KR20030026763A - 편광판 및 이것을 구비한 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

표시 얼룩이 개선된 액정 표시 장치(LCD)에 사용하는 편광판 및 액정 표시 장치를 제공한다.

폴리비닐알콜(PVA) 필름을 염색하고, 가교하여 제조되는 편광판에 있어서, 1장의 편광판의 광의 투과율(단체 투과율)과, 2장의 편광판이 편광하는 축(편광 축)을 직교로 하였을 때의 광의 투과율(직교 투과율)로부터 산출되는 다음의 식을 모두 만족하는 편광판으로 한다.

파장 440㎚의 (단체 투과율)/(직교 투과율)>600

파장 550㎚의 (단체 투과율)/(직교 투과율)>3000

파장 610㎚의 (단체 투과율)/(직교 투과율)>11000

Description

편광판 및 이것을 구비한 액정 표시 장치{Polarization plate and liquid crystal display device having the same}

본 발명은 표시 얼룩이 개선된 액정 표시 장치(이하, LCD라고 약칭하는 경우가 있다)에 사용하는 편광판 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.

표시 장치(특히 LCD)에 사용하는 편광판은 예를 들면 폴리비닐알콜 필름(이하, PVA 필름이라고 약칭하는 경우가 있다)을 이색성을 갖는 요오드 또는 이색성 염료로 염색하는 염색공정, 붕산이나 붕사 등으로 가교하는 가교 공정 및 일축 연신하는 연신 공정(염색, 가교, 연신의 각 공정은 개별적으로 행할 필요는 없고 동시에 행해도 좋고, 또 각 공정의 순서도 특별히 규정하는 것은 없다) 후에 건조하여, 트리아세틸셀룰로오스 필름(이하, TAC 필름이라고 약칭하는 경우가 있다) 등의 보호층과 부착하여 제조되어 있다.

LCD는 퍼스널 컴퓨터 등에 사용되고 있고, 근래 급격하게 증가하고 있다. LCD의 용도는 다양화되고 있고, 모니터 용도에도 사용되도록 되고 있다. 그러나, 모니터용 LCD는 퍼스널 컴퓨터 용도와 비교하면 화면 사이즈는 대형화하고, 패널의 밝기(휘도)도 커지고 있다. 그 때문에, 퍼스널 컴퓨터 용도로 사용되고 있었던 편광판을 그대로 사용하여, 흑색이나 회색 등의 중간색의 표시를 행하면, 경사 방향에서 시각을 흔들어 보았을 때, 편광판의 염색의 얼룩이나 편광판의 원재료인 PVA의 위상차의 얼룩이 연신 축 방향으로 보여서 표시상 문제가 된다.

본 발명은 상기 종래의 문제를 해결하기 위해, 표시 얼룩이 개선된 LCD에 사용하는 편광판 및 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 편광판은 폴리비닐알콜(PVA) 필름을 염색하고, 가교하여 제조되는 편광판에 있어서,

1장의 편광판의 광의 투과율(단체 투과율)과, 2장의 편광판이 편광하는 축(편광 축)을 직교로 하였을 때의 광의 투과율(직교 투과율)로부터 산출되는 다음의 식을 모두 만족하는 것을 특징으로 한다.

파장 440㎚의 (단체 투과율)/(직교 투과율)>600

파장 550㎚의 (단체 투과율)/(직교 투과율)>3000

파장 610㎚의 (단체 투과율)/(직교 투과율)>11000

본 발명에서는 2장의 편광판이 편광하는 축(편광 축)을 평행으로 하였을 때의 광의 투과율(평행 투과율)과, 2장의 편광판이 편광하는 축(편광 축)을 직교로 하였을 때의 광의 투과율(직교 투과율)로부터 산출되는 다음의 식을 모두 만족하는 것이 바람직하다.

파장 440㎚의 (평행 투과율)/(직교 투과율)>700

파장 550㎚의 (평행 투과율)/(직교 투과율)>3000

파장 610㎚의 (평행 투과율)/(직교 투과율)>11000

또 본 발명에서는 시감도 보정 투과율(Y)이 42.5% 이상인 것이 바람직하다(단, 표준광은 C 광원으로 시감도 보정(700∼400㎚ : 10㎚마다)을 사용). 상기 투과율(Y)은 보다 바람직하게는 43.0% 이상 44.0% 이하이다. 또한, 시감도 보정 투과율(Y)은 JIS Z 87012도 시야 XYZ계에 의해 구해지는 값이다.

또, 상기 편광판의 편광도는 99.98% 이상인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 편광판은 폴리비닐알콜(PVA) 필름을 이색성을 갖는 요오드 또는 이색성 염료를 포함하는 염색조로 염색하고, 가교제를 포함하는 2배스(bath) 이상의 가교조로 가교하는 동시에, 상기 각 공정으로 연신하고,

1배스째의 가교조에서의 연신 배율을 1배 이상 4배 이하,

2배스째의 가교조에서의 연신 배율을 상기 1배스째에서의 연신 배율보다도 높은 연신율로 연신하여 제조되는 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서, 폴리비닐알콜(PVA) 필름의 토탈 연신 배율은 5∼7배인 것이 좋다.

