KR20160094364A

KR20160094364A - 각 파장에서 균일한 투과율을 갖는 편광소자 및 편광판

Info

Publication number: KR20160094364A
Application number: KR1020167002936A
Authority: KR
Inventors: 노리아키 모치즈키
Original assignee: 니폰 가야꾸 가부시끼가이샤; 가부시키가이샤 폴라테크노
Priority date: 2013-12-02
Filing date: 2014-12-01
Publication date: 2016-08-09
Also published as: CN105683786A; CN105683786B; JPWO2015083672A1; TWI646359B; HK1220257A1; JP6779013B2; WO2015083672A1; TW201527811A

Abstract

<과제> 본원의 편광소자는 흡수축에 대하여 평행하게 배치한 경우 및 직교로 배치한 경우, 각각의 경우에 있어서 각 파장투과율에서 거의 일정한 투과율을 갖는 요오드계 편광소자 및 편광판을 제공한다.
<해결수단> 붕산을 흡착하여 연신된 친수성 고분자를 포함하고, 또 요오드를 함유하는 편광기능을 갖는 기재를 포함한 편광소자로서, 상기 기재를 단체로 측정한 경우의 시감도 보정 단체투과율 Ys이 40.0% 내지 42.5%이고, 상기 시감도 보정 단체투과율 Ys과 460nm의 단체투과율 Ts₄₆₀과의 차가 1% 이내이며, 상기 시감도 보정 단체투과율 Ys과 550nm의 단체투과율 Ts₅₅₀과의 차가 1% 이내이고, 상기 시감도 보정 단체투과율 Ys과 610nm의 단체투과율 Ts₆₁₀과의 차가 1% 이내이며, 상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 직교로 하여 측정했을 경우의 시감도 보정 직교투과율 Yc이 0.01% 이하인 것을 특징으로 하는 편광소자.

Description

각 파장에서 균일한 투과율을 갖는 편광소자 및 편광판{POLARIZATION ELEMENT EXHIBITING UNIFORM TRANSMITTANCE AT RESPECTIVE WAVELENGTHS, AND POLARIZATION PLATE}

본 발명은, 각 파장에서 균일한 투과율을 갖는 편광소자 및 편광판에 관한 것이다.

편광소자는, 일반적으로, 이색성 색소인 요오드 또는 이색성 염료를 폴리비닐알코올 수지 필름에 흡착배향시키는 것에 의해 제조되고 있다. 이 편광소자의 적어도 편면에 접착제층을 통하여 트리아세틸셀룰로오스 등을 포함하는 보호 필름을 접합시켜 편광판으로 되어, 액정표시장치 등에 사용된다. 이색성 색소로서 요오드를 사용한 편광판은 요오드계 편광판이라 불리고, 한편, 이색성 색소로서 이색성 염료를 사용한 편광판은 염료계 편광판이라 불린다. 이들 중 염료계 편광판은, 고내열성, 고습열내구성, 고안정성을 갖고, 또 배합에 의한 색의 선택성이 높은 특징이 있는 한편, 동일 편광도를 갖는 요오드계 편광판과 비교하면 투과율이 낮은, 즉 콘트라스트가 낮은 문제점이 있었다. 지금까지의 편광소자는 흡수축에 대하여 평행하게 설치하여 백색을 나타내면, 380nm 내지 480nm의 투과율이 500nmｍ 내지 600nm의 투과율보다 낮고, 각 파장에서의 발광균일성이 보장되지 않은 것이었다. 그래서, 예컨대, 편광소자의 흡수축을 평행하게 설치한 경우에, 각 파장 투과율을 일정한 투과율을 갖도록 개선하려는 시도가 실시되었다. 그러나, 이 경우에도, 흡수축에 대하여 직교축으로 설치한 경우에 380nm 내지 480nm의 파장, 특히 460nm의 파장이 시감도가 높은 550nm 부근의 투과율보다도 높게 되어 콘트라스트가 저하되는 문제가 있었다. 따라서, 편광소자 또는 편광판으로서 높은 편광성능, 즉 높은 콘트라스트를 가지면서 가시역의 각 파장투과율을 일정하게 할 수 있는 편광소자 또는 편광판이 요구되고 있었다.

특허문헌 1: 일본 특개2005-49698호 특허문헌 2: 일본 특개2005-202367호

비특허문헌 1: 기능성색소의 응용 제1쇄 발행판(주) CMC 출판 이리에 마사히로 감수 P98~100

편광판의 투과율을 각 파장에서 일정하게 하는 방법은 예컨대, 특허문헌 1 또는 특허문헌 2에 개시되어 있다. 특허문헌 1은, 막 두께 8 내지 18㎛의 편광소자 에 있어서 410nm의 크로스니콜시의 투과율이 0.001% 내지 0.1%인 편광소자의 기술을 개시하고 있다. 그러나, 상기 기술은, 직교위의 색빠짐이나 색상을 개선하는 것만으로, 평행위에서의 각 파장투과율을 개선하는 것은 아니다. 특허문헌 2에는, 2가 금속을 함유하는 수용성 수지에 의해 형성되는 매트릭스 중에 미소영역이 분산된 구조의 필름을 포함하는 편광소자의 기술이 개시되어 있다. 그러나, 그 기술에 의해서도 평행위와 직교위의 각 파장의 투과율이 일정한 편광소자 또는 편광판은 얻어지지 않았다.

본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과, 본 발명을 완성시켰다.

즉, 본 발명은,

「(1) 붕산을 흡착하여 연신된 친수성 고분자를 포함하고, 또, 요오드를 함유하는 편광기능을 갖는 기재를 포함한 편광소자로서,

상기 기재를 단체로 측정한 경우의 시감도 보정 단체투과율 Ys이 40.0% 내지 42.5% 이고,

상기 시감도 보정 단체투과율 Ys과 460nm의 단체투과율 Ts₄₆₀과의 차가 1% 이내이며,

상기 시감도 보정 단체투과율 Ys과 550nm의 단체투과율 Ts₅₅₀과의 차가 1% 이내이고,

상기 시감도 보정 단체투과율 Ys과 610nm의 단체투과율 Ts₆₁₀ 과의 차가 1% 이내이며,

상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 직교로 하여 측정했을 경우의 시감도 보정 직교투과율 Yc이 0.01% 이하인 것을 특징으로 하는 편광소자;

(2) 상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 평행하게 하여 측정했을 경우의 시감도 보정 평행투과율 Yp이 33% 내지 37% 범위이고,

상기 평행투과율 Yp과, 상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 평행하게 하여 측정했을 경우의 460nm의 평행투과율 Tp₄₆₀과의 차가 3% 이내인 것을 특징으로 하는, 상기 (1)에 기재된 편광소자;

(3) 상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 평행하게 하여 측정했을 경우의 시감도 보정 평행투과율 Yp이 33% 내지 37% 범위이고,

상기 평행투과율 Yp과, 상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 평행하게 하여 측정했을 경우의 295nm의 투과율 Tp₂₉₅이, 하기 식(1)을 만족하고, 또

상기 평행투과율 Yp과, 상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 평행하게 하여 측정했을 경우의 360nm의 투과율 Tp₃₆₀ 이, 하기 식(2)을 만족하는 것을 특징으로 하는, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 편광소자;

1.05×Yp-26≤Tp₂₉₅≤1.05×Yp-13 ...식(1)

1.25×Yp-26.25≤Tp₃₆₀≤1.25×Yp-16.25 ...식(2)

(4) 상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 직교로 하여 측정했을 경우의 295nm의 투과율 Tc₂₉₅이, 하기 식(3)을 만족하고, 또

