KR20080113007A

KR20080113007A - 대전 방지형 광학 필름, 그 제조 방법 및 화상 표시장치

Info

Publication number: KR20080113007A
Application number: KR1020080120637A
Authority: KR
Inventors: 마사유끼 사따게; 아끼꼬 오가사와라; 후미아끼 시라후지; 도시쯔구 호소까와; 신이찌 이노우에
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2008-12-01
Publication date: 2008-12-26
Also published as: US20040209007A1; CN1540372A; JP2004338379A; TW200500720A; CN100362372C; KR20040091556A; US20080274272A1; KR20110003305A; KR20080017424A; US7413766B2; TWI318308B; JP3902186B2; US8883251B2

Abstract

광학 필름의 하나 이상의 면에 적층된 대전 방지층을 포함하는 대전 방지형 광학 필름으로서, 대전 방지층은 수용성 또는 수분산성 도전 중합체를 포함하고, 뛰어난 대전 방지 효과, 광 특성 및 외관성을 갖는다.

광학 필름, 대전 방지층, 대전 방지형 광학 필름.

Description

대전 방지형 광학 필름, 그 제조 방법 및 화상 표시장치{ANTISTATIC OPTICAL FILM, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME AND IMAGE VIEWING DISPLAY}

본 발명은 광학 필름의 하나 이상의 면에 적층된 대전 방지층을 포함하는 대전 방지형 광학 필름, 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 액정 표시장치 (LCD), 유기 EL (electroluminescence) 화상 표시장치, 및 PDP와 같은 상술한 대전 방지형 광학 필름을 사용하는 화상 표시장치에 관한 것이다. 광학 필름으로서, 편광판, 위상차판 (retardation plate), 광학 보상 필름, 휘도 향상 필름 등과, 서로 적층된 필름을 갖는 광학 필름을 언급할 수 있다.

액정 표시장치 등에서, 이미지 형성 시스템은 액정 셀의 양면에 배치된 편광 소자를 반드시 필요로 하고, 일반적으로, 편광판이 거기에 부착된다. 또한, 액정 패널에서, 표시장치의 표시 품질을 향상시키기 위해, 편광판 이외의 다양한 광학 소자가 점점 더 사용되고 있다. 예를 들어, 착색 방지용 위상차판, 액정 표시장치의 시야각을 향상시키는 시야-각 확장 필름, 및 표시장치의 콘트라스트를 증가시키는 휘도 향상 필름 등이 사용된다. 이들 필름을 총칭하여 광학 필름이라 부른다.

액정 셀에 광학 필름을 부착하는 경우에, 일반적으로 감압성 점착제가 사용된다. 또한, 광학 필름과 액정 셀, 및 광학 필름 사이의 접착에서, 광의 손실을 감소시키기 위해 감압성 점착제를 사용하여 일반적으로 부착된다.

이들 광학 필름에서, 광학 필름이 소비자들에게 전달되기 전까지 수송 또는 제조 공정에서의 광학 필름의 표면에 대한 손상 및 오염의 발생을 방지하기 위해, 일반적으로, 표면 보호 필름이 그 표면상에 부착된다. 표면 보호 필름은 광학 필름이 단일 물질의 상태인 단계로부터 부착되고, 어떤 경우에는 LCD 등에 부착된 이후에 박리되고, 다른 경우에는 박리된 이후에 동일하거나 또 다른 표면 보호 필름에 부착된다. 표면 보호 필름의 박리의 경우에 발생하는 정전기가 LCD 패널과 같은 회로를 파괴할 수도 있다는 문제점이 있다.

특히, IPS 모드로 구동되는 LCD의 경우에 액정 셀의 일면의 셀 기판상에 일반적으로 ITO 처리가 수행되지만, 대전 방지 처리가 반대 면에 수행되지 않는다. 이러한 이유에 대해, 표면 보호 필름이 ITO 처리가 없는 면에 부착된 광학 필름으로부터 제거될 때, 박리 대전 (electrification) 이 생성되어, 화상의 흐트러짐을 발생시킨다. 또한, 완성된 패널 제품의 단계에서도, 시야측 (상위측) 의 광학 필름에서 직물에 의한 표면상의 오염을 닦거나 입사측 (하위측) 의 광학 필름에서 확산 필름과의 접촉에 의해 대전이 생성된다는 문제점이 있다. 또한, VA 모드에 의해 구동되는 LCD의 경우에, 소정의 ITO 처리를 하지 않은 셀 기판을 액정 셀의 일면에 사용할 때, 동일한 문제점이 발생한다.

상술한 문제점을 해결하기 위해, 편광판의 표면상에 형성된 대전 방지형 필 름을 갖는 편광판 (일본 특허 공개 평성 제 2-73307 호), 및 편광판의 일면 또는 양면에 형성된 투명 도전층(들) 을 갖는 편광판 (일본 특허 공개 평성 제 4-124601 호) 을 개시하고 있다.

광학 필름의 표면상에 대전 방지층을 형성하는 종래의 방법으로서, 광학 필름의 표면상에 도포되고 그 후 건조되는 대전 방지층용 수지 용액을 도포함으로써 대전 방지층을 형성하는 방법이 바람직하게 사용되고 있다. 또한, 일본 특허 공개 평성 제 2-73307 호의 기술은 편광판의 표면상에 혼합된 대전 방지제를 사용하여 정전기 코팅 재료 또는 하드 코팅제를 코팅함으로써 대전 방지층을 형성한다. 그러나, 적층된 대전 방지층을 갖는 편광판과 같은 표면의 재료가 유기 용제에서 가용성이고 유기 용제에 대해 열등한 유기 용제-내구 특성을 갖는 폴리카르보네이트 또는 노르보르넨계 수지와 같은 재료로 형성될 때, 상기 특허 문헌에서의 유기 용제를 포함하는 대전 방지제의 편광판에 대한 코팅은 유기 용제에 의해 편광판의 품질에서의 변화 및 열화를 초래하여, 종종 광학 특성에 악영향을 미친다.

또한, 일본 특허 공개 평성 제 4-124601 호의 기술이 진공 증착 방법, 스퍼터링 방법, 또는 이온 도금 방법에 의해 산화 주석, 산화 인듐, 금, 또는 은과 같은 재료를 사용하여 투명 도전층을 형성하지만, 이들 방법은, 코팅 방법과 같은 방법을 적용하는 것과 비교하여 제조 비용이 높고, 열등한 생산성을 갖는다는 문제점을 갖는다.

본 발명은 광학 필름의 하나 이상의 면에 적층된 대전 방지층을 포함하는, 뛰어난 대전 방지 효과, 광학 특성 및 외관성을 갖는, 대전 방지형 광학 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 저 비용 및 뛰어난 생산성으로 제조할 수 있는 대전 방지형 광학 필름을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 대전 방지형 광학 필름을 사용하는 화상 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 문제점을 해결하기 위해 발명자들에 의해 이루어진 연구의 결과, 아래의 대전 방지형 광학 필름을 사용하여 목적을 달성할 수 있음을 발견함으로써, 본 발명을 완성하였다.

즉, 본 발명은 광학 필름의 하나 이상의 면에 적층된 대전 방지층을 포함하는 대전 방지형 광학 필름에 관한 것으로, 대전 방지층은 수용성 또는 수분산성 (water dispersible) 도전 중합체를 포함한다.

본 발명은 대전 방지층의 형성 재료로서 수용성 또는 수분산성 도전 중합체를 사용하고, 이것은 대전 방지층의 형성에 있어서 수용성 또는 수분산성 도전 중합체를 포함하는 수용액 또는 수분산액의 이용을 가능하게 하고, 비-수용 유기 용제의 이용을 필요로 하지 않는다. 이것은, 대전 방지층이 비-수용 유기 용제에서 가용성이고 열등한 내유기 용제성을 갖는 편광판과 같은 광학 필름에 형성되는 경우에도, 광학 필름의 품질에서의 변화 및 열화를 초래하지 않고, 대전 방지층을 더 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 수용성 또는 수분산성 도전 중합체의 사용은 코팅 방법, 디핑 (dipping) 방법 및 스프레잉 방법과 같은 도포 방법의 채용을 가능하게 하며, 진공 증착 방법 및 스퍼터링 방법과 같은 방법과 비교하여 제조 비용을 감소시킬 수 있고, 생산성의 향상이 실현될 수도 있다.

