KR20070086006A - 편광판과 그 용도 - Google Patents

Abstract

편광 필름과 투명성 보호 필름의 접착 강도가 높고, 특히 고온 고습하에 있어서도 박리되기 어려워, 고품질, 고부가 가치의 편광판을, 높은 생산성으로 제공하는 것, 및, 그러한 편광판의 용도를 제공한다.

본 발명과 관련된 편광판은, 편광 필름의 적어도 일방의 면에 투명성 보호 필름이 적층되고, 그 편광 필름의 적어도 일방의 면과 그 투명성 보호 필름이, 폴리비닐알코올 수지와 실란계 커플링제를 함유하는 접착제에 의해 접착되어 이루어진다.

Description

편광판과 그 용도{POLARIZING PLATE AND USE THEREOF}

본 발명은, 편광판과 그 용도에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은, 편광 필름과 투명성 보호 필름의 접착 강도가 높은 편광판과 그 용도에 관한 것이다.

대표적인 화상 표시 장치인 액정 표시 장치는, 그 화상 형성 방식에 기인하여, 액정 셀의 양측에 편광판을 배치하는 것이 필요 불가결하다. 이러한 편광판으로서는, 일반적으로, 폴리비닐알코올 (PVA) 계 필름을 요오드나 이색성 염료 등의 이색성 물질로 염색 및 연신하여 편광자 (편광 필름) 로 한 후, 당해 편광자 (편광 필름) 의 양면에 PVA 계 접착제를 이용하여 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 등의 보호 필름을 붙여 이루어지는 것이 이용되고 있다.

그러나, 종래의 PVA 계 접착제에서는, 내수성이 불충분하여, 고온 고습하에 있어서 필름끼리의 박리가 발생하기 쉽다는 문제가 있다.

또한, 보호 필름으로서 비결정성 열가소성 수지 필름을 이용한 경우에는, 비스듬히 관측해도 크로스 니콜 상태에서의 광 누설이 적어 우수한 편광 특성을 얻을 수 있다는 이점이 있어, 편광판의 보호 필름으로서 우수하지만, 비결정성 열가소성 수지 필름은, 종래의 PVA 계 접착제를 이용한 경우에 특히 접착성이 부족하다는 문 제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 열가소성 포화 노르보르넨 수지 필름에 폴리우레탄 수지층 및 폴리비닐알코올층이 적층된 편광판 보호 필름, 그리고 당해 보호 필름과 편광 필름을 PVA 계 접착제로 접착한 편광판이 제안되어 있다 (특허 문헌 1 참조). 그러나, 이 편광판은, 보호 필름과 편광 필름을 접착하면, 들뜸이나 줄무늬가 다수 발생한다는 문제가 있다. 그 결과, 얻어지는 편광판의 외관이 안정되지 않고, 수율이 나쁘므로, 생산성이 부족하다는 문제나, 품질이 저하된다는 문제가 있다.

또한, 폴리우레탄계 접착제를 이용하여 보호 필름과 편광 필름을 접착한 편광판이 제안되어 있다 (특허 문헌 2 참조). 그러나, 폴리우레탄계 접착제는 장시간의 에이징이 필요하고, 수율이 나쁘므로, 생산성이 부족하다는 문제가 있다.

[특허 문헌 1] 일본 공개특허공보 2001-174637호

[특허 문헌 2] 일본 공개특허공보 2000-321432호

발명의 개시

발명이 해결하고자하는 과제

본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로하는 바는, 편광 필름과 투명성 보호 필름의 접착 강도가 높고, 고품질, 고부가 가치의 편광판을, 높은 생산성으로 제공하는 것, 및, 그러한 편광판의 용도를 제공하는 것에 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

편광 필름의 적어도 일방의 면에 투명성 보호 필름이 적층되고,

그 편광 필름의 적어도 일방의 면과 그 투명성 보호 필름이, 폴리비닐알코올 수지와 실란계 커플링제를 포함한 접착제에 의해 접착되어 이루어지는, 편광판.

바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 실란계 커플링제가 아미노기 함유 알콕시실란류이다.

바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 투명성 보호 필름의 적어도 일방이 비결정성 열가소성 수지 필름이다.

바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 비결정성 열가소성 수지 필름이 노르보르넨계 수지 필름이다.

본 발명의 다른 국면에 의하면, 화상 표시 장치가 제공된다. 이 화상 표시 장치는, 본 발명의 편광판을 적어도 1장 포함한다.

발명의 효과

본 발명에 의하면, 편광 필름과 투명성 보호 필름의 접착 강도가 높고, 특히 고온 고습하에 있어서도 박리되기 어렵고, 고품질, 고부가 가치의 편광판을, 높은 생산성으로 제공하는 것, 및, 그러한 편광판의 용도를 제공할 수 있다. 특히, 투명성 보호 필름으로서 우수한 특성을 갖는 비결정성 열가소성 수지 필름을 이용하는 경우에는 특히 접착성이 부족하고, 품질 저하, 생산성 저하라는 문제가 있지만, 본 발명에 의하면, 비결정성 열가소성 수지 필름에 용이 접착제층을 형성하지 않고, 이러한 문제가 해결되었다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 편광판의 개략 단면도이다.

도 2 는 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 액정 표시 장치의 개략 단면도이다.

부호의 설명

10: 액정 셀

11, 11′: 유리 기판

12: 액정층

13: 스페이서

20, 20′: 위상차 필름

30, 30′: 편광판

31: 편광 필름

32: 접착제층

33: 투명성 보호 필름

34: 접착제층

35: 제 2 투명성 보호 필름

40: 도광판

50: 광원

60: 리플렉터

100: 액정 표시 장치

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 설명하는데, 본 발명은 이들 실시형태에는 한정되지 않는다.

