KR20080002796A

KR20080002796A - 편광자 보호 필름, 편광판, 및 화상 표시 장치

Info

Publication number: KR20080002796A
Application number: KR1020077022353A
Authority: KR
Inventors: 쇼지 이토; 겐이치 우에다; 구니아키 이시바시; 요우이치로우 스기노; 나오키 도모구치; 츠요시 지바
Original assignee: 가부시키가이샤 닛폰 쇼쿠바이; 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2006-03-10
Publication date: 2008-01-04
Also published as: WO2006112207A1; CN100549739C; US20090153965A1; EP1865346A1; TWI275839B; CN101156092A; JPWO2006112207A1; TW200639453A; EP1865346A4

Abstract

우수한 광학적 특성을 가짐과 함께, 기계적 강도도 우수하고, 생산성이나 리워크성이 향상된 편광자 보호 필름을 제공하는 것, 그러한 편광자 보호 필름과 폴리비닐알코올계 수지로 형성되는 편광자를 이용한 외관 결점이 적은 편광판을 제공하는 것, 그러한 편광판을 이용한 고품위 화상 표시 장치를 제공하는 것. 본 발명의 편광자 보호 필름은 (메타)아크릴계 수지를 주성분으로서 함유하는 편광자 보호 필름으로서, 세로 연신 및/또는 가로 연신에 의해 연신되어 이루어진다.

편광판, 보호필름, 연신

Description

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

본 발명은 편광자 보호 필름, 그것을 이용한 편광판, 및 그 편광판을 1 매 이상 포함하는 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치, PDP 등의 화상 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는, 그 화상 형성 방식으로부터 액정 패널 표면을 형성하는 유리 기판의 양측에 편광판을 배치하는 것이 필수 불가결하다. 편광판은 일반적으로 폴리비닐알코올계 필름과 요오드 등의 2 색성 재료로 이루어지는 편광자의 양면에 트리아세틸셀룰로오스 등을 이용한 편광자 보호 필름을 폴리비닐알코올계 접착제에 의해 접착시킨 것을 이용하고 있다.

그러나, 트리아세틸셀룰로오스는 내습열성이 충분하지 않고, 트리아세틸셀룰로오스 필름을 편광자 보호 필름으로서 이용한 편광판을 고온 또는 고습 하에서 사용하면, 편광도나 색상 등의 편광판의 성능이 저하된다는 결점이 있다. 또, 트리아세틸셀룰로오스 필름은 경사 방향의 입사광에 대해서 위상차를 발생시킨다. 이러한 위상차는 최근에 액정 디스플레이의 대형화가 진행됨에 따라, 현저하게 시야각 특성에 영향을 미치고 있다.

내열성과 광학적 투명성이 우수한 수지 재료로서, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 (메타)아크릴계 수지가 잘 알려져 있다 (특허 문헌 1, 2 참조).

그러나, (메타)아크릴계 수지는 물러서 갈라지기 쉬워, 필름 반송시의 파단 등의 반송성에 문제가 있고, 생산성이 떨어진다는 문제가 있다. 또, 리워크시 필름이 깨진다는 문제도 있다. 이 때문에, (메타)아크릴계 수지를 그대로 편광자 보호 필름에 이용하는 것이 곤란하였다.

[특허 문헌 1] 일본 공개특허공보 평9-197128호

[특허 문헌 2] 일본 공개특허공보 평9-281333호

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 그 목적은 (1) 우수한 광학적 특성을 가짐과 함께, 기계적 강도도 우수하고, 생산성이나 리워크성이 향상된 편광자 보호 필름을 제공하는 것, (2) 그러한 편광자 보호 필름과 폴리비닐알코올계 수지로 형성되는 편광자를 이용한 외관 결점이 적은 편광판을 제공하는 것, (3) 그러한 편광판을 이용한 고품위 화상 표시 장치를 제공하는 것에 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명의 편광자 보호 필름은 (메타)아크릴계 수지를 주성분으로 함유하는 편광자 보호 필름으로서, 세로 연신 및/또는 가로 연신에 의해 연신되어 이루어진다.

바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 (메타)아크릴계 수지가 락톤 고리 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지이다.

바람직한 실시형태에 있어서, 상기 연신은 세로 연신 배율이 1.1 ∼ 3.0 배, 가로 연신 배율이 1.1 ∼ 3.0 배인, 축차 연신 또는 동시 2 축 연신이다. 바람직한 실시형태에 있어서는, 면내 위상차 Δnd 가 3.0nm 이하이고, 두께 방향 위상차 Rth 가 10.0nm 이하이고, 인열 강도가 2.0N/mm 이상이다.

본 발명의 다른 국면에 의하면 편광판이 제공된다. 본 발명의 편광판은 폴리비닐알코올계 수지로 형성되는 편광자와, 본 발명의 편광자 보호 필름을 포함하는 편광판으로서, 그 편광자가 접착제층을 개재하여, 그 편광자 보호 필름에 접착되어 이루어진다. 바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 접착제층이 폴리비닐알코올계 접착제로 형성되는 층이다. 바람직한 실시형태에 있어서는, 최외층의 적어도 일방으로서 점착제층을 추가로 가진다.

본 발명의 다른 국면에 의하면 화상 표시 장치가 제공된다. 본 발명의 화상 표시 장치는 본 발명의 편광판을 1 매 이상 포함한다.

발명의 효과

본 발명에 의하면, 우수한 광학적 특성을 가짐과 함께, 기계적 강도도 우수하고, 생산성이나 리워크성이 향상된 편광자 보호 필름을 제공할 수 있다. 또, 그러한 편광자 보호 필름과 폴리비닐알코올계 수지로 형성되는 편광자를 이용한 외관 결점이 적은 편광판을 제공할 수 있다. 나아가, 그러한 편광판을 이용한 고품위의 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.

종래의 (메타)아크릴계 수지를 주성분으로서 함유하는 편광자 보호 필름은 물러서 갈라지기 쉽고, 필름 반송시의 파단 등의 반송성이나 생산성이 부족하다는 문제 또는 리워크시에 필름이 깨진다는 문제가 있지만, 본 발명의 편광자 보호 필름은 이들 문제를 모두 해결할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 편광판의 일례를 나타내는 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 편광자

32 접착제층

33 접착 용이층

34 편광자 보호 필름

35 접착제층

36 편광자 보호 필름

40 도광판

50 광원

60 리플렉터

100 액정 표시 장치

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태에 한정되지 않는다.

〔편광자 보호 필름〕

본 발명의 편광자 보호 필름은 (메타)아크릴계 수지를 주성분으로서 함유하는 것이 중요하다.

상기 (메타)아크릴계 수지로서는, 예를 들어, Tg (유리 전이 온도) 가 115℃ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 120℃ 이상, 더욱 바람직하게는 125℃ 이상, 특히 바람직하게는 130℃ 이상이다. Tg (유리 전이 온도) 가 115℃ 이상인 (메타)아크릴계 수지를 주성분으로서 함유함으로써, 예를 들어, 최종적으로 편광판에 장착했을 경우에, 내구성이 쉽게 우수해진다. 상기 (메타)아크릴계 수지의 Tg 상한치는 특별히 한정되지 않지만, 성형성 등의 관점에서, 바람직하게는 170℃ 이하이다.

상기 (메타)아크릴계 수지로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 폴리 메타크릴산 메틸 등의 폴리(메타)아크릴산 에스테르, 메타크릴산 메틸-(메타)아크 릴산 공중합체, 메타크릴산 메틸-(메타)아크릴산 에스테르 공중합체, 메타크릴산 메틸-아크릴산 에스테르-(메타)아크릴산 공중합체, (메타)아크릴산 메틸-스티렌 공중합체 (MS 수지 등), 지환족 탄화수소기를 갖는 중합체 (예를 들어, 메타크릴산 메틸-메타크릴산 시클로헥실 공중합체, 메타크릴산 메틸-(메타)아크릴산 노르보르닐 공중합체 등) 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 폴리(메타)아크릴산 메틸 등의 폴리(메타)아크릴산 C₁ _-6 알킬, 보다 바람직하게는, 메타크릴산 메틸을 주성분 (50 ∼ 100 중량％, 바람직하게는 70 ∼ 100 중량％) 으로 하는 메타크릴산 메틸계 수지를 들 수 있다.