또 본 발명은 상기 어느 하나의 편광판에 반사판 및 반투과 반사판을 부착한 반사형 편광판 또는 반투과 반사판형 편광판으로 해도 좋다.

또 본 발명은 상기 어느 하나에 기재된 편광판에 위상차판 또는 λ판을 부착한 타원 또는 원 편광판으로 해도 좋다.

또 본 발명은 상기 어느 하나에 기재된 편광판에 시각 보상 필름을 부착한 편광판으로 해도 좋다.

또 본 발명은 상기 어느 하나에 기재된 편광판에 접착제 또는 점착제를 이용하고, 휘도 향상 필름을 부착하여 편광판으로 해도 좋다.

또 상기 어느 하나의 편광판을 액정 셀의 적어도 한측에 갖는 액정 표시 장치로 해도 좋다.

편광 필름의 제조는 일반적으로 PVA 필름을 2색성의 특성을 갖는 요오드 또는 염료를 넣은 배스 내에서 염색하는 “염색 공정”과, 붕산이나 붕사 등의 PVA의 가교제를 넣은 배스 내에서 가교하는 “가교 공정”과, PVA의 연신을 행하는 “연신 공정”의 3공정으로 크게 구별할 수 있다.

또, “연신 공정”은 통상 “염색 공정” 및 “가교 공정”과 동시에 행하는 경우가 많지만, 다른 공정으로 행해도 좋다. 또, 염색 공정과 가교 공정도 동시에 행해도 좋다. 편광 필름은 상기 3공정 후, 건조를 행하여, 보호층이 되는 TAC(트리아세틸셀룰로오스) 필름 등의 필름과 부착하여 제조된다.

본 발명의 편광판의 제조방법은 특별히 한정되지 않지만, 편광 필름 제조시에 염색 공정, 가교 공정의 각 공정으로 연신하는 것이 좋다. 가교 공정에서는 가교제가 들어간 배스를 2배스 이상 설치하고, 그 1배스째의 연신 배율이 1배 이상 4배 이하로 연신하고, 그 후 가교제가 들어간 2배스째 이후에서 연신 배율이 가교제가 들어간 1배스째의 연신 배율보다도 높은 연신 배율로 연신함으로써, 상기 특성을 갖는 편광판을 용이하게 얻을 수 있다. 또, PVA 필름의 토탈 연신 배율은 5∼7배인 것이 좋다.

본 발명에서 이용하는 편광판의 기본적인 구성은 이색성 물질 함유의 폴리비닐알콜계 편광 필름 등으로 이루어지는 편광자의 한쪽측 또는 양측에 적당한 접착층, 예를 들면 비닐알콜계 폴리머 등으로 이루어지는 접착층을 통해서 보호층이 되는 투명 보호 필름을 접착한 것으로 이루어진다.

편광자(편광 필름)로서는 예를 들면 폴리비닐알콜이나 부분 포르말화 폴리비닐알콜 등의 종래에 준한 적당한 비닐알콜계 폴리머로 이루어지는 필름에 요오드나 이색성 염료 등으로 이루어지는 이색성 물질에 의한 염색 처리나 연신 처리나 가교 처리 등의 적당한 처리를 적당한 순서나 방식으로 실시하여 이루어지고, 자연광을 입사시키면 직선 편광을 투과하는 적당한 것을 이용할 수 있다. 특히, 광투과율이나 편광도가 우수한 것이 바람직하다.

편광자(편광 필름)의 한쪽측 또는 양측에 설치하는 투명 보호층으로 이루어지는 보호 필름 소재로서는 적당한 투명 필름을 이용할 수 있다. 그 폴리머의 예로서 트리아세틸셀룰로오스와 같이 아세테이트계 수지가 일반적으로 사용되지만, 이것에 한정되지는 않는다.

편광 특성이나 내구성 등의 점에서 특히 바람직하게 사용할 수 있는 투명 보호 필름은 표면을 알칼리 등으로 비누화 처리한 트리아세틸셀룰로오스 필름이다. 또한 편광 필름의 양측에 투명 보호 필름을 설치한 경우, 그 표리에서 다른 폴리머 등으로 이루어지는 투명 보호 피름을 이용해도 좋다.

보호층에 이용되는 투명 보호 필름은 본 발명의 목적을 손상하지 않는 한, 하드 코트 처리나 반사 방지 처리, 스티킹의 방지나 확산 내지 안티글레어 등을 목적으로 한 처리 등을 실시한 것이어도 좋다. 하드코트 처리는 편광판 표면의 손상방지 등을 목적으로 실시되는 것으로, 예를 들면, 실리콘계 등의 적당한 자외선 경화형 수지에 의한 경도나 슬라이딩성 등이 우수한 경화 피막을 투명 보호 필름의 표면에 부가하는 방식 등으로 형성할 수 있다.