도 1 은, 본 발명과 관련된 편광판의 바람직한 실시형태를 설명하는 개략 단면도이다. 편광판 (30) 은, 편광 필름 (31) 과, 편광 필름 (31) 의 일방에 접착제층 (32) 을 개재하여 붙여진 투명성 보호 필름 (33) 을 갖는다. 실용적으로는, 편광판 (30) 은, 편광 필름 (31) 의 투명성 보호 필름 (33) 과 반대의 측에도, 접착제층 (34) 을 개재하여 붙여진 제 2 투명성 보호 필름 (35) 을 갖는다. 제 2 투명성 보호 필름 (35) 은, 투명성 보호 필름 (33) 과 동일해도 되고, 임의의 적절한 다른 보호 필름이어도 된다.

편광 필름으로서는, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에 있어서 임의의 적절한 편광 필름이 채용될 수 있다. 편광 필름으로서는, 통상, 폴리머 필름을 이색성 물질 (대표적으로는, 요오드, 이색성 염료) 로 염색하여 1축 연신한 것이 사용된다. 편광 필름을 형성하는 폴리머 필름으로서는, 임의의 적절한 폴리머 필름이 사용될 수 있다. 폴리머 필름의 대표예로서는, 폴리비닐알코올 (PVA) 계 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 계 필름, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 필름을 들 수 있다. PVA 계 필름이 바람직하다. 이색성 물질에 의한 염색성이 우수하기 때문이다. 폴리머 필름을 구성하는 폴리머의 중합도는, 바람직하게는 100∼5000, 더욱 바람직하게는 1400∼4000 이다. 편광 필름을 구성하는 폴리머 필름은, 임의의 적절한 방법 (예를 들어, 수지를 물 또는 유기 용매에 용해시킨 용액을 유연 막형성하는 유연법, 캐스트법, 압출법) 에 의해 성형될 수 있다. 편광 필름의 두께는, 편광판이 사용되는 LCD 의 목적이나 용도에 따라 적절히 설정될 수 있지만, 대표적으로는 5∼80㎛ 이다.

편광 필름의 제조 방법으로서는, 목적, 사용 재료 및 조건 등에 따라 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 대표적으로는, 상기 폴리머 필름 (예를 들어, PVA 계 필름) 을, 팽윤, 염색, 가교, 연신, 물세정, 및 건조 공정으로 이루어지는 일련의 제조 공정에 제공하는 방법이 채용된다. 건조 공정을 제외한 각 처리 공정에 있어서는, 각각의 공정에 사용되는 용액을 함유하는 욕 중에 폴리머 필름을 침지시킴으로써 처리를 실시한다. 팽윤, 염색, 가교, 연신, 물세정, 및 건조의 각 처리의 순서, 횟수 및 실시의 유무는, 목적, 사용 재료 및 조건 등에 따라 적절히 설정될 수 있다. 예를 들어, 몇가지 처리를 하나의 공정에서 동시에 행해도 되고, 특정 처리를 생략해도 된다. 보다 상세하게는, 예를 들어 연신 처리는, 염색 처리 후에 행해도 되고, 염색 처리 전에 행해도 되며, 팽윤 처리, 염색 처리 및 가교 처리와 동시에 행해도 된다. 또한 예를 들어, 가교 처리를 연신 처리의 전후에 행하는 것이, 바람직하게 채용될 수 있다. 또한 예를 들어, 물세정 처리는, 모든 처리의 후에 행해도 되고, 특정 처리의 후에만 행해도 된다.

팽윤 공정은, 대표적으로는, 상기 폴리머 필름을 물로 채운 처리욕 (팽윤욕) 중에 침지시킴으로써 행해진다. 이 처리에 의해, 폴리머 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정함과 함께, 폴리머 필름을 팽윤시킴으로써 염색 얼룩 등의 불 균일성을 방지할 수 있다. 팽윤욕에는, 글리세린이나 요오드화칼륨 등이 적절히 첨가될 수 있다. 팽윤욕의 온도는, 대표적으로는 20∼60℃ 정도이며, 팽윤욕에의 침지 시간은, 대표적으로는 0.1∼10분 정도이다.

염색 공정은, 대표적으로는, 상기 폴리머 필름을, 요오드 등의 이색성 물질을 함유하는 처리욕 (염색욕) 중에 침지시킴으로써 행해진다. 염색욕의 용액에 사용되는 용매는, 물이 일반적으로 사용되지만, 물과 상용(相溶)성을 갖는 유기 용매가 적당량 첨가되어 있어도 된다. 이색성 물질은, 용매 100중량부에 대하여, 대표적으로는 0.1∼1.0중량부의 비율로 사용된다. 이색성 물질로서 요오드를 이용하는 경우에는, 염색욕의 용액은, 요오드화물 등의 보조제를 추가로 함유하는 것이 바람직하다. 염색 효율이 개선되기 때문이다. 보조제는, 용매 100중량부에 대하여, 바람직하게는 0.02∼20중량부, 더욱 바람직하게는 2∼10중량부의 비율로 사용된다. 요오드화물의 구체예로서는, 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄을 들 수 있다. 염색욕의 온도는, 대표적으로는 20∼70℃ 정도이며, 염색욕에의 침지 시간은, 대표적으로는 1∼20분 정도이다.