상기 (메타)아크릴계 수지의 구체예는, 예를 들어, 미츠비시 레이온사 제조의 아크리펫트 VH 또는 아크리펫트 VRL20A, 일본 공개특허공보 2004-70296호에 기재된 분자내 고리 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지, 분자내 가교 또는 분자내 고리화 반응에 의해 얻어지는 높은 Tg의 (메타)아크릴계 수지를 들 수 있다.

본 발명에 있어서는, 높은 내열성, 높은 투명성, 높은 기계적 강도를 갖는 점에서, 상기 (메타)아크릴계 수지로서 락톤 고리 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지가 특히 바람직하다.

락톤 고리 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지로서, 일본 공개특허공보 2000-230016호, 일본 공개특허공보 2001-151814호, 일본 공개특허공보 2002-120326호, 일본 공개특허공보 2002-254544호, 일본 공개특허공보 2005-146084호 등에 기재된, 락톤 고리 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지를 들 수 있다.

락톤 고리 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지는, 바람직하게 하기 일반식 (1) 로 표시되는 락톤 고리 구조를 갖는다.

[화학식 1]

(일반식 (1) 중, R¹, R² 및 R³ 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 20 의 유기 잔기를 나타낸다. 또한, 유기 잔기는 산소 원자를 함유하고 있어도 된다)

락톤 고리 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지의 구조 중 일반식 (1) 로 표시되는 락톤 고리 구조의 함유 비율은 바람직하게는 5 ∼ 90 중량％, 보다 바람직하게는 10 ∼ 70 중량％, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 60 중량％, 특히 바람직하게는 10 ∼ 50 중량％ 이다. 락톤 고리 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지의 구조 중 일반식 (1) 로 표시되는 락톤 고리 구조의 함유 비율이 5 중량％ 보다 적으면 내열성, 내용제성, 표면 경도가 불충분해질 우려가 있다. 락톤 고리 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지의 구조 중 일반식 (1) 로 표시되는 락톤 고리 구조의 함유 비율이 90 중량％ 보다 많으면 성형 가공성이 부족해질 우려가 있다.

락톤 고리 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지는, 질량 평균 분자량 (중량 평 균 분자량이라고 칭하는 경우도 있다) 이, 바람직하게는 1000 ∼ 2000000, 보다 바람직하게는 5000 ∼ 1000000, 더욱 바람직하게는 10000 ∼ 500000, 특히 바람직하게는 50000 ∼ 500000 이다. 질량 평균 분자량이 상기 범위에서 벗어나면, 본 발명의 효과를 충분히 발휘할 수 없을 우려가 있다.

락톤 고리 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지는, Tg (유리 전이 온도) 가 바람직하게는 115℃ 이상, 보다 바람직하게는 125℃ 이상, 더욱 바람직하게는 130℃ 이상, 특히 바람직하게는 135℃, 가장 바람직하게는 140℃ 이상이다. Tg 가 115℃ 이상인 것으로 인해, 예를 들어, 최종적으로 편광판에 장착했을 경우에 내구성이 쉽게 우수해진다. 상기 락톤 고리 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지의 Tg 의 상한치는 특별히 한정되지 않지만, 성형성 등의 관점에서 바람직하게는 170℃ 이하이다.

락톤 고리 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지는, 사출 성형에 의해 얻어지는 성형품의 ASTM-D-1003 에 준한 방법으로 측정되는 전체 광선 투과율이 높으면 높을수록 바람직하고, 바람직하게는 85％ 이상, 보다 바람직하게는 88％ 이상, 더욱 바람직하게는 90％ 이상이다. 전체 광선 투과율은 투명성의 기준이며, 전체 광선 투과율이 85％ 미만이면, 투명성이 저하되어 본래 목적을 위한 용도로 사용할 수 없을 우려가 있다.

상기 (메타)아크릴계 수지는 광투과율이 높고, 면내 위상차 Δnd 나 두께 방향 위상차 Rth 가 낮은 것이 바람직하다.

본 발명의 편광자 보호 필름 중의 상기 (메타)아크릴계 수지의 함유량은 바 람직하게는 50 ∼ 99 중량％, 보다 바람직하게는 60 ∼ 98 중량％, 더욱 바람직하게는 70 ∼ 97 중량％ 이다. 본 발명의 편광자 보호 필름 중의 상기 (메타)아크릴계 수지의 함유량이 50 중량％ 미만인 경우에는, (메타)아크릴계 수지가 본래 갖는 고내열성, 고투명성을 충분히 반영할 수 없을 우려가 있고, 99 중량％ 를 초과하는 경우에는, 기계적 강도가 뒤떨어질 우려가 있다.

본 발명의 편광자 보호 필름은 (메타)아크릴계 수지를 주성분으로서 함유하는 편광자 보호 필름으로서, 세로 연신 및/또는 가로 연신에 의해 연신되어 이루어진다.

상기 연신은 세로 연신에만 의한 연신 (자유단 1 축 연신) 이어도 되고, 가로 연신에만 의한 연신 (고정단 1 축 연신) 이어도 되는데, 세로 연신 배율이 1.1 ∼ 3.0 배, 가로 연신 배율이 1.1 ∼ 3.0 배인, 축차 연신 또는 동시 2 축 연신인 것이 바람직하다. 세로 연신에만 의한 연신 (자유단 1 축 연신) 이나 가로 연신에만 의한 연신 (고정단 1 축 연신) 에서는, 연신 방향으로만 필름 강도가 높아지고, 연신 방향에 대한 직각 방향으로는 강도가 높아지지 않아 필름 전체적으로 충분한 필름 강도를 얻을 수 없을 우려가 있다. 상기 세로 연신 배율은 보다 바람직하게는 1.2 ∼ 2.5 배, 더욱 바람직하게는 1.3 ∼ 2.0 배이다. 상기 가로 연신 배율은 보다 바람직하게는 1.2 ∼ 2.5 배, 더욱 바람직하게는 1.4 ∼ 2.0 배이다. 세로 연신 배율, 가로 연신 배율이 1.1 배 미만인 경우, 연신 배율이 너무 낮아 연신의 효과가 거의 없을 우려가 있다. 세로 연신 배율, 가로 연신 배율이 3.0 배를 초과하면, 필름 단면의 평활성의 문제로 인해서 연신 단절이 발생 하기 쉽다.

상기 연신 온도는 연신시키는 필름의 Tg ∼ (Tg＋30℃) 가 바람직하다. 상기 연신 온도가 Tg 보다 낮으면 필름이 파단될 우려가 있다. 상기 연신 온도가 (Tg＋30℃) 를 초과하면, 필름이 용융되기 시작하여 통지 (通紙) 가 곤란해질 우려가 있다.

본 발명의 편광자 보호 필름은 세로 연신 및/또는 가로 연신에 의해 연신되어 이루어짐으로써, 우수한 광학적 특성을 가짐과 함께, 기계적 강도도 우수해져, 생산성이나 리워크성이 향상된다.

본 발명의 편광자 보호 필름은 면내 위상차 Δnd 가 3.0nm 이하, 두께 방향 위상차 Rth 가 10.0nm 이하, 인열 강도가 2.0N/mm 이상인 것이 바람직하다. 면내 위상차 Δnd, 두께 방향 위상차 Rth, 인열 강도가 이들의 범위에 있음으로써, 우수한 광학적 특성과 우수한 기계적 강도를 양립시킬 수 있다.

