KR102579337B1

KR102579337B1 - 편광 필름 및 화상 표시 장치

Info

Publication number: KR102579337B1
Application number: KR1020197033732A
Authority: KR
Inventors: 야스타카 이시하라; 아츠시 키시; 토모노리 우에노
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2017-06-02
Filing date: 2018-05-22
Publication date: 2023-09-15
Also published as: KR20200007826A; JP6566993B2; CN110720061A; TWI671556B; JP2018205490A; CN110720061B; WO2018221323A1; TW201903442A

Abstract

본 발명은 편광자, 상기 편광자의 편면에 제1 투명층, 및 상기 편광자의 다른 편면에 제2 투명층을 갖는 편광 필름으로서, 상기 제1 투명층의 포화 수분율은 상기 편광자의 포화 수분율보다도 낮고, 상기 제1 투명층은 상기 편광자 중의 수 분의 배출을 돕는 침투막으로서 기능하며, 상기 제2 투명층의 포화 수분율이 5중량% 이하이다. 본 발명의 편광 필름은 고온 고습 환경 하에서도 단부에서의 편광도의 저하를 억제할 수 있다.

Description

편광 필름 및 화상 표시 장치

본 발명은 편광 필름에 관한 것이다. 상기 편광 필름은 이를 단독으로, 또는 이를 적층한 광학 필름으로서 액정 표시 장치(LCD), 유기 EL 표시 장치 등의 화상 표시 장치를 형성할 수 있다.

액정 표시 장치에는 그의 화상 형성 방식으로부터 액정 패널 표면을 형성하는 유리 기판의 양측에 편광 필름을 배치하는 것이 필요 불가결하다. 편광 필름은 일반적으로는 폴리비닐알코올계 필름과 요오드 등의 이색성 재료로 이루어지는 편광자의 편면 또는 양면에 보호 필름을 폴리비닐알코올계 접착제 등에 의해 첩합한 것이 이용되고 있다.

또한 편광 필름은 그의 사용 용도나 사용 상태에 따라서는 가혹한 환경 하에 노출된다. 그 때문에, 편광 필름은 가혹한 환경 하에서도 광학 특성을 유지할 수 있는 내구성이 요구된다. 예컨대, 편광자의 적어도 편면에 소정의 저장 탄성률을 갖는 우레탄 수지를 설치하는 것이 제안되어 있다(특허문헌 1, 2). 특허문헌 1, 2에 따르면, 고온 하에서도 편광 필름의 직교 투과율을 유지할 수 있는 것이 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 평11-030715호 일본 공개특허공보 평11-183726호

또한, 편광 필름은 고온 환경 하 이외에, 고온 고습 환경 하에서 이용되는 경우가 있다. 이러한 가혹한 환경 분위기 하에서는 환경 분위기 중의 수분이 편광자의 광학 특성에 영향을 미치고, 편광 필름의 단부에서 편광도가 크게 저하하는 것을 알았다. 그러나, 상기 특허문헌 1, 2와 같은 우레탄 수지를 편광자에 설치하는 것으로는, 상기 편광 필름의 단부에서 편광도의 저하를 충분하게는 억제할 수 없었다.

본 발명은 고온 고습 환경 하에서도 단부에서의 편광도의 저하를 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 있음을 발견하고, 본 발명에 이르렀다.

즉, 본 발명은 편광자, 상기 편광자의 편면에 제1 투명층, 및 상기 편광자의 다른 편면에 제2 투명층을 갖는 편광 필름으로서,

상기 제1 투명층의 85℃, 85% R.H.에서의 포화 수분율은 상기 편광자의 85℃, 85% R.H.에서의 포화 수분율보다도 낮고,

상기 제1 투명층은 상기 편광자 중의 수분의 배출을 돕는 침투막으로서 기능하며,

상기 제2 투명층의 85℃, 85% R.H.에서의 포화 수분율이 5중량% 이하인 것을 특징으로 하는 편광 필름에 관한 것이다.

상기 편광 필름에서, 상기 제1 투명층이 직접 편광자 상에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 편광 필름에서, 상기 제1 투명층의 두께가 3㎛ 이하인 것이 바람직하다.

상기 편광 필름에서, 상기 제1 투명층으로서는 이소시아네이트 화합물과 다가 알코올과의 반응물인 우레탄 프리폴리머를 함유하는 형성재의 경화물을 이용할 수 있다. 상기 이소시아네이트 화합물로서는 톨릴렌디이소시아네이트 및 디페닐메탄디이소시아네이트로부터 선택되는 적어도 1종을 이용하는 것이 바람직하다.

상기 편광 필름에서, 상기 제1 투명층은 당해 제1 투명층 중의 85℃, 85% R.H.에서의 포화 수분 농도가 상기 편광자측으로부터 상기 편광자와는 반대측을 향해 점차 저하하는 경사 분포를 갖는 것이 바람직하다.

상기 편광 필름에서, 상기 편광자의 두께가 10㎛ 이하인 것이 바람직하다.

상기 편광 필름은 상기 제1 투명층에서 상기 편광자를 갖는 측과의 반대측에 제3 투명층을 인접하여 갖고,

상기 제3 투명층의 85℃, 85% R.H.에서의 포화 수분율은, 상기 제1 투명층의 85℃, 85% R.H.에서의 포화 수분율보다도 낮으며,

상기 편광자 중의 수분이 상기 편광자측으로부터 상기 제1 투명층, 상기 제3 투명층의 순서로 침투하는 것이 바람직하다.

상기 편광 필름에서, 상기 제3 투명층으로서는 점착제층을 들 수 있다.

또한, 상기 편광 필름에서, 상기 제1 투명층은 상기 편광자의 편면에만 갖고,

상기 편광자의 다른 편면에는 보호 필름을 가질 수 있다.

상기 편광 필름에서, 상기 제2 투명층으로서는 점착제층 또는 접착제층을 들 수 있다.

또한 본 발명은 상기 편광 필름을 갖는 화상 표시 장치에 관한 것이다.

편광 필름의 구성 요소인 편광자는 수계 재료에 의해 형성되어 있기 때문에 환경 분위기 중의 수분을 편광자 중에 흡수하기 쉽다. 이 때문에, 고온 고습 환경 하에 편광 필름을 유지한 경우에는 편광자 중의 포화 수분율이 상승할 것으로 생각된다. 그 결과, 편광 필름의 광학 특성이 저하되는 경향이 있다. 특히, 고온 고습 환경 하에서는 편광자 중으로의 수분의 침입량이 많으므로, 편광 필름의 단부에서 편광도가 크게 저하하여 단부 색빠짐이라고 불리는 현상이 발생하였다고 생각된다.

본 발명의 편광 필름은 편광자의 편면에 당해 편광자 중의 수분의 배출을 돕는 침투막으로서 기능하는 제1 투명층을 갖는다. 당해 제1 투명층의 고온 고습 환경 하에서의 포화 수분율은 편광자의 포화 수분율보다도 낮게 설계되어 있기 때문에, 환경 분위기 중의 수분이 편광자 중에 침입하였다고 하여도, 편광자 중의 수분을 편광자의 포화 수분율보다도 낮은 포화 수분율을 갖는 제1 투명층(침투막) 측으로 적극적으로 투과시킬 수 있고, 당해 작용에 의해 편광자 중의 수분을 편광자 밖으로 배출할 수 있다. 한편, 상기 편광자의 다른 편면에는 포화 수분율이 5중량% 이하의 제2 투명층을 갖고 있고, 당해 저 포화 수분율의 제2 투명층에 의해 편광자로의 수분의 침입을 억제함과 함께, 상기 편광자 P로부터의 수분 확산을 방해하고, 제1 투명층(침투막) 측으로 편광자의 수분을 투과시킬 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 편광 필름은 상기 제1 투명층 및 제2 투명층을 갖는 것으로, 고온 고습 환경 하에서도 편광자의 포화 수분율의 상승을 억제할 수 있고, 편광 필름의 단부 색빠짐 양을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 편광 필름의 개략 단면도의 일례이다.
도 2는 본 발명의 편광 필름의 개략 단면도의 일례이다.
도 3은 본 발명의 편광 필름의 개략 단면도의 일례이다.
도 4는 본 발명의 편광 필름의 개략 단면도의 일례이다.

