KR102643436B1 - 위상차층 부착 편광판, 및 그것을 이용한 화상 표시 장치 - Google Patents

위상차층 부착 편광판, 및 그것을 이용한 화상 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 가열 시의 크랙 발생이 억제된 위상차층 부착 편광판을 제공한다. 본 발명의 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판은, 편광자와, 해당 편광자의 한쪽 측에 배치된 보호층을 포함하는 편광판과, 위상차층을 포함한다. 해당 편광자는 폴리비닐알코올계 수지 필름으로 구성되고, 또한 폴리비닐알코올의 배향 함수가 0.30 이하이며, 해당 위상차층은 액정 화합물의 배향 고화층이고, 해당 보호층의 두께는 10㎛ 이하이다. 또한, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판은, 편광자와, 해당 편광자의 한쪽 측에 배치된 보호층을 포함하는 편광판과, 위상차층을 포함한다. 이 편광자의 돌자 강도는 30gf/㎛ 이상이고, 해당 위상차층은 액정 화합물의 배향 고화층이며, 해당 보호층의 두께는 10㎛ 이하이다.

Description

위상차층 부착 편광판, 및 그것을 이용한 화상 표시 장치
본 발명은 위상차층 부착 편광판, 및 그것을 이용한 화상 표시 장치에 관한 것이다.
근래, 액정 표시 장치 및 일렉트로루미네센스(EL) 표시 장치(예컨대, 유기 EL 표시 장치, 무기 EL 표시 장치)로 대표되는 화상 표시 장치가 급속히 보급되고 있다. 화상 표시 장치에는, 대표적으로는 편광판 및 위상차판이 이용되고 있다. 실용적으로는, 편광판과 위상차판을 일체화한 위상차층 부착 편광판이 널리 이용되고 있다(예컨대, 특허문헌 1). 근래, 화상 표시 장치의 박형화에 대한 요망이 높아지는 것에 수반하여, 위상차층 부착 편광판에 대해서도 박형화의 요망이 높아지고 있다. 또한, 근래, 만곡한 화상 표시 장치 및/또는 굴곡 또는 절곡 가능한 화상 표시 장치에 대한 요망이 높아지고 있다. 그 때문에, 편광판 및 위상차층 부착 편광판에 대해서도 가일층의 박형화 및 가일층의 유연화가 요구되고 있다.
편광판을 박형화하는 방법으로서, 보호층의 두께를 얇게 하는 것 및 편광자의 편측에만 보호층을 적층하는 것이 제안되어 있다. 그러나, 이들 방법으로는, 편광자를 충분히 보호할 수 없고, 내구성에 개선의 여지가 있다. 또한, 가열 처리에 의해 크랙이 생기기 쉬워진다는 문제가 있다.
일본 공개특허공보 2001-343521호
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 그의 주된 목적은 가열 시의 크랙 발생이 억제된 위상차층 부착 편광판을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판은, 편광자와, 해당 편광자의 한쪽 측에 배치된 보호층을 포함하는 편광판과, 위상차층을 포함한다. 이 편광자는 폴리비닐알코올계 수지 필름으로 구성되고, 또한 폴리비닐알코올의 배향 함수가 0.30 이하이며, 이 위상차층은 액정 화합물의 배향 고화층이고, 이 보호층의 두께는 10㎛ 이하이다.
본 발명의 다른 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판은, 편광자와, 해당 편광자의 한쪽 측에 배치된 보호층을 포함하는 편광판과, 위상차층을 포함한다. 이 편광자는 돌자 강도가 30gf/㎛ 이상이고, 이 위상차층은 액정 화합물의 배향 고화층이며, 이 보호층의 두께는 10㎛ 이하이다.
하나의 실시형태에서, 상기 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 30㎛ 이하이다.
하나의 실시형태에서, 상기 편광자의 두께는 10㎛ 이하이다.
하나의 실시형태에서, 상기 편광자의 단체 투과율은 40.0% 이상이며, 또한, 편광도가 99.0% 이상이다.
하나의 실시형태에서, 상기 보호층은 열가소성 아크릴계 수지의 유기 용매 용액의 도포막의 고화물, 에폭시 수지의 광 양이온 경화물 및 에폭시 수지의 유기 용매 용액의 도포막의 고화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종으로 구성되어 있다.
하나의 실시형태에서, 상기 열가소성 아크릴계 수지는 락톤환 단위, 무수 글루타르산 단위, 글루타르이미드 단위, 무수 말레산 단위 및 말레이미드 단위로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 반복 단위를 갖는다.
하나의 실시형태에서, 상기 보호층은 방향족 골격 및 수소 첨가된 방향족 골격으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 갖는 에폭시 수지의 광 양이온 경화물이다.
본 발명의 다른 국면에서는, 화상 표시 장치가 제공된다. 이 화상 표시 장치는 상기 위상차층 부착 편광판을 포함한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 폴리비닐알코올(PVA)의 배향 함수가 0.30 이하인 편광자와 두께 10㎛ 이하의 보호층과, 액정 배향 화합물의 배향 고화층의 위상차층을 포함하는 위상차층 부착 편광판이 제공된다. 또한, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 돌자 강도가 30gf/㎛ 이상인 편광자와, 두께 10㎛ 이하의 보호층과, 액정 배향 화합물의 배향 고화층의 위상차층을 포함하는 위상차층 부착 편광판이 제공된다. 이와 같은 위상차층 부착 편광판으로 하는 것에 의해, 위상차층 부착 편광판을 박형화하고, 또한 가열 시의 크랙 발생이 억제될 수 있다. 또한, 절곡 시의 크랙 발생도 억제할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 위상차층 부착 편광판에 이용되는 편광자의 제조 방법에서의 가열 롤을 이용한 건조 수축 처리의 일례를 나타내는 개략도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태로는 한정되지 않는다.
(용어 및 기호의 정의)
본 명세서에서의 용어 및 기호의 정의는 하기와 같다.
(1) 굴절률(nx, ny, nz)
'nx'는 면내의 굴절률이 최대가 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절률이고, 'ny'는 면내에서 지상축과 직교하는 방향(즉, 진상축 방향)의 굴절률이며, 'nz'는 두께 방향의 굴절률이다.
(2) 면내 위상차(Re)
'Re(λ)'는, 23℃에서의 파장 λnm의 광으로 측정한 면내 위상차이다. 예컨대, 'Re(550)'은 23℃에서의 파장 550nm의 광으로 측정한 면내 위상차이다. Re(λ)는, 층(필름)의 두께를 d(nm)로 하였을 때, 식: Re(λ)=(nx-ny)×d에 의해 구하여진다.
(3) 두께 방향의 위상차(Rth)
'Rth(λ)'는, 23℃에서의 파장 λnm의 광으로 측정한 두께 방향의 위상차이다. 예컨대, 'Rth(550)'은 23℃에서의 파장 550nm의 광으로 측정한 두께 방향의 위상차이다. Rth(λ)는, 층(필름)의 두께를 d(nm)로 하였을 때, 식: Rth(λ)=(nx-nz)×d에 의해 구하여진다.
(4) Nz 계수
Nz 계수는 Nz=Rth/Re에 의해 구하여진다.
(5) 각도
본 명세서에서 각도를 언급할 때는 당해 각도는 기준 방향에 대하여 시계 방향 및 반시계 방향의 양쪽을 포함한다. 따라서, 예컨대'45°'는 ±45°를 의미한다.
A. 위상차층 부착 편광판의 전체 구성
도 1은, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다. 본 실시형태의 위상차층 부착 편광판(100)은 편광판(10)과 위상차층(20)을 포함한다. 편광판(10)은 편광자(11)와, 편광자(11)의 한쪽 측에 배치된 제1 보호층(12)과, 편광자(11)의 다른쪽 측에 배치된 제2 보호층(13)을 포함한다. 목적에 따라, 제1 보호층(12) 및 제2 보호층(13) 중 한쪽은 생략되어도 된다. 예컨대, 위상차층(20)이 편광자(11)의 보호층으로서도 기능할 수 있는 경우에는 제2 보호층(13)은 생략되어도 된다. 위상차층(20)은 임의의 적절한 점착제층 또는 접착제층(도시하지 않음)을 개재하여, 편광자(11) 또는 제2 보호층(13)에 적층된다. 본 발명의 실시형태에서는, 편광자(11)는 폴리비닐알코올계 수지 필름으로 구성되고, 또한 폴리비닐알코올의 배향 함수가 0.30 이하이다. 본 발명의 다른 실시형태에서는, 편광자(11)는 돌자 강도가 30gf/㎛ 이상이다. 또한, 보호층의 두께는 10㎛ 이하이다. 편광판(100)이 제1 보호층(12) 및 제2 보호층(13)을 구비하는 경우, 적어도 한쪽의 보호층의 두께가 10㎛ 이하이면 되고, 바람직하게는 제1 보호층(12) 및 제2 보호층(13) 양쪽의 두께가 10㎛ 이하이다. 하나의 실시형태에서는, 편광판(100)은 시인 측의 보호층(예컨대, 제1 보호층(12))의 편광자(11)와 접하고 있지 않은 측에 하드 코드층이 형성될 수 있다. 이 실시형태에서는, 보호층의 두께와 하드 코트층의 두께와의 합계가 10㎛ 이하가 되는 것이 바람직하다.
도 2는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 다른 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판(101)에서는 다른 위상차층(50) 및/또는 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재(60)가 마련되어도 된다. 다른 위상차층(50) 및 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재(60)는 대표적으로는, 위상차층(20)의 외측(편광판(10)과 반대 측)에 마련된다. 다른 위상차층은 대표적으로는 굴절률 특성이 nz>nx=ny의 관계를 나타낸다. 다른 위상차층(50) 및 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재(60)는 대표적으로는 위상차층(20) 측으로부터 이 순서대로 마련된다. 다른 위상차층(50) 및 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재(60)는, 대표적으로는, 필요에 따라 마련되는 임의의 층이며, 어느 한쪽 또는 양쪽이 생략되어도 된다. 또한, 편의상, 위상차층(20)을 제1 위상차층이라 칭하고 다른 위상차층(50)을 제2 위상차층이라고 칭하는 경우가 있다. 또한, 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재가 마련되는 경우, 위상차층 부착 편광판은 화상 표시 셀(예컨대, 유기 EL 셀)과 편광판과의 사이에 터치 센서가 내장된 소위 이너 터치 패널형 입력 표시 장치에 적용될 수 있다.
도 3은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다. 본 발명의 실시형태에서는, 제1 위상차층(20)은 액정 화합물의 배향 고화층이다. 제1 위상차층(20)은 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같은 배향 고화층의 단일층이어도 되고, 도 3에 나타내는 바와 같은 제1 배향 고화층(21)과 제2 배향 고화층(22)과의 적층 구조를 갖고 있어도 된다.
상기의 실시형태는 적절히 조합하여도 되고, 상기의 실시형태에서의 구성 요소에 당 업계에서 자명한 개변을 더하여도 된다. 예컨대, 도 3의 위상차층 부착 편광판(102)에 제2 위상차층(50) 및/또는 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재(60)가 추가로 마련되어도 된다. 또한 예컨대, 제2 위상차층(50)의 외측에 도전층 부착 등방성 기재(60)를 마련하는 구성을, 광학적으로 등가인 구성(예컨대, 제2 위상차층과 도전층과의 적층체)으로 치환하여도 된다.
본 발명의 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판은, 그 외의 위상차층을 추가로 포함하고 있어도 된다. 그 외의 위상차층의 광학적 특성(예컨대, 굴절률 특성, 면내 위상차, Nz 계수, 광탄성 계수), 두께, 배치 위치 등은 목적에 따라 적절하게 설정될 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판은 매엽상이어도 되고, 장척상이어도 된다. 본 명세서에서 '장척상'이란 폭에 대하여 길이가 충분히 긴 세장(細長) 형상을 의미하며, 예컨대 폭에 대하여 길이가 10배 이상, 바람직하게는 20배 이상인 세장 형상을 포함한다. 장척상의 위상차층 부착 편광판은 롤상으로 권회 가능하다.
실용적으로는 위상차층의 편광판과 반대 측에는 점착제층(도시하지 않음)이 마련되고, 위상차층 부착 편광판은 화상 표시 셀에 첩부 가능하게 되어 있다. 또한, 점착제층의 표면에는, 위상차층 부착 편광판이 사용에 제공될 때까지, 박리 필름이 가착되어 있는 것이 바람직하다. 박리 필름을 가착하는 것에 의해, 점착제층을 보호함과 함께 롤 형성이 가능해진다.
위상차층 부착 편광판의 총 두께는, 바람직하게는 30㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 25㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 20㎛ 이하이다. 총 두께는 예컨대 10㎛ 이상일 수 있다. 본 발명의 실시형태에 의하면, 이와 같이 극히 얇은 위상차층 부착 편광판을 실현할 수 있다. 또한, 가열 시의 크랙 발생도 억제할 수 있다. 이와 같은 위상차층 부착 편광판은 극히 우수한 가요성 및 절곡 내구성을 가질 수 있다. 이와 같은 위상차층 부착 편광판은, 만곡한 화상 표시 장치 및/또는 굴곡 또는 절곡 가능한 화상 표시 장치에 특히 적합하게 적용될 수 있다. 또한, 위상차층 부착 편광판의 총 두께란, 편광판을 패널이나 유리 등의 외부 피착체와 밀착시키기 위한 점착제층을 제외하고, 위상차층 부착 편광판을 구성하는 모든 층의 두께의 합계를 말한다(즉, 위상차층 부착 편광판의 총 두께는, 위상차층 부착 편광판을 화상 표시 셀 등의 인접 부재에 첩부하기 위한 점착제층 및 그의 표면에 가착될 수 있는 박리 필름의 두께를 포함하지 않는다).
본 발명의 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 단위 중량은 예컨대 6.5mg/cm2 이하이고, 바람직하게는 2.0mg/cm2~6.0mg/cm2이며, 보다 바람직하게는 3.0mg/cm2~5.5mg/cm2, 더욱 바람직하게는 3.5mg/cm2~5.0mg/cm2이다. 표시 패널이 박형인 경우, 위상차층 부착 편광판의 중량에 의해 패널이 미소하게 변형되어, 표시 불량이 생길 우려가 있다. 6.5mg/cm2 이하의 단위 중량을 갖는 위상차층 부착 편광판에 따르면, 이와 같은 패널의 변형을 방지할 수 있다. 또한, 상기 단위 중량을 갖는 위상차층 부착 편광판은 박형화한 경우에도 취급성이 양호하며, 또한, 극히 우수한 가요성 및 절곡 내구성을 발휘할 수 있다.
이하, 위상차층 부착 편광판의 구성 요소에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
B. 편광판
B-1. 편광자
본 발명의 실시형태에 따른 편광자는 폴리비닐알코올(PVA)계 수지 필름으로 구성되고, 배향 함수가 0.30 이하이다. 이와 같은 구성이면, 가열 시의 크랙의 발생, 특히 편광자의 흡수축 방향을 따른 크랙의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 가열시 이외에서도 편광자가 흡수축 방향을 따라 찢어지는(깨지는) 것을 현저하게 억제할 수 있다. 그 결과, 굴곡성이 매우 우수한 편광자(결과로서, 편광판)가 얻어질 수 있다. 이와 같은 편광자(결과로서, 편광판)는 바람직하게는 만곡된 화상 표시 장치, 보다 바람직하게는 절곡 가능한 화상 표시 장치, 더욱 바람직하게는 절첩 가능한 화상 표시 장치에 적용될 수 있다. 배향 함수는 바람직하게는 0.28 이하이고, 보다 바람직하게는 0.26 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.25 이하이다. 배향 함수는 예컨대 0.05 이상일 수 있다. 배향 함수가 지나치게 작으면 허용 가능한 단체 투과율 및/또는 편광도가 얻어지지 않는 경우가 있다.
배향 함수(f)는, 예컨대, 푸리에 변환 적외선 분광 광도계(FT-IR)를 이용하고, 편광을 측정광으로 하며, 전체 반사 감쇠 분광(ATR: attenuated total reflection) 측정에 의해 구하여진다. 구체적으로는, 측정광의 편광 방향에 대하여, 편광자의 연신 방향을 평행 및 수직으로 한 상태에서 측정을 실시하고, 얻어진 흡광도 스펙트럼의 2941㎝-1의 강도를 이용하여, 하기 식에 따라 산출된다. 여기서, 강도 I는 3330㎝-1을 참조 피크로 하여, 2941㎝-1/3330㎝-1의 값이다. 또한, f=1일 때 완전 배향, f=0일 때 랜덤하게 된다. 또한 2941cm-1의 피크는 편광자 중의 PVA의 주쇄(-CH2-)의 진동에 기인하는 흡수라고 생각되고 있다.
f=(3<cos2θ>-1)/2
=(1-D)/[c(2D+1)]
=-2×(1-D)/(2D+1)
단,
c=(3cos2β-1)/2이고, 2941cm-1의 진동의 경우는 β=90°이다.
θ: 연신 방향에 대한 분자쇄의 각도
β: 분자쇄 축에 대한 전이 쌍극자 모멘트의 각도
D=(I⊥)/(I//)(이 경우 PVA 분자가 배향할수록 D가 커진다)
I⊥: 측정광의 편광 방향과 편광자의 연신 방향이 수직인 경우의 흡수 강도
I//: 측정광의 편광 방향과 편광자의 연신 방향이 평행인 경우의 흡수 강도
편광자의 두께는 바람직하게는 10㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 8㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 7㎛ 이하이다. 편광자의 두께는 예컨대 1㎛ 이상일 수 있다. 편광자의 두께는 하나의 실시형태에서는 2㎛~6㎛, 다른 실시형태에서는 2㎛~4㎛, 또 다른 실시형태에서는 2㎛~3㎛, 또 다른 실시형태에서는 5.5㎛~7.5㎛, 또 다른 실시형태에서는 6㎛~7.2㎛이어도 된다. 편광자의 두께를 이와 같이 매우 얇게 하는 것에 의해, 열수축을 매우 작게 할 수 있다. 이와 같은 구성이 흡수축 방향의 파단의 억제에도 기여할 수 있는 것으로 추찰된다.
