KR20160037758A - 편광판 - Google Patents

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KR20160037758A
KR20160037758A KR1020150131084A KR20150131084A KR20160037758A KR 20160037758 A KR20160037758 A KR 20160037758A KR 1020150131084 A KR1020150131084 A KR 1020150131084A KR 20150131084 A KR20150131084 A KR 20150131084A KR 20160037758 A KR20160037758 A KR 20160037758A
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KR
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polarizer
polarizing plate
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pressure
sensitive adhesive
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KR1020150131084A
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호익 곽
게이코 미즈구치
신지 고바야시
Original Assignee
스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
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Abstract

제1 보호 필름과, 폴리비닐알코올계 수지로 구성되는 편광자와, 점착제층을 이 순서로 포함하는 편광판으로서, 점착제층은, 80℃에서의 손실 탄성률이 0.06 ㎫ 미만이고, 85℃에서 500시간 가열했을 때의 흡수축 방향에서의 치수 수축량이 500 ㎛ 이하인 편광판이 제공된다. 편광판은, 편광자와 점착제층 사이에 배치되는 제2 보호 필름을 더 포함할 수 있다.

Description

편광판{POLARIZING PLATE}
본 발명은 편광판에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 점착제층을 구비하는 점착제층을 갖는 편광판에 관한 것이다.
편광판은 액정 표시 장치 등의 표시 장치, 특히 최근에 와서는 스마트폰과 같은 각종 모바일 기기에 널리 이용되고 있다. 편광판으로서는, 편광자의 한쪽 면 또는 양면에, 접착제를 이용하여 보호 필름을 접합한 구성의 것이 일반적이다.
편광판은 통상, 점착제층을 이용하여 표시 장치의 화상 표시 소자(액정 표시 장치에서의 액정셀 등)나, 다른 광학 부재에 접합된다. 그래서 편광판은, 그 한쪽의 외면에 점착제층을 미리 적층한 점착제층을 갖는 편광판으로서 제조되는 경우도 많다(예컨대, 일본 특허 공개 제2009-073896호 공보, 일본 특허 공개 제2004-002782호 공보, 및 일본 특허 공개 제2004-224873호 공보).
점착제층을 갖는 편광판에는, 열에 의해 특성이나 외관 형상 등이 열화하기 어려운 내열성이 요구되는 바, 종래의 점착제층을 갖는 편광판은, 내열 시험을 실시하면, 휘어짐이 발생하거나, 점착제층과 이것이 접합되는 기재(유리 기판 등)와의 계면에 기포가 혼입되거나 하는 문제가 있었다.
그래서 본 발명은, 내열 시험을 실시해도, 휘어짐 및 기포의 혼입이 발생하기 어려운 점착제층을 갖는 편광판의 제공을 목적으로 한다.
본 발명은, 이하에 나타내는 편광판을 제공한다.
[1] 제1 보호 필름과, 폴리비닐알코올계 수지로 구성되는 편광자와, 점착제층을 이 순서로 포함하는 편광판으로서,
상기 점착제층은, 80℃에서의 손실 탄성률이 0.06 ㎫ 미만이고,
85℃에서 500시간 가열했을 때의 흡수축 방향에서의 치수 수축량이 500 ㎛ 이하인 편광판.
[2] 85℃에서 500시간 가열했을 때의 흡수축 방향에서의 치수 수축률이 0.48%보다 작은, [1]에 기재된 편광판.
[3] 상기 편광자와 상기 점착제층 사이에 배치되는 제2 보호 필름을 더 포함하는, [1] 또는 [2]에 기재된 편광판.
[4] 상기 점착제층은, 상기 편광자에 있어서의 상기 제1 보호 필름과는 반대측의 면에 직접 적층되어 있는, [1] 또는 [2]에 기재된 편광판.
[5] 상기 점착제층은, 두께가 25 ㎛ 이하인, [1]~[4] 중 어느 하나에 기재된 편광판.
본 발명에 의하면, 내열 시험을 실시해도, 휘어짐 및 기포의 혼입이 발생하기 어려운 점착제층을 갖는 편광판을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 편광판의 층 구성의 일례를 도시한 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 편광판의 층 구성의 다른 일례를 도시한 개략 단면도이다.
(1) 편광판의 구성
본 발명에 따른 편광판은, 제1 보호 필름과 편광자와 점착제층을 이 순서로 포함하는 점착제층을 갖는 편광판이다. 본 발명에 따른 편광판의 층 구성의 예를 도 1 및 도 2에 도시한다. 도 1에 도시된 편광판(1)은, 편광자(5); 편광자(5)의 한쪽의 면에 제1 접착제층(15)을 통해 적층되는 제1 보호 필름(10); 편광자(5)의 다른쪽의 면에 제2 접착제층(25)을 통해 적층되는 제2 보호 필름(20); 제2 보호 필름(20)의 외면(편광자(5)와는 반대측의 면)에 적층되는 점착제층(30)을 포함한다.
제2 보호 필름(20)은, 편광자(5)와 점착제층(30) 사이에 배치된다, 필요에 따라 마련되는 필름이며, 이 필름을 생략한 층 구성의 구체예가 도 2에 도시된다. 도 2에 도시된 편광판(2)에 있어서 점착제층(30)은, 편광자(5)에 있어서의 제1 보호 필름(10)과는 반대측의 면에 직접 적층되어 있다. 편광판(1, 2)에 있어서 점착제층(30)의 외면에는 세퍼레이터를 적층해도 좋다.