본 발명의 편광자 보호 필름에 있어서, 면내 위상차 Δnd 는 바람직하게는 2.0㎚ 이하, 보다 바람직하게는 1.5㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 1.0㎚ 이하이다. 상기 면내 위상차 Δnd 가 3.0㎚ 를 초과하면, 본 발명의 효과, 특히 우수한 광학적 특성이 발휘되지 않을 우려가 있다. 두께 방향 위상차 Rth 는 바람직하게는 7.0㎚ 이하, 보다 바람직하게는 5.0㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 3.0㎚ 이하이다. 상기 두께 방향 위상차 Rth 가 10.0㎚ 를 초과하면, 본 발명의 효과, 특히 우수한 광학적 특성이 발휘되지 않을 우려가 있다.

본 발명의 편광자 보호 필름은 바람직하게 우수한 기계적 강도를 갖는다. 인열 강도는 바람직하게 2.1N/mm 이상, 보다 바람직하게 2.2N/mm 이상, 더욱 바람직하게 2.3N/mm 이상, 특히 바람직하게 2.4N/mm 이상이며, 가장 바람직하게는 2.5N/mm 이상이다. 인열 강도가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 우수한 기계적 강도가 발휘되지 않을 우려가 있다.

본 발명의 편광자 보호 필름에 있어서는, 투습도가, 바람직하게는 100g/㎡·24hr 이하, 보다 바람직하게는 60g/㎡·24hr 이하이다. 상기 투습도가 100g/㎡·24hr 를 초과하면, 내습성이 뒤떨어질 우려가 있다.

본 발명의 편광자 보호 필름은 광학적 투명성을 나타내는 헤이즈가 낮으면 낮을수록 좋고, 바람직하게는 5％ 이하, 보다 바람직하게는 3％ 이하, 더욱 바람직하게는 1.5％ 이하, 특히 바람직하게는 1％ 이하이다. 헤이즈가 5％ 이하이면, 필름에 양호한 클리어감을 시각적으로 부여할 수 있고, 또한 1.5％ 이하이면, 창 등의 채광 부재로서 사용했을 때에도 시인성과 채광성을 둘 다 얻을 수 있고, 또 표시 장치의 전면판으로서 사용했을 때에도 표시 내용을 양호하게 시인할 수 있기 때문에, 공업적 이용 가치가 높다.

본 발명의 편광자 보호 필름의 두께는, 바람직하게는 20 ∼ 200㎛ 이고, 보다 바람직하게는 25 ∼ 180㎛ 이며, 더욱 바람직하게는 30 ∼ 140㎛ 이고, 특히 바람직하게는 40 ∼ 140㎛ 이다. 편광자 보호 필름의 두께가 20㎛ 이상이면, 적당한 강도, 강성을 가져, 라미네이트나 인쇄 등의 2 차 가공시에 취급성이 양호해진다. 또 인취시의 응력에 의해 발생하는 위상차도 제어가 용이하여, 안정적이고 용이하게 필름 제조를 실시할 수 있다. 편광자 보호 필름의 두께가 200㎛ 이하이면, 필름 권취가 용이해지는 것 외에, 라인 속도, 생산성, 그리고 컨트롤성이 용이해진다.

본 발명의 편광자 보호 필름은 어떠한 방법으로 제조해도 되지만, 연신 전의 필름을 형성하는 수지 조성물을 압출 성형 (T 다이법이나 인플레이션법 등의 용융 압출법), 캐스트 성형 (용융 유연법 등), 캘린더 성형에 의해 제조된 필름을 연신하는 방법이 바람직하다.

압출 성형은 드라이 라미네이션법과 같이, 가공시에 사용되는 접착제 중의 용매, 예를 들어, 드라이 라미네이션용 접착제 중의 유기 용제를 건조, 비산시킬 필요가 없어, 용매 건조 공정이 불필요하여, 생산성이 우수하다. 구체적으로, T 다이에 연결된 압출기에 원료가 되는 수지 조성물을 공급하고, 용융 혼련 후, 압출하고, 수냉시켜 인취하여, 필름을 성형하는 방법을 예시할 수 있다. 압출기의 스크류 타입은 단축 또는 2 축이어도 되고, 가소제 또는 산화 방지제 등의 첨가제를 첨가해도 된다.

압출 성형 온도는 적절하게 설정할 수 있지만, 원료가 되는 수지 조성물의 유리 전이 온도를 Tg(℃) 로 했을 경우, (Tg＋80)℃ ∼ (Tg＋180)℃ 가 바람직하고, (Tg＋100)℃ ∼ (Tg＋150)℃ 가 보다 바람직하다. 압출 성형 온도가 너무 낮으면, 수지의 유동성이 없어 성형할 수 없게 될 우려가 있다. 압출 성형 온도가 너무 높으면, 수지 점도가 낮아져 성형물의 두께 불균일 등의 생산 안정성에 문제가 발생할 우려가 있다.

상기 연신 전의 필름을 형성하는 수지 조성물 중에는, 주성분으로서 함유되 는 (메타)아크릴계 수지 외에, 일반적인 배합제, 예를 들어, 자외선 흡수제, 안정제, 활제(猾劑), 가공 보조제, 가소제, 내충격 보조제, 위상차 저감제, 광택 제거제, 항균제, 곰팡이 방지제, 발포 억제제 등이 함유되어 있어도 된다.

편광자 기재 및 액정 패널의 보호 면에 내후성을 부여하기 위해서, 상기 연신 전의 필름을 형성하는 수지 조성물 중에는 자외선 흡수제가 포함되어 있는 것이 바람직하다. 자외선 흡수제의 융점은 110℃ 이상이 바람직하고, 120℃ 이상이 보다 바람직하다. 자외선 흡수제의 융점이 130℃ 이상이면, 가열 용융 가공시 휘발이 적어서, 필름 제조시의 롤 오염을 발생시키기 어렵다. 자외선 흡수제의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 분자량 400 이상의 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 분자량 400 이상의 트리아진계 자외선 흡수제가 특히 바람직하다. 시판품으로는, 예를 들어「티누빈 1577」(치바 스페셜티 케미컬즈사 제조),「아데카스타브 LA-31」(아사히 전화 공업사 제조) 등을 들 수 있다.

편광자 기재의 광학 특성으로서, 정면 및 두께 방향의 위상차 크기가 문제가 된다. 그 때문에, 상기 연신 전의 필름을 형성하는 수지 조성물 중에는, 위상차 저감제가 함유되어 있는 것이 바람직하다. 위상차 저감제로는, 예를 들어, 아크릴로니트릴-스티렌계 공중합체 등, 스티렌 함유 폴리머가 바람직하다. 위상차 저감제의 첨가량으로는, (메타)아크릴계 수지에 대해, 30 중량% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 25 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 20 중량% 이하이다. 이 범위를 초과하여 첨가했을 경우, 가시광선을 산란시키거나 투명성을 손상시키기 때문에, 편광자 보호 필름으로서의 특성이 부족해질 우려가 있다.

본 발명의 편광자 보호 필름은 다른 기재에 적층시켜 이용할 수 있다. 예를 들어, 유리, 폴리올레핀 수지, 하이 배리어층이 되는 에틸렌 비닐리덴 공중합체, 폴리에스테르 등의 기재에 대해서, 접착성 수지층을 포함한 다층 압출 성형이나 다층 인플레이션 성형에 의해, 적층 성형할 수도 있다. 열융착성이 높은 경우에는, 접착층을 생략하는 경우도 있다.

본 발명의 편광자 보호 필름은 편광자 보호의 용도 이외에도, 예를 들어, 창이나 카포트 지붕재 등의 건축용 채광 부재, 창 등의 차량용 채광 부재, 온실 등의 농업용 채광 부재, 조명 부재, 앞면 필터 등의 디스플레이 부재 등에 적층시켜 이용할 수 있고, 또, 종래부터 (메타)아크릴계 수지 필름이 피복되어 있던 가전의 케이싱, 차량 내장 부재, 내장용 건축 재료, 벽지, 화장판, 현관문, 창틀, 걸레받이 등에도 적층시켜 이용할 수 있다.

