KR20160034215A - 점착제층 부착 편광판 - Google Patents

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KR20160034215A
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신스케 아키즈키
유우스케 도야마
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

단차 추종성이 뛰어나고 거의 휘지 않는 박형의 점착제층 부착 편광판이 제공된다. 본 발명의 점착제층 부착 편광판은 보호 필름, 편광막, 및 점착제층을 이 순서대로 포함하고, 점착제층 부착 편광판은 총 두께가 90㎛ 이하이고, 편광막은 두께가 13㎛ 이하이고, 점착제층은 두께가 12㎛ ~ 25㎛ 이며, 그리고 점착제층에 500g 의 하중을 1시간 가했을 때의 크리프량은 80㎛/h ~ 260㎛/h 이다.

Description

점착제층 부착 편광판{POLARIZING PLATE WITH PRESSURE-SENSITIVE ADHESIVE LAYER}
발명의 배경
본 출원은 35 U.S.C. 섹션 119 하에서 2014년 9월 19일에 출원된 일본 특허 출원 제 2014-191680호에 대해 우선권을 주장하며, 이는 참조로써 본 명세서에서 원용된다.
발명의 분야
본 발명은 점착제층 부착 편광판에 관한 것이다.
최근, 화상 표시 장치, 특히 모바일 용도의 화상 표시 장치의 박형화가 진행되어, 화상 표시 장치에 사용되는 편광판의 박형화에 대한 요구가 높아지고 있다. 편광판의 박형화의 수단은, 예를 들어, 1매의 보호 필름으로 편광막을 보호하는 것을 수반하는 방법을 들 수 있다 (예를 들어, 일본 특허 5332599호). 그러나, 이와 같은 구성의 편광판, 즉, 한쪽 편이 보호된 편광막을 포함하는 편광판을 임의의 다른 부재에 첩합한 경우, 하기의 문제가 생긴다. 휨 (warping) 이 발생하여 휘어진 상태가 생겨, 불필요한 박리 또는 편광막의 흡수축 방향에 있어서 편광판 단부에서의 외관 이상이 야기된다. 이와 같은 현상은, 모바일 용도의 화상 표시 장치의 옥외 사용을 포함하여 장치가 사용되는 환경의 다양화에 수반해, 화상 표시 장치가 가혹한 환경하 (예를 들어, 고온 고습하) 에서 빈번하게 사용되는 요즈음 상황에서 특히 문제가 된다.
또, 박형 편광판으로서 하기 구성의 편광판이 제안되어 있다 (예를 들어, 국제 특허 공개 WO2009/069799A). 편광막 보호를 위한 보호 필름이 배열되지 않고, 점착제층이 편광막 상에 직접 형성되어 편광판이 임의의 다른 부재에 첩합될 수 있다. 그러나, 국제 특허 공개 WO2009/069799A 에 기재되는 편광판은 단차 추종성이 나빠서, 요철면 (예를 들어, 패턴면을 갖는 도전 필름 등의 광학 필름 또는 액정 표시 패널의 프레임부에 상당하는 차광층 에 의한 단차) 과의 밀착성에 대한 문제가 있다. 단차 추종성이 나쁜 편광판을 사용한 경우, 외관 불량이 생기기 쉽고, 이 문제는 편광판의 박형화와 연관되어 또한 현저하게 된다. 또, 국제 특허 공개 WO2009/069799A 에 기재된 편광판을, 기포의 발생없이 첩합하는 것이 곤란하다는 문제도 있다.
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 본 발명의 주된 목적은 단차 추종성이 우수하고 잘 휘지 않는 박형의 점착제층 부착 편광판 (보다 구체적으로는, 편광막의 한쪽 편에만 보호 필름이 배치된 편광판) 을 제공하는 것이다.
본 발명의 점착제층 부착 편광판은 보호 필름, 편광막, 및 점착제층을 이 순서대로 포함하고, 점착제층 부착 편광판은 총 두께가 90㎛ 이하이고, 편광막은 두께가 13㎛ 이하이고, 점착제층은 두께가 12㎛ ~ 25㎛ 이며, 그리고 점착제층에 500g 의 하중을 1시간 가했을 때의 크리프량은 80㎛/h ~ 260㎛/h 이다.
본 발명의 하나의 실시형태에서, 점착제층은 (메타)아크릴계 점착제를 포함한다.
본 발명의 하나의 실시형태에서, 점착제층 부착 편광판의 점착면을 무알칼리 유리에 첩합하고, 그 결과물을 70℃ 분위기하에서 200시간 방치했을 때의, 편광막의 흡수축 방향에서의 점착제층 부착 편광판의 수축율이 0.4% 이하이다.
본 발명의 하나의 실시형태에서, 보호 필름의 두께는 5㎛ ~ 55㎛ 이다.
본 발명의 하나의 실시형태에서, 점착제층 부착 편광판은 총 두께가 90㎛ 이하이다.
본 발명의 하나의 실시형태에서, 점착제층은 베이스 폴리머와 복수종의 가교제를 포함하는 점착제로 형성되고; 그리고 복수의 가교제 각각은 과산화물계 가교제, 에폭시계 가교제 및 이소시아네이트계 가교제 중 하나를 포함한다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 광학 적층체가 제공된다. 광학 적층체는 점착제층 부착 편광판, 및 점착제층 부착 편광판의 점착제층 상에 배열된 광학 필름을 포함한다.
본 발명의 하나의 실시형태에서, 광학 필름은 휘도 향상 필름을 포함한다.
본 발명의 실시형태에 의하면, 보호 필름, 두께가 13㎛ 이하인 편광막, 및 특정의 두께 및 특정의 크리프량을 갖는 점착제층을 이 순서대로 배열하며, 이로써 보호 필름을 1매만 사용하는 박형의 점착제층 부착 편광판을 얻고, 이와 같은 구성이면서도 고온하에서 또는 고온 고습하에서 거의 휘지 않는 점착제층 부착 편광판을 얻을 수 있다. 본 발명의 실시형태에 의한 점착제층 부착 편광판은 거의 휘지 않으므로, 불필요한 박리, 층간 박리 및 발포가 방지된다. 또, 외관 이상, 구체적으로는, 편광판 단부에 생기는 외관 이상, 요철면 (예를 들어, 패널의 요철면) 에 첩합했을 때에 생기는 외관 이상, 미세한 이물질에 의한 그 오염시 생기는 외관 이상 등이 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 점착제층 부착 편광판의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 광학 적층체의 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명의 광학 적층체에 사용되는 직선 편광 분리 필름의 일례를 나타낸 개략 사시도이다.
도 4는 실시예에 있어서의 단차 추종성의 평가방법을 설명하는 개략도이다.
A. 점착제층 부착 편광판의 전체 구성
도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 점착제층 부착 편광판의 개략 단면도이다. 도 1의 점착제층 부착 편광판 (100) 은 보호 필름 (10), 편광막 (20), 및 점착제층 (30) 을 이 순서대로 포함한다. 본 발명의 점착제층 부착 편광판은 보호 필름을 1매만 포함한다. 도시되지 않지만, 보호 필름 (10) 과 편광막 (20) 은 임의의 적절한 접착제층을 개재하여 적층될 수도 있다. 편광막 (20) 의 두께는 13㎛ 이하이다. 점착제층 (30) 의 두께는 12㎛ ~ 25㎛ 이다. 또, 도시되지 않지만, 본 발명의 점착제층 부착 편광판은 임의의 적절한 다른 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 편광판은 보호 필름의 편광막측의 표면에 앵커층을 포함할 수도 있다. 점착제층 부착 편광판의 총 두께는 90㎛ 이하이다.
본 발명에서, 보호 필름, 편광막, 및 점착제층이 이 순서대로 배열되며, 편광막 및 점착제층의 두께는 상술된 특정의 두께로 설정되며, 이로써 조그만 휘는 점착제층 부착 편광판이 얻어질 수 있다. 이와 같은 점착제층 부착 편광판에서, 임의의 다른 부재에의 그 첩합시 고온 고습하에 있어서의 박리, 층간 박리 및 발포가 방지되고, 그리고 편광판 단부에 생기는 외관 이상이 방지될 수 있다. 게다가, 본 발명에서는, 후술되는 바와 같이, 점착제층의 크리프량을 특정 범위 (80㎛/h ~ 260㎛/h) 로 설정하여, 단차 추종성이 뛰어난 점착제층 부착 편광판을 제공할 수 있다. 단차 추종성이 충분하지 않은 편광판의 박형화가 진행됨에 따라, 요철면에의 그 첩합시 외관 불량 등이 보다 현저하게 되는 경향이 있다. 하지만, 본 발명의 점착제층 부착 편광판은, 편광판이 단차 추종성이 뛰어나기 때문에, 외관 불량 등의 발생을 억제하면서 박형화 (구체적으로는, 상기한 바와 같이 90㎛ 이하) 될 수 있다.
