르가 보다 바람직하다. 구체적으로는, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 프로필, 메타크릴산 이소프로필, 메타크릴산 n-부틸, 메타크릴산 이소부틸, 메타크릴산 s-부틸, 메타크릴산 t-부틸, 메타크릴산 2-에틸헥실 등의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기를 갖는 메타크릴산 알킬에스테르나 메타크릴산 시클로헥실, 메타크릴산 보닐, 메타크릴산 이소보닐 등의 지환식의 메타크릴산 알킬에스테르 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 2-에틸헥실이 바람직하다.
상기 알킬 (메트)아크릴레이트는 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 상기 알킬 (메트)아크릴레이트 중에서도 메타크릴산 알킬에스테르는 투명 수지층을 형성하는 폴리머에 경도를 부여하여, 얻어지는 투명 수지층의 점착성의 관점에서 바람직하다.
상기 알킬 (메트)아크릴레이트의 함유량은 본 발명에서 이용하는 수계 에멀션 수지를 형성하는 전체 모노머 성분(100중량％) 중, 70∼100중량％가 바람직하고, 85∼99중량％가 보다 바람직하며, 87∼99중량％가 더욱 바람직하다. 또한, 투명 수지층의 점착성의 관점에서, 메타크릴산 알킬에스테르의 함유량이 상기 모노머 성분 중, 30중량％ 이상인 것이 바람직하고, 30∼70중량％인 것이 보다 바람직하며, 30∼65중량％인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 모노머 성분 중, 아크릴산 알킬에스테르는 70중량％ 이하인 것이 바람직하고, 30∼70중량％인 것이 보다 바람직하며, 35∼70중량％인 것이 더욱 바람직하다.
카르복실기 함유 모노머로서는 (메트)아크릴로일기 또는 비닐기 등의 불포화 이중 결합을 갖는 중합성의 관능기를 가지며, 또한 카르복실기를 갖는 것을 특별히 제한 없이 이용할 수 있다. 카르복실기 함유 모노머로서는 예를 들면, 아크릴산, 메타크릴산, 카르복시에틸(메트)아크릴레이트, 카르복시펜틸(메트)아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 아크릴산, 메타크릴산이 바람직하고, 메타크릴산이 보다 바람직하다.
카르복실기 함유 모노머는 탄소수 2∼14의 알킬기를 갖는 알킬 (메트)아크릴레이트 100중량부에 대하여 0.5∼10중량부의 비율로 이용하는 것이 바람직하고, 0.5∼8중량부가 보다 바람직하며, 1∼8중량부가 더욱 바람직하다. 카르복실기 함유 모노머의 비율이 10중량부를 초과하면, 중합시의 분산 안정성의 저하나, 수분산액의 점도의 상승이 현저하게 되어, 도공에 영향을 미치는 경향이 있어 바람직하지 않다.
또한, 상기 모노머 성분에는 상기 알킬 (메트)아크릴레이트 및 상기 카르복실기 함유 모노머 이외에, 상기 알킬 (메트)아크릴레이트와 공중합 가능한 공중합 모노머를 모노머 성분으로서 이용할 수 있다.
상기 공중합 모노머는 (메트)아크릴로일기 또는 비닐기 등의 불포화 이중 결합에 관한 중합성의 관능기를 갖는 것이면 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 탄소수 1 또는 15 이상의 알킬기를 갖는 알킬 (메트)아크릴레이트; 예를 들면, (메트)아크릴산 페닐 등의 (메트)아크릴산 아릴에스테르, 예를 들면, 비닐아세테이트, 프로피온산 비닐 등의 비닐에스테르류; 예를 들면, 스티렌 등의 스티렌계 모노머; 예를 들면, (메트)아크릴산 글리시딜, (메트)아크릴산 메틸글리시딜 등의 에폭시기 함유 모노머; 예를 들면, 아크릴산 2-히드록시에틸, 아크릴산 2-히드록시프로필 등의 히드록실기 함유 모노머; 예를 들면, (메트)아크릴아미드, N,N-디메틸(메트)아크릴아미드, N,N-디에틸(메트)아크릴아미드, N-이소프로필(메트)아크릴아미드, N-부틸(메트)아크릴아미드, N-메틸올(메트)아크릴아미드, N-메틸올프로판(메트)아크릴아미드, (메트)아크릴로일모르폴린, (메트)아크릴산 아미노에틸, (메트)아크릴산 N,N-디메틸아미노에틸, (메트)아크릴산 t-부틸아미노에틸 등의 질소 원자 함유 모노머; 예를 들면, (메트)아크릴산 메톡시에틸, (메트)아크릴산 에톡시에틸 등의 알콕시기 함유 모노머; 예를 들면, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 시아노기 함유 모노머; 예를 들면, 2-메타크릴로일옥시에틸이소시아네이트 등의 관능성 모노머; 예를 들면, 에틸렌, 프로필렌, 이소프렌, 부타디엔, 이소부틸렌 등의 올레핀계 모노머; 예를 들면, 비닐에테르 등의 비닐에테르계 모노머; 예를 들면, 염화비닐 등의 할로겐 원자 함유 모노머; 그 밖에, 예를 들면, N-비닐피롤리돈, N-(1-메틸 비닐)피롤리돈, N-비닐피리딘, N-비닐피페리돈, N-비닐피리미딘, N-비닐피페라딘, N-비닐피라딘, N-비닐피롤, N-비닐이미다졸, N-비닐옥사졸, N-비닐모르폴린 등의 비닐기 함유 복소환 화합물이나, N-비닐 카르복실산 아미드류 등을 들 수 있다.
또한, 공중합성 모노머로서 예를 들면, N-시클로헥실말레이미드, N-이소프로필말레이미드, N-라우릴말레이미드, N-페닐말레이미드 등의 말레이미드계 모노머; 예를 들면, N-메틸이타콘이미드, N-에틸이타콘이미드, N-부틸이타콘이미드, N-옥틸이타콘이미드, N-2-에틸헥실이타콘이미드, N-시클로헥실이타콘이미드, N-라우릴이타콘이미드 등의 이타콘이미드계 모노머; 예를 들면, N-(메트)아크릴로일옥시메틸렌숙신이미드, N-(메트)아크릴로일-6-옥시헥사메틸렌숙신이미드, N-(메트)아크릴로일-8-옥시옥타메틸렌숙신이미드 등의 숙신이미드계 모노머; 예를 들면, 스티렌술폰산, 알릴술폰산, 2-(메트)아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, (메트)아크릴아미드프로판술폰산, 술포프로필(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴로일옥시나프탈렌술폰산 등의 술폰산기 함유 모노머를 들 수 있다.
또한, 공중합성 모노머로서는 인산기 함유 모노머를 들 수 있다. 인산기 함유 모노머로서는 예를 들면, 하기 화학식 (1):
Figure 112018079428575-pct00001
(식 중, R1은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, R2는 탄소수 1∼4의 알킬렌기, m은 2 이상의 정수를 나타내며, M1 및 M2는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 양이온을 나타냄)로 나타내는 인산기 함유 모노머를 들 수 있다.
또한, 화학식 (1) 중, m은 2 이상의 정수이며, 4 이상의 정수인 것이 바람직하고, 통상적으로 40 이하의 정수인 것이 바람직하다. 당해 m은 옥시알킬렌기의 중합도를 나타낸다. 또한, 폴리옥시알킬렌기로서는 예를 들면, 폴리옥시에틸렌기, 폴리옥시프로필렌기 등을 들 수 있으며, 이들 폴리옥시알킬렌기는 이들의 랜덤, 블록 또는 그래프트 유닛 등이어도 된다. 또한, 인산기의 염에 관한 양이온은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 나트륨, 칼륨 등의 알칼리 금속, 예를 들면, 칼슘, 마그네슘 등의 알칼리토류 금속 등의 무기 양이온, 예를 들면, 4급 아민류 등의 유기 양이온 등을 들 수 있다.
또한, 공중합성 모노머로서 예를 들면, (메트)아크릴산 폴리에틸렌글리콜, (메트)아크릴산 폴리프로필렌글리콜, (메트)아크릴산 메톡시에틸렌글리콜, (메트)아크릴산 메톡시폴리프로필렌글리콜 등의 글리콜계 아크릴에스테르 모노머; 그 밖에, 예를 들면, (메트)아크릴산 테트라하이드로푸르푸릴이나, 불소(메트)아크릴레이트 등의 복소환이나, 할로겐 원자를 함유하는 아크릴산 에스테르계 모노머 등을 들 수 있다.
