KR102646779B1 - 편광판, 위상차층 부착 편광판 및 해당 편광판 또는 해당 위상차층 부착 편광판을 포함하는 화상 표시 장치 - Google Patents

편광판, 위상차층 부착 편광판 및 해당 편광판 또는 해당 위상차층 부착 편광판을 포함하는 화상 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 히트 쇼크 시험과 같은 가혹한 환경 하에서도 크랙 발생이 억제된 편광판이 제공된다. 본 발명의 편광판은, 편광자와, 편광자의 적어도 한쪽 측에 배치된 보호층을 포함하고, 편광자 단면의 ISO 25178에 의한 면 조도 Sdr은 12% 이상이다. 하나의 실시형태에서는, 편광자의 두께는 20㎛ 이하이다. 하나의 실시형태에서는, 편광판은 직사각형 이외의 이형을 갖는다. 본 발명의 위상차층 부착 편광판은, 상기의 편광판과 위상차층을 포함하고, 위상차층은, 편광자의 보호층이 배치된 측과 반대 측에 배치되어 있다.

Description

편광판, 위상차층 부착 편광판 및 해당 편광판 또는 해당 위상차층 부착 편광판을 포함하는 화상 표시 장치
본 발명은 편광판, 위상차층 부착 편광판 및 해당 편광판 또는 해당 위상차층 부착 편광판을 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치, 유기 일렉트로루미네센스(EL) 표시 장치 등의 화상 표시 장치에는, 그의 화상 형성 방식에 기인하여, 많은 경우, 화상 표시 셀의 적어도 한쪽 측에 편광판이 배치되어 있다. 화상 표시 장치는, 텔레비전, 스마트폰, PC 모니터, 디지털 카메라를 비롯한 폭넓은 용도로 사용되고 있으며, 그의 용도는 더욱 확장을 보이고 있다. 그와 같은 용도로서, 예컨대, 차재 용도를 들 수 있다. 구체적으로는, 화상 표시 장치는, 자동차의 인스트루먼트 패널이나 콘솔에 배치된 각종 계기나 내비게이션 시스템 등의 표시부에 이용될 수 있다. 이와 같은 차재 용도에서는, 편광판에는 고온, 고습 등의 가혹한 환경 하에서의 내구성이 요구된다. 또한, 화상 표시 장치의 사용 형태의 다양화에 수반하여, 차재 이외의 용도에서도, 편광판에는, 고온, 고습 등의 가혹한 환경 하에서의 내구성의 향상이 요구되게 되었다. 그러나, 편광판(실질적으로는 편광판에 포함되는 편광자)은 가혹한 환경 하에서 크랙이 발생하기 쉽다는 문제가 있다.
일본 공개특허공보 제2014-102353호
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그의 주된 목적은, 히트 쇼크 시험과 같은 가혹한 환경 하에서도 크랙 발생이 억제된 편광판을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 편광판은, 편광자와, 해당 편광자의 적어도 한쪽 측에 배치된 보호층을 포함하고, 해당 편광자 단면의 ISO 25178에 의한 면 조도 Sdr은 12% 이상이다.
하나의 실시형태에서는, 상기 면 조도 Sdr은 20% 이상이다.
하나의 실시형태에서는, 상기 편광자의 두께는 20㎛ 이하이다.
하나의 실시형태에서는, 상기 편광판은, 장변의 길이가 200mm 이상이다.
하나의 실시형태에서는, 상기 편광판은, 직사각형 이외의 이형(異形)을 갖는다. 하나의 실시형태에서는, 상기 이형은, 관통 구멍, V자 노치, U자 노치, 평면시한 경우에 선형(船形)에 근사한 형상의 오목부, 평면시한 경우에 직사각형의 오목부, 평면시한 경우에 욕조 형상에 근사한 R형상의 오목부, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
하나의 실시형태에서는, 상기 편광자 단면으로부터 면 방향 내방의 8㎛~500㎛까지의 위치에 편광 해소 영역이 형성되어 있다.
하나의 실시형태에서는, 상기 편광판은, -40℃에서 30분간 유지한 후 85℃에서 30분간 유지하는 것을 100사이클 반복하는 히트 쇼크 시험에서 발생하는 크랙의 평균 길이가 400㎛ 이하이다.
본 발명의 다른 국면에 따르면, 위상차층 부착 편광판이 제공된다. 당해 위상차층 부착 편광판은, 상기 편광판과 위상차층을 포함하고, 해당 위상차층은, 상기 편광자의 상기 보호층이 배치된 측과 반대 측에 배치되어있다.
본 발명의 또 다른 국면에 따르면, 화상 표시 장치가 제공된다. 당해 화상 표시 장치는, 상기 편광판 또는 상기 위상차층 부착 편광판을 포함한다.
본 발명의 또 다른 국면에 따르면, 편광판의 제조 방법이 제공된다. 당해 제조 방법은, 편광판을 복수 매 겹쳐서 워크를 형성하는 것; 및 엔드 밀, 줄날(file blade) 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나를 이용하여 해당 워크의 외주면을 거칠게 하여, 해당 편광판의 편광자 단면의 ISO 25178에 의한 면 조도 Sdr을 12% 이상으로 하는 것을 포함한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 편광자 단면의 면 조도 Sdr을 소정값 이상으로 함으로써(즉, 편광자 단면을 소정의 정도 이상으로 거칠게 함으로써), 히트 쇼크 시험과 같은 가혹한 환경 하에서도 크랙 발생이 억제된 편광판을 실현할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 편광판의 개략 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 실시형태에 따른 편광판에서의 이형 또는 이형 가공부의 일례를 설명하는 개략 평면도이다.
도 3은, 본 발명의 실시형태에 따른 편광판에서의 이형 또는 이형 가공부의 변형예를 설명하는 개략 평면도이다.
도 4는, 본 발명의 실시형태에 따른 편광판에서의 이형 또는 이형 가공부의 또 다른 변형예를 설명하는 개략 평면도이다.
도 5는, 본 발명의 실시형태에 따른 편광판에서의 이형 또는 이형 가공부의 또 다른 변형예를 설명하는 개략 평면도이다.
도 6은, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다.
도 7은, 본 발명의 실시형태에 따른 편광판의 제조 방법에서의 단면 가공의 개략을 설명하는 개략 사시도이다.
도 8은, 본 발명의 실시형태에 따른 편광판의 제조방법에서의 단면 가공에 이용될 수 있는 비틀림날을 포함하는 엔드 밀의 구조를 설명하기 위한 개략도이다.
도 9는, 본 발명의 실시형태에 따른 편광판의 제조방법에서의 단면 가공에 이용될 수 있는 줄날의 구조를 설명하기 위한 개략도이다.
도 10은, 도 9의 줄날의 줄부(file portion)의 요철 깊이 및 피치를 설명하기 위한 요부(要部) 개략 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시형태로는 한정되지 않는다.