상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 평행하게 하여 측정했을 경우의 360nm의 투과율 Tc₃₆₀ 이, 하기 식(4)을 만족하는 것을 특징으로 하는, 상기 (1) 내지 (3)의 어느 하나에 기재된 편광소자;

2.0×10^-30×Yp¹⁸ ^.6≤Tc₂₉₅≤2.0×10^-30×Yp¹⁹ ^. ⁴　... 식(3)

4.0×10^-37×Yp²² ^.12≤Tc₃₆₀≤4.0×10^-37×Yp²² ^. ⁶⁷　... 식(4)

(5) 상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 직교로 하여 측정했을 경우의 460nm의 투과율 Tc₄₆₀이 0.035% 이하이고, 또

상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 직교로 하여 측정했을 경우의 610nm의 투과율 Tc₆₁₀ 이 0.01% 이하인 것을 특징으로 하는, 상기 (1) 내지 (4)의 어느 하나에 기재된 편광소자;

(6) 상기 기재가, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 포함하고,

상기 폴리비닐알코올계 수지 필름의 중합도가 3000 내지 7000인 것을 특징으로 하는, 상기 (1) 내지 (5)의 어느 하나에 기재된 편광소자;

(7) 상기 (1) 내지 (6)의 어느 하나에 기재된 편광소자의 적어도 편면에 지지체 필름을 제공하여 이루어지는 편광판；

(8) 상기 (1) 내지 (6)의 어느 하나에 기재된 편광소자 또는 상기 (7)에 기재된 편광판을 포함하는 액정표시장치；

(9) 붕산을 흡착하여 연신된 친수성 고분자를 포함하고, 또 요오드를 함유하는 편광기능을 갖는 기재를 포함한 편광소자의 제조방법으로서,

(i) 폴리비닐알코올계 수지 필름에, 이색성 색소를 함유시켜, 이색성 색소를 함유한 필름을 얻는 공정,

(ii) 상기 이색성 색소를 함유한 필름을 연신하여, 연신된 필름을 얻는 공정,

(iii) 상기 연신된 필름을 염화물 함유 용액 또는 요오드화물 함유 용액을 사용하여 후처리에 제공하는 공정,

(iv) 상기 후처리 후, 필름을 건조시켜 상기 기재를 얻는 공정,

을 포함하고,

상기 염화물 함유 용액 또는 요오드화물 함유 용액의 농도가 0.1~15중량%인 것을 특징으로 하는, 제조방법」

에 관한 것이다.

본 발명은, 각 파장에서 일정한 투과율을 갖는 편광소자 및 편광판에 관한 것이고, 상기 편광소자 및 편광판은, 투과율이 높고, 콘트라스트비가 높으며, 또 색재현성이 매우 높고, 디스플레이용 편광판, 특히 액정 디스플레이용 편광판으로서 사용할 수 있다.

발명을 실시하기 위한 형태

<편광소자>

본 발명의 편광소자를 제작하는 방법으로서는, 예컨대, 친수성 고분자필름을 팽윤하는 공정, 이어서 이색성 색소를 함유시키는 염색공정, 이어서 필요에 따라서 내수화처리 공정을 행하고, 이어서 연신공정, 이어서 후처리공정, 최종적으로 건조공정을 거쳐 제작하는 방법을 들 수 있다.

편광소자에 사용하는 친수성 고분자 필름으로서는, 예컨대, 폴리비닐알코올계 수지, 아밀로오스계 수지, 전분계 수지, 셀룰로오스계 수지 또는 폴리아크릴산염계 수지 등으로부터 되는 필름을 들 수 있고, 이들 수지를 캐스트 등에 의해 필름상으로 제막한 것을 사용한다. 이들 중에서도 폴리비닐알코올계 수지(이하, 「PVA」로 약칭하는 수도 있음) 필름이 바람직하다. 본 발명에 있어서는, 폴리비닐알코올계 수지 필름과 요오드 등의 이색성 물질을 포함하는 편광소자가 가장 바람직하다. 이들 편광소자의 두께는 특히 제한되지 않으나, 일반적으로, 5~80㎛ 정도이다.

상기 폴리비닐알코올계 수지의 제조방법은 특히 한정되는 것은 아니고, 공지의 방법으로 제작할 수 있다. 예컨대, 폴리비닐알코올계 수지는, 폴리아세트산비닐계 수지를 검화하는 것에 의해 얻을 수 있다. 여기서, 폴리아세트산비닐계 수지로서는, 아세트산비닐의 단독중합체인 폴리아세트산비닐 외에, 아세트산비닐과 이것과 공중합가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 아세트산비닐에 공중합가능한 다른 단량체로서는, 예컨대, 불포화 카복시산류, 올레핀류, 비닐에테르류 또는 불포화 술폰산류 등을 들 수 있다. 이 폴리비닐알코올계 수지는, 또한 변성되어 있어도 좋고, 예컨대, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말이나 폴리비닐아세탈 등도 사용될 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지를 제막한 것이 폴리비닐알코올계 수지 필름으로서 사용될 수 있다.

본 발명의 광학특성을 향상시키기 위해서는 PVA의 중합도는, 3000 내지 10000인 것이 필요하고, PVA의 중합도가 3000 미만이면, 높은 편광성능을 발현하는 것이 곤란하게 된다. 중합도가 7000을 초과하면 PVA가 굳어져서, 제막성이나 연신성이 저하되고, 생산성이 저하되기 때문에, 공업적 관점에서 10000 이하인 것이 바람직하다.

PVA의 중합도는, 다음과 같이 측정했을 중합도(점도평균중합도)를 의미한다.

PVA 0.28g을 증류수 70g으로 95℃에서 용해시켜 0.4% PVA 수용액을 제조하고, 30℃로 냉각한다. 30℃의 항온수조 중에서 냉각하여, 중합도 측정용 샘플로 한다. 이어서, 증발접시에 중합도 측정용 샘플 10mL를 105℃의 건조기에서 20시간 건조시켜, 중합도 측정용 샘플의 건조 후 중량[α(g)］을 측정한다. 중합도 측정용 샘플의 농도 C(g/L)는, 하기 식(i)에 의해 산출한다.

C = 1000 x α/10 ... 식 (i)

또한, 오스트왈드 점도계에 중합도 측정용 샘플 또는 증류수를 10mL 홀피펫으로 투입하고, 30℃의 항온수조 중에서 15분간 안정시킨다. 투입한 중합도 측정용 샘플의 낙하 초수 t₁(초)와 증류수의 낙하 초수 t₀(초)를 측정하여, 하기 식(ii) 내지 식(iv)에 의해 점도평균중합도 E를 산출한다.

PVA의 검화도는, 99몰% 이상인 것이 바람직하고, 99.5몰% 이상이 보다 바람직하다. 검화도가 99몰% 미만이면, PVA가 용출되기 쉽게 되어, 광학특성의 면내 얼룩, 염색공정에서의 염색성의 저하, 연신공정에서의 절단을 유발하여, 생산성을 현저하게 저하시킬 우려가 있어, 바람직하지 않다.

