KR20210063325A - 편광판 및 이의 제조 방법, 및 해당 편광판을 포함하는 화상 표시 장치 - Google Patents

편광판 및 이의 제조 방법, 및 해당 편광판을 포함하는 화상 표시 장치 Download PDF

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KR20210063325A
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polarizing film
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토모히로 야마시타
슈사쿠 고토
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

가혹한 가열 환경 하에서도 내구성이 우수한 편광판이 제공된다. 본 발명의 편광판은, 두께가 8㎛ 이하인 편광막과 편광막의 양측에 배치된 보호 필름을 포함하고, 양면에 점착제층을 개재하여 유리판을 첩합한 상태에서 100℃에서 60시간 둔 후, 하기 식으로 나타내는 편광도의 변화량(ΔP)이 -1.0%∼0.0%이다:
ΔP(%)=P60-P0
(여기서, P0은 가열 전의 편광도이고, P60은 60시간 가열 후의 편광도임).

Description

편광판 및 이의 제조 방법, 및 해당 편광판을 포함하는 화상 표시 장치
본 발명은 편광판 및 이의 제조 방법, 및 해당 편광판을 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
대표적인 화상 표시 장치인 액정 표시 장치에는, 이의 화상 형성 방식에 기인하여 액정 셀의 양측에 편광막(대표적으로는, 편광막과 광학 기능층을 포함하는 편광 필름 적층체(예컨대, 편광판))가 배치되어 있다. 또한, 박형 디스플레이의 보급과 함께, 유기 EL 패널을 탑재한 디스플레이(OLED)나 양자점 등의 무기 발광 재료를 이용한 표시 패널을 이용한 디스플레이(QLED)가 제안되어 있다. 편광막의 제조 방법으로서는, 예컨대 수지 기재와 폴리비닐알코올(PVA)계 수지층을 포함하는 적층체를 연신하고, 이어서 염색 처리를 실시하여 수지 기재 위에 편광막을 얻는 방법이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1). 이와 같은 방법에 의하면, 두께가 얇은 편광막이 얻어지기 때문에, 근래 화상 표시 장치의 박형화에 기여할 수 있다고 하여 주목받고 있다. 그러나, 상기와 같은 종래의 박형 편광막은 광학 특성이 불충분하여, 박형 편광막의 광학 특성의 가일층의 향상이 요구되고 있다. 또한, 근래 화상 표시 장치의 용도는 크게 확산되고 있으며, 예컨대 차량 탑재용 화상 표시 장치(예컨대, 카 네비게이션 장치, 백 모니터)의 이용이 확대되고 있다. 이에 따라, 상기 편광 필름 적층체에는 가혹한 가열 환경 하(예컨대, 고온 환경 하)에서의 우수한 내구성이 요구되고 있으며, 이와 같은 내구성을 실현할 수 있는 편광막 및 편광 필름 적층체가 요구되고 있다.
일본 특허출원공표공보 제2012-516468호
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 주된 목적은 가혹한 가열 환경 하에서도 내구성이 우수한 편광판을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 편광판은, 두께가 8㎛ 이하인 편광막과 해당 편광막의 양측에 배치된 보호 필름을 포함하고, 양면에 점착제층을 개재하여 유리판을 첩합(貼合)한 상태에서 100℃에서 60시간 둔 후의, 하기 식으로 나타내는 편광도의 변화량(ΔP)이 -1.0%∼0.0%이다:
ΔP(%)=P60-P0
(여기서, P0은 가열 전의 편광도이고, P60은 60시간 가열 후의 편광도임).
하나의 실시형태에서는, 상기 편광판은 양면에 점착제층을 개재하여 유리판을 첩합한 상태에서 100℃에서 60시간 둔 후의, 하기 식으로 나타내는 단체 투과율 변화량(ΔTs)이 0.0%∼1.5%이다:
ΔTs(%)=Ts60-Ts0
(여기서, Ts0은 가열 전의 단체 투과율이고, Ts60은 60시간 가열 후의 단체 투과율임).
하나의 실시형태에서는, 상기 단체 투과율 Ts0은 41.8%∼43.0%이다.
하나의 실시형태에서는, 상기 보호 필름의 투습도는 200g/m2·24h 이하이다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 화상 표시 장치가 제공된다. 이 화상 표시 장치는 표시 셀과, 해당 표시 셀의 시인 측에 배치된 상기 편광판을 구비한다.
하나의 실시형태에서는, 상기 화상 표시 장치는 차량 탑재용으로서 구성되어 있다.
본 발명의 또 다른 국면에 의하면, 편광판의 제조 방법이 제공된다. 이 제조 방법은, 장척상의 열가소성 수지 기재의 편측에, 요오드화물 또는 염화나트륨과 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층체로 하는 것; 해당 적층체에 공중 보조 연신 처리와, 염색 처리와, 수중 연신 처리와, 긴 방향으로 반송하면서 가열함으로써 폭 방향으로 2% 이상 수축시키는 건조 수축 처리를 이 순서대로 실시하여 해당 폴리비닐알코올계 수지층을 편광막으로 하는 것; 및 해당 편광막의 양측에 보호 필름을 적층하는 것;을 포함한다.
본 발명에 따르면, 폴리비닐알코올(PVA)계 수지에의 할로겐화물(대표적으로는, 요오드화 칼륨)의 첨가, 공중 보조 연신 및 수중 연신을 포함하는 2단 연신, 그리고 가열 롤에 의한 건조 및 수축을 조합하여 채용함으로써, 박형이면서 가혹한 가열 환경 하에서도 내구성이 우수한(예컨대, 가열 전후의 편광도 및 단체 투과율의 변화가 작은) 편광막을 얻을 수 있다. 이와 같은 편광막을 이용함으로써, 가혹한 가열 환경 하에서도 내구성이 우수한 편광판을 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 편광판의 개략 단면도이다.
도 2는 가열 롤을 이용한 건조 수축 처리의 일례를 나타내는 개략도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태로는 한정되지 않는다.
A. 편광판의 전체 구성
도 1은, 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 편광판의 개략 단면도이다. 편광판(100)은 편광막(11)과, 편광막(11)의 양측에 배치된 보호 필름(12 및 13)을 포함한다. 목적 및 소망하는 구성 등에 따라 보호 필름(12 및 13) 중 어느 한쪽은 생략되어도 된다. 본 발명의 실시형태에서는, 편광막은 대표적으로는 이색성 물질(예컨대, 요오드)을 포함하는 폴리비닐알코올(PVA)계 수지 필름이고, 그의 두께는 8㎛ 이하이다.
본 발명의 실시형태에서는, 편광판은 양면에 점착제층을 개재하여 유리판을 첩합한 상태에서 100℃에서 60시간 둔 후의, 하기 식으로 나타내는 편광도의 변화량(ΔP)이 -1.0%∼0.0%이다:
ΔP(%)=P60-P0
(여기서, P0은 가열 전의 편광도이고, P60은 60시간 가열 후의 편광도임).
