KR20180084068A - 편광판 및 ips 모드 액정 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
[과제] 리워크성이 우수하고, 태블릿 등의 화면이 큰 휴대 단말이나 모니터 등의 액정 표시 장치에 적합한 편광판을 제공하는 것.
[해결수단] 23℃에 있어서의 인장 탄성률이 3400∼8000 MPa인 제1 보호 필름, 편광 필름 및 제2 보호 필름이 이 순서로 적층되어 이루어지는 IPS 모드 액정 표시 장치용 편광판으로서, 상기 편광 필름의 두께가 15 ㎛ 이하이며, 상기 제1 보호 필름은, 파장 590 nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re(590)이 10 nm 이하이고, 파장 590 nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth(590)의 절대치가 10 nm 이하이며, 상기 제1 보호 필름의 두께가 상기 편광 필름의 두께보다 큰 수지 필름인 편광판.
[해결수단] 23℃에 있어서의 인장 탄성률이 3400∼8000 MPa인 제1 보호 필름, 편광 필름 및 제2 보호 필름이 이 순서로 적층되어 이루어지는 IPS 모드 액정 표시 장치용 편광판으로서, 상기 편광 필름의 두께가 15 ㎛ 이하이며, 상기 제1 보호 필름은, 파장 590 nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re(590)이 10 nm 이하이고, 파장 590 nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth(590)의 절대치가 10 nm 이하이며, 상기 제1 보호 필름의 두께가 상기 편광 필름의 두께보다 큰 수지 필름인 편광판.
Description
본 발명은, 편광판 및 그것을 이용한 IPS 모드 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는, 소비 전력이 낮고 저전압으로 동작하며 경량으로 박형인 등의 특징을 살려, 각종 표시용 디바이스에 이용되고 있다. 이 액정 표시 장치는, 액정 셀, 편광판, 위상차 필름, 집광 시트, 확산 필름, 도광판, 및 광 반사 시트 등, 많은 광학 부재로 구성되어 있다. 액정 표시 장치의 하나로서, 인 플레인 스위칭(IPS) 모드의 액정 표시 장치를 들 수 있고, 예컨대 특허문헌 1에는, 두께 25 ㎛의 편광자에, 특정한 위상차값을 갖는 시클로올레핀계 수지 필름을 보호 필름으로서 적층한 편광판, 및 이것을 포함하는 IPS 모드 액정 표시 장치의 예가 개시되어 있다.
휘도 향상 필름은, 액정 표시 장치의 백라이트 광이나 그 반사광이 입사했을 때, 소정 편광축의 직선 편광 또는 소정 방향의 원 편광을 반사하고, 다른 광을 투과시키는 성질을 갖는 필름이다. 예컨대, 액정 셀의 백라이트측에 배치되는 편광자(흡수형의 직선 편광자)의 백라이트측에 휘도 향상 필름을 배치함으로써, 백라이트 광을 휘도 향상 필름에 입사시켰을 때에, 소정 편광 상태(편광자를 투과할 수 있는 것과 같은 편광 상태)의 광만을 투과시켜 편광자에 공급하는 한편, 소정 편광 상태 이외의 광을 투과시키지 않고 반사시킬 수 있다. 휘도 향상 필름보다 백라이트측에 반사층 등을 형성해 두면, 이 휘도 향상 필름면에서 반사한 광을, 반사층에 의해 진행 방향을 반전시켜, 휘도 향상 필름에 재입사시킬 수 있고, 이 때, 재입사된 광의 일부 또는 전부를, 소정 편광 상태의 광으로서 휘도 향상 필름을 투과시켜 편광자에 공급할 수 있다.
이와 같이, 휘도 향상 필름을 사용하면, 편광자에 흡수되어 버리는 것과 같은 편광을 편광자측에 투과시키지 않고 반사시켜, 휘도 향상 필름과 반사층 사이에서 반사 및 반전의 반복에 의해 상기 편광을, 편광자를 투과할 수 있는 것과 같은 편광으로 변환하여, 이것을 편광자에 공급할 수 있다. 이에 따라, 백라이트 광의 이용 효율을 향상시킬 수 있기 때문에 소비 전력을 저감하는 것이 가능해지고, 또한, 동일한 소비 전력(백라이트 광량)으로 비교한 경우, 휘도 향상 필름을 이용하지 않을 때에 비해 화면을 밝게 할 수 있다(예컨대, 특허문헌 2∼5).
특허문헌 6에는, 편광자 상에 점착제층(감압식 접착제층)을 통해 두께 40∼100 ㎛의 휘도 향상 필름을 적층한 편광판이 개시되어 있다.
그러나, 종래의 편광판에서는, 액정 패널의 사이즈가 커진 경우에, 액정 셀로부터 편광판을 리워크할 때에 파단되는 경우가 있는 점에서 작업 효율이 나빴다.
[1] 23℃에 있어서의 인장 탄성률이 3400∼8000 MPa인 제1 보호 필름, 편광 필름 및 제2 보호 필름이 이 순서로 적층되어 이루어지는 IPS 모드 액정 표시 장치용 편광판으로서,
상기 편광 필름의 두께가 15 ㎛ 이하이며,
상기 제1 보호 필름은,
파장 590 nm에 있어서의 면내 리타데이션(retardation) Re(590)이 10 nm 이하이고,
파장 590 nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth(590)의 절대치가 10 nm 이하이며,
상기 제1 보호 필름의 두께가 상기 편광 필름의 두께보다 큰 수지 필름인 편광판.
[2] 상기 제1 보호 필름이 셀룰로오스계 수지를 포함하는 것인 [1]에 기재된 편광판.
[3] 제2 보호 필름에 있어서의 편광 필름이 적층된 면과는 반대측에, 점착제층을 통해 휘도 향상 필름이 적층된 [1] 또는 [2]에 기재된 편광판.
[4] 상기 편광 필름의 두께에 대한 상기 제1 보호 필름의 두께의 비가 1.5 이상인 [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 편광판.
[5] 편광판은 직사각형이며, 장변의 길이가 50 mm 이상이고, 단변의 길이가 40 mm 이상인 [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재된 편광판.
[6] IPS 모드 액정 셀의 적어도 한쪽 면에, [1]∼[5] 중 어느 하나에 기재된 편광판이 배치되어 이루어지는 IPS 모드 액정 표시 장치.
[7] IPS 모드 액정 셀의 배면측에 [1]∼[5] 중 어느 하나에 기재된 편광판이 배치되어 이루어지는 IPS 모드 액정 표시 장치.
본 발명의 편광판은, 편광판의 리워크성이 우수하고, 태블릿 등의 화면이 큰 휴대 단말이나 모니터 등의 액정 표시 장치에 적합하다.
(편광 필름)
본 발명에 이용되는 편광 필름은, 통상, 폴리비닐알콜계 수지 필름을 1축 연신하는 공정, 폴리비닐알콜계 수지 필름을 이색성 색소로 염색함으로써 이색성 색소를 흡착시키는 공정, 이색성 색소가 흡착된 폴리비닐알콜계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정, 및 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하는 공정을 거쳐 제조되는 것이다.
폴리비닐알콜계 수지로는, 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화한 것을 이용할 수 있다. 폴리아세트산비닐계 수지로는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 외에, 아세트산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로는, 예컨대, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류, 및 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 들 수 있다.
폴리비닐알콜계 수지의 비누화도는, 통상, 85∼100 mol％ 정도이고, 98 mol％ 이상이 바람직하다. 이 폴리비닐알콜계 수지는 변성되어 있어도 좋고, 예컨대, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말이나 폴리비닐아세탈 등도 이용할 수 있다. 또한 폴리비닐알콜계 수지의 중합도는, 통상, 1,000∼10,000 정도이고, 1,500∼5,000 정도가 바람직하다.
폴리비닐알콜계 수지를 제막한 것이, 편광 필름의 원반 필름으로서 이용된다. 폴리비닐알콜계 수지를 제막하는 방법은, 공지된 방법으로 제막할 수 있다. 폴리비닐알콜계 원반 필름의 막두께는, 얻어지는 편광 필름의 두께를 15 ㎛ 이하로 하는 것을 고려하면, 5∼35 ㎛ 정도인 것이 바람직하고, 5∼20 ㎛인 것이 보다 바람직하다. 원반 필름의 막두께가 35 ㎛ 이상이면, 편광 필름을 제조할 때의 연신 배율을 높게 할 필요가 있고, 또한 얻어지는 편광 필름의 치수 수축이 커지는 경향이 있다. 한편, 원반 필름의 막두께가 5 ㎛ 이하이면, 연신을 실시할 때의 핸들링성이 저하되고, 제조 중에 절단 등의 문제점이 발생하기 쉬워지는 경향이 있다.
폴리비닐알콜계 수지 필름의 1축 연신은, 이색성 색소의 염색 전, 염색과 동시, 또는 염색 후에 행할 수 있다. 1축 연신을 염색 후에 행하는 경우에는, 이 1축 연신은, 붕산 처리 전 또는 붕산 처리 중에 행해도 좋다. 또한, 이들 복수의 단계에서 1축 연신을 행해도 좋다.
1축 연신에 있어서는, 주속이 상이한 롤 사이에서 1축으로 연신해도 좋고, 열 롤을 이용하여 1축으로 연신해도 좋다. 또한, 1축 연신은, 대기중에서 연신을 행하는 건식 연신이어도 좋고, 용제를 이용하여, 폴리비닐알콜계 수지 필름을 팽윤시킨 상태에서 연신을 행하는 습식 연신이어도 좋다. 연신 배율은, 통상, 3∼8배 정도이다.
폴리비닐알콜계 수지 필름을 이색성 색소로 염색하는 방법으로는, 예컨대, 폴리비닐알콜계 수지 필름을 이색성 색소가 함유된 수용액에 침지하는 방법이 채용된다. 이색성 색소로서, 구체적으로는, 요오드나 이색성 염료가 이용된다. 또, 폴리비닐알콜계 수지 필름은, 염색 처리 전에 물에 대한 침지 처리를 실시해 두는 것이 바람직하다.
이색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우는, 통상, 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 수용액에, 폴리비닐알콜계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 이 수용액에 있어서의 요오드의 함유량은, 통상, 물 100 중량부당 0.01∼1 중량부 정도이다. 또한, 요오드화칼륨의 함유량은, 통상, 물 100 중량부당 0.5∼20 중량부 정도이다. 염색에 이용하는 수용액의 온도는, 통상, 20∼40℃ 정도이다.
또한, 이 수용액에 대한 침지 시간(염색 시간)은, 통상, 20∼1,800초 정도이다.
한편, 이색성 색소로서 이색성 염료를 이용하는 경우는, 통상, 수용성 이색성 염료를 포함하는 수용액에, 폴리비닐알콜계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 이 수용액에 있어서의 이색성 염료의 함유량은, 통상, 물 100 중량부당 1×10-4 ∼ 10 중량부 정도이고, 1×10-3 ∼ 1 중량부 정도가 바람직하다. 이 수용액은, 황산나트륨 등의 무기염을 염색 조제로서 함유하고 있어도 좋다. 염색에 이용하는 이색성 염료 수용액의 온도는, 통상, 20∼80℃ 정도이다. 또한, 이 수용액에 대한 침지 시간(염색 시간)은, 통상, 10∼1,800초 정도이다.
이색성 색소에 의한 염색 후의 붕산 처리는, 통상, 염색된 폴리비닐알콜계 수지 필름을 붕산 함유 수용액에 침지함으로써 행할 수 있다.