편광자는 바람직하게는 380nm~780nm의 어느 파장에서 흡수 이색성(二色性)을 나타낸다. 편광자의 단체 투과율은 바람직하게는 40.0% 이상이고, 보다 바람직하게는 41.0% 이상이다. 단체 투과율은 예컨대 49.0% 이하일 수 있다. 편광자의 단체 투과율은 하나의 실시형태에서는 40.0%~45.0%이다. 편광자의 편광도는 바람직하게는 99.0% 이상이고, 보다 바람직하게는 99.4% 이상이다. 편광도는 예컨대 99.999% 이하일 수 있다. 편광자의 편광도는 하나의 실시형태에서는 99.0%~99.99%이다. 본 발명에 의하면, 상기와 같이 배향 함수가 매우 작음에도 불구하고 이와 같은 실제 사용상 허용 가능한 단체 투과율 및 편광도를 실현할 수 있다. 이것은 후술하는 제조 방법에 기인하는 것으로 추찰된다. 또한, 단체 투과율은 대표적으로는 자외선/가시광선 분광 광도계를 이용하여 측정하고 시감도 보정을 행한 Y 값이다. 편광도는, 대표적으로는, 자외선/가시광선 분광 광도계를 이용하여 측정하고 시감도 보정을 행한 평행 투과율(Tp) 및 직교 투과율(Tc)에 기초하여, 하기 식에 의해 구하여진다.
편광도(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
본 발명의 실시형태에서, 편광자의 돌자 강도는 30gf/㎛ 이상이고, 바람직하게는 35gf/㎛ 이상이며, 보다 바람직하게는 40gf/㎛ 이상이고, 더욱 바람직하게는 45gf/㎛ 이상이며, 특히 바람직하게는 50gf/㎛ 이상이다. 돌자 강도는, 예컨대 80gf/㎛ 이하일 수 있다. 편광자의 돌자 강도를 이와 같은 범위로 하는 것에 의해, 편광자가 흡수축 방향을 따라 찢어지는 것을 현저하게 억제할 수 있다. 그 결과, 굴곡성이 매우 우수한 편광자(결과로서, 편광판)가 얻어질 수 있다. 돌자 강도는 소정의 강도로 편광자를 찔렀을 때의 편광자의 균열 내성을 나타낸다. 돌자 강도는, 예컨대 압축 시험기에 소정의 니들을 장착하고, 당해 니들을 소정 속도로 편광자에 찔렀을 때에 편광자가 균열하는 강도(파단 강도)로서 나타날 수 있다. 또한, 단위로부터 명백한 바와 같이, 돌자 강도는 편광자의 단위 두께(1㎛)당 돌자 강도를 의미한다.
편광자는 상기한 바와 같이 PVA계 수지 필름으로 구성된다. 바람직하게는, PVA계 수지 필름(실질적으로는 편광자)을 구성하는 PVA계 수지는 아세토아세틸 변성된 PVA계 수지를 포함한다. 이와 같은 구성이면, 소망하는 돌자 강도를 갖는 편광자가 얻어질 수 있다. 아세토아세틸 변성된 PVA계 수지의 배합량은, PVA계 수지 전체를 100중량%로 하였을 때에, 바람직하게는 5중량%~20중량%이며, 보다 바람직하게는 8중량%~12중량%이다. 배합량이 이와 같은 범위이면, 돌자 강도를 보다 적합한 범위로 할 수 있다.
편광자는 대표적으로는 2층 이상의 적층체를 이용하여 제작될 수 있다. 적층체를 이용하여 얻어지는 편광자의 구체예로서는, 수지 기재와 당해 수지 기재에 도포 형성된 PVA계 수지층과의 적층체를 이용하여 얻어지는 편광자를 들 수 있다. 수지 기재와 당해 수지 기재에 도포 형성된 PVA계 수지층과의 적층체를 이용하여 얻어지는 편광자는, 예컨대, PVA계 수지 용액을 수지 기재에 도포하고, 건조시켜 수지 기재 위에 PVA계 수지층을 형성하여, 수지 기재와 PVA계 수지층과의 적층체를 얻는 것; 당해 적층체를 연신 및 염색하여 PVA계 수지층을 편광자로 하는 것;에 의해 제작될 수 있다. 본 실시형태에서는, 바람직하게는 수지 기재의 편측에, 할로겐화물과 폴리비닐알콜계 수지를 포함하는 폴리비닐알콜계 수지층을 형성한다. 연신은 대표적으로는 적층체를 붕산 수용액 중에 침지시켜 연신하는 것을 포함한다. 또한, 연신은 바람직하게는 붕산 수용액 중에서의 연신 전에 적층체를 고온(예컨대, 95℃ 이상)에서 공중 연신하는 것을 추가로 포함한다. 본 발명의 실시형태에서는, 연신의 총 배율은 예컨대 3.0배~4.5배이며, 통상에 비하여 현저하게 작다. 이와 같은 연신의 총 배율이어도, 할로겐화물의 첨가 및 건조 수축 처리와의 조합에 의해, 허용 가능한 광학 특성을 갖는 편광자를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 실시형태에서는, 공중 보조 연신의 연신 배율이 붕산 수중 연신의 연신 배율보다도 큰 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 하는 것에 의해, 연신의 총 배율이 작아도 허용 가능한 광학 특성을 갖는 편광자를 얻을 수 있다. 더하여, 적층체는 바람직하게는 긴 방향으로 반송하면서 가열하는 것에 의해 폭 방향으로 1%~10% 수축시키는 건조 수축 처리에 제공된다. 하나의 실시형태에서는, 편광자의 제조 방법은, 적층체에 공중 보조 연신 처리와 염색 처리와 수중 연신 처리와 건조 수축 처리를 이 순서대로 실시하는 것을 포함한다. 보조 연신을 도입하는 것에 의해, 열가소성 수지 위에 PVA를 도포하는 경우에도, PVA의 결정성을 높이는 것이 가능해져, 높은 광학 특성을 달성하는 것이 가능해진다. 또한, 동시에 PVA의 배향성을 사전에 높임으로써, 이후의 염색 공정이나 연신 공정에서 물에 침지되었을 때에, PVA의 배향성의 저하나 용해 등의 문제를 방지할 수 있어, 높은 광학 특성을 달성하는 것이 가능해진다. 또한, PVA계 수지층을 액체에 침지한 경우에서, PVA계 수지층이 할로겐화물을 포함하지 않는 경우에 비해, 폴리비닐알코올 분자의 배향의 흐트러짐 및 배향성의 저하가 억제될 수 있다. 이로써, 염색 처리 및 수중 연신 처리 등, 적층체를 액체에 침지하여 행하는 처리 공정을 거쳐서 얻어지는 편광자의 광학 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 건조 수축 처리에 의해 적층체를 폭 방향으로 수축시키는 것에 의해, 광학 특성을 향상시킬 수 있다. 얻어진 수지 기재/편광자의 적층체는 그대로 이용하여도 되고(즉, 수지 기재를 편광자의 보호층으로 하여도 되고), 수지 기재/편광자의 적층체로부터 수지 기재를 박리하고, 당해 박리면에 목적에 따른 임의의 적절한 보호층을 적층하여 이용하여도 된다. 편광자의 제조 방법의 상세에 대해서는 B-2항에서 후술한다.
B-2. 편광자의 제조 방법
본 발명의 하나의 실시형태에 따른 편광자의 제조 방법은, 장척상의 열가소성 수지 기재의 편측에, 할로겐화물과 폴리비닐알코올계 수지(PVA계 수지)를 포함하는 폴리비닐알코올계 수지층(PVA계 수지층)을 형성하여 적층체로 하는 것 및 적층체에, 공중 보조 연신 처리와, 염색 처리와, 수중 연신 처리와, 긴 방향으로 반송하면서 가열하는 것에 의해 폭 방향으로 1%~10% 수축시키는 건조 수축 처리를, 이 순서대로 실시하는 것을 포함한다. PVA계 수지층에서의 할로겐화물의 함유량은, 바람직하게는 PVA계 수지 100중량부에 대하여 5중량부~20중량부이다. 건조 수축 처리는 가열 롤을 이용하여 처리하는 것이 바람직하고, 가열 롤의 온도는 바람직하게는 60℃~120℃이다. 건조 수축 처리에 따른 적층체의 폭 방향의 수축률은 바람직하게는 1%~10%이다. 이와 같은 제조 방법에 의하면, 상기 B-1항에서 설명한 편광자를 얻을 수 있다. 특히, 할로겐화물을 포함하는 PVA계 수지층을 포함하는 적층체를 제작하고, 상기 적층체의 연신을 공중 보조 연신 및 수중 연신을 포함하는 다단계 연신으로 하며, 연신 후의 적층체를 가열 롤로 가열하는 것에 의해, 우수한 광학 특성(대표적으로는, 단체 투과율 및 단위 흡광도)을 갖는 편광자를 얻을 수 있다.
B-2-1. 적층체의 제작
열가소성 수지 기재와 PVA계 수지층과의 적층체를 제작하는 방법으로서는, 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 바람직하게는, 열가소성 수지 기재의 표면에, 할로겐화물과 PVA계 수지를 포함하는 도포액을 도포하고, 건조하는 것에 의해, 열가소성 수지 기재 위에 PVA계 수지층을 형성한다. 상기와 같이, PVA계 수지층에서의 할로겐화물의 함유량은, 바람직하게는 PVA계 수지 100중량부에 대하여 5중량부~20중량부이다.
도포액의 도포 방법으로서는, 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 예컨대, 롤 코트법, 스핀 코트법, 와이어 바 코트법, 딥 코트법, 다이 코트법, 커튼 코트법, 스프레이 코트법, 나이프 코트법(콤마 코트법 등) 등을 들 수 있다. 상기 도포액의 도포·건조 온도는, 바람직하게는 50℃ 이상이다.
PVA계 수지층의 두께는 바람직하게는 2㎛~30㎛, 더욱 바람직하게는 2㎛~20㎛이다. 연신 전의 PVA계 수지층의 두께를 이와 같이 매우 얇게 하고, 그리고 후술하는 바와 같이 총 연신 배율을 작게 하는 것에 의해, 배향 함수가 매우 작음에도 불구하고 허용 가능한 단체 투과율 및 편광도를 갖는 편광자를 얻을 수 있다.
PVA계 수지층을 형성하기 전에, 열가소성 수지 기재에 표면 처리(예컨대, 코로나 처리 등)를 실시하여도 되고, 열가소성 수지 기재 위에 이접착층을 형성하여도 된다. 이와 같은 처리를 행하는 것에 의해, 열가소성 수지 기재와 PVA계 수지층과의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
B-2-1-1. 열가소성 수지 기재
열가소성 수지 기재로서는, 임의의 적절한 열가소성 수지 필름이 채용될 수 있다. 열가소성 수지 기재의 상세에 대해서는, 예컨대 일본 공개특허공보 2012-73580호 및 일본 특허공보 제6470455호에 기재되어 있다. 당해 공보는, 그 전체의 기재가 본 명세서에 참고로서 원용된다.
B-2-1-2. 도포액
도포액은 상기한 바와 같이 할로겐화물과 PVA계 수지를 포함한다. 상기 도포액은, 대표적으로는, 상기 할로겐화물 및 상기 PVA계 수지를 용매에 용해시킨 용액이다. 용매로서는, 예컨대, 물, 디메틸설폭사이드, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-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, 바람직하게는 물이다. 용액의 PVA계 수지 농도는 용매 100중량부에 대하여 바람직하게는 3중량부~20중량부이다. 이와 같은 수지 농도이면, 열가소성 수지 기재에 밀착된 균일한 도포막을 형성할 수 있다. 도포액에서의 할로겐화물의 함유량은, 바람직하게는 PVA계 수지 100중량부에 대하여 5중량부~20중량부이다.
도포액에 첨가제를 배합하여도 된다. 첨가제로서는, 예컨대, 가소제, 계면활성제 등을 들 수 있다. 가소제로서는, 예컨대, 에틸렌글리콜이나 글리세린 등의 다가 알코올을 들 수 있다. 계면활성제로서는, 예컨대 비이온계 계면활성제를 들 수 있다. 이들은 얻어지는 PVA계 수지층의 균일성이나 염색성, 연신성을 보다 한층 향상시킬 목적으로 사용될 수 있다.
상기 PVA계 수지로서는, 임의의 적절한 수지가 채용될 수 있다. 예컨대, 폴리비닐알코올 및 에틸렌-비닐알코올 공중합체를 들 수 있다. 폴리비닐알코올은 폴리 초산 비닐을 비누화하는 것에 의해 얻어진다. 에틸렌-비닐알코올 공중합체는 에틸렌-초산 비닐 공중합체를 비누화하는 것에 의해 얻어진다. PVA계 수지의 비누화도는, 통상 85몰%~100몰%이며, 바람직하게는 95.0몰%~99.95몰%, 더욱 바람직하게는 99.0몰%~99.93몰%이다. 비누화도는 JIS K 6726-1994에 준하여 구할 수 있다. 이와 같은 비누화도의 PVA계 수지를 이용하는 것에 의해 내구성이 우수한 편광자가 얻어질 수 있다. 비누화도가 지나치게 높은 경우에는 겔화되어 버릴 우려가 있다. 상기와 같이, PVA계 수지는 바람직하게는 아세토아세틸 변성된 PVA계 수지를 포함한다.
PVA계 수지의 평균 중합도는 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다. 평균 중합도는 통상 1000~10000이며, 바람직하게는 1200~4500, 더욱 바람직하게는 1500~4300이다. 또한, 평균 중합도는 JIS K 6726-1994에 준하여 구할 수 있다.
상기 할로겐화물로서는, 임의의 적절한 할로겐화물이 채용될 수 있다. 예컨대, 요오드화물 및 염화 나트륨을 들 수 있다. 요오드화물로서는 예컨대 요오드화 칼륨, 요오드화 나트륨 및 요오드화 리튬을 들 수 있다. 이들 중에서도 바람직하게는 요오드화 칼륨이다.
도포액에서의 할로겐화물의 양은 바람직하게는 PVA계 수지 100중량부에 대하여 5중량부~20중량부이며, 보다 바람직하게는 PVA계 수지 100중량부에 대하여 10중량부~15중량부이다. PVA계 수지 100중량부에 대한 할로겐화물의 양이 20중량부를 초과하면, 할로겐화물이 블리드 아웃(bleed out)하여, 최종적으로 얻어지는 편광자가 백탁되는 경우가 있다.
일반적으로, PVA계 수지층이 연신되는 것에 의해, PVA계 수지 중의 폴리비닐알코올 분자의 배향성이 높아지지만, 연신 후의 PVA계 수지층을, 물을 포함하는 액체에 침지하면, 폴리비닐알코올 분자의 배향이 흐트러지고, 배향성이 저하하는 경우가 있다. 특히 열가소성 수지와 PVA계 수지층과의 적층체를 붕산 수중 연신하는 경우에서, 열가소성 수지의 연신을 안정시키기 위하여 비교적 높은 온도에서 상기 적층체를 붕산 수중에서 연신하는 경우, 상기 배향도 저하의 경향이 현저하다. 예컨대, PVA 필름 단체의 붕산 수중에서의 연신이 60℃에서 행하여지는 것이 일반적인 것에 비해, A-PET(열가소성 수지 기재)와 PVA계 수지층과의 적층체의 연신은 70℃ 전후의 온도라고 하는 높은 온도에서 행하여지며, 이 경우, 연신 초기의 PVA의 배향성이 수중 연신에 의해 상승하기 전의 단계에서 저하될 수 있다. 이에 대하여 할로겐화물을 포함하는 PVA계 수지층과 열가소성 수지 기재와의 적층체를 제작하고, 적층체를 붕산 수중에서 연신하기 전에 공기 중에서 고온 연신(보조 연신)하는 것에 의해, 보조 연신 후의 적층체의 PVA계 수지층 중의 PVA계 수지의 결정화가 촉진될 수 있다. 그 결과, PVA계 수지층을 액체에 침지한 경우에서, PVA계 수지층이 할로겐화물을 포함하지 않는 경우에 비하여, 폴리비닐알코올 분자의 배향의 흐트러짐, 및 배향성의 저하가 억제될 수 있다. 이에 의해, 염색 처리 및 수중 연신 처리 등, 적층체를 액체에 침지하여 행하는 처리 공정을 거쳐서 얻어지는 편광자의 광학 특성을 향상시킬 수 있다.
B-2-2. 공중 보조 연신 처리
특히, 높은 광학 특성을 얻기 위해서는, 건식 연신(보조 연신)과 붕산 수중 연신을 조합하는 2단 연신의 방법이 선택된다. 2단 연신과 같이, 보조 연신을 도입하는 것에 의해, 열가소성 수지 기재의 결정화를 억제하면서 연신할 수 있다. 나아가서는, 열가소성 수지 기재 위에 PVA계 수지를 도포하는 경우, 열가소성 수지 기재의 유리전이온도의 영향을 억제하기 위하여, 통상적인 금속 드럼 위에 PVA계 수지를 도포하는 경우와 비교하여 도포 온도를 낮게 할 필요가 있고, 그 결과, PVA계 수지의 결정화가 상대적으로 낮아져 충분한 광학 특성이 얻어지지 않는다는 문제가 생길 수 있다. 이에 대하여, 보조 연신을 도입하는 것에 의해, 열가소성 수지 위에 PVA계 수지를 도포하는 경우에서도, PVA계 수지의 결정성을 높이는 것이 가능해져, 높은 광학 특성을 달성하는 것이 가능해진다. 또한, 동시에 PVA계 수지의 배향성을 사전에 높임으로써, 이후의 염색 공정이나 연신 공정에서 물에 침지되었을 때에, PVA계 수지의 배향성의 저하나 용해 등의 문제를 방지할 수 있어, 높은 광학 특성을 달성하는 것이 가능해진다.
