KR20190085900A - 프로텍트 필름 부착 편광판 및 그것을 포함하는 적층체 - Google Patents

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KR20190085900A
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고타 무라노
가즈노리 사토
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스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 편광자를 포함하는 두께 T1(㎛)의 편광판과, 그 한쪽 표면에 적층되는 두께 T2(㎛)의 프로텍트 필름을 구비하고, 편광자의 두께가 15 ㎛ 이하이며, 편광판의 다른 쪽 표면은 제1 점착제층의 표면으로 구성되어 있고, 프로텍트 필름은, 편광판의 상기 한쪽 표면에 적층되는 제2 점착제층과, 그 위에 적층되는 단층의 수지 필름으로 구성되어 있으며, 두께 비 T2/T1이 0.8∼4의 범위 내인 프로텍트 필름 부착 편광판 및 그것을 포함하는 적층체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

Description

프로텍트 필름 부착 편광판 및 그것을 포함하는 적층체 {POLARIZING PLATE WITH PROTECTIVE FILM AND LAMINATE COMPRISING THE SAME}
본 발명은, 편광판 표면에 프로텍트 필름을 적층하여 이루어지는 프로텍트 필름 부착 편광판 및 그것을 포함하는 적층체에 관한 것이다.
최근, 스마트폰과 같은 모바일 단말은, 디자인이나 휴대성의 면에서 대화면화, 슬림화가 급속히 진행되고 있다. 한정된 두께로 장시간의 구동을 실현하기 위해, 사용되는 편광판에 대해서도 고휘도화, 박형 경량화가 요구되고 있다.
편광판으로는, 종래 폴리비닐알코올계 편광자의 양면에 트리아세틸셀룰로오스로 이루어진 보호 필름을 폴리비닐알코올계 접착제에 의해 접합시킨 것이 일반적으로 이용되어 왔다. 그러나, 박막화, 내구성, 비용, 생산성 등의 관점에서, 최근에는, 보호 필름으로서 트리아세틸셀룰로오스 외에, (메트)아크릴계 수지, 쇄상 폴리올레핀계 수지, 환상 폴리올레핀계 수지 등, 다종의 다양한 수지로 이루어지고, 나아가서는 박막의 보호 필름이 사용되도록 되어 있다(예컨대, 일본 특허 공개 제2004-245925호 공보의 단락 [0005] 참조).
상기한 바와 같이 최근에는, 얇고 힘이 없는 편광판이 이용되는 경향이 있다. 이러한 편광판은, 컬(휨)을 일으키기 쉬운 경향이 있고, 예컨대 편광자의 양면에 접합되는 보호 필름이 서로 이종의 수지로 이루어질 때에는 특별히 컬되기 쉬운 경향이 있다. 편광판은, 그 표면을 보호하기 위한 박리 가능한 프로텍트 필름(표면 보호 필름이라고도 불림)을 접착한 프로텍트 필름 부착 편광판으로서 시장에 유통되는 것이 일반적이지만, 프로텍트 필름 부착 편광판에 있어서도 상기한 경향은 마찬가지이다.
컬이 과도하게 생기고 있는 편광판 및 프로텍트 필름 부착 편광판은, 1) 공정 내에서 응력이 가해짐으로써 꺾이고, 2) 컬에 의한 변형(왜곡)에 의해 프로텍트 필름과 편광판 사이에 이물이 혼입되고, 3) 화상 표시 소자에 접합할 때, 접합 미스를 일으키거나, 접합 계면으로의 기포의 혼입을 일으키거나 하는 문제를 발생시키는 경우가 있다.
그래서 본 발명은, 컬이 억제된 프로텍트 필름 부착 편광판 및 그것을 포함하는 적층체의 제공을 목적으로 한다.
본 발명은, 이하에 나타내는 프로텍트 필름 부착 편광판 및 화상 표시 장치를 제공한다.
[1] 편광자를 포함하는 두께 T1(㎛)의 편광판과, 그 한쪽 표면에 적층되는 두께 T2(㎛)의 프로텍트 필름을 구비하고,
상기 편광자의 두께가 15 ㎛ 이하이며,
상기 편광판의 다른 쪽 표면은, 제1 점착제층의 표면으로 구성되어 있고,
상기 프로텍트 필름은, 상기 한쪽 표면에 적층되는 제2 점착제층과, 그 위에 적층되는 단층의 수지 필름으로 구성되어 있으며,
두께 비 T2/T1이 0.8∼4의 범위 내인 프로텍트 필름 부착 편광판.
[2] 상기 편광판의 다른 쪽 표면에 적층되는 세퍼레이트 필름을 더 구비한 [1]에 기재된 프로텍트 필름 부착 편광판.
[3] 상기 프로텍트 필름의 두께 T2가 60 ㎛ 이상인 [1] 또는 [2]에 기재된 프로텍트 필름 부착 편광판.
[4] 상기 편광판은, 상기 편광자 이외의 광학 필름을 더 포함하고,
상기 광학 필름의 표면에 상기 프로텍트 필름이 적층되는 [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 프로텍트 필름 부착 편광판.
[5] 상기 광학 필름은, 휘도 향상 필름인 [4]에 기재된 프로텍트 필름 부착 편광판.
[6] 상기 수지 필름은, 폴리에스테르계 수지를 포함하는 [1]∼[5] 중 어느 하나에 기재된 프로텍트 필름 부착 편광판.
[7] 화상 표시 소자와, 그 위에 적층되는 [1]∼[6] 중 어느 하나에 기재된 프로텍트 필름 부착 편광판을 포함하는 적층체.
본 발명에 따르면, 컬이 억제된 프로텍트 필름 부착 편광판 및 그것을 포함하는 적층체를 제공할 수 있다. 이 프로텍트 필름 부착 편광판 및 그것을 포함하는 적층체는, 화상 표시 장치에 적합하게 이용할 수 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 프로텍트 필름 부착 편광판의 층구성의 일례를 모식적으로 도시한 개략 단면도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 프로텍트 필름 부착 편광판의 층구성의 일례를 도시한 개략 단면도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 프로텍트 필름 부착 편광판의 층구성의 다른 일례를 도시한 개략 단면도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 프로텍트 필름 부착 편광판의 층구성의 또 다른 일례를 도시한 개략 단면도이다.
<프로텍트 필름 부착 편광판>
(1) 프로텍트 필름 부착 편광판의 구성
도 1은, 본 발명에 따른 프로텍트 필름 부착 편광판의 층구성의 일례를 모식적으로 도시한 개략 단면도이다. 도 1을 참조하여, 본 발명의 프로텍트 필름 부착 편광판의 일례를 설명한다. 본 발명의 프로텍트 필름 부착 편광판은, 편광자(도 1에 있어서 도시하지 않음)를 포함하는 편광판(100)과, 그 한쪽 표면에 적층되는 프로텍트 필름(60)을 구비한다. 편광판(100)의 다른 쪽 표면, 즉 프로텍트 필름(60)이 적층되는 면과는 반대측 표면은, 제1 점착제층(31)의 표면으로 구성되어 있다. 바꾸어 말하면, 편광판(100)에 있어서의 프로텍트 필름(60)이 적층되는 면과는 반대측 최표층은 제1 점착제층(31)이다. 제1 점착제층(31)의 외면(편광판(100)의 다른 쪽 표면)에는, 상기 면을 임시로 보호하기 위한 박리 가능한 세퍼레이트 필름(70)을 적층하여도 좋다. 한편, 편광판(100)에 있어서의 프로텍트 필름(60)측의 표면(프로텍트 필름(60)이 접합되는 표면)은, 예컨대 보호 필름, 다른 광학 필름 또는 필름 상에 부가되는 층의 표면일 수 있다.
프로텍트 필름(60)은, 수지 필름(기재 필름)(61)과, 그 위에 적층되는 제2 점착제층(62)으로 구성되고, 이 점착제층을 통해 편광판(100)에 접합 적층된다.
본 발명에 있어서 편광판(100)이란, 적어도 편광자 및 제1 점착제층(31)을 포함하는 편광 소자이며, 통상은 그 편면 또는 양면에 접합되는 보호 필름을 더 포함한다. 편광판(100)은, 보호 필름에 덧붙여, 편광자와는 상이한 광학 기능을 갖는 필름과 같은 다른 광학 필름이나, 광학층과 같은 필름 상에 부가되는 층을 포함할 수도 있다. 보호 필름을 포함하는 각종 광학 필름은, 접착제층 또는 점착제층을 통해 접합할 수 있다. 전술한 바와 같이, 편광판(100)의 한쪽 최표층은 제1 점착제층(31)이고, 따라서 제1 점착제층(31)에 세퍼레이트 필름(70)이 적층되는 경우여도, 이 세퍼레이트 필름(70)은 편광판(100)에는 포함되지 않는다.