또한, 공중합성 모노머로서 투명 수지층 형성재의 겔 분율의 조정 등을 위해 다관능성 모노머를 이용할 수 있다. 다관능성 모노머로서는 (메트)아크릴로일기, 비닐기 등의 불포화 이중 결합을 2개 이상 갖는 화합물 등을 들 수 있다. 예를 들면, 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트 등의 (모노 또는 폴리)에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트나, 프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트 등의 (모노 또는 폴리)프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트 등의 (모노 또는 폴리)알킬렌글리콜디(메트)아크릴레이트 외에, 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 1, 6-헥산디올디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트 등의 (메트)아크릴산과 다가 알코올의 에스테르화물; 디비닐벤젠 등의 다관능 비닐화합물; (메트)아크릴산 알릴, (메트)아크릴산 비닐 등의 반응성의 불포화 이중 결합을 갖는 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 다관능성 모노머로서는 폴리에스테르, 에폭시, 우레탄 등의 골격에 모노머 성분과 동일한 관능기로서 (메트)아크릴로일기, 비닐기 등의 불포화 이중 결합을 2개 이상 부가한 폴리에스테르(메트)아크릴레이트, 에폭시(메트)아크릴레이트, 우레탄(메트)아크릴레이트 등을 이용할 수도 있다.
상기 카르복실기 함유 모노머 이외의 공중합 모노머의 비율은 상기 탄소수 2∼14의 알킬기를 갖는 알킬 (메트)아크릴레이트 100중량부에 대하여 40중량부 이하가 바람직하고, 30중량부 이하가 보다 바람직하며, 20중량부 이하가 더욱 바람직하고, 10중량부 이하가 특히 바람직하다.
상기 모노머 성분의 유화 중합은 상기 모노머 성분을 유화제의 존재하에 중합함으로써 이루어질 수 있다. 이에 따라 (메트)아크릴계 폴리머를 분산 함유하는 수계 아크릴계 에멀션을 조제할 수 있다. 유화 중합에서는 예를 들면, 상기한 모노머 성분과 함께, 유화제, 중합 개시제, 필요에 따라서 연쇄 이동제 등이 수중에서 적절하게 배합된다. 더욱 구체적으로는 예를 들면, 일괄 장치법(일괄 중합법), 모노머 적하(滴下)법, 모노머 에멀션 적하법 등의 공지의 유화 중합법을 채용할 수 있다. 또한, 모노머 적하법에서는 연속 적하 또는 분할 적하가 적절하게 선택된다. 이러한 방법은 적절하게 조합될 수 있다. 반응 조건 등은, 적절하게 선택되지만, 중합 온도는 예를 들면, 20∼90℃ 정도인 것이 바람직하고, 중합 시간은 30분간∼24시간 정도인 것이 바람직하다.
유화 중합에 이용되는 계면 활성제(유화제)는 특별히 제한되지 않고, 유화 중합에 통상적으로 사용되는 각종의 계면 활성제가 이용된다. 계면 활성제로서는 예를 들면, 음이온계 계면 활성제, 비이온계 계면 활성제가 이용된다. 음이온계 계면 활성제의 구체적인 예로서는, 올레인산나트륨 등의 고급 지방산염류; 도데실벤젠술폰산나트륨등의 알킬아릴술폰산염류; 라우릴황산나트륨, 라우릴황산암모늄 등의 알킬황산에스테르염류; 폴리옥시에틸렌라우릴에테르황산나트륨 등의 폴리옥시에틸렌알킬에테르황산에스테르염류; 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르황산나트륨 등의 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르황산에스테르염류; 모노옥틸술포호박산나트륨, 디옥틸술포호박산나트륨, 폴리옥시에틸렌라우릴술포호박산나트륨 등의 알킬술포호박산에스테르염 및 그 유도체류; 폴리옥시에틸렌디스티렌화 페닐에테르황산에스테르염류; 나프탈렌술폰산나트륨포르말린 축합물 등을 예시할 수 있다. 비이온계 계면 활성제의 구체적인 예로서는 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르 등의 폴리옥시에틸렌알킬에테르류; 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르 등의 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르류; 소르비탄모노라우레이트, 소르비탄모노스테아레이트, 소르비탄트리올리에이트 등의 소르비탄 고급 지방산 에스테르류;폴리옥시에틸렌소르비탄모노라우레이트 등의 폴리옥시에틸렌소르비탄 고급 지방산 에스테르류; 폴리옥시에틸렌모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌모노스테아레이트 등의 폴리옥시에틸렌 고급 지방산 에스테르류; 올레인산 모노글리세라이드, 스테아린산 모노글리세라이드 등의 글리세린 고급 지방산 에스테르류; 폴리옥시에틸렌ㆍ폴리옥시프로필렌ㆍ블록코폴리머, 폴리옥시에틸렌디스티렌화 페닐에테르 등을 예시할 수 있다.
또한, 상기 비반응성 계면 활성제 외에, 계면 활성제로서는 에틸렌성 불포화 이중 결합에 관한 라디칼 중합성 관능기를 갖는 반응성 계면 활성제를 이용할 수 있다. 반응성 계면 활성제로서는 상기 음이온계 계면 활성제나 비이온계 계면 활성제에 프로페닐기나 알릴에테르기 등의 라디칼 중합성 관능기(라디칼 반응성기)가 도입된 라디칼 중합성 계면 활성제 등을 들 수 있다. 이들 계면 활성제는 적절하게, 단독 또는 병용하여 이용된다. 이들 계면 활성제 중에서도 라디칼 중합성 관능기를 가진 라디칼 중합성 계면 활성제는 수분산액의 안정성, 점착제층의 내구성의 관점에서 바람직하게 사용된다.
음이온계 반응성 계면 활성제의 구체적인 예로서는 알킬에테르계[시판품으로서는, 예를 들면, 다이이치고교세이야쿠가부시키가이샤(DKS Co. Ltd.) 제조의 아크아론(AQUALON) KH-05, KH-10, KH-20, 아사히덴카고교가부시키가이샤(Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) 제조의 아데카리어소프(ADEKAREASOAP) SR-10N, SR-20N, 가오가부시키가이샤(Kao Corp.) 제조의 라템물(LATEMUL) PD-104 등]; 술포호박산 에스테르계[시판품으로서는, 예를 들면, 가오가부시키가이샤 제조의 라템물 S-120, S-120A, S-180P, S-180A, 산요카세이고교가부시키가이샤(Sanyo Chemical Industries, Ltd.) 제조의 에레미놀(ELEMINOL) JS-2 등]; 알킬페닐에테르계 혹은 알킬페닐에스테르계(시판품으로서는, 예를 들면, 다이이치고교세이야쿠가부시키가이샤 제조의 아크아론 H-2855A, H-3855B, H-3855C, H-3856, HS-05, HS-10, HS-20, HS-30, BC-05, BC-10, BC-20, 아사히덴카고교가부시키가이샤 제조의 아데카리어소프 SDX-222, SDX-223, SDX-232, SDX-233, SDX-259, SE-10N, SE-20N); (메트)아크릴레이트황산에스테르계[시판품으로서는, 예를 들면, 니뽄뉴카자이가부시키가이샤(NIPPON NYUKAZAI CO., LTD.) 제조의 안톡스(Antox) MS-60, MS-2N, 산요카세이고교가부시키가이샤 제조의 에레미놀 RS-30 등]; 인산에스테르계(시판품으로서는, 예를 들면, 다이이치고교세이야쿠가부시키가이샤 제조의 H-3330PL, 아사히덴카고교가부시키가이샤 제조의 아데카리어소프 PP-70 등)을 들 수 있다. 비이온계 반응성 계면 활성제로서는, 예를 들면, 알킬에테르계(시판품으로서는, 예를 들면, 아사히덴카고교가부시키가이샤 제조의 아데카리어소프 ER-10, ER-20, ER-30, ER-40, 가오가부시키가이샤 제조의 라템물 PD-420, PD-430, PD-450 등); 알킬페닐에테르계 혹은 알킬페닐에스테르계(시판품으로서는, 예를 들면, 다이이치고교세이야쿠가부시키가이샤 제조의 아크아론 RN-10, RN-20, RN-30, RN-50, 아사히덴카고교가부시키가이샤 제조의 아데카리어소프 NE-10, NE-20, NE-30, NE-40 등); (메트)아크릴레이트황산에스테르계(시판품으로서는, 예를 들면, 니뽄뉴카자이가부시키가이샤 제조의 RMA-564, RMA-568, RMA-1114 등)를 들 수 있다.
상기 계면 활성제의 배합 비율은 상기 모노머 성분 100중량부에 대하여 0.3∼5중량부인 것이 바람직하고, 0.3∼4중량부인 것이 보다 바람직하다. 계면 활성제의 배합 비율에 의해 중합 안정성, 기계적 안정성 등의 향상을 도모할 수 있다.
