KR20180054643A - 편광판 및 액정 패널 - Google Patents

Abstract

고선명의 표시 품질을 실현하면서도, 박형의 액정 셀의 휘어짐을 억제할 수 있는 편광판을 제공한다. 편광판(100)은, 편광자(10)와, 편광자(10) 상에 배치된 보호 필름(20)을 구비한다. 편광자(10)의 두께는 10 ㎛ 이하이고, 편광판(100)의 편광도가 99.98% 이상이고, 편광판(100)의 전광선 투과율이 42% 이상이다.

Description

편광판 및 액정 패널

본 발명은 편광판 및 액정 패널에 관한 것이다.

종래부터, 액정 셀의 양면에 각각 편광판이 접착된 액정 패널이 알려져 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2012-58381호 공보

최근, 액정 패널의 대형화가 진행되는 한편, 의장성의 관점에서, 액정 패널을 박형으로 하기 위해 액정 셀의 박형화가 더욱 진행되고 있다. 또한, 액정 패널의 표시 품질을 한층 더 향상시키는 것도 요구되고 있다.

발명자들이 검토한 바, 밝기의 향상 및 흑표시 품질의 향상을 목적으로 투과율 및 편광도가 높은 편광판을 대형의 박형 액정 셀에 접착하면, 액정 셀이 휘어지는 경우가 있는 것을 발견했다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 밝고 고품질인 흑표시를 실현하면서도, 박형의 액정 셀의 휘어짐을 억제할 수 있는 편광판 등을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 편광판은, 편광자와, 상기 편광자 상에 배치된 보호 필름을 구비한다. 그리고, 상기 편광자의 두께는 10 ㎛ 이하이고, 상기 편광판의 편광도가 99.98% 이상이고, 상기 편광판의 전광선 투과율이 42% 이상이다.

본 발명에 의하면, 전광선 투과율 및 편광도가 높은 것에 의해 액정 패널의 밝기 및 흑표시의 품질이 향상된다. 또한, 이와 같이 전광선 투과율 및 편광도가 높은 편광판에서는 수축이 생기기 쉽고 박형의 액정 셀에 있어서 휘어짐이 생기기 쉽지만, 본 발명에서는 편광자의 두께가 얇기 때문에 액정 셀의 휘어짐도 억제된다.

여기서, 상기 편광판의 외형 형상은 660 mm 이상의 긴 변 및 370 mm 이상의 짧은 변을 갖는 직사각형일 수 있다. 이와 같이 큰 편광판에서는 한층 더 휘어짐이 생기기 쉽지만, 편광자의 두께가 얇기 때문에 액정 셀의 휘어짐이 억제된다.

또한, 3 mm 이하의 두께를 갖는 액정 셀용일 수 있다. 박형의 액정 셀은 휘어지기 쉽기 때문에 효과가 높다.

또한, 픽셀의 면적이 0.5 ㎟ 이하인 액정 셀용일 수 있다. 이러한 액정 셀에 적용하면, 그 액정 셀의 고선명인 특성을 충분히 인출하는 것이 가능하다.

또한, 0.125 mm, 0.5 mm, 1.0 mm 및 2.0 mm의 4종류의 폭의 광학빗에 대한 투과상 선명도(%)의 총합치(%)가 200 이상일 수 있다. 전광선 투과율 및 편광도가 높은 것에 더해 투과상 선명도가 높으면, 한층 더 고선명인 화상의 표시가 가능해진다.

본 발명에 관한 액정 패널은, 액정 셀과, 상기 액정 셀의 양면에 접착된 한쌍의 전술한 편광판을 구비한다.

여기서, 상기 액정 셀의 두께가 3 mm 이하일 수 있다.

또한, 상기 액정 셀의 픽셀의 면적이 0.5 ㎟ 이하일 수 있다.

본 발명에 의하면, 밝고 고품질인 흑표시의 표시 품질을 실현하면서도, 박형의 액정 셀의 휘어짐을 억제할 수 있는 편광판 등이 제공된다.

도 1은, 본 발명의 일실시형태에 관한 편광판의 단면도이다.
도 2는, 도 1의 편광판의 주면에 수직인 방향에서 본 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일실시형태에 관한 액정 패널의 측면도이다.
도 4는, 도 3의 액정 패널의 픽셀의 확대 평면도이다.

도면을 참조하여 본 발명의 일실시형태에 관해 설명한다.

(편광판)

도 1은, 본 발명의 실시형태에 관한 편광판(100)의 기본적인 층구성의 일례를 나타내는 개략 단면도이며, 편광판(100)은, 편광자(10), 편광자(10)의 한쪽 면에 접착제층(5)을 통해 접착된 보호 필름(20)과, 편광자(10)의 다른쪽 면에 접착제층(5)을 통해 접착된 보호 필름(30)을 갖는다. 보호 필름(20)은 액정 셀측에, 보호 필름(30)은 액정 셀과는 반대측에 배치된다. 보호 필름(30)의 위에는 기능층(26)을 가질 수 있다. 또한, 보호 필름(20)의 아래에는 점착제층(28)을 가질 수 있고, 예를 들면 점착제층(28)을 통해 액정 셀에 접착된다. 혹은, 도시는 하지 않지만, 보호 필름(20)을 이용하지 않고, 편광자(10)의 보호 필름(30)과는 반대의 면에 직접, 혹은 별도의 층(이접착층, 대전 방지층, 오버코트층 등)을 통해 점착제층(28)을 형성하고, 이 점착제층(28)을 통해 액정 셀에 접착될 수도 있다.

