KR20190121320A - 편광판 및 화상 표시 장치 - Google Patents

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KR20190121320A
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아유무 나카하라
토루 나카시마
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

간이한 구성에 의해 표면의 상처를 억제한 편광판을 제공한다. 편광판은 편광자와, 편광자의 적어도 일방의 측에 배치된 보호필름을 갖고, 보호필름은 아크릴계 수지와, 아크릴계 수지에 분산된 코어셸형 입자를 포함하고, 보호필름의 표면의 산술평균조도(Ra)가 6.0㎛ 이상이다.

Description

편광판 및 화상 표시 장치
본 발명은 편광판 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
화상 표시 장치(예를 들면, 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치)에는, 그 화상 형성 방식에 기인하여, 많은 경우, 표시 셀의 적어도 일방의 측에 편광판이 배치되어 있다. 일반적인 편광판은 편광자와 편광자의 편측 또는 양측에 배치된 보호필름을 구비한다. 최근, 내구성의 향상을 목적으로 해서, 가교 탄성체를 함유하는 (메타)아크릴계 수지 필름으로 이루어지는 보호필름을 사용하는 것이 제안되어 있다(특허문헌 1).
일본 특허공개 2016-218478호 공보
최근, 화상 표시 장치의 박형화의 요망에 따라, 화상 표시 장치를 구성하는 각 광학 부재를 근접해서 배치할 필요가 생기고 있다. 그 결과, 편광판이 인접해서 배치된 확산 시트 등의 광학 부재와 접촉함으로써 편광판의 보호필름에 상처가 생길 수 있다. 이러한 문제에 대하여, 종래부터 편광판의 표면에 하드코트층 또는 확산층을 형성함으로써 보호필름의 상처를 억제하는 것이 제안되어 있다. 그러나, 이들 방법에서는, 제조 공정이 증가하는 것에 의해서 생산성이 저하할 수 있고, 비용이 든다고 하는 문제가 생길 수 있다.
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이고, 그 주된 목적은, 간이한 구성에 의해 표면의 상처가 억제된 편광판 및 상기 편광판을 구비하는 화상 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 편광판은, 편광자와, 상기 편광자의 적어도 일방의 측에 배치된 보호필름을 갖고, 보호필름은 아크릴계 수지와, 상기 아크릴계 수지에 분산된 코어셸형 입자를 포함하고, 보호필름의 표면의 산술평균조도(Ra)가 6.0㎚ 이상이다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 아크릴계 수지가 글루탈이미드 단위, 락톤환 단위, 무수 말레산 단위, 말레이미드 단위 및 무수 글루타르산 단위로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1개를 갖는다.
하나의 실시형태에 있어서는, 보호필름의 상기 편광자와는 반대측의 표면에 상기 코어셸형 입자에 의한 요철이 형성되어 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 보호필름이 상기 아크릴계 수지 100중량부에 대하여 상기 코어셸형 입자를 3중량부∼50중량부 함유한다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 코어셸형 입자가 고무상 중합체로 구성된 코어와, 유리상 중합체로 구성되고 상기 코어를 피복하는 피복층을 갖는다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 보호필름이 2축 연신 필름이다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 보호필름의 표면에 확산층을 갖지 않는다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 화상 표시 장치가 제공된다. 이 화상 표시 장치는 표시 셀과, 상기 편광판과, 확산 시트와, 광원을 이 순서로 구비하고, 상기 편광판의 상기 보호필름이 상기 확산 시트에 대향해서 배치되어 있다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면, 간이한 구성에 의해 표면의 상처가 억제된 편광판 및 상기 편광판을 구비하는 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 편광판의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 의한 편광판의 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태에는 한정되지 않는다.
A. 편광판의 전체 구성
도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 편광판의 단면도이다. 편광판(10)은 편광자(1)와, 편광자(1)의 일방의 측에 배치된 보호필름(2)을 갖는다. 보호필름(2)은 아크릴계 수지와, 아크릴계 수지에 분산된 코어셸형 입자를 포함한다. 보호필름(2)의 표면의 산술평균조도(Ra)는 6.0㎚ 이상이다. 바람직하게는, 보호필름(2)의 편광자(1)와는 반대측의 표면에 코어셸형 입자에 의한 요철이 형성되어 있다. 보호필름(2)은, 바람직하게는 아크릴계 수지 100중량부에 대하여 코어셸형 입자를 3중량부∼50중량부 함유한다. 코어셸형 입자는, 대표적으로는 고무상 중합체로 구성된 코어와, 유리상 중합체로 구성되고 코어를 피복하는 피복층을 갖는다. 보호필름(2)은, 바람직하게는 2축 연신 필름이다. 하나의 실시형태에 있어서는, 편광판(10)은 보호필름(2)의 표면에 확산층을 갖지 않는다. 본 발명의 편광판은, 예를 들면, 화상 표시 장치에 장착되어서 확산 시트 등의 다른 광학 부재와 접촉했을 경우에도 상기 다른 광학 부재와의 마찰에 의한 상처의 발생을 억제할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 의한 편광판의 단면도이다. 편광판(11)은 편광자(1)와, 편광자(1)의 일방의 측에 배치된 보호필름(2)(제 1 보호필름)과, 편광자(1)의 타방의 측에 배치된 제 2 보호필름(3)을 갖는다. 제 2 보호필름(3)은, 제 1 보호필름(2)과 같은 재료로 형성된 필름이여도 좋고, 별도의 재료로 형성된 필름이여도 좋다. 편광판(11)은, 제 2 보호필름(3) 대신에 목적 및 용도에 따른 임의의 적절한 광학 기능 필름을 가질 수 있다.
편광판(10) 및 편광판(11)은, 매엽상이여도 좋고, 장척상이여도 좋다. 또한, 편광판(10)은 편광자(1)의 표면에 점착제층(도시하지 않음)을 갖고 있어도 좋고, 편광판(11)은 제 2 보호필름(3)의 표면에 점착제층(도시하지 않음)을 갖고 있어도 된다.
B. 편광자
편광자로서는 임의의 적절한 편광자가 채용될 수 있다. 예를 들면, 편광자를 형성하는 수지 필름은, 단층의 수지 필름이여도 좋고, 2층 이상의 적층체여도 좋다.
단층의 수지 필름으로 구성되는 편광자의 구체예로서는, 폴리비닐알콜(PVA)계 필름, 부분 포르말화 PVA계 필름, 에틸렌·아세트산 비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드나 2색성 염료 등의 2색성 물질에 의한 염색 처리 및 연신 처리가 실시된 것, PVA의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 광학특성이 뛰어나기 때문에, PVA계 필름을 요오드로 염색하고 1축 연신해서 얻어진 편광자가 사용된다.
상기 요오드에 의한 염색은, 예를 들면 PVA계 필름을 요오드 수용액에 침지시킴으로써 행하여진다. 상기 1축 연신의 연신 배율은, 바람직하게는 3∼7배이다. 연신은 염색 처리 후에 행해도 좋고, 염색하면서 행해도 좋다. 또한, 연신하고나서 염색해도 좋다. 필요에 따라서, PVA계 필름에 팽윤 처리, 가교 처리, 세정 처리, 건조 처리 등이 실시된다. 예를 들면, 염색 전에 PVA계 필름을 물에 침지해서 수세함으로써 PVA계 필름 표면의 오염이나 블록킹 방지제를 세정할 수 있을 뿐만 아니라, PVA계 필름을 팽윤시켜서 염색 얼룩 등을 방지할 수 있다.
