KR20200044876A - 편광판 - Google Patents

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KR20200044876A
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Abstract

고온고습 환경 하에서도 광학 내구성이 양호한 편광판을 제공한다. 편광자와 제1 경화물층을 이 순으로 포함하는 편광판으로서, 제1 경화물층은 옥사졸린기 함유 중합체(A)와, 카르복실기를 갖는 화합물(B)과, 옥사졸린기 함유 중합체(A)의 옥사졸린기와 화합물(B)의 카르복실기의 반응을 촉진시키는 화합물(C)을 포함하는 경화성 조성물의 경화물층인 편광판이 제공된다.

Description

편광판
본 발명은 편광판에 관한 것이다.
최근 액정 표시 장치는 스마트폰이나 태블릿형 단말로 대표되는 모바일 기기 용도나 자동차 내비게이션 시스템으로 대표되는 차량 탑재용 기기 용도로 전개되고 있다. 이러한 용도에서는 종래의 옥내용 TV 용도와 비교하여 가혹한 환경에 노출될 가능성이 있으므로, 장치의 내구성 향상이 과제로 되어 있다.
액정 표시 장치 등을 구성하는 광학 필름에 있어서도 마찬가지로 내구성이 요구되고 있다. 즉, 액정 표시 장치 등에 삽입된 광학 필름은, 고온 또는 고온고습 환경 하에 놓이거나 고온과 저온이 반복되는 환경 하에 놓이는 경우가 있는데, 이들 환경 하에서도 광학 특성이 열화되지 않을 것이 요구된다.
상기 광학 필름의 일례는, 편광자의 편면 또는 양면에 접착제를 이용하여 보호 필름과 같은 열가소성 수지 필름을 적층 접합하여 이루어지는 편광판이다〔예컨대 일본 특허공개 2009-008860호 공보(특허문헌 1)〕.
특허문헌 1: 일본 특허공개 2009-008860호 공보
본 발명의 목적은 고온고습 환경 하에서도 광학 내구성이 양호한 편광판을 제공하는 데에 있다.
본 발명은 이하에 나타내는 편광판, 경화성 조성물 및 경화물층을 제공한다.
[1] 편광자와 제1 경화물층을 이 순서로 포함하는 편광판으로서,
상기 제1 경화물층은,
옥사졸린기 함유 중합체(A)와
카르복실기를 갖는 화합물(B)과
옥사졸린기 함유 중합체(A)의 옥사졸린기와 화합물(B)의 카르복실기의 반응을 촉진시키는 화합물(C)
을 포함하는 경화성 조성물의 경화물층인 편광판.
[2] 상기 경화성 조성물에 있어서의 화합물(B)의 함유량이 옥사졸린기 함유 중합체(A) 및 화합물(B)의 합계량 100 질량부 중 0.01 질량부 이상 15 질량부 이하인 [1]에 기재한 편광판.
[3] 상기 경화성 조성물에 있어서의 화합물(C)의 함유량이 옥사졸린기 함유 중합체(A) 및 화합물(B)의 합계량 100 질량부에 대하여 10 질량부 초과 100 질량부 이하인 [1] 또는 [2]에 기재한 편광판.
[4] 화합물(B)은 분자 내에 카르복실기를 2 이상 갖는 [1]∼[3]의 어느 하나에 기재한 편광판.
[5] 화합물(B)은 분자량이 1000 이하인 [1]∼[4]의 어느 하나에 기재한 편광판.
[6] 상기 편광자와 상기 제1 경화물층과 제1 열가소성 수지 필름을 이 순서로 포함하는 [1]∼[5]의 어느 하나에 기재한 편광판.
[7] 제1 열가소성 수지 필름은, 셀룰로오스에스테르계 수지, 폴리에스테르계 수지, (메트)아크릴계 수지 및 환상 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1 이상의 열가소성 수지를 포함하는 [6]에 기재한 편광판.
[8] 제2 열가소성 수지 필름과 제2 경화물층과 상기 편광자와 상기 제1 경화물층과 상기 제1 열가소성 수지 필름을 이 순서로 포함하는 [6] 또는 [7]에 기재한 편광판.
[9] 편광자는 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 [1]∼[8]의 어느 하나에 기재한 편광판.
[10] 편광자와 제1 열가소성 수지 필름을 접착시키기 위한 경화성 조성물로서,
옥사졸린기 함유 중합체(A)와
카르복실기를 갖는 화합물(B)과
옥사졸린기 함유 중합체(A)의 옥사졸린기와 화합물(B)의 카르복실기의 반응을 촉진시키는 화합물(C)
을 포함하는 경화성 조성물.
[11] 화합물(B)의 함유량이 옥사졸린기 함유 중합체(A) 및 화합물(B)의 합계량 100 질량부 중 0.01 질량부 이상 15 질량부 이하인 [10]에 기재한 경화성 조성물.
[12] 화합물(C)의 함유량이 옥사졸린기 함유 중합체(A) 및 화합물(B)의 합계량 100 질량부에 대하여 10 질량부 초과 100 질량부 이하인 [10] 또는 [11]에 기재한 경화성 조성물.
[13] 옥사졸린기 함유 중합체(A)와
카르복실기를 갖는 화합물(B)과
옥사졸린기 함유 중합체(A)의 옥사졸린기와 화합물(B)의 카르복실기의 반응을 촉진시키는 화합물(C)
을 포함하는 경화성 조성물을 경화시켜 이루어지는 경화물층으로서,
화합물(C)의 함유량이 옥사졸린기 함유 중합체(A) 및 화합물(B)의 합계량 100 질량부에 대하여 10 질량부 초과 100 질량부 이하인 경화물층.
고온고습 환경 하에서도 광학 내구성이 양호한 편광판을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 편광판의 층 구성의 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 편광판의 층 구성의 다른 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 편광판의 층 구성의 다른 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 편광판의 층 구성의 다른 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 편광판의 층 구성의 다른 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 편광판을 포함하는 광학적층체의 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
<편광판>
본 발명에 따른 편광판은 편광자와 제1 경화물층을 이 순서로 포함한다. 제1 경화물층은, 옥사졸린기 함유 중합체(A), 카르복실기를 갖는 화합물(B)〔이하, 「화합물(B)」이라고도 한다.〕 및 옥사졸린기 함유 중합체(A)의 옥사졸린기와 화합물(B)의 카르복실기의 반응을 촉진시키는 화합물(C)〔이하, 「화합물(C)」이라고도 한다.〕을 포함하는 경화성 조성물의 경화물층이다.
본 발명에 따른 편광판은 고온고습 환경 하에서도 양호한 광학 내구성을 보일 수 있다. 양호한 광학 내구성이란, 고온고습 환경 하에 놓인 경우에도 편광판의 광학 특성(예컨대 편광도)이 저하하기 어려운 성질을 말한다.
〔1〕 편광판의 구성
본 발명에 따른 편광판의 층 구성의 예를 도 1∼도 4에 도시한다.
도 1에 도시되는 편광판은 편광자(30)와 그 한쪽의 면에 적층되는 제1 경화물층(15)을 포함한다. 제1 경화물층(15)은 편광자(30)의 표면을 피복하여 보호하는 오버코트층으로서 기능할 수 있다.
편광자(30)와 제1 경화물층(15)은 직접 접해 있는 것이 바람직하다.
도 2에 도시되는 편광판은, 편광자(30)와, 그 한쪽의 면에 제1 경화물층(15)을 통해 적층 접합되는 제1 열가소성 수지 필름(10)을 포함한다. 제1 경화물층(15)은 편광자(30)와 제1 열가소성 수지 필름(10)을 접착하는 접착제층으로서 기능할 수 있다.
제1 경화물층(15)과 제1 열가소성 수지 필름(10)은 직접 접해 있는 것이 바람직하다.
편광자(30)와 제1 경화물층(15)은 직접 접해 있는 것이 바람직하다.
도 3에 도시되는 편광판은, 편광자(30)와, 그 한쪽의 면에 제1 경화물층(15)을 통해 적층 접합되는 제1 열가소성 수지 필름(10)과, 편광자(30)의 다른 쪽의 면에 제2 경화물층(25)을 통해 적층 접합되는 제2 열가소성 수지 필름(20)을 포함한다. 즉, 본 발명에 따른 편광판은, 제2 열가소성 수지 필름(20)과 제2 경화물층(25)과 편광자(30)와 제1 경화물층(15)과 제1 열가소성 수지 필름(10)을 이 순서로 포함하는 것이라도 좋다. 제1 경화물층(15) 및 제2 경화물층(25)은 각각 편광자(30)와 제1 열가소성 수지 필름(10)을 접착하는 접착제층, 편광자(30)와 제2 열가소성 수지 필름(20)을 접착하는 접착제층으로서 기능할 수 있다.
제1 경화물층(15)과 제1 열가소성 수지 필름(10)은 직접 접해 있는 것이 바람직하다.
편광자(30)와 제1 경화물층(15)은 직접 접해 있는 것이 바람직하다.
제2 경화물층(25)과 제2 열가소성 수지 필름(20)은 직접 접해 있는 것이 바람직하다.
편광자(30)와 제2 경화물층(25)은 직접 접해 있는 것이 바람직하다.
도 4에 도시되는 편광판은, 편광자(30)와, 그 한쪽의 면에 적층되는 제1 경화물층(15)과, 편광자(30)의 다른 쪽의 면에 제2 경화물층(25)을 통해 적층 접합되는 제2 열가소성 수지 필름(20)을 포함한다. 제1 경화물층(15)은 편광자(30)의 표면을 피복하여 보호하는 오버코트층으로서 기능할 수 있다. 제2 경화물층(25)은 편광자(30)와 제2 열가소성 수지 필름(20)을 접착하는 접착제층으로서 기능할 수 있다.
편광자(30)와 제1 경화물층(15)은 직접 접해 있는 것이 바람직하다.
제2 경화물층(25)과 제2 열가소성 수지 필름(20)은 직접 접해 있는 것이 바람직하다.
편광자(30)와 제2 경화물층(25)은 직접 접해 있는 것이 바람직하다.
도 5에 도시되는 편광판은, 편광자(30)와, 그 한쪽의 면에 적층되는 제1 경화물층(15)과, 편광자(30)의 다른 쪽의 면에 적층되는 제2 경화물층(25)을 포함한다. 제1 경화물층(15) 및 제2 경화물층(25)은 편광자(30)의 표면을 피복하여 보호하는 오버코트층으로서 기능할 수 있다.
편광자(30)와 제1 경화물층(15)은 직접 접해 있는 것이 바람직하다.
편광자(30)와 제2 경화물층(25)은 직접 접해 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 편광판은 상기한 것 이외의 다른 층(또는 필름)을 포함할 수 있다. 다른 층으로서는, 예컨대 제1 열가소성 수지 필름(10), 제2 열가소성 수지 필름(20), 제1 경화물층(15), 제2 경화물층(25) 및/또는 편광자(30)의 외면에 적층되는 점착제층; 이 점착제층의 외면에 적층되는 세퍼레이트 필름(「박리 필름」이라고도 불린다.); 제1 열가소성 수지 필름(10), 제2 열가소성 수지 필름(20), 제1 경화물층(15), 제2 경화물층(25) 및/또는 편광자(30)의 외면에 적층되는 프로텍트필름(「표면 보호 필름」이라고도 불린다.); 제1 열가소성 수지 필름(10), 제2 열가소성 수지 필름(20), 제1 경화물층(15), 제2 경화물층(25) 및/또는 편광자(30)의 외면에 접착제층이나 점착제층을 통해 적층되는 광학 기능성 필름(또는 층) 등을 들 수 있다.