한편, 반사 방지 처리는 편광판 표면에서의 외광의 반사 방지를 목적으로 실시되는 것으로, 종래에 준한 반사 방지막 등의 형성에 의해 달성할 수 있다. 또 스티킹 방지는 인접층과의 밀착 방지를 목적으로, 안티글레어 처리는 편광판의 표면에서 외광이 반사하여 편광판 투과광의 시인을 저해하는 것의 방지 등을 목적으로 실시되는 것으로, 예를 들면 샌드블라스트 방식이나 엠보스 가공 방식 등에 의한 조면화 방식이나 투명 미립자의 배합 방식 등의 적당한 방식으로 투명 보호 필름의 표면에 미세 요철 구조를 부여함으로써 형성할 수 있다.

상기의 투명 미립자에는 예를 들면 평균 입경이 0.5∼20㎛인 실리카나 알루미늄, 티타니아나 지르코니아, 산화주석이나 산화 인듐, 산화 카드뮴이나 산화 안티몬 등을 들 수 있고, 도전성을 갖는 무기계 미립자를 이용해도 좋고, 또 가교 또는 미가교의 폴리머 입상물 등으로 이루어지는 유기계 미립자 등을 이용할 수 있다. 투명 미립자의 사용량은 투명 수지 100중량부당 2∼70중량부, 특히 5∼50중량부가 일반적이다.

투명 미립자 배합의 안티글레어층은 투명 보호층 그것으로서, 혹은 투명 보호층 표면으로의 도공층 등으로서 설치할 수 있다. 안티글레어층은 편광판 투과광을 확산하여 시각을 확대하기 위한 확산층(시각 보상 기능 등)을 겸한 것이어도 좋다. 또한 상기한 반사 방지층이나 스티킹 방지층, 확산층이나 안티글레어층 등은이들 층을 설치한 시트 등으로 이루어지는 광학층으로서 투명 보호층과는 별체의 것으로서 설치할 수도 있다.

본 발명에서 편광자(편광 필름)와 보호층인 투명 보호 필름의 접착 처리는 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 비닐알콜계 폴리머로 이루어지는 접착제, 혹은 붕산이나 붕사, 글루타르알데히드나 멜라민, 옥살산 등의 비닐알콜계 폴리머의 수용성 가교제로부터 적어도 이루어지는 접착제 등을 통해서 행할 수 있다. 이러한 접착층은 수용액의 도포 건조층 등으로서 형성할 수 있지만, 그 수용액의 조제시에는 필요에 따라서 다른 첨가제나 산 등의 촉매도 배합할 수 있다.

본 발명에 의한 편광판은 실용시에 다른 광학층과 적층한 광학 부재로서 이용할 수 있다. 그 광학층에 대해서는 특별히 한정은 없지만, 예를 들면 반사판이나 반투과 반사판, 위상차판(1/2 파장판, 1/4 파장판 등의 λ판도 포함한다), 시각 보상 필름이나 휘도 향상 필름 등의 액정 표시 장치 등의 형성에 이용되는 경우가 있는 적당한 광학층의 1층 또는 2층 이상을 이용할 수 있고, 특히 전술한 본 발명의 편광자와 보호층으로 이루어지는 편광판에 또한 반사판 또는 반투과 반사판이 적층되어 이루어지는 반사형 편광판 또는 반투과 반사판형 편광판, 전술한 본 발명의 편광자와 보호층으로 이루어지는 편광판에 또한 위상차판이 적층되어 있는 타원 또는 원 편광판, 전술한 본 발명의 편광자와 보호층으로 이루어지는 편광판에 또한 시각 보상 필름이 적층되어 있는 편광판 혹은 전술한 본 발명의 편광자와 보호층으로 이루어지는 편광판에 또한 휘도 향상 필름이 적층되어 있는 편광판이 바람직하다.

상기 반사판에 대해서 설명하면, 반사판은 이것을 편광판에 설치하여 반사형 편광판을 형성하기 위한 것으로, 반사형 편광판은 통상 액정 셀의 안쪽측에 설치되고, 시인측(표시측)으로부터의 입사광을 입사시켜서 표시하는 타입의 액정 표시 장치 등을 형성할 수 있고, 백라이트 등의 광원의 내장을 생략할 수 있으며 액정 표시 장치의 박형화를 꾀하기 쉽다는 등의 이점을 갖는다.

반사형 편광판의 형성은 필요에 따라서 상기한 투명 보호 필름 등을 통해서 편광판의 한쪽면에 금속 등으로 이루어지는 반사층을 부설하는 방식 등의 적당한 방식으로 행할 수 있다. 덧붙여서 말하면 그 구체예로서는 필요에 따라서 매트 처리한 투명 보호 필름의 한쪽면에 알루미늄 등의 반사성 금속으로 이루어지는 박이나 증착막을 부설하여 반사층을 형성한 것 등을 들 수 있다.

