KR20070015452A - 편광자 보호 필름, 편광판 및 화상 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 편광자 보호 필름은, 투습도가 100 g/㎡/24h 이하인 열가소성 수지층에 접착 수지층을 사이에 두고 스티렌계 모노머를 모노머 단위로서 함유하는 공중합체로 이루어지는 수지층이 적층되어 이루어진다. 이러한 편광자 보호 필름은 이것을 접착층을 통하여 편광자와 접합한 편광판을 제작함에 있어서, 편광자와 보호 필름의 접착성이 양호하고 또한 편광 특성이 뛰어난 편광판을 제작할 수 있다.

편광자 보호 필름, 편광판, 화상 표시 장치

Description

편광자 보호 필름, 편광판 및 화상 표시 장치 {POLARIZER PROTECTING FILM, POLARIZING PLATE AND IMAGE DISPLAY}

본 발명은 편광자 보호 필름, 그것을 이용한 편광판에 관한 것이다. 당해 편광판은 이 단독으로 또는 이것을 적층한 광학 필름으로서 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치, PDP 등의 화상 표시 장치를 형성할 수 있다.

액정 표시 장치 등에는 그 화상 형성 방식으로부터 액정 패널 표면을 형성하는 글래스 기판의 양측에 편광판을 배치하는 것이 필요 불가결하다. 편광판은 일반적으로는, 폴리비닐알코올계 필름과 요오드 등의 이색성 재료로 이루어지는 편광자의 양면에 트리아세틸셀룰로오스 등을 이용한 보호 필름을 폴리비닐알코올계 접착제에 의해 접합한 것이 이용되고 있다.

그러나, 트리아세틸셀룰로오스는 내습열성이 충분하지 않고 트리아세틸셀룰로오스 필름을 보호 필름으로서 이용한 편광판을 고온 또는 고습 하에 있어서 사용하면, 편광도나 색상 등의 편광판의 성능이 저하된다는 결점이 있었다. 또한, 트리아세틸셀룰로오스 필름은 경사 방향의 입사광에 대하여 위상차를 일으킨다. 이러한 위상차는 최근, 액정 디스플레이의 대형화가 진행함에 따라 현저히 시야각 특성에 영향을 미친다.

상기의 문제를 해결하기 위해서, 보호 필름의 재료로서 트리아세틸셀룰로오스 대신에 환상 올레핀계 수지가 제안되어 있다. 환상 올레핀계 수지는 투습성이 낮고 또한 경사 방향의 위상차가 거의 없다. 그러나, 폴리비닐알코올계 접착제는 트리아세틸셀룰로오스 필름과 폴리비닐알코올계 편광자와의 접착에는 뛰어나지만, 환상 올레핀계 수지 필름과 폴리비닐알코올계 편광자와의 접착성이 부족하다.

따라서, 환상 올레핀계 수지 필름과 폴리비닐알코올계 편광자를 접착하는 방법으로서, 아크릴계 점착제층을 사이에 두고 접착하는 방법이 제안되어 있다 (특허문헌 1 참조). 그러나, 이 방법은 가열 압착이 필요하고, 가열 시간도 길기 때문에 폴리비닐알코올계 편광자가 변색되고, 편광판의 편광도가 현저히 저하된다는 문제점이 있었다. 또한, 장시간의 가열이 필요하기 때문에 생산 효율이 낮고, 필름이 변형된다는 문제점이 있다.

또한, 보호 필름으로서 스티렌류, 비닐에스테르류, 무수말레산류, 아크릴산에스테르류 또는 메타크릴산류 에스테르류의 중합체 등에 의해 형성한 층을 갖는 것이 제안되어 있다 (특허문헌 2 및 특허문헌 3 참조). 상기 보호 필름으로서는, 상기 중합체 등에 의해 형성한 층의 측에, 다시 폴리비닐알코올계 수지층을 적층한 것이 제안되어 있다. 또한, 당해 폴리비닐알코올계 수지층에 폴리비닐알코올계 편광자를 접착한 편광판이 개시되어 있다. 그러나, 이 방법은 보호 필름과 폴리비닐알코올계 편광자를 접착했을 때에, 들뜸이나 줄무늬 등이 발생하여, 외관이 안정되지 않고 편광 특성이 충분하지 않으며, 또한 생산성이 부족하다는 문 제점이 있다.

또한 보호 필름으로서, 열가소성 포화 노르보넨계 필름에, 폴리우레탄 수지층 및 폴리비닐알코올계 수지층을 갖는 것이 제안되어 있다 (특허문헌 4 참조). 또한, 당해 폴리비닐알코올계 수지층에 폴리비닐알코올계 편광자를 접착한 편광판이 개시되어 있다. 그러나, 이 방법도 보호 필름과 폴리비닐알코올계 편광자를 접착했을 때에, 들뜸이나 줄무늬 등이 발생하여 외관이 안정되지 않고 편광 특성이 충분하지 않으며, 또한 생산성이 부족하다는 문제점이 있었다.

특허문헌 1 : 일본 공개특허공보 평 5-212828 호

특허문헌 2 : 일본 공개특허공보 평 9-197128 호

특허문헌 3 : 일본 공개특허공보 평 9-281333 호

특허문헌 4 : 일본 공개특허공보 2001-174637 호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명은 투습도가 100 g/㎡/24h 이하인 열가소성 수지를 함유하는 편광자 보호 필름으로서, 이것을 접착층을 사이에 두고 편광자와 접합한 편광판을 제작함에 있어서, 편광자와 보호 필름의 접착성이 양호하고, 또한 편광 특성이 뛰어난 편광판을 제작할 수 있는 편광자 보호 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 당해 편광자 보호 필름을 접착층을 사이에 두고 편광자와 접합한 편광판을 제공하는 것, 나아가서는 당해 편광판을 이용한 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 이하에 나타내는 편광자 보호 필름에 의해 상기 목적에 달성할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 투습도가 100 g/㎡/24h 이하인 열가소성 수지층에 접착 수지층을 사이에 두고 스티렌계 모노머를 모노머 단위로서 함유하는 공중합체로 이루어지는 수지층이 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 편광자 보호 필름에 관한 것이다.

상기 본 발명의 보호 필름은 투습도가 100 g/㎡/24h 이하인 열가소성 수지를 함유하여 이루어진다. 투습도가 100 g/㎡/24h 이하인 열가소성 수지를 함유하는 보호 필름은 고온도 하 또는 고습도 하에 있어서 내구성이 좋고 내습열성이 좋은 편광판을 얻을 수 있다. 또한 상기 보호 필름은 편광자와 접합하는 측에 상기 공중합체 수지층을 갖고 있기 때문에, 보호 필름의 재료가 투습도가 100 g/㎡/24h 이하인 열가소성 수지인 경우에도, 편광자와 보호 필름을 강고히 접착할 수 있다. 또한 얻어지는 편광판에는 들뜸이나 줄무늬 등이 보이지 않고, 양호한 외관을 갖고 있어 편광 특성도 양호하다. 이와 같이 안정되고 양호한 외관의 편광판을 얻을 수 있기 때문에 생산성도 좋다.

상기 보호 필름은 상기 열가소성 수지층에 접착 수지층을 사이에 두고 상기 공중합체 수지층이 적층되어 있다. 상기 열가소성 수지층과 상기 공중합체 수지층 사이에 접착 수지층을 설치한 경우에는, 열가소성 수지층과 공중합체 수지층의 접착성을 향상시킬 수 있다.

상기 보호 필름에 있어서, 스티렌계 모노머를 모노머 단위로서 함유하는 공중합체는 스티렌계 모노머 및 올레핀계 모노머를 모노머 단위로서 함유하는 공중합체가 바람직하다.

상기 보호 필름에 이용하는 열가소성 수지로서는, 환상 올레핀계 수지가 바람직하다. 환상 올레핀계 수지는 특히 내습열성이 양호하다.

상기 보호 필름에 있어서, 접착 수지층은 불포화 카르복실산 또는 그 유도체에 의해 변성된 폴리올레핀 수지로 이루어지는 것을 적합하게 적용할 수 있다. 접착 수지층이 불포화 카르복실산 또는 그 유도체에 의해 변성된 폴리올레핀 수지로 이루어지는 것인 경우, 상기 열가소성 수지층과 상기 공중합체 수지층이 특히 강고하게 접착된 보호 필름이 얻어진다.

상기 보호 필름은 각 층을 형성하는 수지가 공압출 성형되어 제작된 것이 바람직하다. 공압출 성형에 의해 층간의 접착성이 양호한 보호 필름을 생산성 좋게 제조할 수 있다.