〔2〕 제1 경화물층
제1 경화물층(15)은 옥사졸린기 함유 중합체(A), 화합물(B) 및 화합물(C)을 포함하는 경화성 조성물(S)의 경화물층이다.
〔2-1〕 옥사졸린기 함유 중합체(A)
옥사졸린기 함유 중합체(A)는, 분자 내에 옥사졸린기를 갖는 중합체이며, 측쇄에 옥사졸린기를 갖는 중합체인 것이 바람직하다.
옥사졸린기 함유 중합체(A)의 골격 구조는 특별히 제한되지 않지만, 예컨대 (메트)아크릴 골격, 스티렌 골격, 올레핀 골격, 에스테르 골격, 카보네이트 골격 등에서 선택되는 1종 이상의 골격을 포함할 수 있다.
본 명세서에 있어서 「(메트)아크릴」이란, 아크릴 및 메타크릴로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 나타낸다. 「(메트)아크릴로일」 및 「(메트)아크릴레이트」 등의 표기에 관해서도 마찬가지다.
옥사졸린기 함유 중합체(A)는 상기 골격 구조의 측쇄에 옥사졸린기를 가질 수 있다.
옥사졸린기 함유 중합체(A)의 바람직한 일례는, 구성 단위의 주성분으로서 (메트)아크릴 골격을 포함하는 골격 구조를 포함하고, 공중합 성분으로서 측쇄에 옥사졸린기를 갖는 구성 단위(옥사졸린기 함유 모노머 유래의 구성 단위)를 도입한 옥사졸린기 함유 (메트)아크릴계 중합체이다.
옥사졸린기 함유 중합체(A)로서는, 옥사졸린기 함유 모노머를 공중합한 것 외에, 중합체의 측쇄 작용기를 변성함으로써 옥사졸린기를 함유시킨 것이라도 좋다.
옥사졸린기로서는, 예컨대 2-옥사졸린기, 3-옥사졸린기, 4-옥사졸린기 등을 들 수 있다. 옥사졸린기는 바람직하게는 2-옥사졸린기 등이다.
상기 옥사졸린기 함유 모노머로서는 2-이소프로페닐-2-옥사졸린, 비닐-2-옥사졸린 등을 들 수 있다.
옥사졸린기 함유 중합체(A)의 중량 평균 분자량은 바람직하게는 5000 이상이며, 보다 바람직하게는 10000 이상이다. 중량 평균 분자량이 상기 범위인 것은, 편광판의 광학 내구성의 향상 및 편광자(30)와 제1 경화물층(15) 사이의 밀착성이나 편광자(30)와 제1 열가소성 수지 필름(10) 사이의 접착성 향상의 관점에서 유리하게 될 수 있다. 옥사졸린기 함유 중합체(A)의 중량 평균 분자량은 통상 1000000(백만) 이하이다.
옥사졸린기 함유 중합체(A)의 중량 평균 분자량은 겔 퍼미에이션 크로마토그래피(GPC)에 의한 표준 폴리스티렌 환산치로서 측정할 수 있다.
옥사졸린기 함유 중합체(A)의 옥사졸린기량(옥사졸린기 함유 중합체(A)의 고형분 1 g 당 옥사졸린기의 몰수)은 바람직하게는 0.4 mmol/g·solid 이상이다. 옥사졸린기량이 상기한 범위보다 작으면, 편광판의 광학 내구성이 저하할 우려가 있다. 이러한 관점에서, 옥사졸린기 함유 중합체의 옥사졸린기량은 보다 바람직하게는 3 mmol/g·solid 이상, 더욱 바람직하게는 5 mmol/g·solid 이상 9 mmol/g·solid 이하이다. 옥사졸린기량의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 통상은 50 mmol/g·solid 이하이다.
옥사졸린기 함유 중합체(A)는, 수계, 즉 수용성의 중합체이거나 또는 수분산성의 중합체인 것이 바람직하다. 제1 경화물층(15)의 광학 특성의 관점에서, 옥사졸린기 함유 중합체(A)는 바람직하게는 수용성의 중합체이다.
옥사졸린기 함유 중합체(A)는 시판 제품을 이용하여도 좋다. 구체적으로는, 가부시키가이샤닛폰쇼쿠바이 제조 에포크로스 WS-300, 에포크로스 WS-500, 에포크로스 WS-700(모두 상품명) 등의 옥사졸린기 함유 아크릴 폴리머; 가부시키가이샤닛폰쇼쿠바이 제조 에포크로스 K-1000 시리즈, 에포크로스 K-2000 시리즈, 에포크로스 RPS 시리즈(모두 상품명) 등의 옥사졸린기 함유 아크릴/스티렌 폴리머를 들 수 있다.
옥사졸린기 함유 중합체(A)는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다.
편광판의 광학 내구성 및 광학 특성, 편광자(30)와 제1 경화물층(15) 사이의 밀착성이나 편광자(30)와 제1 열가소성 수지 필름(10) 사이의 접착성, 그리고 제1 경화물층(15)의 내수성의 관점에서, 옥사졸린기 함유 중합체(A)는 에포크로스 WS-300,에포크로스 WS-500, 에포크로스 WS-700 등의 옥사졸린기 함유 아크릴 폴리머인 것이 바람직하다.
옥사졸린기 함유 중합체(A)의 함유량은, 경화성 조성물(S)의 고형분 농도를 100 질량%로 할 때, 바람직하게는 60 질량% 이상 95 질량% 이하, 보다 바람직하게는 65 질량% 이상 90 질량% 이하, 더욱 바람직하게는 70 질량% 이상 85 질량% 이하이다. 옥사졸린기 함유 중합체(A)의 함유량을 상기한 범위 내로 하는 것은, 편광판의 광학 내구성 및 편광자(30)와 제1 경화물층(15) 사이의 밀착성이나 편광자(30)와 제1 열가소성 수지 필름(10) 사이의 접착성의 관점에서 바람직하다.
고형분 농도란, 경화성 조성물(S)에 포함되는 용제 이외의 성분의 합계 농도를 말한다.
〔2-2〕 화합물(B)
카르복실기를 갖는 화합물(B)은, 옥사졸린기 함유 중합체(A)의 옥사졸린기와 반응할 수 있는 카르복실기를 갖는 화합물이다. 여기서 말하는 카르복실기에는 카르복실기의 유도체도 포함된다.
카르복실기의 유도체로서는 카르복실레이트 음이온기를 들 수 있다. 카르복실레이트 음이온기의 카운터 이온이 되는 양이온으로서는, 리튬 이온, 나트륨 이온, 칼륨 이온 등의 금속 이온; 암모늄 이온, 술포늄 이온, 포스포늄 이온 등의 유기 양이온 등을 들 수 있다.
경화성 조성물(S)은, 1종의 화합물(B)을 포함하고 있어도 좋고, 2종 이상의 화합물(B)을 포함하고 있어도 좋다.
그 중에서도 화합물(B)은, 편광판의 광학 내구성, 편광자(30)와 제1 경화물층(15) 사이의 밀착성이나 편광자(30)와 제1 열가소성 수지 필름(10) 사이의 접착성, 그리고 제1 경화물층(15)의 내수성을 높인다는 관점에서, 분자 내에 카르복실기(또는 그 유도체)를 2 이상 갖는 화합물(다작용 카르복실산 화합물)인 것이 바람직하다.
다작용 카르복실산 화합물의 일례는 디카르복실산 화합물이다. 디카르복실산 화합물로서는, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바신산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 타르타르산, 글루타민산, 사과산, 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 뮤콘산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 2,7-나프탈렌디카르복실산, 4,4'-비페닐디카르복실산, 2,5-피리딘디카르복실산, 3,5-피리딘디카르복실산, 디페닐술폰디카르복실산, 디페닐메탄디카르복실산, 옥살로아세트산, 메틸푸마르산, 2,6-피리딘디카르복실산 등을 들 수 있다.
다작용 카르복실산 화합물의 다른 일례는 트리카르복실산 화합물이다. 트리카르복실산 화합물로서는, 시트르산, 아코니트산, 프로판-1,2,3-트리카르복실산, 트리멜리트산, 트리메신산, 헤미멜리트산, 비페닐-3,4',5-트리카르복실산, 1,3,5-시클로헥산트리카르복실산 등을 들 수 있다.
다작용 카르복실산 화합물의 또 다른 일례는 테트라카르복실산 화합물이다. 테트라카르복실산 화합물로서는, 피로멜리트산, 디페닐술폰테트라카르복실산, 비페닐테트라카르복실산, 벤조페논테트라카르복실산, 나프탈렌테트라카르복실산, 티오펜테트라카르복실산, 부탄테트라카르복실산, 1,2,4,5-테트라키스(4-카르복시페닐)벤젠 등을 들 수 있다.
위에서 예시한 다작용 카르복실산 화합물에 있어서 적어도 하나의 카르복실기는 그 유도체라도 좋다.
화합물(B)은 카르복실기 이외의 다른 작용기를 갖고 있어도 좋다. 다른 작용기의 일례는 히드록시기이다.
편광판의 광학 내구성의 관점에서, 화합물(B)이 갖는 카르복실기의 수는 바람직하게는 2 또는 3이다.
다작용 카르복실산 화합물은 분자 내에 카르복실기(또는 그 유도체)를 2 이상 갖는 중합체라도 좋다. 이 중합체의 일례는 카르복실기 변성 중합체이다. 카르복실기 변성 중합체의 일례는 카르복실기 변성 폴리비닐알코올계 중합체이다.
카르복실기 변성 폴리비닐알코올계 중합체는, 카르복실기 또는 그 유도체가 측쇄에 도입됨으로써 변성된 폴리비닐알코올계 중합체이다.
카르복실기의 유도체로서는 카르복실레이트 음이온기를 들 수 있다. 카르복실레이트 음이온기의 카운터 이온으로 되는 양이온의 예는 상술한 것과 같다. 바람직한 양이온의 일례는 나트륨 이온이다.
카르복실기 변성 폴리비닐알코올계 중합체의 주쇄를 구성하는 폴리비닐알코올계 중합체는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐을 비누화 처리하여 얻어지는 비닐알코올 호모폴리머(완전 비누화 폴리비닐알코올 또는 부분 비누화 폴리비닐알코올)라도 좋고, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체를 비누화 처리하여 얻어지는 폴리비닐알코올계 공중합체라도 좋다.
아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류 및 암모늄기를 갖는 (메트)아크릴아미드류 등을 들 수 있다.
카르복실기 변성 폴리비닐알코올계 중합체의 비누화도는 통상 80 몰% 이상 100 몰% 이하이며, 바람직하게는 85 몰% 이상(예컨대 88 몰% 이상)이다.