붕산 함유 수용액에 있어서의 붕산의 양은, 통상, 물 100 중량부당, 2∼15 중량부 정도이고, 5∼12 중량부가 바람직하다. 이색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우에는, 이 붕산 함유 수용액은 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하다. 붕산 함유 수용액에 있어서의 요오드화칼륨의 양은, 통상, 물 100 중량부당, 0.1∼15 중량부 정도이고, 5∼12 중량부 정도가 바람직하다. 붕산 함유 수용액에 대한 침지 시간은, 통상, 60∼1,200초 정도이고, 150∼600초 정도가 바람직하고, 200∼400초 정도가 보다 바람직하다. 붕산 함유 수용액의 온도는, 통상, 50℃ 이상이고, 50∼85℃가 바람직하고, 60∼80℃가 보다 바람직하다.
붕산 처리 후의 폴리비닐알콜계 수지 필름은, 통상, 수세 처리된다. 수세 처리는, 예컨대, 붕산 처리된 폴리비닐알콜계 수지 필름을 물에 침지함으로써 행할 수 있다. 수세 처리에 있어서의 물의 온도는, 통상, 5∼40℃ 정도이다. 또한, 침지 시간은, 통상, 1∼120초 정도이다.
수세 후에는 건조 처리가 실시되어, 편광 필름이 얻어진다. 건조 처리는, 열풍 건조기나 원적외선 히터를 이용하여 행할 수 있다. 건조 처리의 온도는, 통상, 30∼100℃ 정도이고, 50∼80℃가 바람직하다. 건조 처리의 시간은, 통상, 60∼600초 정도이고, 120∼600초가 바람직하다.
건조 처리에 의해, 편광 필름의 수분율은 실용 정도로까지 저감된다. 그 수분율은, 통상, 5∼20 중량％이고, 8∼15 중량％가 바람직하다. 수분율이 5 중량％를 하회하면, 편광 필름의 가요성이 소실되고, 편광 필름이 그 건조 후에 손상되거나, 파단되거나 하는 경우가 있다. 또한, 수분율이 20 중량％를 상회하면, 편광 필름의 열 안정성이 뒤떨어지는 경우가 있다.
또한, 편광자의 제조 공정에 있어서의 폴리비닐알콜계 수지 필름의 연신, 염색, 붕산 처리, 수세 공정, 건조 공정은, 예컨대, 일본 특허 공개 제2012-159778호에 기재되어 있는 방법에 준하여 행해도 좋다. 이 문헌에 기재된 방법에서는, 기재 필름에 대한 폴리비닐알콜계 수지의 코팅에 의해, 편광자가 되는 폴리비닐알콜계 수지층을 형성한다.
편광 필름의 두께는, 15 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 3∼10 ㎛이다.
(제1 보호 필름)
제1 보호 필름은, 수지 필름으로 구성되고, 또한 투명한 수지 필름으로 구성할 수 있다. 특히, 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차폐성 등이 우수한 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 본 명세서에 있어서, 투명한 수지 필름이란 가시광 영역에 있어서 단체 투과율이 80％ 이상인 수지 필름을 말한다.
제1 보호 필름으로는, 셀룰로오스계 수지, 사슬형 폴리올레핀계 수지, 고리형 폴리올레핀계 수지, 아크릴계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지 등, 당 분야에 있어서 종래 보호 필름의 형성 재료로서 널리 이용되고 있는 재료로부터 형성된 필름을 사용할 수 있다. 제1 보호 필름을 구성하는 재료로는, 23℃에 있어서의 인장 탄성률이 3400∼8000 MPa을 만족하기 쉽다는 점에서, 예컨대, 셀룰로오스계 수지가 바람직하다.
셀룰로오스계 수지는, 셀룰로오스의 수산기에 있어서의 수소 원자의 일부 또는 전부가, 아세틸기, 프로피오닐기 및/또는 부티릴기로 치환된, 셀룰로오스의 유기산에스테르 또는 혼합 유기산에스테르일 수 있다. 예컨대, 셀룰로오스의 아세트산에스테르, 프로피온산에스테르, 부티르산에스테르, 이들의 혼합 에스테르 등으로 이루어지는 것을 들 수 있다. 그 중에서도, 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트부틸레이트 등이 바람직하다.
이들 수지는, 투명성을 손상시키지 않는 범위에서, 적절한 첨가물이 배합되어 있어도 좋다.
첨가물로서 예컨대, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 대전 방지제, 활제, 조핵제, 방담제, 안티 블로킹제, 위상차 저감제, 안정제, 가공 조제, 가소제, 내충격 조제, 광택 제거제, 항균제, 곰팡이 방지제 등을 들 수 있다. 이들 첨가물은, 복수종이 병용되어도 좋다.
이상과 같은 수지로부터 필름을 제막하는 방법으로는, 임의의 최적의 방법을 적절하게 선택하면 된다. 예컨대, 용제에 용해시킨 수지를, 금속제의 밴드 또는 드럼에 유연하고, 용제를 건조 제거하여 필름을 얻는 용제 캐스트법, 수지를 그 용융 온도 이상으로 가열하고, 혼련하여 다이로부터 압출하고, 냉각함으로써 필름을 얻는 용융 압출법 등을 사용할 수 있다. 용융 압출법에서는, 단층 필름을 압출할 수도 있고, 다층 필름을 동시 압출할 수도 있다.
이들 수지의 필름은, 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하다. 시판되고 있는 필름의 예를 들면, 셀룰로오스계 수지 필름으로서, 각각 상품명으로, 후지 필름 주식회사로부터 판매되고 있는 “후지타크(등록상표) TD”, 코니카 미놀타 주식회사로부터 판매되고 있는 “코니카 미놀타 TAC 필름 KC” 등이 있다.
제1 투명 보호 필름의 두께 방향의 리타데이션 Rth는, 면내와 두께 방향의 굴절률차에 필름의 두께를 곱한 값이고, 하기 식(1)로 표시된다. 또한, 면내 리타데이션 Re는, 면내의 굴절률차에 필름의 두께를 곱한 값이고, 하기 식(2)로 표시된다. Rth 및 Re는, 시판되는 각종 위상차계를 이용하여 측정할 수 있다.
두께 방향의 리타데이션 값(Rth) = {(nx+ny)/2-nz}×d (1)
면내 리타데이션 값(Re) = (nx-ny)×d (2)
상기 식(1) 및 (2)에 있어서, nx는 필름 평면 내의 x 방향(면내 지상축 방향)의 굴절률이고, ny는 필름 평면 내의 y 방향(면내 진상축 방향)의 굴절률이고, nz는 필름면에 수직인 방향(두께 방향)의 굴절률이고, 또한 d는 필름의 두께이다.
본 발명에서는, 파장 590 nm에 있어서의 Rth 및 Re의 값을, 각각 Rth(590), Re(590)으로 기재한다.
본 발명에서는, 제1 보호 필름을, 면내 및 두께 방향의 리타데이션이 모두 작은 필름으로 구성한다. 제1 보호 필름의 리타데이션(Re(590), Rth(590))이 10 nm 이하가 되도록 제어하는 방법을 설명한다. Re(590)을 10 nm 이하로 하기 위해서는, 면내 방향으로 잔류하는 연신 시의 왜곡을 최대한 작게 할 필요가 있으며, 또한, Rth(590)을 본 발명 소정의 값 이하로 하기 위해서는, 두께 방향으로 잔류하는 왜곡을 최대한 작게 할 필요가 있다.
예컨대, 상기 용매 캐스트법에 있어서는, 그 유연 수지 용액을 건조했을 때에 생기는 면내 방향의 잔류 연신 왜곡, 및 두께 방향의 잔류 수축 왜곡을 열처리에 의해 완화시키는 방법 등이 채용된다. 또한, 상기 용융 압출법에 있어서는, 수지 필름을 다이로부터 압출하고, 냉각하기까지의 사이에 연신되는 것을 막기 위해, 다이로부터 냉각 드럼까지의 거리를 최대한 단축함과 함께, 압출량과 냉각 드럼의 회전 속도를 필름이 연신되지 않도록 제어하는 방법 등이 채용된다. 또한, 상기 용융 압출법과 동시에 얻어진 필름에 잔류하는 왜곡을 열처리에 의해 완화시키는 방법도 채용된다.
제1 보호 필름의 두께는, 60 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이 두께는, 두께 방향의 위상차값을 저하시키는 관점에서, 보다 바람직하게는 30 ㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는 25 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한 제1 보호 필름의 두께는, 5 ㎛ 이상인 것이 바람직하다.
제1 보호 필름의 탄성률은, 가공성의 면이나, 패널로부터 편광판을 리워크할 때에 갈라지는 등의 문제가 생기지 않는다는 점에서, 3400∼8000 MPa이고, 바람직하게는 4000 MPa∼6500 MPa이다.
또한 제1 보호 필름의 두께를 편광 필름의 두께보다 크게 함으로써, 편광판의 리워크 시에 편광 필름의 파단을 억제할 수 있고, 리워크성을 향상시킬 수 있다.
편광 필름의 두께에 대한 제1 보호 필름의 두께는, 편광 필름의 두께의, 바람직하게는 1.5∼4배, 보다 바람직하게는 1.7∼3배이다.
(제2 보호 필름)
제2 보호 필름은, 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차폐성, 및 위상차값의 안정성 등이 우수한 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 제2 투명 보호 필름용 재료로는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 메타크릴산메틸계 수지, 폴리올레핀계 수지, 고리형 올레핀계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 셀룰로오스계 수지, 스티렌계 수지, 아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌계 수지, 아크릴로니트릴·스티렌계 수지, 폴리아세트산비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리아세탈계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 변성 폴리페닐렌에테르계 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리아미드이미드계 수지, 및 폴리이미드계 수지 등으로 이루어지는 필름을 들 수 있다. 이들 수지 필름은, 원료 수지에 의해 제막되는 필름이나, 제막 후에 가로 연신하여 얻어지는 1축 연신 필름, 제막 후에 세로 연신하고, 계속해서 가로 연신하여 얻어지는 2축 연신 필름 등일 수 있다. 제2 보호 필름은, 본 발명의 편광판에 있어서, 액정 셀로부터 먼 쪽에 배치된다.
이들 수지는, 단독으로, 또는 2종류 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 또한, 이들 수지는, 임의의 적절한 폴리머 변성을 행하고 나서 이용할 수도 있고, 이 폴리머 변성으로는, 예컨대, 공중합, 가교, 분자 말단 변성, 입체 규칙성 제어, 및 이종 폴리머끼리의 반응을 수반하는 경우를 포함하는 혼합 등의 변성을 들 수 있다.
이들 중에서도, 제2 보호 필름의 재료로는, 메타크릴산메틸계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지, 폴리올레핀계 수지, 또는 셀룰로오스계 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 여기서 말하는 폴리올레핀계 수지는, 사슬형 폴리올레핀계 수지 및 고리형 폴리올레핀계 수지를 포함한다.
메타크릴산메틸계 수지란, 메타크릴산메틸 단위를 50 중량％ 이상 포함하는 중합체이다. 메타크릴산메틸 단위의 함유량은, 바람직하게는 70 중량％ 이상이고, 100 중량％여도 좋다. 메타크릴산메틸 단위가 100 중량％인 중합체는, 메타크릴산메틸을 단독으로 중합시켜 얻어지는 메타크릴산메틸 단독 중합체이다.