본 발명의 점착제층 부착 편광판의 총 두께는 90㎛ 이하이며, 바람직하게는 30㎛ ~ 80㎛ 이며, 더욱 바람직하게는 40㎛ ~ 70㎛ 이다. 본 발명에서, 편광판이 박형인 경우라도, 편광판은 상기한 바와 같이 단차 추종성이 뛰어나기 때문에, 요철면에의 그 첩합시 외관이 뛰어나다.
점착제층 부착 편광판의 점착면을 무알칼리 유리에 부착하고, 그 결과물을 70℃ 분위기하에서 200시간 방치했을 때의, 편광막의 흡수축 방향에 있어서의 점착제층 부착 편광판의 수축율은 바람직하게는 0.4% 이하이며, 보다 바람직하게는 0.3% 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.2% 이하이다. 수축율이 이와 같은 범위이면, 조그만 휘는 편광판을 얻으며, 편광판에 있어서 단부에 생기는 외관 이상이 방지될 수 있다.
B. 편광막
편광막의 두께는 13㎛ 이하이며, 바람직하게는 8㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 7㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 6㎛ 이하이다. 이와 같이 얇은 편광막을 사용하여, 박형의 점착제층 부착 편광판을 제공할 수 있다. 또, 편광막의 수축 응력을 억제함으로써, 조그만 휘는 점착제층 부착 편광판을 얻을 수 있다. 한편, 편광막의 두께는 바람직하게 1㎛ 이상이며, 보다 바람직하게 2㎛ 이상이다.
편광막의 25℃ 에서의 탄성률은 바람직하게 1,000 MPa ~ 10,000 MPa이며, 보다 바람직하게 2,000 MPa ~ 7,000 MPa이며, 더욱 바람직하게 2,500 MPa ~ 4,000 MPa이다. 탄성률이 이와 같은 범위이면, 조그만 휘어진 점착제층 부착 편광판을 얻을 수 있다. 편광막의 탄성률은 예를 들어 편광막을 구성하는 재료의 선택 및 편광막을 제조할 때의 연신 배율에 의해 조정될 수도 있다. 탄성률은 JIS K 7127의 인장 시험법에 준하여 측정될 수 있음에 유의해야 한다. 구체적으로는, 하기 조건하에서 탄성률이 측정될 수도 있다.
탄성률 (그래프의 기울기) 의 결정시 가로축: 스트레인 (%)
탄성률 (그래프의 기울기) 의 결정시 세로축: 인장 응력 σ (MPa=N/㎟) =F/시험편의 초기 단면적 A (㎟)
탄성률 (그래프의 기울기) 의 결정시 범위: 스트레인 범위 0.05% ~ 0.25% 에서의 선형 회귀
시험편 형상: 띠형상 (길이: 100 mm, 폭: 50 mm)
척 사이 거리: 100 mm
편광막의 그 흡수축 방향에서의 선팽창 계수는 바람직하게 -50×10-5/℃ 이상이며, 보다 바람직하게는 -10×10-5/℃ 이상이다. 편광막은 후술되는 바와 같이 연신에 의해 형성되기 때문에, 편광막은 부의 선팽창 계수를 나타낸다 (즉, 온도 상승에 수반하여 수축한다). 편광막의 선팽창 계수의 절대치는 가능한 한 작은 것이 바람직하지만, 편광막의 흡수축 방향의 선팽창 계수의 상한은, 예를 들어, -1.0×10-5/℃ 이하이며, 하나의 실시형태에서는, -4.0×10-5/℃ 이하이다. 선팽창 계수는 JIS K 7197 에 준하여 결정되는 것임에 유의해야 한다.
편광막은 바람직하게 380 nm ~ 780 nm 파장 범위의 임의의 파장에서 흡수 이색성을 나타낸다. 편광막은 단체 (single axis) 투과율이 바람직하게 40.0% 이상, 보다 바람직하게 41.0% 이상, 더욱 바람직하게 42.0% 이상, 특히 바람직하게 43.0% 이상이다. 편광막은 편광도가 바람직하게 99.8% 이상이며, 보다 바람직하게 99.9% 이상이며, 더욱 바람직하게 99.95% 이상이다.
편광막은 바람직하게 요오드계 편광막이다. 보다 상세하게는, 편광막은 요오드를 포함하는 폴리비닐알코올계 수지 (이하, "PVA계 수지"라고 칭한다) 필름으로 구성될 수도 있다.
PVA계 수지 필름을 형성하는 PVA계 수지로서 임의의 적절한 수지가 채용될 수 있다. 수지의 예들은 폴리비닐알코올 및 에틸렌-비닐 알코올 공중합체를 포함한다. 폴리비닐알코올은 폴리아세트산 비닐을 비누화함으로써 얻어진다. 에틸렌-비닐 알코올 공중합체는 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체를 비누화함으로써 얻어진다. PVA계 수지의 비누화도는 통상 85 몰% ~ 100 몰% 이며, 바람직하게 95.0 몰% ~ 99.95 몰% 이며, 더욱 바람직하게 99.0 몰% ~ 99.93 몰% 이다. 비누화도는 JIS K 6726-1994 에 준하여 결정될 수 있다. 이와 같은 비누화도의 PVA계 수지를 사용하여, 내구성이 뛰어난 편광막을 제공할 수 있다. 비누화도가 너무 높은 경우에는, 겔화가 발생할 수도 있다.
PVA계 수지의 평균 중합도는 목적에 따라 적절히 선택될 수 있다. 평균 중합도는 통상 1,000 ~ 10,000이며, 바람직하게는 1,200 ~ 5,000이며, 더욱 바람직하게는 1,500 ~ 4,500이다. 평균 중합도는 JIS K 6726-1994에 준하여 결정될 수도 있음에 유의해야 한다.
편광막의 제조 방법은, 예를 들어, PVA계 수지 필름 단독을 연신 및 염색하는 것을 포함하는 방법 (I), 또는 수지 기재와 폴리비닐알코올계 수지층을 갖는 적층체 (i) 을 연신 및 염색하는 것을 포함하는 방법 (II) 이다. 방법 (I) 의 상세한 설명은, 당업계에서 주지된 관용의 방법이기 때문에 생략한다. 제조 방법 (II) 은 바람직하게 수지 기재와 그 수지 기재의 한쪽 편에 형성된 폴리비닐알코올계 수지층을 갖는 적층체 (i) 를 연신 및 염색하여, 그 수지 기재 위에 편광막을 제조하는 단계를 포함한다. 적층체 (i) 는 수지 기재 위에 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 도포액을 도포하고, 그 도포액을 건조함으로써 형성될 수도 있다. 또, 적층체 (i) 는 폴리비닐알코올계 수지막을 수지 기재 위에 전사함으로써 형성될 수도 있다. 예를 들어, 일본 공개특허공보 2012-73580호에 제조 방법 (II) 에 대한 상세가 기재되어 있고, 본 명세서에 참고로서 원용된다.
C. 보호 필름
보호 필름으로서 임의의 적절한 수지 필름이 채용될 수도 있다. 보호 필름의 형성 재료로서는, 예를 들어, 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 등의 셀룰로오스계 수지; 노르보르넨계 수지등의 시클로올레핀계 수지; 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지; 폴리에스테르계 수지; 및 (메타)아크릴계 수지를 들 수 있다. 용어 "(메타)아크릴계 수지"는 아크릴계 수지 및/또는 메타크릴계 수지를 말하는 것임에 유의해야 한다.
하나의 실시형태에서, (메타)아크릴계 수지로서 글루타르아미드 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지가 사용된다. 글루타르아미드 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지 (이하, 글루타르아미드 수지라고 칭하는 경우가 있다) 는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2006-309033호, 일본 공개특허공보 2006-317560호, 일본 공개특허공보 2006-328329호, 일본 공개특허공보 2006-328334호, 일본 공개특허공보 2006-337491호, 일본 공개특허공보 2006-337492호, 일본 공개특허공보 2006-337493호, 일본 공개특허공보 2006-337569호, 일본 공개특허공보 2007-009182호, 일본 공개특허공보 2009-161744호, 일본 공개특허공보 2010-284840호에 기재되어 있다. 그 개시는 본 명세서에 참고로서 원용된다.
수지 필름은 임의의 적절한 방법에 의해 제막된다. 제막 방법의 예는 용융 압출법, 용액 캐스트법, 캘린더법, 및 압축 성형법을 포함한다. 그 중에서도, 용융 압출법이 바람직하다. 또, 수지 필름은 연신 처리될 수도 있다.
보호 필름 및 편광막은 임의의 적절한 접착제층을 개재하여 적층된다. 편광막의 제조시에 사용된 수지 기재는, 보호 필름과 편광막의 적층 이전 또는 적층 이후에 박리될 수도 있다.