A. 편광판
A-1. 편광판의 전체 구성
도 1은, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 편광판의 개략 단면도이다. 도시예의 편광판(100)은, 편광자(10)와, 편광자(10)의 한쪽 측(도시예에서는 시인 측)에 배치된 보호층(시인 측 보호층)(20)을 포함한다. 목적에 따라, 편광자(10)의 보호층(20)과 반대 측에 다른 보호층(내측 보호층: 도시하지 않음)이 마련되어도 된다. 또한, 목적에 따라, 내측 보호층만이 마련되어도 된다. 편광판은, 화상 표시 장치의 시인 측 편광판으로서 이용되어도 되고, 배면 측 편광판으로서 이용되어도 된다.
본 발명의 실시형태에서는, 편광자(10) 단면의 면 조도 Sdr은 12% 이상이고, 바람직하게는 14% 이상이며, 보다 바람직하게는 20% 이상이고, 더욱 바람직하게는 25% 이상이며, 특히 바람직하게는 30% 이상이다. 면 조도 Sdr은, 예컨대 98% 이하일 수 있다. 면 조도 Sdr이 이와 같은 범위이면, 히트 쇼크 시험과 같은 가혹한 환경 하(대표적으로는, 온도 변화가 심한 환경 하)에서도 크랙 발생이 억제된 편광판을 얻을 수 있다. 보다 상세하게는, 이와 같은 면 조도 Sdr을 갖는 단면은, 소정의 정도 이상으로 거칠어져 있는 것을 의미한다. 본 발명자들은 소정 사이즈 이상의 편광판에서 히트 쇼크 시험 시에 크랙이 발생하기 쉬운 것을 발견하고, 당해 크랙의 억제에 대하여 시행착오한 결과, 편광자 단면의 면 조도 Sdr을 소정값 이상으로 함으로써 크랙 문제를 해결할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 당연히 소정 사이즈 이하의 편광판에서도 크랙을 억제할 수 있다. 통상, 편광자(편광판)의 단면은 표면이 평활하게 되도록 마무리 가공(절삭 가공)되는데, 본 발명의 실시형태에 따르면, 당업계의 기술 상식과는 역방향의 기술적 사상에 의해, 가혹한 환경 하에서의 편광자의 크랙을 억제할 수 있다. 또한, 면 조도 Sdr은, ISO 25178에 의한 계면의 전개 면적비이다. 면 조도 Sdr은 평탄면을 100%로 하였을 때의 표면적의 증가율이며, 예컨대, 레이저 현미경을 이용한 비접촉식(광 프로브) 방법에 의해 측정될 수 있다.
편광판은, 하나의 실시형태에서는, 편광자 단면 근방에 편광 해소 영역이 형성되어 있다. 편광 해소 영역은, 편광자 단면으로부터 면 방향 내방으로, 바람직하게는 8㎛~500㎛까지의 위치에 형성되어 있다. 편광 해소 영역은, 편광자 단면으로부터 면 방향 내방으로, 보다 바람직하게는 35㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 50㎛ 이상, 특히 바람직하게는 70㎛ 이상의 위치까지 형성되어 있다. 한편, 편광 해소 영역은, 편광자 단면으로부터 면 방향 내방으로, 보다 바람직하게는 400㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 250㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 110㎛ 이하의 위치까지 형성되어 있다. 편광자 단면으로부터 면 방향 내방의 8㎛ 이상(보다 바람직하게는 35㎛ 이상)의 위치까지 편광 해소 영역을 형성함으로써, 가혹한 환경 하에서의 편광자의 크랙을 더욱 억제할 수 있다. 한편, 편광 해소 영역이 형성되는 위치가 편광자 단면으로부터 면 방향 내방 500㎛까지이면, 편광판을 화상 표시 장치에 적용한 경우에 표시 특성에 실질적인 악영향을 미치는 것은 아니다. 이와 같은 편광 해소 영역이 형성되는 것에 의한 효과는, 상기 소정의 면 조도 Sdr을 실현하기 위해서 편광자 단면을 거칠게 한 결과 얻어진 지견이며, 예기치 못한 우수한 효과이다.
편광판은, 예컨대 -40℃에서 30분간 유지한 후 85℃에서 30분간 유지하는 것을 100사이클 반복하는 히트 쇼크 시험에서 발생하는 크랙의 평균 길이가, 바람직하게는 400㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 300㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 200㎛ 이하이고, 특히 바람직하게는 150㎛ 이하이다. 당해 크랙의 평균 길이는 작을수록 바람직하며, 예컨대 제로일 수 있다. 말할 것도 없이 크랙 자체가 발생하지 않는 것이 바람직하지만, 가령 크랙이 발생한 경우, 짧은 크랙이 다수 발생하는 것보다도 소정 길이 이상의 크랙이 소정 비율 발생하는 쪽이, 편광판 전체의 균열, 결손 등에 이르는 경우가 많다. 이론적으로는 명확하지는 않지만, 본 발명의 실시형태에 따르면, 편광자 단면의 면 조도 Sdr을 소정값 이상으로 함으로써, 크랙 자체의 발생을 억제하고, 가령 크랙이 발생한 경우에서도 소정 길이 이상의 크랙의 비율을 작게 하여 평균 길이를 상기 범위로 할 수 있다. 그 결과, 편광판 전체의 균열, 결손 등을 억제할 수 있다.
상기와 같은 면 조도 Sdr을 갖는 단면은, 임의의 적절한 방법에 의해 형성될 수 있다. 형성 방법의 구체예로서는, 줄날에 의한 마찰 또는 절삭, 엔드 밀에 의한 절삭을 들 수 있다. 줄날은 예컨대 회전 숫돌(rotary grindstone)일 수 있다. 줄날의 번수(grit size)는, 예컨대 #60 이상일 수 있고, 바람직하게는 #100 이상이며, 보다 바람직하게는 #200 이상이다. 줄날의 번수는, 예컨대 #2000 이하일 수 있고, 바람직하게는 #1200 이하이며, 보다 바람직하게는 #800 이하이다. 줄날은 번수가 작으(줄눈이 거침)면 용이하게 Sdr을 크게 할 수 있다. 한편, 번수가 크(줄눈이 미세함)면, 거의 자동적으로 소정값 이상의 Sdr를 실현할 수 있기 때문에, 다른 조건(예컨대, 회전수)을 제어할 필요성이 작아진다. 용이하게 Sdr를 크게 할 수 있는 관점과 크랙이 생기기 어려운 관점으로부터, 줄날의 번수는 #200~#800의 범위가 바람직하고, #250~#550의 범위가 보다 바람직하다. 번수는 다이아몬드 입자의 크기 등에 의해 조정할 수 있다. 또한, 줄날로 절삭함으로써, 편광 해소 영역이 양호하게 형성될 수 있다. 줄날을 거칠게 하거나 회전수(rpm)를 빠르게 함으로써, 상기의 편광 해소 영역이 양호하게 형성될 수 있다. 엔드 밀은 직경이 클수록 바람직하다. 엔드 밀의 직경은, 예컨대 6mm 이상일 수 있고, 또한 예컨대 10mm 이상일 수 있다. 엔드 밀 절삭에서의 엔드 밀의 회전수는, 엔드 밀의 직경에 따라 변화할 수 있다. 엔드 밀의 회전수는, 예컨대 25000rpm 이상이고, 또한 예컨대 30000rpm 이상이며, 또한 예컨대 35000rpm 이상일 수 있다.