또 미립자를 함유시켜서 표면 미세 요철 구조로 한 상기의 투명 보호 필름 상에 그 미세 요철 구조를 반영시킨 반사층을 갖는 반사형 편광판 등도 들 수 있다. 표면 미세 요철 구조의 반사층은 입사광을 난반사에 의해 확산시켜서 지향성이나 반짝이는 외관을 방지하고, 명암의 얼룩을 억제할 수 있는 이점 등을 갖는다. 투명 보호 필름의 표면 미세 요철 구조를 반영시킨 미세 요철 구조의 반사층의 형성은 예를 들면, 진공 증착 방식, 이온 플레이팅 방식, 스퍼터링 방식 등의 증착 방식이나 도금 방식 등의 적당한 방식으로 금속을 투명 보호 필름의 표면에 직접 부설하는 방법 등에 의해 행할 수 있다.

또, 반사판은 상기한 편광판의 투명 보호 필름에 직접 부설하는 방식 대신에, 그 투명 보호 필름에 준한 적당한 필름에 반사층을 설치하여 이루어지는 반사시트 등으로서 이용할 수도 있다. 반사판의 반사층은 통상, 금속으로 이루어지기 때문에, 그 반사면이 필름이나 편광판 등으로 피복된 상태의 사용 형태가 산화에 의한 반사율의 저하 방지, 나아가서는 초기 반사율의 장기 지속의 점이나 보호층의 별도 부설의 회피의 점 등에서 바람직하다.

또한 반투과형 편광판은 상기에서 반사층을 광을 반사하고, 또한 투과하는 하프미러 등의 반투과형의 반사층으로 함으로써 얻을 수 있다. 반투과형 편광판은 통상 액정 셀의 안쪽측에 설치되고, 액정 표시 장치 등을 비교적 밝은 분위기로 사용하는 경우에는, 시인측(표시측)으로부터의 입사광을 반사시켜서 화상을 표시하고, 비교적 어두운 분위기에서는 반투과형 편광판의 백사이드에 내장되어 있는 백라이트 등의 내장 광원을 사용하여 화상을 표시하는 타입의 액정 표시 장치 등을 형성할 수 있다. 즉, 반투과형 편광판은 밝은 분위기 하에서는 백라이트 등의 광원 사용의 에너지를 절약할 수 있고, 비교적 어두운 분위기 하에서도 내장 광원을 이용하여 사용할 수 있는 타입의 액정 표시 장치 등의 형성에 유용하다.

다음에, 전술한 본 발명의 편광자와 보호층으로 이루어지는 편광판에 또한 위상차판이 적층되어 있는 타원 또는 원 편광판에 대해서 설명한다.

직선 편광을 타원 또는 원 편광으로 바꾼다든지, 타원 또는 원 편광을 직선 편광으로 바꾼다든지, 혹은 직선 편광의 편광 방향을 바꾸는 경우에, 위상차판 등이 이용되고, 특히, 직선 편광을 타원 또는 원 편광으로 바꾼다든지, 타원 또는 원 편광을 직선 편광으로 바꾸는 위상차판으로서는 말하자면 1/4 파장판(λ/4판이라고도 한다)이 이용된다. 1/2 파장판(λ/2판이라고도 한다)은 통상 직선 편광의 편광방향을 바꾸는 경우에 이용된다.

타원 편광판은 STN형 액정 표시 장치의 액정층의 복굴절에 의해서 생긴 청색(청 또는 황)을 보상하고, 상기 착색이 없는 백흑 표시로 하는 경우 등에 유효하게 이용된다. 또한, 3차원의 굴절율을 제어한 것은 액정 표시 장치의 화면을 경사 방향에서 보았을 때에 생기는 착색도 보상(방지)할 수 있어서 바람직하다. 원 편광판은 예를 들면 화상이 컬러 표시가 되는 반사형 액정 표시 장치의 화상의 색조를 조절하는 경우 등에 유효하게 이용되고, 또 반사 방지의 기능도 갖는다.

덧붙여 말하면, 상기 위상차판의 구체예로서는, 폴리카보네이트나 폴리비닐알콜, 폴리스티렌이나 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리프로필렌이나 그 외의 폴리올레핀, 폴리아릴레이트나 폴리아미드와 같이 적당한 폴리머로 이루어지는 필름을 연신 처리하여 이루어지는 복굴절성 필름이나 액정 폴리머의 배향 필름, 액정 폴리머의 배향층을 필름으로 지지한 것이나, 경사 방향 필름 등을 들 수 있다. 경사 방향 필름으로서는, 예를 들면 폴리머 필름에 열수축성 필름을 접착하여 가열에 의한 그 수축력의 작용 하에 폴리머 필름을 연신 처리 또는/ 및 수축 처리한 것이나 액정 폴리머를 경사 배향시킨 것 등을 들 수 있다.