상기 보호 필름은 상기 공중합체 수지층측의 면이 코로나 처리되어 있는 것이 바람직하다. 코로나 처리에 의해 수지층 표면을 활성화하고, 편광자와 접합할 때의 접착층과 보호 필름과의 접착성을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명은 상기 보호 필름이, 편광자의 적어도 한 쪽의 면에 접착층을 사이에 두고 상기 공중합체 수지층측의 면이 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 편광판에 관한 것이다.

상기 편광판은 접착층이 폴리비닐알코올계 접착제에 의해 형성된 것인 경우에 적합하게 적용할 수 있다.

상기 편광판은 편광자가 폴리비닐알코올계 편광자인 경우에 적합하게 적용할 수 있다.

또한 본 발명은 상기 편광판이 사용되고 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명의 편광판의 일례이다.

도 2 는 본 발명의 편광판의 일례이다.

도 3 은 본 발명의 편광판의 일례이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 편광자

2 : 접착층

3, 3' : 보호 필름

a : 열가소성 수지층

b : 공중합체 수지층

c : 접착 수지층

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

도 1 내지 도 3 에, 투습도가 100 g/㎡/24h 이하인 열가소성 수지층 (a) 에, 접착 수지층 (c) 을 사이에 두고 스티렌계 모노머를 모노머 단위로서 함유하는 공중합체로 이루어지는 수지층 (b) 이 적층되어 이루어지는 본 발명의 편광자 보호 필름 (3) 을, 편광자 (1) 의 적어도 한 쪽의 면에 접착제에 의해 형성된 접착층 (2) 을 사이에 두고 설치한 편광판을 나타낸다. 보호 필름 (3) 은 편광자 (1) 측에 공중합체 수지층 (b) 을 갖는다. 보호 필름 (3) 은 편광자 (1) 의 적어도 한 쪽의 면에 설치되어 있으면 좋다. 도 1 은 편광자 (1) 의 한 면에만 보호 필름 (3) 이 설치되는 경우의 예이다. 편광자 (1) 의 양면에 보호 필름 (3) 을 설치하는 경우, 양면의 보호 필름 (3) 은 열가소성 수지층 (a) 및 공중합체 수지층 (b) 을 갖지만, 접착 수지층 (c) 은 한 면 또는 양면의 보호 필름 (3) 을 갖고 있어도 좋고, 또한 갖고 있지 않아도 좋다. 도 2 는 편광자 (1) 의 양면에 접착 수지층 (c) 을 갖는 보호 필름 (3) 이 설치되어 있는 예이다. 도 3 은 편광자 (1) 의 한 면에 보호 필름 (3) 이 설치되어 있고, 편광자 (1) 의 다른 한 쪽의 한 면에는 보호 필름 (3) 또는 보호 필름 (3) 이외의 보호 필름 (3') 이 접착층 (2) 을 사이에 두고 설치되어 있는 경우의 예이다.

편광자 (1) 는 특별히 한정되지 않고, 각종의 것을 사용할 수 있다. 편광자로서는 예를 들면, 폴리비닐알코올계 필름, 부분 포르말화 폴리비닐알코올계 필름, 에틸렌·아세트산 비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드나 이색성 염료의 이색성 물질을 흡착시켜 일축 연신한 것, 폴리비닐알코올의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 폴리비닐알코올계 필름과 요오드 등의 이색 성 물질로 이루어지는 편광자가 바람직하다. 이들의 편광자의 두께는 특별히 제한되지 않고, 일반적으로 5∼80 ㎛ 정도이다.

폴리비닐알코올계 필름을 요오드로 염색하여 일축 연신한 편광자는, 예를 들어 폴리비닐알코올을 요오드의 수용액에 침지함으로써 염색하고, 원래 길이의 3∼7 배로 연신함으로써 작성할 수 있다. 필요에 따라서 붕산이나 황산아연, 염화아연 등을 포함하고 있어도 좋은 요오드화칼륨 등의 수용액에 침지할 수도 있다. 또한, 필요에 따라 염색 전에 폴리비닐알코올계 필름을 물에 침지하여 수세해도 좋다. 폴리비닐알코올계 필름을 수세함으로써 폴리비닐알코올계 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있는 것 외에, 폴리비닐알코올계 필름을 팽윤시킴으로써 염색의 얼룩짐 등의 불균일을 방지하는 효과도 있다. 연신은 요오드로 염색한 후에 행해도 좋고, 염색하면서 연신해도 좋고, 또한 연신하고 나서 요오드로 염색해도 좋다. 붕산이나 요오드화칼륨 등의 수용액이나 수욕 중에서도 연신할 수 있다. 연신법은 특별히 제한되지 않고, 습식, 건식의 어느 쪽의 방법도 채용할 수 있다.

상기 보호 필름 (3) 의 열가소성 수지층 (a) 을 형성하는 열가소성 수지로서는, 예를 들어 폴리카보네이트계 폴리머; 알릴레이트계 폴리머; 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 폴리머; 나일론이나 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 폴리머; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌·프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀계 폴리머, 시클로계 내지는 노르보넨 구조를 갖는 환상 올레핀계 수지, 또는 이들의 혼합체를 이용할 수 있다.

또한, 일본 공개특허공보 2001-343529 호 (WO01/37007) 에 기재된 폴리머 필름, 예를 들어 (A) 측쇄에 치환 및/또는 비치환 이미드기를 갖는 열가소성 수지와, (B) 측쇄에 치환 및/또는 비치환 페닐 및 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 함유하는 수지 조성물을 들 수 있다. 구체예로서는 이소부틸렌과 N-메틸말레이미드로 이루어지는 교대 공중합체와 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체를 함유하는 수지 조성물의 필름을 들 수 있다. 필름은 수지 조성물의 혼합 압출품 등으로 이루어지는 필름을 이용할 수 있다.

상기 열가소성 수지 (a) 중에서도, 환상 올레핀계 수지가 바람직하다. 환상 올레핀계 수지는 일반적인 총칭이고, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평 3-14882 호, 일본 공개특허공보 평 3-122137 호 등에 기재되어 있다. 구체적으로는 환상 올레핀의 개환 중합체, 환상 올레핀의 부가 중합체, 환상 올레핀과 에틸렌, 프로필렌 등의 α-올레핀과의 랜덤 공중합체, 또한 이들을 불포화카르복실산이나 그 유도체 등으로 변성한 그라프트 변성체 등을 예시할 수 있다. 나아가서, 이들의 수소화물을 들 수 있다. 환상 올레핀은 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어, 노르보넨, 테트라시클로도데센이나 그들의 유도체를 예시할 수 있다. 상품으로서는, 니혼 제온(주) 제조의 제오넥스, 제오노아, JSR(주) 제조의 아톤, TICONA 사 제조의 토파스 등을 들 수 있다.

열가소성 수지층 (a) 의 두께는, 일반적으로는 500 ㎛ 이하이고, 1∼300 ㎛이 바람직하다. 특히 5∼200 ㎛ 로 하는 것이 바람직하다. 열가소성 수지층 (a) 의 투습도는 100 g/㎡/24h 이하이다. 투습도가 100 g/㎡/24h 를 넘으 면, 열가소성 수지층 (a) 의 치수 변화가 커져 실용적이지 않다.

상기 보호 필름 (3) 의 편광자 (1) 를 접착시키는 면에는 편광자 (1) 와의 접착성을 향상시키기 위해서 스티렌계 모노머를 모노머 단위로서 함유하는 공중합체, 바람직하게는 스티렌계 모노머 및 올레핀계 모노머를 모노머 단위로서 함유하는 공중합체를 함유하는 공중합체 수지층 (b) 이 설치되어 있다. 공중합체 수지층 (b) 은, 예를 들어, 방향족 비닐화합물 중합체 블록과 공역 디엔계 화합물 중합체 블록을 갖는 블록 공중합체 및/또는 그 수첨가물에 의해 형성된다. 상기 블록 공중합체는 스티렌 중합체 블록과 이소프렌이나 부타디엔 등의 공역 디엔계 중합체 블록 또는 그 수소 첨가물을 갖는다.

상기 블록 공중합체로서는, 예를 들어, 스티렌·부타디엔 (SB), 스티렌 이소프렌 (SI) 등의 스티렌-디엔계 AB 형 블록 공중합체 (디블록 공중합체); 스티렌·부타디엔·스티렌 (SBS), 스티렌·이소프렌·스티렌 (SIS) 등의 스티렌계 ABA 형 블록 공중합체 (트리 블록 공중합체); 스티렌·부타디엔·스티렌·부타디엔 (SBSB), 스티렌·이소프렌·스티렌·이소프렌 (SISI) 등의 스티렌계 ABAB 형 블록 공중합체 (테트라 블록 공중합체); 스티렌·부타디엔·스티렌·부타디엔·스티렌 (SBSBS), 스티렌·이소프렌·스티렌·이소프렌·스티렌 (SISIS) 등의 스티렌계 ABABA 형 블록 공중합체 (펜타 블록 공중합체), 나아가서 그 이상의 AB 반복 단위를 갖는 스티렌-디엔계 멀티 블록 공중합체를 들 수 있다. 시판품으로서는, 클리어레진 시리즈 (덴키가가꾸 고교 (주) 제조) 등을 들 수 있다.

