KR20070122377A

KR20070122377A - 복합 편광판, 그것을 이용한 액정 표시 장치, 복합편광판의 제조법 및 그것에 이용하는 광학 보상 필름의제조법

Info

Publication number: KR20070122377A
Application number: KR1020070060538A
Authority: KR
Inventors: 유이치로 구나이; 고지 히가시; 신지 고바야시
Original assignee: 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2007-12-31
Also published as: JP2008003450A; TW200819843A; CN101122706A

Abstract

투명 지지체 위에 배향막이 형성되고, 그 위에 액정 화합물의 코팅층이 형성되어 있는 광학 보상 필름 또는 그 투명 지지체측을 편광자에 접합시킨 복합 편광판에 있어서, 그 광학 보상 필름이 내수성이 낮은 층을 포함하는 경우에도, 습열 조건 하에서의 층간 박리나 층 파괴를 방지하여 이들의 내수성을 개량한다.

셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체(3) 위에 배향막(4)이 형성되고, 그 위에 액정 화합물의 코팅층(5)이 더 형성되어 있는 광학 보상 필름(2)은 그 투명 지지체(3)측에서 편광자(1)의 한 면에 접합되어 이루어지는 복합 편광판에 있어서, 그 광학 보상 필름(2)은 2 ㎝×5 ㎝의 스트립으로 재단하며, 액정 화합물의 코팅층을 내측으로 하여 원주가 5 ㎝이고 높이가 2 ㎝인 원통으로 둥글게 한 상태에서 60℃의 온수에 60분간 침지했을 때에 발생하는 기포의 밀도가 100개/㎠ 미만이 되도록 열처리가 행해진 것으로 구성한다.

Description

복합 편광판, 그것을 이용한 액정 표시 장치, 복합 편광판의 제조법 및 그것에 이용하는 광학 보상 필름의 제조법{A LAMINATED POLARIZER, A LIQUID CRYSTAL DISPLAY BY USING THE LAMINATED POLARIZER, A METHOD FOR PRODUCING THE LAMINATED POLARIZER, AND A METHOD FOR PRODUCING AN OPTICAL COMPENSATOR FILM USED FOR THE LAMINATED POLARIZER}

도 1은 본 발명에 따른 복합 편광판의 구성예를 도시한 단면 모식도.

도 2는 광학 보상 필름을 온수 시험으로 처리할 때의 스트립 샘플의 평면도(A)와, 그 스트립 샘플을 온수에 침지하기 위해서 둥글게 한 상태를 나타낸 사시도(B).

도 3은 열처리전의 광학 보상 필름을 온수 시험했을 때의 표면 상태를 나타낸 사진.

도 4는 온수 시험에 의한 기포가 거의 확인되지 않게 된 광학 보상 필름의 표면 상태를 나타낸 사진.

도 5는 터널링이 발생한 편광판의 표면 단부를 촬영한 참고 사진.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 편광자

2 : 광학 보상 필름

3 : 투명 지지체

4 : 배향막

5 : 액정 화합물의 코팅층

7 : 투명 보호 필름

8 : 표면 처리층

9 : 감압식 접착제층

10 : 광학 보상 필름을 둥글게 했을 때의 단부

12 : 단부를 고정하는 접착 테이프

20 : 터널링

본 발명은 편광자의 한 면에 액정 화합물의 코팅층을 갖는 광학 보상 필름이 접합되어 있는 복합 편광판 및 그것을 이용한 액정 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또 상기 구조의 복합 편광판을 제조하는 방법 및 그것에 이용하는 광학 보상 필름을 제조하는 방법에도 관계되어 있다. 상세하게는, 상기 구조의 복합 편광판 내지는 그것을 구성하는 광학 보상 필름의 내수성을 개선하는 기술에 관계되어 있다.

최근, 저소비 전력, 저전압 동작, 경량, 박형의 액정 디스플레이가 휴대 전화, 휴대 정보 단말, 컴퓨터용 모니터, 텔레비전 등의 정보용 표시 장치로서 급속 히 보급되어 오고 있다. 액정 기술의 발전에 따라 여러 가지 모드의 액정 디스플레이가 제안되어 응답 속도나 콘트라스트, 좁은 시야각이라는 액정 디스플레이의 문제점이 해소되고 있다.

액정 디스플레이에는 TN(Twisted Nematic: 비틀림 네마틱), STN(Super Twisted Nematic: 초비틀림 네마틱), VA(Vertical Alignment: 수직 배향), IPS(In-plane Switching: 횡전계) 등의 여러 가지 방식이 있지만, 이들 방식에는 액정 분자가 위상차값을 가짐에 따른 광누설이나 편광판에 있어서 비스듬하게 보았을 때의 축 각도의 어긋남 등에 기인하여 각각 약점이 되는 시야각이 좁은 방향(방위각)이 존재한다. 이러한 약점이 되는 시야각을 확대하는 방법으로서, 위상차 필름에 의한 액정 셀이나 편광판으로의 광학 보상이라는 방법이 널리 채용되고 있다. 그것을 위한 위상차 필름 내지 광학 보상 필름은 액정 셀 내의 액정의 위상차값, 배향 방향, 액정 분자의 구동 방식 등에 의해 최적의 종류가 변하기 때문에, 대부분의 종류의 것이 이용되고 있다.