카르복실기 변성 폴리비닐알코올계 중합체의 비누화도는 JIS K 6726:1994에 준하여 측정할 수 있다.
카르복실기 변성 폴리비닐알코올계 중합체의 카르복실기(또는 그 유도체)에 의한 변성도(변성량)는 통상 0.1 몰% 이상이다. 카르복실기 변성 폴리비닐알코올계 중합체의 변성도는, 편광판의 광학 내구성, 편광자(30)와 제1 경화물층(15) 사이의 밀착성이나 편광자(30)와 제1 열가소성 수지 필름(10) 사이의 접착성, 그리고 제1 경화물층(15)의 내수성을 높인다는 관점에서, 바람직하게는 0.5 몰% 이상 40 몰% 이하이고, 보다 바람직하게는 1 몰% 이상 20 몰% 이하이다. 변성도는 예컨대 1H-NMR에 의해서 측정할 수 있다.
카르복실기 변성 폴리비닐알코올계 중합체의 평균 중합도는 통상 100 이상 3000 이하이다.
카르복실기 변성 폴리비닐알코올계 중합체의 평균 중합도는 JIS K 6726:1994에 준하여 측정할 수 있다.
하나의 바람직한 실시형태에 있어서 화합물(B)은 분자량이 1000 이하이다. 이 분자량은 화학 구조식으로부터 산출되는 분자량이지만, 화합물(B)이 중합체인 경우에는, 겔 퍼미에이션 크로마토그래피(GPC)에 의한 표준 폴리스티렌 환산치로서 측정되는 수평균 분자량이라도 좋다.
분자량이 1000 이하인 화합물(B)을 이용하는 것은, 편광판의 광학 내구성을 높이는 데에 있어서 유리하게 될 수 있다. 편광판의 광학 내구성의 관점에서, 화합물(B)의 분자량은 바람직하게는 800 이하이며, 보다 바람직하게는 500 이하이다.
또한, 화합물(B)의 분자량은, 편광판의 광학 내구성, 편광자(30)와 제1 경화물층(15) 사이의 밀착성이나 편광자(30)와 제1 열가소성 수지 필름(10) 사이의 접착성, 그리고 제1 경화물층(15)의 내수성의 관점에서, 바람직하게는 90 이상이며, 보다 바람직하게는 100 이상이다.
화합물(B)은 시트르산, 사과산, 말레산 또는 타르타르산인 것이 바람직하다.
경화성 조성물(S)에 있어서의 화합물(B)의 함유량은, 편광판의 광학 내구성을 높인다는 관점에서, 옥사졸린기 함유 중합체(A) 및 화합물(B)의 합계량 100 질량부 중 바람직하게는 0.01 질량부 이상 15 질량부 이하이며, 보다 바람직하게는 0.1 질량부 이상 12 질량부 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.3 질량부 이상 10 질량부 미만이다.
화합물(B)의 함유량이 과도하게 적으면, 편광판의 양호한 광학 내구성을 얻기 어렵다.
또한, 화합물(B)의 함유량이 과도하게 많으면, 편광판의 광학 내구성, 편광자(30)와 제1 경화물층(15) 사이의 밀착성, 편광자(30)와 제1 열가소성 수지 필름(10) 사이의 접착성, 그리고 제1 경화물층(15)의 내수성의 적어도 어느 하나가 저하하기 쉬운 경향이 있다.
〔2-3〕 화합물(C)
화합물(C)은, 옥사졸린기 함유 중합체(A)의 옥사졸린기와 화합물(B)의 카르복실기의 반응을 촉진시키는 화합물이다. 여기서 말하는 촉진에는 상기 반응을 시작하게 하는 경우도 포함된다.
화합물(C)의 적합한 예로서는 산 화합물을 들 수 있다. 산 화합물은, 옥사졸린기 함유 중합체(A)의 옥사졸린기와 화합물(B)의 카르복실기의 반응 촉매로서 기능하는 화합물이라도 좋다.
상기 산 화합물로서는, 황산, 염화수소, 질산, 인산, 아인산, 붕산 등의 무기산; p-톨루엔술폰산, 도데실벤젠술폰산, 나프탈렌술폰산, 메탄술폰산, 벤젠술폰산, 페닐인산, 술파닐산, 페닐포스폰산, 아세트산, 프로피온산 등의 유기산을 들 수 있다.
경화성 조성물(S)은, 1종의 화합물(C)을 포함하고 있어도 좋고, 2종 이상의 화합물(C)을 포함하고 있어도 좋다.
화합물(C)은, 화합물(C)을 포함하는 용액(예컨대 수용액)으로서 경화성 조성물(S)에 배합되어도 좋다.
그 중에서도 화합물(C)은, 편광판의 광학 내구성 및 편광자(30)와 제1 경화물층(15) 사이의 밀착성이나 편광자(30)와 제1 열가소성 수지 필름(10) 사이의 접착성을 높인다는 관점에서, 비교적 강한 산인 것이 바람직하고, 이러한 산 화합물로서 황산, 염화수소(염산), 질산, p-톨루엔술폰산 등을 들 수 있다.
화합물(C)로서 상기와 같은 강산을 이용하면, 특히 편광자(30)와 제1 경화물층(15) 사이의 밀착성이나 편광자(30)와 제1 열가소성 수지 필름(10) 사이의 접착성을 향상시키기 쉬운 경향이 있다.
경화성 조성물(S)에 있어서의 화합물(C)의 함유량은, 옥사졸린기 함유 중합체(A) 및 화합물(B)의 합계량 100 질량부에 대하여 통상 6 질량부 이상 150 질량부 이하이고, 편광판의 광학 내구성 및 편광자(30)와 제1 경화물층(15) 사이의 밀착성이나 편광자(30)와 제1 열가소성 수지 필름(10) 사이의 접착성을 높인다는 관점에서, 바람직하게는 10 질량부 이상 100 질량부 이하이고, 보다 바람직하게는 10 질량부 초과 100 질량부 이하이며, 더욱 바람직하게는 15 질량부 이상 100 질량부 이하이다.
하나의 바람직한 실시형태에 있어서 화합물(C)의 함유량은, 편광판의 광학 내구성을 높인다는 관점에서, 옥사졸린기 함유 중합체(A) 및 화합물(B)의 합계량 100 질량부에 대하여 80 질량부 이하이다.
화합물(C)의 함유량이 과도하게 적으면, 편광판의 양호한 광학 내구성을 얻기 어렵다.
또한 화합물(C)의 함유량이 과도하게 적으면, 편광자(30)와 제1 경화물층(15) 사이의 밀착성이나 편광자(30)와 제1 열가소성 수지 필름(10) 사이의 접착성이 저하하기 쉬운 경향이 있다.
화합물(C)의 함유량이 과도하게 많으면, 편광판의 광학 내구성, 편광자(30)와 제1 경화물층(15) 사이의 밀착성, 편광자(30)와 제1 열가소성 수지 필름(10) 사이의 접착성, 그리고 제1 경화물층(15)의 내수성의 적어도 어느 하나가 저하하기 쉬운 경향이 있다.
〔2-4〕 그 밖의 성분
경화성 조성물(S)은, 옥사졸린기 함유 중합체(A), 화합물(B) 및 화합물(C) 이외의 그 밖의 성분을 포함할 수 있다.
그 밖의 성분으로서는, 다가 알데히드, 멜라민계 화합물, 지르코니아 화합물, 아연 화합물, 아지리딘 화합물, 글리옥살, 글리옥살 유도체, 수용성 에폭시 수지 등의 경화성 성분이나 가교제; 카르복실기 변성 폴리비닐알코올계 중합체 이외의 변성 폴리비닐알코올계 중합체; 커플링제, 점착부여제, 산화방지제, 자외선흡수제, 열안정제, 가수분해방지제 등의 첨가제를 들 수 있다.
경화성 조성물(S)은 그 밖의 성분을 1종 또는 2종 이상 포함할 수 있다.
경화성 조성물(S)은 용제를 포함하는 것이 바람직하다. 용제로서는 물, 유기 용제 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 용제는 바람직하게는 물을 포함하지만, 물과 수용성의 유기 용제를 병용하여도 좋다. 유기 용제로서는 에탄올, 1-메톡시-2-프로판올 등의 알코올 용제를 들 수 있다.
용제의 주성분은 물인 것이 바람직하다. 주성분이란, 전체 용제의 50 질량% 이상을 차지하는 것을 의미한다.
경화성 조성물(S)의 고형분 농도는 통상 0.5 질량% 이상 20 질량% 이하이며, 바람직하게는 1 질량% 이상 15 질량% 이하이다.
경화성 조성물(S)은 접착제 조성물로서 기능할 수 있다. 이 경우, 경화성 조성물(S)은 바람직하게는 수계 접착제이다. 즉, 경화성 조성물(S)은, 배합 성분을, 물을 포함하는 용제에 용해시킨 용액이거나, 물을 포함하는 용제에 배합 성분을 분산시킨 분산체(예컨대 에멀션)인 것이 바람직하다. 또한, 경화성 조성물(S)이 오버코트층을 형성하기 위해서 이용되는 경우에도, 경화성 조성물(S)은, 배합 성분을, 물을 포함하는 용제에 용해시킨 용액이거나, 물을 포함하는 용제에 배합 성분을 분산시킨 분산체(예컨대 에멀션)인 것이 바람직하다.
경화성 조성물(S)의 25℃에 있어서의 점도는 50 mPa·sec 이하인 것이 바람직하고, 1 mPa·sec 이상 30 mPa·sec 이하인 것이 보다 바람직하고, 2 mPa·sec 이상 20 mPa·sec 이하인 것이 더욱 바람직하다. 25℃에 있어서의 점도가 50 mPa·sec를 넘으면, 균일하게 도공하기가 어렵게 되어 도공 불균일을 일으킬 가능성이 있고, 또한 배관 막힘 등의 문제점이 발생할 가능성이 있다.
경화성 조성물(S)의 25℃에 있어서의 점도는 E형 점도계에 의해서 측정할 수 있다.
〔3〕 편광자
편광자(30)는 자연광으로부터 어느 한 방향의 직선편광을 선택적으로 투과하는 기능을 갖는 필름이다.
편광자(30)로서는 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 편광자를 들 수 있고, 보다 구체적으로는 폴리비닐알코올계 수지 필름으로 구성된 편광자를 들 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지 필름으로 구성된 편광자로서는, 예컨대 폴리비닐알코올계 수지 필름에 2색성 색소로서의 요오드를 흡착·배향시킨 요오드계 편광자, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 2색성 색소로서의 2색성 염료를 흡착·배향시킨 염료계 편광자를 들 수 있다.
또한 편광자(30)는, 리오트로픽 액정 상태의 2색성 염료를 기재 필름에 코팅하여 배향·고정화한 도포형 편광자라도 좋다.
이상의 편광자는, 자연광으로부터 어느 한 방향의 직선편광을 선택적으로 투과하고, 또 한 방향의 직선편광을 흡수하기 때문에 흡수형 편광자라고 부르고 있다.
편광자(30)는, 흡수형 편광자에 한정되지 않고, 자연광으로부터 어느 한 방향의 직선편광을 선택적으로 투과하고, 또 한 방향의 직선편광을 반사하는 반사형 편광자, 또는 또 한 방향의 직선편광을 산란하는 산란형 편광자라도 상관없지만, 시인성이 우수하다는 점에서 흡수형 편광자가 바람직하다.