적층체를 이용하여 얻어지는 편광자의 구체예로서는, 수지 기재와 상기 수지 기재에 적층된 PVA계 수지층(PVA계 수지 필름)의 적층체, 또는, 수지 기재와 상기 수지 기재에 도포 형성된 PVA계 수지층의 적층체를 이용하여 얻어지는 편광자를 들 수 있다. 수지 기재와 상기 수지 기재에 도포 형성된 PVA계 수지층의 적층체를 이용하여 얻어지는 편광자는, 예를 들면, PVA계 수지 용액을 수지 기재에 도포하고, 건조시켜서 수지 기재 상에 PVA계 수지층을 형성하여, 수지 기재와 PVA계 수지층의 적층체를 얻는 것; 상기 적층체를 연신 및 염색해서 PVA계 수지층을 편광자로 하는 것;에 의해 제작될 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 연신은, 대표적으로는 적층체를 붕산 수용액 중에 침지시켜서 연신하는 것을 포함한다. 또한, 연신은, 필요에 따라서 붕산 수용액 중에서의 연신 전에 적층체를 고온(예를 들면, 95℃ 이상)에서 공중 연신하는 것을 더 포함할 수 있다. 얻어진 수지 기재/편광자의 적층체는 그대로 사용해도 좋고(즉, 수지 기재를 편광자의 보호층으로 해도 되고), 수지 기재/편광자의 적층체로부터 수지 기재를 박리하고, 상기 박리면에 목적에 따른 임의의 적절한 보호층을 적층해서 사용해도 좋다. 이러한 편광자의 제조 방법의 상세는, 예를 들면 일본 특허공개 2012-73580호 공보에 기재되어 있다. 상기 공보는, 그 전체의 기재가 본 명세서에 참고로서 원용된다.
편광자의 두께는, 예를 들면 1㎛∼80㎛이다. 하나의 실시형태에 있어서는, 편광자의 두께는, 바람직하게는 1㎛∼15㎛이며, 더 바람직하게는 3㎛∼10㎛이며, 특히 바람직하게는 3㎛∼8㎛이다.
C. 보호필름
C-1. 보호필름의 특성
보호필름은, 상기와 같이, 아크릴계 수지와, 아크릴계 수지에 분산된 코어셸형 입자를 포함하고, 보호필름의 표면의 산술평균조도(Ra)는 6.0㎚ 이상이다. 상기 산술평균조도(Ra)는, 바람직하게는 6㎚∼50㎚이며, 보다 바람직하게는 6㎚∼40㎚이다. 산술평균조도(Ra)를 상기의 범위 내의 값으로 함으로써 보호필름 표면의 슬라이딩성이 지나치게 높아지는 것을 억제하고, 그 결과, 보호필름(및 편광판)을 장척화했을 경우의 권취 어긋남을 억제할 수 있다. 상기 산술평균조도(Ra)는 보호필름 중의 코어셸형 입자의 함유량, 후술하는 보호필름의 제조 방법에 있어서의 연신 조건 등에 의해서 소망의 범위 내로 조정될 수 있다. 보호필름의 두께는, 바람직하게는 5㎛∼150㎛이며, 보다 바람직하게는 10㎛∼100㎛이다.
보호필름은, 바람직하게는 실질적으로 광학적으로 등방성을 갖는다. 본 명세서에 있어서 「실질적으로 광학적으로 등방성을 갖는다」란, 면내 위상차 Re(550)가 0㎚∼10㎚이며, 두께방향의 위상차 Rth(550)가 -10㎚∼+10㎚인 것을 말한다. 면내 위상차 Re(550)는, 보다 바람직하게는 0㎚∼5㎚이며, 더 바람직하게는 0㎚∼3㎚이며, 특히 바람직하게는 0㎚∼2㎚이다. 두께방향의 위상차 Rth(550)는, 보다 바람직하게는 -5㎚∼+5㎚이며, 더 바람직하게는 -3㎚∼+3㎚이며, 특히 바람직하게는 -2㎚∼+2㎚이다. 보호필름의 Re(550) 및 Rth(550)가 이러한 범위이면, 편광판을 화상 표시 장치에 적용했을 경우에 표시 특성에 대한 악영향을 방지할 수 있다. 또한, Re(550)는 23℃에 있어서의 파장 550㎚의 광에서 측정한 필름의 면내 위상차이다. Re(550)는 식: Re(550)=(nx-ny)×d에 의해 구해진다. Rth(550)는 23℃에 있어서의 파장 550㎚의 광에서 측정한 필름의 두께방향의 위상차이다. Rth(550)는 식: Rth(550)=(nx-nz)×d에 의해 구해진다. 여기에서, nx는 면내의 굴절율이 최대가 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절율이며, ny는 면내에서 지상축과 직교하는 방향(즉, 진상축 방향)의 굴절율이며, nz는 두께방향의 굴절율이며, d는 필름의 두께(㎚)이다.
보호필름의 두께 80㎛에 있어서의 380㎚에서의 광선투과율은, 높으면 높을수록 바람직하다. 구체적으로는, 광선투과율은 바람직하게는 85% 이상, 보다 바람직하게는 88% 이상, 더 바람직하게는 90% 이상이다. 광선투과율이 이러한 범위이면, 소망의 투명성을 확보할 수 있다. 광선투과율은, 예를 들면 ASTM-D-1003에 준한 방법으로 측정될 수 있다.
보호필름의 헤이즈는 낮으면 낮을수록 바람직하다. 구체적으로는, 헤이즈는 바람직하게는 5% 이하, 보다 바람직하게는 3% 이하, 더 바람직하게는 1.5% 이하, 특히 바람직하게는 1% 이하이다. 헤이즈가 5% 이하이면, 필름에 양호한 클리어감을 줄 수 있다. 또한, 화상 표시 장치의 시인측 편광판에 사용하는 경우에도, 표시내용을 양호하게 시인할 수 있다.
보호필름의 두께 80㎛에 있어서의 YI는, 바람직하게는 1.27 이하, 보다 바람직하게는 1.25 이하, 더 바람직하게는 1.23 이하, 특히 바람직하게는 1.20 이하이다. YI가 1.3을 초과하면, 광학적 투명성이 불충분하게 될 경우가 있다. 또, YI는, 예를 들면 고속 적분구식 분광투과율 측정기(상품명 DOT-3C: 무라카미 색채기술 연구소제)를 사용한 측정에서 얻어지는 색의 3자극값(X, Y, Z)으로부터, 다음 식에 의해 구할 수 있다.
YI=[(1.28X-1.06Z)/Y]×100
보호필름의 두께 80㎛에 있어서의 b값(헌터의 표색계에 준한 색상의 척도)은, 바람직하게는 1.5 미만, 보다 바람직하게는 1.0 이하이다. b값이 1.5 이상일 경우, 소망하지 않는 색미가 나올 경우가 있다. 또, b값은, 예를 들면 보호필름 샘플을 3㎝×3㎝로 재단하고, 고속 적분구식 분광투과율 측정기(상품명 DOT-3C: 무라카미 색채기술 연구소제)를 이용하여 색상을 측정하고, 상기 색상을 헌터의 표색계에 준해서 평가함으로써 얻을 수 있다.
보호필름의 투습도는, 바람직하게는 300g/㎡·24hr 이하, 보다 바람직하게는 250g/㎡·24hr 이하, 더 바람직하게는 200g/㎡·24hr 이하, 특히 바람직하게는 150g/㎡·24hr 이하, 가장 바람직하게는 100g/㎡·24hr 이하이다. 보호필름의 투습도가 이러한 범위이면, 내구성 및 내습성이 우수한 편광판을 얻을 수 있다.
보호필름의 인장강도는, 바람직하게는 10㎫ 이상 100㎫ 미만이며, 보다 바람직하게는 30㎫ 이상 100㎫ 미만이다. 10㎫ 미만의 경우에는, 충분한 기계적 강도를 발현할 수 없을 경우가 있다. 100㎫를 초과하면, 가공성이 불충분하게 될 우려가 있다. 인장강도는, 예를 들면 ASTM-D-882-61T에 준해서 측정될 수 있다.
보호필름의 인장신도는, 바람직하게는 1.0% 이상, 보다 바람직하게는 3.0% 이상, 더 바람직하게는 5.0% 이상이다. 인장신도의 상한은, 예를 들면 100%이다. 인장신도가 1% 미만일 경우에는, 인성이 불충분하게 될 경우가 있다. 인장신도는, 예를 들면 ASTM-D-882-61T에 준해서 측정될 수 있다.
보호필름의 인장탄성율은, 바람직하게는 0.5㎬ 이상, 보다 바람직하게는 1㎬ 이상, 더 바람직하게는 2㎬ 이상이다. 인장탄성율의 상한은, 예를 들면 20㎬이다. 인장탄성율이 0.5㎬ 미만일 경우에는, 충분한 기계적 강도를 발현할 수 없을 경우가 있다. 인장탄성율은, 예를 들면 ASTM-D-882-61T에 준해서 측정될 수 있다.