(2) 편광판의 치수 수축 특성
본 발명에 따른 편광판은, 85℃에서 500시간 가열했을 때의 흡수축 방향에서의 치수 수축량이 500 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 495 ㎛ 이하이다. 치수 수축량이 이 범위 내에 있음으로써, 점착제층(30)의 80℃에서의 손실 탄성률이 0.06 ㎫ 미만인 것을 전제로 하여, 내열 시험을 실시했을 때의 휘어짐 및 기포 혼입을 효과적으로 억제할 수 있다. 치수 수축량을 상기 범위 내로 하는 것은, 특히 기포 혼입의 억제에 유리하다. 치수 수축량은, 작을수록 바람직한 경향에 있으나, 예컨대 10 ㎛ 이상, 또는 50 ㎛ 이상이어도 좋다.
치수 수축량은, 가열 전에 있어서의 편광판의 흡수축 방향의 길이를 L0(㎛), 가열 후에 있어서의 편광판의 흡수축 방향의 길이를 L1(㎛)이라고 할 때, 하기 식:
치수 수축량(㎛)=L0-L1
로 표시된다. 상기 흡수축은, 보다 구체적으로는 편광판이 갖는 편광자(5)의 흡수축이다. 치수 수축량은, 편광판을 유리 기판에 접합한 시료에 대해 측정되며, 그 구체적인 측정 방법은, 후술하는 실시예의 항에 기재된 방법에 따를 수 있다.
내열 시험을 실시했을 때의 휘어짐 및 기포 혼입을 효과적으로 억제하는 관점에서, 본 발명에 따른 편광판은, 85℃에서 500시간 가열했을 때의 흡수축 방향에서의 치수 수축률이 0.48%보다 작은 것이 바람직하고, 0.45% 이하인 것이 보다 바람직하다. 치수 수축률은, 하기 식:
치수 수축률(%)=100×(L0-L1)/L0
으로 표시된다. 치수 수축률은, 상기한 치수 수축량으로부터 얻을 수 있다. 치수 수축률은 통상 0.1% 이상이다.
흡수축 방향에서의 치수 수축량 및 치수 수축률을 전술한 범위까지 작게 하는 방법으로서는, 예컨대
a) 편광자(5)의 두께를 작게 함으로써, 편광자(5)의 흡수축 방향의 수축력을 작게 하는 방법,
b) 편광자(5)의 제작 조건(일축 연신 조건, 붕산 처리 조건, 세정 처리 조건, 건조 처리 조건, 또는 이들로부터 선택되는 복수의 조건 등)을 조정함으로써, 편광자(5)의 흡수축 방향의 수축력을 작게 하는 방법,
c) 편광자(5)에 접합되는 제1 보호 필름(10) 및/또는 제2 보호 필름(20)의 탄성률을 크게 하는 방법
등을 들 수 있다. b) 및 c)의 상세한 설명에 대해서는, 하기 (3) 및 (4)의 항에서 서술한다.
(3) 편광자
편광자(5)로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 폴리비닐알코올계 수지로 구성되는(바람직하게는 이것으로 이루어지는) 필름에 이색성 색소를 흡착 배향시켜 이루어지는 편광 필름이 바람직하게 이용된다. 이러한 편광자(5)는, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 일축 연신하는 공정; 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 색소로 염색함으로써, 이색성 색소를 흡착시키는 공정; 이색성 색소가 흡착된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정; 및 붕산 수용액에 의한 처리 후에 세정하는 공정을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지로서는, 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화한 것을 이용할 수 있다. 폴리아세트산비닐계 수지로서는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 외에, 아세트산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체의 예는, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류 및 암모늄기를 갖는 (메트)아크릴아미드류 등을 포함한다. 본 명세서에 있어서 「(메트)아크릴」이란, 아크릴 및 메타크릴에서 선택되는 적어도 한쪽을 의미한다. 「(메트)아크릴로일」에 대해서도 마찬가지이다.
폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는 통상, 85~100 ㏖% 정도이고, 98 ㏖% 이상이 바람직하다. 폴리비닐알코올계 수지는 변성되어 있어도 좋고, 예컨대, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말 또는 폴리비닐아세탈 등을 이용할 수도 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는 통상, 1000~10000 정도이고, 1500~5000 정도가 바람직하다. 폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는, JIS K 6726에 준거하여 구할 수 있다.
이러한 폴리비닐알코올계 수지를 제막(製膜)한 것이, 편광자(5)(편광 필름)의 원반(原反) 필름으로서 이용된다. 폴리비닐알코올계 수지를 제막하는 방법은, 특별히 한정되는 것은 아니며, 공지의 방법이 채용된다. 폴리비닐알코올계 원반 필름의 막 두께는, 예컨대 10~150 ㎛ 정도이다.
폴리비닐알코올계 수지 필름의 일축 연신은, 이색성 색소의 염색 전에, 염색과 동시에, 또는 염색 후에 행할 수 있다. 일축 연신을 염색 후에 행하는 경우, 이 일축 연신은, 붕산 처리 전에 또는 붕산 처리 중에 행해도 좋다. 또한, 이들 복수의 단계에서 일축 연신을 행해도 좋다. 흡수축 방향에서의 편광자(5)(나아가서는 편광판)의 치수 수축량 및 치수 수축률을 작게 하기 위해서는, 일축 연신을 붕산 처리 전과 붕산 처리 중으로 나누어 행하는 것이 바람직하다.
일축 연신에 있어서는, 주속(周速)이 상이한 롤 사이에서 일축으로 연신해도 좋고, 열 롤을 이용하여 일축으로 연신해도 좋다. 또한 일축 연신은, 대기 중에서 연신을 행하는 건식 연신이어도 좋고, 용제를 이용하여 폴리비닐알코올계 수지 필름을 팽윤시킨 상태에서 연신을 행하는 습식 연신이어도 좋다. 연신 배율은 통상, 3~8배 정도이다.
폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 색소로 염색하는 방법으로서는, 예컨대, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 색소가 함유된 수용액에 침지하는 방법이 채용된다. 이색성 색소로서, 요오드나 이색성 유기 염료가 이용된다. 한편, 폴리비닐알코올계 수지 필름은, 염색 처리 전에 물로의 침지 처리를 실시해 두는 것이 바람직하다.
요오드에 의한 염색 처리로서는 통상, 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 수용액에, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하는 방법이 채용된다. 이 수용액에서의 요오드의 함유량은, 물 100 중량부당 0.01~1 중량부 정도일 수 있다. 요오드화칼륨의 함유량은, 물 100 중량부당 0.5~20 중량부 정도일 수 있다. 또한, 이 수용액의 온도는, 20~40℃ 정도일 수 있다. 한편, 이색성 유기 염료에 의한 염색 처리로서는 통상, 이색성 유기 염료를 함유하는 수용액에, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하는 방법이 채용된다. 이색성 유기 염료를 함유하는 수용액은, 황산나트륨 등의 무기염을 염색 조제로서 함유하고 있어도 좋다. 이 수용액에서의 이색성 유기 염료의 함유량은, 물 100 중량부당 1×10-4~10 중량부 정도일 수 있다. 이 수용액의 온도는, 20~80℃ 정도일 수 있다.
이색성 색소에 의한 염색 후의 붕산 처리는, 염색된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 함유 수용액에 침지함으로써 행할 수 있다. 붕산 함유 수용액에서의 붕산의 양은, 물 100 중량부당 0.1~15 중량부 정도일 수 있으나, 흡수축 방향에서의 편광자(5)(나아가서는 편광판)의 치수 수축량 및 치수 수축률을 작게 하기 위해서는, 붕산 함유 수용액에서의 붕산 농도를 낮게 설정하여 편광자(5) 중의 붕소 함유율을 낮게 하는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 붕산 농도의 조정과, 치수 수축량 및 치수 수축률을 작게 하기 위해서 바람직하게 채용되는 전술한 연신 양태를 조합하는 것도 바람직하다. 붕산 함유 수용액의 온도는, 50℃ 이상일 수 있고, 예컨대 50~85℃ 정도이다.
이색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우, 이 붕산 함유 수용액은, 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하다. 붕산 함유 수용액에서의 요오드화칼륨의 양은 통상, 물 100 중량부당 0.1~15 중량부 정도일 수 있으나, 치수 수축량 및 치수 수축률을 작게 하기 위해서는, 붕산 함유 수용액에서의 요오드화칼륨 농도를 높게 설정하는 것이 바람직하기 때문에, 요오드화칼륨의 양은, 물 100 중량부당 5~12 중량부 정도로 하는 것이 바람직하다.
붕산 처리 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름은 통상, 물 또는 요오드화칼륨 수용액에 침지함으로써 세정 처리된다. 물에 의한 세정과 요오드화칼륨에 의한 세정을 조합해도 좋다. 치수 수축량 및 치수 수축률을 작게 하기 위해서, 세정 처리는, 요오드화칼륨에 의한 세정 처리를 포함하는 것이 바람직하다. 세정 처리에서의 물 또는 요오드화칼륨 수용액의 온도는 통상, 5~40℃ 정도이다. 침지 시간은 통상, 1~120초 정도이다.
세정 처리 후에 건조 처리를 실시하여, 편광자(5)가 얻어진다. 건조 처리는, 열풍 건조기나 원적외선 히터, 열 롤 등을 이용하여 행할 수 있다. 건조 처리의 온도는 통상, 30~100℃ 정도이지만, 치수 수축량 및 치수 수축률을 작게 하기 위해서는, 50~80℃인 것이 바람직하다. 건조 처리 전의 필름의 수분율은, 건조 효율의 관점에서, 25~55 중량%인 것이 바람직하다. 또한, 건조 처리 후의 필름(편광자(5))의 수분율은, 통상 5~35 중량%이지만, 반송성의 관점에서, 6~33 중량%인 것이 바람직하다.
편광자(5)의 두께는 15 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 12 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 편광자(5)의 두께를 15 ㎛ 이하로 함으로써 편광판의 박막화를 실현할 수 있다. 또한 전술한 바와 같이, 편광자(5)를 얇게 하는 것은, 치수 수축량 및 치수 수축률의 저감에도 유리하다. 편광자(5)의 두께는 통상, 5 ㎛ 이상이다.
(4) 제1 및 제2 보호 필름
제1 및 제2 보호 필름(10, 20)은 각각, 투광성을 갖는(바람직하게는 광학적으로 투명한) 열가소성 수지, 예컨대, 사슬형 폴리올레핀계 수지(폴리프로필렌계 수지 등), 환형 폴리올레핀계 수지(노르보르넨계 수지 등)와 같은 폴리올레핀계 수지; 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스에스테르계 수지; 폴리에스테르계 수지; 폴리카보네이트계 수지; (메트)아크릴계 수지; 폴리스티렌계 수지; 또는 이들의 혼합물, 공중합물 등으로 이루어지는 필름일 수 있다. 편광판이 제2 보호 필름(20)을 포함하는 경우, 제1 보호 필름(10)과 제2 보호 필름(20)은, 서로 동종의 보호 필름이어도 좋고, 이종(異種)의 보호 필름이어도 좋다.