라디칼 중합 개시제로서는 특별히 제한되지 않고, 유화 중합에 통상적으로 사용되는 공지의 라디칼 중합 개시제가 이용된다. 예를 들면, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2-메틸프로피온아미딘)이황산염, 2,2'-아조비스(2-메틸프로피온아미딘)이염산염, 2,2'-아조비스(2-아미디노프로판)이염산염, 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판]이염산염 등의 아조계 개시제; 예를 들면, 과황산칼륨, 과황산암모늄 등의 과황산염계 개시제; 예를 들면, 벤조일퍼옥사이드, t-부틸 하이드로퍼옥사이드, 과산화 수소 등의 과산화물계 개시제; 예를 들면, 페닐 치환 에탄 등의 치환 에탄계 개시제; 예를 들면, 방향족 카르보닐 화합물 등의 카르보닐계 개시제 등을 들 수 있다. 이들 중합 개시제는 적절하게 단독 또는 병용하여 이용된다. 또한, 유화 중합을 실시할 때에, 소망에 의해 중합 개시제와 함께 환원제를 병용하는 레독스계 개시제로 할 수 있다. 이에 따라, 유화 중합 속도를 촉진하거나 저온에서 유화 중합을 수행하는 것이 용이하게 된다. 이와 같은 환원제로서는, 예를 들면, 아스코르빈산, 에르소르빈산, 주석산, 구연산, 포도당, 포름알데히드술폭실레이트 등의 금속염 등의 환원성 유기 화합물; 티오황산나트륨, 아황산나트륨, 중아황산나트륨, 메트중아황산나트륨 등의 환원성 무기 화합물; 염화제1철, 롱갈리트, 이산화티오우레아 등을 예시할 수 있다.
또한, 라디칼 중합 개시제의 배합 비율은 적절하게 선택되지만, 모노머 성분 100중량부에 대하여 예를 들면, 0.02∼1중량부 정도이며, 0.02∼0.5중량부가 바람직하고, 0.05∼0.3중량부가 보다 바람직하다. 0.02중량부 미만이면, 라디칼 중합 개시제로서의 효과가 저하되는 경우가 있으며, 1중량부를 초과하면, 투명 수지층 형성재에 관한 (메트)아크릴계 폴리머의 분자량이 저하되고, 투명 수지층 형성재의 내구성이 저하되는 경우가 있다. 또한, 레독스계 개시제의 경우에는 환원제는 모노머 성분의 합계량 100중량부에 대하여 0.01∼1중량부의 범위에서 이용하는 것이 바람직하다.
상기 연쇄 이동제는 필요에 따라 (메트)아크릴계 폴리머의 분자량을 조절하는 것으로서, 유화 중합에 통상적으로 사용되는 연쇄 이동제가 이용된다. 예를 들면, 1-도데칸티올, 메르캅토아세트산, 2-메르캅토에탄올, 티오글리콜산 2-에틸헥실, 2,3-디메르캅토-1-프로판올, 메르캅토프로피온산 에스테르류 등의 메르캅탄류 등을 들 수 있다. 이들 연쇄 이동제는 적절하게 단독 또는 병용하여 이용된다. 또한, 연쇄 이동제의 배합 비율은 모노머 성분 100중량부에 대하여 예를 들면, 0.3중량부 이하이며, 0.001∼0.3중량부인 것이 바람직하다.
이러한 유화 중합에 의해 (메트)아크릴계 폴리머 입자를 함유하는 에멀션(에멀션 입자로서 함유)으로서 조제할 수 있다. 이러한 에멀션형의 (메트)아크릴계 폴리머는 그 평균 입자 직경을 예를 들면, 0.05∼3㎛ 정도로 조정하는 것이 바람직하고, 0.05∼1㎛가 보다 바람직하다. 평균 입자 지름이 0.05㎛보다 작으면, 투명 수지층 형성재의 점도가 상승하는 경우가 있으며, 1㎛보다 크면, 입자 간의 융착성이 저하되어 응집력이 저하되는 경우가 있다.
또한, 상기 에멀션의 분산 안정성을 유지하기 위해, 상기 에멀션에 관한 (메트)아크릴계 폴리머가, 공중합성 모노머로서 카르복실기 함유 모노머 등을 함유 하는 경우에는 당해 카르복실기 함유 모노머 등을 중화하는 것이 바람직하다. 중화는 예를 들면, 암모니아, 수산화 알칼리 금속 등에 의해 이루어질 수 있다.
본 발명의 수계 에멀션 수지인 (메트)아크릴계 폴리머는 통상적으로 중량 평균 분자량은 10만 이상의 것이 바람직하고, 10만∼400만의 것이 내열성, 내습성의 점에서 보다 바람직하다. 단, 유화 중합으로 얻어지는 점착제는 일반적으로는 겔 분이 많고 GPC(겔ㆍ퍼미에이션ㆍ크로마토그래피)로 측정할 수 없으므로 분자량에 관한 실측정으로의 뒷받침이 어려운 경우가 많다.
본 발명의 수계 에멀션 수지인 (메트)아크릴계 폴리머의 유리 전이 온도(Tg)로서는, 특별히 한정되지 않지만, 0∼120℃인 것이 바람직하고, 10∼80℃가 더욱 바람직하다. (메트)아크릴계 폴리머의 유리 전이 온도(Tg)가 상기 범위 내에 있음으로써 편광판의 내열성의 점에서 바람직하다.
수계 에멀션 수지로서 이용할 수 있는 폴리우레탄 수지로서는 폴리우레탄 수지 또는 우레탄 프리폴리머가 이용된다. 폴리우레탄 수지는 폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분을 주성분으로 하여 얻어지는 폴리우레탄 또는 그 변성물이다. 우레탄 프리폴리머는 일반적으로는, 폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분을 주성분으로 하여 이루어지고, 말단에 이소시아네이트기 또는 블록화된 이소시아네이트기를 갖는다.
상기 폴리올 성분으로서는 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드, 테트라하이드로퓨란 등을 개환 중합한 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리옥시테트라메틸렌에테르글리콜 등의 폴리에테르폴리올류; 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 네오펜틸글리콜, 펜탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 옥탄디올, 1,4-부틴디올, 디프로필렌글리콜, 비스페놀A, 비스페놀A 프로필렌옥사이드 부가물, 비스페놀A 에틸렌옥사이드 부가물, 수소화 비스페놀A 등의 포화 또는 불포화의 각종 공지의 저분자 글리콜류; 나아가 당해 저분자 글리콜류와 아디프산, 말레산, 푸말산, 무수프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 호박산, 옥살산, 말론산, 글루타르산, 피멜산, 아젤라산, 세바신산, 수베르산 등의 이염기산 또는 이들에 대응하는 산무수물 등을 탈수 축합하여 얻어지는 폴리에스테르폴리올류; ε-카프로락톤, β-메틸-δ-발레로락톤 등의 락톤류를 개환 중합하여 얻어지는 폴리에스테르폴리올류; 그 밖에 폴리카보네이트폴리올류, 폴리부타디엔글리콜류 등의 일반적으로 폴리우레탄의 제조에 이용되는 각종 공지의 고분자 폴리올이 예시된다. 또한, 상기 저분자 글리콜 성분의 일부를 글리세린, 트리메틸올프로판, 트리메틸올에탄, 1,2,6-헥산트리올, 1,2,4-부탄트리올, 펜타에리트리톨, 소르비톨 등의 각종 폴리올로 할 수도 있다.
또한, 폴리이소시아네이트 화합물로서는 방향족, 지방족 또는 지환족의 각종 공지의 디이소시아네이트류를 사용할 수 있다. 예를 들면, 1,5-나프틸렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 4,4'-디페닐디메틸메탄디이소시아네이트, 4,4'-디벤질이소시아네이트, 디알킬디페닐메탄디이소시아네이트, 테트라알킬디페닐메탄디이소시아네이트, 1,3-페닐렌디이소시아네이트, 1,4-페닐렌디이소시아네이트, 톨릴렌디이소시아네이트, 부탄-1,4-디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소프로필렌디이소시아네이트, 메틸렌디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 시클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 크실렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 리신디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄-4,4'-디이소시아네이트, 1,3-비스(이소시아네이트메틸)시클로헥산, 메틸시클로헥산디이소시아네이트, m-테트라메틸크실렌디이소시아네이트나 다이머산의 카르복실기를 이소시아네이트기로 전화(轉化)한 다이머디이소시아네이트 등을 그 대표예로서 들 수 있다.
또한, 이소시아네이트기의 블록화제로서는 중아황산염류 및 술폰산기를 함유한 페놀류, 알코올류, 락탐류 옥심류 및 활성 메틸렌 화합물류 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서는 상기 폴리우레탄계 수지를 수계 에멀션 수지로서 이용할 수 있지만, 상기 폴리우레탄계 수지에 대한 수계 분산성 또는 용해성은 예를 들면, 폴리우레탄 수지 또는 우레탄프리폴리머 중에 카르복실산염 등의 친수기를 도입하거나 에틸렌옥사이드 부가물 등의 친수성부를 갖는 폴리올 성분을 사용함으로써 수행할 수 있다.
