KR102418731B1 - 편광판 - Google Patents

Abstract

[과제] 본 발명은, 편광자의 균열이 생기기 어려운 박형의 편광판을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은, 고온과 저온을 반복하는 환경 하에 있어서 편광자에 균열이 생기는 등의 외관 불량의 발생이 억제되는 편광판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
[해결수단] 제1 점착제층과, 두께가 10 ㎛ 이하인 편광자와, 셀룰로오스계 수지를 포함하는 제1 보호 필름이 적층된 편광판으로서, 상기 제1 보호 필름은, 상기 제1 보호 필름에 있어서의 상기 편광자와는 반대측의 면 및 상기 제1 보호 필름에 있어서의 상기 편광자 측의 면의 적어도 한쪽에 상처를 가지고, 상기 상처는, 길이 0.001∼500 ㎛, 폭 0.001∼500 ㎛, 그리고 깊이 0.001∼10 ㎛인 상처, 및 깊이 0.001∼10 ㎛, 그리고 면적 0.001∼1.0 ㎟인 상처의 적어도 한쪽인 편광판.

Description

편광판

본 발명은 다양한 광학 용도로 사용할 수 있는 편광판에 관한 것이다.

최근 스마트폰과 같은 모바일 단말은 디자인이나 휴대성의 면에서 대화면화, 슬림화가 급속히 진행되고 있다. 한정된 두께로 장시간의 구동을 실현하기 위해서, 사용되는 편광판에 관해서는 고휘도화, 박형화가 요구되고 있다.

이러한 요구를 해결하기 위해서, 통상 편광자의 양면에 접합되는 투명 수지로 이루어지는 보호 필름을 한쪽에만 배치하고, 추가로 휘도 향상 필름을 접합한 편광판이 제안되어 있다. 예컨대 특허문헌 1에는, 투명 수지로 이루어지는 보호 필름, 폴리비닐알코올 필름에 요오드가 흡착 배향된 편광자, 감압접착제층, 휘도 향상 필름이 이 순서로 적층된 박형이며 고휘도인 편광판이 개시되어 있다.

특허문헌 1: 일본 특허공개 2010-039458호 공보

그러나 편광자의 박막화가 진행된 결과, 인용문헌 1에 기재되어 있는 편광판에 있어서, 고온과 저온을 반복하는 환경 하에서 편광판을 사용하면 편광자에 균열이 생겨 버린다.

이러한 편광자의 균열은, 예컨대 편광판의 제조 과정에 있어서 보호 필름의 표면에 이물이 맞물려 들어가거나, 보호 필름 적층 시에 이물이 맞물려 들어가거나, 또한 편광판의 취급 등에 의해 편광판 표면의 단부 부근에 생긴 상처에 기인하여 생길 수 있다.

최근의 편광판의 박형화에 따라 편광자의 균열은 보다 발생하기 쉽게 되고 있으므로 해결책이 요구되고 있다.

그래서 본 발명은 편광자의 균열이 생기기 어려운 박형의 편광판을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은, 고온과 저온을 반복하는 환경 하에서 사용하더라도, 편광자의 균열, 빛샘 등의 외관 불량의 발생이 억제된 편광판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 다음을 포함한다.

[1] 제1 점착제층과, 두께가 10 ㎛ 이하인 편광자와, 셀룰로오스계 수지를 포함하는 제1 보호 필름이 적층된 편광판으로서,

상기 제1 보호 필름은, 상기 제1 보호 필름에 있어서의 상기 편광자와는 반대측의 면 및 상기 제1 보호 필름에 있어서의 상기 편광자 측의 면의 적어도 한쪽에 상처를 가지고,

상기 상처는, 길이 0.001∼500 ㎛, 폭 0.001∼500 ㎛이며, 깊이 0.001∼10 ㎛인 상처, 및 깊이 0.001∼10 ㎛이며, 면적 0.001∼1.0 ㎟인 상처의 적어도 한쪽인 편광판.

[2] 상기 제1 점착제층과 상기 편광자와 상기 제1 보호 필름이 이 순서로 적층된 [1]에 기재의 편광판.

[3] 상기 제1 보호 필름은, 상기 제1 보호 필름에 있어서의 상기 편광자와는 반대측의 면에 상처를 갖는 [1] 또는 [2]에 기재한 편광판.

본 발명의 편광판은, 고온과 저온을 반복하는 환경 하에 있어서도 편광자의 빛샘, 균열 등을 일으키는 일 없이 양호한 편광 특성을 보인다.

또한, 본 발명의 편광판은 박형이면서 강도, 내구성이 우수한 편광판이다.

도 1은 본 발명의 편광판에 있어서의 층 구성의 개략 단면도를 예시한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 편광판에 관해서 적절하게 도면을 이용하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시양태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 있어서 편광판은, 제1 점착제층과 두께가 10 ㎛ 이하인 편광자와 제1 보호 필름이 적층되어 있고, 이들의 적층 순서는 특별히 한정되지 않는다. 일 실시양태에 있어서, 도 1에 도시한 것과 같이, 본 발명의 편광판(100)은, 제1 점착제층(11), 편광자(12) 및 제1 보호 필름(13)이 이 순서로 적층된 구성을 가질 수 있다. 이와 같이 편광자의 한쪽에만 보호 필름을 갖는 경우, 고온과 저온을 반복하는 환경 하에 있어서 편광자의 균열이 생기기 쉽지만, 본 발명에 의하면 효과적으로 편광자의 균열을 억제할 수 있다.

본 발명에 있어서의 편광자는, 두께가 10 ㎛ 이하이며, 자연광 등의 빛을 직선편광으로 변환하는 기능을 갖는 부재이다. 예컨대 편광자는 8 ㎛ 이하의 두께를 갖는다. 또한, 본 발명에 있어서의 편광자는 2 ㎛ 이상의 두께를 가질 수 있다. 일 실시양태에 있어서 편광자는 2 ㎛∼8 ㎛의 두께를 가질 수 있다.

종래에는 편광자가 얇을수록 편광판에 존재하는 상처에 의한 편광자 균열에의 영향이 현저히 나오기 쉽게 되는 경향이 있었다. 그러나 본 발명에 의해서 이러한 문제는 해결되어, 상기 범위가 얇은 편광자라도 편광판은 균열을 일으키는 일 없이 우수한 광학 특성을 보일 수 있다.

본 발명에 있어서의 제1 보호 필름은, 제1 보호 필름에 있어서의 편광자와는 반대측의 면 및 제1 보호 필름에 있어서의 편광자 측의 면의 적어도 한쪽에 상처를 갖는다. 상처는 길이 0.001∼500 ㎛, 폭 0.001∼500 ㎛이며 또한 깊이 0.001∼10 ㎛인 상처 및 깊이 0.001∼10 ㎛이며 또한 면적 0.001∼1.0 ㎟인 상처의 적어도 한쪽이다.

제1 보호 필름이 이러한 사이즈의 상처를 가짐으로써, 고온과 저온을 반복하는 환경 하에 있어서도, 본 발명의 편광판은 빛샘, 균열 등을 일으키지 않고서 양호한 편광 특성을 보일 수 있다. 그 이유는 분명하지 않지만, 제1 보호 필름이 상기 상처를 가짐으로써, 고온과 저온을 반복하는 환경 하에 있어서의 제1 보호 필름의 거동과 편광자의 거동의 차가 작아져, 편광자에 가해지는 힘을 작게 할 수 있다. 또한, 편광판에 있어서의 제1 보호 필름이 그 표면에 상기 범위의 상처를 가짐으로써, 고온과 저온을 반복하는 환경 하에서 열 충격이 가해졌을 때, 상처를 기점으로 편광판 내부의 응력이 빠져나가기 쉽게 되기 때문이라고 생각된다.

제1 보호 필름이 셀룰로오스계 수지를 포함함으로써, 본 발명의 편광판은 또한 빛샘, 균열 등을 일으키지 않고서 양호한 편광 특성을 보일 수 있다. 한편, 상기 범위를 넘는 상처는 그 자체가 시인성 악화의 원인이 될 수 있다.

여기서, 본 발명에 있어서의 「상처」은, 상처의 치수가 상기 범위에 포함되는 한, 형상은 한정되지 않는다. 예컨대, 선형 상처, 다각형상 상처, 곡선형 상처, 복수의 상처가 분기된 상처(예컨대 생채기형), 함몰(예컨대, 원주, 다각기둥, 원추, 다각추, 테이퍼형) 등이 포함된다.

또한, 본 발명에서의 「상처」에 있어서, 상처의 치수가 상기 범위에 포함되는 한, 상처의 깊이 및 폭 등의 치수는 변동되어 있어도 좋다. 예컨대, 상처의 어느 지점에서는 6 ㎛의 깊이를 가지고, 상처의 다른 지점에서는 7 ㎛의 깊이를 갖더라도 좋다.

이러한 상처 치수의 계측은, 상투적인 방법이 이용되며, 예컨대 레이저광에 의한 계측, 현미경에 의한 계측을 들 수 있다.