그 중에서도 폴리비닐알코올계 수지 필름으로 구성되는 폴리비닐알코올계 편광자가 보다 바람직하고, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 요오드나 2색성 염료 등의 2색성 색소를 흡착·배향시킨 폴리비닐알코올계 편광자가 더욱 바람직하고, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 요오드를 흡착·배향시킨 폴리비닐알코올계 편광자가 특히 바람직하다.
폴리비닐알코올계 편광자를 구성하는 폴리비닐알코올계 수지로서는, 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화한 것을 이용할 수 있다. 폴리아세트산비닐계 수지로서는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 외에, 아세트산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류 및 암모늄기를 갖는 (메트)아크릴아미드류 등을 들 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는 통상 85 몰% 이상 100 몰% 이하이고, 98 몰% 이상이 바람직하다. 폴리비닐알코올계 수지는 변성되어 있어도 좋으며, 예컨대 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말 또는 폴리비닐아세탈 등을 이용할 수도 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는 통상 1000 이상 10000 이하이며, 1500 이상 5000 이하가 바람직하다.
폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는 JIS K 6726:1994에 준거하여 구할 수 있다.
이러한 폴리비닐알코올계 수지를 제막한 것이 폴리비닐알코올계 수지 필름으로 구성된 편광자(30)의 원반 필름으로서 이용된다. 폴리비닐알코올계 수지를 제막하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니며, 공지된 방법이 채용된다.
폴리비닐알코올계 원반 필름의 두께는 예컨대 150 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 100 ㎛ 이하(예컨대 50 ㎛ 이하)이며, 5 ㎛ 이상이다.
폴리비닐알코올계 수지 필름으로 구성된 편광자(30)는, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 일축 연신하는 공정; 폴리비닐알코올계 수지 필름을 2색성 색소로 염색함으로써 2색성 색소를 흡착시키는 공정; 2색성 색소가 흡착된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리(가교처리)하는 공정; 및 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하는 공정을 포함하는 방법에 의해서 제조할 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지 필름의 일축 연신은, 2색성 색소의 염색 전, 염색과 동시 또는 염색 후에 행할 수 있다. 일축 연신을 염색 후에 행하는 경우, 이 일축 연신은 붕산 처리 전 또는 붕산 처리 중에 행하여도 좋다. 또한, 이들의 복수의 단계에서 일축 연신을 행하여도 좋다.
일축 연신함에 있어서는, 원주 속도가 다른 롤 사이에서 일축으로 연신하여도 좋고, 열 롤을 이용하여 일축으로 연신하여도 좋다. 또한 일축 연신은, 대기 중에서 연신을 행하는 건식 연신이라도 좋고, 물 등의 용제를 이용하여 폴리비닐알코올계 수지 필름을 팽윤시킨 상태에서 연신을 행하는 습식 연신이라도 좋다. 연신 배율은 통상 3배 이상 8배 이하이다.
폴리비닐알코올계 수지 필름을 2색성 색소로 염색하는 방법으로서는, 예컨대 상기 필름을 2색성 색소가 함유된 수용액에 침지하는 방법 등을 들 수 있다. 2색성 색소로서는 요오드나 2색성 유기 염료가 이용된다. 또한, 폴리비닐알코올계 수지 필름은 염색 처리 전에 물에의 침지 처리를 해 두는 것이 바람직하다.
요오드에 의한 염색 처리 방법으로서는, 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 수용액에 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하는 방법 등을 들 수 있다. 이 수용액에 있어서의 요오드의 함유량은 물 100 질량부 당 0.01 질량부 이상 1 질량부 이하일 수 있다. 요오드화칼륨의 함유량은 물 100 질량부 당 0.5 질량부 이상 20 질량부 이하일 수 있다. 또한, 이 수용액의 온도는 20℃ 이상 40℃ 이하일 수 있다.
한편, 2색성 유기 염료에 의한 염색 처리 방법으로서는, 2색성 유기 염료를 함유하는 수용액에 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하는 방법 등을 들 수 있다. 2색성 유기 염료를 함유하는 수용액은, 황산나트륨 등의 무기염을 염색 조제로서 함유하고 있어도 좋다. 이 수용액에 있어서의 2색성 유기 염료의 함유량은 물 100 질량부 당 1×10-4 질량부 이상 10 질량부 이하일 수 있다. 이 수용액의 온도는 20℃ 이상 80℃ 이하일 수 있다.
2색성 색소에 의한 염색 후의 붕산 처리 방법으로서는, 염색된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 함유 수용액에 침지하는 방법 등을 들 수 있다. 2색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우, 이 붕산 함유 수용액은 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하다. 붕산 함유 수용액에 있어서의 붕산의 양은 물 100 질량부 당 2 질량부 이상 15 질량부 이하일 수 있다. 이 수용액에 있어서의 요오드화칼륨의 양은 물 100 질량부 당 0.1 질량부 이상 20 질량부 이하일 수 있다. 이 수용액의 온도는 50℃ 이상일 수 있으며, 예컨대 50℃ 이상 85℃ 이하이다.
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℃ 이상 40℃ 이하이다. 수세 후에 건조 처리를 실시하여, 편광자(30)가 얻어진다.
건조 처리는 열풍 건조기나 원적외선 히터를 이용하여 행할 수 있다. 이 편광자(30)의 표면에 경화성 조성물(S)의 경화물층을 형성함으로써 편광판을 얻을 수 있다. 상술한 것과 같이, 편광판은 제1 열가소성 수지 필름(10), 제2 열가소성 수지 필름(20), 제2 경화물층 등을 더 가질 수 있다.
또한, 편광자(30)의 제조 방법의 다른 예로서, 예컨대 일본 특허공개 2000-338329호 공보나 일본 특허공개 2012-159778호 공보에 기재된 방법을 들 수 있다. 이 방법에서는, 기재 필름의 표면에 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 용액을 도포하여 수지층을 형성한 후, 기재 필름과 수지층으로 이루어진 적층 필름을 연신하고, 이어서 염색 처리, 가교 처리 등을 실시하여, 수지층으로 편광자층(편광자(30))을 형성한다. 기재 필름과 편광자층으로 이루어진 이 편광성 적층 필름의 편광자층의 면에 경화성 조성물(S)을 통해 보호 필름 등으로서의 제1 열가소성 수지 필름(10)을 접합한 후, 기재 필름을 박리 제거하여, 도 2에 도시하는 구성의 편광판으로 할 수 있다. 기재 필름의 박리에 의해서 노출된 편광자층의 면에 또한 경화성 조성물을 통해 제2 열가소성 수지 필름(20)을 접합하면, 도 3에 도시하는 구성의 편광판으로 된다.
편광자(30)의 두께는 40 ㎛ 이하로 할 수 있고, 바람직하게는 30 ㎛ 이하(예컨대 20 ㎛ 이하, 나아가서는 15 ㎛ 이하, 더 나아가서는 10 ㎛ 이하 또는 8 ㎛ 이하)이다. 일본 특허공개 2000-338329호 공보나 일본 특허공개 2012-159778호 공보에 기재된 방법에 의하면 박막의 편광자(30)를 보다 용이하게 제조할 수 있어, 편광자(30)의 두께를 예컨대 20 ㎛ 이하, 나아가서는 15 ㎛ 이하, 더 나아가서는 10 ㎛ 이하 또는 8 ㎛ 이하로 하는 것이 보다 용이하게 된다. 편광자(30)의 두께는 통상 2 ㎛ 이상이다. 편광자(30)의 두께를 작게 하는 것은, 편광판, 나아가서는 화상 표시 장치의 박형화에 유리하다.
〔4〕 열가소성 수지 필름
제1 열가소성 수지 필름(10) 및 제2 열가소성 수지 필름(20)은 각각 투광성을 갖는(바람직하게는 광학적으로 투명한) 열가소성 수지, 예컨대 쇄상 폴리올레핀계 수지(폴리프로필렌계 수지 등), 환상 폴리올레핀계 수지(노르보르넨계 수지 등) 등의 폴리올레핀계 수지; 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스에스테르계 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 폴리카보네이트계 수지; (메트)아크릴계 수지; 또는 이들의 혼합물, 공중합물 등으로 이루어진 필름일 수 있다.
제1 열가소성 수지 필름(10) 및 제2 열가소성 수지 필름(20)은, 각각 연신되어 있지 않은 필름, 또는 일축 혹은 이축 연신된 필름의 어느 것이라도 좋다. 이축 연신은, 2개의 연신 방향으로 동시에 연신하는 동시 이축 연신이라도 좋고, 제1 방향으로 연신한 후에 이것과는 다른 제2 방향으로 연신하는 축차 이축 연신이라도 좋다.
제1 열가소성 수지 필름(10) 및/또는 제2 열가소성 수지 필름(20)은, 편광자(30)를 보호하는 역할을 담당하는 보호 필름이라도 좋고, 위상차 필름 등의 광학 기능을 더불어 갖는 보호 필름일 수도 있다.
위상차 필름은, 화상 표시 소자인 액정 셀에 의한 위상차의 보상 등을 목적으로 하여 사용되는 광학 기능성 필름이다. 예컨대 상기 열가소성 수지로 이루어진 필름을 연신(일축 연신 또는 이축 연신 등)하거나 상기 열가소성 수지 필름 상에 액정층 등을 형성하거나 함으로써, 임의의 위상차치가 부여된 위상차 필름으로 할 수 있다.
쇄상 폴리올레핀계 수지로서는, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지 등의 쇄상 올레핀의 단독 중합체 외에, 2종 이상의 쇄상 올레핀으로 이루어진 공중합체를 들 수 있다.
환상 폴리올레핀계 수지는, 노르보르넨이나 테트라시클로도데센(별칭: 디메타노옥타히드로나프탈렌) 또는 이들의 유도체를 대표예로 하는 환상 올레핀을 중합 단위로서 포함하는 수지의 총칭이다. 환상 폴리올레핀계 수지로서는, 환상 올레핀의 개환 (공)중합체 및 그 수소 첨가물, 환상 올레핀의 부가 중합체, 환상 올레핀과 에틸렌, 프로필렌 등의 쇄상 올레핀 또는 비닐기를 갖는 방향족 화합물과의 공중합체, 그리고 이들을 불포화 카르복실산이나 그 유도체로 변성한 변성 (공)중합체 등을 들 수 있다.
그 중에서도 환상 올레핀으로서 노르보르넨이나 다환 노르보르넨계 단량체 등의 노르보르넨계 단량체를 이용한 노르보르넨계 수지가 바람직하게 이용된다.
셀룰로오스에스테르계 수지는, 셀룰로오스에 있어서의 히드록실기의 적어도 일부가 아세트산에스테르화되어 있는 수지이며, 일부가 아세트산에스테르화되고, 일부가 다른 산으로 에스테르화되어 있는 혼합 에스테르라도 좋다. 셀룰로오스에스테르계 수지는 바람직하게는 아세틸셀룰로오스계 수지이다.
