KR20160056911A - 편광판, 화상 표시 장치 - Google Patents

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본 발명은, 표면 경도가 우수함과 함께, 편광자와 편광자 상에 배치되는 수지층의 밀착성도 우수한 편광판, 및 편광판을 포함하는 화상 표시 장치를 제공한다. 본 발명의 편광판은, 편광자와, 편광자에 직접 접촉하고 있는 수지층을 구비하는 편광판으로서, 수지층은, 식 (1)로 나타나는 보론산기 및 중합성기를 갖는 보론산 모노머와, 다관능 모노머를 중합 경화시켜 얻어진 층이며, 수지층의 Re(550) 및 Rth(550)가 하기 식 (X) 및 식 (Y)를 각각 만족하고,
식 (X) Re(550)≤10nm
식 (Y) ｜Rth(550)｜≤10nm
편광자의 두께가, 35μm 이하이다.
Figure pct00020

Description

편광판, 화상 표시 장치{POLARIZING PLATE AND IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 편광판에 관한 것으로, 특히, 보론산 모노머와 다관능 모노머를 중합 경화시켜 얻어지는 수지층을 갖는 편광판, 및 편광판을 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
통상, 편광자는, 기계적 강도가 뒤떨어지기 때문에, 비누화 처리된 트라이아세틸셀룰로스로 이루어지는 필름 등의 편광자 보호 필름을 편광자에 첩합하여, 편광판으로서 사용되고 있다.
한편, 최근, 편광자 보호 필름에 대하여, 기계적 강도의 향상 등 다양한 성능 향상이 요구되고 있으며, 다양한 제안이 이루어지고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에서는, 다관능 (메트)아크릴계 모노머를 포함하는 경화성 수지 조성물로 형성된 경화 수지층을 편광자의 표면에 직접 형성하여 얻어지는 편광판이 개시되어 있다. 이 편광판이면, 편광자와 경화 수지층의 밀착성이 높고, 또한 표면 경도도 우수하다는 것이 기재되어 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2011-221185호
한편, 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치 등의 화상 표시 장치의 용도의 확대에 따라, 보다 얇은 편광자가 요구됨과 함께, 편광판의 표면 경도, 및 편광자와 편광자 보호 필름의 밀착성의 향상이 보다 더 요구되고 있다.
본 발명자들은, 특허문헌 1에 기재되는 경화 수지층을 포함하는 편광판의 특성에 대하여 검토를 행한바, 편광자와 경화 수지층의 밀착성이 최근 요구되는 레벨을 충족시키지 못하여, 추가적인 개량이 필요하다는 것이 발견되었다.
본 발명은, 상기 실정을 감안하여, 표면 경도가 우수함과 함께, 편광자와 편광자 상에 배치되는 수지층의 밀착성도 우수한 편광판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는, 상기 과제를 달성하기 위하여 예의 연구한 결과, 소정의 보론산 모노머를 사용함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명자들은, 이하의 구성에 의하여 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견했다.
(1) 편광자와, 편광자에 직접 접촉하고 있는 수지층을 구비하는 편광판으로서,
수지층은, 후술하는 식 (1)로 나타나는 보론산기 및 중합성기를 갖는 보론산 모노머와, 다관능 모노머를 중합 경화시켜 얻어지는 층이며,
수지층의 Re(550) 및 Rth(550)가 하기 식 (X) 및 식 (Y)를 각각 만족하고,
식 (X) Re(550)≤10nm
식 (Y) ｜Rth(550)｜≤10nm
편광자의 두께가, 35μm 이하인, 편광판.
(단, Re(550)는, 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션(nm)을 의미하고, Rth(550)는, 파장 550nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션(nm)을 의미한다.)
(2) 보론산 모노머와 다관능 모노머의 합계 질량에 대한, 보론산 모노머의 질량 비율(보론산 모노머의 질량/(보론산 모노머 및 다관능 모노머의 합계 질량))이, 0.005~11.0질량％인,
(1)에 따른 편광판.
(3) 다관능 모노머에 포함되는 중합성기가 (메트)아크릴로일기인, (1) 또는 (2)에 따른 편광판.
(4) 수지층이, 자외선 흡수제를 더 포함하는, (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 따른 편광판.
(5) 수지층의 파장 300~380nm에 있어서의 최대 투과율이 15％ 이하인, (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 따른 편광판.
(6) 편광자의 수지층측과는 반대측의 표면 상에, 편광자 보호 필름을 더 구비하고,
편광자 보호 필름의 파장 300~380nm에 있어서의 최대 투과율이 15％ 이하인, (1)~(4) 중 어느 하나에 따른 편광판.
(7) (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 따른 편광판을 포함하는 화상 표시 장치.
(8) 액정 표시 장치인, (7)에 따른 화상 표시 장치.
본 발명에 의하면, 표면 경도가 우수함과 함께, 편광자와 편광자 상에 배치되는 수지층의 밀착성도 우수한 편광판을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 편광판의 일 실시형태의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 편광판의 다른 실시형태의 단면도이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서 "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로 하여 포함하는 범위를 의미한다.
본 발명의 특징점으로서는, 소정의 보론산 모노머 및 다관능 모노머를 중합 경화시켜 얻어지는 층을 편광자 표면과 직접 접촉하도록 배치하고 있는 점을 들 수 있다.
본 발명에 있어서, 원하는 효과가 얻어지는 메커니즘은, 이하와 같이 추측된다. 본 발명에서는, 편광자 상에서 직접 보론산 모노머 및 다관능 모노머를 중합 경화시킴으로써, 먼저, 보론산 모노머가 보론산기를 통하여 편광자와 결합을 형성하여, 편광자의 표면에 편재된다. 다음으로, 중합 경화 시에, 다관능 모노머 중의 중합성기와, 편광자와 결합하고 있는 보론산 모노머 중의 중합성기가 반응한다. 즉, 보론산 모노머가 편광자와 수지층 중의 다관능 모노머의 양쪽 모두에 결합하여, 양자의 접착성을 높이는 역할을 하고 있다고 생각된다.
이하에, 본 발명의 편광판의 일 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 도 1에, 본 발명의 편광판의 일 실시형태의 단면도를 나타낸다. 또한, 본 발명에 있어서의 도는 모식도이며, 각 층의 두께의 관계나 위치 관계 등은 반드시 실제의 것과는 일치하지 않는다. 이하의 도면도 동일하다.
편광판(10)은, 편광자(12)와, 수지층(14)을 구비한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 수지층(14)은, 상기 편광자(12) 표면 상에 직접 배치되어 있고, 편광자 보호 필름으로서 기능한다.
이하, 편광판 중의 각 부재(편광자, 수지층)에 대하여 상세하게 설명한다.
<편광자>
편광자는, 광을 특정의 직선 편광으로 변환하는 기능을 갖는 부재이면 되고, 흡수형 편광자 및 반사형 편광자를 이용할 수 있다.
흡수형 편광자로서는, 아이오딘계 편광자, 2색성 염료를 이용한 염료계 편광자, 및 폴리엔계 편광자 등이 이용된다. 아이오딘계 편광자 및 염료계 편광자에는, 도포형 편광자와 연신형 편광자가 있고, 어느 것도 적용할 수 있지만, 폴리바이닐알코올에 아이오딘 또는 2색성 염료를 흡착시켜, 연신하여 제작되는 편광자가 바람직하다.
또, 기재 상에 폴리바이닐알코올층을 형성한 적층 필름 상태에서 연신 및 염색을 실시함으로써 편광자를 얻는 방법으로서, 일본 특허공보 제5048120호, 일본 특허공보 제5143918호, 일본 특허공보 제5048120호, 일본 특허공보 제4691205호, 일본 특허공보 제4751481호, 일본 특허공보 제4751486호를 들 수 있고, 이들 편광자에 관한 공지의 기술도 바람직하게 이용할 수 있다.
반사형 편광자로서는, 복굴절이 상이한 박막을 적층한 편광자, 와이어 그리드형 편광자, 선택 반사역을 갖는 콜레스테릭 액정과 1/4 파장판을 조합한 편광자 등이 이용된다.