여기서, 수용 도전 중합체의 수용성은 물 100g에 대한 용해도가 5g 이상이다는 것을 의미한다. 5g 미만의 용해도는 공업적 코팅 필름 형성을 방해할 수도 있다.

물 100g에 대한 수용성 도전 중합체의 용해도는 20 내지 30g이 바람직하다.

수분산성 도전 중합체에서, 도전 중합체는 마이크로-파티클 (micro-particle) 의 형상으로 분산된다. 수용 분산은 낮은 액점도 (liquid viscosity) 를 갖고, 박막 코팅이 가능하고 균일한 코팅층을 제공한다. 대전 방지층의 균일성을 고려하여, 마이크로-파티클의 크기는 1㎛ 이하가 바람직하다.

본 발명에서, 수용성 또는 수분산성 도전 중합체는 폴리아닐린 및/또는 폴리티오펜이다.

또한, 대전 방지층의 표면 저항값은 1 ×10¹²Ω/□이하인 것이 바람직하고, 1 ×10¹⁰Ω/□이하인 것이 더욱 바람직하고, 1 ×10⁹Ω/□이하인 것이 더욱 바람직하다. 표면 저항값이 1 ×10¹²Ω/□을 초과할 때, 충분한 대전 방지 기능이 얻어지지 않을 수도 있고, 표면 보호 필름을 박리하는데 있어서 정전기가 발생 및 대전하여, LCD 패널과 같은 회로가 정전기에 의해 파괴될 수도 있다.

본 발명의 바람직한 실시형태의 정전기 광학 필름에서, 감압성 점착제층이 대전 방지층의 광학 필름을 갖는 표면의 또 다른 면에 적층된다. 광학 필름을 액정 셀 등에 부착할 때, 일반적으로 감압성 점착제가 사용된다. 이러한 경우에, 광학 필름 고정을 필요로 하지 않는 건조 단계와 같은 이점을 고려하여, 바람 직하게는, 감압성 점착제를 갖는 감압성 점착제형의 광학 필름이 감압성 점착제층으로서 광학 필름의 일면에 미리 형성된 구성이 채용될 수도 있다.

대전 방지형 광학 필름에서, 전술한 감압성 점착제층은 아크릴 감압성 점착제로 형성되는 것이 바람직하다.

대전 방지형 광학 필름에서, 광학 필름이 편광판을 포함하는 것이 바람직하다.

대전 방지형 광학 필름에서, 거기에 적층되는 대전 방지층을 갖는 광학 필름 표면의 재료로서, 폴리카보네이트 또는 노르보르넨 수지가 편리하게 사용될 수도 있다. 전술한 바와 같이, 대전 방지층의 형성 재료로서, 수용성 또는 수분산성 도전 중합체의 이용은 코팅 공정에서 유기 용제의 사용을 필요로 하지 않지만, 폴리카보네이트 또는 노르보르넨 수지의 품질에서의 변화를 억제할 수 있다.

또한, 대전 방지형 광학 필름의 광학 필름에 활성화 처리가 실시되는 것이 바람직하다. 광학 필름에 활성화 처리를 실시함으로써, 광학 필름에서의 대전 방지층 형성에 있어서의 반발력 (repellent) 이 제어될 수도 있고, 이것은 코팅된 필름의 용이한 형성, 및 광학 필름에 대한 뛰어난 접착을 갖는 대전 방지층의 형성을 가능하게 한다.

본 발명은 광학 필름의 하나 이상의 면에 대전 방지층을 포함하는 대전 방지형 광학 필름을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 수용성 또는 수분산성 도전 중합체를 포함하는 수용액 또는 수분산액을 광학 필름상에 도포하고 건조함으로써 대전 방지층을 형성하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명은 하나 이상의 대전 방지형 광학 필름을 포함하는 화상 표시장치에 관한 것이다. 본 발명의 대전 방지형 광학 필름에서, 액정 표시장치와 같은 화상 표시장치의 다양한 종류의 이용 실시형태에 따르면, 하나의 필름이 독립적으로 사용될 수도 있거나 복수의 필름이 결합되어 사용될 수도 있다.

대전 방지형 광학 필름을 채용한 화상 표시장치로서, IPS 모드 또는 VA 모드의 액정 셀을 갖는 액정 표시장치가 적절하다. 대전 방지형 광학 필름은 액정 셀의 일면 또는 양면에 형성된다. 액정 셀은 일면에 ITO와 같은 도전층을 일반적으로 갖지 않고 대전 방지 처리가 실시되지 않기 때문에, 도전층을 갖지 않은 면으로의 필름의 적용이 특히 적절하다.

본 발명의 대전 방지형 광학 필름은 소량의 박리 대전, 및 뛰어난 외관성을 갖는다.

본 발명의 대전 방지형 광학 필름의 대전 방지층을 형성하는 수용성 또는 수분산성 도전 중합체는 물 용해도 또는 수분산도의 전술한 정의를 충족시키는 도전 중합체인 한은 특별하게 한정되지 않고, 널리 공지된 도전 중합체가 사용될 수도 있다. 구체적으로는, 폴리아닐린계, 폴리티오펜계, 폴리에틸렌이민 (polyethyleneimine) 계, 알릴아민계 화합물 등을 언급할 수 있고, 폴리아닐린 및/또는 폴리티오펜을 사용하는 것이 바람직하다.

폴리아닐린의 폴리스틸렌으로 환산하여 표현된 중량 평균 분자량은 500000 이하가 바람직하고, 300000 이하가 더욱 바람직하다. 폴리티오펜의 폴리스틸렌으로 환산하여 표현된 중량 평균 분자량은 400000 이하가 바람직하고, 300000 이하가 더욱 바람직하다. 중량 평균 분자량이 이 값들을 초과할 때, 물 용해도 또는 수분산도의 정의가 더 이상 충족되지 않는 경향이 나타날 수도 있고, 이러한 중합체를 사용하여 형성된 대전 방지층 형성용 수용액이 수용액 또는 수분산액에 남아 있는 중합체의 재료를 고체화시키거나 점도를 증가시켜서, 균일한 두께를 갖는 대전 방지층의 형성을 곤란하게 하는 경향이 나타난다.

또한, 폴리아닐린, 폴리티오펜 등은 그 분자내에 친수성 기능기 (hydrophilic functional group) 를 갖는 것이 바람직하다. 친수성 기능기로서, 예를 들어, 술포기, 아미노기, 아미드기, 이미드기, 4-암모늄 염기, 하이드록실기, 메르캅토기, 히드라지노기, 카르복실기, 황산염기 (-O-SO₃-H), 및 인산염기 (O-PO(OH)₂ 등), 또는 상술한 기의 염을 들 수도 있다. 분자내에 친수성 기능기의 삽입은 분자의 물 용해도를 향상시키고, 또한, 수용성 또는 수분산성 도전 중합체의 형성을 용이하게 한다.

상업적으로 이용 가능한 수용성 도전 중합체의 예로서, (Mitsubishi Rayon Co., Ltd가 제조, 폴리스틸렌으로 환산하여 표현된 중량 평균 분자량이 150000인) 폴리아닐린 술폰산 등을 언급할 수도 있다. 시중에서 입수 가능한 수분산성 도전 중합체의 예로서, (Nagase Chemtech Co., Ltd가 제조, 상품명이 Denatron series인) 폴리티오펜계 도전 중합체 등을 언급할 수도 있다.

대전 방지층을 형성하는 코팅액은 수용성 도전 중합체 또는 수분산성 도전 중합체의 수용액 또는 수분산액으로서 형성될 수도 있다. 코팅액은 비-수용성 유기 용제를 사용할 필요가 없고, 유기 용제에 의해 광학 필름계 재료의 품질에서의 변화를 억제할 수 있다. 수용액 또는 수분산액의 접착 특성을 고려하여, 용제로서 물만을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 수용액 또는 수분산액은 친수성 용제로서 수용 용제를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, 이소부탄올, sec-부탄올, tert-부탄올, n-아밀 알코올, 이소아밀 알코올, sec-아밀 알코올, tert-아밀 알코올, 1-에틸-1-프로판올, 2-메틸-1-부탄올, n-헥산올 및 시클로헥산올과 같은 알코올을 들 수도 있다.

본 발명의 대전 방지형 광학 필름에서, 도 1에 도시한 바와 같이, 수용성 또는 수분산성 도전 중합체로 형성된 대전 방지층 (2) 이 광학 필름에 제공된다. 또한, 감압성 점착제층 (3) 이 본 발명의 대전 방지형 광학 필름상에 적층될 수도 있다. 도 1 내지 4에서, 감압성 점착제층 (3) 이 대전 방지층 (2) 의 또 다른 표면측에 적층된다. 다른 광학 필름이 감압성 점착제층 (3) 에 적층될 수도 있다. 이형 시트 (releasing sheet : 4) 가 감압성 점착제층 (3) 에 형성될 수도 있다.