〔편광판〕

본 발명의 편광판은 폴리비닐알코올계 수지로 형성되는 편광자와 본 발명의 편광자 보호 필름을 포함하는 편광판으로서, 그 편광자가, 접착제층을 개재하여, 그 편광자 보호 필름에 접착되어 이루어진다. 본 발명의 편광판의 바람직한 실시형태의 하나는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 편광자 (31) 의 일방의 면이 접착제층 (32) 및 접착 용이층 (33) 을 개재하여 본 발명의 편광자 보호 필름 (34) 에 접착되어 이루어지고, 편광자 (31) 의 다른 일방의 면이 접착제층 (35) 을 개재하여 편광자 보호 필름 (36) 에 접착되어 이루어지는 형태이다. 편광자 보호 필름 (36) 은 본 발명의 편광자 보호 필름이어도 되고, 다른 임의의 적절한 편광자 보호 필름이어도 된다.

상기 폴리비닐알코올계 수지로 형성되는 편광자는 폴리비닐알코올계 수지 필름을 2 색성 물질 (대표적으로는, 요오드, 2 색성 염료) 로 염색하여 1 축 연신한 것이 사용된다. 폴리비닐알코올계 수지 필름을 구성하는 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는 바람직하게 100 ∼ 5000, 더욱 바람직하게 1400 ∼ 4000 이다. 편광자를 구성하는 폴리비닐알코올계 수지 필름은 임의의 적절한 방법 (예를 들어, 수지를 물 또는 유기 용매에 용해한 용액을 유연 막형성하는 유연법, 캐스트법, 압출법) 으로 성형될 수 있다. 편광자의 두께는 편광판이 사용되는 LCD 의 목적이나 용도에 따라 적절하게 설정될 수 있는데, 대표적으로는 5 ∼ 80㎛ 이다.

편광자의 제조 방법으로는 목적, 사용 재료 및 조건 등에 따라 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 대표적으로, 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 팽윤, 염색, 가교, 연신, 수세, 및 건조 공정으로 이루어지는 일련의 제조 공정에 제공하는 방법이 채용된다. 건조 공정을 제외한 각 처리 공정에 있어서는, 각각의 공정에 사용되는 용액을 함유하는 욕 중에 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지시킴으로써 처리한다. 팽윤, 염색, 가교, 연신, 수세, 및 건조의 각 처리의 순서, 횟수 및 실시의 유무는 목적, 사용 재료 및 조건 등에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 몇 가지 처리를 하나의 공정에서 동시에 실시해도 되고, 특정한 처리를 생략해도 된다. 보다 상세하게, 예를 들어 연신 처리는 염색 처리 후에 실시해도 되고, 염색 처리 전에 실시해도 되며, 팽윤 처리, 염색 처리 및 가교 처리와 동시에 실시해도 된다. 또, 예를 들어, 가교 처리를 연신 처리 전 후에 실시하는 것이 바람직할 수 있다. 또, 예를 들어, 수세 처리는 모든 처리 후에 실시해도 되고, 특정한 처리 후에만 실시해도 된다.

팽윤 공정은 대표적으로 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 물로 채운 처리욕 (팽윤욕) 중에 침지시킴으로써 실시한다. 이 처리에 의해, 폴리비닐알코올계 수지 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정함과 함께, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 팽윤시킴으로써 염색 불균일 등의 불균일성을 방지할 수 있다. 팽윤욕에는 글리세린이나 요오드화 칼륨 등이 적절하게 첨가될 수 있다. 팽윤욕의 온도는 대표적으로 20 ∼ 60℃ 정도이며, 팽윤욕에 대한 침지 시간은 대표적으로 0.1 ∼ 10 분 정도이다.

염색 공정은 대표적으로 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 요오드 등의 2 색성 물질을 함유하는 처리욕 (염색욕) 중에 침지시킴으로써 실시한다. 염색욕의 용액에 사용되는 용매는 물이 일반적으로 사용되지만, 물과 상용성을 갖는 유기 용매가 적당량 첨가되어 있어도 된다. 2 색성 물질은 용매 100 중량부에 대해서, 대표적으로 0.1 ∼ 1.0 중량부의 비율로 사용된다. 2 색성 물질로서 요오드를 이용하는 경우에, 염색욕의 용액은 요오드화물 등의 보조제를 추가로 함유하는 것이 바람직하다. 염색 효율이 개선되기 때문이다. 보조제는 용매 100 중량부에 대해서 바람직하게는 0.02 ∼ 20 중량부, 더욱 바람직하게는 2 ∼ 10 중량부의 비율로 사용된다. 요오드화물의 구체예는 요오드화 칼륨, 요오드화 리튬, 요오드화 나트륨, 요오드화 아연, 요오드화 알루미늄, 요오드화 납, 요오드화 구리, 요오드화 바륨, 요오드화 칼슘, 요오드화 주석, 요오드화 티탄을 들 수 있 다. 염색욕의 온도는 대표적으로 20 ∼ 70℃ 정도이며, 염색욕에 대한 침지 시간은 대표적으로 1 ∼ 20 분 정도이다.

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

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

수세 공정은 대표적으로 상기 각종 처리가 실시된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 처리욕 (수세욕) 중에 침지시킴으로써 실시한다. 수세 공정에 의해, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 불필요 잔존물을 씻어낼 수 있다. 수세욕은 순수이어도 되고, 요오드화물 (예를 들어, 요오드화 칼륨, 요오드화 나트륨) 의 수용액이어도 된다. 요오드화물 수용액의 농도는 바람직하게 0.1 ∼ 10 질량% 이다. 요오드화물 수용액에는 황산 아연, 염화 아연 등의 보조제를 첨가해도 된다. 수세욕의 온도는 바람직하게 10 ∼ 60℃, 더욱 바람직하게 30 ∼ 40℃ 이다. 침지 시간은 대표적으로 1 초 ∼ 1 분이다. 수세 공정은 1 회만 실시해도 되고, 필요에 따라 여러 차례 실시해도 된다. 여러 차례 실시하는 경우, 각 처리 에 사용되는 수세욕에 포함되는 첨가제의 종류나 농도는 적절하게 조정될 수 있다. 예를 들어, 수세 공정은 폴리머 필름을 요오드화 칼륨 수용액 (0.1 ∼ 10 질량%, 10 ∼ 60℃) 에 1 초 ∼ 1 분 침지시키는 공정과 순수로 씻어내는 공정을 포함한다.

건조 공정으로는, 임의의 적절한 건조 방법 (예를 들어, 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조) 이 채용될 수 있다. 예를 들어, 가열 건조의 경우, 건조 온도는 대표적으로 20 ∼ 80℃ 이며, 건조 시간은 대표적으로 1 ∼ 10 분이다. 이상과 같이 하여, 편광자가 얻어진다.

본 발명의 편광판에 있어서는, 상기 편광자가 접착제층을 개재하여 본 발명의 편광자 보호 필름에 접착되어 이루어진다.

본 발명에 있어서, 편광자 보호 필름과 편광자의 접착은 접착제로 형성되는 접착제층을 개재하여 실시된다. 이 접착제층은 보다 강한 접착성을 발현시키기 위해서, 폴리비닐알코올계 접착제로 형성되는 층이 바람직하다. 폴리비닐알코올계 접착제는 폴리비닐알코올계 수지와 가교제를 함유한다.

상기 폴리비닐알코올계 수지는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 폴리아세트산 비닐을 비누화하여 얻어진 폴리비닐알코올 ; 그 유도체 ； 또한 아세트산 비닐과 공중합성을 갖는 단량체의 공중합체 비누화물 ； 폴리비닐알코올을 아세탈화, 우레탄화, 에테르화, 그래프트화, 인산 에스테르화 등을 한 변성 폴리비닐알코올 ； 등을 들 수 있다. 상기 단량체로서는 (무수)말레산, 푸말산, 크로톤산, 이타콘산, (메타)아크릴산 등의 불포화 카르복실산 및 그 에스테르류 ； 에틸렌, 프로필렌 등의 α-올레핀, (메타)알릴술폰산(소다), 술폰산 소다(모노알킬말레이트), 디술폰산 소다알킬말레이트, N-메틸올 아크릴아미드, 아크릴아미드알킬술폰산 알칼리염, N-비닐피롤리돈, N-비닐피롤리돈 유도체 등을 들 수 있다. 이들 폴리비닐알코올계 수지는 1 종만 이용해도 되고 2 종 이상을 병용해도 된다.