이 메타크릴산메틸계 수지는, 통상, 메타크릴산메틸을 주성분으로 하는 단작용 단량체를, 라디칼 중합 개시제의 존재하에 중합하여 얻을 수 있다. 중합에 있어서는, 필요에 따라 다작용 단량체나 연쇄 이동제를 공존시킬 수도 있다.
메타크릴산메틸과 공중합할 수 있는 단작용 단량체로는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 메타크릴산에틸, 메타크릴산부틸, 메타크릴산시클로헥실, 메타크릴산페닐, 메타크릴산벤질, 메타크릴산2-에틸헥실, 및 메타크릴산2-히드록시에틸 등의 메타크릴산메틸 이외의 메타크릴산에스테르류; 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산부틸, 아크릴산시클로헥실, 아크릴산페닐, 아크릴산벤질, 아크릴산2-에틸헥실, 및 아크릴산2-히드록시에틸 등의 아크릴산에스테르류; 2-(히드록시메틸)아크릴산메틸, 3-(히드록시에틸)아크릴산메틸, 2-(히드록시메틸)아크릴산에틸, 및 2-(히드록시메틸)아크릴산부틸 등의 히드록시알킬아크릴산에스테르류; 메타크릴산 및 아크릴산 등의 불포화 산류; 클로로스티렌 및 브로모스티렌 등의 할로겐화 스티렌류; 비닐톨루엔 및 α-메틸스티렌 등의 치환 스티렌류; 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴 등의 불포화 니트릴류; 무수 말레산 및 무수 시트라콘산 등의 불포화 산무수물류; 및 페닐말레이미드 및 시클로헥실말레이미드 등의 불포화 이미드류 등을 들 수 있다. 이러한 단량체는, 각각 단독으로 이용되어도 좋고, 2종 이상을 조합하여 이용되어도 좋다.
메타크릴산메틸과 공중합할 수 있는 다작용 단량체로는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 노나에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 및 테트라데카에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트 등의 에틸렌글리콜 또는 그 올리고머의 양 말단 수산기를 아크릴산 또는 메타크릴산으로 에스테르화한 것; 프로필렌글리콜 또는 그 올리고머의 양 말단 수산기를 아크릴산 또는 메타크릴산으로 에스테르화한 것; 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 헥산디올디(메트)아크릴레이트, 및 부탄디올디(메트)아크릴레이트 등의 2가 알콜의 수산기를 아크릴산 또는 메타크릴산으로 에스테르화한 것; 비스페놀 A, 비스페놀 A의 알킬렌옥사이드 부가물, 또는 이들의 할로겐 치환체의 양 말단 수산기를 아크릴산 또는 메타크릴산으로 에스테르화한 것; 트리 메틸올프로판 및 펜타에리트리톨 등의 다가 알콜을 아크릴산 또는 메타크릴산으로 에스테르화한 것, 및 이들 다가 알콜의 말단 수산기에 글리시딜아크릴레이트 또는 글리시딜메타크릴레이트의 에폭시기를 개환 부가시킨 것; 숙신산, 아디프산, 테레프탈산, 프탈산, 이들의 할로겐 치환체 등의 이염기산, 및 이들의 알킬렌옥사이드 부가물 등에 글리시딜아크릴레이트 또는 글리시딜메타크릴레이트의 에폭시기를 개환 부가시킨 것; 알릴(메트)아크릴레이트; 및 디비닐벤젠 등의 방향족 디비닐 화합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜디메타크릴레이트, 및 네오펜틸글리콜디메타크릴레이트가 바람직하게 이용된다.
메타크릴산메틸계 수지는, 또한, 수지에 공중합시킨 작용기 사이의 반응을 행하여 변성된 것도 이용된다. 그 반응으로는, 예컨대, 아크릴산메틸의 메틸에스테르기와 2-(히드록시메틸)아크릴산메틸의 수산기의 고분자 사슬 내 탈메탄올 축합 반응, 또는 아크릴산의 카르복실기와 2-(히드록시메틸)아크릴산메틸의 수산기의 고분자 사슬 내 탈수 축합 반응 등을 들 수 있다.
폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지란, 반복 단위의 80 mol％ 이상이 에틸렌테레프탈레이트로 구성되는 수지를 의미하고, 다른 디카르복실산 성분과 디올 성분을 포함하고 있어도 좋다. 다른 디카르복실산 성분으로는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 이소프탈산, 4,4'-디카르복시디페닐, 4,4'-디카르복시벤조페논, 비스(4-카르복시페닐)에탄, 아디프산, 세바스산, 및 1,4-디카르복시시클로헥산 등을 들 수 있다.
다른 디올 성분으로는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 디에틸렌글리콜, 시클로헥산디올, 비스페놀 A의 에틸렌옥사이드 부가물, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 및 폴리테트라메틸렌글리콜 등을 들 수 있다.
이들 디카르복실산 성분이나 디올 성분은, 필요에 따라 2종류 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 또한, p-히드록시벤조산, p-β-히드록시에톡시벤조산 등의 히드록시카르복실산을 병용할 수도 있다. 또한, 다른 공중합 성분으로서, 소량의 아미드 결합, 우레탄 결합, 에테르 결합, 또는 카보네이트 결합 등을 함유하는 디카르복실산 성분, 또는 디올 성분이 이용되어도 좋다.
폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지의 제조방법으로는, 테레프탈산 및 에틸렌 글리콜(및 필요에 따라 다른 디카르복실산 또는 다른 디올)을 직접 중축합시키는 방법, 테레프탈산의 디알킬에스테르 및 에틸렌글리콜(및 필요에 따라 다른 디카르복실산의 디알킬에스테르 또는 다른 디올)을 에스테르 교환 반응시킨 후 중축합시키는 방법, 및 테레프탈산(및 필요에 따라 다른 디카르복실산)의 에틸렌글리콜에스테르(및 필요에 따라 다른 디올에스테르)를 촉매의 존재하에서 중축합시키는 방법 등이 채용된다. 또한, 필요에 따라 고상 중합을 행하고, 분자량을 향상시키거나, 저분자량 성분을 저감시키거나 할 수도 있다.
고리형 폴리올레핀계 수지는, 예컨대, 노르보넨 및 다른 시클로펜타디엔 유도체와 같은 고리형 올레핀 모노머를, 촉매의 존재하에 중합하여 얻어지는 것이다. 이러한 고리형 폴리올레핀계 수지를 이용하는 것은, 후술하는 소정의 리타데이션 값을 갖는 보호 필름이 얻어지기 쉽기 때문에 바람직하다.
고리형 폴리올레핀계 수지로는, 예컨대, 시클로펜타디엔과 올레핀류 또는 (메트)아크릴산 혹은 그 에스테르류로부터, 딜스·알더 반응에 의해 얻어지는 노르보넨 또는 그 유도체를 모노머로서 개환 메타세시스 중합을 행하고, 그것에 계속되는 수소 첨가에 의해 얻어지는 수지; 디시클로펜타디엔과 올레핀류 또는 (메트)아크릴산 혹은 그 에스테르류로부터 딜스·알더 반응에 의해 얻어지는 테트라시클로도데센 또는 그 유도체를 모노머로서 개환 메타세시스 중합을 행하고, 그것에 계속되는 수소 첨가에 의해 얻어지는 수지; 노르보넨, 테트라시클로도데센, 이들의 유도체, 및 그 밖의 고리형 올레핀 모노머로부터 선택되는 적어도 2종의 모노머를 동일하게 개환 메타세시스 공중합하고, 그것에 계속되는 수소 첨가에 의해 얻어지는 수지; 노르보넨, 테트라시클로도데센, 또는 이들의 유도체와 같은 고리형 올레핀에, 사슬형 올레핀 및/또는 비닐기를 갖는 방향족 화합물을 부가 공중합시켜 얻어지는 수지 등을 들 수 있다.
사슬형 폴리올레핀계 수지의 전형적인 예는, 폴리에틸렌계 수지 및 폴리프로필렌계 수지이다. 그 중에서도, 프로필렌의 단독 중합체, 또는 프로필렌을 주체로 하고, 그것에 공중합 가능한 코모노머, 예컨대 에틸렌을, 1∼20 중량％, 바람직하게는 3∼10 중량％의 비율로 공중합시킨 공중합체가 적합하게 이용된다.
폴리프로필렌계 수지는, 지환족 포화 탄화수소 수지를 함유해도 좋다. 지환족 포화 탄화수소 수지를 함유시킴으로써, 리타데이션 값이 제어하기 쉬워진다. 지환족 포화 탄화수소 수지의 함유량은, 폴리프로필렌계 수지에 대하여 0.1∼30 중량％로 하는 것이 유리하고, 보다 바람직한 함유량은, 3∼20 중량％이다. 지환족 포화 탄화수소 수지의 함유량이 0.1 중량％ 미만이면, 리타데이션 값을 제어하는 효과가 충분히 얻어지지 않고, 한편으로 그 함유량이 30 중량％를 초과하면, 제2 보호 필름으로부터 시간 경과적으로 지환족 포화 탄화수소 수지의 블리드 아웃을 발생할 우려가 있다.
셀룰로오스계 수지란, 면화 린터나 목재 펄프(활엽수 펄프, 침엽수 펄프) 등의 원료 셀룰로오스로부터 얻어지는 셀룰로오스의 수산기에 있어서의 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 이루어지는 것을 들 수 있다. 그 중에서도, 트리아세틸셀룰로오스 필름, 디아세틸셀룰로오스 필름, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 필름, 및 셀룰로오스아세테이트부틸레이트 필름 등이 바람직하다.
메타크릴산메틸계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지, 폴리올레핀계 수지, 및 셀룰로오스계 수지를, 편광 필름에 접착하기 위한 제2 보호 필름으로 하는 방법은, 각각의 수지에 따른 방법을 적절하게 선택하면 되고, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 용매에 용해시킨 수지를 금속제 밴드, 또는 드럼에 유연하고, 용매를 건조 제거하여 필름을 얻는 용매 캐스트법, 및 수지를 그 용융 온도 이상으로 가열·혼련하여 다이로부터 압출하고, 냉각함으로써 필름을 얻는 용융 압출법이 채용된다. 이 용융 압출법에서는, 단층 필름의 압출이어도 좋고, 또한 다층 필름의 동시 압출이어도 좋다.
제2 보호 필름으로서 이용되는 필름은, 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하고, 메타크릴산메틸계 수지 필름이면, 각각 상품명으로, 스미펙스(스미토모 화학 주식회사 제조), 아크리라이트(등록상표), 아크리프렌(등록상표)(이상, 미츠비시 레이온 주식회사 제조), 데라그라스(등록상표)(아사히 카세이 주식회사 제조), 파라그라스(등록상표), 코모그라스(등록상표)(이상, 주식회사 쿠라레 제조), 및 아크리뷰아(등록상표)(주식회사 닛폰 쇼쿠바이 제조) 등을 들 수 있다. 폴리올레핀계 수지 필름이면, 각각 상품명으로, 제오노아(등록상표)(닛폰 제온 주식회사), 아톤(등록상표)(JSR 주식회사) 등을 들 수 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름이면, 각각 상품명으로, 노바크리아(등록상표)(미츠비시 화학 주식회사 제조) 및 테이진 A-PET 시트(테이진 카세이 주식회사 제조) 등을 들 수 있다. 폴리프로필렌계 수지 필름이면, 각각 상품명으로, FILMAX CPP 필름(FILMAX사 제조), 산톡스(등록상표)(산·톡스 주식회사 제조), 토셀로(등록상표)(토셀로 주식회사 제조), 토요보 파이렌 필름(등록상표)(토요보 주식회사 제조), 토레판(등록상표)(토레 필름 가공 주식회사 제조), 니혼 폴리에이스(니혼 폴리에이스 주식회사 제조), 및 타이코(太閤)(등록상표) FC(후타무라 화학 주식회사 제조) 등을 들 수 있다. 또한, 셀룰로오스계 수지 필름이면, 각각 상품명으로, 후지타크(등록상표) TD(후지 필름 주식회사 제조), 및 KC2UA 및 코니카 미놀타 TAC 필름 KC(코니카 미놀타 주식회사 제조) 등을 들 수 있다.
