KR20110016405A - 복합 편광판 및 ｔｎ 모드 액정 패널 - Google Patents

복합 편광판 및 ｔｎ 모드 액정 패널

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KR20110016405A
KR20110016405A KR1020100076315A KR20100076315A KR20110016405A KR 20110016405 A KR20110016405 A KR 20110016405A KR 1020100076315 A KR1020100076315 A KR 1020100076315A KR 20100076315 A KR20100076315 A KR 20100076315A KR 20110016405 A KR20110016405 A KR 20110016405A
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Abstract

본 발명은 투명 보호층과, 편광자와, 올레핀계 수지로 이루어지는 2축성의 위상차 필름과, 점착제층을 이 순서대로 적층하여 이루어지는 복합 편광판이며, 상기 올레핀계 수지로 이루어지는 2축성의 위상차 필름은 파장 590 nm의 광에서 측정되는 면내 지상축 방향, 면내 진상축 방향 및 두께 방향의 굴절률을 각각 nx, ny 및 nz로 했을 때에, 하기 화학식 I로 정의되는 면내 위상차값 R0이 40 내지 150 nm이고, 하기 화학식 II로 정의되는 두께 방향의 위상차값 Rth가 50 내지 250 nm이며, 하기 화학식 III으로 정의되는 Nz 계수가 1 초과 7 이하이고, 상기 점착제층은 23 내지 80 ℃에 0.15 내지 10 MPa의 저장 탄성률을 나타내는 복합 편광판 및 그것을 이용한 TN 모드 액정 패널에 의해서, 액정 표시 장치가 고온 환경하에 노출된 후에도 광 누설을 억제할 수 있는 복합 편광판 및 그 편광판을 이용한 TN 모드 액정 패널이 제공된다.
<화학식 I>
Figure pat00028