다음에, 전술한 본 발명의 편광자와 보호층으로 이루어지는 편광판에 또한 시각 보상 필름이 적층되어 있는 편광판에 대해서 설명한다.

시각 보상 필름은 액정 표시 장치의 화면을 화면에 수직이 아닌, 약간 경사진 방향에서 화면을 본 경우에도 화상이 비교적 선명하게 보일 수 있도록 시각을 넓히기 위한 필름이다.

이와 같은 시각 보상 필름으로서는 트리아세틸셀룰로오스 필름 등에 디스코틱 액정을 도공한 것이나, 위상차판이 이용된다. 통상의 위상차판이 그 면방향에 일축으로 연신된 복굴절을 갖는 폴리머 필름이 이용되는 것에 반해서, 시각 보상 필름으로서 이용되는 위상차판은 면방향에 이축으로 연신된 복굴절을 갖는 폴리머 필름이라든가, 면방향으로 일축에 연신되어 두께 방향으로도 연신된 두께 방향의 굴절율을 제어한 경사 배향 폴리머 필름과 같은 2방향 연신 필름 등이 이용된다. 경사 배향 필름으로서는 전술한 바와 같이, 예를 들면 폴리머 필름에 열수축성 필름을 접착하여 가열에 의한 그 수축력의 작용 하에 폴리머 필름을 연신 처리 또는/및 수축 처리한 것이나 액정 폴리머를 경사 배향시킨 것 등을 들 수 있다. 위상차판의 소재 원료 폴리머는 먼저 위상차판으로 설명한 폴리머와 동일한 것이 이용된다.

전술한 본 발명의 편광자와 보호층으로 이루어지는 편광판에 휘도 향상 필름을 부착한 편광판은 통상 액정 셀의 안쪽측 사이드에 설치되어 사용된다. 휘도 향상 필름은 액정 표시 장치 등의 백라이트나 안쪽측으로부터의 반사 등에 의해 자연광이 입사하면 소정 편광 축의 직선 편광 또는 소정 방향의 원 편광을 반사하고, 그 외의 광은 투과하는 특성을 나타내는 것으로, 휘도 향상 필름을 전술한 편광자와 보호층으로 이루어지는 편광판과 적층한 편광판은 백라이트 등의 광원으로부터의 광을 입사시켜서 소정 편광 상태의 투과광을 얻는 동시에, 상기 소정 편관 상태 이외의 광은 투과하지 않고 반사된다. 이 휘도 향상 필름 면에서 반사한 광을 또한 그 뒤측에 설치된 반사층 등을 통해서 반사시켜서 휘도 향상판에 재입사시키고, 그일부 또는 전부를 소정 편광 상태의 광으로서 투과시켜서 휘도 향상 필름을 투과하는 광의 증량을 도모하는 동시에, 편광자에 흡수되기 어려운 편광을 공급하여 액정 화상 표시 등에 이용할 수 있는 광량의 증대를 도모함으로써, 휘도를 향상시킬 수 있는 것이다. 즉, 휘도 향상 필름을 사용하지 않고, 백라이트 등으로 액정 셀의 안쪽측에서 편광자를 통해서 광을 입사한 경우에는, 편광자의 편광 축에 일지하지 않는 편광 방향을 갖는 광은 거의 편광자에 흡수되어 버려서, 편광자를 투과하여 오지 않는다. 즉, 이용한 편광자의 특성에 의해서도 다르지만, 대략 50%의 광이 편광자에 흡수되어 버려서 그 만큼, 액정 화상 표시 등에 이용할 수 있는 광량이 감소하여 화상이 어두워진다. 휘도 향상 필름은 편광자에 흡수되는 편광 방향을 갖는 광을 편광자에 입사시키지 않고, 휘도 향상 필름으로 일단 반사시키고, 또한 그 뒤측에 설치된 반사층 등을 통해서 반사시켜서 휘도 향상판에 재입사시키는 것을 반복하고, 이 양자 사이에서 반사, 반전하고 있는 광의 편광 방향이 편광자를 통과할 수 있도록 편광 방향이 된 편광을 휘도 향상 필름은 투과시키고, 편광자에 공급하기 때문에, 백라이트 등의 빛을 효율적으로 액정 표시 장치의 화상의 표시에 사용할 수 있어서 화면을 밝게 할 수 있다.

상기의 휘도 향상 필름으로서는 예를 들면 유전체의 다층 박막이나 굴절율 이방성이 상위한 박막 필름의 다층 적층체와 같이, 소정 편광 축의 직선 편광을 투과하여 다른 광은 반사하는 특성을 나타내는 것(3M사제 「D-BEF」등), 콜레스테릭 액정층, 특히 콜레스테릭 액정 폴리머의 배향 필름이나 그 배향 액정층을 필름 기판 상에 지지한 것(닛토전공사제 「PCF 350」, Merck사제「Transmax」)과 같이 좌회전 또는 우회전 중 어느 한쪽의 원 편광을 반사하고 다른 광은 투과하는 특성을 나타내는 것 등의 적당한 것을 이용할 수 있다.