즉, 본 발명의 실시형태에 의한 편광판은, 100℃라는 가혹한 가열 환경 하에 둔 경우에도 편광도의 감소가 작다는 특징을 갖는다. ΔP는 바람직하게는 -0.5%∼0.0%이고, 보다 바람직하게는 -0.2%∼0.0%이다. 바람직하게는, 편광판은 양면에 점착제층을 개재하여 유리판을 첩합한 상태에서 100℃에서 60시간 둔 후의, 하기 식으로 나타내는 단체 투과율 변화량(ΔTs)이 0.0%∼1.5%이다:
ΔTs(%)=Ts60-Ts0
(여기서, Ts0은 가열 전의 단체 투과율이고, Ts60은 60시간 가열 후의 단체 투과율임).
즉, 본 발명의 실시형태에 의한 편광판은, 바람직하게는 100℃라는 가혹한 가열 환경 하에 둔 경우에도 단체 투과율의 증가가 작다는 특징을 갖는다. ΔTs은 바람직하게는 0.0%∼1.0%이고, 보다 바람직하게는 0.0%∼0.7%이다. 여기서, 편광도 및 단체 투과율은 실질적으로는 편광막의 특성이지만, 편광판에서의 편광막 이외의 구성 요소는 편광도 및 단체 투과율에 실질적으로 영향을 주지 않기 때문에, 편광막의 편광도 및 단체 투과율과 편광판의 편광도 및 단체 투과율은 실질적으로 동등하다. 편광판의 이와 같은 특징은, 편광막의 이하의 메커니즘에 의해 실현될 수 있다고 추정된다: 편광막 중 요오드는 PVA/I3- 착체(480nm 부근에 흡수를 가짐), PVA/I5- 착체(600nm 부근에 흡수를 가짐), 착체를 형성하지 않는 요오드 이온(210nm 부근의 자외 영역에 흡수를 가짐) 등 복수의 상태로 존재하고 있는 바, 주로 PVA/I3- 착체 및 PVA/I5- 착체에 의해 편광막은 가시광에서 흡수 이색성을 나타낸다. 일반적으로, 고온 조건 하에서는 PVA/I5- 착체가 불안정해지고, PVA/I5- 착체의 양은 감소한다. 이에 의해, 편광막 및 편광 필름 적층체(예컨대, 편광판)가 크로스 니콜 상태에서 붉게 변색하는 현상(가열 적변)이 생긴다. 또한, 편광판을 점착제에 의해 표시 셀에 첩합하여 화상 표시 장치를 구성하면, 편광판 및 점착제에 포함되는 수분에 의해 고온 고습 상태가 발생하여 PVA/I3- 착체 및 PVA/I5- 착체의 열화가 현저해지고, 상기 가열 적변에 추가로, 편광도의 저하 및 단체 투과율의 증가가 현저해진다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 후술하는 바와 같이 폴리비닐알코올(PVA)계 수지에의 할로겐화물(대표적으로는, 요오드화 칼륨)의 첨가, 공중 보조 연신 및 수중 연신을 포함하는 2단 연신, 그리고 가열 롤에 의한 건조 및 수축을 조합하여 채용함으로써, 가혹한 가열 환경 하에서도 PVA/I3- 착체 및 PVA/I5- 착체의 안정성이 우수한 편광막을 얻을 수 있다. 그 결과, 가혹한 가열 환경 하에서도 내구성이 우수한(대표적으로는, 적변이 억제되고 편광도 및 단체 투과율의 변화가 작은) 편광판을 실현할 수 있다.
B. 편광막
편광막은, 상기와 같이 이색성 물질(예컨대, 요오드)을 포함하는 PVA계 수지 필름으로 구성된다. 편광막은 실질적으로는 요오드가 흡착 배향된 PVA계 수지 필름이다. PVA계 수지 필름을 형성하는 PVA계 수지로서는 임의의 적절한 수지가 채용될 수 있다. 예컨대 폴리비닐알코올, 에틸렌-비닐알코올 공중합체를 들 수 있다. 폴리비닐알코올은 폴리초산비닐을 비누화함으로써 얻어진다. 에틸렌-비닐알코올 공중합체는 에틸렌-초산비닐 공중합체를 비누화함으로써 얻어진다. PVA계 수지의 비누화도는 통상적으로 85몰%∼100몰%이고, 바람직하게는 95.0몰%∼99.95몰%, 더욱 바람직하게는 99.0몰%∼99.93몰%이다. 비누화도는 JIS K 6726-1994에 준하여 구할 수 있다. 이와 같은 비누화도의 PVA계 수지를 이용함으로써, 내구성이 우수한 편광막을 얻을 수 있다. 비누화도가 지나치게 높은 경우에는 겔화될 우려가 있다.
편광막 중 요오드 농도는 5.0중량% 이상이고, 바람직하게는 5.0중량%∼12.0중량%이며, 보다 바람직하게는 5.5중량%∼10.0중량%이다. 또한, 본 명세서에서 '요오드 농도'란, 편광막 중에 포함되는 모든 요오드의 양을 의미한다. 보다 구체적으로는, 편광막 중에서 요오드는 I-, I2, I3 -, PVA/I3- 착체, PVA/I5- 착체 등의 형태로 존재하는 바, 본 명세서에서의 요오드 농도는 이들 형태를 모두 포함한 요오드의 농도를 의미한다. 요오드 농도는, 예컨대 형광 X선 분석에 의한 형광 X선 강도와 필름(편광막) 두께로 산출될 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 이와 같이 요오드 농도가 높은 편광막에서 가혹한 가열 환경 하에서의 우수한 내구성을 실현할 수 있다.
편광막의 두께는 상기와 같이 8㎛ 이하이고, 바람직하게는 1㎛∼8㎛이며, 보다 바람직하게는 1㎛∼7㎛이고, 더욱 바람직하게는 2㎛∼5㎛이다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 이와 같이 매우 얇은 편광막에서 가혹한 가열 환경 하에서의 우수한 내구성을 실현할 수 있다.
편광막은 바람직하게는 파장 380nm∼780nm 중 어느 파장에서 흡수 이색성을 나타낸다. 편광막의 단체 투과율(가열 전의 단체 투과율)(Ts0)은 바람직하게는 41.8%∼43.0%이고, 보다 바람직하게는 41.9%∼42.8%이다. 편광막의 편광도(가열 전의 편광도)(P0)는 바람직하게는 99.900% 이상이고, 보다 바람직하게는 99.950% 이상이다. 상기 단체 투과율은, 대표적으로는 자외선 가시광선 분광 광도계를 이용하여 측정하고 시감도 보정을 행한 Y값이다. 상기 편광도는, 대표적으로는 자외선 가시광선 분광 광도계를 이용하여 측정하고 시감도 보정을 행한 평행 투과율(Tp) 및 직교 투과율(Tc)에 근거하여 하기 식에 의해 구해진다.
편광도(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
하나의 실시형태에서는, 8㎛ 이하의 박형의 편광막의 투과율은, 대표적으로는 편광막(표면의 굴절률: 1.53)과 보호 필름(굴절률: 1.50)과의 적층체를 측정 대상으로 하고, 자외선 가시광선 분광 광도계를 이용하여 측정된다. 편광막의 표면의 굴절률 및/또는 보호 필름의 공기 계면에 접하는 표면의 굴절률에 따라 각 층의 계면에서의 반사율이 변화하고, 그 결과, 투과율의 측정값이 변화하는 경우가 있다. 따라서, 예컨대 굴절률이 1.50이 아닌 보호 필름을 이용하는 경우, 보호 필름의 공기 계면에 접하는 표면의 굴절률에 따라 투과율의 측정값을 보정하여도 된다. 구체적으로는, 투과율의 보정값(C)은 보호 필름과 공기층의 계면에서의 투과축에 평행한 편광의 반사율(R1)(투과축 반사율)을 이용하여, 이하의 식으로 나타낸다.