도 2는, 편광판(100)을 그 주면에 수직인 방향에서 본 도면이다. 편광판(100)의 외형 형상은 직사각형이다. 이 직사각형은, 660 mm 이상의 긴 변(A) 및 370 mm 이상의 짧은 변(B)을 갖는다(32 인치형 화면에 상당). 이 직사각형은, 800 mm 이상의 긴 변(A) 및 450 mm 이상의 짧은 변(B)을 가질 수 있고(40 인치형 화면에 상당), 1000 mm 이상의 긴 변(A) 및 550 mm 이상의 짧은 변(B)을 가질 수도 있고(50 인치형 화면에 상당), 1300 mm 이상의 긴 변(A) 및 700 mm 이상의 짧은 변(B)을 가질 수도 있다(60 인치형 화면에 상당).

또, 본 명세서에서, 직사각형이란, 모서리부(C)의 양 변의 5 mm 정도가 R 면취나 C 면취되어 있는 것을 포함한다. 또한, 직사각형은 정방형을 포함한다.

직사각형의 크기의 상한은 특별히 없지만, 예컨대 긴 변(A)의 사이즈가 3000 mm 이하일 수 있다.

편광판(100)의 평균 편광도(일본전자정보기술산업협회(JEITA)ED-2521B에 준거)는, 99.980% 이상이고, 99.985% 이상인 것이 바람직하고, 99.990% 이상인 것이 보다 바람직하다.

편광판(100)은, JISK 7361-1:1997에 표시되는 전광선 투과율이, 42% 이상이고 42.5 이상일 수 있다. 전광선 투과율의 상한은 50%이면 되지만, 45% 이하일 수 있고, 44.5% 이하일 수도 있다.

편광판(100)은, JIS K 7374(2007)에 규정되는 투과상 선명도 측정 시험에서, 0.125 mm, 0.5 mm, 1.0 mm 및 2.0 mm의 4종류의 폭의 광학빗에서의 각각의 투과상 선명도 C_n(%)의 총합치 T_c(%)가 200 이상일 수 있고, 300 이상일 수도 있다.

상기 투과상 선명도 측정 시험은, 편광판의 투과광의 광량을, 투과광의 광선축에 직교하고, 속도 10 mm/min으로 이동하는 폭 n(mm)의 광학빗을 통해서 측정하는 것이다. 구체적으로는, 사상성 측정기(스가시험기(주) 제조)를 이용하여 측정한다. 사상성 측정기는, 슬릿을 투과한 광을 평행광선으로 하여, 외측(액정 셀에 대하여 반대측)이 되는 보호 필름(30)과 반대측으로부터(도 1에서는 보호 필름(20)측으로부터) 수직으로 입사시켜, 그 투과광을 이동하는 광학빗을 통해서 검지하는 광학 장치와, 검지한 광량의 변동을 파형으로서 기록하는 계측계 장치로 구성된다. 광학빗은, 명부와 암부의 폭의 비가 1:1이며, 그 폭 n(mm)은 0.125, 0.5, 1, 2의 4종류로 하고, 이동 속도는 10 mm/min으로 한다.

투과상 선명도 C_n(%)는, 투과상 선명도 측정 시험에서 광선축 상에 광학빗의 투과 부분(명부)이 있을 때의 투과광량의 최고치를 M_n, 광선축 상에 광학빗의 차광 부분(암부)이 있을 때의 투과광량의 최소치를 m_n으로 한 경우에, 하기의 식으로 산출된다.

C_n={(M_n-m_n)/(M_n+m_n)}×100

총합치 T_c(%)는, 광학빗의 폭 n(mm)이 각각 0.125, 0.5, 1, 2인 경우의 4개의 투과상 선명도 C_0.125(%), C_0.5(%), C₁(%), C₂(%)의 총합치이며, 따라서 취할 수 있는 최대치는 400%이다.

투과상 선명도를 높이기 위해서는, 예컨대, 보호 필름 등의 최외층에 표면 거칠기가 작은 방현 처리층이나 반사 방지층 등의 기능층(26)(자세하게는 후술)을 형성하면 된다.

계속해서, 각 층에 관해 설명한다.

(편광자)

편광자(10)는 수지 및 이색성 색소를 포함한다. 이색성 색소는 수지 중에서 배향되어 있고, 이에 따라 편광 특성이 발휘된다. 이색성 색소의 예는, 요오드, 이색성 유기 염료이다.

수지의 예는, 폴리비닐알콜계 수지이다. 폴리비닐알콜계 수지는, 폴리아세트산비닐계 수지의 비누화물이다. 폴리아세트산비닐계 수지로는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐이나, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로는, 예컨대, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류 등을 들 수 있다. 또한, 폴리비닐알콜계 수지는 변성되어 있어도 좋고, 예컨대, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈, 폴리비닐부티랄 등도 사용할 수 있다.

편광자(10)로서 구체적으로는, 폴리비닐알콜계 수지 필름에 요오드가 흡착 배향된 요오드계 편광 필름, 폴리비닐알콜계 수지 필름에 이색성 유기 염료가 흡착 배향된 염료계 편광 필름 등을 들 수 있다.

편광자(10)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 10 ㎛ 이하일 수 있고, 8 ㎛ 이하일 수도 있고, 5 ㎛ 이하일 수도 있다. 두께의 하한은 특별히 없지만, 높은 편광도를 얻기 쉬운 점 및 결함이 발생하기 어려운 점 및 취급이 용이한 점에서, 2 ㎛보다 두꺼운 것이 바람직하다.

(보호 필름)

보호 필름(20, 30)은, 가시광에 있어서 투명한 수지 필름이라면 특별히 한정되지 않는다. 보호 필름(20, 30)은, 서로 동일한 재료의 필름이어도 좋고, 서로 다른 재료의 필름이어도 좋다. 또한 어느 한쪽이 없어도 좋다.