아세틸셀룰로오스계 수지로서는, 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트부틸레이트 등을 들 수 있다.
폴리에스테르계 수지는, 에스테르 결합을 갖는, 상기 셀룰로오스에스테르계 수지 이외의 수지이며, 다가 카르복실산 또는 그 유도체와 다가 알코올과의 중축합체로 이루어진 것이 일반적이다.
폴리에스테르계 수지로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌나프탈레이트, 폴리시클로헥산디메틸테레프탈레이트, 폴리시클로헥산디메틸나프탈레이트 등을 들 수 있다.
그 중에서도 기계적 성질, 내용제성, 내스크래치성, 비용 등의 관점에서 폴리에틸렌테레프탈레이트가 바람직하게 이용된다. 폴리에틸렌테레프탈레이트란, 반복 단위의 80 몰% 이상이 에틸렌테레프탈레이트로 구성되는 수지를 말하며, 다른 공중합 성분에 유래하는 구성 단위를 포함하고 있어도 좋다.
다른 공중합 성분으로서는 디카르복실산 성분이나 디올 성분을 들 수 있다.
디카르복실산 성분으로서는, 이소프탈산, 4,4'-디카르복시디페닐, 4,4'-디카르복시벤조페논, 비스(4-카르복시페닐)에탄, 아디프산, 세바신산, 5-나트륨술포이소프탈산, 1,4-디카르복시시클로헥산 등을 들 수 있다.
디올 성분으로서는, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 디에틸렌글리콜, 시클로헥산디올, 비스페놀A의 에틸렌옥사이드 부가물, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 등을 들 수 있다.
디카르복실산 성분이나 디올 성분은 필요에 따라서 각각 2 종류 이상을 조합하여 이용할 수도 있다.
또한, 상기 디카르복실산 성분이나 디올 성분과 힘께 p-히드록시안식향산, p-히드록시에톡시안식향산, β-히드록시에톡시안식향산 등의 히드록시카르복실산을 병용하는 것도 가능하다.
다른 공중합 성분으로서, 아미드 결합, 우레탄 결합, 에테르 결합, 카보네이트 결합 등을 갖는 디카르복실산 성분 및/또는 디올 성분이 소량 이용되어도 좋다.
폴리카보네이트계 수지는 탄산과 글리콜 또는 비스페놀로 형성되는 폴리에스테르이다. 그 중에서도 분자쇄에 디페닐알칸을 갖는 방향족 폴리카보네이트는 내열성, 내후성 및 내산성의 관점에서 바람직하게 사용된다.
폴리카보네이트로서는 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판(별칭 비스페놀A), 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)이소부탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄 등의 비스페놀로부터 유도되는 폴리카보네이트를 들 수 있다.
(메트)아크릴계 수지는 (메트)아크릴계 단량체 유래의 구성 단위를 포함하는 중합체이며, (메트)아크릴계 단량체로서는 메타크릴산에스테르 및 아크릴산에스테르를 들 수 있다.
메타크릴산에스테르로서는 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산n-, i- 또는 t-부틸, 메타크릴산시클로헥실, 메타크릴산페닐, 메타크릴산벤질, 메타크릴산2-에틸헥실, 메타크릴산2-히드록시에틸 등을 들 수 있다.
아크릴산에스테르로서는 아크릴산에틸, 아크릴산n-, i- 또는 t-부틸, 아크릴산시클로헥실, 아크릴산페닐, 아크릴산벤질, 아크릴산2-에틸헥실, 아크릴산2-히드록시에틸 등을 들 수 있다.
(메트)아크릴계 수지는 (메트)아크릴모노머 유래의 구성 단위만으로 이루어진 중합체라도 좋고, 그 밖의 구성 단위를 포함하고 있어도 좋다.
하나의 바람직한 실시형태에 있어서 (메트)아크릴계 수지는, 공중합 성분으로서 메타크릴산메틸을 포함하거나 또는 메타크릴산메틸과 아크릴산메틸을 포함한다.
하나의 바람직한 실시형태에 있어서 (메트)아크릴계 수지는, 메타크릴산에스테르를 주된 단량체로 하는(50 질량% 이상 함유하는) 중합체일 수 있으며, 메타크릴산에스테르와 다른 공중합 성분이 공중합되어 있는 공중합체인 것이 바람직하다.
상술한 아크릴산에스테르 이외의 다른 공중합 성분으로서는, 예컨대
2-(히드록시메틸)아크릴산메틸, 2-(1-히드록시에틸)아크릴산메틸, 2-(히드록시메틸)아크릴산에틸, 2-(히드록시메틸)아크릴산n-, i- 또는 t-부틸 등의 히드록시알킬아크릴산에스테르류;
메타크릴산, 아크릴산 등의 불포화 산류;
클로로스티렌, 브로모스티렌 등의 할로겐화스티렌류;
비닐톨루엔, α-메틸스티렌 등의 치환 스티렌류;
아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 불포화 니트릴류;
무수말레산, 무수시트라콘산 등의 불포화 산무수물류;
페닐말레이미드, 시클로헥실말레이미드 등의 불포화 이미드류;
등의 단작용 단량체를 들 수 있다.
상기 다른 단작용 단량체는, 1종만을 단독으로 이용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다.
상기 다른 공중합 성분으로서 다작용 단량체가 이용되어도 좋다.
다작용 단량체로서는, 예컨대 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 노나에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 테트라데카에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트 등의 에틸렌글리콜 또는 그 올리고머의 양 말단 히드록실기를 (메트)아크릴산으로 에스테르화한 것;
프로필렌글리콜 또는 그 올리고머의 양 말단 히드록실기를 (메트)아크릴산으로 에스테르화한 것;
네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 헥산디올디(메트)아크릴레이트, 부탄디올디(메트)아크릴레이트 등의 2가 알코올의 히드록실기를 (메트)아크릴산으로 에스테르화한 것;
비스페놀A, 비스페놀A의 알킬렌옥사이드 부가물, 또는 이들의 할로겐 치환체의 양 말단 히드록실기를 (메트)아크릴산으로 에스테르화한 것;
트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨 등의 다가 알코올을 (메트)아크릴산으로 에스테르화한 것, 그리고 이들 말단 히드록실기에 글리시딜(메트)아크릴레이트의 에폭시기를 개환 부가시킨 것;
숙신산, 아디프산, 테레프탈산, 프탈산, 이들의 할로겐 치환체 등의 2염기산, 또는 이들의 알킬렌옥사이드 부가물 등에 글리시딜(메트)아크릴레이트의 에폭시기를 개환 부가시킨 것;
아릴(메트)아크릴레이트; 디비닐벤젠 등의 방향족 디비닐 화합물;
등을 들 수 있다.
그 중에서도 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 네오펜틸글리콜디메타크릴레이트가 바람직하게 이용된다.
(메트)아크릴계 수지는, 공중합체가 갖는 작용기 사이의 반응에 의해서 변성된 것이라도 좋다. 이 반응으로서는, 예컨대 (메트)아크릴산메틸의 메틸에스테르기와 2-(히드록시메틸)아크릴산메틸의 히드록실기와의 고분자쇄 내 탈메탄올 축합 반응, (메트)아크릴산의 카르복실기와 2-(히드록시메틸)아크릴산메틸의 히드록실기와의 고분자쇄 내 탈수 축합 반응 등을 들 수 있다.
(메트)아크릴계 수지의 유리 전이 온도는 바람직하게는 80℃ 이상 160℃ 이하이다. 유리 전이 온도는, 메타크릴산에스테르계 단량체와 아크릴산에스테르계 단량체와의 중합비, 각각의 에스테르기의 탄소쇄 길이 및 이들이 갖는 작용기의 종류, 그리고 단량체 전체에 대한 다작용 단량체의 중합비의 조정에 의해서 제어할 수 있다.
(메트)아크릴계 수지의 유리 전이 온도를 높이기 위한 수단으로서, 고분자의 주쇄에 고리 구조를 도입하는 것도 유효하다. 고리 구조는, 환상 산무수물 구조, 환상 이미드 구조 및 락톤 구조 등의 복소환 구조인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 무수글루타르산 구조, 무수숙신산 구조 등의 환상 산무수물 구조; 글루타르이미드 구조, 숙신이미드 구조 등의 환상 이미드 구조; 부티로락톤, 발레로락톤 등의 락톤환 구조를 들 수 있다.
주쇄 중의 고리 구조의 함유량을 크게 할수록 (메트)아크릴계 수지의 유리 전이 온도를 높일 수 있는 경향이 있다.
환상 산무수물 구조, 환상 이미드 구조는, 무수말레산, 말레이미드 등의 환상 구조를 갖는 단량체를 공중합시킴으로써 도입하는 방법; 중합 후 탈수·탈메탄올 축합 반응에 의해 환상 산무수물 구조를 도입하는 방법; 아미노 화합물을 반응시켜 환상 이미드 구조를 도입하는 방법 등에 의해서 도입할 수 있다.
락톤환 구조를 갖는 수지(중합체)는, 고분자쇄에 히드록실기와 에스테르기를 갖는 중합체를 조제한 후, 얻어진 중합체에 있어서의 히드록실기와 에스테르기를, 가열에 의해 필요에 따라서 유기 인 화합물 등의 촉매의 존재 하에 고리화 축합하여 락톤환 구조를 형성하는 방법에 의해서 얻을 수 있다.
(메트)아크릴계 수지 및 이것으로 형성되는 열가소성 수지 필름은, 필요에 따라서 첨가제를 함유하고 있어도 좋다. 첨가제로서는, 예컨대 윤활제, 블로킹방지제, 열안정제, 산화방지제, 대전방지제, 내광제, 내충격성개량제, 계면활성제 등을 들 수 있다.
이들 첨가제는, 열가소성 수지 필름을 구성하는 열가소성 수지로서 (메트)아크릴계 수지 이외의 다른 열가소성 수지를 이용하는 경우에도 사용할 수 있다.
(메트)아크릴계 수지는, 필름에의 제막성이나 필름의 내충격성 등의 관점에서, 충격성개량제인 아크릴계 고무 입자를 함유하고 있어도 좋다. 아크릴계 고무 입자란, 아크릴산에스테르를 주체로 하는 탄성 중합체를 필수 성분으로 하는 입자이며, 실질적으로 이 탄성 중합체만으로 이루어진 단층 구조로 된 것이나, 이 탄성 중합체를 하나의 층으로 하는 다층 구조로 된 것을 들 수 있다.
상기 탄성 중합체의 예로서, 아크릴산알킬을 주성분으로 하여, 이것에 공중합 가능한 다른 비닐계 단량체 및 가교성 단량체를 공중합시킨 가교 탄성 공중합체를 들 수 있다.
탄성 중합체의 주성분이 되는 아크릴산알킬로서는, 예컨대 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산부틸, 아크릴산2-에틸헥실 등, 알킬기의 탄소수가 1 이상 8 이하 정도인 것을 들 수 있고, 탄소수 4 이상의 알킬기를 갖는 아크릴산알킬이 바람직하게 이용된다.