보호 필름의 두께는 바람직하게 5㎛ ~ 55㎛ 이며, 보다 바람직하게 10㎛ ~ 50㎛ 이며, 더욱 바람직하게 15㎛ ~ 45㎛ 이다. 두께가 이와 같은 범위이면, 조그만 휘어진 점착제층 부착 편광판을 얻을 수 있다. 보호 필름은 각종 표면 처리가 될 수도 있음에 유의해야 한다.
보호 필름의 25℃ 에서의 탄성률은 바람직하게 1,000 MPa ~ 10,000 MPa이며, 보다 바람직하게는 1,200 MPa ~ 5,000 MPa이며, 더욱 바람직하게는 1,300 MPa ~ 4,000 MPa이다. 탄성률이 이와 같은 범위이면, 조그만 휘어진 점착제층 부착 편광판을 얻을 수 있다.
보호 필름의 선팽창 계수는 바람직하게 0/℃ 보다 크고, 보다 바람직하게는 1.0×10-6/℃ ~ 50×10-6/℃ 이며, 더욱 바람직하게는 4.0×10-6/℃ ~ 10×10-6/℃ 이다. 선팽창 계수가 이와 같은 범위이면, 조그만 휘어진 점착제층 부착 편광판을 얻을 수 있다. 보호 필름이 이방성을 갖는 경우, 용어 "보호 필름의 선팽창 계수"는 보호 필름 제조시의 기계 방향 (MD, 점착제층 부착 편광판에 있어서의 편광막의 흡수축 방향) 의 선팽창 계수를 의미하는 것임에 유의해야 한다.
보호 필름의 투습도는 바람직하게 1,000 g/㎡/24h 이하이며, 보다 바람직하게 100 g/㎡/24h 이하이며, 더욱 바람직하게 90 g/㎡/24h 이하이다. 투습도가 이와 같은 범위이면, 편광막의 수분에 의한 열화를 방지할 수 있다. "투습도"는 JIS Z 0208의 투습도 시험 (컵법) 에 준거하여 온도 40℃ 및 습도 92%RH 의 분위기에서 면적 1 ㎡ 의 시료를 24시간 내에 통과하는 수증기량 (g) 을 측정하여 결정된 값임에 유의해야 한다.
D. 점착제층
본 발명의 점착제층 부착 편광판은, 편광막의 보호 필름과는 반대측의 면, 즉, 최외측에 점착제층을 포함하고, 그 점착제층을 개재하여 임의의 다른 부재에 첩합할 수 있다.
점착제층에 500g의 하중을 1시간 가했을 때의 크리프량은 80㎛/h ~ 260㎛/h 이며, 바람직하게는 100㎛/h ~ 200㎛/h 이다. 이와 같은 범위의 크리프량을 나타내는 점착제층을 포함하는 점착제층 부착 편광판에서는, 온도 변화와 함께 점착제층과 편광막이 동조하여 변형할 수 있다. 그 때문에, 편광막에 가해진 스트레스를 완화할 수 있어, 밀착성이 뛰어난 점착제층 부착 편광판을 얻을 수 있다. 또, 점착제층의 크리프량이 이 범위 내에 있다면, 단차 추종성이 뛰어난 점착제층 부착 편광판을 얻을 수 있다. 크리프량의 구체적인 측정 방법은 후술한다.
점착제층은 점착성의 베이스 폴리머 및 가교제를 포함하는 점착제로 형성될 수도 있다. 점착제층의 크리프량은, 예를 들어, 점착제 중의 베이스 폴리머의 분자량 및 점착제중의 가교제의 첨가량에 의해 조절될 수도 있다. 보다 구체적으로, 점착제층의 크리프량은 베이스 폴리머로서 고분자량을 갖는 폴리머를 사용함으로써 및/또는 가교제의 첨가량을 증가시킴으로써 감소될 수도 있다. 또, 점착제층의 크리프량은 베이스 폴리머로서 저분자량을 갖는 폴리머를 사용함으로써 및/또는 가교제의 첨가량을 감소시킴으로써 감소될 수도 있다.
점착제층의 두께는 바람직하게 12㎛ ~ 25㎛ 이며, 보다 바람직하게 13㎛ ~ 23㎛ 이다. 두께가 이와 같은 범위이면, 박형이고 단차 추종성이 뛰어난 점착제층 부착 편광판을 얻을 수 있다.
점착제층의 25℃ 에서의 저장 탄성률은 바람직하게 0.03 MPa ~ 0.14 MPa이며, 보다 바람직하게 0.05 MPa ~ 0.13 MPa이며, 더욱 바람직하게 0.08 MPa ~ 0.13 MPa이다. 저장 탄성률이 이와 같은 범위이면, 예를 들어, 박리 및 발포를 방지할 수 있어 내구성이 뛰어난 점착제층 부착 편광판을 얻을 수 있다. 저장 탄성률은 두께 2 mm × 직경 8 mm 의 점착제층 샘플에 대해 동적점 탄성 측정을 실시하여 (예를 들어, Rheometric Scientific 제조의 "Advanced Rheometric Expansion System (ARES)": 변형 모드: 비틀림, 측정 주파수: 1 Hz, 승온 속도 5℃／분, 측정 온도: -50℃ ~ 150℃ 를 이용하여) 결정될 수도 있음에 유의해야 한다.
점착제의 예는 (메타)아크릴계 점착제, 아크릴 우레탄계 점착제, 우레탄계 점착제, 실리콘계 점착제, 및 유-무기 하이브리드 (hybrid) 계 점착제를 포함한다. 그 중에서도, 투명성 및 내구성의 관점에서 (메타)아크릴계 점착제가 바람직하다.
(메타)아크릴계 점착제의 예는, (메타)아크릴산 알킬에스테르의 1종 또는 2종 이상을 단량체 성분으로서 사용한 (메타)아크릴계 폴리머 (호모폴리머 또는 코폴리머) 가 베이스 폴리머인 (메타)아크릴계 점착제이다. (메타)아크릴산 알킬에스테르의 구체예는 (메타)아크릴산 메틸, (메타)아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 프로필, (메타)아크릴산 이소프로필, (메타)아크릴산 부틸, (메타)아크릴산 이소부틸, (메타)아크릴산 s-부틸, (메타)아크릴산 t-부틸, (메타)아크릴산 펜틸, (메타)아크릴산 헥실, (메타)아크릴산 헵틸, (메타)아크릴산 옥틸, (메타)아크릴산 2-에틸 헥실, (메타)아크릴산 이소옥틸, (메타)아크릴산 노닐, (메타)아크릴산 이소노닐, (메타)아크릴산 데실, (메타)아크릴산 이소데실, (메타)아크릴산 운데실, (메타)아크릴산 도데실, (메타)아크릴산 트리데실, (메타)아크릴산 테트라데실, (메타)아크릴산 펜타데실, (메타)아크릴산 헥사데실, (메타)아크릴산 헵타데실, (메타)아크릴산 옥타데실, (메타)아크릴산 노나데실, 및 (메타)아크릴산 에이코실 등의 (메타)아크릴산 C1-20 알킬에스테르를 포함한다. 그 중에서도, 탄소수가 4 ~ 18인 직쇄상 또는 분기상의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르가 바람직하게 사용될 수도 있다. (메타)아크릴산 알킬 에스테르 유래의 구성 단위의 함량은, 베이스 폴리머 100 중량부에 대해, 바람직하게는 60 중량부 이상이며, 보다 바람직하게는 80 중량부 이상이다.
(메타)아크릴계 폴리머는 응집력, 내열성, 가교성 등의 개질의 목적을 위해서 필요에 따라 (메타)아크릴산 알킬 에스테르와 공중합가능한 임의의 다른 단량체 성분으로부터 유래하는 구성 단위를 포함할 수도 있다. 이와 같은 단량체 성분의 예들은 아크릴산, 메타크릴산, 카르복시에틸 아크릴레이트, 카르복시펜틸 아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 및 크로톤산 등의 카르복실기 함유 모노머;무수 말레산 및 무수 이코탄산 등의 산무수물 모노머; (메타)아크릴산 하이드록시에틸, (메타)아크릴산 하이드록시프로필, (메타)아크릴산 하이드록시부틸, (메타)아크릴산 하이드록시헥실, (메타)아크릴산 하이드록시옥틸, (메타)아크릴산 하이드록시데실, (메타)아크릴산 하이드록시라우릴, 및 (4-하이드록시 메틸시클로헥실)메틸 메타크릴레이트 등의 히드로키실기함유 모노머; 및 스티렌 술폰산, 알릴 술폰산, 2-(메타)아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, (메타)아크릴아미드프로판술폰산, 술포프로필 (메타)아크릴레이트, 및 (메타)아크릴로일옥시나프탈렌술폰산 등의 술폰산기 함유 모노머를 포함한다.