이하에 본 발명의 편광 필름을 도 1 내지 도 4를 참조하면서 설명한다.

본 발명의 편광 필름은 예컨대 도 1 내지 도 4에 나타내는 편광 필름(11)과 같이, 편광자(P) 및 제1 투명층(1)(침투막: 물의 배출을 돕는 기능을 갖는 막 기능을 갖는 층) 및 제2 투명층(2)을 갖는다. 또한, 도 1 내지 도 4에서는 편광자(P)의 편측에 제1 투명층(1)을 갖고, 다른 편측에 포화 수분율이 5중량% 이하의 제2 투명층(2)의 구성을 갖는 경우를 예시하고 있다. 또한, 도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 투명층(1)은 편광자(P)에 직접 설치하는 것이 고온 고습 환경 하에서의 편광자의 포화 수분율의 상승을 억제하고, 편광 필름의 단부 색빠짐을 억제하는 점에서 바람직하다.

또한, 본 발명의 편광 필름은 예컨대 도 2에 나타내는 편광 필름(12)과 같이, 상기 편광 필름(11)의 제1 투명층(1)에 추가로 제3 투명층(3)을 설치할 수 있다. 제3 투명층(3)은 제1 투명층(1)에 직접 설치하는 것이 고온 고습 환경 하에서의 편광자의 포화 수분율의 상승을 억제하고, 편광 필름의 단부 색빠짐을 억제하는 점에서 바람직하다.

한편, 본 발명의 편광 필름은 도 3에 나타낸 편광 필름(13)과 같이, 상기 편광 필름(11)의 제2 투명층(2)에 보호 필름(4)을 설치할 수 있다. 보호 필름(4)을 이용한 경우에는, 보호 필름(4)(특히 저 투습도의 재료)에 의해 제2 투명층(2)과 함께 상기 편광자(P)로부터의 수분 확산이 방해되기 때문에, 본 발명은 편광자(P)의 한쪽 측에만 보호 필름(4)을 갖는 편보호 편광 필름의 양태에서 바람직하게 적용된다. 또한, 도 4는 상기 편광 필름(13)의 제1 투명층(1)에 제3 투명층(3)을 설치한 경우이다.

또한, 본 발명의 편광 필름(12, 14)에서, 제3 투명층(3)으로서 점착제층을 이용하는 경우에는, 당해 제3 투명층(점착제층)에는 세퍼레이터를 설치할 수 있다. 한편, 본 발명의 편광 필름(11 내지 14)에는 적절히 표면 보호 필름을 설치할 수 있다.

<편광자>

편광자는 특별히 한정되지 않고, 각종의 것을 사용할 수 있다. 편광자로서는, 예컨대 폴리비닐알코올계 필름, 부분 포르말화 폴리비닐알코올계 필름, 에틸렌·초산비닐 공중합체계 부분 비누화 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. 이들의 편광자의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 일반적으로 80㎛ 정도 이하이다.

폴리비닐알코올계 필름을 요오드로 염색하여 1축 연신한 편광자는, 예컨대, 폴리비닐알코올계 필름을 요오드 수용액에 침지함으로써 염색하고, 원래 길이의 3∼7배로 연신함으로써 작성할 수 있다. 필요에 따라 붕산이나 황산아연, 염화아연 등을 포함하고 있어도 되는 요오드화 칼륨 등의 수용액에 침지할 수도 있다. 또한 필요에 따라 염색 전에 폴리비닐알코올계 필름을 물에 침지하여 수세하여도 된다. 폴리비닐알코올계 필름을 수세함으로써 폴리비닐알코올계 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있는 것 이외에, 폴리비닐알코올계 필름을 팽윤시킴으로써 염색의 얼룩 등의 불균일을 방지하는 효과도 있다. 연신은 요오드로 염색한 후에 수행하여도 되고, 염색하면서 연신하여도 되며, 또한 연신하고 나서 요오드로 염색하여도 된다. 붕산이나 요오드화 칼륨 등의 수용액이나 수욕 중에서도 연신할 수 있다.

본 발명에서는 두께 10㎛ 이하의 편광자를 이용할 수 있다. 편광자의 두께는 박형화의 관점에서 8㎛ 이하인 것이 바람직하고, 나아가서는 7㎛ 이하, 나아가서는 6㎛ 이하인 것이 바람직하다. 한편, 편광자의 두께는 2㎛ 이상, 나아가서는 3㎛ 이상인 것이 바람직하다. 이와 같은 박형의 편광자는 두께 불균일이 적고, 시인성이 우수하며, 또한 치수 변화가 적기 때문에 열 충격에 대한 내구성이 우수하다.

박형의 편광자로서는, 대표적으로는

일본 특허 제4751486호 명세서,

일본 특허 제4751481호 명세서,

일본 특허 제4815544호 명세서,

일본 특허 제5048120호 명세서,

국제 공개 제2014/077599호 팜플렛,

국제 공개 제2014/077636호 팜플렛

등에 기재되어 있는 박형 편광자 또는 이들에 기재된 제조 방법으로부터 얻어지는 박형 편광자를 들 수 있다.

상기 편광자는, 단체 투과율 T 및 편광도 P에 의해 표시되는 광학 특성이 다음 식

P＞-(10^0.929T-42.4-1)×100 (단, T＜42.3), 또는

P≥99.9 (단, T≥42.3)의 조건을 만족하도록 구성되어 있다. 상기 조건을 만족하도록 구성된 편광자는 일의적으로는 대형 표시 소자를 이용한 액정 TV용의 디스플레이로서 요구되는 성능을 갖는다. 구체적으로는 콘트라스트비 1000:1 이상, 또한 최대 휘도 500cd/m² 이상이다. 다른 용도로서는 예컨대, 유기 EL 표시 장치의 시인측에 첩합된다.

상기 박형 편광자로서는, 적층체의 상태로 연신하는 공정과 염색하는 공정을 포함하는 제법 중에서도, 고배율로 연신할 수 있어 편광 성능을 향상시킬 수 있는 점에서 일본 특허 제4751486호 명세서, 일본 특허 제4751481호 명세서, 일본 특허 제4815544호 명세서에 기재되어 있는 바와 같은 붕산 수용액 중에서 연신하는 공정을 포함하는 제법으로 얻어지는 것이 바람직하고, 특히 일본 특허 제4751481호 명세서, 일본 특허 제4815544호 명세서에 기재되어 있는 붕산 수용액 중에서 연신하기 전에 보조적으로 공중 연신하는 공정을 포함하는 제법에 의해 얻어지는 것이 바람직하다. 이들 박형 편광자는 폴리비닐알코올계 수지(이하, PVA계 수지라고도 함) 층과 연신용 수지 기재를 적층체의 상태로 연신하는 공정과 염색하는 공정을 포함하는 제법에 의해 얻을 수 있다. 이 제법이라면 PVA계 수지층이 얇아도, 연신용 수지 기재에 지지되어 있음으로써 연신에 의한 파단 등의 문제 없이 연신하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 편광자는 85℃, 85% R.H.에서의 포화 수분율이 통상적으로 10~40중량%인 것이 이용된다. 상기 편광자의 포화 수분율은 단부 색빠짐 억제의 관점에서 25중량% 이하이어도 되고, 더욱이 18중량% 이하이어도 된다. 또한, 상기 편광자의 포화 수분율은 제1 투명층과의 관계에서 제1 투명층의 포화 수분율이 편광자의 포화 수분율보다도 낮아지는 값이라면 특별히 하한치는 없다.

본 발명의 편광자의 포화 수분율은 임의의 적절한 방법으로 조정하면 된다. 예컨대, 편광자의 제조 공정에서의 건조 공정의 조건을 조정함으로써 제어하는 방법을 들 수 있다.