본 발명에 따른 상처의 치수는, 제1 보호 필름에 존재하는 가장 큰 상처에 있어서의, 각 변의 최대치를 측정한 것이다. 예컨대, 본 발명에서는 상처의 길이, 폭, 두께의 합계치가 최대인 상처를 가장 큰 상처로 가정하고 있다.

또한, 상처의 면적이란, 제1 보호 필름의 평면에 평행한 면내에 있어서의 면적을 의미한다.

즉, 상처의 면적은, 상처의 깊이를 고려하지 않아도 좋으며, 단순히 제1 보호 필름의 평면에 관찰되는 상처의 면적을 측정하면 된다. 또한, 상처의 면적은 상투적인 방법을 이용하여 산출할 수 있다.

상처가 존재하는 위치는 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 필름 표면의 전역에서, 랜덤하게 상처는 존재할 수 있다. 예컨대, 상처는 제1 보호 필름의 표면 단부에 존재한다.

예컨대, 상처는 제1 보호 필름에 있어서의 편광자와는 반대측의 면에 존재한다. 이 경우에 있어서 상처는 예컨대 길이 0.001∼500 ㎛, 폭 0.001∼500 ㎛이며 또한 깊이 0.001∼10 ㎛의 치수를 갖는다.

또한, 상처는 제1 보호 필름의 표면에 적어도 하나 존재하면 되며, 1 ㎟ 당 0.0001∼0.001개의 밀도로 존재할 수 있다. 예컨대, 65 mm×130 mm 사이즈의 편광판의 경우, 약 0.8∼약 8.5개의 상처가 존재할 수 있다. 상처의 수가 이러한 범위를 넘어 존재하면, 편광판의 헤이즈치가 높아져, 편광판의 광학 특성이 불충분하게 될 수 있다.

또한, 제1 보호 필름의 깊이 방향으로 형성된 상처의 형상은, 제1 보호 필름의 평면에 대하여 수직 방향으로 형성된 것이라도 좋고, 제1 보호 필름의 평면에 대하여 비스듬한 방향으로 형성된 것이라도 좋고, 이들을 조합한 형상이라도 좋다.

상처의 형성 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대, 편광판의 제조 과정에 있어서 보호 필름의 표면에 이물이 맞물려 들어가거나 보호 필름 적층 시에 이물이 맞물려 들어가거나, 또한 편광판의 취급 등에 의해 편광판 표면의 단부 부근에 생긴 상처를 이용할 수도 있다. 또한, 편광판의 제조 시에, 예컨대 제1 보호 필름의 표면 단부에 소정의 상처를 형성하여도 좋다. 이 경우, 할퀴기식 경도계 등을 이용하여, 제1 보호 필름의 표면 단부에 상처를 형성하여도 좋다.

본 발명에 있어서의 상처의 치수는, 상기 범위에 포함되는 한, 이하에 기재한 치수를 조합한 상처일 수 있다.

상처의 길이는 0.001∼500 ㎛이고, 다른 양태에서는 0.001∼400 ㎛이다. 또한, 구부러진 상처, 곡선형 상처의 경우, 상처의 길이는 그 상처의 길이의 합계로 표시된다.

상처의 폭은 0.001∼500 ㎛이고, 다른 양태에서는 0.001∼400 ㎛이다.

상처의 깊이는 0.001∼10 ㎛이고, 다른 양태에서는 1∼10 ㎛이다.

예컨대 오목형 상처의 경우, 상처의 길이, 폭 등을 측정하지 않고서, 상처의 면적으로 상처의 치수를 산출하여도 좋다. 이 경우, 상처는 0.01∼1.0 ㎟의 면적을 가지며, 예컨대 0.1∼0.50 ㎟의 면적을 가지고, 다른 양태에서는 0.1∼0.30 ㎟의 면적을 갖는다.

다른 실시양태에 있어서, 상처는 길이 0.001∼500 ㎛, 폭 0.001∼500 ㎛이며 또한 깊이 0.001∼10 ㎛의 치수를 갖는다.

또 다른 실시양태에 있어서, 상처는 깊이 0.001∼10 ㎛이며 또한 0.01∼1.0 ㎟의 면적을 갖는다.

[편광자]

본 발명에 있어서의 편광자는 일반적으로 투과축과 흡수축을 갖고 있다. 이러한 편광자의 투과축 방향은, 편광자에 자연광을 투과시켰을 때의 투과광의 진동 방향으로서 이해된다. 한편, 편광자의 흡수축은 편광자의 투과축에 직교하고 있다. 또한, 편광자는 일반적으로 연신 필름일 수 있고, 편광자의 흡수축 방향은 그 연신 방향에 일치한다.

본 발명에 있어서, 용어 「편광자의 투과축 방향과 평행한 방향」은, 상술한 편광자의 투과축 방향과 평행하거나 또는 대략 평행(이루는 각도가 ±7도 이내)이 되는 방향을 나타낸다.

편광자는, 일축 연신된 폴리비닐알코올계 수지층에 이색성 색소를 흡착 배향시킨 것일 수 있다.

폴리비닐알코올계 수지로서는 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화한 것을 이용할 수 있다. 폴리아세트산비닐계 수지로서는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 외에, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체가 예시된다. 아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예컨대 불포화 카르복실산, 올레핀, 비닐에테르, 불포화 술폰산, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드 등을 들 수 있다.

폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는 80 몰% 이상의 범위일 수 있다. 예컨대 90 몰% 이상, 다른 양태에서는 95 몰%의 범위이다. 폴리비닐알코올계 수지는, 일부가 변성되어 있는 변성 폴리비닐알코올이라도 좋으며, 예컨대, 폴리비닐알코올계 수지를 에틸렌 및 프로필렌 등의 올레핀; 아크릴산, 메타크릴산 및 크로톤산 등의 불포화 카르복실산; 불포화 카르복실산의 알킬에스테르 및 아크릴아미드 등으로 변성한 것을 들 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는 예컨대 100∼10000이고, 다른 양태에서는 1500∼8000이며, 또 다른 양태에서는 2000∼5000이다.

편광자는, 예컨대 폴리비닐알코올계 수지로 구성되는 원반 필름을 일축 연신하여, 이색성 색소로 염색하고(염색 처리), 붕산 수용액으로 처리하고(붕산 처리), 수세하고(수세 처리), 마지막으로 건조시켜 제조할 수 있다.

폴리비닐알코올계 수지 필름의 일축 연신은, 이색성 색소에 의한 염색 전에 행하여도 좋고, 이색성 색소에 의한 염색과 동시에 행하여도 좋고, 이색성 색소에 의한 염색 후에 행하여도 좋다. 일축 연신을 이색성 색소에 의한 염색 후에 행하는 경우, 이 일축 연신은, 붕산 처리 전에 행하여도 좋고, 붕산 처리 중에 행하여도 좋다. 또한 물론 이들의 복수의 단계에서 일축 연신을 행하는 것도 가능하다. 일축 연신을 실시하기 위해서는, 원주 속도가 다른 롤 사이를 통과시켜 연신하여도 좋고, 열 롤로 사이에 끼우는 방법으로 연신하여도 좋다. 또한, 대기 중에서 연신을 행하는 건식 연신이라도 좋고, 용제에 의해 팽윤된 상태에서 연신을 행하는 습식 연신이라도 좋다. 폴리비닐알코올계 수지 필름의 최종적인 연신 배율은 통상 4∼8배 정도이다.

염색 처리에서는, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 색소로 염색하여, 필름에 이색성 색소를 흡착시킨다. 염색 처리는, 예컨대 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 이색성 색소를 함유하는 수용액에 침지시키면 된다. 이색성 색소로서는 구체적으로 요오드 또는 이색성 염료가 이용된다.

이색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우는, 통상 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 수용액에, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 이 수용액에 있어서의 요오드의 함유량은 물 100 질량부당 통상 0.01∼0.5 질량부 정도이고, 요오드화칼륨의 함유량은 물 100 질량부당 통상 0.5∼10 질량부 정도이다. 이 수용액의 온도는 통상 20∼40℃ 정도이며, 또한 이 수용액에의 침지 시간은 통상 30∼300초 정도이다.

한편, 이색성 색소로서 이색성 염료를 이용하는 경우는, 통상 수용성 이색성 염료를 포함하는 수용액에 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 이 수용액에 있어서의 이색성 염료의 함유량은 물 100 질량부당 통상 1×10^-3∼1×10^-2 질량부 정도이다. 이 수용액은 황산나트륨 등의 무기염을 함유하고 있어도 좋다. 이 수용액의 온도는 통상 20∼80℃ 정도이며, 또한 이 수용액에의 침지 시간은 통상 30∼300초 정도이다.