보호필름은, 목적에 따라서 임의의 적절한 첨가제를 포함하고 있어도 된다. 첨가제의 구체예로서는, 자외선 흡수제; 힌더드 페놀계, 인계, 황계 등의 산화방지제; 내광안정제, 내후안정제, 열안정제 등의 안정제; 유리섬유, 탄소섬유 등의 보강재; 근적외선 흡수제; 트리스(디브로모프로필)포스페이트, 트리알릴포스페이트, 산화안티몬 등의 난연제; 음이온계, 양이온계, 비이온계의 계면활성제 등의 대전방지제; 무기안료, 유기안료, 염료 등의 착색제; 유기 필러 또는 무기 필러; 수지 개질제; 유기충전제나 무기충전제; 가소제; 활제; 등을 들 수 있다. 첨가제는 아크릴계 수지의 중합시에 첨가되어도 좋고, 필름 형성시에 첨가되어도 좋다. 첨가제의 종류, 수, 조합, 첨가량 등은, 목적에 따라서 적절하게 설정될 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 제 2 보호필름은 제 1 보호필름과 같은 재료 로 형성될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서는, 제 2 보호필름은 제 1 보호필름과는 다른 재료로 형성될 수 있다. 제 2 보호필름이 제 1 보호필름과는 다른 재료로 형성될 경우, 제 2 보호필름의 형성 재료로서는, 예를 들면 코어셸형 입자를 함유하지 않는 아크릴계 수지, 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지, 시클로올레핀계 수지, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 등의 에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 이것들의 공중합체 수지 등을 들 수 있다. 제 2 보호필름의 두께는, 바람직하게는 10㎛∼100㎛이다.
C-2. 아크릴계 수지
C-2-1. 아크릴계 수지의 구성
아크릴계 수지로서는, 임의의 적절한 아크릴계 수지가 채용될 수 있다. 아크릴계 수지는, 대표적으로는 모노머 단위로서 알킬(메타)아크릴레이트를 주성분으로서 함유한다. 본 명세서에 있어서 「(메타)아크릴」이란, 아크릴 및/또는 메타크릴을 의미한다. 아크릴계 수지의 주골격을 구성하는 알킬(메타)아크릴레이트로서는, 직쇄상 또는 분기쇄상의 알킬기의 탄소수 1∼18의 것을 예시할 수 있다. 이것들은 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 아크릴계 수지에는 임의의 적절한 공중합 모노머를 공중합에 의해 도입해도 좋다. 이러한 공중합 모노머의 종류, 수, 공중합비 등은 목적에 따라서 적절하게 설정될 수 있다. 아크릴계 수지의 주골격의 구성 성분(모노머 단위)에 대해서는, 일반식 (2)를 참조하면서 후술한다.
아크릴계 수지는, 바람직하게는 글루탈이미드 단위, 락톤환 단위, 무수 말레산 단위, 말레이미드 단위 및 무수 글루타르산 단위로부터 선택되는 적어도 1개를 갖는다. 락톤환 단위를 갖는 아크릴계 수지는, 예를 들면 일본 특허공개 2008-181078호 공보에 기재되어 있고, 상기 공보의 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다. 글루탈이미드 단위는, 바람직하게는 하기 일반식 (1)로 나타내어진다 :
Figure pct00001
일반식 (1)에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소원자 또는 탄소수 1∼8의 알킬기를 나타내고, R3은 수소원자, 탄소수 1∼18의 알킬기, 탄소수 3∼12의 시클로알킬기, 또는 탄소수 6∼10의 아릴기를 나타낸다. 일반식 (1)에 있어서, 바람직하게는 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소원자 또는 메틸기이며, R3은 수소원자, 메틸기, 부틸기 또는 시클로헥실기이다. 보다 바람직하게는, R1은 메틸기이며, R2는 수소원자이며, R3은 메틸기이다.
상기 알킬(메타)아크릴레이트는, 대표적으로는 하기 일반식 (2)로 나타내어진다 :
Figure pct00002
일반식 (2)에 있어서, R4는 수소원자 또는 메틸기를 나타내고, R5는 수소원자, 또는 치환되어 있어도 되는 탄소수 1∼6의 지방족 또는 지환식 탄화수소기를 나타낸다. 치환기로서는, 예를 들면 할로겐, 수산기를 들 수 있다. 알킬(메타)아크릴레이트의 구체예로서는, (메타)아크릴산 메틸, (메타)아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 n-프로필, (메타)아크릴산 n-부틸, (메타)아크릴산 t-부틸, (메타)아크릴산 n-헥실, (메타)아크릴산 시클로헥실, (메타)아크릴산 클로로메틸, (메타)아크릴산 2-클로로에틸, (메타)아크릴산 2-히드록시에틸, (메타)아크릴산 3-히드록시프로필, (메타)아크릴산 2,3,4,5,6-펜타히드록시헥실 및 (메타)아크릴산 2,3,4,5-테트라히드록시펜틸을 들 수 있다. 일반식 (2)에 있어서, R5는 바람직하게는 수소원자 또는 메틸기이다. 따라서, 특히 바람직한 알킬(메타)아크릴레이트는, 아크릴산 메틸 또는 메타크릴산 메틸이다.
상기 아크릴계 수지는, 단일의 글루탈이미드 단위만을 포함하고 있어도 되고, 상기 일반식 (1)에 있어서의 R1, R2 및 R3이 다른 복수의 글루탈이미드 단위를 포함하고 있어도 된다.
상기 아크릴계 수지에 있어서의 글루탈이미드 단위의 함유 비율은, 바람직하게는 2몰%∼50몰%, 보다 바람직하게는 2몰%∼45몰%, 더 바람직하게는 2몰%∼40몰%, 특히 바람직하게는 2몰%∼35몰%, 가장 바람직하게는 3몰%∼30몰%이다. 함유 비율이 2몰%보다 적으면, 글루탈이미드 단위에 유래해서 발현되는 효과(예를 들면, 높은 광학적 특성, 높은 기계적 강도, 편광자와의 뛰어난 접착성, 박형화)가 충분하게 발휘되지 않을 우려가 있다. 함유 비율이 50몰%를 초과하면, 예를 들면 내열성, 투명성이 불충분하게 될 우려가 있다.
상기 아크릴계 수지는, 단일의 알킬(메타)아크릴레이트 단위만을 포함하고 있어도 되고, 상기 일반식 (2)에 있어서의 R4 및 R5가 다른 복수의 알킬(메타)아크릴레이트 단위를 포함하고 있어도 된다.
상기 아크릴계 수지에 있어서의 알킬(메타)아크릴레이트 단위의 함유 비율은, 바람직하게는 50몰%∼98몰%, 보다 바람직하게는 55몰%∼98몰%, 더 바람직하게는 60몰%∼98몰%, 특히 바람직하게는 65몰%∼98몰%, 가장 바람직하게는 70몰%∼97몰%이다. 함유 비율이 50몰%보다 적으면, 알킬(메타)아크릴레이트 단위에 유래해서 발현되는 효과(예를 들면, 높은 내열성, 높은 투명성)가 충분하게 발휘되지 않을 우려가 있다. 상기 함유 비율이 98몰%보다 많으면, 수지가 물러서 깨지기 쉬워지고, 높은 기계적 강도가 충분하게 발휘될 수 없어, 생산성이 떨어질 우려가 있다.
상기 아크릴계 수지는, 글루탈이미드 단위 및 알킬(메타)아크릴레이트 단위 이외의 단위를 포함하고 있어도 된다.