<제1 투명층>

제1 투명층은 상기 편광자 중의 수분의 배출을 돕는 침투막으로서 기능하는 층이고, 제1 투명층의 85℃, 85% R.H.에서의 포화 수분율은 상기 편광자의 포화 수분율보다도 낮아지도록 설계된 것이 이용된다.

상기 편광자의 포화 수분율과 상기 제1 투명층의 포화 수분율의 차이는, 침투막으로서의 기능의 관점에서 1~20중량%인 것이 바람직하고, 나아가서는 3~15중량%인 것이 바람직하다. 또한, 상기 포화 수분율의 차이가 지나치게 커져도 문제는 없지만, 한편 지나치게 작아지면 침투막으로서 충분한 기능을 발휘할 수 없게 되므로, 상기 범위에서 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1 투명층의 포화 수분율은 통상적으로 1~10중량%인 것이 바람직하고, 나아가서는 3~8중량%인 것이 바람직하게 이용된다.

제1 투명층의 두께는 침투막으로서의 기능, 박층화 및 광학 신뢰성의 관점에서 3㎛ 이하인 것이 바람직하고, 나아가서는 2㎛ 이하인 것이 바람직하며, 나아가서는 1.5㎛ 이하인 것이 바람직하고, 나아가서는 1㎛ 이하인 것이 바람직하다. 제1 투명층이 지나치게 두꺼운 경우에는 두께를 갖기 때문에, 반대로 수분 배출이 방해되어 침투막으로서의 기능을 발휘하지 못할 우려가 있다. 한편, 제1 투명층의 두께는 침투막으로서의 기능 확보의 관점에서 0.1㎛ 이상인 것이 바람직하고, 나아가서는 0.2㎛ 이상이 바람직하며, 나아가서는 0.3㎛ 이상인 것이 바람직하다.

상기 제1 투명층을 형성하는 재료는 투명성을 갖고, 또한 상기 포화 수분율을 만족하는 것을 이용할 수 있다. 이러한 재료로서는, 예컨대 이소시아네이트 화합물과 다가 알코올과의 반응물인 우레탄 프리폴리머를 함유하는 형성재를 들 수 있다.

이소시아네이트 화합물로서는, 예컨대 다관능의 이소시아네이트 화합물이 바람직하고, 구체적으로 다관능의 방향족계 이소시아네이트 화합물, 지환족계 이소시아네이트, 지방족계 이소시아네이트 화합물 또는 이들의 2량체 등을 들 수 있다.

다관능 방향족계 이소시아네이트 화합물로서는, 예컨대, 페닐렌디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌디이소시아네이트, 2,2'-디페닐메탄디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 4,4'-톨루이딘디이소시아네이트, 4,4'-디페닐에테르디이소시아네이트, 4,4'-디페닐디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 크실릴렌디이소시아네이트, 메틸렌비스4-페닐이소시아네이트, p-페닐렌디이소시아네이트 등을 들 수 있다.

다관능 지환족계 이소시아네이트 화합물로서는, 예컨대, 1,3-시클로펜텐디이소시아네이트, 1,3-시클로헥산디이소시아네이트, 1,4-시클로헥산디이소시아네이트, 1,3-비스이소시아나토메틸시클로헥산, 이소포론디이소시아네이트, 수소 첨가 디페닐메탄디이소시아네이트, 수소 첨가 크실릴렌디이소시아네이트, 수소 첨가 톨릴렌디이소시아네이트, 수소 첨가 테트라메틸크실릴렌디이소시아네이트 등을 들 수 있다.

다관능 지방족계 이소시아네이트 화합물로서는, 예컨대, 트리메틸렌디이소시아네이트, 테트라메틸렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 펜타메틸렌디이소시아네이트, 1,2-프로필렌디이소시아네이트, 1,3-부틸렌디이소시아네이트, 도데카메틸렌디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트 등을 들 수 있다.

또한 다관능 이소시아네이트 화합물로서는 이소시아누르산트리스(6-이소시아네이트헥실) 등의 이소시아네이트기를 3개 이상 갖는 것을 들 수 있다.

다가 알코올로서는 예컨대 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 네오펜틸글리콜, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올, 2,4-디에틸-1,5-펜탄디올, 1,2-헥산디올, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 2-메틸-1,8-옥탄디올, 1,8-데칸디올, 옥타데칸디올, 글리세린, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 헥산트리올, 폴리프로필렌글리콜 등을 들 수 있다.

상기 우레탄 프리폴리머로서는, 본 발명에서는 분자 구조적으로 환상 구조(벤젠 환, 시아누레이트 환, 이소시아누레이트 환 등)이 구조 중에서 차지하는 비율이 큰 단단한 구조의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 다관능의 이소시아네이트 화합물은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 병용할 수 있지만, 상기 포화 수분율의 조제의 관점에서는 방향족계 이소시아네이트 화합물이 바람직하다. 다른 다관능의 이소시아네이트 화합물은 방향족계 이소시아네이트 화합물과 병용할 수 있다. 특히, 방향족계 이소시아네이트 화합물 중에서도 상기 이소시아네이트 화합물로서는 톨릴렌디이소시아네이트 및 디페닐메탄디이소시아네이트로부터 선택되는 적어도 1종을 이용하는 것이 바람직하다.

우레탄 프리폴리머로서는 트리메틸올프로판-트리-톨릴렌이소시아네이트, 트리메틸올프로판-트리-디페닐메탄디이소시아네이트가 바람직하게 이용된다.

또한 상기 우레탄 프리폴리머는 말단 이소시아네이트기에 보호기를 부여한 것을 이용할 수도 있다. 보호기로서는 옥심이나 락탐 등이 있다. 이소시아네이트기를 보호한 것은, 가열함으로써 이소시아네이트기로부터 보호기를 해리시켜 이소시아네이트기가 반응하게 된다.

또한 이소시아네이트기의 반응성을 올리기 위해 반응 촉매를 이용할 수 있다. 반응 촉매는 특별히 제한되지 않지만, 주석계 촉매 또는 아민계 촉매가 바람직하다. 반응 촉매는 1종 또는 2종 이상을 이용할 수 있다. 반응 촉매의 사용량은 통상적으로 우레탄 프리폴리머 100중량부에 대하여 5중량부 이하로 사용된다. 반응 촉매양이 많으면 가교 반응 속도가 빨라져 형성재의 발포가 일어난다. 발포 후의 형성재를 사용하여도 충분한 접착성은 얻을 수 없다. 통상적으로 반응 촉매를 사용하는 경우에는 0.01∼5중량부, 나아가서는 0.05∼4중량부가 바람직하다.

주석계 촉매로서는 무기계, 유기계 중 어느 것도 사용할 수 있지만 유기계가 바람직하다. 무기계 주석계 촉매로서는 예컨대, 염화 제1주석, 염화 제2주석 등을 들 수 있다. 유기계 주석계 촉매는 메틸기, 에틸기, 에테르기, 에스테르기 등의 골격을 갖는 지방족기, 지환족기 등의 유기기를 적어도 1개 갖는 것이 바람직하다. 예컨대, 테트라-n-부틸주석, 트리-n-부틸주석아세테이트, n-부틸주석트리클로라이드, 트리메틸주석하이드로옥사이드, 디메틸주석디클로라이드, 디부틸주석디라우레이트 등을 들 수 있다.

또한 아민계 촉매로서는 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, 퀴누클리딘, 아미딘, 디아자비시클로운데센 등의 지환족기 등의 유기기를 적어도 1개 갖는 것이 바람직하다. 그 외, 아민계 촉매로서는 트리에틸아민 등을 들 수 있다. 또한 상기 이외의 반응 촉매로서는 나프텐산코발트, 벤질트리메틸암모늄하이드로옥사이드 등을 예시할 수 있다.