붕산 처리는, 예컨대 염색된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액에 침지시켜 행해진다. 붕산 수용액에 있어서의 붕산의 함유량은 물 100 질량부당 통상 2∼15 질량부 정도, 예컨대 5∼12 질량부이다. 이색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우, 이 붕산 수용액은 요오드화칼륨을 함유할 수 있다. 붕산 수용액에 있어서의 요오드화칼륨의 함유량은 물 100 질량부당 통상 2∼20 질량부 정도, 예컨대 5∼15 질량부이다. 붕산 수용액에의 필름의 침지 시간은 통상 100∼1200초 정도이며, 예컨대 150초 이상, 다른 양태에서는 200초 이상이다. 한편, 침지 시간은 예컨대 600초 이하, 다른 양태에서는 400초 이하이다. 붕산 수용액의 온도는 통상 50℃ 이상이며, 예컨대 50∼85℃이다. 붕산 수용액에는 pH 조정제로서, 황산, 염산, 아세트산, 아스코르빈산 등을 첨가하여도 좋다.

붕산 처리 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름에는 통상 수세 처리가 실시된다.

수세 처리는, 예컨대 붕산 처리된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 물에 침지시켜 행해진다. 수세 후에 건조가 실시되어 편광자를 얻을 수 있다. 수세 처리에 있어서의 물의 온도는 통상 5∼40℃ 정도이고, 침지 시간은 통상 2∼120초 정도이다. 그 후에 행해지는 건조는 통상 열풍건조기나 원적외선 히터를 이용하여 행해진다. 그 건조 온도는 통상 40∼100℃이고, 건조 시간은 통상 120∼600초 정도이다.

[보호 필름]

일 실시양태에 있어서, 제1 보호 필름과 편광자는 접착제층을 통해 접합되어 있다. 접착제층의 두께는 예컨대 0.001 ㎛∼10 ㎛이다. 접착제층은 해당 기술 분야에서 공지된 것을 사용할 수 있다. 접착제층을 형성하는 접착제로서는 수계 접착제, 활성에너지선 경화형 접착제를 사용할 수 있다. 제1 보호 필름과 편광자를 접착제층을 통하여 접합함으로써, 고온과 저온을 반복하는 환경 하에 있어서도 편광자의 빛샘, 균열 등을 억제할 수 있다.

제1 보호 필름의 두께는 5∼90 ㎛이고, 예컨대 60 ㎛ 이하, 다른 양태에서는 30 ㎛ 이하이다. 이러한 범위에 두께를 가짐으로써, 본 발명의 편광판은 우수한 기계적 성질 및 광학적 성질을 가질 수 있다.

예컨대, 제1 보호 필름은, 편광자의 흡수축 방향 및 투과축 방향에 있어서, 소정 범위의 치수 변화율을 가질 수 있다.

(편광자의 흡수축 방향에 있어서의 치수 변화율)

예컨대, 제1 보호 필름의, 편광자의 흡수축 방향과 평행한 방향(MD 방향이라고 기재하는 경우도 있다)에 있어서의, 85℃ 상대습도 5%의 조건 하에서 1시간 경과 후의 치수 변화율을, 보호 필름의 MD 방향 치수 변화율(85℃)로 했을 때, 보호 필름의 MD 방향 치수 변화율(85℃)은 0.06∼0.25인 것이 바람직하고, 0.06∼0.20인 것이 보다 바람직하고, 0.06∼0.15인 것이 더욱 바람직하다.

이러한 범위에 치수 변화율을 가짐으로써, 고온과 저온을 반복하는 환경 하에 있어서의 편광자의 균열을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

한편, 보호 필름의, 편광자의 흡수축 방향과 평행한 방향(MD 방향)에 있어서의, 30℃ 상대습도 95%의 조건 하에서 0.5시간 경과 후의 치수 변화율을, 보호 필름의 MD 방향 치수 변화율(30℃)로 했을 때, 보호 필름의 MD 방향 치수 변화율(30℃)은 -0.25∼0.00인 것이 바람직하고, -0.15∼0.00인 것이 보다 바람직하다. 이러한 범위에 치수 변화율을 가짐으로써, 고온과 저온을 반복하는 환경 하에 있어서의 편광자의 균열을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

본 발명에 있어서, 85℃ 상대습도 5%의 조건 하에서 1시간 경과 후에 있어서의 MD 방향 치수 변화율은 이하의 식에 따라서 측정된다.

여기서, 예컨대 본 발명에 있어서, 보호 필름의, 편광자의 흡수축 방향과 평행한 방향에 있어서의, 85℃ 상대습도 5%의 조건 하에서 1시간 경과 후의 치수 변화율을, 보호 필름의 MD 방향 치수 변화율(85℃)이라고 기재하는 경우가 있다.

보호 필름의 MD 방향 치수 변화율(85℃)=[(L0-L85)/L0]×100

[식 중, L0은 편광자의 흡수축 방향과 평행한 방향(MD 방향)(길이 방향 또는 폭 방향)에 있어서의 재단된 필름의 필름 치수를 의미하고,

L85은 85℃ 상대습도 5%의 조건 하에서 1시간 경과 후에 있어서의 편광자의 흡수축 방향과 평행한 방향(MD 방향)(길이 방향 또는 폭 방향)의 필름 치수를 의미한다.]

예컨대, 필름 재단 시에 MD 방향의 치수(L0)를 측정한 경우, 85℃ 상대습도 5%의 조건 하에서 1시간 정치한 후에 있어서도, 필름의 MD 방향의 치수(L85)를 측정하여 치수 변화율을 산출한다. 또한, 편광판을 제조한 후에, 편광판으로부터 편광자 등을 제외하여 얻어지는 보호 필름에 있어서의 편광자의 흡수축 방향과 평행한 방향(MD 방향)의 치수(L0)를 측정한 경우, 85℃ 상대습도 5%의 조건 하에서 1시간 정치한 후에 있어서도, 편광자의 흡수축 방향과 평행한 방향(MD 방향)의 치수(L85)를 측정하여 치수 변화율을 산출한다.

이와 같이 하여 산출된 치수 변화율(85℃)은, 양의 값이라면 수축을 의미하고, 음의 값이라면 팽창을 의미한다.

또한, 일 양태에 있어서, 제1 보호 필름에 있어서의 편광자의 흡수축 방향과 평행한 방향(MD 방향)은, 제1 보호 필름의 연신 방향이라도 좋고, 또한 길이 방향이라도 좋다.

상기와 마찬가지로, 본 발명에 있어서, 30℃ 상대습도 95%의 조건 하에서 0.5시간 경과 후에 있어서의 치수 변화율의 산출은, 치수 변화율(85℃)을 측정한 후의 필름에 대하여 이하의 식에 따라서 측정된다.

예컨대, 본 발명에 있어서, 보호 필름의, 편광자의 흡수축 방향과 평행한 방향(MD 방향)에 있어서의 30℃ 상대습도 95%의 조건 하에서 0.5시간 경과 후의 MD 방향 치수 변화율을, 보호 필름의 MD 방향 치수 변화율(30℃)이라고 기재하는 경우가 있다.

MD 방향 치수 변화율(30℃)=[(L0₃₀-L30)/L0]×100

[식 중, L0₃₀은 편광자의 흡수축 방향과 평행한 방향(MD 방향)(길이 방향 또는 폭 방향)에 있어서의 치수 변화율(85℃)을 측정한 후의 필름 치수를 의미하고,

L30은 30℃ 상대습도 95%의 조건 하에서 0.5시간 경과 후에 있어서의 편광자의 흡수축 방향과 평행한 방향(MD 방향)(길이 방향 또는 폭 방향)의 필름 치수를 의미한다.] 예컨대, 치수 변화율(85℃)을 측정한 후, 온도 23℃, 습도 55%에서 15분간 방치한 후, L0₃₀을 측정할 수 있다.

이와 같이 하여 산출된 MD 방향 치수 변화율(30℃)은, 양의 값이라면 수축을 의미하고, 음의 값이라면 팽창을 의미한다.

본 발명에 있어서의 보호 필름은, 치수 변화율(85℃)의 부호와 치수 변화율(30℃)의 부호는, 함께 동일한 부호(양, 음 또는 제로)라도 좋고, 다른 부호라도 좋다. 일 양태에 있어서는, 치수 변화율(85℃)의 부호와 치수 변화율(30℃)의 부호는 다른 부호이다.

본 발명의 편광판은, 제1 보호 필름이 이러한 범위에 치수 변화율을 가짐으로써, 고온 조건, 다습 조건 하에 있어서 편광자에 생기는 균열, 빛샘을 더욱 억제할 수 있고, 더욱 우수한 내구성을 가질 수 있다. 또한, 이러한 특성을 갖는 보호 필름을 갖는 편광판은, 편광자를 얇게 할 수 있으면서 또한 보호 필름의 표면에 함몰 등의 물리적인 변화가 생긴 경우라도 편광자의 균열을 억제할 수 있다.