본 발명에 있어서 사용되는 PVA는, 비닐에스테르를 중합하여 얻을 수 있는 폴리비닐에스테르계 중합체를 검화하는 것에 의해 제조할 수 있다. 비닐에스테르 로서는, 아세트산비닐, 포름산비닐, 프로피온산비닐, 부티르산비닐, 피발린산비닐, 버사틱산비닐, 라우린산비닐, 스테아린산비닐, 벤조산비닐 등을 예시할 수 있고, 이들 중으로부터 1종 또는 2종 이상을 선택한다. 이들 중에서도 아세트산비닐이 바람직하게 사용된다. 중합온도에 특히 제한은 없지만, 메탄올을 중합용매로서 사용하는 경우는, 메탄올의 비점이 60℃ 부근인 점에서, 60℃ 전후인 것이 바람직하다. PVA는, 본 발명의 효과가 손상되지 않는 한, 비닐에스테르의 단독중합체의 검화물에 한정되지 않는다. 예컨대, PVA에 불포화 카복시산 또는 그의 유도체, 불포화 술폰산 또는 그의 유도체, 탄소수 2~30의 α-올레핀 등을 5몰% 미만의 비율로 그라프트 공중합한 변성 PVAｌ비닐에스테르와, 불포화 카복시산 또는 그의 유도체, 불포화 술폰산 또는 그의 유도체, 탄소수 2~30의 α-올레핀 등을 15몰% 미만의 비율로 공중합한 변성 폴리비닐에스테르의 검화물1 포르말린, 부틸알데히드, 벤즈알데히드 등의 알데히드류로 PVA의 수산기의 일부를 가교한 폴리비닐아세탈계 중합체 등이어도 좋다.

상기와 같이 하여 얻어진 PVA를 제막하는 것에 의해, 필름 원반을 얻을 수 있다. PVA의 제막 방법으로서는, 함수 PVA를 용융압출하는 방법 외, 유연제막법, 습식제막법(빈용매 중으로의 토출), 겔 제막법(PVA 수용액을 일단 냉각겔화한 후, 용매를 추출제거), 캐스트 제막법(PVA 수용액을 기판 상에 흘리고, 건조), 및 이들 의 조합에 의한 방법 등을 들 수 있지만, 이들의 방법에 한정되는 것은 아니다.

제막 시에 사용되는 용제로서는, 예컨대, 디메틸술폭사이드, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 에틸렌글리콜, 글리세린, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 물 등을 들 수 있고, 이들에 한정되지 않는다. 용제는, 1종이어도 좋고, 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 제막 시에 사용한용제의 양은, 예컨대, 50~95질량% 이고, 70~95질량%가 바람직하지만, 이들 범위에 한정되지 않는다. 다만, 용제의 양이 50질량% 미만이면, 제막 원액의 점도가 높아져서, 제조시의 여과나 탈포가 곤란하게 되어, 이물을 포함하지 않고 또 결점이 없는 필름 원반을 얻는 것이 곤란하게 된다. 또한, 휘발분율이 95질량%를 초과하면, 제막 원액의 점도가 너무 낮아져서, 목적으로 하는 두께 제어가 어렵고, 건조 시의 바람에 의한 표면의 흔들림의 영향이나, 건조 시간이 길어져서 생산성이 저하된다.

필름 원반을 제조함에 있어서, 가소제를 사용하여도 좋다. 가소제로서는, 글리세린, 디글리세린, 에틸렌글리콜 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 가소제의 사용량도 특히 제한되지 않으나, 통상은 PVA 100질량부에 대하여, 5~15질량부 범위내가 아주 적합하다.

제막 후의 필름 원반의 건조방법으로서는, 예컨대 열풍에 의한 건조나, 열롤을 이용한 접촉건조나, 적외선 히터에 의한 건조 등을 들 수 있지만 한정되지 않는다. 이들 방법 중 1종류를 단독으로 채용하여도 좋고, 2종류 이상을 조합하여 건조하여도 좋다. 건조온도에 관해서도, 특히 제한은 없지만 50~70℃ 범위내가 바람직하다.

건조 후의 필름 원반은, 그의 팽윤도를 후술하는 소정 범위로 제한하기 위하여, 열처리를 행하는 것이 바람직하다. 제막 후의 필름 원반의 열처리 방법으로서는, 예컨대 열풍에 의한 방법이나, 열롤에 필름 원반을 접촉시키는 방법을 들 수 있고, 열에 의해 처리가 가능한 방법이라면 특히 제한되지 않는다. 이들 방법 중의 1종류를 단독으로 채용하여도 좋고, 2종류 이상을 조합하여도 좋다. 열처리 온도와 시간에 관해서는 특히 제한은 없지만, 110~140℃ 범위내가 바람직하고, 대체로 1분 내지 10분의 처리가 아주 적합하지만, 특히 한정되지 않는다.

이렇게 하여 얻어지는 필름 원반의 두께는, 20~100㎛인 것이 바람직하고, 20~80㎛가 보다 바람직하고, 20~60㎛가 더욱 바람직하다. 두께가 20㎛ 미만으로 되면, 필름의 파단이 발생하기 쉽게 된다. 두께가 100㎛를 초과하면, 연신 시에 필름 에 걸리는 응력이 크게 되어, 연신공정에서의 기계적 부하가 크게 되어, 그의 부하에 견딜 수 있기 위한 대규모의 장치가 필요로 하게 된다.

필름 원반의 팽윤도 Ｆ는, 180~250%인 것이 바람직하고, 205~235%가 보다 바람직하고, 210~230%가 더욱 바람직하다. 팽윤도 Ｆ가 180% 미만이면, 연신 시의 신도가 적고, 저배율에서 파단될 가능성이 높아져서, 충분한 연신을 행하는 것이 곤란하게 된다. 또한, 팽윤도 Ｆ가 240%를 초과하면, 팽윤이 과도하게 많아져서, 주름이나 늘어짐이 발생하고, 연신 시의 절단의 원인으로 된다. 팽윤도 Ｆ를 억제하기 위해서는, 예컨대, 제막 후의 필름 원반을 열처리할 때의, 온도와 시간으로 적합한 팽윤도 Ｆ로 할 수 있다.

필름 원반의 팽윤도 Ｆ의 측정 방법은 이하와 같다.

필름 원반을 5 cm×5 cm로 절단하고, 30℃의 증류수 1리터에 4시간 침지한다. 이 침지된 필름을 증류수 중으로부터 빼내고, 2매의 여과지로 감싸서 표면의 물방울을 흡수시킨 후에, 물에 침지되어 있던 필름의 중량[β(g)]을 측정한다. 또한, 침지되어 물방울이 흡수된 필름을 105℃의 건조기로 20시간 건조시키고, 데시케이터로 30분간 냉각한 후, 건조 후의 필름의 중량[γ(g)]을 측정하여, 식(v)에 의해 필름 원반의 팽윤도 Ｆ를 산출한다.

팽윤도 F = 100 x β/γ (%) ...식(v)

이상과 같이 하여 작제한 원반 필름을 사용하여, 이하에 설명하는 공정을 포함하는 방법에 의해 본 발명의 편광소자를 제조한다.

(팽윤 공정)

상술한 필름 원반은 먼저, 필름을 팽윤시키는 팽윤 공정에 제공된다.

상기 공정에 있어서, 팽윤은 폴리비닐알코올계 수지 필름을 20~50℃의 용액에 15초~10분간 침지시키는 것에 의해 달성된다. 그때의 용액은 물이 바람직하지만, 글리세린, 에탄올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 저분자량 폴리에틸렌글리콜등의 수용성 유기 용제, 또는 물과 수용성 유기 용제와의 혼합 용액이어도 좋다. 팽윤 공정에 있어서도 주름이나 꺾여들어감(폴딩)의 발생을 방지하기 위하여, 적절하게 연신되어 있는 것이 바람직하고, 그 연신 배율은 바람직게는 1.00~1.50배, 보다 바람직게는 1.10~1.35배이다. 편광소자를 제작하는 시간을 단축하는 경우에는, 요오드, 요오드화물 처리시, 염료의 염색공정에서도 팽윤효과가 얻어지기 때문에 이 공정을 생략하여도 좋다.

(염색공정)

이어서, 팽윤된 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 이색성 색소를 함유하는 용액으로 염색하는 염색공정에 공급한다.