하나의 실시형태에 있어서는, 아크릴계 수지는 후술하는 분자내 이미드화 반응에 관여하지 않는 불포화 카르복실산 단위를 예를 들면 0∼10중량% 함유할 수 있다. 불포화 카르복실산 단위의 함유 비율은, 바람직하게는 0∼5중량%이며, 보다 바람직하게는 0∼1중량%이다. 함유량이 이러한 범위이면, 투명성, 체류 안정성 및 내습성을 유지할 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 아크릴계 수지는 상기 이외의 공중합 가능한 비닐계 단량체 단위(다른 비닐계 단량체 단위)를 함유할 수 있다. 그 밖의 비닐계단량체로서는, 예를 들면 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴, 알릴글리시딜에테르, 무수 말레산, 무수 이타콘산, N-메틸말레이미드, N-에틸말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, 아크릴산 아미노에틸, 아크릴산 프로필아미노에틸, 메타크릴산 디메틸아미노에틸, 메타크릴산 에틸아미노프로필, 메타크릴산 시클로헥실아미노에틸, N-비닐디에틸아민, N-아세틸비닐아민, 알릴아민, 메타알릴아민, N-메틸알릴아민, 2-이소프로페닐-옥사졸린, 2-비닐-옥사졸린, 2-아크로일-옥사졸린, N-페닐말레이미드, 메타크릴산 페닐아미노에틸, 스티렌, α-메틸스티렌, p-글리시딜스티렌, p-아미노스티렌, 2-스티릴-옥사졸린 등을 들 수 있다. 이것들은 단독으로 사용해도 좋고 병용해도 좋다. 바람직하게는, 스티렌, α-메틸스티렌 등의 스티렌계 단량체이다. 다른 비닐계 단량체 단위의 함유 비율은, 바람직하게는 0∼1중량%이며, 보다 바람직하게는 0∼0.1중량%이다. 이러한 범위이면, 소망하지 않는 위상차의 발현 및 투명성의 저하를 억제할 수 있다.
상기 아크릴계 수지에 있어서의 이미드화율은, 바람직하게는 2.5% ∼20.0%이다. 이미드화율이 이러한 범위이면, 내열성, 투명성 및 성형 가공성이 우수한 수지가 얻어지고, 필름 성형시의 눌음의 발생이나 기계적 강도의 저하가 방지될 수 있다. 상기 아크릴계 수지에 있어서, 이미드화율은 글루탈이미드 단위와 알킬(메타)아크릴레이트 단위의 비로 나타내어진다. 이 비는, 예를 들면 아크릴계 수지의 NMR 스펙트럼, IR 스펙트럼 등으로부터 얻을 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 이미드화율은 1HNMR BRUKER AvanceIII(400㎒)을 이용하여, 수지의 1H-NMR 측정에 의해 구할 수 있다. 보다 구체적으로는, 3.5∼3.8ppm 부근의 알킬(메타)아크릴레이트의 O-CH3 프로톤 유래의 피크면적을 A라고 하고, 3.0∼3.3ppm 부근의 글루탈이미드의 N-CH3 프로톤 유래의 피크의 면적을 B로 해서, 다음 식에 의해 구해진다.
이미드화율 Im(%)={B/(A+B)}×100
상기 아크릴계 수지의 산가는, 바람직하게는 0.10mmol/g∼0.50mmol/g이다. 산가가 이러한 범위이면, 내열성, 기계 물성 및 성형 가공성의 밸런스가 우수한 수지를 얻을 수 있다. 산가가 지나치게 작으면, 소망의 산가로 조정하기 위한 변성제의 사용에 의한 비용상승, 변성제의 잔존에 의한 겔상물의 발생과 같은 문제가 생길 경우가 있다. 산가가 지나치게 크면, 필름 성형시(예를 들면, 용융 압출시)의 발포가 일어나기 쉬워져, 성형품의 생산성이 저하하는 경향이 있다. 상기 아크릴계 수지에 있어서, 산가는 상기 아크릴계 수지에 있어서의 카르복실산 단위 및 카르복실산 무수물 단위의 함유량이다. 본 실시형태에 있어서는, 산가는, 예를 들면, WO2005/054311 또는 일본 특허공개 2005-23272호 공보에 기재된 적정법에 의해 산출할 수 있다.
상기 아크릴계 수지의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 1000∼2000000, 보다 바람직하게는 5000∼1000000, 더 바람직하게는 10000∼500000, 특히 바람직하게는 50000∼500000, 가장 바람직하게는 60000∼150000이다. 중량 평균 분자량은, 예를 들면 겔 침투 크로마토그래프(GPC 시스템, 토소제)를 이용하여, 폴리스티렌 환산에 의해 구할 수 있다. 또, 용제로서는 테트라히드로푸란을 사용할 수 있다.
상기 아크릴계 수지는, Tg(유리전이온도)가 바람직하게는 110℃ 이상, 보다 바람직하게는 115℃ 이상, 더 바람직하게는 120℃ 이상, 특히 바람직하게는 125℃ 이상, 가장 바람직하게는 130℃ 이상이다. Tg가 110℃ 이상이면, 이러한 수지로부터 얻어진 보호필름을 포함하는 편광판은, 내구성이 뛰어난 것이 되기 쉽다. Tg의 상한값은, 바람직하게는 300℃ 이하, 보다 바람직하게는 290℃ 이하, 더 바람직하게는 285℃ 이하, 특히 바람직하게는 200℃ 이하, 가장 바람직하게는 160℃ 이하이다. Tg가 이러한 범위이면, 성형성이 뛰어날 수 있다.
C-2-2. 아크릴계 수지의 중합
상기 아크릴계 수지는, 예를 들면 이하의 방법으로 제조할 수 있다. 이 방법은, (I) 일반식 (2)로 나타내어지는 알킬(메타)아크릴레이트 단위에 대응하는 알킬(메타)아크릴레이트 단량체와, 불포화 카르복실산 단량체 및/또는 그 전구체 단량체를 공중합해서 공중합체(a)를 얻는 것; 및, (II) 상기 공중합체(a)를 이미드화제로 처리함으로써 상기 공중합체(a) 중의 알킬(메타)아크릴레이트 단량체 단위와 불포화 카르복실산 단량체 및/또는 그 전구체 단량체 단위의 분자 내 이미드화 반응을 행하고, 일반식 (1)로 나타내어지는 글루탈이미드 단위를 공중합체 중에 도입하는 것;을 포함한다.
불포화 카르복실산 단량체로서는, 예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤 산, α-치환 아크릴산, α-치환 메타크릴산을 들 수 있다. 그 전구체 단량체로서는, 예를 들면 아크릴아미드, 메타크릴아미드 등을 들 수 있다. 이것들은 단독으로 사용해도 좋고 병용해도 좋다. 바람직한 불포화 카르복실산 단량체는 아크릴산 또는 메타크릴산이며, 바람직한 전구체 단량체는 아크릴아미드이다.
공중합체(a)를 이미드화제에 의해 처리하는 방법으로서는, 임의의 적절한 방법을 사용할 수 있다. 구체예로서는, 압출기를 사용하는 방법, 배치식 반응조(압력용기)를 사용하는 방법을 들 수 있다. 압출기를 사용하는 방법은, 압출기를 이용하여 공중합체(a)를 가열 용융하고, 이것을 이미드화제로 처리하는 것을 포함한다. 이 경우, 압출기로서는 임의의 적절한 압출기를 사용할 수 있다. 구체예로서는, 단축 압출기, 2축 압출기, 다축 압출기를 들 수 있다. 배치식 반응조(압력용기)를 사용하는 방법에 있어서는, 임의의 적절한 배치식 반응조(압력용기)를 사용할 수 있다.
이미드화제로서는, 상기 일반식 (1)로 나타내어지는 글루탈이미드 단위를 생성 가능한 한에 있어서 임의의 적절한 화합물을 사용할 수 있다. 이미드화제의 구체예로서는, 메틸아민, 에틸아민, n-프로필아민, i-프로필아민, n-부틸아민, i-부틸아민, tert-부틸아민, n-헥실아민 등의 지방족 탄화수소기 함유 아민, 아닐린, 벤질아민, 톨루이딘, 트리클로로아닐린 등의 방향족 탄화수소기 함유 아민, 시클로헥실아민 등등의 지환식 탄화수소기 함유 아민을 들 수 있다. 또한, 예를 들면 가열에 의해 이러한 아민을 발생하는 요소계 화합물을 사용할 수도 있다. 요소 화합물로서는, 예를 들면 요소, 1,3-디메틸요소, 1,3-디에틸요소, 1,3-디프로필요소를 들 수 있다. 이미드화제는, 바람직하게는 메틸아민, 암모니아, 시클로헥실아민이며, 보다 바람직하게는 메틸아민이다.
이미드화에 있어서는 상기 이미드화제에 추가해서, 필요에 따라서, 폐환 촉진제를 첨가해도 좋다.