편광판은, 장변의 길이가 바람직하게는 200mm 이상이고, 보다 바람직하게는 250mm 이상이다. 장변의 길이의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 2000mm 이하이고, 또한 예컨대 1500mm 이하이며, 또한 예컨대 1000mm 이하이다. 본 명세서에서 '편광판의 장변'이란, 편광판이 직사각형인 경우에는 문자 그대로 장변을 의미하고, 예컨대 타원형인 경우에는 장경(長徑)을 의미하며, 후술하는 도 4 또는 도 5에 나타내는 것과 같은 자동차의 미터 패널에 대응한 형상의 경우에는 최장 부분의 길이를 의미한다. 편광판이 직사각형인 경우, 단변의 길이는, 바람직하게는 50mm 이상이고, 보다 바람직하게는 100mm 이상이다. 단변의 길이의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 1500mm 이하이고, 또한 예컨대 1000mm 이하이며, 또한 예컨대 500mm 이하이다. 본 발명자들은, 상기와 같이, 소정 사이즈 이상의 편광판에서 히트 쇼크 시험 시에 크랙이 발생하기 쉽다는 것을 발견하고, 본 발명의 실시형태의 구성에 의해 당해 과제를 해결하였다.
하나의 실시형태에서는, 편광판은, 직사각형 이외의 이형(異形)을 갖는다. 본 명세서에서 '직사각형 이외의 이형을 갖는다'란, 편광판의 평면시 형상이 직사각형 이외의 형상을 갖는 것을 말한다. 이형은, 대표적으로는, 이형 가공된 이형 가공부이다. 따라서, '직사각형 이외의 이형을 갖는 편광판'(이하, '이형 편광판'이라고 칭하는 경우가 있음)은, 이형 편광판 전체(즉, 편광판의 평면시 형상을 규정하는 외연)가 직사각형 이외인 경우뿐만 아니라, 직사각형의 편광판의 외연으로부터 내방으로 이간한 부분에 이형 가공부가 형성되어 있는 경우도 포함한다. 편광판에서, 이와 같은 이형 가공부에는 크랙이 발생하기 쉬운데, 본 발명의 실시형태에 따르면, 그와 같은 크랙을 억제할 수 있다.
이형(이형 가공부)으로서는, 예컨대 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 코너부를 R형상으로 모따기한 것, 관통 구멍, 평면시한 경우에 오목부가 되는 절삭 가공부를 들 수 있다. 오목부의 대표예로서는, 선형에 근사한 형상, 직사각형, 욕조 형상에 근사한 R형상, V자 노치, U자 노치를 들 수 있다. 이형(이형 가공부)의 다른 예로서는, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 자동차의 미터 패널에 대응한 형상을 들 수 있다. 당해 형상은, 외연이 미터 바늘의 회전 방향에 따른 원호(圓弧) 형상으로 형성되고, 또한 외연이 면 방향 내방으로 볼록한 V자 형상(R형상을 포함함)을 이루는 부위를 포함한다. 말할 필요도 없이, 이형(이형 가공부)의 형상은 도시예로 한정되지 않는다. 예컨대, 관통 구멍의 형상은, 도시예의 대략 원형 이외에 목적에 따라 임의의 적절한 형상(예컨대, 타원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 팔각형)이 채용될 수 있다. 또한, 관통 구멍은, 목적에 따라 임의의 적절한 위치에 마련된다. 관통 구멍은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 직사각형상의 편광판의 긴 방향 단부의 대략 중앙부에 마련되어도 되고, 긴 방향 단부의 소정의 위치에 마련되어도 되며, 편광판의 코너부에 마련되어도 되고; 도시하지 않았지만, 직사각형상의 편광판의 짧은 방향 단부에 마련되어도 되며; 도 4 또는 도 5에 나타내는 바와 같이, 이형 편광판의 중앙부에 마련되어도 된다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 관통 구멍을 복수 마련하여도 된다. 또한, 도시예의 형상을 목적에 따라 적절히 조합하여도 된다. 예컨대, 도 2의 이형 편광판의 임의의 위치에 관통 구멍을 형성하여도 되고, 도 4 또는 도 5의 이형 편광판의 외연의 임의의 적절한 위치에 V자 노치 및/또는 U자 노치를 형성하여도 된다. 상기와 같은 면 조도 Sdr을 갖는 단면이란, 직사각형 부분의 단면이어도 되고, 이형(이형 가공부)의 단면이어도 된다.
이형(이형 가공부)은, 임의의 적절한 방법에 의해 형성될 수 있다. 형성 방법의 구체예로서는, 엔드 밀에 의한 절삭, 톰슨 날이나 피나클(등록상표) 날 등의 펀칭날에 의한 펀칭, 레이저 광 조사에 의한 절단을 들 수 있다. 이들 방법은 조합하여도 된다.
편광판은, 상기와 같이, 히트 쇼크 시험과 같은 가혹한 환경 하(대표적으로는, 온도 변화가 심한 환경 하)에서도 크랙 발생이 억제되어 있다. 따라서, 편광판은, 가혹한 환경에 놓이기 쉬운 차재 용도의 화상 표시 장치에 적합하게 이용될 수 있다. 또한, 편광판이 이형을 갖는 경우에는, 이와 같은 이형 편광판은, 대표적으로는, 자동차의 미터 패널, 내비게이션 시스템 등의 화상 표시 장치에 적합하게 이용될 수 있다. 또한, 상기의 기재는, 편광판이 차재 용도 이외의 용도에 이용되는 것을 방해하는 것은 아닌 것이 명확하다.
A-2. 편광자
편광자는, 대표적으로는, 이색성 물질을 포함하는 PVA계 수지 필름으로 구성되어 있다. 예컨대, 편광자를 형성하는 수지 필름은, 단층의 수지 필름이어도 되고, 2층 이상의 적층체이어도 된다.
단층의 수지 필름으로 구성되는 편광자의 구체예로서는, 폴리비닐알코올(PVA)계 필름, 부분 포르말화 PVA계 필름, 에틸렌·초산비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드나 이색성(二色性) 염료 등의 이색성 물질에 의한 염색 처리 및 연신 처리가 실시된 것, PVA의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 광학 특성이 우수한 점에서, PVA계 필름을 요오드로 염색하고 1축 연신하여 얻어진 편광자가 이용된다.
상기 요오드에 의한 염색은, 예컨대, PVA계 필름을 요오드 수용액에 침지함으로써 행하여진다. 상기 1축 연신의 연신 배율은, 바람직하게는 3~7배이다. 연신은, 염색 처리 후에 행하여도 되고, 염색하면서 행하여도 된다. 또한, 연신하고 나서 염색하여도 된다. 필요에 따라, PVA계 필름에, 팽윤 처리, 가교 처리, 세정 처리, 건조 처리 등이 실시된다. 예컨대, 염색의 전에 PVA계 필름을 물에 침지하여 수세함으로써, PVA계 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있을 뿐만 아니라, PVA계 필름을 팽윤시켜 염색 불균일 등을 방지할 수 있다.