본 발명에 이용되는 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름은, 방현성(헤이즈)이 부여될 수 있다. 방현성을 부여하는 방법은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 상기한 원료 수지 중에 무기 미립자 혹은 유기 미립자를 혼합하여 필름화하는 방법, 상기한 다층 압출을 이용하여, 한쪽에 미립자가 혼합된 수지와 다른 한쪽에 미립자가 혼합되어 있지 않은 수지로부터 2층 필름화하는 방법, 또는 입자가 혼합된 수지를 외측으로 하여 3층 필름화하는 방법, 및 필름의 편측에 무기 미립자 혹은 유기 미립자를 경화성 바인더 수지에 혼합하여 이루어지는 도포액을 코트하고, 바인더 수지를 경화하여 방현층을 형성하는 방법 등이 채용된다.
액정 셀측과는 반대측(소정의 리타데이션 특성을 갖는 제1 보호 필름이 배치되는 면과는 반대측)에 배치되는 제2 보호 필름은, 연신되어 있어도 좋고 있지 않아도 좋다. 보호 필름의 박육화나 고강도화의 관점에서는, 예컨대 셀룰로오스계 수지 필름, 연신된 메타크릴산메틸계 수지 필름 및 폴리올레핀계 수지 필름이 바람직하고, 필름에 위상차를 부여하지 않고 표시 화면의 착색을 억제하는 관점에서는, 미연신의 메타크릴산메틸계 수지 필름, 셀룰로오스계 수지 필름, 폴리올레핀계 수지 필름이 바람직하다.
또한, 제2 보호 필름은, 필요에 따라 공지된 첨가제를 함유할 수도 있다. 다만, 광학 용도에 있어서는 투명성이 필요해지기 때문에, 첨가제의 배합량은 최소한에 그치게 해 두는 것이 바람직하다. 공지된 첨가제로는, 예컨대, 활제, 블로킹 방지제, 열 안정제, 산화 방지제, 대전 방지제, 내광제, 내충격성 개량제 등을 들 수 있다.
제2 보호 필름의 두께는, 통상, 강도나 취급성 등의 관점에서 1∼500 ㎛ 정도이고, 10∼200 ㎛가 바람직하고, 10∼100 ㎛가 더욱 바람직하다.
제1 보호 필름 및 제2 보호 필름은, 편광 필름과의 접합에 앞서, 비누화 처리, 코로나 처리, 및 플라즈마 처리 등을 실시해 두는 것이 바람직하다.
제1 보호 필름 및 제2 보호 필름 상에는, 더욱, 도전층, 하드 코트층, 및 저반사층 등의 기능층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 방현층을 구성하는 바인더 수지에, 이들 기능을 갖는 수지 조성물을 선택할 수도 있다.
(편광판)
제1 보호 필름과 편광 필름의 적층, 및 제2 보호 필름과 편광 필름의 적층 방법은, 예컨대, 접착제를 이용하여 일체화시키는 방법이 바람직하다. 접착제로부터 형성되는 접착층의 두께는 0.01∼35 ㎛가 바람직하고, 0.01∼10 ㎛가 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.01∼5 ㎛이다. 이 범위이면, 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름과 편광 필름 사이에 들뜸이나 벗겨짐이 생기지 않고, 실용상 문제가 없는 접착력이 얻어진다. 이하, 제1 보호 필름과 제2 보호 필름을 총칭하여, 보호 필름이라고 하는 경우가 있다.
접착제로는, 예컨대, 용제형 접착제, 에멀전형 접착제, 감압성 접착제, 재습성 접착제, 중축합형 접착제, 무용제형 접착제, 필름상 접착제, 및 핫멜트형 접착제 등이 있다. 또한, 필요에 따라 앵커 코트층을 통해 접착층을 형성할 수도 있다.
접착제로는, 수용성 접착제가 바람직하다. 이 수용성 접착제로는, 예컨대, 폴리비닐알콜계 수지를 주성분으로 하는 것이 있다. 수용성 접착제는 시판되는 것을 이용해도 좋고, 시판되는 접착제에 용제나 첨가제를 혼합한 것을 이용해도 좋다. 수용성 접착제가 될 수 있는 시판되는 폴리비닐알콜계 수지로는, 예컨대, 주식회사 쿠라레 제조의 KL-318 등이 있다.
수용성 접착제는 가교제를 함유할 수 있다. 가교제의 종류로는, 아민 화합물, 알데히드 화합물, 메틸올 화합물, 에폭시 화합물, 이소시아네이트 화합물, 및 다가 금속염 등이 바람직하고, 특히 에폭시 화합물이 바람직하다. 가교제의 시판품으로는, 예컨대, 글리옥살이나, 타오카 화학 공업 주식회사 제조의 스미레이즈 레진 650(30) 등이 있다.
또한, 또 하나의 바람직한 접착제로는, 활성 에너지선의 조사 또는 가열에 의해 경화되는 에폭시 수지를 함유하는 수지 조성물로 이루어지는 접착제를 들 수 있다.
이러한 에폭시 수지를 함유하는 수지 조성물로 이루어지는 접착제를 이용하는 경우, 편광 필름과 보호 필름의 접착은, 접착시키는 필름 사이에 개재하는 접착제의 도포층에 대하여, 활성 에너지선을 조사하거나, 또는 가열하여, 접착제에 함유되는 경화성의 에폭시 수지를 경화시킴으로써 행해진다. 활성 에너지선의 조사 또는 열에 의한 에폭시 수지의 경화는, 바람직하게는, 에폭시 수지의 양이온 중합에 의한 것이다. 또, 본 발명에 있어서 에폭시 수지란, 분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물을 의미한다.
본 발명에 있어서는, 내후성, 굴절률, 양이온 중합성 등의 관점에서, 접착제인 경화성 에폭시 수지 조성물에 함유되는 에폭시 수지는, 분자 내에 방향 고리를 포함하지 않는 것인 것이 바람직하다. 이러한 에폭시 수지로서, 수소화 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지 등을 예시할 수 있다.
수소화 에폭시 수지는, 방향족 에폭시 수지의 방향 고리가 수소화된 것이다. 방향족 에폭시 수지로는, 예컨대, 비스페놀 A의 디글리시딜에테르, 비스페놀 F의 디글리시딜에테르, 및 비스페놀 S의 디글리시딜에테르 등의 비스페놀형 에폭시 수지; 페놀 노볼락 에폭시 수지, 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 및 히드록시벤즈알데히드페놀 노볼락 에폭시 수지 등의 노볼락형의 에폭시 수지; 테트라히드록시페닐메탄의 글리시딜에테르, 테트라히드록시벤조페논의 글리시딜에테르, 및 에폭시화폴리비닐페놀 등의 다작용형의 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 수소화 에폭시 수지는, 이들 방향족 에폭시 수지의 원료가 되는 비스페놀 A 등의 방향족 폴리히드록시 화합물을, 촉매의 존재하, 가압하에서 선택적으로 핵수소화 반응함으로써 얻어지는 핵수소화 폴리히드록시 화합물에, 에피클로로히드린을 반응시킴으로써, 제조할 수 있다. 그 중에서도, 수소화 에폭시 수지로서, 수소화한 비스페놀 A의 글리시딜에테르를 이용하는 것이 바람직하다.
지환식 에폭시 수지란, 지환식 고리에 결합한 에폭시기를 분자 내에 1개 이상 갖는 에폭시 수지를 의미한다. 「지환식 고리에 결합한 에폭시기」란, 다음 식으로 표시되는 구조에 있어서, 지환식 고리를 구성하는 2개의 탄소 원자와의 사이에서 가교 구조를 형성하고 있는 산소 원자 -O-를 의미한다. 다음 식 중, m은 2∼5의 정수이다.
상기 식에 있어서의 (CH2)m 중의 1개 또는 복수개의 수소 원자를 제거한 형태의 기가 다른 화학 구조에 결합하고 있는 화합물이, 지환식 에폭시 수지로 될 수 있다. (CH2)m 중의 1개 또는 복수개의 수소 원자는, 메틸기나 에틸기 등의 직쇄형 알킬기로 적절하게 치환되어 있어도 좋다. 지환식 에폭시 수지 중에서도, 옥사비시클로헥산 고리(상기 식에 있어서 m = 3의 것)나, 옥사비시클로헵탄 고리(상기 식에 있어서 m = 4의 것)를 갖는 에폭시 수지는, 우수한 접착성을 나타내는 점에서 바람직하게 이용된다. 이하에, 적합한 지환식 에폭시 수지를 구체적으로 예시하지만, 이들 화합물에 한정되는 것은 아니다.
(a) 다음 식(Ⅰ)로 표시되는 에폭시시클로헥실메틸 에폭시시클로헥산카르복실레이트류:
(식 중, R1 및 R2는, 서로 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1∼5의 직쇄형 알킬기를 나타낸다).
(b) 다음 식(Ⅱ)로 표시되는 알칸디올의 에폭시시클로헥산카르복실레이트류:
(식 중, R3 및 R4는, 서로 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1∼5의 직쇄형 알킬기를 나타내고, n은 2∼20의 정수를 나타낸다).
(c) 다음 식(Ⅲ)으로 표시되는 디카르복실산의 에폭시시클로헥실메틸에스테르류:
(식 중, R5 및 R6은, 서로 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1∼5의 직쇄형 알킬기를 나타내고, p는 2∼20의 정수를 나타낸다).
(d) 다음 식(Ⅳ)로 표시되는 폴리에틸렌글리콜의 에폭시시클로헥실메틸에테르류:
(식 중, R7 및 R8은, 서로 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1∼5의 직쇄형 알킬기를 나타내고, q는 2∼10의 정수를 나타낸다).
(e) 다음 식(Ⅴ)로 표시되는 알칸디올의 에폭시시클로헥실메틸에테르류:
(식 중, R9 및 R10은, 서로 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1∼5의 직쇄형 알킬기를 나타내고, r은 2∼20의 정수를 나타낸다).
(f) 다음 식(Ⅵ)으로 표시되는 디에폭시트리스피로 화합물:
(식 중, R11 및 R12는, 서로 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1∼5의 직쇄형 알킬기를 나타낸다).
(g) 다음 식(Ⅶ)로 표시되는 디에폭시모노스피로 화합물:
(식 중, R13 및 R14는, 서로 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1∼5의 직쇄형 알킬기를 나타낸다).
(h) 다음 식(Ⅷ)로 표시되는 비닐시클로헥센디에폭시드류:
(식 중, R15는, 수소 원자 또는 탄소수 1∼5의 직쇄형 알킬기를 나타낸다).
(i) 다음 식(Ⅸ)로 표시되는 에폭시시클로펜틸에테르류:
(식 중, R16 및 R17은, 서로 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1∼5의 직쇄형 알킬기를 나타낸다).