편광판(100)의 두께를 T1(㎛), 프로텍트 필름(60)의 두께를 T2(㎛)로 할 때, 두께 비 T2/T1은 0.8∼4의 범위 내가 된다. 이에 따라 프로텍트 필름 부착 편광판의 컬(휨)을 효과적으로 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 프로텍트 필름 부착 편광판은 통상 프로텍트 필름 부착 편광판의 매엽체이다. 이 매엽체는, 필름 롤로부터 연속적으로 풀어내어 반송되는 원료 필름에 대하여, 마찬가지로 필름 롤로부터 연속적으로 풀어내는 다른 원료 필름을 적층하고, 얻어진 장척(長尺) 형상의 적층 필름을 롤 형상으로 권취하는, 이른바 롤·투·롤 방식에 의해 장척의 프로텍트 필름 부착 편광판을 제작한 후, 이것을 재단함으로써 얻을 수 있다.
상기 매엽체의 형상은 특별히 제한되지 않지만, 장변과 단변을 갖는 사각형 형상을 갖는 것이 바람직하고, 전형적으로는 직사각형이다. 장변 및 단변의 길이는 특별히 제한되지 않지만, 통상, 매엽체의 장변은 50 ㎜ 이상이고, 단변은 30 ㎜ 이상이다. 컬은, 매엽체의 사이즈가 클수록 생기기 쉽다. 사이즈(장변 및/또는 단변)가 지나치게 작은 경우에는, 컬의 문제 그 자체가 쉽게 발생하지 않는다.
다음으로, 편광판(100)의 층구성의 예를 도 2∼도 4를 참조하여 설명하였으나, 층구성은 이들 예로 한정되는 것은 아니다.
도 2에 도시된 프로텍트 필름 부착 편광판이 갖는 편광판은, 편광자(10)와, 그 한쪽 면에 접합되는 보호 필름(21)과, 다른 쪽 면에 접합되는 보호 필름(22)과, 보호 필름(22)의 외면에 적층되는 제1 점착제층(31)으로 이루어진다. 도 3에 도시된 프로텍트 필름 부착 편광판이 갖는 편광판은, 편광자(10)와, 그 한쪽 면에 접합되는 보호 필름(21)과, 다른 쪽 면에 접합되는 보호 필름(22)과, 보호 필름(22)의 외면에 적층되는 제1 점착제층(31)과, 보호 필름(21)의 외면에 제3 점착제층(32)을 통해 적층되는 광학 필름인 휘도 향상 필름(50)으로 이루어진다. 도 4에 도시된 프로텍트 필름 부착 편광판이 갖는 편광판은, 보호 필름(21)이 생략되어 있고, 편광자(10)의 표면에 직접 제3 점착제층(32)이 적층되어 있는 것 이외에는 도 3에 도시된 편광판과 동일한 층구성을 갖는다.
도시를 생략하고 있지만, 편광자(10)와 보호 필름(21, 22)의 접합은, 접착제를 이용하여 행할 수 있다.
(2) 편광자
편광자(10)는, 그 흡수축에 평행한 진동면을 갖는 직선 편광을 흡수하고, 흡수축에 직교하는(투과축과 평행한) 진동면을 갖는 직선 편광을 투과하는 성질을 갖는 흡수형의 편광자이며, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 이색성 색소를 흡착 배향시킨 편광 필름을 적합하게 이용할 수 있다. 편광자(10)는, 예컨대, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 1축 연신하는 공정; 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 색소로 염색함으로써 이색성 색소를 흡착시키는 공정; 이색성 색소가 흡착된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정; 및, 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하는 공정을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
폴리비닐알코올계 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 단량체의 예는, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류 및 암모늄기를 갖는 (메트)아크릴아미드류 등을 포함한다.
폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는 통상 85∼100 mol%이고, 98 mol% 이상이 바람직하다. 폴리비닐알코올계 수지는 변성되어 있어도 좋고, 예컨대, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말 또는 폴리비닐아세탈 등을 이용할 수도 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는 통상 1000∼10000이고, 1500∼5000이 바람직하다. 폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는, JIS K 6726에 준거하여 구할 수 있다.
이러한 폴리비닐알코올계 수지를 제막한 것이, 편광자(10)(편광 필름)의 원반(原反) 필름으로서 이용된다. 폴리비닐알코올계 수지를 제막하는 방법은, 특별히 한정되지 않고, 공지된 방법이 채용된다. 폴리비닐알코올계 원반 필름의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 편광자(10)의 두께를 15 ㎛ 이하로 하기 위해서는 통상 5∼35 ㎛인 것을 이용하고, 바람직하게는, 20 ㎛ 이하이다. 두께가 35 ㎛를 초과하는 폴리비닐알코올계 원반 필름을 연신하여 두께 15 ㎛ 이하의 편광자(10)를 얻고자 하면 연신 배율을 높일 필요가 있고, 편광자(10)의 두께를 15 ㎛ 이하로 한 경우에도 고온 환경 하에서의 치수 수축이 커진다. 또한, 두께가 5 ㎛ 미만인 경우에는, 연신시의 취급성이 저하되어 편광자 제조시에 절단과 같은 문제를 일으키기 쉬워진다.
폴리비닐알코올계 수지 필름의 1축 연신은, 이색성 색소의 염색 전, 염색과 동시, 또는 염색 후에 행할 수 있다. 1축 연신을 염색 후에 행하는 경우, 이 1축 연신은, 붕산 처리 전 또는 붕산 처리 중에 행하여도 좋다. 또한, 이들 복수의 단계로 1축 연신을 행하여도 좋다.
1축 연신에 있어서는, 주속(周速)이 상이한 롤 사이에서 1축으로 연신하여도 좋고, 열 롤을 이용하여 1축으로 연신하여도 좋다. 또한 1축 연신은, 대기 중에서 연신을 행하는 건식 연신이어도 좋고, 용제나 물을 이용하여 폴리비닐알코올계 수지 필름을 팽윤시킨 상태에서 연신을 행하는 습식 연신이어도 좋다. 연신 배율은 통상 3∼8배이다.
폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 색소로 염색하는 방법으로는, 예컨대, 상기 필름을 이색성 색소가 함유된 수용액에 침지하는 방법을 채용할 수 있다. 이색성 색소로는, 요오드나 이색성 유기 염료가 이용된다. 또한, 폴리비닐알코올계 수지 필름은, 염색 처리 전에 물에의 침지 처리를 실시해 두는 것이 바람직하다.
요오드에 의한 염색 처리로는 통상 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 수용액에, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하는 방법이 채용된다. 이 수용액에 있어서의 요오드의 함유량은, 물 100 중량부당 통상 0.01∼1 중량부이다. 요오드화칼륨의 함유량은, 물 100 중량부당 통상 0.5∼20 중량부이다. 또한, 이 수용액의 온도는, 통상 20∼40℃이다. 한편, 이색성 유기 염료에 의한 염색 처리로는 통상 이색성 유기 염료를 함유하는 수용액에, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하는 방법이 채용된다. 이색성 유기 염료를 함유하는 수용액은, 황산나트륨 등의 무기염을 염색 보조제로서 함유하고 있어도 좋다. 이 수용액에 있어서의 이색성 유기 염료의 함유량은, 물 100 중량부당 통상 1×10-4∼10 중량부이다. 이 수용액의 온도는, 통상 20∼80℃이다.
이색성 색소에 의한 염색 후의 붕산 처리로는 통상 염색된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 함유 수용액에 침지하는 방법이 채용된다. 이색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우, 이 붕산 함유 수용액은, 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하다. 붕산 함유 수용액에 있어서의 붕산의 양은, 물 100 중량부당 통상 2∼15 중량부이다. 이 수용액에 있어서의 요오드화칼륨의 양은, 물 100 중량부당 통상 0.1∼15 중량부이다. 이 수용액의 온도는, 50℃ 이상일 수 있고, 예컨대 50∼85℃이다.
붕산 처리 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름은 통상 수세 처리된다. 수세 처리는, 예컨대, 붕산 처리된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 물에 침지함으로써 행할 수 있다. 수세 처리에 있어서의 물의 온도는 통상 5∼40℃이다.