이미드화에 있어서의 이미드화제의 사용량은, 공중합체(a) 100중량부에 대하여, 바람직하게는 0.5중량부∼10중량부이며, 보다 바람직하게는 0.5중량부∼6중량부이다. 이미드화제의 사용량이 0.5중량부보다 적으면, 소망의 이미드화율이 달성되지 않을 경우가 많다. 그 결과, 얻어지는 수지의 내열성이 매우 불충분하게 되고, 성형 후의 눌음 등의 외관 결함을 유발할 경우가 있다. 이미드화제의 사용량이 10중량부를 초과하면, 수지 중에 이미드화제가 잔존하고, 상기 이미드화제에 의해 성형 후의 눌음 등의 외관 결함이나 발포를 유발할 경우가 있다.
본 실시형태의 제조 방법은, 필요에 따라서 상기 이미드화에 추가하여, 에스테르화제에 의한 처리를 포함할 수 있다.
에스테르화제로서는, 예를 들면 디메틸카보네이트, 2,2-디메톡시프로판, 디메틸술폭시드, 트리에틸 오르토포르메이트, 트리메틸 오르토아세테이트, 트리메틸 오르토포르메이트, 디페닐카보네이트, 디메틸술페이트, 메틸톨루엔술포네이트, 메틸트리플루오로메탄술포네이트, 메틸아세테이트, 메탄올, 에탄올, 메틸이소시아네이트, p-클로로페닐이소시아네이트, 디메틸카르보디이미드, 디메틸-t-부틸실릴클로라이드, 이소프로페닐아세테이트, 디메틸우레아, 테트라메틸암모늄하이드로옥사이드, 디메틸디에톡시실란, 테트라-N-부톡시실란, 디메틸(트리메틸실란)포스파이트, 트리메틸포스파이트, 트리메틸포스페이트, 트리크레실포스페이트, 디아조메탄, 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드, 시클로헥센옥사이드, 2-에틸헥실글리시딜에테르, 페닐글리시딜에테르, 벤질글리시딜에테르를 들 수 있다. 이것들 중에서도, 비용 및 반응성 등의 관점으로부터, 디메틸카보네이트가 바람직하다.
에스테르화제의 첨가량은, 아크릴계 수지의 산가가 소망의 값으로 되도록 설정될 수 있다.
C-2-3. 다른 수지의 병용
본 발명의 실시형태에 있어서는, 상기 아크릴계 수지와 다른 수지를 병용해도 좋다. 즉, 아크릴계 수지를 구성하는 모노머 성분과 다른 수지를 구성하는 모노머 성분을 공중합하고, 상기 공중합체를 D항에서 후술하는 필름 형성에 제공해도 좋고; 아크릴계 수지와 다른 수지의 블랜드를 필름 형성에 제공해도 좋다. 다른 수지로서는, 예를 들면 스티렌계 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에스테르, 폴리술폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리아세탈, 폴리이미드, 폴리에테르이미드 등의 다른 열가소성 수지, 페놀계 수지, 멜라민계 수지, 폴리에스테르계 수지, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지 등의 열경화성 수지를 들 수 있다. 병용하는 수지의 종류 및 배합량은, 목적 및 얻어지는 필름에 소망되는 특성 등에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 예를 들면, 스티렌계 수지(바람직하게는, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체)는, 위상차 제어제로서 병용될 수 있다.
아크릴계 수지와 다른 수지를 병용할 경우, 아크릴계 수지와 다른 수지의 블랜드에 있어서의 아크릴계 수지의 함유량은, 바람직하게는 50중량%∼100중량%, 보다 바람직하게는 60중량%∼100중량%, 더 바람직하게는 70중량%∼100중량%, 특히 바람직하게는 80중량%∼100중량%이다. 함유량이 50중량% 미만일 경우에는, 아크릴계 수지가 본래 갖는 높은 내열성, 높은 투명성이 충분하게 반영될 수 없을 우려가 있다.
C-3. 코어셸형 입자
상기 보호필름에 있어서, 코어셸형 입자는 아크릴계 수지 100중량부에 대하여, 바람직하게는 3중량부∼50중량부, 보다 바람직하게는 3중량부∼40중량부 배합된다. 이것에 의해, 보호필름의 표면의 산술평균조도(Ra)를 소망의 범위 내로 조정할 수 있다. 코어셸형 입자는, 일부가 보호필름의 표면에 노출됨으로써 보호필름의 표면에 요철을 형성해도 좋고, 보호필름의 표면에 노출하지 않고(아크릴계 수지에 덮여진 상태에서) 보호필름의 표면에 요철을 형성해도 좋다.
코어셸형 입자는, 대표적으로는 고무상 중합체로 구성된 코어와, 유리상 중합체로 구성되고 상기 코어를 피복하는 피복층을 갖는다. 코어셸형 입자는 최내층 또는 중간층으로서, 유리상 중합체로 구성된 층을 1층 이상 갖고 있어도 된다.
코어를 구성하는 고무상 중합체의 Tg는 바람직하게는 20℃ 이하이며, 보다 바람직하게는 -60℃∼20℃이며, 더 바람직하게는 -60℃∼10℃이다. 코어를 구성하는 고무상 중합체의 Tg가 20℃를 초과하면, 아크릴계 수지의 기계적 강도의 향상이 충분하지는 않을 우려가 있다. 피복층을 구성하는 유리상 중합체(경질 중합체)의 Tg는, 바람직하게는 50℃ 이상이며, 보다 바람직하게는 50℃∼140℃이며, 더 바람직하게는 60℃∼130℃이다. 피복층을 구성하는 유리상 중합체의 Tg가 50℃보다 낮으면, 아크릴계 수지의 내열성이 저하할 우려가 있다.
코어셸형 입자에 있어서의 코어의 함유 비율은, 바람직하게는 30중량%∼95중량%, 보다 바람직하게는 50중량%∼90중량%이다. 코어에 있어서의 유리상 중합체층의 비율은, 코어의 총량 100중량%에 대하여 0∼60중량%, 바람직하게는 0∼45중량%, 보다 바람직하게는 10중량%∼40중량%이다. 코어셸형 입자에 있어서의 피복층의 함유 비율은, 바람직하게는 5중량%∼70중량%, 보다 바람직하게는 10중량%∼50중량%이다.
하나의 실시형태에 있어서는, 아크릴계 수지 중에 분산된 코어셸형 입자는 편평 형상을 가질 수 있다. 코어셸형 입자는, C-4항에서 후술하는 연신에 의해 편평화될 수 있다. 편평화된 코어셸형 입자의 길이/두께의 비는 7.0 이하이다. 길이/두께의 비는, 바람직하게는 6.5 이하이며, 보다 바람직하게는 6.3 이하이다. 한편, 길이/두께의 비는, 바람직하게는 4.0 이상이며, 보다 바람직하게는 4.5 이상이며, 더 바람직하게는 5.0 이상이다. 본 명세서에 있어서 「길이/두께의 비」란, 코어셸형 입자의 평면으로 본 형상의 대표길이와 두께의 비를 의미한다. 여기에서, 「대표길이」란, 평면으로 본 형상이 원형인 경우에는 지름, 타원형인 경우에는 장지름, 직사각형 또는 다각형의 경우에는 대각선의 길이를 말한다. 상기 비는, 예를 들면 이하의 순서로 구할 수 있다. 얻어진 필름 단면을 투과형 전자현미경(예를 들면, 가속전압 80kV, RuO4 염색 초박절편법)으로 촬영하고, 얻어진 사진에 존재하는 코어셸형 입자 중 긴 것(대표길이에 가까운 단면이 얻어지고 있는 것)으로부터 순차적으로 30개를 추출하고, (길이의 평균값)/(두께의 평균값)을 산출함으로써, 상기 비를 얻을 수 있다.
코어셸형 입자의 코어를 구성하는 고무상 중합체, 피복층을 구성하는 유리상 중합체(경질 중합체), 이것들의 중합 방법, 및 기타의 구성의 상세에 대해서는, 예를 들면 일본 특허공개 2016-33552호 공보에 기재되어 있다. 이 공보의 기재는, 본 명세서에 참고로서 원용된다.
C-4. 보호필름의 형성
본 발명의 실시형태에 의한 보호필름은, 대표적으로는 상기 아크릴계 수지(기타의 수지를 병용할 경우에는, 상기 기타의 수지와의 블랜드) 및 코어셸형 입자를 포함하는 조성물을 필름 형성하는 것을 포함하는 방법에 의해 형성될 수 있다. 또한, 보호필름을 형성하는 방법은, 상기 필름을 연신하는 것을 포함할 수 있다.