<화학식 II>
Figure pat00029

<화학식 III>
Figure pat00030

Description

복합 편광판 및 ＴＮ 모드 액정 패널 {COMPOSITE POLARIZING PLATE AND TN MODE LIQUID CRYSTAL PANEL}
본 발명은 복합 편광판 및 그것을 이용한 TN(트위스티드 네마틱, Twisted Nematic) 모드의 액정셀을 구비하고, 액정 표시 장치에 이용되는 TN 모드 액정 패널에 관한 것이다.
TN 모드의 액정셀은 2매의 투명 기판 사이에 네마틱 액정이 봉입되고, 전압 무인가 상태에서는, 그의 네마틱 액정이 2매의 투명 기판 사이에서 90°틀어져 배향되어 있는 것이다. 2매의 투명 기판 사이에 전압을 인가한 상태에서는, 그의 네마틱 액정이 기판 법선 방향으로 배향한다. TN 모드의 액정셀을 구비하는 액정 표시 장치에서는, 이러한 전압 무인가시와 전압 인가시의 액정의 배향 상태의 변화를 이용하여, 2매의 투명 기판의 외측에 1쌍의 편광판을 배치함으로써 광의 투과와 차단을 제어하고, 화상을 표시하도록 하고 있다. 이와 같이, TN 모드의 액정셀은 구조가 비교적 단순하고, 용이하게 제조할 수 있기 때문에, 그것을 조립한 TN 모드 액정 패널 및 TN 모드 액정 표시 장치는, 개인용 컴퓨터용 모니터를 주용도로 널리 이용되고 있다.
그런데, 이 TN 모드 액정 표시 장치는, 예를 들면 경사 방향으로부터 화면을 보면, 콘트라스트가 급격히 저하되거나, 휘도나 색조의 계조 반전이 발생하는 경사 방향의 시야각 특성이 떨어진다는 결점을 가지고 있다.
따라서, 이러한 TN 모드 액정 표시 장치의 결점을 개선하기 위해서, 디스코틱 액정을 특정 조건으로 배향시켜 이루어지는 광학 보상 필름을 이용하는 것이 알려져 있다. 예를 들면, 일본 특허 공개 (평)7-191217호 공보(특허문헌 1)에는, 투명 지지체상, 구체적으로는 트리아세틸셀룰로오스 필름 상에, 디스코틱 액정과 같은 원반상 화합물을 배향시킴으로써, 광학적으로 음의 1축성으로 그의 광축이 필름의 법선 방향으로부터 5 내지 50°경사하고 있는 광학 이방 소자(광학 보상 필름)로 하고, 이를 편광 소자와 조합하여 타원 편광판으로 하는 것이 개시되어 있다. 최근, 이러한 종류의 광학 보상 필름이 TN 모드 액정 표시 장치에 많이 이용되고 있다.
그러나, 상기 종래의 광학 보상 필름은, 트리아세틸셀룰로오스 필름을 기재로 하고 있기 때문에 고온 환경하에서의 치수 변화가 크고, 내열성이 떨어지는 경우가 있었다. 이 때문에, 이러한 광학 보상 필름이 적용된 액정 표시 장치에서는, 고온 환경하에 노출된 후에 액정 표시 화면의 단부에 광 누설이 발생한다는 문제가 있고, 또한 그의 휘도나 콘트라스트가 고도화하는 시장 요구의 표시 품질에 충분히 대응할 수 없는 경우가 있었다.
본 발명의 목적은 액정 표시 장치가 고온 환경하에 노출된 후에도 광 누설을 억제할 수 있는 복합 편광판 및 그 편광판을 이용한 TN 모드 액정 패널을 제공하는 것에 있다.
또한 본 발명은 고온 환경하의 내열성이 우수하고, 가로 방향의 콘트라스트 시야각이 넓은 액정 표시 장치로 하기 위한 TN 모드 액정 패널을 제공하는 것도 그 목적으로 한다.
본 발명의 복합 편광판은 투명 보호층과, 편광자와, 올레핀계 수지로 이루어지는 2축성의 위상차 필름과, 점착제층을 이 순서대로 적층하여 이루어지는 복합 편광판이며, 상기 올레핀계 수지로 이루어지는 2축성의 위상차 필름은, 파장 590 nm의 광으로 측정되는 면내 지상축(遲相軸) 방향, 면내 진상축(進相軸) 방향 및 두께 방향의 굴절률을 각각 nx, ny 및 nz로 했을 때에, 하기 화학식 I로 정의되는 면내 위상차값 R0이 40 내지 150 nm이고, 하기 화학식 II로 정의되는 두께 방향의 위상차값 Rth가 50 내지 250 nm이며, 하기 화학식 III으로 정의되는 Nz 계수가 1 초과 7 이하이고, 상기 점착제층은 23 내지 80 ℃에서 0.15 내지 10 MPa의 저장 탄성률을 나타낸다.
<화학식 I>
Figure pat00001
<화학식 II>
Figure pat00002
<화학식 III>
Figure pat00003
본 발명은 TN 모드 액정셀의 양면에 상술한 복합 편광판이 상기 점착제층을 통해 접합된 TN 모드 액정 패널에 대해서도 제공한다.
본 발명의 복합 편광판은, 그의 광학 보상 필름으로서, 종래 이용되고 있었던 트리아세틸셀룰로오스 기판에 디스코틱 액정을 배향시켜 이루어지는 것 대신에 올레핀계 수지로 이루어지는 특정한 위상차 범위인 2축성의 위상차 필름을 채용하고, 또한 액정셀과의 접합에 이용되는 점착제층으로서, 점탄성 특성이 특정 범위가 되는 점착제를 채용한 것이다. 이에 따라, 이 복합 편광판은 고온 환경하에서의 치수 변화가 억제된다. 이 때문에, 이 복합 편광판을 TN 모드 액정셀에 적용한 액정 패널은, 그것을 이용한 TN 모드 액정 표시 장치가 고온 환경하에 노출된 후에도 광 누설을 일으키지 않고, 양호한 표시 품질을 유지한다는 효과를 가진다.
본 발명은 또한 투명 보호층과, 편광자와, 올레핀계 수지로 이루어지는 2축성의 위상차 필름과, 점착제층을 이 순서대로 적층하여 이루어지는 복합 편광판이, TN 모드 액정셀의 양면에, 상기 복합 편광판의 상기 위상차 필름측이 상기 액정셀측에 대향하도록 적층되어 이루어지고, 상기 올레핀계 수지로 이루어지는 2축성의 위상차 필름은, 파장 590 nm의 광으로 측정되는 면내 지상축 방향, 면내 진상축 방향 및 두께 방향의 굴절률을 각각 nx, ny 및 nz로 했을 때에, 하기 화학식 I로 정의되는 면내 위상차값 R0이 40 내지 150 nm이고, 하기 화학식 II로 정의되는 두께 방향의 위상차값 Rth가 50 내지 250 nm이며, 하기 화학식 III으로 정의되는 Nz 계수가 1 초과 7 이하이고,
<화학식 I>
Figure pat00004
<화학식 II>
Figure pat00005
<화학식 III>
Figure pat00006
상기 액정셀의 전압 무인가시의 면내 위상차값을 Rc로 했을 때에, 하기 수학식 1 및 2를 만족시키는 TN 모드 액정 패널에 대해서도 제공한다.
<수학식 1>
Figure pat00007
<수학식 2>
Figure pat00008
이에 따라, 고온 환경하의 내열성이 우수하고, 가로 방향의 콘트라스트 시야각이 넓은 TN 모드 액정 패널을 제공할 수 있다.
본 발명의 TN 모드 액정 패널에 있어서, 상기 위상차 필름은 환상 올레핀계 수지로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 TN 모드 액정 패널에 있어서, 상기 액정셀의 적어도 한쪽면에 배치되는 복합 편광판에 있어서의 상기 투명 보호층이, 연신되고, 20 내지 50 ㎛의 두께를 가지며, 0.1 내지 40 ％의 헤이즈값을 가지는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 TN 모드 액정 패널은, 상기 액정셀의 한쪽면에 배치되는 복합 편광판에 있어서의 상기 투명 보호층이, 연신되어 있지 않고, 15 내지 25 ㎛의 두께를 가지는 환상 올레핀계 수지 필름으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 TN 모드 액정 패널은, 상기 편광자와 상기 투명 보호층 및/또는 상기 편광자와 상기 위상차 필름이 무용제형의 에폭시계 접착제로 접착되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 무용제형의 에폭시계 접착제는, 활성 에너지선의 조사에 의한 양이온 중합으로 경화하는 것이 바람직하다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 국면 및 이점은, 첨부한 도면과 관련되어 이해되는 본 발명에 관한 다음 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일례의 복합 편광판을 이용한 TN 모드 액정 패널을 모식적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 가로 방향의 콘트라스트 시야각을 설명하기 위한 액정 패널의 모식적인 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 필요에 따라서 도면을 참조하면서 자세히 설명한다.
[복합 편광판]
도 1은 본 발명의 바람직한 일례의 복합 편광판 (2)를 이용한 TN 모드 액정 패널 (1)을 모식적으로 나타내는 분해 사시도이다. 본 발명의 복합 편광판 (2)는 투명 보호층 (4), 편광자 (3), 위상차 필름 (5) 및 점착제층 (6)으로 구성된다.
[편광자]
편광자 (3)은 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지고, 이 분야에서 일반적으로 이용되고 있는 것이다. 구체적으로는, 폴리비닐알코올계 수지에 2색성 색소를 흡착 배향시켜, 특정 방향의 진동면을 가지는 직선 편광을 흡수하고, 그것과 직교하는 방향의 진동면을 가지는 직선 편광을 투과하는 기능이 부여된 직선 편광자를 사용할 수 있다. 2색성 색소로는 요오드나 2색성 유기 염료가 이용된다. 통상, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 1축 연신, 2색성 색소에 의한 염색 및 염색 후의 붕산 처리에 의해 이러한 편광자를 얻을 수 있다.
[투명 보호층]
편광자 (3)의 한쪽면에 배치되는 투명 보호층 (4)는, 예를 들면 종래부터 편광자의 보호층으로서 일반적으로 이용되고 있는 트리아세틸셀룰로오스(TAC)나 디아세틸셀룰로오스로 대표되는 아세틸셀룰로오스계 수지의 필름으로 구성하는 것이 유리하지만, 그 밖에 노르보르넨계 수지로 대표되는 환상 올레핀계 수지의 필름, 또는 폴리프로필렌계 수지의 필름, 아크릴계 수지의 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트계의 수지 필름 등으로 구성할 수도 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름을 투명 보호층 (4)로서 이용한 경우에는, 적용되는 액정 패널의 박육화에 대응할 수 있고, 또한 내구성의 향상에 의해 차량 탑재용 등의 용도에 바람직하게 사용할 수 있기 때문에 바람직하다.
폴리에틸렌테레프탈레이트란, 반복 단위의 80 몰％ 이상이 에틸렌테레프탈레이트로 구성되는 수지이다. 다른 공중합 성분으로는, 예를 들면 이소프탈산, 4,4'-디카르복시디페닐, 4,4'-디카르복시벤조페논, 비스(4-카르복시페닐)에탄, 아디프산, 세박산, 5-나트륨술포이소프탈산, 1,4-디카르복시시클로헥산 등의 디카르복실산 성분, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 디에틸렌글리콜, 시클로헥산디올, 비스페놀 A의 에틸렌옥사이드 부가물, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 및 폴리테트라메틸렌글리콜 등의 디올 성분을 들 수 있다. 이들 디카르복실산 성분이나 글리콜 성분은, 필요에 따라 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 또한, p-히드록시벤조산, p-히드록시에톡시벤조산 등의 히드록시카르복실산을 병용하는 것도 가능하다. 이러한 다른 공중합 성분은 소량의 아미드 결합, 우레탄 결합, 에테르 결합, 카르보네이트 결합 등을 함유하는 화합물을 포함할 수도 있다.
폴리에틸렌테레프탈레이트의 제조법으로는, 테레프탈산과 에틸렌글리콜을 직접 반응시키는 이른바 직접 중합법, 테레프탈산의 디메틸에스테르와 에틸렌글리콜을 에스테르 교환 반응시키는 이른바 에스테르 교환 반응법 등, 이 분야에서 알려져 있는 각종 방법을 채용할 수 있다. 또한, 공지된 첨가제를 필요에 따라서 함유시킬 수 있다. 예를 들면, 윤활제, 블록킹 방지제, 열 안정제, 산화 방지제, 대전 방지제, 내광제, 내충격성 개선제 등을 함유시킬 수도 있다. 단, 광학 용도에서는 투명성을 필요로 하기 때문에, 첨가제의 배합량은 최소한으로 남겨 놓는 것이 바람직하다.
폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 투명 보호층 (4)로 하는 경우, 1축 연신, 2축 연신 등의 연신이 실시되고 있는 것이 바람직하다.
상기 원료 수지를 필름상으로 성형하고, 연신 처리를 실시함으로써, 연신된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 제작할 수 있다. 연신은 MD 방향(유동 방향) 또는 TD 방향(유동 방향과 직교하는 방향)으로 연신하는 1축 연신, MD 방향과 TD 방향 쌍방으로 연신하는 2축 연신, MD 방향도 TD 방향도 아닌 방향으로 연신하는 경사 연신 등, 어느 방법으로도 행할 수 있다. 이러한 연신 조작을 실시함으로써, 기계적 강도가 높은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 얻을 수 있다. 이와 같이 연신된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 특히 2축 연신된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름은 생산성이나 강도의 측면에서 바람직하고, 또한 본 발명의 액정 패널이 적용된 액정 표시 장치에 있어서, 간섭 불균일이 나타나기 어려운 경향이 있기 때문에 바람직하다.
연신된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 제작 방법은 임의이고, 예를 들면 1축 연신이면, 상기 원료 수지를 용융하고, 시트상으로 압출 성형된 무배향 필름을 유리 전이 온도 이상의 온도에서 텐터로 가로 연신(TD 방향으로 연신)한 후, 열 고정 처리를 실시하는 방법을 들 수 있다. 연신 온도는 바람직하게는 80 내지 130 ℃, 보다 바람직하게는 90 내지 120 ℃이고, 연신 배율은 바람직하게는 2.5 내지 6배, 보다 바람직하게는 3 내지 5.5배이다. 연신 배율이 낮으면, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이 충분한 투명성을 나타내지 않게 되는 경향이 있다. 2축 연신의 경우는, 예를 들면 시트상으로 압출 성형된 무배향 필름을, 유리 전이 온도 이상의 온도에서 세로 방향(MD)으로 연신하고, 이어서 가로 방향(TD)으로 연신하는 방법이나, 종횡 동시에 연신하는 방법 등을 들 수 있다.
폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 있어서의 배향 주축의 변형을 감소시키는 관점에서는, 연신 후에 이완 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기한 가로 연신에 의해서 1축 연신 필름을 제작하는 경우에는, 가로 연신 후이고 열 고정 처리를 행하기 전에 이완 처리하는 방법을 들 수 있다. 이완 처리의 온도는 90 내지 200 ℃, 바람직하게는 120 내지 180 ℃이다. 이완량은 연신 조건에 따라 다르지만, 이완 처리 후 필름의 150 ℃에서의 열수축률이 2 ％ 이하가 되도록 이완량 및 온도를 설정하는 것이 바람직하다.