이러한 위상차 필름 내지 광학 보상 필름의 하나로 투명 지지체 상에 액정 화합물을 코팅하여 광학 특성을 발현시키는 타입의 것이 있다. 통상은 투명 지지체 상에 액정 화합물을 도포하여 제작되지만, 대부분의 경우, 그 액정 화합물을 어느 특정 방향으로 배향시키기 위해서 투명 지지체 상에 미리 배향막을 형성한다. 예컨대, 일본 특허 공개 평성 제9-179125호 공보(특허 문헌 1)에는 투명 지지체 상에 배향막을 설치하여 배향막이 형성된 지지체로 하고, 그 배향막 상에 디스코틱 화합물로 이루어진 광학 이방층(광학 보상층)을 설치하여 광학 보상 시트로 하는 것이 기재되어 있다.

배향막의 재질은 배향 특성이나 도포성, 광학 특성, 내구성 등을 고려하여 적절한 것이 선택되어야 하지만, 특히 배향 특성이나 도포성의 면에서 물에 대하여 그다지 내성이 없는 재료, 바꾸어 말하면 친수성의 재료로부터 선택되는 경우도 많다. 예컨대, 상기 특허 문헌 1에서는, 배향막으로서 폴리비닐알코올이 장려되어 있다. 배향막이나 코팅층이 물에 대한 내성이 없는 재료로 구성되는 경우에는, 다량으로 수분을 함유하는 환경 하에서의 내구성이 부족하여 예컨대 고온·고습 조건 하 등에 있어서 액정 디스플레이에 문제를 일으키는 경우가 있다.

구체적으로는, 물의 영향으로 어느 한 층이 충분한 밀착력을 잃은 경우에는, 편광판을 구성하는 다른 층의 열에 의한 신축이나 흡방습에 의한 신축 등의 외부 응력에 의해 층간의 박리나 그 층 자신의 파괴가 발생하게 되는 경우가 있다.

더욱 상세하게 설명하면, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체 상에 친수성의 배향막이 형성되고, 그 위에 액정 화합물의 코팅층이 더 형성된 광학 보상 필름을 편광자의 한 면에 접착하며, 편광자의 다면에는 통상의 트리아세틸셀룰로오스로 이루어진 투명 보호 필름을 접착한 편광판에 있어서는, 고온 고습 조건에 노출된 경우, 친수성의 배향막이 수분의 영향을 받아 편광 판단부에서 배향막과 각층 사이의 밀착력이 저하되기 때문에, 투명 지지체/배향막/액정 화합물의 코팅층 중 어느 하나의 계면에서 부유가 발생하고, 그곳을 기점으로 하여 터널형의 공극이 편광판 내부로 진행해 나가는 현상이 일어날 수 있는 것이 발견되었다. 이하, 이러한 현상을 터널링이라고 부르는 경우가 있다. 도 5에 터널링이 발생한 편광판의 표면 단부를 확대한 사진을 나타낸다. 이 도면에 있어서, 우측이 편광판의 끝이며, 그곳으로부터 복수의 터널링(20)이 성장하고 있는 것을 알 수 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평성 제9-179125호 공보

그래서, 본 발명의 과제는 셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체 위에 배향막이 형성되고, 그 위에 액정 화합물의 코팅층이 더 형성되어 있는 광학 보상 필름 또는 그 투명 지지체측을 편광자에 접합시킨 복합 편광판에 있어서, 그 광학 보상 필름이 물에 대한 내성이 낮은 층을 포함하는 경우에도, 습열 조건 하에서의 층간 박리나 층 파괴를 방지하여 이들의 내수성을 개량하는 데에 있다. 연구 결과, 이러한 물에 대한 내성이 낮은 부재에 열처리를 행함으로써 내수성을 향상시켜 상기와 같은 문제를 일으키지 않는 내구성이 우수한 복합 편광판을 얻을 수 있는 것을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명에 따르면, 셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체 위에 배향막이 형성되고, 그 위에 액정 화합물의 코팅층이 더 형성되어 있는 광학 보상 필름은 그 투명 지지체측에서 편광자의 한 면에 접합되어 이루어지는 복합 편광판으로서, 그 광학 보상 필름은 2 ㎝×5 ㎝의 스트립으로 재단하며, 액정 화합물의 코팅층을 내측으로 하여 원주가 5 ㎝이고 높이가 2 ㎝인 원통으로 둥글게 한 상태에서 60℃의 온수에 60분간 침지했을 때에 발생하는 기포의 밀도가 100개/㎠ 미만이 되도록 열처리가 행해지고 있는 복합 편광판이 제공된다.

상기한 복합 편광판에 있어서, 광학 보상 필름은 상기한 바와 같이 2 ㎝×5 ㎝의 스트립을 액정 화합물의 코팅층이 내측이 되도록 원주가 5 ㎝이고 높이가 2 ㎝인 원통으로 둥글게 한 상태에서 60℃의 온수에 60분간 침지했을 때에 발생하는 기포의 밀도가 60개/㎠ 이하가 되도록 열처리가 행해지고 있는 것이 바람직하다.

이 복합 편광판에 있어서, 편광자의 광학 보상 필름이 접합되어 있는 면과 반대측의 면에는 투명 보호 필름을 접합시켜 편광자의 양면을 보호한 상태로 할 수 있다. 이 경우의 투명 보호 필름은 편광자와 반대측에 표면 처리가 행해지고 있는 것이 바람직하다. 이 투명 보호 필름은 예컨대 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지로 구성할 수 있다.