또, 점착 특성, 내구성, 위상차 제어, 굴절률 제어 등의 관점으로부터, 페녹시에틸 (메타)아크릴레이트 또는 벤질 (메타)아크릴레이트와 같은 방향족 환을 함유하는 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있다. 방향족 환을 함유하는 알킬 (메타)아크릴레이트를 중합하여 얻은 폴리머는 상기 예시된 (메타)아크릴계 폴리머와 혼합하여 사용할 수도 있다. 투명성의 관점에서, 방향족 환을 함유하는 알킬 (메타)아크릴레이트는, 알킬 (메타)아크릴레이트와 공중합하여 사용하는 것이 바람직하다.
또, 특성 개질을 위한 모노머로서, 예를 들어, (메트)아크릴아미드, N,N-디메틸(메트)아크릴아미드, N-부틸(메트)아크릴아미드, N-메틸롤(메트)아크릴아미드, 또는 N-메틸롤프로판(메트)아크릴아미드 등의 (N-치환) 아미드계 모노머; (메트)아크릴산아미노에틸, (메트)아크릴산N,N-디메틸아미노에틸, 또는 (메트)아크릴산t-부틸아미노에틸 등의 (메트)아크릴산알킬아미노알킬계 모노머; (메트)아크릴산메톡시에틸, 또는 (메트)아크릴산에톡시에틸 등의 (메트)아크릴산알콕시알킬계 모노머; N-(메트)아크릴로일옥시메틸렌숙신이미드, N-(메트)아크릴로일-6-옥시헥사메틸렌숙신이미드, N-(메트)아크릴로일-8-옥시옥타메틸렌숙신이미드, 또는 N-아크릴로일모르폴린 등의 숙신이미드계 모노머; N-시클로헥실말레이미드, N-이소프로필말레이미드, N-라우릴말레이미드, N-페닐말레이미드 등의 말레이미드계 모노머; N-메틸이타콘이미드, N-에틸이타콘이미드, N-부틸이타콘이미드, N-옥틸이타콘이미드, N-2-에틸헥실이타콘이미드, 또는 N-시클로헥실이타콘이미드, N-라우릴이타콘이미드 등의 이타콘이미드계 모노머를 들 수 있다.
또, 특성 개질을 위한 모노머로서, 예를 들어, 아세트산비닐, 프로피온산비닐, N-비닐피롤리돈, 메틸비닐피롤리돈, 비닐피리딘, 비닐피페리돈, 비닐피리미딘, 비닐피페라진, 비닐피라진, 비닐피롤, 비닐이미다졸, 비닐옥사졸, 비닐모르폴린, N-비닐카르복실산아미드류, 스티렌, α-메틸스티렌, 및 N-비닐카프로락탐 등의 비닐계 모노머; 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴 등의 시아노아크릴레이트계 모노머; (메트)아크릴산글리시딜 등의 에폭시기 함유 아크릴계 모노머; (메트)아크릴산폴리에틸렌글리콜, (메트)아크릴산폴리프로필렌글리콜, (메트)아크릴산메톡시에틸렌글리콜, 및 (메트)아크릴산메톡시폴리프로필렌글리콜 등의 글리콜계 아크릴에스테르 모노머; 및 (메트)아크릴산테트라하이드로푸르푸릴, 불소화 (메트)아크릴레이트, 실리콘 (메트)아크릴레이트 및 2-메톡시에틸아크릴레이트 등의 아크릴산에스테르계 모노머도 사용할 수 있다. 또한, 예를 들어, 이소프렌, 부타디엔, 이소부틸렌, 및 비닐에테르를 들 수 있다.
또한, 상기 이외의 공중합가능한 모노머로서, 예를 들어, 규소 원자를 함유하는 실란계 모노머 등을 들 수 있다. 실란계 모노머의 예는 3-아크릴옥시프로필트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 4-비닐부틸트리메톡시실란, 4-비닐부틸트리에톡시실란, 8-비닐옥틸트리메톡시실란, 8-비닐옥틸트리에톡시실란, 10-메타크릴로일옥시데실트리메톡시실란, 10-아크릴로일옥시데실트리메톡시실란, 10-메타크릴로일옥시데실트리에톡시실란, 및 10-아크릴로일옥시데실트리에톡시실란을 포함한다.
하나의 실시형태에서, 베이스 폴리머는 카르복실기 함유 모노머로부터 유래하는 구성 단위를 실질적으로 포함하지 않는다. 이와 같은 베이스 폴리머를 이용하면, 피착체의 열화를 억제할 수 있는 점착제층 부착 편광판을 제공할 수 있다. "실질적으로 포함하지 않는다"는 것은, 카르복실기 함유 모노머로부터 유래하는 구성 단위의 함량이 베이스 폴리머를 구성하는 전 구성 단위에 대해 0.7 wt% 이하인 것을 의미함에 유의해야 한다. 카르복실기 함유 모노머로부터 유래하는 구성 단위의 함량은 베이스 폴리머를 구성하는 전 구성 단위에 대해 0.5 중량% 이하인 것이 바람직하고, 0.3 중량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.1 중량% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 그리고 베이스 폴리머가 카르복실기 함유 모노머로부터 유래하는 구성 단위를 포함하지 않는 것이 가장 바람직하다.
베이스 폴리머의 중량 평균 분자량은 바람직하게 800,000 ~ 3,000,000 이며, 보다 바람직하게 1,000,000 ~ 2,500,000 이며, 더욱 바람직하게 1,400,000 ~ 2,000,000 이다. 중량 평균 분자량이 이와 같은 범위이면, 적절한 크리프량을 나타내는 점착제층을 형성할 수 있다. 중량 평균 분자량은 GPC (겔 퍼미에이션 크로마토그래피; 용매: THF) 에 의해 측정되고 폴리스티렌 환산에 의해 산출된 값으로부터 결정되는 것임에 유의해야 한다.
가교제의 예는 이소시아네이트계 가교제, 에폭시계 가교제, 과산화물계 가교제, 멜라민계 가교제, 우레아계 가교제, 금속 알콕시드계 가교제, 금속 킬레이트계 가교제, 금속염계 가교제, 카르보디이미드계 가교제, 옥사졸린계 가교제, 아지리딘계 가교제, 및 아민계 가교제를 포함한다. 그 중에서도, 이소시아네이트계 가교제, 에폭시계 가교제 및/또는 과산화물계 가교제가 바람직하게 사용된다. 가교제는 단독으로 또는 조합하여 사용할 수도 있다.
점착제는 가교제로서 복수종의 가교제를 포함하는 것이 바람직하다. 복수종의 가교제가, 과산화물계 가교제, 에폭시계 가교제 및 이소시아네이트계 가교제로 이루어지는 군에서 선택되는 것이 보다 바람직하다. 바로전 기재된 복수종의 가교제를 조합하여 사용하는 것은, 점착제층의 크리프량을 적절하고 용이하게 조정할 수 있게 한다.
이소시아네이트계 가교제로서는 임의의 적절한 가교제가 사용될 수도 있다. 이소시아네이트계 가교제의 예는 톨릴렌 디이소시아네이트, 클로로페닐렌 디이소시아나트, 테트라메틸렌 디이소시아나트, 크실릴렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 및 수소화된 디페닐메탄 디이소시아네이트 등의 이소시아네이트 모노머; 및 이소시아네이트 모노머 중 어느 것에 트리메틸롤프로판 등의 폴리올을 부가하여 얻은 이소시아네이트 화합물를 포함한다.
에폭시계 가교제로서 임의의 적절한 가교제가 사용될 수도 있다. 예를 들어, 에폭시계 가교제로서 분자 내에 에폭시기를 2개 이상 갖는 에폭시계 수지가 사용된다. 그 구체예는, 디글리시딜아닐린, 1,3-비스(N,N-글리시딜아미노메틸)시클로헥산, N,N,N',N'-테트라글리시딜-m-크실렌디아민, 1,6-헥산디올 디글리시딜 에테르, 네오펜틸 글리콜 디글리시딜 에테르, 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 및 프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르를 포함한다.
과산화물계 가교제로서 임의의 적절한 가교제가 사용될 수도 있다. 과산화물계 가교제의 예는 디벤조일 퍼옥사이드, 디(2-에틸헥실)퍼옥시디카보네이트, 디(4-t-부틸시클로헥실)퍼옥시디카보네이트, 디-sec-부틸 퍼옥시디카보네이트, t-부틸 퍼옥시네오데카노에이트, t-헥실 퍼옥시피발레이트, 및 t-부틸 퍼옥시피발레이트를 포함한다.
가교제의 첨가량은, 베이스 폴리머 100 중량부에 대해, 바람직하게는 0.01 중량부 ~ 5 중량부이며, 보다 바람직하게는 0.02 중량부 ~ 3 중량부이며, 더욱 바람직하게는 0.1 중량부 ~ 2.5 중량부이며, 특히 바람직하게는 0.4 중량부 ~ 1 중량부이다.
하나의 실시형태에서, 점착제층을 형성하는 점착제는 이온성 화합물을 더 포함할 수도 있다. 이온성 화합물은 아니온 성분 및 카티온 성분을 갖는다. 이온성 화합물의 첨가는 대전방지 기능을 갖는 점착제층을 형성할 수 있다.