열 고정 처리의 온도는, 통상 180 내지 250 ℃이고, 바람직하게는 200 내지 245 ℃이다. 열 고정 처리는, 우선 정 길이로 상기 온도에서의 처리를 행하고, 추가로 필름의 폭방향에서의 이완의 비율이 1 내지 10 ％(적합하게는 2 내지 5 ％)가 되도록 처리하는 것이 바람직하다. 이와 같이 해서 얻어지는 배향 주축의 변형이 감소된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름은, 그의 배향 주축의 변형의 최대값을 10도 이하로 할 수 있고, 이 배향 주축의 변형의 최대값은 8도 이하, 또한 5도 이하인 것이 보다 바람직하다. 배향 주축의 변형의 최대값이 10도를 초과하는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 이용한 경우에는, 그로부터 얻어지는 편광판을 액정 표시 장치의 액정 패널에 이용한 경우에, 착색 불량이 커지는 경향이 있다. 상기한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 배향 주축의 변형의 최대값은, 예를 들면 위상차 필름 검사 장치 "RETS 시스템"(오오쯔까 덴시(주) 제조)을 이용하여 측정할 수 있다.
폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 투명 보호층 (4)로서 이용하는 경우, 그 두께는 20 내지 50 ㎛의 범위에 있는 것이 바람직하다. 두께가 20 ㎛ 미만인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 이용하면, 필름의 취급이 어려워지는 경향이 있고, 한편 두께가 50 ㎛를 초과하는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 이용하면, 박육화의 장점이 약해지게 된다.
폴리에틸렌테레프탈레이트 필름은 0.1 내지 40 ％의 범위에서 헤이즈를 부여하여 사용할 수 있고, 바람직한 헤이즈값은 0.1 내지 10 ％, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 5 ％의 범위이다. 헤이즈값은 JIS K 7136에 규정되는 바와 같이, 전체 광선 투과율에 대한 확산 투과율의 비로서 정의되고, 시판되고 있는 헤이즈미터로 측정할 수 있다.
폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 헤이즈를 부여하는 방법으로는, 예를 들면 원료 수지인 폴리에틸렌테레프탈레이트 중에 무기 미립자 또는 유기 미립자를 혼합하는 방법, 상기 필름의 표면에 무기 미립자 또는 유기 미립자를 수지 결합제에 혼합한 도포액을 코팅하는 방법 등이 채용된다. 여기서 무기 미립자로는 실리카, 콜로이달 실리카, 알루미나, 알루미나졸, 알루미노실리케이트, 알루미나-실리카 복합 산화물, 카올린, 탈크, 마이커, 탄산칼슘, 인산칼슘 등을 대표적인 것으로서 들 수 있다. 또한 유기 미립자로는, 예를 들면 가교 폴리아크릴산 입자, 가교 폴리스티렌 입자, 가교 폴리메틸메타크릴레이트 입자, 실리콘 수지 입자, 폴리이미드 입자 등의 내열성 수지 입자를 들 수 있다.
폴리에틸렌테레프탈레이트 필름은, 면내 위상차값 R0이 1000 nm 이상인 것이 바람직하고, 3000 nm 이상인 것이 보다 바람직하다. 면내 위상차값 R0이 1000 nm 미만인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 이용한 경우에는, 정면에서의 착색이 눈에 띄는 경향이 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 면내 위상차값 R0의 상한은 10000 nm 정도까지로 충분하다.
상기한 바와 같은 특성을 구비하는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름은, 기계적 성질, 내용제성, 내스크래치성, 비용 등의 관점에서 종합적으로 우수한 것이다.
폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에는, 접착 용이층이 부여되어 있을 수도 있다. 접착 용이층이란, 편광자와 폴리에틸렌테레프탈레이트와의 접착성을 향상시키기 위해서 설치하는 층이다. 그 접착 용이층이 부여된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 형성 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 모든 연신 공정이 종료된 필름에 접착 용이층을 형성하는 방법, 폴리에틸렌테레프탈레이트를 연신하고 있는 공정 중, 즉 세로 연신 공정과 가로 연신 공정 사이에 접착 용이층을 형성하는 방법, 편광자와 접착되는 직전 또는 접착된 후에 접착 용이층을 형성하는 방법 등이 채용된다. 2축 연신 필름으로 하는 경우는, 생산성의 관점에서 폴리에틸렌테레프탈레이트를 세로 연신한 후에 접착 용이층을 형성하고, 계속해서 가로 연신하는 방법이 바람직하게 채용된다. 접착 용이층은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 양면, 또는 접착제를 개재시켜 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 편광자와 접착되는 한쪽면에 부여할 수 있다.
접착 용이층을 구성하는 성분은, 예를 들면 극성기를 골격으로 가지고, 비교적 저분자량이고 유리 전이 온도도 비교적 낮은 폴리에스테르계 수지, 우레탄계 수지, 아크릴계 수지 등일 수 있다. 또한, 필요에 따라서 가교제, 유기 또는 무기 충전재, 계면활성제, 윤활제 등을 함유할 수도 있다.
투명 보호층 (4)에서의 편광자 (3)과 점착하는 면과 반대면에는, 방현 처리, 하드 코팅 처리 및 대전 방지 처리 등의 표면 처리가 실시될 수도 있다. 또한, 액정성 화합물이나 그의 고분자량 화합물 등으로 이루어지는 코팅층이 형성되어 있을 수도 있다. 또한, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 대신에, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름을 이용하여도 거의 마찬가지의 효과가 얻어진다.
이러한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름은, 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하고, 예를 들면 각각 상품명으로 다이아호일(미쓰비시 쥬시 가부시끼가이샤 제조), 호스타판(미쓰비시 쥬시 가부시끼가이샤 제조), 퓨전(미쓰비시 쥬시 가부시끼가이샤 제조), 데이진 테트론 필름(데이진 듀퐁 필름 가부시끼가이샤 제조), 멜리넥스(데이진 듀퐁 필름 가부시끼가이샤 제조), 마일러(데이진 듀퐁 필름 가부시끼가이샤 제조), 테플렉스(데이진 듀퐁 필름 가부시끼가이샤 제조), 도요보 에스테르 필름(도요보세끼 가부시끼가이샤 제조), 도요보 에스페트 필름(도요보세끼 가부시끼가이샤 제조), 코스모샤인(도요보세끼 가부시끼가이샤 제조), 클리스퍼(도요보세끼 가부시끼가이샤 제조), 루미러(도레이 필름 가꼬 가부시끼가이샤 제조), 엠부론(유니티카 가부시끼가이샤 제조), 엠블렛(유니티카 가부시끼가이샤 제조), 스카이롤(SKC사 제조), 코필(가부시끼가이샤 다까오 제조), 서통 폴리에스테르 필름(가부시끼가이샤 서통(瑞通) 제조), 타이코 폴리에스테르 필름(후따무라 가가꾸 가부시끼가이샤 제조) 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서, 투명 보호층 (4)에는 연신되어 있지 않은 환상 올레핀계 수지 필름을 이용하는 것도 바람직하다. 환상 올레핀계 수지란, 일반적으로 비정질성 폴리올레핀계 수지, 지환식 폴리올레핀계 수지, 노르보르넨계 수지 등이라고도 불리는 것이다. 본 명세서에서는, 환상 올레핀계 수지라는 단어로 통일한다.
환상 올레핀계 수지 필름을 투명 보호층 (4)로서 이용하면, 액정 패널의 박육화에 기여할 수 있고, 이 액정 패널은 내구성의 향상에 의해 차량 탑재용 등의 용도에 바람직하게 사용할 수 있다. 환상 올레핀계 수지 필름을 투명 보호층 (4)로서 이용하는 경우, 그 두께는 15 내지 25 ㎛의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 그 두께가 15 ㎛ 미만이 되면, 필름의 취급이 어려워지는 경우가 있다. 또한, 그 두께를 25 ㎛ 이하로 함으로써 박육화에 기여한다.
환상 올레핀계 수지로 이루어지는 투명 보호층 (4)는 투명성이 우수하고, 또한 배향이 작은, 즉 위상차가 작은 시트이다. 구체적으로는, 그 투명성은 JIS K 7136에 따라서 측정되는 전체 헤이즈값이 1 ％ 이하이고, 0.5 ％ 이하가 바람직하다. 면내 위상차값은 통상 5 nm 이하이고, 3 nm 이하가 바람직하다. 또한, 두께 방향의 위상차값은 통상 10 nm 이하이고, 5 nm 이하가 바람직하다.
환상 올레핀계 수지로는, 예를 들면 노르보르넨 또는 그의 유도체를 단량체로서 개환 복분해 중합을 행하고, 그것에 이어서 수소 첨가에 의해서 얻어지는 수지; 테트라시클로도데센(별칭: 디메타노옥타히드로나프탈렌) 또는 그의 유도체를 단량체로서 개환 복분해 중합을 행하고, 그것에 이어서 수소 첨가에 의해서 얻어지는 수지; 노르보르넨, 테트라시클로도데센, 이들의 유도체 등으로 이루어지는 환상 올레핀 단량체를 2종 이상 이용하여 마찬가지로 개환 복분해 공중합을 행하고, 그것에 이어서 수소 첨가에 의해서 얻어지는 공중합 수지; 상기한 바와 같은 환상 올레핀 단량체와 비닐기를 가지는 지방족 또는 방향족 화합물을 부가 중합에 의해 공중합시켜 얻어지는 수지 등을 들 수 있다.
이러한 환상 올레핀계 수지는 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하고, 예를 들면 각각 상품명으로 토파스(Topas)(토파스 어드밴스드 폴리머 게엠바하(Topas Advanced Polymers GmbH) 제조), 아톤(JSR 가부시끼가이샤 제조), 제오노어(니혼 제온 가부시끼가이샤 제조), 제오넥스(니혼 제온 가부시끼가이샤 제조), 아펠(미쓰이 가가꾸 가부시끼가이샤 제조) 등을 들 수 있다.
환상 올레핀계 수지 필름은 상기 환상 올레핀계 수지를 필름상으로 성형함으로써 얻을 수 있다. 수지를 필름상으로 성형하는 방법은 특별히 제약되지 않고, 공지된 성형법, 예를 들면 가열 용융 성형법, 용액 유연법을 모두 채용할 수 있지만, 필름 중에 잔존하는 휘발성 성분을 감소시키는 관점에서 가열 용융 성형법, 그 중에서도 용융 압출 성형법이 바람직하게 채용된다.
용융 압출 성형의 조건은, 이용하는 수지의 성상이나 제조 장치에 따라서 적절하게 선택되는 것으로, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 실린더 온도를 100 내지 600 ℃ 정도로 하는 것이 바람직하고, 150 내지 350 ℃로 하는 것이 보다 바람직하다.
환상 올레핀계 수지 필름을 제조할 때에는, 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 첨가제를 첨가할 수 있다. 배합할 수 있는 첨가제로는, 예를 들면 가소제나 열화 방지제 등을 들 수 있다. 가소제는 필름의 기계적 물성을 개선하기 위해서, 또는 건조 속도를 향상시키기 위해서 첨가된다. 구체적인 가소제의 예에는, 인산에스테르나 카르복실산에스테르가 있다.
가소제가 되는 인산에스테르로는, 예를 들면 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트 등을 들 수 있다. 또한 가소제가 되는 카르복실산에스테르로는, 예를 들면 디메틸프탈레이트, 디에틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트 및 디페닐프탈레이트와 같은 프탈산에스테르; o-아세틸시트르산트리에틸 및 o-아세틸시트르산트리부틸과 같은 시트르산에스테르; 올레산부틸, 리시놀산메틸아세틸 및 세박산디부틸과 같은 고급 지방산 에스테르; 트리멜리트산에스테르 등을 들 수 있다.
열화 방지제로는, 예를 들면 산화 방지제, 과산화물 분해제, 라디칼 중합 금지제, 금속 불활성화제, 산포획제, 아민류 등을 들 수 있다. 구체적인 열화 방지제에는, 일본 특허 공개 (평)3-199201호 공보, 일본 특허 공개 (평)5-197073호 공보, 일본 특허 공개 (평)5-194789호 공보, 일본 특허 공개 (평)5-271471호 공보, 일본 특허 공개 (평)6-107854호 공보 등에 기재되는 것이 있다.
이들 첨가제의 배합량은, 환상 올레핀계 수지에 대하여, 통상 20 중량％ 이하이고, 10 중량％ 이하가 바람직하며, 5 중량％ 이하가 보다 바람직하다.
환상 올레핀계 수지 필름은 공지된 성막 장치를 적절하게 선택하고, 환상 올레핀계 수지 원료로부터의 제막 조건을 공지된 기술을 이용하여 적절하게 선택함으로써, 상기 두께, 헤이즈값 및 위상차값을 나타낸 바와 같이 제조할 수 있다.
[위상차 필름]
편광자 (3)의 다른쪽의 면에는, 올레핀계 수지로 이루어지는 2축성의 위상차 필름 (5)가 설치된다. 이 위상차 필름 (5)는, 올레핀계 수지 필름의 연신에 의해 얻을 수 있다. 올레핀계 수지 필름이란, 예를 들면 에틸렌 및 프로필렌 등의 쇄상 올레핀 단량체, 또는 앞서 투명 보호층에 대해서 설명한 것과 마찬가지인 노르보르넨, 테트라시클로도데센(별칭: 디메타노옥타히드로나프탈렌) 및 이들의 유도체 등의 환상 올레핀 단량체를, 중합용 촉매를 이용하여 중합하여 얻어지는 수지를 포함하는 필름이다. 본 발명에서 특히 바람직하게 이용되는 것은 환상 올레핀계 수지이다. 환상 올레핀계 수지를 이용한 경우는, 정파장 분산 특성의 환상 올레핀계 중합체와 역파장 분산 특성의 환상 올레핀계 중합체와의 혼합물을 필름화하여 연신하여 제작한 필름 등을 사용함으로써, 파장 분산 특성의 조절을 용이하게 행할 수 있고, 2축성의 위상차 필름을 용이하게 얻을 수 있다.
환상 올레핀계 수지를 위상차 필름 (5)로 하는 경우는, 먼저 투명 보호 필름에 대해서 설명한 것과 마찬가지의 수지를 사용할 수 있다. 위상차 필름의 원반(原反)이 되는 환상 올레핀계 수지 필름의 두께는, 얻어지는 연신 필름의 사용 목적 등에 따라서 적절하게 결정되는 것으로, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 안정된 연신 처리에 의한 균질한 연신 필름이 얻어진다는 관점에서 10 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 20 ㎛ 이상인 것이 보다 바람직하며, 30 ㎛ 이상인 것이 특히 바람직하다. 또한, 환상 올레핀계 수지 필름의 두께는, 바람직하게는 300 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 200 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 100 ㎛ 이하, 특히 바람직하게는 80 ㎛ 이하이다.