공중 보조 연신의 연신 방법은 고정단 연신(예컨대, 텐터 연신기를 이용하여 연신하는 방법)이어도 되고, 자유단 연신(예컨대, 원주 속도가 상이한 롤 사이에 적층체를 통과시켜 1축 연신하는 방법)이어도 된다. 높은 광학 특성을 얻기 위해서는, 자유단 연신이 적극적으로 채용될 수 있다. 하나의 실시형태에서는 공중 연신 처리는, 상기 적층체를 그의 긴 방향으로 반송하면서 가열 롤 사이의 원주 속도 차에 의해 연신하는 가열 롤 연신 공정을 포함한다. 공중 연신 처리는 대표적으로는 존 연신 공정과 가열 롤 연신 공정을 포함한다. 또한, 존 연신 공정과 가열 롤 연신 공정의 순서는 한정되지 않고, 존 연신 공정이 먼저 행해져도 되고, 가열 롤 연신 공정이 먼저 행하여져도 된다. 존 연신 공정은 생략되어도 된다. 하나의 실시형태에서는 존 연신 공정 및 가열 롤 연신 공정이 이 순서대로 행하여진다. 또한, 다른 실시형태에서는, 텐터 연신기에서, 필름 단부를 파지하고, 텐터 간의 거리를 흐름 방향으로 넓힘으로써 연신된다(텐터 간의 거리의 넓어짐이 연신 배율이 된다). 이때, 폭 방향(흐름 방향에 대하여 수직 방향)의 텐터의 거리는 임의로 가까워지도록 설정된다. 바람직하게는, 흐름 방향의 연신 배율에 대하여, 자유단 연신에 의해 가까워지도록 설정될 수 있다. 자유단 연신의 경우, 폭 방향의 수축률=(1/연신 배율)1/2로 계산된다.
공중 보조 연신은 1단계로 행하여도 되고, 다단계로 행하여도 된다. 다단계로 행하는 경우, 연신 배율은 각 단계의 연신 배율의 곱이다. 공중 보조 연신에서의 연신 방향은 바람직하게는 수중 연신의 연신 방향과 대략 동일하다.
공중 보조 연신에서의 연신 배율은, 바람직하게는 1.0배~4.0배이고, 보다 바람직하게는 1.5배~3.5배이며, 더욱 바람직하게는 2.0배~3.0배이다. 공중 보조 연신의 연신 배율이 이와 같은 범위이면, 수중 연신과 조합한 경우에 연신의 총 배율을 소망하는 범위로 설정할 수 있고, 소망하는 배향 함수를 실현할 수 있다. 그 결과, 흡수축 방향을 따른 파단이 억제된 편광자를 얻을 수 있다. 또한, 상기한 바와 같이, 공중 보조 연신의 연신 배율은 붕산 수중 연신의 연신 배율보다도 큰 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 하는 것에 의해, 연신의 총 배율이 작아도 허용 가능한 광학 특성을 갖는 편광자를 얻을 수 있다.
공중 보조 연신의 연신 온도는 열가소성 수지 기재의 형성 재료, 연신 방식 등에 따라 임의의 적절한 값으로 설정할 수 있다. 연신 온도는 바람직하게는 열가소성 수지 기재의 유리전이온도(Tg) 이상이고, 더욱 바람직하게는 열가소성 수지 기재의 유리전이온도(Tg)+10℃ 이상, 특히 바람직하게는 Tg+15℃ 이상이다. 한편, 연신 온도의 상한은, 바람직하게는 170℃이다. 이와 같은 온도에서 연신함으로써, PVA계 수지의 결정화가 급속히 진행되는 것을 억제하여, 당해 결정화에 의한 문제(예컨대, 연신에 의한 PVA계 수지층의 배향을 방해함)를 억제할 수 있다.
B-2-3. 불용화 처리, 염색 처리 및 가교 처리
필요에 따라 공중 보조 연신 처리 후, 수중 연신 처리나 염색 처리 전에 불용화 처리를 실시한다. 상기 불용화 처리는, 대표적으로는, 붕산 수용액에 PVA계 수지층을 침지하는 것에 의해 행한다. 상기 염색 처리는, 대표적으로는, PVA계 수지층을 이색성 물질(대표적으로는, 요오드)로 염색하는 것에 의해 행한다. 필요에 따라 염색 처리 후 수중 연신 처리 전에 가교 처리를 실시한다. 상기 가교 처리는, 대표적으로는, 붕산 수용액에 PVA계 수지층을 침지시키는 것에 의해 행한다. 불용 화 처리, 염색 처리 및 가교 처리의 상세에 대해서는, 예컨대 일본 공개특허공보 2012-73580호(상기)에 기재되어 있다.
B-2-4. 수중 연신 처리
수중 연신 처리는, 적층체를 연신욕에 침지시켜 행한다. 수중 연신 처리에 의하면, 상기 열가소성 수지 기재나 PVA계 수지층의 유리전이온도(대표적으로는, 80℃ 정도)보다도 낮은 온도에서 연신할 수 있고, PVA계 수지층을, 그의 결정화를 억제하면서 연신할 수 있다. 그 결과, 우수한 광학 특성을 갖는 편광자를 제조할 수 있다.
적층체의 연신 방법은, 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 구체적으로는 고정단 연신이어도 되고, 자유단 연신(예컨대, 원주 속도가 상이한 롤 사이에 적층체를 통과시켜 1축 연신하는 방법)이어도 된다. 바람직하게는, 자유단 연신이 선택된다. 적층체의 연신은, 1단계로 행하여도 되고, 다단계로 행하여도 된다. 다단계로 행하는 경우, 연신의 총 배율은 각 단계의 연신 배율의 곱이다.
수중 연신은 바람직하게는 붕산 수용액 중에 적층체를 침지시켜 행한다(붕산 수중 연신). 연신욕으로서 붕산 수용액을 이용함으로써, PVA계 수지층에, 연신 시에 가해지는 장력에 견디는 강성과, 물에 용해되지 않는 내수성을 부여할 수 있다. 구체적으로는, 붕산은 수용액 중에서 테트라히드록시붕산 음이온을 생성하여 PVA계 수지와 수소 결합에 의해 가교할 수 있다. 그 결과, PVA계 수지층에 강성과 내수성을 부여하여, 양호하게 연신할 수 있어, 우수한 광학 특성을 갖는 편광자를 제조할 수 있다.
상기 붕산 수용액은 바람직하게는 용매인 물에 붕산 및/또는 붕산염을 용해시키는 것에 의해 얻어진다. 붕산 농도는 물 100중량부에 대하여, 바람직하게는 1중량부~10중량부이고, 보다 바람직하게는 2.5중량부~6중량부이며, 특히 바람직하게는 3중량부~5중량부이다. 붕산 농도를 1중량부 이상으로 하는 것에 의해, PVA계 수지층의 용해를 효과적으로 억제할 수 있어, 보다 고특성의 편광자를 제조할 수 있다. 또한, 붕산 또는 붕산염 이외에, 붕사 등의 붕소 화합물, 글리옥살, 글루타르알데히드 등을 용매에 용해하여 얻어진 수용액도 이용할 수 있다.
바람직하게는, 상기 연신욕(붕산 수용액)에 요오드화물을 배합한다. 요오드화물을 배합하는 것에 의해, PVA계 수지층에 흡착시킨 요오드의 용출을 억제할 수 있다. 요오드화물의 구체예는 상술한 바와 같다. 요오드화물의 농도는 물 100중량부에 대하여 바람직하게는 0.05중량부~15중량부, 보다 바람직하게는 0.5중량부~8중량부이다.
연신 온도(연신욕의 액체 온도)는, 바람직하게는 40℃~85℃, 보다 바람직하게는 60℃~75℃이다. 이와 같은 온도이면, PVA계 수지층의 용해를 억제하면서 고배율로 연신할 수 있다. 구체적으로는, 상술한 바와 같이, 열가소성 수지 기재의 유리전이온도(Tg)는, PVA계 수지층의 형성과의 관계에서, 바람직하게는 60℃ 이상이다. 이 경우, 연신 온도가 40℃를 하회하면, 물에 의한 열가소성 수지 기재의 가소화를 고려하여도, 양호하게 연신할 수 없을 우려가 있다. 한편, 연신욕의 온도가 고온이 될수록, PVA계 수지층의 용해성이 높아져, 우수한 광학 특성이 얻어지지 않을 우려가 있다. 적층체의 연신욕에 대한 침지 시간은, 바람직하게는 15초~5분이다.
수중 연신에 의한 연신 배율은, 바람직하게는 1.0배~3.0배이고, 보다 바람직하게는 1.0배~2.0배이며, 더욱 바람직하게는 1.0배~1.5배이다. 수중 연신에서의 연신 배율이 이와 같은 범위이면, 연신의 총 배율을 소망하는 범위로 설정할 수 있고, 소망하는 배향 함수를 실현할 수 있다. 그 결과, 흡수축 방향을 따른 파단이 억제된 편광자를 얻을 수 있다. 연신의 총 배율(공중 보조 연신과 수중 연신을 조합한 경우의 연신 배율의 합계)는, 상기와 같이, 적층체의 원래 길이에 대하여, 예컨대 3.0배~4.5배이고, 바람직하게는 3.0배~4.0배이며, 보다 바람직하게는 3.0배~3.5배이다. 도포액에 대한 할로겐화물의 첨가, 공중 보조 연신 및 수중 연신의 연신 배율의 조정, 및 건조 수축 처리를 적절히 조합하는 것에 의해, 이와 같은 연신의 총 배율이어도 허용 가능한 광학 특성을 갖는 편광자를 얻을 수 있다.
B-2-5. 건조 수축 처리
상기 건조 수축 처리는, 존 전체를 가열하여 행하는 존 가열에 의해 행하여도 되고, 반송 롤을 가열하는(이른바 가열 롤을 이용하는) 것에 의해 행할(가열 롤 건조 방식) 수도 있다. 바람직하게는 그 양쪽을 이용한다. 가열 롤을 이용하여 건조시키는 것에 의해, 효율적으로 적층체의 가열 컬을 억제하여, 외관이 우수한 편광자를 제조할 수 있다. 구체적으로는 가열 롤에 적층체를 따르게 한 상태에서 건조하는 것에 의해 상기 열가소성 수지 기재의 결정화를 효율적으로 촉진시켜 결정화도를 증가시킬 수 있으며, 비교적 낮은 건조 온도이더라도 열가소성 수지 기재의 결정화도를 양호하게 증가시킬 수 있다. 그 결과, 열가소성 수지 기재는, 그의 강성이 증가하여, 건조에 따른 PVA계 수지층의 수축에 견딜 수 있는 상태가 되어, 컬이 억제된다. 또한, 가열 롤을 이용하는 것에 의해, 적층체를 평탄한 상태로 유지하면서 건조할 수 있으므로, 컬뿐만 아니라 주름의 발생도 억제할 수 있다. 이때, 적층체는 건조 수축 처리에 의해 폭 방향으로 수축시키는 것에 의해 광학 특성을 향상시킬 수 있다. PVA 및 PVA/요오드 착체의 배향성을 효과적으로 높일 수 있기 때문이다. 건조 수축 처리에 의한 적층체의 폭 방향의 수축률은, 바람직하게는 1%~10%이고, 보다 바람직하게는 2%~8%이며, 특히 바람직하게는 4%~6%이다.
도 4는 건조 수축 처리의 일례를 나타내는 개략도이다. 건조 수축 처리에서는, 소정의 온도로 가열된 반송 롤(R1~R6)과, 가이드 롤(G1~G4)에 의해, 적층체(200)를 반송하면서 건조시킨다. 도시예에서는, PVA 수지층의 면과 열가소성 수지 기재의 면을 교대로 연속 가열하도록 반송 롤(R1~R6)이 배치되어 있지만, 예컨대, 적층체(200)의 한쪽 면(예컨대 열가소성 수지 기재면)만을 연속적으로 가열하도록 반송 롤(R1~R6)을 배치하여도 된다.
반송 롤의 가열 온도(가열 롤의 온도), 가열 롤의 수, 가열 롤과의 접촉 시간 등을 조정하는 것에 의해, 건조 조건을 제어할 수 있다. 가열 롤의 온도는 바람직하게는 60℃~120℃이고, 더욱 바람직하게는 65℃~100℃이며, 특히 바람직하게는 70℃~80℃이다. 열가소성 수지의 결정화도를 양호하게 증가시켜 컬을 양호하게 억제할 수 있음과 함께, 내구성이 극히 우수한 광학 적층체를 제조할 수 있다. 또한, 가열 롤의 온도는, 접촉식 온도계에 의해 측정할 수 있다. 도시예에서는, 6개의 반송 롤이 마련되어 있지만, 반송 롤은 복수 개이면 특별히 제한은 없다. 반송 롤은 통상적으로 2개~40개, 바람직하게는 4개~30개 마련된다. 적층체와 가열 롤과의 접촉 시간(총 접촉 시간)은 바람직하게는 1초~300초이고, 보다 바람직는 1~20초이며, 더욱 바람직하게는 1~10초이다.
가열 롤은 가열로(예컨대, 오븐) 내에 마련하여도 되고, 통상적인 제조 라인(실온 환경하)에 마련하여도 된다. 바람직하게는, 송풍 수단을 구비하는 가열로 내에 마련된다. 가열 롤에 의한 건조와 열풍 건조를 병용하는 것에 의해, 가열 롤 사이에서의 급격한 온도 변화를 억제할 수 있고, 폭 방향의 수축을 용이하게 제어할 수 있다. 열풍 건조의 온도는 바람직하게는 30℃~100℃이다. 또한, 열풍 건조 시간은 바람직하게는 1초~300초이다. 열풍의 풍속은 바람직하게는 10m/s~30m/s 정도이다. 또한, 당해 풍속은 가열로 내에서의 풍속이며, 미니베인형 디지털 풍속계에 의하여 측정할 수 있다.
B-2-6. 그 외의 처리
바람직하게는, 수중 연신 처리 후, 건조 수축 처리 전에, 세정 처리를 실시한다. 상기 세정 처리는, 대표적으로는, 요오드화 칼륨 수용액에 PVA계 수지층을 침지시키는 것에 의해 행한다.
B-3. 보호층
본 발명의 실시형태에서는, 보호층의 두께는 10㎛ 이하이다. 보호층의 두께가 10㎛ 이하인 것에 의해, 편광판의 박형화에도 기여할 수 있다. 상기 위상차층 부착 편광판은 보호층의 두께가 10㎛ 이하이어도, 가열 시의 크랙 발생이 방지될 수 있다. 보호층의 두께는 바람직하게는 7㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 5㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 3㎛ 이하이다. 보호층의 두께는, 예컨대 1㎛ 이상이다.
보호층은 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있다. 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 등의 셀룰로오스계 수지, 폴리에스테르계, 폴리비닐알코올계, 폴리카보네이트계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리에테르설폰계, 폴리설폰계, 폴리스티렌계, 폴리노보넨계, 폴리올레핀계, (메트)아크릴계, 아세테이트계 등의 투명 수지; (메트)아크릴계, 우레탄계, (메트)아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화형 수지 또는 자외선 경화형 수지; 실록산계 폴리머 등의 유리질계 폴리머를 들 수 있다.
보호층은 필름이어도 되고, 도포막의 고화물이어도 되며, 경화물(예컨대, 광 양이온 경화물)이어도 된다. 하나의 실시형태에서, 보호층은 열가소성 아크릴계 수지(이하, 단순히 아크릴계 수지로 칭함)의 유기 용매 용액의 도포막의 고화물, 에폭시 수지의 광 양이온 경화물 및 에폭시 수지의 유기 용매 용액의 도포막의 고화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종으로 구성되어 있다. 이하, 구체적으로 설명한다.
B-3-1. 열가소성 아크릴계 수지의 유기 용매 용액의 도포막의 고화물
하나의 실시형태에서는, 보호층은 열가소성 아크릴계 수지의 유기 용매 용액의 도포막의 고화물로 구성되어 있다.
B-3-1-1. 아크릴계 수지
아크릴계 수지는 유리전이온도(Tg)가 바람직하게는 100℃ 이상이다. 그 결과, 보호층의 Tg가 100℃ 이상이 된다. 아크릴계 수지의 Tg가 100℃ 이상이면, 이와 같은 수지로부터 얻어진 보호층을 포함하는 편광판은 내구성이 우수한 것이 될 수 있다. 아크릴계 수지의 Tg는 바람직하게는 110℃ 이상, 보다 바람직하게는 115℃ 이상, 더욱 바람직하게는 120℃ 이상, 특히 바람직하게는 125℃ 이상이다. 한편, 아크릴계 수지의 Tg는 바람직하게는 300℃ 이하, 보다 바람직하게는 250℃ 이하, 더욱 바람직하게는 200℃ 이하, 특히 바람직하게는 160℃ 이하이다. 아크릴계 수지의 Tg가 이와 같은 범위이면, 성형성이 우수할 수 있다.