상기 우레탄 프리폴리머는 통상적으로 용액으로서 이용된다. 용액은 용제계이어도 되고, 에멀젼, 콜로이드 분산액, 수용액 등의 수계이어도 된다. 유기 용제로서는 형성재를 구성하는 성분을 균일하게 용해하면 특별히 제한은 없다. 유기 용제로서는, 예컨대, 톨루엔, 메틸에틸케톤, 초산에틸 등을 들 수 있다. 또한 수계로 하는 경우에도 예컨대, n-부틸알코올, 이소프로필알코올 등의 알코올류, 아세톤 등의 케톤류를 배합할 수도 있다. 수계로 하는 경우에는 분산제를 이용하거나 우레탄 프리폴리머에 카복실산염, 설폰산염, 4급 암모늄염 등의 이소시아네이트기와 반응성이 낮은 관능기나 폴리에틸렌글리콜 등의 수분산성 성분을 도입함으로써 수행할 수 있다.

상기 우레탄 프리폴리머 이외의 제1 투명층을 형성하는 재료로서는, 예컨대 시아노아크릴레이트계 형성재, 에폭시계 형성재를 들 수 있다.

상기 제1 투명층의 형성은, 상기 형성재의 종류에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 예컨대 당해 형성재를 편광자 또는 수지 필름 등에 도포한 후에 경화함으로써 수행할 수 있고, 투명층은 도포층으로서 얻을 수 있다. 통상적으로는 상기 도포 후에 30∼100℃ 정도, 바람직하게는 50∼80℃에서 0.5∼15분간 정도 건조함으로써, 경화층을 형성함으로써 수행한다. 나아가서는 상기 형성재가 이소시아네이트 성분을 함유하는 경우에는, 반응 촉진을 위하여 30∼100℃ 정도, 바람직하게는 50∼80℃에서 0.5∼24시간 정도의 어닐링 처리를 수행할 수 있다.

상기 제1 투명층은 당해 제1 투명층 중의 85℃, 85% R.H.에서의 포화 수분 농도가 상기 편광자측으로부터 상기 편광자와는 반대측을 향해 점차 저하하는 경사 분포를 갖는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 구조에 의해, 침투막으로서의 기능을 보다 유효하게 발휘할 수 있다.

<제2 투명층>

제2 투명층은 85℃, 85% R.H.에서의 포화 수분율이 5중량% 이하로 조정된 층이다. 제2 투명층의 포화 수분율은 4중량% 이하인 것이 바람직하고, 나아가서는 3.5중량% 이하인 것이 바람직하다. 한편, 제2 투명층의 포화 수분율에 특별히 하한은 없다.

상기 제2 투명층으로서는, 편광자와 보호 필름과의 사이에 적용되는 접착제층, 점착제층, 언더코트층(프라이머층) 등의 개재층을 들 수 있다. 그 외에, 보호 필름에 적용되는 이접착층을 들 수 있다. 또한, 보호 필름에는 이접착층을 설치하거나 활성화 처리를 실시하거나 하여, 당해 이접착층과 접착제층을 적층할 수 있다.

상기 제2 투명층을 형성하는 재료는 투명성을 갖고, 또한 상기 개재층으로서 기능하는 것을 이용할 수 있다. 이 때, 개재층에 의해 양자를 공기 간극 없이 적층하는 것이 바람직하다.

접착제층은 접착제에 의해 형성된다. 접착제의 종류는 특별히 제한되지 않고, 다양한 것을 이용할 수 있다. 상기 접착제층은 광학적으로 투명이면 특별히 제한되지 않고, 접착제로서는 수계, 용제계, 핫멜트계, 활성 에너지선 경화형 등의 각종 형태의 것이 이용되지만, 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 이루어진 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 진행하는 접착제이고, 예컨대, 전자선 경화형, 자외선 경화형의 양태로 이용할 수 있다. 활성 에너지선 경화형 접착제는 예컨대, 광 라디칼 경화형 접착제를 이용할 수 있다. 광 라디칼 경화형의 활성 에너지선 경화형 접착제를 자외선 경화형으로서 이용하는 경우에는, 당해 접착제는 라디칼 중합성 화합물 및 광중합 개시제를 함유한다.

접착제의 도공 방식은 접착제의 점도나 목적으로 하는 두께에 따라 적절히 선택된다. 도공 방식의 예로서 예컨대, 리버스 코터, 그라비어 코터(다이렉트, 리버스나 오프셋), 바 리버스 코터, 롤 코터, 다이 코터, 바 코터, 로드 코터 등을 들 수 있다. 그 외에, 도공에는 디핑 방식 등의 방식을 적절히 사용할 수 있다.

또한, 상기 접착제의 도공은 수계 접착제 등을 이용하는 경우에는, 최종적으로 형성되는 접착제층의 두께가 30∼300nm가 되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 접착제층의 두께는 더욱 바람직하게는 60∼250nm이다. 한편, 활성 에너지선 경화형 접착제를 이용하는 경우에는, 상기 접착제층의 두께는 0.1∼200㎛가 되도록 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.5∼50㎛, 더욱 바람직하게는 0.5∼10㎛이다.

이접착층은 예컨대, 폴리에스테르 골격, 폴리에테르 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 더하여도 된다. 구체적으로는 나아가서는 점착부여제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 내열 안정제 등의 안정제 등을 이용하여도 된다.

이접착층은 통상적으로, 보호 필름에 미리 설치해두고, 당해 보호 필름의 이접착층 측과 편광자를 접착제층에 의해 적층한다. 이접착층의 형성은 이접착층의 형성재를 보호 필름 상에 공지의 기술에 의해 도공, 건조함으로써 이루어진다. 이접착층의 형성재는 건조 후의 두께, 도공의 원활성 등을 고려하여 적당한 농도로 희석한 용액으로서 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 점착제로부터 형성된다. 점착제로서는 각종 점착제를 이용할 수 있고, 예컨대 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 필름과의 밀착성을 향상시키기 위하여 형성된다. 프라이머층을 구성하는 재료로서는, 기재 필름과 폴리비닐알코올계 수지층과의 양쪽에 어느 정도 강한 밀착력을 발휘하는 재료라면 특별히 한정되지 않는다. 예컨대 투명성, 열 안정성, 연신성 등이 우수한 열가소성 수지 등이 이용된다. 열가소성 수지로서는, 예컨대 아크릴계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리비닐알코올계 수지 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.

<제3 투명층>

본 발명의 편광 필름에서는 상기 제1 투명층에 추가로 제3 투명층을 형성할 수 있다. 제3 투명층으로서는, 각종 층을 형성할 수 있지만, 보다 침투막으로서의 기능을 발휘하는 관점에서는 당해 제1 투명층의 포화 수분율보다도 낮은 포화 수분율을 갖는 제3 투명층을 설치하는 것이 바람직하다.

상기 제1 투명층의 포화 수분율과 상기 제3 투명층의 포화 수분율의 차이는, 침투막으로서의 기능의 관점에서 0.1~8중량%인 것이 바람직하고, 나아가서는 0.5~5중량%인 것이 바람직하다. 또한, 상기 차이가 지나치게 커져도 문제는 없지만, 한편 지나치게 작아지면 침투막으로서 충분한 기능을 발휘할 수 없게 되므로, 상기 범위에서 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제3 투명층의 포화 수분율은 상기 제1 투명층의 포화 수분율보다도 낮은 범위에서 바람직하게 이용되지만, 통상적으로 0.1~8%인 것이 바람직하고, 나아가서는 0.5~5중량%인 것이 바람직하게 이용된다.

제3 투명층의 두께는 침투막으로서의 기능의 관점에서 1~100㎛ 정도이다. 바람직하게는 2~50㎛, 보다 바람직하게는 2~40㎛이고, 더욱 바람직하게는 5~35㎛이다.

상기 제3 투명층으로서는 예컨대 점착제층, 접착제층, 하드코트층 등이나 보호 필름 등 수지 필름에 의해 형성할 수 있다. 이들 중에서도 편광 필름의 단부 색빠짐 억제의 관점에서 점착제층이 바람직하다.