그 중에서도, 후술하는 수지층과의 밀착성이 보다 우수한 점에서, 폴리바이닐알코올계 수지(-CH2-CHOH-를 반복 단위로서 포함하는 폴리머. 특히, 폴리바이닐알코올 및 에틸렌-바이닐알코올 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개)를 포함하는 편광자인 것이 바람직하다.
편광자의 두께는 35μm 이하이며, 취급성이 우수함과 함께, 광학 특성도 우수한 점에서, 3~25μm가 바람직하고, 4~15μm가 보다 바람직하다. 상기 두께이면, 화상 표시 장치의 박형화에 대응 가능하게 된다.
<수지층>
수지층(경화 수지층)은, 편광자를 보호하여, 편광판에 기계적 강도를 부여하는 층이다. 또한, 도 1에 있어서는, 수지층(14)은, 편광자(12)의 편면에만 배치되어 있지만, 양면에 배치되어 있어도 된다.
수지층은, 편광자에 직접 접촉하고 있는 층이며, 식 (1)로 나타나는 보론산기 및 중합성기를 갖는 보론산 모노머와 다관능 모노머를 중합 경화시켜 얻어지는 층이다. 또, 수지층은, 광학적으로 등방성을 나타낸다.
이하에서는, 먼저, 수지층의 원료(보론산 모노머 및 다관능 모노머 등)에 대하여 상세하게 설명하고, 그 후 수지층의 제조 순서 등에 대하여 상세하게 설명한다.
(보론산 모노머)
보론산 모노머는, 식 (1)로 나타나는 보론산기 및 중합성기를 갖는 화합물이며, 상술한 바와 같이, 편광자와 수지층의 밀착성을 높이는 역할을 한다.
[화학식 1]
Figure pct00001
식 (1) 중, R1 및 R2는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 혹은 무치환의, 지방족 탄화 수소기, 아릴기, 또는 헤테로환기를 나타낸다.
지방족 탄화 수소기로서는, 예를 들면, 탄소수 1~20의 치환 혹은 무치환의 직쇄 혹은 분기의 알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기 등), 탄소수 3~20의 치환 혹은 무치환의 환상의 알킬기(예를 들면, 사이클로헥실기 등), 탄소수 2~20의 알켄일기(예를 들면, 바이닐기 등)를 들 수 있다.
아릴기로서는, 예를 들면, 탄소수 6~20의 치환 혹은 무치환의 페닐기(예를 들면, 페닐기, 톨릴기 등), 탄소수 10~20의 치환 혹은 무치환의 나프틸기 등을 들 수 있다.
헤테로환기로서는, 예를 들면, 적어도 하나의 헤테로 원자(예를 들면, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자 등)를 포함하는, 치환 혹은 무치환의 5원 혹은 6원환의 기이며, 예를 들면, 피리딜기, 이미다졸일기, 퓨릴기, 피페리딜기, 모폴리노기 등을 들 수 있다.
R1 및 R2는 서로 연결되어 환을 형성해도 되고, 예를 들면, R1 및 R2의 아이소프로필기가 연결되어, 4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤레인환을 형성해도 된다.
식 (1) 중, R1 및 R2로서 바람직하게는, 수소 원자, 탄소수 1~3의 직쇄 혹은 분기의 알킬기, R1 및 R2가 연결되어 환을 형성한 경우이며, 가장 바람직하게는, 수소 원자이다.
식 (1) 중, *는 결합 위치를 나타낸다.
또한, 식 (1)로 나타나는 보론산기의 수는 특별히 제한되지 않고, 1개여도, 복수(2개 이상)여도 된다.
또한, 이들 지방족 탄화 수소기, 아릴기, 및 헤테로환기에 포함되는 탄화 수소기는 임의의 치환기에 의하여 1개 이상 치환되어 있어도 된다. 치환기의 종류는, 예를 들면, 일본 공개특허공보 2013-054201호의 단락 0046에 기재된 치환기를 들 수 있다.
중합성기의 종류는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 라디칼 중합성기, 양이온 중합성기 등을 들 수 있다. 라디칼 중합성기로서는, (메트)아크릴로일기, 아크릴아마이드기, 바이닐기, 스타이릴기, 알릴기 등을 들 수 있다. 양이온 중합성기로서는, 바이닐에터기, 옥시란일기, 옥세탄일기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, (메트)아크릴로일기, 스타이릴기, 바이닐기, 옥시란일기 또는 옥세탄일기가 바람직하고, (메트)아크릴로일기 또는 스타이릴기가 더 바람직하며, (메트)아크릴로일기가 특히 바람직하다.
또한, (메트)아크릴로일기란, 아크릴로일기 및 메타아크릴로일기의 양쪽 모두를 포함하는 개념이다.
중합성기의 수는 특별히 제한되지 않고, 1개여도 되고, 복수(2개 이상)여도 된다.
보론산 모노머의 분자량은 특별히 제한되지 않지만, 다관능 모노머와의 상용성이 우수한 점에서, 120~1200이 바람직하고, 180~800이 보다 바람직하다.
보론산 모노머의 적합 양태로서는, 편광자와 수지층의 밀착성이 보다 우수한 점에서, 식 (2)로 나타나는 보론산 모노머를 들 수 있다.
[화학식 2]
Figure pct00002
식 (2) 중의 R1 및 R2의 정의는, 상술과 같다.
Z는, 중합성기를 나타낸다. 중합성기의 정의는, 상술과 같다.
X1은, 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다. 2가의 연결기로서는, 예를 들면, -O-, -CO-, -NH-, -CONH-, -OCONH-, -COO-, -O-COO-, 알킬렌기, 아릴렌기, 헤테로환기(헤테로아릴렌기), 및 이들의 조합으로부터 선택되는 2가의 연결기를 들 수 있다.
또한, 조합으로서는, 예를 들면, -아릴렌기-La-아릴렌기-La-아릴렌기-La-알킬렌기-, -아릴렌기-La-아릴렌기-La-알킬렌기-, -아릴렌기-La-알킬렌기- 등을 들 수 있다. La는, -COO-, -CO-NH-, -O-, 또는 -OCONH-를 나타낸다.
이하에, 보론산 모노머의 구체예를 나타내지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 3]
Figure pct00003
[화학식 4]
Figure pct00004
[화학식 5]
Figure pct00005
[화학식 6]
Figure pct00006
(다관능 모노머)
다관능 모노머는, 광이나 열을 이용하여 중합 가능한 화합물이며, 중합 경화하여 수지층을 구성하는 성분이 된다.
다관능 모노머에는, 복수의 중합성기가 포함된다. 중합성기의 정의는, 상술과 같고, (메트)아크릴로일기가 바람직하다.
다관능 모노머 중에 포함되는 중합성기의 수는 특별히 제한되지 않고, 복수(2 이상)이면 되며, 편광판의 표면 경도가 보다 우수한 점에서, 3~32가 바람직하고, 3~20이 보다 바람직하다.
다관능 모노머의 구체예로서는, 예를 들면, 에틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 트라이에틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 테트라메틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 프로필렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 1,3-뷰테인다이올다이(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올에테인트라이아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인다이(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트라이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 헥세인다이올다이(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인트라이(아크릴로일옥시프로필)에터, 트라이(아크릴로일옥시에틸)아이소사이아누레이트, 트라이(아크릴로일옥시에틸)사이아누레이트, 글리세린트라이(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인 혹은 글리세린 등의 다관능 알코올에 에틸렌옥사이드나 프로필렌옥사이드를 부가 반응시킨 후에 (메트)아크릴레이트화한 것 등의 다관능 (메트)아크릴레이트를 들 수 있다.
이들 다관능 모노머는, 1종만을 이용해도 되고, 2종 이상을 합하여 사용해도 된다.
또한, (메트)아크릴레이트란, 아크릴레이트와 메타아크릴레이트의 양쪽 모두를 포함하는 개념이다.
상술한 보론산 모노머와 다관능 모노머의 질량비는 특별히 제한되지 않지만, 고온 고습 조건에서의 편광판 중의 편광자의 내구성이 보다 우수한 점에서, 보론산 모노머와 다관능 모노머의 합계 질량에 대한, 보론산 모노머의 질량 비율(보론산 모노머의 질량/(보론산 모노머 및 다관능 모노머의 합계 질량))이, 0.0005~20.0질량％인 것이 바람직하고, 0.005~11.0질량％인 것이 보다 바람직하며, 0.05~9.0질량％인 것이 더 바람직하다.