광학 필름 (1) 이 편광판 (5) 을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 광학 필름 (1) 은 하나 이상의 종류의 광학 필름을 포함할 수도 있다. 도 2 내지 4는 광학 필름 (1) 이 편광판 (5) 을 포함하는 경우의 예이다. 도 2의 광학 필름 (1) 은 편광판 (5) 과 위상차판 (6) 을 갖는 경우이다. 편광판 (5) 과 위상 차판 (6) 은 감압성 점착제층 (3) 을 통해 부착되고, 대전 방지층 (2) 과 감압성 점착제층 (3) 은 이 순서로 위상차판 (6) 측에 형성된다. 도 3은 광학 필름 (1) 이 편광판 (5) 인 경우이고, 대전 방지층 (2) 과 감압성 점착제층 (3) 은 이 순서로 편광판 (5) 에 적층되고, 위상차판 (6) 과 감압성 점착제층 (3) 이 감압성 점착제층 (3) 에 적층된다. 도 4의 광학 필름 (1) 은 편광판 (5) 과 반사판 (7) 을 갖는 경우이다. 편광판 (5) 과 반사판 (7) 은 감압성 점착제층 (3) 을 통해 부착되고, 대전 방지층 (2) 과 감압성 점착제층 (3) 은 이 순서로 편광판 (5) 측에 형성된다.

광학 필름 (1) 으로서, 액정 표시장치와 같은 화상 표시장치의 형성을 위해 사용된 필름이 사용될 수도 있고, 그 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 편광판을 광학 필름으로서 언급할 수도 있다. 편광판으로서, 일반적으로, 편광자의 일면 또는 양면에 투명 보호 필름을 갖는 편광판이 사용된다.

편광자는 특별히 제한되지 않으며, 다양한 종류의 편광자가 사용될 수도 있다. 편광자로서는, 예를 들어, 폴리비닐 알코올계 필름, 부분적으로 포르말화된 (partially formalized) 폴리비닐 알코올계 필름, 및 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체계 부분 감화 필름 등과 같은 친수성 고분자 중합체 필름에 요오드 및 2 색성 염료 등의 2 색성 물질을 흡착시킨 후 1 축 연신한 필름, 탈수 처리된 폴리비닐 알코올 및 탈염산 처리된 폴리염화비닐 등과 같은 폴리-엔계 (poly-ene type) 배향 필름 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 2 색성 재료 (요오드, 염료) 를 흡착시키고 연신하여 배향된 폴리비닐 알코올계 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 편광자의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 약 5 내지 80 ㎛ 의 두께가 흔히 채용된다.

폴리비닐 알코올계 필름을 요오드로 염색한 후 1 축 연신한 편광자는 폴리비닐 알코올 필름을 요오드의 수용액에 침지하여 염색한 후, 원래 길이의 3 내지 7 배만큼 연신함으로써 얻어진다. 필요하다면, 이 필름을 붕산, 및 황산 아연, 염화 아연을 포함할 수 있는 요오드화 칼륨 등의 수용액에 침지할 수도 있다. 또한, 필요하다면, 염색하기 전에, 폴리비닐 알코올계 필름을 물에 침지하여 세정할 수도 있다. 폴리비닐 알코올계 필름을 물로 세정함으로써, 폴리비닐 알코올계 필름 표면상의 오물이나 블로킹 방지제 (blocking inhibitors) 를 씻어낼 수 있는 이외에, 폴리비닐 알코올계 필름을 팽윤시킴으로써, 불균질한 염색과 같은 불균일을 방지하는 효과를 기대할 수 있다. 요오드로 염색한 후 연신을 수행하거나, 동시에 수행하거나, 또는 반대로, 연신한 후 요오드로 염색할 수도 있다. 연신은 붕산 및 요오드화 칼륨 등의 수용액 중에서, 그리고 수조내에서 이루어질 수 있다.

편광자의 일면 또는 양면상에 형성된 보호 필름으로서는, 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차폐성, 등방성 (isotropy) 등이 뛰어난 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 상술한 보호층의 재료로서는, 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 중합체; 디아세틸 셀룰로오스 및 트리아세틸 셀룰로오스 등과 같은 셀룰로오스계 중합체; 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 중합체; 폴리스티렌 및 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 (AS 수지) 등의 스티렌계 중합체; 폴리카보네이트계 중합체를 들 수 있다. 또한, 보호 필름을 형성하는 중합체의 일례로서, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로-계 또는 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 중합체; 염화비닐계 중합체; 나일론 및 방향족 폴리아미드 등과 같은 아미드계 중합체; 이미드계 중합체; 술폰계 중합체; 폴리에테르 술폰계 중합체; 폴리에테르-에테르 케톤계 중합체; 폴리 페닐렌 술피드계 중합체; 비닐 알코올계 중합체; 염화비닐리덴계 중합체; 비닐 부티랄계 중합체; 아릴레이트계 중합체; 폴리옥시메틸렌계 중합체; 에폭시계 중합체; 또는 상술한 중합체의 혼합 중합체를 언급할 수 있다. 아크릴계, 우레탄계, 아크릴 우레탄계, 에폭시계, 및 실리콘계 등과 같은 열경화형 또는 자외선 경화형 수지의 필름을 언급할 수 있다.

또한, 일본 공개 특허 공보 제 2001-343529 호 (WO 01/37007) 에 개시되어 있는 바와 같이, 중합체 필름, 예를 들어, (A) 곁사슬 (side chain) 에 치환 및/또는 비치환 이미드기를 갖는 열가소성 수지, 및 (B) 곁사슬에 치환 및/또는 비치환 페닐 및 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 포함하는 수지 조성물을 언급할 수 있다. 예시적인 일례로서, 이소-부틸렌 및 N-메틸 말레이미드를 포함하는 교대 공중합체 및 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체를 포함하는 수지 조성물로 이루어진 필름을 언급할 수 있다. 수지 조성물 등의 혼합 압축품을 포함하는 필름을 사용할 수 있다.

일반적으로, 임의적으로 결정될 수 있는 보호 필름의 두께는 강도, 작업 취급성 (work handling) 및 박층의 관점에서 500 ㎛ 미만이고, 1 내지 300 ㎛ 인 것 이 바람직하며, 5 내지 300 ㎛ 인 것이 보다 바람직하다.

또한, 보호 필름은 가능한 한 컬러링 (coloring) 이 적은 것이 바람직하다. 따라서, Rth = [(nx+ny)/2 - nz] ×d (여기서, nx 및 ny 는 필름 평면내의 주굴절율을 나타내고, nz 는 필름 두께 방향의 주굴절율을 나타내며, d 는 필름 두께를 나타낸다) 로 표시되는 필름 두께 방향의 위상차 값이 -90 nm 내지 +75 nm 인 보호 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 두께 방향의 위상차 값 (Rth) 이 -90 nm 내지 +75 nm 인 보호 필름을 사용함으로써, 보호 필름으로부터 발생하는 편광판의 컬러링 (광학 컬러링) 을 거의 해소할 수 있다. 두께 방향의 위상차값 (Rth) 은 -80 nm 내지 +60 nm 인 것이 바람직하고, -70 nm 내지 +45 nm 인 것이 보다 바람직하다.

보호 필름으로서는, 편광 특성 및 내구성을 고려한다면, 트리아세틸 셀룰로오스 등과 같은 셀룰로오스계 중합체가 바람직하고, 특히 트리아세틸 셀룰로오스 필름이 적당하다. 또한, 보호 필름이 편광자의 양면상에 제공될 경우, 동일한 중합체 재료를 포함하는 보호 필름을 전면과 후면의 양면상에 사용할 수도 있고, 상이한 중합체 재료 등을 포함하는 보호 필름을 사용할 수도 있다. 상술한 편광자 및 보호 필름의 점착 공정에 점착제가 사용된다. 점착제로서는, 이소시아네이트 유도 (isocyanate derived) 점착제, 폴리비닐 알코올 유도 점착제, 젤라틴 유도 점착제, 비닐 중합체 유도 라텍스계, 수용성 폴리우레탄계 점착제, 수용성 폴리에스테르 유도 점착제 등을 들 수 있다.