C=R1-R0
R0=((1.50-1)2/(1.50+1)2)×(T1/100)　
R1=((n1-1)2/(n1+1)2)×(T1/100)
여기서, R0은 굴절률이 1.50인 보호 필름을 이용한 경우의 투과축 반사율이고, n1은 사용하는 보호 필름의 굴절률이며, T1은 편광막의 투과율이다. 예컨대, 표면 굴절률이 1.53인 기재(시클로올레핀계 필름, 하드코트층 부착 필름 등)를 보호 필름으로서 이용하는 경우, 보정량(C)는 약 0.2%가 된다. 이 경우, 측정에 의해 얻어진 투과율에 0.2%를 가산함으로써, 표면 굴절률이 1.50인 보호 필름을 이용한 경우의 투과율로 환산하는 것이 가능하다. 또한, 상기 식에 근거한 계산에 의하면, 편광막의 투과율 T1을 2% 변화시켰을 때의 보정값(C)의 변화량은 0.03% 이하이고, 편광막의 투과율이 보정값(C)의 값에 미치는 영향은 한정적이다. 또한, 보호 필름이 표면 반사 이외의 흡수를 갖는 경우는, 흡수량에 따라 적절한 보정을 행할 수 있다.
편광막으로서는 임의의 적절한 편광막이 채용될 수 있다. 편광막은, 대표적으로는 2층 이상의 적층체를 이용하여 제작될 수 있다.
적층체를 이용하여 얻어지는 편광막의 구체예로서는, 수지 기재와 당해 수지 기재에 도포 형성된 PVA계 수지층과의 적층체를 이용하여 얻어지는 편광막을 들 수 있다. 수지 기재와 당해 수지 기재에 도포 형성된 PVA계 수지층과의 적층체를 이용하여 얻어지는 편광막은, 예컨대 PVA계 수지 용액을 수지 기재에 도포하고 건조시켜 수지 기재 위에 PVA계 수지층을 형성하여 수지 기재와 PVA계 수지층과의 적층체를 얻는 것; 당해 적층체를 연신 및 염색하여 PVA계 수지층을 편광막으로 하는 것;에 의해 제작될 수 있다. 본 실시형태에서는, 연신은 대표적으로는 적층체를 붕산 수용액 중에 침지시켜 연신하는 것을 포함한다. 또한, 연신은 필요에 따라 붕산 수용액 중에서의 연신 전에 적층체를 고온(예컨대, 95℃ 이상)에서 공중 연신하는 것을 더 포함할 수 있다. 얻어진 수지 기재/편광막의 적층체는 그대로 이용하여도 되고(즉, 수지 기재를 편광막의 보호층으로 하여도 되고), 수지 기재/편광막의 적층체로부터 수지 기재를 박리하고 당해 박리면에 목적에 따른 임의의 적절한 보호층을 적층하여 이용하여도 된다. 이와 같은 편광막의 제조 방법의 상세는, 예컨대 일본 공개특허공보 제2012-73580호에 기재되어 있다. 당해 공보는 그 전체의 기재가 본 명세서에 참고로서 원용된다.
편광막은, 대표적으로는 장척상의 열가소성 수지 기재의 편측에 할로겐화물과 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층체로 하는 것, 및 상기 적층체에 공중 보조 연신 처리와, 염색 처리와, 수중 연신 처리와, 긴 방향으로 반송하면서 가열함으로써 폭 방향으로 2% 이상 수축시키는 건조 수축 처리를 이 순서대로 실시하는 것을 포함하는 방법에 의해 제작될 수 있다. 이에 의해, 박형이면서 가혹한 가열 환경 하에서도 내구성이 우수한 편광막을 얻을 수 있다. 편광막의 제조 방법에 대해서는, 편광판의 제조 방법에 포함되는 공정으로서 후술하는 E항에서 상세하게 설명한다.
C. 보호 필름
보호 필름(12 및 13)은 편광막의 보호 필름으로서 사용할 수 있는 임의의 적절한 필름으로 형성된다. 당해 필름의 주성분이 되는 재료의 구체예로서는 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 등의 셀룰로오스계 수지나 폴리에스테르계, 폴리비닐알코올계, 폴리카보네이트계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리에테르설폰계, 폴리설폰계, 폴리스티렌계, 폴리노보넨계, 폴리올레핀계, (메트)아크릴계, 아세테이트계 등의 투명 수지 등을 들 수 있다. 또한, (메트)아크릴계, 우레탄계, (메트)아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화형 수지 또는 자외선 경화형 수지 등도 들 수 있다. 이 외에도, 예컨대 실록산계 폴리머 등의 유리질계 폴리머도 들 수 있다. 또한, 일본 공개특허공보 제2001-343529호(WO01/37007)에 기재된 폴리머 필름도 사용할 수 있다. 이 필름의 재료로서는, 예컨대 측쇄에 치환 또는 비치환의 이미드기를 갖는 열가소성 수지와, 측쇄에 치환 또는 비치환의 페닐기 및 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 함유하는 수지 조성물을 사용할 수 있으며, 예컨대 이소부텐과 N-메틸말레이미드로 이루어지는 교호 공중합체와, 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체를 포함하는 수지 조성물을 들 수 있다. 당해 폴리머 필름은, 예컨대 상기 수지 조성물의 압출 성형물일 수 있다. 보호 필름은, 바람직하게는 폴리노보넨계 수지와 같은 시클로올레핀계 수지로 구성된다. 적절한 투습도가 실현될 수 있기 때문이다.
보호 필름의 투습도는 바람직하게는 200g/m2·24h 이하이고, 보다 바람직하게는 100g/m2·24h 이하이며, 더욱 바람직하게는 50g/m2·24h 이하이고, 특히 바람직하게는 20g/m2·24h 이하이다. 투습도는 낮을수록 바람직하고, 투습도의 하한은 예컨대 2g/m2·24h일 수 있다. 투습도가 이와 같은 범위이면, 고온 환경 하에서 적변을 더욱 억제하고, 또한, 편광도 및 단체 투과율의 변화를 더욱 작게 할 수 있다. 투습도는 JIS Z0208의 투습도 시험(컵 법)에 준하여 측정된다.
편광판(100)을 화상 표시 장치에 적용하였을 때 표시 셀과는 반대 측에 배치되는 보호 필름(외측 보호 필름)(12)에는 필요에 따라 하드코트 처리, 반사 방지 처리, 스티킹 방지 처리, 안티글레어 처리 등의 표면 처리가 실시되어 있어도 된다. 또한/또는, 외측 보호 필름(12)에는 필요에 따라 편광 선글라스를 통하여 시인하는 경우의 시인성을 개선하는 처리(대표적으로는, (타)원편광 기능을 부여하는 것, 초고위상차를 부여하는 것)이 실시되어 있어도 된다. 이와 같은 처리를 실시함으로써, 편광 선글라스 등의 편광 렌즈를 통하여 표시 화면을 시인한 경우에도 우수한 시인성을 실현할 수 있다. 이와 같은 편광판은, 선글라스를 쓴 차량 운전자의 시인성이 우수하기 때문에, 차량 탑재용 화상 표시 장치에도 적합하게 적용될 수 있다.