(j) 다음 식(Ⅹ)으로 표시되는 디에폭시트리시클로데칸류:
(식 중, R18은, 수소 원자 또는 탄소수 1∼5의 직쇄형 알킬기를 나타낸다).
상기 예시한 지환식 에폭시 수지 중에서도, 다음의 지환식 에폭시 수지는, 시판되고 있거나, 또는 그 유사물로서, 입수가 비교적 용이한 등의 이유로부터, 보다 바람직하게 이용된다.
(A) 7-옥사비시클로[4.1.0]헵탄-3-카르복실산과 (7-옥사-비시클로[4.1.0]헵트-3-일)메탄올과의 에스테르화물[식(Ⅰ)에 있어서, R1 = R2 = H의 화합물],
(B) 4-메틸-7-옥사비시클로[4.1.0]헵탄-3-카르복실산과 (4-메틸-7-옥사-비시클로[4.1.0]헵트-3-일)메탄올과의 에스테르화물[식(Ⅰ)에 있어서, R1 = 4-CH3, R2 = 4-CH3의 화합물],
(C) 7-옥사비시클로[4.1.0]헵탄-3-카르복실산과 1,2-에탄디올과의 에스테르화물[식(Ⅱ)에 있어서, R3 = R4 = H, n = 2의 화합물],
(D) (7-옥사비시클로[4.1.0]헵트-3-일)메탄올과 아디프산과의 에스테르화물[식(Ⅲ)에 있어서, R5 = R6 = H, p = 4의 화합물],
(E) (4-메틸-7-옥사비시클로[4.1.0]헵트-3-일)메탄올과 아디프산과의 에스테르화물[식(Ⅲ)에 있어서, R5 = 4-CH3, R6 = 4-CH3, p = 4의 화합물],
(F) (7-옥사비시클로[4.1.0]헵트-3-일)메탄올과 1,2-에탄디올과의 에테르화물[식(Ⅴ)에 있어서, R9 = R10 = H, r = 2의 화합물].
또한, 지방족 에폭시 수지로는, 지방족 다가 알콜 또는 그 알킬렌옥사이드 부가물의 폴리글리시딜에테르를 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 1,4-부탄디올의 디글리시딜에테르; 1,6-헥산디올의 디글리시딜에테르; 글리세린의 트리글리시딜에테르; 트리메틸올프로판의 트리글리시딜에테르; 폴리에틸렌글리콜의 디글리시딜에테르; 프로필렌글리콜의 디글리시딜에테르; 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 및 글리세린 등의 지방족 다가 알콜에 1종 또는 2종 이상의 알킬렌옥사이드(에틸렌옥사이드나 프로필렌옥사이드)를 부가함으로써 얻어지는 폴리에테르폴리올의 폴리글리시딜에테르 등을 들 수 있다.
에폭시 수지는, 1종만을 단독으로 사용해도 좋고 2종 이상을 병용해도 좋다. 본 발명에서 이용되는 에폭시 수지의 에폭시 당량은, 통상, 30∼3,000 g/당량, 바람직하게는 50∼1,500 g/당량의 범위 내이다. 에폭시 당량이 30 g/당량을 하회하면, 경화 후의 복합 편광판의 가요성이 저하되거나, 접착 강도가 저하되거나 할 가능성이 있다. 한편, 3,000 g/당량을 초과하면, 접착제에 함유되는 다른 성분과의 상용성이 저하될 가능성이 있다.
본 발명에 있어서는, 반응성의 관점에서, 에폭시 수지의 경화 반응으로서 양이온 중합이 바람직하게 이용된다. 그것을 위해서는, 접착제인 경화성 에폭시 수지 조성물에, 양이온 중합 개시제를 배합하는 것이 바람직하다. 양이온 중합 개시제는, 가시광선, 자외선, X선, 전자선 등의 활성 에너지선의 조사 또는 가열에 의해, 양이온종 또는 루이스산을 발생하고, 에폭시기의 중합 반응을 개시시킨다. 어느 타입의 양이온 중합 개시제라도, 잠재성이 부여되어 있는 것이, 작업성의 관점에서 바람직하다. 이하, 활성 에너지선의 조사에 의해 양이온종 또는 루이스산을 발생하고, 에폭시기의 중합 반응을 개시시키는 양이온 중합 개시제를 「광 양이온 중합 개시제」라고 하고, 열에 의해 양이온종 또는 루이스산을 발생하고, 에폭시기의 중합 반응을 개시시키는 양이온 중합 개시제를 「열 양이온 중합 개시제」라고 한다.
광 양이온 중합 개시제를 이용하여, 활성 에너지선의 조사에 의해 접착제의 경화를 행하는 방법은, 상온에서의 경화가 가능해지고, 편광 필름의 내열성 또는 팽창에 의한 왜곡을 고려할 필요가 감소하고, 투명 보호 필름과 편광 필름을 양호하게 접착할 수 있는 점에서 유리하다. 또한, 광 양이온 중합 개시제는, 광에서 촉매적으로 작용하기 때문에, 에폭시 수지에 혼합해도 보존 안정성이나 작업성이 우수하다.
광 양이온 중합 개시제로는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 방향족 디아조늄염; 방향족 요오드늄염이나 방향족 술포늄염 등의 오늄염; 철-알렌 착체 등을 들 수 있다.
방향족 디아조늄염으로는, 예컨대, 벤젠디아조늄 헥사플루오로안티모네이트, 벤젠디아조늄 헥사플루오로포스페이트, 및 벤젠디아조늄 헥사플루오로보레이트 등을 들 수 있다. 또한, 방향족 요오드늄염으로는, 예컨대, 디페닐요오드늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 디페닐요오드늄 헥사플루오로포스페이트, 디페닐요오드늄 헥사플루오로안티모네이트, 및 디(4-노닐페닐)요오드늄 헥사플루오로포스페이트 등을 들 수 있다.
방향족 술포늄염으로는, 예컨대, 트리페닐술포늄 헥사플루오로포스페이트, 트리페닐술포늄 헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐술포늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 4,4'-비스(디페닐술포니오)디페닐술피드 비스(헥사플루오로포스페이트), 4,4'-비스[디(β-히드록시에톡시)페닐술포니오]디페닐술피드 비스(헥사플루오로안티모네이트), 4,4'-비스[디(β-히드록시에톡시)페닐술포니오]디페닐술피드 비스(헥사플루오로포스페이트), 7-[디(p-톨루일)술포니오]-2-이소프로필티오크산톤 헥사플루오로안티모네이트, 7-[디(p-톨루일)술포니오]-2-이소프로필티오크산톤 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 4-페닐카르보닐-4'-디페닐술포니오-디페닐술피드 헥사플루오로포스페이트, 4-(p-tert-부틸페닐카르보닐)-4'-디페닐술포니오-디페닐술피드 헥사플루오로안티모네이트, 및 4-(p-tert-부틸페닐카르보닐)-4'-디(p-톨루일)술포니오-디페닐술피드테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 등을 들 수 있다.
또한, 철-알렌 착체로는, 예컨대, 크실렌-시클로펜타디에닐철(Ⅱ)헥사플루오로안티모네이트, 쿠멘-시클로펜타디에닐철(Ⅱ)헥사플루오로포스페이트, 및 크실렌-시클로펜타디에닐철(Ⅱ)-트리스(트리플루오로메틸술포닐)메타나이드 등을 들 수 있다.
이들 광 양이온 중합 개시제의 시판품은, 용이하게 입수하는 것이 가능하고, 예컨대, 각각 상품명으로, 「카야라드(등록상표) PCI-220」, 「카야라드(등록상표) PCI-620」(이상, 닛폰 카야쿠 주식회사 제조), 「UVI-6990」(유니온 카바이드사 제조), 「아데카오프토마(등록상표) SP-150」, 「아데카오프토마(등록상표) SP-170」(이상, 주식회사 ADEKA 제조), 「CI-5102」, 「CIT-1370」, 「CIT-1682」, 「CIP-1866S」, 「CIP-2048S」, 「CIP-2064S」(이상, 닛폰 소다 주식회사 제조), 「DPI-101」, 「DPI-102」, 「DPI-103」, 「DPI-105」, 「MPI-103」, 「MPI-105」, 「BBI-101」, 「BBI-102」, 「BBI-103」, 「BBI-105」, 「TPS-101」, 「TPS-102」, 「TPS-103」, 「TPS-105」, 「MDS-103」, 「MDS-105」, 「DTS-102」, 「DTS-103」(이상, 미도리 화학 주식회사 제조), 「PI-2074」(로디아사 제조) 등을 들 수 있다.
이들 광 양이온 중합 개시제는, 각각 단독으로 사용해도 좋고 2종 이상을 혼합하여 사용해도 좋다. 이들 중에서도, 특히 방향족 술포늄염은, 300 nm 이상의 파장 영역에서도 자외선 흡수 특성을 갖는 점에서, 경화성이 우수하고, 양호한 기계적 강도나 접착 강도를 갖는 경화물을 부여할 수 있기 때문에, 바람직하게 이용된다.
광 양이온 중합 개시제의 배합량은, 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 통상, 0.5∼20 중량부이고, 바람직하게는 1 중량부 이상, 또한 바람직하게는 15 중량부 이하이다.
광 양이온 중합 개시제의 배합량이, 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 0.5 중량부를 하회하면, 경화가 불충분해지고, 기계적 강도나 접착 강도가 저하되는 경향이 있다. 또한, 광 양이온 중합 개시제의 배합량이, 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 20 중량부를 초과하면, 경화물 중의 이온성 물질이 증가함으로써 경화물의 흡습성이 높아지고, 내구 성능이 저하될 가능성이 있다.
광 양이온 중합 개시제를 이용하는 경우, 접착제인 경화성 에폭시 수지 조성물은, 필요에 따라, 더욱 광증감제를 함유할 수 있다. 광증감제를 이용함으로써, 양이온 중합의 반응성이 향상되고, 경화물의 기계적 강도나 접착 강도를 향상시킬 수 있다. 광증감제로는, 예컨대, 카르보닐 화합물, 유기 황 화합물, 과황화물, 레독스계 화합물, 아조 및 디아조 화합물, 할로겐 화합물, 광 환원성 색소 등을 들 수 있다.
광증감제의 보다 구체적인 예를 들면, 예컨대, 벤조인메틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 및 α,α-디메톡시-α-페닐아세토페논 등의 벤조인 유도체; 벤조페논, 2,4-디클로로벤조페논, o-벤조일벤조산메틸, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 및 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 등의 벤조페논 유도체; 2-클로로티오크산톤, 및 2-이소프로필티오크산톤 등의 티오크산톤 유도체; 2-클로로안트라퀴논 및 2-메틸안트라퀴논 등의 안트라퀴논 유도체; N-메틸아크리돈 및 N-부틸아크리돈 등의 아크리돈 유도체; 그 밖에, α,α-디에톡시아세토페논, 벤질, 플루오레논, 크산톤, 우라닐 화합물, 및 할로겐 화합물 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이들 광증감제는, 각각 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 혼합하여 사용해도 좋다. 광증감제는, 경화성 에폭시 수지 조성물 100 중량부 중, 0.1∼20 중량부의 범위 내에서 함유되는 것이 바람직하다.