(편광자의 흡수축 방향과 수직 방향에 있어서의 치수 변화율)

예컨대, 제1 보호 필름의, 편광자의 흡수축 방향과 수직 방향, 즉, 편광자의 투과축 방향과 평행한 방향(TD 방향이라고 기재하는 경우도 있다)에 있어서의, 85℃ 상대습도 5%의 조건 하에서 1시간 경과 후의 치수 변화율을, 보호 필름의 TD 방향 치수 변화율(85℃)로 했을 때, 보호 필름의 TD 방향 치수 변화율(85℃)은 0.05∼0.25인 것이 바람직하고, 0.05∼0.20인 것이 보다 바람직하다. 이러한 범위에 치수 변화율을 가짐으로써, 고온과 저온을 반복하는 환경 하에 있어서의 편광자의 균열을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

한편, 보호 필름의, 편광자의 투과축 방향과 평행한 방향(TD 방향)에 있어서의, 30℃ 상대습도 95%의 조건 하에서 0.5시간 경과 후의 치수 변화율을, 보호 필름의 TD 방향 치수 변화율(30℃)로 했을 때, 보호 필름의 TD 방향 치수 변화율(30℃)은 -0.25∼0.00인 것이 바람직하고, -0.20∼0.00인 것이 보다 바람직하다. 이러한 범위에 치수 변화율을 가짐으로써, 고온과 저온을 반복하는 환경 하에 있어서의 편광자의 균열을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

예컨대, 보호 필름의 TD 방향 치수 변화율(85℃)과 보호 필름의 TD 방향 치수 변화율(30℃)의 차의 절대치는, 예컨대 0.20∼0.50인 것이 바람직하고, 0.03∼0.30인 것이 보다 바람직하다. 이러한 범위에 치수 변화율의 차의 절대치를 가짐으로써, 고온과 저온을 반복하는 환경 하에 있어서의 편광자의 균열을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

본 발명의 편광판은, 제1 보호 필름이 이러한 범위에 치수 변화율, 치수 변화율의 차의 절대치를 가짐으로써, 고온 조건, 다습 조건 하에 있어서 편광자에 생기는 균열, 빛샘을 더욱 억제할 수 있고, 더욱 우수한 내구성을 가질 수 있다. 또한, 이러한 특성을 갖는 보호 필름을 갖는 편광판은 편광자를 얇게 할 수 있으면서 또한 보호 필름의 표면에 함몰 등의 물리적인 변화가 생긴 경우라도 편광자의 균열을 억제할 수 있다.

제1 보호 필름은 셀룰로오스계 수지를 포함하는 필름이다. 어떤 양태에 있어서, 제1 보호 필름은 후술하는 것과 같이 셀룰로오스계 수지를 주성분으로 하는 필름이다. 제1 보호 필름은, 셀룰로오스계 수지 등의 수지를 주성분으로 하는 단층 필름이라도 좋고, 셀룰로오스계 수지 등의 수지를 주성분으로 하는 층을 갖는 다층 필름이라도 좋다.

여기서, 용어 「주성분」은, 제1 보호 필름에 있어서의 수지 성분 100 질량부에 대하여 50 질량부 초과, 다른 양태에서는 80 질량부 이상, 다른 양태에서는 90 질량부 이상의 양으로 제1 보호 필름에 포함되는 수지 성분을 의미한다.

이들 단층 필름 또는 다층 필름의 양면 또는 편면에 표면 처리가 실시된 것이라도 좋다.

이 표면 처리는, 코로나 처리, 비누화 처리, 열처리, 자외선 조사, 전자선 조사 등에 의한 표면 개질이라도 좋다. 또한, 고분자나 금속 등의 도포나 증착 등에 의한 박막 형성이라도 좋다.

예컨대, 제1 보호 필름은, 하드코트층, 방현층, 반사방지층, 대전방지층 및 방오층 등의 표면처리층(코팅층)을 형성할 수도 있다. 보호 필름 표면에 표면처리층을 형성하는 방법에는 공지된 방법을 이용할 수 있다. 예컨대, 제1 보호 필름은 상기 편광자와는 반대측의 면에 하드코트층을 갖더라도 좋다. 예컨대, 제1 보호 필름이 하드코트층을 가짐으로써, 편광판 표면에 스크래치 상처 등이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 스크래치 상처 등의 치수가 본 발명의 범위 내라면 편광판에 영향은 생기지 않는다. 그러나, 통상 스크래치 상처는 광범위하게 미치는 경우가 많아, 스크래치 상처 등의 발생을 억제할 수 있는 것이 바람직하다.

일 실시양태에 있어서, 제1 보호 필름의, 편광자와는 반대측의 면에 마련된 하드코층은 1∼10 ㎛의 두께를 갖는다. 예컨대, 하드코트층의 두께는 제1 보호 필름의 두께보다도 작다.

다른 양태에서는, 제1 보호 필름의 두께에 대한 하드코트층의 두께의 비는 0.9:1∼0.01:1의 범위이다.

제1 보호 필름의 두께에 대한 하드코트층의 두께의 비가 상기한 범위이면, 얻어진 편광판은, 고온 조건과 저온 조건이 반복되는 환경(예컨대 냉열 충격 환경 하)에 있어서, 편광자에 생기는 수축 등의 응력이 보호 필름에 의해 억제되어, 편광자에 크랙이 발생하기 어렵게 되므로, 더욱 내구성이 우수한 편광판으로 된다.

제1 보호 필름이 하드코트층 등의 표면처리층을 갖는 경우, 제1 보호 필름은, 예컨대 상기 제1 보호 필름에 있어서의 상기 편광자와는 반대측의 면에 배치된 표면처리층 표면에, 예컨대, 표면처리층의 시인 측의 표면에, 길이 0.001∼500 ㎛, 폭 0.001∼500 ㎛이며 또한 깊이 0.001∼10 ㎛인 상처, 및 깊이 0.001∼10 ㎛이며 또한 면적 0.001∼1.0 ㎟인 상처의 적어도 한쪽을 갖더라도 좋다.

제1 보호 필름이 하드코트층 등의 표면처리층을 갖는 경우, 하드코트 처리가 행해진 시판되는 보호 필름을 이용하여도 좋다. 이 경우, 본 발명에 따른 상처는 표면처리층에 형성되어도 좋으며, 예컨대 표면처리층의 시인 측의 표면에 상처가 형성될 수 있다.

제1 보호 필름은 셀룰로오스계 수지를 포함하는 열가소성 수지로 구성되는 투명 수지 필름일 수 있다. 셀룰로오스계 수지는, 예컨대 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스디아세테이트, 셀룰로오스트리프로피오네이트, 셀룰로오스디프로피오네이트 등의 셀룰로오스에스테르계 수지이다.

또한, 제1 보호 필름은, 셀룰로오스계 수지에 더하여, 다른 열가소성 수지, 예컨대, 폴리프로필렌계 수지를 예로 하는 쇄상 폴리올레핀계 수지 및 환상 폴리올레핀계 수지 등의 폴리올레핀계 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸메타크릴레이트 수지에서 선택되는 (메트)아크릴계 수지; 또는 이들의 적어도 2종 이상의 혼합물 등을 포함하여도 좋다. 또한, 상기 수지를 구성하는 적어도 2종 이상의 단량체의 공중합물을 이용하여도 좋다. 일 양태에 있어서, 보호 필름 전체에 차지하는 셀룰로오스계 수지의 질량 비율은, 보호 필름 전체를 100 질량%로 한 경우, 일례로서 50 질량% 이상, 다른 양태에서는 70 질량% 이상, 또 다른 양태에서는 90 질량% 이상이다.

셀룰로오스에스테르계 수지는 통상 셀룰로오스와 지방산과의 에스테르이다. 셀룰로오스에스테르계 수지의 구체예로서는, 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스디아세테이트, 셀룰로오스트리프로피오네이트, 셀룰로오스디프로피오네이트 등을 들 수 있다. 또한, 이들을 공중합시킨 것이나, 수산기의 일부가 다른 치환기로 수식된 것을 이용할 수도 있다. 이들 중에서도 예컨대 셀룰로오스트리아세테이트(트리아세틸셀룰로오스: TAC)가 선택될 수 있다. 셀룰로오스트리아세테이트는 많은 제품이 시판되고 있으며, 입수 용이성이나 비용의 점에서도 유리하다. 셀룰로오스트리아세테이트의 시판품의 예는, 모두 상품명으로 후지필름가부시키기아샤에서 판매되고 있는 「후지태크(등록상표) TD80 」,「후지태크(등록상표) TD80UF」,「후지태크(등록상표) TD80UZ」 및 「후지태크(등록상표) TD40UZ 」, 코니카미놀타가부시키가이샤 제조의 TAC 필름 「KC8UX2M」,「KC2UA」 및 「KC4UY」 등이 있다.

예컨대, 셀룰로오스계 수지를 포함하는 제1 보호 필름은, 제작된 필름에 대하여 연신 처리를 실시한 것이라도 좋다. 원하는 광학 특성이나 기계 특성을 갖는 필름을 얻기 위해서 연신 처리가 필요한 경우가 있다. 연신 처리로서는, 일축 연신이나 이축 연신 등을 들 수 있다. 연신 방향으로서는, 미연신 필름의 기계 유동 방향(MD), 이것에 직교하는 방향(TD), 기계 유동 방향(MD)에 사교하는 방향 등을 들 수 있다. 이축 연신은, 2개의 연신 방향으로 동시에 연신하는 동시 이축 연신이라도 좋고, 소정 방향으로 연신한 후에 다른 방향으로 연신하는 축차 이축 연신이라도 좋다.