상기 아크릴산알킬에 공중합 가능한 다른 비닐계 단량체로서는, 분자 내에 중합성 탄소-탄소 이중 결합을 1개 갖는 화합물을 들 수 있으며, 보다 구체적으로는 메타크릴산메틸 등의 메타크릴산에스테르; 스티렌 등의 방향족 비닐 화합물; 아크릴로니트릴 등의 비닐시안 화합물 등을 들 수 있다.
상기 가교성 단량체로서는, 분자 내에 중합성 탄소-탄소 이중 결합을 적어도 2개 갖는 가교성의 화합물을 들 수 있고, 보다 구체적으로는 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 부탄디올디(메트)아크릴레이트 등의 다가 알코올의 (메트)아크릴레이트류; 알릴(메트)아크릴레이트 등의 (메트)아크릴산의 알케닐에스테르; 디비닐벤젠 등을 들 수 있다.
고무 입자를 포함하지 않는 (메트)아크릴계 수지로 이루어진 필름과, 고무 입자를 포함하는 (메트)아크릴계 수지로 이루어진 필름과의 적층체를, 편광자(30)에 접합되는 열가소성 수지 필름으로 할 수도 있다. 또한, (메트)아크릴 수지와는 다른 수지로 이루어진 위상차 발현층의 편면 또는 양면에 (메트)아크릴계 수지층이 형성되어 위상차가 발현된 것을, 편광자(30)에 접합되는 열가소성 수지 필름으로 할 수도 있다.
제1 열가소성 수지 필름(10) 및 제2 열가소성 수지 필름(20)은, 각각 셀룰로오스에스테르계 수지, 폴리에스테르계 수지, (메트)아크릴계 수지 및 환상 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 열가소성 수지를 포함하는 필름인 것이 바람직하고, 셀룰로오스에스테르계 수지 필름, 폴리에스테르계 수지 필름, (메트)아크릴계 수지 필름 또는 환상 폴리올레핀계 수지 필름인 것이 보다 바람직하다.
제1 열가소성 수지 필름(10) 및/또는 제2 열가소성 수지 필름(20)은 자외선흡수제를 함유하고 있어도 좋다. 편광판을 액정 표시 장치 등의 화상 표시 장치에 적용하는 경우, 자외선흡수제를 함유하는 열가소성 수지 필름을 화상 표시 소자(예컨대 액정 셀)의 시인 측에 배치함으로써, 화상 표시 소자의 자외선에 의한 열화를 억제할 수 있다.
자외선흡수제로서는, 살리실산에스테르계 화합물, 벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물, 니켈 착염계 화합물 등을 들 수 있다.
제1 열가소성 수지 필름(10) 및 제2 열가소성 수지 필름(20)은, 동일한 열가소성 수지로 구성되는 필름이라도 좋고, 서로 다른 열가소성 수지로 구성되는 필름이라도 좋다. 제1 열가소성 수지 필름(10) 및 제2 열가소성 수지 필름(20)은, 두께, 첨가제의 유무나 그 종류, 위상차 특성 등에 있어서 동일하여도 좋고, 다르더라도 좋다.
제1 열가소성 수지 필름(10) 및/또는 제2 열가소성 수지 필름(20)은, 그 외면(편광자(30)와는 반대쪽의 표면)에 하드코트층, 방현층, 반사방지층, 광확산층, 대전방지층, 방오층, 도전층 등의 표면 처리층(코팅층)을 구비하고 있어도 좋다.
제1 열가소성 수지 필름(10) 및 제2 열가소성 수지 필름(20)의 두께는 각각 통상 5 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하이며, 바람직하게는 10 ㎛ 이상 120 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 10 ㎛ 이상 85 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 15 ㎛ 이상 65 ㎛ 이하이다. 제1 열가소성 수지 필름(10) 및 제2 열가소성 수지 필름(20)의 두께는 각각 50 ㎛ 이하라도 좋고, 40 ㎛ 이하라도 좋다. 제1 열가소성 수지 필름(10) 및 제2 열가소성 수지 필름(20)의 두께를 작게 하는 것은, 편광판, 나아가서는 화상 표시 장치의 박형화에 유리하다.
제1 열가소성 수지 필름(10) 및 제2 열가소성 수지 필름(20)의 경화성 조성물이 도포되는 면에서는, 밀착성 향상의 관점에서, 비누화 처리, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 프라이머 처리 등의 표면 개질 처리를 행하여도 좋고, 공정의 간소화의 관점에서, 표면 개질 처리를 실시하지 않아도 좋다. 표면 개질 처리는, 열가소성 수지 필름의 접합면 대신에 혹은 상기 접합면과 함께 편광자(30)의 접합면에 행하여도 좋다.
제1 열가소성 수지 필름(10) 또는 제2 열가소성 수지 필름(20)이 셀룰로오스에스테르계 수지 필름인 경우는, 밀착성 향상의 관점에서, 비누화 처리를 행하는 것이 바람직하다. 비누화 처리로서는, 수산화나트륨이나 수산화칼륨과 같은 알칼리의 수용액에 침지하는 방법을 들 수 있다.
〔5〕 제2 경화물층
제2 경화물층(25)을 형성하는 경화성 조성물은, 상술한 경화성 조성물(S)이라도 좋고, 이것과는 상이한 다른 경화성 조성물이라도 좋다. 제2 경화물층(25)은, 편광판의 광학 내구성 등의 관점에서, 경화성 조성물(S)의 경화물층인 것이 바람직하다.
제1 경화물층(15) 및 제2 경화물층(25)이 경화성 조성물(S)로 형성되는 경우에 있어서, 이들 경화성 조성물은 동일의 조성이라도 좋고, 다른 조성이라도 좋다.
다른 경화성 조성물로서는, 경화성의 접착제 성분을 물에 용해 또는 분산시킨 공지된 수계 접착제 및 활성 에너지선 경화성 화합물을 함유하는 공지된 활성 에너지선 경화성 접착제 등을 들 수 있다.
수계 접착제로서는, 폴리비닐알코올계 수지나 우레탄 수지 등의 접착제 성분을 물에 용해 또는 분산시킨 수계 접착제를 들 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 수계 접착제는, 접착성을 향상시키기 위해서, 다가 알데히드, 멜라민계 화합물, 지르코니아 화합물, 아연 화합물, 글리옥살, 글리옥살 유도체, 수용성 에폭시 수지 등의 경화성 성분이나 가교제를 함유할 수 있다.
우레탄 수지를 포함하는 수계 접착제로서는, 폴리에스테르계 아이오노머형 우레탄 수지와 글리시딜옥시기를 갖는 화합물을 포함하는 수계 접착제를 들 수 있다. 폴리에스테르계 아이오노머형 우레탄 수지란, 폴리에스테르 골격을 갖는 우레탄 수지이며, 그 중에 소량의 이온성 성분(친수 성분)이 도입된 것이다.
활성 에너지선 경화성 접착제는, 자외선, 가시광, 전자선, X선 등의 활성 에너지선의 조사에 의해서 경화하는 접착제이다. 활성 에너지선 경화성 접착제를 이용하는 경우, 제2 경화물층(25)은 상기 접착제의 경화물층이다.
활성 에너지선 경화성 접착제는, 양이온 중합에 의해서 경화하는 에폭시계 화합물을 경화성 성분으로서 함유하는 접착제일 수 있으며, 바람직하게는 이러한 에폭시계 화합물을 경화성 성분으로서 함유하는 자외선 경화성 접착제이다. 에폭시계 화합물이란, 분자 내에 평균 1개 이상, 바람직하게는 2개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물을 의미한다. 에폭시계 화합물은 1종만을 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다.
에폭시계 화합물로서는, 방향족 폴리올의 방향환에 수소화 반응을 행하여 얻어지는 지환식 폴리올에, 에피클로로히드린을 반응시킴으로써 얻어지는 수소화에폭시계 화합물(지환식 고리를 갖는 폴리올의 글리시딜에테르); 지방족 다가 알코올 또는 그 알킬렌옥사이드 부가물의 폴리글리시딜에테르 등의 지방족 에폭시계 화합물; 지환식 고리에 결합한 에폭시기를 분자 내에 1개 이상 갖는 에폭시계 화합물인 지환식 에폭시계 화합물 등을 들 수 있다.
활성 에너지선 경화성 접착제는, 경화성 성분으로서, 상기 에폭시계 화합물 대신에 또는 이과 함께 라디칼 중합성인 (메트)아크릴계 화합물을 함유할 수 있다. (메트)아크릴계 화합물로서는, 분자 내에 1개 이상의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 (메트)아크릴레이트 모노머; 작용기 함유 화합물을 2종 이상 반응시켜 얻어지며, 분자 내에 적어도 2개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 (메트)아크릴레이트 올리고머 등의 (메트)아크릴로일옥시기 함유 화합물을 들 수 있다.
활성 에너지선 경화성 접착제는, 양이온 중합에 의해서 경화하는 에폭시계 화합물을 경화성 성분으로서 포함하는 경우, 광양이온 중합개시제를 함유하는 것이 바람직하다. 광양이온 중합개시제로서는, 예컨대 방향족 디아조늄염; 방향족 요오드늄염이나 방향족 술포늄염 등의 오늄염; 철-알렌 착체 등을 들 수 있다.
활성 에너지선 경화성 접착제는, (메트)아크릴계 화합물 등의 라디칼 중합성 성분을 포함하는 경우, 광라디칼 중합개시제를 함유하는 것이 바람직하다. 광라디칼 중합개시제로서는, 예컨대 아세토페논계 개시제, 벤조페논계 개시제, 벤조인에테르계 개시제, 티오크산톤계 개시제, 크산톤, 플루오레논, 캄파퀴논, 벤즈알데히드, 안트라퀴논 등을 들 수 있다.
편광판은 제2 경화물층(25) 대신에 점착제층을 포함하는 것이라도 좋다. 즉, 제2 열가소성 수지 필름(20)을 점착제층을 통해 편광자(30)에 접합하여도 좋다. 이 점착제층에 관해서는 후술하는 점착제층에 관한 기재가 인용된다.
〔6〕 편광판의 제조
편광자(30)의 한쪽의 면에 제1 경화물층(15)을 통해 제1 열가소성 수지 필름(10)을 적층 접착함으로써 도 2에 도시하는 구성의 편광판을 얻을 수 있고, 편광자(30)의 다른 쪽의 면에 제2 경화물층(25)을 통해 제2 열가소성 수지 필름(20)을 더 적층 접착함으로써 도 3에 도시하는 구성의 편광판을 얻을 수 있다.
제1 열가소성 수지 필름(10) 및 제2 열가소성 수지 필름(20) 양쪽을 갖는 편광판을 제조하는 경우, 이들 필름은 단계적으로 한 면씩 적층 접착하여도 좋고, 양면의 필름을 동시에 적층 접착하여도 좋다.
편광자(30)와 제1 열가소성 수지 필름(10)을 접착시키는 방법으로서는, 경화성 조성물(S)을 편광자(30) 및 제1 열가소성 수지 필름(10)의 접합면의 어느 한쪽 또는 그 양쪽에 도공하고, 이것에 또 한쪽의 접합면을 적층하여, 예컨대 접합 롤 등을 이용하여 위아래에서 압박하여 접합하는 방법을 들 수 있다.