가교 공정은, 대표적으로는, 상기 염색 처리된 폴리머 필름을, 가교제를 함유하는 처리욕 (가교욕) 중에 침지시킴으로써 행해진다. 가교제로서는, 임의의 적절한 가교제가 채용될 수 있다. 가교제의 구체예로서는, 붕산, 붕사 등의 붕소 화합물, 글리옥살, 글루탈알데히드 등을 들 수 있다. 이들은, 단독으로, 또 는 조합하여 사용될 수 있다. 가교욕의 용액에 사용되는 용매는, 물이 일반적으로 사용되지만, 물과 상용성을 갖는 유기 용매가 적당량 첨가되어 있어도 된다. 가교제는, 용매 100중량부에 대하여, 대표적으로는 1∼10중량부의 비율로 사용된다. 가교제의 농도가 1중량부 미만인 경우에는, 충분한 광학 특성을 얻을 수 없는 경우가 많다. 가교제의 농도가 10중량부를 초과하는 경우에는, 연신시에 필름에 발생하는 연신력이 커져, 얻어지는 편광판이 수축되어 버리는 경우가 있다. 가교욕의 용액은, 요오드화물 등의 보조제를 추가로 함유하는 것이 바람직하다. 면내에 균일한 특성을 얻기 쉽기 때문이다. 보조제의 농도는, 바람직하게는 0.05∼15중량%, 더욱 바람직하게는 0.5∼8중량% 이다. 요오드화물의 구체예는, 염색 공정의 경우와 동일하다. 가교욕의 온도는, 대표적으로는 20∼70℃ 정도, 바람직하게는 40∼60℃ 이다. 가교욕에의 침지 시간은, 대표적으로는 1초∼15분 정도, 바람직하게는 5초∼10분이다.

연신 공정은, 상기와 같이, 어느 단계에서 행해도 된다. 구체적으로는, 염색 처리의 후에 행해도 되고, 염색 처리 전에 행해도 되며, 팽윤 처리, 염색 처리 및 가교 처리와 동시에 행해도 되고, 가교 처리의 후에 행해도 된다. 폴리머 필름의 누적 연신 배율은, 5배 이상으로 할 필요가 있고, 바람직하게는 5∼7배, 더욱 바람직하게는 5∼6.5배이다. 누적 연신 배율이 5배 미만인 경우에는, 고편광도의 편광판을 얻는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 누적 연신 배율이 7배를 초과하는 경우에는, 폴리머 필름 (편광자) 이 파단되기 쉬워지는 경우가 있다. 연신의 구체적인 방법으로서는, 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 예 를 들어, 습식 연신법을 채용한 경우에는, 폴리머 필름을, 처리욕 (연신욕) 중에서 소정의 배율로 연신한다. 연신욕의 용액으로서는, 물 또는 유기 용매 (예를 들어, 에탄올) 등의 용매 중에, 각종 금속염, 요오드, 붕소 또는 아연의 화합물을 첨가한 용액이 바람직하게 사용된다.

물세정 공정은, 대표적으로는, 상기 각종 처리가 실시된 폴리머 필름을, 처리욕 (물세정욕) 중에 침지시킴으로써 행해진다. 물세정 공정에 의해, 폴리머 필름의 불필요한 잔존물을 씻어낼 수 있다. 물세정욕은, 순수이어도 되고, 요오드화물 (예를 들어, 요오드화칼륨, 요오드화나트륨) 의 수용액이어도 된다. 요오드화물 수용액의 농도는, 바람직하게는 0.1∼10질량% 이다. 요오드화물 수용액에는, 황산아연, 염화아연 등의 보조제를 첨가해도 된다. 물세정욕의 온도는, 바람직하게는 10∼60℃, 더욱 바람직하게는 30∼40℃ 이다. 침지 시간은, 대표적으로는 1초∼1분이다. 물세정 공정은 1회만 행해도 되고, 필요에 따라 복수회 행해도 된다. 복수회 실시하는 경우, 각 처리에 사용되는 물세정욕에 함유되는 첨가제의 종류나 농도는 적절히 조정될 수 있다. 예를 들어, 물세정 공정은, 폴리머 필름을 요오드화칼륨 수용액 (0.1∼10질량%, 10∼60℃) 에 1초∼1분 침지하는 공정과, 순수로 헹구는 공정을 포함한다.

건조 공정으로서는, 임의의 적절한 건조 방법 (예를 들어, 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조) 이 채용될 수 있다. 예를 들어, 가열 건조의 경우에는, 건조 온도는 대표적으로는 20∼80℃ 이며, 건조 시간은 대표적으로는 1∼10분이다. 이상과 같이 하여, 편광 필름이 얻어진다.

투명성 보호 필름으로서는, 본 발명의 효과가 얻어지는 한, 임의의 적절한 투명성 수지가 채용될 수 있지만, 본 발명의 효과를 한층 더 발휘시키기 위해서는, 비결정성 열가소성 수지 필름이 바람직하다.

비결정성 열가소성 수지 필름을 구성하는 비결정성 열가소성 수지로서는, 예를 들어, 노르보르넨계 수지 등의 시클로올레핀계 수지, 올레핀과 무수 말레산이나 N-알킬말레이미드 등과의 중합체 등의 올레핀 수지, 메틸메타크릴레이트의 중합체, 노르보르넨 골격을 갖는 알코올과 아크릴산을 에스테르화하여 얻어지는 아크릴산 에스테르의 중합체 등의 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리이미드계 수지 등을 들 수 있고, 이들 중에서도, 노르보르넨계 수지가 바람직하게 사용된다. 이들 비결정성 열가소성 수지는, 1종만으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 또한, 중합체란, 단독 중합체 또는 공중합체를 의미한다.