환상 폴리올레핀계 수지는 통상 환상 올레핀을 중합 단위로 하여 중합되는 수지의 총칭이며, 예컨대 일본 특허공개 평1-240517호 공보, 일본 특허공개 평3-14882호 공보, 일본 특허공개 평3-122137호 공보 등에 기재되어 있는 수지를 들 수 있다. 환상 폴리올레핀계 수지의 구체예를 들면, 환상 올레핀의 개환 (공)중합체, 환상 올레핀의 부가 중합체, 에틸렌 및 프로필렌 등의 쇄상 올레핀과 환상 올레핀과의 공중합체(대표적으로는 랜덤 공중합체) 및 이들을 불포화 카르복실산이나 그 유도체로 변성한 그라프트 중합체, 그리고 이들의 수소화물 등이다. 그 중에서도, 환상 올레핀으로서 노르보르넨이나 다환 노르보르넨계 모노머 등의 노르보르넨계 모노머를 이용한 노르보르넨계 수지가 바람직하게 이용된다.

환상 폴리올레핀계 수지는 다양한 제품이 시판되고 있다. 환상 폴리올레핀계 수지의 시판품의 예로서는, 모두 상품명으로 TOPAS ADVANCED POLYMERS GmbH에서 생산되고, 일본에서는 폴리플라스틱스가부시키가이샤에서 판매되고 있는 「TOPAS」(등록상표), JSR가부시키가이샤에서 판매되고 있는 「아톤」(등록상표), 닛폰제온가부시키가이샤에서 판매되고 있는 「제오노아」(등록상표) 및 「제오넥스」(등록상표), 미쓰이카가쿠가부시키가이샤에서 판매되고 있는 「아펠」(등록상표) 등이 있다.

또한, 제막된 환상 폴리올레핀계 수지 필름의 시판품을 보호 필름으로서 이용하여도 좋다. 시판품의 예로서는, 모두 상품명으로 JSR가부시키가이샤에서 판매되고 있는 「아톤필름」(「아톤」은 동사의 등록상표), 세키스이카가쿠고교가부시키가이샤에서 판매되고 있는 「에스시나」(등록상표) 및 「SCA40」, 닛폰제온가부시키가이샤에서 판매되고 있는 「제오노아필름」(등록상표) 등을 들 수 있다.

폴리메타크릴산에스테르 및 폴리아크릴산에스테르(이하, 폴리메타크릴산에스테르 및 폴리아크릴산에스테르를 통합하여 (메트)아크릴계 수지라고 하는 경우가 있다.)는 시장에서 용이하게 입수할 수 있다.

(메트)아크릴계 수지로서는, 예컨대, 메타크릴산알킬에스테르 또는 아크릴산알킬에스테르의 단독 중합체나, 메타크릴산알킬에스테르와 아크릴산알킬에스테르와의 공중합체 등을 들 수 있다. 메타크릴산알킬에스테르로서 구체적으로는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트 등을, 또한 아크릴산알킬에스테르로서 구체적으로는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트 등을 각각 들 수 있다. 이러한 (메트)아크릴계 수지에는 범용의 (메트)아크릴계 수지로서 시판되고 있는 것을 사용할 수 있다. (메트)아크릴계 수지로서 내충격 (메트)아크릴 수지라고 불리는 것을 사용하여도 좋다.

(메트)아크릴계 수지는 통상 메타크릴산에스테르를 주체로 하는 중합체이다. 메타크릴계 수지는, 1 종류의 메타크릴산에스테르의 단독 중합체라도 좋고, 메타크릴산에스테르와 다른 메타크릴산에스테르나 아크릴산에스테르 등과의 공중합체라도 좋다. 메타크릴산에스테르로서는, 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산부틸 등의 메타크릴산알킬을 들 수 있고, 그 알킬기의 탄소수는 통상 1∼4 정도이다. 또한, 메타크릴산시클로펜틸, 메타크릴산시클로헥실, 메타크릴 등의 메타크릴산시클로알킬, 메타크릴산페닐 등의 메타크릴산아릴, 메타크릴산시클로헥실메틸 등의 메타크릴산시클로알킬알킬, 메타크릴산벤질 등의 메타크릴산아랄킬을 이용할 수도 있다.

(메트)아크릴계 수지를 구성할 수 있는 상기 다른 중합성 모노머로서는, 예컨대 아크릴산에스테르나 메타크릴산에스테르 및 아크릴산에스테르 이외의 중합성 모노머를 들 수 있다. 아크릴산에스테르로서는 아크릴산알킬에스테르를 이용할 수 있고, 그 구체예는, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산n-프로필, 아크릴산이소프로필, 아크릴산n-부틸, 아크릴산이소부틸, 아크릴산t-부틸, 아크릴산2-에틸헥실, 아크릴산시클로헥실, 아크릴산2-히드록시에틸 등의 알킬기의 탄소수가 1∼8인 아크릴산알킬에스테르를 포함한다. 알킬기의 탄소수는 예컨대 1∼4이다. (메트)아크릴계 수지에 있어서, 아크릴산에스테르는 1종만을 단독으로 이용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다.

메타크릴산에스테르 및 아크릴산에스테르 이외의 중합성 모노머로서는, 예컨대, 분자 내에 중합성의 탄소-탄소 이중 결합을 1개 갖는 단작용 모노머나, 분자 내에 중합성의 탄소-탄소 이중 결합을 적어도 2개 갖는 다작용 모노머를 들 수 있지만, 단작용 모노머가 바람직하게 이용된다. 단작용 모노머의 구체예는, 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔, 할로겐화스티렌, 히드록시스티렌 등의 스티렌계 단량체; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 시안화비닐; 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레산, 무수이타콘산 등의 불포화산; N-메틸말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, N-페닐말레이미드 등의 말레이미드; 메타크릴알코올, 알릴알코올 등의 알릴알코올; 아세트산비닐, 염화비닐, 에틸렌, 프로필렌, 4-메틸-1-펜텐, 2-히드록시메틸-1-부텐, 메틸비닐케톤, N-비닐피롤리돈, N-비닐카르바졸 등의 다른 모노머를 포함한다.

또한, 다작용 모노머의 구체예는, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 부탄디올디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트 등의 다가 알코올의 폴리불포화카르복실산에스테르; 아크릴산알릴, 메타크릴산알릴, 계피산알릴 등의 불포화 카르복실산의 알케닐에스테르; 프탈산디알릴, 말레산디알릴, 트리알릴시아누레이트, 트리알릴이소시아누레이트 등의 다염기산의 폴리알케닐에스테르, 디비닐벤젠 등의 방향족 폴리알케닐 화합물을 포함한다. 메타크릴산에스테르 및 아크릴산에스테르 이외의 중합성 모노머는, 1종만을 단독으로 이용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다.

(메트)아크릴계 수지의 바람직한 모노머 조성은, 전체 모노머량을 기준으로, 메타크릴산알킬에스테르가 50∼100 질량%, 아크릴산알킬에스테르가 0∼50 질량%, 이들 이외의 중합성 모노머가 0∼50 질량%이고, 다른 양태에서는, 메타크릴산알킬에스테르 50∼99.9 질량%, 아크릴산알킬에스테르가 0.1∼50 질량%, 이들 이외의 중합성 모노머가 0∼49.9 질량%이다.

또한 (메트)아크릴계 수지는, 필름의 내구성을 높일 수 있으므로, 고분자 주쇄에 고리 구조를 갖고 있어도 좋다. 고리 구조는, 환상 산무수물 구조, 환상 이미드 구조, 락톤환 구조 등의 복소환 구조인 것이 바람직하다. 구체적으로는 무수글루타르산 구조, 무수호박산 구조 등의 환상 산무수물 구조, 글루타르이미드 구조, 숙신이미드 구조 등의 환상 이미드 구조, 부티로락톤, 발레로락톤 등의 락톤환 구조를 들 수 있다. 주쇄 중의 고리 구조의 함유량을 크게 할수록 (메트)아크릴계 수지의 유리 전이 온도를 높게 할 수 있다. 환상 산무수물 구조나 환상 이미드 구조는, 무수말레산이나 말레이미드 등의 환상 구조를 갖는 모노머를 공중합함으로써 도입하는 방법, 중합 후 탈수·탈메탄올 축합 반응에 의해 환상 산무수물 구조를 도입하는 방법, 아미노 화합물을 반응시켜 환상 이미드 구조를 도입하는 방법 등에 의해서 도입할 수 있다. 락톤환 구조를 갖는 수지(중합체)는, 고분자쇄에 히드록실기와 에스테르기를 갖는 중합체를 조제한 후, 얻어진 중합체에 있어서의 히드록실기와 에스테르기를, 가열에 의해, 필요에 따라서 유기 인 화합물과 같은 촉매의 존재 하에 환화 축합시켜 락톤환 구조를 형성하는 방법에 의해서 얻을 수 있다.