경화성 조성물(S)의 도공에는, 예컨대 닥터 블레이드, 와이어 바, 다이 코터, 콤마 코터, 그라비아 코터 등, 다양한 도공 방식을 이용할 수 있다. 또한, 편광자(30) 및 제1 열가소성 수지 필름(10)을 양자의 접합면이 내측이 되도록 연속적으로 공급하면서, 그 사이에 경화성 조성물(S)을 유연(流延)시키는 방식이라도 좋다.
편광자(30)와 제1 열가소성 수지 필름(10)을 접합한 후, 편광자(30)와 제1 경화물층(15)과 제1 열가소성 수지 필름(10)을 포함하는 적층체에 대하여 가열 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 가열 처리의 온도는 예컨대 40℃ 이상 100℃ 이하이며, 바람직하게는 50℃ 이상 90℃ 이하이다. 가열 처리에 의해서 경화성 조성물층에 포함되는 용제를 제거할 수 있다. 또한, 이 가열 처리에 의해서 경화성 조성물의 경화·가교 반응을 진행시킬 수 있다.
이상의 접착 방법은 편광자(30)와 제2 열가소성 수지 필름(20)의 접착에도 적용할 수 있다.
활성 에너지선 경화성 접착제를 이용하는 경우, 필요에 따라서 경화성 조성물층의 건조를 행한 후, 활성 에너지선을 조사하여 경화성 조성물층을 경화시킨다.
활성 에너지선을 조사하기 위해서 이용하는 광원은, 자외선, 전자선, X선 등을 발생할 수 있는 것이면 된다. 특히 파장 400 nm 이하에 발광 분포를 갖는, 예컨대 저압수은등, 중압수은등, 고압수은등, 초고압수은등, 케미컬 램프, 블랙라이트 램프, 마이크로웨이브 여기 수은등, 메탈 할라이드 램프 등이 적합하게 이용된다.
도 1에 도시하는 것과 같은, 제1 경화물층(15) 상에 제1 열가소성 수지 필름을 갖지 않는 편광판은, 편광자(30)의 표면에 경화성 조성물(S)을 도공하여, 얻어진 적층체에 대하여, 예컨대 열풍 건조기로 80℃, 300초 동안의 가열 처리를 실시함으로써 제조할 수 있다.
또한, 세퍼레이트 필름/경화성 조성물(S)/편광자(30)로 이루어진 적층체를 제조한 후, 세퍼레이트 필름을 박리하고, 그 후, 가열 처리를 실시함에 의해서도 도 1에 도시하는 편광판을 제조할 수 있다.
경화성 조성물(S)로 형성되는 제1 경화물층(15)의 두께는, 예컨대 1 nm 이상20 ㎛ 이하이며, 바람직하게는 5 nm 이상 10 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 10 nm 이상 5 ㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는 20 nm 이상 1 ㎛ 이하이다. 상술한 공지된 수계 접착제로 형성되는 접착제층도 이것과 같은 정도의 두께를 가질 수 있다.
활성 에너지선 경화성 접착제로 형성되는 접착제층의 두께는, 예컨대 10 nm 이상 20 ㎛ 이하, 바람직하게는 100 nm 이상 10 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 500 nm 이상 5 ㎛ 이하이다.
제1 경화물층(15)과 제2 경화물층(25)은 두께가 동일하여도 좋고, 다르더라도 좋다.
〔7〕 편광판의 그 밖의 구성 요소
〔7-1〕 광학 기능성 필름
편광판은, 원하는 광학 기능을 부여하기 위한, 편광자(30) 이외의 다른 광학 기능성 필름을 갖출 수 있으며, 그 적합한 일례는 위상차 필름이다.
상술한 것과 같이, 제1 열가소성 수지 필름(10) 및/또는 제2 열가소성 수지 필름(20)이 위상차 필름을 겸할 수도 있지만, 이들 필름과는 별도로 위상차 필름을 적층할 수도 있다. 후자의 경우, 위상차 필름은, 점착제층이나 접착제층을 통해 제1 열가소성 수지 필름(10), 제2 열가소성 수지 필름(20), 제1 경화물층(15) 및/또는 제2 경화물층(25)의 외면에 적층할 수 있다.
위상차 필름으로서는, 투광성을 갖는 열가소성 수지의 연신 필름으로 구성되는 복굴절성 필름; 디스코틱 액정 또는 네마틱 액정이 배향 고정된 필름; 기재 필름 상에 상기한 액정층이 형성된 것 등을 들 수 있다.
기재 필름은 통상 열가소성 수지로 이루어진 필름이며, 열가소성 수지의 일례는 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스에스테르계 수지이다.
편광판에 포함될 수 있는 다른 광학 기능성 필름(광학 부재)의 예는, 집광판, 휘도 향상 필름, 반사층(반사 필름), 반투과반사층(반투과 반사 필름), 광확산층(광확산 필름) 등이다. 이들은 일반적으로 편광판이 액정 셀의 배면 측(벡라이트 측)에 배치되는 편광판인 경우에 형성된다.
집광판은, 광로 제어 등을 목적으로 이용되는 것으로, 프리즘 어레이 시트나 렌즈 어레이 시트, 도트 부설 시트 등일 수 있다.
휘도 향상 필름은, 편광판을 적용한 액정 표시 장치에 있어서의 휘도를 향상시킬 목적으로 사용된다. 구체적으로는, 굴절률의 이방성이 서로 다른 박막 필름을 여러 장 적층하여 반사율에 이방성이 생기도록 설계된 반사형 편광 분리 시트, 콜레스테릭 액정 폴리머의 배향 필름이나 그 배향 액정층을 기재 필름 상에 지지한 원편광 분리 시트 등을 들 수 있다.
반사층, 반투과반사층, 광확산층은, 편광판을 반사형, 반투과형, 확산형의 광학 부재로 하기 위해서 각각 마련된다. 반사형의 편광판은, 시인 측으로부터의 입사광을 반사시켜 표시하는 타입의 액정 표시 장치에 이용되고, 백라이트 등의 광원을 생략할 수 있기 때문에, 액정 표시 장치를 박형화하기 쉽다. 반투과형의 편광판은, 밝은 곳에서는 반사형으로서, 어두운 곳에서는 백라이트로부터의 빛으로 표시하는 타입의 액정 표시 장치에 이용된다. 또한 확산형의 편광판은, 광확산성을 부여하여 무아레 등의 표시 불량을 억제한 액정 표시 장치에 이용된다. 반사층, 반투과반사층 및 광확산층은 공지된 방법에 의해 형성할 수 있다.
〔7-2〕 점착제층
본 발명에 따른 편광판은 점착제층을 포함할 수 있다. 점착제층으로서는, 편광판을 액정 셀 등의 화상 표시 소자, 또는 다른 광학 부재에 접합하기 위한 점착제층을 들 수 있다. 이 점착제층은, 도 1 및 도 2에 도시하는 구성의 편광판에 있어서는 편광자(30)의 외면, 도 3에 도시하는 구성의 편광판에 있어서는 제1 열가소성 수지 필름(10) 또는 제2 열가소성 수지 필름(20)의 외면, 도 4에 도시하는 구성의 편광판에 있어서는 제1 경화물층(15) 또는 제2 열가소성 수지 필름(20)의 외면, 도 5에 도시하는 구성의 편광판에 있어서는 제1 경화물층(15) 또는 제2 경화물층(25)의 외면에 적층할 수 있다.
점착제층에 이용되는 점착제로서는, (메트)아크릴계 수지나, 실리콘계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리에테르계 수지 등을 베이스 폴리머로 하는 것을 이용할 수 있다. 그 중에서도 투명성, 점착력, 신뢰성, 내후성, 내열성, 리워크성 등의 관점에서, (메트)아크릴계 점착제가 바람직하다.
(메트)아크릴계 점착제에는, 메틸기나 에틸기나 n-, i- 또는 t-부틸기 등의 탄소수가 20 이하인 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산알킬에스테르와, (메트)아크릴산이나 (메트)아크릴산히드록시에틸 등의 작용기 함유 (메트)아크릴계 모노머를, 유리 전이 온도가 바람직하게는 25℃ 이하, 보다 바람직하게는 0℃ 이하가 되도록 배합한, 중량 평균 분자량이 10만 이상인 (메트)아크릴계 수지가 베이스 폴리머로서 유용하다.
편광판에의 점착제층의 형성은, 예컨대 톨루엔이나 아세트산에틸 등의 유기 용제에 점착제 조성물을 용해 또는 분산시켜 점착제액을 조제하고, 이것을 편광판의 대상면에 직접 도공하여 점착제층을 형성하는 방식이나, 이형 처리가 실시된 세퍼레이트 필름 상에 점착제층을 시트형으로 형성해 두고, 그것을 편광판의 대상면에 옮겨 붙이는 방식 등에 의해 행할 수 있다.
점착제층의 두께는, 그 접착력 등에 따라서 결정되지만, 1 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하의 범위가 적당하며, 바람직하게는 2 ㎛ 이상 40 ㎛ 이하이다.
편광판은 상기한 세퍼레이트 필름을 포함할 수 있다. 세퍼레이트 필름은, 폴리에틸렌 등의 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌 등의 폴리프로필렌계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지 등으로 이루어진 필름일 수 있다. 그 중에서도 폴리에틸렌테레프탈레이트의 연신 필름이 바람직하다.
점착제층은, 필요에 따라서 유리 섬유, 유리 비드, 수지 비드, 금속 가루나 다른 무기 분말로 이루어진 충전제, 안료, 착색제, 산화방지제, 자외선흡수제, 대전방지제 등을 포함할 수 있다.
〔7-3〕 프로텍트 필름
본 발명에 따른 편광판은, 그 표면(전형적으로는 제1 열가소성 수지 필름(10), 제2 열가소성 수지 필름(20), 제1 경화물층(15) 및/또는 제2 경화물층(25)의 표면)을 보호하기 위한 프로텍트 필름을 포함할 수 있다. 프로텍트 필름은, 예컨대 화상 표시 소자나 다른 광학 부재에 편광판이 접합된 후, 그것이 갖는 점착제층마다 박리 제거된다.
프로텍트 필름은, 예컨대 기재 필름과 그 위에 적층되는 점착제층으로 구성된다. 점착제층에 관해서는 상술한 기술 내용이 인용된다.
기재 필름을 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.
<액정 패널 및 액정 표시 장치>
본 발명에 따른 편광판은 액정 패널 및 액정 표시 장치에 이용할 수 있다. 액정 패널은 액정 셀과 그 양면에 배치되는 편광판을 포함한다. 액정 표시 장치는 액정 패널과 백라이트를 포함한다.
본 발명에 따른 편광판은 액정 셀의 편면 또는 양면에 배치할 수 있다. 편광판과 액정 셀의 접착에는 점착제층을 이용할 수 있다.
액정 셀에 점착제층을 통해 편광판이 적층되어 있는 광학 적층체의 일례를 도 6에 도시한다.
도 6에 도시하는 광학 적층체는, 액정 셀(50)의 한쪽의 면에 점착제층(40)을 통해 도 3에 도시하는 편광판이 적층된 것으로, 제1 열가소성 수지 필름(10), 제1 경화물층(15), 편광자(30), 제2 경화물층(25), 제2 열가소성 수지 필름(20), 점착제층(40), 액정 셀(50)을 이 순서로 포함한다. 점착제층(40)에 관해서는 점착제층에 관한 상술한 기술 내용이 인용된다.