필름 형성에 사용되는 코어셸형 입자의 평균 입자지름은, 바람직하게는 1㎚∼500㎚이다. 이러한 평균 입자지름이면, 얻어지는 보호필름의 표면의 산술평균조도(Ra)를 소망의 범위 내로 조정할 수 있다. 코어의 평균 입자지름은, 바람직하게는 50㎚∼300㎚이며, 보다 바람직하게는 70㎚∼300㎚이다.
필름을 형성하는 방법으로서는, 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 구체예로서는, 캐스트 도공법(예를 들면, 유연법), 압출 성형법, 사출 성형법, 압축 성형법, 트랜스퍼 성형법, 블로우 성형법, 분말 성형법, FRP 성형법, 캘린더 성형법, 열 프레스법을 들 수 있다. 바람직하게는, 압출 성형법 또는 캐스트 도공법이다. 얻어지는 필름의 평활성을 높이고, 양호한 광학적 균일성을 얻을 수 있기 때문이다. 특히 바람직하게는, 압출 성형법이다. 잔존 용매에 의한 문제를 고려할 필요가 없기 때문이다. 그 중에서도, T다이를 사용한 압출 성형법이, 필름의 생산성 및 이후의 연신 처리의 용이성의 관점으로부터 바람직하다. 성형 조건은, 사용되는 수지의 조성이나 종류, 얻어지는 필름에 소망되는 특성 등에 따라 적당하게 설정될 수 있다.
연신 방법으로서는, 임의의 적절한 연신 방법, 연신 조건(예를 들,면 연신 온도, 연신 배율, 연신 속도, 연신 방향)이 채용될 수 있다. 연신 방법의 구체예로서는, 자유단 연신, 고정단 연신, 자유단 수축, 고정단 수축을 들 수 있다. 이것들은 단독으로 사용되어도 좋고, 동시에 사용되어도 좋고, 축차로 사용해도 좋다. 아크릴계 수지에 대한 코어셸형 입자의 배합량이 적절하게 조정된 필름을 적절한 연신 조건으로 연신함으로써, 코어셸형 입자가 필름의 표면으로 이동(블리드)하고, 그 결과, 필름의 표면에 요철이 형성되어, 얻어지는 보호필름의 표면의 산술평균조도(Ra)가 상기 소망의 범위 내로 조정될 수 있다.
연신 방향은, 목적에 따라서 적절한 방향이 채용될 수 있다. 구체적으로는, 길이방향, 폭방향, 두께방향, 경사방향을 들 수 있다. 연신 방향은, 일방향이어도 좋고(1축 연신), 2방향이어도 좋고(2축 연신), 3방향 이상이여도 좋다. 본 발명의 실시형태에 있어서는, 대표적으로는 길이방향의 1축 연신, 길이방향 및 폭방향의 동시 2축 연신, 길이방향 및 폭방향의 축차 2축 연신이 채용될 수 있다. 바람직하게는, 2축 연신(동시 또는 축차)이다. 면내 위상차의 제어가 용이하고, 광학적 등방성을 실현하기 쉽기 때문이다.
연신 온도는, 보호필름에 소망되는 광학적 특성, 기계적 특성 및 두께, 사용되는 수지의 종류, 사용되는 필름의 두께, 연신 방법(1축 연신 또는 2축 연신), 연신 배율, 연신 속도 등에 따라 변화될 수 있다. 구체적으로는, 연신 온도는, 바람직하게는 Tg∼Tg+50℃, 더 바람직하게는 Tg+15℃∼Tg+50℃, 가장 바람직하게는 Tg+35℃∼Tg+50℃이다. 이러한 온도에서 연신함으로써, 적절한 특성을 갖는 보호필름을 얻을 수 있다. 구체적인 연신 온도는, 예를 들면 110℃∼200℃이며, 바람직하게는 120℃∼190℃이다. 연신 온도가 이러한 범위이면, 연신 배율 및 연신 속도를 적절하게 조정함으로써, 코어셸형 입자가 필름의 표면에 블리드하고, 얻어지는 보호필름의 표면의 산술평균조도(Ra)를 상기 소망의 범위 내로 조정할 수 있다.
연신 배율도 또한, 연신 온도와 마찬가지로, 보호필름에 소망되는 표면의 산술평균조도(Ra), 광학적 특성, 기계적 특성 및 두께, 사용되는 수지의 종류, 사용되는 필름의 두께, 연신 방법(1축 연신 또는 2축 연신), 연신 온도, 연신 속도 등 에 따라 변화될 수 있다. 2축 연신을 채용할 경우, 폭방향(TD)의 연신 배율과 길이방향(MD)의 연신 배율의 비(TD/MD)는, 바람직하게는 1.0∼1.5이며, 보다 바람직하게는 1.0∼1.4이며, 더 바람직하게는 1.0∼1.3이다. 또한, 2축 연신을 채용할 경우의 면배율(길이방향의 연신 배율과 폭방향의 연신 배율의 곱)은, 바람직하게는 2.0∼6.0이며, 보다 바람직하게는 3.0∼5.5이며, 더 바람직하게는 3.5∼5.2이다. 연신 배율이 이러한 범위이면, 연신 온도 및 연신 속도를 적절하게 조정함으로써, 코어셸형 입자가 필름의 표면에 블리드하고, 얻어지는 보호필름의 표면의 산술평균조도(Ra)를 상기 소망의 범위 내로 조정할 수 있다.
연신 속도도 또한, 연신 온도와 마찬가지로, 보호필름에 소망되는 표면의 산술평균조도(Ra), 광학적 특성, 기계적 특성 및 두께, 사용되는 수지의 종류, 사용되는 필름의 두께, 연신 방법(1축 연신 또는 2축 연신), 연신 온도, 연신 배율 등 에 따라 변화될 수 있다. 연신 속도는, 바람직하게는 3%/초∼20%/초이며, 보다 바람직하게는 3%/초∼15%/초이며, 더 바람직하게는 3%/초∼10%/초이다. 2축 연신을 채용할 경우, 하나의 방향의 연신 속도와 또 하나의 방향의 연신 속도는, 동일하여도 되고 달라도 된다. 연신 속도가 이러한 범위이면, 연신 온도 및 연신 배율을 적절하게 조정함으로써, 코어셸형 입자가 필름의 표면에 블리드하고, 얻어지는 보호필름의 표면의 산술평균조도(Ra)를 상기 소망의 범위 내로 조정할 수 있다.
이상과 같이 하여, 보호필름이 형성될 수 있다.
D. 화상 표시 장치
상기 A부터 C항에 기재된 편광판은, 화상 표시 장치에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 그러한 편광판을 사용한 화상 표시 장치도 포함한다. 화상 표시 장치의 대표예로서는, 액정 표시 장치, 유기 일렉트로루미네선스(EL) 표시 장치를 들 수 있다. 화상 표시 장치는, 대표적으로는 표시 셀과, 편광판과, 확산 시트와, 광원(백라이트)을 이 순서로 구비하고, 편광판의 보호필름이 확산 시트에 대향해서 배치된다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 각 특성의 측정 방법은 이하와 같다. 또, 특별히 명기하지 않는 한, 실시예에 있어서의 「부」 및 「%」는 중량기준이다.
(1) 두께
디지털 마이크로미터(안리츠사제, 제품명「KC-351C」)를 이용하여 측정했다.
(2) 보호필름의 표면의 산술평균조도(Ra)
산술평균조도(Ra)는, 광학식 표면형상 측정기(Veeco Instruments사제, 상품명 「Optical Profilometer NT3300」)를 사용해서 측정했다.
(3) 상처 평가
유리판(MICRO SLIDE GLASS Pre-cleaned 수록마(水綠磨) t1.3(MATSUNAMI사제), 제품 형번 「S200423」, 사이즈: 65㎜×165㎜, Thickness 1.2∼1.5㎜)에, 50㎜×1500㎜의 사이즈로 재단한 상기 편광판을, 점착제층을 통해서 접합함으로써 유리판과 편광판의 적층체를 제작했다. 상기 적층체는, 액정 패널의 구성을 의사적으로 재현하는 것이다.