상기 폴리비닐알코올계 수지는, 접착성 관점에서, 평균 중합도가 바람직하게 100 ∼ 3000, 보다 바람직하게 500 ∼ 3000 이며, 평균 비누화도가 바람직하게 85 ∼ 100 몰%, 보다 바람직하게 90 ∼ 100 몰% 이다.

상기 폴리비닐알코올계 수지로서 아세토아세틸기를 갖는 폴리비닐알코올계 수지를 이용할 수 있다. 아세토아세틸기를 갖는 폴리비닐알코올계 수지는 반응성이 높은 관능기를 갖는 폴리비닐알코올계 접착제이며, 편광판의 내구성이 향상되는 점에서 바람직하다.

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

아세토아세틸기를 갖는 폴리비닐알코올계 수지의 아세토아세틸기 변성도는, 0.1 몰% 이상이면 특별히 제한되지 않는다. 0.1 몰% 미만에서는 접착제층의 내수성이 불충분하여 부적당하다. 아세토아세틸기 변성도는 바람직하게 0.1 ∼ 40 몰%, 더욱 바람직하게 1 ∼ 20 몰% 이다. 아세토아세틸기 변성도가 40 몰% 를 초과하면 가교제와의 반응점이 적어져, 내수성의 향상 효과가 작다. 아세토아세틸기 변성도는 NMR 에 의해 측정한 값이다.

상기 가교제로는 폴리비닐알코올계 접착제에 이용되고 있는 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 가교제는 폴리비닐알코올계 수지와 반응성을 갖는 관능기를 2 개 이상 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 에틸렌디아민, 트리에틸렌아민, 헥사메틸렌디아민 등의 알킬렌기와 아미노기를 2 개 갖는 알킬렌디아민류 (그 중에서도 헥사메틸렌디아민이 바람직하다) ； 톨릴렌디이소시아네이트, 수소화 톨릴렌디이소시아네이트, 트리메틸렌프로판 톨릴렌디이소시아네이트 애덕트, 트리페닐메탄 트리이소시아네이트, 메틸렌비스(4-페닐메탄트리이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트 및 이들의 케토옥심 블록물 또는 페놀 블록물 등의 이소시아네이트류 ； 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르, 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르, 글리세린 디 또는 트리글리시딜 에테르, 1,6-헥산디올 디글리시딜 에테르, 트리메틸올프로판 트리글리시딜에테르, 디글리시딜 아닐린, 디글리시딜아민 등의 에폭시류 ； 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 부틸알데히드 등의 모노알데히드류 ； 글리옥살, 말론디알데히드, 숙신디알데히드, 글루타르디알데히드, 말레인디알데히드, 프탈디알데히드 등의 디알데히드류；메틸올우레아, 메틸올멜라민, 알킬화 메틸올우레아, 알킬화 메틸올화 멜라민, 아세토구아나민, 벤조구아나민과 포름 알데히드의 축합물 등의 아미노-포름 알데히드 수지 ； 또한 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 철, 니켈 등의 2 가 금속, 또는 3 가 금속염 및 그 산화물 ； 등을 들 수 있다. 가교제로서는 멜라민계 가교제가 바람직하고, 특히 메틸올 멜라민이 바람직하다.

상기 가교제의 배합량은 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대해서, 바람직하게 0.1 ∼ 35 중량부, 보다 바람직하게 10 ∼ 25 중량부이다. 한편, 내구성을 보다 향상시키기 위해서는, 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대해서 가교제를 30 중량부를 초과하고 46 중량부 이하인 범위에서 배합할 수 있다. 특히, 아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지를 이용하는 경우에는, 가교제의 사용량을 30 중량부를 초과하여 이용하는 것이 바람직하다. 가교제를 30 중량부를 초과하고 46 중량부 이하인 범위에서 배합함으로써 내수성이 향상된다.

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

본 발명의 편광자 보호 필름은 편광자와 접하는 면에 접착성 향상을 위해서 접착 용이 처리를 실시할 수 있다. 접착 용이 처리로는 코로나 처리, 플라즈마 처리, 저압 UV 처리, 비누화 처리 등의 표면 처리나 앵커층을 형성하는 방법을 들 수 있고, 이들을 병용할 수도 있다. 이들 중에서도 코로나 처리, 앵커층을 형성하는 방법, 및 이들을 병용하는 방법이 바람직하다.

상기 앵커층으로는, 예를 들어, 반응성 관능기를 갖는 실리콘층을 들 수 있다. 반응성 관능기를 갖는 실리콘층의 재료는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 이소시아네이트기 함유의 알콕시 실란올류, 아미노기 함유 알콕시 실란올류, 메르캅토기 함유 알콕시 실란올류, 카르복시 함유 알콕시 실란올류, 에폭시기 함유 알콕시 실란올류, 비닐형 불포화기 함유 알콕시 실란올류, 할로겐기 함유 알콕시기 실란올류, 이소시아네이트기 함유 알콕시 실란올류를 들 수 있고, 아미노계 실란올이 바람직하다. 또한 상기 실란올을 효율적으로 반응시키기 위한 티탄계 촉매나 주석계 촉매를 첨가함으로써, 접착력을 강력하게 할 수 있다. 또 상기 반응성 관능기를 갖는 실리콘에 다른 첨가제를 첨가해도 된다. 구체적으로는 또한 테르펜 수지, 페놀 수지, 테르펜-페놀 수지, 로진 수지, 자일렌 수지 등의 점착 부여제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 내열 안정제 등의 안정제 등을 이용해도 된다.

상기 반응성 관능기를 갖는 실리콘층은 공지된 기술에 의해 도공, 건조시켜 형성된다. 실리콘층의 두께는 건조 후에, 바람직하게는 1 ∼ 100nm , 더욱 바람직하게는 10 ∼ 50nm 이다. 도공시, 반응성 관능기를 갖는 실리콘을 용제로 희석시켜도 된다. 희석 용제는 특별히 제한되지는 않지만, 알코올류를 들 수 있다. 희석 농도는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 1 ∼ 5 중량%, 보다 바람직하게는 1 ∼ 3 중량% 이다.

상기 접착제층의 형성은 상기 접착제를 편광자 보호 필름 중 어느 하나의 측 또는 양측, 편광자 중 어느 일측 또는 양측에 도포함으로써 이루어진다. 편광자 보호 필름과 편광자를 접착시킨 후에는 건조 공정을 실시하여, 도포 건조층으로 이루어지는 접착제층을 형성한다. 접착제층을 형성한 후에 이것을 접착시킬 수도 있다. 편광자와 편광자 보호 필름의 접착은 롤 라미네이터 등에 의해 실시할 수 있다. 가열 건조 온도, 건조 시간은 접착제의 종류에 따라 적절하게 결 정된다.

접착제층의 두께는 건조 후의 두께로 너무 두꺼워지면 편광자 보호 필름의 접착성 면에서 바람직하지 않으므로, 바람직하게는 0.01 ∼ 10㎛, 더욱 바람직하게는 0.03 ∼ 5㎛ 이다.

편광자에 대한 편광자 보호 필름의 접착은 편광자의 양면에, 상기 편광자 보호 필름의 일방의 측에서 접착할 수 있다.

또, 편광자의 편광자 보호 필름의 접착은 편광자의 편면에 상기 편광자 보호 필름의 일방의 측에서 접착되고, 다른 일방의 편면에 셀룰로오스계 수지를 접착시킬 수 있다.