점착제층의 형성에는 적절한 점착제를 이용할 수 있고, 그 종류에 대하여 특별히 제한은 없다. 점착제로서는 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 우레탄계 점착제, 비닐알킬에테르계 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. 이와 같은 특징을 나타내는 것으로서 아크릴계 점착제가 바람직하게 사용된다.

점착제층을 형성하는 방법으로서는, 예컨대 상기 점착제를 박리 처리한 세퍼레이터 등에 도포하고, 중합 용제 등을 건조 제거하여 점착제층을 형성한 후에, 제1 투명층에 전사하는 방법, 또는 상기 점착제를 제1 투명층에 도포하고, 중합 용제 등을 건조 제거하여 점착제층을 편광자에 형성하는 방법 등에 따라 제작된다. 또한, 점착제의 도포에 있어서는 적절히 중합 용제 이외의 1종 이상의 용제를 새롭게 첨가하여도 된다.

박리 처리한 세퍼레이터로서는 실리콘 박리 라이너가 바람직하게 이용된다. 이와 같은 라이너 상에 본 발명의 점착제를 도포, 건조시켜 점착제층을 형성하는 공정에서, 점착제를 건조시키는 방법으로서는 목적에 따라 적의, 적절한 방법이 채용될 수 있다. 바람직하게는 상기 도포막을 가열 건조하는 방법이 이용된다. 가열 건조 온도는 바람직하게는 40℃∼200℃이고, 더욱 바람직하게는 50℃∼180℃이며, 특히 바람직하게는 70℃∼170℃이다. 가열 온도를 상기의 범위로 함으로써 우수한 점착 특성을 갖는 점착제를 얻을 수 있다.

건조 시간은 적의, 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, 예컨대, 롤 코트, 키스 롤 코트, 그라비어 코트, 리버스 코트, 롤 브러쉬, 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, 예컨대 1∼100㎛ 정도이다. 바람직하게는 2∼50㎛, 보다 바람직하게는 2∼40㎛이고, 더욱 바람직하게는 5∼35㎛이다.

상기 점착제층이 노출되는 경우에는 실제 사용에 제공될 때까지 박리 처리한 시트(세퍼레이터)로 점착제층을 보호하여도 된다.

세퍼레이터의 구성 재료로서는, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에스테르 필름 등의 플라스틱 필름, 종이, 천, 부직포 등의 다공질 재료, 네트, 발포 시트, 금속박 및 이들의 라미네이트체 등의 적절한 박엽체 등을 들 수 있지만, 표면 평활성이 우수한 점에서 플라스틱 필름이 바람직하게 이용된다.

그 플라스틱 필름으로서는, 상기 점착제층을 보호할 수 있는 필름이면 특별히 한정되지 않고, 예컨대 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리부텐 필름, 폴리부타디엔 필름, 폴리메틸펜텐 필름, 폴리염화비닐 필름, 염화비닐 공중합체 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리부틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리우레탄 필름, 에틸렌-초산비닐 공중합체 필름 등을 들 수 있다.

상기 세퍼레이터의 두께는 통상적으로 5∼200㎛, 바람직하게는 5∼100㎛ 정도이다. 상기 세퍼레이터에는 필요에 따라 실리콘계, 불소계, 장쇄 알킬계 또는 지방산 아미드계 이형제, 실리카분 등에 의한 이형 및 방오 처리나 도포형, 혼련형(Kneeding-Type), 증착형 등의 대전 방지 처리도 할 수 있다. 특히, 상기 세퍼레이터의 표면에 실리콘 처리, 장쇄 알킬 처리, 불소 처리 등의 박리 처리를 적절히 수행함으로써, 상기 점착제층으로부터의 박리성을 더 높일 수 있다.

<보호 필름>

상기 보호 필름을 구성하는 재료로서는 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차단성, 등방성 등이 우수한 것이 바람직하다. 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 폴리머, 디아세틸셀룰로오스나 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 폴리머, 폴리스티렌이나 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체(AS 수지) 등의 스티렌계 폴리머, 폴리카보네이트계 폴리머 등을 들 수 있다. 또한, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 내지 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌·프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀계 폴리머, 염화비닐계 폴리머, 나일론이나 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 폴리머, 이미드계 폴리머, 설폰계 폴리머, 폴리에테르설폰계 폴리머, 폴리에테르에테르케톤계 폴리머, 폴리페닐렌설파이드계 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.

편광자를 기준으로 하여 상기 보호 필름이 적용되는 측에는, 본 발명의 제1 투명층을 설치하는 것은 임의이므로, 상기 보호 필름의 재료로서는 보호 필름 측으로부터의 수분 침입을 억제하는 관점에서 저 투습의 아크릴계 폴리머, 폴리올레핀계 폴리머 등을 이용하는 것이 바람직하다.

또한, 보호 필름 중에는 임의의 적절한 첨가제가 1종 이상 포함되어 있어도 된다. 첨가제로서는 예컨대, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 윤활제, 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. 보호 필름 중의 상기 열가소성 수지의 함유량이 50중량% 이하인 경우, 열가소성 수지가 본래 갖는 고 투명성 등이 충분히 발현되지 않을 우려가 있다.

상기 보호 필름으로서는 위상차 필름, 휘도 향상 필름, 확산 필름 등도 이용할 수 있다. 위상차 필름으로서는 정면 위상차가 40nm 이상 및/또는 두께 방향 위상차가 80nm 이상인 위상차를 갖는 것을 들 수 있다. 정면 위상차는 통상적으로 40∼200nm의 범위로, 두께 방향 위상차는 통상적으로 80∼300nm의 범위로 제어된다. 보호 필름으로서 위상차 필름을 이용하는 경우에는, 당해 위상차 필름이 편광자 보호 필름으로서도 기능하기 때문에 박형화를 도모할 수 있다.

위상차 필름으로서는 열가소성 수지 필름을 1축 또는 2축 연신 처리하여 이루어지는 복굴절성 필름을 들 수 있다. 상기 연신의 온도, 연신 배율 등은 위상차값, 필름의 재료, 두께에 따라 적절히 설정된다.

보호 필름의 두께는 적절히 결정할 수 있지만, 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성, 박층성 등의 점에서 1∼500㎛ 정도이다. 특히 1∼300㎛가 바람직하고, 5∼200㎛가 보다 바람직하며, 나아가서는, 5∼150㎛, 특히 20∼100㎛의 박형의 경우에 특히 바람직하다.

상기 보호 필름의 편광자를 접착시키지 않는 면에는 하드코트층, 반사 방지층, 스티킹 방지층, 확산층 내지 안티글레어층 등의 기능층을 설치할 수 있다. 또한, 상기 하드코트층, 반사 방지층, 스티킹 방지층, 확산층이나 안티글레어층 등의 기능층은 보호 필름 자체에 설치할 수 있는 것 이외에, 별도로 보호 필름과는 별체인 것으로서 설치할 수도 있다.

<표면 보호 필름>

본 발명의 편광 필름에는 표면 보호 필름을 설치할 수 있다. 표면 보호 필름은 통상적으로 기재 필름 및 점착제층을 갖고, 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, 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 등의 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스계 수지, 아세테이트계 수지, 폴리에테르설폰계 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 있고, 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 적절히 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 반대면에 실리콘 처리, 장쇄 알킬 처리, 불소 처리 등의 저접착성 재료에 의해 박리 처리층을 설치할 수 있다.

<다른 광학층>

본 발명의 편광 필름은 실제 사용 시에 다른 광학층과 적층한 광학 필름으로서 이용할 수 있다. 그 광학층에 대해서는 특별히 한정은 없지만, 예컨대 반사판이나 반투과판, 위상차판(1/2이나 1/4 등의 파장판을 포함한다), 시각 보상 필름 등의 액정 표시 장치 등의 형성에 이용된 적이 있는 광학층을 1층 또는 2층 이상 이용할 수 있다. 특히, 본 발명의 편광 필름에 추가로 반사판 또는 반투과 반사판이 적층되어 이루어지는 반사형 편광 필름 또는 반투과형 편광 필름, 편광 필름에 추가로 위상차판이 적층되어 이루어지는 타원 편광 필름 또는 원 편광 필름, 편광 필름에 추가로 시각 보상 필름이 적층되어 이루어지는 광 시야각 편광 필름, 또는 편광 필름에 추가로 휘도 향상 필름이 적층되어 이루어지는 편광 필름이 바람직하다.