수세 후에 건조 처리를 행하여 편광자(10)를 얻을 수 있다. 건조 처리는, 열풍 건조기나 원적외선 히터를 이용하여 행할 수 있다. 편광자(10)의 두께는 15 ㎛ 이하이고, 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 편광자(10)의 두께를 15 ㎛ 이하로 하는 것은, 편광판(100), 나아가서는 화상 표시 장치의 박형화에 유리하다. 편광자(10)의 두께는 통상 2 ㎛ 이상(예컨대 5 ㎛ 이상)이다. 본 발명에 따르면, 편광자(10)의 두께가 15 ㎛ 이하로 얇아도 프로텍트 필름 부착 편광판에 있어서의 컬을 억제할 수 있다.
건조 처리에 의해, 편광자(10)의 수분율은 실용 정도로까지 저감된다. 그 수분율은, 통상 5∼20 중량%이며, 8∼15 중량%인 것이 바람직하다. 수분율이 5 중량%를 하회하면, 편광자(10)의 가요성이 없어지고, 편광자(10)가 그 건조 후에 손상되거나, 파단되는 경우가 있다. 또한, 수분율이 20 중량%를 상회하면, 편광자(10)의 열 안정성이 뒤떨어지는 경우가 있다.
(3) 보호 필름
편광자(10)의 편면 또는 양면에 적층할 수 있는 보호 필름(21, 22)은, 투광성을 갖는(바람직하게는 광학적으로 투명한) 열가소성 수지, 예컨대, 쇄상 폴리올레핀계 수지(폴리프로필렌계 수지 등), 환상 폴리올레핀계 수지(노르보넨계 수지 등)와 같은 폴리올레핀계 수지; 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스계 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 메타크릴산메틸계 수지와 같은 (메트)아크릴계 수지; 폴리스티렌계 수지; 폴리염화비닐계 수지; 아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌계 수지; 아크릴로니트릴·스티렌계 수지; 폴리아세트산비닐계 수지; 폴리염화비닐리덴계 수지; 폴리아미드계 수지; 폴리아세탈계 수지; 변성 폴리페닐렌에테르계 수지; 폴리술폰계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 폴리아릴레이트계 수지; 폴리아미드이미드계 수지; 폴리이미드계 수지 등으로 이루어진 필름일 수 있다. 그 중에서도, 폴리올레핀계 수지, 셀룰로오스계 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 본 명세서에 있어서 「(메트)아크릴계 수지」란, 아크릴계 수지 및 메타크릴계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 나타낸다. 그 밖의 「(메트)」를 붙인 용어에 있어서도 동일하다.
쇄상 폴리올레핀계 수지로는, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지와 같은 쇄상 올레핀의 단독 중합체 외에, 2종 이상의 쇄상 올레핀으로 이루어진 공중합체를 들 수 있다.
환상 폴리올레핀계 수지는, 환상 올레핀을 중합 단위로 하여 중합되는 수지의 총칭이다. 환상 폴리올레핀계 수지의 구체예를 들면, 환상 올레핀의 개환 (공)중합체, 환상 올레핀의 부가 중합체, 환상 올레핀과 에틸렌, 프로필렌과 같은 쇄상 올레핀과의 공중합체(대표적으로는 랜덤 공중합체) 및 이들을 불포화 카르복실산이나 그 유도체로 변성한 그라프트 중합체, 그리고 이들의 수소화물 등이다. 그 중에서도, 환상 올레핀으로서 노르보넨이나 다환 노르보넨계 모노머 등의 노르보넨계 모노머를 이용한 노르보넨계 수지가 바람직하게 이용된다.
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 유기산 에스테르 또는 셀룰로오스 혼합 유기산 에스테르를 말한다. 예컨대, 셀룰로오스의 아세트산에스테르, 프로피온산에스테르, 부티르산에스테르 및 이들의 혼합 에스테르 등으로 이루어진 것을 들 수 있다. 그 중에서도, 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트부틸레이트가 바람직하다.
(메트)아크릴계 수지는, (메트)아크릴계 모노머 유래의 구성 단위를 포함하는 중합체이다. 상기 중합체는, 전형적으로는 메타크릴산에스테르를 포함하는 중합체이다. 바람직하게는 메타크릴산에스테르에서 유래되는 구조 단위의 비율이, 전체 구조 단위에 대하여, 50 중량% 이상 포함하는 중합체이다. (메트)아크릴계 수지는, 메타크릴산에스테르의 단독 중합체여도 좋고, 다른 중합성 모노머 유래의 구성 단위를 포함하는 공중합체여도 좋다. 이 경우, 다른 중합성 모노머 유래의 구성 단위의 비율은, 바람직하게는 전체 구조 단위에 대하여, 50% 이하이다.
(메트)아크릴계 수지를 구성할 수 있는 메타크릴산에스테르로는, 메타크릴산알킬에스테르가 바람직하다. 메타크릴산알킬에스테르로는, 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산 n-프로필, 메타크릴산이소프로필, 메타크릴산 n-부틸, 메타크릴산이소부틸, 메타크릴산 t-부틸, 메타크릴산2-에틸헥실, 메타크릴산시클로헥실, 메타크릴산2-히드록시에틸과 같은 알킬기의 탄소수가 1∼8인 메타크릴산알킬에스테르를 들 수 있다. 메타크릴산알킬에스테르에 포함되는 알킬기의 탄소수는, 바람직하게는 1∼4이다. (메트)아크릴계 수지에 있어서, 메타크릴산에스테르는, 1종만을 단독으로 이용하여도 좋고 2종 이상을 병용하여도 좋다.
(메트)아크릴계 수지를 구성할 수 있는 상기 다른 중합성 모노머로는, 아크릴산에스테르, 및 그 밖의 분자 내에 중합성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물을 들 수 있다. 다른 중합성 모노머는, 1종만을 단독으로 이용하여도 좋고 2종 이상을 병용하여도 좋다. 아크릴산에스테르로는, 아크릴산알킬에스테르가 바람직하다. 아크릴산알킬에스테르로는, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산 n-프로필, 아크릴산이소프로필, 아크릴산 n-부틸, 아크릴산이소부틸, 아크릴산 t-부틸, 아크릴산2-에틸헥실, 아크릴산시클로헥실, 아크릴산2-히드록시에틸과 같은 알킬기의 탄소수가 1∼8인 아크릴산알킬에스테르 등을 들 수 있다. 아크릴산알킬에스테르에 포함되는 알킬기의 탄소수는, 바람직하게는 1∼4이다. (메트)아크릴계 수지에 있어서, 아크릴산에스테르는, 1종만을 단독으로 이용하여도 좋고 2종 이상을 병용하여도 좋다.
그 밖의 분자 내에 중합성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물로는, 에틸렌, 프로필렌, 스티렌 등의 비닐계 화합물이나, 아크릴로니트릴과 같은 비닐시안 화합물을 들 수 있다. 그 밖의 분자 내에 중합성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물은, 1종만을 단독으로 이용하여도 좋고 2종 이상을 병용하여도 좋다.
보호 필름(21, 22)의 위상차값을, 액정 표시 장치 등의 화상 표시 장치에 적합한 값으로 제어하는 것도 유용하다. 예컨대, 인 플레인 스위칭(IPS) 모드의 액정 표시 장치에 있어서는, 보호 필름(22)으로서 실질적으로 위상차값이 제로인 필름을 이용하는 것이 바람직하다. 실질적으로 위상차값이 제로란, 파장 590 ㎚에 있어서의 면내 위상차값 R0이 10 ㎚ 이하이고, 파장 590 ㎚에 있어서의 두께 방향 위상차값 Rth의 절대값이 10 ㎚ 이하이며, 파장 480∼750 ㎚에 있어서의 두께 방향 위상차값 Rth의 절대값이 15 ㎚ 이하인 것을 말한다.
액정 표시 장치의 모드에 따라서는, 보호 필름(21, 22)에 연신 및/또는 수축 가공을 행하여, 적합한 위상차값을 부여하여도 좋다. 예컨대, 시야각 보상을 목적으로 하여, 보호 필름(22)으로서 단층 또는 다층 구조의 위상차층(또는 필름)을 이용할 수 있다. 이 경우, 편광판(100)은, 편광자(10)와 위상차층의 적층 구조를 포함하는 타원 편광판 혹은 원 편광판, 또는 위상차층을 포함하는 시야각 보상 기능을 겸비한 편광판 등일 수 있다.
보호 필름(21, 22)의 두께는 통상 1∼100 ㎛이지만, 강도나 취급성 등의 관점에서 5∼60 ㎛인 것이 바람직하고, 5∼50 ㎛인 것이 보다 바람직하다. 이 범위 내의 두께라면, 편광자(10)를 기계적으로 보호하고, 습열 환경 하에 노출되어도 편광자(10)가 수축하지 않고, 안정된 광학 특성을 유지할 수 있다. 보호 필름(21, 22)을 얇게 할수록 컬이 생기기 쉬워지지만, 본 발명에 따르면, 보호 필름(21, 22)의 두께가 예컨대 30 ㎛ 이하로 얇아도 컬을 억제할 수 있다.