상기 셀롤계 수지는 특별히 한정되지 않지만, 트리아세틸셀롤이 투명성, 접착성 면에서 바람직하다. 셀룰로오스계 수지의 두께는, 바람직하게는 30 ∼ 100㎛, 보다 바람직하게는 40 ∼ 80㎛ 이다. 두께가 30㎛ 보다 얇으면 필름 강도가 저하되어 작업성이 뒤떨어지고, 100㎛ 보다 두꺼우면 내구성에 있어서 광투과율의 저하가 현저해진다.

본 발명에 관련되는 편광판은 최외층의 적어도 일방으로서 점착제층을 갖고 있어도 된다 (이러한 편광판을 점착형 편광판이라고 칭하는 경우가 있다). 특히 바람직한 형태로서, 상기 편광자 보호 필름의 편광자가 접착되어 있지 않은 측에, 다른 광학 필름이나 액정 셀 등의 다른 부재와 접착하기 위한 점착제층을 형성할 수 있다.

상기 점착제층을 형성하는 점착제는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 아 크릴계 중합체, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에테르, 불소계나 고무계 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 것을 적절하게 선택하여 이용할 수 있다. 특히, 아크릴계 점착제와 같이 광학적 투명성이 우수하고, 적당한 젖음성과 응집성과 접착성의 점착 특성을 나타내며, 내후성이나 내열성 등이 우수한 것을 바람직하게 이용할 수 있다. 특히, 탄소수가 4 ∼ 12 인 아크릴계 폴리머로 이루어지는 아크릴계 점착제가 바람직하다.

또 상기에 추가하여, 흡습에 의한 발포 현상이나 박리 현상의 방지, 열팽창 차이 등에 의한 광학 특성의 저하나 액정 셀의 휨 방지, 나아가서는 고품질이고 내구성이 우수한 액정 표시 장치의 형성성 등의 면에서, 흡습률이 낮아서 내열성이 우수한 점착제층이 바람직하다.

상기 점착제층은 예를 들어 천연물이나 합성물의 수지류, 특히 점착성 부여 수지나, 유리 섬유, 유리 비즈, 금속 가루, 그 외의 무기 분말 등으로 이루어지는 충전제나 안료, 착색제, 산화 방지제 등의 점착제층에 첨가되는 것의 첨가제를 함유하고 있어도 된다.

또 미립자를 함유하여 광확산성을 나타내는 점착제층 등이어도 된다.

상기 점착제층의 부설은 적절한 방식으로 실시할 수 있다. 그 예로는, 예를 들어 톨루엔이나 아세트산 에틸 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, 또는 상기에 준하여 세퍼레이터 상에 점착제층을 형성하여 그것을 편광자 보호 필름면에 옮겨 부착하는 방식 등을 들 수 있다.

점착제층은 상이한 조성 또는 종류 등의 것의 중첩층으로서 편광판의 편면 또는 양면에 형성할 수도 있다. 또 양면에 형성하는 경우에, 편광판의 표리에 있어서 상이한 조성이나 종류나 두께 등의 점착제층으로 할 수도 있다.

점착제층의 두께는 사용 목적이나 접착력 등에 따라 적절하게 결정할 수 있고, 바람직하게는 1 ∼ 40㎛ 이며, 보다 바람직하게는 5 ∼ 30㎛ 이며, 특히 바람직하게는 10 ∼ 25㎛ 이다. 1㎛ 보다 얇으면 내구성이 나빠지고, 또 40㎛ 보다 두꺼워지면 발포 등에 의한 들뜸이나 박리가 발생하기 쉬워 외관이 불량해진다.

상기 편광자 보호 필름과 상기 점착제층 사이의 밀착성을 향상시키기 위해서, 그 층간에 앵커층을 형성할 수도 있다.

상기 앵커층으로는, 바람직하게 폴리우레탄, 폴리에스테르, 분자 중에 아미노기를 함유하는 폴리머류에서 선택되는 앵커층이 이용되고, 특히 바람직하게는 분자 중에 아미노기를 함유한 폴리머류가 사용된다. 분자 중에 아미노기를 함유한 폴리머는 분자 중의 아미노기가, 점착제 중의 카르복실기나, 도전성 폴리머 중의 극성기와 반응 혹은 이온성 상호 작용 등의 상호 작용을 나타내기 때문에, 양호한 밀착성이 확보된다.

분자 중에 아미노기를 함유하는 폴리머류는, 예를 들어, 폴리에틸렌이민, 폴리알릴아민, 폴리비닐아민, 폴리비닐피리딘, 폴리비닐피롤리딘, 상기 서술한 아크릴계 점착제의 공중합 모노머로 나타낸 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 등의 아미 노기 함유 모노머의 중합체 등을 들 수 있다.

상기 앵커층에 대전 방지성을 부여하기 위해서, 대전 방지제를 첨가할 수도 있다. 대전 방지성 부여를 위한 대전 방지제로는 이온성 계면활성제계, 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리퀴녹살린 등의 도전 폴리머계, 산화 주석, 산화 안티몬, 산화 인듐 등의 금속 산화물계 등을 들 수 있지만, 특히 광학 특성, 외관, 대전 방지 효과, 및 대전 방지 효과의 가열시 및 가습시에서의 안정성이라는 관점에서, 도전성 폴리머계가 바람직하게 사용된다. 이 중에서도 폴리아닐린, 폴리티오펜 등의 수용성 도전성 폴리머, 혹은 수분산성 도전성 폴리머가 특히 바람직하게 사용된다. 이것은 대전 방지층의 형성 재료로서 수용성 도전성 폴리머나 수분산성 도전성 폴리머를 이용했을 경우, 도포 공정시에 유기 용제에 의한 광학 필름 기재의 변질을 억제할 수 있기 때문이다.

또한 본 발명에 있어서, 상기한 편광판을 형성하는 편광자나 편광자 보호 필름 등, 또 점착제층 등의 각 층에는, 예를 들어 살리실산 에스테르계 화합물이나 벤조페놀계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물이나 시아노아크릴레이트계 화합물, 니켈 착염계 화합물 등의 자외선 흡수제로 처리하는 방식 등의 방식에 의해 자외선 흡수능을 갖게 한 것 등이어도 된다.

본 발명의 편광판은 액정 셀의 시인측, 백라이트측의 어느 편측에 형성해도 되고, 양측에 형성해도 되며, 한정되지 않는다.

다음으로, 본 발명의 화상 표시 장치에 대해 설명한다. 본 발명의 화상 표시 장치는 본 발명의 편광판을 1 매 이상 포함한다. 여기에서는 일례로서 액 정 표시 장치에 대해 설명하는데, 본 발명이 편광판을 필요로 하는 모든 표시 장치에 적용될 수 있는 것은 말할 필요도 없다. 본 발명의 편광판을 적용할 수 있는 화상 표시 장치의 구체예로는 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. 도시된 예에서는 투과형 액정 표시 장치에 대해 설명하는데, 본 발명이 반사형 액정 표시 장치 등에도 적용되는 것은 말할 필요도 없다.

액정 표시 장치 (100) 는 액정 셀 (10) 과, 액정 셀 (10) 을 사이에 두고 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 배치되어 있다. 액정 셀 (10) 은 한 쌍의 유리 기판 (11, 11＇) 과, 그 기판 사이에 배치된 표시 매체로서의 액정층 (12) 을 갖는다. 일방의 기판 (11) 에는 액정의 전기 광학 특성을 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 형성되어 있다 (모두 도시 생략). 기판 (11, 11＇) 의 간격 (셀 갭) 은 스페이서 (13) 에 의해 제어되고 있다. 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는, 편광판 (30, 30＇) 의 적어도 하나로서 상기에 기재된 본 발명의 편 광판이 채용된다.