상기 수계 폴리우레탄 수지로서는 다이이치고교세이야쿠가부시키가이샤 제조의 슈퍼플렉스(SUPERFLEX) 150, 슈퍼플렉스 820, 슈퍼플렉스 870 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명에서 이용하는 수계 에멀션 도공액에는, 성막조제를 함유하여도 된다. 성막조제로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 하기 화학식 (2):
　　　　　R3-(CO)m-(OA) n-OR4
(식 중, R3은 수소 원자 또는 탄소수 1∼10의 탄화수소기이고, R4는 탄소수 1∼10의 탄화수소기이며, A는 탄소수 2 또는 3의 알킬렌기이고, n은 1∼60의 정수이며, m=0 또는 1이다. 단, R3이 수소 원자이고 m=1인 경우를 제외함)로 표시되는 글리콜에테르계 용제를 들 수 있다. 상기 R3, R4 에 관한 탄소수 1∼10의 탄화수소기로서는 예를 들면, 직쇄, 분지쇄, 혹은 환상의 알킬기 또는 알케닐기나, 방향족기, 나아가 이들을 조합한 것 등을 들 수 있다. OA는 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기이며, 이들은 혼합되어 랜덤체 또는 블록체로 되어 있어도 된다. 상기 화학식 (2)로 표시되는 글리콜에테르계 용제의 구체적인 예로서는 예를 들면, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 폴리프로필렌글리콜모노메틸에테르, 폴리에틸렌글리콜모노페닐에테르, 트리에틸아민, 텍사놀 등을 들 수 있다.
상기 성막조제의 배합 비율은 상기 수계 에멀션 수지(고형분) 100중량부에 대하여 0.1∼15중량부인 것이 바람직하고, 0.5∼10중량부인 것이 바람직하다.
본 발명에서 이용하는 수계 에멀션 수지를 포함하는 투명 수지층 형성재는 예를 들면, 상기 수분산형의 아크릴계 수지에 관한 수분산액에 상기 성막조제를 혼합함으로써 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에서 사용하는 투명 수지층 형성재의 고형 농도는 10중량％ 이상인 것이 바람직하고, 30중량％ 이상인 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 발명에서 이용하는 투명 수지층 형성재에는 필요에 따라서 가교제, 점도 조정제, 박리 조정제, 가소제, 연화제, 유리 섬유, 유리 비즈(glass beads), 금속 분말, 그 밖의 무기 분말 등으로 이루어지는 충전제, 안료, 착색제(안료, 염료 등), pH 조정제(산 또는 염기), 산화 방지제, 자외선 흡수제, 실란 커플링제 등을 또한 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위에서 각종의 첨가제를 적절하게 사용할 수도 있다. 이들 첨가제도 에멀션으로서 배합할 수 있다.
상기 투명 수지층은 상기 형성재를 편광자의 표면(예를 들면, 수지 기재를 갖지 않은 면)에 도포하여 건조함으로써 형성할 수 있다. 상기 형성재의 도포는 건조 후의 두께가 0.2㎛ 이상 3㎛ 이하가 되도록 수행하는 것이 바람직하다. 도포 조작은 특별히 제한되지 않고, 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 롤 코트법, 스핀 코트법, 와이어 바 코트법, 딥 코트법, 다이 코트법, 커튼 코트법, 스프레이 코트법, 나이프 코트법(콤마 코트법 등) 등 각종 수단을 채용할 수 있다. 건조 온도는 통상적으로 60∼120℃인 것이 바람직하고, 나아가 70∼100℃인 것이 바람직하다. 건조 시간은 10∼300초인 것이 바람직하고, 나아가 20∼120초인 것이 바람직하다.
＜저반사 처리층＞
저반사 처리층은 각종 수단으로 형성할 수 있다. 본 발명의 편광 필름은 저반사 처리층의 반사율이 2％ 이하인 경우에 흑색 표시시의 색상 변화를 억제하는데 바람직하다. 상기 반사율은 1.8％ 이하, 나아가 1.5％ 이하인 경우에 바람직하게 적용할 수 있다. 반사율의 측정은 실시예의 기재에 의한다.
상기 저반사 처리층의 형성 재료로서는 예를 들면, 실록산 성분을 갖는 화합물을 들 수 있다. 당해 화합물로서는 예를 들면, 가수분해성 알콕시실란을 들 수 있다. 또한, 저반사 처리층의 형성 재료로서는 플루오로알킬 구조 및 폴리실록산 구조를 갖는 화합물을 들 수 있다. 또한, 저반사 처리층의 형성 재료에는 산화 티탄, 산화 지르코늄, 산화 규소, 불화 마그네슘 등의 무기 재료를 이용할 수 있다. 상기 무기 재료는 무기 미립자로서 이용할 수 있다. 이들 재료는 복수를 조합하여 이용할 수 있다.
또한, 상기 저반사 처리층은 단층으로 형성할 수 있지만, 복수층으로 설계할 수도 있다. 또한, 상기 저반사 처리층은 기재 필름이나, 투명 기체에 설치한 것을 이용할 수 있다. 또한, 상기 저반사 처리층은 하드 코트층의 기재상에 형성하여 반사 방지 효과를 발현시키는 것이 가능하다. 또한, 상기 저반사 처리층은 시인성의 향상을 목적으로 한 방현(防眩) 처리층에 설치할 수 있다. 상기 저반사 처리층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 통상적으로는 0.1∼15㎛ 정도이다.
＜기재 필름＞
상기 기재 필름을 구성하는 재료로서는 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차단성, 등방성 등이 우수한 것이 바람직하다. 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 폴리머, 디아세틸셀룰로오스나 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 폴리머, 폴리스티렌이나 아크릴로니트릴ㆍ스티렌 공중합체(AS수지) 등의 스티렌계 폴리머, 폴리카보네이트계 폴리머 등을 들 수 있다. 또한, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 내지는 노보넨(norbornene) 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌ㆍ프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀계 폴리머, 염화비닐계 폴리머, 나일론이나 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 폴리머, 이미드계 폴리머, 술폰계 폴리머, 폴리에테르술폰계 폴리머, 폴리에테르에테르케톤계 폴리머, 폴리페닐렌술피드계 폴리머, 비닐알코올계 폴리머, 염화비닐리덴계 폴리머, 비닐부티랄계 폴리머, 아릴레이트계 폴리머, 폴리옥시메틸렌계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 또는 상기 폴리머의 블렌드물 등도 상기 보호 필름을 형성하는 폴리머의 예로서 들 수 있다.
또한, 기재 필름 중에는 임의의 적절한 첨가제가 1종류 이상 포함되어 있어도 된다. 첨가제로서는 예를 들면, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 활제, 가소제, 이형제, 착색 방지제, 난연제, 핵제, 대전 방지제, 안료, 착색제 등을 들 수 있다. 보호 필름 중의 상기 열가소성 수지의 함유량은 바람직하게는 50∼100중량％, 보다 바람직하게는 50∼99중량％, 더욱 바람직하게는 60∼98중량％, 특히 바람직하게는 70∼97중량％이다. 기재 필름 중의 상기 열가소성 수지의 함유량이 50중량％ 이하인 경우, 열가소성 수지가 본래 갖는 고투명성 등이 충분히 발현되지 않을 우려가 있다.
기재 필름의 두께는 적절하게 결정할 수 있지만, 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성, 박층성 등의 점에서 1∼500㎛ 정도이다. 특히 1∼300㎛가 바람직하고, 5∼200㎛가 보다 바람직하며, 나아가 5∼150㎛, 특히, 20∼100㎛의 박형의 경우에 특히 바람직하다.
상기 기재 필름의 제1 투명 수지층을 접착시키지 않는 면에는 하드 코트층, 반사 방지층, 스티킹 방지층, 확산층 내지 안티글레어층 등의 기능층을 설치할 수 있다. 또한, 상기 하드 코트층, 반사 방지층, 스티킹 방지층, 확산층이나 안티글레어층 등의 기능층은 보호 필름 그 자체에 설치할 수 있는 것 외에, 별도로 보호 필름과는 별체(別體)의 것으로서 설치할 수도 있다.
＜개재층＞
상기 기재 필름과 제1 투명 수지층은 접착제층, 점착제층, 언더코트층(프라이머층) 등의 개재층을 개재하여 적층된다. 이때, 개재층에 의해 양자를 공기 간극 없이 적층하는 것이 바람직하다.
접착제층은 접착제에 의해 형성된다. 접착제의 종류는 특별히 제한되지 않고, 여러 가지의 것을 이용할 수 있다. 상기 접착제층은 광학적으로 투명하면 특별히 제한되지 않고, 접착제로서는 수계, 용제계, 핫멜트계, 활성 에너지선 경화형 등의 각종 형태인 것이 이용될 수 있지만, 수계 접착제 또는 활성 에너지선 경화형 접착제가 바람직하다.