고분자쇄에 히드록실기와 에스테르기를 갖는 중합체는, 예컨대 2-(히드록시메틸)아크릴산메틸, 2-(히드록시메틸)아크릴산에틸, 2-(히드록시메틸)아크릴산이소프로필, 2-(히드록시메틸)아크릴산n-부틸, 2-(히드록시메틸)아크릴산t-부틸 등의 히드록실기와 에스테르기를 갖는 (메트)아크릴산에스테르를 모노머의 일부로서 이용함으로써 얻을 수 있다. 락톤환 구조를 갖는 중합체의 보다 구체적인 조제 방법은 예컨대 일본 특허공개 2007-254726호 공보에 기재되어 있다.

상기와 같은 모노머를 포함하는 모노머 조성물을 라디칼 중합시킴으로써 (메트)아크릴계 수지를 조제할 수 있다. 모노머 조성물은 필요에 따라서 용제나 중합개시제를 포함할 수 있다.

(메트)아크릴계 수지는 상술한 (메트)아크릴계 수지 이외의 다른 수지를 포함하고 있어도 좋다. 상기 다른 수지의 함유율은, 예컨대 0∼70 질량%, 다른 양태에서는 0∼50 질량%, 또 다른 양태로서는 0∼30 질량%이다. 상기 수지는, 예컨대, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리(4-메틸-1-펜텐) 등의 올레핀계 폴리머; 염화비닐, 염소화비닐 수지 등의 함할로겐계 폴리머; 폴리스티렌, 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 등의 스티렌계 폴리머; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르; 방향족 디올과 방향족 디카르복실산으로 이루어지는 폴리아릴레이트; 폴리젖산, 폴리부틸렌숙시네이트 등의 생분해성 폴리에스테르; 폴리카보네이트; 나일론6, 나일론66, 나일론610 등의 폴리아미드; 폴리아세탈; 폴리페닐렌옥사이드; 폴리페닐렌술피드; 폴리에테르에테르케톤; 폴리에테르니트릴; 폴리술폰; 폴리에테르술폰; 폴리옥시펜질렌; 폴리아미드이미드 등일 수 있다.

(메트)아크릴계 수지는, 필름의 내충격성이나 제막성을 향상시킨다는 관점에서, 고무 입자를 함유하여도 좋다. 고무 입자는, 고무 탄성을 보이는 층만으로 이루어지는 입자라도 좋고, 고무 탄성을 보이는 층과 함께 다른 층을 갖는 다층 구조의 입자라도 좋다. 고무 탄성체로서는, 예컨대 올레핀계 탄성 중합체, 디엔계 탄성 중합체, 스티렌-디엔계 탄성 공중합체, 아크릴계 탄성 중합체 등을 들 수 있다. 그 중에서도 내광성 및 투명성의 관점에서 아크릴계 탄성 중합체가 바람직하게 이용된다.

아크릴계 탄성 중합체는, 아크릴산알킬을 주체로 하는, 즉, 전체 모노머량을 기준으로 아크릴산알킬 유래의 구성 단위를 50 질량% 이상 포함하는 중합체일 수 있다. 아크릴계 탄성 중합체는, 아크릴산알킬의 단독 중합체라도 좋고, 아크릴산알킬 유래의 구성 단위를 50 질량% 이상, 다른 중합성 모노머 유래의 구성 단위를 50 질량% 이하 포함하는 공중합체라도 좋다.

아크릴계 탄성 중합체를 구성하는 아크릴산알킬로서는, 통상 그 알킬기의 탄소수가 4∼8인 것이 이용된다. 상기 다른 중합성 모노머의 예를 들면, 예컨대 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸 등의 메타크릴산알킬; 스티렌, 알킬스티렌 등의 스티렌계 단량체; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 불포화 니트릴 등의 단작용 모노머, 나아가서는 (메트)아크릴산알릴, (메트)아크릴산메타크릴 등의 불포화 카르복실산의 알케닐에스테르; 말레산디알릴 등의 이염기산의 디알케닐에스테르; 알킬렌글리콜디(메트)아크릴레이트 등의 글리콜의 불포화 카르복실산디에스테르 등의 다작용 모노머이다.

아크릴계 탄성 중합체를 포함하는 고무 입자는, 아크릴계 탄성 중합체의 층을 갖는 다층 구조의 입자인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 아크릴계 탄성 중합체의 층의 외측에 메타크릴산알킬을 주체로 하는 경질의 중합체층을 갖는 2층 구조로 된 것이나, 또한 아크릴계 탄성 중합체의 층의 내측에 메타크릴산알킬을 주체로 하는 경질의 중합체층을 갖는 3층 구조로 된 것을 들 수 있다.

아크릴계 탄성 중합체의 층의 외측 또는 내측에 형성되는 경질의 중합체층을 구성하는 메타크릴산알킬을 주체로 하는 중합체에 있어서의 모노머 조성의 예는, (메트)아크릴계 수지의 예로서 든 메타크릴산알킬을 주체로 하는 중합체의 모노머 조성의 예와 같으며, 특히 메타크릴산메틸을 주체로 하는 모노머 조성이 바람직하게 이용된다.

이러한 다층 구조의 아크릴계 고무 탄성체 입자는 예컨대 일본 특허공고 소55-27576호 공보에 기재된 방법에 의해서 제조할 수 있다.

고무 입자는, (메트)아크릴계 수지의 제막성, 필름의 내충격성, 필름 표면의 미끄러짐성의 관점에서, 그 안에 포함되는 고무 탄성체층(아크릴계 탄성 중합체의 층)까지의 평균 입경이 10∼350 nm의 범위에 있는 것이 바람직하다. 이 평균 입경은 예컨대 30 nm 이상, 다른 양태에서는 50 nm 이상이다. 한편, 입경은 예컨대 300 nm 이하, 다른 양태에서는 280 nm 이하이다.

고무 입자에 있어서의 고무 탄성체층(아크릴계 탄성 중합체의 층)까지의 평균 입경은 다음과 같이 하여 측정된다. 즉, 이러한 고무 입자를 (메트)아크릴계 수지에 혼합하여 필름화하고, 그 단면을 산화루테늄의 수용액으로 염색하면, 고무 탄성체층만이 착색되어 거의 원형상으로 관찰되고, 모층(母層)인 (메트)아크릴계 수지는 염색되지 않는다. 그래서, 이와 같이 하여 염색된 필름 단면으로부터, 미크로톰 등을 이용하여 박편을 조제하고, 이것을 전자현미경으로 관찰한다. 그리고, 무작위로 100개의 염색된 고무 입자를 추출하여, 각각의 입자경(고무 탄성체층까지의 직경)을 산출한 후, 그 수평균치를 상기 평균 입경으로 한다. 이러한 방법으로 측정하기 때문에, 얻어지는 상기 평균 입경은 수평균 입경이다.

최외층이 메타크릴산메틸을 주체로 하는 경질의 중합체이고, 그 안에 고무 탄성체층(아크릴계 탄성 중합체의 층)이 감싸여 있는 고무 입자인 경우, 그것을 모체인 (메트)아크릴계 수지에 혼합하면, 고무 입자의 최외층이 모체인 (메트)아크릴계 수지와 혼화한다. 그 때문에, 그 단면을 산화루테늄으로 염색하여 전자현미경으로 관찰하면, 고무 입자는 최외층을 제외한 상태의 입자로서 관찰된다. 구체적으로는, 내층이 아크릴계 탄성 중합체이고, 외층이 메타크릴산메틸을 주체로 하는 경질의 중합체인 2층 구조의 고무 입자인 경우에는, 내층인 아크릴계 탄성 중합체 부분이 염색되어 단층 구조의 입자로서 관찰된다. 또한, 최내층이 메타크릴산메틸을 주체로 하는 경질의 중합체이고, 중간층이 아크릴계 탄성 중합체이고, 최외층이 메타크릴산메틸을 주체로 하는 경질의 중합체인 3층 구조의 고무 입자인 경우에는, 최내층의 입자 중심 부분이 염색되지 않고, 중간층인 아크릴계 탄성 중합체 부분만이 염색된 2층 구조의 입자로서 관찰되게 된다.