한편, 광학 보상 필름에 있어서의 배향막은 친수성의 수지로 구성하는 경우가 많고, 예컨대 폴리비닐알코올계 수지로 구성할 수 있다. 광학 보상 필름을 구성하는 액정 화합물의 코팅층은 디스코틱 액정을 함유하는 광학 보상층일 수 있다. 이 광학 보상층은 디스코틱 구조 단위를 갖는 액정 화합물로 이루어진 음의 복굴절을 갖는 층으로서, 그 디스코틱 구조 단위의 원반면이 투명 지지체면에 대하여 기울어 있고, 그리고, 디스코틱 구조 단위의 원반면과 투명 지지체면이 이루는 각도가 광학 보상층의 두께 방향에 있어서 변화되도록 구성할 수 있다. 이 경우, 디스코틱 구조 단위의 원반면이 투명 지지체면에 대하여 이루는 각도는 광학 보상층의 두께 방향에 있어서 광학 보상층의 투명 지지체측으로부터의 거리의 증가와 함께 증가하고 있는 것이 바람직하다.

광학 보상 필름을 구성하는 액정 화합물의 코팅층 외측에 감압식 접착제층을 설치하여 액정 셀에 접합되도록 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 어느 하나의 복합 편광판과 액정 셀을 구비하고, 액정 셀의 한쪽 면에 상기한 복합 편광판이 그 광학 보상 필름측에서 감압식 접착제층을 통해 적층되어 있는 액정 표시 장치도 제공된다.

게다가, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 내수성이 개선된 복합 편광판의 제조 방법도 제공되며, 이 방법은 셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체 위에 배향막이 형성되고, 그 위에 액정 화합물의 코팅층이 더 형성되어 있는 광학 보상 필름을, 그 투명 지지체측에서 편광자에 접합시켜 복합 편광판을 제조하는 데 있어서, 상기 광학 보상 필름에 대해서 2 ㎝×5 ㎝의 스트립으로 재단하며, 액정 화합물의 코팅층을 내측으로 하여 원주가 5 ㎝이고 높이가 2 ㎝인 원통으로 둥글게 한 상태에서 60℃의 온수에 60분간 침지했을 때에, 100개/㎠ 이상의 밀도에서 기포가 발생하는 원반을 이용하고, 그 광학 보상 필름에 대하여 동일 조건으로 온수에 침지했을 때에 발생하는 기포의 밀도가 100 개/㎠ 미만이 되도록 40℃ 이상 150℃ 이하의 온도에서 적어도 10분의 열처리를 원반에 행하거나 또는 상기 광학 보상 필름을 편광자에 접합시킨 후의 복합 편광판에 행하는 것이다.

게다가, 본 발명에 따르면, 상기한 복합 편광판에 이용하는 내수성이 개선된 광학 보상 필름의 제조 방법도 제공되며, 이 방법은 셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체 위에 배향막이 형성되고, 그 위에 액정 화합물의 코팅층이 더 형성되어 있는 광학 보상 필름에 대해서 2 ㎝×5 ㎝의 스트립으로 재단하며, 액정 화합물 의 코팅층을 내측으로 하여 원주가 5 ㎝이고 높이가 2 ㎝인 원통으로 둥글게 한 상태에서 60℃의 온수에 60분간 침지했을 때에, 100개/㎠ 이상의 밀도에서 기포가 발생하는 원반에 대하여 동일 조건으로 온수에 침지했을 때에 발생하는 기포의 밀도가 100개/㎠ 미만이 되도록 40℃ 이상 150℃ 이하의 온도에서 적어도 10분의 열처리를 행하는 것이다. 이 방법에 있어서, 열처리의 온도는 60℃ 이상, 또한 120℃ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

이하, 적절하게 도면도 참조하면서, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명한다. 본 발명에 따른 복합 편광판의 층구성의 예를 도 1에 단면 모식도로 도시하였다. 도 1의 (A)는 기본적인 층구성을 도시한 것으로서, 이 복합 편광판은 셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체(3) 위에 배향막(4)이 형성되고, 그 위에 액정 화합물의 코팅층(5)이 더 형성되어 있는 광학 보상 필름(2)이, 그 투명 지지체(3)측에서 편광자(1)의 한 면에 접합되어 구성된다. 편광자(1)의 광학 보상 필름(2)이 접합되어 있는 면과 반대측의 면에는 투명 보호 필름(7)을 접합시키는 것이 바람직하다. 또한, 도 1의 (B)에 도시된 바와 같이, 이 투명 보호 필름(7)은 그 외측, 즉 편광자(1)와 반대측에 표면 처리층(8)을 갖는 것이 바람직하다. 도 1의 (B)는 투명 보호 필름(7)의 외측에 표면 처리층(8)이 설치되는 것 이외에는 도 1의 (A)와 동일하기 때문에, 이 도 1의 (A)와 동일 부분에는 동일한 부호를 붙여 중복되는 설명은 생략하는 것으로 한다. 광학 보상 필름(2)의 외측, 즉 액정 화합물의 코팅층(5)의 표면에는 액정 셀로의 접합을 위한 감압식 접착제층(9)을 설치할 수 있다.

우선, 도 1을 참조하면서, 각층에 대해서 순차적으로 설명을 진행시켜 나간 다.