따라서 상기한 소정 편광 축의 직선 편광을 투과하는 타입의 휘도 향상 필름에서는 그 투과광을 그대로 편광판에 편광 축을 일치시켜 입사시킴으로써 편광판에 의한 흡수 로스를 억제하면서 효율적으로 투과시킬 수 있다. 한편, 콜레스테릭 액정층과 같이 원 편광을 투과하는 타입의 휘도 향상 필름에서는 그대로 편광자에 입사킬 수도 있지만, 흡수 로스를 억제하는 점보다는 그 투과 원 편광을 위상차판을 통해서 직선 편광화하여 편광판에 입사시키는 것이 바람직하다. 덧붙여 말하면, 그 위상차판으로서 1/4 파장판을 이용함으로써 원 편광을 직선 편광으로 변화할 수 있다.

가시광역 등의 넓은 파장 범위에서 1/4 파장판으로서 기능하는 위상차판은 예를 들면, 파장 550㎚의 광 등의 단색광에 대해서 1/4 파장판으로서 기능하는 위상차층과 다른 위상차 특성을 나타내는 위상차층, 예를 들면 1/2 파장판으로서 기능하는 위상차층을 중첩하는 방식 등에 의해 얻을 수 있다. 따라서 편광판과 휘도 향상필름 사이에 배치하는 위상차판은 1층 또는 2층 이상의 위상차 층으로 이루어지는 것으로 좋다.

또한 콜레스테릭 액정층에 대해서도 반사파장이 상이하기는 하지만 조합으로 하여 2층 또는 3층 이상 중첩한 배치 구조로 함으로써, 가시광역 등의 넓은 파장 범위에서 원 편광을 반사하는 것을 얻을 수 있고, 그것에 기초하여 넓은 파장 범위의 투과 원 편광을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 편광판은 상기한 편광 분리형 편광판과 같이 편광판과 2층 또는 3층 이상의 광학층을 적층한 것으로 이루어져도 좋다. 따라서 상기한 반사형 편광판이나 반투과형 편광판과 위상차판을 조합한 반사형 타원 편광판이나 반투과형 타원 편광판 등이어도 좋다. 2층 또는 3층 이상의 광학층을 적층한 광학 부재는 액정 표시 장치 등의 제조 과정에서 순서대로 개별적으로 적층하는 방식으로도 형성할 수 있지만, 미리 적층하여 광학 부재로 한 것은 품질의 안정성이나 조립 작업성 등이 우수하여 액정 표시 장치 등의 제조 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 또한 적층에는 점착층 등의 적당한 접착 수단을 이용할 수 있다.

본 발명에 의한 편광판이나 광학 부재에는 액정 셀 등의 다른 부재와 접착하기 위한 점착층을 설치할 수도 있다. 그 점착층은 아크릴계 등의 종래에 준한 적당한 점착제로 형성할 수 있다. 특히, 흡습에 의한 발포 현상이나 박리 현상의 방지, 열팽창차 등에 의한 광학 특성의 저하나 액정 셀의 휨 방지, 나아가서는 고품질로 내구성이 우수한 액정 표시 장치의 형성성 등의 점에서, 흡습율이 낮고 내구성이 우수한 점착성인 것이 바람직하다. 또 미립자를 함유하여 광 확산성을 나타내는 점착성 등으로 할 수도 있다. 점착층은 필요에 따라서 필요한 면에 설치하면 좋고, 예를 들면, 본 발명의 편광자와 보호층으로 이루어지는 편광판의 보호층에 대해서 언급하면, 필요에 따라서 보호층의 한쪽면 또는 양면에 점착층을 설치하면 좋다.

편광판이나 광학부재에 설치한 점착층이 표면에 노출되는 경우에는, 그 점착층을 실용으로 제공될 때까지의 사이, 오염 방지 등을 목적으로 세퍼레이터로 가착 커버하는 것이 바람직하다. 세퍼레이터는 상기한 투명 보호 필름 등에 준한 적당한박엽체(薄葉體)로, 필요에 따라서 실리콘계나 장쇄 알킬계, 플루오르계나 황화 몰리브덴 등의 적당한 박리제에 의한 박리 코트를 설치하는 방식 등에 의해 형성할 수 있다.

또한 상기의 편광판이나 광학부재를 형성하는 편광 필름이나 투명 보호 필름, 광학층이나 점착층 등의 각 층은 예를 들면 살리실산 에스테르게 화합물이나 벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물이나 시아노아크릴레이트계 화합물, 니켈 착염계 화합물 등의 자외선 흡수제로 처리하는 방식 등의 적당한 방식에 의해 자외선 흡수능력을 갖게 한 것 등이어도 좋다.