아크릴계 수지로서는 상기와 같은 Tg를 갖는 한에서 임의의 적절한 아크릴계 수지가 채용될 수 있다. 아크릴계 수지는 대표적으로는, 모노머 단위(반복 단위)로서, 알킬(메트)아크릴레이트를 주성분으로서 함유한다. 본 명세서에서 '(메트)아크릴'이란, 아크릴 및/또는 메타크릴을 의미한다. 아크릴계 수지의 주골격을 구성하는 알킬(메트)아크릴레이트로서는 직쇄상 또는 분기쇄상의 알킬기의 탄소수 1~18의 것을 예시할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 또한 아크릴계 수지에는 임의의 적절한 공중합 모노머를 공중합에 의해 도입하여도 된다. 알킬(메트)아크릴레이트 유래의 반복 단위는, 대표적으로는, 하기 일반식 (1)로 나타낸다:
Figure 112022022227531-pct00001
일반식 (1)에서, R4는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, R5는 수소 원자, 또는 치환되어 있어도 되는 탄소수 1~6의 지방족 또는 지환식 탄화수소기를 나타낸다. 치환기로서는, 예컨대 할로겐, 수산기를 들 수 있다. 알킬(메트)아크릴레이트의 구체예로서는, (메트)아크릴산 메틸, (메트)아크릴산 에틸, (메트)아크릴산 n-프로필, (메트)아크릴산 n-부틸, (메트)아크릴산 t-부틸, (메트)아크릴산 n-헥실, (메트)아크릴산 시클로헥실, (메트)아크릴산 2-에틸헥실, (메트)아크릴산 벤질, (메트)아크릴산 디시클로펜타닐옥시에틸, (메트)아크릴산 디시클로펜타닐, (메트)아크릴산 클로로메틸, (메트)아크릴산 2-클로로에틸, (메트)아크릴산 2-히드록시에틸, (메트)아크릴산 3-히드록시프로필, (메트)아크릴산 2,3,4,5,6-펜타히드록시헥실, (메트)아크릴산 2,3,4,5-테트라히드록시펜틸, 2-(히드록시메틸)아크릴산 메틸, 2-(히드록시메틸)아크릴산 에틸, 2-(히드록시에틸)아크릴산 메틸을 들 수 있다. 일반식 (1)에서, R5는 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸기이다. 따라서, 특히 바람직한 알킬(메트)아크릴레이트는 아크릴산 메틸 또는 메타크릴산 메틸이다.
아크릴계 수지는 단일의 알킬(메트)아크릴레이트 단위만을 포함하고 있어도 되고, 상기 일반식 (1)에서의 R4 및 R5가 상이한 복수의 알킬(메트)아크릴레이트 단위를 포함하고 있어도 된다.
아크릴계 수지에서의 알킬(메트)아크릴레이트 단위의 함유 비율은 바람직하게는 50몰%~98몰%, 보다 바람직하게는 55몰%~98몰%, 더욱 바람직하게는 60몰%~98몰%, 특히 바람직하게는 65몰%~98몰%, 가장 바람직하게는 70몰%~97몰%이다. 함유 비율이 50몰%보다 적으면, 알킬(메트)아크릴레이트 단위에서 유래하여 발현되는 효과(예컨대, 높은 내열성, 높은 투명성)가 충분히 발휘되지 않을 우려가 있다. 상기 함유 비율이 98몰%보다도 많으면, 수지가 물러, 균열되기 쉬워져, 높은 기계적 강도를 충분히 발휘할 수 없어, 생산성이 떨어질 우려가 있다.
아크릴계 수지는 바람직하게는 환구조를 포함하는 반복 단위를 갖는다. 환 구조를 포함하는 반복 단위로서는, 락톤환 단위, 무수 글루타르산 단위, 글루타르이미드 단위, 무수 말레산 단위, 말레이미드(N-치환 말레이미드) 단위를 들 수 있다. 환구조를 포함하는 반복 단위는 1종류만이 아크릴계 수지의 반복 단위에 포함되어 있어도 되고, 2종 이상이 포함되어 있어도 된다.
락톤환 단위는 바람직하게는 하기 일반식 (2)로 나타낸다:
일반식 (2)에서 R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1~20의 유기 잔기를 나타낸다. 또한, 유기 잔기는 산소 원자를 포함하고 있어도 된다. 아크릴계 수지에는 단일의 락톤환 단위만이 포함되어 있어도 되고, 상기 일반식 (2)에서의 R1, R2 및 R3이 상이한 복수의 락톤환 단위가 포함되어 있어도 된다. 락톤환 단위를 갖는 아크릴계 수지는, 예컨대 일본 공개특허공보 2008-181078호에 기재되어 있으며, 당해 공보의 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다.
글루타르이미드 단위는 바람직하게는 하기 일반식 (3)으로 나타낸다:
Figure 112022022227531-pct00003
일반식 (3)에서 R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1~8의 알킬기를 나타내고, R13은 탄소수 1~18의 알킬기, 탄소수 3~12의 시클로알킬기, 또는 탄소수 6~10의 아릴기를 나타낸다. 일반식 (3)에서, 바람직하게는, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸기이고, R13은 수소, 메틸기, 부틸기 또는 시클로헥실기이다. 보다 바람직하게는 R11은 메틸기이고, R12는 수소이며, R13은 메틸기이다. 아크릴계 수지에는 단일의 글루타르이미드 단위만이 포함되어 있어도 되고, 상기 일반식 (3)에서의 R11, R12 및 R13이 상이한 복수의 글루타르이미드 단위가 포함되어 있어 된다. 글루타르이미드 단위를 갖는 아크릴계 수지는, 예컨대, 일본 공개특허공보 2006-309033호, 일본 공개특허공보 2006-317560호, 일본 공개특허공보 2006-328334호, 일본 공개특허공보 2006-337491호, 일본 공개특허공보 2006-337492호, 일본 공개특허공보 2006-337493호, 일본 공개특허공보 2006-337569호에 기재되어 있고, 당해 공보의 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다. 또한, 무수 글루타르산 단위에 대해서는 상기 일반식 (3)에서의 R13으로 치환된 질소 원자가 산소 원자가 되는 것 이외에는 글루타르이미드 단위에 관한 상기의 설명이 적용된다.
무수 말레산 단위 및 말레이미드(N-치환 말레이미드) 단위에 대해서는 명칭으로부터 구조가 특정되므로 구체적인 설명은 생략한다.
아크릴계 수지에서의 환구조를 포함하는 반복 단위의 함유 비율은 바람직하게는 1몰%~50몰%, 보다 바람직하게는 10몰%~40몰%, 더욱 바람직하게는 20몰%~30몰%이다. 함유 비율이 지나치게 적으면 Tg가 100℃ 미만이 되는 경우가 있어, 얻어지는 보호층의 내열성, 내용제성 및 표면 경도가 불충분해지는 경우가 있다. 함유 비율이 지나치게 많으면, 성형성 및 투명성이 불충분해지는 경우가 있다.
아크릴계 수지는, 알킬(메트)아크릴레이트 단위 및 환구조를 포함하는 반복 단위 이외의 반복 단위를 포함하고 있어도 된다. 이와 같은 반복 단위로서는, 상기 단위를 구성하는 단량체와 공중합 가능한 비닐계 단량체 유래의 반복 단위(다른 비닐계 단량체 단위)를 들 수 있다. 다른 비닐계 단량체로서는, 예컨대, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 2-(히드록시메틸)아크릴산, 2-(히드록시에틸)아크릴산, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴, 알릴글리시딜에테르, 무수 말레산, 무수 이타콘산, N-메틸말레이미드, N-에틸말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, 아크릴산 아미노에틸, 아크릴산 프로필아미노에틸, 메타크릴산 디메틸아미노에틸, 메타크릴산 에틸아미노프로필, 메타크릴산 시클로헥실아미노에틸, N-비닐디에틸아민, N-아세틸비닐아민, 알릴아민, 메타알릴아민, N-메틸알릴아민, 2-이소프로페닐-옥사졸린, 2-비닐-옥사졸린, 2-아크릴로일-옥사졸린, N-페닐말레이미드, 메타크릴산 페닐아미노에틸, 스티렌, α-메틸스티렌, p-글리시딜스티렌, p-아미노스티렌, 2-스티릴-옥사졸린 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 이용하여도 되고 병용하여도 된다. 다른 비닐계 단량체 단위의 종류, 수, 조합, 함유 비율 등은 목적에 따라 적절하게 설정될 수 있다.
아크릴계 수지의 중량 평균 분자량은 바람직하게는 1000~2000000, 보다 바람직하게는 5000~1000000, 더욱 바람직하게는 10000~500000, 특히 바람직하게는 50000~500000, 가장 바람직하게는 60000~150000이다. 중량 평균 분자량은, 예컨대, 겔 침투 크로마토그래프(GPC 시스템, 도소 제조)를 이용하여, 폴리스티렌 환산에 의해 구할 수 있다. 또한 용제로서는 테트라히드로퓨란이 이용될 수 있다.
아크릴계 수지는 상기 단량체 단위를 적절히 조합하여 이용하여, 임의의 적절한 중합 방법에 의해 중합될 수 있다.
본 발명의 실시형태에서는, 아크릴계 수지와 다른 수지를 병용하여도 된다. 즉, 아크릴계 수지를 구성하는 모노머 성분과, 다른 수지를 구성하는 모노머 성분을 공중합하여, 당해 공중합체를 후술하는 보호층의 성형에 제공하여도 되고; 아크릴계 수지와 다른 수지와의 블렌드를 보호층의 성형에 제공하여도 된다. 다른 수지로서는, 예컨대 스티렌계 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에스테르, 폴리설폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리아세탈, 폴리이미드, 폴리에테르이미드 등의 열가소성 수지를 들 수 있다. 병용하는 수지의 종류 및 배합량은, 목적 및 얻어지는 필름에 소망되는 특성 등에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 예컨대, 스티렌계 수지(바람직하게는 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체)는 위상차 제어제로서 병용될 수 있다.
아크릴계 수지와 다른 수지를 병용하는 경우, 아크릴계 수지와 다른 수지와의 블렌드에서의 아크릴계 수지의 함유량은 바람직하게는 50중량%~100중량%, 보다 바람직하게는 60중량%~100중량%, 더욱 바람직하게는 70중량%~100중량%, 특히 바람직하게는 80중량%~100중량%이다. 함유량이 50중량% 미만인 경우에는 아크릴계 수지가 본래 갖는 높은 내열성, 높은 투명성이 충분히 반영되지 않을 우려가 있다.
B-3-2. 에폭시 수지의 광 양이온 경화물
하나의 실시형태에서는, 보호층은 에폭시 수지의 광 양이온 경화물로 구성된다. 이와 같은 보호층을 이용하는 것에 의해, 우수한 내구성과 우수한 굴곡성을 양립한 편광판 및 위상차층 부착 편광판을 제공할 수 있다. 상기한 바와 같이, 보호층이 광 양이온 경화물이기 때문에, 보호층 형성용 조성물은 광 양이온 중합 개시제를 포함한다. 광 양이온 중합 개시제는 광산 발생제의 기능을 갖는 감광제이며, 대표적으로는 양이온부와 음이온부로 이루어지는 이온성의 오늄염을 들 수 있다. 이 오늄염에서, 양이온부는 광을 흡수하고, 음이온부는 산의 발생원이 된다. 이 광 양이온 중합 개시제로부터 발생한 산에 의해 에폭시기의 개환 중합이 진행된다. 얻어지는 광 양이온 경화물인 보호층은 유리전이온도가 높아, 요오드 흡착량이 저감될 수 있다. 그 때문에, 우수한 내구성과 우수한 굴곡성을 양립할 수 있는 편광판을 제공할 수 있다.
B-3-2-1. 에폭시 수지
에폭시 수지로서는 임의의 적절한 에폭시 수지를 이용할 수 있다. 본 발명의 실시형태에서는, 바람직하게는 방향족 골격 및 수소 첨가된 방향족 골격으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 갖는 에폭시 수지를 이용할 수 있다. 방향족 골격으로서는, 예컨대 벤젠환, 나프탈렌환, 플루오렌환 등을 들 수 있다. 에폭시 수지는 1종만을 이용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용하여도 된다. 바람직하게는 방향족 골격으로서 비페닐 골격을 갖는 에폭시 수지가 이용된다. 비페닐 골격을 갖는 에폭시 수지를 이용하는 것에 의해, 보다 우수한 내구성과 보다 우수한 굴곡성을 양립하는 편광판이 제공될 수 있다. 이하, 대표예로서 비페닐 골격을 갖는 에폭시 수지에 대하여 상세히 설명한다.
하나의 실시형태에서, 비페닐 골격을 갖는 에폭시 수지는 이하의 구조를 포함하는 에폭시 수지이다. 비페닐 골격을 갖는 에폭시 수지는 1종만을 이용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용하여도 된다.
(식 중, R14~R21은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1~12의 직쇄상 또는 분기상의 치환 또는 비치환의 탄화수소기, 또는 할로겐 원소를 나타낸다).
R14~R21은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1~12의 직쇄상 또는 분기상의 치환 또는 비치환의 탄화수소기, 또는 할로겐 원소를 나타낸다. 탄소수 1~12의 직쇄상 또는 분기상의 치환 또는 비치환의 탄화수소기로서는, 예컨대, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, tert-펜틸기, 시클로펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, 시클로헥실기, n-헵틸기, 시클로헵틸기, 메틸시클로헥실기, n-옥틸기, 시클로옥틸기, n-노닐기, 3,3,5-트리메틸시클로헥실기, n-데실기, 시클로데실기, n-운데실기, n-도데실기, 시클로도데실기, 페닐기, 벤질기, 메틸벤질기, 디메틸벤질기, 트리메틸벤질기, 나프틸메틸기, 페네틸기, 2-페닐이소프로필기 등을 들 수 있다. 탄소수 1~12의 직쇄상 또는 분기상의 치환 또는 비치환의 탄화수소기로서는 바람직하게는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기 등의 탄소수 1~4의 알킬기를 들 수 있다. 할로겐 원소로서는 바람직하게는 불소 및 브롬을 들 수 있다.
하나의 실시형태에서는, 비페닐 골격을 갖는 에폭시 수지는 하기 식으로 나타내는 에폭시 수지이다.
(식 중, R14~R21은 상기와 같고, n은 0~6의 정수를 나타낸다).
하나의 실시형태에서, 비페닐 골격을 갖는 에폭시 수지는 비페닐 골격만을 갖는 에폭시 수지이다. 비페닐 골격만을 갖는 에폭시 수지를 이용하는 것에 의해, 얻어지는 보호층의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다.
하나의 실시형태에서는, 비페닐 골격을 갖는 에폭시 수지는 비페닐 골격 이외의 화학 구조를 포함하고 있어도 된다. 비페닐 골격 이외의 화학 구조로서는, 예컨대, 비스페놀 골격, 지환식 구조, 방향족 환구조 등을 들 수 있다. 이 실시형태에서는, 비페닐 골격 이외의 화학 구조의 비율(몰비)은 비페닐 골격보다도 적은 것이 바람직하다.
비페닐 골격을 갖는 에폭시 수지로서는 시판품을 이용하여도 된다. 시판품으로서는, 예컨대, 미쓰비시 케미컬사 제조, 상품명: jER YX4000, jER YX4000H, jER YL6121, jER YL664, jER YL6677, jER YL6810, jER YL7399 등을 들 수 있다.
비페닐 골격을 갖는 에폭시 수지는, 바람직하게는 유리전이온도(Tg)가 90℃ 이상이다. 그 결과, 보호층의 Tg가 90℃ 이상이 된다. 비페닐 골격을 갖는 에폭시 수지의 Tg가 90℃ 이상이면, 얻어지는 보호층을 포함하는 편광판은 내구성이 우수한 것이 되기 쉽다. 비페닐 골격을 갖는 에폭시 수지의 Tg는 바람직하게는 100℃ 이상, 보다 바람직하게는 110℃ 이상, 더욱 바람직하게는 120℃ 이상, 특히 바람직하게는 125℃ 이상이다. 한편, 비페닐 골격을 갖는 에폭시 수지의 Tg는 바람직하게는 300℃ 이하, 보다 바람직하게는 250℃ 이하, 더욱 바람직하게는 200℃ 이하, 특히 바람직하게는 160℃ 이하이다. 비페닐 골격을 갖는 에폭시 수지의 Tg가 이와 같은 범위이면, 성형성이 우수할 수 있다.
비페닐 골격을 갖는 에폭시 수지의 에폭시 당량은 바람직하게는 100g/당량 이상이며, 보다 바람직하게는 150g/당량 이상, 더욱 바람직하게는 200g/당량 이상이다. 또한, 비페닐 골격을 갖는 에폭시 수지의 에폭시 당량은, 바람직하게는 3000g/당량 이하이고, 보다 바람직하게는 2500g/당량 이하, 더욱 바람직하게는 2000g/당량 이하이다. 비페닐 골격을 갖는 에폭시 수지의 에폭시 당량이 상기 범위인 것에 의해, 보다 안정한 보호층(잔존 모노머가 적고, 충분히 경화된 보호층)이 얻어진다. 또한, 본 명세서에서 '에폭시 당량'이란, '1당량의 에폭시기를 포함하는 에폭시 수지의 질량'을 말하고, JIS K7236에 준하여 측정할 수 있다.