노르보르넨계 수지로서는, 예를 들어, 노르보르넨계 모노머의 개환 (공)중합체, 노르보르넨계 모노머의 부가 중합체, 노르보르넨계 모노머와 에틸렌이나 프로필렌 등의α-올레핀과의 공중합체 (대표적으로는, 랜덤 공중합체), 및, 이들을 불포화 카르복실산이나 그 유도체로 변성시킨 그래프트 변성체, 그리고, 그들의 수소화물을 들 수 있다.

노르보르넨계 수지를 얻기 위하여 사용되는 노르보르넨계 모노머로서는, 예를 들어, 노르보르넨, 및 그 알킬 및/또는 알킬리덴 치환체, 예를 들어, 5-메틸-2-노르보르넨, 5-디메틸-2-노르보르넨, 5-에틸-2-노르보르넨, 5-부틸-2-노르보르넨, 5-에틸리덴-2-노르보르넨 등, 이들의 할로겐 등의 극성기 치환체；디시클로펜타디엔, 2,3-디히드로디시클로펜타디엔 등；디메타노옥타히드로나프탈렌, 그 알킬 및/또는 알킬리덴 치환체, 및 할로겐 등의 극성기 치환체, 예를 들어, 6-메틸-1,4：5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌, 6-에틸-1,4：5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌, 6-에틸리덴-1,4：5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌, 6-클로로-1,4：5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌, 6-시아노-1,4：5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌, 6-피리딜-1,4：5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌, 6-메톡시카르보닐-1,4：5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌 등；시클로펜타디엔의 3∼4량체, 예를 들어, 4,9：5,8-디메타노-3a,4,4a,5,8,8a,9,9a-옥타히드로-1H-벤조인덴, 4,11：5,10：6,9-트리메타노-3a,4,4a,5,5a,6,9,9a,10,10a,11,11a-도데카히드로-1H-시클로펜타안트라센 등을 들 수 있다. 이들은, 1종만으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

노르보르넨계 수지를 얻기 위해서는, 노르보르넨계 모노머 이외에, 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위내에 있어서, 고리형 올레핀으로서 개환 중합 가능한 다른 시클로올레핀류를 병용할 수 있다. 이러한 시클로올레핀의 구체예로서는, 예를 들어, 시클로펜텐, 시클로옥텐, 5,6-디히드로디시클로펜타디엔 등의 반응성 이중 결합을 1개 갖는 화합물을 들 수 있다.

노르보르넨계 수지는, 톨루엔 용매에 의한 겔 투과 크로마토그래프 (GPC) 법 으로 측정한 수평균 분자량 (Mn) 이 바람직하게는 25,000∼200,000, 더욱 바람직하게는 30,000∼100,000, 가장 바람직하게는 40,000∼80,000 이다. 수평균 분자량이 상기의 범위이면, 기계적 강도가 우수하고, 용해성, 성형성, 조작성이 양호한 것이 제조된다.

노르보르넨계 수지가 노르보르넨계 모노머의 개환 중합체를 수소 첨가하여 얻어지는 것인 경우에는, 수소 첨가율은, 바람직하게는 90% 이상이며, 더욱 바람직하게는 95% 이상이며, 가장 바람직하게는 99% 이상이다. 이러한 범위이면, 내열 열화성 및 내광 열화성 등이 우수하다.

노르보르넨계 수지는, 여러 가지의 제품이 시판되고 있다. 구체예로서는, 닛폰 제온사 제조의 상품명 제오넥스, 제오노아, JSR 사 제조의 아톤, TICONA 사 제조의 토파스를 들 수 있다.

본 발명에 있어서 이용할 수 있는 투명성 보호 필름의 두께는, 대표적으로는 500㎛ 이하이고, 바람직하게는 1∼300㎛ 이며, 더욱 바람직하게는 5∼200㎛ 이다.

투명성 보호 필름을 제조하는 경우의 방법은, 특별히 한정되지 않고, 용액 유연법, 압출 성형법, 캘린더 성형법 등을 들 수 있지만, 상기 노르보르넨계 수지로 대표되는 원료 수지를 압출기로 압출하여 필름을 압출 성형하는 방법이 바람직하다. 압출 성형으로서는, 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 압출기의 형식으로서는, 임의의 적절한 형식이 채용될 수 있다. 예를 들어, 단축 스크류 타입의 압출기를 사용해도 되고, 2축 스크류 타입의 압출기를 사용해도 된다. 압출기의 설정 온도 (용융 온도), 혼련 시간, 스크류 속도 등은, 사용되는 원료 수지의 종류 등에 따라 적절히 설정될 수 있다. 예를 들어, 원료 수지의 용융 온도는, 대표적으로는 240∼300℃ 이며, 바람직하게는 260∼280℃ 이다. 필요에 따라, 원료 수지에 임의의 적절한 첨가제 (예를 들어, 가소제, 산화 방지제) 가 첨가될 수 있다. 또한, 원료 수지에는, 필요에 따라, 점착 부여제 (예를 들어, 테르펜 수지, 페놀 수지, 테르펜-페놀 수지, 로진 수지, 자일렌 수지), 자외선 흡수제, 내열 안정제 등이 첨가될 수 있다. 압출기에서 용융된 원료 수지는, T 다이로부터 압출되어 냉각 (예를 들어, 수랭) 시켜 인수함으로써, 필름이 된다. T 다이의 온도도 역시, 사용되는 원료 수지의 종류 등에 따라 적절히 설정될 수 있다. T 다이 온도는, 대표적으로는 240∼300℃ 이며, 바람직하게는 260∼280℃ 이다. 필름의 두께는, T 다이의 클리어런스를 조정함으로써, 적절히 제어될 수 있다.