편광자(1)는 소정 방향의 진동면을 갖는 직선편광을 투과하고, 그것과 직교하는 방향의 진동면을 갖는 직선 편광을 흡수하는 광학 소자이다. 구체적으로는, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 2색성 색소가 흡착 배향한 필름을 들 수 있다. 2색성 색소로서 요오드가 흡착 배향되어 있는 요오드계 편광자나 2색성 색소로서 2색성 유기 염료가 흡착 배향되어 있는 염료계 편광자가 있는데 모두 이용할 수 있다.

광학 보상 필름(2)을 구성하는 투명 지지체(3)는 셀룰로오스계 수지로 구성한다. 셀룰로오스계 수지로서 구체적으로는 디아세틸셀룰로오스나 트리아세틸셀룰로오스 등의 아세틸셀룰로오스계 수지를 들 수 있지만, 그 중에서도 트리아세틸셀룰로오스가 일반적으로 이용된다.

투명 지지체(3) 위에 형성하는 배향막(4)은 친수성의 수지로 구성되는 경우가 많고, 특히 폴리비닐알코올계 수지로 구성되는 것이 일반적이다. 폴리비닐알코올계 수지는 예컨대 알킬기 등이 도입된 변성 폴리비닐알코올이어도 좋다.

통상은 투명 지지체(3) 상에 이러한 친수성의 수지로 이루어진 코팅층을 형성하고, 그 표면을 러빙 처리함으로써, 배향막(4)이 된다.

액정성 화합물의 코팅층(5)은 예컨대 네마틱 액정이 경사 배향된 것(신일본석유 주식회사에서 판매되고 있는 "NH 필름" 등)도 있지만, 디스코틱 액정을 포함하는 도포액을 코팅하고, 배향시킨 광학 보상층인 것이 일반적이다.

이 광학 보상층은 디스코틱 구조 단위를 갖는 액정성 화합물로 이루어진 음의 복굴절을 갖는 층으로서, 그 디스코틱 구조 단위의 원반면이 투명 지지체면에 대하여 기울어 있고, 그리고, 그 디스코틱 구조 단위의 원반면과 투명 지지체면이 이루는 각도가 광학 보상층의 두께 방향에 있어서 변화하고 있는 것이 바람직하다. 이 형태에 있어서, 디스코틱 구조 단위의 원반면이 투명 지지체면에 대하여 이루는 각도는 광학 보상층의 두께 방향에 있어서 광학 보상층의 투명 지지체측으로부터의 거리의 증가와 함께 증가하고 있는 소위 하이브리드 배향한 것도 유효하다. 디스코틱 구조 단위의 원반면이 투명 지지체면에 대하여 이루는 각도는 예컨대 5°∼50° 정도의 범위에서 투명 지지체측으로부터 순차적으로 증가한 구조로 할 수 있다. 투명 지지체 상에 배향막 및 디스코틱 액정의 코팅층이 형성되어 있는 광학 보상 필름의 구체적인 예로서는 후지사진필름(주)에서 판매되고 있는 "와이드뷰" 필름("WV 필름"이라 표현되는 경우도 있음) 등을 들 수 있다.

편광자(1)의 다른 한쪽 면에 접합되는 투명 보호막(7)에는 종래부터 사용되고 있는 임의의 투명한 수지 필름이 사용된다. 예컨대, 폴리올레핀, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 환상 올레핀계 수지(노르보넨계 수지) 등의 필름, 또한 트리아세틸셀룰로오스나 디아세틸셀룰로오스 등으로 대표되는 셀룰로오스계 수지의 필름을 이용할 수 있다. 그 중에서도, 셀룰로오스계 수지, 특히 트리아세틸셀룰로오스의 필름이 바람직하게 이용된다.

투명 보호 필름(7)의 표면에 형성하는 표면 처리층(8)은 편광판을 액정 표시 장치에 적용했을 때에 표시면이 되는 쪽(시인측)에 그 물성을 개량하기 위해서 설치되는 층이다.

구체적으로는, 표면의 내촬상성 등을 개선하기 위해 설치되는 하드 코트층, 외광의 투영이나 불균일을 막기 위해 설치되는 방현층, 외광의 반사를 막기 위해서 설치되는 반사 방지층, 정전기의 발생을 막기 위해서 설치되는 대전 방지층 등을 들 수 있다.

하드 코트층은 자외선 경화형 하드 코트 수지를 코팅하고, 그곳에 자외선을 조사하여 경화시키는 방법 등에 의해 설치할 수 있다. 방현층은 예컨대 필러가 첨가된 자외선 경화형 수지를 코팅하고, 그곳에 자외선을 조사하여 경화시켜 필러에 기초한 요철을 현출(現出)시키는 방법, 자외선 경화형 수지에 엠보스형을 접촉시킨 상태에서 자외선을 조사하고, 경화시켜 요철을 현출시키는 방법 등에 의해 설치할 수 있다. 반사 방지층은 금속 산화물 등을 한 층 또는 복수 층 증착하는 방법 등에 의해 설치할 수 있다. 또한, 대전 방지층은 대전 방지제가 들어 있는 자외선 경화형 수지를 코팅하고, 그곳에 자외선을 조사하여 경화시키는 방법 등에 의해 설치할 수 있다.