올레핀계 수지를 이용하여 제작한 미연신 필름은, 그의 세로 방향(MD) 및 폭 방향(TD)으로의 연신을 축차 또는 동시에 행함으로써, 2축성의 위상차 필름으로 할 수 있다. 이 때의 연신 주축, 즉 연신 배율이 커지는 방향은 세로 방향일 수도 폭 방향일 수도 있지만, 연신 주축을 폭 방향으로 하면, 장척이면서 광폭의 위상차 필름을 얻을 수 있다.
미연신 필름을 연신할 때의 온도는, 올레핀계 수지의 유리 전이 온도를 Tg로 하여, 바람직하게는 Tg-30 ℃ 내지 Tg+60 ℃의 범위, 보다 바람직하게는 Tg-10 ℃ 내지 Tg+50 ℃의 범위이다. 또한 연신 배율은, 예를 들면 세로 방향 및 폭 방향의 각각에 대하여 1.01 내지 30배, 바람직하게는 1.01 내지 10배, 보다 바람직하게는 1.01 내지 5배의 범위에서 선택하고, 또한 연신 주축(바람직하게는 상술한 바와 같이 폭 방향)의 연신 배율이 그것과 직교하는 방향의 연신 배율보다도 커지도록 할 수 있다.
올레핀계 수지 필름으로 이루어지는 위상차 필름은, 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하고, 환상 올레핀계 수지 필름의 예로 나타내면, 각각 상품명으로 제오노어 필름(니혼 제온(주) 제조), 아톤 필름(JSR (주) 제조), 에스시나 위상차 필름(세키스이 가가꾸 고교(주) 제조) 등을 들 수 있다.
위상차 필름 (5)의 위상차값에 대해서 설명한다. 필름의 면내 지상축 방향의 굴절률을 nx, 면내 진상축 방향(지상축과 면내에서 직교하는 방향)의 굴절률을 ny, 두께 방향의 굴절률을 nz, 그리고 두께를 d로 했을 때, 면내 위상차값 R0, 두께 방향의 위상차값 Rth 및 Nz 계수는, 각각 하기 수학식 I, II 및 III으로 정의된다.
<화학식 I>
Figure pat00009
<화학식 II>
Figure pat00010
<화학식 III>
Figure pat00011
또한, 이들 수학식 I, II 및 III으로부터, Nz 계수와 면내 위상차값 R0 및 두께 방향의 위상차값 Rth와의 관계는, 다음 화학식 IV로 표시할 수 있다.
<화학식 IV>
Figure pat00012
본 발명에서는 TN 모드 액정셀의 위상차를 보상하고, 특히 화면 가로 방향의 시야각을 확대하는 관점에서, 위상차 필름 (5)로서 2축성의 것을 이용한다. 여기서 2축성이란, 상기에서 정의한 3축 방향의 굴절률 nx, ny 및 nz가 nx> ny>nz의 관계를 만족시키는 것을 말한다. 위상차 필름 (5)의 면내 위상차값 R0은 40 내지 150 nm이고, 60 내지 130 nm가 바람직하다. 또한, 위상차 필름 (5)의 두께 방향의 위상차값 Rth는 50 내지 250 nm이고, 100 내지 200 nm가 바람직하다. 또한, Nz 계수는 1 초과 7 이하이고, 1.5 내지 4가 보다 바람직하다.
올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름의 두께는, 통상 10 내지 100 ㎛이고, 20 내지 80 ㎛가 바람직하다. 두께가 10 ㎛ 미만이면, 취급성의 저하 등이 발생하는 경우가 있다.
또한 이 위상차 필름은, 그의 잔류 휘발성 성분량을 1000 중량 ppm 이하로 하는 것이 바람직하고, 500 중량 ppm 이하, 또한 200 중량 ppm 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 잔류 휘발성 성분량이 1000 중량 ppm을 초과하면, 사용시에 그의 휘발성 성분이 외부로 방출되어 위상차 필름에 치수 변화가 발생하고, 내부 응력을 일으킨다. 이 때문에, 이러한 잔류 휘발성 성분이 많이 남아 있는 위상차 필름으로부터 복합 편광판을 제작하고, 액정 표시 장치에 적용한 경우에는, 흑색 표시가 부분적으로 옅어지는(흰 빛을 띄는) 등의 표시 불균일을 일으키는 경우가 있다. 휘발성 성분 함유량이 상기 범위에 있는 위상차 필름을 이용하면, 액정 표시 장치를 장기간 사용하여도 표시 불균일이 발생하지 않는 등, 광학 특성의 안정성이 우수하다.
이 위상차 필름은 또한, 그의 포화 흡수율이 0.01 중량％ 이하인 것이 바람직하다. 포화 흡수율이 0.01 중량％를 초과하면, 사용 환경에 의해서는 위상차 필름에 치수 변화가 일어나고, 내부 응력이 발생하는 경우가 있다. 이 때문에, 이러한 포화 급수율이 높은 위상차 필름으로부터 복합 편광판을 제작하고, 액정 표시 장치에 적용한 경우에는, 흑색 표시가 부분적으로 옅어지는(흰 빛을 띄는) 등의 표시 불균일을 일으키는 경우가 있다. 포화 흡수율이 상기 범위에 있는 위상차 필름을 이용하면, 액정 표시 장치를 장기간 사용하여도 표시 불균일이 발생하지 않는 등, 광학 특성의 안정성이 우수하다.
[편광자와 투명 보호층 및 위상차 필름과의 접착]
올레핀계 수지 필름으로 이루어지는 위상차 필름 (5)를 편광자 (3)에 접착함에 있어서, 양자의 축 관계는 목적으로 하는 액정 표시 장치에 있어서의 시야각 특성이나 색 변화 특성을 고려한 후에 최적인 것을 선택하면 된다. TN용 패널 용도에 있어서는, 위상차 필름 (5)의 지상축과 편광자 (3)의 흡수축이 거의 평행 또는 거의 직교의 관계가 되도록 배치하는 경우가 많다. 여기서, 거의 평행 또는 거의 직교의 "거의"란, 거기에 기재된 관계(이 경우, 평행 또는 직교)를 중심으로 ±10°정도까지의 편차는 허용되는 것을 의미한다. 이 각도의 편차는, 바람직하게는 ±5°이내, 더욱 바람직하게는 ±2°이내이다.
TN 모드 액정 패널용의 용도에서는, 편광판의 투과축과 액정셀의 러빙 방향이 중첩되는 경우이면 E 모드, 편광판의 투과축과 액정셀의 러빙 방향이 수직인 경우이면 O 모드라 정의된다. 본 발명에서는, 시야각 특성을 우수한 것으로 하기 위해서, 복합 편광판 (10)의 투과축과 액정셀 (50)의 러빙 방향을 중첩하는 E 모드, 복합 편광판 (10)의 투과축과 액정셀 (50)의 러빙 방향을 직교시키는 O 모드를 모두 사용할 수 있다. 보다 우수한 시야각 특성을 얻기 위해서는 O 모드를 사용하는 것이 바람직하다.
투명 보호층 (4)와 편광자 (3)과의 접착, 또한 올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름 (5)와 편광자 (3)과의 접착에는, 예를 들면 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 시아노아크릴레이트계 수지, 아크릴아미드계 수지 등을 성분으로 하는 접착제를 사용할 수 있고, 이들 중 어느 것을 이용하여도 양호한 접착력이 얻어진다. 접착제층을 얇게 하는 관점에서 바람직한 접착제로는, 무용제형의 접착제, 구체적으로는 가열이나 활성 에너지선의 조사에 의해 단량체 또는 올리고머가 반응 경화되어 접착제층이 형성되는 것을 들 수 있다.
무용제형의 접착제에 대해서 설명한다. 무용제형의 접착제란, 유의량의 용제를 포함하지 않고, 일반적으로는 가열이나 활성 에너지선의 조사에 의해 중합하는 경화성의 화합물과, 중합 개시제를 포함하여 구성된다. 반응성의 관점에서는, 양이온 중합으로 경화하는 것이 바람직하고, 특히 에폭시계의 접착제가 바람직하게 이용된다.
따라서, 투명 보호층 (4)와 편광자 (3), 또한 올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름 (5)와 편광자 (3)이 각각 무용제형의 에폭시계 접착제로 접착되어 있는 형태를 바람직한 것으로서 들 수 있다. 이 접착제는, 가열 또는 활성 에너지선의 조사에 의한 양이온 중합으로 경화하는 것이 보다 바람직하다. 특히, 내후성이나 굴절률 등의 관점에서, 분자 내에 방향환을 포함하지 않는 에폭시 화합물이 경화성 화합물로서 바람직하게 이용된다. 분자 내에 방향환을 포함하지 않는 에폭시 화합물을 이용한 접착제는, 예를 들면 일본 특허 공개 제2004-245925호 공보에 기재되어 있다. 이러한 방향환을 포함하지 않는 에폭시 화합물로서, 방향족 에폭시 화합물의 수소화물, 지환식 에폭시 화합물, 지방족 에폭시 화합물 등을 예시할 수 있다. 접착제에 이용하는 경화성의 에폭시 화합물은, 통상 분자 중에 에폭시기를 2개 이상 가지고 있다.
방향족 에폭시 화합물의 수소화물은, 방향족 에폭시 화합물의 원료인 방향족 폴리히드록시 화합물을 촉매의 존재하, 가압하에 방향환으로 선택적으로 수소화 반응을 행함으로써 얻어지는 핵수소 첨가 폴리히드록시 화합물을 글리시딜에테르화한 것일 수 있다. 방향족 에폭시 화합물의 원료인 방향족 폴리히드록시 화합물로는, 예를 들면 비스페놀 A, 비스페놀 F 및 비스페놀 S와 같은 비스페놀류; 페놀노볼락 수지, 크레졸노볼락 수지 및 히드록시벤즈알데히드페놀노볼락 수지와 같은 노볼락형의 수지; 테트라히드록시디페닐메탄, 테트라히드록시벤조페논 및 폴리비닐페놀과 같은 다관능형의 화합물 등을 들 수 있다. 이러한 방향족 폴리히드록시 화합물의 수소화물에 에피클로로히드린을 반응시킴으로써, 글리시딜에테르화할 수 있다. 방향족 에폭시 화합물의 수소화물 중에서도 바람직한 것으로서, 수소화된 비스페놀 A의 디글리시딜에테르를 들 수 있다.
지환식 에폭시 화합물은, 이하의 화학식에 나타내는 바와 같이, 지환식환에 직접 결합한 (-O-)를 분자 내에 적어도 1개 가지는 화합물이고, 여기에 m은 2 내지 5의 정수를 나타낸다.
Figure pat00013
이 화학식에서의 (CH2)m 중 수소 원자를 1개 또는 복수개 제거한 형태의 기가 다른 화학 구조에 결합한 화합물이 지환식 에폭시 화합물이 될 수 있다. 또한,지환식환을 형성하는 수소가 메틸기나 에틸기 등의 직쇄상 알킬기로 적절하게 치환될 수도 있다. 그 중에서도, 에폭시시클로펜탄환(상기 화학식에 있어서 m=3인 것)이나, 에폭시시클로헥산환(상기 화학식에서 m=4인 것)을 가지는 화합물을 이용하는 것이 바람직하다. 지환식 에폭시 화합물의 구체예로서, 다음과 같은 것을 들 수 있다.
·3,4-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트
·3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸 3,4-에폭시-6-메틸시클로헥산카르복실레이트
·에틸렌비스(3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트)
·비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트
·비스(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸)아디페이트
·디에틸렌글리콜비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸에테르)
·에틸렌글리콜비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸에테르)
·2,3,14,15-디에폭시-7,11,18,21-테트라옥사트리스피로[5.2.2.5.2.2]헨이코산(3,4-에폭시시클로헥산스피로-2',6'-디옥산스피로-3",5"-디옥산스피로-3"',4"'-에폭시시클로헥산이라고도 명명할 수 있는 화합물)
·4-(3,4-에폭시시클로헥실)-2,6-디옥사-8,9-에폭시스피로[5.5]운데칸
·4-비닐시클로헥센디옥사이드
·1,2:8,9-디에폭시리모넨
·비스-2,3-에폭시시클로펜틸에테르
·디시클로펜타디엔디옥사이드
지방족 에폭시 화합물은, 지방족 다가 알코올 또는 그의 알킬렌옥사이드 부가물의 폴리글리시딜에테르일 수 있다. 예를 들면, 1,4-부탄디올의 디글리시딜에테르, 1,6-헥산디올의 디글리시딜에테르, 글리세린의 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판의 트리글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜의 디글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜의 디글리시딜에테르, 에틸렌글리콜이나 폴리프로필렌글리콜 및 글리세린 등의 지방족 다가 알코올에 1종 또는 2종 이상의 알킬렌옥사이드(에틸렌옥사이드나 폴리프로필렌옥사이드)를 부가함으로써 얻어지는 폴리에테르폴리올의 폴리글리시딜에테르 등을 들 수 있다.
여기에 예시한 에폭시 화합물은 각각 단독으로 이용될 수도 있고, 상이한 복수종이 병용될 수도 있다.
무용제형의 접착제에 이용하는 에폭시 화합물의 에폭시 당량은, 통상 30 내지 3000 g/당량이고, 50 내지 1500 g/당량이 바람직하다. 에폭시 당량이 30 g/당량 미만이면, 경화 후 보호 필름의 가요성이 저하되거나, 접착 강도가 저하되는 경우가 있다. 한편, 에폭시 당량이 3000 g/당량을 초과하면, 다른 성분과의 상용성이 저하되는 경우가 있다.
에폭시 화합물을 양이온 중합으로 경화시키기 위해서는, 양이온 중합 개시제가 배합된다. 양이온 중합 개시제는 가시광선, 자외선, X선 및 전자선 등의 활성 에너지선의 조사 또는 가열에 의해 양이온종 또는 루이스산을 발생시키고, 에폭시기의 중합 반응을 개시한다. 어느 유형의 양이온 중합 개시제여도, 잠재성이 부여되어 있는 것이 작업성의 관점에서 바람직하다.
이하, 광 양이온 중합 개시제에 대해서 설명한다. 광 양이온 중합 개시제를 이용하면, 상온에서의 경화가 가능해지고, 편광자의 내열성 또는 팽창에 의한 변형을 고려할 필요가 줄어들어, 위상차 필름과 편광자를 양호하게 접착할 수 있다. 또한, 광 양이온 중합 개시제는 광에서 촉매적으로 작용하기 때문에, 에폭시 화합물에 혼합하여도 보존 안정성이나 작업성이 우수하다. 활성 에너지선의 조사에 의해 양이온종이나 루이스산을 발생시키는 화합물로는, 예를 들면 방향족 디아조늄염; 방향족 요오도늄염이나 방향족 술포늄염 등의 오늄염; 철-아렌 착체 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 특히 방향족 술포늄염은 300 nm 부근의 파장 영역에서 자외선 흡수 특성을 나타내기 때문에, 경화성이 우수하고 양호한 기계 강도나 접착 강도를 가지는 경화물을 제공할 수 있기 때문에 바람직하게 이용된다.
광 양이온 중합 개시제는 시판품을 용이하게 입수할 수 있고, 예를 들면 각각 상품명으로 카야래드 PCI-220(닛본 가야꾸(주) 제조), 카야래드 PCI-620(닛본 가야꾸(주) 제조), UVI-6990(유니온 카바이드사 제조), 아데카 옵토머 SP-150((주) 아데카(ADEKA) 제조), 아데카 옵토머 SP-170((주) 아데카 제조), CI-5102(니혼 소다(주) 제조), CIT-1370(니혼 소다(주) 제조), CIT-1682(니혼 소다(주) 제조), CIP-1866S(니혼 소다(주) 제조), CIP-2048S(니혼 소다(주) 제조), CIP-2064S(니혼 소다(주) 제조), DPI-101(미도리 가가꾸(주) 제조), DPI-102(미도리 가가꾸(주) 제조), DPI-103(미도리 가가꾸(주) 제조), DPI-105(미도리 가가꾸(주) 제조), MPI-103(미도리 가가꾸(주) 제조), MPI-105(미도리 가가꾸(주) 제조), BBI-101(미도리 가가꾸(주) 제조), BBI-102(미도리 가가꾸(주) 제조), BBI-103(미도리 가가꾸(주) 제조), BBI-105(미도리 가가꾸(주) 제조), TPS-101(미도리 가가꾸(주) 제조), TPS-102(미도리 가가꾸(주) 제조), TPS-103(미도리 가가꾸(주) 제조), TPS-105(미도리 가가꾸(주) 제조), MDS-103(미도리 가가꾸(주) 제조), MDS-105(미도리 가가꾸(주) 제조), DTS-102(미도리 가가꾸(주) 제조), DTS-103(미도리 가가꾸(주) 제조), PI-2074(로디아사 제조) 등을 들 수 있다.