상술한 보호 필름의 편광 필름이 점착되지 않은 면에는, 하드 코트층 (hard coat layer) 을 형성하거나, 반사 방지 처리, 스티킹 (sticking) 방지, 확산 또는 방현 (anti-glare) 을 목적으로 하는 처리를 수행할 수 있다.

하드 코트 처리는 편광판의 표면을 손상으로부터 보호할 목적으로 수행되며, 이러한 하드 코트 필름은, 예를 들어, 아크릴계 및 실리콘계 수지와 같이 적당한 자외선 경화형 수지를 사용하여 경도, 미끄러짐 특성 등이 뛰어난 경화 피막을 보호 필름의 표면에 부가하는 방법으로 형성할 수 있다. 반사 방지 처리는 편광판 표면에서 외광의 반사를 방지할 목적으로 수행되며, 종래의 방법 등에 따라 반사 방지 필름을 형성함으로써 준비될 수 있다. 또한, 스티킹 방지 처리는 인접층과의 밀착 방지를 목적으로 수행된다.

또한, 방현 처리는 편광판의 표면에서 외광이 반사하여 편광판을 투과하는 광에 대한 시각적 인지 (visual recognition) 를 방해하는 단점을 방지하기 위하여 수행되며, 예를 들어, 샌드블래스팅 (sandblasting) 또는 엠보싱에 의한 조면화 처리 방법 (rough surfacing treatment method) 및 투명 미립자 배합 방법과 같은 적당한 방법을 사용하여 보호 필름의 표면에 미세한 요철 구조를 형성하는 것에 의해, 이러한 처리가 수행될 수 있다. 상술한 미세 요철 구조 표면을 형성하기 위해 배합되는 미립자로는, 예를 들어, 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 주석 산화물, 인듐 산화물, 카드뮴 산화물, 안티몬 산화물 등을 구비하는 도전성을 가질 수 있는 무기형 미립자, 및 가교 (cross-linked) 또는 비가교 중합체를 구비하는 유기형 미립자와 같이, 평균 입자 직경이 0.5 내지 50 ㎛ 인 투명성 미립자가 사용될 수 있다. 미세 요철 구조 표면을 형성할 때, 사용되는 미립자의 양은 미세 요철 구조 표면을 형성하는 투명 수지 100 중량부에 대해 약 2 내지 50 중량부인 것이 일반적이고, 5 내지 25 중량부인 것이 바람직하다. 방현층은 편광판 투과광을 확산하여 시야각 등을 확대하기 위한 확산층 (시야각 확대 기능 등) 으로도 기능할 수 있다.

또한, 상술한 반사 방지층, 스티킹 방지층, 확산층, 방현층 등은 보호 필름 자체에 형성될 수도 있고, 보호층과 상이한 광학층으로 형성될 수도 있다.

본 발명의 광학 필름은 특히 광학층에 관한 제한이 없어, 반사기, 반투과판, (1/2 파장판 및 1/4 파장판을 포함하는) 위상차판, 및 시야각 보상 필름과 같은 액정 표시장치 등의 형성에 사용될 수 있다.

본 발명의 편광판상에 반사기 또는 반투과 반사기가 추가적으로 적층되어 있는 반사형 편광판 또는 반투과형 편광판, 편광판상에 위상차판이 추가적으로 적층되어 있는 타원 편광판 또는 원형 편광판, 편광판상에 시야각 보상 필름이 추가적으로 적층되어 있는 광시야각 편광판, 또는 편광판상에 휘도 향상 필름이 추가적으로 적층되어 있는 편광판 등이 특히 바람직하다.

반사형 편광판을 제공하기 위해 편광판상에 반사층을 형성하며, 이러한 편광판은 시야측 (표시측) 으로부터의 입사광을 반사시켜 표시하는 액정 표시장치에 사용된다. 이러한 편광판은 백라이트와 같은 내장형 광원을 필요로 하지 않으므로, 액정 표시장치의 박형화를 꾀하기 쉬운 이점을 갖는다. 반사형 편광판은, 필요에 따라, 투명 보호층 등을 개재하여 금속 등의 반사층을 편광판의 일면에 부착하는 방법과 같은 적당한 방법을 사용하여 형성될 수 있다.

반사형 편광판의 일례로서, 필요에 따라, 매트 처리된 (matte treated) 보호 필름의 일면에 알루미늄 등의 반사성 금속의 호일 (foil) 및 기상 증착 필름을 부착하는 방법을 사용하여 반사층을 형성하는 것을 언급할 수 있다. 또한, 상술한 보호 필름에 미립자를 혼합함으로써 얻어지는 미세 요철 구조 표면을 갖는, 미세 요철 구조의 반사층이 형성된 다른 종류의 편광판도 언급할 수 있다. 상술한 미세 요철 구조를 갖는 반사층은 입사광을 난반사로 확산시켜 지향성 (directivity) 및 번쩍임을 방지하며, 명암의 불균일성을 제어할 수 있는 이점을 갖는다. 또한, 미립자를 포함하는 보호 필름은 필름을 투과하는 입사광과 반사광을 확산시켜, 명암의 불균일성을 보다 효과적으로 제어할 수 있는 이점을 갖는다. 보호 필름의 표면 미세 요철 구조에 의한 영향으로 표면에 미세 요철 구조를 갖는 반사층은, 예를 들어, 진공 증착 방법, 이온 플레이팅 (ion plating) 방법 및 스퍼터링 방법과 같은 진공 기상 방법, 및 플레이팅 방법 등의 적절한 방법을 사용하여 투명 보호층의 표면에 금속을 직접 부착하는 방법으로 형성할 수 있다.

반사판을 상술한 편광판의 보호 필름에 직접적으로 제공하는 방법 대신, 투명 필름으로 적당한 필름상에 반사층을 형성함으로써 구성되는 반사 시트를 반사층으로 사용할 수도 있다. 또한, 반사층은 일반적으로 금속이므로, 산화에 의한 반사율의 저하 방지, 더 나아가, 초기 반사율의 장기 지속, 및 보호층의 별도 형성 방지 등의 관점에서, 사용시, 반사면을 보호 필름이나 편광판 등으로 피복하는 것이 바람직하다.

또한, 상술한 반사층을 광을 반사하고 투과시키는 하프-미러 등의 반투과형 반사층으로 형성함으로써, 반투과형 편광판을 얻을 수 있다. 반투과형 편광판은 일반적으로 액정셀의 후면에 형성되며, 비교적 밝은 분위기에서 사용될 경우에는 시야측 (표시측) 으로부터 반사되는 입사광에 의해 화상이 표시되는 타입의 액정 표시장치 유닛을 형성할 수 있다. 그리고, 비교적 어두운 분위기에서, 이러한 유닛은 반투과형 편광판의 후면에 내장된 백라이트와 같은 내장형 광원을 이용해 화상을 표시한다. 즉, 투과형 편광판은 비교적 밝은 분위기에서는 백라이트와 같은 광원의 에너지를 절감할 수 있고, 비교적 어두운 분위기에서는 필요에 따라 내장형 광원을 이용할 수 있는 타입의 액정 표시장치 등을 얻는데 유용하다.

상술한 편광판은 위상차판이 적층되어 있는 타원 편광판 또는 원형 편광판으로 사용될 수 있다. 이하에서는, 상술한 타원 편광판 또는 원형 편광판을 설명한다. 이들 편광판은 위상차판을 이용하여, 직선 편광을 타원 편광 또는 원형 편광으로 바꾸거나, 타원 편광 또는 원형 편광을 직선 편광으로 바꾸거나, 직선 편광의 편광 방향을 바꾼다. 원형 편광을 선형 편광으로 또는 선형 편광을 원형 편광으로 바꾸는 위상차판으로는, 소위 1/4 파장판 (λ/4 판이라고도 함) 이 사용된다. 일반적으로, 선형 편광의 편광 방향을 바꿀 경우에는 1/2 파장판 (λ/2 판이라고도 함) 이 사용된다.

타원 편광판은, STN (super twisted nematic) 형 액정 표시장치의 액정층의 복굴절에 의해 발생되는 컬러링 (청색 또는 황색) 을 보상 (방지) 함으로써 상술한 컬러링이 없는 흑백 표시를 제공하는데 효과적으로 사용된다. 또한, 3-차원 굴절율이 제어되는 편광판도 액정 표시장치를 기울어진 방향에서 보았을 때 발생되는 컬러링을 보상 (방지) 하는데 바람직하다. 원형 편광판은, 예를 들어, 컬러링된 화상을 제공하는 반사형 액정 표시장치의 컬러톤을 조정하는 경우에 효과적으로 사용되며, 반사 방지의 기능도 갖는다.