적층체를 이용하여 얻어지는 편광자의 구체예로서는, 수지 기재와 당해 수지 기재에 적층된 PVA계 수지층(PVA계 수지 필름)의 적층체, 또는, 수지 기재와 당해 수지 기재에 도포 형성된 PVA계 수지층의 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 수지층의 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 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 폴리비닐알코올계 수지층을 형성한다. 연신은, 대표적으로는 적층체를 붕산 수용액 중에 침지시켜 연신하는 것을 포함한다. 또한, 연신은, 필요에 따라 붕산 수용액 중에서의 연신 전에 적층체를 고온(예컨대, 95℃ 이상)에서 공중 연신하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 더하여, 본 실시형태에서는, 바람직하게는, 적층체는 긴 방향으로 반송하면서 가열함으로써 폭 방향으로 2% 이상 수축시키는 건조 수축 처리에 제공된다. 대표적으로는, 본 실시형태의 제조 방법은, 적층체에, 공중 보조 연신 처리와 염색 처리와 수중 연신 처리와 건조 수축 처리를 이 순서대로 실시하는 것을 포함한다. 보조 연신을 도입함으로써, 열가소성 수지 위에 PVA를 도포하는 경우에도, PVA의 결정성을 높이는 것이 가능하게 되어, 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 비하여, 폴리비닐알코올 분자의 배향의 흐트러짐 및 배향성의 저하가 억제될 수 있다. 이로 의해, 염색 처리 및 수중 연신 처리 등, 적층체를 액체에 침지하여 행하는 처리 공정을 거쳐 얻어지는 편광자의 광학 특성을 향상할 수 있다. 또한, 건조 수축 처리에 의해 적층체를 폭 방향으로 수축시킴으로써, 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. 이와 같은 편광자의 제조 방법의 상세는, 예컨대 일본 공개특허공보 제2012-73580호, 일본 특허 제6470455호에 기재되어 있다. 이들 공보는 그 전체의 기재가 본 명세서에 참고로서 원용된다.
편광자의 두께는, 바람직하게는 20㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 1㎛~15㎛이며, 더욱 바람직하게는 3㎛~12㎛이고, 특히 바람직하게는 3㎛~10㎛이다. 편광자의 두께가 이와 같은 범위이면, 가열 시의 컬을 양호하게 억제할 수 있으며, 양호한 가열 시의 외관 내구성이 얻어진다.
편광자는, 바람직하게는, 파장 380nm~780nm의 어느 파장에서 흡수 이색성을 나타낸다. 편광자의 단체 투과율은, 바람직하게는 41.5%~46.0%이고, 보다 바람직하게는 43.0%~46.0%이며, 더욱 바람직하게는 44.5%~46.0%이다. 편광자의 편광도는, 바람직하게는 97.0% 이상이고, 보다 바람직하게는 99.0% 이상이며, 더욱 바람직하게는 99.9% 이상이다.
A-3. 보호층
시인 측 보호층(20) 및 내측 보호층(존재하는 경우)은, 각각, 편광자의 보호층으로서 사용할 수 있는 임의의 적절한 필름으로 형성된다. 당해 필름의 주성분이 되는 재료의 구체예로서는, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 등의 셀룰로오스계 수지나, 폴리에스테르계, 폴리비닐알코올계, 폴리카보네이트계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리에테르설폰계, 폴리설폰계, 폴리스티렌계, 폴리노보넨계, 폴리올레핀계, (메트)아크릴계, 아세테이트계 등의 투명 수지 등을 들 수 있다. 또한, (메트)아크릴계, 우레탄계, (메트)아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화형 수지 또는 자외선 경화형 수지 등도 들 수 있다. 이 밖에도, 예컨대 실록산계 폴리머 등의 유리질계 폴리머도 들 수 있다. 또한, 일본 공개특허공보 제2001-343529호(WO01/37007)에 기재된 폴리머 필름도 사용할 수 있다. 이 필름의 재료로서는, 예컨대 측쇄에 치환 또는 비치환의 이미드기를 갖는 열가소성 수지와, 측쇄에 치환 또는 비치환의 페닐기 및 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 함유하는 수지 조성물이 사용 가능하고, 예컨대, 이소부텐과 N-메틸말레이미드를 포함하는 교호 공중합체와, 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체를 포함하는 수지 조성물을 들 수 있다. 당해 폴리머 필름은, 예컨대, 상기 수지 조성물의 압출 성형물일 수 있다.
시인 측 보호층에는, 필요에 따라 하드 코트 처리, 반사 방지 처리, 스티킹 방지 처리, 안티 글레어 처리 등의 표면 처리가 실시되어 있어도 된다. 또한/또는, 시인 측 보호층에는, 필요에 따라 편광 선글라스를 통하여 시인하는 경우의 시인성을 개선하는 처리(대표적으로는, (타)원편광 기능을 부여하는 것, 초고위상차를 부여하는 것)가 실시되어 있어도 된다. 이와 같은 처리를 실시함으로써, 편광 선글라스 등의 편광 렌즈를 통하여 표시 화면을 시인한 경우에도, 우수한 시인성을 실현할 수 있다. 따라서, 편광판 및 위상차층 부착 편광판은, 옥외에서 이용될 수 있는 화상 표시 장치에도 적합하게 적용될 수 있다.
시인 측 보호층의 두께는, 바람직하게는 10㎛~50㎛, 보다 바람직하게는 15㎛~35㎛이다. 또한, 표면 처리가 실시되어 있는 경우, 시인 측 보호층의 두께는, 표면 처리층의 두께를 포함한 두께이다.
내측 보호층(존재하는 경우)은, 하나의 실시형태에서는, 광학적으로 등방성인 것이 바람직하다. 본 명세서에서 '광학적으로 등방성이다'란, 면내 위상차 Re(550)가 0nm~10nm이고, 두께 방향의 위상차 Rth(550)가 -10nm~+10nm인 것을 말한다. 다른 보호층의 두께는, 바람직하게는 5㎛~80㎛, 보다 바람직하게는 10㎛~40㎛, 더욱 바람직하게는 10㎛~30㎛이다. 본 발명의 실시형태에서는, 내측 보호층은 바람직하게는 생략될 수 있다.
B. 위상차층 부착 편광판
B-1. 위상차층 부착 편광판의 전체 구성
상기 A항의 편광판에는 위상차층이 일체화되어, 위상차층 부착 편광판이 구성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시형태는 위상차층 부착 편광판도 포함한다. 위상차층 부착 편광판에서 마련되는 위상차층의 수, 광학적 특성(예컨대, 굴절률 특성, 면내 위상차, Nz 계수, 광탄성 계수), 조합, 배치 위치 등은 목적에 따라 적절히 설정될 수 있다.
도 6은, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다. 도시예의 위상차층 부착 편광판(200)은, 상기 A항에 기재된 편광판(100)과 위상차층(120)을 포함한다. 도시예에서는, 위상차층(120)은, 편광판(100) 측으로부터 순서대로 제1 위상차층(121)과 제2 위상차층(122)을 포함한다. 도시예에서는, 제1 위상차층(121)은, 대표적으로는, 굴절률 특성이 nx>ny>nz의 관계를 나타내는 소위 네거티브 B 플레이트이고; 제2 위상차층(122)은, 대표적으로는, 굴절률 특성이 nz>nx>ny의 관계를 나타내는 소위 포지티브 B 플레이트이다.