제1 및/또는 제2 보호 필름(10, 20)은, 위상차 필름, 휘도 향상 필름과 같은 광학 기능을 겸비하는 보호 필름일 수도 있다. 예컨대, 상기 열가소성 수지로 이루어지는 필름을 연신(일축 연신 또는 이축 연신 등)하거나, 그 필름 상에 액정층 등을 형성하거나 함으로써, 임의의 위상차 값이 부여된 위상차 필름으로 할 수 있다.
사슬형 폴리올레핀계 수지로서는, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지와 같은 사슬형 올레핀의 단독 중합체 외에, 2종 이상의 사슬형 올레핀으로 이루어지는 공중합체를 들 수 있다.
환형 폴리올레핀계 수지는, 환형 올레핀을 중합 단위로 하여 중합되는 수지의 총칭이다. 환형 폴리올레핀계 수지의 구체예를 들면, 환형 올레핀의 개환(開環) (공)중합체, 환형 올레핀의 부가 중합체, 환형 올레핀과 에틸렌, 프로필렌과 같은 사슬형 올레핀과의 공중합체(대표적으로는 랜덤 공중합체), 및 이들을 불포화 카르복실산이나 그 유도체로 변성한 그라프트 중합체, 및 이들의 수소화물 등이다. 그 중에서도, 환형 올레핀으로서 노르보르넨이나 다환 노르보르넨계 모노머 등의 노르보르넨계 모노머를 이용한 노르보르넨계 수지가 바람직하게 이용된다.
셀룰로오스에스테르계 수지는, 셀룰로오스와 지방산과의 에스테르이다. 셀룰로오스에스테르계 수지의 구체예는, 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 디아세틸셀룰로오스를 포함한다. 또한, 이들의 공중합물이나, 수산기의 일부가 다른 치환기로 수식된 것을 이용할 수도 있다. 이들 중에서도 TAC가 특히 바람직하다.
폴리에스테르계 수지는 에스테르 결합을 갖는, 상기 셀룰로오스에스테르계 수지 이외의 수지이고, 다가 카르복실산 또는 그 유도체와 다가 알코올과의 중축합체로 이루어지는 것이 일반적이다. 다가 카르복실산 또는 그 유도체로서는 디카르복실산 또는 그 유도체를 이용할 수 있고, 예컨대 테레프탈산, 이소프탈산, 디메틸테레프탈레이트, 나프탈렌디카르복실산디메틸 등을 들 수 있다. 다가 알코올로서는 디올을 이용할 수 있고, 예컨대 에틸렌글리콜, 프로판디올, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 시클로헥산디메탄올 등을 들 수 있다.
폴리에스테르계 수지의 구체예는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌나프탈레이트, 폴리시클로헥산디메틸테레프탈레이트, 폴리시클로헥산디메틸나프탈레이트를 포함한다.
폴리카보네이트계 수지는, 카보네이트기를 통해 모노머 단위가 결합된 중합체로 이루어진다. 폴리카보네이트계 수지는, 폴리머 골격을 수식한 것과 같은 변성 폴리카보네이트라고 불리는 수지나, 공중합 폴리카보네이트 등이어도 좋다.
(메트)아크릴계 수지는, (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물을 주된 구성 모노머로 하는 수지이다. (메트)아크릴계 수지의 구체예는, 예컨대, 폴리메타크릴산메틸과 같은 폴리(메트)아크릴산에스테르; 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산 공중합체; 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산에스테르 공중합체; 메타크릴산메틸-아크릴산에스테르-(메트)아크릴산 공중합체; (메트)아크릴산메틸-스티렌 공중합체(MS 수지 등); 메타크릴산메틸과 지환족 탄화수소기를 갖는 화합물과의 공중합체(예컨대, 메타크릴산메틸-메타크릴산시클로헥실 공중합체, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산노르보르닐 공중합체 등)를 포함한다. 바람직하게는, 폴리(메트)아크릴산메틸과 같은 폴리(메트)아크릴산C1-6알킬에스테르를 주성분으로 하는 중합체가 이용되고, 보다 바람직하게는, 메타크릴산메틸을 주성분(50~100 중량%, 바람직하게는 70~100 중량%)으로 하는 메타크릴산메틸계 수지가 이용된다.
제1 보호 필름(10)의 편광자(5)와는 반대측의 표면에는, 하드 코트층, 방현층, 반사 방지층, 대전 방지층, 오염 방지층과 같은 표면 처리층(코팅층)이나, 다른 광학층 또는 광학 필름을 마련할 수도 있다.
제1 및 제2 보호 필름(10, 20)의 두께는, 편광판의 박형화의 관점에서, 바람직하게는 90 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 50 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 40 ㎛ 이하이다. 상기 두께는, 강도 및 취급성의 관점에서, 통상 5 ㎛ 이상이다.
전술한 바와 같이, 제1 보호 필름(10) 및/또는 제2 보호 필름(20)의 인장 탄성률을 크게 함으로써, 흡수축 방향에서의 편광판의 치수 수축량 및 치수 수축률을 작게 할 수 있다. 이러한 관점에서, 제1 및 제2 보호 필름(10, 20)의 85℃에서의 인장 탄성률은, 1000~6000 ㎫인 것이 바람직하고, 1500~5500 ㎫인 것이 보다 바람직하며, 2000~5000 ㎫인 것이 더욱 바람직하다.