트레이 속에, 확산 시트(스미토모 스리엠 가부시키가이샤제, 제품명「DBEF-D2-400」)를 배치하고, 상기 확산 시트 위에 상기 적층체를, 편광판측의 면을 아래로 해서 배치했다. 이어서, 상기 트레이를, 200회/min×10min의 조건에서 진탕시켰다. 그 후, 적층체를 인출하고, 편광판의 제 1 보호필름의 마모 상처(마찰 상처의 덩어리)의 유무를 육안으로 확인했다.
<실시예 1>
(편광판의 제작)
1. 보호필름의 제작
MS 수지(MS-200; 메타크릴산 메틸/스티렌(몰비)=80/20의 공중합체, 신닛테츠카가쿠(주)제)를 모노메틸아민으로 이미드화(이미드화율: 5%)했다. 얻어진 이미드화 MS 수지는, 일반식 (1)로 나타내어지는 글루탈이미드 단위(R1 및 R3은 메틸기, R2는 수소원자이다), 일반식 (2)로 나타내어지는 (메타)아크릴산 에스테르 단위(R4 및 R5는 메틸기이다), 및 스티렌 단위를 갖고 있었다. 또, 상기 이미드화에는 구경 15㎜의 맞물림형 동방향 회전식 2축 압출기를 사용했다. 압출기의 각 온도조절 존의 설정 온도를 230℃, 스크류 회전수 150rpm으로 하고, MS 수지를 2.0kg/hr로 공급하고, 모노메틸아민의 공급량은 MS 수지 100중량부에 대하여 2중량부로 했다. 호퍼로부터 MS 수지를 투입하고, 니딩 블록에 의해서 수지를 용융 및 충만시킨 후, 노즐로부터 모노메틸아민을 주입했다. 반응 존의 말단에는 시일 링을 넣어서 수지를 충만시켰다. 반응 후의 부생성물 및 과잉의 메틸아민을, 벤트구의 압력을 -0.08㎫로 감압해서 탈휘했다. 압출기 출구에 설치된 다이로부터 스트랜드로서 나온 수지는, 수조에서 냉각한 후, 펠리타이저로 펠릿화했다. 얻어진 이미드화 MS 수지의 이미드화율은 5.0%, 산가는 0.5mmol/g이었다.
상기에서 얻어진 이미드화 MS 수지 100중량부와 코어셸형 입자 10중량부를 단축 압출기에 투입해서 용융 혼합하고, T다이를 통과시켜서 필름 형성함으로써 두께 40㎛의 압출 필름을 얻었다. 얻어진 압출 필름을 연신 온도 160℃에서 길이방향 및 폭방향으로 각각 2배로 동시 2축 연신했다. 연신 속도는 길이방향 및 폭방향 모두 10%/초이었다.
이와 같이 하여, 보호필름을 제작했다. 얻어진 보호필름의 두께는 10㎛, 산술표면조도(Ra)는 22.18㎚, 면내 위상차 Re(550)는 2㎚, 두께방향 위상차 Rth(550)는 2㎚이었다.
2. 편광자의 제작
두께 30㎛의 폴리비닐알콜(PVA)계 수지 필름(쿠라레제, 제품명「PE3000」)의 장척 롤을, 롤 연신기에 의해 길이방향으로 5.9배가 되도록 길이방향으로 1축 연신하면서 동시에 팽윤, 염색, 가교, 세정 처리를 실시하고, 최후에 건조 처리를 실시함으로써 두께 12㎛의 편광자를 제작했다.
구체적으로는, 팽윤 처리는 20℃의 순수로 처리하면서 2.2배로 연신했다. 이어서, 염색 처리는 얻어지는 편광자의 단체 투과율이 45.0%로 되도록 요오드 농도가 조정된 요오드와 요오드화 칼륨의 중량비가 1:7인 30℃의 수용액 중에 있어서 처리하면서 1.4배로 연신했다. 또한, 가교 처리는 2단계의 가교 처리를 채용하고, 1단계째의 가교 처리는 40℃의 붕산과 요오드화 칼륨을 용해한 수용액에 있어서 처리하면서 1.2배로 연신했다. 1단계째의 가교 처리의 수용액의 붕산 함유량은 5.0중량%이고, 요오드화 칼륨 함유량은 3.0중량%로 했다. 2단계째의 가교 처리는 65℃의 붕산과 요오드화 칼륨을 용해한 수용액에 있어서 처리하면서 1.6배로 연신했다. 2단계째의 가교 처리의 수용액의 붕산 함유량은 4.3중량%이고, 요오드화 칼륨 함유량은 5.0중량%로 했다. 또한 세정 처리는 20℃의 요오드화 칼륨 수용액으로 처리했다. 세정 처리의 수용액의 요오드화 칼륨 함유량은 2.6중량%로 했다. 최후에, 건조 처리는 70℃에서 5분간 건조시켜서 편광자를 얻었다.
3. 편광판의 제작
(제 2 보호필름)
상기 편광자의 한쪽의 면에, 폴리비닐알콜계 접착제를 통해서 제 1 보호필름으로서 상기에서 얻어진 보호필름을 접합하고, 상기 편광자의 다른쪽의 면에, 폴리비닐알콜계 접착제를 통해서 제 2 보호필름으로서 TAC 필름(다이니폰인사츠사제, 상품명 「DSG-03」, 두께 70㎛)을 접합했다.
(점착제층)
냉각관, 질소 도입관, 온도계 및 교반 장치를 구비한 반응용기에, 아크릴산 부틸 94.9부, 아크릴산 5부, 아크릴산 2-히드록시에틸 0.1부, 및 디벤조일퍼옥사이드를 상기 모노머 합계(고형분) 100부에 대하여 0.3부를 아세트산 에틸과 함께 첨가하여, 질소 가스 기류 하, 60℃에서 7시간 반응시킨 후, 그 반응액에 아세트산 에틸을 첨가해서 중량 평균 분자량 220만, 분산비 3.9의 아크릴계 폴리머(B)를 함유하는 용액을 얻었다(고형분 농도 30%). 상기 아크릴계 폴리머(B)를 함유하는 용액의 고형분 100부당, 0.6부의 트리메티롤프로판트리 레인지 이소시아네이트(니혼폴리우레탄 고교(주)제: 코로네이트L)와, 0.075부의 γ-글리시독시프로필메톡시실란(신에츠 카가쿠 고교(주)제: KBM-403)을 배합하여 점착제의 용액을 얻었다. 상기 용액을, 고형분 농도가 15%로 되도록 아세트산 에틸로 희석해서 점착제 도포액을 조제했다. 실리콘 처리를 실시한, 38㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(미쓰비시 카가쿠 폴리에스테르 필름(주)제, MRF38)의 편면에, 상기에서 조제한 점착제 도포액을 도포 두께가 134.0㎛로 되도록 파운텐 다이코터를 이용하여 도포했다. 이어서, 155℃에서 1분간 건조를 행하고, 두께 20㎛의 점착제층을 형성했다. 상기 점착제층을, 상기 TAC 필름의 표면에 전사하고, 편광판(점착제층 부착)을 제작했다. 얻어진 편광판을 상기의 평가에 제공했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<실시예 2>
두께 80㎛의 압출 필름을 형성하고, 이 압출 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 보호필름을 작성했다. 얻어진 보호필름의 두께는 20㎛, 산술평균조도(Ra)는 12.37㎚이었다. 상기 보호필름을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 편광판을 제작했다. 상기 편광판을 실시예 1과 같은 평가에 제공했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<실시예 3>
두께 160㎛의 압출 필름을 형성하고, 이 압출 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 보호필름을 작성했다. 얻어진 보호필름의 두께는 40㎛, 산술평균조도(Ra)는 6.48㎚이었다. 상기 보호필름을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 편광판을 제작했다. 상기 편광판을 실시예 1과 같은 평가에 제공했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<실시예 4>
두께 120㎛의 압출 필름을 형성하고, 이 압출 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 보호필름을 작성했다. 얻어진 보호필름의 두께는 30㎛, 산술평균조도(Ra)는 8.17㎚이었다. 상기 보호필름을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 편광판을 제작했다. 상기 편광판을 실시예 1과 같은 평가에 제공했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<실시예 5>
이미드화 MS 수지 100중량부와 코어셸형 입자 3중량부를 단축 압출기에 투입해서 용융 혼합함으로써 압출 필름을 형성하고, 이 압출 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 4와 마찬가지로 해서 보호필름을 작성했다. 얻어진 보호필름의 두께는 30㎛, 산술평균조도(Ra)는 6.11㎚이었다. 상기 보호필름을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 편광판을 제작했다. 상기 편광판을 실시예 1과 같은 평가에 제공했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<실시예 6>
이미드화 MS 수지 100중량부와 코어셸형 입자 5중량부를 단축 압출기에 투입해서 용융 혼합함으로써 압출 필름을 형성하고, 이 압출 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 4와 마찬가지로 해서 보호필름을 작성했다. 얻어진 보호필름의 두께는 30㎛, 산술평균조도(Ra)는 6.79㎚이었다. 상기 보호필름을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 편광판을 제작했다. 상기 편광판을 실시예 1과 같은 평가에 제공했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<실시예 7>