한편, 열 양이온 중합 개시제로는, 벤질술포늄염, 티오페늄염, 티오라늄염, 벤질암모늄, 피리디늄염, 히드라지늄염, 카르복실산에스테르, 술폰산에스테르, 및 아민이미드 등을 들 수 있다. 이들 열 양이온 중합 개시제는, 시판품으로서 용이하게 입수하는 것이 가능하고, 예컨대, 모두 상품명으로, 「아데카오프톤(등록상표) CP77」, 「아데카오프톤(등록상표) CP66」(이상, 주식회사 ADEKA 제조), 「CI-2639」, 「CI-2624」(이상, 닛폰 소다 주식회사 제조), 「산에이드(등록상표) SI-60L」, 「산에이드(등록상표) SI-80L」, 「산에이드(등록상표) SI-100L」(이상, 산신 화학 공업 주식회사 제조) 등을 들 수 있다.
접착제에 함유되는 에폭시 수지는, 광 양이온 중합 또는 열 양이온 중합 중 어느 것에 의해 경화해도 좋고, 광 양이온 중합 및 열 양이온 중합의 쌍방에 의해 경화해도 좋다. 후자의 경우, 광 양이온 중합 개시제와 열 양이온 중합 개시제를 병용하는 것이 바람직하다.
또한, 경화성 에폭시 수지 조성물은, 옥세탄류나 폴리올류 등, 양이온 중합을 촉진하는 화합물을 더욱 함유해도 좋다.
옥세탄류는, 분자 내에 4원환 에테르를 갖는 화합물이고, 예컨대, 3-에틸-3-히드록시메틸옥세탄, 1,4-비스[(3-에틸-3-옥세타닐)메톡시메틸]벤젠, 3-에틸-3-(페녹시메틸)옥세탄, 디[(3-에틸-3-옥세타닐)메틸]에테르, 3-에틸-3-(2-에틸헥실옥시메틸)옥세탄, 및 페놀 노볼락 옥세탄 등을 들 수 있다.
이들 옥세탄류는, 시판품으로서 용이하게 입수하는 것이 가능하고, 예컨대, 모두 상품명으로, 「아론옥세탄(등록상표) OXT-101」, 「아론옥세탄(등록상표) OXT-121」, 「아론옥세탄(등록상표) OXT-211」, 「아론옥세탄(등록상표) OXT-221」, 「아론옥세탄(등록상표) OXT-212」(이상, 토아 고세 주식회사 제조) 등을 들 수 있다. 이들 옥세탄류는, 경화성 에폭시 수지 조성물 중, 통상, 5∼95 중량％, 바람직하게는 30∼70 중량％의 비율로 함유된다.
폴리올류로는, 페놀성 수산기 이외의 산성기가 존재하지 않는 것이 바람직하고, 예컨대, 수산기 이외의 작용기를 갖지 않는 폴리올 화합물, 폴리에스테르폴리올 화합물, 폴리카프로락톤폴리올 화합물, 페놀성 수산기를 갖는 폴리올 화합물, 및 폴리카보네이트폴리올 등을 들 수 있다. 이들 폴리올류의 분자량은, 통상, 48 이상, 바람직하게는 62 이상, 더욱 바람직하게는 100 이상, 또한 바람직하게는 1,000 이하이다. 이들 폴리올류는, 경화성 에폭시 수지 조성물 중, 통상, 50 중량％ 이하, 바람직하게는 30 중량％ 이하의 비율로 함유된다.
또한, 경화성 에폭시 수지 조성물은, 접착제로서의 효과를 손상시키지 않는 한, 그 밖의 첨가제, 예컨대, 이온 트랩제, 산화 방지제, 연쇄 이동제, 증감제, 점착 부여제, 열가소성 수지, 충전제, 유동 조정제, 가소제, 소포제 등을 함유할 수 있다. 이온 트랩제로는, 예컨대, 분말상의 비스무트계, 안티몬계, 마그네슘계, 알루미늄계, 칼슘계, 티탄계 및 이들의 혼합계 등의 무기 화합물을 들 수 있고, 산화 방지제로는, 예컨대, 힌더드 페놀계 산화 방지제 등을 들 수 있다.
이상과 같은 에폭시 수지를 함유하는 경화성 에폭시 수지 조성물로 이루어지는 접착제(에폭시계 경화성 접착제)를, 편광 필름 또는 보호 필름의 접착면, 혹은 이들 쌍방의 접착면에 도공한 후, 접착제가 도공된 면에서 접합하고, 활성 에너지선을 조사하거나 또는 가열함으로써, 이 미경화의 접착제층에 경화시켜, 편광 필름과 투명 보호 필름을 경화성 에폭시 수지 조성물의 경화물층으로 이루어지는 접착제층을 통해 접합할 수 있다. 접착제의 도공 방법으로는, 이것에 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 닥터 블레이드, 와이어 바, 다이 코터, 콤마 코터, 및 그라비아 코터 등, 여러가지의 도공 방식이 채용된다.
여기서, 편광 필름과 보호 필름의 접착에 이용하는 이 에폭시 수지를 함유하는 접착제는, 기본적으로는, 용제 성분을 실질적으로 포함하지 않는 무용제형 접착제로서 이용할 수 있지만, 각 도공 방식에는 각각 최적의 점도 범위가 있기 때문에, 점도 조정을 위해 용제를 함유시켜도 좋다. 용제로는, 편광 필름의 광학 성능을 저하시키지 않고, 에폭시 수지 조성물을 양호하게 용해하는 것을 이용하는 것이 바람직하고, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 톨루엔으로 대표되는 탄화수소류, 아세트산에틸로 대표되는 에스테르류 등의 유기 용제를 들 수 있다.
활성 에너지선의 조사에 의해 접착제의 경화를 행하는 경우, 이용되는 광원은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 파장 400 nm 이하에 발광 분포를 갖는, 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙 라이트 램프, 마이크로 웨이브 여기 수은등, 및 메탈 할라이드 램프 등을 들 수 있다. 경화성 에폭시 수지 조성물에 대한 광조사 강도는, 그 조성물마다 상이할 수 있지만, 광 양이온 중합 개시제의 활성화에 유효한 파장 영역의 조사 강도가 0.1∼100 mW/cm2인 것이 바람직하다. 경화성 에폭시 수지 조성물에 대한 광조사 강도가 0.1 mW/cm2 미만이면, 반응 시간이 지나치게 길어지고, 100 mW/cm2를 초과하면, 램프로부터 복사되는 열 및 경화성 에폭시 수지 조성물의 중합 시의 발열에 의해, 경화성 에폭시 수지 조성물의 황변이나 편광 필름의 열화를 발생하는 경우가 있다. 경화성 에폭시 수지 조성물에 대한 광조사 시간은, 그 조성물마다 제어되는 것으로서, 역시 특별히 제한되는 것은 아니지만, 조사 강도와 조사 시간의 곱으로서 표시되는 적산 광량이 10∼5,000 mJ/cm2가 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 경화성 에폭시 수지 조성물에 대한 적산 광량이 10 mJ/cm2 미만이면, 광 양이온 중합 개시제 유래의 활성종의 발생이 충분하지 않고, 접착제의 경화가 불충분해지는 경우가 있다. 또한, 적산 광량이 5,000 mJ/cm2를 초과하면, 조사 시간이 매우 길어지고, 생산성 향상에는 불리해지는 경우가 있다.
열에 의해 접착제의 경화를 행하는 경우, 일반적으로 알려진 방법으로 가열할 수 있고, 그 조건 등도 특별히 제한되는 것은 아니지만, 통상, 경화성 에폭시 수지 조성물에 배합된 열 양이온 중합 개시제가 양이온종이나 루이스산을 발생하는 온도 이상에서 가열이 행해지고, 구체적인 가열 온도는, 예컨대, 50∼200℃ 정도이다.
활성 에너지선의 조사 또는 가열의 어느 조건으로 경화시키는 경우에도, 편광 필름의 편광도, 투과율 및 색상, 보호 필름의 투명성 및 위상차 특성, 및 편광판의 여러가지 기능이 저하되지 않는 범위에서 경화시키는 것이 바람직하다.
(편광판의 특성)
본 발명의 편광판의 편광도는, 99％ 이상인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 99.9％ 이상이다. 또한, 그 단체 투과율에 관해서는, 38∼45％가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 40∼44％이다. 본 발명의 편광판을 액정 표시 장치의 시인측에 이용하는 경우에는, 단체 투과율이 38∼43.5％의 것을 이용하는 것이 바람직하고, 액정 표시 장치의 백라이트측에 이용하는 경우에는, 41∼44.5％의 것을 이용하는 것이 바람직하다. 특히, 시인측의 편광판의 단체 투과율을 백라이트측의 편광판의 단체 투과율보다 낮은 것을 이용하면, 정면 콘트라스트가 높은 액정 표시 장치로 할 수 있다.
편광도와 단체 투과율은, 하기 식으로 정의되는 수치이다.
단체 투과율(λ) = 0.5×[Tp(λ)+Tc(λ)]
편광도(λ) = 100×[Tp(λ)-Tc(λ)]/[Tp(λ)+Tc(λ)]
여기서, Tp(λ)는, 입사하는 파장 λ nm의 직선 편광과 패럴렐 니콜의 관계로 측정한 편광 필름의 투과율(％)이고, Tc(λ)는, 입사하는 파장 λ nm의 직선 편광과 크로스 니콜의 관계로 측정한 편광 필름의 투과율(％)이고, 모두 분광 광도계에 의한 편광 자외 가시 흡수 스펙트럼 측정으로 얻어지는 측정치이다. 또한, 각 파장마다 구한 단체 투과율(λ) 및 편광도(λ)에, 시감도 보정이라고 불리는 감도 보정을 가한 것을 시감도 보정 단체 투과율(Ty) 및 시감도 보정 편광도(Py)라고 부른다. 시감도 보정에 관해서는, 후에 상세히 서술한다. Ty, Py는 예컨대, 니혼 분코 주식회사 제조의 분광 광도계(형번: V7100) 등으로 간편히 측정할 수 있다.
(고휘도 편광판)
본 발명의 편광판은, 편광판의 제1 보호 필름이 배치되는 면과는 반대측에, 점착제를 통해 휘도 향상 필름을 적층하여 고휘도인 편광판으로 할 수 있다. 휘도 향상 필름의 두께는 35 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 30 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
휘도 향상 필름으로는, 광원(백라이트)으로부터의 출사광을 투과 편광과 반사 편광 또는 산란 편광으로 분리하는 것과 같은 기능을 갖는 편광 변환 소자가 이용된다. 이러한 휘도 향상 필름은, 반사 편광 또는 산란 편광의 백라이트로부터의 재귀광을 이용하여, 직선 편광의 출사 효율을 향상시킬 수 있다.
휘도 향상 필름으로는, 예컨대, 이방성 반사 편광자를 들 수 있다. 이방성 반사 편광자로는, 한쪽의 진동 방향의 직선 편광을 투과하고, 다른쪽의 진동 방향의 직선 편광을 반사하는 이방성 다중 박막을 들 수 있다. 이방성 다중 박막으로는, 예컨대, 3M 제조의 상품명 “DBEF”를 들 수 있다(예컨대, 일본 특허 공개 평4-268505호 공보 등 참조). 또한 이방성 반사 편광자로는, 콜레스테릭 액정층과 λ/4 판의 복합체를 들 수 있다. 이러한 복합체로는, 닛토 덴코 주식회사 제조의 상품명 “PCF”를 들 수 있다(일본 특허 공개 평11-231130호 공보 등 참조). 또한 이방성 반사 편광자로는, 반사 그리드 편광자를 들 수 있다. 반사 그리드 편광자로는, 금속에 미세 가공을 실시하여 가시광 영역에서도 반사 편광을 내는 것과 같은 금속 격자 반사 편광자(미국 특허 제6288840호 명세서 등 참조), 금속의 미립자를 고분자 매트릭스 중에 넣어 연신한 것과 같은 것(일본 특허 공개 평8-184701호 공보 등 참조)을 들 수 있다.