외측 보호 필름(12)의 두께는 대표적으로는 300㎛ 이하이고, 바람직하게는 100㎛ 이하, 보다 바람직하게는 5㎛∼80㎛, 더욱 바람직하게는 10㎛∼60㎛이다. 또한, 표면 처리가 실시되어 있는 경우, 외측 보호 필름의 두께는 표면 처리층의 두께를 포함한 두께이다.
편광판(100)을 화상 표시 장치에 적용하였을 때에 표시 셀 측에 배치되는 보호 필름(내측 보호 필름)(13)의 두께는 바람직하게는 5㎛∼200㎛, 보다 바람직하게는 10㎛∼100㎛, 더욱 바람직하게는 10㎛∼60㎛이다. 하나의 실시형태에서는, 내측 보호 필름은 광학적으로 등방성인 것이 바람직하다. 본 명세서에서 '광학적으로 등방성인'이란, 면내 위상차 Re(550)가 0nm∼10nm이고, 두께 방향의 위상차 Rth(550)가 -10nm∼+10nm인 것을 말한다. 다른 실시형태에서는, 내측 보호 필름은 임의의 적절한 위상차 값을 포함하는 위상차층이다. 이 경우, 위상차층의 면내 위상차 Re(550)는 예컨대 110nm∼150nm이다. 'Re(550)'는 23℃에서의 파장 550nm의 광으로 측정한 면내 위상차이고, 식: Re=(nx-ny)×d에 의해 구해진다. 'Rth(550)'는 23℃에서의 파장 550nm의 광으로 측정한 두께 방향의 위상차이고, 식: Rth=(nx-nz)×d에 의해 구해진다. 여기서, 'nx'는 면내 굴절률이 최대가 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절률이고, 'ny'는 면내에서 지상축과 직교하는 방향(즉, 진상축 방향)의 굴절률이며, 'nz'는 두께 방향의 굴절률이고, 'd'는 층(필름)의 두께(nm)이다.
D. 커버 유리 부착 편광판
본 발명의 실시형태에 의한 편광판은, 상기와 같이 유리판에 끼워진 상태에서의 가혹한 가열 환경 하에서도 내구성이 우수하기 때문에, 커버 유리 부착 편광판으로서 적합하게 구성될 수 있다. 커버 유리 부착 편광판은, 대표적으로는 상기 A항∼C항에 기재된 편광판과, 당해 편광판의 시인 측(외측 보호 필름(12) 측)에 층간 충전제를 개재하여 적층된 커버 유리를 포함한다. 층간 충전제는 임의의 적절한 접착제로 구성된다. 층간 충전제로서는 예컨대 일본 특허공보 제6071459호 명세서에 기재된 것을 들 수 있다. 당해 공보의 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다. 층간 충전제의 두께는 바람직하게는 50㎛∼300㎛이고, 보다 바람직하게는 100㎛∼250㎛이다. 커버 유리는 업계에서 주지 관용의 구성이 채용되기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
E. 편광판의 제조 방법
본 발명의 하나의 실시형태에 의한 편광판의 제조 방법은, 장척상의 열가소성 수지 기재의 편측에 요오드화물 또는 염화나트륨과 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층체로 하는 것; 해당 적층체에 공중 보조 연신 처리와, 염색 처리와, 수중 연신 처리와, 긴 방향으로 반송하면서 가열함으로써 폭 방향으로 2% 이상 수축시키는 건조 수축 처리를 이 순서대로 실시하여 해당 폴리비닐알코올계 수지층을 편광막으로 하는 것; 및 해당 편광막의 양측에 보호 필름을 적층하는 것;을 포함한다. PVA계 수지층에서의 할로겐화물의 함유량은, 바람직하게는 PVA계 수지 100중량부에 대하여 5중량부∼20중량부이다. 건조 수축 처리는 가열 롤을 이용하여 처리하는 것이 바람직하고, 가열 롤의 온도는 바람직하게는 60℃∼120℃이다. 이와 같은 제조 방법에 의하면, 박형이면서 가혹한 가열 환경 하에서도 내구성이 우수한 편광막을 얻을 수 있고, 그 결과, 가혹한 가열 환경 하에서도 내구성이 우수한 편광판을 얻을 수 있다. 특히, 할로겐화물을 포함하는 PVA계 수지층을 포함하는 적층체를 제작하고, 상기 적층체의 연신을 공중 보조 연신 및 수중 연신을 포함하는 다단계 연신으로 하며, 연신 후의 적층체를 가열 롤로 가열함으로써, 가혹한 가열 환경 하에서도 내구성이 우수함과 함께, 광학 특성의 편차가 억제된 편광막을 얻을 수 있다. 구체적으로는, 건조 수축 처리 공정에서 가열 롤을 이용함으로써, 적층체를 반송하면서 적층체 전체에 걸쳐 균일하게 수축할 수 있다. 이에 의해, 상기와 같은 편광막을 안정적으로 생산할 수 있다.
E-1. 적층체의 제작
열가소성 수지 기재와 PVA계 수지층과의 적층체를 제작하는 방법으로서는 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 바람직하게는, 열가소성 수지 기재의 표면에 할로겐화물과 PVA계 수지를 포함하는 도포액을 도포하고 건조함으로써, 열가소성 수지 기재 위에 PVA계 수지층을 형성한다. 상기와 같이, PVA계 수지층에서의 할로겐화물의 함유량은, 바람직하게는 PVA계 수지 100중량부에 대하여 5중량부∼20중량부이다.
도포액의 도포 방법으로서는 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 예컨대 롤 코트법, 스핀 코트법, 와이어 바 코트법, 딥 코트법, 다이 코트법, 커튼 코트법, 스프레이 코트법, 나이프 코트법(콤마 코트법 등) 등을 들 수 있다. 상기 도포액의 도포·건조 온도는 바람직하게는 50℃ 이상이다.
PVA계 수지층의 두께는 바람직하게는 3㎛∼40㎛, 더욱 바람직하게는 3㎛∼20㎛이다.
PVA계 수지층을 형성하기 전에, 열가소성 수지 기재에 표면 처리(예컨대, 코로나 처리 등)를 실시하여도 되고, 열가소성 수지 기재 위에 이접착층을 형성하여도 된다. 이와 같은 처리를 행함으로써, 열가소성 수지 기재와 PVA계 수지층의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
E-1-1. 열가소성 수지 기재
열가소성 수지 기재의 두께는 바람직하게는 20㎛∼300㎛, 보다 바람직하게는 50㎛∼200㎛이다. 20㎛ 미만이면, PVA계 수지층의 형성이 어려워질 우려가 있다. 300㎛를 초과하면, 예컨대 후술하는 수중 연신 처리에서 열가소성 수지 기재가 물을 흡수하는 데에 장시간을 필요로 함과 함께, 연신에 과도한 부하를 필요로 할 우려가 있다.