본 발명에 의함 편광판은 액정 표시 장치 등의 각종 장치의 형성 등에 바람직하게 이용할 수 있다. 액정 표시 장치는 본 발명에 의한 편광판을 액정 셀의 한쪽측 또는 양측에 배치하여 이루어지는 투과형이나 반사형, 혹은 투과·반사 겸용형 등의 종래에 준한 적당한 구조를 갖는 것으로서 형성할 수 있다. 따라서 액정 표시 장치를 형성하는 액정 셀은 임의로, 예를 들면 박막 트랜지스터형으로 대표되는 액티브 매트릭스 구동형의 것, 트위스트 네마틱형이나 슈퍼 트위스트 네마틱형으로 대표되는 단순 매트릭스 구동형의 것 등의 적당한 타입의 액정 셀을 이용한 것으로 좋다.

또 액정 셀의 양측에 편광판이나 광학부재를 설치하는 경우, 이들은 동일한 것이어도 좋고, 다른 것이어도 좋다. 또한 액정 표시 장치의 형성시에는 예를 들면, 프리즘 어레이 시트나 렌즈 어레이 시트, 광 확산판이나 백라이트 등의 적당한 품질을 적당한 위치에 1층 또는 2층 이상 배치할 수 있다.

본 발명의 편광판은 고휘도의 모니터용 등의 LCD에서도 편광판 기인의 얼룩이 보이지 않게 된다.

<실시예>

이하 본 실시예를 이용하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.

(비교예 1)

큐라레제 PVA(9×75RS)를 이용하여 염색조(요오드 및 KI 함유의 수용액)로 3.2배 연신하면서 염색하고 그 후, 붕산이 함유된 가교조로 1.9배 연신(토탈 연신 배율 6.08배)을 행하고 그 후, 50℃의 건조기로 건조하여 편광자를 제작하였다. 그 후, TAC(트리아세틸셀룰로오스) 필름과 PVA계 접착제를 이용하여 부착하고, 시감도 보정 투과율 44.13%로 편광도 99.94%의 편광판을 얻었다.

(비교예 2)

큐라레제 PVA(9×75RS)를 이용하여 염색조(요오드 및 KI 함유의 수용액)로 3배 연신하면서 염색하고, 그 후, 붕산이 함유된 가교조 1배스째에서 1.5배 연신을 행하고, 또한 붕산 함유의 가교조 2배스째에서 1.34배 연신(토탈 연신 배율 6.03배)하고, 그 후, 50℃의 건조기로 건조하여 편광자를 제작하였다. 그 후, TAC(트리아세틸셀룰로오스) 필름과 PVA계 접착제를 이용하여 부착하고, 시감도 보정 투과율 34.35%로 편광도 99.97%의 편광판을 얻었다.

(실시예 1)

큐라레제 PVA(9×75RS)를 이용하여 염색조(요오드 및 KI 함유의 수용액)로 3.2배 연신하면서 염색하고 그 후, 붕산이 함유된 가교조 1배스째에서 1.2배 연신을 행하고, 또한 붕산 함유의 가교조 2배스째에서 1.7배 연신(토탈 연신 배율 6.5배)하고,그 후, 50℃의 건조기로 건조하여 편광자를 제작하였다. 그 후, TAC(트리아세틸셀룰로오스) 필름과 PVA계 접착제를 이용하여 부착하고, 시감도 보정 투과율 43.25%로 편광도 99.98%의 편광판을 얻었다.

(실시예 2)

큐라레제 PVA(9×75RS)를 이용하여 염색조(요오드 및 KI 함유의 수용액)로 3배 연신하면서 염색하고 그 후, 붕산이 함유된 가교조 1배스째에서 1.4배 연신을 행하고, 또한 붕산 함유의 가교조 2배스째에서 1.6배 연신(토탈 연신 배율 6.72배)하고, 그 후, 50℃의 건조기로 건조하여 편광자를 제작하였다. 그 후, TAC(트리아세틸셀룰로오스) 필름과 PVA계 접착제를 이용하여 부착하고, 시감도 보정 투과율 43.35%로 편광도 99.99%의 편광판을 얻었다.

또한, 편광판의 투과율의 측정은 (무라카미 색채 기술 연구소)제 적분구식 분광 투과율 측정기 DO-3으로 측정하였다.

(편광판의 얼룩의 평가방법 1)

암실에서 조도 33000Lux의 백라이트 상에 평가하는 2장의 편광판을 편광 축이 직교 상태가 되도록 하는 것에 있어서, 편광 축과 직교 방향으로 줄무늬상의 얼룩이 눈으로 보이는지를 확인하였다.

(편광판의 얼룩의 평가방법 2)

암실에서 조도 33000Lux의 백라이트 상에 2장의 편광판을 편광 축이 평행하게 되도록 배치하고, 그 2장의 편광판의 사이에 평가하는 편광판을 직교 상태가 되도록 하는 것에 있어서, 평가하는 편광판의 편광 축과 수직 방향으로 얼룩이 보이는지를 확인하였다.