상기 블록 공중합체로서는, 에틸렌성 2 중 결합을 수첨가한 수첨가물을 이용 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 스티렌·에틸렌-부틸렌 공중합체 (SEB), 스티렌·에틸렌-프로필렌 공중합체 (SEP), 스티렌·에틸렌-부틸렌 공중합체·스티렌 (SEBS), 스티렌·에틸렌-프로필렌 공중합체·스티렌 (SEPS), 스티렌·에틸렌-부틸렌 공중합체·스티렌·에틸렌-부틸렌 공중합체 (SEBSEB) 등을 들 수 있다. 상기 블록 공중합체의 수첨가물의 시판품으로서는, 터프텍 H 시리즈 (아사히가세이 (주) 제조), 크레이톤 G 시리즈 (쉘 재팬 (주) 제조), 세프톤 시리즈 ((주) 쿠라레 제조)를 들 수 있다.

또한 상기 블록 공중합체 및/또는 그 수첨가물은, 관능기 (a) 를 갖는 것을 이용할 수 있다. 관능기 (a) 로서는, 카르복실기 또는 그 유도체를 들 수 있다. 카르복실기 등은 예를 들어, 말레산 등을 부가함으로써 도입할 수 있다. 카르복실기 또는 그 유도체를 갖는 블록 공중합체의 수첨가물의 시판품으로서는, 터프텍 M 시리즈 (아사히가세이 (주) 제조), 크레이톤 FG1901X (쉘 재팬 (주) 제조) 등을 들 수 있다. 또한, 관능기 (a) 로서는 에폭시기를 들 수 있다. 에폭시기는 글리시딜 (메타) 아크릴레이트를 그라프트 중합시킴으로써 도입할 수 있다.

공중합체 수지층 (b) 의 건조 두께는 편광자 (1) 와의 접착성 및 보호 필름 (3) 의 두께를 양호하게 유지하는 점에서 0.01∼50 ㎛ 정도가 바람직하다. 나아가서 0.1∼10 ㎛ 가 바람직하다.

한편, 공중합체 수지층 (b) 에서의 접착층 (2) 측의 면은, 플라즈마 처리, 코로나 처리 등의 드라이 처리를 실시할 수 있다. 드라이 처리는, 공지의 기술 로 실시할 수 있다. 특히 코로나 처리가 바람직하다.

또한, 열가소성 수지층 (a) 과 공중합체 수지층 (b) 사이에는, 접착 수지층 (c) 을 설치하는 것이 바람직하다. 접착 수지층 (c) 은 열가소성 수지층 (a) 및 공중합체 수지층 (b) 과 양호하게 밀착하는 것이 바람직하다. 접착 수지층 (c) 을 형성하는 수지로서는, 바람직하게는 불포화카르복실산 혹은 그 유도체에 의해 변성된, 폴리올레핀 수지, 불포화폴리올레핀 등의 저결정성 연질 공중합체, 불포화폴리올레핀 등의 비결정성 연질 공중합체, 및 에틸렌·아크릴산 에스테르·무수말레산 3 원 공중합체 또는 이들을 포함하는 접착성 수지 조성물 등을 이용할 수 있다.

접착 수지로서 바람직하게 이용되는 불포화카르복실산 또는 그 유도체에 의해 변성된 폴리올레핀 수지에 관해서 상세히 설명한다.

불포화카르복실산 혹은 그 유도체에 의해 변성된 폴리올레핀 수지를 형성할 때에 이용되는 올레핀은, 구체적으로는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-테트라데센, 1-옥타데센 등을 들 수 있다. 본 발명에서는, 이들 올레핀을 1 종 또는 2 종 이상 조합하여 이용할 수 있다. 불포화카르복실산 또는 그 유도체로서는 아크릴산, 말레산, 푸마르산, 테트라-히드로프탈산, 이타콘산, 시트라콘산, 이소크로톤산, 나딕산 등의 불포화카르복실산을 들 수 있고, 또한 그 유도체인 염화말레닐, 말레이미드, 무수말레산, 무수시트라콘산, 말레산모노메틸, 글리시딜말레에이트 등이어도 좋다. 이들 중에서는 불포화디카르복실산 또는 그 산무수물이 바람직하고, 특히 말레산, 나딕산 또는 이들의 산 무수물이 바람직하다.

접착 수지층 (c) 을 형성하는 수지로서는 무수말레산 변성 폴리올레핀 수지 (상품명「아드마」: 미쓰이가가꾸 (주) 제조, 「모디크」: 미쓰비시가가꾸 (주) 제조 등), 에틸렌·아크릴산 에스테르·무수말레산 3 원 공중합체 (상품명「본다인」: 미쓰이스미토모 폴리올레핀 (주) 제조 등) 이 시판되고 있다.

접착 수지층 (c) 의 건조 두께는 열가소성 수지층 (a) 및 공중합체 수지층 (b) 과의 접착성 및 보호 필름 (3) 의 두께를 양호하게 유지하는 점에서 0.01∼5O ㎛ 정도가 바람직하다. 나아가서 O.1∼1O ㎛ 가 바람직하다.

상기 공중합체 수지층 (b), 접착 수지층 (c) 을 형성하는 수지에는, 실란커플링제나 티탄커플링제 등의 커플링제, 그 커플링제를 효율적으로 반응시키기 위한 티탄계, 주석계 등의 촉매를 첨가할 수 있다. 이에 따라 편광자 (1) 와 보호 필름 (3) 의 접착력을 보다 강고하게 할 수 있다. 또한 상기 공중합체 수지층 (b), 접착 수지층 (c) 에는 다른 첨가제를 가해도 좋다. 구체적으로는, 나아가서 테르펜 수지, 페놀 수지, 테르펜-페놀 수지, 로진 수지, 자일렌 수지 등의 점착 부여제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 내열 안정제 등의 안정제 등을 이용해도 좋다.

상기 공중합체 수지층 (b), 또는 추가로 접착 수지층 (c) 을, 열가소성 수지층 (a) 에 적층한 보호 필름 (3) 을 제작하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 열가소성 수지층 (a) 의 형성과 동시에 또는 순차로 압출에 의해 제작하는 방법, 열가소성 수지층 (a) 에 공지의 기술에 의해 수지 용액을 도공 (塗工), 건조 하여 형성하는 방법, 용융 도공하는 방법 등을 채용할 수 있다. 바람직하게는, 열가소성 수지층 (a) 과 공중합체 수지층 (b), 또는 추가로 접착 수지층 (c) 을 동시에 형성되는 공압출 성형이 생산성 및 층의 접착성이 양호하기 때문에 바람직하다.

공압출 성형법은 드라이 라미네이션법과 같이, 가공시에 사용되는 접착제 중의 용매, 예를 들어 드라이 라미네이션용 접착제 중의 유기 용제를 건조, 비산 (飛散) 시킬 필요가 없고, 용매 건조 공정이 불필요하여 생산성이 뛰어나다. 구체적으로는 T 다이에 연결하는 2 대의 압출기 중 1 대에 열가소성 수지를, 다른 1 대의 압출기에 공중합체 수지를 각각 공급하여 용융 혼련 후, 압출, 수냉하여 꺼내고, 적층 필름을 성형하는 방법을 예시할 수 있다. 또한, 또 다른 1 대의 압출기를 이용하여, 접착 수지를 공급함으로써, 열가소성 수지층과 공중합체 수지층 사이에 공압출함으로써 접착층을 포함하는 적층 필름의 성형이 가능하다. 각 수지층의 용융에 이용하는 압출기의 스크류 타입은 단축 또는 2 축이어도 좋고, 각 수지에 최적인 가소제 또는 산화 방지제 등의 첨가제를 첨가해도 좋다.

상기 보호 필름 (3) 이외의 보호 필름 (3') 의 재료로서는, 디아세틸셀룰로오스나 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 폴리머, 폴리스티렌이나 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체 (AS 수지) 등의 스티렌계 폴리머 등을 들 수 있다. 또한, 술폰계 폴리머, 폴리에테르술폰계 폴리머, 폴리에테르에테르케톤계 폴리머, 폴리페닐렌술파이드계 폴리머, 비닐알코올계 폴리머, 염화비닐리덴계 폴리머, 비닐부티랄계 폴리머, 폴리옥시메틸렌 계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 또는 상기 폴리머의 블렌드물 등도 상기 보호 필름을 형성하는 폴리머의 예로서 들 수 있다. 아크릴계나 우레탄계, 아크릴 우레탄계나 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화형 내지 자외선 경화형 수지 등을 필름화한 것 등을 들 수 있다.