광학 보상 필름(2)의 외측, 즉 액정 화합물의 코팅층(5)의 표면에는 액정 셀로의 접합을 위한 감압식 접착제층(9)을 설치할 수 있다. 이 감압식 접착제층(10)은 아크릴계 등의 점착제라고도 불리는 감압식 접착제로서 알려진 점착성의 수지로 구성할 수 있다.

이상과 같이 구성되는 복합 편광판에 있어서는, 앞서 배경기술의 항에서 설명한 바와 같이, 고온 고습 조건에 노출된 경우에, 배향막, 특히 친수성의 배향막이 수분의 영향을 받아 배향막과 각층 사이의 밀착력이 저하됨으로써, 투명 지지체/배향막/액정 화합물의 코팅층 중 어느 하나의 계면에서 부유가 발생하고, 그곳을 기점으로 하여 터널형의 공극이 편광판 내부로 진행해 나가는 현상, 즉 터널링을 일으키는 경우가 있었다. 그리고, 본 발명자들의 조사에 따르면, 트리아세틸셀룰로오스 필름으로 이루어진 투명 지지체 상에 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 배향막이 형성되고, 그 위에 디스코틱 액정의 코팅층이 더 형성되어 있으며, 그 디스코틱 액정의 원반면이 투명 지지체면에 대하여 기울어 있고, 또한 그 원반면과 투명 지지체면이 이루는 각도가 디스코틱 액정 코팅층의 두께 방향에 있어서 투명 지지체측으로부터의 거리의 증가와 함께 증가하고 있는 구조를 갖는 후지사진필름(주)에서 제조한 광학 보상 필름 "WV-SA"을 이용한 경우에, 상기와 같은 터널링의 발생이 현저하였다.

이러한 터널링의 발생은 배향막인 폴리비닐알코올계 수지의 친수성에 기인하여 그 내수성이 충분하지 않은 것이 하나의 원인이라고 생각된다. 그리고, 이러한 내수성이 낮은 부재의 내수성을 정량적으로 판별하기 위해서는 이하와 같은 방법이 유효하다는 것을 발견하였다.

즉, 도 2의 (A)에 평면도로 도시한 바와 같이, 대상의 필름(광학 보상 필름)을 2 ㎝×5 ㎝의 스트립으로 재단한다. 다음에, 이 스트립을 액정 화합물의 코팅층이 내측이 되도록 둥글게 하여 원주가 5 ㎝이고 높이가 2 ㎝인 원통으로 한다. 이 둥글게 한 상태를 도 2의 (B)에 사시도로 도시한다. 둥글게 한 상태에서 맞대어진 샘플 단부(폭 2 ㎝의 2개의 단부가 맞대어진 곳)(10)는 접착 테이프(12)로 고정한다. 이 상태에서 60℃의 온수에 60분간 침지한다.

이 때, 내수성이 뒤떨어지는 샘플에서는 다수의 기포가 발생한다. 이러한 기 포가 발생하는 원인은 물에 의해 트리아세틸셀룰로오스/배향막/액정 코팅층 사이의 밀착력이 저하되기 때문에, 층간에 부유가 발생하는 데에 있다. 따라서, 물에 대한 내성이 높은 광학 보상 필름이라면, 이러한 기포가 그다지 발생하지 않는다.

상기와 같은 온수 침지 시험에 있어서 다수의 기포가 발생하여 내수성이 뒤떨어지는 광학 보상 필름은, 그 후, 통상의 프로세스에 의해 편광자에 접합시켜 복합 편광판으로 한 경우에, 고온 고습 조건 하에서 층간의 박리에 의한 터널링 형상의 부유나 박리가 발생할 가능성이 매우 높다.

온수 침지 시험에 있어서 다수의 기포가 발생하는 현상을 개선하고, 광학 보상 필름의 내수성을 높이기 위해서는 그 광학 보상 필름에 열처리를 행하는 것이 유효하다는 것을 발견하였다. 그래서, 본 발명에 있어서는, 셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체(3) 위에 배향막(4)이 형성되고, 그 위에 액정 화합물의 코팅층(5)이 더 형성되어 있는 광학 보상 필름(2), 특히 내수성이 충분하지 않은 광학 보상 필름(2)에 대하여 열처리를 행함으로써, 그 광학 보상 필름(2)의 내수성을 개선한다.

도 3에 상기한 바와 같은 온수 침지 시험에 있어서 다수의 기포가 발생한 광학 보상 필름의 표면을 배율 약 10배의 루페로 형광등에 비추어 보았을 때의 사진을 나타낸다. 또한, 도 4에는 온수 침지 시험에 있어서 기포가 거의 발생하지 않게 된 광학 보상 필름의 표면을 배율 약 10배의 루페로 형광등에 비추어 보았을 때의 사진을 나타낸다. 광학 보상 필름 자체는 투명하기 때문에, 어느 쪽에서 보아도 기포가 관찰되지만, 도 3 및 도 4의 사진은 투명 지지체측에서 본 것이다.