아니온 성분의 예는 비스(헵타플루오로프로판술포닐)이미드 아니온, 비스(노나플루오로부탄술포닐)이미드 아니온, 비스(운데카플루오로펜탄술포닐)이미드 아니온, 비스(트리데카플루오로헥산술포닐)이미드 아니온, 비스(펜다데카플루오로헵탄술포닐)이미드 아니온, 시클로-헥사플루오로프로판-1,3-비스(술포닐)이미드 아니온, 헥사플루오로프로판-1,3-디술폰산 아니온, 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드 아니온, 트리플루오로메탄술포닐 아니온, 및 펜타플루오로에탄술포닐 아니온을 포함한다. 그 중에서도, 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드 아니온이 바람직하다.
카티온 성분의 예는 리튬, 나트륨, 및 칼륨 등의 알칼리 금속 이온을 포함한다. 그 중에서도, 리튬 이온이 바람직하다. 이온성 화합물로서의 알칼리 금속염은 아니온 성분과 카티온 성분으로 형성될 수도 있다.
카티온 성분으로서 유기 카티온을 사용할 수도 있다. 유기 카티온의 구체예들은 피리디늄 카티온, 피페리디늄 카티온, 피롤리디늄 카티온, 피롤린 골격을 갖는 카티온, 피롤 골격을 갖는 카티온, 이미다졸륨 카티온, 테트라히드로피리미디늄 카티온, 디히드로피리미디늄 카티온, 피라졸륨 카티온, 피라졸륨 카티온, 테트라알킬암모늄 카티온, 트리알킬술포늄 카티온, 및 테트라알킬포스포늄 카티온을 포함한다. 이들 유기 카티온 중에서도, 피롤리디늄 카티온이 바람직하다.
이온성 화합물의 첨가량은, 베이스 폴리머 100 중량부에 대해, 바람직하게는 0.1 중량부 ~ 5 중량부이며, 보다 바람직하게는 0.5 중량부 ~ 3 중량부이다.
하나의 실시형태에서, 점착제층을 형성하는 점착제는 실란 커플링제를 더 포함할 수도 있다. 실란 커플링제의 예들은 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시 실란, 및 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 등의 에폭시기 함유 실란 커플링제; 3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, 3-트리에톡시실릴-N-(1,3-디메틸부틸리덴)프로필아민, 및 N-페닐-γ-아미노프로필트리메톡시실란 등의 아미노기 함유 실란 커플링제; (메타)아크릴기 함유 실란 커플링제; 및 이소시아네이트기 함유 실란 커플링제를 포함한다.
실란 커플링제의 첨가량은, 베이스 폴리머 100 중량부에 대해, 바람직하게는 0.01 중량부 ~ 1 중량부이며, 보다 바람직하게는 0.05 중량부 ~ 0.5 중량부이다.
점착제는 필요에 따라 임의의 적절한 첨가제를 더 포함할 수도 있다. 첨가제의 예들은 점착부여제, 가소제, 안료, 염료, 충전제, 노화 방지제, 도전재, 자외선 흡수제, 광안정화제, 박리 조정제, 연화제, 계면활성제, 난연제, 및 산화 방지제를 포함한다.
E. 점착제층 부착 편광판의 제조 방법
점착제층 부착 편광판은 임의의 적절한 제조 방법에 의해 제조될 수도 있다. 점착제층 부착 편광판의 제조 방법은, 예를 들어, 편광막과 보호 필름을 적층하는 단계; 및 편광막 상에 점착제층을 형성하는 단계를 포함한다. 하나의 실시형태에서, 점착제층 부착 편광판은 장척상 (예를 들어, 300m 이상) 으로 형성될 수도 있다.
하나의 실시형태에서, 편광막과 보호 필름과의 적층은 롤 투 롤 프로세스에 의해 수행된다. B-1 섹션에서 설명하는 편광막의 제조 방법에서 MD 연신 단계를 거쳐 얻어지고 길이 방향으로 흡수축을 갖는 장척상의 편광막과 장척상의 보호 필름을 접착제층을 개재하여 적층하여, 편광막과 보호 필름의 적층체를 제공하는 것이 바람직하다. 편광막과 보호 필름과의 적층은 가열하에서 행해지는 것이 바람직하다. 접착제층을 구성하는 접착제 (후술) 가 수계 접착제 또는 용제계 접착제인 경우 가열 온도는 접착제가 건조하는 온도이며, 접착제가 활성 에너지선 경화형 접착제인 경우 가열 온도는 접착제가 경화하는 온도이다. 가열 온도는 바람직하게 50℃ 이상이며, 보다 바람직하게는 55℃ 이상이며, 더욱 바람직하게는 60℃ 이상이다. 한편, 가열 온도는 바람직하게는 80℃ 이하이다. 보호 필름의 적층시에 수행되는 가열은 적층체의 건조 처리를 겸해도 되는 것임에 유의해야 한다. 접착제층의 두께는 바람직하게는 0.01㎛ ~ 7㎛ 이며, 보다 바람직하게는 0.01㎛ ~ 5㎛ 이며, 더욱 바람직하게는 0.01㎛ ~ 2㎛ 이며, 가장 바람직하게는 0.01㎛ ~ 1㎛ 이다.
편광막과 보호 필름을 첩합하기 위한 접착제층은 임의의 적절한 접착제로 형성된다. 접착제는 수계 접착제일 수도 있거나, 용제계 접착제일 수도 있거나, 또는 활성 에너지선 경화형 접착제일 수도 있다.
활성 에너지선 경화형 접착제로서는, 활성 에너지선의 조사에 의해 접착제가 경화할 수 있는 한, 임의의 적절한 접착제가 사용될 수도 있다. 활성 에너지선 경화형 접착제의 예들은 UV 경화형 접착제 및 전자선 경화형 접착제를 포함한다. 활성 에너지선 경화형 접착제의 경화형의 구체예들은 라디칼 경화형, 카티온 경화형, 아니온 경화형, 및 이들의 조합 (예를 들어, 라디칼 경화형과 카티온 경화형의 하이브리드 (hybrid)) 을 포함한다.
활성 에너지선 경화형 접착제의 예들은, 각각이 경화 성분으로서 (메타)아크릴레이트기 또는 (메타)아크릴아미드기 등의 라디칼 중합성기를 갖는 화합물 (예를 들어, 모노머 및/또는 올리고머) 을 함유하는 접착제를 포함한다.
활성 에너지선 경화형 접착제 및 그 접착제의 경화 방법의 구체예들은, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2012-144690호에 개시되어 있다. 그 개시는 본 명세서에 참고로서 원용된다.
수계 접착제로서 임의의 적절한 수계 접착제가 채용될 수도 있다. PVA계 수지를 포함하는 수계 접착제가 바람직하게 사용된다. 수계 접착제에 통합되는 PVA계 수지의 평균 중합도는, 접착성의 관점으로부터, 바람직하게는 약 100 ~ 5,500, 보다 바람직하게는 1,000 ~ 4,500 이다. PVA계 수지의 평균 비누화도는, 접착성의 관점으로부터, 바람직하게는 약 85 몰% ~ 100 몰%, 보다 바람직하게는 90 몰% ~ 100 몰% 이다.
수계 접착제에 통합되는 PVA계 수지는 바람직하게 아세토아세틸기를 함유한다. 이것은, PVA계 수지층과 보호 필름 간의 밀착성이 우수하고, 편광판의 내구성이 우수할 수 있기 때문이다. 아세토아세틸기 함유 PVA계 수지는, 예를 들어, PVA계 수지와 디케텐을 임의의 적절한 방법에 의해 서로 반응시킴으로써 얻어진다. 아세토아세틸기 함유 PVA계 수지의 아세토아세틸기 변성도는 통상적으로 0.1 몰% 이상이며, 바람직하게 약 0.1 몰% ~ 40 몰%, 보다 바람직하게 1 몰% ~ 20 몰%, 특히 바람직하게 1 몰% ~ 7 몰% 이다. 아세토아세틸기 변성도는 NMR에 의해 측정한 값임에 유의해야 한다.
수계 접착제의 수지 농도는 바람직하게 0.1 wt% ~ 15 wt%, 보다 바람직하게 0.5 wt% ~ 10 wt% 이다.
편광막 위에 점착제층을 형성하는 단계에서, 점착제층은, 예를 들어, 편광막상에 D 섹션에서 설명한 점착제를 도포하고, 그 후 점착제를 가교 (중합) 하여 형성된다. 가교 방법으로서 임의의 적절한 방법이 채용될 수도 있다. 또한, 다른 기재에 형성한 점착제층을 편광막상에 전사해도 된다.