예를 들어, TN 방식의 경우에서의 액정 표시 장치 (100) 는 전압 무인가시 액정층 (12) 의 액정 분자가 편광축을 90 도 어긋나게 한 상태로 배열되어 있다. 그러한 상태에서, 편광판에 의해 1 방향의 광만이 투과된 입사광이, 액정 분자에 의해 90 도 비틀린다. 상기와 같이, 편광판은 그 편광축이 서로 직교하도록 하여 배치되어 있으므로, 타방의 편광판에 도달된 광 (편광) 은 당해 편광판을 투과한다. 따라서, 전압 무인가시 액정 표시 장치 (100) 는 백색 표시를 한다 (노멀리 화이트 방식). 한편, 이러한 액정 표시 장치 (100) 에 전압을 인가하면, 액정층 (12) 내의 액정 분자의 배열이 변화된다. 그 결과, 타방의 편광판에 도달된 광 (편광) 은 당해 편광판을 투과하지 못하여, 흑색 표시가 된다. 이러한 표시의 전환을, 액티브 소자를 이용하여 화소마다 실시함으로써 화상을 형성한다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다. 또한, 특별히 나타내지 않는 한, 실시예 중의 부 및 퍼센트는 중량 기준이다. 평가는 이하와 같이 실시하였다.

〈질량 평균 분자량〉

쇼와 전공 (주) 제조의 Shodex GPC system-21H 를 이용하여 폴리스티렌 환산으로 측정하였다.

〈Tg (유리 전이 온도, TG 라고 칭하는 경우도 있다)〉

중합체를 일단 테트라히드로푸란에 용해하고, 과잉 헥산 혹은 톨루엔에 투입 하여 재침전시키고, 여과하여 취출된 침전물을 감압 건조 (1mmHg (1.33hPa), 3 시간 이상) 시킴으로써 휘발 성분을 제거하고, DSC 장치 (리가쿠 (주) 제조, DSC8230) 를 이용하여 얻어진 수지에 대해 측정하였다.

〈탈알코올 반응률 (락톤 고리화율)〉

탈알코올 반응률을, 중합에서 얻어진 중합체 조성으로부터 모든 수산기가 메탄올로서 탈알코올되었을 때에 일어나는 중량 감소량을 기준으로 하고, 다이나믹 TG 측정에 있어서 중량 감소가 시작되기 전인 150℃ 에서 중합체의 분해가 시작되기 전인 300℃ 까지의 탈알코올 반응에 의한 중량 감소로부터 구하였다.

즉, 락톤 고리 구조를 가진 중합체의 다이나믹 TG 측정에 있어서 150℃ 에서 300℃ 까지 사이의 중량 감소율을 측정하고, 얻어진 실측 중량 감소율을 (X) 로 한다. 한편, 당해 중합체의 조성으로부터, 그 중합체 조성에 포함되는 모든 수산기가 락톤 고리의 형성에 관여하기 위해 알코올이 되어 탈알코올되는 것으로 가정했을 때의 이론 중량 감소율 (즉, 그 조성상에 있어서 100% 탈알코올 반응이 일어난 것으로 가정하여 산출한 중량 감소율) 을 (Y) 로 한다. 또한, 이론 중량 감소율 (Y) 은 보다 구체적으로는, 중합체 중의 탈알코올 반응에 관여하는 구조 (수산기) 를 갖는 원료 단량체의 몰비, 즉 당해 중합체 조성에 있어서의 상기 원료 단량체의 함유율로부터 산출할 수 있다. 이들의 값 (X, Y) 을 탈알코올 계산식 ：

1-(실측 중량 감소율 (X)/이론 중량 감소율 (Y))

에 대입하여 그 값을 구하고 ％ 로 표기하면, 탈알코올 반응률 (락톤 고리화 율) 이 얻어진다.

〈멜트 플로 레이트〉

멜트 플로 레이트는 JIS-K6874 에 기초하여 시험 온도 240℃, 하중 10kg 에서 측정하였다.

〈위상차의 측정〉

시료 필름의 굴절률 nx, ny 및 nz 를 자동 복굴절 측정 장치 (오우지 계측 기기 주식회사 제조, 자동 복굴절계 KOBRA21-ADH) 에 의해 계측하고, 면내 위상차 Δnd 및 두께 방향 위상차 Rth 를 산출하였다. 측정 온도는 23℃, 측정 파장은 590nm 이었다.

〈인열 강도의 측정〉

시마즈 제작소 (주) 제조의 오토 그래프 AG-1 (상품명) 을 이용하여, 폭 5cm×길이 15cm 의 샘플에 대해 인장 속도 200mm/min (실온) 로 측정하였다.

〈굴절률의 측정〉

아베 굴절계 ((주) 아타고 제조, 아베 굴절계 2-T) 에 의해 측정하였다.

〈편광자 보호 필름과 편광자의 접착성〉

편광판 (100mm×100mm) 에 손으로 스핀을 가하여 비틀어 떼어냈을 때의 상태를 이하의 기준으로 평가하였다.

○：편광자와 편광자 보호 필름이 일체화되어 박리가 발생하지 않는다.

△：편광자와 편광자 보호 필름과 단부에 박리가 확인된다.

×: 편광자와 편광자 보호 필름 사이에 박리가 확인된다.

〈편광판 외관〉

얻어진 편광판의 외관을 평가하였다. 평가는, 50mm×50mm 의 편광판에 대해서 하기 기준으로 육안에 의해 실시하였다.

○：들뜸이나 줄무늬 등이 한 군데도 없다.

×: 들뜸이나 줄무늬를 볼 수 없다.

들뜸이란 편광자-편광자 보호 필름 사이가 밀착되어 있지 않는 상태이며, 줄무늬란 편광자 보호 필름, 또는 편광자가 매우 소량 면적이지만, 자체적으로 접착되어 있는 것을 의미한다.

실시예 1

(편광자)

두께 80㎛ 의 폴리비닐알코올 필름을 5 중량% (중량비 ： 요오드/요오드화 칼륨=1/10) 의 요오드 수용액 중에서 염색하였다. 이어서, 3 중량% 의 붕산 및 2 중량% 요오드화 칼륨을 함유하는 수용액에 침지시키고, 다시 4 중량% 의 붕산 및 3 중량% 의 요오드화 칼륨을 함유하는 수용액 중에서 5.5 배까지 연신한 후, 5 중량% 의 요오드화 칼륨 수용액에 침지시켰다. 그 후, 40℃ 오븐에서 3 분간 건조시켜, 두께 30㎛ 의 편광자를 얻었다.

(락톤 고리 함유 아크릴계 수지의 제조)

교반 장치, 온도 센서, 냉각관, 질소 도입관을 구비한 30L 반응 가마에, 메타크릴산 메틸 (MMA) 8000g, 2-(히드록시메틸)아크릴산 메틸 (MHMA) 2000g, 톨루엔 10000g 을 주입하고, 이것에 질소를 통과시키면서 105℃ 까지 승온시켜, 환류한 상 태에서, 개시제로서 10.0g 타샤리 아밀퍼옥시이소노나노에이트 (아토피나 요시토미 제조, 상품명 : 르파졸 570) 를 첨가함과 동시에, 개시제 20.0g 과 톨루엔 100g 으로 이루어지는 용액을 4 시간에 걸쳐 적하하면서, 환류 하 (약 105 ∼ 110℃) 에서 용액 중합을 실시하고, 다시 4 시간에 걸쳐 숙성을 실시하였다.

얻어진 중합체 용액에 인산 스테아릴/인산 디스테아릴 혼합물 (사카이 화학 제조, 상품명 : Phoslex A-18) 10g 을 첨가하고, 환류 하 (약 90 ∼ 110℃) 에서 5 시간 고리화 축합 반응을 실시하였다. 이어서, 상기 고리화 축합 반응에서 얻어진 중합체 용액을 배럴 온도 260℃, 회전수 100rpm, 감압도 13.3 ∼ 400hPa (10 ∼ 300㎜Hg), 리어 벤트수 1 개, 포어 벤트수 4 개의 벤트 타입 스크류 2 축 압출기 (φ = 29.75㎜, L/D = 30) 에, 수지량 환산으로 2.0kg/시간의 처리 속도로 도입하고, 그 압출기 내에서 고리화 축합 반응과 탈휘를 실시하고 압출시킴으로써, 투명한 락톤 고리 함유 아크릴계 수지 펠릿 (1A) 을 얻었다.