본 발명의 실시형태에서는, 방향족 골격 및 수소 첨가된 방향족 골격으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 갖는 에폭시 수지와 다른 수지를 병용하여도 된다. 즉, 방향족 골격 및 수소 첨가된 방향족 골격으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 갖는 에폭시 수지와 다른 수지와의 블렌드를 보호층의 성형에 제공하여도 된다. 다른 수지로서는, 예컨대, 스티렌계 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에스테르, 폴리설폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리아세탈, 폴리이미드, 폴리에테르이미드 등의 열가소성 수지, 아크릴계 수지 및 옥세탄계 수지 등을 들 수 있다. 바람직하게는 아크릴계 수지 및 옥세탄계 수지가 이용된다. 병용하는 수지의 종류 및 배합량은, 목적 및 얻어지는 필름에 소망되는 특성 등에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 예컨대, 스티렌계 수지는 위상차 제어제로서 병용될 수 있다.
아크릴계 수지로서는 임의의 적절한 아크릴계 수지를 이용할 수 있다. 예컨대, (메트)아크릴계 화합물로서는, 예컨대, 분자 내에 1개의 (메트)아크릴로일기를 갖는 (메트)아크릴계 화합물(이하 '단관능 (메트)아크릴계 화합물'이라고도 함), 분자 내에 2개 이상의 (메트)아크릴로일기를 갖는 (메트)아크릴계 화합물(이하 '다관능 (메트)아크릴계 화합물'이라고도 함)을 들 수 있다. 이들 (메트)아크릴계 화합물은 단독으로 이용하여도 되고, 2종류 이상 조합하여 이용하여도 된다. 이들 아크릴계 수지에 대해서는 예컨대 일본 공개특허공보 2019-168500호에 기재되어 있다. 당해 공보는, 그 전체의 기재가 본 명세서에 참고로서 원용된다.
옥세탄 수지로서는, 분자 내에 옥세탄일기를 1개 이상 갖는 임의의 적절한 화합물이 이용된다. 예컨대, 3-에틸-3-히드록시메틸옥세탄, 3-에틸-3-(2-에틸헥실옥시메틸)옥세탄, 3-에틸-3-(페녹시메틸)옥세탄, 3-에틸-3-(시클로헥실옥시메틸)옥세탄, 3-에틸-3-(옥시란일메톡시)옥세탄, (메트)아크릴산(3-에틸옥세탄-3-일)메틸 등의 분자 내에 옥세탄일기를 1개 갖는 옥세탄 화합물; 3-에틸-3{[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]메틸}옥세탄, 1,4-비스[(3-에틸-3-옥세탄일)메톡시메틸]벤젠, 4,4'-비스[(3-에틸-3-옥세탄일)메톡시메틸]비페닐 등의 분자 내에 옥세탄일기를 2개 이상 갖는 옥세탄 화합물; 등을 들 수 있다. 이들 옥세탄 수지는 1종만을 이용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여도 된다.
옥세탄 수지로서는, 바람직하게는 3-에틸-3-히드록시메틸옥세탄, 1,4-비스[(3-에틸-3-옥세탄일)메톡시메틸]벤젠, 3-에틸-3-(2-에틸헥실옥시메틸)옥세탄, 3-에틸-3-(옥시란일메톡시)옥세탄, (메트)아크릴산 (3-에틸옥세탄-3-일)메틸, 3-에틸-3{[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]메틸}옥세탄 등이 이용된다. 이들 옥세탄 수지는 용이하게 입수 가능하고, 희석성(저점도), 상용성이 우수할 수 있다.
하나의 실시형태에서는, 상용성이나 접착성의 점에서, 바람직하게는 분자량 500 이하이며, 실온(25℃)에서 액상의 옥세탄 수지가 이용된다. 하나의 실시형태에서는, 바람직하게는 분자 내에 2개 이상의 옥세탄일기를 함유하는 옥세탄 화합물, 분자 내에 1개의 옥세탄일기와 1개의 (메트)아크릴로일기 또는 1개의 에폭시기를 함유하는 옥세탄 화합물이 이용되고, 보다 바람직하게는 3-에틸-3{[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]메틸}옥세탄, 3-에틸-3-(옥시란일메톡시)옥세탄, (메트)아크릴산(3-에틸옥세탄-3-일)메틸이 이용된다. 이들 옥세탄 수지를 이용하는 것에 의해, 보호층의 경화성 및 내구성이 향상할 수 있다.
옥세탄 수지로서는 시판품을 이용하여도 된다. 구체적으로는 아론옥세탄 OXT-101, 아론옥세탄 OXT-121, 아론옥세탄 OXT-212, 아론옥세탄 OXT-221(어느 것도도아 고세이사 제조)을 이용할 수 있다. 바람직하게는 아론옥세탄 OXT-101 및 아론옥세탄 OXT-221을 이용할 수 있다.
방향족 골격 및 수소 첨가된 방향족 골격으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 갖는 에폭시 수지와 다른 수지를 병용하는 경우, 방향족 골격 및 수소 첨가된 방향족 골격으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 갖는 에폭시 수지와 다른 수지와의 블렌드에서의 방향족 골격 및 수소 첨가된 방향족 골격으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 갖는 에폭시 수지의 함유량은, 바람직하게는 50중량%~100중량%, 보다 바람직하게는 60중량%~100중량%, 더욱 바람직하게는 70중량%~100중량%, 특히 바람직하게는 80중량%~100중량%이다. 함유량이 50중량% 미만인 경우에는, 보호층의 내열성 및 편광자와의 충분한 밀착성이 얻어지지 않을 우려가 있다.
비페닐 골격을 갖는 에폭시 수지와 옥세탄 수지를 병용하는 경우, 비페닐 골격을 갖는 에폭시계 수지와 옥세탄 수지의 합계량 100중량부에 대하여, 옥세탄 수지의 함유량은 바람직하게는 1중량부~50중량부, 보다 바람직하게는 5중량부~45중량부, 더욱 바람직하게는 10중량부~40중량부이다. 상기 범위로 하는 것에 의해, 경화성이 향상되고, 보호층과 편광자와의 밀착성도 향상할 수 있다.
B-3-2-2. 광 양이온 중합 개시제
광 양이온 중합 개시제는 광 산 발생제의 기능을 갖는 감광제이며, 대표적으로는 양이온부와 음이온부로 이루어지는 이온성의 오늄염을 들 수 있다. 이 오늄염에서, 양이온부는 광을 흡수하고, 음이온부는 산의 발생원이 된다. 이 광 양이온 중합 개시제로부터 발생한 산에 의해 에폭시기의 개환 중합이 진행된다. 광 양이온 중합 개시제로서는 자외선 등의 광 조사에 의해 방향족 골격 및 수소 첨가된 방향족 골격으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 갖는 에폭시 수지를 경화시킬 수 있는 임의의 적절한 화합물을 이용할 수 있다. 광 양이온 중합 개시제는 1종만을 이용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용하여도 된다.
광 양이온 중합 개시제로서는, 예컨대, 트리페닐설포늄헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐설포늄헥사플루오로포스페이트, p-(페닐티오)페닐디페닐설포늄헥사플루오로안티모네이트, p-(페닐티오)페닐디페닐설포늄헥사플루오로포스페이트, 4-클로로페닐디페닐설포늄헥사플루오로포스페이트, 4-클로로페닐디페닐설포늄헥사플루오로안티모네이트, 비스[4-(디페닐설포니오)페닐]설파이드비스헥사플루오로포스페이트, 비스[4-(디페닐설포니오)페닐]설파이드비스헥사플루오로안티모네이트, (2,4-시클로펜타디엔-1-일)[(1-메틸에틸)벤젠]-Fe-헥사플루오로포스페이트, 디페닐요오드늄헥사플루오로안티모네이트 등을 들 수 있다. 바람직하게는 트리페닐설포늄염계 헥사플루오로안티모네이트 타입의 광 양이온 중합 개시제, 디페닐요오드늄염계 헥사플루오로안티모네이트 타입의 광 양이온 중합 개시제가 이용된다.
광 양이온 중합 개시제로서는 시판품을 이용하여도 된다. 시판품으로서는, 트리페닐설포늄염계 헥사플루오로안티모네이트 타입의 SP-170(ADEKA사 제조), CPI-101A(산아프로사 제조), WPAG-1056(와코준야쿠 공업사 제조), 디페닐요오드늄염계 헥사플루오로안티모네이트 타입의 WPI-116(와코준야쿠 공업사 제조) 등을 들 수 있다.
광 양이온 중합 개시제의 함유량은 방향족 골격 및 수소 첨가된 방향족 골격으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 갖는 에폭시 수지 100중량부에 대하여, 바람직하게는 0.1중량부~3중량부이며, 보다 바람직하게는 0.25중량부~2중량부이다. 광 양이온 중합 개시제의 함유량이 0.1중량부 미만인 경우, 광(자외선)을 조사하여도 충분히 경화하지 않는 경우가 있다.
B-3-3. 에폭시 수지의 유기 용매 용액의 도포막의 고화물
하나의 실시형태에서는, 보호층은 에폭시 수지의 유기 용매 용액의 도포막의 고화물로 구성된다.
B-3-3-1. 에폭시 수지
이 실시형태에서, 에폭시 수지는 바람직하게는 유리전이온도(Tg)가 90℃ 이상이다. 그 결과, 보호층의 Tg가 90℃ 이상이 된다. 에폭시 수지의 Tg가 90℃ 이상이면, 이와 같은 수지로부터 얻어진 보호층을 포함하는 편광판은 내구성이 우수한 것이 되기 쉽다. 에폭시 수지의 Tg는 바람직하게는 100℃ 이상, 보다 바람직하게는 110℃ 이상, 더욱 바람직하게는 120℃ 이상, 특히 바람직하게는 125℃ 이상이다. 한편, 에폭시 수지의 Tg는 바람직하게는 300℃ 이하, 보다 바람직하게는 250℃ 이하, 더욱 바람직하게는 200℃ 이하, 특히 바람직하게는 160℃ 이하이다. 에폭시 수지의 Tg가 이와 같은 범위이면, 성형성이 우수할 수 있다.
에폭시 수지로서는, 상기와 같은 Tg를 갖는 한에서 임의의 적절한 에폭시 수지가 채용될 수 있다. 에폭시 수지는 대표적으로는 분자 구조 내에 에폭시기를 갖는 수지를 말한다. 에폭시 수지로서는, 바람직하게는 분자 구조 내에 방향족환을 갖는 에폭시 수지가 이용된다. 방향족환을 갖는 에폭시 수지를 이용하는 것에 의해, 보다 높은 Tg를 갖는 에폭시 수지가 얻어질 수 있다. 분자 구조 내에 방향족환을 갖는 에폭시 수지에서의 방향족환으로서는, 예컨대 벤젠환, 나프탈렌환, 플루오렌환 등을 들 수 있다. 에폭시 수지는 1종만을 이용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용하여도 된다. 2종 이상의 에폭시 수지를 이용하는 경우, 방향족환을 포함하는 에폭시 수지와, 방향족환을 포함하지 않는 에폭시 수지를 조합하여 이용하여도 된다.
분자 구조 내에 방향족환을 갖는 에폭시 수지로서는, 구체적으로는 비스페놀 A 디글리시딜에테르형 에폭시 수지, 비스페놀 F 디글리시딜에테르형 에폭시 수지, 비스페놀 S 디글리시딜에테르형 에폭시 수지, 레조르신디글리시딜에테르형 에폭시 수지, 히드로퀴논디글리시딜에테르형 에폭시 수지, 테레프탈산 디글리시딜에스테르형 에폭시 수지, 비스페녹시에탄올플루오렌디글리시딜에테르형 에폭시 수지, 비스페놀플루오렌디글리시딜에테르형 에폭시 수지, 비스크레졸플루오렌디글리시딜에테르형 에폭시 수지 등의 2개의 에폭시기를 갖는 에폭시 수지; 노볼락형 에폭시 수지, N,N,O-트리글리시딜-P- 또는 -m-아미노페놀형 에폭시 수지, N,N,O-트리글리시딜-4-아미노-m- 또는 -5-아미노-o-크레졸형 에폭시 수지, 1,1,1-(트리글리시딜옥시페닐)메탄형 에폭시 수지 등의 3개의 에폭시기를 갖는 에폭시 수지; 글리시딜아민형 에폭시 수지(예컨대, 디아미노디페닐메탄형, 디아미노디페닐설폰형, 메타크실렌디아민형) 등의 4개의 에폭시기를 갖는 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 또한 헥사히드로 무수 프탈산형 에폭시 수지, 테트라히드로 무수 프탈산형 에폭시 수지, 다이머산형 에폭시 수지, p-옥시 안식향산형 등의 글리시딜에스테르형 에폭시 수지를 이용하여도 된다.
에폭시 수지의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 1000~2000000, 보다 바람직하게는 5000~1000000, 더욱 바람직하게는 10000~500000, 특히 바람직하게는 50000~500000, 가장 바람직하게는 60000~150000이다. 중량 평균 분자량은, 예컨대, 겔 침투 크로마토그래프(GPC 시스템, 도소 제조)를 이용하여, 폴리스티렌 환산에 의해 구할 수 있다. 또한 용제로서는 테트라히드로퓨란이 이용될 수 있다.
에폭시 수지의 에폭시 당량은, 바람직하게는 1000g/당량 이상이고, 보다 바람직하게는 3000g/당량 이상, 더욱 바람직하게는 5000g/당량 이상이다. 또한, 에폭시 수지의 에폭시 당량은, 바람직하게는 30000g/당량 이하이고, 보다 바람직하게는 25000당량 이하, 더욱 바람직하게는 20000g/당량 이하이다. 에폭시 당량이 상기 범위인 것에 의해, 보다 안정한 보호층이 얻어진다. 또한, 본 명세서에서 '에폭시 당량'이란, '1당량의 에폭시기를 포함하는 에폭시 수지의 질량'을 말하고, JIS K7236에 준하여 측정할 수 있다.
본 발명의 실시형태에서는, 에폭시 수지와 다른 수지를 병용하여도 된다. 즉, 에폭시 수지와 다른 수지와의 블렌드를 보호층의 성형에 제공하여도 된다. 다른 수지로서는, 예컨대 스티렌계 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에스테르, 폴리설폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리아세탈, 폴리이미드, 폴리에테르이미드 등의 열가소성 수지를 들 수 있다. 병용하는 수지의 종류 및 배합량은, 목적 및 얻어지는 필름에 소망되는 특성 등에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 예컨대, 스티렌계 수지는 위상차 제어제로서 병용될 수 있다.
에폭시 수지와 다른 수지를 병용하는 경우, 에폭시 수지와 다른 수지와의 블렌드에서의 에폭시 수지의 함유량은, 바람직하게는 50중량%~100중량%, 보다 바람직하게는 60중량%~100중량%, 더욱 바람직하게는 70중량%~100중량%, 특히 바람직하게는 80중량%~100중량%이다. 함유량이 50중량% 미만인 경우에는, 보호층의 내열성 및 편광자와의 충분한 밀착성이 얻어지지 않을 우려가 있다.
B-3-4. 보호층의 구성 및 특성
하나의 실시형태에서, 보호층은 상기한 바와 같이, 열가소성 아크릴계 수지의 유기 용매 용액의 도포막의 고화물, 에폭시 수지의 광 양이온 경화물 및 에폭시 수지의 유기 용매 용액의 도포막의 고화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종으로 구성되어 있다. 이와 같은 보호층이면, 압출 성형 필름에 비하여 두께를 현격하게 얇게 할 수 있다. 보호층의 두께는 상기한 바와 같이 10㎛ 이하이다. 또한 이론적으로 분명하지는 않지만, 이와 같은 보호층은 다른 열경화성 수지 또는 활성 에너지선 경화성 수지(예컨대, 자외선 경화성 수지)의 경화물에 비하여 필름 성형 시의 수축이 작고, 그리고 잔존 모노머 등이 포함되지 않기 때문에 필름 자체의 열화가 억제되고, 또한, 잔존 모노머 등에 기인하는 편광판(편광자)에 대한 악영향을 억제할 수 있다는 이점을 갖는다. 또한, 수용액 또는 수분산체와 같은 수계의 도포막의 고화물에 비하여 흡습성 및 투습성이 작기 때문에 가습 내구성이 우수하다는 이점을 갖는다. 그 결과, 가열 가습 환경하에서도 광학 특성을 유지할 수 있는, 내구성이 우수한 편광판을 실현할 수 있다.
보호층의 Tg는 아크릴계 수지 및 에폭시 수지에 대하여 각각 설명한 바와 같다.
보호층은 바람직하게는 실질적으로 광학적으로 등방성을 갖는다. 본 명세서에서 '실질적으로 광학적으로 등방성을 갖는다'란, 면내 위상차 Re(550)이 0nm~10nm이고, 두께 방향의 위상차 Rth(550)이 -20nm~+10nm인 것을 말한다. 면내 위상차 Re(550)은, 보다 바람직하게는 0nm~5nm이고, 더욱 바람직하게는 0nm~3nm이며, 특히 바람직하게는 0nm~2nm이다. 두께 방향의 위상차 Rth(550)은 보다 바람직하게는 -5nm~+5nm이고, 더욱 바람직하게는 -3nm~+3nm이며, 특히 바람직하게는 -2nm~+2nm이다. 보호층의 Re(550) 및 Rth(550)이 이와 같은 범위이면, 당해 보호층을 포함하는 편광판을 화상 표시 장치에 적용한 경우에 표시 특성에 대한 악영향을 방지할 수 있다. 또한, Re(550)은 23℃에서의 파장 550nm의 광으로 측정한 필름의 면내 위상차이다. Re(550)은 식: Re(550)=(nx-ny)×d에 의해 구하여진다. Rth(550)은 23℃에서의 파장 550nm의 광으로 측정한 필름의 두께 방향의 위상차이다. Rth(550)은 식: Rth(550)=(nx-nz)×d에 의해 구하여진다. 여기서, nx는 면내의 굴절률이 최대가 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절률이고, ny는 면내에서 지상축과 직교하는 방향(즉, 진상축 방향)의 굴절률이며, nz는 두께 방향의 굴절률이고, d는 필름의 두께(nm)이다.