편광판(100)은, 박막화의 관점에서, 보호 필름(21, 22)의 적어도 어느 한쪽을 갖지 않는 구성일 수 있지만, 바람직하게는 편광자(10)의 적어도 한쪽 면에 보호 필름을 구비한다. 편광자(10)의 한쪽 면에만 보호 필름이 적층되는 경우에는 컬이 생기기 쉬워지지만, 본 발명에 따르면, 이러한 경우에도 컬을 억제할 수 있다.
편광자(10)의 한쪽 면에만 보호 필름이 적층되는 경우는, 편광자(10)에 있어서의 보호 필름이 적층되는 면과는 반대측 면에, 후술하는 활성 에너지선 경화성 접착제와 동일한 활성 에너지선 경화성 수지 조성물로부터 형성되는 보호층을 형성할 수도 있다. 보호층을 형성함으로써, 편광자(10)의 한쪽 면에만 보호 필름을 갖는 구성이어도, 습도 변화에 따른 컬이나, 편광자(10)의 열화를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
편광자(10)의 양면에 보호 필름이 접합되는 경우에 있어서 이들 보호 필름은, 동종의 열가소성 수지로 구성되어 있어도 좋고, 이종의 열가소성 수지로 구성되어 있어도 좋다. 또한, 두께가 동일하여도 좋고, 상이하여도 좋다. 또한, 동일한 위상차 특성을 갖고 있어도 좋고, 상이한 위상차 특성을 갖고 있어도 좋다.
보호 필름(21, 22)의 적어도 어느 한쪽은, 그 외면(편광자(10)와는 반대측 면)에, 하드 코트층, 방현층, 광확산층, 위상차층(1/4 파장의 위상차값을 갖는 위상차층 등), 반사방지층, 대전방지층, 방오층과 같은 표면 처리층(코팅층) 또는 광학층을 구비하는 것이어도 좋다.
편광자(10)의 양면에 적층되는 보호 필름의 구성(수지종, 두께, 표면 처리층의 유무 등)이 서로 상이하면 컬이 생기기 쉬워지지만, 본 발명에 따르면, 이러한 경우에도 컬을 억제할 수 있다.
보호 필름(21, 22)은, 예컨대 접착제층을 통해 편광자(10)에 접합할 수 있다. 접착제층을 형성하는 접착제로는, 수계 접착제, 활성 에너지선 경화성 접착제 또는 열경화성 접착제를 이용할 수 있고, 바람직하게는 수계 접착제, 활성 에너지선 경화성 접착제이다.
수계 접착제로는, 폴리비닐알코올계 수지 수용액으로 이루어진 접착제, 수계 이액형 우레탄계 에멀젼 접착제 등을 들 수 있다. 그 중에서도 폴리비닐알코올계 수지 수용액으로 이루어진 수계 접착제가 적합하게 이용된다. 폴리비닐알코올계 수지로는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐을 비누화 처리하여 얻어지는 비닐알코올 호모 폴리머 외에, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체를 비누화 처리하여 얻어지는 폴리비닐알코올계 공중합체, 또는 이들의 수산기를 부분적으로 변성한 변성 폴리비닐알코올계 중합체 등을 이용할 수 있다. 수계 접착제는, 알데히드 화합물(글리옥살 등), 에폭시 화합물, 멜라민계 화합물, 메틸올 화합물, 이소시아네이트 화합물, 아민 화합물, 다가 금속염 등의 가교제를 포함할 수 있다.
수계 접착제를 사용하는 경우는, 편광자(10)와 보호 필름(21, 22)을 접합시킨 후, 수계 접착제 중에 포함되는 물을 제거하기 위한 건조 공정을 실시하는 것이 바람직하다. 건조 공정 후, 양생하는 양생 공정을 마련하여도 좋다. 양생시의 온도는, 통상 20∼45℃이다.
상기 활성 에너지선 경화성 접착제란, 자외선이나 전자선과 같은 활성 에너지선을 조사함으로써 경화하는 접착제를 말하고, 예컨대, 중합성 화합물 및 광중합개시제를 포함하는 경화성 조성물, 광반응성 수지를 포함하는 경화성 조성물, 바인더 수지 및 광반응성 가교제를 포함하는 경화성 조성물 등을 들 수 있다. 바람직하게는 자외선 경화성 접착제이다. 중합성 화합물로는, 광경화성 에폭시계 모노머, 광경화성 (메트)아크릴계 모노머, 광경화성 우레탄계 모노머와 같은 광중합성 모노머나, 광중합성 모노머에서 유래되는 올리고머를 들 수 있다. 광중합개시제로는, 활성 에너지선의 조사에 의해 중성 라디칼, 음이온 라디칼, 양이온 라디칼과 같은 활성종을 발생하는 물질을 포함하는 것을 들 수 있다. 중합성 화합물 및 광중합개시제를 포함하는 활성 에너지선 경화성 접착제로서, 광경화성 에폭시계 모노머 및 광양이온 중합개시제를 포함하는 경화성 조성물이나, 광경화성 (메트)아크릴계 모노머 및 광라디칼 중합개시제를 포함하는 경화성 조성물, 또는 이들 경화성 조성물의 혼합물을 바람직하게 이용할 수 있다.
광경화성 에폭시계 모노머로는, 지환식 에폭시 화합물이 바람직하다. 지환식 에폭시 화합물이란, 지환식 고리의 탄소 원자와 함께 옥시란 고리를 형성하고 있는 구조를 분자 내에 1개 이상 갖는 화합물을 말한다. 지환식 에폭시 화합물은, 1종만을 단독으로 사용하여도 좋고 2종 이상을 병용하여도 좋다. 「지환식 고리의 탄소 원자와 함께 옥시란 고리를 형성하고 있는 구조」란, 이하에 나타내는 구조에 있어서의 (CH2)m에서 1개 또는 복수개의 수소 원자를 제거한 형태의 기이다. 다음 식에서, m은 2∼5의 정수이다.
Figure pat00001
따라서, (CH2)m 중의 1개 또는 복수개의 수소 원자를 제거한 형태의 기가 다른 화학 구조에 결합되어 있는 화합물이 지환식 에폭시 화합물이 될 수 있다. (CH2)m 중의 1개 또는 복수개의 수소 원자는, 메틸기나 에틸기 등의 직쇄상 알킬기로 적절하게 치환되어 있어도 좋다. 지환식 에폭시 화합물 중에서도, 옥사비시클로헥산 고리(상기 식에 있어서 m=4인 것)나, 옥사비시클로헵탄 고리(상기 식에 있어서 m=5인 것)를 갖는 지환식 에폭시 화합물은, 우수한 접착성을 나타내는 점에서 바람직하다. 이하에, 바람직하게 이용되는 지환식 에폭시 화합물을 구체적으로 예시한다.
Figure pat00002
활성 에너지선 경화성 접착제를 이용하는 경우는, 편광자(10)와 보호 필름(21, 22)을 접합시킨 후, 필요에 따라 건조 공정을 행하고, 계속해서 활성 에너지선을 조사함으로써 활성 에너지선 경화성 접착제를 경화시키는 경화 공정을 행한다. 따라서, 활성 에너지선 경화성 접착제를 이용하는 경우, 접착제층은 그 경화물층이다. 활성 에너지선의 광원은 특별히 한정되지 않지만, 파장 400 ㎚ 이하로 발광 분포를 갖는 자외선이 바람직하고, 구체적으로는, 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙 라이트 램프, 마이크로웨이브 여기 수은등, 메탈 할라이드 램프 등을 이용할 수 있다.
편광자(10)와 보호 필름(21, 22)을 접합시키는 데 있어서는, 접착성을 높이기 위해서, 이들 중 적어도 어느 한쪽 접합면에 비누화 처리, 코로나 처리, 플라즈마 처리 등을 행할 수 있다.
편광자(10)의 양면에 보호 필름이 접합되는 경우에 있어서 이들 보호 필름을 접합시키기 위한 접착제는, 동종의 접착제여도 좋고 이종의 접착제여도 좋다. 이종의 접착제를 이용하는 경우에는 컬이 생기기 쉬워지지만, 본 발명에 따르면, 이러한 경우에도 컬을 억제할 수 있다.