용액의 용매로서는 물이 바람직하지만, 특히 한정되지 않는다. 이색성 색소로서는, 예컨대, 요오드와 요오드화물과의 혼합 용액으로부터 얻어지는 많은 요오드 이온이나, 유기 화합물의 이색성 염료 등을 들 수 있다. 요오드화물로서는, 예컨대, 요오드화 칼륨, 요오드화 암모늄, 요오드화 코발트, 요오드화 아연 등이 사용될 수 있지만, 여기서 나타낸 요오드화물에 한정되지 않는다. 요오드와 요오드화물의 혼합 용액 중의 요오드 농도는 0.0001~0.5wt%, 바람직게는 0.001~0.4wt% 이다. 사용되는 요오드화물의 농도는 0.0001~8wt%가 바람직하다. 경우에 따라서는, 유기 화합물의 이색성 염료로서는 예컨대, 비특허문헌 1에 기재된 이색성 색소 등을 사용하여, 본원이 구하는 성능을 손상하지 않는 범위 내에서 색보정을 행하여도 좋다. 염료는 한정되지 않고, 공지의 이색성 염료를 사용할 수 있다. 염료농도는 특히 한정되지 않지만, 예컨대, 0.006wt% 내지 0.3wt% 정도가 좋다. 염색성이 불충분한 경우에는, 트리폴리인산 나트륨, 및/또는 황산소다(황산나트륨) 등의 착색 조제를 첨가하여 염색을 행하는 것이 바람직하다. 또한, 염색온도는 5℃~50℃, 바람직게는 5~40℃, 보다 바람직게는 10℃~30℃이다. 염색시간은, 얻어지는 편광소자의 투과율 등에 따라서 적절히 조절할 수 있지만, 30초~6분 정도, 보다 바람직게는 1분~5분이다. 이 공정에 있어서도, 주름이나 꺾여들어감(폴딩)의 발생을 방지하기 위하여, 적절하게 연신하는 것이 바람직하다. 그 연신배율은 바람직게는 0.90~2.00배, 보다 바람직게는 1.00~1.30배이다.

상기 염색공정에 있어서, 상기 이색성 색소를 함유하는 용액에 가교제 및/또는 내수화제를 첨가하여도 좋다. 가교제로서는, 예컨대, 붕산, 붕사 또는 붕산암모늄 등의 붕소 화합물, 글리옥살 또는 글루타르알데히드 등의 다가 알데히드, 뷰렛형, 이소시아누레이트형 또는 블록형 등의 다가 이소시아네이트계 화합물, 티타늄옥시 설페이트 등의 티타늄계 화합물 등을 사용할 수 있지만, 그 밖에도 에틸렌글리콜 글리시딜 에테르, 폴리아미드에피클로르히드린 등을 사용할 수 있다. 내수화제로서는, 과산화숙신산, 과황산암모늄, 과염소산칼슘, 벤조인에틸에테르, 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르, 글리세린 디글리시딜 에테르, 염화암모늄 또는 염화마그네슘 등을 들 수 있지만, 바람직하게는 붕산이 사용된다. 첨가하는 농도는, 예컨대, 붕산을 첨가하는 경우에는, 이색성 색소를 함유하는 용액에 대하여 0.1~5．0 wt%, 바람직게는 2~4wt% 이다. 또한 필요에 따라서, 상기 염색공정의 후, 다음의 연신공정에 들어가기 전에 이색성 색소를 함유한 폴리비닐알코올계 수지 필름을 세정하여도 좋다. 세정을 행하는 용제로서는, 일반적으로는 물이 사용되지만, 알코올계 용제, 글리콜계 용제, 글리세린 또는 그들 혼합 용매 등이 사용될 수 있고, 특히 한정되지 않는다. 또한, 세정할 때의 온도나 시간은, 목적으로 하는 편광소자의 투과율이나 사용하는 이색성 색소의 종류에 따라서 적절히 조정하면 좋다.

(내수화처리 공정)

계속하여, 염색공정의 후, 염색된 필름에, 필요에 따라서 내수화처리를 실시하는 내수화처리 공정에 공급한다.

상기 공정에서는, 가교제 또는/및 내수화제를 함유하는 용액에 의해 상기 필름을 처리한다. 가교제 또는/및 내수화제로서는, 상기 붕산, 붕사, 붕산 암모늄 등의 붕소 화합물, 글리옥살 또는 글루타르알데히드 등의 다가 알데히드, 뷰렛형, 이소시아누레이트형 또는 블록형 등의 다가 이소시아네이트계 화합물, 티타늄옥시 설페이트 등의 티타늄계 화합물 등을 사용할 수 있지만, 그 밖에도 에틸렌글리콜 글리시딜 에테르, 폴리아미드에피클로르히드린 등을 사용할 수 있다. 내수화제로서는, 과산화숙신산, 과황산암모늄, 과염소산칼슘, 벤조인에틸에테르, 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르, 글리세린 디글리시딜 에테르, 염화암모늄 또는 염화마그네슘 등을 들 수 있지만, 바람직하게는 붕산이 사용된다. 그때의 용매로서, 예컨대, 물, 알코올계 용제, 글리콜계 용제, 글리세린 또는 그들 혼합 용매 등을 사용할 수 있다. 가교제 또는/및 내수화제의 농도는, 예컨대 붕산 수용액의 경우, 상기 용액 중에 0.1wt%~6.0wt% 정도의 농도가 바람직하고, 2wt%~4wt%가 보다 바람직하다. 이 공정에서의 처리 온도는, 5℃~60℃, 바람직게는 5~45℃ 정도이다. 처리 시간은 1분~5분 정도가 바람직하다. 이 공정에 있어서도, 주름이나 꺾여들어감(폴딩)의 발생을 방지하기 위하여, 적절하게 연신하는 것이 바람직하고, 그의 연신배율은 0.95~1.5배 정도이다.

(연신공정)

이어서, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 연신하는 연신공정에 제공한다.

상기 공정에서는, 상기 필름을 1축 연신한다. 연신방법으로서는, 습식연신법또는 건식연신법의 어느 것을 사용하여도 좋다.

건식연신법의 구체적 방법으로서는 예컨대, 롤간 존 연신법, 롤 가열 연신법, 압연신법, 적외선 가열연신법 등을 들 수 있지만, 특히 한정되지 않는다. 연신할 때의 온도는, 상온~180℃, 습도는 20~95% RH 정도가 좋다. 연신은 1단으로 행하여도 좋고, 2단 처리 이상의 다단 연신이어도 좋다.

습식연신법은, 물, 수용성 유기 용제, 또는 그의 혼합 수용액 중에서 연신을 행하는 방법이지만, 바람직게는 상기 물, 수용성 유기 용제, 또는 그의 혼합 수용액 중에는, 상기 붕산, 붕사, 붕산 암모늄 등의 붕소 화합물, 글리옥살, 글루타르 알데히드 등의 다가 알데히드, 뷰렛형, 이소시아누레이트형, 블록형 등의 다가 이소시아네이트계 화합물, 티타늄옥시 설페이트 등의 티타늄계 화합물, 에틸렌글리콜 글리시딜 에테르, 폴리아미드에피클로르히드린, 과산화숙신산, 과황산암모늄, 과염소산칼슘, 벤조인에틸에테르, 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르, 글리세린 디글리시딜 에테르, 염화암모늄 또는 염화마그네슘 등의 가교제 또는/및 내수화제를 함유하는 용액 중에서 침지하면서 연신 처리하는 것이 바람직하고, 붕산 수용액 중에서 연신하는 것이 보다 바람직하다. 가교제 또는/및 내수화제의 농도는 0.5~8 0.5~8wt%가 바람직하고, 2.0~4.0wt%가 바람직하다. 연신배율은 바람직게는 3~8배, 보다 바람직게는 5~7배정도이다. 연신 온도는 바람직게는 40~60℃, 보다 바람직게는 45~55℃이다. 연신시간은 바람직게는 30초~20분, 보다 바람직게는 2분~5분이다. 연신처리는 1단이어도, 2단 이상의 다단 연신이어도 좋다.