광 양이온 중합 개시제의 배합량은, 에폭시 화합물 100 중량부에 대하여, 통상 0.5 내지 20 중량부이고, 1 내지 15 중량부가 바람직하다.
또한, 필요에 따라서 광 증감제를 병용할 수 있다. 광 증감제를 이용함으로써 반응성이 향상되고, 경화물의 기계 강도나 접착 강도를 향상시킬 수 있다. 광 증감제로는, 예를 들면 카르보닐 화합물, 유기 황 화합물, 과황화물, 산화환원계 화합물, 아조 및 디아조 화합물, 할로겐 화합물 및 광 환원성 색소 등을 들 수 있다. 광 증감제를 배합하는 경우, 그의 양은 광 양이온 중합성 에폭시 수지 조성물을 100 중량부로서, 통상 0.1 내지 20 중량부 정도이다.
이어서, 열 양이온 중합 개시제에 대해서 설명한다. 가열에 의해 양이온종 또는 루이스산을 발생시키는 화합물로는, 벤질술포늄염, 티오페늄염, 티오라늄염, 벤질암모늄, 피리디늄염, 히드라지늄염, 카르복실산에스테르, 술폰산에스테르 및 아민이미드 등을 들 수 있다. 열 양이온 중합 개시제도 시판품을 용이하게 입수할 수 있고, 예를 들면 모두 상품명으로 아데카 옵톤 CP77((주) 아데카 제조), 아데카 옵톤 CP66((주) 아데카 제조), CI-2639(니혼 소다(주) 제조), CI-2624(니혼 소다(주) 제조), 선에이드 SI-60L(산신 가가꾸 고교(주) 제조), 선에이드 SI-80L(산신 가가꾸 고교(주) 제조), 선에이드 SI-100L(산신 가가꾸 고교(주) 제조) 등을 들 수 있다.
광 양이온 중합과 열 양이온 중합을 병용할 수도 있다. 에폭시계 접착제는, 추가로 옥세탄류나 폴리올류 등, 양이온 중합을 촉진하는 화합물을 함유할 수도 있다.
이상과 같은 에폭시계를 포함하는 경화형의 접착제를 이용하여, 편광자와 투명 보호층, 또한 편광자와 위상차 필름을 접착하는 경우, 통상은 피접착면의 적어도 한쪽에 이 접착제를 도공하고, 그 접착제 도공층을 개재시켜 접착되는 2매의 필름을 접합하고, 접착제를 경화시키는 방법이 채용된다. 편광자의 양면으로부터 투명 보호층 및 위상차 필름을 동시에 접합하고, 동시에 경화시킬 수도 있다. 피접착면에 접착제를 도공하기 위해서는, 예를 들면 닥터블레이드, 와이어바, 다이 코터, 콤마 코터 및 그라비아 코터 등을 포함하는 여러가지 도공 방식을 채용할 수 있다. 또한, 각 도공 방식에는 각각 최적인 점도 범위가 있기 때문에, 소량의 용제를 이용하여 점도 조정을 행할 수도 있다. 이 때문에 이용하는 용제는, 편광자의 광학 성능을 저하시키지 않고, 에폭시계 접착제를 양호하게 용해하는 것이면 되고, 예를 들면 톨루엔으로 대표되는 탄화수소류, 아세트산에틸로 대표되는 에스테르류 등의 유기 용제를 사용할 수 있다. 무용제형의 에폭시계 접착제를 이용하는 경우, 접착제층의 두께는 통상 50 ㎛ 이하, 바람직하게는 20 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 10 ㎛ 이하이고, 또한 통상은 1 ㎛ 이상이다.
미경화된 접착제층을 개재시켜 편광자에 투명 보호층 및/또는 위상차 필름을 접합한 후에는, 활성 에너지선을 조사하거나 가열함으로써, 에폭시계 접착제층을 경화시키고, 투명 보호층 및/또는 위상차 필름을 편광자 상에 고착시킨다. 편광자에의 투명 보호층의 접착과 위상차 필름의 접착을 개별적으로 행하는 경우는, 이들 조작이 반복된다. 활성 에너지선의 조사에 의해 경화시키는 경우, 바람직하게는 자외선이 이용된다. 구체적인 자외선 광원으로는, 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 블랙라이트 램프 및 메탈할라이드 램프 등을 들 수 있다. 활성 에너지선, 특히 자외선의 조사 강도나 조사량은, 중합 개시제를 충분히 활성화시키고, 또한 경화 후 접착제층이나 편광자, 위상차 필름 및 투명 보호층에 악영향을 미치지 않도록 적절하게 선택할 수 있다. 또한 가열에 의해 경화시키는 경우는, 일반적으로 알려진 방법으로 가열할 수 있고, 그 때의 온도나 시간도 중합 개시제를 충분히 활성화시키고, 또한 경화 후 접착제층이나 편광자, 위상차 필름 및 투명 보호층에 악영향을 미치지 않도록 적절하게 선택할 수 있다.
또한, 본 발명에서 사용할 수 있는 별도의 바람직한 접착제로서, 수계의 접착제, 즉 접착제 성분을 물에 용해시킨 것, 또는 이를 물에 분산시킨 것을 들 수 있다. 수계의 접착제를 이용하면, 접착제층의 두께를 보다 작게 할 수 있다. 수계의 접착제로는 접착제 성분으로서, 예를 들면 수용성의 가교성 에폭시 수지, 또는 수용성의 우레탄계 수지 등을 함유하는 것을 들 수 있다.
수용성의 가교성 에폭시 수지로는, 예를 들면 디에틸렌트리아민이나 트리에틸렌테트라민과 같은 폴리알킬렌폴리아민과, 아디프산과 같은 디카르복실산과의 반응에서 얻어지는 폴리아미드폴리아민에, 에피클로로히드린을 반응시켜 얻어지는 폴리아미드 에폭시 수지를 들 수 있다. 이러한 폴리아미드 에폭시 수지의 시판품으로는, 스미레즈 레진 650(스미까 켐텍스(주)에서 판매), 스미레즈 레진 675(스미까 켐텍스(주)에서 판매) 등이 있다.
접착제 성분으로서 수용성의 가교성 에폭시 수지를 이용하는 경우는, 추가로 도공성과 접착성을 향상시키기 위해서 폴리비닐알코올계 수지 등의 다른 수용성 수지를 혼합하는 것이 바람직하다. 폴리비닐알코올계 수지는 부분 비누화 폴리비닐알코올이나 완전 비누화 폴리비닐알코올 이외에, 카르복실기 변성 폴리비닐알코올, 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올, 메틸올기 변성 폴리비닐알코올, 아미노기 변성 폴리비닐알코올과 같은 변성된 폴리비닐알코올계 수지일 수도 있다. 그 중에서도, 아세트산비닐과 불포화 카르복실산 또는 그의 염과의 공중합체의 비누화물, 즉 카르복실기 변성 폴리비닐알코올이 바람직하게 이용된다. 또한, 여기서 말하는 "카르복실기"란, -COOH 및 그의 염을 포함하는 개념이다.
시판되고 있는 바람직한 카르복실기 변성 폴리비닐알코올로는, 예를 들면 쿠라레 포발 KL-506((주)쿠라레에서 판매), 쿠라레 포발 KL-318((주)쿠라레에서 판매), 쿠라레 포발 KL-118((주)쿠라레에서 판매), 고세날 T-330(닛본 고세이 가가꾸 고교(주)에서 판매), 고세날 T-350(닛본 고세이 가가꾸 고교(주)에서 판매), DR-0415(덴끼 가가꾸 고교(주)에서 판매), AF-17(니혼 사꾸비 포발(주)에서 판매), AP-17(니혼 사꾸비 포발(주)에서 판매) 등을 들 수 있다.
수용성의 가교성 에폭시 수지를 포함하는 접착제는, 상기 에폭시 수지 및 필요에 따라서 가해지는 폴리비닐알코올계 수지 등의 다른 수용성 수지를 물에 용해시키고, 접착제 용액으로서 제조할 수 있다. 이 경우, 수용성의 가교성 에폭시 수지는, 물 100 중량부에 대하여 0.2 내지 2 중량부 정도의 범위의 농도로 하는 것이 바람직하다. 또한, 폴리비닐알코올계 수지를 배합하는 경우, 그의 양은 물 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부 정도, 또한 1 내지 5 중량부 정도로 하는 것이 바람직하다.
한편, 우레탄계 수지를 포함하는 수계의 접착제를 이용하는 경우, 적당한 우레탄 수지의 예로서, 이오노머형의 우레탄 수지, 특히 폴리에스테르계 이오노머형 우레탄 수지를 들 수 있다. 여기서 이오노머형이란, 골격을 구성하는 우레탄 수지 중에 소량의 이온성 성분(친수 성분)이 도입된 것이다. 또한, 폴리에스테르계 이오노머형 우레탄 수지란, 폴리에스테르 골격을 가지는 우레탄 수지이며, 그 중에 소량의 이온성 성분(친수 성분)이 도입된 것이다. 이러한 이오노머형 우레탄 수지는, 유화제를 사용하지 않고 직접, 수 중에서 유화하여 에멀전이 되기 때문에, 수계의 접착제로서 바람직하다. 폴리에스테르계 이오노머형 우레탄 수지의 시판품으로서, 예를 들면 하이드란 AP-20(DIC(주)에서 판매), 하이드란 APX-101H(DIC(주)에서 판매) 등이 있고, 모두 에멀전의 형태로 입수할 수 있다.
이오노머형의 우레탄 수지를 접착제 성분으로 하는 경우, 추가로 이소시아네이트계 등의 가교제를 배합하는 것이 바람직하다. 이소시아네이트계 가교제는 분자 내에 이소시아네이트기(-NCO)를 적어도 2개 가지는 화합물이고, 그의 예로는 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 페닐렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트와 같은 폴리이소시아네이트 단량체 이외에, 이들의 복수개 분자가 트리메틸올프로판과 같은 다가 알코올에 부가한 어덕트체, 디이소시아네이트 3 분자가 각각의 한쪽 말단 이소시아네이트기의 부분에서 이소시아누레이트환을 형성한 3관능의 이소시아누레이트체, 디이소시아네이트 3 분자가 각각의 한쪽 말단 이소시아네이트기의 부분에서 수화·탈탄산하여 형성되는 뷰렛체와 같은 폴리이소시아네이트 변성체 등이 있다. 바람직하게 사용할 수 있는 시판되고 있는 이소시아네이트계 가교제로서, 예를 들면 하이드란 어시스터 C-1(DIC에서 판매) 등을 들 수 있다.
이오노머형의 우레탄 수지를 포함하는 수계 접착제를 이용하는 경우는, 점도와 접착성의 관점에서, 그 우레탄 수지의 농도가 10 내지 70 중량％, 또한 20 중량％ 이상, 또한 50 중량％ 이하가 되도록 수 중에 용해 또는 분산시킨 것이 바람직하다. 이소시아네이트계 가교제를 배합하는 경우, 그의 배합량은 우레탄계 수지 100 중량부에 대하여 이소시아네이트계 가교제가 5 내지 100 중량부 정도가 되도록 적절하게 선택된다.
상기 수계의 접착제를 이용하는 경우, 편광자와 투명 보호층과의 접착, 또한 편광자와 위상차 필름과의 접착은 해당 접착제를 피접착물의 접착면의 적어도 한쪽에 도포하고, 양자를 접합시킴으로써 행할 수 있다. 보다 구체적으로는, 적어도 한쪽 필름의 접착면에 수계의 접착제를, 예를 들면 닥터 블레이드, 와이어바, 다이 코터, 콤마 코터, 그라비아 코터 등의 도공 방식으로 균일하게 도포한 후, 도포면에 다른 한쪽 필름을 중첩하여 롤 등에 의해 접합하고, 건조하는 방법 등을 채용할 수 있다. 건조는, 예를 들면 60 내지 100 ℃ 정도의 온도에서 행할 수 있다. 접착성을 보다 높이기 위해서 건조 후, 실온보다 약간 높은 온도, 예를 들면 30 내지 50 ℃ 정도의 온도에서 1 내지 10일간 정도 양생하는 것이 바람직하다.
상기 수계의 접착제는, 상기 무용제형의 에폭시계 접착제와 마찬가지로, 투명 보호층과 편광자와의 접합, 또는 올레핀계 수지 필름으로 이루어지는 2축성의 위상차 필름과 편광자와의 접합, 또는 이들 양자의 접합에 바람직하게 사용할 수 있다. 편광자의 양면에 적층되는 필름의 접착에 동일한 접착제가 이용될 수도 있고, 다른 접착제가 이용될 수도 있지만, 제조 공정의 간략화 및 편광판의 구성 부재의 삭감을 위해서는, 동일한 접착제를 이용하는 것이 바람직하다.
[점착제층]
본 발명의 복합 편광판은, 위상차 필름이 배치되어 있는 면의 외측에 점착제층 (6)이 적층된다. 이 점착제층은 TN 모드 액정셀과의 접합에 이용된다.
이 점착제층 (6)을 구성하는 점착제는, 광 누설의 발생을 방지하는 경우에는 23 내지 80 ℃에서 0.15 내지 10 MPa의 저장 탄성률을 나타내는 것이 바람직하다. 본 명세서에서 말하는 "23 내지 80 ℃에서 0.15 내지 10 MPa의 저장 탄성률을 나타낸다"란, 이 범위의 어느 온도에서도 저장 탄성률이 상기 범위의 값을 취하는 것을 의미한다. 저장 탄성률은 통상, 온도 상승에 따라 점감하기 때문에, 23 ℃ 및 80 ℃에서의 저장 탄성률이 모두 상기 범위에 포함되어 있으면, 이 범위의 온도에서 상기 범위의 저장 탄성률을 나타낸다고 볼 수 있다.
여기서 저장 탄성률이란, 일반적인 동적 점탄성 측정에 의해서 얻어지는 값이다. 즉, 시료에 시간에 따라 진동하는 변형 또는 응력을 인가하고, 그것에 기인하여 발생하는 응력 또는 변형을 측정하여 해당 시료의 역학적인 성질을 결정하는 동적 점탄성 측정법에 의해서 구해지는 값이고, 구체적으로는 발생하는 응력(또는 변형)을 인가한 변형(또는 응력)과 동위상에 있는 성분과 위상이 90°틀어진 성분의 두가지로 나누었을 때, 인가한 변형(또는 응력)과 동위상에 있는 성분으로부터 구해지는 탄성률이다. 이 저장 탄성률은, 시판되고 있는 점탄성 측정 장치, 예를 들면 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같은 동적 점탄성 측정 장치(DVA-220, 아이티 게이소꾸 세이교(주) 제조)를 이용하여 측정할 수 있다. 이 동적 점탄성 측정 장치에 있어서, 시료의 온도 제어에는 순환 항온조, 전기 히터 및 펠티에 소자 등의 여러가지 공지된 온도 제어 디바이스를 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 시료에는 통상 0.01 내지 10 Hz의 진동으로, 0.01 내지 10 ％의 변형, 또는 0.001 내지 10 N의 응력이 인가된다. 또한, 통상 발생하는 응력 또는 변형은 그의 응력-변형의 선형 영역에서 측정된다. 본 발명에서 규정하는 저장 탄성률은 설정 온도에서 1 Hz의 진동으로 0.1 ％의 변형을 인가하여 측정한 것이다.
통상의 TN 모드 액정 표시 장치 또는 그것에 적용되는 광학 필름에 이용되는 점착제는, 그의 저장 탄성률이 고작 0.1 MPa 정도이고, 가로 방향의 콘트라스트 시야각이 넓은 TN 모드 액정 패널을 목적으로 하기 위해서는 통상의 저장 탄성률의 점착제로 상관없지만, 본 발명에서 이용되는 점착제가 광 누설의 발생을 방지하는 목적인 경우, 그의 저장 탄성률은 상술한 바와 같은 높은 값인 것이 바람직하다. 이러한 높은 저장 탄성률을 나타내는, 즉 딱딱한 점착제를 이용함으로써, 고온 환경하에 두었을 때나, 고온 환경과 저온 환경이 반복되었을 때의 응집력 부족을 보충할 수 있고, 그 때에 발생하는 편광자의 수축에 따른 치수 변화를 억제할 수 있다. 이 작용에 의해 본 발명의 복합 편광판을 이용한 TN 모드 액정 패널을 구비하는 TN 모드 액정 표시 장치는, 양호한 표시 품질을 유지할 수 있다. 이 저장 탄성률은, 예를 들면 5 MPa 이하, 또는 2 MPa 이하일 수도 있다.
본 발명에 이용되는 점착제층을 구성하는 점착제는, 광학 필름의 점착제에 요구되는 여러가지 특성(투명성, 내구성 및 리워크성 등)을 가지고, 상기 점탄성 특성을 만족시키고 있으면, 그의 구성 성분으로 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 (메트)아크릴산에스테르를 주성분으로 하고, 추가로 소량의 관능기를 가지는 (메트)아크릴 단량체를 함유하는 아크릴계 단량체 혼합물을 중합 개시제의 존재하에 라디칼 중합하여 이루어지는, 유리 전이 온도(Tg)가 0 ℃ 이하인 아크릴계 수지와, 가교제를 함유하는 아크릴계 점착제가 바람직하게 이용된다.