보호층의 두께 3㎛에서의 380nm에서의 광선 투과율은 높으면 높을수록 바람직하다. 구체적으로는, 광선 투과율은 바람직하게는 85% 이상, 보다 바람직하게는 88% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상이다. 광선 투과율이 이와 같은 범위이면, 소망하는 투명성을 확보할 수 있다. 광선 투과율은, 예컨대 ASTM-D-1003에 준한 방법으로 측정될 수 있다.
보호층의 헤이즈는 낮으면 낮을수록 바람직하다. 구체적으로는, 헤이즈는 바람직하게는 5% 이하, 보다 바람직하게는 3% 이하, 더욱 바람직하게는 1.5% 이하, 특히 바람직하게는 1% 이하이다. 헤이즈가 5% 이하이면, 필름에 양호한 클리어감을 부여할 수 있다. 또한, 화상 표시 장치의 시인 측 편광판에 사용하는 경우에도, 표시 내용을 양호하게 시인할 수 있다.
보호층의 두께 3㎛에서의 YI는 바람직하게는 1.27 이하, 보다 바람직하게는 1.25 이하, 더욱 바람직하게는 1.23 이하, 특히 바람직하게는 1.20 이하이다. YI가 1.3을 초과하면, 광학적 투명성이 불충분해지는 경우가 있다. 또한, YI는, 예컨대, 고속 적분구식 분광 투과율 측정기(상품명 DOT-3C: 무라카미 색채 기술 연구소 제조)를 이용한 측정에서 얻어지는 색의 3자극값(X, Y, Z)에 따라, 다음 식에 의해 구할 수 있다.
YI=[(1.28X-1.06Z)/Y]×100
보호층의 두께 3㎛에서의 b값(헌터의 표색계에 준한 색상의 척도)은, 바람직하게는 1.5 미만, 보다 바람직하게는 1.0 이하이다. b값이 1.5 이상인 경우, 소망하지 않는 색감이 나오는 경우가 있다. 또한, b값은, 예컨대, 보호층을 구성하는 필름의 샘플을 3cm□으로 재단하여 고속 적분구식 분광 투과율 측정기(상품명 DOT-3C: 무라카미 색채 기술 연구소 제조)를 이용하여 색상을 측정하고, 해당 색상을 헌터의 표색계에 준하여 평가하는 것에 의해 얻어질 수 있다.
보호층(예컨대, 도포막의 고화물 또는 광 양이온 경화물)은 목적에 따라 임의의 적절한 첨가제를 포함하고 있어도 된다. 첨가제의 구체예로서는 자외선 흡수제; 레벨링제; 힌더드 페놀계, 인계, 황계 등의 산화방지제; 내광 안정제, 내후 안정제, 열 안정제 등의 안정제; 유리 섬유, 탄소 섬유 등의 보강재; 근적외선 흡수제; 트리스(디브로모프로필)포스페이트, 트리알릴포스페이트, 산화 안티몬 등의 난연제; 음이온계, 양이온계, 비이온계의 계면활성제 등의 대전 방지제; 무기 안료, 유기 안료, 염료 등의 착색제; 유기 필러 또는 무기 필러; 수지 개질제; 유기 충전제나 무기 충전제; 가소제; 활제; 대전 방지제; 난연제 등을 들 수 있다. 첨가제는 아크릴계 수지의 중합 시에 첨가되어도 되고, 필름 형성 시에 용액에 첨가되어도 된다. 첨가제의 종류, 수, 조합, 첨가량 등은 목적에 따라 적절하게 설정될 수 있다.
보호층의 편광자 측에는, 이접착층이 형성되어 있어도 된다. 이접착층은, 예컨대, 수계 폴리우레탄과 옥사졸린계 가교제를 포함한다. 이와 같은 이접착층을 형성하는 것에 의해, 보호층과 편광자와의 밀착성을 높일 수 있다. 또한, 보호층에는 하드 코트층이 형성되어 있어도 된다. 또한, 하드 코트층이 형성되는 경우, 보호층(예컨대, 도포막의 고화물)의 두께와 하드 코트층의 두께와의 합계가 10㎛ 이하가 되도록 하드 코트층이 형성될 수 있다. 하드 코트층은, 보호층이 시인측 편광판의 시인측의 보호층으로서 이용되는 경우에 형성될 수 있다. 이접착층 및 하드 코트층의 양쪽이 형성되는 경우, 대표적으로는 이들은 각각 보호층의 상이한 측에 형성될 수 있다.
C. 제1 위상차층
제1 위상차층(20)은 상기와 같이 액정 화합물의 배향 고화층이다. 액정 화합물을 이용하는 것에 의해, 얻어지는 위상차층의 nx와 ny와의 차를 비액정 재료에 비해 현격하게 크게 할 수 있으므로, 소망하는 면내 위상차를 얻기 위한 위상차층의 두께를 현격하게 작게 할 수 있다. 그 결과, 위상차층 부착 편광판의 가일층의 박형화 및 경량화를 실현할 수 있다. 본 명세서에서 '배향 고화층'이란, 액정 화합물이 층내에서 소정의 방향으로 배향하고, 그 배향 상태가 고정되어 있는 층을 말한다. 또한, '배향 고화층'은, 후술하는 바와 같이 액정 모노머를 경화시켜서 얻어지는 배향 경화층을 포함하는 개념이다. 본 실시형태에서는 대표적으로는 봉상의 액정 화합물이 제1 위상차층의 지상축 방향으로 늘어선 상태로 배향하고 있다(호모지니어스 배향).
액정 화합물로서는, 예컨대, 액정상이 네마틱상인 액정 화합물(네마틱 액정)을 들 수 있다. 이와 같은 액정 화합물로서, 예컨대, 액정 폴리머나 액정 모노머가 사용 가능하다. 액정 화합물의 액정성의 발현 기구는 리오트로픽이어도 되고 서모트로픽이어도 어느 쪽이어도 된다. 액정 폴리머 및 액정 모노머는 각각 단독으로 이용하여도 되고, 조합하여도 된다.
액정 화합물이 액정 모노머인 경우, 당해 액정 모노머는 중합성 모노머 및 가교성 모노머인 것이 바람직하다. 액정 모노머를 중합 또는 가교(즉, 경화)시키는 것에 의해, 액정 모노머의 배향 상태를 고정할 수 있기 때문이다. 액정 모노머를 배향시킨 후에, 예컨대 액정 모노머끼리를 중합 또는 가교시키면, 그에 의해 상기 배향 상태를 고정할 수 있다. 여기서, 중합에 의해 폴리머가 형성되고, 가교에 의해 3차원 망목 구조가 형성되게 되지만, 이들은 비액정성이다. 따라서, 형성된 제1 위상차층은, 예컨대, 액정성 화합물에서 특유의 온도 변화에 의한 액정상, 유리상, 결정상으로의 전이가 일어날 일은 없다. 그 결과, 제1 위상차층은 온도 변화에 영향을 받지 않는, 극히 안정성이 우수한 위상차층이 된다.
액정 모노머가 액정성을 나타내는 온도 범위는 그의 종류에 따라 상이하다. 구체적으로는, 당해 온도 범위는, 바람직하게는 40℃~120℃이고, 보다 바람직하게는 50℃~100℃이며, 더욱 바람직하게는 60℃~90℃이다.
상기 액정 모노머로서는, 임의의 적절한 액정 모노머가 채용될 수 있다. 예컨대, 일본 특허출원공표 2002-533742(WO00/37585), EP358208(US5211877), EP66137(US4388453), WO93/22397, EP0261712, DE19504224, DE4408171 및 GB2280445 등에 기재된 중합성 메소겐 화합물 등을 사용할 수 있다. 이와 같은 중합성 메소겐 화합물의 구체예로서는 예컨대, BASF사의 상품명 LC242, 머크(Merck)사의 상품명 E7, 바커-켐(Wacker-Chem)사의 상품명 LC-Sillicon-CC3767을 들 수 있다. 액정 모노머로서는, 예컨대 네마틱성 액정 모노머가 바람직하다.
액정 화합물의 배향 고화층은, 소정의 기재의 표면에 배향 처리를 실시하고, 당해 표면에 액정 화합물을 포함하는 도공액을 도공하여 당해 액정 화합물을 상기 배향 처리에 대응하는 방향으로 배향시켜, 당해 배향 상태를 고정하는 것에 의해 형성될 수 있다. 하나의 실시형태에서는, 기재는 임의의 적절한 수지 필름이며, 당해 기재 위에 형성된 배향 고화층은 편광판(10)의 표면에 전사될 수 있다. 다른 실시형태에서는, 기재는 제2 보호층(13)일 수 있다. 이 경우에는, 전사 공정이 생략되고, 배향 고화층(제1 위상차층)의 형성으로부터 연속하여 롤투롤에 의해 적층이 행하여질 수 있기 때문에, 생산성이 더욱 향상된다.
상기 배향 처리로서는, 임의의 적절한 배향 처리가 채용될 수 있다. 구체적으로는, 기계적인 배향 처리, 물리적인 배향 처리, 화학적인 배향 처리를 들 수 있다. 기계적인 배향 처리의 구체예로서는, 러빙 처리, 연신 처리를 들 수 있다. 물리적인 배향 처리의 구체예로서는, 자장 배향 처리, 전장 배향 처리를 들 수 있다. 화학적인 배향 처리의 구체예로서는, 사방 증착법, 광 배향 처리를 들 수 있다. 각종 배향 처리의 처리 조건은 목적에 따라 임의의 적절한 조건이 채용될 수 있다.
액정 화합물의 배향은, 액정 화합물의 종류에 따라 액정상을 나타내는 온도에서 처리하는 것에 의해 행하여진다. 이와 같은 온도 처리를 행하는 것에 의해, 액정 화합물이 액정상태를 취하고, 기재 표면의 배향 처리 방향에 따라 당해 액정 화합물이 배향한다.
배향 상태의 고정은 하나의 실시형태에서는, 상기와 같이 배향한 액정 화합물을 냉각하는 것에 의해 행하여진다. 액정 화합물이 중합성 모노머 또는 가교성 모노머인 경우에는, 배향 상태의 고정은, 상기와 같이 배향한 액정 화합물에 중합 처리 또는 가교 처리를 실시하는 것에 의해 행하여진다.
액정 화합물의 구체예 및 배향 고화층의 형성 방법의 상세는, 일본 공개특허공보 2006-163343호에 기재되어 있다. 당해 공보의 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다.
배향 고화층의 다른 예로서는, 디스코틱 액정 화합물이 수직 배향, 하이브리드 배향 및 경사 방향 중 어느 하나의 상태로 배향하고 있는 형태를 들 수 있다. 디스코틱 액정 화합물은 대표적으로는 디스코틱 액정 화합물의 원반면이 제1 위상차층의 필름면에 대하여 실질적으로 수직으로 배향하고 있다. 디스코틱 액정 화합물이 실질적으로 수직이란, 필름면과 디스코틱 액정 화합물의 원반면이 이루는 각도의 평균값이 바람직하게는 70°~90°이고, 보다 바람직하게는 80°~90°이며, 더욱 바람직하게는 85°~90°인 것을 의미한다. 디스코틱 액정 화합물이란 일반적으로는, 벤젠, 1,3,5-트리아진, 칼릭스아렌 등과 같은 환상 모핵을 분자의 중심에 배치하고, 직쇄의 알킬기, 알콕시기, 치환 벤조일옥시기 등이 그의 측쇄로서 방사상으로 치환된 원반상의 분자 구조를 갖는 액정 화합물을 말한다. 디스코틱 액정의 대표예로서는, C. Destrade 등의 연구 보고, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 71권, 111페이지(1981년)에 기재되어 있는, 벤젠 유도체, 트리페닐렌 유도체, 트룩센 유도체, 프탈로시아닌 유도체나, B. Kohne 등의 연구 보고, Angew. Chem. 96권, 70페이지(1984년)에 기재되어 있는 시클로헥산 유도체, 및 J. M. Lehn 등의 연구 보고, J. Chem. Soc. Chem. Commun., 1794페이지(1985년), J. Zhang 등의 연구 보고, J. Am. Chem. Soc. 116권, 2655페이지(1994년)에 기재되어 있는 아자크라운계나 페닐아세틸렌계의 매크로사이클을 들 수 있다. 디스코틱 액정 화합물의 가일층의 구체예로서는, 예컨대 일본 공개특허공보 2006-133652호, 일본 공개특허공보 2007-108732호, 일본 공개특허공보 2010-244038호에 기재된 화합물을 들 수 있다. 상기 문헌 및 공보의 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다.
하나의 실시형태에서는, 제1 위상차층(20)은 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 액정 화합물의 배향 고화층의 단일층이다. 제1 위상차층(20)이 액정 화합물의 배향 고화층의 단일층으로 구성되는 경우, 그의 두께는 바람직하게는 0.5㎛~7㎛이고, 보다 바람직하게는 1㎛~5㎛이다. 액정 화합물을 이용하는 것에 의해, 수지 필름보다도 현격하게 얇은 두께로 수지 필름과 동등한 면내 위상차를 실현할 수 있다.
제1 위상차층은 대표적으로는 굴절률 특성이 nx>ny=nz의 관계를 나타낸다. 제1 위상차층은 대표적으로는 편광판에 반사 방지 특성을 부여하기 위하여 마련되고, 제1 위상차층이 배향 고화층의 단일층인 경우에는 λ/4판으로서 기능할 수 있다. 이 경우, 제1 위상차층의 면내 위상차 Re(550)은 바람직하게는 100nm~190nm, 보다 바람직하게는 110nm~170nm, 더욱 바람직하게는 130nm~160nm이다. 또한, 여기서, 'ny=nz'는 ny와 nz가 완전히 동등한 경우뿐만 아니라 실질적으로 동등한 경우를 포함한다. 따라서, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 ny>nz 또는 ny<nz가 되는 경우가 있을 수 있다.
제1 위상차층의 Nz 계수는 바람직하게는 0.9~1.5이고, 보다 바람직하게는 0.9~1.3이다. 이와 같은 관계를 충족하는 것에 의해, 얻어지는 위상차층 부착 편광판을 화상 표시 장치에 이용한 경우에 매우 우수한 반사 색상을 달성할 수 있다.
제1 위상차층은, 위상차값이 측정광의 파장에 따라 커지는 역분산 파장 특성을 나타내어도 되고, 위상차값이 측정광의 파장에 따라 작아지는 양(正)의 파장 분산 특성을 나타내어도 되며, 위상차값이 측정광의 파장에 의해서도 거의 변화하지 않는 플랫한 파장 분산 특성을 나타내어도 된다. 하나의 실시형태에서는, 제1 위상차층은 역분산 파장 특성을 나타낸다. 이 경우, 위상차층의 Re(450)/Re(550)은 바람직하게는 0.8 이상 1 미만이며, 보다 바람직하게는 0.8 이상 0.95 이하이다. 이와 같은 구성이면, 매우 우수한 반사 방지 특성을 실현할 수 있다.
제1 위상차층(20)의 지상축과 편광자(11)의 흡수축이 이루는 각도(θ)는 바람직하게는 40°~50°이고, 보다 바람직하게는 42°~48°이며, 더욱 바람직하게는 약 45°이다. 각도(θ)가 이와 같은 범위이면, 상기와 같이 제1 위상차층을 λ/4판으로 하는 것에 의해, 매우 우수한 원편광 특성(결과로서, 매우 우수한 반사 방지 특성)을 갖는 위상차층 부착 편광판이 얻어질 수 있다.
다른 실시형태에서는 제1 위상차층(20)은 도 3에 나타내는 바와 같이 제1 배향 고화층(21)과 제2 배향 고화층(22)과의 적층 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 제1 배향 고화층(21) 및 제2 배향 고화층(22) 중 어느 한쪽이 λ/4판으로서 기능하고, 다른 쪽이 λ/2판으로서 기능할 수 있다. 따라서, 제1 배향 고화층(21) 및 제2 배향 고화층(22)의 두께는, λ/4판 또는 λ/2판의 소망하는 면내 위상차가 얻어지도록 조정될 수 있다. 예컨대, 제1 배향 고화층(21)이 λ/2판으로서 기능하고, 제2 배향 고화층(22)이 λ/4판으로서 기능하는 경우, 제1 배향 고화층(21)의 두께는 예컨대 2.0㎛~3.0㎛이고, 제2 배향 고화층(22)의 두께는 예컨대 1.0㎛~2.0㎛이다. 이 경우, 제1 배향 고화층의 면내 위상차 Re(550)은, 바람직하게는 200nm~300nm이고, 보다 바람직하게는 230nm~290nm이며, 더욱 바람직하게는 250nm~280nm이다. 제2 배향 고화층의 면내 위상차 Re(550)은 단일층의 배향 고화층에 관하여 상기에서 설명한 바와 같다. 제1 배향 고화층의 지상축과 편광자의 흡수축이 이루는 각도는, 바람직하게는 10°~20°이고, 보다 바람직하게는 12°~18°이며, 더욱 바람직하게는 약 15°이다. 제2 배향 고화층의 지상축과 편광자의 흡수축이 이루는 각도는, 바람직하게는 70°~80°이고, 보다 바람직하게는 72°~78°이며, 더욱 바람직하게는 약 75°이다. 이와 같은 구성이면, 이상적인 역파장 분산 특성에 가까운 특성을 얻는 것이 가능하며, 결과로서 매우 우수한 반사 방지 특성을 실현할 수 있다. 제1 배향 고화층 및 제2 배향 고화층을 구성하는 액정 화합물, 제1 배향 고화층 및 제2 배향 고화층의 형성 방법, 광학 특성 등에 대해서는 단일층의 배향 고화층에 관하여 상기에서 설명한 바와 같다.