위상차층 부착 편광판은, 그 밖의 광학 기능층을 추가로 포함하고 있어도 된다. 위상차층 부착 편광판에 마련될 수 있는 광학 기능층의 종류, 특성, 수, 조합, 배치 위치 등은, 목적에 따라 적절히 설정될 수 있다. 예컨대, 위상차층 부착 편광판은 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재를 추가로 포함하고 있어도 된다(어느 것도 도시하지 않음). 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재는, 대표적으로는, 제2 위상차층(122)의 외측(편광판(100)과 반대 측)에 마련된다. 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재는, 대표적으로는, 필요에 따라 마련되는 임의의 층이며, 생략되어도 된다. 또한, 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재가 마련되는 경우, 위상차층 부착 편광판은, 화상 표시 셀(예컨대, 유기 EL 셀)과 편광판의 사이에 터치 센서가 내장된, 소위 이너 터치 패널형 입력 표시 장치에 적용될 수 있다.
위상차층 부착 편광판은, 매엽상이어도 되고, 장척상이어도 된다. 본 명세서에서 '장척상'이란, 폭에 대하여 길이가 충분히 긴 세장(細長) 형상을 의미하고, 예컨대, 폭에 대하여 길이가 10배 이상, 바람직하게는 20배 이상의 세장 형상을 포함한다. 장척상의 위상차층 부착 편광판은, 롤 형상으로 권회 가능하다.
B-2. 제1 위상차층
제1 위상차층(121)은, 상기와 같이, 굴절률 특성이 nx>ny>nz의 관계를 나타내는 소위 네거티브 B 플레이트이다. 이와 같은 위상차층을 마련함으로써, 화상 표시 장치(특히, IPS 모드의 액정 표시 장치)에서의 경사 방향의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
제1 위상차층의 면내 위상차 Re(550)는, 바람직하게는 80nm~135nm이고, 보다 바람직하게는 90nm~130nm이며, 더욱 바람직하게는 95nm~110nm이다. 면내 위상차가 이와 같은 범위이면, 경사 방향의 콘트라스트 향상에 더하여, 정면 콘트라스트도 높게 할 수 있다.
제1 위상차층의 두께 방향 위상차 Rth(550)는, 바람직하게는 110nm~160nm이고, 보다 바람직하게는 130nm~150nm이며, 더욱 바람직하게는 135nm~140nm이다. 두께 방향 위상차가 이와 같은 범위이면, 상기와 같이 액정 표시 장치의 경사 방향의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
제1 위상차층의 Nz 계수는, 바람직하게는 1.20~1.90이고, 보다 바람직하게는 1.25~1.50이며, 더욱 바람직하게는 1.28~1.40이다. Nz 계수가 이와 같은 범위이면, 상기와 같이 액정 표시 장치의 경사 방향의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
하나의 실시형태에서는, 제1 위상차층은, 수지 필름을 연신 처리함으로써 형성될 수 있다. 구체적으로는, 수지의 종류, 연신 조건(예컨대, 연신 온도, 연신 배율, 연신 방향), 연신 방법 등을 적절히 선택함으로써, 상기 소망하는 광학 특성(예컨대, 굴절률 특성, 두께 방향의 굴절률)을 갖는 제1 위상차층이 얻어질 수 있다. 수지 필름을 구성하는 수지로서는, 임의의 적절한 수지가 채용될 수 있다. 구체예로서는, 시클로올레핀계 수지(예컨대, 노보넨계 수지), 폴리카보네이트계 수지, 셀룰로오스계 수지를 들 수 있다.
연신 방법으로서는, 예컨대, 횡 1축 연신, 고정단 2축 연신, 순차 2축 연신을 들 수 있다. 연신 온도는, 바람직하게는 135℃~165℃, 더욱 바람직하게는 140℃~160℃이다. 연신 배율은, 바람직하게는 1.2배~3.2배, 더욱 바람직하게는 1.3배~3.1배 이다.
제1 위상차층이 수지 필름을 연신함으로써 형성되는 경우, 그의 두께는, 바람직하게는 10㎛~50㎛, 보다 바람직하게는 15㎛~40㎛, 더욱 바람직하게는 15㎛~30㎛이다.
다른 실시형태에서는, 제1 위상차층은, 비액정성 폴리머의 도공막으로부터 형성될 수 있다. 비액정성 폴리머의 구체예로서는, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리에테르케톤, 폴리아미드이미드, 폴리에스테르이미드를 들 수 있다. 이들은 단독으로 이용하여도 되고, 조합하여 이용하여도 된다. 이들 중에서도, 고투명성, 고배향성, 고연신성인 점에서, 폴리이미드가 특히 바람직하다. 이 실시형태에서는, 제1 위상차층은, 대표적으로는, 기재 필름에 상기 비액정 폴리머의 용액을 도공하여 용매를 제거함으로써 형성될 수있다. 당해 형성 방법에서, 바람직하게는 광학적 2축성(nx>ny>nz)을 부여하기 위한 처리(예컨대, 연신 처리)가 행하여진다. 이와 같은 처리를 행함으로써, 면내에 굴절률의 차(nx>ny)를 확실히 부여할 수 있다. 기재 필름 위에 형성된 제1 위상차층은, 대표적으로는, 편광판에 전사될 수 있다. 또한, 상기 폴리이미드의 구체예 및 위상차층의 형성 방법의 구체예로서는, 일본 공개특허공보 제2004-46065호에 기재된 폴리머 및 광학 보상 필름의 제조 방법을 들 수 있다. 이 경우, 제1 위상차층의 두께는, 바람직하게는 0.1㎛~10㎛, 보다 바람직하게는 0.1㎛~8㎛, 더욱 바람직하게는 0.1㎛~5㎛이다.
B-3. 제2 위상차층
제2 위상차층(122)은, 상기와 같이 굴절률 특성이 nz>nx>ny의 관계를 나타내는 소위 포지티브 B 플레이트이다. 이와 같은 위상차층을 마련함으로써, 편광자의 흡수축을 적합하게 보상하고, 화상 표시 장치(특히, IPS 모드의 액정 표시 장치)의 경사 방향의 흑색 휘도를 충분히 작게 할 수 있다. 그 결과, 경사 방향의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. 또한, 경사 방향의 컬러 시프트를 저감할 수 있다.
제2 위상차층의 면내 위상차 Re(550)는, 바람직하게는 25nm~55nm이고, 보다 바람직하게는 30nm~50nm이며, 더욱 바람직하게는 35nm~45nm이다. 면내 위상차가 이와 같은 범위이면, 경사 방향의 콘트라스트 향상에 더하여, 정면 콘트라스트도 높게 할 수 있다.
제2 위상차층의 두께 방향 위상차 Rth(550)는, 바람직하게는 -105nm~-65nm이고, 보다 바람직하게는 -100nm~-75nm이며, 더욱 바람직하게는 -90nm~-85nm이다. 두께 방향 위상차가 이와 같은 범위이면, 상기와 같이 액정 표시 장치의 경사 방향의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
제2 위상차층의 Nz 계수는, 바람직하게는 -4.2~-1.5이고, 보다 바람직하게는 -3.0~-2.1이며, 더욱 바람직하게는 -2.8~-2.4이다. Nz 계수가 이와 같은 범위이면, 상기와 같이 액정 표시 장치의 경사 방향의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
제2 위상차층은, 대표적으로는 수지 필름으로 구성된다. 수지 필름의 재료로서는, 대표적으로는 음(負)의 복굴절을 갖는 수지 재료를 들 수 있다. 수지 재료의 구체예로서는, 변성 폴리올레핀계 수지, 푸마르산에스테르계 수지, 말레이미드계 수지, 아크릴계 수지, 스티렌계 수지를 들 수 있다.