수계 접착제로서는 이소시아네이트계 접착제, 폴리비닐알코올계 접착제, 젤라틴계 접착제, 비닐계 라텍스계, 수계 폴리에스테르 등을 예시할 수 있다. 수계 접착제는 통상적으로 수용액으로 이루어지는 접착제로서 이용되고, 통상적으로 0.5∼60중량％의 고형분을 함유하여 이루어진다.
활성 에너지선 경화형 접착제는 전자선, 자외선(라디칼 경화형, 양이온 경화형) 등의 활성 에너지선에 의해 경화가 진행되는 접착제이며, 예를 들면, 전자선 경화형, 자외선 경화형의 양태로 이용할 수 있다. 활성 에너지선 경화형 접착제는 예를 들면, 광 라디칼 경화형 접착제를 이용할 수 있다. 광 라디칼 경화형의 활성 에너지선 경화형 접착제를 자외선 경화형으로서 이용할 경우에는 당해 접착제는 라디칼 중합성 화합물 및 광중합 개시제를 함유한다.
접착제의 도공 방식은 접착제의 점도나 목적으로 하는 두께에 따라 적절하게 선택된다. 도공 방식의 예로서 예를 들면, 리버스 코터, 그라비어 코터(다이렉트 리버스나 오프셋), 바 리버스 코터, 롤 코터, 다이 코터, 바 코터, 로드 코터 등을 들 수 있다. 그 밖에, 도공에는 디핑 방식 등의 방식을 적절하게 사용할 수 있다.
또한, 상기 접착제의 도공은 수계 접착제 등을 이용할 경우에는 최종적으로 형성되는 접착제층의 두께가 30∼300㎚가 되도록 수행하는 것이 바람직하다. 상기 접착제층의 두께는 더욱 바람직하게는 60∼250㎚이다. 한편, 활성 에너지선 경화형 접착제를 이용할 경우에는 상기 접착제층의 두께는 0.1∼200㎛가 되도록 수행하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.5∼50㎛, 더욱 바람직하게는 0.5∼10㎛이다.
또한, 편광자와 보호 필름의 적층에 있어서, 보호 필름과 접착제층의 사이에는 이접착층을 설치할 수 있다. 이접착층은 예를 들면, 폴리에스테르 골격, 폴리 에테르 골격, 폴리카보네이트 골격, 폴리우레탄 골격, 실리콘계, 폴리아미드 골격, 폴리이미드 골격, 폴리비닐알코올 골격 등을 갖는 각종 수지에 의해 형성할 수 있다. 이들 폴리머 수지는 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 또한, 이접착층의 형성에는 다른 첨가제를 첨가하여도 된다. 구체적으로는 추가로 점착 부여제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 내열 안정제 등의 안정제 등을 이용하여도 된다.
이접착층은 통상적으로 보호 필름에 미리 설치하여 두고, 당해 보호 필름의 이접착층 측과 편광자를 접착제층에 의해 적층한다. 이접착층의 형성은 이접착층의 형성재를 보호 필름상에 공지의 기술에 의해 도공, 건조함으로써 이루어진다. 이접착층의 형성재는 건조 후의 두께, 도공의 원활성 등을 고려하여 적당한 농도로 희석한 용액으로 통상적으로 조정된다. 이접착층은 건조 후의 두께는 바람직하게는 0.01∼5㎛, 더욱 바람직하게는 0.02∼2㎛, 더욱 바람직하게는 0.05∼1㎛이다. 또한, 이접착층은 복수층 설치할 수 있지만, 이 경우에도 이접착층의 총 두께는 상기 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다.
점착제층은 점착제로 형성된다. 점착제로서는 각종의 점착제를 이용할 수 있으며, 예를 들면, 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 우레탄계 점착제, 비닐알킬에테르계 점착제, 폴리비닐피롤리돈계 점착제, 폴리아크릴아미드계 점착제, 셀룰로오스계 점착제 등을 들 수 있다. 상기 점착제의 종류에 따라, 점착성의 베이스 폴리머가 선택된다. 상기 점착제 중에서도 광학적 투명성이 우수하고 적절한 습윤성과 응집성과 접착성의 점착 특성을 나타내며, 내후성이나 내열성 등이 우수한 점에서 아크릴계 점착제가 바람직하게 사용된다.
언더코트층(프라이머층)은 편광자와 보호 필름의 밀착성을 향상시키기 위해 형성된다. 프라이머층을 구성하는 재료로서는 기재 필름과 폴리비닐알코올계 수지층의 양쪽에 어느 정도 강한 밀착력을 발휘하는 재료라면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 투명성, 열 안정성, 연신성 등이 우수한 열가소성 수지 등이 이용된다. 열가소성 수지로서는 예를 들면, 아크릴계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리비닐알코올계 수지 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
＜점착제층＞
상기 편광 필름에는 점착제층을 설치하여, 점착제층 부착 편광 필름으로서 이용할 수 있다. 점착제층은 편광 필름의 제1 투명 수지층을 설치하지 않은 측에 설치할 수 있다. 또한, 기재 필름을 갖는 경우에는 기재 필름에 점착제층을 설치할 수 있다(도 2(C)의 점착제층(5)). 점착제층 부착 편광 필름의 점착제층에는 세퍼레이터를 설치할 수 있다.
점착제층의 형성에는 적절한 점착제를 이용할 수 있으며, 그 종류에 대하여 특별히 제한은 없다. 점착제로서는 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 우레탄계 점착제, 비닐알킬에테르계 점착제, 폴리비닐알코올계 점착제, 폴리비닐피롤리돈계 점착제, 폴리아크릴아미드계 점착제, 셀룰로오스계 점착제 등을 들 수 있다.
이들 점착제 중에서도 광학적 투명성이 우수하고, 적절한 습윤성과 응집성과 접착성의 점착 특성을 나타내며, 내후성이나 내열성 등이 우수한 것이 바람직하게 사용된다. 이러한 특징을 나타내는 것으로서 아크릴계 점착제가 바람직하게 사용된다.
점착제층을 형성하는 방법으로서는 예를 들면, 상기 점착제를 박리 처리한 세퍼레이터 등에 도포하고, 중합 용제 등을 건조 제거하여 점착제층을 형성한 후에 전사하는 방법, 또는 상기 점착제를 직접 도포하고, 중합 용제 등을 건조 제거하여 점착제층을 편광자 등에 형성하는 방법 등에 의해 제작된다. 또한, 점착제의 도포에 있어서는 적절하게 중합 용제 이외의 1종 이상의 용제를 새롭게 첨가하여도 된다.
박리 처리한 세퍼레이터로서는 실리콘 박리 라이너가 바람직하게 이용된다. 이러한 라이너상에 본 발명의 점착제를 도포, 건조시켜 점착제층을 형성하는 공정에 있어서, 점착제를 건조시키는 방법으로서는 목적에 따라 적당, 적절한 방법이 채용될 수 있다. 바람직하게는 상기 도포막을 과열 건조하는 방법이 이용된다. 가열 건조 온도는 바람직하게는 40℃∼200℃이며, 더욱 바람직하게는 50℃∼180℃이고, 특히 바람직하게는 70℃∼170℃이다. 가열 온도를 상기의 범위로 함으로써 우수한 점착 특성을 갖는 점착제를 얻을 수 있다.
건조 시간은 적당, 적절한 시간이 채용될 수 있다. 상기 건조 시간은 바람직하게는 5초∼20분, 더욱 바람직하게는 5초∼10분, 특히 바람직하게는 10초∼5분이다.
점착제층의 형성 방법으로서는 각종 방법이 이용된다. 구체적으로는 예를 들면, 롤 코트, 키스 롤 코트, 그라비아 코트, 리버스 코트, 롤 브러싱, 스프레이 코트, 딥 롤 코트, 바 코트, 나이프 코트, 에어 나이프 코트, 커튼 코트, 립 코트, 다이 코터 등에 의한 압출 코트법 등의 방법을 들 수 있다.
점착제층의 두께는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 1∼100㎛ 정도이다. 바람직하게는 2∼50㎛, 보다 바람직하게는 2∼40㎛이며, 더욱 바람직하게는 5∼35㎛이다.
상기 점착제층이 노출되는 경우에는 실용에 제공될 때까지 박리 처리한 시트(세퍼레이터)로 점착제층을 보호하여도 된다.
세퍼레이터의 구성 재료로서는 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에스테르필름 등의 플라스틱 필름, 종이, 직물, 부직포 등의 다공질 재료, 네트, 발포 시트, 금속박 및 이들의 라미네이트체 등의 적절한 박엽체(薄葉體) 등을 들 수 있지만, 표면 평활성이 우수한 점에서 플라스틱 필름이 바람직하게 이용된다.
이 플라스틱 필름으로서는 상기 점착제층을 보호할 수 있는 필름이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리부텐 필름, 폴리부타디엔 필름, 폴리메틸펜텐 필름, 폴리염화비닐 필름, 염화비닐 공중합체 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리부틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리우레탄 필름, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 필름 등을 들 수 있다.