보호 필름의 인장 탄성률은, 다음과 같이 하여 측정된다. 보호 필름을 1.5 ㎝ 폭×15 ㎝ 길이로 컷팅하여 시험편을 얻는다. 이어서, 인장 시험기〔예컨대, (주)시마즈 세이사쿠쇼 제조 AUTOGRAPH AG-1S 시험기〕의 상하 손잡이 도구로, 손잡이 도구의 간격이 10 ㎝가 되도록 상기 시험편의 긴 변 방향 양단을 사이에 끼우고, 85℃의 환경하에서 인장 속도 50 ㎜/분으로 인장하며, 얻어지는 응력-변형 곡선에서의 초기의 직선의 기울기로부터, 85℃에서의 인장 탄성률을 산출한다.
(5) 제1 및 제2 접착제층
제1 및 제2 접착제층(15, 25)을 형성하는 접착제로서는, 수계 접착제 또는 활성 에너지선 경화성 접착제를 이용할 수 있다. 편광판이 제2 보호 필름(20)을 포함하는 경우에 있어서, 제1 접착제층(15)을 형성하는 접착제와 제2 접착제층(25)을 형성하는 접착제는 동종이어도 좋고, 이종이어도 좋다.
수계 접착제로서는, 폴리비닐알코올계 수지 수용액으로 이루어지는 접착제, 수계 이액형 우레탄계 에멀젼 접착제 등을 들 수 있다. 그 중에서도 폴리비닐알코올계 수지 수용액으로 이루어지는 수계 접착제가 적합하게 이용된다.
폴리비닐알코올계 수지로서는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐을 비누화 처리하여 얻어지는 비닐알코올 호모폴리머 외에, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체를 비누화 처리하여 얻어지는 폴리비닐알코올계 공중합체, 또는 이들의 수산기를 부분적으로 변성한 변성 폴리비닐알코올계 중합체 등을 이용할 수 있다. 수계 접착제는, 다가 알데히드, 수용성 에폭시 화합물, 멜라민계 화합물, 지르코니아 화합물, 아연 화합물 등의 첨가제를 포함할 수 있다.
수계 접착제를 사용하는 경우에는, 편광자(5)와 보호 필름을 접합한 후, 수계 접착제 중에 포함되는 물을 제거하기 위해서 건조시키는 건조 공정을 실시하는 것이 바람직하다. 건조 공정 후, 예컨대 20~45℃ 정도의 온도에서 양생(養生)하는 양생 공정을 마련해도 좋다.
상기 활성 에너지선 경화성 접착제란, 자외선과 같은 활성 에너지선을 조사함으로써 경화하는 접착제를 말하며, 예컨대, 중합성 화합물 및 광중합 개시제를 포함하는 것, 광반응성 수지를 포함하는 것, 바인더 수지 및 광반응성 가교제를 포함하는 것 등을 들 수 있다. 중합성 화합물로서는, 광경화성 에폭시계 모노머, 광경화성 (메트)아크릴계 모노머, 광경화성 우레탄계 모노머와 같은 광중합성 모노머나, 광중합성 모노머에서 유래하는 올리고머를 들 수 있다. 광중합 개시제로서는, 자외선과 같은 활성 에너지선의 조사에 의해 중성 라디칼, 음이온 라디칼, 양이온 라디칼과 같은 활성종을 발생하는 물질을 포함하는 것을 들 수 있다. 중합성 화합물 및 광중합 개시제를 포함하는 활성 에너지선 경화성 접착제로서, 광경화성 에폭시계 모노머 및 광양이온 중합 개시제를 포함하는 것을 바람직하게 이용할 수 있다.
활성 에너지선 경화성 접착제를 이용하는 경우에는, 편광자(5)와 보호 필름을 접합한 후, 필요에 따라 건조 공정을 행하고, 이어서 활성 에너지선을 조사함으로써 활성 에너지선 경화성 접착제를 경화시키는 경화 공정을 행한다. 활성 에너지선의 광원은 특별히 한정되지 않으나, 파장 400 ㎚ 이하에 발광 분포를 갖는 자외선이 바람직하고, 예컨대, 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙 라이트 램프, 마이크로파 여기 수은등, 메탈 핼라이드 램프 등을 이용할 수 있다.
(6) 점착제층
점착제층(30)은, 제2 보호 필름(20)의 외면이나, 편광자(5)의 외면 상에 적층할 수 있고, 통상은, 제2 보호 필름(20)의 외면에 직접 적층되거나(도 1의 예), 또는 편광자(5)의 외면에 직접 적층된다(도 2의 예). 점착제층(30)은, 표시 장치의 화상 표시 소자(액정 표시 장치에서의 액정셀 등)나, 다른 광학 부재에 편광판을 접합하기 위해서 이용할 수 있다.
점착제층(30)은, (메트)아크릴계, 고무계, 우레탄계, 에스테르계, 실리콘계, 폴리비닐에테르계와 같은 수지를 주성분으로 하는 점착제 조성물로 구성할 수 있다. 그 중에서도, 투명성, 내후성, 내열성 등이 우수한 (메트)아크릴계 수지를 베이스 폴리머로 하는 점착제 조성물이 적합하다.
상기 (메트)아크릴계 베이스 폴리머로서는, 예컨대, (메트)아크릴산부틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산이소옥틸, (메트)아크릴산 2-에틸헥실과 같은 (메트)아크릴산에스테르계 베이스 폴리머나, 이들의 (메트)아크릴산에스테르를 2종류 이상 이용한 공중합계 베이스 폴리머가 적합하게 이용된다. 베이스 폴리머에는, 극성 모노머를 공중합시키는 것이 바람직하다. 극성 모노머로서는, 예컨대, (메트)아크릴산, (메트)아크릴산 2-히드록시프로필, (메트)아크릴산히드록시에틸, (메트)아크릴아미드, N,N-디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, 글리시딜(메트)아크릴레이트와 같은, 카르복실기, 수산기, 아미드기, 아미노기, 에폭시기 등을 갖는 모노머를 들 수 있다.