그리고, 상기한 바와 같이 60℃의 온수에 60분간 침지한 후, 온수에서 꺼내어 광학 보상 필름의 표면을 관찰했을 때에, 100개/㎠ 이상의 밀도에서 기포가 발생하는 광학 보상 필름은 그것을 편광자에 접합시켜 복합 편광판으로 했을 경우에, 고온 고습 조건 하에 있어서 광학 보상 필름의 층간 박리에 의한 터널링이 발생하기 쉽고, 기포의 밀도가 그것을 하회하면, 이러한 터널링이 발생하기 어렵게 된다. 그래서, 상기한 온수 침지 시험에 있어서 100개/㎠ 이상의 밀도에서 기포가 발생하는 경우는, 내수성이 낮은 것으로 판정하고, 이 온수 침지 시험에 있어서 100개/㎠ 미만의 밀도에서 기포가 발생하지 않는 경우는, 내수성이 높은 것으로 판정한다. 내수성이 높다고 하는 기준은 발생하는 기포의 밀도가 60개/㎠ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

광학 보상 필름의 내수성을 개선하기 위한 열처리는 40℃ 이상 150℃ 이하의 온도에서 10분 이상의 시간을 들여 행하는 것이 바람직하다. 이 때의 열처리 온도는 60℃ 이상, 또한, 120℃ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 열처리 시간은 30분 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 열처리 시간의 상한은 특별히 없지만, 생산성 및 내수성 향상 효과와의 관계에 의해 필요한 시간이 결정된다. 온도가 높으면 상대적으로 짧은 시간으로 끝나고, 온도가 낮으면 상대적으로 긴 시간이 필요하게 된다. 열처리에 의해 내수성이 향상되는 이유로서는 예컨대 배향막이나 코팅층의 가교도가 향상되기 때문에 물에 대하여 쉽게 용해되지 않게 되는 것 등을 생각할 수 있지만, 상세한 것은 아직 밝혀내지 못하였다.

이 열처리의 타이밍은 편광자에 접착하기 전, 즉, 상기한 광학 보상 필름 자 체를 열처리하여도 상관없고, 복합 편광판으로 한 후에 열처리하여도 좋다. 적어도, 편광판을 만드는 데에 있어서의 통상의 프로세스에서 작용하는 열은 본 발명에서 말하는 열처리의 대상은 아니다. 즉, 본 발명에 있어서의 열처리란 「광학 보상 필름(투명 보호 필름)의 비누화→편광자와의 접착→감압식 접착제층 형성」이라고 하는 편광판을 제조하기 위한 통상의 프로세스와는 별도로 주로 액정 화합물의 코팅층을 포함하는 광학 보상 필름의 내수성 향상을 위해 설치된 열처리 프로세스를 말한다. 따라서, 이 열처리는 적어도 광학 보상 필름의 한 면, 특히 액정 화합물의 코팅층이 노출되어 있는 상태에서 행해지는 것이 바람직하다.

이상과 같이 본 발명에 있어서는, 도 1을 참조하여 다시 설명하면, 셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체(3) 위에 배향막(4)이 형성되고, 그 위에 액정 화합물의 코팅층(5)이 더 형성되어 있는 광학 보상 필름(2)은 그 투명 지지체(3)측에서 편광자의 한 면에 접합되어 이루어지는 복합 편광판에 대해서 그 광학 보상 필름(2)은 2 ㎝×5 ㎝의 스트립으로 재단하며, 액정 화합물의 코팅층(5)을 내측으로 하여 원주가 5 ㎝이고 높이가 2 ㎝인 원통으로 둥글게 한 상태(도 2 참조)에서 60℃의 온수에 60분간 침지했을 때에 발생하는 기포의 밀도가 100개/㎠ 미만이 되도록 열처리가 행해지고 있는 것으로 구성된다.

도 1에 도시된 복합 편광판을 액정 셀과 조합하여 액정 표시 장치로 하기 위해서는 광학 보상 필름(2)측에서 감압식 접착제층(9)을 통해 액정 셀에 접합시킨다.

또한, 본 발명의 방법에 따라 복합 편광판을 제조하기 위해서는 셀룰로오스 계 수지로 이루어진 투명 지지체(3) 위에 배향막(4)이 형성되고, 그 위에 액정 화합물의 코팅층(5)이 더 형성되어 있는 광학 보상 필름(2)을, 그 투명 지지체(3)측에서 편광자(1)에 접합시켜 복합 편광판을 제조하는 데 있어서, 그 광학 보상 필름(2)에 대해서 2 ㎝×5 ㎝의 스트립으로 재단하며, 액정 화합물의 코팅층(5)을 내측으로 하여 원주가 5 ㎝이고 높이가 2 ㎝인 원통으로 둥글게 한 상태(도 2 참조)에서 60℃의 온수에 60분간 침지했을 때에, 100개/㎠ 이상의 밀도에서 기포가 발생하는 원반을 이용하고, 그 광학 보상 필름에 대하여 동일 조건으로 온수에 침지했을 때에 발생하는 기포의 밀도가 100개/㎠ 미만이 되도록 40℃ 이상 150℃ 이하의 온도에서 적어도 10분의 열처리를 원반에 행하거나 또는 그 광학 보상 필름을 편광자에 접합시킨 후의 복합 편광판에 행한다. 이러한 열처리를 행함으로써 복합 편광판의 내수성, 특히 고온 고습 조건에 노출되었을 때의 내성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 방법에 따라 광학 보상 필름을 제조하기 위해서는 셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체(3) 위에 배향막(4)이 형성되고, 그 위에 액정 화합물의 코팅층(5)이 더 형성되어 있는 광학 보상 필름(2)에 대해서 2 ㎝×5 ㎝의 스트립으로 재단하며, 액정 화합물의 코팅층(5)을 내측으로 하여 원주가 5 ㎝이고 높이가 2 ㎝인 원통으로 둥글게 한 상태(도 2 참조)에서 60℃의 온수에 60분간 침지했을 때에, 100개/㎠ 이상의 밀도에서 기포가 발생하는 원반에 대하여 동일 조건으로 온수에 침지했을 때에 발생하는 기포의 밀도가 100개/㎠ 미만이 되도록 40℃ 이상 150℃ 이하의 온도에서 적어도 10분의 열처리를 행한다. 이러한 열처리를 행함으로써 광학 보상 필름의 내수성을 높일 수 있다.