D. 제2 위상차층
제2 위상차층은 상기와 같이 굴절률 특성이 nz>nx=ny의 관계를 나타내는, 소위 포지티브 C 플레이트일 수 있다. 제2 위상차층으로서 포지티브 C 플레이트를 이용하는 것에 의해, 경사 방향의 반사를 양호하게 방지할 수 있고, 반사 방지 기능의 광시야각화가 가능해진다. 이 경우, 제2 위상차층의 두께 방향의 위상차 Rth(550)은, 바람직하게는 -50nm~-300nm, 보다 바람직하게는 -70nm~-250nm, 더욱 바람직하게는 -90nm~-200nm, 특히 바람직하게는 -100nm~-180nm이다. 여기서, 'nx=ny'는 nx와 ny가 엄밀하게 동등한 경우뿐만 아니라 nx와 ny가 실질적으로 동등한 경우도 포함한다. 즉, 제2 위상차층의 면내 위상차 Re(550)은 10nm 미만일 수 있다.
nz>nx=ny의 굴절률 특성을 갖는 제2 위상차층은 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있다. 제2 위상차층은 바람직하게는 호메오트로픽 배향에 고정된 액정 재료를 포함하는 필름을 포함한다. 호메오트로픽 배향시킬 수 있는 액정 재료(액정 화합물)는 액정 모노머이어도 되고 액정 폴리머이어도 된다. 당해 액정 화합물 및 당해 위상차층의 형성 방법의 구체예로서는, 일본 공개특허공보 2002-333642호의 [0020]~[0028]에 기재된 액정 화합물 및 해당 위상차층의 형성 방법을 들 수 있다. 이 경우, 제2 위상차층의 두께는 바람직하게는 0.5㎛~10㎛이고, 보다 바람직하게는 0.5㎛~8㎛이며, 더욱 바람직하게는 0.5㎛~5㎛이다.
E. 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재
도전층은, 임의의 적절한 성막 방법(예컨대, 진공 증착법, 스퍼터링법, CVD법, 이온 플레이팅법, 스프레이법 등)에 의해, 임의의 적절한 기재 위에, 금속 산화물막을 성막하여 형성될 수 있다. 금속 산화물로서는, 예컨대, 산화 인듐, 산화 주석, 산화 아연, 인듐-주석 복합 산화물, 주석-안티몬 복합 산화물, 아연-알루미늄 복합 산화물, 인듐-아연 복합 산화물을 들 수 있다. 그 중에서도 바람직하게는 인듐-주석 복합 산화물(ITO)이다.
도전층이 금속 산화물을 포함하는 경우, 해당 도전층의 두께는 바람직하게는 50nm 이하이고, 보다 바람직하게는 35nm 이하이다. 도전층의 두께는 바람직하게는 10nm 이상이다.
도전층은, 상기 기재로부터 제1 위상차층(또는, 존재하는 경우에는 제2 위상차층)에 전사되어 도전층 단독으로 위상차층 부착 편광판의 구성층으로 되어도 되고, 기재와의 적층체(도전층 부착 기재)로서 제1 위상차층(또는 존재하는 경우에는 제2 위상차층)에 적층되어도 된다. 바람직하게는, 상기 기재는 광학적으로 등방성이며, 따라서 도전층은 도전층 부착 등방성 기재로서 위상차층 부착 편광판에 이용될 수 있다.
광학적으로 등방성인 기재(등방성 기재)로서는, 임의의 적절한 등방성 기재를 채용할 수 있다. 등방성 기재를 구성하는 재료로서는 예컨대, 노보넨계 수지나 올레핀계 수지 등의 공액계를 갖지 않는 수지를 주골격으로 하고 있는 재료, 락톤환이나 글루타르이미드환 등의 환상 구조를 아크릴계 수지의 주쇄 중에 갖는 재료 등을 들 수 있다. 이와 같은 재료를 이용하면, 등방성 기재를 형성하였을 때에, 분자쇄의 배향에 수반하는 위상차의 발현을 작게 억제할 수 있다. 등방성 기재의 두께는, 바람직하게는 50㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 35㎛ 이하이다. 등방성 기재의 두께는, 예컨대 20㎛ 이상이다.
상기 도전층 및/또는 상기 도전층 부착 등방성 기재의 도전층은 필요에 따라 패턴화될 수 있다. 패턴화에 의해 도통부와 절연부가 형성될 수 있다. 결과로서, 전극이 형성될 수 있다. 전극은 터치 패널에 대한 접촉을 감지하는 터치 센서 전극으로서 기능할 수 있다. 패터닝 방법으로서는, 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 패터닝 방법의 구체예로서는, 웨트 에칭법, 스크린 인쇄법을 들 수 있다.
F. 화상 표시 장치
상기 A항부터 E항에 기재된 위상차층 부착 편광판은, 화상 표시 장치에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 이와 같은 위상차층 부착 편광판을 이용한 화상 표시 장치를 포함한다. 화상 표시 장치의 대표예로서는 액정 표시 장치, 일렉트로 루미네센스(EL) 표시 장치(예컨대, 유기 EL 표시 장치, 무기 EL 표시 장치)를 들 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따른 화상 표시 장치는, 그의 시인 측에 상기 A항부터 E항에 기재된 위상차층 부착 편광판을 구비한다. 위상차층 부착 편광판은, 위상차층이 화상 표시 셀(예컨대, 액정 셀, 유기 EL 셀, 무기 EL 셀) 측이 되도록(편광자가 시인 측이 되도록) 적층되어 있다. 하나의 실시형태에서는, 화상 표시 장치는 만곡한 형상(실질적으로는 만곡한 표시 화면)을 갖고/갖거나 굴곡 혹은 절곡 가능하다. 이와 같은 화상 표시 장치에서는, 본 발명의 위상차층 부착 편광판의 효과가 현저해진다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 각 특성의 측정 방법은 이하와 같다. 또한, 특별히 명기하지 않는 한, 실시예 및 비교예에서의 '부' 및 '%'는 중량 기준이다.
[실시예 1]
1. 편광자의 제작
열가소성 수지 기재로서, 장척상이고, 흡수율 0.75%, Tg 약 75℃인, 비정질의 이소프탈 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(두께: 100㎛)을 이용하였다. 수지 기재의 편면에 코로나 처리(처리 조건: 55W·min/m2)를 실시하였다.
폴리비닐알코올(중합도 4200, 비누화도 99.2몰%) 및 아세토아세틸 변성 PVA(니혼 고세이 화학 공업사 제조, 상품명 '고세 파이머 Z410')를 9:1로 혼합한 PVA계 수지 100중량부에 요오드화 칼륨 13중량부를 첨가하여, PVA 수용액(도포액)을 조제하였다.
수지 기재의 코로나 처리면에, 상기 PVA 수용액을 도포하고 60℃에서 건조하는 것에 의해, 두께 12㎛의 PVA계 수지층을 형성하여, 적층체를 제작하였다.
얻어진 적층체를, 130℃의 오븐 내에서 원주 속도가 상이한 롤 사이에서 종 방향(긴 방향)으로 2.4배로 자유단 1축 연신하였다(공중 보조 연신 처리).
이어서, 적층체를 액체 온도 40℃의 불용화욕(물 100중량부에 대하여, 붕산을 4중량부 배합하여 얻어진 붕산 수용액)에 30초간 침지시켰다(불용화 처리).
이어서, 액체 온도 30℃의 염색욕(물 100중량부에 대하여, 요오드와 요오드화 칼륨을 1:7의 중량비로 배합하여 얻어진 요오드 수용액)에 최종적으로 얻어지는 편광자의 단체 투과율(Ts)이 41.8%가 되도록 농도를 조정하면서 60초간 침지시켰다(염색 처리).
이어서, 액체 온도 40℃의 가교욕(물 100중량부에 대하여, 요오드화 칼륨을 3중량부 배합하고, 붕산을 5중량부 배합하여 얻어진 붕산 수용액)에 30초간 침지시켰다(가교 처리).
그 후, 적층체를, 액체 온도 62℃의 붕산 수용액(붕산 농도 4.0중량%, 요오드화 칼륨 5.0중량%)에 침지시키면서, 원주 속도가 상이한 롤 사이에서 종 방향 (긴 방향)으로 총 연신 배율이 3.0배가 되도록 1축 연신을 행하였다(수중 연신 처리: 수중 연신 처리에서의 연신 배율은 1.25배).
그 후, 적층체를 액체 온도 20℃의 세정욕(물 100중량부에 대하여 요오드화 칼륨을 4중량부 배합하여 얻어진 수용액)에 침지시켰다(세정 처리).
그 후, 90℃로 유지된 오븐 중에서 건조하면서, 표면 온도가 75℃로 유지된 SUS제 가열 롤에 약 2초 접촉시켰다(건조 수축 처리). 건조 수축 처리에 의한 적층체의 폭 방향의 수축률은 2%이었다.
이와 같이 하여, 수지 기재 위에 두께 6.9㎛의 편광자를 형성하였다.
2. 편광판의 제작
수계 폴리우레탄 수지(다이이치 코교 제약사 제조, 상품명: 슈퍼 플렉스 210-R)를 순수 및 이소프로필알코올의 혼합 용매에 용해시켜, 얻어진 용해액을 상기에서 얻어진 수지 기재 위에 형성된 편광자의 표면에 도포하였다. 이어서, 60℃에서 건조시켜 용매를 제거하여, 두께 0.15㎛의 이접착층을 형성하였다. 메틸메타크릴레이트 단위를 갖는 아크릴계 수지(쿠스모토 화성사 제조, 상품명: B728) 20 부를 메틸에틸케톤 80부에 용해하여, 아크릴계 수지 용액(20%)을 얻었다. 이 아크릴계 수지 용액을 이접착층에 와이어 바를 이용하여 도포하고, 도포막을 60℃에서 5분간 건조하여 도포막의 고화물로서 구성되는 아크릴계 수지층을 형성하였다. 아크릴계 수지층의 두께는 2㎛이며, Tg는 111℃이었다. 이어서, 디메틸올-트리시클로데칸디아크릴레이트(교에이샤 가가쿠 제조, 상품명: 라이트 아크릴레이트 DCP-A) 70중량부, 이소보닐아크릴레이트(교에이샤 가가쿠 제조, 상품명: 라이트 아크릴레이트 IB-XA) 20중량부, 1,9-노난디올디아크릴레이트(교에이샤 가가쿠 제조, 상품명: 라이트 아크릴레이트 1.9NA-A) 10중량부 및 광중합 개시제(BASF사 제조, 상품명: 이루가큐어 907) 3중량부를 용매 중에서 혼합하여 도공액을 얻었다. 얻어진 도공액을 경화 후에 3㎛가 되도록 상기 보호층 위에 도포하였다. 이어서, 용매를 건조시켜 고압 수은 램프를 이용하여 적산광량 300mJ/cm2가 되도록 자외선을 질소 분위기 하에서 조사하여 하드 코트층을 형성하였다. 하드 코트층의 두께는 3㎛이었다. 이어서, 이후의 위상차층과의 첩합 작업을 안정적으로 행하기 위하여, 점착제층 부착 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름의 점착제층을 보호층에 첩합시켜, 보강하였다. 그 후, 수지 기재를 박리하여 점착제층 부착 PET 필름/보호층(하드 코트층/아크릴계 수지층(도포막의 고화물)/이접착층/편광자의 구성을 갖는 편광판을 얻었다.
3. 위상차층을 구성하는 제1 배향 고화층 및 제2 배향 고화층의 제작
네마틱 액정상을 나타내는 중합성 액정(BASF사 제조: 상품명 'Paliocolor LC242', 하기 식으로 나타냄) 10g과, 당해 중합성 액정 화합물에 대한 광중합 개시제(BASF사 제조: 상품명 '이루가큐어 907') 3g을 톨루엔 40g에 용해하여, 액정 조성물(도공액)을 조제하였다.
Figure 112022022227531-pct00006
PET 필름(두께 38㎛) 표면을, 러빙 천을 이용하여 러빙하고, 배향 처리를 실시하였다. 배향 처리의 방향은 편광판에 첩합시킬 때에 편광자의 흡수축의 방향에 대하여 시인 측에서 보아 15° 방향이 되도록 하였다. 이 배향 처리 표면에, 상기 액정 도공액을 바 코터에 의해 도공하고, 90℃에서 2분간 가열 건조하는 것에 의해 액정 화합물을 배향시켰다. 이와 같이 하여 형성된 액정층에 메탈 할라이드 램프를 이용하여 100mJ/cm2의 광을 조사하여 당해 액정층을 경화시키는 것에 의해, PET 필름 위에 액정 배향 고화층 A를 형성하였다. 액정 배향 고화층 A의 두께는 2.5㎛, 면내 위상차 Re(550)은 270nm이었다. 또한, 액정 배향 고화층 A는, nx>ny=nz의 굴절률 분포를 갖고 있었다.
도공 두께를 변경한 것, 및 배향 처리 방향을 편광자의 흡수축의 방향에 대하여 시인 측에서 보아 75° 방향이 되도록 한 것 이외에는 상기와 마찬가지로 하여, PET 필름 위에 액정 배향 고화층 B를 형성하였다. 액정 배향 고화층 B의 두께는 1.3㎛, 면내 위상차 Re(550)은 140nm이었다. 또한, 액정 배향 고화층 B는, nx>ny=nz의 굴절률 분포를 갖고 있었다.
4. 위상차층 부착 편광판의 제작
상기 2.에서 얻어진 편광판의 편광자 표면에, 상기 3.에서 얻어진 액정 배향 고화층 A 및 액정 배향 고화층 B를 이 순서대로 전사하였다. 이때, 편광자의 흡수축과 배향 고화층 A의 지상축이 이루는 각도가 15°, 편광자의 흡수축과 배향 고화층 B의 지상축이 이루는 각도가 75°가 되도록 하여 전사(첩합)를 행하였다. 또한, 각각의 전사(첩합)는 상기 2.에서 이용한 자외선 경화형 접착제(두께 1.0㎛)를 개재하여 행하였다. 이어서, 점착제층 부착 PET 필름을 박리하였다. 이와 같이 하여 보호층(하드 코트층/아크릴계 수지층(도포막의 고화물))/이접착층/편광자/접착층/위상차층(제1 배향 고화층/접착층/제2 배향 고화층)의 구성을 갖는 위상차층 부착 편광판을 얻었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 18㎛이었다.
[실시예 2]
수중 연신 처리의 연신 배율을 1.46배로 하여 총 연신 배율을 3.5배로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 두께 6.4㎛의 편광자를 얻었다. 얻어진 편광자를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 위상차층 부착 편광판 2를 얻었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 17㎛이었다.
[실시예 3]
수중 연신 처리의 연신 배율을 1.67배로 하여 총 연신 배율을 4.0배로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 두께 6.0㎛의 편광자를 얻었다. 얻어진 편광자를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 위상차층 부착 편광판 3을 얻었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 17㎛이었다.
[실시예 4]
수중 연신 처리의 연신 배율을 1.88배로 하여 총 연신 배율을 4.5배로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 두께 5.6㎛의 편광자를 얻었다. 얻어진 편광자를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 위상차층 부착 편광판 4를 얻었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 16㎛이었다.
[실시예 5]
메틸메타크릴레이트 단위를 갖는 아크릴계 수지(쿠스모토 화성사 제조, 상품명: B728) 대신에 락톤환 단위를 갖는 폴리메틸메타크릴레이트인 아크릴계 수지 (락톤환 단위 30몰%)를 이용한 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지로 하여, 위상차층 부착 편광판 5를 얻었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 17㎛이었다.
[실시예 6]
메틸메타크릴레이트 단위를 갖는 아크릴계 수지(쿠스모토 화성사 제조, 상품명: B728) 대신에, 글루타르이미드환 단위를 갖는 폴리메틸메타크릴레이트인 아크릴계 수지(글루타르이미드환 단위 4몰%)를 이용한 것 이외에는 실시예 5와 마찬가지로 하여, 위상차층 부착 편광판 6을 얻었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 17㎛이었다.
[실시예 7]
아크릴계 수지 용액 대신에, 에폭시 수지(미쓰비시 케미칼 주식회사 제조, 상품명: jER(등록상표) YX6954BH30, 중량 평균 분자량: 36,000, 에폭시 당량: 13000) 20부를 메틸에틸케톤 80부에 용해한, 에폭시 수지 용액(20%)을 이용하여, 도포막의 고화물로서 구성되는 보호층을 형성한 것, 하드 코트층을 형성하지 않았던 것 및 편광자에 이접착층을 형성하지 않았던 것 이외에는 실시예 5와 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판을 제작하였다. 구체적으로는, 이 에폭시 수지 용액을 편광자에 직접 와이어 바를 이용하여 도포하고, 도포막을 60℃에서 3분간 건조하여 보호층을 형성하였다. 보호층의 두께는 3㎛이고, Tg는 130℃이었다. 이와 같이 하여, 보호층을 형성한 것 이외에는 실시예 5와 마찬가지로 하여, 위상차층 부착 편광판 7을 얻었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 15㎛이었다.
[실시예 8]
이하와 같이 하여 보호층을 형성한 것, 편광자에 이접착층을 형성하지 않았던 것, 및 하드 코트층을 형성하지 않았던 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판 8을 얻었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 15㎛이었다.