(수지층의 제조 방법)
수지층의 제조 방법은, 편광자에 직접 접촉하고 있는 수지층을 제조할 수 있으면 특별히 제한되지 않지만, 수지층의 두께의 제어가 보다 용이한 점에서, 상기 보론산 모노머 및 상기 다관능 모노머를 포함하는 수지층 형성용 조성물을 편광자 상에 직접 도포하여, 중합 경화시킴으로써 제조할 수 있다. 바꾸어 말하면, 상기 수지층 형성용 조성물을 편광자 상에 직접 도포하여 도막을 형성하고, 이 도막에 중합 경화 처리를 실시함으로써, 수지층을 제조하는 양태가 바람직하다.
이하, 수지층 형성용 조성물을 사용한 양태에 대하여 상세하게 설명한다.
수지층 형성용 조성물에는, 상기 보론산 모노머 및 상기 다관능 모노머가 포함된다. 보론산 모노머와 다관능 모노머의 질량비는 특별히 제한되지 않지만, 상술한 보론산 모노머의 질량 비율(보론산 모노머의 질량/(보론산 모노머 및 다관능 모노머의 합계 질량))을 충족시키는 것이 바람직하다.
또, 수지층 형성용 조성물에는, 상기 보론산 모노머 및 상기 다관능 모노머 이외의 성분이 포함되어 있어도 된다.
예를 들면, 수지층 형성용 조성물에는, 중합 개시제가 포함되어 있어도 된다.
중합 개시제의 종류는 특별히 제한되지 않고, 중합 경화의 종류에 따라 적절히 최적의 화합물이 선택된다. 보다 구체적으로는, 광중합 개시제, 열중합 개시제를 들 수 있다.
광중합 개시제로서는, 예를 들면, 알킬페논계, 아실포스핀옥사이드계, 타이타노센계 등을 들 수 있다. 열중합 개시제로서는, 예를 들면, 케톤퍼옥사이드계, 퍼옥시케탈계, 하이드로퍼옥사이드계, 다이알킬퍼옥사이드계, 다이아실퍼옥사이드계, 퍼옥시다이카보네이트계, 퍼옥시에스터계 등을 들 수 있다.
수지층 형성용 조성물에는, 각종 계면활성제가 포함되어 있어도 된다.
계면활성제는 건조풍의 국소적인 분포에 의한 건조 불균일에 기인하는 막두께 편차를 억제할 수 있고, 또, 수지층의 표면 요철이나 도포물의 뭉침을 개량할 수 있다(레벨링제로서 기능한다).
계면활성제로서는, 구체적으로는, 불소계 계면활성제, 또는 실리콘계 계면활성제가 바람직하다. 또, 계면활성제는, 저분자 화합물보다 올리고머나 폴리머인 것이 바람직하다.
계면활성제를 첨가하면, 도포된 액막의 표면에 계면활성제가 신속하게 이동하여 편재화하고, 막 건조 후에도 계면활성제가 그대로 표면에 편재하게 되므로, 계면활성제를 첨가한 수지층의 표면 에너지는, 계면활성제에 의하여 저하된다. 수지층의 막두께 불균일성이나 뭉침, 편차를 방지한다는 관점에서는, 막의 표면 에너지가 낮은 것이 바람직하다.
불소계 계면활성제의 바람직한 양태 및 구체예는, 일본 공개특허공보 2007-102206호의 단락 번호 [0023]~[0080]에 기재되어 있고, 본 발명에 있어서도 동일하다.
실리콘계 계면활성제의 바람직한 예로서는, 다이메틸실릴옥시 단위를 반복 단위로서 복수 개 포함하는, 화합물쇄의 말단 및/또는 측쇄에 치환기를 갖는 것을 들 수 있다. 다이메틸실릴옥시 단위를 반복 단위로서 포함하는 화합물쇄 중에는 다이메틸실릴옥시 단위 이외의 구조 단위를 포함해도 된다. 치환기는 동일해도 되고 상이해도 되며, 복수 개 있는 것이 바람직하다. 바람직한 치환기의 예로서는, 폴리에터기, 알킬기, 아릴기, 아릴옥시기, 신남오일기, 옥세탄일기, 플루오로알킬기, 폴리옥시알킬렌기 등을 포함하는 기를 들 수 있다.
바람직한 실리콘계 계면활성제의 예로서는, 신에쓰 가가쿠 고교(주)제의 "X-22-174DX", "X-22-2426", "X22-164C", "X-22-176D",(이상 상품명); 칫소(주)제의, "FM-7725", "FM-5521", "FM-6621",(이상 상품명); Gelest제의 "DMS-U22", "RMS-033"(이상 상품명); 도레이·다우코닝(주)제의 "SH200", "DC11PA", "ST80PA", "L7604", "FZ-2105", "L-7604", "Y-7006", "SS-2801",(이상 상품명); 모멘티브·퍼포먼스·머티리얼즈·재팬제의 "TSF400"(상품명); 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
계면활성제의 분자량은 특별히 제한은 없지만, 10만 이하인 것이 바람직하고, 5만 이하인 것이 보다 바람직하며, 1,000~30,000인 것이 특히 바람직하고, 1,000~20,000인 것이 가장 바람직하다.
수지층 형성용 조성물 중에 있어서의 계면활성제의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 형성되는 수지층 전체 질량에 대한 계면활성제의 함유량이 0.01~0.5질량％가 되도록 조정되는 것이 바람직하고, 0.01~0.3질량％가 보다 바람직하다.
(투광성 수지 입자)
또, 수지층에는, 방현성(표면 산란성)이나 내부 산란성을 부여하기 위하여, 각종 투광성 수지 입자를 이용할 수 있다.
투광성 수지 입자는, 입경에 불균일이 없을수록, 산란 특성에 불균일이 적어져, 헤이즈값의 설계가 용이하게 된다. 투광성 수지 입자로서는, 플라스틱 비즈가 적합하다.
투광성 수지 입자로서는 유기 입자가 예시되고, 유기 입자로서는, 폴리메틸메타크릴레이트 입자(굴절률 1.49), 가교 폴리(아크릴-스타이렌) 공중합체 입자(굴절률 1.54), 멜라민 수지 입자(굴절률 1.57), 폴리카보네이트 입자(굴절률 1.57), 폴리스타이렌 입자(굴절률 1.60), 가교 폴리스타이렌 입자(굴절률 1.61), 폴리염화 바이닐 입자(굴절률 1.60), 벤조구아나민-멜라민폼알데하이드 입자(굴절률 1.68) 등이 이용된다.
그 중에서도, 가교 폴리스타이렌 입자, 가교 폴리((메트)아크릴레이트) 입자, 가교 폴리(아크릴-스타이렌) 입자가 바람직하게 이용되고, 이들 입자 중에서 선택된 각 투광성 수지 입자의 굴절률에 맞추어 수지층 중의 수지 성분의 굴절률을 조정함으로써, 방현성(표면 산란성)이나 내부 산란성을 부여할 수 있다. 또한, 내부 헤이즈, 표면 헤이즈, 중심선 평균 조도를 양호하게 달성할 수 있다.
수지층 중의 수지 성분과 투광성 수지 입자의 굴절률의 차(투광성 수지 입자의 굴절률-수지층 중의 수지 성분의 굴절률)는, 절댓값으로서 바람직하게는 0.001~0.030이다. 굴절률의 차가 이 범위이면 필름 문자 흐릿함, 암실 콘트라스트의 저하, 표면의 백탁 등의 문제가 발생하지 않는다.
투광성 수지 입자의 평균 입자경(체적 기준)은 0.5~20μm가 바람직하다. 평균 입경이 이 범위이면, 광의 산란 각도 분포가 지나치게 광각이 되지 않기 때문에 디스플레이의 문자 흐릿함이 없다.