보호 필름(20, 30)의 예는, 아크릴계 수지 필름, 메타크릴산메틸계 수지 등의 아크릴계 수지(메타크릴계 수지와 아크릴계 수지를 포함), 올레핀계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 셀룰로오스계 수지, 스티렌계 수지, 아크릴로니트릴ㆍ부타디엔ㆍ스티렌계 공중합 수지, 아크릴로니트릴ㆍ스티렌계 공중합 수지, 폴리아세트산비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리아세탈계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 변성 폴리페닐렌에테르계 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지로 대표되는 폴리에스테르계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리아미드이미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 에폭시계 수지, 옥세탄계 수지를 들 수 있다.

보호 필름(20, 30)은, 연신 처리가 실시된 필름이어도 좋다. 예컨대, 보호 필름(20, 30)은, 일축 연신품이어도 좋고, 서로 수직인 2방향 등 2방향으로 연신된 이축 연신품이어도 좋다.

상기 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지는, 반복 단위의 80 몰% 이상이 에틸렌테레프탈레이트로 구성되는 수지를 의미하며, 다른 공중합 성분에서 유래하는 구성 단위를 포함하고 있어도 좋다. 다른 공중합 성분으로는, 이소프탈산, p-β-옥시에톡시벤조산, 4,4'-디카르복시디페닐, 4,4'-디카르복시벤조페논, 비스(4-카르복시페닐)에탄, 아디프산, 세바신산, 5-나트륨술포이소프탈산, 1,4-디카르복시시클로헥산 등의 디카르복실산 성분; 프로필렌글리콜, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 디에틸렌글리콜, 시클로헥산디올, 비스페놀 A의 에틸렌옥사이드 부가물, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 등의 디올 성분을 들 수 있다. 이들 디카르복실산 성분이나 디올 성분은, 필요에 따라 2종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 카르복실산 성분이나 디올 성분과 함께, p-옥시벤조산 등의 옥시카르복실산을 병용하는 것도 가능하다. 다른 공중합 성분으로서, 소량의 아미드 결합, 우레탄 결합, 에테르 결합, 카보네이트 결합 등을 함유하는 디카르복실산 성분 및/또는 디올 성분이 이용되어도 좋다.

상기 셀룰로오스계 수지란, 면화 린터나 목재 펄프(활엽수 펄프, 침엽수 펄프) 등의 원료 셀룰로오스로부터 얻어지는 셀룰로오스의 수산기에서의 수소 원자의 일부 또는 전부가 아세틸기, 프로피오닐기 및/또는 부티릴기로 치환된, 셀룰로오스 유기산에스테르 또는 셀룰로오스 혼합 유기산에스테르를 말한다. 예컨대, 셀룰로오스의 아세트산에스테르, 프로피온산에스테르, 부티르산에스테르, 및 이들의 혼합 에스테르 등으로 이루어진 것을 들 수 있다. 그 중에서도, 트리아세틸셀룰로오스 필름, 디아세틸셀룰로오스 필름, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 필름 및 셀룰로오스아세테이트부틸레이트 필름 등이 바람직하다.

상기 올레핀계 수지는, 예컨대, 노르보넨 및 다른 시클로펜타디엔 유도체 등의 고리형 올레핀 모노머를, 중합용 촉매를 이용하여 중합한 고리형 올레핀계 수지나, 에틸렌 및 프로필렌 등의 쇄형 올레핀 모노머를, 중합용 촉매를 이용하여 중합한 쇄형 올레핀계 수지로 대표된다.

상기 고리형 올레핀계 수지란, 예컨대, 시클로펜타디엔과 올레핀류로부터 딜스ㆍ알더 반응에 의해 얻어지는 노르보넨 또는 그 유도체를 모노머로 하여 개환 메타세시스 중합을 행하고, 그것에 이어지는 수소 첨가에 의해 얻어지는 수지, 디시클로펜타디엔과 올레핀류 또는 메타크릴산에스테르류로부터 딜스ㆍ알더 반응에 의해 얻어지는 테트라시클로도데센 또는 그 유도체를 모노머로 하여 개환 메타세시스 중합을 행하고, 그것에 이어지는 수소 첨가에 의해 얻어지는 수지, 노르보넨, 테트라시클로도데센, 이들의 유도체류, 또는 그 밖의 고리형 올레핀 모노머를 2종 이상 이용하여 동일하게 개환 메타세시스 공중합을 행하고, 그것에 이어지는 수소 첨가에 의해 얻어지는 수지, 상기 노르보넨, 테트라시클로도데센, 또는 이들의 유도체에, 비닐기를 갖는 방향족 화합물 등을 부가 공중합시켜 얻어지는 수지 등을 들 수 있다.

쇄형 올레핀계 수지로는, 폴리에틸렌 또는 상기 폴리프로필렌계 수지가 예시된다.

보호 필름(20, 30)의 두께는, 통상 10∼200 ㎛이며, 바람직하게는 20∼120 ㎛이다. 보호 필름(20, 30)의 두께가 10 ㎛ 미만이면 취급하기 어려운 경향이 있고, 두께가 200 ㎛를 넘으면 편광판이 두꺼워지는 경향이 있다. 보호 필름(20, 30)의 두께는 서로 동일해도 좋고 상이해도 좋다.

보호 필름(20, 30)은, 투명성이 우수한 것이 바람직하다. 구체적으로는, 보호 필름은, JIS K 7136:2000에 준거하여 측정되는 전체 헤이즈값이 10% 이하인 것이 바람직하고, 7% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 전체 헤이즈값이 10%보다 큰 경우는, 백휘도가 저하되어 화면이 어두워지는 경우가 있기 때문에 바람직하지 않다.