제2 위상차층의 두께는, 바람직하게는 1㎛~50㎛이고, 보다 바람직하게는 5㎛~15㎛이다.
C. 화상 표시 장치
상기 편광판 또는 위상차층 부착 편광판은 화상 표시 장치에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시형태는, 그와 같은 편광판 또는 위상차층 부착 편광판을 포함하는 화상 표시 장치를 포함한다. 화상 표시 장치의 대표예로서는, 액정 표시 장치, 일렉트로루미네센스(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 A항에 기재된 편광판 또는 B항에 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. 화상 표시 장치는, 예컨대 IPS 모드의 액정 표시 장치일 수 있다. 화상 표시 장치는, 바람직하게는 직사각형 이외의 이형을 갖는다. 이와 같은 화상 표시 장치에서, 본 발명의 실시형태에 따른 효과가 현저하다. 이형을 갖는 화상 표시 장치의 구체예로서는, 자동차의 미터 패널, 카 내비게이션 시스템을 들 수 있다.
D. 편광판의 제조 방법
이하, 편광판의 제조 방법의 대표예를 설명한다. 당해 제조 방법이 위상차층 부착 편광판에도 적용되는 것은 말할 필요도 없다.
D-1. 워크의 형성
우선, 워크를 형성한다. 도 7은, 본 발명의 실시형태에 따른 편광판의 제조 방법에서의 단면 가공의 개략을 설명하는 개략 사시도이며, 본 도에 워크(W)가 나타나 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 편광판을 복수 매 겹친 워크(W)가 형성된다. 워크(W)는 하나의 실시형태에서는, 서로 대향하는 외주면(1a, 1b) 및 그들과 직교하는 외주면(1c, 1d)을 갖고 있다. 워크(W)는, 바람직하게는, 클램프 수단(도시하지 않음)에 의해 상하로부터 클램프되어 있다. 워크의 총 두께는, 예컨대 10mm~60mm이다. 편광판은, 워크가 이와 같은 총 두께가 되도록 겹쳐진다. 워크를 구성하는 편광판의 매수는 편광판의 두께에 의해 변화할 수 있다. 편광판의 매수는, 예컨대 50매~300매이다. 클램프 수단(예컨대, 지그)은, 연질 재료로 구성되어도 되고, 경질 재료로 구성되어도 된다. 연질 재료로 구성되는 경우, 그의 경도(JIS A)는, 바람직하게는 60°~80°이다. 경도가 지나치게 높으면, 클램프 수단에 의한 눌린 자국이 남는 경우가 있다. 경도가 지나치게 낮으면, 지그의 변형에 의해 위치 어긋남이 생겨, 절삭 정밀도가 불충분해지는 경우가 있다.
D-2. 단면 가공
다음으로, 상기 소정의 면 조도 Sdr이 얻어지도록, 워크(실질적으로는 편광판)의 외주면을 단면 가공한다. 단면 가공은, 대표적으로는 엔드 밀 및/또는 줄날을 이용하여 행하여진다. 이하, 단면 가공에 이용될 수 있는 엔드 밀 및 줄날에 대하여 처음에 설명하고, 이어서, 단면 가공의 구체적인 순서에 대하여 설명한다.
D-2-1. 엔드 밀의 구성
엔드 밀(60)은, 대표적으로는 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이 비틀림날을 포함한다. 비틀림날을 포함하는 엔드 밀을 이용함으로써, 면 조도 Sdr을 크게 할 수 있다. 비틀림날을 포함하는 엔드 밀(60)은, 도 8에 나타내는 바와 같이, 워크(W)의 적층 방향(연직 방향)으로 연장되는 회전축(61)과, 회전축(61)을 중심으로 하여 회전하는 본체의 최외경으로서 구성되는 절삭날(62)을 포함한다. 도시예에서는, 절삭날(62)은 회전축(61)을 따라 비틀린 최외경으로서 구성되어 있고, 우측 날 우측 비틀림을 나타내고 있다. 절삭날(62)은, 날끝(62a)과, 레이크면(62b)과 이스케이프면(62c)을 포함한다. 절삭날(62)의 날수는, 목적에 따라 적절히 설정될 수 있다. 도시예에서의 절삭날은 3매의 구성이지만, 날수는 연속한 1매이어도 되고, 2매이어도 되고, 4매이어도 되고, 5매 이상이어도 된다. 엔드 밀의 날 각도(도시예에서의 절삭날의 비틀림각(θ))는, 바람직하게는 10°~40°이고, 보다 바람직하게는 20°~30°이다. 레이크각은, 바람직하게는 15°~25°이고, 이스케이프각은, 바람직하게는 25°~35°이다. 절삭날의 이스케이프면은, 바람직하게는 조면화 처리되어 있다. 조면화 처리로서는, 임의의 적절한 처리가 채용될 수 있다. 대표예로서는, 블라스트 처리를 들 수 있다. 이스케이프면에 조면화 처리를 실시함으로써, 절삭날에 대한 점착제의 부착이 억제되어, 결과로서, 블로킹이 억제될 수 있다. 엔드 밀의 직경(외경)은, 상기와 같이, 예컨대 6㎜ 이상이다. 엔드 밀의 절삭날의 유효 길이는, 예컨대 10㎜~60㎜이다. 또한, 본 명세서에서 '엔드 밀의 직경'이란, 회전축(61)으로부터 날끝(62a)까지의 거리를 2배 한 것을 말한다.
D-2-2. 줄날의 구성
줄날은, 소위 회전 숫돌일 수 있다. 줄날(70)은, 대표적으로는 도 9에 나타내는 바와 같이, 워크(W)의 적층 방향(연직 방향)으로 연장되는 회전축(71)과, 회전축(71)을 중심으로 하여 회전하는 본체의 표면에 마련된 줄부(72)를 포함한다. 줄부(72)는, 대표적으로는 다이아몬드 입자를 포함한다. 줄날의 직경(외경)은, 예컨대 2mm~12mm일 수 있다. 줄날의 유효 길이(도시예의 줄부(72)의 길이(L))는, 예컨대 10mm~100mm일 수 있다. 도 10은 줄부(72)의 요철 형상을 설명하기 위한 요부 개략 단면도이다. 줄부(72)의 요철의 깊이(D)는, 예컨대 5㎛~120㎛이다. 깊이(D)의 하한은, 바람직하게는 8㎛ 이상이고, 보다 바람직하게는 15㎛ 이상이다. 깊이(D)의 상한은, 바람직하게는 50㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 35㎛ 이하이다. 줄부(72)의 요철의 피치(P)는, 예컨대 5㎛~250㎛이다. 피치(P)의 하한은, 바람직하게는 10㎛ 이상이고, 보다 바람직하게는 25㎛ 이상이다. 피치(P)의 상한은, 바람직하게는 100㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 60㎛ 이하이다.