이미드화 MS 수지 100중량부와 코어셸형 입자 20중량부를 단축 압출기에 투입해서 용융 혼합함으로써 압출 필름을 형성하고, 이 압출 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 4와 마찬가지로 해서 보호필름을 작성했다. 얻어진 보호필름의 두께는 30㎛, 산술평균조도(Ra)는 23.45㎚이었다. 상기 보호필름을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 편광판을 제작했다. 상기 편광판을 실시예 1과 같은 평가에 제공했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<실시예 8>
이미드화 MS 수지 100중량부와 코어셸형 입자 30중량부를 단축 압출기에 투입해서 용융 혼합함으로써 압출 필름을 형성하고, 이 압출 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 4와 마찬가지로 해서 보호필름을 작성했다. 얻어진 보호필름의 두께는 30㎛, 산술평균조도(Ra)는 31.37㎚이었다. 상기 보호필름을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 편광판을 제작했다. 상기 편광판을 실시예 1과 같은 평가에 제공했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<실시예 9>
이미드화 MS 수지 100중량부와 코어셸형 입자 40중량부를 단축 압출기에 투입해서 용융 혼합함으로써 압출 필름을 형성하고, 이 압출 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 4와 마찬가지로 해서 보호필름을 작성했다. 얻어진 보호필름의 두께는 30㎛, 산술평균조도(Ra)는 32.79㎚이었다. 상기 보호필름을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 편광판을 제작했다. 상기 편광판을 실시예 1과 같은 평가에 제공했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<실시예 10>
얻어진 압출 필름을 연신 온도 140℃에서 연신한 것 이외에는 실시예 4와 마찬가지로 해서 보호필름을 작성했다. 얻어진 보호필름의 두께는 30㎛, 산술평균조도(Ra)는 8.06㎚이었다. 상기 보호필름을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 편광판을 제작했다. 상기 편광판을 실시예 1과 같은 평가에 제공했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<실시예 11>
얻어진 압출 필름을 연신 온도 130℃에서 연신한 것 이외에는 실시예 4와 마찬가지로 해서 보호필름을 작성했다. 얻어진 보호필름의 두께는 30㎛, 산술평균조도(Ra)는 6.72㎚이었다. 상기 보호필름을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 편광판을 제작했다. 상기 편광판을 실시예 1과 같은 평가에 제공했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<실시예 12>
얻어진 압출 필름을 연신 온도 170℃에서 연신한 것 이외에는 실시예 4와 마찬가지로 해서 보호필름을 작성했다. 얻어진 보호필름의 두께는 30㎛, 산술평균조도(Ra)는 15.76㎚이었다. 상기 보호필름을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 편광판을 제작했다. 상기 편광판을 실시예 1과 같은 평가에 제공했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<실시예 13>
얻어진 압출 필름을 연신 온도 180℃에서 연신한 것 이외에는 실시예 4와 마찬가지로 해서 보호필름을 작성했다. 얻어진 보호필름의 두께는 30㎛, 산술평균조도(Ra)는 17.29㎚이었다. 상기 보호필름을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 편광판을 제작했다. 상기 편광판을 실시예 1과 같은 평가에 제공했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<비교예 1>
이미드화 MS 수지만을 단축 압출기에 투입해서 용융 혼합함으로써 압출 필름을 형성하고, 얻어진 압출 필름을 연신 온도 145℃에서 연신한 것 이외에는 실시예 3과 마찬가지로 해서 보호필름을 작성했다. 얻어진 보호필름의 두께는 40㎛, 산술평균조도(Ra)는 4.2㎚이었다. 상기 보호필름을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 편광판을 제작했다. 상기 편광판을 실시예 1과 같은 평가에 제공했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<비교예 2>
이미드화 MS 수지 100중량부와 코어셸형 입자 1중량부를 단축 압출기에 투입해서 용융 혼합함으로써 압출 필름을 형성하고, 이 압출 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 3과 마찬가지로 해서 보호필름을 작성했다. 얻어진 보호필름의 두께는 40㎛, 산술평균조도(Ra)는 4.93㎚이었다. 상기 보호필름을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 편광판을 제작했다. 상기 편광판을 실시예 1과 같은 평가에 제공했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<비교예 3>
이미드화 MS 수지 100중량부와 코어셸형 입자 5중량부를 단축 압출기에 투입해서 용융 혼합함으로써 압출 필름을 형성하고, 얻어진 압출 필름을 연신 온도 100℃에서 연신한 것 이외에는 실시예 3과 마찬가지로 해서 보호필름을 작성했다. 얻어진 보호필름의 두께는 40㎛, 산술평균조도(Ra)는 5.14㎚이었다. 상기 보호필름을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 편광판을 제작했다. 상기 편광판을 실시예 1과 같은 평가에 제공했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00003
표 1로부터 분명하게 나타나 있는 바와 같이, 비교예 1∼3의 편광판은 확산 시트와 접촉시킨 상태에서 진탕시킴으로써 마모 상처가 생겼지만, 실시예 1∼13의 편광판은 확산 시트와 접촉시킨 상태에서 진탕해도 마모 상처가 생기지 않았다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명의 편광판은 화상 표시 장치에 적합하게 사용된다. 본 발명의 화상 표시 장치는 휴대정보단말(PDA), 스마트폰, 휴대전화, 시계, 디지털 카메라, 휴대 게임기 등의 휴대기기; PC 모니터, 노트북, 복사기 등의 OA 기기; 비디오 카메라, 텔레비젼, 전자레인지 등의 가정용 전기기기; 백 모니터, 카 네비게이션 시스템용 모니터, 카 오디오 등의 차량 탑재용 기기; 디지털 사이니지, 상업점포용 인포메이션용 모니터 등의 전시기기; 감시용 모니터 등의 경비기기; 개호용 모니터, 의료용 모니터 등의 개호·의료기기; 등의 각종 용도에 사용할 수 있다.
1 : 편광자
2 : 보호필름
3 : 제 2 보호필름
10 : 편광판
11 : 편광판

Claims (8)

  1. 편광자와, 상기 편광자의 적어도 일방의 측에 배치된 보호필름을 갖고,
    상기 보호필름은 아크릴계 수지와, 상기 아크릴계 수지에 분산된 코어셸형 입자를 포함하고,
    상기 보호필름의 표면의 산술평균조도(Ra)가 6.0㎚ 이상인 편광판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 아크릴계 수지가 글루탈이미드 단위, 락톤환 단위, 무수 말레산 단위, 말레이미드 단위 및 무수 글루타르산 단위로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1개를 갖는 편광판.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 보호필름의 상기 편광자와는 반대측의 표면에 상기 코어셸형 입자에 의한 요철이 형성되어 있는 편광판.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호필름이 상기 아크릴계 수지 100중량부에 대하여 상기 코어셸형 입자를 3중량부∼50중량부 함유하는 편광판.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어셸형 입자가 고무상 중합체로 구성된 코어와, 유리상 중합체로 구성되고 상기 코어를 피복하는 피복층을 갖는 편광판.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호필름이 2축 연신 필름인 편광판.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호필름의 표면에 확산층을 갖지 않는 편광판.
  8. 표시 셀과, 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 편광판과, 확산 시트와, 광원을 이 순서로 구비하고,
    상기 편광판의 상기 보호필름이 상기 확산 시트에 대향해서 배치되어 있는 화상 표시 장치.
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