여기서, 아크릴계 수지의 주성분이 되는 (메트)아크릴산에스테르는, 다음식
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으로 나타낼 수 있고, 식 중, R1은 수소 원자, 또는 메틸기를 나타내며고, R2는 탄소수 1 내지 14의 알킬기, 또는 아랄킬기를 나타내고, R2의 알킬기를 구성하는 수소 원자 또는 아랄킬기를 구성하는 수소 원자는 탄소수 1 내지 10의 알콕실기에 의해서 치환될 수도 있다.
또한, 관능기를 가지는 (메트)아크릴 단량체는 수산기, 카르복실기, 아미노기, 에폭시기 등의 극성 관능기와, 하나의 올레핀성 이중 결합(통상은 (메트)아크릴로일기)을 분자 내에 함유하는 것이다.
또한, 본 명세서에서 "(메트)아크릴…"이란, "아크릴…" 또는 "메타크릴…"을 의미한다.
아크릴계 수지의 주성분이 되는 (메트)아크릴산에스테르의 구체예를 들면, 예를 들면 R1이 H이고, R2가 n-부틸기인 아크릴산부틸이나, R1이 H이고, R2가 2-에틸헥실기인 아크릴 2-에틸헥실 등이 있다. 또한, 관능기를 가지는 (메트)아크릴 단량체의 구체예를 들면, 예를 들면 수산기를 갖는 것으로서 (메트)아크릴산 2-히드록시에틸; 카르복실기를 갖는 것으로서 아크릴산 등이 있다. 또한 이 아크릴계 수지의 제조에 있어서는, 분자 내에 복수개의 (메트)아크릴로일기를 가지는 단량체를 소량 공중합시킬 수도 있고, 그 예로서 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트를 들 수 있다.
아크릴계 수지의 제조에 있어서, 상기한 (메트)아크릴산에스테르 및 관능기를 가지는 (메트)아크릴 단량체는 각각 1종류만이 이용될 수도 있고, 복수 종류가 병용될 수도 있다. 또한, (메트)아크릴산에스테르와 관능기를 가지는 (메트)아크릴 단량체와의 공중합체인 아크릴계 수지를 복수 종류 조합하거나, 해당 공중합체인 아크릴계 수지에 다른 아크릴 수지, 예를 들면 관능기를 갖지 않는 (메트)아크릴 단량체의 단독 또는 공중합체를 포함하는 아크릴계 수지를 배합하기도 하여, 아크릴계 수지 조성물로 한 것을 점착제의 수지 성분으로서 이용할 수도 있다.
아크릴계 점착제에 배합되는 가교제는 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 금속 킬레이트계 화합물, 아질리딘계 화합물 등일 수 있다. 이소시아네이트계 화합물은 분자 내에 이소시아네이트기(-NCO)를 적어도 2개 가지는 화합물 그것 자체 이외에, 그것을 폴리올에 반응시킨 어덕트체, 그의 2량체, 3량체 등의 형태로 사용할 수 있다. 가교제의 구체예를 들면, 디이소시아네이트계 화합물로서, 헥사메틸렌디이소시아네이트의 트리메틸올프로판어덕트체, 톨릴렌디이소시아네이트의 트리메틸올프로판어덕트체 등이 있고, 각각 아세트산에틸 등의 유기 용제에 녹인 용액의 형태로 이용하는 경우가 많다.
상기 아크릴계 수지는 아세트산에틸 등의 유기 용제에 용해되고, 추가로 가교제가 가해져 아크릴계 점착제 용액이 된다. 또한, 이 아크릴계 점착제 용액에는, 필요에 따라서 실란 커플링제, 내후 안정제, 점착 부여제, 가소제, 연화제, 안료, 무기 충전재 또는 유기 비드로 이루어지는 광 확산성 미립자 등을 함유시킬 수 있다.
이와 같이 해서 얻어지는 아크릴계 점착제 용액은, 통상 박리 필름 위에 도공되고, 60 내지 120 ℃에서 0.5 내지 10 분 정도 가열하여 유기 용매가 증류 제거되어, 점착제층이 된다. 이 점착제층은, 상기 복합 편광판을 구성하는 위상차 필름에 접합한 후, 예를 들면 온도 23 ℃, 습도 65 ％의 분위기하에서 5 내지 20일 정도 숙성시키고, 가교제를 충분히 반응시킬 수 있다.
또한, 박리 필름 위에 점착제층을 얻은 후에, 추가로 박리 필름을 접합하여, 보호 필름 등의 기재에 지지되지 않는 점착제층 단독 시트를 얻을 수도 있다. 이 경우도 박리 필름의 접합 후, 예를 들면 온도 23 ℃, 습도 65 ％에서 5 내지 20일 정도 숙성시키고 가교제를 충분히 반응시킨다. 이러한 점착제 단독의 시트는, 복합 편광판의 제조에 있어서 필요한 시기에, 한쪽 박리 필름을 박리하여 위상차 필름에 접합하여 이용된다.
점착제층에 상술한 높은 저장 탄성률을 제공하는 수단은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면 상기에서 설명한 바와 같은 점착제 성분에, 우레탄아크릴레이트계의 올리고머나 다관능 아크릴레이트계의 단량체를 대표예로 하는 활성 에너지선 경화성 화합물을 배합하고, 활성 에너지선을 조사하여 경화시키는 방법을 들 수 있다. 이 방법을 채용하는 경우는, 상기에서 설명한 아크릴계 점착제 용액에 추가로 활성 에너지선 경화성 화합물을 배합하고, 이를 박리 필름 상에 도공하고, 유기 용매를 증류 제거한 후, 활성 에너지선을 조사하여 경화시킬 수 있다. 이 경우, 상기에서 설명한 가교제를 충분히 반응시키기 위한 숙성은 활성 에너지선의 조사 전에 행할 수도 있고, 조사 후에 행할 수도 있으며, 경우에 따라서는 생략할 수도 있다.
이와 같이 높은 저장 탄성률을 제공하는 점착제 조성물, 또는 그것을 박리 필름 상에 도공하고, 경화시켜 높은 저장 탄성률이 부여된 시트상 점착제는 공지이고, 점착제 제조사로부터 입수할 수 있다. 또한, 예를 들면 국제 공개 WO 2009/069799호 공보에는, 이러한 높은 저장 탄성률을 제공하는 점착제의 몇가지 예가 나타나 있다.
본 발명의 복합 편광판에 이용되는 점착제층의 두께는 5 내지 50 ㎛ 정도이다. 또한, 위상차 필름에 점착제층을 접합함에 있어서, 코로나 처리 등의 표면 처리를 위상차 필름 또는 점착제층의 접합면에 실시할 수도 있다.
[TN 모드 액정셀 및 TN 모드 액정 패널]
본 발명에 이용되는 TN 모드 액정셀 (11)은, TN 모드 액정 표시 장치에 이용되는 액정셀이고, 셀 내부에는 두께 방향으로 네마틱 액정이 90°틀어진 상태에서 배치되어, 이 액정상을 투과하는 직선 편광의 선광성을 이용하여 백색 표시를 실현하는 것을 특징으로 하는 액정셀이다.
본 발명에 이용되는 TN 모드 액정셀 (11)의 면내 위상차값(Rc)은 300 내지 600 nm의 범위가 바람직하고, 400 내지 500 nm가 보다 바람직하며, 400 내지 470 nm가 더욱 바람직하다. 여기서 말하는 액정셀의 면내 위상차값은 전압 무인가시의 것이다.
본 발명의 복합 편광판을 TN 모드 액정셀에 적용하여 TN 모드 액정 패널로 하고, 추가로 액정 표시 장치로 하는 경우, 복합 편광판을 구성하는 2축성 위상차 필름과 TN 모드 액정셀의 위상차값은, 수학식 1 및 2를 만족시키는 것이 바람직하다.
<수학식 1>
Figure pat00015
<수학식 2>
Figure pat00016
여기서 식 중, R0, Rth, Rc는 각각 이하와 같다.
R0(nm): 올레핀계 수지로 이루어지는 2축성 위상차 필름의 면내 위상차값
Rth(nm): 올레핀계 수지로 이루어지는 2축성 위상차 필름의 두께 방향 위상차값
Rc(nm): 액정셀의 전압 무인가시의 면내 위상차값
수학식 1은 R0/Rc가 0.13보다 크고 0.34 이하인 것을 의미하지만, 이 값은 0.2 내지 0.27의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 또한, 수학식 2는 Rth/Rc가 0.17 이상이고 0.54보다 작은 것을 의미하지만, 이 값은 0.27 내지 0.3의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 이들 수학식은 실험에 의해 구해진 것으로, 수학식 1 및 2를 동시에 만족시키는 것이 가로 방향의 시야 확대의 관점에서 바람직하다. 2축성 위상차 필름과 TN 모드 액정셀의 위상차값의 관계가 이들을 만족시키지 않는 경우에는, 가로 방향의 시야각이 좁아지는 경우가 있다.
TN 모드 액정셀 (11)에 대하여, 편광판의 투과축과 액정셀 기판의 러빙 방향이 직교하도록 배치되는(편광판의 흡수축과 액정셀 기판의 러빙 방향과는 평행해지는) 형태는 O 모드(Ordinary mode), 또한 편광판의 투과축과 액정셀 기판의 러빙 방향이 중첩되도록 배치되는(편광판의 흡수축과 액정셀 기판의 러빙 방향과는 직교하는) 형태는 E 모드(Extra ordinary mode)라 정의된다. 여기서 말하는 액정셀 기판의 러빙 방향이란, 액정셀을 시인측에서 볼 때 장변 방향 우측을 0°로 하여, 반시계 방향으로 45°또는 135°의 각도를 의미한다. TN 모드 액정셀에 있어서는, 2매의 기판 사이에서 네마틱 액정을 90°틀어서 배향시키기 때문에, 2매의 액정셀 기판의 러빙 방향을 90°어긋나도록 하게 된다.
[액정 표시 장치]
도 1에는, 2매의 복합 편광판 (2) 및 TN 모드 액정셀 (11)을 구비하는 TN 모드 액정 패널 (1)의 한쪽측에 추가로 백 라이트 유닛 (12)를 배치한 예가 나타나 있다. 이 예에서는, 각 층을 이격한 상태로 나타내고 있지만, 실제로는 인접하는 각 층이 밀착되어 있다. 도 1에 나타내는 예에서는, 아래로부터 백 라이트 유닛 (12)/복합 편광판 (2)/TN 모드 액정셀 (11)/복합 편광판 (2)의 순서대로 배치되어 있다.
본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 복합 편광판을 구성하는 편광자의 투과축과, TN 모드 액정셀의 그의 복합 편광판이 접합되는 기판의 러빙 방향을 직교시켜 배치하는 O 모드, 또한 복합 편광판을 구성하는 편광자의 투과축과 TN 모드 액정셀의 러빙 방향을 중첩하여 배치하는 E 모드 중 어느 하나를 채용하여도, 높은 표시 품질을 얻을 수 있다. 보다 우수한 시야각 특성을 얻기 위해서는 O 모드를 이용하는 것이 바람직하다.
복합 편광판 (2)는 점착제층 (6)/위상차 필름 (5)/편광자 (3)/투명 보호층 (4)로 구성되어 있다. 복합 편광판에 있어서, 위상차 필름 (5)의 지상축 (5A)와 편광자 (3)의 흡수축 (3A)가 직교 관계로 되어 있고, 하측의 편광자 (3)은, 그의 흡수축 (3A)가 TN 모드 액정셀 (11)의 장변 방향 (11A)에 대하여 45°에 배치되고, 상측의 편광자 (3)은, 그의 흡수축 (3A)가 TN 모드 액정셀 (11)의 장변 방향 (11A) 에 대하여 135°로 배치된다. TN 모드 액정셀에의 접합에는 위상차 필름 (5)측이 액정셀에 대향하도록 배치된다.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 이들 예에 의해 한정되는 것은 아니다. 예 중, 사용량 내지 함유량을 나타내는 부 및 ％는 특기하지 않는 한 중량 기준이다. 이하의 예에 있어서의 물성 측정 방법은 이하와 같다.
[저장 탄성률의 측정]
점착제의 저장 탄성률은, 다음 (i) 내지 (iii)의 절차에 따라서 측정하였다.
(i) 점착제로부터 시료를 25±1 mg씩 2개 칭량하고, 각각 대략 공의 형태로 성형하였다.
(ii) 상기 (i)에서 얻어진 시료를 I형 지그의 상하면에 점착하고, 상하면 모두 L형 지그로 끼워 측정 샘플로 하였다. 이 측정 샘플의 구성은 L형 지그-점착제-I형 지그-점착제-L형 지그가 된다.
(iii) 제작한 측정 샘플을 동적 점탄성 측정 장치(DVA-220, 아이티 게이소꾸 세이교사 제조)를 이용하여, -70 ℃ 내지 200 ℃까지의 범위에서 승온 온도 4 ℃/분, 주파수 1 Hz의 조건하에서 23 ℃ 및 80 ℃의 저장 탄성률을 측정하였다.
[위상차 필름의 위상차값의 측정]
위상차 측정 장치 코브라(KOBRA)-WR(오지 게이소꾸 기끼(주) 제조)을 이용하여 파장 590 nm로 측정하였다.
[액정셀의 위상차값의 측정]
전압 무인가 상태의 액정셀의 면내 위상차값을 투과·흡수 스펙트럼 측정 장치 MCPD-1000(오오쯔까 덴시(주) 제조)을 이용하여 파장 400 nm 내지 1000 nm로 측정하였다.
[광 누설량의 측정]
복합 편광판 또는 비교예의 편광판을 재단 장치 수퍼커터 rpN1 6001((주) 오기노 세이끼 세이사꾸쇼 제조)에 의해 237 mm×421 mm의 크기로 2매 재단하였다. 별도, TN 모드 액정 모니터(TN 모드 액정 표시 장치)(CMV937A, 치메이 전자사 제조)를 분해하여 취출한 TN 모드 액정 패널로부터 이미 설치된 편광판을 박리하여 TN 모드 액정셀을 준비하였다. 이 TN 모드 액정셀의 전압 무인가 상태의 면내 위상차값 Rc를 측정한 바, 407 nm였다.
이 TN 모드 액정셀의 표리에 편광자가 크로스니콜 상태가 되고, 또한 TN 모드 액정셀의 기판의 러빙 방향과 편광자의 흡수축이 평행해지도록, 후술하는 복합 편광판 또는 비교예의 편광판을 접합하였다. 이어서, 오토클레이브(가압 탈포 장치, (주)구리하라 세이사꾸쇼 제조)로 0.5 MPa, 50 ℃의 조건으로 20 분간 가압하고 광 누설량 평가용 TN 모드 액정 패널을 제작하였다.
이 TN 모드 액정 패널을 80 ℃의 열풍 순환 오븐 중에 250 시간 동안 정치한 후, 액정 모니터를 조립하여 작동시키고, 23 ℃, 상대 습도 50 ％의 환경하에서, 색 분포 측정 장치 아이 스케일 3W(아이 스케일(Eye Scale)사 제조)를 이용하여 흑색 표시로 한 표시면의 주변부의 휘도를 법선 방향에서 측정하고, 4변의 최대 휘도로부터 중앙의 휘도를 뺀 값을 광 누설량으로 하였다.
또한 이하의 예에서는, 점착제로서 모두 두께 25 ㎛의 점착제층을 양면에서 박리 필름으로 끼운 형태로 시트상으로 형성되고, 판매되고 있으며, 이하에 나타내는 저장 탄성률을 제공하는 것을 이용하고, 그의 한쪽면 박리 필름을 박리한 후, 위상차 필름 또는 그것 대신에 필름을 접합하였다.
아크릴계 점착제 A: 23 ℃에서 0.30 MPa, 80 ℃에서 0.18 MPa의 저장 탄성률을 제공한다.
아크릴계 점착제 B: 23 ℃에서 0.04 MPa, 80 ℃에서 0.03 MPa의 저장 탄성률을 제공한다.
아크릴계 점착제 C: 23 ℃에서 0.11 MPa, 80 ℃에서 0.06 MPa의 저장 탄성률을 제공한다.
<실시예 1>
폴리비닐알코올에 요오드가 흡착 배향하여 이루어지는 편광자의 한쪽면에 트리아세틸셀룰로오스 필름(KC8UX2MW, 코니카 미놀타 옵토(주) 제조, 두께: 80 ㎛)을, 그 반대면에 환상 올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름(제오노어 필름, 니혼 제온(주) 제조; R0: 80 nm, Rth: 110 nm, 두께: 40 ㎛)을 편광자의 흡수축과 위상차 필름의 지상축이 직교하도록 배치하고, 각각의 접착제를 이용하여 접합하였다. 이 때, 위상차 필름의 접착면측에 적산 조사량 1680 J의 조건으로 코로나 방전 처리를 실시한 후, 위상차 필름 및 트리아세틸셀룰로오스 필름 각각의 접착면에 에폭시계 자외선 경화형 접착제를 도공하고, 편광자와 접합하였다. 이어서, 자외선 조사 시스템(퓨전 유브이 시스템즈(Fusion UV Systems)사 제조)을 이용하여, 출력 300 mW, 조사량 300 mJ의 조건으로 환상 올레핀계 수지 필름측으로부터 자외선을 조사하고, 접착제를 경화시켜 복합 편광판을 얻었다. 이 복합 편광판의 환상 올레핀계 수지 필름측에 적산 조사량 1680 J의 조건으로 코로나 방전 처리를 실시한 후, 아크릴계 점착제 A를 접합시켰다.