D-2-3. 단면 가공의 구체적 순서
D-2-3-1. 엔드 밀에 의한 가공
단면 가공은, 하나의 실시형태에서는, 엔드 밀의 절삭날을 워크(W)의 외주면에 당접시킴으로써 행하여진다. 워크의 외주면에 당접한 엔드 밀이 회전함으로써 절삭이 행하여지며, 그 결과, 당해 외주면이 거칠어져 소정의 면 조도 Sdr을 갖는 단면이 형성될 수 있다. 엔드 밀의 회전수는, 상기와 같이, 예컨대 25000rpm 이상이다. 큰 직경을 갖는 엔드 밀을 고회전수로 회전시켜 절삭함으로써, 소정의 면 조도 Sdr을 갖는 단면이 형성될 수 있다. 엔드 밀의 이송 속도는, 엔드 밀의 직경, 회전수, 소망하는 면 조도 Sdr에 따라 변화할 수 있다. 엔드 밀의 이송 속도는, 예컨대 300mm/분~1000mm/분일 수 있다. 단면 가공은, 엔드 밀을 외팔보 상태로 행하여도 되고, 양팔보 상태로 행하여도 된다.
D-2-3-2. 줄날에 의한 가공
단면 가공은, 다른 실시형태에서는, 줄날의 줄부를 워크(W)의 외주면에 당접시킴으로써 행하여진다. 워크의 외주면에 당접한 줄부가 회전함으로써 마찰이 행하여지며, 그 결과, 당해 외주면이 거칠어져 소정의 면 조도 Sdr을 갖는 단면이 형성될 수 있다. 줄날의 회전수는, 예컨대 800rpm~20000rpm이고, 바람직하게는 1000rpm~15000rpm이며, 보다 바람직하게는 4000rpm~12000rpm이다. 줄날의 이송 속도는, 줄날의 직경, 회전수, 소망하는 면 조도 Sdr에 따라 변화할 수 있다. 줄날의 이송 속도는, 예컨대 300mm/분~1000mm/분일 수 있다. 단면 가공은, 줄날을 외팔보 상태로 행하여도 되고, 양팔보 상태로 행하여도 된다.
D-2-3-3. 엔드 밀과 줄날의 조합에 의한 가공
단면 가공은, 또 다른 실시형태에서는, 엔드 밀에 의한 가공과 줄날에 의한 가공을 조합하여 행하여진다. 본 실시형태에 따른 단면 가공은, 예컨대, 엔드 밀에 의한 거친 절삭 가공과 줄날에 의한 마무리 가공을 포함한다. 이와 같은 2단계의 단면 가공은, 특히 이형을 갖는 편광판에 유용하다. 예컨대, 편광판의 외연의 이형을 단면 가공하는 경우에는, 원반(原反)으로부터 편광판을 펀칭날로 소정 형상으로 펀칭하고, 당해 펀칭한 편광판을 엔드 밀 등에 의한 절삭 수단으로 거친 절삭 가공하고, 줄날로 마무리 가공한다. 엔드 밀 등으로 절삭 가공함으로써, 펀칭 시에 발생한 크랙(특히 이형 가공부의 크랙)을 제거할 수 있다. 줄날의 가공은, 대표적으로는 외주를 1주함으로써 행하여진다. 줄날의 가공에 의한 절삭량은, 예컨대 10㎛~30㎛이다. 또한 예컨대, 편광판의 관통 구멍을 단면 가공하는 경우에는, 엔드 밀로 기초 구멍을 형성하고, 이어서 엔드 밀로 기초 구멍을 소망하는 크기까지 확장하여, 확장한 구멍을 줄날로 마무리 가공한다. 줄날의 가공은, 상기와 마찬가지로, 대표적으로는 외주를 1주함으로써 행하여지고, 그의 절삭량은 예컨대 10㎛~30㎛이다.
[실시예]
이하, 실시예에 따라 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.
(1) 두께
10㎛ 이하의 두께는, 간섭 막 두께 측정계(오츠카 전자사 제조, 제품명 'MCPD-3000')를 이용하여 측정하였다. 10㎛를 초과하는 두께는, 디지털 마이크로미터(안리츠사 제조, 제품명 'KC-351C')를 이용하여 측정하였다.
(2) 면 조도 Sdr
ISO 25178의 '비접촉식(광 프로브)' 평가 방법에 준하여 측정하였다. 구체적으로는, 실시예, 비교예 및 참고예에서 얻어진 위상차층 부착 편광판에서의 편광자의 단면의 면 조도를, 레이저 현미경(올림푸스(Olympus)사 제조, 제품명 'LEXT OLS 4000')을 이용하여 측정하였다. 평탄면을 100%로 하였을 때의 표면적의 증가율(%)로서 면 조도 Sdr을 산출하였다.
(3) 편광 해소 영역
실시예 1, 4 및 8~12에서 얻어진 편광판과 표준 편광판을 크로스니콜의 상태로 배치하고, 색 빠짐 상태를 현미경에 의해 조사하였다. 구체적으로는, 편광자 단부로부터의 색 빠짐의 크기(색 빠짐량:㎛)를 측정하였다. 현미경으로서 올림푸스사 제조, MX61L을 이용하고, 배율 10배로 촬영한 화상으로부터 색 빠짐량을 측정하였다. 당해 색 빠짐량을 편광 해소 영역의 크기로 하였다.
(4) 크랙
실시예, 비교예 및 참고예에서 얻어진 위상차층 부착 편광판을, 아크릴계 점착제층을 개재하여 유리판(두께 1.1㎜)에 첩부하여 시험 샘플로 하였다. 이 시험 샘플을 -40℃에서 30분간 유지한 후 85℃에서 30분간 유지하는 것을 100사이클 반복하는 히트 쇼크 시험에 제공하고, 시험 후의 크랙의 발생 상태를 광학 현미경(배율 5배)에 의해 관찰하였다. 구체적으로는, 크랙의 발생 개수 및 길이(㎛)를 조사하였다.
[실시예 1]
1. 편광자의 제작
두께 45㎛의 폴리비닐알코올 필름을, 속도비가 상이한 롤 사이에서, 30℃, 0.3%농도의 요오드 용액 중에서 1분간 염색하면서, 3배까지 연신하였다. 그 후, 60℃, 4%농도의 붕산, 10%농도의 요오드화칼륨을 포함하는 수용액 중에 0.5분간 침지하면서 총 연신 배율이 6배까지 연신하였다. 이어서, 30℃, 1.5%농도의 요오드화칼륨을 포함하는 수용액 중에 10초간 침지함으로써 세정한 후, 50℃에서 4분간 건조를 행하여, 두께 18㎛의 편광자를 얻었다.