투명성 보호 필름은, 필요에 따라, 연신을 실시하고, 위상차를 조정해도 된다.

투명성 보호 필름은, 적어도 편면이 개질 처리되는 필름이어도 된다. 개질 처리로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 코로나 방전 처리, 자외선 조사 처리, 플라즈마 처리, 레이저 처리, 화염 처리, 고주파 처리, 글로우 방전 처리, 오존 산화 처리, 알칼리 처리 등을 들 수 있다.

투명성 보호 필름의 위상차값 (면내 위상차) 은, 작으면 작을수록 바람직하다. 편광판의 편광 성능에 대한 영향을 가능한 한 작게 할 수 있기 때문이다. 보다 구체적으로는, 당해 위상차값은, 바람직하게는 20㎚ 이하, 더욱 바람직하 게는 10㎚ 이하, 가장 바람직하게는 5㎚ 이하이다.

투명성 보호 필름의 광선 투과율은, 크면 클수록 바람직하다 (즉, 100% 가 이상적이다). 실용적으로는, 당해 광선 투과율은, 바람직하게는 85% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 95% 이상이다. 광선 투과율이 85% 이상이면, 편광판의 투과 광량을 충분히 확보할 수 있어, 실용상 문제가 되는 편광 성능의 저하를 초래할 우려가 매우 작다.

투명성 보호 필름의 70℃, 90% RH 에 있어서의 수증기 투과율은, 25㎛ 의 두께이고, 바람직하게는 300g/㎡·24hr 이하, 더욱 바람직하게는 200g/㎡·24hr 이하, 가장 바람직하게는 100g/㎡·24hr 이하이다. 이러한 범위이면, 매우 우수한 내구성을 갖는 편광판을 얻을 수 있다. 한편, 수증기 투과율은, 바람직하게는 0.05g/㎡·24hr 이상, 더욱 바람직하게는 0.1g/㎡·24hr 이상이다. 이러한 범위이면, 편광판의 제조에서의 건조 공정에 있어서, 편광자나 접착제에 함유되는 수분이 보호 필름을 충분히 투과하므로, 잔류 수분에 의한 접착성의 저하나 편광 성능의 저하라는 문제가 생길 가능성이 매우 작다.

투명성 보호 필름의 편광 필름을 붙이는 면에는, 필요에 따라, 용이 접착제층을 형성해도 되지만, 본 발명에 있어서의 폴리비닐알코올 수지와 실란계 커플링제를 함유하는 접착제를 이용하면, 용이 접착제층을 형성하지 않아도 강고한 접착 강도가 얻어진다.

투명성 보호 필름의 편광 필름을 붙이지 않는 면에는, 필요에 따라, 하드 코트 처리, 반사 방지 처리, 스티킹 방지 처리나, 확산 처리 (안티글레어 처리라고도 한다) 가 실시될 수 있다. 상기 하드 코트 처리는 편광판 표면의 손상 방지 등을 목적으로 실시되는 것으로서, 임의의 적절한 자외선 경화형 수지 (예를 들어, 아크릴계, 실리콘계) 에 의한 경도나 미끄러짐 특성 등이 우수한 경화 피막을 보호 필름의 표면에 형성함으로써 행해진다. 상기 반사 방지 처리는 편광판 표면에서의 외광의 반사 방지를 목적으로 실시된다. 상기 스티킹 방지 처리는 인접층과의 밀착 방지를 목적으로 실시된다. 상기 안티글레어 처리는 편광판의 표면에서 외광이 반사하여 편광판 투과광의 시인을 저해하는 것의 방지 등을 목적으로 실시되는 것으로서, 임의의 적절한 방식 (예를 들어, 샌드블라스트 방식이나 엠보싱 가공 방식에 의한 조면화 방식, 투명 미립자의 배합 방식) 으로 투명 보호 필름의 표면에 미세 요철 구조를 부여함으로써 행해진다. 안티글레어층 (안티글레어 처리에 의해 형성되는 층) 은, 편광판 투과광을 확산시켜 시각 등을 확대하기 위한 확산층 (시각 확대 기능 등) 을 겸하는 것이어도 된다.

본 발명에 있어서는, 상기 편광 필름의 적어도 일방의 면과 상기 투명성 보호 필름이, 폴리비닐알코올 수지와 실란계 커플링제를 함유하는 접착제에 의해 접착되어 이루어지는 것이 중요하다. 이로써, 투명성 보호 필름에 용이 접착제층을 형성하지 않아도, 편광 필름과 투명성 보호 필름의 접착 강도가 높고, 고품질, 고부가 가치의 편광판을, 높은 생산성으로 제공하는 것, 및, 그러한 편광판의 용도를 제공할 수 있다.

폴리비닐알코올 수지로서는, 수용성인 것이면 되고, 예를 들어, 통상의 폴리비닐알코올 (PVA) 외에, 실란 변성 PVA, 에폭시 변성 PVA, 카르복실기 변성 PVA, 아미노기 변성 PVA, 아세토아세틸기 변성 PVA 등을 들 수 있다. 실란계 커플링제와의 반응성이 우수한 점에서, 바람직하게는, 아세토아세틸기 변성 PVA 이다.