열가소성 수지 기재는 바람직하게는 그 흡수율이 0.2% 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.3% 이상이다. 열가소성 수지 기재는 물을 흡수하고, 물이 가소제적인 역할을 하여 가소화할 수 있다. 그 결과, 연신 응력을 대폭 저하시킬 수 있으며, 고배율로 연신할 수 있다. 한편, 열가소성 수지 기재의 흡수율은 바람직하게는 3.0% 이하, 더욱 바람직하게는 1.0% 이하이다. 이와 같은 열가소성 수지 기재를 이용함으로써, 제조 시에 열가소성 수지 기재의 치수 안정성이 현저하게 저하되고, 얻어지는 편광막의 외관이 악화되는 등의 문제를 방지할 수 있다. 또한, 수중 연신 시에 기재가 파단하거나 열가소성 수지 기재로부터 PVA계 수지층이 박리하거나 하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 열가소성 수지 기재의 흡수율은, 예컨대 구성 재료에 변성기(變性基)를 도입함으로써 조정할 수 있다. 흡수율은 JIS K 7209에 준하여 구해지는 값이다.
열가소성 수지 기재의 유리 전이 온도(Tg)는 바람직하게는 120℃ 이하이다. 이와 같은 열가소성 수지 기재를 이용함으로써, PVA계 수지층의 결정화를 억제하면서 적층체의 연신성을 충분히 확보할 수 있다. 또한, 물에 의한 열가소성 수지 기재의 가소화와 수중 연신을 양호하게 행할 것을 고려하면 100℃ 이하, 나아가 90℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 한편, 열가소성 수지 기재의 유리 전이 온도는 바람직하게는 60℃ 이상이다. 이와 같은 열가소성 수지 기재를 이용함으로써, 상기 PVA계 수지를 포함하는 도포액을 도포·건조할 때에, 열가소성 수지 기재가 변형(예컨대, 요철이나 처짐, 주름 등의 발생)하는 등의 문제를 방지하여 양호하게 적층체를 제작할 수 있다. 또한, PVA계 수지층의 연신을 적합한 온도(예컨대, 60℃ 정도)에서 양호하게 행할 수 있다. 또한, 열가소성 수지 기재의 유리 전이 온도는, 예컨대 구성 재료에 변성기를 도입하는 결정화 재료를 이용하여 가열함으로써 조정할 수 있다. 유리 전이 온도(Tg)는 JIS K 7121에 준하여 구해지는 값이다.
열가소성 수지 기재의 구성 재료로서는 임의의 적절한 열가소성 수지가 채용될 수 있다. 열가소성 수지로서는 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 등의 에스테르계 수지, 노보넨계 수지 등의 시클로올레핀계 수지, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 이들의 공중합체 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 바람직하게는 노보넨계 수지, 비정질의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지이다.
하나의 실시형태에서는, 비정질의(결정화하지 않은) 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지가 바람직하게 이용된다. 그 중에서도 비정성의(결정화하기 어려운) 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지가 특히 바람직하게 이용된다. 비정성의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지의 구체예로서는 디카복실산으로서 이소프탈산 및/또는 시클로헥산디카복실산을 더 포함하는 공중합체나, 글리콜로서 시클로헥산디메탄올이나 디에틸렌글리콜을 더 포함하는 공중합체를 들 수 있다.
바람직한 실시형태에서는, 열가소성 수지 기재는 이소프탈산 유닛을 포함하는 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지로 구성된다. 이와 같은 열가소성 수지 기재는 연신성이 극히 우수함과 함께, 연신 시의 결정화가 억제될 수 있기 때문이다. 이것은 이소프탈산 유닛을 도입함으로써, 주쇄에 큰 굴곡을 주는 것에 의한 것으로 생각된다. 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지는 테레프탈산 유닛 및 에틸렌글리콜 유닛을 포함한다. 이소프탈산 유닛의 함유 비율은, 전 반복 단위의 합계에 대하여 바람직하게는 0.1몰% 이상, 더욱 바람직하게는 1.0몰% 이상이다. 연신성이 극히 우수한 열가소성 수지 기재가 얻어지기 때문이다. 한편, 이소프탈산 유닛의 함유 비율은, 전 반복 단위의 합계에 대하여 바람직하게는 20몰% 이하, 보다 바람직하게는 10몰% 이하이다. 이와 같은 함유 비율로 설정함으로써, 후술하는 건조 수축 처리에서 결정화도를 양호하게 증가시킬 수 있다.
열가소성 수지 기재는 미리(PVA계 수지층을 형성하기 전) 연신되어 있어도 된다. 하나의 실시형태에서는, 장척상의 열가소성 수지 기재의 횡방향으로 연신되어 있다. 횡방향은, 바람직하게는 후술하는 적층체의 연신 방향에 직교하는 방향이다. 또한, 본 명세서에서 '직교'란, 실질적으로 직교하는 경우도 포함한다. 여기서, '실질적으로 직교'란, 90°±5.0°인 경우를 포함하고, 바람직하게는 90°±3.0°, 더욱 바람직하게는 90°±1.0°이다.
열가소성 수지 기재의 연신 온도는, 유리 전이 온도(Tg)에 대하여 바람직하게는 Tg-10℃∼Tg+50℃이다. 열가소성 수지 기재의 연신 배율은 바람직하게는 1.5배∼3.0배이다.
열가소성 수지 기재의 연신 방법으로서는 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 구체적으로는 고정단 연신이어도 되고, 자유단 연신이어도 된다. 연신 방식은 건식이어도 되고, 습식이어도 된다. 열가소성 수지 기재의 연신은 한 단계로 행하여도 되고, 다단계로 행하여도 된다. 다단계로 행하는 경우, 상술하는 연신 배율은 각 단계의 연신 배율의 곱이다.
E-1-2. 도포액
도포액은, 상기와 같이 할로겐화물과 PVA계 수지를 포함한다. 상기 도포액은, 대표적으로는 상기 할로겐화물 및 상기 PVA계 수지를 용매에 용해시킨 용액이다. 용매로서는 예컨대 물, 디메틸설폭사이드, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 각종 글리콜류, 트리메틸올프로판 등의 다가 알코올류, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민 등의 아민류를 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 이용할 수 있다. 이들 중에서도 바람직하게는 물이다. 용액의 PVA계 수지 농도는, 용매 100중량부에 대하여 바람직하게는 3중량부∼20중량부이다. 이와 같은 수지 농도이면, 열가소성 수지 기재에 밀착한 균일한 도포막을 형성할 수 있다. 도포액에서의 할로겐화물의 함유량은, 바람직하게는 PVA계 수지 100중량부에 대하여 5중량부∼20중량부이다. 도포액(결과로서, PVA계 수지층)이 할로겐화물을 함유함으로써, PVA계 수지층을 액체에 침지한 경우에서, PVA계 수지층이 할로겐화물을 포함하지 않는 경우에 비해, 폴리비닐알코올 분자의 배향의 흐트러짐 및 배향성의 저하가 억제될 수 있다. 이에 의해, 염색 처리 및 수중 연신 처리 등, 적층체를 액체에 침지하여 행하는 처리 공정을 거쳐 얻어지는 편광막의 광학 특성을 향상할 수 있다.