액정 셀은 임의의 것이라도 좋으며, 예컨대 박막 트랜지스터형으로 대표되는 액티브 매트릭스 구동형의 액정 셀, 슈퍼 트위스티드 네마틱형으로 대표되는 단순 매트릭스 구동형의 액정 셀 등, 다양한 액정 셀을 사용하여 액정 패널 및 액정 표시 장치를 형성할 수 있다. 액정 셀의 양면에 설치하는 편광판은 같은 것이라도 좋고, 다른 것이라도 좋다.
[실시예]
이하, 실시예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해서 한정되는 것은 아니다. 예 중, 함유량 내지 사용량을 나타내는 % 및 부는, 특별히 기재가 없는 한, 질량 기준이다.
표 1에 있어서, 옥사졸린기 함유 중합체(A), 카르복실기를 갖는 화합물(B) 및 옥사졸린기 함유 중합체(A)의 옥사졸린기와 화합물(B)의 카르복실기의 반응을 촉진시키는 화합물(C)은 각각 (A), (B), (C)라고 약기되어 있다.
(제조예: 편광자의 제작)
두께 60 ㎛의 폴리비닐알코올 필름(평균 중합도: 약 2,400, 비누화도: 99.9 몰% 이상)을 30℃의 순수에 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 질량비가 0.02/2/100인 30℃의 수용액에 침지했다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 질량비가 12/5/100인 56.5℃의 수용액에 침지했다. 이어서, 8℃의 순수로 세정한 후, 65℃에서 건조시켜, 폴리비닐알코올 필름에 요오드가 흡착 배향된 두께 23 ㎛의 편광자를 얻었다. 연신은 주로 요오드 염색 및 붕산 처리의 공정에서 행하고, 토탈 연신 배율은 5.5배였다.
<실시예 1∼12, 비교예 1∼5>
(1) 경화성 조성물의 조제
표 1에 나타내는 성분을 표 1에 나타내는 배합량으로, 용제로서의 순수와 함께 혼합하여, 경화성 조성물(접착제 수용액)을 조제했다. 표 1에 나타내는 각 성분의 배합량의 단위는 질량부이며, 각 성분의 배합량은 고형분 환산에 의한 양이다. 각 실시예 및 비교예에서, 얻어진 경화성 조성물에 있어서의 (A) 및 (B)의 합계 농도는 3.0 질량%로 했다.
(2) 편광판의 제작
트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름〔코니카미놀타옵드(주) 제조의 상품명 「KC4UAW」, 두께: 40 ㎛〕의 편면에 비누화 처리를 실시한 후, 그 비누화 처리한 면에 상기 (1)에서 조제한 경화성 조성물을 바코터를 이용하여 도공함과 더불어, 두께 23 ㎛의 환상 폴리올레핀계 수지로 이루어진 제로 위상차 필름〔닛폰제온(주) 제조의 상품명 「ZEONOR」〕의 편면에 코로나 처리를 실시하고, 그 코로나 처리한 면에 상기 (1)에서 조제한 경화성 조성물을 바코터를 이용하여 도공했다. 경화성 조성물층이 편광자 측으로 되도록, 편광자의 한쪽의 면에 비누화 완료된 TAC 필름을 적층하고, 다른 쪽의 면에 제로 위상차 필름을 적층하여, 제로 위상차 필름/경화성 조성물층/편광자/경화성 조성물층/TAC 필름의 층 구성을 갖는 적층체를 얻었다. 이 적층체에 대하여, 열풍 건조기로 80℃, 300초 동안의 가열 처리를 행함으로써, 제로 위상차 필름/경화물층/편광자/경화물층/TAC 필름의 층 구성을 갖는 편광판을 제작했다. 제작한 편광판 중 경화물층의 두께는 1 층 당 20∼60 nm였다.
(3) 광학 내구성의 평가
얻어진 편광판을 30 mm×30 mm의 크기로 재단한 후, 제로 위상차 필름 측에 (메트)아크릴계 점착제를 통해 유리 기판에 접합하여, 측정 샘플을 얻었다. 측정 샘플의 층 구성은, 유리 기판/(메트)아크릴계 점착제층/제로 위상차 필름/경화물층/편광자/경화물층/TAC 필름이다. 유리 기판에는 무알칼리 유리 기판〔코닝사 제조의 상품명 「Eagle XG」〕을 사용했다.
얻어진 측정 샘플에 관해서, 적분구 구비 분광광도계〔닛폰분코(주) 제조의 제품명 「V7100」〕를 이용하여 파장 380∼780 nm 범위에서의 MD 투과율과 TD 투과율을 측정하여, 각 파장에 있어서의 편광도를 산출했다. 산출한 편광도에 관해서, JIS Z 8701:1999 「색의 표시 방법-XYZ 표색계 및 X10Y10Z10 표색계」의 2도 시야(C 광원)에 의해 시감도 보정을 행하여, 내구 시험 전의 시감도 보정 편광도(Py)를 구했다.
또한 측정 샘플은, 편광판의 TAC 필름 측을 디텍터 측으로 하여, 유리 기판 측으로부터 빛이 입광되도록 적분구 구비 분광광도계에 셋트했다.
편광도는, 하기 식:
편광도(λ)=100×(Tp(λ)-Tc(λ))/(Tp(λ)+Tc(λ))
으로 정의된다.
Tp(λ)는, 입사하는 파장 λ(nm)의 직선편광과 평행 니콜의 관계로 측정한 측정 샘플의 투과율(%)이다.
Tc(λ)는, 입사하는 파장 λ(nm)의 직선편광과 직교 니콜의 관계로 측정한 측정 샘플의 투과율(%)이다.
이어서, 이 측정 샘플을 온도 85℃, 상대습도 85% RH의 고온고습 환경 하에 500시간 둔 후, 온도 23℃, 상대습도 50% RH의 환경 하에 24시간 두는 내구 시험에 제공했다. 내구 시험 후에, 내구 시험 전과 같은 방법에 의해서 시감도 보정 편광도(Py)를 구했다.
내구 시험 후의 시감도 보정 편광도(Py)와 내구 시험 전의 시감도 보정 편광도(Py)의 차의 절대치(|ΔPy|)를 산출하여, 편광판의 광학 내구성을 평가했다. |ΔPy|의 산출치를 표 1에 나타낸다.
|ΔPy|가 작을수록 광학 내구성이 우수하다. 어느 실시예 및 비교예에서나 내구 시험 후의 시감도 보정 편광도(Py)와 내구 시험 전의 시감도 보정 편광도(Py)의 차는 마이너스의 값을 보였다.
Figure pct00001
표 1에 나타내는 각 성분의 상세는 다음과 같다.
a1: 가부시키가이샤닛폰쇼쿠바이 제조의 상품명 「에포크로스 WS-300」〔2-옥사졸린기를 측쇄로서 갖는 옥사졸린기 함유 아크릴계 중합체의 수용액, 고형분 농도: 10 질량%, 옥사졸린가(이론치): 130 g solid/eq., 옥사졸린기량(이론치): 7.7 mmol/g, solid, 수평균 분자량: 4×104, 중량 평균 분자량: 12×104)〕
b1 :시트르산
b2: 타르타르산
b3: 사과산
b4: 부탄-1,2,3,4-테트라카르복실산
b5: 니혼사쿠비 포발가부시키가이샤 제조의 상품명 「AP-10」〔카르복실기 변성 폴리비닐알코올, 평균 중합도: 1000, 비누화도: 88∼90 몰%〕
c1: 황산
c2: p-톨루엔술폰산
c3: 아세트산
x1: 닛폰고세이카가쿠고교가부시키가이샤 제조의 상품명 「고세파이마 Z-200」〔아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올, 평균 중합도: 1100, 비누화도: 98.5 몰% 이상〕
y1: 글리옥살
10: 제1 열가소성 수지 필름, 15: 제1 경화물층, 20: 제2 열가소성 수지 필름, 25: 제2 경화물층, 30: 편광자, 40: 점착제층, 50: 액정 셀.

Claims (13)

  1. 편광자와 제1 경화물층을 이 순서로 포함하는 편광판으로서,
    상기 제1 경화물층은,
    옥사졸린기 함유 중합체(A)와
    카르복실기를 갖는 화합물(B)과
    옥사졸린기 함유 중합체(A)의 옥사졸린기와 화합물(B)의 카르복실기의 반응을 촉진시키는 화합물(C)
    을 포함하는 경화성 조성물의 경화물층인 편광판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 경화성 조성물에 있어서의 화합물(B)의 함유량이 옥사졸린기 함유 중합체(A) 및 화합물(B)의 합계량 100 질량부 중 0.01 질량부 이상 15 질량부 이하인 편광판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 경화성 조성물에 있어서의 화합물(C)의 함유량이 옥사졸린기 함유 중합체(A) 및 화합물(B)의 합계량 100 질량부에 대하여 10 질량부 초과 100 질량부 이하인 편광판.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 화합물(B)은 분자 내에 카르복실기를 2 이상 갖는 편광판.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 화합물(B)은 분자량이 1000 이하인 편광판.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편광자와 상기 제1 경화물층과 제1 열가소성 수지 필름을 이 순서로 포함하는 편광판.
  7. 제6항에 있어서, 제1 열가소성 수지 필름은, 셀룰로오스에스테르계 수지, 폴리에스테르계 수지, (메트)아크릴계 수지 및 환상 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1 이상의 열가소성 수지를 포함하는 편광판.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 제2 열가소성 수지 필름과 제2 경화물층과 상기 편광자와 상기 제1 경화물층과 상기 제1 열가소성 수지 필름을 이 순서로 포함하는 편광판.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 편광자는 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 편광판.
  10. 편광자와 제1 열가소성 수지 필름을 접착시키기 위한 경화성 조성물로서,
    옥사졸린기 함유 중합체(A)와
    카르복실기를 갖는 화합물(B)과
    옥사졸린기 함유 중합체(A)의 옥사졸린기와 화합물(B)의 카르복실기의 반응을 촉진시키는 화합물(C)
    을 포함하는 경화성 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 화합물(B)의 함유량이 옥사졸린기 함유 중합체(A) 및 화합물(B)의 합계량 100 질량부 중 0.01 질량부 이상 15 질량부 이하인 경화성 조성물.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 화합물(C)의 함유량이 옥사졸린기 함유 중합체(A) 및 화합물(B)의 합계량 100 질량부에 대하여 10 질량부 초과 100 질량부 이하인 경화성 조성물.
  13. 옥사졸린기 함유 중합체(A)와
    카르복실기를 갖는 화합물(B)과
    옥사졸린기 함유 중합체(A)의 옥사졸린기와 화합물(B)의 카르복실기의 반응을 촉진시키는 화합물(C)
    을 포함하는 경화성 조성물을 경화시켜 이루어지는 경화물층으로서,
    화합물(C)의 함유량이 옥사졸린기 함유 중합체(A) 및 화합물(B)의 합계량 100 질량부에 대하여 10 질량부 초과 100 질량부 이하인 경화물층.
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