상기 세퍼레이터의 두께는 통상적으로 5∼200㎛, 바람직하게는 5∼100㎛ 정도이다. 상기 세퍼레이터에는 필요에 따라서 실리콘계, 불소계, 장쇄 알킬계 혹은 지방산 아미드계의 이형제, 실리카 분말 등에 의한 이형 및 오염 방지 처리나 도포형, 니딩(kneading)형, 증착형 등의 대전 방지 처리도 할 수도 있다. 특히, 상기 세퍼레이터의 표면에 실리콘 처리, 장쇄 알킬 처리, 불소 처리 등의 박리 처리를 적절하게 수행함으로써 상기 점착제층으로부터의 박리성을 더욱 높일 수 있다.
＜표면 보호 필름＞
편광 필름에는 표면 보호 필름을 설치할 수 있다. 표면 보호 필름은 통상적으로 기재 필름 및 점착제층을 가지며, 당해 점착제층을 개재하여 편광자를 보호한다.
표면 보호 필름의 기재 필름으로서는 검사성이나 관리성 등의 관점에서 등방성을 갖는 또는 등방성에 가까운 필름 재료가 선택된다. 그 필름 재료로서는 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 등의 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스계 수지, 아세테이트계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, 아크릴계 수지와 같은 투명한 폴리머를 들 수 있다. 이들 중에서도 폴리에스테르계 수지가 바람직하다. 기재 필름은 1종 또는 2종 이상의 필름 재료의 라미네이트체로서 이용할 수도 있으며, 또한 상기 필름의 연신물을 이용할 수도 있다. 기재 필름의 두께는 일반적으로는 500㎛ 이하, 바람직하게는 10∼200㎛이다.
표면 보호 필름의 점착제층을 형성하는 점착제로서는 (메트)아크릴계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에테르, 불소계나 고무계 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 점착제를 적절하게 선택하여 이용할 수 있다. 투명성, 내후성, 내열성 등의 관점에서 아크릴계 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 아크릴계 점착제가 바람직하다. 점착제층의 두께(건조 막 두께)는 필요로 하는 점착력에 따라 결정된다. 통상적으로 1∼100㎛정도, 바람직하게는 5∼50㎛이다.
또한, 표면 보호 필름에는 기재 필름에서의 점착제층을 설치한 면의 반대 면에 실리콘 처리, 장쇄 알킬 처리, 불소 처리 등의 저접착성 재료에 의해 박리 처리층을 설치할 수 있다.
[실시예]
이하에, 본 발명을 실시예를 들어 설명하지만, 본 발명은 이하에 나타낸 실시예로 제한되는 것은 아니다. 또한, 각 예 중의 부 및 ％는 모두 중량 기준이다. 이하에 특별히 규정이 없는 실온 방치 조건은 모두 23℃ 65％RH이다.
＜광학 필름 적층체(A)의 제작＞
흡수율 0.75％, TG 75℃의 비정질의 이소프탈산 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트(IPA 공중합 PET) 필름(두께: 100㎛) 기재의 편면에 코로나 처리를 실시하고, 이 코로나 처리면에, 폴리비닐알코올(중합도 4200, 비누화도 99.2몰％) 및 아세트아세틸 변성 PVA(중합도 1200, 아세트아세틸 변성도 4.6％, 비누화도 99.0몰％ 이상, 니혼고세이카가쿠코교가부시키가이샤(Nippon Synthetic Chemical Industry Co, Ltd) 제조, 상품명 “고세파이머(GOHSEFIMER) Z200”)를 9:1의 비율로 포함하는 수용액을 25℃에서 도포 및 건조하여 두께 11㎛의 PVA계 수지층을 형성하여 적층체를 제작하였다.
얻어진 적층체를 120℃의 오븐 내에서 원주 속도가 상이한 롤 사이에서 세로 방향(길이 방향)으로 2. 0배로 자유단 1축 연신하였다(공중 보조 연신 처리).
이어서, 적층체를 액체 온도 30℃의 불용화욕(물 100중량부에 대하여, 붕산을 4중량부 배합하여 얻어진 붕산 수용액)에 30초간 침지시켰다(불용화 처리).
이어서, 액체 온도 30℃의 염색욕에 편광판이 소정의 투과율이 되도록 요오드 농도, 침지 시간을 조정하면서 침지시켰다. 본 실시예에서는 물 100중량부에 대하여, 요오드를 0.2중량부 배합하고, 요오드화칼륨을 1.0중량부 배합하여 얻어진 요오드 수용액에 60초간 침지시켰다(염색 처리).
이어서, 액체 온도 30℃의 가교욕(물 100중량부에 대하여, 요오드화칼륨을 3중량부 배합하고, 붕산을 3중량부 배합하여 얻어진 붕산 수용액)에 30초간 침지시켰다(가교 처리).
그 후, 적층체를 액체 온도 70℃의 붕산 수용액(물 100중량부에 대하여, 붕산을 4중량부 배합하고, 요오드화칼륨을 5중량부 배합하여 얻어진 수용액)에 침지시키면서 원주 속도가 상이한 롤 사이에서 세로 방향(길이 방향)으로 총 연신 배율이 5.5배가 되도록 1축 연신을 수행하였다(수중 연신 처리).
그 후, 적층체를 액체 온도 30℃의 세정욕(물 100중량부에 대하여, 요오드화칼륨을 4중량부 배합하여 얻어진 수용액)에 침지시켰다(세정 처리).
이상에 의해, 두께 5㎛의 편광자를 포함하는 광학 필름 적층체(A)를 얻었다. 얻어진 광학 필름 적층체(A)의 광학 특성은 투과율 42.8％, 편광도 99.99％이었다.
＜편광자의 단체 투과율(T) 및 편광도(P)＞
얻어진 편광자를 포함하는 광학 필름 적층체(A)의 단체 투과율(T) 및 편광도(P)를 적분구 부착 분광 투과율 측정기(무라카미 색채 기술 연구소의 Dot-3 c)를 이용하여 측정하였다.
또한, 편광도(P)는 2장의 동일한 편보호 편광 필름을 양자의 투과축이 평행이 되도록 중첩시킨 경우의 투과율(평행 투과율: Tp) 및 양자의 투과축이 직교하도록 중첩시킨 경우의 투과율(직교 투과율: Tc)을 이하의 식에 적용함으로써 구해지는 것이다. 편광도(P)(％)≥{Tp-Tc)/(Tp＋Tc)}1/2×100
각 투과율은 글랜 테일러(Glan Taylor) 프리즘 편광자를 통해 얻어진 완전 편광을 100％로 하여 JIS　Z8701의 2도 시야(C광원)에 의해 시감도 보정한 Y값으로 나타낸 것이다.
＜광학 필름 적층체(B)의 제작＞
광학 필름 적층체(A)의 제작에 있어서, 두께 15㎛의 PVA계 수지층을 형성한 것 이외에는 광학 필름 적층체(A)의 제작 방법과 동일하게 하여 광학 필름 적층체(B)를 얻었다. 얻어진 편광자의 두께는 7㎛이었다.
＜폴리비닐알코올(PVA)계 형성재＞
중합도 2500, 비누화도 99.0몰％의 폴리비닐알코올 수지를 순수(純水)에 용해하여 고형분 농도 4중량％의 수용액을 조제하였다.
제조예 1
＜아크릴계 에멀션의 형성재(A)＞
(모노머 에멀션의 조제)
용기에 표 1에 기재된 모노머 성분을 첨가하여 혼합하였다. 이어서, 조제한 모노머 성분 200부에 대하여 반응성 계면 활성제인 아크아론 HS-10(다이이치고교세이야쿠가부시키가이샤 제조) 12부, 이온 교환수 127부를 첨가하고, 호모 믹서(HOMO MIXER)[도쿠슈기카고교가부시키가이샤((Tokushu Kika Kogyo K.K.) 제조]를 이용하여 5분간, 6000(rpm)으로 교반하고, 강제 유화하여 모노머 에멀션(A-1)을 조제하였다.
다른 용기에 상기 비율로 조제한 모노머 성분 600부에 대하여 반응성 계면 활성제인 아크아론 HS-10(다이이치고교세이야쿠가부시키가이샤 제조) 12부, 이온 교환수 382부를 첨가하고, 호모 믹서(도쿠슈기카고교가부시키가이샤 제조)를 이용하여 5분간, 6000(rpm)으로 교반하고, 강제 유화하여 모노머 에멀션(A-2)을 조제하였다.