도포액에 첨가제를 배합하여도 된다. 첨가제로서는 예컨대 가소제, 계면활성제 등을 들 수 있다. 가소제로서는 예컨대 에틸렌글리콜이나 글리세린 등의 다가 알코올을 들 수 있다. 계면활성제로서는 예컨대 비이온 계면활성제를 들 수 있다. 이들은 얻어지는 PVA계 수지층의 균일성이나 염색성, 연신성을 보다 한층 향상시킬 목적으로 사용될 수 있다.
PVA계 수지는, 상기 B항에서 설명한 바와 같다.
PVA계 수지의 평균 중합도는 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 평균 중합도는 통상적으로 1000∼10000이고, 바람직하게는 1200∼4500, 더욱 바람직하게는 1500∼4300이다. 또한, 평균 중합도는 JIS K 6726-1994에 준하여 구할 수 있다.
상기 할로겐화물로서는 임의의 적절한 할로겐화물이 채용될 수 있다. 예컨대, 요오드화물 및 염화나트륨을 들 수 있다. 요오드화물로서는 예컨대 요오드화 칼륨, 요오드화 나트륨 및 요오드화 리튬을 들 수 있다. 이들 중에서도 바람직하게는 요오드화 칼륨이다.
도포액에서의 할로겐화물의 양은, 바람직하게는 PVA계 수지 100중량부에 대하여 5중량부∼20중량부이고, 보다 바람직하게는 PVA계 수지 100중량부에 대하여 10중량부∼15중량부이다. PVA계 수지 100중량부에 대한 할로겐화물의 양이 20중량부를 초과하면, 할로겐화물이 브리드 아웃하여, 최종적으로 얻어지는 편광막이 백탁하는 경우가 있다.
일반적으로, PVA계 수지층이 연신됨으로써, PVA계 수지 중 폴리비닐알코올 분자의 배향성이 높아지지만, 연신 후의 PVA계 수지층을 물을 포함하는 액체에 침지하면, 폴리비닐알코올 분자의 배향이 흐트러져 배향성이 저하되는 경우가 있다. 특히, 열가소성 수지와 PVA계 수지층과의 적층체를 붕산 수중 연신하는 경우에서, 열가소성 수지의 연신을 안정시키기 위하여 비교적 높은 온도에서 상기 적층체를 붕산 수중에서 연신하는 경우, 상기 배향도 저하의 경향이 현저하다. 예컨대, PVA 필름 단체의 붕산 수중에서의 연신이 60℃에서 행해지는 것이 일반적인데 비해, A-PET(열가소성 수지 기재)과 PVA계 수지층과의 적층체의 연신은 70℃ 전후의 온도라는 높은 온도에서 행해지고, 이 경우, 연신 초기의 PVA의 배향성이 수중 연신에 의해 오르기 전 단계에서 저하될 수 있다. 이에 대하여, 할로겐화물을 포함하는 PVA계 수지층과 열가소성 수지 기재와의 적층체를 제작하고, 적층체를 붕산 수중에서 연신하기 전에 공기 중에서 고온 연신(보조 연신)함으로써, 보조 연신 후의 적층체의 PVA계 수지층 중의 PVA계 수지의 결정화가 촉진될 수 있다. 그 결과, PVA계 수지층을 액체에 침지한 경우에서, PVA계 수지층이 할로겐화물을 포함하지 않는 경우에 비해, 폴리비닐알코올 분자의 배향의 흐트러짐 및 배향성의 저하가 억제될 수 있다. 이에 의해, 염색 처리 및 수중 연신 처리 등, 적층체를 액체에 침지하여 행하는 처리 공정을 거쳐 얻어지는 편광막의 광학 특성을 향상할 수 있다.
E-2. 공중 보조 연신 처리
특히, 높은 광학 특성을 얻기 위해서는, 건식 연신(보조 연신)과 붕산 수중 연신을 조합하는 2단 연신의 방법이 선택된다. 2단 연신과 같이 보조 연신을 도입함으로써, 열가소성 수지 기재의 결정화를 억제하면서 연신할 수 있고, 이후의 붕산 수중 연신에서 열가소성 수지 기재의 과도한 결정화에 의해 연신성이 저하된다는 문제를 해결하여, 적층체를 보다 고배율로 연신할 수 있다. 종래 열가소성 수지 기재 위에 PVA계 수지를 도포하는 경우, 열가소성 수지 기재의 유리 전이 온도의 영향을 억제하기 위하여, 금속 드럼 위에 PVA계 수지를 도포하는 경우에 비해 도포 온도를 낮게 할 필요가 있고, 그 결과, PVA계 수지의 결정화가 상대적으로 낮아지게 되어 충분한 광학 특성을 얻을 수 없다는 문제가 생길 수 있다. 이에 대하여, 보조 연신을 도입함으로써 열가소성 수지 위에 PVA계 수지를 도포하는 경우에도, PVA계 수지의 결정성을 높이는 것이 가능하게 되어 높은 광학 특성을 달성하는 것이 가능하게 된다. 또한, PVA계 수지의 배향성을 사전에 높임으로써, 이후의 염색 공정이나 연신 공정에서 물에 침지되었을 때, PVA계 수지의 배향성의 저하나 용해 등의 문제를 방지할 수 있어, 높은 광학 특성을 달성하는 것이 가능하게 된다.
공중 보조 연신의 연신 방법은 고정단 연신(예컨대, 텐터 연신기를 이용하여 연신하는 방법)이어도 되고, 자유단 연신(예컨대, 원주 속도가 상이한 롤 사이에 적층체를 통과시켜 1축 연신하는 방법)이어도 되지만, 높은 광학 특성을 얻기 위해서는 자유단 연신이 적극적으로 채용될 수 있다. 하나의 실시형태에서는, 공중 연신 처리는 상기 적층체를 그의 긴 방향으로 반송하면서 가열 롤 사이의 원주 속도차에 의해 연신하는 가열 롤 연신 공정을 포함한다. 공중 연신 처리는, 대표적으로는 존 연신 공정과 가열 롤 연신 공정을 포함한다. 또한, 존 연신 공정과 가열 롤 연신 공정의 순서는 한정되지 않고, 존 연신 공정이 먼저 행해져도 되고, 가열 롤 연신 공정이 먼저 행해져도 된다. 존 연신 공정은 생략되어도 된다. 하나의 실시형태에서는, 존 연신 공정 및 가열 롤 연신 공정이 이 순서대로 행해진다. 또한, 다른 실시형태에서는, 텐터 연신기에서 필름 단부를 파지하고 텐터 사이의 거리를 유동 방향으로 확장함으로써 연신된다(텐터 사이의 거리의 확장이 연신 배율이 된다). 이때, 폭 방향(유동 방향에 대하여 수직 방향)의 텐터의 거리가 임의로 가까워지도록 설정된다. 바람직하게는, 유동 방향의 연신 배율에 대하여 자유단 연신에 의해 가까워지도록 설정될 수 있다. 자유단 연신의 경우, 폭 방향의 수축률=(1/연신 배율)1/2로 계산된다.
공중 보조 연신은 한 단계로 행하여도 되고, 다단계로 행하여도 된다. 다단계로 행하는 경우, 연신 배율은 각 단계의 연신 배율의 곱이다. 공중 보조 연신에서의 연신 방향은, 바람직하게는 수중 연신의 연신 방향과 거의 동일하다.