(메트)아크릴계 수지의 제막성, 필름의 내충격성, 필름 표면의 미끄러짐성의 관점에서, 고무 입자는, (메트)아크릴계 수지 필름을 구성하는 (메트)아크릴계 수지와의 합계량을 기준으로, 예컨대 3 질량% 이상, 60 질량% 이하의 비율로 배합될 수 있고, 다른 양태에서는 45 질량% 이하, 또 다른 양태에서는 35 질량% 이하이다. 고무 탄성체 입자가 60 질량%보다 많아지면, 필름의 치수 변화가 커져 내열성이 저하한다. 한편, 고무 탄성체 입자가 3 질량%보다 적으면, 필름의 내열성은 양호하지만, 필름 제막 시의 권취성이 나빠, 생산성이 저하되어 버리는 경우가 있다. 또한 본 발명에서는, 고무 탄성체 입자로서, 고무 탄성을 보이는 층과 함께 다른 층을 갖는 다층 구조의 입자를 이용한 경우는, 고무 탄성을 보이는 층과 그 내측의 층으로 이루어지는 부분의 질량을, 고무 탄성체 입자의 질량으로 한다. 예컨대, 상술한 3층 구조의 아크릴계 고무 탄성체 입자를 이용한 경우는, 중간층인 아크릴계 고무 탄성 중합체 부분과 최내층인 메타크릴산메틸을 주체로 하는 경질의 중합체 부분의 합계 질량을 고무 탄성체 입자의 질량으로 한다. 상술한 3층 구조의 아크릴계 고무 탄성체 입자를 아세톤에 용해시키면, 중간층인 아크릴계 고무 탄성 중합체 부분과 최내층인 메타크릴산메틸을 주체로 하는 경질의 중합체 부분은 불용분으로서 남기 때문에, 3층 구조의 아크릴계 고무 탄성체 입자에 차지하는 중간층과 최내층의 합계 질량 비율은 용이하게 구할 수 있다.

(메트)아크릴계 수지 필름이 고무 입자를 포함하는 경우에 있어서, 상기 필름의 제작에 이용되는 고무 입자를 함유하는 (메트)아크릴계 수지 조성물은, (메트)아크릴계 수지와 고무 입자를 용융 혼련 등에 의해 혼합함으로써 얻을 수 있는 것 외에, 우선 고무 입자를 제작하고, 그 존재 하에 (메트)아크릴계 수지의 원료가 되는 모노머 조성물을 중합시키는 방법에 의해서도 얻을 수 있다.

(메트)아크릴계 수지 필름의 제작에는 종래 공지된 제막 방법을 채용할 수 있다. (메트)아크릴계 수지 필름은 다층 구조를 갖고 있어도 좋으며, 다층 구조의 (메트)아크릴계 수지 필름은, 피드 블록을 이용하는 방법, 멀티매니폴드 다이를 이용하는 방법 등, 일반적으로 알려진 다양한 방법을 이용할 수 있다. 그 중에서도, 예컨대 피드 블록을 통해 적층하고, T 다이로부터 다층 용융 압출 성형하여 얻어지는 적층 필름 형상으로 된 것의 적어도 한쪽 면을 롤 또는 벨트에 접촉시켜 제막하는 방법은, 표면 성상이 양호한 필름을 얻을 수 있다는 점에서 바람직하다. 특히 (메트)아크릴계 수지 필름의 표면 평활성 및 표면 광택성을 향상시킨다는 관점에서는, 상기 다층 용융 압출 성형하여 얻어지는 적층 필름 형상으로 된 것의 양면을 롤 표면 또는 벨트 표면에 접촉시켜 필름화하는 방법이 바람직하다. 이 때에 이용하는 롤 또는 벨트에 있어서, (메트)아크릴계 수지와 접하는 롤 표면 또는 벨트 표면은, (메트)아크릴계 수지 필름 표면에의 평활성 부여를 위해서, 그 표면이 경면으로 되어 있는 것이 바람직하다.

보호 필름에는, 통상의 첨가제, 예컨대, 자외선흡수제, 유기계 염료, 안료, 무기계 색소, 산화방지제, 대전방지제, 계면활성제 등을 함유시키더라도 좋다. 그 중에서도 자외선흡수제는 내후성을 높이는 데에 있어서 이용되는 경우가 많다.

편광자에 있어서의 제1 보호 필름이 접합되는 면과는 반대면에, 경화성 수지 조성물의 경화물로 이루어지는 층을 갖더라도 좋다. 경화성 수지 조성물은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 용제가용계, 수가용계, 수분산계, 무용제계 등의 수지 조성물을 들 수 있다. 또한, 경화성 수지 조성물의 경화 방법으로서는, 열 경화형 혹은 활성화 에너지선 경화형을 들 수 있다. 상기 경화성 수지 조성물의 경화물로 이루어지는 층을 갖는 경우, 고온과 저온을 반복하는 환경 하에 있어서의 편광자 균열을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

어느 양태에 있어서, 본 발명의 편광판은, 편광자와 제1 점착제층의 사이에, 경화성 수지 조성물의 경화물로 이루어지는 층을 가질 수 있다.

경화성 수지 조성물의 경화물로 이루어지는 층의 두께는 0.1 ㎛∼10 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5 ㎛∼5 ㎛이다.

(점착제층)

제1 점착제층을 형성하는 점착제로서는 종래 공지된 것을 적절하게 선택하면 되고, 편광판이 노출되는 고온 환경, 습열 환경 또는 고온과 저온이 반복되는 환경 하에 있어서 벗겨짐 등이 생기지 않을 정도의 접착성을 갖는 것이면 된다. 구체적으로는 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 고무계 점착제 등을 들 수 있고, 투명성, 내후성, 내열성, 가공성의 점에서, 예컨대 아크릴계 점착제가 이용될 수 있다.

점착제에는, 필요에 따라서, 점착부여제, 가소제, 유리 섬유, 글래스 비드, 금속 가루, 그 밖의 무기 분말 등으로 이루어지는 충전제, 안료, 착색제, 충전제, 산화방지제, 자외선흡수제, 대전방지제, 실란 커플링제 등, 각종 첨가제를 적절히 배합하여도 좋다.

점착제층은, 통상 점착제의 용액을 이형 시트 상에 점착제를 도포하여 건조함으로써 형성된다. 이형 시트 상에의 도포는, 예컨대, 리버스 코팅, 그라비아 코팅 등의 롤 코팅법, 스핀 코팅법, 스크린 코팅법, 파운틴 코팅법, 디핑법, 스프레이법 등을 채용할 수 있다. 점착제층을 마련한 이형 시트는 이것을 전사하는 방법 등에 의해 이용된다. 점착제층의 두께는 통상 3∼100 ㎛ 정도이며, 예컨대 5∼50 ㎛이다.

예컨대, 점착제층의 23℃에 있어서의 저장 탄성율은 0.01 MPa∼1 MPa이다. 점착제층의 저장 탄성율이 0.01 MPa 미만이면, 고온 시험 시에 있어서의 편광판의 수축을 억제할 수 없어, 벗겨짐 등의 외관 불량이 생기기 쉽게 되는 경향이 있다. 또한, 점착제층의 저장 탄성율이 1 MPa보다 크면, 냉열 충격 시험 시에 유리와 편광판 사이에 생기는 변형을 점착제가 완화할 수 없어, 편광판에 크랙이 발생하기 쉽게 되는 경향이 있다.

일 실시양태에 있어서, 점착제층의 80℃에 있어서의 저장 탄성율은 0.01 MPa∼1 MPa이다.

제1 점착제층을 통해 본 발명의 편광판을 액정 셀에 접합시킨 액정 패널을 얻을 수 있다. 또한, 제1 점착제층을 통해 편광판을 유기 일렉트로루미네센스 디스플레이에 접합함으로써 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치를 얻을 수 있다. 본 발명의 편광판은 액정 셀의 시인 측에 접합하는 것이 바람직하다.

실시예

이하 실시예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해서 한정되는 것은 아니다. 예 중, 함유량 또는 사용량을 나타내는 % 및 부는 특별히 기재가 없는 한 질량 기준이다.

[편광자의 제조]

두께 20 ㎛의 폴리비닐알코올 필름(평균 중합도 약 2,400, 비누화도 99.9 몰% 이상)을, 건식 연신에 의해 약 5배로 일축 연신하고, 또한 긴장 상태를 유지한 채로, 60℃의 순수에 1분간 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 질량비가 0.05/5/100인 수용액에 28℃에서 60초간 침지했다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 질량비가 8.5/8.5/100인 수용액에 72℃에서 300초간 침지했다. 이어서 26℃의 순수로 20초간 세정한 후, 65℃에서 건조하여, 폴리비닐알코올 필름에 요오드가 흡착 배향되어 있는 두께 7 ㎛의 편광자를 얻었다.

[제1 점착제층]

이형 처리가 실시된 두께가 38 ㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(박리 필름)의 이형 처리면에 두께 20 ㎛의 아크릴계 점착제층이 적층된 시판되는 점착제 시트를 이용했다. 아크릴계 점착제에 우레탄아크릴레이트 올리고머는 배합되어 있지 않다. 점착제 시트로부터 박리 필름을 제거한 점착제층의 저장 탄성율은, 23℃에 있어서 0.05 MPa, 80℃에 있어서 0.04 MPa였다.

[제1 보호 필름-1]

코니카미놀타가부시키가이샤 제조의 트리아세틸셀룰로오스 필름(두께 20 ㎛)을 준비했다.