휘도 향상 필름의 편광판과의 접합면과는 반대측의 면에는, 기능성 층을 형성해도 좋다. 기능성 층으로는, 예컨대, 하드 코트층, 방현층, 광확산층, 1/4 파장의 위상차값을 갖는 위상차층 등을 들 수 있고, 이에 따라 백라이트 테이프와의 밀착성 향상이나 표시 화상의 균일성을 향상시킬 수 있다.
편광판과 휘도 향상 필름을 접합하는 점착제로는, 예컨대, 아크릴계 중합체, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리비닐에테르, 아세트산비닐/염화비닐 코폴리머, 변성 폴리올레핀, 에폭시계, 불소계, 천연 고무, 합성 고무 등의 고무계 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 것을 적절하게 선택하여 이용할 수 있다. 점착제로는, 특히, 광학적 투명성이 우수하고, 적절한 습윤성과 응집성과 접착성의 점착 특성을 나타내고, 내후성이나 내열성 등이 우수한 것이 바람직하다.
(점착제층)
이 점착제층으로는, 광학 투명성이 우수하고, 적절한 습윤성, 응집성, 및 접착성 등의 점착 특성을 나타내는 것이면 되지만, 내구성 등이 우수한 것이 바람직하게 이용된다. 구체적으로 점착제층을 형성하는 점착제로는, 예컨대, 아크릴계 수지로 이루어지는 감압성 접착제(아크릴계 점착제라고도 함)를 들 수 있다.
상기 아크릴계 점착제로부터 형성되는 점착제층은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, (메트)아크릴산부틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산이소옥틸, 및 (메트)아크릴산2-에틸헥실과 같은 (메트)아크릴산에스테르계 수지나, 이들 (메트)아크릴산에스테르를 2종류 이상 이용한 공중합 수지가 바람직하게 이용된다. 또한, 이들 수지에는, 극성 모노머가 공중합되어 있다. 극성 모노머로는, 예컨대, (메트)아크릴산, (메트)아크릴산2-히드록시프로필, (메트)아크릴산2-히드록시에틸, (메트)아크릴아미드, 2-N,N-디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, 및 글리시딜(메트)아크릴레이트라고 하는 카르복실기, 수산기, 아미드기, 아미노기, 및 에폭시기 등의 극성 작용기를 갖는 모노머를 들 수 있다. 또한, 점착제에는, 통상, 아크릴계 수지와 함께 가교제가 배합되어 있다.
점착제에는 이 밖에, 각종 첨가제가 배합되어 있어도 좋다. 적합한 첨가제로서, 실란 커플링제나 대전 방지제가 있다. 실란 커플링제는, 유리와의 접착력을 높이는 데에 있어서 유효하다. 대전 방지제는, 정전기의 발생을 저감 또는 방지하는 데에 있어서 유효하다. 즉, 점착제층을 통해 편광판을 액정 셀에 붙일 때, 지금까지 점착제층을 덮어 가부착 보호하고 있던 표면 보호 필름(세퍼레이터)을 박리하고 나서 액정 셀에 접합되는데, 그 표면 보호 필름을 박리할 때에 발생하는 정전기에 의해, 셀 내의 액정에 배향 불량을 발생하고, 이것이 IPS 모드 액정 표시 장치의 표시 불량을 초래하는 경우가 있다.
이러한 정전기의 발생을 저감 또는 방지하는 데에 있어서, 대전 방지제의 배합이 유효하다.
점착제의 두께는, 3∼50 ㎛로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 3∼30 ㎛이다.
상기 점착제의 저장 탄성률은, 특별히 제한되지 않지만, 예컨대, 고온 시험이나 고온 고습 시험에서의 액정 패널의 휨을 억제하고 싶은 경우에는, 점착제의 23℃에서의 저장 탄성률로서, 1.0 MPa 이하의 것이 바람직하게 이용된다. 보다 바람직하게는 0.8 MPa 이하, 더욱 바람직하게는 0.5 MPa 이하이다.
또한, 점착제에는, 산이 포함되어 있어도 좋고 있지 않아도 좋다. 산을 포함하는 경우라도, 산도 양은 적은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 전모노머 성분 중의 산 성분의 양이, 상기 전모노머 성분의 양을 기준으로 하여 1.0 중량％ 미만인 것이 바람직하다.
점착제층에 도전성을 갖게 하는 경우에는, 그 저항치는 적절하게 선택되면 되지만, 예컨대, 스마트폰 등의 터치 패널의 동작을 방해하지 않도록, 1×109 ∼ 1×1011 Ω/□의 범위인 것이 바람직하다.
(점착제 부착 편광판)
본 발명의 편광판은, 적어도 어느 한쪽의 표면에 점착제층을 형성하여 점착제 부착 편광판으로 할 수 있다. 이 점착제층으로는, 위에서 설명한 점착제와 동일한 것을 이용할 수 있다.
(용도)
본 발명의 편광판 및 고휘도 편광판은, 액정 패널이나 액정 표시 장치의 구성 부재로서 적합하다. 특히, 0.7 mm 이하의 얇은 유리가 이용되는 태블릿 등의 화면이 큰 휴대 단말이나 모니터 등의 큰 액정 표시 장치 용도의 편광판으로서 사용했을 때에, 리워크성을 현저히 개선할 수 있다. 본 발명의 편광판의 형상은 직사각형인 것이 바람직하고, 그 장변의 길이가 50 mm 이상인 경우에, 나아가서는 150 mm 이상인 경우에, 또한 그 단변의 길이가 40 mm 이상인 경우에, 나아가서는 80 mm 이상인 경우에, 본 발명은 현저히 효과를 나타낸다. 구체적으로 본 발명의 편광판 및 고휘도 편광판의 크기는, 예컨대, 바람직하게는 2.7형(55 mm×41 mm) 이상, 보다 바람직하게는 7.0형(154 mm×87 mm) 이상이고, 더욱 바람직하게는 11.3형(174 mm×231 mm) 이상이다.
(액정 표시 장치)
편광판 및 고휘도 편광판은, 점착제층을 통해, IPS 모드 액정 셀에 접합되어 액정 패널을 구성하고, 액정 표시 장치에 이용된다. 본 발명의 편광판은, 액정 셀의 배면측에 배치되는 것이 바람직하다. 본 발명의 편광판을 접합한 액정 패널의 시인측에는, 동종의 편광판, 또는 공지된 편광판을 접합할 수 있다. 특히, 상기한 방현성을 부여한 투명 보호 필름을 형성한 편광판은, 액정 패널의 시인측에 접합하는 것이 바람직하다.
액정 표시 장치를 구성할 때에, 액정 패널의 시인측에는, 방현성 및 내광성을 부여한 셀룰로오스계 수지 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름 또는 메타크릴산메틸계 수지 필름을 형성한 편광판을 접합하는 것이 바람직하다. 또한, 액정 패널의 배면측에는, 셀룰로오스계 수지 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름, 메타크릴산메틸계 수지 필름 또는 폴리올레핀계 수지 필름을 형성한 편광판을 접합하는 것이 바람직하다. 편광 필름에 있어서의 액정 셀로부터 먼 쪽에 배치되는 보호 필름(제2 보호 필름)으로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름, 메타크릴산메틸계 수지 필름 및 폴리올레핀계 수지 필름을 이용하는 경우는, 편광판의 보호 필름에 통상 사용되고 있는 트리아세틸셀룰로오스 필름에 비해, 수증기 투과율 및 흡수율이 작고, 그에 따라 치수 변화가 작은 점에서, 편광판의 내구성이 향상되거나, 그것을 이용한 표시 장치의 환경 변화에 따르는 표시 품위의 열화를 억제하거나 하는 효과가 있다. 또한 자외선 흡수제를 함유시킴으로써, 그것을 이용한 편광판의 내구성이 트리아세틸셀룰로오스 필름을 이용한 것에 비해 한층 더 향상되는 효과가 발현된다.
액정 패널의 시인측과 배면측에 접합하는 편광판의 조합에 제한은 없고, 임의의 조합을 선택할 수 있다. 일례로서, 액정 패널의 시인측에, 방현성 및 내광성을 부여한 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름이 형성된 편광판을, 배면측에는 폴리올레핀계 수지 필름이 형성된 편광판을 접합한 구성을 들 수 있다.
본 발명의 편광판 혹은 고휘도 편광판은, 액정 패널의 배면측 편광판으로서 적합하게 이용된다. 특히, 휘도 향상 필름을 적층한 본 발명의 편광판을 배면측 편광판에 이용함으로써, 백라이트의 광의 이용 효율을 높일 수 있어 바람직하다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 규정되는 것은 아니다. 예 중, 함유량 내지 사용량을 나타내는 ％ 및 부는, 특별한 기재가 없는 한 중량 기준이다. 또, 실시예에서 이용한 평가 방법은 이하와 같다.
(1) 두께:
주식회사 니콘 제조의 디지털 마이크로미터 MH-15M을 이용하여 측정했다.
(2) 면내 리타데이션 Re 및 두께 방향 리타데이션 Rth:
평행 니콜 회전법을 원리로 하는 위상차계, 오지 계측 기기 주식회사 제조의 KOBRA-WPR을 이용하여, 23℃에 있어서의 파장 590 nm의 광으로 측정했다.
(3) 인장 탄성률:
보호 필름 A 및 보호 필름 B로부터 2.5 cm 폭×10 cm 길이의 시험편을 잘라냈다. 계속해서, 인장 시험기[주식회사 시마즈 제작소 제조 AUTOGRAPH AG-1S 시험기]의 상하 그립구로, 그립구의 간격이 5 cm가 되도록, 상기 시험편의 장변 방향 양단부를 집고, 23℃의 환경하에서 인장 속도 1 mm/분으로 인장하고, 얻어지는 응력-변형 곡선에 있어서의 초기의 직선의 기울기로부터, 23℃에 있어서의 인장 탄성률을 산출했다. 이 측정을, 필름의 반송 방향(MD 방향)과 그 반송 방향에 직교하는 방향(TD 방향)에 대하여 행하고, 그 평균치를 필름의 인장 탄성률로 했다.
(5) 리워크성의 평가:
얻어진 편광판의 흡수축이 폭 방향의 변과 평행이 되도록 하고, 폭 25 mm×길이 150 mm의 크기로 커트하여, 시험편으로 했다. 이것을, 수직 인장 방향으로부터 45° 기울인 상태로 점착제 A를 통해 무알칼리 유리(코닝사 제조의 「이글 XG」)에 접합하고, 온도 50℃, 압력 5 kg/cm2(490.3 kPa)로 20분간 오토클레이브 처리를 행했다. 계속해서, 온도 23℃, 상대 습도 50％의 환경하에서 12시간 유지한 후, 온도 23℃, 상대 습도 50％의 분위기하에서, 유리 접합 샘플로부터 편광판을 점착제층째 1000 mm/분의 속도로 180° 방향(편광판을 박리하여 뒤집힌 상태에서 유리 기판면에 평행인 방향)으로 박리하는 박리 시험을 행했다. 박리 시험 후의 대(對) 유리면의 점착제층 및 편광판의 상태를 육안으로 관찰하고, 하기의 평가 기준에 따라 리워크성을 평가했다.