이 열처리는 60℃ 이상, 또한 120℃ 이하의 온도에서 행하는 것이 바람직하다.

이하, 실시예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되지 않는다.

[실시예 1]

후지사진필름(주)에서 입수한 "WV-SA"(상품명)는 트리아세틸셀룰로오스 필름의 한 면에 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 배향막이 형성되고, 그 위에 디스코틱 액정이 코팅되어 이루어지는 광학 보상 필름이다. 이 필름으로부터 2 ㎝×5 ㎝의 스트립을 잘라내어 그 액정 코팅층을 내측으로 하여 도 2에 도시된 형태에서 둥글게 한 상태에서 60℃의 온수에 60분간 침지하면, 약 230개/㎠의 밀도에서 기포가 발생하여 내수성이 뒤떨어지는 것이 확인되었다. 이 원반에 대하여 120℃에서 30분간의 열처리를 행하였다. 열처리 후에 다시 위와 같은 방법으로 내수성을 평가한 결과, 기포의 발생수는 8개/㎠로 감소하여 내수성이 높아지고 있는 것이 확인되었다.

별도로 요오드 염색 폴리비닐알코올 연신 필름으로 이루어진 편광자를 준비하였다. 이 편광자의 한 면에 위의 열처리가 행해진 광학 보상 기능이 구비된 필름을 그 트리아세틸셀룰로오스 필름측에서 접착제를 통해 접착하고, 편광자의 다른 면에는, 한 면에 표면 처리층을 갖는 이하의 4종류의 트리아세틸셀룰로오스 필름을 각각 트리아세틸셀룰로오스측(표면 처리층이 설치되지 않은 측)에서 접착제를 통해 접착하여 복합 편광판으로 하였다.

(1) 한 면에 방현층이 설치된 트리아세틸셀룰로오스 필름(상품명: "DTAC AG UV80H-3", 다이니폰인쇄(주) 제조),

(2) 한 면에 방현층이 설치된 다른 트리아세틸셀룰로오스 필름(상품명: "DTAC AG5 UV80 H-13", 다이니폰인쇄(주) 제조),

(3) 한 면에 증착에 의한 반사 방지층이 설치된 트리아세틸셀룰로오스 필름(상품명: "HT-ARPSMC", 철판 인쇄(주) 제조),

(4) 한 면에 클리어 하드 코트층이 설치된 트리아세틸셀룰로오스 필름(상품명: "80CHC", 철판 인쇄 제조).

또한, 이 복합 편광판의 광학 보상 필름을 구성하는 액정 코팅층측에 아크릴계의 감압식 접착제[린텍(주) 제조의 "P236JP"]의 층을 설치하여 감압식 접착제층이 형성된 복합 편광판을 제작하였다. 이 감압식 접착제층이 형성된 복합 편광판을 흡수축 방향이 긴 변에 대하여 반시계 방향으로 45°가 되는 각도로 대각 약 8인치(200 ㎜) 사이즈의 칩으로 절단한 후, 1.1 ㎜ 두께의 유리판에 접합하고, 온도 50℃, 압력 5 기압의 조건으로 20분간의 가압 처리를 행하고 나서 24시간 방치하였다. 다음에 온도 65℃, 상대 습도 90%의 고온 고습 오븐에 투입하고, 65시간 후에 샘플을 꺼내어 외관을 관찰한 결과, 표면 처리층이 설치된 4종류의 트리아세틸셀룰로오스 필름을 이용한 경우도, 박리나 부유 등의 불량은 발생하지 않는다.

[비교예 1]

실시예 1에서 이용한 것과 동일한 광학 보상 기능이 구비된 필름 "WV-SA"의 원반을 그대로 열처리하지 않고 이용하고, 기타는 실시예 1과 동일하게 하여 감압 식 접착제층이 형성된 복합 편광판을 제작하며, 같은 방법으로 고온 항습 시험을 행하였다. 그 결과, 광학 보상 필름 "WV-SA"의 층간에 부유가 생겨 도 5에 예시한 바와 같은 터널링이 발생하고 있었다.

[참고예]

실시예 1에 있어서, 열처리의 온도와 시간을 변화시켰을 때의 온수 침지 시험 후에 관찰된 기포의 수(개/㎠)를 표 1에 정리하였다.

본 발명에 따른 복합 편광판은 그것을 구성하는 광학 보상 필름이, 친수성의 층, 예컨대 친수성의 배향막을 포함하는 경우에도, 그곳으로의 수분의 영향이 억제되어 예컨대 그 복합 편광판을 고온 고습의 분위기에 둔 경우에, 그 광학 보상 필름의 층간 박리나 층 파괴를 막을 수 있고, 그것에 따른 터널링의 발생을 더 억제할 수 있다. 그리고, 이 복합 편광판을 배치한 액정 표시 장치는 고온·고습 조건 하에 노출되어도 안정된 표시 품위를 유지하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 복합 편광판의 제조 방법 및 광학 보상 필름의 제조 방법에 따르면, 상기한 바와 같이 내수성이 개선된 복합 편광판 또는 그것에 이용하는 내수성이 개선된 광학 보상 필름을 확실하게 제조할 수 있다.