또, 입자경이 상이한 2종 이상의 투광성 수지 입자를 병용해도 된다. 보다 큰 입자경의 투광성 수지 입자로 방현성을 부여하고, 보다 작은 입자경의 투광성 수지 입자로 표면의 거칠감을 저감하는 것이 가능하다.
투광성 수지 입자를 배합할 때는, 수지층의 전체 고형분 중에 3~30질량％ 함유되도록 배합되는 것이 바람직하다. 함유량이 이 범위이면, 화상 흐릿함이나 표면의 백탁이나 눈부심 등의 문제도 방지할 수 있다.
또, 화상 표시 장치에 있어서 시인측에 배치되는 수지층에는, 그 위에 저굴절률층이 마련되어도 된다. 더 바람직하게는, 수지층과 저굴절률층의 사이에 중굴절률층, 고굴절률층이 마련되어도 된다. 수지층 상에 굴절률이 상이한 층을 적층함으로써, 반사 방지성을 높일 수 있다.
저굴절률층, 중굴절률층, 고굴절률층의 바람직한 양태 및 구체예는, 일본 공개특허공보 2007-102206호의 단락 번호 [0237]~[0250]에 기재되어 있고, 본 발명에 있어서도 동일하다.
수지층 형성용 조성물에는, 필요에 따라서, 용매가 포함되어 있어도 된다. 용매로서는, 물이나 유기 용매를 들 수 있다.
또, 수지층 형성용 조성물에는, 그 특성을 저해하지 않는 범위에서 상기 이외의 각종 첨가제를 첨가할 수 있다. 각종 첨가제로서는, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 광안정제, 유기/무기 필러, 가소제, 난연제, 열안정제, 윤활제, 대전 방지제, 이형제, 발포제, 핵제, 착색제, 가교제, 분산 조제, 레벨링제, 및 수지 성분 등을 예시할 수 있다.
수지층 형성용 조성물을 편광자 상에 도포하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 공지의 도포 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 그라비어 코트, 롤 코트, 리버스 코트, 나이프 코트, 다이 코트, 립 코트, 닥터 코트, 익스트루전 코트, 슬라이드 코트, 와이어 바 코트, 커텐 코트, 압출 코트, 스피너 코트 등을 들 수 있다.
수지층 형성용 조성물을 도포한 후, 필요에 따라서, 용매를 제거하기 위하여, 조성물의 도포층에 대하여 건조 처리를 실시해도 된다. 건조 처리의 방법은 특별히 제한되지 않고, 풍건 처리나, 가열 처리 등을 들 수 있다.
상기 도포에 의하여 얻어진 조성물의 도포층을 중합 경화시키는 방법은 특별히 제한되지 않고, 가열 처리 또는 광조사 처리 등을 들 수 있다.
가열 처리의 조건은 사용되는 재료에 따라 상이하지만, 반응 효율이 보다 우수한 점에서, 40~120℃(바람직하게는 50~80℃)에서 0.5분~10분(바람직하게는 1분~5분) 처리하는 것이 바람직하다.
광조사 처리의 조건은 특별히 제한되지 않고, 자외선을 발생시켜 조사하여 광경화시키는 자외선 조사법이 바람직하다. 이와 같은 방법에 이용하는 자외선 램프로서, 예를 들면, 메탈할라이드 램프, 고압 수은 램프, 저압 수은 램프, 펄스형 제논 램프, 제논/수은 혼합 램프, 저압 살균 램프, 무전극 램프를 들 수 있다. 이들 자외선 램프 중에서도, 메탈할라이드 램프 또는 고압 수은 램프를 이용하는 것이 바람직하다.
또, 조사 조건은 각각의 램프의 조건에 따라서 상이하지만, 통상, 조사 노광량은 20~10000mJ/cm2의 범위이면 되고, 100~3000mJ/cm2의 범위인 것이 바람직하다.
상기 처리에 의하여 얻어진 수지층의 평균 두께는 특별히 제한되지 않고, 취급성의 점 등에서, 0.2~15μm가 바람직하고, 0.5~10μm가 보다 바람직하다.
막두께는, 기존의 막두께계, 반사 분광 막두께계(FE-3000 오쓰카 덴시(주)제)를 이용하여 계측할 수 있다. 또는, 수지층의 단면을 현미경이나 SEM으로 관찰하여 직접 계측해도 된다.
또한, 평균 두께는, 수지층에 있어서 10mm 이상 떨어진 임의의 5점 이상의 두께를 측정하여, 그것들을 산술 평균한 값이다.
또, 수지층은, 이하의 식 (X) 및 식 (Y)를 만족한다. 또한, 식 (Y)는, Rth(550)의 절댓값이 10nm 이하인 것을 의도하고, 바꾸어 말하면 -10nm≤Rth(550)≤10nm이다.
식 (X) Re(550)≤10nm
식 (Y) ｜Rth(550)｜≤10nm
여기에서, Re(550)는, 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션(nm)을 의미하고, Rth(550)는, 파장 550nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션(nm)을 의미한다.
투과하는 편광에 영향을 주기 어려운 점에서, 수지층의 Re(550)는 5nm 이하가 바람직하고, 3nm 이하가 보다 바람직하다. 또, 동일한 이유에 의하여, 수지층의｜Rth(550)｜는 5nm 이하가 바람직하고, 3nm 이하가 보다 바람직하다.
수지층의 Re(550) 및 Rth(550)의 측정 방법으로서는, KOBRA 21ADH 또는 WR(오지 게이소쿠 기키(주)제), AXOSCAN(AXOMETRICS사제) 등의 위상차 측정 장치로 측정할 수 있다.
수지층은, 상기 보론산 모노머 및 상기 다관능 모노머를 중합 경화하여 얻어지는 층이지만, 다른 성분이 포함되어 있어도 된다.
예를 들면, 수지층에는, 자외선 흡수제가 포함되어 있어도 된다.
자외선 흡수제로서는, 공지의 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 벤조트라이아졸계, 벤조페논계, 살리실산 페닐에스터계, 트라이아진계의 자외선 흡수제를 들 수 있다.
수지층 중에 있어서의 자외선 흡수제의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 중합 경화 후의 수지층으로부터의 블리드 아웃 방지, 수지층의 고경도화, 시인성과 UV 차단성과의 밸런스의 점에서, 수지층 전체 질량에 대하여, 2~25질량％가 바람직하다.
수지층의 광학 특성은 특별히 제한되지 않지만, 화상 표시 장치 중에서 편광판을 사용하고, 수지층이 시인측에 배치되는 경우, 편광판 중의 편광자의 내광성이 보다 우수한 점에서, 파장 300~380nm에 있어서의 최대 투과율이 15％ 이하인 것이 바람직하고, 10％ 이하인 것이 보다 바람직하다.
최대 투과율의 측정 방법은, 분광 광도계 UV-3150((주)시마즈 세이사쿠쇼제) 등의 분광 광도계로 계측할 수 있다.
<편광판 및 그 용도>
상술한 바와 같이, 본 발명의 편광판은, 편광자와, 수지층을 적어도 갖는다.
편광판이 화상 표시 장치 중에 포함되는 경우, 수지층이 시인측(외측)을 향하도록 배치되어 있어도 되고, 반대측(내측)을 향하도록 배치되어 있어도 된다.
또한, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 다른 층을 포함하고 있어도 된다.
예를 들면, 도 2에 나타내는 바와 같이, 편광자(12)의 수지층(14)측과는 반대측의 표면 상에, 편광자 보호 필름(16)이 배치된 편광판(100)이어도 된다.
편광자 보호 필름을 포함하는 편광판이 화상 표시 장치 중에 포함되는 경우, 편광자 보호 필름을 시인측(외측)을 향하도록 배치하는 것이 바람직하다.
편광자 보호 필름의 광학 특성은 특별히 제한되지 않지만, 화상 표시 장치 중에서 편광판을 사용하고, 편광자 보호 필름이 시인측에 배치되는 경우, 편광판 중의 편광자의 내광성이 보다 우수한 점에서, 편광자 보호 필름의 파장 300~380nm에 있어서의 최대 투과율이 15％ 이하인 것이 바람직하고, 7％ 이하인 것이 보다 바람직하다.