하나의 실시형태에서, 보호 필름의 편광막측의 표면에 앵커층이 배치된다. 앵커층의 배열은 보호 필름과 편광막 사이의 접착성을 개선할 수 있다. 앵커층의 형성하기 위한 재료는 한정되지 않고, 각종의 폴리머, 금속 산화물의 겔, 실리카 졸 등이 이용될 수도 있다. 그 중에서도, 폴리머가 바람직하다. 폴리머 각각의 형태는 용제 가용형, 수분산형, 또는 수용해형 중 어느 것일 수도 있다.
앵커층은 필요에 따라 임의의 적절한 첨가제를 더 포함할 수도 있다. 첨가제의 예들은 대전 방지제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, pH 조정제, 열화 억제제, 및 계면활성제를 포함한다.
대전 방지제는 도전성을 부여할 수 있는 재료이면 특별히 제한되지 않고, 그 예들은 이온성 계면활성제, 도전성 폴리머, 금속 산화물, 카본 블랙, 및 카본 나노재료를 포함한다. 그 중에서도, 도전성 폴리머가 바람직하며, 수분산성 도전성 폴리머가 보다 바람직하다.
앵커층의 형성 방법으로서 임의의 적절한 방법이 채용될 수도 있다. 또, 앵커층의 형성 이전에, 보호 필름이 활성화 처리될 수도 있다. 활성화 처리의 예들은 코로나 처리, 저압 UV 처리, 및 플라즈마 처리를 포함한다.
앵커층의 두께는, 박형화 관점에서, 5 nm ~ 300 nm 인 것이 바람직하다.
F. 광학 적층체
도 2는 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 광학 적층체의 개략 단면도이다. 도 2의 광학 적층체 (200) 는 점착제층 부착 편광판 (100) 과 광학 필름 (40) 을 포함한다. 점착제층 부착 편광판 (100) 으로서는, A ~ D 섹션에 설명한 점착제층 부착 편광판이 이용될 수도 있다. 즉, 점착제층 부착 편광판 (100) 은 보호 필름 (10), 편광막 (20), 및 점착제층 (30) 을 이 순서대로 포함한다. 광학 필름 (40) 은, 점착제층 (30) 상에, 즉, 점착제층 (30) 의 편광막 (20) 과는 반대측의 면에 배치된다. 점착제층 부착 편광판과 광학 필름을 조합하여 광학 적층체를 구성하는 경우 (광학 적층체에 있어서 편광막의 흡수축 방향에 있어서의 선팽창 계수가 양이다), 점착제층 부착 편광판의 휨이 광학 필름에 의해 억제되고, 이로써 본 발명의 효과가 추가적으로 현저하게 된다. 부가하여, 편광막이 광학 필름에 의해 보호될 수 있다.
광학 적층체의 두께는 바람직하게 100㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 90㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 40㎛ ~ 80㎛ 이다.
광학 적층체의 보호 필름측 표면과 무알칼리 유리를 점착제를 개재하여 서로 부착하고, 광학 적층체를 70℃ 환경하에서 200시간 두는 경우, 편광막의 흡수축 방향의 수축율이 바람직하게는 0.4% 이하이며, 보다 바람직하게는 0.3% 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.2% 이하이다. 수축률이 이와 같은 범위이면, 조금만 휘어진 광학 적층체가 얻어지고, 그 광학 적층체에서 편광판 단부에 생기는 외관 이상이 방지될 수 있다. 점착제로서는, 임의의 적절한 점착제가 이용될 수도 있다.
G. 광학 필름
광학 필름으로서는, 광학 적층체의 용도에 따라, 임의의 적절한 광학 필름이 이용될 수 있다. 광학 필름의 예들은 휘도 향상 필름;위상차 필름; 및 하드 코트층, 안티글레어 층, 및 반사 방지층등의 각종 표면 처리층을 갖는 표면 처리층 부착 필름을 포함한다. 그 중에서도, 휘도 향상 필름이 바람직하다.
광학 필름의 두께는 바람직하게 10㎛ ~ 30㎛ 이며, 보다 바람직하게 10㎛ ~ 25㎛ 이며, 더욱 바람직하게 12㎛ ~ 22㎛ 이다.
광학 필름의 투습도는 바람직하게 500 g/㎡/24h 이하이며, 보다 바람직하게는 300 g/㎡/24h 이하이며, 더욱 바람직하게는 1 g/㎡/24h ~ 100 g/㎡/24h 이다. 투습도가 이와 같은 범위이면, 편광막의 수분에 의한 열화를 방지할 수 있다.
하나의 실시형태에서, 휘도 향상 필름으로서 직선 편광 분리 필름이 사용된다. 도 3은 직선 편광 분리 필름의 일례를 나타낸 개략 사시도이다. 직선 편광 분리 필름은 복굴절성을 갖는 층 A와 복굴절성을 실질적으로 갖지 않는 층 B가 교대로 적층된 다층 적층체이다. 예를 들어, 도시된 예에서는, 층 A의 X축 방향의 굴절률 n(X) 가 Y축 방향의 굴절률 n(Y) 보다 더 크고, 층 B의 X축 방향의 굴절률 n(X) 와 Y축 방향의 굴절률 n(Y) 는 실질적으로 동일하다. 따라서, 층 A와 층 B의 굴절률 차이는 X축 방향에서 크고, Y축 방향에서는 실질적으로 제로이다. 그 결과, X축 방향이 반사축 역할을 하고, Y축 방향이 투과축 역할을 한다. 층 A와 층 B의 굴절률 차이는 X축 방향에서 바람직하게 0.2 ~ 0.3이다.
층 A는 바람직하게 연신에 의해 복굴절성을 발현하는 재료로 형성된다. 이와 같은 재료의 대표예는 나프탈렌 디카르복실산 폴리에스테르 (예를 들어, 폴리에틸렌 나프탈레이트), 폴리카보네이트 및 아크릴계 수지 (예를 들어, 폴리메틸 메타크릴레이트) 를 포함한다. 그 중에서도, 저투습성의 측면에서 폴리에틸렌 나프탈레이트 또는 폴리카보네이트가 바람직하다. 층 B는 연신되는 경우라도 실질적으로 복굴절성을 발현하지 않는 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 재료는 통상적으로, 예를 들어, 나프탈렌 디카르복실산 및 테레프탈산의 코폴리에스테르이다.
층 A와 층 B 사이의 계면에서, 직선 편광 분리 필름은 제1의 편광 방향을 갖는 광 (예를 들어, p파) 을 투과하고, 제 1 편광 방향에 직교하는 제 2 편광 방향을 갖는 광 (예를 들어, s파) 을 반사한다. 층 A와 층 B 사이의 계면에서, 반사한 광의 일부는 제 1 편광 방향을 갖는 광으로서 투과하고, 그 다른 일부는 제 2 편광 방향을 갖는 광으로서 반사한다. 직선 편광 분리 필름에서, 이와 같은 반사 및 투과가 다수 반복되고, 이로써 광의 이용 효율이 개선될 수 있다.
직선 편광 분리 필름은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 편광막과 반대되는 최외층으로서 반사층 (R) 을 포함한다. 반사층 (R) 을 배치하여, 최종적으로 이용되지 않고 직선 편광 분리 필름의 최외부로 되돌아온 광을 더 이용할 수 있으며, 이로써 광의 이용 효율을 더욱 높일 수 있다. 반사층 (R) 은, 대표적으로 폴리에스테르 수지층의 다층 구조에 의해 반사 기능을 발현한다.
직선 편광 분리 필름과 편광막은, 직선 편광 분리 필름의 투과축과 편광막의 흡수축이 실질적으로 서로 직교할 수 있도록 적층되는 것이 바람직하다. 본 명세서에 사용된 "실질적으로 직교"는 2개의 광학축 사이에 형성된 각도가 90°±2°인 경우를 포함하고, 그 각은 바람직하게 90°±1°이다.
직선 편광 분리 필름의 전체 두께는 예를 들어 목적 및 직선 편광 분리 필름에서의 층의 총수에 따라 적절히 설정될 수도 있다. 직선 편광 분리 필름의 전체 두께는 바람직하게 30 ㎛ 이하, 보다 바람직하게 10 ㎛ ~ 30 ㎛, 더욱 바람직하게 20 ㎛ ~ 30 ㎛ 이다.
예를 들어, 일본 공표특허공보 평9-507308호에 기재된 필름이 직선 편광 분리 필름으로서 사용될 수도 있다.
시판품을 직선 편광 분리 필름 그대로 사용해도 되고, 시판품을 2 차 가공 (예를 들어, 연신) 처리하여 얻은 제품을 사용해도 된다. 시판품의 예들은 3M사 제조의 상품명 "DBEF" 하에서 입수가능한 제품 및 3M사 제조의 상품명 "APF" 하에서 입수가능한 제품을 포함한다.
실시예들
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 하지만, 본 발명은 아래 실시예들에 한정되지 않는다.