보호 필름 (3') 의 두께는, 일반적으로 500 ㎛ 이하이고, 1∼300 ㎛ 가 바람직하다. 특히 5∼200 ㎛ 로 하는 것이 바람직하다.

상기 보호 필름 (3, 3') 의 편광자를 접착시키지 않은 면 (보호 필름 (3) 에서는 상기 공중합체 수지층 (b) 등을 설치하지 않은 면) 에는, 하드 코팅층, 반사 방지 처리, 스티킹 방지나 확산 내지 안티글레어를 목적으로 한 처리를 실시한 것이어도 좋다.

하드 코팅 처리는 편광판 표면의 스크래치 방지 등을 목적으로 실시되는 것으로, 예를 들어 아크릴계, 실리콘계 등의 적절한 자외선 경화형 수지에 의한 경도나 미끄러짐 특성 등이 뛰어난 경화 피막을 보호 필름의 표면에 부가하는 방식 등으로 형성할 수 있다. 반사 방지 처리는 편광판 표면에서의 외광의 반사 방지를 목적으로 실시되는 것으로, 종래에 준한 반사 방지막 등의 형성에 의해 달성할 수 있다. 또한, 스티킹 방지 처리는 인접층과의 밀착 방지를 목적으로 실시된다.

또한 안티글레어 처리는 편광판의 표면에서 외광이 반사하여 편광판 투과광의 시인을 저해하는 것의 방지 등을 목적으로 실시되는 것으로, 예를 들어 샌드 블래스트 방식이나 엠보스 가공 방식에 의해 조면화 방식이나 투명 미립자의 배합 방 식 등의 적절한 방식으로 보호 필름의 표면에 미세 요철 구조를 부여함으로써 형성할 수 있다. 상기 표면 미세 요철 구조의 형성에 함유시키는 미립자로서는, 예를 들어 평균 입경이 0.5∼20 ㎛ 인 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화주석, 산화인듐, 산화카드뮴, 산화안티몬 등으로 이루어지는 도전성인 것도 있는 무기계 미립자, 가교 또는 미가교의 폴리머 등으로 이루어지는 유기계 미립자 등의 투명 미립자가 이용된다. 표면 미세 요철 구조를 형성하는 경우, 미립자의 사용량은 표면 미세 요철 구조를 형성하는 투명 수지 100 중량부에 대하여 일반적으로 2∼70 중량부 정도이고, 5∼50 중량부가 바람직하다. 안티글레어층은 편광판 투과광을 확산하여 시각 등을 확대하기 위한 확산층 (시각 확대 기능 등) 을 겸하는 것이어도 좋다.

또한, 상기 반사 방지층, 스티킹 방지층, 확산층이나 안티글레어층 등은 보호 필름 그 자체에 설치할 수 있는 것 외에, 별도 광학층으로서 보호 필름과는 별개의 것으로서 설치할 수도 있다.

보호 필름 (3) 의 공중합체 수지층 (b) 과 편광자 (1) 는, 접착제층 (2) 을 이용하여 접합시킨다. 상기 접착제는 광학적으로 투명하면 특별히 제한되지 않고 용제계, 수계, 핫멜트계의 각종 형태의 것이 이용되지만 수계 접착제가 바람직하다. 접착제로서는 폴리비닐알코올계, 젤라틴계, 비닐계라텍스계, 폴리우레탄계, 이소시아네이트계, 폴리에스테르계, 에폭시계 등을 예시할 수 있다. 상기접착제에는 각종 가교제를 함유할 수 있다. 또한 상기 접착제에는, 촉매, 커플링제, 각종 점착 부여제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 내열 안정제, 내가수분해 안정제 등의 안정제 등을 배합할 수도 있다. 접착제의 고형분은 일반적으로 0.1∼20 중량% 로 이용된다.

상기 접착제 중에서도 폴리비닐알코올계 접착제가 바람직하다. 폴리비닐알코올계 접착제는 폴리비닐알코올계 수지와 가교제를 함유한다.

폴리비닐알코올계 수지는 폴리아세트산 비닐을 비누화하여 얻어진 폴리비닐알코올; 그 유도체; 또한 아세트산 비닐과 공중합성을 갖는 단량체와의 공중합체의 비누화물; 폴리비닐알코올을 아세탈화, 우레탄화, 에테르화, 그라프트화, 인산에스테르화 등을 한 변성 폴리비닐알코올을 들 수 있다. 상기 단량체로서는, (무수) 말레산, 푸마르산, 크로톤산, 이타콘산, (메타) 아크릴산 등의 불포화 카르복실산 및 그 에스테르류; 에틸렌, 프로필렌 등의 α-올레핀, (메타) 알릴술폰산 (소다), 술폰산소다 (모노알킬말레에이트), 디술폰산소다알킬말레에이트, N-메틸올아크릴아미드, 아크릴아미드알킬술폰산알칼리염, N-비닐피롤리돈, N-비닐피롤리돈 유도체 등을 들 수 있다. 이들 폴리비닐알코올계 수지는 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 병용할 수 있다.

상기 폴리비닐알코올계 수지는 특별히 한정되지 않고, 접착성의 점에서는 평균 중합도 100∼3000 정도, 바람직하게는 500∼3000, 평균 비누화도 85∼100 mol% 정도, 바람직하게는 90∼100 mol% 이다.

또한 폴리비닐알코올계 수지로서는, 아세토아세틸기를 갖는 폴리비닐알코올수지를 이용할 수 있다. 아세토아세틸기를 갖는 폴리비닐알코올 수지는, 반응성이 높은 관능기를 갖는 폴리비닐알코올계 접착제이고, 편광판의 내구성이 향상되 어 바람직하다.

아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지는 폴리비닐알코올계 수지와 디케텐을 공지 방법으로 반응하여 얻어진다. 예를 들어, 폴리비닐알코올계 수지를 아세트산 등의 용매 중에 분산시켜 두고, 이것에 디케텐을 첨가하는 방법, 폴리비닐알코올계 수지를 디메틸포름아미드 또는 디옥산 등의 용매에 미리 용해해 두고, 이것에 디케텐을 첨가하는 방법 등을 들 수 있다. 또한 폴리비닐알코올에 디케텐 가스 또는 액상 디케텐을 직접 접촉시키는 방법을 들 수 있다.

아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지의 아세토아세틸기 변성도는 0.1 mol% 이상이면 특별히 제한은 없다. 0.1 mol% 미만에서는 접착제층의 내수성이 불충분하고 부적당하다. 아세토아세틸기 변성도는 바람직하게는 O.1∼40 mol% 정도, 더욱 바람직하게는 1∼20 mol% 이다. 아세토아세틸기 변성도가 40 mol% 를 넘으면 가교제와의 반응점이 적어지고, 내수성의 향상 효과가 작다. 아세토아세틸기 변성도는 NMR 에 의해 측정한 값이다.

가교제로서는 폴리비닐알코올계 접착제에 사용되고 있는 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 가교제는 폴리비닐알코올계 수지와 반응성을 갖는 관능기를 적어도 2 개 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 에틸렌디아민, 트리에틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민 등의 알킬렌기와 아미노기를 2 개 갖는 알킬렌디아민류; 톨릴렌디이소시아네이트, 수소화톨릴렌디이소시아네이트, 트리메틸올프로판톨릴렌디이소시아네이트애딕트, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 메틸렌비스(4-페닐메탄트리이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 및 이들의 케톡심블 록물 또는 페놀 블록물 등의 이소시아네이트류; 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 글리세린디 또는 트리글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 디글리시딜아닐린, 디글리시딜아민 등의 에폭시류; 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 부틸알데히드 등의 모노알데히드류; 글리옥살, 말론디알데히드, 숙신산디알데히드, 글루탈디알데히드, 말레디알데히드, 프탈디알데히드 등의 디알데히드류; 메틸올우레아, 메틸올멜라민, 알킬화메틸올우레아, 알킬화메틸올화멜라민, 아세트구아나민, 벤조구아나민과 포름알데히드의 축합물 등의 아미노-포름알데히드 수지; 또한 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 철, 니켈 등의 2 가 금속, 또는 3 가 금속의 염 및 그 산화물을 들 수 있다. 가교제로서는 멜라민계 가교제가 바람직하고, 특히 메틸올멜라민이 바람직하다.