액정 셀측에 배치되는 보호 필름(20)은, 특히 투명성이 우수하고, 내부 산란이 생기지 않는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 보호 필름(20)은, 표면 헤이즈(외부 헤이즈)를 동일 수준의 굴절률을 갖는 용액이나, 점착제 등으로 메운 후에, JIS K 7136:2000에 준거하여 측정되는 내부 헤이즈값이 0.5% 이하인 것이 바람직하고, 0.2% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 내부 헤이즈값이 0.2%보다 큰 경우는, 흑휘도가 저하되어 흑표시시에 화면이 밝아지고, 콘트라스트가 크게 저하되기 때문에 바람직하지 않다. 보호 필름(20)이 없고, 편광자(10)에 직접, 점착제층(28)이 형성되어 있으면, 편광자(10)와 액정 셀의 거리가 가까워져, 보다 검은 흑표시를 실현할 수 있는 점에서 바람직하다.

액정 셀과 반대측에 배치되는 보호 필름(30)의 표면에는, 기능층(26)을 형성해도 좋다. 이 기능층(26)은, 예를 들면, 액정 표시 장치의 조립 공정 등에서의 찰상 방지의 관점에서, 하드코트층이어도 좋다. 하드코트층을 형성하는 재료(하드코트 재료)로는, 열이나 광으로 경화하는 재료인 것이 바람직하고, 예컨대, 유기 실리콘계, 멜라민계, 에폭시계, 아크릴계, 우레탄아크릴레이트계 등의 유기 하드코트 재료; 이산화규소 등의 무기 하드코트 재료; 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 접착력이 양호하고, 생산성이 우수한 관점에서, 우레탄아크릴레이트계 및 다작용 아크릴레이트계 하드코트 재료가 바람직하다.

기능층(26)은, 하드코트층이 아니라, 반사 방지층, 방현층 등의 다른 기능을 갖는 층이어도 좋다. 이들 기능층은, 1종의 기능을 갖는 층이어도 좋고, 1종의 기능을 갖는 층을 복수 조합한 층이어도 좋고, 하나의 층이 2종 이상의 기능을 발휘해도 좋다. 이들 기능층에는, 필요에 따라, 굴절률의 조정, 굽힘 탄성률의 향상, 체적 수축률의 안정화, 및 내열성, 대전 방지성 및 방현성 등의 향상을 도모할 목적으로, 각종 필러를 함유할 수 있다. 또한, 기능층(26)은, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 광안정제, 대전 방지제, 레벨링제 및 소포제 등의 첨가제를 함유할 수 있다.

(접착제층)

접착제층(5)으로는, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 시아노아크릴레이트계 수지, 아크릴아미드계 수지 등을 접착제 성분으로 하는 접착제를 이용할 수 있다. 본 발명에서 바람직하게 이용되는 접착제의 하나는, 무용제형의 접착제이다. 무용제형의 접착제는, 유의량의 용제를 포함하지 않고, 가열이나 활성 에너지선(예를 들면, 자외선, 가시광, 전자선, X선 등)의 조사에 의해 반응 경화하는 경화성 화합물(모노머 또는 올리고머 등)을 포함하고, 상기 경화성 화합물의 경화에 의해 접착제층을 형성하는 것이며, 전형적으로는, 가열이나 활성 에너지선의 조사에 의해 반응 경화하는 경화성 화합물과, 중합 개시제(양이온 중합 개시제, 음이온 중합 개시제, 라디칼 중합 개시제)를 포함한다. 무용제형의 접착제 중에서는, 반응성의 관점에서, 양이온 중합으로 경화하는 것이 바람직하고, 특히, 에폭시 화합물을 경화성 화합물로 하는 무용제형의 에폭시계 접착제는, 편광 필름과 아크릴계 수지 필름의 접착성, 및 편광 필름과 아크릴계 수지 이외의 수지 필름으로 이루어진 보호 필름의 접착성이 우수하기 때문에 보다 바람직하다.

또한, 접착제층(5)의 접착제로서, 수계의 접착제, 즉, 접착제 성분을 물에 용해한 것, 또는 이것을 물에 분산시킨 것도 들 수 있다. 수계의 접착제를 이용하면, 접착제층의 두께를 보다 저감할 수 있다. 수계의 접착제로는, 접착제 성분으로서, 예를 들면, 수용성의 가교성 에폭시 수지, 혹은 친수성의 우레탄계 수지를 함유하는 것을 들 수 있다.

전술한 접착제의 구체예로는, 일본 특허 공개 제2015-38631호 공보에 개시된 접착제를 사용할 수 있다.

접착제층의 두께는, 통상 0.1∼50 ㎛이며, 바람직하게는 0.5 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1 ㎛ 이상이다. 또한, 1∼20 ㎛, 나아가 2∼10 ㎛의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다.

(그 밖의 구성)

편광판(100)은, 보호 필름(20)의 위에 직접 또는 별도의 층(이접착층, 대전 방지층, 오버코트층 등)을 통해 점착제층(28)을 가질 수 있고, 또한, 보호 필름(20)이 존재하지 않는 경우에는 편광자(10)의 위에 직접 또는 별도의 층(이접착층, 대전 방지층, 오버코트층 등)을 통해 점착제층(28)을 가질 수 있고, 이 경우, 편광판(100)을 액정 셀 등에 접착하는 것이 용이해진다. 점착제층(28)을 형성하는 점착제의 예는, 예컨대 일본 특허 공개 제2015-38631호 공보에 개시되어 있다.

점착제층의 두께는 3∼50 ㎛ 정도로 할 수 있다. 점착제층(28)을 편광판(100)에 부여하는 경우, 편광판(100)의 보호 필름(20)의 표면에 코로나 처리 등의 표면 처리를 해도 좋다. 또한, 점착제층(28)을 형성하는 경우에는, 점착제층(28)의 표면을 박리 필름 등으로 덮어 놓는 것이 통상이다.