편광자 보호 필름의 구성은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 이른바 투명 지지체나 하드 코트층이어도 되고, 투명 지지체와 하드 코트층의 적층체여도 된다.
하드 코트층으로서는, 공지의 층을 사용할 수 있고, 예를 들면, 상술한 다관능 모노머를 중합 경화하여 얻어지는 층이어도 된다.
또, 투명 지지체로서는, 공지의 투명 지지체를 사용할 수 있고, 예를 들면, 투명 지지체를 형성하는 재료로서는, 트라이아세틸셀룰로스로 대표되는, 셀룰로스계 폴리머(이하, 셀룰로스아실레이트라고 함)나, 열가소성 노보넨계 수지(닛폰 제온(주)제의 제오넥스, 제오노아, JSR(주)제의 아톤 등), 아크릴계 수지, 폴리에스터계 수지를 사용할 수 있다.
편광자 보호 필름의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 편광판의 두께를 얇게 할 수 있는 등의 이유에서 40μm 이하가 바람직하고, 25μm 이하가 보다 바람직하다.
본 발명의 편광판을, 화상 표시 장치의 광통로 내, 예를 들면 액정 표시 장치의 적어도 액정 셀의 편측 등에 배치함으로써, 본 발명의 화상 표시 장치, 예를 들면 액정 표시 장치를 얻을 수 있다. 액정 표시 장치는 이용하는 액정 셀의 종류에 따라 다양한 모드가 있는데, 어느 경우에도 본 발명의 편광판을 사용할 수 있다. 예를 들면, VA(버티컬리 얼라인먼트)형, IPS(인플레인 스위칭)형, OCB(옵티컬리 컴펜세이티드 벤드셀)형, TN(트위스티드 네마틱)형, STN(슈퍼 트위스티드 네마틱)형 등 다양한 모드의 액정 표시 장치에, 본 발명의 편광판을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 편광판과 액정 셀의 사이에, 시야각 특성이나 콘트라스트를 개선하기 위한 위상차 필름을 삽입해도 된다. 위상차 필름은 이용하는 액정 셀의 종류에 따라 상이하지만, VA형의 경우에는 negative-C-plate나 A-plate와 negative-C-plate 등, IPS의 경우에는 biaxial-plate나 possitive-C-plate 등, TN형에는 하이브리드 배향한 디스코틱 액정을 고정화한 필름 등, STN형에는 biaxial-plate 등을 들 수 있다.
실시예
이하에 실시예를 들어 본 발명의 특징을 더 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 순서 등은, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 의하여 한정적으로 해석되어야 할 것은 아니다.
<하드 코트층 부착 필름 28의 제작>
(에어층용 셀룰로스에스터 용액의 조제)
하기의 조성물을 믹싱 탱크에 투입하여, 가열하면서 교반하고, 각 성분을 용해하여, 에어층용 셀룰로스에스터 용액을 조제했다.
에어층용 셀룰로스에스터 용액의 조성
·셀룰로스에스터(아세틸 치환도 2.86) 100질량부
·식 (R-I)의 당 에스터 화합물 3질량부
·식 (R-II)의 당 에스터 화합물 1질량부
·하기 자외선 흡수제(자외선 흡수제 X) 2.4중량부
·실리카 입자 분산액(평균 입경 16nm) "AEROSIL R972"
닛폰 에어로질(주)제 0.026질량부
·메틸렌 클로라이드 339질량부
·메탄올 74질량부
·뷰탄올 3질량부
[화학식 7]
Figure pct00007
[화학식 8]
Figure pct00008
[화학식 9]
Figure pct00009
(드럼층용 셀룰로스에스터 용액의 조제)
하기의 조성물을 믹싱 탱크에 투입하여, 가열하면서 교반하고, 각 성분을 용해하여, 드럼층용 셀룰로스에스터 용액을 조제했다.
드럼층용 셀룰로스에스터 용액의 조성
·셀룰로스에스터(아세틸 치환도 2.86) 100질량
·식 (R-I)의 당 에스터 화합물 3질량
·식 (R-II)의 당 에스터 화합물 1질량
·상기 자외선 흡수제 X 2.4중량
·실리카 입자 분산액(평균 입경 16nm) "AEROSIL R972",
닛폰 에어로질(주)제 0.091질량
·메틸렌 클로라이드 339질량
·메탄올 74질량
·뷰탄올 3질량부
(코어층용 셀룰로스에스터 용액의 조제)
하기의 조성물을 믹싱 탱크에 투입하여, 가열하면서 교반하고, 각 성분을 용해하여, 코어층용 셀룰로스에스터 용액을 조제했다.
코어층용 셀룰로스에스터 용액의 조성
·셀룰로스에스터(아세틸 치환도 2.86) 100질량부
·식 (R-II)의 당 에스터 화합물 8.3질량부
·식 (R-II)의 당 에스터 화합물 2.8질량부
·상기 자외선 흡수제 X 2.4중량부
·메틸렌 클로라이드 266질량부
·메탄올 58질량부
·뷰탄올 2.6질량부
(공유연에 의한 제막)
유연 다이로서, 공유연용으로 조정한 피드 블록을 장비하여, 3층 구조의 필름을 성형할 수 있도록 한 장치를 이용했다. 상기 에어층용 셀룰로스에스터 용액, 코어층용 셀룰로스에스터 용액, 및 드럼층용 셀룰로스에스터 용액을 유연구로부터 -7℃로 냉각한 드럼 상에 공유연했다. 이 때, 두께의 비가 에어층/코어층/드럼층=7/90/3이 되도록 각 도프의 유량을 조정했다.
직경 3m의 드럼인 경면(鏡面) 스테인리스 지지체 상에 유연했다. 이 때, 드럼 상에 34℃의 건조풍을 270m3/분으로 가했다.
그리고, 유연부의 종점부로부터 50cm 앞에서, 유연하여 회전해 온 셀룰로스에스터 필름을 드럼으로부터 박리한 후, 양단을 핀텐터로 클립했다. 박리 시, 반송 방향(길이 방향)으로 5％의 연신을 행했다.
핀텐터로 유지된 셀룰로스에스터 웨브를 건조 존으로 반송했다. 처음의 건조에서는 45℃의 건조풍을 송풍하고, 다음으로, 110℃에서 5분 건조했다. 이 때, 셀룰로스에스터 웨브를 폭 방향으로 배율을 10％로 연신하면서 반송했다.
핀텐터로부터 웨브를 이탈시킨 후, 핀텐터로 유지되고 있던 부분을 연속적으로 절취하여, 웨브의 폭 방향 양 단부에 15mm의 폭으로 10μm의 높이의 요철을 형성했다. 이 때의 웨브의 폭은 1610mm였다. 반송 방향으로 210N의 인장 응력의 부가를 가하면서 140℃에서 10분 건조했다. 또한, 웨브가 원하는 폭이 되도록 폭 방향 단부를 연속적으로 절취하여, 막두께 41μm의 셀룰로스에스터 필름을 제작했다.
(하드 코트층의 제작)
하드 코트층 형성용의 도포액으로서, 하기 경화성 수지 조성물을 조제했다.
(경화성 수지 조성물)
·KAYARAD DPHA[닛폰 가야쿠(주)제] 48.5질량부
·KAYARAD PET30[닛폰 가야쿠(주)제] 48.5질량부
·이르가큐어 127: 중합 개시제[치바·스페셜티·케미컬즈(주)제]
3.0질량부
·톨루엔 97.0질량부
·사이클로헥산온 3.0질량부
상기에서 제작한 셀룰로스에스터 필름 상에, 일본 공개특허공보 2006-122889호의 실시예 1에 기재된 슬롯 다이를 이용한 다이 코트법으로, 상기 경화성 수지 조성물을 반송 속도 30m/분의 조건에서 도포하여, 60℃에서 60초 건조시켰다. 그 후, 추가로 질소 퍼지하(산소 농도 약 0.1％)에서 160W/cm의 공랭 메탈할라이드 램프(아이 그래픽스(주)제)를 이용하여, 조도 400mW/cm2, 조사량 390mJ/cm2의 자외선을 조사하고 도포층을 경화시켜, 권취했다. 경화층의 막두께는 4μm가 되도록 도포량을 조정했다. 이와 같이 하여, 총 막두께 45μm의 하드 코트층 부착 필름 28(이후, 간단히 "필름 28"이라고도 칭함)을 제작했다.