점착제 조성물은 통상, 가교제를 더 함유한다. 가교제로서는, 2가 이상의 금속 이온으로서, 카르복실기와의 사이에서 카르복실산 금속염을 형성하는 것; 폴리아민 화합물로서, 카르복실기와의 사이에서 아미드 결합을 형성하는 것; 폴리에폭시 화합물이나 폴리올로서, 카르복실기와의 사이에서 에스테르 결합을 형성하는 것; 폴리이소시아네이트 화합물로서, 카르복실기와의 사이에서 아미드 결합을 형성하는 것이 예시된다. 그 중에서도, 폴리이소시아네이트 화합물이 바람직하다.
점착제 조성물은, 모노머 성분이나 올리고머 성분과 같은, 베이스 폴리머보다 저분자량의 화합물; 광산란성을 부여하기 위한 미립자; 비드; 베이스 폴리머 이외의 수지; 점착성 부여제; 충전제; 산화 방지제; 자외선 흡수제; 안료; 착색제 등의 첨가제를 포함할 수 있다.
점착제층(30)은, 예컨대 상기 점착제 조성물의 유기 용제 희석액을 기재(基材) 상에 도포하고, 건조시킴으로써 형성할 수 있다. 기재는, 제2 보호 필름(20), 편광자(5), 세퍼레이터 등일 수 있다.
점착제층(30)은, 80℃에 있어서 0.06 ㎫ 미만의 손실 탄성률을 나타내는 것이다. 손실 탄성률이 이 범위 내에 있음으로써, 편광판의 치수 수축량이 500 ㎛ 이하인 것을 전제로 하여, 내열 시험을 실시했을 때의 휘어짐 및 기포 혼입을 효과적으로 억제할 수 있다. 손실 탄성률을 상기 범위 내로 하는 것은, 특히 편광판의 휘어짐의 억제에 유리하다. 손실 탄성률은, 휘어짐 억제의 관점에서는 작을수록 바람직한 경향에 있고, 바람직하게는 0.055 ㎫ 이하이다. 손실 탄성률의 하한은, 예컨대 0.01 ㎫ 또는 0.03 ㎫일 수 있다. 손실 탄성률의 측정 방법은, 후술하는 실시예의 항에 기재된 방법에 따를 수 있다.
손실 탄성률을 상기 범위로 조정하기 위한 방법으로서는, 베이스 폴리머에 있어서, 그 유리 전이 온도를 낮게 하는 모노머의 함유량을 증가시키는 방법이나, 점착제 조성물에 상기 저분자량의 화합물을 첨가하거나, 그 첨가량을 증가시키거나 하는 방법을 들 수 있다.
점착제층(30)의 두께는, 1~40 ㎛일 수 있으나, 양호한 점착성을 확보하는 관점에서, 10 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 15 ㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 편광판의 박막화의 관점에서, 점착제층(30)의 두께는, 25 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
편광판에 있어서의 점착제층(30)의 외면에 세퍼레이터를 적층해도 좋다. 세퍼레이터는, 점착제층(30)을 다른 부재에 접합할 때까지 그 표면을 보호하기 위해서 임시 부착되는 필름이며, 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 투명 수지로 이루어지는 필름에, 실리콘계 등의 이형제에 의한 처리를 실시한 것이 이용된다.
(7) 편광판의 제조 방법
전술한 편광자(5)(편광 필름)의 한쪽의 면에 제1 접착제층(15)을 통해 제1 보호 필름(10)을 통상법에 따라 접합하고, 다른쪽의 면에 점착제층을 접합함으로써, 한쪽 면에 보호 필름이 접합된 점착제층을 갖는 편광판(2)(도 2 참조)을 얻을 수 있다. 한편, 편광자(5)의 한쪽의 면에 제1 접착제층(15)을 통해 제1 보호 필름(10)을 접합하고, 다른 면에 제2 접착제층(25)을 통해 제2 보호 필름(20)을 접합함으로써 편광자(5)의 양면에 보호 필름이 접합된 편광판을 얻은 후, 제2 보호 필름(20)의 외면에 점착제층(30)을 적층함으로써, 양면에 보호 필름이 접합된 점착제층을 갖는 편광판(1)(도 1 참조)을 얻을 수 있다. 제1 및 제2 보호 필름(10, 20)의 접합은, 동시여도 좋고, 축차적이어도 좋다.
점착제층(30)을 접합하기 전의, 보호 필름이 편광자(5)의 한쪽 면 또는 양면에 접합된 편광판은, 단체(단독) 필름으로 이루어지는 편광자(5)에 보호 필름을 접합하는 방법에 한하지 않고, 제조 공정 중의 폴리비닐알코올계 수지층 및 편광자를 지지하기 위한 기재 필름을 이용하여 제작해도 좋다. 이 방법은, 예컨대 일본 특허 공개 제2012-103466호 공보 등에 기재되어 있다. 이 경우, 보호 필름이 편광자(5)의 한쪽 면에 접합된 편광판은 예컨대 하기 공정:
기재 필름의 적어도 한쪽의 면에 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 도공액을 도공한 후, 건조시킴으로써 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 수지층 형성 공정,
적층 필름을 일축 연신하여 연신 필름을 얻는 연신 공정,
연신 필름의 폴리비닐알코올계 수지층을 이색성 색소로 염색하여 편광자(5)를 형성함으로써 편광성 적층 필름을 얻는 염색 공정,
편광성 적층 필름의 편광자(5) 상에 제1 보호 필름(10)을 접합하여 접합 필름을 얻는 제1 접합 공정,
접합 필름으로부터 기재 필름을 박리 제거하여, 보호 필름이 편광자(5)의 한쪽 면에 접합된 편광판을 얻는 박리 공정
을 이 순서로 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
보호 필름이 편광자(5)의 양면에 접합된 편광판을 제작하는 경우에는, 박리 공정 후에,
보호 필름이 편광자(5)의 한쪽 면에 접합된 편광판의 편광자(5)측의 면에 제2 보호 필름(20)을 접합하는 제2 접합 공정
을 더 포함한다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것은 아니다. 이하의 예에 있어서, 편광자 및 보호 필름의 두께는, (주)니콘 제조의 디지털 마이크로미터 「MH-15M」을 이용하여 측정하였다.