2. 위상차층 부착 편광판의 제작
상기에서 얻어진 편광자의 한쪽 면에 HC-TAC 필름(두께 49㎛)을 폴리비닐알코올계 접착제에 의해 첩합하였다. 또한, HC-TAC 필름은, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름(두께 40㎛)에 하드 코트(HC)층(두께 9㎛)이 형성된 필름이고, TAC 필름이 편광자 측이 되도록 하여 첩합하였다. 또한, 편광자의 다른 한쪽 면에 제1 위상차층으로서 환상 올레핀계 필름(굴절률 특성: nx>ny>nz, 면내 위상차: 116nm), 및, 제2 위상차층으로서 변성 폴리에틸렌 필름(굴절률 특성: nz>nx>ny, 면내 위상차: 35nm)을 순서대로 첩합하였다. 첩합에는 자외선 경화형 접착제를 이용하였다. 또한, 제1 위상차층의 지상축이 편광자의 흡수축에 대하여 0°, 제2 위상차층의 지상축이 편광자의 흡수축에 대하여 90°의 각도를 이루도록 하여 첩합하였다. 이와 같이 하여, 위상차층 부착 편광판을 얻었다.
3. 단면 가공
상기에서 얻어진 위상차층 부착 편광판을 300mm×100mm의 사이즈로 절취하였다. 이 때, 편광자의 흡수축 방향이 단변 방향이 되도록 절취하였다. 절취한 위상차층 부착 편광판의 단면을, 엔드 밀에 의해 절삭 가공하였다. 엔드 밀의 직경은 10mm, 회전수는 25000rpm, 이송 속도는 500mm/분이었다. 절삭 가공 후의 편광자의 단면의 Sdr은 18%이었다. 단면 가공한 위상차층 부착 편광판을 상기(3)의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 2~5 및 비교예 1]
엔드 밀의 직경, 회전수 및 이송 속도를 표 1에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 위상차층 부착 편광판의 단면을 엔드 밀에 의해 절삭 가공하였다. 절삭 가공 후의 편광자의 단면의 Sdr은 표 1에 나타내는 바와 같았다. 단면 가공한 위상차층 부착 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 6]
실시예 1과 마찬가지의 위상차층 부착 편광판의 단면을 엔드 밀로 절삭 가공한 후, 줄날(회전 숫돌, #60)에 의해 1주 절삭 가공하였다. 회전 숫돌의 회전수는 1000rpm, 이송 속도는 500mm/분이었다. 절삭 가공 후의 편광자의 단면의 Sdr은 30%이었다. 단면 가공한 위상차층 부착 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 7 및 비교예 2]
회전 숫돌의 회전수 및 이송 속도를 표 1에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외는 실시예 6과 마찬가지로 하여, 위상차층 부착 편광판의 단면을 엔드 밀로 절삭 가공한 후, 회전 숫돌에 의해 1주 절삭 가공하였다. 절삭 가공 후의 편광자의 단면의 Sdr은 표 1에 나타내는 바와 같았다. 단면 가공한 위상차층 부착 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 8]
실시예 1과 마찬가지의 위상차층 부착 편광판의 단면을 엔드 밀로 절삭 가공한 후, 줄날(회전 숫돌, #400)에 의해 1주 절삭 가공하였다. 회전 숫돌의 회전수는 1000rpm, 이송 속도는 500mm/분이었다. 절삭 가공 후의 편광자의 단면의 Sdr은 15%이었다. 단면 가공한 위상차층 부착 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 9~12]
회전 숫돌의 회전수를 표 1에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외는 실시예 8과 마찬가지로 하여, 위상차층 부착 편광판의 단면을 회전 숫돌에 의해 절삭 가공하였다. 절삭 가공 후의 편광자의 단면의 Sdr은 표 1에 나타내는 바와 같았다. 단면 가공한 위상차층 부착 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 13]
실시예 1과 마찬가지의 위상차층 부착 편광판의 단면을 엔드 밀로 절삭 가공한 후, 줄날(회전 숫돌, #1000)에 의해 1주 절삭 가공하였다. 회전 숫돌의 회전수는 8000rpm, 이송 속도는 500mm/분이었다. 절삭 가공 후의 편광자의 단면의 Sdr은 14%이었다. 단면 가공한 위상차층 부착 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
표 1에서, 최상단의 란(평가 항목의 란)에서의 예컨대 '1'은 길이가 1㎛ 이하의 크랙을 나타내고; 예컨대 '500'은 길이가 400㎛보다 크고 500㎛ 이하의 크랙을 나타낸다. 또한, 예컨대 '100'의 항목에서의 실시예 1의 '10'은, 길이가 1㎛보다 크고 100㎛ 이하의 크랙이 10개 인정된 것을 의미한다.
[표 1]
표 1로부터 명확한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 히트 쇼크 시험 후의 크랙이 억제되어 있다. 또한, 참고예로부터 명확한 바와 같이, 크랙은 소정 사이즈 이상의 편광판 및 위상차층 부착 편광판 특유의 과제이며, 소위 스마트폰 사이즈의 편광판 및 위상차층 부착 편광판에서는 그와 같은 과제는 발생하지 않는 것을 알 수 있다.
본 발명의 편광판은, 화상 표시 장치에 이용되고, 특히 가혹한 환경에 놓이기 쉬운 차재 용도의 화상 표시 장치에 적합하게 이용될 수 있다. 이와 같은 화상 표시 장치로서는, 자동차의 미터 패널, 내비게이션 시스템을 들 수 있다.
10: 편광자
20: 보호층
100: 편광판
120: 위상차층
121: 제1 위상차층
122: 제2 위상차층
200: 위상차층 부착 편광판

Claims (11)

  1. 편광자와, 상기 편광자의 적어도 한쪽 측에 배치된 보호층을 포함하고,
    상기 편광자 단면으로부터 면 방향 내방의 8㎛~500㎛까지의 위치에 편광 해소 영역이 형성되어 있고,
    상기 편광자 단면의 ISO 25178에 의한 면 조도 Sdr이 15% 이상 40% 이하인,
    편광판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 편광자의 두께가 20㎛ 이하인, 편광판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    직사각형 이외의 이형(異形)을 갖는, 편광판.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이형이, 관통 구멍, V자 노치, U자 노치, 평면시한 경우에 선형(船形)에 근사한 형상의 오목부, 평면시한 경우에 직사각형의 오목부, 평면시한 경우에 욕조 형상에 근사한 R형상의 오목부, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 편광판.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    -40℃에서 30분간 유지한 후 85℃에서 30분간 유지하는 것을 100사이클 반복하는 히트 쇼크 시험에서 발생하는 크랙의 평균 길이가 400㎛ 이하인, 편광판.
  6. 제1항에 기재된 편광판과, 위상차층을 포함하고,
    상기 위상차층이, 상기 편광자의 상기 보호층이 배치된 측과 반대 측에 배치되어 있는, 위상차층 부착 편광판.
  7. 제1항에 기재된 편광판 또는 제6항에 기재된 위상차층 부착 편광판을 구비하는, 화상 표시 장치.
  8. 편광판을 복수 매 겹쳐서 워크를 형성하는 것, 및
    회전 숫돌(rotary grindstone) 또는 엔드 밀에 의한 거친 절삭 가공과 회전 숫돌에 의한 마무리 가공의 조합을 이용하여 상기 워크의 외주면을 거칠게 함으로써, 상기 편광판의 편광자 단면의 ISO 25178에 의한 면 조도 Sdr을 15% 이상 40% 이하로 하는 것과 함께, 상기 편광자 단면으로부터 면 방향 내방의 8㎛~500㎛까지의 위치에 편광 해소 영역을 형성하는 것
    을 포함하는, 편광판의 제조 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
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