<하드 코트층 부착 필름 29의 제작>
(아크릴 필름의 제작)
[하기 일반식 (R-III)으로 나타나는 락톤환 구조를 갖는 아크릴계 수지{공중합 모노머 질량비: 메타크릴산 메틸/2-(하이드록시메틸)아크릴산 메틸=8/2, 락톤환화율 약 100％, 락톤환 구조의 함유 비율 19.4％, 중량 평균 분자량 133000, 멜트플로 레이트 6.5g/10분(240℃, 10kgf), Tg 131℃} 90질량부와, 아크릴로나이트릴-스타이렌(AS) 수지{도요 AS AS20, 도요 스타이렌사제} 10질량부와, ADKSTAB LA-F70{(주)ADEKA제} 4.5질량부의 혼합물; Tg 127℃]의 펠릿을 2축 압출기에 공급하여, 약 280℃에서 시트 형상으로 용융 압출하여, 두께 20μm의 장척 형상의 아크릴 필름을 얻었다.
[화학식 10]
Figure pct00010
상기 식 (R-III) 중, R1은 수소 원자이며, R2 및 R3은 메틸기이다.
(하드 코트층의 제작)
하드 코트층 부착 필름 28에 있어서, 셀룰로스에스터 필름을 상기 제작한 아크릴 필름으로 변경한 것 이외에는, 하드 코트층 부착 필름 28과 동일한 방법으로, 경화층의 막두께가 4μm의 하드 코트층을 아크릴 필름 상에 도공했다. 이와 같이 하여, 총 막두께 24μm의 하드 코트층 부착 필름 29(이후, 간단히 "필름 29"라고도 칭함)을 제작했다.
<비교예 1의 편광판>
하드 코트층 부착 필름 28을 준비하여, 55℃로 유지한 1.5mol/L의 NaOH 수용액(비누화액)에 2분간 침지한 후, 필름을 수세했다. 그 후, 25℃의 0.05mol/L의 황산 수용액에 30초 침지한 후, 추가로 수세욕을 30초 유수하에 통과시켜, 필름을 중성 상태로 했다. 그리고, 에어 나이프에 의한 탈수를 3회 반복하여, 물기를 제거한 후에 70℃의 건조 존에 15초간 체류시켜 건조하여, 비누화 처리한 필름을 제작했다.
비누화한 하드 코트층 부착 필름 28을, 폴리바이닐알코올계 접착제를 이용하여 막두께 25μm의 편광자(폴리바이닐알코올계 수지 함유 편광자)에 첩합하고, 70℃에서 10분 이상 건조하여, 편광판 A을 제작했다. 여기에서, 편광자의 투과축과 필름의 반송 방향이 직교하도록 배치했다. 또한, 첩합 시에는, 하드 코트층 부착 필름 28 중의 필름측을 편광자측을 향하게 하여 첩합을 행했다.
제작한 편광판 A 중의 편광자의 하드 코트층 부착 필름 28측과는 반대측의 표면 상에, 일본 공개특허공보 2006-122889호의 실시예 1에 기재된 슬롯 다이를 이용한 다이 코트법으로, 후술하는 경화성 수지 조성물 4를 반송 속도 24m/분의 조건에서 도포하여, 60℃에서 60초 건조시켰다. 그 후, 또한 질소 퍼지하(산소 농도 약 0.1％)에서 160W/cm의 공랭 메탈할라이드 램프(아이 그래픽스(주)제)를 이용하여, 조도 400mW/cm2, 조사량 390mJ/cm2의 자외선을 조사하고 도포층을 경화시켜, 권취했다. 경화층의 막두께가 1μm가 되도록 도포량을 조정했다. 이와 같이 하여, 비교예 1의 편광판을 제작했다.
(경화성 수지 조성물 4)
·KAYARAD DPHA[닛폰 가야쿠(주)제] 47.5질량부
·A-TMMT[신나카무라 가가쿠 고교(주)제] 47.5질량부
·이르가큐어 127: 중합 개시제[치바·스페셜티·케미컬즈(주)제]
5.0질량부
·메틸에틸케톤 100.0질량부
<비교예 2~5, 실시예 1~12, 36~38>
하기 표 2에 나타내는 바와 같이, 경화성 수지 조성물 4 대신에 하기 표 1에 기재된 경화성 수지 조성물을 사용하여, 편광자 보호 필름의 종류 및 편광자의 두께를 하기 표 2와 같이 변경한 것 이외에는, 비교예 1과 동일한 방법으로, 비교예 2~5 및 실시예 1~12, 36~38의 편광판을 제작했다.
또한, 실시예 1~12, 36~38의 구성은, 도 2에 기재된 구성에 해당하고, 하드 코트층 부착 필름 28 및 29가 도 2 중의 편광자 보호 필름(16)에 해당한다.
표 1 중, "조성"란 중의 수치는 각 성분의 질량부를 의도한다.
또한, 각 경화성 수지 조성물 중에는, 용매로서 메틸에틸케톤 100.0질량부가 포함된다.
표 1 중, "[A] 다관능 모노머"란에 기재된 DPHA, A-TMMT, SP327은, 각각 이하를 의도한다.
DPHA: KAYARAD DPHA[닛폰 가야쿠(주)제]
A-TMMT: A-TMMT[신나카무라 가가쿠 고교(주)제]
SP327: 오사카 유키 가가쿠 고교 가부시키가이샤제의 하기 화합물
[화학식 11]
Figure pct00011
표 1 중, "[B] 보론산 모노머"란에 기재된 화합물 1~화합물 4는, 각각 이하의 화합물을 의도한다.
[화학식 12]
Figure pct00012
표 1 중, "[C] 그 외 모노머"란에 기재된 HBA, UV1700B는, 각각 이하의 화합물을 의도한다.
HBA: 4-하이드록시뷰틸아크릴레이트(닛폰 가세이(주)제 상품명 "HBA")
UV1700B: 폴리유레테인아크릴레이트(닛폰 고세이 가가쿠(주) 상품명 "시코 UV-1700B")
표 1 중, "[D] 중합 개시제"란에 기재된 Irg907, Irg127은, 각각 이하의 화합물을 의도한다.
Irg907: 이르가큐어 907(치바·스페셜티·케미컬즈(주)제)
Irg127: 이르가큐어 127(치바·스페셜티·케미컬즈(주)제)
표 1 중, "[E] 자외선 흡수제"란에 기재된 Uvinul3050 및 Tinuvin928은, 이하의 화합물(BASF(주))을 의도한다.
[화학식 13]
Figure pct00013
표 1 중, "[F] 계면활성제"란에 기재된 화합물 5~화합물 7은, 하기 표 5에 기재된 반복 단위를, 하기 표 5의 함유율(몰％)로 갖는 공중합체인 것을 의도한다. 중량 평균 분자량(Mw)은, GPC 측정(폴리스타이렌 환산)의 측정값이다.
[표 1]
Figure pct00014
표 1 중, "[B]/[A]+[B]"란은, 보론산 모노머의 질량 비율(보론산 모노머의 질량/(보론산 모노머 및 다관능 모노머의 합계 질량))을 나타낸다.
표 1 중의 "경화층"란은, 각 경화성 수지 조성물을 이용하여 수지층을 형성할 때의 조사량, 각 경화성 수지 조성물로 형성되는 수지층의 막두께, 각 경화성 수지 조성물로 형성되는 수지층의 최대 투과율, 및 각 경화성 수지 조성물로 형성되는 수지층의 Re(550), Rth(550)를 각각 나타낸다.
각 실시예에서 형성되는 수지층은, 표 1의 막두께로 제조된다.
각 경화성 수지 조성물로 형성되는 수지층의 최대 투과율은, 파장 300~380nm에 있어서의 최대 투과율을 의도하고, UV-3150(시마즈 세이사쿠쇼(주)제)으로 측정하여, 그 최대 투과율을 산출했다.