(4) 다른 광학 필름
편광판(100)은, 편광자(10) 및 보호 필름(21, 22) 이외의 다른 광학 필름을 포함할 수 있고, 그 대표예는 휘도 향상 필름(50) 및 위상차 필름이다. 편광판(100)이 다른 광학 필름을 포함하는 경우, 프로텍트 필름(60)은, 이 광학 필름의 표면에 적층되어도 좋다.
휘도 향상 필름(50)은, 반사형 편광 필름이라고도 불리는 것으로서, 광원(백라이트)으로부터의 출사광을 투과 편광과 반사 편광 또는 산란 편광으로 분리하는 기능을 갖는 편광 변환 소자가 이용된다. 휘도 향상 필름(50)을 편광자(10) 상에 배치함으로써, 반사 편광 또는 산란 편광인 재귀광을 이용하여, 편광자(10)로부터 출사되는 직선 편광의 출사 효율을 향상시킬 수 있다. 휘도 향상 필름(50)은, 점착제층(제3 점착제층(32))을 통해 편광자(10) 상에 적층할 수 있다. 편광자(10)와 휘도 향상 필름(50) 사이에 보호 필름과 같은 다른 필름이 개재되어 있어도 좋다.
휘도 향상 필름(50)은, 예컨대 이방성 반사 편광자일 수 있다. 이방성 반사 편광자의 일례는, 한쪽 진동 방향의 직선 편광을 투과하고, 다른 쪽 진동 방향의 직선 편광을 반사하는 이방성 다중 박막으로서, 그 구체예는 3M사 제조의 「DBEF」이다(일본 특허 공개 평성 제4-268505호 공보 등 참조). 이방성 반사 편광자의 다른 일례는, 콜레스테릭 액정층과 λ/4판의 복합체로서, 그 구체예는 닛토덴코 제조의 「PCF」이다(일본 특허 공개 평성 제11-231130호 공보 등 참조). 이방성 반사 편광자의 또 다른 일례는, 반사 그리드 편광자로서, 그 구체예는 금속에 미세 가공을 행하여 가시광 영역에서도 반사 편광을 출사하는 금속 격자 반사 편광자(미국 특허 제6288840호 명세서 등 참조), 금속 미립자를 고분자 매트릭스 중에 첨가하여 연신한 필름(일본 특허 공개 평성 제8-184701호 공보 등 참조)이다.
휘도 향상 필름(50)에 있어서의 제3 점착제층(32)과의 접합면에 미리 표면 활성화 처리를 행하여도 좋다. 이에 따라, 습열 환경 하에 있어서 제3 점착제층(32)과 휘도 향상 필름(50) 사이에서의 박리가 쉽게 발생하지 않고, 습열 내구성이 우수한 편광판(100)으로 할 수 있다. 표면 활성화 처리로는, 코로나 처리, 플라즈마 처리, 방전 처리(글로 방전 처리 등), 화염 처리, 오존 처리, UV 오존 처리, 전리 활성선 처리(자외선 처리, 전자선 처리 등)와 같은 건식 처리; 물이나 아세톤 등의 용매를 이용한 초음파 처리, 알칼리 처리, 앵커 코트 처리와 같은 습식 처리를 들 수 있다. 이들 처리는, 단독으로 행하여도 좋고, 2개 이상을 조합하여도 좋다. 그 중에서도, 롤 형상의 필름을 연속적으로 처리하기 위해서는, 코로나 처리, 플라즈마 처리가 바람직하다.
휘도 향상 필름(50)의 외면에, 하드 코트층, 방현층, 광확산층, 위상차층(1/4 파장의 위상차값을 갖는 위상차층 등), 반사방지층, 대전방지층, 방오층과 같은 표면 처리층(코팅층) 또는 광학층을 형성하여도 좋다. 이러한 층의 형성에 의해, 백라이트 테이프와의 밀착성이나 표시 화상의 균일성을 향상시킬 수 있다. 휘도 향상 필름(50)의 두께는, 통상 10∼100 ㎛이지만, 편광판(100)의 박막화의 관점에서, 바람직하게는 10∼50 ㎛, 보다 바람직하게는 10∼30 ㎛이다.
(5) 점착제층(감압식 접착제층)
제1 점착제층(31)은, 편광판(100)의 최표면에 배치되는 점착제층이며, 프로텍트 필름 부착 편광판을 화상 표시 소자(예컨대 액정 셀)나 다른 광학 부재에 접합시키기 위해서 이용할 수 있다. 제3 점착제층(32)은, 편광판(100)을 구성하는 광학 필름끼리(예컨대 휘도 향상 필름(50)과 같은 다른 광학 필름과 편광자(10) 또는 보호 필름(21))를 접합시키기 위해서 이용된다. 제1 점착제층(31), 제3 점착제층(32)은, (메트)아크릴계, 고무계, 우레탄계, 에스테르계, 실리콘계, 폴리비닐에테르계와 같은 수지를 주성분으로 하는 점착제 조성물로 구성할 수 있다. 그 중에서도, 투명성, 내후성, 내열성 등이 우수한 (메트)아크릴계 수지를 베이스 폴리머로 하는 점착제 조성물이 적합하다. 점착제 조성물은, 활성 에너지선 경화형, 열경화형이어도 좋다.
점착제 조성물에 이용되는 (메트)아크릴계 수지(베이스 폴리머)로는, 예컨대, (메트)아크릴산부틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산이소옥틸, (메트)아크릴산2-에틸헥실과 같은 (메트)아크릴산에스테르의 1종 또는 2종 이상을 모노머로 하는 중합체 또는 공중합체가 적합하게 이용된다. 베이스 폴리머에는, 극성 모노머를 공중합시키는 것이 바람직하다. 극성 모노머로는, 예컨대, (메트)아크릴산, (메트)아크릴산2-히드록시프로필, (메트)아크릴산히드록시에틸, (메트)아크릴아미드, N,N-디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, 글리시딜(메트)아크릴레이트와 같은 카르복실기, 수산기, 아미드기, 아미노기, 에폭시기 등을 갖는 모노머를 들 수 있다.
점착제 조성물은, 상기 베이스 폴리머만을 포함하는 것이어도 좋지만, 통상은 가교제를 더 함유한다. 가교제로는, 2가 이상의 금속 이온으로서, 카르복실기와의 사이에서 카르복실산 금속염을 형성하는 것; 폴리아민 화합물로서, 카르복실기와의 사이에서 아미드 결합을 형성하는 것; 폴리에폭시 화합물이나 폴리올로서, 카르복실기와의 사이에서 에스테르 결합을 형성하는 것; 폴리이소시아네이트 화합물로서, 카르복실기와의 사이에서 아미드 결합을 형성하는 것이 예시된다. 그 중에서도, 폴리이소시아네이트 화합물이 바람직하다.
활성 에너지선 경화형 점착제 조성물이란, 자외선이나 전자선과 같은 활성 에너지선의 조사를 받아 경화하는 성질을 갖고 있고, 활성 에너지선 조사 전에 있어서도 점착성을 가지며 필름 등의 피착체에 밀착시킬 수 있고, 활성 에너지선의 조사에 의해 경화하여 밀착력의 조정이 가능한 성질을 갖는 점착제 조성물이다. 활성 에너지선 경화형 점착제 조성물은, 자외선 경화형인 것이 바람직하다. 활성 에너지선 경화형 점착제 조성물은, 베이스 폴리머, 가교제에 덧붙여, 활성 에너지선 중합성 화합물을 더 함유한다. 필요에 따라, 광중합개시제나 광증감제 등을 더 함유시키는 경우도 있다.
점착제 조성물은, 광산란성을 부여하기 위한 미립자, 비드(수지 비드, 유리 비드 등), 유리 섬유, 베이스 폴리머 이외의 수지, 점착성 부여제, 충전제(금속 분말이나 그 밖의 무기 분말 등), 산화방지제, 자외선흡수제, 염료, 안료, 착색제, 소포제(消泡劑), 부식 방지제, 광중합개시제 등의 첨가제를 포함할 수 있다.
제1 점착제층(31) 및 제3 점착제층(32)은, 상기 점착제 조성물의 유기 용제 희석액을 기재 상에 도포하고, 건조시킴으로써 형성할 수 있다. 기재는, 편광자(10), 보호 필름(21, 22), 휘도 향상 필름(50)과 같은 다른 광학 필름, 세퍼레이트 필름(예컨대 세퍼레이트 필름(70)) 등일 수 있다. 활성 에너지선 경화형 점착제 조성물을 이용한 경우는, 형성된 점착제층에, 활성 에너지선을 조사함으로써 원하는 경화도를 갖는 경화물로 할 수 있다.