상기 가교제의 배합량은 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대하여, 통상0.1∼35 중량부 정도, 바람직하게는 10∼25 중량부이다. 한편, 내구성을 보다 향상시키기 위해서는, 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대하여, 가교제를 30 중량부를 초과하여 46 중량부 이하의 범위로 배합할 수 있다. 특히, 아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지를 이용하는 경우에는, 가교제의 사용량을 30 중량부를 초과하여 이용하는 것이 바람직하다. 가교제를 30 중량부를 초과하여 46 중량부 이하의 범위로 배합함으로써 내수성이 향상된다.

또한, 상기 접착제에는, 추가로 실란커플링제, 티탄커플링제 등의 커플링제, 각종 점착 부여제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 내열 안정제, 내가수분해 안정제 등의 안정제 등을 배합할 수도 있다.

상기 접착제층 (2) 의 형성은 상기 접착제를 보호 필름 (3) 의 공중합체 수지층 (b), 편광자 (1) 중 어느 하나의 측 또는 양자에 도포함으로써 행한다. 보호 필름 (3) 과 편광자 (1) 를 접합한 후에는, 건조 공정을 실시하고, 도포 건조층으로 이루어지는 접착제층 (2) 을 형성한다. 접착제층 (2) 을 형성한 후에 이것을 접합할 수도 있다. 편광자 (1) 와 보호 필름 (3) 의 접합은 롤 라미네이터 등에 의해 행할 수 있다. 가열 건조 온도, 건조 시간은 접착제의 종류에 따라서 적당히 결정된다.

접착제층 (2) 의 두께는 건조 후의 두께로 너무 두꺼우면, 편광자 (1) 와 보호 필름 (3) 의 접착성의 점에서 바람직하지 못하기 때문에 0.01∼10 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.03∼5 ㎛ 이다.

본 발명의 편광판은 실용에 있어서 다른 광학층과 적층한 광학 필름으로서 이용할 수 있다. 그 광학층에 대해서는 특별히 한정은 없고, 예컨대 반사판이나 반투과판, 위상차판 (1/2 이나 1/4 등의 파장판을 포함함), 시각 보상 필름 등의 액정 표시 장치 등의 형성에 이용되는 경우가 있는 광학층을 1 층 또는 2 층 이상 이용할 수 있다. 특히, 본 발명의 편광판에 추가로 반사판 또는 반투과 반사판이 적층되어 이루어지는 반사형 편광판 또는 반투과형 편광판, 편광판에 추가로 위상차판이 적층되어 이루어지는 타원 편광판 또는 원편광판, 편광판에 추가로 시각 보상 필름이 적층되어 이루어지는 광 시야각 편광판, 혹은 편광판에 추가로 휘도 향상 필름이 적층되어 이루어지는 편광판이 바람직하다.

반사형 편광판은, 편광판에 반사층을 형성하는 것으로, 시인측 (표시측) 으로부터의 입사광을 반사시켜 표시하는 타입의 액정 표시 장치 등을 형성하기 위한 것으로, 백 라이트 등의 광원의 내장을 생략할 수 있어 액정 표시 장치의 박형화를 꾀하기 쉽다는 등의 이점을 갖는다. 반사형 편광판의 형성은, 필요에 따라 투명 보호층 등을 통하여 편광판의 한 면에 금속 등으로 이루어지는 반사층을 부설하는 방식 등의 적절한 방식으로써 행할 수 있다.

반사형 편광판의 구체예로서는, 필요에 따라 매트 처리한 보호 필름의 한 면에 알루미늄 등의 반사성 금속으로 이루어지는 박이나 증착막을 부설하여 반사층을 형성한 것 등을 들 수 있다. 또한 상기 보호 필름에 미립자를 함유시켜 표면 미세 요철 구조로 하고, 그 위에 미세 요철 구조의 반사층을 갖는 것 등도 들 수 있다. 상기한 미세 요철 구조의 반사층은, 입사광을 난반사에 의해 확산시켜 지향성이나 번쩍이는 돋보임을 방지하고, 명암의 불균일을 억제할 수 있는 이점 등을 갖는다. 또한 미립자 함유의 보호 필름은 입사광 및 그 반사광이 그것을 투과할 때에 확산되어 명암 불균일을 보다 억제할 수 있는 이점 등도 갖고 있다. 보호 필름의 표면 미세 요철 구조를 반영시킨 미세 요철 구조의 반사층의 형성은, 예컨대 진공 증착 방식, 이온 플레이팅 방식, 스퍼터링 방식 등의 증착 방식이나 도금 방식 등의 적절한 방식으로 금속을 투명 보호층의 표면에 직접 부설하는 방법 등에 의해 행할 수 있다.

반사판은 상기의 편광판의 보호 필름에 직접 부여하는 방식 대신에, 그 투명 필름에 준한 적당한 필름에 반사층을 설치하여 이루어지는 반사 시트 등으로서 이 용할 수도 있다. 한편, 반사층은, 통상, 금속으로 이루어지기 때문에, 그 반사면이 보호 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.

한편, 반투과형 편광판은 상기에 있어서 반사층에서 광을 반사하고, 또한 투과하는 하프 미러 등의 반투과형의 반사층으로 함으로써 얻을 수 있다. 반투과형 편광판은, 통상 액정 셀의 이면측에 설치되고, 액정 표시 장치 등을 비교적 밝은 분위기에서 사용하는 경우에는, 시인측 (표시측) 으로부터의 입사광을 반사시켜 화상을 표시하고, 비교적 어두운 분위기에 있어서는 반투과형 편광판의 백사이드에 내장되어 있는 백 라이트 등의 내장 광원을 사용하여 화상을 표시하는 타입의 액정 표시 장치 등을 형성할 수 있다. 즉, 반투과형 편광판은 밝은 분위기 하에서는, 백 라이트 등의 광원 사용의 에너지를 절약할 수 있고, 비교적 어두운 분위기 하에 있어서도 내장 광원을 이용하여 사용할 수 있는 타입의 액정 표시 장치 등의 형성에 유용하다.

편광판에 추가로 위상차판이 적층되어 이루어지는 타원 편광판 또는 원편광에 대해서 설명한다. 직선 편광을 타원 편광 또는 원편광으로 바꾸거나, 타원 편광 또는 원편광을 직선 편광으로 바꾸거나, 혹은 직선 편광의 편광 방향을 바꾸는 경우에 위상차판 등이 이용된다. 특히, 직선 편광을 원편광으로 바꾸거나, 원편광을 직선 편광으로 바꾸는 위상차판으로서는, 소위 1/4 파장판 (λ/4 판이라고도 함) 이 이용된다. 1/2 파장판 (λ/2 판이라고도 함) 은 통상, 직선 편광 의 편광 방향을 바꾸는 경우에 이용된다.

타원 편광판은 수퍼 트위스트 네마틱 (STN) 형 액정 표시 장치의 액정층의 복굴절에 의해 생긴 착색 (청 또는 황) 을 보상 (방지) 하여, 상기 착색이 없는 흑백 표시하는 경우 등에 유효하게 이용된다. 또한, 삼차원의 굴절률을 제어한 것은 액정 표시 장치의 화면을 경사 방향으로부터 보았을 때에 생기는 착색도 보상 (방지) 할 수 있어 바람직하다. 원편광판은, 예를 들어 화상이 칼라 표시가 되는 반사형 액정 표시 장치의 화상의 색조를 구비하는 경우 등에 효율적으로 이용되고, 또한, 반사 방지의 기능도 갖는다. 상기한 위상차판의 구체예로서는, 폴리카보네이트, 폴리비닐알코올, 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리프로필렌이나 그 외의 폴리올레핀, 폴리알릴레이트, 폴리아미드와 같은 적절한 폴리머로 이루어지는 필름을 연신 처리하여 이루어지는 복굴절성 필름이나 액정 폴리머의 배향 필름, 액정 폴리머의 배향층을 필름으로 지지한 것 등을 들 수 있다. 위상차판은, 예컨대 각종 파장판이나 액정층의 복굴절에 의한 착색이나 시각 등의 보상을 목적으로 한 것 등의 사용 목적에 따른 적절한 위상차를 갖는 것으로 좋고, 2 종 이상의 위상차판을 적층하여 위상차 등의 광학 특성을 제어한 것 등이어도 좋다.