연신된 이색성 색소를 함유한 폴리비닐알코올계 수지 필름의 표면에는, 이물이 석출되는 것이나, 이물이 부착하는 일이 있기 때문에 세정하여도 좋다. 세정을 행하는 용제로서는, 물, 알코올계 용제 등을 사용할 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. 세정 용제에는, 필름의 내구성 향상을 목적으로 하여, 붕산과 같은 가교제 및/또는 내수화제를 함유하여도 좋다. 가교제 및/또는 내수화제의 농도는 한정되지 않지만, 예컨대 0.1~10wt% 이다.

(후처리공정)

이어서, 색상의 조정, 편광특성의 향상, 내구성 향상을 위하여, 상기 필름 에 후처리를 실시하는 후처리 공정을 행한다.

상기 공정에서는, 구체적으로는, 이색성 색소를 함유시켜, 1축 연신된 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 염화물 또는 요오드화물을 함유하는 용액에 의해 처리한다. 염화물 또는 요오드화물로서는, 예컨대, 요오드화 칼륨, 요오드화 나트륨, 요오드화 암모늄, 요오드화 코발트, 요오드화 아연이라는 요오드화물, 염화아연, 염화칼륨, 염화나트륨이라는 염화물 등을 들 수 있고, 이 중의 1종 , 또는 2종 이상을 용액에 혼합하여 처리를 행한다. 용액 중의 염화물 또는 요오드화물의 농도는 바람직게는 0.1~15wt%, 보다 바람직게는 0.15~10wt% 이다. 이 공정에 있어서도, 주름이나 꺾여들어감(폴딩)의 발생을 방지하기 위하여, 적절하게 연신하는 것이 바람직하고, 그 때의 연신배율은 0.90~1.10배가 바람직하다. 또한 처리 온도는 예컨대 5~50℃ 이하가 바람직하지만, 보다 바람직게는 20~40℃이다. 처리 시간은, 예컨대, 1초~5분 정도, 바람직게는 5초~30초이다. 이 공정에 있어서, 상기 가교제 및/또는 내수화제를 첨가하여도 좋다. 첨가하는 농도는, 예컨대, 0.5%~10wt% 이다.

지금까지의 처리 공정에서 사용한 용매로서는, 예컨대, 물, 디메틸술폭사이드, N-메틸피롤리돈, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로필알코올, 글리세린, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜 또는 트리메틸올프로판 등의 알코올류, 에틸렌디아민 또는 디에틸렌트리아민 등의 아민류 등의 용매를 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 1종 이상의 이들 용매의 혼합물을 사용할 수도 있다. 가장 바람직한 용매는 물이다.

(건조공정)

상기 후처리 공정의 후, 건조공정을 거치는 것에 의해 본 발명의 편광소자 의 기재가 얻어진다.

건조 방법으로서는, 예컨대, 자연건조, 롤에 의한 압축이나 에어나이프, 흡수롤 등에 의해 표면의 수분을 제거하는 방법, 가열에 의한 건조 등을 들 수 있다. 가열 건조의 경우의 건조온도로서는, 20~90℃가 바람직하고, 보다 바람직게는 40~70℃이다. 건조시간은 30초~20분 정도가 바람직하고, 2분~10분 정도가 보다 바람직하다. 이 건조공정에 있어서도, 건조에 따른 폴리비닐알코올계 수지 필름의 수축에 의한 주름이나 무늬의 발생을 방지하기 위하여, 적절하게 연신하는 것이 바람직하고, 그때의 연신배율은 0.95~1.10배가 바람직하다.

상기 팽윤 공정, 염색공정, 임의의 내수화처리 공정, 연신공정, 후처리공정, 및 건조공정을 거치는 것에 의해, 편광소자의 기재가 얻어진다. 그래서, 이와 같이 하여 얻어진 기재는, 그의 단체로 측정했을 때의 시감도 보정 단체투과율 Ys 이 40.0% 내지 42.5%이고, 시감도 보정 단체투과율 Ys과 460nm의 투과율 Ts₄₆₀과의 차가 1% 이내이며, 시감도 보정 단체투과율 Ys과 550nm의 투과율 Ts₅₅₀과의 차가 1% 이내이고, 시감도 보정 단체투과율 Ys과 610nm의 투과율 Ts₆₁₀과의 차가 1% 이내이며, 상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 직교로 하여 측정하여 얻어지는 시감도 보정 투과율 Yc을 0.01% 이하로 조정되어 있다.

상기 특성을 갖는 기재를 포함한 편광소자를 얻기 위해서는, 후처리공정에 있어서 필름을, 적합한 농도를 갖는 염화물 또는 요오드화물을 함유하는 용액으로 처리를 행하는 것이 중요하다. 상기 공정에 있어서는, 연신조건에 맞춰서 용액 중의 염화물 또는 요오드화물을 함유시키는 농도, 및 그의 처리 시간은 조정될 필요가 있다. 상기 농도 및 처리 시간은, 편광소자로의 요오드 및 요오드화 칼륨 등의 요오드화물 및 염화칼륨 등의 염화물의 편광소자로의 침해의 상황에 따라서 조정되는 것이 매우 중요하다. 특히, 농도는 연신공정의 연신상태, 편광소자를 제작하는 장소의 온도나 습도 등에도 영향을 받기 때문에, 매우 섬세한 미조정을 필요로 한다. 통상, 후처리 공정에서 사용하는 염화물 함유 용액 또는 요오드화물 함유 용액의 농도는 물 1000 중량부에 대하여 염화물 또는 요오드화물 1.0 중량부 내지 150중량부, 바람직게는 1.5중량부 내지 100중량부를 첨가하여 제조된 것이다.

또한, 필름의 수축이나 팽창이 가능한한 발생하지 않도록 연신된 연신 배율 및/또는 연신장력을 유지하면서 처리하는 것이 바람직하다. 또한, 필름의 반송되는 속도와 후처리공정의 수세 속도와의 상대속도의 차가 없게하는 상태에서 처리하는 것이 바람직하고, 또한, 그때에 처리액에 초음파를 사용하여 편광소자의 내부까지 충분하게 처리하는 것이 보다 바람직하다. 이상의 방법에 의해 후처리공정을 행하고, 본원의 편광소자를 얻을 수 있다.

편광소자로서 보다 양호한 제조를 조정할 지표로서는, 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 평행하게 하여 측정하여 얻어지는 시감도 보정 평행투과율 Yp이 33% 내지 37% 범위이고, 상기 투과율 Yp과, 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 평행하게 하여 측정했을 경우의 460nm의 투과율 Tp₄₆₀ 과의 차가 3% 이내인 것이다. Yp과 Tp₄₆₀ 과의 차를 3% 이내로 하기 위해서는, 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 평행하게 하여 측정하여 얻어지는 295nm의 투과율 및 360nm의 투과율을 조정할 필요가 있다. 295nm의 투과율 및 360nm의 투과율은, 편광소자 중의 I₃ ^-, I₅ ^- 등의 폴리요오드 의 함유량에 기인하여 변동한다고 한다. 편광소자 중의 I₃ ^-, I₅ ^- 등의 폴리요오드의 함유량을 조정하는 것에 의해, 295nm와 360nm의 투과율을 조정할 수 있어, Yp과 Tp₄₆₀과의 차를 3% 이내로 조정할 수 있다.