제1 점착제층(31) 및 제3 점착제층(32)의 두께는, 1∼40 ㎛일 수 있지만, 편광판(100)의 박막화의 관점, 및 양호한 가공성을 유지하면서 편광판(100)의 치수 변화를 억제한다는 관점에서, 3∼25 ㎛(예컨대 3∼20 ㎛, 나아가서는 3∼15 ㎛)로 하는 것이 바람직하다.
제3 점착제층(32)은, 23∼80℃의 온도 범위에 있어서 0.15∼1 MPa의 저장 탄성률을 나타내는 것이 바람직하다. 이에 따라, 습열 환경 하에 있어서 편광자(10)의 수축에 따라 발생하기 쉬운 치수 변화를 억제하여, 편광판(100)의 내구성을 높일 수 있다. 또한, 편광판(100)을 탑재한 화상 표시 장치가 습열 환경 하에 놓여진 경우에도, 편광판(100)의 움직임이 억제되기 때문에, 화상 표시 장치의 신뢰성을 높일 수 있다.
「23∼80℃의 온도 범위에 있어서 0.15∼1 MPa의 저장 탄성률을 나타낸다」란, 이 범위의 어느 온도에 있어서나, 저장 탄성률이 상기 범위 내의 값인 것을 의미한다. 저장 탄성률은 통상 온도 상승에 따라 점감하기 때문에, 23℃ 및 80℃에 있어서의 저장 탄성률이 모두 상기 범위에 들어 있으면, 이 범위의 온도에 있어서, 상기 범위 내의 저장 탄성률을 나타낸다고 볼 수 있다. 제3 점착제층(32)의 저장 탄성률은, 시판되고 있는 점탄성 측정 장치, 예컨대, REOMETRIC사 제조의 점탄성 측정 장치 「DYNAMIC ANALYZER RDA II」를 이용하여 측정할 수 있다.
저장 탄성률을 상기 범위로 조정하기 위한 방법으로는, 베이스 폴리머, 혹은 가교제를 더 포함하는 점착제 조성물에, 올리고머, 구체적으로는, 우레탄(메트)아크릴레이트계의 올리고머를 더 첨가하여 활성 에너지선 경화형 점착제 조성물(바람직하게는 자외선 경화형 점착제 조성물)로 하는 것을 들 수 있다. 보다 바람직하게는, 활성 에너지선을 조사하여 점착제층을 적절히 경화시킨다.
제1 점착제층(31)의 저장 탄성률은, 제3 점착제층(32)과 동일하여도 좋고, 상이하여도 좋다.
(6) 세퍼레이트 필름
세퍼레이트 필름(70)은, 제1 점착제층(31)을 화상 표시 소자(예컨대 액정 셀)나 다른 광학 부재에 접합시킬 때까지 그 표면을 보호하기 위해서 임시로 부착되는 필름이다. 세퍼레이트 필름(70)은 통상 편면에 이형 처리가 행해진 열가소성 수지 필름으로 구성되고, 그 이형 처리면이 제1 점착제층(31)에 접합된다. 세퍼레이트 필름(70)을 구성하는 열가소성 수지는, 예컨대, 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌과 같은 폴리프로필렌계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트와 같은 폴리에스테르계 수지 등일 수 있다. 제3 점착제층(32)의 표면에도, 휘도 향상 필름(50) 등의 광학 필름을 접합시킬 때까지 그 표면을 임시로 부착하여 보호하기 위해서, 위와 같은 세퍼레이트 필름을 접착시켜 둘 수 있다. 세퍼레이트 필름(70)의 두께는, 예컨대 10∼50 ㎛이다.
(7) 프로텍트 필름
프로텍트 필름(60)은, 수지 필름(61)과, 그 위에 적층되는 제2 점착제층(62)으로 구성된다. 프로텍트 필름(60)은, 편광판(100)의 표면을 보호하기 위한 필름으로서, 통상, 예컨대 화상 표시 소자나 다른 광학 부재에 프로텍트 필름 부착 편광판이 접합된 후에 그것이 갖는 제2 점착제층(62)마다 박리 제거된다.
수지 필름(61)을 구성하는 수지는, 예컨대, 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌과 같은 폴리프로필렌계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트와 같은 폴리에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지 등의 열가소성 수지일 수 있다. 바람직하게는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지이다. 수지 필름(61)은, 단층 구조여도 좋고 다층 구조여도 좋지만, 제조 용이성 및 제조비용 등의 관점에서, 바람직하게는 단층 구조이다. 제2 점착제층(62)에 대해서는, 전술한 제1 점착제층(31)이나 제3 점착제층(32)에 대한 기술이 인용된다.
(8) 프로텍트 필름과 편광판의 두께 비
프로텍트 필름(60)의 두께 T2(㎛)와 편광판(100)의 두께 T1(㎛)의 비 T2/T1은, 0.8∼4의 범위 내가 된다. T2/T1가 0.8 이상임으로써, 0.8 미만인 경우와 비교하여 유의하게 컬을 억제할 수 있다. T2/T1는, 바람직하게는 1 이상이다. T2/T1가 4를 초과하는 것은, 프로텍트 필름 부착 편광판의 두께 및 제조비용 면에서 불리하다. 프로텍트 필름(60)은, 프로텍트 필름 부착 편광판의 실사용 후(예컨대 화상 표시 소자에 접합한 후)에 박리 제거되는, 최종 제품에는 남지 않는 필름이기 때문에, 프로텍트 필름(60)의 두께 T2를 크게 하여도, 프로텍트 필름 부착 편광판을 적용한 화상 표시 장치의 박형화에 지장은 없다.
프로텍트 필름(60)의 두께 T2는, 예컨대 60∼200 ㎛일 수 있고, 바람직하게는 70∼150 ㎛이며, 보다 바람직하게는 80∼120 ㎛이다. 두께 T2가 60 ㎛ 미만인 경우에는, 두께 비 T2/T1을 상기 범위 내로 하기 어려운 경우가 있다. 또한, 두께 T2가 200 ㎛를 초과하는 것은, 비용, 롤 반송성, 프로텍트 필름(60)의 리워크성의 면에서 불리하다. 한편, 편광판(100)의 두께 T1은 통상 20∼200 ㎛이고, 바람직하게는 30∼150 ㎛이며, 보다 바람직하게는 40∼120 ㎛이고, 더욱 바람직하게는 50∼100 ㎛이다.
본 발명은, 프로텍트 필름 부착 편광판에 포함되는 편광판(100)이 편광자(10)를 기준으로 비대칭의 층구성을 갖는 경우 등을 포함시키고, 컬을 일으키기 쉬운 구성을 갖는 경우에 특히 유리하다. 컬을 일으키기 쉬운 구성의 예는 다음과 같다.
(a) 편광자(10) 및/또는 보호 필름(21, 22)이 얇은 구성,
(b) 편광자(10)와 보호 필름 사이에 개재되는 접착제층이 활성 에너지선 경화성 접착제의 경화물층인 구성,
(c) 편광자(10)의 편면에만 보호 필름이 접합되어 있는 구성,
(d) 편광자(10)의 한쪽 면에 보호 필름이 접합되어 있고, 다른 쪽 면에 보호 필름 이외의 광학 필름(휘도 향상 필름 등)이 접합되어 있는 구성,
(e) 편광자(10)의 양면에 접합되는 보호 필름의 구성(수지종, 두께, 표면 처리층의 유무 등)이 서로 상이한 구성,
(f) 편광자(10)의 양면에 보호 필름을 접합시키기 위한 접착제층이 서로 이종의 접착제로 형성되는 구성,
(g) 편광자(10)의 양면에 보호 필름이 접합되어 있고, 또한 한쪽 보호 필름 상에 다른 광학 필름이 접합되어 있는 구성,
(h) 그 밖에, 편광자(10)를 기준으로, 한쪽 측에 있어서의 필름 및 층의 합계수와, 다른 쪽 측에 있어서의 필름 및 층의 합계수가 상이한 구성.