위상차판으로는, 중합체 재료를 1 축 또는 2 축으로 연신하여 얻어지는 복굴절성 필름, 액정 중합체의 배향 필름, 액정 중합체의 배향층을 필름으로 지지한 것을 언급할 수 있다. 위상차판의 두께도 특별히 제한되지 않으며, 일반적으로 약 20 내지 150 ㎛ 이다.

중합체 재료로는, 예를 들어, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 부티랄, 폴리메틸 비닐 에테르, 폴리히드록시 에틸 아크릴레이트, 히드록시에틸 셀룰로오스, 히드록시 프로필 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리술폰, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌 술피드, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리아릴 술폰, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리올레핀, 폴리염화 비닐, 셀룰로오스계 중합체, 및 노르보르넨계 수지, 또는 이들의 2 원계 또는 3 원계 공중합체, 그래프트 공중합체 (graft copolymers), 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 이들 중합체 재료는 연신 필름인 배향체를 얻기 위해 연신된다.

액정성 중합체로는, 예를 들어, 액정 배향성을 부여하는 공액성의 직선상 원자단 (메소겐 ; mesogens) 이 중합체의 주사슬 (principal chain) 및 곁사슬에 도입된 주사슬형 및 곁사슬형의 다양한 종류의 중합체를 언급할 수 있다. 주사슬형의 액정성 중합체의 일례로는, 메소겐 기가 굴곡성을 부여하는 스페이서부 (spacer parts) 에 의해 결합된 구조를 갖는, 예를 들어, 네마틱 배향성의 폴리에스테르계 액정성 중합체, 디스코틱 (discotic) 중합체, 콜레스테릭 중합체 등을 언급할 수 있다. 곁사슬형의 액정성 중합체의 일례로는, 폴리실록산, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트 또는 폴리말로네이트를 주사슬 골격으로 갖고, 곁사슬로서는, 공액성의 원자단을 구비하는 스페이서부를 통해, 네마틱 배향성을 부여하는 파라-치환된 (para-substituted) 환상 화합물 유닛을 구비하는 메소겐부를 갖는 중합체를 들 수 있다. 이들 액정 중합체는, 예를 들어, 유리판상에 형성된 폴리이미드 및 폴리비닐 알코올과 같은 박막의 표면에 러빙 처리를 수행하거나, 산화 규소를 경사 기상법 (oblique evaporation method) 에 의해 증착한 배향 처리면상에 액정성 중합체의 용액을 도포한 다음, 열-처리함으로써 얻어진다.

예를 들어, 다양한 파장판 및 액정층의 복굴절을 사용하는 컬러링이나 시야각의 보상을 목적으로 하는 것과 같은 사용 목적에 따라 적절한 위상차를 가진 위상차판이 사용될 수 있다. 또한, 2 종류 이상의 위상차판이 함께 적층되어 위상차와 같은 광학 특성을 제어하는데 사용될 수 있다.

상술한 타원형 편광판 및 상술한 반사형 타원 편광판은 편광판 또는 반사형 편광판을 위상차판과 적절히 조합하는 적층판이다. 이러한 타원 편광판 등은 (반사형) 편광판과 위상차판을 조합함으로써, 그리고 액정 표시장치의 제조 공정에서 이들을 각각 하나씩 적층함으로써 제조할 수 있다. 한편, 타원 편광판과 같이, 적층을 미리 수행하여 광학 필름으로 형성된 편광판은 품질의 안정성, 적층 작업성 등이 뛰어나고, 액정 표시장치의 제조 효율을 향상시킬 수 있는 이점을 갖는 다.

시야각 보상 필름은 시야각을 확장하여, 스크린에 수직 방향이 아닌 기울어진 방향에서 보았을 때에도 화상이 비교적 선명하게 보이도록 하기 위한 것이다. 이러한 시야각 보상 위상차판으로는, 또한, 1 축 연신 또는 직교하는 2 축 연신 공정에 의해 복굴절성을 갖는 필름 및 경사 배향 필름으로서 2-축 연신된 필름 등을 사용할 수 있다. 경사 배향 필름으로는, 예를 들어, 중합체 필름에 열수축 필름을 부착한 다음, 결합된 필름을 가열하여 수축력이 작용하는 조건하에서 연신 또는 수축시키는 방법을 사용하여 얻어진 필름 또는 경사 방향으로 배향된 필름을 언급할 수 있다. 시야각 보상 필름은 액정 셀 등에 의한 위상차에 기초하는 시야각의 변화에 의해 발생되는 컬러링을 방지하고 양호한 가시성의 시야각 확대를 목적으로 적절히 조합된다.

또한, 양호한 가시성의 넓은 시야각을 보유할 수 있다는 관점에서, 액정성 중합체의 배향층을 구비하는, 특히 디스코틱 액정 중합체의 경사 배향층을 구비하는 광학적 이방성층이 트리아세틸 셀룰로오스 필름으로 지지되는 보상판을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.

일반적으로 편광판에 휘도 향상 필름이 부착된 편광판이 액정 셀의 후면에 형성되어 사용된다. 휘도 향상 필름은, 액정 표시장치의 백라이트나 후면에서의 반사 등에 의해 자연광이 입사할 때, 소정 편광축의 직선 편광이나 소정 방향의 원형 편광은 반사시키고 다른 광은 투과시키는 특성을 나타낸다. 편광판에 휘도 향상 필름을 적층하여 얻어지는 편광판은, 백라이트와 같은 광원으로부터의 광 을 수용하여 소정 편광 상태의 투과광을 얻는 동시에, 소정 편광 상태이외의 광은 투과시키지 않고 반사시킨다. 이러한 편광판은 휘도 향상 필름에 의해 반사된 광을 후면에 형성되어 있는 반사층을 통해 추가적으로 반전시켜 휘도 향상 필름에 재입사시키고, 그 일부 또는 전부를 소정 편광 상태의 광으로 투과시킴으로써, 휘도 향상 필름을 통해 투과되는 광량을 증가시킨다. 편광판은 편광자에 흡수되기 어려운 편광을 공급함과 동시에 액정 화상 표시장치 등에 이용할 수 있는 광량을 증가시켜, 휘도를 향상시킬 수 있다. 즉, 휘도 향상 필름을 사용하지 않는 상태에서, 백라이트 등에 의해 액정 셀의 후면으로부터 편광자를 통해 광이 입사할 경우에는, 편광자의 편광축과 상이한 편광 방향의 광 대부분이 편광자에 흡수되어 편광자를 통해 투과하지 않는다. 이는, 사용되는 편광자의 특성에 영향을 받긴 하지만, 약 50 % 의 광이 편광자에 의해 흡수되며, 액정 화상 표시장치 등에 사용할 수 있는 광량이 그만큼 감소하여, 얻어지는 화상이 어두워짐을 의미한다. 휘도 향상 필름은 편광자에 의해 흡수되는 편광 방향의 광은 편광자로 입사시키지 않으며, 그 광은 휘도 향상 필름에 의해 한번 반사되고, 후면에 형성되어 있는 반사층 등을 통해 추가적으로 반전되어 휘도 향상 필름으로 재입사된다. 이러한 상기 반복 동작에 의해, 양자 사이에서 반사되고 반전된 광의 편광 방향이 편광자를 통과할 수 있는 편광 방향을 가질 경우에만, 휘도 향상 필름은 그 광을 투과시켜 편광자에 공급한다. 따라서, 백라이트로부터의 광이 액정 표시장치의 화상 표시에 효율적으로 사용되어 밝은 화면을 얻을 수 있다.

휘도 향상 필름과 상술한 반사층 등의 사이에 확산판을 형성할 수도 있다. 휘도 향상 필름에 의해 반사된 편광은 상술한 반사층 등으로 진행하며, 설치된 확산판은 통과하는 광을 균일하게 확산시킴과 동시에 광의 상태를 비편광 상태로 바꾼다. 즉, 확산판은 편광을 자연광 상태로 되돌린다. 비편광 상태 즉, 자연 상태의 광이 반사층 등을 통해 반사하고 반사층 등을 향한 확산판을 통해 휘도 향상 필름으로 재입사하는 단계가 반복된다. 편광을 자연광 상태로 되돌리는 확산판은 휘도 향상 필름과 상술한 반사층 등 사이에 설치되며, 이런 방식에 의해, 표시 화면의 밝기를 유지하는 동시에 표시 화면의 밝기에 대한 불균일성을 제어함으로써, 균일하고 밝은 화면을 제공할 수 있다. 이러한 확산판을 형성함으로써, 제 1 입사광 반사의 반복 횟수가 확산판의 확산 기능과 결합하여 균일하고 밝은 표시 화면을 제공하기에 충분할 정도로 증가한다고 생각된다.