편광 필름에 상기 광학층을 적층한 광학 필름은 액정 표시 장치 등의 제조 과정에서 순차 별개로 적층하는 방식으로도 형성할 수 있지만, 미리 적층하여 광학 필름으로 한 것은 품질의 안정성이나 조립 작업 등이 우수하여 액정 표시 장치 등의 제조 공정을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 적층에는 점착제층 등의 적절한 접착 수단을 이용할 수 있다. 상기의 편광 필름이나 그 외의 광학 필름의 접착 시에, 이들의 광학축은 목적으로 하는 위상차 특성 등에 따라 적절한 배치 각도로 할 수 있다.

본 발명의 편광 필름 또는 광학 필름은 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치 등의 각종 화상 표시 장치의 형성 등에 바람직하게 이용할 수 있다. 액정 표시 장치의 형성은 종래에 준하여 수행할 수 있다. 즉 액정 표시 장치는 일반적으로 액정 셀과 편광 필름 또는 광학 필름 및 필요에 따른 조명 시스템 등의 구성 부품을 적절히 조립하여 구동 회로를 짜 넣음으로써 형성되지만, 본 발명에서는 본 발명에 따른 편광 필름 또는 광학 필름을 이용하는 점을 제외하고 특별히 한정은 없고, 종래에 준할 수 있다. 액정 셀에 대해서도, 예컨대 IPS형, VA형 등의 임의의 타입의 것을 이용할 수 있지만, 특히 IPS형이 바람직하다.

액정 셀의 편측 또는 양측에 편광 필름 또는 광학 필름을 배치한 액정 표시 장치나 조명 시스템에 백라이트 또는 반사판을 이용한 것 등의 적절한 액정 표시 장치를 형성할 수 있다. 그 경우, 본 발명에 따른 편광 필름 또는 광학 필름은 액정 셀의 편측 또는 양측에 설치할 수 있다. 양측에 편광 필름 또는 광학 필름을 설치하는 경우, 이들은 동일한 것이어도 되고, 상이한 것이어도 된다. 또한, 액정 표시 장치의 형성 시에는, 예컨대 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.

[실시예]

이하에, 본 발명을 실시예를 들어서 설명하지만, 본 발명은 이하에 나타내는 실시예에 제한되는 것은 아니다. 또한, 각 예 중의 부 및 %는 모두 중량 기준이다. 이하에 특별히 규정이 없는 실온 방치 조건은 전부 23℃ 65% R.H.이다.

(박형 편광자 A의 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 아세토아세틸 변성 PVA(중합도 1200, 아세토아세틸 변성도 4.6%, 비누화도 99.0몰% 이상, 일본합성화학공업사 제조, 상품명 '고세파이머 Z200')를 9:1의 비로 포함하는 수용액을 25℃에서 도포 및 건조하여, 두께 11㎛의 PVA계 수지층을 형성하고, 적층체를 제작하였다.

　얻어진 적층체를, 120℃의 오븐 내에서 원주 속도가 상이한 롤 사이에서 종방향(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, 요오드화 칼륨을 1.0중량부 배합하여 얻어진 요오드 수용액에 60초간 침지시켰다(염색 처리).

이어서, 액체 온도 30℃의 가교욕(물 100중량부에 대하여, 요오드화 칼륨을 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, 요오드화 칼륨을 5중량부 배합하여 얻어진 수용액)에 침지시키면서, 원주 속도가 상이한 롤 사이에서 종방향(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, 요오드화 칼륨을 4중량부 배합하여 얻어진 수용액)에 침지시켰다(세정 처리).

이상에 의해, 두께 5㎛의 편광자를 포함하는 광학 필름 적층체를 얻었다.

(편광자 B(두께 12㎛의 편광자)의 제작)

평균 중합도 2400, 비누화도 99.9몰%의 두께 30㎛의 폴리비닐알코올 필름을 30℃의 온수 중에 60초간 침지하여 팽윤시켰다. 이어서, 요오드/요오드화 칼륨(중량비=0.5/8)의 농도 0.3%의 수용액에 침지하고, 3.5배까지 연신시키면서 필름을 염색하였다. 그 후, 65℃의 붕산 에스테르 수용액 중에서 총 연신 배율이 6배가 되도록 연신을 수행하였다. 연신 후에 40℃의 오븐에서 3분간 건조를 수행하여 PVA계 편광자를 얻었다. 얻어진 편광자의 두께는 12㎛이었다.

(보호 필름)

아크릴: 두께 40㎛의 락톤 환 구조를 갖는 (메트)아크릴 수지 필름의 이접착 처리면에 코로나 처리를 실시하여 이용하였다.

TAC: 후지필름사 제조, 제품명 'TJ40', 두께 40㎛의 트리아세틸셀룰로오스계 수지 필름을 이용하였다.

COP: 일본제온사 제조, 제품명 '제오노아 필름', 두께 25㎛의 시클로올레핀계 수지 필름을 이용하였다.

<제1 투명층(블록층)의 형성재>

형성재 A: 톨릴렌디이소시아네이트와 트리메틸올프로판으로 이루어지는 우레탄 프리폴리머의 75% 초산에틸 용액(도소사 제조, 상품명 '콜로네이트 L') 100부에 디옥틸주석디라우레이트계 촉매(도쿄 파인케미칼사 제조, 상품명 '엔비라이저-OL-1') 0.1부를 더하여, 용매로서 메틸이소부틸케톤에 의해 고형분 농도 10%로서 우레탄 프리폴리머 도공액을 조제하였다.

형성재 B: 디페닐메탄디이소시아네이트와 트리메틸올프로판으로 이루어지는 우레탄 프리폴리머의 75% 초산에틸 용액(도소사 제조, 상품명 '콜로네이트 2067')을 이용한 것 이외에는 형성재 A와 동일한 촉매, 용매를 이용하여 도공액을 조제하였다.

형성재 C: 헥사메틸렌디이소시아네이트와 트리메틸올프로판으로 이루어지는 우레탄 프리폴리머의 75% 초산에틸 용액(도소사 제조, 상품명 '콜로네이트 HL')을 이용한 것 이외에는 형성재 A와 동일한 촉매, 용매를 이용하여 도공액을 조제하였다.

형성재 D: 우레탄아크릴레이트 수지(일본합성사 제조, 제품명 '자광 UV-1700') 80부에 N-히드록시에틸아크릴아미드 및 광중합 개시제(IRGACURE907, BASF사 제조)를 더하고, 용매로서 메틸이소부틸케톤에 의해 고형분 농도 10%로서 우레탄아크릴레이트 도공액을 조제하였다.

형성재 E: 톨릴렌디이소시아네이트와 트리메틸올프로판으로 이루어지는 우레탄 프리폴리머의 75% 초산에틸 용액(도소사 제조, 상품명 '콜로네이트 L') 50부에 크실릴렌디이소시아네이트와 트리메틸올프로판으로 이루어지는 우레탄 프리폴리머 75% 초산에틸 용액(미츠이 케미칼사 제조, 상품명 '타케네이트 D110N') 50부 및 디옥틸주석디라우레이트계 촉매(도쿄 파인케미칼사 제조, 상품명 '엔비라이저-OL-1') 0.1부를 더하여, 용매로서 메틸이소부틸케톤에 의해 고형분 농도 35%로서 우레탄 프리폴리머 도공액을 조제하였다.