(편광판의 얼룩의 평가방법 3)

시판품의 18.1인치의 LCS 모니터(300 칸델라)의 액정 셀로 부착되어 있는 상하의 편광판을 떼어내고, 평가하는 편광판을 점착제를 이용하여 부착한 후, 모니터의 표시를 흑색 표시로 하고, 모니터를 보는 시각을 바꾸어 편광판의 편광 축과 수직 방향으로 줄무늬상의 얼룩이 보이는지를 확인하였다.

(평가 결과)

표 1 내지 4의 “얼룩의 평가 결과”를 봐도 명확하게 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1,2 는 얼룩이 보이지 않는 양호한 편광판을 얻을 수 있었다.

즉, 붕산이 함유된 1배스째와 2배스째의 연신 배율과, 토탈 연신 배율의 상승의 조합으로 제작하여 편광도를 99.98 이상으로 함으로써, 얼룩이 보이지 않는 양호한 편광판을 얻을 수 있었다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 편광판은 폴리비닐알콜(PVA) 필름을 염색하고, 가교하여 제조되는 편광판에 있어서, 1장의 편광판의 광의 투과율(단체 투과율)과, 2장의 편광판의 편광하는 축(편광 축)을 직교로 하였을 때의 광의 투과율(직교 투과율)로부터 산출되는 다음 식을 모두 만족함으로써, 표시 얼룩이 개선된 LCD에 사용하는 편광판 및 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

파장 440㎚의 (단체 투과율)/(직교 투과율)>600

파장 550㎚의 (단체 투과율)/(직교 투과율)>3000

파장 610㎚의 (단체 투과율)/(직교 투과율)>11000

Claims (13)

1. 폴리비닐알콜(PVA) 필름을 염색하고, 가교하여 제조되는 편광판에 있어서,

   1장의 편광판의 광의 투과율(단체 투과율)과, 2장의 편광판의 편광하는 축(편광 축)을 직교로 하였을 때의 광의 투과율(직교 투과율)로부터 산출되는 다음의 식을 모두 만족하는 것을 특징으로 하는 편광판.

   파장 440㎚의 (단체 투과율)/(직교 투과율)>600

   파장 550㎚의 (단체 투과율)/(직교 투과율)>3000

   파장 610㎚의 (단체 투과율)/(직교 투과율)>11000
2. 제 1항에 있어서,

   2장의 편광판이 편광하는 축(편광 축)을 평행하게 하였을 때의 광의 투과율(평행 투과율)과, 2장의 편광판이 편광하는 축(편광 축)을 직교로 하였을 때의 광의 투과율(직교 투과율)로부터 산출되는 다음의 식을 모두 만족하는 것을 특징으로 하는 편광판.

   파장 440㎚의 (평행 투과율)/(직교 투과율)>700

   파장 550㎚의 (평행 투과율)/(직교 투과율)>3000

   파장 610㎚의 (평행 투과율)/(직교 투과율)>11000
3. 제 1항에 있어서,

   시감도 보정 투과율(Y)이 42.5% 이상인 것을 특징으로 하는 편광판(단, 표준광은 C 광원으로, 시감도 보정(700∼400㎚ : 10㎚마다)을 사용).
4. 제 3항에 있어서,

   상기 투과율(Y)이 43.0% 이상 44.0% 이하인 것을 특징으로 하는 편광판.
5. 제 1항에 있어서,

   편광도가 99.98% 이상인 것을 특징으로 하는 편광판.
6. 제 1항에 있어서,

   폴리비닐알콜(PVA) 필름을 이색성을 갖는 요오드 또는 이색성 염료를 포함하는 염색조로 염색하고, 가교제를 포함하는 2배스 이상의 가교조로 가교하는 동시에, 상기 각 공정에서 연신하고,

   1배스째의 가교조에서의 연신 배율을 1배 이상 4배 이하,

   2배스째의 가교조에서의 연신 배율을 상기 1배스째에서의 연신 배율보다도 높은 연신 배율로 연신하여 제조되는 것을 특징으로 하는 편광판.
7. 제 6항에 있어서,

   폴리비닐알콜(PVA) 필름의 토탈 연신 배율이 5∼7배인 것을 특징으로 하는 편광판.
8. 제 1항에 기재된 편광판에 반사판을 부착한 것을 특징으로 하는 반사형 편광판.
9. 제 1항에 기재된 편광판에 반투과 반사판을 부착한 것을 특징으로 하는 반투과 반사판형 편광판.
10. 제 1항에 기재된 편광판에 위상차판 또는 λ판을 부착한 것을 특징으로 하는 타원 또는 원 편광판.
11. 제 1항에 기재된 편광판에 시각 보상 필름을 부착한 것을 특징으로 하는 편광판.
12. 제 1항에 기재된 편광판에 접착제 또는 점착제를 이용하여 휘도 향상 필름을 부착한 것을 특징으로 하는 편광판.
13. 제 1항에 기재된 편광판을 액정 셀의 적어도 한쪽측에 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.