(액정 패널)

도 3은, 본 발명의 일실시형태에 관한 액정 패널(200)의 기본적인 구성의 일례를 나타내는 측면도이다. 도 3에 나타내는 액정 패널(200)은, 액정 셀(40)과, 그 양면에 배치된 한쌍의 편광판(100A, 100B)을 갖는다. 편광판(100B)은 액정 셀(40)의 백라이트(BL)측의 면 위에 배치된다. 한편, 편광판(100A)은 액정 셀(40)의 백라이트(BL)와는 반대측의 면, 즉, 시인측의 면 위에 배치된다. 본 실시형태에서는, 시인측의 편광판(100A)은 기능층(26)을 갖지만, 백라이트측의 편광판(100B)은 기능층(26)을 갖지 않는다. 각 편광판(100A, 100B)의 점착제층(28)이 액정 셀(40)과 접촉하고 있다. 액정 셀(40)은, 도시는 생략하지만, 예컨대 전극 기판/액정층/컬러 필터 부착 전극 기판이라는 층구조를 갖고 있다.

또, 점착제층(28)은, 미리 편광판에 형성되어 있어도 좋고, 액정 셀의 면 위에 미리 형성되어 있어도 좋다. 한쌍의 편광판(100)의 편광축은, 통상 크로스니콜이 된다.

액정 셀(40)의 주면의 크기는, 660 mm 이상의 긴 변 및 370 mm 이상의 짧은 변을 갖는 직사각형(32 인치형 상당)인 것이 바람직하고, 800 mm 이상의 긴 변 및 450 mm 이상의 짧은 변을 갖는 직사각형(40 인치형 상당)인 것이 바람직하다. 또한, 액정 셀(40)의 주면의 크기는, 1000 mm 이상의 긴 변 및 550 mm 이상의 짧은 변을 갖는 직사각형(50 인치형 상당)인 것이 바람직하고, 1300 mm 이상의 긴 변 및 700 mm 이상의 짧은 변을 갖는 직사각형(60 인치형 상당)인 것이 바람직하다.

액정 셀(40)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 3 mm 이하일 수 있고, 2 mm 이하일 수도 있고, 1.3 mm 이하일 수도 있다.

도 4의 (a) 및 (b)는, 액정 셀(40)의 컬러 필터 부착 전극 기판의 확대 평면도이다. 액정 셀(40)의 컬러 필터는, 매트릭스형으로 배치된 다수의 픽셀(42)을 갖는다. 도 4의 (a)에서, 각 픽셀(42)은, 적색 서브 픽셀(42r), 녹색 서브 픽셀(42g), 청색 서브 픽셀(42b)을 갖는다. 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 각 픽셀(42)은, 적색 서브 픽셀(42r), 녹색 서브 픽셀(42g), 청색 서브 픽셀(42b), 황색 서브 픽셀(42y)을 가질 수도 있다.

픽셀(42)의 면적은, 특별히 한정되는 것이 아니지만, 예컨대 0.5 ㎟ 이하일 수 있고, 0.3 ㎟ 이하일 수도 있다.

본 실시형태에 관한 편광판(100) 및 액정 패널(200)에 의하면, 전광선 투과율 및 편광도가 높은 것에 의해 밝기 및 흑표시 품질이 향상된다. 또한, 이와 같이 전광선 투과율 및 편광도가 높은 편광판에서는 박형의 액정 셀에 있어서 휘어짐이 생기기 쉽지만, 본원발명에서는 편광자의 두께가 얇기 때문에 액정 셀의 휘어짐도 방지된다. 즉, 편광자는 일축 연신되어 있기 때문에, 제조후의 편광자 및 편광판은 상기 연신 방향에 대하여 수축하려 한다. 그리고 한쌍의 편광자는 서로 크로스니콜, 즉, 편광자의 연신축이 수직이 되도록 액정 셀에 접착되기 때문에, 액정 셀의 양면이 상이한 방향으로 힘을 받아, 서로 그 힘을 상쇄할 수 없다. 또한 액정 패널은 긴 방향쪽이 변형되기 쉽기 때문에, 액정 패널의 긴 방향에 대하여 평행해지는 방향으로 편광자의 흡수축이 오는 측으로 액정 셀이 휘어지기 쉬워진다. 특히, 편광판이 고온 분위기에 노출되면 휘어짐이 현저해진다. 그러나, 본 실시형태에서는, 편광자의 두께가 얇기 때문에, 편광판이 액정 셀에 미치는 수축 응력이 억제되어, 액정 셀의 휘어짐이 억제된다.

또한, 대형 액정 패널은 통상 세로로 배치되어 사용되고, 대형 액정 패널에서는 자체 중량의 영향이 없어지기 때문에, 편광판(100)에 의한 휘어짐의 영향을 받기 쉬어져, 본원발명의 편광판이 특히 적합하다.

또한, 편광판이 커지면 수축력도 강해지기 때문에, 대형 액정 셀의 휘어짐은 현저해지기 쉽다. 따라서, 편광판(100)의 외형 형상이 660 mm 이상인 긴 변 및 370 mm 이상인 짧은 변을 갖는 직사각형이면 특히 효과가 높다.

또한, 액정 셀이 얇아지더라도 휘어짐이 현저해지기 쉬워지므로, 3 mm 이하의 두께를 갖는 액정 셀용이라 하더라도 효과가 높고, 2 mm 이하이면 더욱 효과가 높고, 특히 1.3 mm 이하의 액정 셀의 경우 특히 효과가 높다.

또한, 편광판의 투과상 선명도의 총합치 T_c(%)가 200 이상, 나아가 250 이상, 특히 300 이상이면, 화상이 흐려지기 어려워지고 화상의 선명도가 높아져 시인성이 더욱 향상된다.