각 경화성 수지 조성물로 형성되는 수지층의 Re(550), Rth(550)는, AXOSCAN(AXOMETRICS사제)으로 측정했다.
또한, 수지층의 최대 투과율, 그리고 Re(550) 및 Rth(550)의 측정 방법으로서는, 먼저, 두께 100μm의 PET 상에 각 경화성 수지 조성물을 도포하고, 또한 질소 퍼지하(산소 농도 약 0.1％)에서 160W/cm의 공랭 메탈할라이드 램프(아이 그래픽스(주)제)를 이용하여, 조도 400mW/cm2, 조사량 390mJ/cm2의 자외선을 조사하여 도포층을 경화시켜, 수지층을 형성했다. 그 후, PET를 박리하여, 수지층만의 최대 투과율, 그리고 Re(550) 및 Rth(550)를 측정했다. 또한, 경화성 수지 조성물 15, 16, 및 34의 경우만, 조사량을 850mJ/cm2로 변경했다. 또한, 각 수지층(경화막)의 두께는, 표 1에 기재된 막두께(μm)로 측정을 행했다.
표 2 중, "경화성 수지 조성물의 종류"란은, 표 1에 기재된 경화성 수지 조성물의 번호를 기재한다.
또, "수지층"란은, 경화성 수지 조성물에서 얻어지는 수지층(경화층)을 의도하고, 예를 들면, 경화성 수지 조성물 1로 형성되는 수지층을 경화층 1로 표기한다.
표 2 중의 "편광자 보호 필름"의 최대 투과율은, 필름 28 또는 필름 29의 파장 300~380nm에 있어서의 최대 투과율을 의도하고, UV-3150(시마즈 세이사쿠쇼(주)제)으로 측정하여, 그 최대 투과율을 산출했다.
[표 2]
Figure pct00015
[표 3]
Figure pct00016
표 2에 나타내는, 실시예 및 비교예에서 얻어진 편광판을 이용하여, 이하에 나타내는 각종 평가를 실시했다. 결과는 표 2에 정리하여 나타낸다.
(밀착성)
각 실시예 및 비교예의 편광판 중의 수지층이 형성된 면과는 반대측의 면을, 두께 약 20μm의 점착제를 통하여 유리 기판에 첩합하여 시료를 제작하고, 이 시료를 25℃, 60％RH의 조건하에서 2일간 정치(靜置)한 후, 편광판 중의 수지층 표면에 대하여, JIS K 5400에 준한 바둑판눈 박리 시험을 실시하여, 박리 개수에 따라 평가했다. 단, 테이프를 이용한 박리 조작은, 동일 샘플에 대하여 2회 연속으로 실시하고, 2회 합계의 박리 개수(2회째 종료 후의 박리 개수)를 평가했다. 또한, 2회 연속으로 실시란, 테이프를 첩합하여 박리한 후, 추가로 동일한 샘플에 대하여 테이프를 첩합하여 박리하는 것을 의도한다.
(연필 경도)
각 실시예 및 비교예의 편광판의 연필 경도는, 상이한 경도의 연필을 이용하여 JIS K 5400(1990)에 준한 시험 방법에 따라 구하고, 비교예 1의 편광판의 결과에 대한 상대 평가를 행했다. 평가 기준은 이하와 같다. 실용상, A 또는 B가 바람직하다. 또한, 연필 경도는, 수지층이 배치되어 있는 측으로부터 평가했다.
A: 비교예 1과 경도가 동등, 또는 우수함
B: 비교예 1에 대하여, 경도가 1랭크 저하
C: 비교예 1에 대하여, 경도가 2랭크 저하
또한, 표 2 중, 각 란에 있어서는, 상기 A~C의 평가와 함께, 괄호 중에 구체적인 경도의 결과를 나타낸다. 예를 들면, "(A(3H))"는, 평가는 A이고, 구체적인 경도가 3H였던 것을 나타낸다.
(WET 내구성)
각 실시예 및 비교예의 편광판 중의 수지층을, 점착제를 통하여 유리 기판에 첩합하여 시료를 제작하고, 이 시료를 60℃, 90％RH의 조건하에서 42일간 정치한 후, 편광판의 편광도를 VAP-7070(닛폰 분코(주))을 이용하여 측정했다. 또한, 상기 편광도의 측정은 3회 행하여, 그 평균값을 각 편광판의 편광도로 했다.
또, 비교예 1의 편광판을 비교 편광판으로서 이용하여, 그 편광도로부터 하기 식으로 저하율을 구하고, 이하의 평가 기준으로 WET 내구성을 평가했다. 실용상, A 또는 B가 바람직하다.
저하율(％)=비교 편광판의 내구 시험 후의 편광도(％)-각 실시예(또는 각 비교예)의 편광판의 내구 시험 후의 편광도(％)
A: 저하율이 0.02％ 미만
B: 저하율이 0.02％ 이상 0.05％ 미만
C: 저하율이 0.05％ 이상
(내광성)
각 실시예 및 비교예의 편광판 중의 수지층을, 점착제를 통하여 유리 기판에 첩합하여 시료를 제작하고, 이 시료의 편광자 보호 필름측으로부터 제논 램프에 의한 조사(150W/cm2, 슈퍼 제논 웨더 미터 SX75(스가 시켄키(주))를 15일간 실시한 후, 편광판의 편광도를 VAP-7070(닛폰 분코(주))을 이용하여 측정했다.
또, 비교예 1의 편광판을 비교 편광판으로서 이용하여, 그 편광도로부터 하기 식으로 저하율을 구하고, 이하의 평가 기준으로 내광성을 평가했다. 실용상, A 또는 B가 바람직하다.
저하율(％)=비교 편광판의 내광 시험 후의 편광도(％)-각 실시예(또는 각 비교예)의 편광판의 내광 시험 후의 편광도(％)
A: 저하율이 0.02％ 미만
B: 저하율이 0.02％ 이상 0.05％ 미만
C: 저하율이 0.05％ 이상
표 2에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 편광판은, 우수한 연필 경도 및 밀착성을 나타냈다. 특히, 보론산 모노머의 질량 비율(보론산 모노머의 질량/(보론산 모노머 및 다관능 모노머의 합계 질량))이 0.005~11.0질량％인 경우, WET 내구성이 보다 우수한 것이 확인되었다.
한편, 보론산 모노머를 포함하지 않는 비교예에 있어서는, 밀착성이 뒤떨어졌다.
<비교예 6>
별도 준비한 막두께 25μm의 편광자(폴리바이닐알코올 수지 함유 편광자) 상에, 일본 공개특허공보 2006-122889호의 실시예 1에 기재된 슬롯 다이를 이용한 다이 코트법으로, 표 1에 기재된 경화성 수지 조성물 17을 반송 속도 24m/분의 조건에서 도포하여, 60℃에서 60초 건조시켰다. 그 후, 또한 질소 퍼지하(산소 농도 약 0.1％)에서 160W/cm의 공랭 메탈할라이드 램프(아이 그래픽스(주)제)를 이용하여, 조도 400mW/cm2, 조사량 390mJ/cm2의 자외선을 조사하고 도포층을 경화시켜, 권취했다. 경화층의 막두께가 8μm가 되도록 도포량을 조정했다. 이와 같이 하여, 편광자 상에 경화층 17을 제작했다.
이어서, 편광자의 경화층 17이 있는 면과는 반대의 면 상에, 표 1에 기재된 경화성 수지 조성물 4를 반송 속도 24m/분의 조건에서 도포하여, 60℃에서 60초 건조시켰다. 그 후, 또한 질소 퍼지하(산소 농도 약 0.1％)에서 160W/cm의 공랭 메탈할라이드 램프(아이 그래픽스(주)제)를 이용하여, 조도 400mW/cm2, 조사량 390mJ/cm2의 자외선을 조사하고 도포층을 경화시켜, 권취했다. 경화층의 막두께가 1μm가 되도록 도포량을 조정했다. 이와 같이 하여, 비교예 6의 편광판을 제작했다.
<비교예 7, 실시예 13~24, 39~42>
하기 표 3에 나타내는 바와 같이, 경화성 수지 조성물 17 및 경화성 수지 조성물 4 대신에 상기 표 1에 기재된 경화성 수지 조성물을 사용하고, 또한 편광자의 두께를 변경한 것 이외에는, 비교예 6과 동일한 방법으로, 비교예 7 및 실시예 13~24, 39~42의 편광판을 제작했다.