[제조예 1]
보호 필름 (아크릴계 필름의 제조)
글루타르이미드 환 단위를 갖는 메타크릴계 수지 펠릿을 100.5 kPa 및 100℃ 에서 12시간 건조시키고, 단축 압출기를 사용하여 다이 온도 270℃ 에서 T 다이로부터 압출하여 필름 상태로 성형하였다. 또한, 필름을 그 반송 방향으로 수지의 Tg보다 10℃ 더 높은 온도의 분위기하에서 연신한 다음, 필름 반송 방향과 직교하는 방향으로 수지의 Tg보다 7℃ 더 높은 온도의 분위기하에서 연신하여, 아크릴계 수지로 구성되는 보호 필름 A (두께: 40㎛) 를 제공하였다.
유사하게, 두께 50㎛ 의 보호 필름 B 를 얻었다.
[제조예 2]
적층체 (A-1) 의 제조
열가소성 수지 기재로서, 장척상의 흡수율 계수 0.75% 및 Tg 75℃ 의 비정질 이소프탈산 공중합 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (IPA-공중합된 PET) 필름 (두께: 100㎛) 을 사용하였다.
이 수지 기재의 편면을 코로나 처리하였다. 코로나 처리면에, 폴리비닐알코올 (중합도: 4,200, 비누화도: 99.2 몰%) 및 아세토아세틸 변성된 PVA (중합도: 1,200, 아세토아세틸 변성도: 4.6%, 비누화도: 99.0 몰% 이상, 일본 합성 화학 공업사제조, 상품명 "GOHSEFIMER Z-200") 을 9：1의 비로 포함하는 수용액을 25℃ 에서 도포 및 건조하여, 두께 11㎛ 의 PVA계 수지층을 형성하였다. 이로써, 적층체 a를 제조하였다.
얻어진 적층체 a를, 120℃ 의 오븐내에서 주속이 상이한 롤들 사이에서 세로 방향 (길이 방향) 으로 2.0배 자유단 1축 연신하였다 (공중 보조 연신).
다음, 적층체 a를 액온 30℃ 의 불용화욕 (물 100 중량부를 붕산 4 중량부와 배합하여 얻어진 붕산 수용액) 에 30초간 침지시켰다 (불용화 처리).
다음, 편광막이 소정의 투과율이 되도록 요오드 농도 및 침지 시간을 조정하면서 액온 30℃ 의 염색욕에 적층체 a를 침지시켰다. 본 실시예에서는, 물 100 중량부를 요오드 0.2 중량부 및 요오드화 칼륨 1.0 중량부와 배합하여 얻어진 요오드 수용액에 적층체를 60초간 침지시켰다 (염색 처리).
다음, 적층체 a를 액온 30℃ 의 가교욕 (물 100 중량부를 요오드화 칼륨 3 중량부 및 붕산 3 중량부와 배합하여 얻어진 붕산 수용액) 에 30초간 침지시켰다 (가교 처리).
그 이후, 적층체 a를, 액온 70℃ 의 붕산 수용액 (물 100 중량부를 붕산 4 중량부 및 요오드화 칼륨 5 중량부와 배합하여 얻어진 수용액) 에 침지시키면서, 주속이 상이한 롤들 사이에서 세로 방향 (길이 방향) 으로 총연신 배율이 5.5배가 되도록 1축 연신을 실시하였다 (수중 연신).
그 이후, 적층체 a를 액온 30℃ 의 세정욕 (물 100 중량부를 요오드화 칼륨 4 중량부와 배합하여 얻어진 수용액) 에 침지시켰다 (세정 처리).
계속해서, 적층체 a의 PVA계 수지층 표면에, PVA계 수지 수용액 (일본 합성 화학 공업사 제조, 상품명: "GOHSEFIMER (등록상표) Z-200", 수지 농도: 3 wt%) 을, 건조 후의 두께가 0.5㎛가 되도록 도포하고, 그리고 제조예 1에서 얻어진 보호 필름 A (두께: 40㎛) 을 도포액 상에 적층하였다. 그 이후, 결과물을 60℃ 로 유지된 오븐에서 5분간 가열하였다. 이로써, 두께 5㎛의 편광막을 갖는 적층체 A-1 (보호 필름 (40㎛)/편광막 (5㎛)/열가소성 수지 기재) 을 제조하였다.
[제조예 3]
적층체 (A-2) 의 제조
보호 필름 A (두께: 40㎛) 대신에 보호 필름 B (두께: 50㎛) 를 사용한 것 이외에는, 제조예 2와 동일한 방식으로 적층체 A-2 (보호 필름 (50㎛)/편광막 (5㎛)/열가소성 수지 기재) 를 제조하였다.
[제조예 4]
적층체 (A-3) 의 제조
두께 20㎛의 편광막을 제조한 것 이외에는, 제조예 2와 동일한 방식으로 적층체 A-3 (보호 필름 (40㎛)/편광막 (20㎛)/열가소성 수지 기재) 를 제조하였다.
[제조예 5]
적층체 (A-4) 의 제조
제조예 2와 동일한 방식으로 적층체 a-4 (보호 필름 (40㎛)/편광막 (5㎛)/열가소성 수지 기재) 를 제조하였다.
적층체 a-4로부터 열가소성 수지 기재를 박리한 후, 제조예 2에 설명한 방법과 동일한 방법으로 편광막 상에 다른 보호 필름으로서 보호 필름 A (두께: 40㎛) 를 적층하였다. 이로써, 적층체 A-4 (보호 필름 (40㎛)/편광막 (5㎛)/또 다른 보호 필름 (40㎛)) 을 제조하였다.
[제조예 6]
(메타)아크릴계 폴리머 (B-1) 의 조제
냉각관, 질소 도입관, 온도계 및 교반 장치가 탑재된 반응 용기에, 아크릴산 부틸 99 중량부, 아크릴산 4-히드록시부틸 1 중량부, 및 개시제로서의 AIBN 1 중량부를 아세트산 에틸과 함께 투입하고, 그 혼합물을 질소 가스 기류하, 60℃ 에서 7시간동안 반응시켰다. 그 이후, 반응액에 아세트산 에틸을 첨가하였다. 이로써, 중량 평균 분자량 1,600,000 의 (메타)아크릴계 폴리머 (b-1) 를 함유하는 용액을 얻었다 (고형분 농도: 30 wt%).
[제조예 7]
(메타)아크릴계 폴리머 (B-2)
냉각관, 질소 도입관, 온도계 및 교반 장치가 탑재된 반응 용기에, 아크릴산 부틸 98.5 중량부, 아크릴산 4-히드록시부틸 1 중량부, 아크릴산 벤질 15 중량부, 및 개시제로서의 AIBN 1 중량부를 아세트산 에틸과 함께 투입하고, 그 혼합물을 질소 가스 기류하, 60℃ 에서 7시간동안 반응시켰다. 그 이후, 반응액에 아세트산 에틸을 첨가하였다. 이로써, 중량 평균 분자량 1,650,000 의 (메타)아크릴계 폴리머 (b-2) 를 함유하는 용액을 얻었다 (고형분 농도: 30 wt%).
[실시예 1]
편광판의 제조
(점착제의 조제)
제조예 6에서 얻어진 (메타)아크릴계 폴리머 (B-1) 를 함유하는 용액을, 그 용액의 고형분 100 중량부당, 가교제로서의 디벤조일 퍼옥사이드 0.3 중량부 및 트리메틸롤프로판 크실릴렌 디이소시아네이트 (미츠이 화학 제조, 상품명: "TAKENATE D110N") 0.1 중량부, 및 실란 커플링제로서의 γ-글리시독시프로필메톡시실란 (신에츠 화학공업 제조, 상품명: "KBM-403") 0.1 중량부와 배합하였다. 이로써, 점착제 용액을 얻었다.
(점착제층 부착 편광판의 제조)
얻어진 점착제 용액을, 실리콘계 박리제로 처리된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 (기재) 의 표면에 파운틴 코터를 사용하여 균일하게 도포하고, 그리고 155℃ 의 공기 순환식 항온 오븐에서 2분간 건조하였다. 이로써, 기재의 표면에 두께 20㎛의 점착제층을 형성하였다. 이어서, 제조예 2에서 얻어진 적층체 A-1의 열가소성 수지 기재를 박리하고, 노출된 편광막 상에 점착제층을 전사하였다. 이로써, 점착제층 부착 편광판 (보호 필름 (40㎛)/편광막 (5㎛)/점착제층 (20㎛)) 을 얻었다.
[실시예들 2 ~ 8]
편광판의 제조
점착제 부착 편광판들 각각은, 편광막 및 보호 필름을 포함하는 적층체, (메타)아크릴계 폴리머, 및 가교제로서 표 1에 나타낸 것을 이용하고; 그리고 점착제층의 두께를 표 1에 나타낸 두께로 설정한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방식으로 하여 얻어졌다. 실시예 8에 있어서는, 점착제 용액을 조제할 때에 대전 방지제로서 트리플루오로메탄술포닐이미드 (Morita Chemical Industries Co., Ltd. 제조) 를 배합하였음에 유의해야 한다.