락톤 고리 함유 아크릴계 수지 펠릿 (1A) 의 락톤 고리화율은 97.0％, 질량 평균 분자량은 147700, 멜트 플로 레이트는 11.0g/10분, Tg (유리 전이 온도) 는 130℃ 이었다.

(편광자 보호 필름의 제조)

락톤 고리 함유 아크릴계 수지 펠릿 (1A) 100 부에 대해, TINUVIN1577 (치바스페셜티 케미컬즈사 제조) 1 부, 아데카스타브 LA-31 (아사히 전화 공업사 제조) 1 부, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 10 부, 발포 억제제로서 아세트산 아연을 0.12 부를 혼합하고, 단축 압출기로 다이스 온도 250℃ 에서 T 다이로부터 압출하 여, 120㎛ 의 편광자 보호 필름 (연신 전) 을 얻었다. 이 필름을 세로 방향으로 145℃ 에서 1.5 배 연신한 후, 가로 방향으로 145℃ 에서 1.8 배 연신하여, 60㎛ 두께의 편광자 보호 필름 (연신 후) 을 얻었다. 그 후, 필름의 편면에 방전량 133w·min/㎡ 로 코로나 처리를 실시하였다.

(접착 용이층)

실란 커플링제 APZ-6601 (토오레·다우코닝·실리콘 주식회사 제조) 100 부에 대해 이소프로필알코올 66.7 부를 첨가함으로써 조제한 용액을, 상기에서 얻어진 필름의 코로나 처리면에 와이어 바 ＃5 로 도포하여 휘발분을 증발시켰다. 증발 후의 앵커층의 두께는 100nm 이다.

(접착제)

아세토아세틸기 변성된 폴리비닐알코올 수지 100 중량부 (아세틸화도 13%) 에 대해서 메틸올 멜라민 20 중량부를 함유하는 수용액을, 농도 0.5 중량% 가 되도록 조정한 폴리비닐알코올계 접착제 수용액을 조제하였다.

(편광판의 제작)

편광자의 양면에 상기 편광자 보호 필름을, 상기 편광자 보호 필름의 접착 용이층측이 접하도록 폴리비닐알코올계 접착제를 이용하여 접착시켰다. 폴리비닐알코올계 접착제는 각각 아크릴 수지면측에 도포하고, 70℃ 에서 10 분간 건조시켜 편광판을 얻었다.

(점착제)

베이스 폴리머로서, 부틸아크릴레이트：아크릴산：2-히드록시 에틸 아크릴레 이트=100：5：0.1 (중량비) 의 공중합체로 이루어지는 중량 평균 분자량 200 만의 아크릴계 폴리머를 함유하는 용액 (고형분 30%) 을 이용하였다. 상기 아크릴계 폴리머 용액에 이소시아네이트계 다관능성 화합물인 닛폰 폴리우레탄사 제조 콜로네이트 L 을 폴리머 고형분 100 부에 대해서 4 부, 및 첨가제 (KBM403, 신에츠 실리콘 제조) 를 0.5 부, 점도 조정을 위한 용제 (아세트산 에틸) 를 첨가하여 점착제 용액 (고형분 12%) 을 조제하였다. 당해 점착제 용액을 건조 후의 두께가 25㎛ 가 되도록, 이형 필름 (폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재：다이아 호일 MRF38, 미츠비시 화학 폴리에스테르 제조) 상에 도포한 후, 열풍 순환식 오븐에서 건조시켜 점착제층을 형성하였다.

(편광판 앵커층)

폴리아크릴산 에스테르의 폴리에틸렌이민 부가물 (닛폰 쇼쿠바이사 제조, 상품명 폴리먼트 NK380) 을 메틸이소부틸케톤으로 50 배로 희석하였다. 이것을 편광판의 나일론 수지측에, 와이어 바 (＃5) 를 이용하여 건조 후의 두께가 50nm 가 되도록 도포 건조시켰다.

(점착형 편광판의 제작)

상기 편광판의 앵커층에 상기 점착제층을 형성한 이형 필름을 접착시켜 점착제형 편광판을 제작하였다.

(편광자 보호 필름의 평가)

얻어진 편광자 보호 필름 (연신 전 및 연신 후의 각각) 에 대해 인열 강도, 면내 위상차 Δnd, 두께 방향 위상차 Rth, 굴절률을 측정하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

(편광판의 평가)

얻어진 편광판에 있어서의 편광자 보호 필름과 편광자의 접착성 및 외관을 평가한 결과, 편광자 보호 필름과 편광자의 접착성은 ○ (편광자와 편광자 보호 필름이 일체화되어 박리가 발생하지 않는다) 이고, 외관은 ○ (들뜸이나 줄무늬 등이 한 군데도 없다) 이었다.

〔비교예 1〕

실시예 1 의 편광자 보호 필름 (연신 후) 의 제작에 있어서, TAC 필름 (트리아세틸셀룰로오스 필름)(후지 사진 필름사 제조, 상품명：TD-TAC) 을 세로 방향으로 150℃ 에서 1.2 배 연신한 후, 가로 방향으로 150℃ 에서 1.3 배 연신한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 55㎛ 두께의 편광자 보호 필름 (연신 후) 을 얻었다.

얻어진 편광자 보호 필름의 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.

〔비교예 2〕

실시예 1 의 편광자 보호 필름 (연신 후) 의 제작에 있어서, 노르보르넨계 수지 필름 (닛폰 제온사 제조, 상품명：제오노아) 를 세로 방향으로 140℃ 에서 1.2 배 연신한 후, 가로 방향으로 140℃ 에서 1.3 배 연신한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 70㎛ 두께의 편광자 보호 필름 (연신 후) 을 얻었다.

얻어진 편광자 보호 필름의 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.

	연신 온도 (℃)	연신 배율 (배)		인열 강도 (N/mm)		면내 위상차 (㎚)		두께 방향 위상차 (㎚)		굴절률
	연신 온도 (℃)	세로	가로	연신 전	연신 후	연신 전	연신 후	연신 전	연신 후	연신 전	연신 후
실시예 1	145	1.5	1.8	0.4	2.5	1	1	3	3	1.5	1.5
비교예 1	150	1.2	1.3	0.9	1.5	5.5	4	55	85	1.49	1.49
비교예 2	140	1.2	1.3	1.3	1.8	0.2	25	5	160	1.53	1.53

본 발명의 편광자 보호 필름 및 편광판은 각종 화상 표시 장치 (액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치, PDP 등) 에 바람직하게 이용할 수 있다.

Claims

(메타)아크릴계 수지를 주성분으로서 함유하는 편광자 보호 필름으로서,

세로 연신 및/또는 가로 연신에 의해 연신되어 이루어지는, 편광자 보호 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 (메타)아크릴계 수지가 락톤 고리 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지인, 편광자 보호 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 연신은 세로 연신 배율이 1.1 ∼ 3.0 배, 가로 연신 배율이 1.1 ∼ 3.0 배인 축차 연신 또는 동시 2 축 연신인, 편광자 보호 필름.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

면내 위상차 Δnd 가 3.0nm 이하이고, 두께 방향 위상차 Rth 가 10.0nm 이하이며, 인열 강도가 2.0N/mm 이상인, 편광자 보호 필름.
폴리비닐알코올계 수지로 형성되는 편광자와 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 편광자 보호 필름을 포함하는 편광판으로서,

상기 편광자가 접착제층을 개재하여 상기 편광자 보호 필름에 접착되어 이루어지는, 편광판.
제 5 항에 있어서,

상기 접착제층이 폴리비닐알코올계 접착제로 형성되는 층인, 편광판.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

최외층의 적어도 일방으로서 점착제층을 추가로 갖는, 편광판.
제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 편광판을 1 매 이상 포함하는, 화상 표시 장치.