다른 관점에서 설명하면, 최근에는 화면의 고선명화, 예컨대, 4 k 규격으로부터 8 k 규격으로의 변경 등의 고선명화가 진행되어, 블랙 매트릭스 면적이 증가하고 개구율이 낮아지는 경향이 있다. 따라서, 화면의 밝기를 유지하기 위해 편광판에는 42% 이상, 나아가 42.5% 이상의 높은 전광선 투과율이 요구된다. 또한, 통상 편광판의 투과율을 높이면 편광판의 편광도는 상대적으로 낮아지는 경향이 있고, 편광도가 낮아지면 흑표시시의 투과율이 높아져, 콘트라스트(백휘도/흑휘도)가 저하되어 버린다. 따라서, 높은 전광선 투과율에 더해, 99.98%, 나아가 99.99% 이상의 높은 편광도가 편광판에는 요구된다.

특히 대형 TV의 VA 모드에서는, 편광도의 저하가 현저하게 시인되어 어두운 부분이 조밀하지 않게 되어, 표시 장치의 고선명화의 효과가 희미해진다. VA 모드는 IPS 모드와 비교하여 고콘트라스트인 것이 특징인 한편, 편광도의 미세한 저하가 현저하게 나타나 버린다. 그리고, 고투과율이고 고편광도인 편광판을 얻기 위해서는, 편광자의 흡수축 방향으로의 연신 배율을 5.2배 이상, 나아가 5.5배 이상으로 하여 PVA를 고배향시키면서, 필요 최저한의 염색으로 할 필요가 있다. 그러나 연신 배율을 높이면 그 방향으로의 열수축이 통상 커지기 때문에, 대형이며 얇은 액정 셀에서는 셀이 변형되기 쉽기 때문에 액정 셀의 휘어짐이 커져 버린다. 따라서, 고투과율 및 고편광도로 하더라도, 편광자를 얇게 하면 수축력이 낮아지고, 휘어짐이 저감된다. 이것에 의해, 밝고 고품질인 흑표시를 실현하면서도, 박형의 액정 셀의 휘어짐을 억제할 수 있는 편광판이 제공되는 것이다.

(편광판의 제조 방법)

계속해서, 이러한 편광판의 제조 방법의 일례에 관해 설명한다. 우선, 편광자의 필름을 제조한다. 구체적으로는, 우선, 기재 필름을 준비하고, 기재 필름 상에 폴리비닐알콜계 수지 등의 수지의 용액을 도포하고, 용매를 건조시켜 기재 필름 상에 수지층을 형성한다. 또, 기재 필름의 수지층이 형성되는 면에는, 미리 프라이머층을 형성할 수 있다. 기재 필름으로는, PET 등의 수지 필름을 사용할 수 있다. 프라이머층의 재료의 예는, 편광자에 이용되는 친수성 수지를 가교한 수지이다.

계속해서, 필요에 따라서 수지층의 수분 등의 용매량을 조정하고, 그 후, 기재 필름 및 수지층을 일축 연신하고, 계속해서, 수지층을 요오드 등의 이색성 색소로 염색하여 이색성 색소를 수지층에 흡착 배향시킨다. 계속해서, 필요에 따라서 이색성 색소가 흡착 배향된 수지층을 붕산 수용액으로 처리하고, 붕산 수용액을 씻어내는 세정 공정을 행한다. 이것에 의해, 이색성 색소가 흡착 배향된 수지층, 즉, 편광자의 필름이 제조된다. 각 공정에는 공지의 방법을 채용할 수 있다.

기재 필름 및 수지층의 일축 연신은, 염색전에 행해도 좋고, 염색중에 행해도 좋고, 염색후의 붕산 처리중에 행해도 좋다. 이들 복수의 단계에서 각각 일축 연신해도 좋다. 기재 필름 및 수지층을 MD 방향(필름 반송 방향)으로 일축 연신해도 좋고, 그 경우, 주속이 상이한 롤 사이에서 일축 연신해도 좋고, 열 롤을 이용하여 일축 연신해도 좋다. 또한, 기재 필름 및 수지층을 TD 방향(필름 반송 방향에 수직인 방향)으로 일축 연신해도 좋고, 그 경우, 소위 텐터법을 사용할 수 있다. 또한, 대기중에서 연신을 행하는 건식 연신이어도 좋고, 용제로 팽윤시킨 상태로 연신을 행하는 습식 연신이어도 좋다. 고투과율 및 고편광도로 하기 위해서는 연신 배율은 5배 이상이고, 5.2배 이상인 것이 바람직하고, 특히 5.5배 이상이 바람직하다. 연신 배율의 상한은 특별히 없지만, 파단 등을 억제하는 관점에서 8배 이하가 바람직하다.

계속해서, 편광자의 표면에 접착제를 이용하여 보호 필름을 접합한다. 구체적으로는, 우선, 편광자와 보호 필름을 이들의 사이에 접착제의 층을 통해 중합하고, 접착제를 공지의 방법으로 경화 혹은 건조시켜, 기재 필름, 편광자 및 보호 필름의 적층체를 얻는다. 그 후, 이 적층체로부터 기재 필름을 박리하고, 노출된 편광자의 다른 면에, 동일하게 하여, 접착제를 이용하여 다른 보호 필름을 접합하면 된다. 복수의 필름을 접착제를 통해 중합할 때에는, 이들 층을 통상 한쌍의 롤로 가압하여, 기포 등이 들어가지 않도록 밀착시킨다.