<제2 투명층(블록층)의 형성재>

(형성재 a: 접착제 a의 조제)

N-히드록시에틸아크릴아미드 10중량부, 아크릴로일모폴린 30중량부, 1,9-노난디올디아크릴레이트 45부, (메트)아크릴모노머를 중합하여 이루어지는 아크릴계 올리고머(ARUFONUP 1190, 동아합성사 제조) 10부, 광중합 개시제(IRGACURE 907, BASF사 제조) 3부, 중합 개시제(KAYACURE DETX-S, 일본화약사 제조) 2부를 혼합하여, 자외선 경화형 접착제를 조제하였다.

(형성재 b: 접착제 b의 조제)

N-히드록시에틸아크릴아미드(HEAA) 40중량부와 아크릴로일모폴린 60부와 광중합 개시제(IRGACURE 819, BASF사 제조) 3중량부를 혼합하여, 자외선 경화형 접착제를 조제하였다.

(형성재 c: 점착제 c의 조제와 점착제층의 형성)

냉각관, 질소 도입관, 온도계 및 교반 장치를 구비한 반응 용기에 아크릴산부틸 100부, 아크릴산 3부, 아크릴산2-히드록시에틸 0.1부 및 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 0.3부를 초산에틸과 함께 더하여 용액을 조제하였다. 이어서, 이 용액에 질소 가스를 취입하면서 교반하고, 55℃에서 8시간 반응시켜, 중량 평균 분자량 220만의 아크릴계 폴리머를 함유하는 용액을 얻었다. 또한, 이 아크릴계 폴리머를 함유하는 용액에, 초산에틸을 더하여 고형분 농도를 30%로 조정한 아크릴계 폴리머 용액을 얻었다.

상기 아크릴계 폴리머 용액의 고형분 100부에 대하여, 가교제로서 0.5부의 이소시아네이트기를 갖는 화합물을 주성분으로 하는 가교제(일본폴리우레탄(주) 제조, 상품명 '콜로네이트 L')와 실란 커플링제로서 0.075부의 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란(신에츠화학공업(주) 제조, 상품명 'KMB-403')을 이 순서로 배합하여 점착제 용액을 조제하였다. 상기 점착제 용액을 박리 처리한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(두께 38㎛)으로 이루어지는 이형 시트(세퍼레이터)의 표면에, 건조 후의 두께가 5㎛가 되도록 도포하고, 건조하여, 점착제층을 형성하였다.

<제3 투명층(점착제층)의 형성>

상기 형성재 c로 조제한 점착제 용액을 박리 처리한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(두께 38㎛)으로 이루어지는 이형 시트(세퍼레이터)의 표면에, 건조 후의 두께가 20㎛가 되도록 도포하고, 건조하여, 점착제층을 형성하였다.

실시예 1

<편보호 편광 필름의 제작>

상기 광학 필름 적층체의 편광자 A의 표면에, 상기 자외선 경화형 접착제 a를 경화 후의 접착제층의 두께가 1㎛가 되도록 도포하면서 상기 보호 필름(아크릴)을 첩합한 후, 활성 에너지선으로서 자외선을 조사하여 접착제를 경화시켰다. 자외선 조사는 갈륨 봉입 메탈할라이드 램프, 조사 장치: Fusion UV Systems, Inc사 제조의 Light HAMMER10, 밸브: V밸브, 피크 조도: 1600mW/cm², 적산 조사량 1000/mJ/cm²(파장 380∼440nm)을 사용하고, 자외선의 조도는 Solatell사 제조의 Sola-Check 시스템을 사용하여 측정하였다. 이어서, 비정성 PET 기재를 박리하고, 박형 편광자를 이용한 편보호 편광 필름을 제작하였다. 얻어진 편보호 편광 필름의 광학 특성은 단체 투과율 42.8%, 편광도 99.99% 이었다.

<제1 투명층 부착 편보호 편광 필름의 제작>

상기 편보호 편광 필름의 편광자의 면(보호 필름이 설치되어 있지 않은 편광자 면)에 상기 제1 투명층의 형성재 A를 바 코터에 의해 도포한 후, 60℃에서 12시간 열처리를 실시함으로써 수행하여, 두께 1㎛의 우레탄 수지층을 형성하였다.

<제1 및 제3 투명층 부착 편보호 편광 필름: 점착제층 부착 편광 필름의 제작>

이어서, 편보호 편광 필름에 형성한 제1 투명층에 상기 이형 시트(세퍼레이터)의 박리 처리면에 형성한 두께 20㎛의 점착제층(제3 투명층)을 첩합하여, 점착제층 부착 편광 필름을 제작하였다.

실시예 2∼6, 비교예 1∼9

실시예 1에서, 편광자의 종류, 보호 필름의 종류, 제1 투명층의 형성재, 두께, 제2 투명층의 형성재, 두께를 표 1에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 제1 투명층 부착 편보호 편광 필름 및 점착제층 부착 편광 필름을 제작하였다. 얻어진 편보호 편광 필름의 광학 특성은 모두 단체 투과율 42.8%, 편광도 99.99%이었다.

단, 실시예 4에서는 편보호 편광 필름의 제작에서 상기 광학 필름 적층체의 편광자 A의 표면에, 상기 이형 시트(세퍼레이터)의 박리 처리면에 형성재 c에 의해 형성한 두께 5㎛의 점착제층(제2 투명층)을 첩합하였다. 그 후, 점착제층(제2 투명층)의 이형 시트(세퍼레이터)를 박리하여, 상기 보호 필름을 첩합하였다. 이어서, 비정성 PET 기재를 박리하고, 박형 편광자를 이용한 편보호 편광 필름을 제작하였다.

또한, 비교예 1, 6에서는 제1 투명층은 형성하지 않았다.

비교예 5의 제1 투명층의 형성은 상기 형성재 D를 바 코터에 의해 도포한 후, 60℃에서 1분간 가열하였다. 가열 후에 도포층에 고압 수은 램프로 적산 광량 300mJ/cm²의 자외선을 조사하여, 두께 1㎛의 우레탄아크릴레이트 수지층을 형성함으로써 수행하였다. 비교예 6, 7에서는 편광자 A(두께 5㎛) 대신에 편광자 B(두께 12㎛)를 이용하였다.

상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 점착제층 부착 편광 필름에 대하여 하기 평가를 수행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

<편광자의 포화 수분율의 측정>

실시예 및 비교예에서 작성한 편광자를 첩합하기 전에 단독으로 취출하여, 약 50mg의 샘플을 채취하였다. 당해 샘플을 수분 흡탈착 측정 장치(IGA-Sorp, Hiden사 제조)를 이용하여, 85℃ 0% R.H.의 환경 하에서 중량 변화가 없어질 때까지 방치하여 완전히 수분을 제거한 상태의 중량(W1)을 측정하고, 이어서 85℃ 85% R.H.의 환경 하에서 방치하여 중량 변화를 관찰하였다. 샘플의 중량 변화가 없어진 시점(포화한 상태)에서 그의 중량(W2)을 측정하였다. 하기 식으로부터 포화 수분율을 측정하였다.

<제1 투명층의 포화 수분율의 측정>

실시예 및 비교예에서 조제한 제1 투명층 형성재를 바 코터에 의해 알루미늄 호일에 두께 10㎛가 되도록 도포한 것 이외에는 실시예 및 비교예와 동일하게 하여 제1 투명층을 형성한 후, 10×10mm의 크기로 절취하여 샘플을 채취하였다. 당해 샘플을 수분 흡탈착 측정 장치(IGA-Sorp, Hiden사 제조)를 이용하여, 85℃ 0% R.H.의 환경 하에서 중량 변화가 없어질 때까지 방치하여 완전히 수분을 제거한 상태의 중량(W1)을 측정하고, 이어서 85℃ 85% R.H.의 환경 하에서 방치하여 중량 변화를 관찰하였다. 샘플의 중량 변화가 없어진 시점(포화한 상태)에서 그의 중량(W2)을 측정하였다. 각각의 중량으로부터 동일한 크기로 알루미늄 호일을 절취하고, 사전에 측정하여 놓은 알루미늄 호일의 중량을 제외하여, 하기 식에 의해 포화 수분율을 측정하였다.