폴리비닐알코올 수지의 중합도로서는, 특별히 한정되지 않지만, 통상 100∼5000 이 바람직하고, 500∼3500 이 보다 바람직하다.

폴리비닐알코올 수지의 비누화도로서는, 특별히 한정되지 않지만, 통상 70∼100몰% 가 바람직하고, 90∼100몰% 가 보다 바람직하다.

아세토아세틸기 변성 PVA 를 이용하는 경우, 본 발명의 효과를 한층 더 발휘시키기 위해서는, 그 중합도는, 바람직하게는 100∼5000, 보다 바람직하게는 500∼4000, 더욱 바람직하게는 1000∼3500 이며, 그 비누화도는, 바람직하게는 70∼100몰%, 보다 바람직하게는 90∼100몰%, 더욱 바람직하게는 95∼100몰% 이며, 아세토아세틸화도는, 바람직하게는 0.1∼40몰%, 보다 바람직하게는 0.1∼30몰%, 더욱 바람직하게는 0.5∼10몰% 이다.

실란계 커플링제로서는, 예를 들어, γ-이소시아네이트프로필트리메톡시실란, γ-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, γ-이소시아네이트프로필메틸디에톡시실란, γ-이소시아네이트프로필메틸디메톡시실란 등의 이소시아네이트기 함유 알콕시실란류；γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, γ-아미노프로필메틸디에톡시실란, γ-(2-아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란, γ-(2-아미노에틸)아미노프로필메틸디메톡시실란, γ-(2-아미노에틸)아미노프로필트리에톡시실란, γ-(2-아미노에틸)아미노프로필메틸디에톡시실란, γ-우레이도프로필트리메톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필트리메 톡시실란, N-벤질-γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-비닐벤질-γ-아미노프로필트리에톡시실란 등의 아미노기 함유 알콕시실란류；γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, γ-메르캅토프로필트리에톡시실란, γ-메르캅토프로필메틸디메톡시실란, γ-메르캅토프로필메틸디에톡시실란 등의 메르캅토기 함유 알콕시실란류；γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리에톡시실란 등의 에폭시기 함유 알콕시실란류；β-카르복시에틸트리에톡시실란, β-카르복시에틸페닐비스(2-메톡시에톡시)실란, N-β-(카르복시메틸)아미노에틸-γ-아미노프로필트리메톡시실란 등의 카르복시기 함유 알콕시실란류；비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, γ-메타크릴로일옥시프로필메틸디메톡시실란, γ-아크릴로일옥시프로필메틸트리에톡시실란 등의 비닐형 불포화기 함유 알콕시실란류；γ-클로로프로필트리메톡시실란 등의 할로겐기 함유 알콕시실란류；트리스(트리메톡시실릴)이소시아누레이트 등의 이소시아누레이트기 함유 알콕시실란류, 아미노 변성 실릴 폴리머, 실릴화아미노 폴리머, 불포화 아미노실란 착물, 페닐아미노 장쇄 알킬실란, 아미노실릴화실리콘, 실릴화폴리에스테르, 및 이들의 유도체 등을 들 수 있다.

상기 실란계 커플링제는, 투명성 보호 필름의 종류 등에 따라 적절히 선택될 수 있지만, 예를 들어, 투명성 보호 필름으로서 노르보르넨계 수지 필름을 이용하는 경우에는, γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, γ-아미노프로필메틸디에톡시실란, γ-(2-아미노 에틸)아미노프로필트리메톡시실란, γ-(2-아미노에틸)아미노프로필메틸디메톡시실란, γ-(2-아미노에틸)아미노프로필트리에톡시실란, γ-(2-아미노에틸)아미노프로필메틸디에톡시실란, γ-우레이도프로필트리메톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-벤질-γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-비닐벤질-γ-아미노프로필트리에톡시실란 등의 아미노기 함유 알콕시실란류가 바람직하다. 이들을 이용하면, 본 발명의 효과가 한층 더 발휘되고, 특히, 강고한 접착 강도가 얻어진다.

본 발명에 있어서의 접착제 중에는, 폴리비닐알코올 수지와 실란계 커플링제 이외에, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에 있어서, 그 밖의 첨가제가 함유되어 있어도 된다.

폴리비닐알코올 수지와 실란계 커플링제를 함유하는 접착제 중에 있어서의, 폴리비닐알코올 수지와 실란계 커플링제의 함유 비율은, 폴리비닐알코올 수지 100중량부에 대하여, 바람직하게는 0.1∼100중량부, 보다 바람직하게는 0.1∼50중량부, 더욱 바람직하게는 0.1∼30중량부이다.

폴리비닐알코올 수지와 실란계 커플링제를 함유하는 접착제 중에 있어서의, 폴리비닐알코올 수지와 실란계 커플링제의 합계의 함유 비율은, 접착제 전량 100중량부에 대하여, 바람직하게는 0.5∼10중량부, 보다 바람직하게는 1∼6중량부, 더욱 바람직하게는 1∼4중량부이다.

폴리비닐알코올 수지와 실란계 커플링제를 함유하는 접착제의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 수용성 폴리비닐알코올 수지를 이용하는 점에서, 바람직하게는, 폴리비닐알코올 수지의 수용액 중에 실란계 커플링제를 첨가하는 방법이 다.

본 발명과 관련되는 편광판은, 상기 편광 필름의 적어도 일방의 면에 상기 투명성 보호 필름이 적층되어 이루어지는 편광판에 있어서, 그 편광 필름의 적어도 일방의 면과 그 투명성 보호 필름이, 상기 접착제에 의해 접착되어 이루어진다.