또한 상기의 타원 편광판이나 반사형 타원 편광판은, 편광판 또는 반사형 편광판과 위상차판을 적절한 조합으로 적층한 것이다. 이러한 타원 편광판 등은, (반사형) 편광판과 위상차판의 조합이 되도록 그들을 액정 표시 장치의 제조 과정에서 순차 별개로 적층함으로써도 형성할 수 있지만, 상기와 같이 미리 타원 편광판 등의 광학 필름으로 한 것은, 품질의 안정성이나 적층 작업성 등이 뛰어나 액정 표시 장치 등의 제조 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

시각 보상 필름은, 액정 표시 장치의 화면을 화면에 수직이 아니라 약간 기울어진 방향에서 본 경우라도, 화상이 비교적 선명히 보이도록 시야각을 확대하기위한 필름이다. 이러한 시각 보상 위상차판으로서는, 예컨대 위상차 필름, 액정 폴리머 등의 배향 필름이나 투명 기재 상에 액정 폴리머 등의 배향층을 지지한 것 등으로 이루어진다. 통상의 위상차판은 그 면방향에 일축으로 연신된 복굴절을 갖는 폴리머 필름이 이용되는 데에 대하여, 시각 보상 필름으로서 이용되는 위상차판에는 면방향에 2 축으로 연신된 복굴절을 갖는 폴리머 필름이나, 면방향에 일축으로 연신되고 두께 방향으로도 연신된 두께 방향의 굴절률을 제어한 복굴절을 갖는 폴리머나 경사 배향 필름과 같은 2 방향 연신 필름 등이 이용된다. 경사 배향 필름으로서는, 예를 들어 폴리머 필름에 열 수축 필름을 접착하여 가열에 의한 그 수축력의 작용 하에서 폴리머 필름을 연신 처리 또는/및 수축 처리한 것이나, 액정 폴리머를 경사 배향시킨 것 등을 들 수 있다. 위상차판의 소재 원료 폴리머는 앞의 위상차판에서 설명한 폴리머와 동일한 것이 이용되고, 액정 셀에 의한 위상차에 의거한 시인각의 변화에 의한 착색 등의 방지나 양호한 시인의 시야각 확대 등을 목적으로 한 적절한 것을 이용할 수 있다.

또한 양호한 시인의 넓은 시야각을 달성하는 점 등에서 액정 폴리머의 배향층, 특히 디스코틱 액정 폴리머의 경사 배향층으로 이루어지는 광학적 이방성층을 트리아세틸셀룰로오스 필름으로 지지한 광학 보상 위상차판을 바람직하게 이용할 수 있다.

편광판과 휘도 향상 필름을 접착한 편광판은 통상 액정 셀의 이면측 사이드에 설치되어 사용된다. 휘도 향상 필름은 액정 표시 장치 등의 백 라이트나 이면측으로부터의 반사 등에 의해 자연광이 입사하면 소정 편광축의 직선 편광 또는 소정 방향의 원편광을 반사하고, 다른 광은 투과하는 특성을 나타내는 것으로, 휘도 향상 필름을 편광판과 적층한 편광판은, 백 라이트 등의 광원으로부터의 광을 입사시켜 소정 편광 상태의 투과광을 얻음과 함께, 상기 소정 편광 상태 이외의 광은 투과시키지 않고 반사된다. 이 휘도 향상 필름면에서 반사한 광을 다시 그 뒤측에 설치된 반사층 등을 통하여 반전시켜 휘도 향상 필름에 재입사시키고, 그 일부 또는 전부를 소정 편광 상태의 광으로서 투과시켜 휘도 향상 필름을 투과하는 광의 증량을 꾀함과 함께, 편광자에 흡수시키기 어려운 편광을 공급하여 액정 표시 화상 표시 등에 이용할 수 있는 광량의 증대를 꾀함으로써 휘도를 향상시킬 수 있는 것이다. 즉, 휘도 향상 필름을 사용하지 않고서, 백 라이트 등으로 액정 셀의 이면측에서 편광자를 통해서 광을 입사한 경우에는, 편광자의 편광축에 일치하지 않는 편광 방향을 갖는 광은, 대부분 편광자에 흡수되고, 편광자를 투과하여 오지 않는다. 즉, 이용한 편광자의 특성에 따라서도 상이하지만, 약 50% 의 광이 편광자에 흡수되고, 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 통해 반전시켜 휘도 향상 필름에 재입사시키는 것을 반복하고, 이 양자 사이에서 반사, 반전하고 있는 광의 편광 방향이 편광자를 통과할 수 있는 편광 방향이 된 편광만을, 휘도 향상 필름은 투과시켜 편광자에 공급하기 때문에, 백 라이트 등의 광을 효율적으로 액정 표시 장치의 화상의 표시에 사용할 수 있어 화면을 밝게 할 수 있다.

휘도 향상 필름과 상기 반사층 등의 사이에 확산판을 설치할 수도 있다. 휘도 향상 필름에 의해서 반사한 편광 상태의 광은 상기 반사층 등을 향하지만, 설치된 확산판은 통과하는 광을 균일하게 확산함과 동시에 편광 상태를 해소하고 비편광 상태가 된다. 즉, 확산판은 편광을 원래의 자연광 상태로 되돌린다. 이 비편광 상태, 즉 자연광 상태의 광이 반사층 등을 향하고, 반사층 등을 통해 반사하여 재차 확산판을 통과하여 휘도 향상 필름에 재입사하는 것을 되풀이한다. 이와 같이 휘도 향상 필름과 상기 반사층 등의 사이에 편광을 원래의 자연광 상태로 되돌리는 확산판을 설치함으로써 표시 화면의 밝기를 유지하면서, 동시에 표시 화면의 밝기의 불균일을 적게 하여 균일하고 밝은 화면을 제공할 수 있다. 이러한 확산판을 설치함으로써, 첫회의 입사광은 반사의 반복 회수가 알맞게 증가하여, 확산판의 확산 기능과 함께 균일하고 밝은 표시 화면을 제공할 수 있는 것으로 생각된다.

상기의 휘도 향상 필름으로서는, 예를 들어 유전체의 다층 박막이나 굴절률 이방성이 상이한 박막 필름의 다층 적층체와 같이, 소정 편광축의 직선 편광을 투과하여 다른 광은 반사하는 특성을 나타내는 것, 콜레스테릭 액정 폴리머의 배향 필름이나 그 배향 액정층을 필름 기재 상에 지지한 것과 같이, 좌선성 또는 우선성의 어느 한 쪽의 원편광을 반사하여 다른 광은 투과하는 특성을 나타내는 것 등의 적절한 것을 이용할 수 있다.

따라서, 상기한 소정 편광축의 직선 편광을 투과시키는 타입의 휘도 향상 필름으로는, 그 투과광을 그대로 편광판에 편광축을 가지런히 하여 입사시킴으로써, 편광판에 의한 흡수 손실을 억제하면서 효율적으로 투과시킬 수 있다. 한편, 콜레스테릭 액정층과 같이 원편광을 투과하는 타입의 휘도 향상 필름으로는, 그대로 편광자에 입사시킬 수도 있지만, 흡수 손실을 억제하는 점에서 그 원편광을 위상차판을 통하여 직선 편광화하여 편광판에 입사시키는 것이 바람직하다. 한편, 그 위상차판으로서 1/4 파장판을 이용함으로써 원편광을 직선 편광으로 변환할 수 있다.

가시광역 등의 넓은 파장 범위에서 1/4 파장판으로서 기능하는 위상차판은, 예를 들어 파장 550 ㎚ 의 담색광에 대하여 1/4 파장판으로서 기능하는 위상차층과 다른 위상차 특성을 나타내는 위상차층, 예를 들어 1/2 파장판으로서 기능하는 위상차층을 중첩하는 방식 등에 의해 얻을 수 있다. 따라서, 편광판과 휘도 향상 필름 사이에 배치하는 위상차판은 1 층 또는 2 층 이상의 위상차층으로 이루어지는 것으로 좋다.

한편, 콜레스테릭 액정층에 관해서도, 반사 파장이 상이한 것의 조합으로 하여 2 층 또는 3 층 이상 중첩한 배치 구조로 함으로써, 가시광 영역 등의 넓은 파장 범위에서 원편광을 반사하는 것을 얻을 수 있고, 그것에 의거하여 넓은 파장 범위의 투과 원편광을 얻을 수 있다.

또한 편광판은 상기의 편광 분리형 편광판과 같이, 편광판과 2 층 또는 3 층 이상의 광학층을 적층한 것으로 이루어지고 있어도 좋다. 따라서, 상기의 반사형 편광판이나 반투과형 편광판과 위상차판을 조합한 반사형 타원 편광판이나 반투과형 타원 편광판 등이어도 좋다.

편광판에 상기 광학층을 적층한 광학 필름은, 액정 표시 장치 등의 제조 과정에서 순차 별개로 적층하는 방식으로도 형성할 수 있지만, 미리 적층하여 광학 필름으로 한 것은, 품질의 안정성이나 조립 작업 등이 우수하여 액정 표시 장치 등의 제조 공정을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 적층에는 점착층 등의 적절한 접착 수단을 이용할 수 있다. 상기의 편광판이나 그 밖의 광학 필름의 접착시에 있어서, 그들의 광학축은 목적으로 하는 위상차 특성 등에 따라서 적당한 배치 각도로 할 수 있다.