≪제2 투명층: 접착제층≫

실시예 및 비교예에서 조제한 제2 투명층 형성재를 바 코터에 의해 알루미늄 호일에 두께 10㎛이 되도록 도포한 것 이외에는 실시예 및 비교예와 동일하게 하여 제2 투명층을 형성한 후, 10×10mm의 크기로 절취하여 샘플을 채취하였다. 당해 샘플을 수분 흡탈착 측정 장치(IGA-Sorp, Hiden사 제조)를 이용하여, 85℃ 0% R.H.의 환경 하에서 중량 변화가 없어질 때까지 방치하여 완전히 수분을 제거한 상태의 중량(W1)을 측정하고, 이어서 85℃ 85% R.H.의 환경 하에서 방치하여 중량 변화를 관찰하였다. 샘플의 중량 변화가 없어진 시점(포화한 상태)에서 그의 중량(W2)을 측정하였다. 각각의 중량으로부터 동일한 크기로 알루미늄 호일을 절취하고, 사전에 측정하여 놓은 알루미늄 호일의 중량을 제외하여, 하기 식에 의해 포화 수분율을 측정하였다.

≪제2 및 제3 투명층: 점착제층≫

실시예 및 비교예에서 제작한 점착제층 부착 편광 필름의 점착제층으로부터 약 50mg의 샘플을 채취하였다. 당해 샘플을 수분 흡탈착 측정 장치(IGA-Sorp, Hiden사 제조)를 이용하여, 85℃ 0% R.H.의 환경 하에서 중량 변화가 없어질 때까지 방치하여 완전히 수분을 제거한 상태의 중량(W1)을 측정하고, 이어서 85℃ 85% R.H.의 환경 하에서 방치하여 중량 변화를 관찰하였다. 샘플의 중량 변화가 없어진 시점(포화한 상태)에서 그의 중량(W2)을 측정하였다.

[수학식 1]

<편광자의 단체 투과율 T 및 편광도 P>

얻어진 편보호 편광 필름의 단체 투과율 T 및 편광도 P를, 적분구 부착 분광 투과율 측정기(무라카미 색채기술연구소의 Dot-3c)를 이용하여 측정하였다.

또한, 편광도 P는 2장의 동일한 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, 글렌 텔러 프리즘 편광자를 통하여 얻어진 완전 편광을 100%로 하여, JIS Z8701의 2도 시야(C 광원)에 의해 시감도 보정한 Y값으로 나타낸 것이다.

(평가 샘플의 제작)

실시예 및 비교예에서 얻어진 점착제층 부착 편광 필름을 50mm×50mm로 재단하고, 1.2~1.5mm 두께의 알칼리 글래스(마츠나미 글래스사 제조, 마이크로 슬라이드 글래스)에 첩합하여 샘플을 제작하였다.

<제1 투명층 중의 수분 경사의 확인>

상기 샘플을 밀폐 용기에 시험 중에 모두 휘발되어 버리지 않는 충분한 양의 중수를 넣고 용기를 밀폐한 후에, 용기 당 80℃의 고온 환경 하에 500시간 유지한 후, 취출 직후에 -100℃ 이하로 순간 냉동함으로써 중수 이온을 고정화한 샘플을 얻었다. 이 중수 고정화 샘플에 대하여 보호 필름 측으로부터 Ar가스 클러스터 이온으로 에칭하여 보호 필름을 제거한 후 TOF-SIMS 분석을 실시하고 깊이 방향에서의 중수 이온(D^-)의 분포를 측정하여, 제1 투명층 중의 수분 경사를 확인하였다. 수분 경사를 확인할 수 있는 경우를 '○: 침투막 기능 있음', 확인할 수 없는 경우를 '×: 침투막 기능 없음'으로 하였다.

장치: ULVAC-PHI, TRIFT-V

에칭 이온: Ar 가스 클러스터 이온

조사 1차 이온: Bi₃ ²⁺

1차 이온 가속 전압: 30kV

측정 전극: 음이온

측정 온도: -100℃ 이하

측정 면적: 100㎛□

<내구성>

상기 샘플을 85℃ 85% R.H.의 고온 고습 환경 하에 500시간 유지한 후에 실온 방치(23℃ 65% R.H.)한 후에, 단부 색빠짐 양을 미분 간섭 현미경(올림푸스사 제조, 제품명 'MX-61L')에 의해 하기 조건으로 측정하였다. 단부 색빠짐 양은 샘플의 4개의 각의 대각선 상에서 중앙부보다도 색이 옅어져 있는 부분 중, 가장 중앙부에 가까운 위치와 각을 연결하는 직선 거리를 단부 색빠짐 양으로 하여, 4개의 각의 평균값을 그 샘플의 단부 색빠짐 양으로 하였다.

장치: 올림푸스사 제조, MX-61L

측정 조건

렌즈 배율: 5배

ISO: 200

셔터 스피드: 1/100

반사광량: 눈금 0

화이트 밸런스: 자동

투과광 컨트롤러: LG-PS2

투과 광량: 눈금 5

투과광 편광 방향: 편광 필름 투과축에 대하여 크로스니콜이 되는 방향

[표 1]

P: 편광자
1: 제1 투명층
2: 제2 투명층(점착제층 또는 접착제층)
3: 제3 투명층(점착제층)
4: 보호 필름
　

Claims

편광자, 상기 편광자의 편면에 제1 투명층, 및 상기 편광자의 다른 편면에 제2 투명층을 갖는 편광 필름으로서,
상기 제1 투명층의 85℃, 85% R.H.에서의 포화 수분율은, 상기 편광자의 85℃, 85% R.H.에서의 포화 수분율보다도 낮고,
상기 제1 투명층은 상기 편광자 중의 수분의 배출을 돕는 침투막으로서 기능하며,
상기 제2 투명층의 85℃, 85% R.H.에서의 포화 수분율이 5중량% 이하인 것을 특징으로 하는 편광 필름.
제1항에 있어서,
상기 제1 투명층이 직접 편광자 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 편광 필름.
제1항에 있어서,
상기 제1 투명층의 두께가 3㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 편광 필름.
제1항에 있어서,
상기 제1 투명층이 이소시아네이트 화합물과 다가 알코올과의 반응물인 우레탄 프리폴리머를 함유하는 형성재의 경화물인 것을 특징으로 하는 편광 필름.
제4항에 있어서,
상기 이소시아네이트 화합물이 톨릴렌디이소시아네이트 및 디페닐메탄디이소시아네이트로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 것을 특징으로 하는 편광 필름.
제1항에 있어서,
상기 제1 투명층은 상기 제1 투명층 중의 85℃, 85% R.H.에서의 포화 수분 농도가 상기 편광자측으로부터 상기 편광자와는 반대측을 향해 점차 저하하는 경사 분포를 갖는 것을 특징으로 하는 편광 필름.
제1항에 있어서,
상기 편광자의 두께가 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 편광 필름.
제1항에 있어서,
상기 제1 투명층에서 상기 편광자를 갖는 측과의 반대측에 제3 투명층을 인접하여 갖고,
상기 제3 투명층의 85℃, 85% R.H.에서의 포화 수분율은 상기 제1 투명층의 85℃, 85% R.H.에서의 포화 수분율보다도 낮으며,
상기 편광자 중의 수분이 상기 편광자측으로부터 상기 제1 투명층, 상기 제3 투명층의 순서로 침투하는 것을 특징으로 하는 편광 필름.
제8항에 있어서,
상기 제3 투명층이 점착제층인 것을 특징으로 하는 편광 필름.
제1항에 있어서,
상기 편광자의 다른 편면에는 상기 제2 투명층을 개재하여 보호 필름을 갖는 것을 특징으로 하는 편광 필름.
제1항에 있어서,
상기 제2 투명층은 점착제층 또는 접착제층인 것을 특징으로 하는 편광 필름.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 편광 필름을 갖는 화상 표시 장치.