공중 보조 연신에서의 연신 배율은 바람직하게는 2.0배∼3.5배이다. 공중 보조 연신과 수중 연신을 조합한 경우의 최대 연신 배율은, 적층체의 원래 길이에 대하여 바람직하게는 5.0배 이상, 보다 바람직하게는 5.5배 이상, 더욱 바람직하게는 6.0배 이상이다. 본 명세서에서 '최대 연신 배율'이란, 적층체가 파단하기 직전의 연신 배율을 말하며, 별도, 적층체가 파단하는 연신 배율을 확인하여, 그 값보다도 0.2 낮은 값을 말한다.
공중 보조 연신의 연신 온도는 열가소성 수지 기재의 형성 재료, 연신 방식 등에 따라 임의의 적절한 값으로 설정할 수 있다. 연신 온도는, 바람직하게는 열가소성 수지 기재의 유리 전이 온도(Tg) 이상이고, 더욱 바람직하게는 열가소성 수지 기재의 유리 전이 온도(Tg)+10℃ 이상, 특히 바람직하게는 Tg+15℃ 이상이다. 한편, 연신 온도의 상한은 바람직하게는 170℃이다. 이와 같은 온도에서 연신함으로써, PVA계 수지의 결정화가 급속히 진행되는 것을 억제하고, 당해 결정화에 의한 문제(예컨대, 연신에 의한 PVA계 수지층의 배향을 방해함)를 억제할 수 있다 .
E-3. 불용화 처리
필요에 따라 공중 보조 연신 처리 후, 수중 연신 처리나 염색 처리 전에 불용화 처리를 실시한다. 상기 불용화 처리는, 대표적으로는 붕산 수용액에 PVA계 수지층을 침지함으로써 행한다. 불용화 처리를 실시함으로써 PVA계 수지층에 내수성을 부여하고, 물에 침지하였을 때의 PVA의 배향 저하를 방지할 수 있다. 당해 붕산 수용액의 농도는, 물 100중량부에 대하여 바람직하게는 1중량부∼4중량부이다. 불용화욕(붕산 수용액)의 액체 온도는 바람직하게는 20℃∼50℃이다.
E-4. 염색 처리
상기 염색 처리는, 대표적으로는 PVA계 수지층을 요오드로 염색함으로써 행한다. 구체적으로는, PVA계 수지층에 요오드를 흡착시킴으로써 행한다. 당해 흡착 방법으로서는, 예컨대 요오드를 포함하는 염색액에 PVA계 수지층(적층체)을 침지시키는 방법, PVA계 수지층에 당해 염색액을 도공하는 방법, 당해 염색액을 PVA계 수지층에 분무하는 방법 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 염색액(염색욕)에 적층체를 침지시키는 방법이다. 요오드가 양호하게 흡착할 수 있기 때문이다.
상기 염색액은 바람직하게는 요오드 수용액이다. 요오드의 배합량은, 물 100중량부에 대하여 바람직하게는 0.05중량부∼0.5중량부이다. 요오드의 물에 대한 용해도를 높이기 위하여, 요오드 수용액에 요오드화물을 배합하는 것이 바람직하다. 요오드화물로서는 예컨대 요오드화 칼륨, 요오드화 리튬, 요오드화 나트륨, 요오드화 아연, 요오드화 알루미늄, 요오드화 납, 요오드화 구리, 요오드화 바륨, 요오드화 칼슘, 요오드화 주석, 요오드화 티탄 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 바람직하게는 요오드화 칼륨이다. 요오드화물의 배합량은, 물 100중량부에 대하여 바람직하게는 0.1중량부∼10중량부, 보다 바람직하게는 0.3중량부∼5중량부이다. 염색액의 염색 시의 액체 온도는, PVA계 수지의 용해를 억제하기 위하여 바람직하게는 20℃∼50℃이다. 염색액에 PVA계 수지층을 침지시키는 경우, 침지 시간은 PVA계 수지층의 투과율을 확보하기 위하여 바람직하게는 5초∼5분이고, 보다 바람직하게는 30초∼90초이다.
염색 조건(농도, 액체 온도, 침지 시간)은, 최종적으로 얻어지는 편광막의 단체 투과율이 43.5% 이상이고, 또한, 편광도가 99.940% 이상이 되도록 설정할 수 있다. 이와 같은 염색 조건으로서는, 바람직하게는 염색액으로서 요오드 수용액을 이용하여, 요오드 수용액에서의 요오드 및 요오드화 칼륨의 함유량의 비를 1:5∼1:20으로 한다. 요오드 수용액에서의 요오드 및 요오드화 칼륨의 함유량 비는 바람직하게는 1:5∼1:10이다. 이에 의해, 상기와 같은 광학 특성을 갖는 편광막을 얻을 수 있다.
붕산을 함유하는 처리욕에 적층체를 침지하는 처리(대표적으로는, 불용화 처리) 후에 연속하여 염색 처리를 행하는 경우, 당해 처리욕에 포함되는 붕산이 염색욕에 혼입함으로써 염색욕의 붕산 농도가 경시적으로 변화하고, 그 결과, 염색성이 불안정하게 되는 경우가 있다. 상기와 같은 염색성의 불안정화를 억제하기 위하여, 염색욕의 붕산 농도의 상한은, 물 100중량부에 대하여 바람직하게는 4중량부, 보다 바람직하게는 2중량부가 되도록 조정된다. 한편, 염색욕의 붕산 농도의 하한은, 물 100중량부에 대하여 바람직하게는 0.1중량부이고, 보다 바람직하게는 0.2중량부이며, 더욱 바람직하게는 0.5중량부이다. 하나의 실시형태에서는, 미리 붕산이 배합된 염색욕을 이용하여 염색 처리를 행한다. 이에 의해, 상기 처리욕의 붕산이 염색욕에 혼입한 경우의 붕산 농도의 변화의 비율을 저감할 수 있다. 미리 염색욕에 배합되는 붕산의 배합량(즉, 상기 처리욕에서 유래되지 않는 붕산의 함유량)은, 물 100중량부에 대하여 바람직하게는 0.1중량부∼2중량부이고, 보다 바람직하게는 0.5중량부∼1.5중량부이다.
E-5. 가교 처리
필요에 따라 염색 처리 후, 수중 연신 처리 전에 가교 처리를 실시한다. 상기 가교 처리는, 대표적으로는 붕산 수용액에 PVA계 수지층을 침지시킴으로써 행한다. 가교 처리를 실시함으로써, PVA계 수지층에 내수성을 부여하고, 이후의 수중 연신에서 고온의 수중에 침지하였을 때의 PVA의 배향 저하를 방지할 수 있다. 당해 붕산 수용액의 농도는, 물 100중량부에 대하여 바람직하게는 1중량부∼5중량부이다. 또한, 상기 염색 처리 후에 가교 처리를 행하는 경우, 또한, 요오드화물을 배합하는 것이 바람직하다. 요오드화물을 배합함으로써, PVA계 수지층에 흡착시킨 요오드의 용출을 억제할 수 있다. 요오드화물의 배합량은, 물 100중량부에 대하여 바람직하게는 1중량부∼5중량부이다. 요오드화물의 구체예는 상술한 바와 같다. 가교욕(붕산 수용액)의 액체 온도는 바람직하게는 20℃∼50℃이다.