또한, 실시예 13~24, 39~42의 구성은, 편광자의 양면에 수지층이 배치된 양태에 해당한다.
표 3 중, 편광자의 한쪽의 표면 상에 배치되는 수지층을 "제1 보호층", 다른 한쪽의 표면 상에 배치되는 수지층을 "제2 보호층"으로 하여 기재한다.
또한, 통상, 화상 표시 장치에 편광판이 사용되는 경우는, 제1 보호층이 시인측(아우터측)을 향하도록 배치된다.
[표 4]
Figure pct00017
표 3에 나타내는, 실시예 및 비교예에서 얻어진 편광판을 이용하여, 각종 평가를 실시했다. 결과는 표 3에 정리하여 나타낸다. 평가의 방법은, 상술과 같다.
또한, "제1 보호층"란 및 "제2 보호층"란의 연필 경도는, 각각의 수지층이 배치되어 있는 측으로부터 평가했다. 또, 비교예 1의 편광판 대신에, 비교예 6의 편광판을 사용하여 평가를 행했다. 즉, 이하의 판단 기준에 따라 평가했다.
A: 비교예 6과 경도가 동등, 또는 우수함
B: 비교예 6에 대하여, 경도가 1랭크 저하
C: 비교예 6에 대하여, 경도가 2랭크 저하
또한, 상기 판단은, 제1 보호층측과 제2 보호층측으로 나누어 행했다. 즉, 각 실시예의 제1 보호층은 비교예 6의 경화층 17과, 각 실시예의 제2 보호층은 비교예 6의 경화층 4와 비교를 행했다.
또, 상기(WET 내구성)의 평가에 있어서는, 각 실시예 및 비교예의 편광판 중의 제2 보호층을, 점착제를 통하여 유리 기판에 첩합하여 시료를 제작하고, 이 시료를 이용했다. 또, 표 3의 WET 내구성은 비교예 1의 편광판 대신에, 비교예 6의 편광판을 비교 편광판으로서 사용하여 평가를 행했다.
또한, 상기(내광성)의 평가에 있어서는, 각 실시예 및 비교예의 편광판 중의 제2 보호층을, 점착제를 통하여 유리 기판에 첩합하여 시료를 제작하고, 이 시료의 제1 보호층측으로부터 제논 램프에 의한 조사를 행했다. 또한, 표 3 중의 내광성은, 표 2와 마찬가지로, 비교예 1의 편광판을 비교 편광판으로서 이용했다.
표 3에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 편광판은, 우수한 연필 경도 및 밀착성을 나타냈다.
한편, 보론산 모노머를 포함하지 않는 비교예에 있어서는, 밀착성이 뒤떨어졌다.
<비교예 8>
별도 준비한 막두께 25μm의 편광자(폴리바이닐알코올 수지 함유 편광자) 상에, 일본 공개특허공보 2006-122889호의 실시예 1에 기재된 슬롯 다이를 이용한 다이 코트법으로, 표 1에 기재된 경화성 수지 조성물 17을 반송 속도 24m/분의 조건에서 도포하여, 60℃에서 60초 건조시켰다. 그 후, 추가로 질소 퍼지하(산소 농도 약 0.1％)에서 160W/cm의 공랭 메탈할라이드 램프(아이 그래픽스(주)제)를 이용하여, 조도 400mW/cm2, 조사량 390mJ/cm2의 자외선을 조사하고 도포층을 경화시켜, 권취했다. 경화층의 막두께는 8μm가 되도록 도포량을 조정했다. 이와 같이 하여, 비교예 8의 편광판을 제작했다.
<비교예 9, 실시예 25~35, 43~46의 편광판>
하기 표 4에 나타내는 바와 같이, 경화성 수지 조성물 17 대신에 상기 표 1에 기재된 경화성 수지 조성물을 사용하고, 또한 편광자의 두께를 변경한 것 이외에는, 비교예 8과 동일한 방법으로, 비교예 9 및 실시예 25~35, 43~46의 편광판을 제작했다.
또한, 실시예 25~35, 43~46의 구성은, 도 1에 기재된 구성에 해당한다.
[표 5]
Figure pct00018
표 4에 나타내는, 실시예 및 비교예에서 얻어진 편광판을 이용하여, 각종 평가를 실시했다. 결과는 표 4에 정리하여 나타낸다. 평가의 방법은, 상술과 같다.
또한, "수지층"란의 연필 경도는, 수지층이 배치되어 있는 측으로부터 평가했다. 또, 비교예 1의 편광판 대신에, 비교예 8의 편광판을 사용하여 평가를 행했다. 즉, 이하의 판단 기준에 따라 평가했다.
A: 비교예 8과 경도가 동등, 또는 우수함
B: 비교예 8에 대하여, 경도가 1랭크 저하
C: 비교예 8에 대하여, 경도가 2랭크 저하
또, 상기 (WET 내구성)의 평가에 있어서는, 각 실시예 및 비교예의 편광판 중의 편광자를, 점착제를 통하여 유리 기판에 첩합하여 시료를 제작하고, 이 시료를 이용했다. 또, 표 4의 WET 내구성은 비교예 1의 편광판 대신에, 비교예 8의 편광판을 비교 편광판으로서 사용하여 평가를 행했다.
또한 상기 (내광성)의 평가에 있어서는, 각 실시예 및 비교예의 편광판 중의 편광자를, 점착제를 통하여 유리 기판에 첩합하여 시료를 제작하고, 이 시료의 수지층측으로부터 제논 램프에 의한 조사를 행했다. 또한, 표 4 중의 내광성은, 표 2와 마찬가지로, 비교예 1의 편광판을 비교 편광판으로서 이용했다.
표 4에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 편광판은, 우수한 연필 경도 및 밀착성을 나타냈다.
한편, 보론산 모노머를 포함하지 않는 비교예에 있어서는, 밀착성이 뒤떨어졌다.
10, 100 편광판
12 편광자
14 수지층
16 편광자 보호 필름

Claims (8)

  1. 편광자와, 상기 편광자에 직접 접촉하고 있는 수지층을 구비하는 편광판으로서,
    상기 수지층은, 식 (1)로 나타나는 보론산기 및 중합성기를 갖는 보론산 모노머와, 다관능 모노머를 중합 경화시켜 얻어지는 층이며,
    상기 수지층의 Re(550) 및 Rth(550)가 하기 식 (X) 및 식 (Y)를 각각 만족하고,
    식 (X) Re(550)≤10nm
    식 (Y) ｜Rth(550)｜≤10nm
    상기 편광자의 두께가, 35μm 이하인, 편광판.
    (단, Re(550)는, 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션(nm)을 의미하고, Rth(550)는, 파장 550nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션(nm)을 의미한다.)
    [화학식 1]
    Figure pct00019

    (식 (1) 중, R1 및 R2는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 혹은 무치환의, 지방족 탄화 수소기, 아릴기, 또는 헤테로환기를 나타낸다. R1 및 R2는, 서로 연결되어 환을 형성해도 된다. *는 결합 위치를 나타낸다.)
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 보론산 모노머와 상기 다관능 모노머의 합계 질량에 대한, 상기 보론산 모노머의 질량 비율(보론산 모노머의 질량/(보론산 모노머 및 다관능 모노머의 합계 질량))이, 0.005~11.0질량％인, 편광판.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 다관능 모노머에 포함되는 상기 중합성기가 (메트)아크릴로일기인, 편광판.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지층이, 자외선 흡수제를 더 포함하는, 편광판.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지층의 파장 300~380nm에 있어서의 최대 투과율이 15％ 이하인, 편광판.
  6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편광자의 상기 수지층측과는 반대측의 표면 상에, 편광자 보호 필름을 더 구비하고,
    상기 편광자 보호 필름의 파장 300~380nm에 있어서의 최대 투과율이 15％ 이하인, 편광판.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 따른 편광판을 포함하는 화상 표시 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    액정 표시 장치인, 화상 표시 장치.
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