즉, 본 발명과 관련되는 편광판은, 상기 편광 필름의 양면에 상기 투명성 보호 필름이 적층되어 있어도 되고, 상기 편광 필름의 편면에만 상기 투명성 보호 필름이 적층되어 있어도 된다. 후자의 경우, 다른 일방의 면에는, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에 있어서 임의의 적절한 보호 필름이 채용될 수 있다. 이러한 보호 필름을 구성하는 수지로서는, 예를 들어, 셀룰로오스계 폴리머 (예를 들어, 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스), 아크릴계 폴리머 (예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트), 스티렌계 폴리머 (예를 들어, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 (AS 수지)), 술폰계 폴리머, 폴리에테르술폰계 폴리머, 폴리에테르에테르케톤계 폴리머, 폴리페닐렌술피드계 폴리머, 비닐알코올계 폴리머, 염화 비닐리덴계 폴리머, 비닐부티랄계 폴리머, 폴리옥시메틸렌계 폴리머, 에폭시계 폴리머를 들 수 있다. 이들은, 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 또한, 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화형 또는 자외선 경화형 수지를 필름화한 것도 사용 가능하다. 이러한 보호 필름의 두께는, 대표적으로는 500㎛ 이하이며, 바람직하게는 1∼300㎛ 이며, 더욱 바람직하게는 5∼200㎛ 이다.

편광 필름의 적어도 일방의 면과 그 투명성 보호 필름을 상기 접착제에 의해 접착하는 방법으로서는, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에 있어서 임의의 적절한 접착 방법이 채용될 수 있다. 예를 들어, 수용액 상태의 접착제를, 그라비아 코트법, 딥 코트법, 스프레이법, 유연법 등을 이용하여 접착면에 도포한 후에 접착하는 방법을 들 수 있다.

다음에, 본 발명의 화상 표시 장치에 대하여 설명한다. 본 발명의 화상 표시 장치는 본 발명의 편광판을 적어도 1장 포함한다. 여기에서는 일례로서 액정 표시 장치에 대하여 설명하지만, 본 발명이 편광판을 필요로 하는 모든 표시 장치에 적용될 수 있음은 말할 필요도 없다. 본 발명의 편광판이 적용 가능한 화상 표시 장치의 구체예로서는, 일렉트로 루미네선스 (EL) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 (PD), 전계 방출 디스플레이 (FED：Field Emission Display) 와 같은 자발광형 표시 장치를 들 수 있다. 도 2 는, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 액정 표시 장치의 개략 단면도이다. 도시예에서는 투과형 액정 표시 장치에 대하여 설명하지만, 본 발명이 반사형 액정 표시 장치 등에도 적용됨은 말할 필요도 없다.

액정 표시 장치 (100) 는, 액정 셀 (10) 과, 액정 셀 (10) 을 협지하여 배치된 위상차 필름 (20, 20') 과, 위상차 필름 (20, 20') 의 외측에 배치된 편광판 (30, 30') 과, 도광판 (40) 과, 광원 (50) 과, 리플렉터 (60) 를 구비한다. 편광판 (30, 30') 은, 그 편광축이 서로 직교하도록 하여 배치되어 있다. 액정 셀 (10) 은, 한쌍의 유리 기판 (11, 11') 과, 그 기판 사이에 배치된 표시 매체로서의 액정층 (12) 을 갖는다. 일방의 기판 (11) 에는, 액정의 전기 광학 특성 을 제어하는 스위칭 소자 (대표적으로는 TFT) 와, 이 액티브 소자에 게이트 신호를 부여하는 주사선 및 소스 신호를 부여하는 신호선이 설치되어 있다 (모두 도시 생략). 타방의 유리 기판 (11') 에는, 컬러 필터를 구성하는 컬러층과 차광층 (블랙 매트릭스층) 이 설치되어 있다 (모두 도시 생략). 기판 (11, 11') 의 간격 (셀 갭) 은, 스페이서 (13) 에 의해 제어되어 있다. 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는, 편광판 (30, 30') 의 적어도 1개로서, 상기 기재된 본 발명의 편광판이 채용된다.

예를 들어, TN 방식의 경우에는, 이러한 액정 표시 장치 (100) 는, 전압 무인가시에는 액정층 (12) 의 액정 분자가, 편광축을 90도 어긋나게 하는 상태에서 배열되어 있다. 그러한 상태에 있어서는, 편광판에 의해 일 방향의 광만이 투과한 입사광은, 액정 분자에 의해 90도 비틀린다. 상기와 같이, 편광판은 그 편광축이 서로 직교하도록 하여 배치되어 있으므로, 타방의 편광판에 도달한 광 (편광) 은, 당해 편광판을 투과한다. 따라서, 전압 무인가시에는, 액정 표시 장치 (100) 는 흰색을 표시한다 (노멀리 화이트 방식). 한편, 이러한 액정 표시 장치 (100) 에 전압을 인가하면, 액정층 (12) 내의 액정 분자의 배열이 변화된다. 그 결과, 타방의 편광판에 도달한 광 (편광) 은, 당해 편광판을 투과하지 못하고, 검정색 표시가 된다. 이러한 표시의 전환을, 액티브 소자를 이용하여 화소마다 실시함으로써, 화상이 형성된다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에는 한정되지 않는다. 또한, 특별히 나타내지 않는 한, 실시예 중의 부 및 퍼센트는 중량 기준이다. 실시예에 있어서의 평가 항목은 이하와 같다.