보다 양호한 편광소자를 제조하기 위해서는, 상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 평행하게 하여 측정하여 얻어지는 시감도 보정 투과율 Yp이 33% 내지 37% 범위이고, 상기 투과율 Yp과, 상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 평행하게 하여 측정했을 경우의 295nm의 투과율 Tp₂₅₉이, 하기 식(1)을 만족하고, 또, 상기 Yp과상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 평행하게 하여 측정했을 경우의 360nm의 투과율 Tp₃₆₀이 하기 식(2)를 만족하도록 조정하는 것이 필요하다.

1.05×Yp-26≤Tp₂₉₅≤1.05×Yp-13 ...식(1)

1.25×Yp-26.25≤Tp₃₆₀≤1.25×Yp-16.25 ...식(2)

또한 편광소자의 성능을 향상시키기 위하여, 특히 편광소자의 가시영역인 380nm 내지 480nm의 성능을 향상시키기 위하여, 295nm, 360nm의 I₃ ^-, I₅ ^- 등의 폴리요오드의 배항성을 향상시키는 것이 필요하고, 상기 식(1) 및 식(2)을 만족하고, 또한, 상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 직교로 하여 측정했을 경우의 295nm의 투과율 Tc₂₉₅이 , 하기 식(3)을 만족하고, 상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 평행하게 하여 측정했을 경우의 360nm의 투과율 Tc₃₆₀이, 하기 식(4)를 만족하는 것이 또한 바람직하다. 하기 식 중, Yp¹⁸ ^.6, Yp¹⁹ ^.4, Yp²² ^.12 및 Yp²² ^.67의 각각은 평행투과율 Yp의 승수를 나타낸다.

2.0×10^-30×Yp¹⁸ ^.6≤Tc₂₉₅≤2.0×10^-30×Yp¹⁹ ^. ⁴　... 식(3)

또한, 근년의 LED 백라이트 광원으로는, 460nm의 청색광을, 형광체를 사용하여 백색으로 발광시키고 있는 점에서, 460nm를 중심으로 한 투과율이 편광소자의 콘트라스트를 향상시키기 위해서는 중요하다. 특히, 460nm에 있어서 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 직교로 하여 측정했을 경우의 편광소자의 투과율이 높으면, 청색광이 누출되어 버려 디스플레이로서 진짜의 흑색을 표현할 수 없다. 또한, 그 때, 610nm의 투과율이 460nm와 비교하여 어느 일정한 투과율 이하를 가지고 있지 않으면, 동일하게 참된 흑색을 표현할 수 없어, 백색과 흑색의 콘트라스트를 실현할 수 없다. 그 때문에, 편광소자의 투과율은, 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 직교로 하여 측정했을 경우의 460nm의 투과율이 0.035% 이하이고, 또 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 직교로 하여 측정했을 경우의 610nm의 투과율이 0.01% 이하로 되도록 제조하는 것이 바람직하다.

또한, 그를 위해서는, 편광소자의 기재로서 폴리비닐알코올계 수지의 중합도가 3000 내지 10000인 폴리비닐알코올계 수지 필름을 포함하는 필름 원반을 사용하는 것에 의해 본원이 용이하게 달성될 수 있다. 보다 바람직게는, 폴리비닐알코올계 필름의 중합도는, 3500 내지 6000이고, 또한 바람직게는 중합도가 4500 내지 6000이다.

<편광판>

이상의 공정을 거쳐 얻어진 본 발명의 편광소자의 적어도 편면 또는 양면에, 투명 보호층을 제공하는 것에 의해 본 발명의 편광판을 얻을 수 있다. 구체적으로는, 투명보호층은 상기 보호층을 형성하는 폴리머나 필름을 본 발명의 편광소자에 도포 또는 라미네이트하는 것에 의해 제공할 수 있다. 투명 보호층을 형성하는 투명 폴리머 또는 필름으로서는, 기계적 강도가 높고, 열안정성이 양호한 투명 폴리머 또는 필름이 바람직하다. 또한, 수분 차단성이 우수한 것이 보다 바람직하다. 투명 보호층으로서 사용하는 물질로서, 예컨대, 트리아세틸셀룰로오스나 디아세틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스 아세테이트 수지 또는 그의 필름, 아크릴 수지 또는 그의 필름, 폴리에스테르 수지 또는 그의 필름, 폴리알릴레이트 수지 또는 그의 필름, 노르보르넨과 같은 환상 올레핀을 모노머로 하는 환상 폴리올레핀 수지 또는 그의 필름, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 시클로계 내지 노르보르넨 골격을 갖는 폴리올레핀 또는 그의 공중합체, 주쇄 또는 측쇄가 이미드또는/및 아미드의 수지 또는 폴리머 또는 그의 필름 등을 들 수 있다. 또한, 폴리비닐알코올계 수지는 일반적으로 배향막으로서 작용하는 것이 알려져 있기 때문에, 얻어진 편광소자의 표면에, 예컨대 러빙처리, 또는 배향막 도포 및 배향처리 등을 적용하여, 액정성을 갖는 수지 또는 그의 필름을 제공하여도 좋다. 보호 필름의 두께는, 예컨대, 0.5~200㎛ 정도이다. 이들의 필름을 편광소자의 양면에 제공하는 경우, 동일 필름을 사용하여도 좋고, 상이한 필름을 사용하여도 좋다.

상기 투명 보호층인 필름을 본 발명의 편광소자와 라미네이트하는 경우, 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 접착제로서는, 예컨대, 폴리비닐알코올계, 우레탄계, 아크릴계, 에폭시계 접착제를 들 수 있다. 폴리비닐알코올계 접착제로서, 예컨대, 고세놀 NH-26(니혼고세이사 제조), 엑세발 RS-2117(쿠라레사 제조) 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 접착제에는, 가교제 및/또는 내수화제를 첨가하여도 좋다. 또한, 접착제에 무기산 또는 그의 염 및/또는 유기산을 0.0001wt% 내지 20wt%의 농도로 함유하여도 좋고, 0.02 내지 5wt%를 함유하는 것이 바람직하다. 폴리비닐알코올계 접착제에는, 무수 말레인산-이소부틸렌 공중합체를단독으로, 또는 가교제와 함께 혼합한 접착제를 사용할 수 있다. 무수 말레인산-이소부틸렌 공중합체로서, 예컨대, 이소반 ＃18(쿠라레사 제조), 이소반 ＃04(쿠라레사 제조), 암모니아 변성 이소반 ＃104(쿠라레사 제조), 암모니아 변성 이소반 ＃110(쿠라레사 제조), 이미드화 이소반 ＃304(쿠라레사 제조), 이미드화 이소반 ＃310(쿠라레사 제조) 등을 들 수 있다. 그때의 가교제에는 수용성 다가 에폭시 화합물을 사용할 수 있다. 수용성 다가 에폭시 화합물이라는 것은, 예컨대, 데나콜 E X-521(나가세켐테크사 제조), 테트랏트-Ｃ(미쓰이가스가가쿠사 제조) 등을 들 수 있다. 또한, 접착제의 첨가물로서, 상기 완충제나 무기 산 또는 그의 염 및/또는 유기산, 아연 화합물, 염화물 또는 요오드화물 등, 보다 바람직게는 상기 완충제나 무기산 또는 그의 염 및/또는 유기산을 접착제 성분에 대하여 0.01 내지 10wt% 정도의 농도로 함유시키는 것에 의해, 동일하게 내구성을 향상시킬 수 있다. 투명 보호층인 필름과 본 발명의 편광소자를 상기 접착제로 접착시킨 후, 가열건조하고, 또한 열처리하는 것에 의해 접착할 수 있다.