전술한 편광판이나, 편광판을 적어도 1 층 적층되어 있는 광학 필름에는, 액정 셀 등의 다른 부재와 접착하기 위한 점착층을 설치할 수도 있다. 점착층을 형성하는 점착제는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 아크릴계 중합체, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에테르, 불소계나 고무계 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 것을 적절히 선택하여 이용할 수 있다. 특히, 아크릴계 점착제와 같이 광학적 투명성이 뛰어나고, 적당한 습윤성과 응집성과 접착성의 점착 특성을 나타내고, 내후성이나 내열성 등이 뛰어난 것을 바람직하게 이용할 수 있다.

또한 상기에 더하여, 흡습에 의한 발포 현상이나 박리 현상의 방지, 열팽창 차이 등에 의한 광학 특성의 저하나 액정 셀의 휨 방지, 나아가서는 고품질로 내구 성이 뛰어난 액정 표시 장치의 형성성 등의 점에서 흡습율이 낮고 내열성이 뛰어 난 점착층이 바람직하다.

점착층은, 예를 들어 천연물이나 합성물의 수지류, 특히, 점착성 부여 수지나, 유리 섬유, 유리 비드, 금속 가루, 그 밖의 무기 분말 등으로 이루어지는 충전제나 안료, 착색제, 산화 방지제 등의 점착층에 첨가되는 것의 첨가제를 함유하고 있어도 좋다. 또한 미립자를 함유하여 광 확산성을 나타내는 점착층 등이어도 좋다.

편광판이나 광학 필름의 한 면 또는 양면으로의 점착층의 부설은, 적절한 방식으로 행할 수 있다. 그 예로서는, 예를 들어 톨루엔이나 아세트산에틸 등의 적절한 용제의 단독물 또는 혼합물로 이루어지는 용매에 베이스 폴리머 또는 그 조성물을 용해 또는 분산시킨 10∼40 중량% 정도의 점착제 용액을 조제하고, 그것을 유연 방식이나 도공 방식 등의 적절한 전개 방식으로 편광판 상 또는 광학 필름 상에 직접 부설하는 방식, 혹은 상기에 준하여 세퍼레이터 상에 점착층을 형성하고 그것을 편광판 상 또는 광학 필름 상에 이착하는 방식 등을 들 수 있다.

점착층은 다른 조성 또는 종류 등의 것의 중첩층으로서 편광판이나 광학 필름의 한 면 또는 양면에 설치할 수도 있다. 또한 양면에 설치하는 경우에, 편광판이나 광학 필름의 표리에 있어서 상이한 조성이나 종류나 두께 등의 점착층으로 할 수도 있다. 점착층의 두께는, 사용 목적이나 접착력 등에 따라 적당히 결정할 수 있고, 일반적으로는 1∼500 ㎛ 이며, 5∼200 ㎛ 이 바람직하고, 특히 10∼100 ㎛ 이 바람직하다.

점착층의 노출면에 대해서는, 실용에 제공되기까지의 사이에, 그 오염 방지 등을 목적으로 세퍼레이터가 임시 부착되어 커버된다. 이에 따라, 통례의 취급상태로 점착층에 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 세퍼레이터로서는, 상기 두께 조건을 제외하고, 예를 들어 플라스틱 필름, 고무 시트, 종이, 천, 부직포, 네트, 발포 시트나 금속박, 그들의 라미네이트체 등의 적절한 박엽체를 필요에 따라 실리콘계나 장쇄 알킬계, 불소계나 황화 몰리브덴 등의 적절한 박리제로 코팅 처리한 것 등의 종래에 준한 적절한 것을 이용할 수 있다.

한편, 본 발명에 있어서, 상기한 편광판을 형성하는 편광자나 보호 필름이나 광학 필름 등, 또한 점착층 등의 각 층에는, 예컨대 살리실산 에스테르계 화합물이나 벤조페놀계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물이나 시아노아크릴레이트계 화합물, 니켈착염계 화합물 등의 자외선 흡수제로 처리하는 방식 등의 방식에 의해 자외선 흡수능을 갖게 한 것 등이어도 좋다.

본 발명의 편광판 또는 광학 필름은 액정 표시 장치 등의 각종 장치의 형성 등에 바람직하게 이용할 수 있다. 액정 표시 장치의 형성은, 종래에 준하여 행할 수 있다. 즉 액정 표시 장치는 일반적으로, 액정 셀과 편광판 또는 광학 필름 및 필요에 따른 조명 시스템 등의 구성 부품을 적절히 조립하여 구동 회로를 장착하는 것 등에 의해 형성되지만, 본 발명에 있어서는 본 발명에 의한 편광판 또는 광학 필름을 이용하는 점을 제외하고 특별히 한정은 없고, 종래에 준할 수 있다. 액정 셀에 관해서도, 예컨대 TN 형이나 STN 형, π 형 등의 임의의 타입인 것을 이용할 수 있다.

액정 셀의 한 쪽 또는 양측에 편광판 또는 광학 필름을 배치한 액정 표시 장치나, 조명 시스템에 백 라이트 혹은 반사판을 이용한 것 등의 적절한 액정 표시 장치를 형성할 수 있다. 그 경우, 본 발명에 의한 편광판 또는 광학 필름은 액정 셀의 한 쪽 또는 양측에 설치할 수 있다. 양측에 편광판 또는 광학 필름을 설치하는 경우, 그들은 동일한 것이어도 좋고, 상이한 것이어도 좋다. 또한, 액정 표시 장치의 형성시에 있어서는, 예를 들어 확산판, 안티글레어층, 반사 방지막, 보호판, 프리즘 어레이, 렌즈 어레이 시트, 광 확산판, 백 라이트 등의 적절한 부품을 적당한 위치에 1 층 또는 2 층 이상 배치할 수 있다.

이어서 유기 일렉트로 루미네선스 장치 (유기 EL 표시 장치) 에 관해서 설명한다. 일반적으로, 유기 EL 표시 장치는, 투명 기판 상에 투명 전극과 유기 발광층과 금속 전극을 순차로 적층하여 발광체 (유기 일렉트로 루미네선스 발광체) 를 형성하고 있다. 여기서, 유기 발광층은, 여러 가지의 유기 박막의 적층체이고, 예를 들어 트리페닐아민 유도체 등으로 이루어지는 정공 주입층과, 안트라센 등의 형광성의 유기 고체로 이루어지는 발광층과의 적층체나, 혹은 이러한 발광층과 페릴렌 유도체 등으로 이루어지는 전자 주입층의 적층체나, 또한 혹은 이들의 정공 주입층, 발광층, 및 전자 주입층의 적층체 등, 여러 가지 조합을 갖는 구성이 알려지고 있다.

유기 EL 표시 장치는, 투명 전극과 금속 전극에 전압을 인가함으로써, 유기 발광층에 정공과 전자가 주입되고, 이들 정공과 전자의 재결합에 의해서 생기는 에너지가 형광 물자를 여기하며, 여기된 형광 물질이 기저 상태로 되돌아갈 때에 광 을 방사한다는 원리로 발광한다. 도중의 재결합이라는 메카니즘은, 일반의 다이오드와 동일하고, 이것으로부터도 예상할 수 있는 바와 같이, 전류와 발광 강도는 인가 전압에 대하여 정류성을 수반하는 강한 비선형성을 나타낸다.

유기 EL 표시 장치에 있어서는, 유기 발광층에서의 발광을 취출하기 위해서, 적어도 한 쪽의 전극이 투명하지 않으면 안되고, 통상 산화인듐주석 (ITO) 등의 투명 도전체로 형성한 투명 전극을 양극으로서 이용하고 있다. 한편, 전자 주입을 용이하게 하여 발광 효율을 높이기 위해서는, 음극에 일 함수가 작은 물질을 이용하는 것이 중요하고, 통상 Mg-Ag, Al-Li 등의 금속 전극을 이용하고 있다.

이러한 구성의 유기 EL 표시 장치에 있어서, 유기 발광층은 두께 10 ㎚ 정도로 매우 얇은 막으로 형성되어 있다. 이 때문에, 유기 발광층도 투명 전극과 마찬가지로 광을 거의 완전히 투과한다. 그 결과, 비발광시에 투명 기판의 표면으로부터 입사하고, 투명 전극과 유기 발광층을 투과하여 금속 전극에서 반사한 광이, 다시 투명 기판의 표면측으로 나가기 때문에, 외부에서 시인했을 때, 유기 EL 표시 장치의 표시면이 경면과 같이 보인다.