[제1 보호 필름-2]

표면에 하드코트층(두께 7 ㎛)을 갖는, 트리아세틸셀룰로오스 필름(가부시키가이샤톳판 TOMOEGAWA 옵티컬 필름 제조, 25 KCHC-TC, 두께 32 ㎛)을 준비했다.

[제1 보호 필름-3]

두께가 13 ㎛인 시클로올레핀 수지 필름(닛폰제온가부시키가이샤 제조)을 준비했다.

[제1 보호 필름-4]

두께가 23 ㎛인 시클로올레핀 수지 필름(닛폰제온가부시키가이샤)을 준비했다.

(치수 변화율의 측정)

보호 필름의 MD 방향 치수 변화율(85℃)을 이하의 식에 따라서 측정했다.

보호 필름의 MD 방향 치수 변화율(85℃)=[(L0-L85)/L0]×100

[식 중, L0은 편광자의 흡수축 방향과 평행한 방향(MD 방향, 보호 필름의 길이 방향)에 있어서의 재단된 필름의 필름 치수를 의미하고,

L85는 85℃ 상대습도 5%의 조건 하에서 1시간 경과 후에 있어서의 편광자의 흡수축 방향과 평행한 방향(MD 방향, 보호 필름의 길이 방향)의 필름 치수를 의미한다.]

또한, 보호 필름의 MD 방향 치수 변화율(30℃)을 이하의 식에 따라서 측정했다.

MD 방향 치수 변화율(30℃)=[(L0₃₀-L30)/L0]×100

[식 중, L0₃₀은, 편광자의 흡수축 방향과 평행한 방향(MD 방향, 보호 필름의 길이 방향)에 있어서의 치수 변화율(85℃)을 측정한 후의 필름 치수를 의미하고,

L30은 30℃ 상대습도 95%의 조건 하에서 0.5시간 경과 후에 있어서의 편광자의 흡수축 방향과 평행한 방향(MD 방향, 보호 필름의 길이 방향)의 필름 치수를 의미한다.] 또한, 치수 변화율(85℃)을 측정한 후, 온도 23℃, 습도 55%에서 15분간 방치한 후, L0₃₀을 측정했다.

마찬가지로, 보호 필름의 TD 방향 치수 변화율(85℃)을 측정했다. 실시예 및 비교예에서는, 보호 필름의 폭 방향(편광자의 투과축 방향과 평행한 방향)에 있어서의 치수 변화율(85℃)을 측정했다. 또한, 마찬가지로 보호 필름의 TD 방향 치수 변화율(30℃)을 측정했다.

상기 보호 필름 1∼4에 관해서 얻어진 치수 변화율의 결과를 표 1에 나타낸다.

[수계 접착제의 조제]

물 100 부에 대하여, 카르복실기 변성 폴리비닐알코올(가부시키가이샤쿠라레 제조의 KL-318) 3 부를 용해하고, 그 수용액에, 수용성 에폭시 화합물인 폴리아미드에폭시계 첨가제(스미카켐텍스가부시키가이샤 제조의 스미레즈레진(등록상표) 650(30), 고형분 농도 30%의 수용액) 1.5 부를 첨가하여 수계 접착제로 했다.

[편광판 A의 제작]

상기 편광자의 한쪽 면에 수계 접착제를 통해 제1 보호 필름-1을 적층했다. 적층 후, 80℃에서 5분간 건조함으로써 제1 보호 필름과 편광자를 접합했다. 편광자에 있어서의 제1 보호 필름과의 접합면과는 반대측의 면에, 박리 필름 상에 적층된 제1 점착제층을 접합하여, 제1 보호 필름, 편광자 및 제1 점착제층이 이 순서로 적층된 편광판 A-1을 제작했다.

또한, 편광자의 투과축 방향과 보호 필름의 폭 방향(TD 방향)이 평행하게 되도록 접합했다.

같은 식으로 하여, 제1 보호 필름-1 대신에 제1 보호 필름-2를 이용하여 제작한 편광판을 편광판 A-2로 했다.

또한, 제1 보호 필름-1 대신에 제1 보호 필름-3을 이용하여 제작한 편광판을 편광판 A-3으로 하고, 제1 보호 필름-4를 이용하여 제작한 편광판을 편광판 A-4로 했다.

제작한 편광판을 100 mm×60 mm로 재단했다. 제1 점착제층 상의 박리 필름을 벗겨내고, 제1 점착제층을 통해 무알칼리 유리(코닝사 제조, EAGLE XG(등록상표))에 편광판을 접합했다. 이 유리에 접합한 편광판의 단부로부터 1.0 mm의 장소에 긁기식 경도계(독일 에리크센사 제조, 모델 318 볼 직경 0.75 mm)에 의해 5 N의 하중을 편광판의 표면에 가하여, 압박 상처를 냈다. 즉, 상기 제1 보호 필름에 있어서의 편광자와는 반대측의 면에 압박 상처를 냈다. 압박 상처의 깊이는 2∼5 ㎛이고, 직경 0.3 mm였다(상처의 면적은 약 0.071 ㎟였다).

또한, 유리에 접합한 다른 편광판의 단부로부터 1.0 mm의 장소에 긁기식 경도계에 의해 10 N 및 20 N의 하중을 편광판의 표면에 가한 시료도 각각 제작했다. 10 N의 하중을 가하여 제작한 압박 상처의 깊이는 5∼8 ㎛이고, 직경 0.4 mm였다(상처의 면적은 약 0.13 ㎟였다). 20 N의 하중을 가하여 제작한 압박 상처의 깊이는 11∼15 ㎛이고, 직경 0.6 mm였다(상처의 면적은 약 0.28 ㎟였다).

5 N, 10 N 또는 20 N의 하중을 가하여, 표면에 압박 상처를 갖는 편광판에 관해서, 온도 85℃ 및 -40℃(각 30분 동안에 1 사이클)의 냉열 충격 환경 시험(250 사이클)을 실시했다.

[냉열 충격 환경 시험]

냉열 충격 환경 시험은, 편광판을 유리판에 접합시킨 상태에서, 냉열 충격 시험 장치(에스펙가부시키가이샤에서 판매되고 있는 제품명 「TSA-71L-A-3」)를 이용하고, 고온 조건(85℃) 유지 시간 30분과 저온 조건(-40℃) 유지 시간 30분을 1 사이클로 하여 행했다. 또한, 온도 이행 시간을 1분으로 하고, 온도 이행 시의 온도 이행 시간 0분에 있어서, 외기를 도입하지 않고, 광학 부재에 결로를 발생시키지 않는 조건을 설정했다. 이 사이클을 250 사이클 반복하여 시험을 실시했다. 판정은 다음과 같이 했다. 결과를 표 2에 나타낸다.

[판정]

냉열 충격 환경 시험(사이클수: 250회)을 행한 후, 빛샘의 유무를 눈으로 보아 확인했다. 시험 전과 변화가 없고, 시험 후에 직교 니콜 하에서 빛샘이 발생하지 않은 것을 「○」, 시험 후에 직교 니콜 하에서 빛샘이 발생한 것을 「×」로 했다.

이 결과로부터, 본 발명의 편광판은 냉열 충격 환경 시험에 있어서 우수한 효과를 갖는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 의하면, 고온과 저온을 반복하는 환경 하에 있어서도, 본 발명의 편광판은, 편광자에 균열 등을 일으키지 않고서 양호한 외관을 유지하고, 또한 본 발명의 편광판을 시인 측에 내장한 액정 표시 장치는 빛샘이 생기는 일이 없다.

본 발명에 의하면, 고온과 저온을 반복하는 환경 하에 있어서도, 본 발명의 편광판은 빛샘, 균열 등을 일으키지 않고서 양호한 편광 특성을 보일 수 있다. 또한, 본 발명의 편광판은 박형이면서 강도, 내구성이 우수한 편광판이다.

11: 제1 점착제층, 12: 편광자, 13: 제1 보호 필름, 100: 편광판

Claims (3)

1. 제1 점착제층과, 두께가 10 ㎛ 이하인 편광자와, 셀룰로오스계 수지를 포함하는 제1 보호 필름이 적층된 편광판으로서,
   상기 제1 보호 필름은, 상기 제1 보호 필름에 있어서의 상기 편광자와는 반대측의 면 및 상기 제1 보호 필름에 있어서의 상기 편광자 측의 면의 적어도 한쪽에 상처를 가지고,
   상기 상처는, (i) 길이 0.3∼0.4 mm, 폭 0.3∼0.4 mm 및 깊이 2∼8 ㎛인 상처, (ii) 깊이 2∼8 ㎛ 및 면적 0.071∼0.13 ㎟인 상처, 또는 (iii) 길이 0.3∼0.4 mm, 폭 0.3∼0.4 mm, 깊이 2∼8 ㎛ 및 면적 0.071∼0.13 ㎟인 상처인 편광판.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 점착제층과 상기 편광자와 상기 제1 보호 필름이 이 순서로 적층된 편광판.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 보호 필름은, 상기 제1 보호 필름에 있어서의 상기 편광자와는 반대측의 면에 상처를 갖는 편광판.

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