<적층체, 액정 패널 및 화상 표시 장치>
본 발명에 따른 프로텍트 필름 부착 편광판은, 화상 표시 소자와, 그 위에 적층되는 프로텍트 필름 부착 편광판을 포함하는 적층체에 적합하게 적용할 수 있다. 이 적층체에 있어서 프로텍트 필름 부착 편광판은, 그 제1 점착제층(31)을 통해(세퍼레이트 필름(70)을 갖는 경우에는 이것을 박리 제거한 후) 화상 표시 소자 상에 접합시킬 수 있다. 프로텍트 필름 부착 편광판을 화상 표시 소자에 접합시킨 후, 원하는 타이밍에 프로텍트 필름(60)은 박리 제거된다. 이 적층체는, 화상 표시 소자와, 그 편면 또는 양면에 적층되는 편광판을 포함하는 액정 패널 또는 그 제조 중간체일 수 있다. 프로텍트 필름(60)은, 적층체를 구축한 후, 프로텍트 필름(60)이 접합되어 있는 상태의 액정 패널을 구축한 후, 또는, 프로텍트 필름(60)이 접합되어 있는 상태의 액정 패널을 이용하여 화상 표시 장치를 구축한 후 등에 박리 제거된다. 통상, 화상 표시 장치로서의 최종 제품에 있어서는, 프로텍트 필름(60)은 박리 제거되어 있다.
화상 표시 장치는, 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치 등 어떠한 것이어도 좋지만, 바람직하게는 액정 표시 장치이다. 액정 표시 장치는, 화상 표시 소자로서의 액정 셀을 구비하는 액정 패널과, 백라이트를 구비한다. 액정 표시 장치를 구축하는 데 있어서 본 발명에 따른 프로텍트 필름 부착 편광판은, 시인측에 배치되는 편광판에 이용되어도 좋고, 백라이트측에 배치되는 편광판에 이용되어도 좋으며, 시인측 및 백라이트측 양쪽의 편광판에 이용되어도 좋지만, 바람직하게는, 본 발명에 따른 프로텍트 필름 부착 편광판은, 적어도 백라이트측의 편광판에 이용된다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 이들의 예에 의해 한정되는 것은 아니다. 이하의 예에 있어서, 프로텍트 필름 부착 편광판을 구성하는 필름 또는 층의 두께, 필름의 면내 위상차값 R0 및 두께 방향 위상차값 Rth, 점착제층의 저장 탄성률, 그리고 프로텍트 필름 부착 편광판의 컬량은, 다음 방법에 따라 측정하였다.
(1) 두께
(주)니콘 제조의 디지털 마이크로미터 「MH-15M」을 이용하여 측정하였다.
(2) 면내 위상차값 Re 및 두께 방향 위상차값 Rth
평행 니콜 회전법을 원리로 하는 위상차계인 오지케이소쿠기키(주) 제조의 「KOBRA-ADH」를 이용하여, 23℃에 있어서 파장 590 ㎚, 483 ㎚ 또는 755 ㎚의 광으로 측정하였다.
(3) 저장 탄성률
점착제층의 저장 탄성률 G'는 이하의 (I)∼(III)에 따라 측정하였다.
(I) 점착제층으로부터 시료를 25±1 ㎎씩 2개 꺼내어, 각각 대략 구 형상으로 성형한다.
(II) 얻어지는 대략 구 형상의 시료를 I형 지그의 상하면에 접착하고, 상하면 모두 L형 지그 사이에 끼운다. 측정 시료의 구성은, L형 지그/접착제/I형 지그/점착제/L형 지그가 된다.
(III) 이렇게 해서 제작된 시료의 저장 탄성률 G'를, 아이티케이소쿠세이교(주) 제조의 동적 점탄성 측정 장치 「DVA-220」을 이용하여, 온도 23℃ 또는 80℃, 주파수 1 Hz, 초기 왜곡 1N의 조건 하에서 측정한다.
(4) 컬량
세퍼레이트 필름이 적층되어 있는 상태의 프로텍트 필름 부착 편광판의 매엽체를, 그 볼록하게 되어 있는 면을 하향으로 하여 평면대에 배치하였다. 이 상태에서, 4개의 코너부의 평면대로부터의 높이를 각각 측정하고, 이들의 평균값을 1차 컬량으로 하였다. 또한, 세퍼레이트 필름을 박리 제거한 상태의 프로텍트 필름 부착 편광판의 매엽체에 대해서 동일한 측정을 행하고, 그 결과를 2차 컬량으로 하였다.
(편광자의 제작)
두께 20 ㎛의 폴리비닐알코올 필름(평균 중합도 약 2400, 비누화도 99.9 몰% 이상)을 건식 연신에 의해 약 5배로 세로 1축 연신하고, 또한 긴장 상태를 유지한 채로 60℃의 순수에 1분간 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.05/5/100인 28℃의 수용액에 60초간 침지하였다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 8.5/8.5/100인 72℃의 수용액에 300초간 침지하였다. 계속해서 26℃의 순수로 20초간 세정한 후, 65℃에서 건조 처리를 행하여, 폴리비닐알코올 필름에 요오드가 흡착 배향되어 있는 두께 7 ㎛의 편광자를 얻었다.
(하드 코트층 부착 휘도 향상 필름의 제작)
두께 17 ㎛의 휘도 향상 필름(3M사 제조의 「Advanced Polarized Film, Version4」)의 한쪽 면에 하드 코트층을 형성하여, 두께 20 ㎛의 하드 코트층 부착 휘도 향상 필름을 얻었다.
(프로텍트 필름의 준비)
이하의 2종류의 프로텍트 필름을 준비하였다.
·총 두께 T2가 93 ㎛인 프로텍트 필름 A; LGChem사 제조의 「LDM 시리즈」(두께 18 ㎛이고 아크릴계의 제2 점착제층과 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 두께 75 ㎛의 수지 필름으로 구성되어 있음)
·총 두께 T2가 58 ㎛인 프로텍트 필름 B; (주)선에이카겐 제조의 「SAT-4238TF-JSL」(두께 20 ㎛이고 아크릴계의 제2 점착제층과 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 두께 38 ㎛의 수지 필름으로 구성되어 있음)
(보호 필름의 준비)
닛폰제온(주) 제조의 환상 폴리올레핀계 수지 필름(두께 13 ㎛, 파장 590 ㎚에서의 면내 위상차값 Re=0.8 ㎚, 파장 590 ㎚에서의 두께 방향 위상차값 Rth=3.4 ㎚, 파장 483 ㎚에서의 두께 방향 위상차값 Rth=3.5 ㎚, 파장 755 ㎚에서의 두께 방향 위상차값 Rth=2.8 ㎚)을 준비하였다.
(제1 점착제층의 준비)
이형 처리가 행해진 두께 38 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 세퍼레이트 필름의 이형 처리면에 두께 20 ㎛의 아크릴계 점착제층이 형성되어 있는 시판되고 있는 세퍼레이트 필름 부착 점착제층을 세퍼레이트 필름이 부착된 제1 점착제층으로서 준비하였다. 이 점착제층의 저장 탄성률은, 23℃에 있어서 0.05 MPa, 80℃에 있어서 0.04 MPa였다.
(제3 점착제층의 제작)
아크릴산부틸과 아크릴산의 공중합체에 우레탄아크릴레이트 올리고머 및 이소시아네이트계 가교제를 첨가한 유기 용제 용액을, 이형 처리가 행해진 두께 38 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 세퍼레이트 필름의 이형 처리면에, 다이코터로 건조 후의 두께가 5 ㎛가 되도록 도공한 후, 건조시켜, 세퍼레이트 필름이 부착된 제3 점착제층을 얻었다. 이 점착제층의 저장 탄성률은, 23℃에 있어서 0.40 MPa, 80℃에 있어서 0.18 MPa였다.
(수계 접착제의 조제)
물 100 중량부에 대하여, 카르복실기 변성 폴리비닐알코올[(주)쿠라레 제조의 「KL-318」]을 3중량부 용해하여, 폴리비닐알코올 수용액을 조제하였다. 얻어진 수용액에 수용성 폴리아미드 에폭시 수지[타오카카가쿠고교(주) 제조의 「스미레즈레진 650(30)」, 고형분 농도 30 중량%]를, 물 100 중량부에 대하여, 1.5 중량부의 비율로 혼합하여, 수계 접착제를 얻었다.
<실시예 1>
다음의 절차에서, 도 4와 동일한 층구성을 갖는 프로텍트 필름 부착 편광판을 제작하였다. 우선, 상기 편광자(10)의 편면에, 상기 수계 접착제를 이용하여 보호 필름(22)으로서 상기에서 준비한 보호 필름을 접합하였다. 접합에 앞서, 보호 필름(22)에 있어서의 편광자(10)와의 접합면에, 15.9 kJ/㎡의 코로나 처리를 실시하였다. 그 후, 80℃에서 5분간 건조시키고, 40℃에서 168시간 동안 양생하였다.