전압의 인가에 의해서 발광하는 유기 발광층의 표면측에 투명 전극을 구비함 과 함께, 유기 발광층의 이면측에 금속 전극을 구비하여 이루어지는 유기 일렉트로 루미네선스 발광체를 포함하는 유기 EL 표시 장치에 있어서, 투명 전극의 표면측에 편광판을 설치함과 함께, 이들 투명 전극과 편광판 사이에 위상차판을 설치할 수 있다.

위상차판 및 편광판은 외부로부터 입사하여 금속 전극에서 반사되어 온 광을 편광하는 작용을 갖기 때문에, 그 편광 작용에 의해 금속 전극의 경면을 외부로부터 시인시키지 않는다는 효과가 있다. 특히, 위상차판을 1/4 파장판으로 구성하고, 또한 편광판과 위상차판의 편광 방향이 이루는 각을 π/4 로 조정하면, 금속 전극의 경면을 완전히 차폐할 수 있다.

즉, 이 유기 EL 표시 장치에 입사하는 외부광은 편광판에 의해 직선 편광 성분만이 투과한다. 이 직선 편광은 위상차판에 의해 일반적으로 타원 편광이 되지만, 특히 위상차판이 1/4 파장판이고 게다가 편광판과 위상차판의 편광 방향이 이루는 각이 π/4 일 때에는 원편광이 된다.

이 원편광은 투명 기판, 투명 전극, 유기 박막을 투과하고, 금속 전극에서 반사하고, 다시 유기 박막, 투명 전극, 투명 기판을 투과하여, 위상차판에 다시 직선 편광이 된다. 그리고, 이 직선 편광은 편광판의 편광 방향과 직교하고 있기 때문에 편광판을 투과할 수 없다. 그 결과, 금속 전극의 경면을 완전히 차폐할 수 있다.

이하, 본 발명의 구성과 효과를 구체적으로 나타내는 실시예 등에 관해서 설명한다.

(투습도)

JIS Z0208 의 투습도 시험 (컵법) 에 준하여, 90 % 의 상대 습도차로 두께0.1 ㎜, 면적 1 ㎡ 의 시료를 24 시간에 통과하는 수증기의 g 수이다.

실시예 1

(편광자)

두께 80 ㎛ 의 폴리비닐알코올 필름을 5 중량% (중량비 : 요오드/요오드화칼륨=1/10) 의 요오드 수용액 중에서 염색하였다. 이어서, 3 중량% 의 붕산 및 2 중량% 요오드화칼륨을 포함하는 수용액에 침지하고, 다시 4 중량% 의 붕산 및 3 중량% 의 요오드화칼륨을 포함하는 수용액 중에서 5.5 배까지 연신한 후, 5 중량% 의 요요드화칼륨 수용액에 침지하였다. 그 후, 40 ℃ 의 오븐에서 3 분간 건조를 행하여 두께 30 ㎛ 의 편광자를 얻었다.

(공중합체 수지층 부착 보호 필름의 제작)

T 다이에 연결하는 3 대의 250 ℃ 에서 설정된 압출기에 각각 110 ℃ 에서 5시간 건조된 환상 올레핀계 수지 (TICONA 사 제조, Topas 6013), 접착 수지 (미쓰이가가꾸 (주) 제조, 아드마 PF508), 스티렌-부타디엔 공중합체 (덴키가가꾸 고교 (주) 제조, 클리어렌 530L) 를 공급하고, 용융 혼련 후, 이 순서로 3 층화되도록 T 다이로부터 압출하고, 냉각 롤러에서 수냉하여 꺼내고, 두께 40 ㎛ (각 층의 두께 비는 환상 올레핀계 수지 : 접착 수지층 : 스티렌-부타디엔 공중합체 = 6 : 1 : 1) 로 이루어지는 필름을 얻었다. 상기 환상 올레핀계 수지의 투습도는 2 g/㎡/24h (두께 0.1 ㎜, 40 ℃, 90% RH) 이었다. 두께 40 ㎛ 에서는, 5 g/㎡/24h. 얻어진 공중합체 수지층 부착 보호 필름은 공중합체 수지층측을 코로나 처리하였다.

(접착제)

아세토아세틸기 변성한 폴리비닐알코올 수지 100 중량부 (아세틸화도 13%) 에 대하여 메틸올멜라민 20 중량부를 포함하는 수용액을 농도 0.5 중량% 가 되도록 조정한 폴리비닐알코올계 접착제 수용액을 조제하였다.

(편광판의 제작)

편광자의 한 면에 상기 수지층 부착 보호 필름의 코로나 처리한 수지층을, 편광자의 다른 한 쪽의 측에는 비누화 처리한 두께 40 ㎛ 의 트리아세틸셀룰로오스 필름 (후지샤신필름사 제조, 상품명 : 후지택 T-40UZ) 를 폴리비닐알코올계 접착제를 이용하여 접합하였다. 폴리비닐알코올계 접착제는 각각 보호 필름의 측에 도포하고, 70 ℃ 에서 10 분간 건조시켜 편광판을 얻었다. 폴리비닐알코올계 접착제에 의해 형성된 접착제층의 두께는 31 ㎚ 가 되도록 하였다.

비교예 1

실시예 1 에 있어서, 수지층 부착 보호 필름 대신에, 두께 40 ㎛ 의 환상 올레핀계 수지 필름 (니혼제온사 제조, 상품명 : ZEONOR) 에 코로나 처리를 행한 것을 이용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 편광판을 얻었다. 상기 환상 올레핀계 수지 필름의 투습도는 O.5 g/㎡/24h 이었다.

실시예 및 비교예에서 얻어진 편광판에 대해서, 하기 평가를 행하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

<보호 필름과 편광자의 접착성>

편광판 (150 ㎜ × 100 ㎜) 에 손으로 비틀어 잘랐을 때의 상태를 이하의 기준으로 평가하였다.

○ : 편광자와 보호 필름이 일체화하여 박리가 생기지 않는다.

△ : 편광자와 보호 필름과 단부에 박리가 발견된다.

× : 편광자와 보호 필름 사이에 박리가 발견된다.

<편광판 외관>

얻어진 편광판의 외관을 평가하였다. 평가는 1 ㎡ 의 편광판에 대하여 하기 기준으로 육안에 의해 행하였다.

○ : 들뜸이나 줄무늬 등이 1 개소도 없다.

× : 들뜸이나 줄무늬가 보이지 않는다.

들뜸이란 편광자-보호 필름 사이가 밀착하지 않은 상태이고, 줄무늬란 보호 필름, 또는 편광자가 극히 소량의 면적이기는 하지만, 스스로 접착하고 있는 것을 의미한다. 또한, (-) 는 박리되어 관찰할 수 없는 것을 나타낸다.

<편광 특성>

편광판을 MURAKAMI COLOR RESEARCH LAB. 제조의 DOT-3C 를 이용하여 크로스 니콜 하에서의 편광도를 측정하였다.

	접착성	외관	편광도(%)
실시예 1	○	○	99.97
비교예 1	×	-	-

본 발명의 편광자 보호 필름을 이용한 편광판은, 이것을 단독으로 또는 이것을 적층한 광학 필름으로서 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치, PDP 등의 화상 표시 장치에 적합하게 이용된다.

Claims (10)

1. 투습도가 100 g/㎡/24h 이하인 열가소성 수지층에 접착 수지층을 사이에 두고 스티렌계 모노머를 모노머 단위로서 함유하는 공중합체로 이루어지는 수지층이 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 편광자 보호 필름.
2. 제 1 항에 있어서,

   스티렌계 모노머를 모노머 단위로서 함유하는 공중합체가, 스티렌계 모노머 및 올레핀계 모노머를 모노머 단위로서 함유하는 공중합체인 것을 특징으로 하는 편광자 보호 필름.
3. 제 1 항에 있어서,

   열가소성 수지가 환상 올레핀계 수지인 것을 특징으로 하는 편광자 보호 필름.
4. 제 1 항에 있어서,

   접착 수지층이 불포화 카르복실산 또는 그 유도체에 의해 변성된 폴리올레핀 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 편광자 보호 필름.
5. 제 1 항에 있어서,

   공압출 성형되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 편광자 보호 필름.
6. 제 1 항에 있어서,

   스티렌계 모노머를 모노머 단위로서 함유하는 공중합체로 이루어지는 수지층측의 면이 코로나 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 편광자 보호 필름.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 편광자 보호 필름이, 편광자의 적어도 한 쪽의 면에 접착층을 사이에 두고 스티렌계 모노머를 모노머 단위로서 함유하는 공중합체로 이루어지는 수지층측의 면이 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 편광판.
8. 제 7 항에 있어서,

   접착층이 폴리비닐알코올계 접착제에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 편광판.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

   편광자가 폴리비닐알코올계 편광자인 것을 특징으로 하는 편광판.
10. 제 7 항에 기재된 편광판이 사용되는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.

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