적당한 필름이 상술한 휘도 향상 필름으로 사용된다. 즉, 유전체의 다층 박막; 상이한 굴절율 이방성을 가진 박막의 다층 적층 필름과 같이, 소정 편광축의 직선 편광을 투과하고 다른 광은 반사하는 특성을 가진 적층 필름 (3M Co., Ltd. 에 의해 제조된 D-BEF 및 다른 것들); 콜레스테릭 액정 중합체의 배향 필름; 필름상에 콜레스테릭 액정 배향층이 지지되는 필름과 같이, 왼손 또는 오른손 회전 방향의 원형 편광은 반사하고 다른 광은 투과시키는 특성을 가진 필름 (NITTO DENKO CORPORATION 에 의해 제조된 PCF350, Merck Co., Ltd. 에 의해 제조된 Transmax, 및 다른 것들) 등을 언급할 수 있다.

따라서, 상술한 소정 편광축의 선형 편광을 투과시키는 타입의 휘도 향상 필름에서는, 투과광의 편광축을 편광판과 동일하게 정렬하여 입사시킴으로써, 편광판 에 의한 흡수 손실을 제어하여 편광을 효율적으로 투과할 수 있다. 한편, 콜레스테릭 액정층과 같이 원형 편광을 투과시키는 타입의 휘도 향상 필름에서는, 광이 그대로 편광자에 입사될 수도 있지만, 흡수 손실을 고려하여, 위상차판을 통해, 원형 편광을 직선 편광으로 변경시킨 후에 편광자에 입사시키는 것이 바람직하다. 또한, 위상차판으로서 1/4 파장판을 사용하여 원형 편광을 직선 편광으로 바꿀 수 있다.

가시광선 대역과 같은 넓은 파장 범위에서 1/4 파장판으로 동작하는 위상차판은, 550 nm 파장의 담색광 (pale color light) 에 대해 1/4 파장판으로 동작하는 위상차층을 1/2 파장판으로 동작하는 위상차층과 같이 다른 위상차 특성을 가진 위상차층과 적층하는 방법으로 얻는다. 따라서, 편광판과 휘도 향상 필름 사이에 위치하는 위상차판은 하나 이상의 위상차층을 구비할 수 있다.

또한, 콜레스테릭 액정층에서도, 상이한 반사 파장을 가진 2 이상의 층을 함께 적층하는 배치 구조를 채용함으로써, 가시광선 대역과 같은 넓은 파장 범위에서 원형 편광을 반사하는 층을 얻을 수 있다. 따라서, 이러한 타입의 콜레스테릭 액정층을 사용하여 넓은 파장 범위의 투과 원형 편광을 얻을 수 있다.

또한, 편광판은 상술한 분리형 편광판과 같은 2개 이상의 광학층과 편광판의 적층한 층의 다층 필름으로 이루어질 수 있다. 따라서, 편광판은 상술한 반사형 편광판 또는 반투과형 편광판을 상술한 위상차판과 각각 결합한 반사형 타원 편광판 또는 반투과형 타원 편광판 등일 수 있다.

액정 표시장치 등의 제조 공정에서 순차적으로 그리고 개별적으로 적층을 수 행하는 방법으로 편광판에 상술한 광학층을 적층한 광학 필름을 형성할 수 있지만, 미리 적층되어 있는 형태의 광학 필름은 품질 안정성이나 조립 작업성 등에서 뛰어난 이점을 가지므로, 액정 표시장치 등의 제조 공정력을 향상시킬 수 있다. 점착제층과 같은 적당한 점착 수단을 적층에 사용할 수 있다. 상술한 편광판과 다른 광학 필름을 점착하는 경우에, 광학축은 목표하는 위상차 특성 등에 따라 적절한 배치 각도로 설정될 수 있다.

광학 필름 (1) 에 수용성 또는 수분산성 도전 중합체로 형성된 대전 방지층 (2) 의 형성 방법으로서, 수용성 또는 수분산성 도전 중합체를 포함하는 코팅액 (수용액 또는 수분산액) 을 코팅 방법, 디핑 방법, 및 스프레잉 방법과 같은 도포 방법을 사용하여 광학 필름 (1) 에 도포한 후 건조하는 방법을 언급할 수도 있다. 코팅액에서의 수용성 또는 수분산성 도전 중합체의 함유량은 특별하게 한정되지 않지만, 약 0.2 내지 30 중량%인 것이 바람직하고, 약 0.2 내지 5 중량%가 더욱 바람직하다. 0.2 중량% 미만의 함유량은 건조 단계에서 물을 제거하는 과도한 시간을 필요로 하여, 제조 효율성을 저하시킨다. 한편, 30 중량%를 초과하는 함유량은 수용액의 점도를 과도하게 상승시키고, 코팅 특성을 감소시키고, 광학 필름에 균일한 코팅이 곤란하게 되는 경향을 나타낸다.

대전 방지층의 두께는 5 내지 1000nm가 바람직하다. 대전 방지층의 두께는 접착 특성의 확보, 및 박리 대전의 억제의 관점에서 5nm 이상이 바람직하고, 10nm 이상이 더욱 바람직하다. 한편, 대전 방지층의 두께는 광학 특성 감소의 관점에서 일반적으로 1000nm 이하이다. 대전 방지층의 두께가 두꺼워질 때, 수 용성 또는 수분산성 도전 중합체의 강도 부족이 대전 방지층 내에서 파열을 초래하는 경향이 있고, 이것은 충분한 접착 특성을 확보하지 못할 수도 있다. 대전 방지층의 두께는 1000nm 이하이고, 바람직하게는 500nm 이하고, 더욱 바람직하게는 200nm 이하이다. 박리 대전 효과는 더 큰 두께의 대전 방지층을 더욱 효과적으로 억제하지만, 200nm를 초과하더라도, 두께 증가의 효과는 포화된다. 이러한 이유로, 두께는 5 내지 1000nm이고, 바람직하게는 10 내지 500, 더욱 바람직하게는 10 내지 200nm이다.

대전 방지층 (2) 의 형성에서 광학 필름 (1) 에 활성화 처리가 실시될 수도 있다. 활성화 처리로서, 코로나 처리, 저압 UV 처리, 플라즈마 처리 등과 같은 다양한 종류의 방법이 채용될 수도 있다. 광학 필름 (1) 이 폴리올레핀계 수지 및 노르보르넨계 수지인 경우에, 활성화 처리가 특히 유효하고, 이것은 수용성 또는 수분산성 도전 중합체를 포함하는 수용액 또는 분산액의 코팅의 경우에 반발성을 억제할 수 있다.

감압성 점착제층 (3) 은 대전 방지층 (2) 의 광학 필름 (1) 을 갖는 또 다른 표면측에 형성될 수도 있다. 감압성 점착제층 (3) 은 다른 광학 필름, 액정 셀 등에 부착될 수도 있다.

점착제층 (3) 을 형성하는 감압성 점착제는 특별하게 제한되지 않고, 예를 들어, 아크릴계 중합체, 실리콘계 중합체, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에테르, 불소계 및 고무계 중합체가 베이스 중합체로서 적절하게 선택될 수도 있다. 특히, 아크릴계 감압성 점착제와 같은 광학적 투명성이 뛰어나고, 적절 한 습윤성 (wettability), 응집성 및 점착성을 갖는 점착 특성을 나타내고, 뛰어난 내후성, 내열성 등을 갖는 감압성 점착제를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 낮은 흡습율과 뛰어난 내열성을 갖는 점착제층이 바람직하다. 이것은, 흡습에 의한 발포 (foaming) 및 박리 현상을 방지하고, 열팽창 차이 등에 의해 초래되는 광학 특성의 저하 및 액정 셀의 휘어짐을 방지하고, 높은 품질을 갖는 뛰어난 내구성으로 액정 표시장치를 제조하도록 이들 특성이 필요하기 때문이다.