Figure pat00001
[비교예 1]
실시예 1와 동일한 방식으로, 점착제 용액을 얻었다.
얻어진 점착제 용액을, 실리콘계 박리제로 처리된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 (기재) 의 표면에 파운틴 코터를 사용하여 균일하게 도포하고, 그리고 155℃ 의 공기 순환식 항온 오븐에서 2분간 건조하였다. 이로써, 기재의 표면에 두께 20㎛의 점착제층을 형성하였다. 이어서, 제조예 2에서 얻어진 적층체 A-1의 보호 필름 위에 점착제층을 전사하고, 그 후 열가소성 수지 기재를 박리하였다. 이로써, 편광판 (점착제층 (20㎛)/보호 필름 (40㎛)/편광막 (5㎛)) 을 얻었다.
[비교예 2]
적층체 A-1 대신에, 적층체 A-2를 사용한 것 이외에는, 비교예 1과 동일한 방식으로 편광판 ((점착제층 (20㎛)/보호 필름 (50㎛)/편광막 (5㎛)) 을 얻었다.
[비교예 3]
점착제층의 두께를 10㎛로 변경한 것 이외에는, 실시예 1와 동일한 방식으로 편광판 (보호 필름 (40㎛)/편광막 (5㎛)/점착제층 (10㎛)) 을 얻었다.
[비교예 4]
트리메틸롤프로판 크실릴렌 디이소시아네이트 (미츠이 화학 제조, 상품명 "TAKENATE D110N") 의 배합량을 0.1 중량부에서 1 중량부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방식으로 편광판 (보호 필름 (40㎛)/편광막 (5㎛)/점착제층 (20㎛)) 을 얻었다.
[비교예 5]
트리메틸롤프로판 크실릴렌 디이소시아네이트 (미츠이 화학 제조, 상품명 "TAKENATE D110N") 의 배합량을 0.1 중량부에서 0.01 중량부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방식으로 편광판 (보호 필름 (40㎛)/편광막 (5㎛)/점착제층 (20㎛)) 을 얻었다.
[비교예 6]
적층체 A-1 대신에 적층체 A-3을 사용한 것 이외에는, 실시예 1와 동일한 방식으로 편광판 (보호 필름 (40㎛)/편광막 (20㎛)/점착제층 (20㎛)) 을 얻었다.
[참조예 1]
적층체 A-1 대신에 적층체 A-4를 이용하고 점착제층을 보호 필름 위에 전사한 것 이외에는, 실시예 1와 동일한 방식으로 편광판 (보호 필름 (40㎛)/편광막 (20㎛)/보호 필름 (40㎛)/점착제층 (20㎛)) 을 얻었다.
<평가>
실시예, 비교예 및 참조예에서 얻어진 광학 적층체 또는 점착제층 부착 편광판에 대해 이하의 평가를 하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
(점착제층 부착 편광판의 크리프량)
폭 10 mm×길이 50 mm 를 측정하기 위해 절단한 점착제층 부착 편광판의 단부 (폭 10 mm×길이 10 mm) 를 스테인리스 판에 점착제층을 개재하여 첩합하고, 결과물을 50℃ 및 5 기압에서 15분간 오토클레이브에서 처리헌 후 실온에서 1시간 방치하였다. 그 이후, 스테인리스 판에 첩합한 단부와는 반대측의 단부에 500g의 하중 (인장 하중) 을 23℃ 하에서 1시간 가했을 때의 점착제층의 시프트량 (변형량) 을 측정하였고, 측정된 값을 점착제층의 크리프량으로 정의하였다 (레이저식 크리프 시험기).
(내구성 평가 1-발포 및 박리)
광학 적층체 또는 점착제층 부착 편광판의 점착제층 측을 무알칼리 유리 (코닝사 제조, 상품명 "EG-XG", 두께: 0.7 mm) 에 첩합함으로써 평가 샘플을 제조하였다. 평가 샘플을 50℃ 및 5 기압에서 15 분간 오토클레이브에서 처리하였고, 이후 80℃의 오븐에 투입하고 500시간 방치하였다.
500시간 경과후의 광학 적층체 또는 점착제층 부착 편광판의 박리 및 발포의 유무를 목시로 관찰하였다.
표에서, 박리 또는 발포가 전혀 관찰되지 않았던 제품을 ◎ 로 평가하였고, 목시로는 관찰할 수 없는 박리 또는 발포가 관찰된 제품을 ○ 로 평가하였고, 목시로 관찰할 수 있는 작은 박리 또는 발포가 관찰된 제품을 △ 로 평가하였고, 그리고 명백한 박리 또는 발포가 관찰된 제품을 × 로 평가하였다.
또, 샘플을 60℃／90%RH 항온 항습기에 투입하고 500시간 방치한 후, 상기와 동일한 기준에 의해 그 내구성을 평가하였다.
(내구성 평가 2-단부의 외관 이상)
점착제층 부착 편광판의 점착제층 측을 무알칼리 유리 (코닝사 제조, 상품명 "EG-XG", 두께: 0.7 mm) 에 첩합함으로써 평가 샘플을 제조하였다. 평가 샘플을 50℃ 및 5 기압에서 15 분간 오토클레이브에서 처리하였고, 이후 80℃의 오븐에 투입하고 500시간 방치하였다.
500시간 경과후의 광학 적층체 또는 점착제층 부착 편광판과 관련하여, 크로스 니콜에 의한 광 누설에 의해 야기되는 편광판 단부에서의 명도 차이를 관찰하였다.
표에서, 명도 차이에 의한 단부의 외관 이상이 없는 제품을 ○ 로 평가하였고, 외관 이상이 있는 제품을 × 로 평가하였다.
(단차 추종성)
도 4의 개략도에 나타낸 바와 같이, 점착제층 부착 편광판을, 무기 알칼리 유리 위에 배치된 PET 필름에 의해 형성된 단차 (높이 x=5㎛) 를 갖는 피착체 (300) 에 첩합하였다. 결과물을 50℃ 및 5 기압에서 15 분간 오토클레이브에서 처리한 후, 플로팅에 기인하여 피착체와 접하지 않는 점착제층 부착 편광판의 일부의 폭 a (플로팅 폭 a) 을 광학 현미경으로 측정하였다. 플로팅 폭 a의 크기에 기초한 하기 기준에 의해 편광판의 단차 추종성을 평가하였다. 플로팅 폭이 작을수록, 편광판의 단차 추종성이 보다 뛰어나진다.
◎: 플로팅 폭 a가 200㎛ 미만이다.
○: 플로팅 폭 a가 200 ~ 400㎛ 미만이다.
△: 플로팅 폭 a가 400 ~ 1000㎛ 미만이다.
×: 플로팅 폭 a가 1000㎛ 이상이다.
Figure pat00002
본 발명의 점착제층 부착 편광판은 액정 텔레비젼, 액정 디스플레이, 액정 패널, 예를 들어 휴대전화, 디지털 카메라, 비디오 카메라, 휴대 게임기, 카 내비게이션 시스템, 복사기, 프린터, 팩스, 시계, 및 전자 렌지의 액정 패널, 및 유기 EL 패널의 반사 방지막으로 적합하게 사용된다.

Claims (8)

  1. 보호 필름, 편광막, 및 점착제층을 이 순서대로 포함하는 점착제층 부착 편광판으로서,
    상기 점착제층 부착 편광판은 총 두께가 90㎛ 이하이고,
    상기 편광막은 두께가 13㎛ 이하이고,
    상기 점착제층은 두께가 12 ㎛ ~ 20㎛ 이며, 그리고
    상기 점착제층에 500g의 하중을 1시간 가했을 때의 크리프량은 80㎛/h ~ 260㎛/h 인, 점착제층 부착 편광판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 점착제층 부착 편광판은 (메타)아크릴계 점착제를 포함하는, 점착제층 부착 편광판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 점착제층 부착 편광판의 점착면을 무알칼리 유리에 첩합하고, 그 결과물을 70℃ 분위기하에서 200시간 방치한 경우, 상기 편광막의 흡수축 방향에서의 상기 점착제층 부착 편광판의 수축율이 0.4% 이하인, 점착제층 부착 편광판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호 필름은 두께가 5 ㎛ ~ 55 ㎛ 인, 점착제층 부착 편광판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 점착제층 부착 편광판은 총 두께가 90㎛ 이하인, 점착제층 부착 편광판.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 점착제층은 베이스 폴리머 및 복수종의 가교제들을 포함하는 점착제로 형성되고; 그리고
    상기 복수종의 가교제들 각각은 과산화물계 가교제, 에폭시계 가교제 및 이소시아네이트계 가교제 중 하나를 포함하는, 점착제층 부착 편광판.
  7. 광학 적층체로서,
    제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 점착제층 부착 편광판; 및
    상기 점착제층 부착 편광판의 상기 점착제층 상에 배치되는 광학 필름을 포함하는, 광학 적층체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 광학 필름은 휘도 향상 필름을 포함하는, 광학 적층체.
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