편광자의 두께를 10 ㎛ 이하로 하면서, 편광판의 전광선 투과율 및 편광도를 충분히 높이기 위해서는, 제조에 있어서 5배 이상, 바람직하게는 5.2배 이상, 특히 바람직하게는 5.5배 이상의 연신 배율로 하면서, 충분히 염색ㆍ가교를 행하고, 세정을 최저한으로 하는 것이 바람직하다. 또한 보호 필름(30)의 외측에 저반사율이 되는 표면 처리층을 형성하는 것이나, 백라이트측의 보호 필름(30)의 외측, 혹은 보호 필름(30)으로서 휘도 향상 필름을 형성함으로써, 고투과 및 고편광도로 하는 것이 가능해진다.

본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 여러가지 변형 양태가 가능하다. 예컨대, 전술한 바와 같이 상기 실시형태에서는, 편광자의 양면에 보호 필름이 형성되어 있지만, 일방측에만 보호 필름이 형성되어 있어도 좋다. 또한, 편광자 및 보호 필름 이외의 다른 층을 갖고 있어도 좋다. 또한, 편광판의 형상은 직사각형 이외의 것이어도 좋다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 실시예 중, 함유량 내지 사용량을 나타내는 % 및 부는, 특별히 기재하지 않는 한 중량 기준이다.

(실시예 1)

(1) 기재 필름의 제조

스미토모화학(주) 제조 「스미토모 노브렌 W151」로 이루어진 수지층의 양측에 스미토모화학(주) 제조 「스미토모 노브렌 FLX80E4」로 이루어진 수지층을 배치한 3층 구조의 기재 필름을, 다층 압출 성형기를 이용하여 공압출에 의해 성형하고, 각 층 두께비 3/4/3 합계 두께 100 ㎛의 기재 필름을 얻었다.

(2) 프라이머 도공

폴리비닐알콜(일본합성화학공업(주) 제조 「Z-200」) 3 중량% 수용액의 고형분 6 중량부에 대하여, 가교제로서 (다오카화학공업(주) 제조 「스미레진 650」)을 5 중량부 혼합했다. 얻어진 혼합 수용액을, 코로나 처리를 실시한 상기 기재 필름의 코로나 처리면 위에 그라비아코터를 이용하여 도공하고, 80℃에서 10분간 건조시킴으로써, 두께 0.2 ㎛의 프라이머층을 형성했다.

(3) 폴리비닐알콜계 수지층의 형성

폴리비닐알콜(쿠라레(주) 제조 「PVA124」, 평균 중합도 2400, 평균 비누화도 98.0∼99.0 몰%)을 95℃의 열수에 용해하여, 농도 8 중량%의 폴리비닐알콜 수용액을 조제했다. 얻어진 수용액을, 상기 프라이머층 위에 콤마코터를 이용하여 도공하고, 80℃에서 5분간 건조시킴으로써, 기재 필름/프라이머층/폴리비닐알콜계 수지층으로 이루어진 3층 구조의 적층 필름을 제작했다. 폴리비닐알콜계 수지층의 두께는 10.5 ㎛였다.

(4) 연신 공정

상기 적층 필름을 160℃의 열풍 하에서 MD 방향(필름 반송 방향)으로 수축시키면서 TD 방향(필름 반송 방향에 수직인 방향)으로 연신했다. 연신 공정 도중의 MD 배율 및 TD 배율을 제어하면서, 최종적인 MD 배율이 0.40, 최종적인 TD 배율이 5.8인 연신 필름을 얻었다. 또, 연신 공정 도중에, TD 배율 1.6일 때 MD 배율 0.71, TD 배율 2.0일 때 MD 배율 0.63, TD 배율 3.0일 때 MD 배율 0.52, TD 배율 4.0일 때 MD 배율 0.45, TD 배율 5.0일 때 MD 배율 0.41이 되도록 연신을 행하고, 최종적으로 TD 배율 5.8, MD 배율 0.40의 연신 필름을 제작했다.

(5) 염색 공정

연신한 적층 필름에 관해, 다음 순으로 편광성 연신 필름을 제작했다. 우선, 연신 필름을 요오드와 요오드화칼륨을 포함하는 수용액인 30℃의 염색 용액에 48초 침지하여 폴리비닐알콜계 수지층의 염색을 행하고, 이어서 10℃의 순수로 여분의 요오드액을 씻어냈다. 다음으로, 붕산과 요오드화칼륨을 포함하는 수용액인 72℃의 가교 용액에 600초간 침지시켰다. 그 후, 9℃의 순수로 4초간 세정하고, 마지막으로 80℃에서 5분간 건조시킴으로써, 편광성 적층 필름을 얻었다.

(6) 접착제의 준비

편광성 적층 필름을 이용하여, 다음 순으로 편광판을 제작했다. 우선, 폴리비닐알콜((주)쿠라레 제조 「KL-318」) 3 중량% 수용액의 고형분 2 중량부에 대하여, 가교제(다오카화학공업(주) 제조 「스미레진 650」)를 1 중량부 혼합하여, 접착제 수용액으로 했다.

(7) 편광자와 보호 필름의 접합

다음으로, 얻어진 편광성 적층 필름의 폴리비닐알콜 도공면과 보호 필름(40 ㎛의 트리아세틸셀룰로오스 상에 6 ㎛의 반사 방지층이 부여된 것)의 사이에 전술한 접착제 수용액을 개재시킨 적층체를 한쌍의 롤 사이에 도입하여 가압하고, 그 후 80℃에서 5분간 건조시켰다. 그 후, 적층체로부터 기재 필름을 박리하여 더 노출한 편광자의 표면에 다른 보호 필름(23 ㎛의 시클로올레핀 폴리머)을 동일하게 접합하여 편광판을 얻었다.

얻어진 장척의 편광판으로부터, 150 mm×150 mm의 제1 크기의 편광판과, 1780 mm×1000 mm의 제2 크기의 편광판을 얻었다. 편광자의 두께는 5 ㎛였다.

(실시예 2)

보호 필름으로서 40 ㎛의 트리아세틸셀룰로오스 상에 8 ㎛의 방현층을 적층한 것을 이용한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 했다.