Claims

셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체 위에 배향막이 형성되고, 그 위에 액정 화합물의 코팅층이 더 형성되어 있는 광학 보상 필름이 그 투명 지지체측에서 편광자의 한 면에 접합되어 이루어지는 복합 편광판으로서, 이 광학 보상 필름은 2 ㎝×5 ㎝의 스트립으로 재단하며, 액정 화합물의 코팅층을 내측으로 하여 원주가 5 ㎝이고 높이가 2 ㎝인 원통으로 둥글게 한 상태에서 60℃의 온수에 60분간 침지했을 때에 발생하는 기포의 밀도가 100개/㎠ 미만이 되도록 열처리가 행해지고 있는 것을 특징으로 하는 복합 편광판.
제1항에 있어서, 상기 광학 보상 필름은 2 ㎝×5 ㎝의 스트립으로 재단하고, 액정 화합물의 코팅층을 내측으로 하여 원주가 5 ㎝이고 높이가 2 ㎝인 원통으로 둥글게 한 상태에서 60℃의 온수에 60분간 침지했을 때에 발생하는 기포의 밀도가 60개/㎠ 이하가 되도록 열처리가 행해져 있는 것인 복합 편광판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 편광자의 광학 보상 필름이 접합되어 있는 면과는 반대측의 면에 투명 보호 필름이 접합되어 있는 것인 복합 편광판.
제3항에 있어서, 투명 보호 필름은 편광자와 반대측에 표면 처리가 행해져 있는 것인 복합 편광판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 광학 보상 필름을 구성하는 배향막은 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 것인 복합 편광판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 광학 보상 필름을 구성하는 액정 화합물의 코팅층은 디스코틱 액정을 함유하는 광학 보상층인 복합 편광판.
제6항에 있어서, 상기 광학 보상층은 디스코틱 구조 단위를 갖는 액정 화합물로 이루어진 음의 복굴절을 갖는 층으로서, 상기 디스코틱 구조 단위의 원반면이 투명 지지체면에 대하여 기울어져 있고, 그리고, 상기 디스코틱 구조 단위의 원반면과 투명 지지체면이 이루는 각도가 광학 보상층의 두께 방향에 있어서 변화하고 있는 것인 복합 편광판.
제7항에 있어서, 디스코틱 구조 단위의 원반면이 투명 지지체면에 대하여 이루는 각도는 광학 보상층의 두께 방향에 있어서 광학 보상층의 투명 지지체측으로부터의 거리의 증가와 함께 증가하고 있는 것인 복합 편광판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 광학 보상 필름을 구성하는 액정 화합물의 코팅층 외측에 감압식 접착제층이 설치되어 있는 것인 복합 편광판.
액정 셀과, 제1항 또는 제2항에 기재한 복합 편광판을 구비하고, 상기 액정 셀의 표면에 상기 복합 편광판이 그 광학 보상 필름측에서 감압식 접착제층을 통해 접합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체 위에 배향막이 형성되고, 그 위에 액정 화합물의 코팅층이 더 형성되어 있는 광학 보상 필름을 그 투명 지지체측에서 편광자에 접합시켜 복합 편광판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 광학 보상 필름에 대해서 2 ㎝×5 ㎝의 스트립으로 재단하며, 액정 화합물의 코팅층을 내측으로 하여 원주가 5 ㎝이고 높이가 2 ㎝인 원통으로 둥글게 한 상태에서 60℃의 온수에 60분간 침지했을 때에, 100개/㎠ 이상의 밀도에서 기포가 발생하는 원반을 이용하고, 그 광학 보상 필름에 대하여 동일 조건으로 온수에 침지했을 때에 발생하는 기포의 밀도가 100개/㎠ 미만이 되도록 40℃ 이상 150℃ 이하의 온도에서 적어도 10분의 열처리를 원반에 행하거나 또는 상기 광학 보상 필름을 편광자에 접합시킨 후의 복합 편광판에 행하는 것을 특징으로 하는 내수성이 개선된 복합 편광판의 제조 방법.
셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체 위에 배향막이 형성되고, 그 위에 액정 화합물의 코팅층이 더 형성되어 있는 광학 보상 필름에 대해서, 2 ㎝×5 ㎝의 스트립으로 재단하고, 액정 화합물의 코팅층을 내측으로 하여 원주가 5 ㎝이고 높이가 2 ㎝인 원통으로 둥글게 한 상태에서 60℃의 온수에 60분간 침지했을 때 에, 100개/㎠ 이상의 밀도로 기포가 발생하는 원반에 대하여, 동일 조건으로 온수에 침지했을 때에 발생하는 기포의 밀도가 100개/㎠ 미만이 되도록 40℃ 이상 150℃ 이하의 온도에서 적어도 10분의 열처리를 행하는 것을 특징으로 하는 내수성이 개선된 광학 보상 필름의 제조 방법.
제12항에 있어서, 열처리는 60℃ 이상 120℃ 이하의 온도에서 행해지는 것인 내수성이 개선된 광학 보상 필름의 제조 방법.