(제조예 1: 편광자 1의 제작)
평균 중합도 약 2400, 비누화도 99.9 몰% 및 두께 30 ㎛의 폴리비닐알코올 필름〔(주)쿠라레 제조의 「VF-PE#3000」〕을, 37℃의 순수에 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.04/1.5/100인 수용액에 30℃에서 침지하여 염색 처리를 행하였다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 12/3.6/100인 수용액에 56.5℃에서 침지하여 붕산 처리를 행하였다. 계속해서, 10℃의 순수로 세정한 후, 85℃에서 건조 처리를 행하여, 일축 연신 폴리비닐알코올 필름에 요오드가 흡착 배향된 두께 약 12 ㎛의 편광자 1을 제작하였다. 일축 연신은, 주로 요오드 염색 및 붕산 처리의 공정에서 행하였다. 폴리비닐알코올 필름을 기준으로 하는 연신 배율은 4.8배였다.
(제조예 2: 편광자 2의 제작)
평균 중합도 약 2400, 비누화도 99.9 몰% 및 두께 60 ㎛의 폴리비닐알코올 필름〔(주)쿠라레 제조의 상품명 「VF-PE6000」〕을 이용한 것, 및 폴리비닐알코올 필름을 기준으로 하는 연신 배율을 5.3배로 한 것 이외에는 제조예 1과 동일하게 하여, 일축 연신 폴리비닐알코올 필름에 요오드가 흡착 배향된 두께 약 23 ㎛의 편광자 2를 제작하였다.
<실시예 1>
(1) 접착제의 조제
물 100 중량부에 대해, 카르복실기 변성 폴리비닐알코올〔(주)쿠라레 제조의 「KL-318」〕을 3 중량부 용해하여, 폴리비닐알코올 수용액을 조제하였다. 얻어진 수용액에 수용성 폴리아미드 에폭시 수지〔다오카 가가쿠 고교(주) 제조의 「스미레즈 레진 650(30)」, 고형분 농도 30 중량%〕를, 물 100 중량부에 대해, 1.5 중량부의 비율로 혼합하여, 수계 접착제를 얻었다.
(2) 편광자로의 보호 필름의 접합
편광자에 접합하는 보호 필름으로서, 다음의 보호 필름:
제1 보호 필름: 하드 코트층을 갖는 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름〔도판 인사츠(주) 제조의 「25KCHCN-TC」, 두께 32 ㎛〕,
제2 보호 필름: 환형 폴리올레핀계 수지 필름〔니폰 제온(주) 제조의 「ZF14」, 두께 23 ㎛〕
을 준비하였다.
제조예 1에서 제작한 편광자 1의 한쪽 면에, 접합면에 비누화 처리를 실시한 제1 보호 필름을 위에서 조제한 수계 접착제를 통해 접합하고, 다른쪽의 면에, 제2 보호 필름을 동일한 수계 접착제를 통해 접합하며, 한 쌍의 접합 롤 사이에 통과시킴으로써 압착하였다. 이어서, 80℃의 오븐에서 5분간 건조시켜, 양면에 보호 필름이 적층된 편광판을 얻었다.
(3) 점착제층의 형성
아크릴산부틸과 아크릴산과의 공중합체에 우레탄아크릴레이트 올리고머를 배합하고, 이소시아네이트계 가교제와, 대전 방지제로서의 이온성 화합물을 더 첨가한 유기 용제 용액 점착제 a를, 위에서 제작한 편광판의 제2 보호 필름의 외면에 도공하여, 점착제층 A를 갖는 편광판을 제작하였다. 점착제층 A의 두께는 20 ㎛였다. 점착제층 A 위에 세퍼레이터(이형 처리가 실시된 두께 38 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름)를 적층하였다. 그 후, 이 편광판을 7일간 양생시켰다.
<실시예 2>
실시예 1과 동일하게 하여, 양면에 보호 필름이 적층된 편광판을 얻었다. 아크릴산부틸과 아크릴산과의 공중합체에, 이소시아네이트계 가교제와, 대전 방지제로서의 이온성 화합물을 첨가한 유기 용제 용액 점착제 c를, 위에서 제작한 편광판의 제2 보호 필름의 외면에 도공하여, 점착제층 C를 갖는 편광판을 제작하였다. 점착제층 C의 두께는 20 ㎛였다. 점착제층 C 위에 세퍼레이터(이형 처리가 실시된 두께 38 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름)를 적층하였다. 그 후, 이 편광판을 7일간 양생시켰다.