얻어진 편광판을, 예컨대, 액정 표시 등의 표시장치에 접합시키는 경우나 편광 필터 또는 편광렌즈로 사용하는 경우에는, 나중에 비노출면으로 되는 보호층 또는 필름의 표면에 시야각 개선 및/또는 콘트라스트 개선을 위한 각종 기능성층, 휘도향상성을 갖는 층 또는 필름을 제공할 수 있다. 이들 필름이나 표시장치에 편광판을 접착시키기 위해서는 점착제를 사용하는 것이 바람직하다.

이 편광판은, 다른 쪽의 표면, 즉, 보호층 또는 필름의 노출면에 반사방지층이나 방현층, 하드코트층 등 공지의 각종 기능성층을 지니고 있어도 좋다. 이 각종 기능성층을 갖는 층을 제작하는 도공 방법에 의해 상기 다른 쪽의 면에 제공하는 것이 바람직하지만, 그 기능을 갖는 필름을 접착제 또는 점착제를 통하여 접착시킬 수 있다. 또한, 각종 기능성층이라는 것은, 위상차를 제어하는 층 또는 필름으로 할 수 있다.

이상 설명한 방법에 의해, 각 파장에서 일정한 투과율을 갖는 편광소자 또는 편광판을 얻을 수 있다. 이렇게 하여 얻어진 본 발명의 편광소자 또는 편광판은, 높은 편광성능, 즉 높은 콘트라스트르를 가지면서, 가시역의 각 장투과율을 일정하게 할 수 있고, 또 내구성이 우수하기 때문에, 장기간 안정한 성능을 유지할 수 있다.

<액정표시장치>

또한, 본 발명의 편광판을 액정 디스플레이나 엘렉트로루미네센스 표시장치, ＣRＴ 등에 사용하는 것에 의해, 본 발명의 화상표시장치가 얻어진다. 특히, 본 발명의 편광판을, 액정 디스플레이를 구성하는 액정 셀의 양측에 필요에 따라서 위상차 필름과 함께 점착제로 접착시키는 것에 의해, 액정표시장치를 얻을 수 있다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 또한 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 에 의해 한정되는 것이 아니다.

각 실시예에 나타내는 투과율의 평가는 이하와 같이 하여 실시하였다.

편광소자 또는 편광판을 1매로 측정했을 때의 각 파장의 투과율을 단체투과율 Ts이라하고, 2매의 편광소자 또는 편광판을 그의 흡수축 방향이 동일하게 되도록 중첩한 경우의 각 파장의 투과율을 평행투과율 Tp라하고, 2매의 편광판을 그의 흡수축이 직교하도록 중첩한 경우의 각 파장의 투과율을 직교투과율 Tc이라 하였다.

분광투과율 Ts, Tp 및 Tc의 각각은, 분광광도계[히타치사 제조 "U-4100"]를 사용하여 측정하였다.

시감도 보정 단체투과율 Ys은, 400~700nm의 파장 영역에서, 소정 파장간격 ｄλ(여기서는 5nm) 마다 측정된 단체투과율 Ts로부터 하기 식(5)에 의해 산출하였다. 식 중, Ｐλ는 표준광(Ｃ광원)의 분광분포를 나타내고, ｙλ는 JIS Z　8729(Ｃ광원 2°시야)을 기준으로 하는 등 색함수를 나타낸다.

시감도 보정 평행투과율 Yp는, 400~700nm의 파장영역에서, 소정 파장간격 ｄλ(여기서는 5nm) 간격으로 측정된 평행투과율 Tp로부터 하기 식(6)에 의해 산출하였다. 식 중, Ｐλ는 표준광(Ｃ광원)의 분광분포를 나타내고, ｙλ는 JIS Z　8729(Ｃ광원 2°시야)를 기준으로 하는 등 색함수를 나타낸다.

시감도 보정 직교투과율 Yc은, 400~700nm의 파장영역에서, 소정 파장간격 ｄλ(여기서는 5nm) 간격으로 측정된 직교투과율 Tc로부터 하기 식(7)에 의해 산출하였다. 식 중, Ｐλ는 표준광(Ｃ광원)의 분광분포를 나타내고, ｙλ는 JIS Z　8729(Ｃ광원 2°시야)를 기준으로 하는 등 색함수를 나타낸다.

편광도 Ｐy는, 시감도 보정 평행위 투과율 Yp 및 시감도 보정 직교투과율 Yc로부터, 하기 식(8)에 의해 구하였다.

실시예 1

두께가 60㎛, 중합도 5500, 검화도 99% 이상의 폴리비닐알코올계 필름(쿠라레사 제조 VF-PM)를 40℃의 온수에서 팽윤시킨 후, 물 1000중량부, 붕산(Societa Chimica Larderello s.p.a.사제조) 28.6중량부, 요오드(쥰세이가가쿠사 제조) 0.25중량부, 요오드화 칼륨(쥰세이가가쿠사 제조) 17.7중량부를 함유한 수용액에 의해 30℃에서 2분 침지하여 염색처리를 행하였다. 염색된 필름을 붕산 3중량%를 함유하고 있는 용액에 의해 58℃에서 5배 연신하고, 연신 후, 물 1000중량부에 대하여 요오드화 칼륨 3.5중량부를 첨가하여 제조한 요오드화물 함유 수용액에, 연신 후의 장력을 지니면서, 연신배율을 유지하여, 필름이 처리되는 반송속도와 처리 공정의 수류의 속도의 상대속도의 차가 거의 일정한 상태에서 20 내지 40ｋHｚ의 초음파를 적용하면서 침지하여, 후처리공정을 20초간 행하였다. 요오드화 칼륨 수용액을 20초 침지한 필름은, 그 후 70℃의 건조기에 의해 10분간 건조시켜 편광소자를 얻었다.

실시예 2

두께가 60㎛, 중합도 4000, 검화도 99% 이상의 폴리비닐알코올계 필름(쿠라레사 제조 VF-PM)을, 두께가 40㎛, 중합도 4000, 검화도 99% 이상의 폴리비닐알코올계 필름(쿠라레사 제조VF-ＰH)을 사용한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 편광소자를 얻었다.

실시예 3

염색처리의 시간을 1분 30초로 한 이외는 실시예 2와 동일하게 하여, 편광소자를 얻었다.

실시예 4

염색처리의 시간을 1분30초로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 편광소자를 얻었다.

비교예 1

연신 후, 물 1000중량부에 대하여 요오드화 칼륨 35중량부를 첨가하여 제조한 수용액을 60 rpm의 속도로 교반하면서, 연신 후의 배율을 유지한 채 후처리공정을 20초간 실시한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 편광소자를 얻었다.

비교예 2

연신 후, 물 1000중량부에 대하여 요오드화 칼륨 35중량부를 첨가하여 제조한 수용액을 60 rpm의 속도로 교반하면서, 연신 후의 배율을 유지한 채 후처리공정을 20초간 실시한 이외는 실시예 2와 동일하게 하여, 편광소자를 얻었다.

비교예 3

연신 후, 물 1000중량부에 대하여 요오드화 칼륨 50중량부를 첨가하여 제조한 수용액을 60 rpm의 속도로 교반하면서, 연신 후의 배율을 유지한 채 후처리공정을 20초간 실시한 이외는 실시예 3과 동일하게 하여, 편광소자를 얻었다.

비교예 4

연신 후, 물 1000 중량부에 대하여 요오드화 칼륨 50중량부를 첨가하여 제조한 수용액을 60 rpm의 속도로 교반하면서, 연신 후의 배율을 유지한 채 후처리공정을 20초간 실시한 이외는 실시예 4와 동일하게 하여, 편광소자를 얻었다.