(비교예 1)

폴리비닐알콜계 수지층을 지지 필름 상에, 보다 두껍게 형성한 것 외에는 실시예 2와 동일하게 했다. 얻어진 편광자의 두께는 25 ㎛였다.

(비교예 2)

폴리비닐알콜계 수지층을 지지 필름 상에, 보다 두껍게 (비교예 1보다는 얇게) 형성하고, 최종적인 MD 배율을 0.40, 최종적인 TD 배율을 4.3배로 한 연신 필름을 얻은 것 외에는 실시예 2와 동일하게 했다. 얻어진 편광자의 두께는 25 ㎛였다.

(편광판의 평가)

실시예 1∼3 및 비교예 1∼2의 편광판의 광학 특성은 표와 같다.

(시인성 평가 1 : 백표시 평가)

액정 표시 장치(샤프사 제조의 액정 텔레비젼, 형식 : NEXT 「80XU30」, 액정 패널의 화면 사이즈 : 80인치, 액정 셀의 두께 1.1 mm, VA 모드, 픽셀의 면적 : 약 0.21 ㎟)로부터 액정 패널(액정 셀 A라고 함)을 제거하고, 우선 액정 패널의 시인측에 배치되어 있던 광학 필름을 150 mm×150 mm 제거한 후, 얻어진 액정 셀의 유리 표면을 물로 닦고, 알콜을 침지한 벤코튼으로 3회 닦아 이물질이나 점착제를 제거한다. 이 액정 셀의 유리 기판에, 실시예 1∼2, 비교예 1∼2에서 얻어진 제1 크기의 편광판을, 아크릴계 점착제(두께 : 20 ㎛)를 통해 접합하여 액정 패널을 제작한다. 시인측의 편광판은, 상기 편광판의 흡수축 방향이, 상기 액정 셀의 긴 변 방향과 실질적으로 평행해지도록 한다. 이 상태로 백화면을 액정 패널에 표시시켜, 인간이 육안으로 화상이 보이는 것을 평가한다. 평가로는, 백색의 밝기가 거의 주위(원래의 편광판)와 변화하지 않는 것을 ○, 주위보다 어두워지는 것을 ×로서 평가한다.

(시인성 평가 2 : 흑표시 평가)

다음으로, 액정 패널의 시인측에 배치되어 있던 광학 필름을 전부 제거한 후, 얻어진 액정 셀의 유리 표면을 물로 닦고, 알콜을 침지한 벤코튼으로 3회 닦아 이물질이나 점착제를 제거한다. 이 액정 셀의 유리 기판에, 실시예 1∼2, 비교예 1∼2에서 얻어진 제2 크기의 편광판을, 아크릴계 점착제(두께 : 20 ㎛)를 통해 접합하여 액정 패널을 제작한다. 이 상태로 불꽃의 화상을 액정 패널에 표시시켜, 인간이 육안으로 화상이 보이는 것을 평가한다. 평가로는, 밝은 실내 환경하에서 불꽃 화상이 또렷이 보이는 것을 ○, 희미하게 보이는 것을 ×로서 평가한다.

(시인성 평가 3 : 정밀도 평가)

또한 삼림의 화상을 액정 패널에 표시시켜, 인간이 육안으로 화상이 보이는 것을 평가한다. 나무의 잎의 세부까지 정밀하게 보이는 것을 ○, 세부가 희미한 것을 ×로 한다.

(휘어짐의 평가)

휘어짐에 관해서는, 액정 패널을 80℃의 로 내에 250시간 유지하고, 그 후 로에서 꺼낸 직후의 액정 패널의 휘어짐량을 측정한다. 휘어짐량이 5 mm 이하인 경우를 ○, 5 mm보다 커지는 경우를 ×로 한다.

또, 실시예 1의 편광판에 관해서는, 별도의 액정 셀(액정 셀 B라고 함)로도 평가한다. 구체적으로는 액정 표시 장치를 Samsung사 제조의 액정 텔레비젼, 형식 : UN55D7000LF, 액정 패널의 화면 사이즈 : 55 인치, 액정 셀의 두께 1.1 mm, VA 모드, 픽셀의 면적 : 약 0.40 ㎟)로 바꾸는 것 외에는, 상기와 동일한 방법으로 평가한다.

상기까지의 결과를 표 1에 나타낸다.

5 : 접착제층, 10 : 편광자, 20, 30 : 보호 필름, 40 : 액정 셀, 100 : 편광판, 200 : 액정 패널.

Claims (8)

1. 편광자와, 상기 편광자 상에 배치된 보호 필름을 구비하는 편광판으로서,
   상기 편광자의 두께가 10 ㎛ 이하이고,
   상기 편광판의 편광도가 99.98% 이상이고,
   상기 편광판의 전광선 투과율이 42% 이상인 편광판.
2. 제1항에 있어서, 상기 편광판의 외형 형상이 660 mm 이상의 긴 변 및 370 mm 이상의 짧은 변을 갖는 직사각형인 편광판.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 3 mm 이하의 두께를 갖는 액정 셀용인 편광판.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 픽셀의 면적이 0.5 ㎟ 이하의 액정 셀용인 편광판.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 0.125 mm, 0.5 mm, 1.0 mm 및 2.0 mm의 4종류의 폭의 광학빗에 대한 투과상 선명도(%)의 총합치(%)가 200 이상인 편광판.
6. 액정 셀과, 상기 액정 셀의 양면에 접착된 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 한쌍의 편광판을 구비하는 액정 패널.
7. 제6항에 있어서, 상기 액정 셀의 두께가 3 mm 이하인 액정 패널.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 액정 셀의 픽셀의 면적이 0.5 ㎟ 이하인 액정 패널.

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