점착제층은 예를 들어, 천연물 또는 합성물 수지, 점착성 수지, 유리 섬유, 유리 비드 (beads), 금속 분말, 다른 무기 분말 등을 포함하는 충전제, 착색제 및 산화방지제와 같은 첨가제를 함유할 수도 있다. 또한, 미립자를 함유하고 광 확산성을 나타내는 점착제층일 수도 있다.

감압성 점착제층 (3) 의 형성은 상술한 대전 방지층 (2) 상의 적층에 의해 수행된다. 형성 방법은 특별하게 제한되지 않고, 감압성 점착제 (액) 를 대전 방지층 (2) 에 도포한 후 건조하는 방법, 및 그 위에 형성된 감압성 점착제층 (3) 을 갖는 이형 시트 (4) 를 사용하여 전사하는 방법 등이 채용될 수도 있다. 감압성 점착제층 (3) 의 두께 (건조된 상태에서의 두께) 는 특별하게 제한되지 않고, 약 10 내지 40㎛가 바람직하다.

이형 시트 (4) 의 구성성분으로서, 종이; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 합성 수지 필름; 고무 시트, 종이; 직물; 부직포; 네트; 발포 시트; 금속박; 및 상술한 재료의 적층된 재료 등의 적당한 시트된 재료를 언급할 수도 있다. 감압성 점착제층 (3) 으로부터의 박리성을 증가시키기 위해, 필요한 경우에, 실리콘 처리, 긴 체인 알킬 처리, 및 불소 처리와 같은 접착 특성을 제공하는 박리 처리가 이형 시트 (4) 의 표면에 수행될 수도 있다.

또한, 본 발명에서, 살리실산 에스테르계 화합물, 벤조페놀계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 시안 아크릴레이트계 화합물, 및 니켈 컴플렉스 염계 화합물과 같은 UV 흡수제를 추가하는 방법을 사용하여 대전 방지형 광학 필름, 광학 필름 및 점착제층과 같은 상술한 각 층에 자외선 흡수 특성이 제공될 수도 있다.

본 발명의 대전 방지형 광학 필름은 액정 표시장치 등과 같은 다양한 장치를 제조하는데 바람직하게 사용될 수도 있다. 액정 표시장치의 어셈블링은 종래의 방법에 따라 수행될 수도 있다. 즉, 액정 표시장치는 일반적으로 액정 셀, 광학 필름, 및 필요한 경우에는 조명 시스템과 같은 여러 부분을 적당하게 어셈블링하고, 구동 회로를 합체함으로써 제조된다. 본 발명에서, 본 발명에 의한 광학 필름이 사용된다는 것을 제외하고는, 어떠한 종래의 방법을 사용하는 것에 대해 특별한 제한은 없다. 또한, TN형, STN형, p형과 같은 임의의 타입의 액정 셀이 사용될 수도 있다. 상술한 IPS형, VA형이 사용될 수도 있다.

상술한 대전 방지형 광학 필름을 액정 셀의 일면 또는 양면에 배치하고 백라이트나 반사기를 조명 시스템에 사용하는 액정 표시장치와 같은, 적절한 액정 표시장치를 제조할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 의한 대전 방지형 광학 필름이 액정 셀의 일면 또는 양면에 설치될 수 있다. 광학 필름을 양면에 설치할 경우, 이들은 동일한 것이거나 상이한 것일 수 있다. 또한, 액정 표시장치의 조립시에, 확산판, 방현층, 반사 방지 필름, 보호판, 프리즘 어레이, 렌즈 어레이 시트, 광확산판, 및 백라이트와 같은 적절한 부품이 적절한 위치에 1 층 또는 2 이상의 층으로 설치될 수 있다.

그 다음, 유기 EL 표시장치 (electro luminescence equipment) 를 설명한다. 일반적으로, 유기 EL 표시장치에서는, 투명 기판상에 투명 전극, 유기 발광층, 및 금속 전극을 적층하여 발광체 (유기 EL 발광체) 를 구성한다. 여기서, 유기 발광층은 여러가지 유기 박막의 적층재이고, 예를 들어, 트리페닐아민 유도체 등을 구비하는 홀 주입층 (hole injection layer) 과 안트라센과 같은 형광성의 유기 고체를 구비하는 발광층의 적층재; 이러한 발광층과 페릴렌 유도체 등을 구비하는 전자 주입층의 적층재; 이들 홀 주입층, 발광층 및 전자 주입층의 적층재 등과 같은 다양한 조합의 조성물이 공지되어 있다.

유기 EL 표시장치는, 투명 전극과 금속 전극 사이에 전압을 인가하는 것에 의해 포지티브 홀과 전자가 유기 발광층에 주입되고, 이들 포지티브 홀과 전자의 재결합에 의해 생성되는 에너지가 형광 물질을 여기하며, 여기된 형광 물질이 기저 상태로 되돌아 갈 때, 광이 방출되는 원리에 기초하여 광을 방출한다. 중간 공정에서 발생하는 재결합이라는 메커니즘은 보통의 다이오드에서의 메커니즘과 동일하고, 예상되는 바와 같이, 전류와 발광 강도는 인가 전압에 대해 정류성에 수반되는 강한 비선형성을 나타낸다.

유기 EL 표시장치에서, 유기 발광층에 발광을 발생시키기 위해서는, 적어도 하나의 전극이 투명해야 한다. 일반적으로 산화 인듐 주석 (ITO) 과 같은 투명 전도체로 형성되는 투명 전극이 애노드 (anode) 로서 사용된다. 한편, 전기 주 입을 쉽게 하여 발광 효율을 높이기 위해서는, 작은 일 함수 (work function) 의 물질을 캐소드에 사용하는 것이 중요한데, 일반적으로 Mg-Ag 및 Al-Li 와 같은 금속 전극이 사용된다.

이러한 구성의 유기 EL 표시장치에서, 유기 발광층은 약 10 nm 두께의 초박막으로 형성된다. 이러한 이유로 인해, 광이 유기 발광층을 통해서도 투명 전극을 통하는 것처럼 거의 완전히 투과한다. 따라서, 광이 방출되지 않을 때, 투명 기판의 표면에서 입사하는 광이 투명 전극과 유기 발광층을 통해 투과한 다음 금속 전극에 의해 반사되어 다시 투명 기판의 전면에 나타나기 때문에, 유기 EL 표시장치의 표시면은 외부에서 보았을 때 거울처럼 보인다.

전압 인가에 의해 광을 방출하는 유기 발광층의 표면상에 투명 전극을 구비함과 동시에 유기 발광층의 후면상에 금속 전극을 구비하는 유기 EL 발광체를 포함하는 유기 EL 표시장치에서, 투명 전극의 표면상에 편광판을 형성함과 동시에, 이들 투명 전극과 편광판 사이에 위상차판을 설치할 수 있다.

위상차판과 편광판은 외부에서 입사하여 금속 전극에 의해 반사된 광을 편광시키는 기능을 갖기 때문에, 그 편광 작용에 의해, 금속 전극의 거울면이 외부에서 보이지 않게 하는 효과를 갖는다. 위상차판이 1/4 파장판을 갖도록 구성하여 편광판과 위상차판에 대한 2 개 편광 방향간의 각도를 π/4 로 조정하면, 금속 전극의 거울면이 완전히 차폐될 수 있다.

이는, 이러한 유기 EL 표시장치로 입사하는 외부광의 직선 편광 성분만이 편광판에 의해 투과된다는 것을 의미한다. 이러한 직선 편광은 일반적으로 위상 차판에 의해 타원 편광이 되며, 특히, 위상차판이 1/4 파장판이고, 더 나아가 편광판과 위상차판에 대한 2 개 편광 방향간의 각도가 π/4 로 조정될 경우에는, 원형 편광이 된다.

이러한 원형 편광은 투명 기판, 투명 전극 및 유기 박막을 투과하며, 금속 전극에 의해 반사된 다음, 유기 박막, 투명 전극 및 투명 기판을 통해 다시 투과되어, 위상차판에 의해 다시 직선 편광이 된다. 이러한 직선 편광은 편광판의 편광 방향과 직교하기 때문에, 편광판을 투과할 수 없다. 따라서, 금속 전극의 거울면이 완전히 차폐될 수 있다.

실시예

이하, 본 발명의 실시예를 참조하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 제한되지 않는다.

(표면 저항값)

대전 방지층의 표면 저항값을 표면 저항-측정기 (Mitsubishi Chemical Corporation이 제조한, Hiresta MCP-HT450) 를 사용하여 측정하였다.