〈손 박리에 의한 접착성 평가〉

편광 필름과 보호 필름의 접착 강도를 손 박리에 의해 확인하였다.

○：전혀 벗겨지지 않았다.

×：편광자와 보호 필름의 계면에서 벗겨졌다.

〈60℃ 온수 침지 시험〉

제작한 편광판을 25㎜×50㎜ (TD×MD) 로 절단하고, 60℃ 의 온수 중에 침지 하여, 보호 필름이 벗겨질 때까지의 시간을 측정하였다.

〔참고예 1〕

두께 80㎛ 의 폴리비닐알코올 필름 ((주)쿠라레 제조) 을 5wt% 의 요오드 화합물 수용액 (요오드(I)/요오드화칼륨(KI) 의 중량비=1/10) 중에서, 편광자가 소정의 단체 투과율 (여기에서는, 43%) 이 되도록 시간을 조정하여 염색하고, 3wt% 붕산＋2wt% KI 수용액 중에 10초간 침지하고, 4wt% 붕산＋3wt% KI 수용액 중에서 연신 배율이 5.5배가 되도록 연신하고, 마지막으로 5wt% KI 수용액에 10초간 침지하였다. 얻어진 연신 필름을 40℃ 의 오븐에서 3분간 건조시켜, 두께 30㎛ 의 편광 필름을 얻었다.

실시예 1

아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올 수지 (중합도 1200, 비누화도 99몰%, 아세토아세틸화도 5몰%) 100부를 물 3000부에 용해시켜, 폴리비닐알코올 수용액을 제작하였다. 이 수용액을 교반하면서, γ-아미노프로필트리에톡시실란 10부를 적하하여, 접착제를 제작하였다.

얻어진 접착제를 이용하여, 참고예 1 에서 얻은 편광 필름의 편면에, 100W·min/㎡ 의 방전량으로 코로나 처리를 실시한 두께 40㎛ 의 노르보르넨계 수지 필름 (상품명：제오노아, 닛폰 제온 주식회사 제조) 을 붙이고, 다른 한쪽에 비누화 처리가 완료된 두께 40㎛ 의 트리아세틸셀룰로오스 필름 (상품명：후지탁, 후지 사진필름 제조) 을 붙여, 70℃ 에서 10분간 건조시켜 편광판을 제작하였다. 비누화 처리는, 트리아세틸셀룰로오스 필름을 60℃ 에서 10% 수산화나트륨 수용액 중에 1분간 침지한 후, 순수로 물세정하고, 다음에 70℃ 에서 3분간 건조를 실시하였다.

얻어진 편광판에 대하여, 손 박리에 의한 접착성 평가와 60℃ 온수 침지 시험을 실시하였다.

결과를 표 1 에 나타낸다.

실시예 2

아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올 수지 (중합도 1200, 비누화도 99몰%, 아세토아세틸화도 5몰%) 100부 대신에, 폴리비닐알코올 수지 (중합도 1700, 비누화도 99몰%, 아세토아세틸화도 5몰%) 100부를 이용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 실시하여, 편광판을 제작하였다.

얻어진 편광판에 대하여, 손 박리에 의한 접착성 평가와 60℃ 온수 침지 시험을 실시하였다.

결과를 표 1 에 나타낸다.

〔비교예 1〕

γ-아미노프로필트리에톡시실란을 적하하지 않는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 실시하여, 편광판을 제작하였다.

얻어진 편광판에 대하여, 손 박리에 의한 접착성 평가와 60℃ 온수 침지 시험을 실시하였다.

결과를 표 1 에 나타낸다.

	손 박리에 의한 접착성 평가	60℃ 온수 침지 시험
실시예 1	○	4시간 이상 파괴되지 않았다.
실시예 2	○	3시간 이상 파괴되지 않았다.
비교예 1	×	30분 이내에 파괴되었다.

표 1 로부터 명백하듯이, 본 발명에 의하면, 편광 필름과 투명성 보호 필름의 접착 강도가 높고, 특히 고온 고습하에 있어서도 박리되기 어려워, 고품질, 고부가 가치의 편광판을, 높은 생산성으로 제공하는 것, 및, 그러한 편광판의 용도를 제공할 수 있다. 특히, 본 발명에 의하면, 접착성이 부족한 비결정성 열가소성 수지 필름을 투명성 보호 필름으로서 이용한 경우에 있어서도, 특별히 용이 접착제층을 형성하지 않고, 충분한 접착성을 얻을 수 있고, 특히 고온 고습하에 있어서도 박리되기 어려워, 높은 생산성으로 고품질, 고부가 가치의 편광판을 얻을 수 있다.

본 발명의 편광판은, 액정 표시 장치 (LCD) 나 자발광형 표시 장치 등의 화상 표시 장치에 바람직하게 사용될 수 있다.

Claims (5)

1. 편광 필름의 적어도 일방의 면에 투명성 보호 필름이 적층되고,

   그 편광 필름의 적어도 일방의 면과 그 투명성 보호 필름이, 폴리비닐알코올 수지와 실란계 커플링제를 함유하는 접착제에 의해 접착되어 이루어지는 편광판.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 실란계 커플링제가 아미노기 함유 알콕시실란류인 편광판.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 투명성 보호 필름의 적어도 일방이 비결정성 열가소성 수지 필름인 편광판.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 비결정성 열가소성 수지 필름이 노르보르넨계 수지 필름인 편광판.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 편광판을 적어도 1장 포함하는 화상 표시 장치.

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