<비교예 1>
편광자 1 대신에 제조예 2에서 제작한 편광자 2를 이용하고, 제1 보호 필름으로서 하드 코트층을 갖는 TAC 필름〔도판 인사츠(주) 제조의 「40CHC」, 두께 44 ㎛〕을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 점착제층 A를 갖는 편광판을 제작하였다.
<비교예 2>
편광자 1 대신에 편광자 2를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 양면에 보호 필름이 적층된 편광판을 얻었다. 아크릴산부틸과 아크릴산과의 공중합체에 우레탄아크릴레이트 올리고머를 배합하고, 이소시아네이트계 가교제를 더 첨가한 유기 용제 용액 점착제 b를, 위에서 제작한 편광판의 제2 보호 필름의 외면에 도공하여, 점착제층 B를 갖는 편광판을 제작하였다. 점착제층 B의 두께는 20 ㎛였다. 점착제층 B 위에 세퍼레이터(이형 처리가 실시된 두께 38 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름)를 적층하였다. 그 후, 이 편광판을 7일간 양생시켰다.
〔점착제층의 손실 탄성률 및 편광판의 치수 수축 특성의 측정〕
(1) 점착제층의 손실 탄성률 G''
점착제층을 포개어 두께 100 ㎛로 한 시료에 대해, (주)Anton Paar 제조의 동적 점탄성 장치 「MCR301」을 이용하여, 온도 80℃, 주파수 1 ㎐, 초기 변형 1 N의 조건하에서 측정하였다. 지그에는 평행판(parallel plate)을 이용하였다.
(2) 편광판의 치수 수축 특성
85℃에서 500시간 가열했을 때의 흡수축 방향에서의 치수 수축량을 다음과 같이 하여 측정하였다. 얻어진 점착제층을 갖는 편광판으로부터 시험편을 잘라내었다. 시험편의 형상은, 긴 변이 연신 방향(편광자의 흡수축 방향)과 평행한 긴 변 200 ㎜×짧은 변 150 ㎜로 하였다. 시험편으로부터 세퍼레이터를 박리하고, 그 점착제층을 통해 유리 기판에 접합하였다. 이 시험편 접합 유리 기판을 85℃ dry 환경하에서 500시간 가열하였다. 가열 전에 있어서의 편광판의 흡수축 방향(긴 변 방향)의 길이 L0(=200 ㎜), 가열 후에 있어서의 편광판의 흡수축 방향의 길이 L1로부터 하기 식:
치수 수축량(㎛)=L0-L1
에 따라 치수 수축량을 구하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. L0 및 L1은, 시험편 접합 유리 기판을 편광판이 위를 향하도록 대(臺) 위에 놓고, (주)니콘 제조의 이차원 측정기 「NEXIV VMR-12072」를 이용하여 측정하였다.
또한, 하기 식:
치수 수축률(%)=100×(L0-L1)/L0
에 따라 치수 수축률을 구하였다. 결과를 아울러 표 1에 나타낸다.
〔평가 시험〕
(1) 편광판의 휘어짐의 평가
85℃에서 500시간 가열했을 때의 편광판의 휘어짐 양을 다음과 같이 하여 측정하였다. 얻어진 점착제층을 갖는 편광판으로부터 세퍼레이터를 박리하고, 그 점착제층을 통해 유리 기판에 접합하였다. 85℃ dry 환경하에서 500시간 가열한 후, 편광판이 위를 향하도록 대 위에 놓고, 휘어짐이 가장 큰 부분에 있어서의 대로부터의 높이를 정해진 규칙에 따라 측정하며, 그 높이를 휘어짐 양으로 하였다. 휘어짐 양이 0.5 ㎜ 미만인 경우를 A(휘어짐 양이 작음), 0.5 ㎜ 이상인 경우를 B(휘어짐 양이 큼)로 하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(2) 기포 발생의 평가
얻어진 점착제층을 갖는 편광판으로부터 시험편을 잘라내었다. 시험편의 형상은, 긴 변이 연신 방향(편광자의 흡수축 방향)과 평행한 긴변 2 00 ㎜×짧은 변 150 ㎜로 하였다. 시험편으로부터 세퍼레이터를 박리하고, 그 점착제층을 통해 유리 기판에 접합하였다. 이 시험편 접합 유리 기판을 85℃ dry 환경하에서 500시간 가열하였다. 유리 기판측으로부터, 유리 기판과 점착제층과의 계면에 기포가 혼입되어 있는지의 여부를 확대경으로 관찰하였다. 기포가 보이지 않는 경우를 A, 보이는 경우를 B로 하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
손실 탄성률 MPa 0.055 0.057 0.055 0.060
치수 수축량 490 241 950 286
치수 수축률 % 0.25 0.12 0.48 0.14
평가 시험 결과
휘어짐 A A B B
기포 발생 A A B A

Claims (5)

  1. 제1 보호 필름과, 폴리비닐알코올계 수지로 구성되는 편광자와, 점착제층을 이 순서로 포함하는 편광판으로서,
    상기 점착제층은, 80℃에서의 손실 탄성률이 0.06 ㎫ 미만이고,
    85℃에서 500시간 가열했을 때의 흡수축 방향에서의 치수 수축량이 500 ㎛ 이하인 편광판.
  2. 제1항에 있어서, 85℃에서 500시간 가열했을 때의 흡수축 방향에서의 치수 수축률이 0.48%보다 작은 편광판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 편광자와 상기 점착제층 사이에 배치되는 제2 보호 필름을 더 포함하는 편광판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 점착제층은, 상기 편광자에 있어서의 상기 제1 보호 필름과는 반대측의 면에 직접 적층되어 있는 편광판.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 점착제층은, 두께가 25 ㎛ 이하인 편광판.
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