[형성재(A)의 조제]
냉각관, 질소 도입관, 온도계, 적하 깔때기(Dropping funnel) 및 교반 날개를 구비한 반응 용기에 상기에서 조제한 모노머 에멀션(A-1) 339부 및 이온 교환수 442부를 투입하고, 이어서, 반응 용기를 충분히 질소 치환한 후, 과황산암모늄 0.6부를 첨가하고 교반하면서 60℃에서 1시간 중합하였다. 이어서, 모노머 에멀션(A-2) 994부를, 반응 용기를 60℃로 유지한 채 이에 3시간 걸쳐서 적하하고, 그 후, 3시간 중합하여 고형분 농도 46.0％의 폴리머 에멀션을 얻었다. 이어서, 상기 폴리머 에멀션을 실온까지 냉각한 후, 이에 농도 10％의 암모니아수를 첨가하여 pH를 8로 중화하였다. 추가로, 그 중화한 폴리머 에멀션 100부에, 성막조제로서 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트 4.6부를 첨가, 혼합하여 고형분 44.0％의 아크릴계 에멀션의 형성재(B)를 얻었다.
투명수지층
형성재		 모노머 성분 조성(부) 수평균
분자량
(Mn)		 중량평균
분자량
(Mw)
메타크릴산 아크릴산
알킬에스테르		 메타크릴산
알킬에스테르
MAA EA BA MM
제조예 1 아크릴Em A - 10 53 36 2.0E＋04 2.4E＋05
표 1 중의 약기(略記)는 각각 이하와 같다.
MAA: 메타크릴산
BA: 아크릴산 부틸
EA: 아크릴산 에틸
MM: 메타크릴산 메틸
＜하드 코트의 형성 재료(1)와 그 형성＞
도공액에 포함되는 수지로서 자외선 경화형 우레탄 아크릴레이트 수지(닛폰고세이카가쿠고교가부시키가이샤(The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.) 제조, 상품명 “UV1700B”, 고형분 100％) 70 중량부 및, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트를 주성분으로 하는 다관능 아크릴레이트(오사카유키카가쿠고교가부시키가이샤(Osaka Organic Chemical Industry Ltd.) 제조, 상품명 “비스코트(Viscoat)＃300”, 고형분 100％) 30 중량부를 준비하였다. 상기 수지의 수지 고형분 100중량부 당, 상기 입자로서 아크릴과 스티렌의 공중합 입자(세키스이카세이힌고교가부시키가이샤(SEKISUI PLASTICS CO.,Ltd.）제조, 상품명 “테크폴리머(techpolymer)”, 중량 평균 입자 직경: 3.0㎛, 굴절률: 1.52)를 2중량부, 상기 틱소트로피 부여제로서 유기 점토인 합성스멕타이트(코프케미칼가부시키가이샤(Co-op Chemical Co., Ltd.）제조, 상품명 “루센타이트(Lucentite) SAN”)를 0.4 중량부, 광중합 개시제(BASF주식회사 제조, 상품명 “이르가큐어(IRGACURE) 907”)를 3 중량부, 레벨링제(DIC가부시키가이샤(DIC Corporation) 제조, 상품명 “PC4100”, 고형분 10％)를 0.5중량부 혼합하였다. 또한, 상기 유기 점토는 톨루엔으로 고형분이 6％가 되도록 희석하여 이용하였다. 이 혼합물을 고형분 농도가 50 중량％가 되도록 톨루엔/시클로펜타논(CPN) 혼합 용매(중량비 80/20)로 희석하고 초음파 분산기를 이용하여 도공액을 조제하였다. 경화 후의 하드 코트의 두께가 7.0㎛가 되도록 도막을 형성하였다. 이어서, 90℃에서 2분간 건조하고, 그 후, 고압 수은 램프로 적산 광량 300mJ/㎠의 자외선을 조사하여 상기 도막을 경화 처리하였다.
＜하드 코트의 형성 재료(2)와 그 형성＞
우레탄 아크릴레이트를 주성분으로 하는 자외선 경화형 수지 모노머 또는 올리고머가 아세트산 부틸에 용해된 수지 용액(DIC가부시키가이샤 제조, 상품명 “유니딕(UNIDIC) 17-806”, 고형분 농도 80％)에 그 용액 중의 고형분 100부 당, 광중합 개시제(치바ㆍ재팬가부시키가이샤 제조, 제품명 “이르가큐어 907”)를 5부, 레벨링제(DIC가부시키가이샤 제조, 제품명 “그랜딕(GRANDIC)　PC4100”)를 0.01 부 첨가하였다. 상기 용액 중의 고형분 농도가 36％가 되도록 상기 배합액에 시클로펜타논(이하, “CPN”이라고 기재함)과 프로필렌글리콜모노메틸에테르(이하, “PGM”이라고 기재함)를 45:55의 비율로 첨가하였다. 이와 같이 하여 하드 코트층을 형성하기 위한 하드 코트층 형성 재료를 제작하였다. 경화 후의 하드 코트의 두께가 7.5㎛가 되도록 도막을 형성하였다. 이어서, 90℃에서 1분간 건조하고, 그 후, 고압 수은 램프로 적산 광량 300 mJ/㎠의 자외선을 조사하여 상기 도막을 경화 처리하였다.
＜저반사 처리층의 형성 재료(3)과 그 형성＞
펜타에리트리톨트리아크릴레이트를 주성분으로 하는 다관능 아크릴레이트(오사카유키카가쿠고교가부시키가이샤 제조, 상품명 “비스코트＃300”, 고형분 100％)의 고형분 100부 당, 광중합 개시제(치바ㆍ재팬가부시키가이샤 제조, 제품명 “이르가큐어 907”)를 5부, 중공 실리카졸(닛키쇼쿠바이카세이가부시키가이샤(JGC Catalysts and Chemicals Ltd.) 제조, 상품명 “스루리아(THRULYA) 4320”, 고형분 20％)을 사용하고, 고형분 농도가 2.0％, 경화막의 굴절률: 1.40이 되도록 MIBK(메틸이소부틸케톤)로 희석 혼합하여 반사 방지층 형성용 도공액을 조정하였다. 경화의 두께가 100㎚가 되도록 도막을 형성하였다. 이어서, 60℃에서 1분간 건조하고, 그 후, 고압 수은 램프로 적산 광량 300 mJ/㎠의 자외선을 조사하여 상기 도막을 경화 처리하였다.
＜저반사 처리층의 형성 재료(4)와 그 형성＞
펜타에리트리톨트리아크릴레이트를 주성분으로 하는 다관능 아크릴레이트(오사카유키카가쿠고교가부시키가이샤 제조, 상품명 “비스코트＃300”, 고형분 100％)의 고형분 100부 당, 광중합 개시제(치바ㆍ재팬가부시키가이샤 제조, 제품명 “이르가큐어 907”)를 5부, 중공 실리카졸(닛키쇼쿠바이카세이가부시키가이샤 제조, 상품명 “스루리아 4320”, 고형분 20％)을 사용하고, 고형분 농도가 2.0％, 경화 막의 굴절률: 1.35가 되도록 MIBK(메틸이소부틸케톤)로 희석 혼합하여 반사 방지층 형성용 도공액을 조정하였다. 경화의 두께가 100㎚가 되도록 도막을 형성하였다. 이어서, 60℃에서 1분간 건조하고, 그 후, 고압 수은 램프로 적산 광량 300mJ/㎠의 자외선을 조사하여 상기 도막을 경화 처리하였다.
＜저반사 처리층의 형성 재료(5)와 그 형성＞
펜타에리트리톨트리아크릴레이트를 주성분으로 하는 다관능 아크릴레이트(오사카유키카가쿠고교가부시키가이샤 제조, 상품명 “비스코트＃300”, 고형분 100％)의 고형분 100부 당, 광중합 개시제(치바ㆍ재팬가부시키가이샤 제조, 제품명 “이르가큐어 907”)를 5부, 중공 실리카졸(닛키쇼쿠바이카세이가부시키가이샤 제조, 상품명 “스루리아 4320”, 고형분 20％)을 사용하고, 고형분 농도가 2.0％, 경화 막의 굴절률: 1.30이 되도록 MIBK(메틸이소부틸케톤)로 희석 혼합하여 반사 방지층 형성용 도공액을 조정하였다. 경화의 두께가 100㎚가 되도록 도막을 형성하였다. 이어서, 60℃에서 1분간 건조하고, 그 후, 고압 수은 램프로 적산 광량 300mJ/㎠의 자외선을 조사하여 상기 도막을 경화 처리하였다.
＜저반사 처리층의 형성 재료(6)과 그 형성＞
펜타에리트리톨트리아크릴레이트를 주성분으로 하는 다관능 아크릴레이트(오사카유키카가쿠고교가부시키가이샤 제조, 상품명 “비스코트＃300”, 고형분 100％)의 고형분 100부 당, 광중합 개시제(치바ㆍ재팬가부시키가이샤 제조, 제품명 “이르가큐어 907”)를 5부, 산화 지르코늄 함유 아크릴레이트(JSR가부시키가이샤(JSR Corporation) 제조, 상품명 “KZ6661”, 고형분 50％)를 사용하고, 고형분 농도가 2.0％, 경화 막의 굴절률: 1.62가 되도록 MIBK(메틸이소부틸케톤)로 희석 혼합하여 반사 방지층 형성용 도공액을 조정하였다. 경화의 두께가 80㎚가 되도록 도막을 형성하였다. 이어서, 60℃에서 1분간 건조하고, 그 후, 고압 수은 램프로 적산 광량 300mJ/㎠의 자외선을 조사하여 상기 도막을 경화 처리하였다.