이와 같이 해서 제작한 복합 편광판을 이용하여, 상기 방법에 의해서 광 누설량을 측정한 바, 0.8 cd/㎡였다. 또한, 위상차 필름의 면내 위상차값 R0 및 두께 방향 위상차값 Rth와 액정셀의 위상차값 Rc의 관계 및 Nz 계수는 다음과 같다.
Figure pat00017
<실시예 2>
트리아세틸셀룰로오스 필름을 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(두께: 38 ㎛, 헤이즈: 2.3 ％)으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 복합 편광판을 제작하였다. 이 복합 편광판을 접합한 TN 모드 액정 패널로 이루어지는 TN 모드 액정 모니터를 이용하여 광 누설량을 평가한 바, 1.0 cd/㎡였다.
<비교예 1>
환상 올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름을 트리아세틸셀룰로오스 필름에 디스코틱 액정이 배향 고정되어 있는 시야각 보상 필름(EA-WV 필름, 후지 필름(주) 제조)으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 복합 편광판을 제작하였다. 이 복합 편광판을 접합한 TN 모드 액정 패널로 이루어지는 TN 모드 액정 모니터를 이용하여 광 누설량을 평가한 바, 8.2 cd/㎡였다.
<비교예 2>
환상 올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름을 트리아세틸셀룰로오스 필름(KC8UX2MW, 코니카 미놀타 옵토(주) 제조, 두께: 80 ㎛)으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다. 이 편광판을 접합한 TN 모드 액정 패널로 이루어지는 TN 모드 액정 모니터를 이용하여 광 누설량을 평가한 바, 1.3 cd/㎡였다.
<비교예 3>
환상 올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름을 트리아세틸셀룰로오스 필름(비교예 2에서 이용한 것과 동일한 두께 80 ㎛의 것)으로 변경하고, 아크릴계 점착제 A를 아크릴계 점착제 B로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다. 이 편광판을 접합한 TN 모드 액정 패널로 이루어지는 TN 모드 액정 모니터를 이용하여 광 누설량을 평가한 바, 3.7 cd/㎡였다.
<비교예 4>
아크릴계 점착제 A를 아크릴계 점착제 C로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 복합 편광판을 제작하였다. 이 복합 편광판을 접합한 TN 모드 액정 패널로 이루어지는 TN 모드 액정 모니터를 이용하여 광 누설량을 평가한 바, 7.1 cd/㎡였다.
이상의 실시예 및 비교예에서의 주된 구성과 결과를 하기 표 1에 통합하였다.
Figure pat00018
표 1 중, "투명 보호층"의 란에 있는 "TAC" 및 "PET"는 각각 이하의 수지를 의미한다.
TAC: 트리아세틸셀룰로오스,
PET: 폴리에틸렌테레프탈레이트.
<실시예 3>
(a) 복합 편광판의 제작
폴리비닐알코올에 요오드가 흡착 배향되어 있는 편광자의 한쪽면에는, 투명 보호층으로서 두께 80 ㎛의 트리아세틸셀룰로오스 필름(KC8UX2MW, 코니카 미놀타 옵토(주) 제조)을 편광자의 반대면에는, 환상 올레핀계 수지로 이루어지는 두께 약 40 ㎛의 위상차 필름(니혼 제온(주)로부터 입수; R0=80 nm, Rth=110 nm)을 배치하여 복합 편광판을 제작하였다. 이 때, 우선 위상차 필름의 접착면측에 적산 조사량 1680 J의 조건으로 코로나 방전 처리를 실시하고, 이어서 이 위상차 필름의 접착면 및 트리아세틸셀룰로오스로 이루어지는 보호 필름의 접착면에 각각 에폭시계 자외선 경화형 접착제를 도공하고, 편광자와 접합하였다. 이어서, 퓨전 유브이 시스템즈사 제조의 자외선 조사 시스템을 이용하여, 출력 300 mW, 조사량 300 mJ의 조건으로 위상차 필름측으로부터 자외선을 조사하고, 접착제를 경화시켰다. 또한, 그 위상차 필름측에 두께 약 15 ㎛의 아크릴계 점착제 C(저장 탄성률: 23 ℃에서 0.11 MPa, 80 ℃에서 0.06 MPa)로 이루어지는 점착제층을 설치하여, 점착제가 부착된 복합 편광판으로 하였다. 점착제층의 외측에는 별도의 필름이 접합된 점착제가 부착된 복합 편광판을 제작했지만, 그 별도의 필름을 제외하고 점착제가 부착된 복합 편광판의 두께는 170.6 ㎛였다.
(b) 액정 패널의 제작
TN 모드의 액정셀을 얻는 치메이 전자 제조의 액정 텔레비젼 "CMV937A"를 분해하여 액정 패널을 제거하고, 그의 액정 패널에 있어서 액정셀의 양면에 접착된 편광판을 박리하고, 대신에 상기 (a)에서 제작한 점착제가 부착된 복합 편광판으로부터 별도의 필름을 박리한 것을, 양면 모두 그의 투과축이 액정셀의 러빙 방향과 직교하도록 점착제층측에서 접합하여(이 배치는 O 모드라 함), 액정 패널을 제작하였다. 이 때의 층 구성 및 축 관계는, 도 1에 나타내는 바와 같다.
여기서 이용한 TN 모드 액정셀의 면내 위상차값은 410 nm였다. 따라서, 환상 올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름의 면내 위상차값 R0 및 두께 방향 위상차값 Rth와, TN 모드 액정셀의 면내 위상차값 Rc와의 관계는 R0/Rc=80/410=0.20, Rth/Rc=110/410=0.27이었다.
(c) 액정 표시 장치의 조립과 평가
액정 패널을 상기 (b)에서 제작한 것 대신에, 그 밖에는 분해 전의 액정 텔레비젼과 동일한 상태로 액정 표시 장치를 조립하였다. 이 액정 표시 장치를 작동시키고, 엘딤(ELDIM)사 제조의 액정 시야각 측정 장치 "EZ Contrast 88XL"을 이용하여, 화면 가로 방향의 콘트라스트가 100 이상이 되는 각도를 측정하였다. 여기서 콘트라스트는, 흑색 표시시의 휘도에 대한 백색 표시시의 휘도의 비이다. 또한, 화면 가로 방향의 콘트라스트가 100 이상이 되는 각도란, 도 2에 나타내는 액정 패널의 단면 모식도에 있어서, 액정 패널 (60)의 표시면 (61)에 대한 법선 방향 (62)를 중심으로 콘트라스트의 측정 위치를 화면의 좌우로 기울였을 때에, 화면 우측에서 콘트라스트가 100이 되는 방향과, 화면 좌측에서 콘트라스트가 100이 되는 방향과의 이루는 각도 (63)을 말하며, 여기서는 화면을 상하로 2분할하는 위치(세로 방향 중앙부)에서 화면을 좌우로 기울인 방향에서 보았을 때의 콘트라스트를 측정하였다. 결과를 하기 표 2에 나타낸다. 표 2에서는, 상기한 콘트라스트가 100 이상이 되는 각도를 "CR100 이상의 시야각"이라 표시하였다.
<실시예 4>
환상 올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름으로서, R0이 60 nm이고, Rth가 70 nm인 것을 사용한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여 액정 패널을 제작하고, 추가로 액정 표시 장치를 조합하여 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
<실시예 5>
환상 올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름으로서, R0이 60 nm이고, Rth가 90 nm인 것을 사용한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여 액정 패널을 제작하고, 추가로 액정 표시 장치를 조립하여 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
<실시예 6>
환상 올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름으로서, R0이 60 nm이고, Rth가 110 nm인 것을 사용한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여 액정 패널을 제작하고, 추가로 액정 표시 장치를 조립하여 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
<실시예 7>
환상 올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름으로서 R0이 110 nm이고, Rth가 150 nm인 것을 사용한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여 액정 패널을 제작하고, 추가로 액정 표시 장치를 조립하여 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
<실시예 8>
환상 올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름으로서, R0이 140 nm이고, Rth가 125 nm인 것을 사용한 것 이외에는 실시예 3과 동일하게 하여 액정 패널을 제작하고, 추가로 액정 표시 장치를 조립하여 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
<실시예 9>
환상 올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름으로서, R0이 90 nm이고, Rth가 130 nm인 것을 사용한 것과, TN 모드의 액정셀을 구비하는 (주)도시바 제조의 액정 텔레비젼 "REGZA19A3500"(전압 무인가시의 액정셀의 면내 위상차값은 460 nm)을 사용한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여 액정 패널을 제작하고, 추가로 액정 표시 장치를 조립하여 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
<실시예 10>
트리아세틸셀룰로오스 필름 대신에, 두께가 약 38 ㎛이고 헤이즈가 2.3 ％인 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(배향 주축의 변형의 최대값은 4.5도, 면내 위상차값 R0은 2245 nm)을 이용하고, 이 필름의 편광자와의 접착면측에 적산 조사량 1680 J의 조건으로 코로나 방전 처리를 실시한 후, 접착제를 도공한 것 이외에는, 실시예 3의 (a)와 마찬가지로 하여 점착제가 부착된 복합 편광판을 제작하였다. 이 점착제가 부착된 복합 편광판은, 별도의 필름을 제외한(점착제층은 포함함) 두께가 129.1 ㎛였다. 이 복합 편광판을 이용하는 것 이외에는, 실시예 3의 (b)와 마찬가지로 하여 액정 패널을 제작하고, 추가로 실시예 3의 (c)와 마찬가지로 액정 표시 장치를 조립하여 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
<실시예 11>
트리아세틸셀룰로오스 필름 대신에 두께가 약 23 ㎛이고 헤이즈가 0 ％인 무배향의 환상 올레핀계 수지 필름(니혼 제온(주)로부터 입수; 면내 위상차값 R0=1.3 nm, 두께 방향 위상차값 Rth=2.6 nm)을 이용하고, 그 밖에는 실시예 3의 (a)와 마찬가지로 하여 점착제가 부착된 복합 편광판을 제작하였다. 이 점착제가 부착된 복합 편광판은, 별도의 필름을 제외한(점착제층은 포함함) 두께가 114.1 ㎛였다. 이 복합 편광판을 액정셀의 리어측(백 라이트측)에 접합하고, 실시예 11에서 제작한 복합 편광판을 액정셀의 프론트측(시인측)에 접합하고, 그 밖에는 실시예 3의 (b)와 마찬가지로 하여 액정 패널을 제작하고, 추가로 실시예 3의 (c)와 마찬가지로 액정 표시 장치를 조립하여 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
<비교예 5>
환상 올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름 대신에 트리아세틸셀룰로오스 필름에 디스코틱 액정이 배향 고정되어 있는 광학 보상 필름(후지 필름(주) 제조의"EA-WV")을 사용한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여 복합 편광판을 제작하고, 추가로 액정 표시 장치를 조립하여 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
<비교예 6>
환상 올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름 대신에, 두께 80 ㎛의 트리아세틸셀룰로오스 필름(코니카 미놀타 옵토(주) 제조의 "KC8UX2MW")을 사용한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여 액정 패널을 제작하고, 추가로 액정 표시 장치를 조립하여 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
<비교예 7>
환상 올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름으로서, R0이 55 nm이고, Rth가 124 nm인 것을 사용한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여 액정 패널을 제작하고, 액정 표시 장치로서 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
<비교예 8>
환상 올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름으로서, R0이 60 nm이고, Rth가 220 nm인 것을 사용한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여 액정 패널을 제조하고, 추가로 액정 표시 장치를 조립하여 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
이상의 실시예 3 내지 11 및 비교예 5 내지 8에 있어서의 주된 구성과 결과를 표 2에 통합하였다.
Figure pat00019
표 2 중, "투명 보호층"의 란에 있는 "TAC", "PET" 및 "COP"는 각각 이하의 수지를 의미한다.
TAC: 트리아세틸셀룰로오스,
PET: 폴리에틸렌테레프탈레이트,
COP: 환상 올레핀계 수지.
<실시예 12>
실시예 3에서 제작한 액정 패널을 80 ℃로 설정된 열풍 순환 오븐에 세워 설치하였다. 300 시간 경과한 후, 그의 액정 패널을 취출하여 실온까지 냉각하고, 액정 표시 장치에 조립하여 작동시켰다. 화상을 흑색 표시로 하여 관찰한 바, 화면상 어디에도 광이 누설되는 개소는 확인되지 않았다.
<비교예 9>
비교예 5에서 제작한 액정 패널을 실시예 12와 마찬가지로 하여 열풍 순환 오븐에 설치하고, 동일한 시간 경과 후에 취출하여 실온까지 냉각하고, 이어서 액정 표시 장치에 조립하여 작동시켰다. 화상을 흑색 표시로 하여 관찰한 바, 화면의 4변을 따라서 광이 누설되는 개소가 확인되었다.