비페닐 골격을 갖는 에폭시 수지(미쓰비시 케미컬사 제조, 상품명: jER(등록상표) YX4000) 15부를 메틸에틸케톤 83.8부에 용해하여 에폭시 수지 용액을 얻었다. 얻어진 에폭시 수지 용액에 광 양이온 중합 개시제(산아프로사 제조, 상품명: CPI(등록상표)-100P) 1.2부를 첨가하여 보호층 형성 조성물을 얻었다. 얻어진 보호층 형성 조성물을 편광자에 직접 와이어 바를 이용하여 도포하고, 도포막을 60℃에서 3분간 건조하였다. 이어서, 고압 수은 램프를 이용하여 적산광량이 600mJ/cm2가 되도록 자외선을 조사하여 보호층을 형성하였다. 보호층의 두께는 3㎛이었다.
[실시예 9]
비페닐 골격을 갖는 에폭시 수지 대신에, 비스페놀형 에폭시 수지(미쓰비시 케미컬사 제조, 상품명: jER(등록상표) 828)를 이용한 것 이외에는 실시예 8과 마찬가지로 하여, 위상차층 부착 편광판 9를 얻었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 15㎛이었다.
[실시예 10]
비페닐 골격을 갖는 에폭시 수지 대신에 수첨(水添) 비스페놀형 에폭시 수지 (미쓰비시 케미컬사 제조, 상품명: jER(등록상표) YX8000)를 이용한 것 이외에는 실시예 8과 마찬가지로 하여, 위상차층 부착 편광판 10을 얻었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 15㎛이었다.
[실시예 11]
수첨 비스페놀형 에폭시 수지(미쓰비시 케미컬사 제조, 상품명: jER (등록상표) YX8000) 15부와 옥세탄 수지(도아 고세이사 제조, 상품명: 아론옥세탄 (등록상표) OXT-221) 10중량부를 메틸에틸케톤 73부에 용해시켜 에폭시 수지 용액을 얻었다. 얻어진 에폭시 수지 용액에 광 양이온 중합 개시제(산아프로사 제조, 상품명: CPI(등록상표)-100P) 2부를 첨가하여 보호층 형성 조성물을 얻었다. 얻어진 보호층 형성 조성물을 이용한 것 이외에는 실시예 8과 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판 11을 얻었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 15㎛이었다.
[실시예 12]
보호층의 두께를 8㎛로 한 것 이외에는 실시예 11과 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판 12를 얻었다.
[실시예 13]
보호층의 두께를 10㎛로 한 것 이외에는 실시예 11과 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판 13을 얻었다.
[실시예 14]
자외선 경화형 에폭시계 수지(다이셀사 제조, 제품명 '셀록사이드 2021P')를 이용한 것 이외에는 실시예 8과 마찬가지로 하여 보호층(경화물)을 형성하였다. 구체적으로는 당해 에폭시계 수지 95중량% 및 광중합 개시제(CPI-100P, 산아프로사 제조) 5중량%를 배합한 조성물을 이접착층 위에 도포하고, 공기 분위기하에서 고압 수은 램프를 이용하여 적산광량 500mJ/cm2에서 자외선을 조사하여 경화 층(보호층)을 형성하였다. 이 보호층을 이용한 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판을 제작하였다. 편광판의 두께는 15㎛이었다.
(비교예 1)
편광자의 제작에서, 수중 연신 처리의 연신 배율을 2.3배로 하여 총 연신 배율을 5.5배로 한 것 및 연신욕의 액체 온도를 70℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 두께 5.1㎛의 편광자를 얻었다. 얻어진 편광자의 표면에 두께 40㎛의 아크릴계 수지 필름을 자외선 경화형 접착제를 개재하여 적층하여 보호층으로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판 C1을 얻었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 52㎛이었다.
(비교예 2)
보호층으로서, 두께 20㎛의 아크릴계 필름을 이용한 것 이외에는, 비교예 1과 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판 C2를 얻었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 32㎛이었다.
(비교예 3)
비교예 1에서 얻어진 편광자를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 위상차층 부착 편광판 C3을 얻었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 16㎛이었다.
(비교예 4)
편광자의 제작에서 수중 연신 처리의 연신욕의 액체 온도를 64℃로 한 것 이외에는 비교예 1과 마찬가지로 하여 두께 5.1㎛의 편광자를 얻었다. 얻어진 편광자를 이용한 것 이외에는 비교예 3과 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판 C4를 얻었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 16㎛이었다.
(비교예 5)
실시예 7과 마찬가지로 하여 보호층을 형성한 것 이외에는 비교예 3과 마찬가지로 하여, 위상차층 부착 편광판 C5를 얻었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 14㎛이었다.
(비교예 6)
실시예 8과 마찬가지로 하여 보호층을 형성한 것 이외에는 비교예 3과 마찬가지로 하여, 위상차층 부착 편광판 C6을 얻었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 14㎛이었다.
[평가]
실시예 및 비교예에서 얻어진 위상차층 부착 편광판을 이용하여 이하의 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(1) 두께
편광자의 두께는 간섭 막 두께 측정계(오오츠카덴시사 제조, 제품명 'MCPD-3000')를 이용하여 측정하였다. 두께 산출에 이용한 계산 파장 범위는 400nm~500nm에서 굴절률은 1.53으로 하였다. 또한, 보호층의 두께는, 간섭 막 두께 측정계(오오츠카덴시사 제조, 제품명 'MCPD-3000')를 이용하여, 계산 파장 범위 및 굴절률은 적절히 선택하여 측정하였다. 이접착층의 두께는 주사형 전자 현미경(SEM) 관찰로부터 구하였다. 10㎛를 초과하는 두께는 디지털 마이크로미터(안리츠사 제조, 제품명 'KC-351C')를 이용하여 측정하였다.
(2) 배향 함수
실시예 및 비교예에 이용한 편광자에 대하여, 푸리에 변환 적외선 분광 광도계(FT-IR)(퍼킨 엘머(Perkin Elmer)사 제조, 상품명: 'Frontier')를 이용하고, 편광된 적외선광을 측정광으로 하여, 편광자 표면의 전체 반사 감쇠 분광(ATR: atenuateted total reflection) 측정을 행하였다. 편광자를 밀착시키는 결정자는 게르마늄을 이용하고, 측정광의 입사각은 45° 입사로 하였다. 배향 함수의 산출은 이하의 순서로 행하였다. 입사시키는 편광된 적외선광(측정광)은, 게르마늄 결정의 샘플을 밀착시키는 면에 평행하게 진동하는 편광(s편광)으로 하고, 측정광의 편광 방향에 대하여, 편광자의 연신 방향을 수직(⊥) 및 평행(//)으로 배치한 상태에서 각각의 흡광도 스펙트럼을 측정하였다. 얻어진 흡광도 스펙트럼으로부터, (3330cm-1 강도)를 참조로 한 (2941cm-1 강도) I를 산출하였다. I⊥는 측정광의 편광 방향에 대하여 편광자의 연신 방향을 수직(⊥)으로 배치한 경우에 얻어지는 흡광도 스펙트럼으로부터 얻어지는 (2941cm-1 강도)/(3330cm-1 강도)이다. 또한, I//는, 측정광의 편광 방향에 대하여 편광자의 연신 방향을 평행(//)으로 배치한 경우에 얻어지는 흡광도 스펙트럼으로부터 얻어지는 (2941㎝-1 강도)/(3330㎝-1 강도)이다. 여기서, (2941㎝-1 강도)는, 흡광도 스펙트럼의 바닥인 2770㎝-1과 2990㎝-1을 베이스 라인으로 하였을 때의 2941㎝-1의 흡광도이며, (3330㎝-1 강도)는, 2990㎝-1과 3650㎝-1을 베이스 라인으로 하였을 때의 3330㎝-1의 흡광도이다. 얻어진 I⊥ 및 I//를 이용하여, 식 1에 따라 배향 함수(f)를 산출하였다. 또한, f=1일 때 완전 배향, f=0일 때 랜덤이 된다. 또한 2941cm-1의 피크는, 편광자 중의 PVA의 주쇄(-CH2-)의 진동 기인의 흡수로 불리고 있다. 또한, 3330㎝-1의 피크는 PVA의 수산기의 진동 기인의 흡수로 불리고 있다.
(식 1) f=(3<cos2θ>-1)/2
　　 =(1-D)/[c(2D+1)]
단
c=(3cos2β-1)/2
이며, 상기와 같이 2941cm-1을 이용한 경우, β=90°⇒f=-2×(1-D)/(2D+1)이다.
θ: 연신 방향에 대한 분자쇄의 각도
β: 분자쇄 축에 대한 전이 쌍극자 모멘트의 각도
D=(I⊥)/(I//)
I⊥: 측정광의 편광 방향과 편광자의 연신 방향이 수직인 경우의 흡수 강도
I//: 측정광의 편광 방향과 편광자의 연신 방향이 평행인 경우의 흡수 강도
(3) 크랙 발생률
실시예 및 비교예에서 얻어진 위상차층 부착 편광판을 10mm×10mm 사이즈로 절취하였다. 절취한 위상차층 부착 편광판을 두께 20㎛의 아크릴계 점착제층을 개재하여 유리판(두께 1.1㎜)에 첩부하였다. 유리판에 첩부한 샘플을 100℃의 오븐 내에 120시간 둔 후, 육안으로 편광자의 흡수축 방향(MD 방향)의 크랙 발생의 유무를 육안으로 확인하였다. 이 평가를 3매의 위상차층 부착 편광판을 이용하여 행하고, 크랙이 발생한 위상차층 부착 편광판의 수를 평가하였다.
(4) 내절곡성
실시예 및 비교예에서 얻어진 위상차층 부착 편광판을 50mm×100mm 사이즈로 절취하였다. 이때, 편광자의 흡수축 방향이 장변 방향이 되도록 절취하였다. 굴곡 시험기(유아사 시스템사 제조, 제품명: DLDM111LH)를 이용하여, 실온에서, 절취한 위상차층 부착 편광판을 절곡 시험에 제공하였다. 구체적으로는, 위상차층 부착 편광판을, 위상차층 측이 내측, 보호층 또는 보호층 위에 형성된 하드 코트층이 외측 이 되도록 흡수축 방향으로 회전수 60rpm의 조건으로 굴곡 직경을 1mmφ(R이 0.5mm)로 설정하고, 5만회 위상차층 부착 편광판을 절곡하였다. 이어서, 시험 후의 위상차층 부착 편광판의 크랙의 유무를 육안으로 확인하고, 크랙을 확인할 수 없었던 것을 양호, 크랙이 확인된 것을 불가로 하였다. 또한, 절곡 방향이 편광자의 투과축 방향이다.
(5) 단체 투과율 및 편광도
실시예 및 비교예에 이용한 편광자/열가소성 수지 기재의 적층체로부터 수지 기재를 박리 제거한 편광자(편광자 단체)에 대하여 자외선/가시광선 분광 광도계(니혼 분코사 제조, 제품명 'V-7100')를 이용하여 측정한 단체 투과율(Ts), 평행 투과율(Tp), 직교 투과율(Tc)을 각각, 편광자의 Ts, Tp 및 Tc로 하였다. 이들 Ts, Tp 및 Tc는, JIS Z8701의 2도 시야(C 광원)에 의해 측정하고 시감도 보정을 행한 Y값이다.
얻어진 Tp 및 Tc로부터, 하기 식에 의해 편광도(P)를 구하였다.
편광도(P)(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
(6) 돌자 강도
실시예 및 비교예에 이용한 편광자/열가소성 수지 기재의 적층체로부터 편광자를 박리하고, 니들을 장착한 압축 시험기(카토 테크사 제조, 제품명 'NDG5' 니들 관통력 측정 사양)에 재치하고, 실온(23℃±3℃) 환경하, 돌자 속도 0.33㎝/초로 찌르고, 편광자가 균열하였을 때의 강도를 파단 강도(돌자 강도)로 하였다. 평가값은 시료편 10개의 파단 강도를 측정하고, 그의 평균값을 이용하였다. 또한, 니들은 선단 직경 1mmφ, 0.5R의 것을 이용하였다. 측정하는 편광자에 대해서는, 직경 약 11㎜의 원형의 개구부를 갖는 지그를 편광자의 양면으로부터 끼워 고정하고, 개구부의 중앙에 니들을 찔러서 시험을 행하였다.
표 1로부터 명백한 바와 같이, 실시예 1~14의 위상차층 부착 편광판은 가열 처리에 제공된 경우이더라도 크랙의 발생이 억제되어 있었다. 또한, 절곡 시의 내구성도 우수한 것이었다.
본 발명의 위상차층 부착 편광판은 화상 표시 장치에 적합하게 이용된다.
10 편광판
11 편광자
12 제1 보호층
13 제2 보호층
20 위상차층
100 위상차층 부착 편광판
101 위상차층 부착 편광판
102 위상차층 부착 편광판

Claims (9)

  1. 편광자와 상기 편광자의 한쪽 측에 배치된 보호층을 포함하는 편광판과, 위상차층을 포함하고,
    상기 편광자가 폴리비닐알코올계 수지 필름으로 구성되며, 또한 폴리비닐알코올의 배향 함수가 0.30 이하이고,
    상기 위상차층이 액정 화합물의 배향 고화층이며,
    상기 보호층의 두께가 10㎛ 이하인, 위상차층 부착 편광판.
  2. 편광자와 상기 편광자의 한쪽 측에 배치된 보호층을 포함하는 편광판과, 위상차층을 포함하고,
    상기 편광자의 돌자 강도가 30gf/㎛ 이상이며,
    상기 위상차층이 액정 화합물의 배향 고화층이고,
    상기 보호층의 두께가 10㎛ 이하인, 위상차층 부착 편광판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    총 두께가 30㎛ 이하인, 위상차층 부착 편광판.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 편광자의 두께가 10㎛ 이하인, 위상차층 부착 편광판.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 편광자의 단체 투과율이 40.0% 이상이고, 또한, 편광도가 99.0% 이상인, 위상차층 부착 편광판.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보호층이 열가소성 아크릴계 수지의 유기 용매 용액의 도포막의 고화물, 에폭시 수지의 광 양이온 경화물 및 에폭시 수지의 유기 용매 용액의 도포막의 고화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종으로 구성되어 있는, 위상차층 부착 편광판.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 열가소성 아크릴계 수지가 락톤환 단위, 무수 글루타르산 단위, 글루타르이미드 단위, 무수 말레산 단위 및 말레이미드 단위로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 반복 단위를 갖는, 위상차층 부착 편광판.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 보호층이 방향족 골격 및 수소 첨가된 방향족 골격으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 갖는 에폭시 수지의 광 양이온 경화물인, 위상차층 부착 편광판.
  9. 제1항 또는 제2항에 기재된 위상차층 부착 편광판을 포함하는, 화상 표시 장치.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2023053798A1 (ko) * 2021-09-28 2023-04-06

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015207003A (ja) * 2010-09-03 2015-11-19 日東電工株式会社 偏光膜、偏光膜を含む光学フィルム積層体、及び、偏光膜を含む光学フィルム積層体の製造に用いるための延伸積層体
JP2018028662A (ja) * 2016-08-10 2018-02-22 住友化学株式会社 偏光フィルム
WO2018168960A1 (ja) * 2017-03-15 2018-09-20 株式会社カネカ 延伸フィルムおよび延伸フィルムの製造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001343521A (ja) 2000-05-31 2001-12-14 Sumitomo Chem Co Ltd 偏光板及びその製造方法
CN101258432A (zh) * 2005-09-09 2008-09-03 日东电工株式会社 附有光学补偿层的偏光板、使用附有光学补偿层的偏光板的液晶面板、和图像显示装置
JP4919403B2 (ja) * 2006-09-14 2012-04-18 日本化薬株式会社 高耐久性偏光板
JP5267920B2 (ja) * 2008-08-06 2013-08-21 住友化学株式会社 偏光板およびその製造方法、ならびに液晶表示装置
JP5361941B2 (ja) * 2010-09-03 2013-12-04 日東電工株式会社 偏光膜を有する積層体ストリップロールの製造方法
JP2015210459A (ja) * 2014-04-30 2015-11-24 日東電工株式会社 有機ｅｌ表示装置用円偏光板および有機ｅｌ表示装置
JP6075424B2 (ja) * 2014-09-30 2017-02-08 住友化学株式会社 偏光板、液晶表示装置及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置
KR102645999B1 (ko) * 2014-12-12 2024-03-08 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 편광 필름의 제조 방법 및 편광 필름
JP6764244B2 (ja) * 2016-03-31 2020-09-30 住友化学株式会社 偏光フィルムの製造方法
JP6257680B2 (ja) * 2016-03-31 2018-01-10 住友化学株式会社 偏光フィルムの製造方法、積層フィルム
TWI823856B (zh) * 2017-09-13 2023-12-01 日商日東電工股份有限公司 偏光膜、偏光板、偏光板捲材及偏光膜之製造方法
WO2019182246A1 (en) * 2018-03-18 2019-09-26 Lg Electronics Inc. Partial discharge detecting system
KR20200135339A (ko) * 2018-03-22 2020-12-02 미쯔비시 케미컬 주식회사 활성 에너지선 경화성 수지 조성물, 편광 필름 보호층 및 편광판
JP7041017B2 (ja) * 2018-07-25 2022-03-23 日東電工株式会社 偏光膜および偏光膜の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015207003A (ja) * 2010-09-03 2015-11-19 日東電工株式会社 偏光膜、偏光膜を含む光学フィルム積層体、及び、偏光膜を含む光学フィルム積層体の製造に用いるための延伸積層体
JP2018028662A (ja) * 2016-08-10 2018-02-22 住友化学株式会社 偏光フィルム
WO2018168960A1 (ja) * 2017-03-15 2018-09-20 株式会社カネカ 延伸フィルムおよび延伸フィルムの製造方法

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