비교예 5

폴라테크노사 제조 요오드계 편광판 SＫN-18242Ｐ를 디클로로메탄에 침지하여, 편광소자를 추출하여, 비교예 샘플로 하였다.

비교예 6

연신 후, 필름을 물에 침지하고, 20초간 처리를 행한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 편광소자를 얻어, 비교예 샘플로 하였다.

실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 6에서 얻어진 편광소자의 각 파라미터를 표 1에 나타낸다. 표 1에 나타내는 파라미터는 하기와 같다.

시감도 보정 단체투과율 Ys,

시감도 보정 평행투과율 Yp,

시감도 보정 직교투과율 Yc,

460nm의 단체투과율 Ts₄₆₀,

기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 평행하게 하여 측정했을 경우의 460nm의 평행투과율 Tp₄₆₀,

기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 직교로 하여 측정했을 경우의 460nm의 직교투과율 Tc₄₆₀,

550nm의 단체투과율 Ts₅₅₀,

610nm의 단체투과율 Ts₆₁₀,

기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 직교로 하여 측정했을 경우의 610nm의 직교투과율 Tc₆₁₀,

기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 평행하게 하여 측정했을 경우의 295nm의 평행투과율 Tp₂₉₅,

기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 직교로 하여 측정했을 경우의 295nm의 직교투과율 Tc₂₉₅,

기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 평행하게 하여 측정했을 경우의 360nm의 평행투과율 Tp₃₆₀,

기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 직교로 하여 측정했을 경우의 360nm의 직교투과율 Tc₃₆₀.

이상의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 4의 편광소자는 각 파장에서 거의 일정한 투과율을 갖는 편광소자이고, 단체로 측정했을 때의 시감도 보정 단체투과율 Ys이 40.0% 내지 42.5%이고, 시감도 보정 단체투과율 Ys과 460nm의 투과율 Ts₄₆₉과의 차가 1% 이내이며, 시감도 보정 단체투과율 Ys과 550nm의 투과율 Ts₅₅₀과의 차가 1% 이내이고, 시감도 보정 단체투과율 Ys과 610nm의 투과율 Ts₆₁₀ 과의 차가 1% 이내이며, 상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 직교로 하여 측정하여 얻어지는 시감도 보정 단체투과율 Yc이 0.01% 이하인 것을 알 수 있다.

또한, 편광소자를 보호층에 의해 라미네이트하는 것에 의해 편광판을 얻을 수 있지만, 실시예 1~4의 편광소자는 흡수축에 대하여 평행하게 설치되었을 때, 380nm 내지 480nm의 투과율이 500nmｍ 내지 650nm의 투과율과 비교하여 거의 일정한 광학특성을 갖고, 각 파장에서의 발광균일성이 보유될 수 있었다. 또한, 시감도 보정 직교투과율 Yc이 0.01% 이하인 점에서도, 이들의 편광소자는 높은 콘트라스트 를 갖고, 가시역의 각 파장투과율을 일정하게 할 수 있는 편광소자 또는 편광판인 것을 알았다.

따라서, 상기 방법으로 얻은 실시예 1~4의 편광소자 또는 이들 편광소자를 사용하여 제작한 편광판은, 투과율이 높고, 콘트라스트비가 높으며, 또 색재현성이 매우 높아 디스플레이용 편광판, 특히 액정 디스플레이용 편광판으로서 사용할 수 있다. 또한, 이들을 사용한 디스플레이는, 신뢰성이 높고, 장기에 걸쳐 높은 콘트라스트를 유지할 수 있고, 또 높은 색재현성을 갖는 디스플레이로 되는 것이 기대된다.

Claims

붕산을 흡착하여 연신된 친수성 고분자를 포함하고, 또, 요오드를 함유하는 편광기능을 갖는 기재를 포함한 편광소자로서,
상기 기재를 단체로 측정한 경우의 시감도 보정 단체투과율 Ys이 40.0% 내지 42.5% 이고,
상기 시감도 보정 단체투과율 Ys과 460nm의 단체투과율 Ts₄₆₀과의 차가 1% 이내이며,
상기 시감도 보정 단체투과율 Ys과 550nm의 단체투과율 Ts₅₅₀과의 차가 1% 이내이고,
상기 시감도 보정 단체투과율 Ys과 610nm의 단체투과율 Ts₆₁₀과의 차가 1% 이내이며,
상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 직교로 하여 측정했을 경우의 시감도 보정 직교투과율 Yc이 0.01% 이하인 것을 특징으로 하는 편광소자.
제1항에 있어서, 상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 평행하게 하여 측정했을 경우의 시감도 보정 평행투과율 Yp이 33% 내지 37% 범위이고,
상기 평행투과율 Yp과 상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 평행하게 하여 측정했을 경우의 460nm의 평행투과율 Tp₄₆₀과의 차가 3% 이내인 것을 특징으로 하는,편광소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 평행하게 하여 측정했을 경우의 시감도 보정 평행투과율 Yp이 33% 내지 37% 범위이고,
상기 평행투과율 Yp과, 상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 평행하게 하여 측정했을 경우의 295nm의 투과율 Tp₂₉₅이, 하기 식(1)을 만족하고, 또
상기 평행투과율 Yp과, 상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 평행하게 하여 측정했을 경우의 360nm의 투과율 Tp₃₆₀이 하기 식(2)을 만족하는 것을 특징으로 하는, 편광소자.
1.05×Yp-26≤Tp₂₉₅≤1.05×Yp-13 ...식(1)
1.25×Yp-26.25≤Tp₃₆₀≤1.25×Yp-16.25 ...식(2)
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 직교로 하여 측정했을 경우의 295nm의 투과율 Tc₂₉₅이, 하기 식(3)을 만족하고, 또
상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 평행하게 하여 측정했을 경우의 360nm의 투과율 Tc₃₆₀이, 하기 식(4)을 만족하는 것을 특징으로 하는 편광소자.
2.0×10^-30×Yp^18.6≤Tc₂₉₅≤2.0×10^-30×Yp^19.4　... 식(3)
4.0×10^-37×Yp²² ^.12≤Tc₃₆₀≤4.0×10^-37×Yp²² ^. ⁶⁷　... 식(4)
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 직교로 하여 측정했을 경우의 460nm의 투과율 Tc₄₆₀ 이 0.035% 이하이고, 또
상기 기재 2매를 흡수축 방향에 대하여 직교로 하여 측정했을 경우의 610nm의 투과율 Tc₆₁₀ 이 0.01% 이하인 것을 특징으로 하는 편광소자.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재가 폴리비닐알코올계 수지 필름을 포함하고, 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름의 중합도가 3000 내지 7000인 것을 특징으로 하는 편광소자.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 편광소자의 적어도 편면에 지지체 필름을 제공하여 이루어지는 편광판.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 편광소자 또는 제7항에 기재된 편광판을 포함하는 액정표시장치.
붕산을 흡착하여 연신된 친수성 고분자를 포함하고, 또 요오드를 함유하는 편광기능을 갖는 기재를 포함한 편광소자의 제조방법으로서,
(i) 폴리비닐알코올계 수지 필름에, 이색성 색소를 함유시켜, 이색성 색소를 함유한 필름을 얻는 공정,
(ii) 상기 이색성 색소를 함유한 필름을 연신하여, 연신된 필름을 얻는 공정,
(iii) 상기 연신된 필름을 염화물 함유 용액 또는 요오드화물 함유 용액을 사용하여 후처리에 제공하는 공정,
(iv) 상기 후처리 후, 필름을 건조시켜 상기 기재를 얻는 공정,
을 포함하고,
상기 염화물 함유 용액 또는 요오드화물 함유 용액의 농도가 0.1~15중량%인 것을 특징으로 하는, 제조방법.