계속해서, 보호 필름(22)에 있어서의 편광자(10)와는 반대측 면에 상기한 제1 점착제층(31)(외면에 세퍼레이트 필름을 갖고 있음)을 접합하였다. 접합에 앞서, 보호 필름(22)의 접합면 및 제1 점착제층(31)의 접합면 양쪽에 15.9 kJ/㎡의 코로나 처리를 실시하였다. 또한, 편광자(10)에 있어서의 보호 필름(22)과는 반대측 면에 상기한 제3 점착제층(32)(외면에 세퍼레이트 필름을 갖고 있음)을 접합하였다. 접합에 앞서, 편광자(10)의 접합면 및 제3 점착제층의 접합면 양쪽에 15.9 kJ/㎡의 코로나 처리를 실시하였다.
다음으로, 제3 점착제층(32)의 세퍼레이트 필름을 박리 제거한 후, 박리에 의해 노출된 제3 점착제층(32)의 표면에, 상기한 하드 코트층 부착 휘도 향상 필름(50)을 접합하였다. 접합에 앞서, 휘도 향상 필름(50)의 접합면에 15.9 kJ/㎡의 코로나 처리를 실시하였다. 제1 점착제층(31)/보호 필름(22)/편광자(10)/제3 점착제층(32)/하드 코트층 부착 휘도 향상 필름(50)의 층구성으로 이루어진 편광판(100)의 총 두께 T1은 66 ㎛였다.
마지막으로, 휘도 향상 필름(50)이 갖는 하드 코트층의 외면에 상기한 프로텍트 필름 A를 그 제2 점착제층을 통해 접합하여, 프로텍트 필름 부착 편광판을 얻었다. 얻어진 프로텍트 필름 부착 편광판으로부터 221 ㎜×139 ㎜ 사이즈의 매엽체를 잘라내어, 이 매엽체에 대해서 상기한 방법에 따라 컬량을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<실시예 2>
다음 절차에서, 보호 필름(22)을 생략한 것 이외에는 도 2와 동일한 층구성을 갖는 프로텍트 필름 부착 편광판을 제작하였다. 우선, 편광자(10)의 편면에, 상기 수계 접착제를 이용하여 보호 필름(21)으로서의 위에서 준비한 보호 필름을 접합하였다. 접합에 앞서, 보호 필름(21)에 있어서의 편광자(10)와의 접합면에, 15.9 kJ/㎡의 코로나 처리를 실시하였다. 그 후, 80℃에서 5분간 건조시키고, 40℃에서 168시간 동안 양생하였다.
계속해서, 편광자(10)의 다른 한쪽 면에 상기한 제1 점착제층(31)(외면에 세퍼레이트 필름(70)을 갖고 있음)을 접합하였다. 접합에 앞서, 편광자(10)의 접합면 및 제1 점착제층(31)의 접합면 양쪽에 15.9 kJ/㎡의 코로나 처리를 실시하였다. 제1 점착제층(31)/편광자(10)/보호 필름(21)의 층구성으로 이루어진 편광판(100)의 총 두께 T1은 40 ㎛였다.
마지막으로, 보호 필름(21)의 외면에 상기 프로텍트 필름 A를, 그 제2 점착제층을 통해 접합하여, 프로텍트 필름 부착 편광판을 얻었다. 얻어진 프로텍트 필름 부착 편광판으로부터 실시예 1과 동일하게 하여 매엽체를 제작하고, 컬량을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<실시예 3>
프로텍트 필름 A 대신에 상기한 프로텍트 필름 B를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 프로텍트 필름 부착 편광판 및 그 매엽체를 제작하고, 컬량을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<비교예 1>
프로텍트 필름을 접합하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 편광판 및 그 매엽체를 제작하고, 컬량을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<비교예 2>
(1) 편광자의 제작
두께 30 ㎛의 폴리비닐알코올 필름(평균 중합도 약 2400, 비누화도 99.9 몰% 이상)을 건식 연신에 의해 약 5배로 세로 1축 연신하고, 긴장 상태를 더 유지한 채로, 60℃의 순수에 1분간 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.05/5/100인 28℃의 수용액에 60초간 침지하였다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 8.5/8.5/100인 72℃의 수용액에 300초간 침지하였다. 계속해서 26℃의 순수로 20초간 세정한 후, 65℃에서 건조 처리를 행하여, 폴리비닐알코올 필름에 요오드가 흡착 배향되어 있는 두께 12 ㎛의 편광자를 얻었다.
(2) 프로텍트 필름 부착 편광판의 제작
다음 절차에서, 도 2와 동일한 층구성을 갖는 프로텍트 필름 부착 편광판을 제작하였다. 우선, 상기 (1)에서 제작한 편광자(10)의 양면에, 상기 수계 접착제를 이용하여 보호 필름(21)으로서의 트리아세틸셀룰로오스 필름(코니카미놀타 가부시키가이샤에서 입수한 상품명 「KC2UAW」, 두께 25 ㎛), 보호 필름(22)으로서의 노르보넨계 수지 필름(닛폰제온 가부시키가이샤에서 입수한 상품명 「ZEONOR」, 두께 23 ㎛)를 각각 접합하였다. 접합에 앞서, 보호 필름(21, 22)에 있어서의 편광자(10)와의 접합면에, 15.9 kJ/㎡의 코로나 처리를 실시하였다. 그 후, 80℃에서 5분간 건조시키고, 40℃에서 168시간 동안 양생하였다.
계속해서, 보호 필름(22)에 있어서의 편광자(10)와는 반대측 면에 상기한 제1 점착제층(31)(외면에 세퍼레이트 필름(70)을 갖고 있음)을 접합하였다. 접합에 앞서, 보호 필름(22)의 접합면 및 제1 점착제층(31)의 접합면 양쪽에 15.9 kJ/㎡의 코로나 처리를 실시하였다. 제1 점착제층(31)/보호 필름(22)/편광자(10)/보호 필름(21)의 층구성으로 이루어진 편광판(100)의 총 두께 T1은 80 ㎛였다. 마지막으로 보호 필름(21)의 외면에 상기한 프로텍트 필름 B를, 그 제2 점착제층을 통해 접합하여, 프로텍트 필름 부착 편광판을 얻었다. 얻어진 프로텍트 필름 부착 편광판으로부터 실시예 1과 동일하게 하여 매엽체를 제작하고, 컬량을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<비교예 3>
다음 절차에서, 프로텍트 필름 부착 편광판을 제작하였다. 우선, 상기 비교예 2의 (1)에서 제작한 편광자(10)의 편면에 점착제층(외면에 세퍼레이트 필름을 갖고 있음)을 접합하였다. 이 점착제층은, 상기한 제3 점착제층과 동일하다. 접합에 앞서, 점착제층의 접합면에, 15.9 kJ/㎡의 코로나 처리를 실시하였다. 점착제층/편광자(10)의 층구성으로 이루어진 편광판(100)의 총 두께 T1은 17 ㎛였다. 마지막으로, 편광자(10)의 외면에 상기한 프로텍트 필름 A를, 그 제2 점착제층을 통해 접합하여, 프로텍트 필름 부착 편광판을 얻었다. 얻어진 프로텍트 필름 부착 편광판으로부터 실시예 1과 동일하게 하여 매엽체를 제작하고, 컬량을 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pat00003

Claims (6)

  1. 편광자를 포함하는 두께 T1(㎛)의 편광판과, 그 한쪽 표면에 적층되는 두께 T2(㎛)의 프로텍트 필름을 구비하고,
    상기 편광자의 두께가 15 ㎛ 이하이며,
    상기 프로텍트 필름의 두께 T2가 80 ∼ 120 ㎛ 이고,
    상기 편광판의 다른 쪽 표면은, 제1 점착제층의 표면으로 구성되어 있고,
    상기 프로텍트 필름은, 상기 한쪽 표면에 적층되는 제2 점착제층과, 그 위에 적층되는 단층의 수지 필름으로 구성되어 있으며,
    두께 비 T2/T1가 0.8∼4의 범위 내인 프로텍트 필름 부착 편광판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 편광판의 다른 쪽 표면에 적층되는 세퍼레이트 필름을 더 구비한 프로텍트 필름 부착 편광판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 편광판은, 상기 편광자 이외의 광학 필름을 더 포함하고, 상기 광학 필름의 표면에 상기 프로텍트 필름이 적층되는 프로텍트 필름 부착 편광판.
  4. 제3항에 있어서, 상기 광학 필름은, 휘도 향상 필름인 프로텍트 필름 부착 편광판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 수지 필름은, 폴리에스테르계 수지를 포함하는 프로텍트 필름 부착 편광판.
  6. 화상 표시 소자와, 그 위에 적층되는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 프로텍트 필름 부착 편광판을 포함하는 적층체.
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