A: 대 유리면의 점착제층 및 편광판에 파단이 관찰되지 않는다.
B: 대 유리면의 점착제층 및/또는 편광판에 파단이 관찰된다.
(제조예 1) 편광 필름의 제작
(두께 7 ㎛의 편광 필름 A의 제작)
두께 20 ㎛의 폴리비닐알콜 필름(평균 중합도 약 2,400, 비누화도 99.9 몰％ 이상)을, 건식 연신에 의해 약 5배로 1축 연신하고, 더욱 긴장 상태를 유지한 채로, 60℃의 순수에 1분간 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.05/5/100인 수용액에 28℃에서 60초간 침지했다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 8.5/8.5/100인 수용액에 72℃에서 300초간 침지했다. 계속해서 26℃의 순수로 20초간 세정한 후, 65℃에서 건조하여, 폴리비닐알콜 필름에 요오드가 흡착 배향되어 있는 두께 7 ㎛의 편광자를 얻었다.
(두께 12 ㎛의 편광 필름 B의 제작)
두께 30 ㎛의 폴리비닐알콜 필름(평균 중합도 약 2,400, 비누화도 99.9 몰％ 이상)을, 건식 연신에 의해 약 5배로 1축 연신하고, 더욱 긴장 상태를 유지한 채로, 60℃의 순수에 1분간 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.05/5/100인 수용액에 28℃에서 60초간 침지했다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 8.5/8.5/100인 수용액에 72℃에서 300초간 침지했다. 계속해서 26℃의 순수로 20초간 세정한 후, 65℃에서 건조하여, 폴리비닐알콜 필름에 요오드가 흡착 배향되어 있는 두께 12 ㎛의 편광자를 얻었다.
(휘도 향상 필름 A)
이하의 실시예에서는, 휘도 향상 필름 A로서 26 ㎛ 두께의 휘도 향상 필름(3M 제조의 상품명 “Advanced Polarized Film, Version 3”)을 이용했다.
(제조예 2) 수용성 접착제의 조제
물 100부에 대하여, 카르복실기 변성 폴리비닐알콜[주식회사 쿠라레 제조의 KL-318]을 3부 용해하고, 그 수용액에, 수용성 에폭시 화합물인 폴리아미드에폭시계 첨가제[타오카 화학 공업 주식회사로부터 입수한 상품명 「스미레이즈 레진(등록상표) 650(30), 고형분 농도 30％의 수용액]를 1.5부 첨가하여, 수용성 접착제로 했다.
[점착제 A, B]
이하의 2종류의 점착제
점착제 A: 두께 25 ㎛의 시트상 점착제[린텍 주식회사 제조의 「P-3132」] 점착제 B: 두께 5 ㎛의 시트상 점착제[린텍 주식회사 제조의 「NCF #L2」]를 준비했다.
[보호 필름 A, B, C]
이하의 3종류의 보호 필름을 준비했다.
보호 필름 A: 코니카 미놀타 주식회사 제조의 트리아세틸셀룰로오스 필름; KC2CT(두께 20 ㎛, 파장 590 nm에서의 면내 위상차값 = 1.2 nm, 파장 590 nm에서의 두께 방향 위상차 = 1.3 nm, 인장 탄성률 = 5439 MPa),
보호 필름 B: 닛폰 제온 주식회사 제조의 고리형 폴리올레핀계 수지 필름; ZF14-013(두께 13 ㎛, 파장 590 nm에서의 면내 위상차값 = 0.8 nm, 파장 590 nm에서의 두께 방향 위상차 = 3.4 nm, 인장 탄성률 = 2225 MPa)
보호 필름 C: 코니카 미놀타 주식회사 제조의 트리아세틸셀룰로오스 필름; KU2UA(두께 25 ㎛)
[실시예 1]
폴리비닐알콜 필름에 요오드가 흡착 배향되어 있는 편광 필름 A의 한쪽 면에, 제2 보호 필름으로서 보호 필름 C를 접합하고, 다른 한쪽 면(액정 셀측이 되는 면)에는, 제1 보호 필름으로서 보호 필름 A(편광 필름의 두께의 2.86배)를 접합하여 편광판을 제작했다. 필름끼리의 접합은, 각각 앞서 조제한 수용성 접착제를 보호 필름 A 및 보호 필름 C 상에 각각 도포하고, 접착제를 통해 편광 필름 A에 적층한 후, 80℃에서 5분간 건조함으로써 행했다. 접합에 앞서, 보호 필름 A 및 보호 필름 C에는 미리 비누화 처리를 실시했다. 다음으로, 편광판에 있어서의 보호 필름 C의 면에 점착제 B를 접합했다. 다음으로 점착제 B에 있어서의 보호 필름 C가 접합된 면과는 반대측의 면에 휘도 향상 필름 A를 접합했다. 이 때에, 휘도 향상 필름 A의 표면에 미리 코로나 처리를 행했다.
이렇게 하여 얻어진 편광판의 보호 필름 A 면에 점착제 A를 접합했다. 이 때에도, 보호 필름 A의 표면 및 점착제 A의 표면에 미리 코로나 처리를 행했다.
얻어진 편광판의 리워크성 평가를 행한 결과는, “A”이고, 리워크성은 양호했다.
[실시예 2]
폴리비닐알콜 필름에 요오드가 흡착 배향되어 있는 편광 필름 B의 한쪽 면에, 제2 보호 필름으로서 보호 필름 C를 접합하고, 다른 한쪽 면(액정 셀측이 되는 면)에는, 제1 보호 필름으로서 보호 필름 A(편광 필름의 두께의 1.67배)를 접합하여 편광판을 제작했다. 필름끼리의 접합은, 각각 앞서 조제한 수용성 접착제를 보호 필름 A 및 보호 필름 C 상에 각각 도포하고, 접착제를 통해 편광 필름 B에 적층한 후, 80℃에서 5분간 건조함으로써 행했다. 접합에 앞서, 보호 필름 A 및 보호 필름 C에는 미리 비누화 처리를 실시했다. 다음으로, 편광판에 있어서의 보호 필름 C의 면에 점착제 B를 접합했다. 다음으로 점착제 B에 있어서의 보호 필름 C가 접합된 면과는 반대측의 면에 휘도 향상 필름 A를 접합했다. 이 때에, 휘도 향상 필름 A의 표면에 미리 코로나 처리를 행했다.
이렇게 하여 얻어진 편광판의 보호 필름 A 면에 점착제 A를 접합했다. 이 때에도, 보호 필름 A의 표면 및 점착제 A의 표면에 미리 코로나 처리를 행했다.
얻어진 편광판의 리워크성 평가를 행한 결과는, “A”이고, 리워크성은 양호했다.
[비교예 1]
폴리비닐알콜 필름에 요오드가 흡착 배향되어 있는 편광 필름 A의 한쪽 면에, 제2 보호 필름으로서 보호 필름 C를 접합하고, 다른 한쪽 면(액정 셀측이 되는 면)에는, 제1 보호 필름으로서 보호 필름 B(편광 필름의 두께의 1.86배)를 접합하여 편광판을 제작했다. 필름끼리의 접합은, 각각 앞서 조제한 수용성 접착제를 보호 필름 C 및 보호 필름 B 상에 각각 도포하고, 접착제를 통해 편광 필름 A에 적층한 후, 80℃에서 5분간 건조함으로써 행했다. 접합에 앞서, 보호 필름 C에는 미리 비누화 처리를, 보호 필름 B에는 편광 필름과의 접합면에 코로나 처리를 실시했다. 다음으로, 편광판에 있어서의 보호 필름 C의 면에 점착제 B를 접합했다. 다음으로 점착제 B에 있어서의 보호 필름 C가 접합된 면과는 반대측의 면에 휘도 향상 필름 A를 접합했다. 이 때에, 휘도 향상 필름 A의 표면에 미리 코로나 처리를 행했다.
이렇게 하여 얻어진 편광판의 보호 필름 B 면에 점착제 A를 접합했다. 이 때에도, 보호 필름 B의 표면 및 점착제 A의 표면에 미리 코로나 처리를 행했다.
얻어진 편광판의 리워크성 평가를 행한 결과는, “B”였다.
[비교예 2]
폴리비닐알콜 필름에 요오드가 흡착 배향되어 있는 편광 필름 B의 한쪽 면에, 제2 보호 필름으로서 보호 필름 C를 접합하고, 다른 한쪽 면(액정 셀측이 되는 면)에는, 제1 보호 필름으로서 보호 필름 B(편광 필름의 두께의 1.08배)를 접합하여 편광판을 제작했다. 필름끼리의 접합은, 각각 앞서 조제한 수용성 접착제를 보호 필름 C 및 보호 필름 B 상에 각각 도포하고, 접착제를 통해 편광 필름 B에 적층한 후, 80℃에서 5분간 건조함으로써 행했다. 접합에 앞서, 보호 필름 C에는 미리 비누화 처리를, 보호 필름 B에는 편광 필름과의 접합면에 코로나 처리를 실시했다. 다음으로, 편광판에 있어서의 보호 필름 C의 면에 점착제 B를 접합했다. 다음으로 점착제 B에 있어서의 보호 필름 C가 접합된 면과는 반대측의 면에 휘도 향상 필름 A를 접합했다. 이 때에, 휘도 향상 필름 A의 표면에 미리 코로나 처리를 행했다.
이렇게 하여 얻어진 편광판의 보호 필름 B 면에 점착제 A를 접합했다. 이 때에도, 보호 필름 B의 표면 및 점착제 A의 표면에 미리 코로나 처리를 행했다.
얻어진 편광판의 리워크성 평가를 행한 결과는, “B”였다.
이상의 결과를 표 1에 나타낸다.
이번에 개시된 실시형태 및 실시예는 모든 점에서 예시로서, 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 나타내어지고, 특허 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
본 발명의 편광판은, 편광판의 리워크성이 우수하고, 태블릿 등의 화면이 큰 휴대 단말이나 모니터 등의 액정 표시 장치에 적합하다.
Claims (7)
- 23℃에 있어서의 인장 탄성률이 3400∼8000 MPa인 제1 보호 필름, 편광 필름 및 제2 보호 필름이 이 순서로 적층되어 이루어지는 IPS 모드 액정 표시 장치용 편광판으로서,
상기 편광 필름의 두께가 15 ㎛ 이하이며,
상기 제1 보호 필름은,
파장 590 nm에 있어서의 면내 리타데이션(retardation) Re(590)이 10 nm 이하이고,
파장 590 nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth(590)의 절대치가 10 nm 이하이며,
상기 제1 보호 필름의 두께가 상기 편광 필름의 두께보다 큰 수지 필름인 편광판. - 제1항에 있어서, 상기 제1 보호 필름이 셀룰로오스계 수지를 포함하는 것인 편광판.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 보호 필름에 있어서의 편광 필름이 적층된 면과는 반대측에, 점착제층을 통해 휘도 향상 필름이 적층된 편광판.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편광 필름의 두께에 대한 상기 제1 보호 필름의 두께의 비가 1.5 이상인 편광판.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 편광판은 직사각형이며, 장변의 길이가 50 mm 이상이고, 단변의 길이가 40 mm 이상인 편광판.
- IPS 모드 액정 셀의 적어도 한쪽 면에, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 편광판이 배치되어 이루어지는 IPS 모드 액정 표시 장치.
- IPS 모드 액정 셀의 배면측에 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 편광판이 배치되어 이루어지는 IPS 모드 액정 표시 장치.
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