＜굴절률 측정＞
JIS　K0062-1992로 굴절률을 구하였다.
실시예 1
(투명 수지층의 형성)
상기 광학 필름 적층체(A)의 편광자의 표면에 25℃로 조정한 상기 폴리비닐알코올계 형성재(A)를 와이어 바 코터로 건조 후의 두께(상용층을 포함하지 않음)가 1.0㎛가 되도록 도포한 후, 80℃에서 30초간 열풍 건조하여 투명 수지층을 형성하여 편광 필름을 제작하였다.
(저반사 처리층의 형성)
상기 하드 코트층 형성 재료(1)을 투명 플라스틱 필름 기재(트리아세틸셀룰로오스필름, 후지필름 가부시키가이샤(FUJIFILM Corporation) 제조, 상품명 “후지테크(FUJITAC)”, 두께: 40㎛, 굴절률 :1.49)상에 도포하고, 하드 코트 도막을 형성하였다. 이어서, 저반사 처리층 형성 재료(3)를 하드 코트층상에 도포하고, 저반사층을 형성하여 저반사 처리층을 갖는 기재 필름을 얻었다.
(반사율)
기재 필름의 저반사 처리층이 형성되어 있지 않은 면에 미츠비시 레이욘가부시키가이샤(MITSUBISHI RAYON CO.,LTD) 제조의 흑색 아크릴판(두께 2.0mm)을 두께 약 20㎛의 점착제로 첩합하여 이면의 반사를 없앤 것에 대하여, 표면(저반사 처리층)의 반사율을 측정하였다. 반사율은 니혼분코가부시키가이샤(JASCO Corporation）제조의 분광 광도계(상품명: U-4100)를 이용하여 적분구 측정에 의한 분광 반사율을 측정하였다. C광원/2°시야의 전체 반사율 Y값과 색상 a값, 색상 b값을 구하였다.
이어서, 상기에서 얻어진 편광 필름의 투명 수지층의 측에 저반사 처리층을 갖는 기재 필름을 두께 12㎛의 점착제층에 의해 첩합하여 저반사 처리층 부착의 편광 필름을 제작하였다.
실시예 2∼10, 비교예 1∼6, 참고예 1
실시예 1에 있어서, 투명 수지층의 형성재의 종류, 투명 수지층의 두께를 표 2에 나타내는 바와 같이 변경한 것, 저반사 처리층의 형성 재료를 표 2에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 편광 필름을 제작하였다.
또한, 표 2에 나타내는 바와 같이, 실시예 9, 비교예 5에서는 저반사 처리층을 2층 형성하였다. 비교예 1∼5에서는 투명 수지층을 형성하지 않고 저반사 처리층을 형성하였다. 참고예 1에서는 저반사 처리층의 형성재를 이용하지 않았다.
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 편광 필름에 대하여 하기 평가를 수행하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
＜상용층의 두께의 확인＞
상용층의 두께는 가스 클러스터 이온 건(gas cluster ion gun)이 탑재된 TOF-SIMS로 측정하였다. 편광 필름(샘플)의 투명 수지층(상용층을 포함하지 않음)의 막 두께는 미리 주사형 전자 현미경으로 정확한 막 두께를 산출한 수치를 사용하였다. 편광 필름(샘플)의 투명 수지층 측에서 편광자 측을 향해 아르곤 클러스터로 에칭하면서 수심 곡선(depth profile)을 관찰하고, 편광자 유래의 “BO2 - 이온”(이온 강도)을 추출하였다. 투명 수지층 측으로부터의 깊이(㎚)와 “BO2 - 이온”(이온 강도)에 대하여 도 4에 나타내는 바와 같은 그래프를 작성하였다. 전자 현미경으로부터 얻어진 투명 수지층의 막 두께를 “B”, 편광자 측에서 투명 수지층 측을 향해 “BO2 - 이온”이 감소하기 시작하는 곳을 “A”라고 하고, “A-B 사이의 거리”를 상용층의 두께로 하였다. 실시예 1에 관해서 주사형 전자 현미경으로 막 두께를 계측하였는데, 편광자의 두께가 5.0㎛인 것에 대하여 투명 수지층의 두께는 1.0㎛이었다. 또한, TOF-SIMS로 투명 수지층 측에서 에칭하면서 이온 강도를 측정한 결과, 도 4에 나타내는 바와 같은 그래프를 얻었다. 도 4의 투명 수지층 중의 “BO2 - 이온”강도는 0.8인 것에 대하여 편광자 중의 “BO2 - 이온”강도는 3.5이었다. 또한 도 4에 나타내는 바와 같이 A-B 사이에는 “BO2 - 이온”강도의 구배가 되어 있었다. “A-B 사이의 거리”를 아르곤 클러스터의 에칭 속도로부터 환산하면, 상용층의 두께는 0.1㎛이었다. 또한, 투명 수지층 측의 “BO2 - 이온”강도 0.8의 부분을 실시예에 기재된 FTIR을 이용한 붕산 함유량 측정을 수행하였는데, 붕산 함유량은 4％이었다. 한편, TOF-SIMS에서의 “BO2 - 이온”강도가 3.5이었던 편광자 중의 붕산 함유량은 투명 수지층을 형성하기 전에 FTIR에 의해 구해지고, 붕산 함유량은 16％이었다. 이것으로부터, 편광자 중의 상용층에서는 붕산이 구배를 갖고 존재하고 있는 것(상용층이 편광자의 다른 부분보다도 붕산 농도가 상대적으로 낮은 붕산 저농도층에 해당하는 것)이 나타났다.
＜광학 특성: 색상 변화량(Δab)＞
색상 변화량(Δab)는 하기 식에 의해 구하였다. Δab＝√((편광 필름(a)값－기재 필름(a)값)2＋(편광 필름(b)값－기재 필름(b)값)2) Δab는 1.0 이하가 바람직하고, 나아가 0.5 이하가 바람직하다.
○: 0.5 이하
△: 1.0 이하
×: 1.0보다 큼
Figure 112018079428575-pct00002
1: 편광자
2a, 2b: 투명 수지층
3: 저반사 처리층
4: 기재 필름
5: 점착제층
6: 층간 충전제
7: 투명 기체
10: 편광 필름
11: 편광 필름
12: 편광 필름을 포함하는 구성
X: 상용층
A: 편광자의 두께
B: 상용층의 두께

Claims (10)

  1. 화상 표시 장치에서 시인 측에 설치되는 편광 필름으로서,
    상기 편광 필름은 편광자 및 상기 편광자의 시인 측에 제1 투명 수지층을 가지며,
    상기 편광자는 폴리비닐알코올계 수지를 함유하고, 두께가 10㎛ 이하이며,
    상기 제1 투명 수지층은 두께가 0.5㎛ 이상 3㎛ 이하이고,
    또한, 상기 편광자에서의 상기 제1 투명 수지층의 측에는 상기 편광자 두께의 2∼10％의 두께에 상당하는 상기 제1 투명 수지층과의 상용층을 갖는 것을 특징으로 하는 편광 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 투명 수지층은 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 형성재 또는 수계 에멀션을 함유하는 형성재의 형성물인 것을 특징으로 하는 편광 필름.
  3. 삭제
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 편광자는 단체 투과율(T) 및 편광도(P)에 의해 표시되는 광학 특성이 하기 식
    P＞-(100.929T-42.4－1)×100(단, T＜42.3), 또는,
    P≥99.9(단, T≥42.3)의 조건을 만족하도록 구성된 것인 것을 특징으로 하는 편광 필름.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 편광자의 시인 측의 반대 측에 제2 투명 수지층을 갖는 것을 특징으로 하는 편광 필름
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 투명 수지층의 시인 측에 추가로 저반사 처리층을 갖는 것을 특징으로 하는 편광 필름.
  7. 제 6 항에 있어서,
    저반사 처리층의 반사율이 2％ 이하인 것을 특징으로 하는 편광 필름.
  8. 적어도 편광 필름을 갖는 화상 표시 장치로서,
    화상 표시 장치에서 시인 측에 설치되는 편광 필름이 제1 항 또는 제 2 항에 기재된 편광 필름이며,
    상기 편광 필름의 제1 투명 수지층이 시인 측이 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 편광 필름 및 상기 편광 필름보다 시인 측에 배치된 저반사 처리층을 갖는 화상 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    저반사 처리층의 반사율이 2％ 이하인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
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