Claims (8)

  1. 투명 보호층과, 편광자와, 올레핀계 수지로 이루어지는 2축성의 위상차 필름과, 점착제층을 이 순서대로 적층하여 이루어지는 복합 편광판이며,
    상기 올레핀계 수지로 이루어지는 2축성의 위상차 필름은 파장 590 nm의 광에서 측정되는 면내 지상축 방향, 면내 진상축 방향 및 두께 방향의 굴절률을 각각 nx, ny 및 nz로 했을 때에, 하기 화학식 I로 정의되는 면내 위상차값 R0이 40 내지 150 nm이고, 하기 화학식 II로 정의되는 두께 방향의 위상차값 Rth가 50 내지 250 nm이며, 하기 화학식 III으로 정의되는 Nz 계수가 1 초과 7 이하이고,
    상기 점착제층은 23 내지 80 ℃에서 0.15 내지 10 MPa의 저장 탄성률을 나타내는 복합 편광판.
    <화학식 I>
    Figure pat00020

    <화학식 II>
    Figure pat00021

    <화학식 III>
    Figure pat00022
  2. TN 모드 액정셀의 양면에 제1항에 기재된 복합 편광판이 상기 점착제층을 통해 접합된 TN 모드 액정 패널.
  3. 투명 보호층과, 편광자와, 올레핀계 수지로 이루어지는 2축성의 위상차 필름과, 점착제층을 이 순서대로 적층하여 이루어지는 복합 편광판이, TN 모드 액정셀의 양면에, 상기 복합 편광판의 상기 위상차 필름측이 상기 액정셀측에 대향하도록 적층되어 이루어지고,
    상기 올레핀계 수지로 이루어지는 2축성의 위상차 필름은 파장 590 nm의 광에서 측정되는 면내 지상축 방향, 면내 진상축 방향 및 두께 방향의 굴절률을 각각 nx, ny 및 nz로 했을 때에, 하기 화학식 I로 정의되는 면내 위상차값 R0이 40 내지 150 nm이고, 하기 화학식 II로 정의되는 두께 방향의 위상차값 Rth가 50 내지 250 nm이며, 하기 화학식 III으로 정의되는 Nz 계수가 1 초과 7 이하이고,
    <화학식 I>
    Figure pat00023

    <화학식 II>
    Figure pat00024

    <화학식 III>
    Figure pat00025

    상기 액정셀의 전압 무인가시의 면내 위상차값을 Rc로 했을 때에, 하기 수학식 1 및 2를 만족시키는 TN 모드 액정 패널.
    <수학식 1>
    Figure pat00026

    <수학식 2>
    Figure pat00027
  4. 제3항에 있어서, 상기 위상차 필름이 환상 올레핀계 수지로 이루어지는 TN 모드 액정 패널.
  5. 제3항에 있어서, 상기 액정셀의 적어도 한쪽면에 배치되는 복합 편광판에 있어서의 상기 투명 보호층이, 연신되고, 20 내지 50 ㎛의 두께를 가지며, 0.1 내지 40 ％의 헤이즈값을 가지는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 TN 모드 액정 패널.
  6. 제3항에 있어서, 상기 액정셀의 한쪽면에 배치되는 복합 편광판에 있어서의 상기 투명 보호층이, 연신되어 있지 않고, 15 내지 25 ㎛의 두께를 가지는 환상 올레핀계 수지 필름으로 이루어지는 TN 모드 액정 패널.
  7. 제3항에 있어서, 상기 편광자와 상기 투명 보호층 및/또는 상기 편광자와 상기 위상차 필름이 무용제형의 에폭시계 접착제로 접착되어 있는 TN 모드 액정 패널.
  8. 제7항에 있어서, 상기 무용제형의 에폭시계 접착제는 활성 에너지선의 조사에 의한 양이온 중합으로 경화하는 것인 TN 모드 액정 패널.
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