(박리 대전량)

얻어진 광학 필름을 70mm ×100mm의 치수를 갖는 스트립 형상으로 절단하였고, 이형 시트 (A) 를 박리하고 감압성 점착제층을 유리판에 부착하였다. 23℃/50% R.H.의 조건 하에서, 표면 보호 필름을 180°방향에서 5m/분의 일정 속도로 박리하였다. 박리 직후에 광학 필름 표면의 대전량 (kV) 을 디지털 정전 전위 측정기 (Kasuga Electric Works, Ltd.가 제조한, KSD-0130) 으로 측정하였다. 또한, 표면 보호 필름의 박리력은 1N/25mm 이하이었다.

(외관성)

얻어진 광학 필름을 10000cd의 휘도를 갖는 백라이트에 배치하였고, 시각 검사로 외관성의 관찰을 수행하였다. 이 때, 하나의 광학 필름 또는 2개의 광학 필름을 크로스-니콜 (cross-Nicole) 장치에 배치하여 관찰을 수행하였다.

o : 광학 필름 (대전 방지층) 표면이 요철을 갖지 않고, 균일성을 갖는다.

×: 광학 필름 (대전 방지층) 표면이 요철을 갖고, 표시 특성에 악영향을 미친다.

(표시의 흐트러짐)

ITO 처리가 전면에 실시되고, ITO 처리가 후면에 실시되는 IPS 모드의 액정 셀을 사용하였다. 이형 시트 (A) 를 광학 필름으로부터 박리하고, 감압성 점착제층을 해당 액정 셀의 후면에 부착하였다. 이 액정 패널이 부착되는 표면을 상위면이 되도록 백라이트에 배치하였다. 그 후, 광학 필름 표면상의 표면 보호 필름을 180°방향에서 5m/분의 일정 속도로 박리하고, 액정 층의 흐트러짐을 관찰하였다. 평가에서, 액정 층의 흐트러짐이 원래 상태로 복귀하기 전까지의 시간을 측정하였다.

참고예 1

1.0 중량%의 (Mitsubishi Rayon Co., Ltd.가 제조한 PAS, 폴리스틸렌으로 환산하여 표현된 중량 평균 분자량이 150000) 폴리아닐린 술폰산을 포함하는 수용액을 표면에 실시된 코로나 처리를 갖는 (JSR, Arton이 제조한) 1 축 연신한 노르보 르넨계 수지로 이루어진 위상차판 (80㎛) 의 일면에 도포하였다. 얻어진 위상차판을 80℃의 온풍 건조기로 2분 동안 건조하여 대전 방지층 (0.5㎛의 두께) 을 형성하였다. 이형 시트 (A) (일면에 실시된 실리콘 이형 처리를 갖는 PET 시트) 상에 일반적으로 형성된 (25㎛의 두께, 아크릴계 감압성 점착제) 감압성 점착제층을 갖는 감압성 점착제 시트의 감압성 점착제층을 대전 방지층에 부착하였다.

한편, 80㎛의 두께를 갖는 폴리비닐 알코올 필름을 40℃의 요오드 수용액에서 5배 연신한 이후에, 50℃에서 4분 동안 건조시켜 편광자를 얻었다. 폴리비닐 알코올계 점착제를 사용하여, 트리아세틸 셀룰로오스 필름을 이 편광자의 양면에 부착하여 편광판을 얻었다. 아크릴계 감압성 점착제로 이루어진 (25㎛ 두께의) 감압성 점착제층을 편광판의 일면에 형성하여 감압성 점착제형 편광판을 제작하였다. 감압성 점착제형 편광판의 감압성 점착제층을 위상차판의 다른 표면측에 부착하고, 표면 보호 필름 (이형-시트 B: PET, 38㎛의 두께; 감압성 점착제층: 20㎛의 두께의 아크릴계 감압성 점착제) 을 편광판의 다른 표면측에 부착하여, 대전 방지형 광학 필름 (대전 방지형 타원형 편광판) 을 제작하였다.

실시예 1

(Nagase Chemtech Co., Ltd.가 제조한, 상품명 Denatron P502RG) 폴리티오펜계 도전 중합체를 물/이소프로필 알코올 (중량으로 50/50) 의 혼합 용제로 희석하여 1.0 중량%의 제어된 농도를 갖는 코팅액을 형성하였다. 해당 코팅액을 참고예 1에서 제작한 편광판의 일면에 도포하고 80℃ 온풍 건조기를 사용하여 2분 동안 건조하여 대전 방지층 (0.1㎛의 두께) 을 형성하였다. 또한, 참고예 1과 동일 한 방법을 반복하여, 감압성 점착제층을 해당 대전 방지층에 형성하여 정전기 광학 필름 (대전 방지형 편광판) 을 제작하였다.

비교예 1

참고예 1에서 대전 방지층을 형성하지 않는다는 것을 제외하고는, 참고예 1과 동일한 방법을 반복하여 광학 필름 (타원형 편광판) 을 제작하였다.

비교예 2

참고예 1에서 ATO 마이크로-파티클과 UV 경화성 아크릴 우레탄 수지 (5 중량%) 를 포함하는 톨루엔 용액을 위상차판의 일면에 도포하고, 80℃ 온풍 건조기를 사용하여 2분 동안 건조한 후, UV를 조사하여 대전 방지층 (두께 3.0㎛) 을 형성한다는 것을 제외하고는, 참고예 1과 동일한 방법을 반복하여 대전 방지형 광학 필름 (대전 방지형 타원형 편광판) 을 제작하였다.

테이블 1

	표면 저항값 (Ω/□)	박리 대전량 (kV)	외관성	화면표시의 흐트러짐
참고예 1	3 ×10⁹	0.2	O	3초 미만
실시예 1	1 ×10⁸	0.1	O	1초 미만
비교예 1	1 ×10¹³이상	1.5	O	30분 이상
비교예 2	5 ×10⁹	0.3	×	3초 미만

본 발명의 대전 방지형 광학 필름은 테이블 1에 명백하게 나타나는 바와 같이 소량의 박리 대전, 및 뛰어난 외관성을 갖는다.

도 1은 본 발명의 대전 방지형 광학 필름의 단면도.

도 2는 본 발명의 다른 대전 방지형 광학 필름의 단면도.

도 3은 본 발명의 다른 대전 방지형 광학 필름의 단면도.

도 4는 본 발명의 다른 대전 방지형 광학 필름의 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 광학 필름 2: 대전 방지층

3 : 점착제층 4 : 이형 시트

5 : 편광판 6 : 위상차판

Claims

광학 필름의 적어도 편면에 대전 방지층이 적층되어 있는 대전 방지형 광학 필름으로서,

상기 대전 방지층은 수분산성 도전 폴리머를 함유하고,

또한, 상기 대전 방지층의, 광학 필름을 갖는 표면의 다른 면에는 아크릴계 점착제에 의하여 형성된 점착제층이 적층되어 있고,

상기 광학 필름은 편광판을 포함하는, 대전 방지형 광학 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 수분산성 도전 폴리머는 폴리아닐린, 폴리티오펜, 또는 폴리아닐린과 폴리티오펜인, 대전 방지형 광학 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 대전 방지층의 표면 저항값은 1 ×10¹² Ω/□이하인, 대전 방지형 광학 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 광학 필름에 활성화 처리가 실시되는, 대전 방지형 광학 필름.
편광판의 적어도 편면에 대전 방지층을 형성하는 대전 방지형 편광판을 제조하는 방법으로서,

수분산성 도전 폴리머를 함유하는 수분산액을 상기 편광판에 도포하고, 건조하여 대전 방지층을 형성하는 공정, 및

상기 대전 방지층의 상기 편광판을 갖는 표면의 다른 면측에 아크릴계 점착제층을 적층하는 공정을 포함하는, 대전 방지형 편광판의 제조 방법.
제 1 항에 기재된 대전 방지형 광학 필름을 적어도 1 장 이용한, 화상 표시장치.
제 6 항에 기재된 화상 표시장치가 IPS 모드 또는 VA 모드의 액정 셀을 포함하는 액정 표시장치로서,

제 1 항에 기재된 대전 방지형 광학 필름이 상기 액정 셀의 일면 또는 양면에 설치되는, 액정 표시장치.
제 5 항에 있어서,

상기 아크릴계 점착제층을 적층하는 공정은, 아크릴계 점착제층을 설치한 이형 시트를, 상기 대전 방지층에 전사하여 아크릴계 점착제층을 대전 방지층 상에 적층하는 공정을 포함하는, 대전 방지형 편광판의 제조방법.