E-6. 수중 연신 처리
수중 연신 처리는, 적층체를 연신욕에 침지시켜 행한다. 수중 연신 처리에 의하면, 상기 열가소성 수지 기재나 PVA계 수지층의 유리 전이 온도(대표적으로는, 80℃ 정도)보다도 낮은 온도에서 연신할 수 있고, PVA계 수지층을, 그의 결정화를 억제하면서 고배율로 연신할 수 있다. 그 결과, 우수한 광학 특성을 갖는 편광막을 제조할 수 있다.
적층체의 연신 방법은 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 구체적으로는 고정단 연신이어도 되고, 자유단 연신(예컨대, 원주 속도가 상이한 롤 사이에 적층체를 통과시켜 1축 연신하는 방법)이어도 된다. 바람직하게는 자유단 연신이 선택된다. 적층체의 연신은 한 단계로 행하여도 되고, 다단계로 행하여도 된다. 다단계로 행하는 경우, 후술하는 적층체의 연신 배율(최대 연신 배율)은 각 단계의 연신 배율의 곱이다.
수중 연신은, 바람직하게는 붕산 수용액 중에 적층체를 침지시켜 행한다(붕산 수중 연신). 연신욕으로서 붕산 수용액을 이용함으로써, PVA계 수지층에 연신 시에 걸리는 장력을 견디는 강성과, 물에 용해되지 않는 내수성을 부여할 수 있다. 구체적으로는, 붕산은 수용액 중에서 테트라히드록시붕산 음이온을 생성하여 PVA계 수지와 수소 결합에 의해 가교할 수 있다. 그 결과, PVA계 수지층에 강성과 내수성을 부여하여 양호하게 연신할 수 있으며, 우수한 광학 특성을 가진 편광막을 제조할 수 있다.
상기 붕산 수용액은, 바람직하게는 용매인 물에 붕산 및/또는 붕산염을 용해시킴으로써 얻어진다. 붕산 농도는, 물 100중량부에 대하여 바람직하게는 1중량부∼10중량부이고, 보다 바람직하게는 2.5중량부∼6중량부이며, 특히 바람직하게는 3중량부∼5중량부이다 . 붕산 농도를 1중량부 이상으로 함으로써, PVA계 수지층의 용해를 효과적으로 억제할 수 있고, 보다 고 특성의 편광막을 제조할 수 있다. 또한, 붕산 또는 붕산염 이외에, 붕사 등의 붕소 화합물, 글리옥살, 글루타르알데히드 등을 용매에 용해하여 얻은 수용액도 이용할 수 있다.
바람직하게는, 상기 연신욕(붕산 수용액)에 요오드화물을 배합한다. 요오드화물을 배합함으로써, PVA계 수지층에 흡착시킨 요오드의 용출을 억제할 수 있다. 요오드화물의 구체예는 상술한 바와 같다. 요오드화물의 농도는, 물 100중량부에 대하여 바람직하게는 0.05중량부∼15중량부, 보다 바람직하게는 0.5중량부∼8중량부이다.
연신 온도(연신욕의 액체 온도)는 바람직하게는 40℃∼85℃, 보다 바람직하게는 60℃∼75℃이다. 이와 같은 온도이면, PVA계 수지층의 용해를 억제하면서 고배율로 연신할 수 있다. 구체적으로는, 상술한 바와 같이 열가소성 수지 기재의 유리 전이 온도(Tg)는, PVA계 수지층의 형성과의 관계에서 바람직하게는 60℃ 이상이다. 이 경우, 연신 온도가 40℃를 하회하면, 물에 의한 열가소성 수지 기재의 가소화를 고려하여도 양호하게 연신할 수 없을 우려가 있다. 한편, 연신욕의 온도가 고온이 될수록 PVA계 수지층의 용해성이 높아지게 되어 우수한 광학 특성을 얻을 수 없을 우려가 있다. 적층체의 연신욕에의 침지 시간은 바람직하게는 15초∼5분이다.
수중 연신에 의한 연신 배율은 바람직하게는 1.5배 이상, 보다 바람직하게는 3.0배 이상이다. 적층체의 총 연신 배율은, 적층체의 원래 길이에 대하여 바람직하게는 5.0배 이상이고, 더욱 바람직하게는 5.5배 이상이다. 이와 같은 높은 연신 배율을 달성함으로써, 광학 특성이 극히 우수한 편광막을 제조할 수 있다. 이와 같은 높은 연신 배율은, 수중 연신 방식(붕산 수중 연신)을 채용함으로써 달성할 수 있다.
E-7. 건조 수축 처리
상기 건조 수축 처리는 존 전체를 가열하여 행하는 존 가열에 의해 행하여도 되고, 반송 롤을 가열함(소위 가열 롤을 이용함)으로써 행할(가열 롤 건조 방식) 수도 있다. 바람직하게는 그 양쪽을 이용한다. 가열 롤을 이용하여 건조시킴으로써, 효율적으로 적층체의 가열 컬을 억제하여 외관이 우수한 편광막을 제조할 수 있다. 구체적으로는, 가열 롤에 적층체를 따르게 한 상태에서 건조함으로써, 상기 열가소성 수지 기재의 결정화를 효과적으로 촉진시켜 결정화도를 증가시킬 수 있고, 비교적 낮은 건조 온도이어도 열가소성 수지 기재의 결정화도를 양호하게 증가시킬 수 있다. 그 결과, 열가소성 수지 기재는 그의 강성이 증가하여, 건조에 의한 PVA계 수지층의 수축에 견딜 수 있는 상태가 되어 컬이 억제된다. 또한, 가열 롤을 이용함으로써, 적층체를 평평한 상태로 유지하면서 건조할 수 있기 때문에, 컬 뿐만 아니라 주름의 발생도 억제할 수 있다. 이때, 적층체는 건조 수축 처리에 의해 폭 방향으로 수축시킴으로써 광학 특성을 향상시킬 수 있다. PVA 및 PVA/요오드 착체의 배향성을 효과적으로 높일 수 있기 때문이다. 건조 수축 처리에 의한 적층체의 폭 방향의 수축률은 바람직하게는 2%∼10%이고, 보다 바람직하게는 2%∼8%이며, 특히 바람직하게는 4%∼6%이다. 가열 롤을 이용함으로써, 적층체를 반송하면서 연속적으로 폭 방향으로 수축시킬 수 있으며, 높은 생산성을 실현할 수 있다. 또한, 건조 수축 처리에 의해 적층체를 폭 방향으로 수축시킴으로써 광학 특성을 향상시킬 수 있다.
도 2는, 건조 수축 처리의 일례를 나타내는 개략도이다. 건조 수축 처리에서는, 소정의 온도로 가열된 반송 롤 R1∼R6과 가이드 롤 G1∼G4에 의해 적층체(200)를 반송하면서 건조시킨다. 도시예에서는, PVA 수지층의 면과 열가소성 수지 기재의 면을 교대로 연속 가열하도록 반송 롤 R1∼R6이 배치되어 있지만, 예컨대 적층체(200)의 한쪽 면(예컨대, 열가소성 수지 기재면)만을 연속적으로 가열하도록 반송 롤 R1∼R6을 배치하여도 된다.
반송 롤의 가열 온도(가열 롤의 온도), 가열 롤의 수, 가열 롤과의 접촉 시간 등을 조정함으로써, 건조 조건을 제어할 수 있다. 가열 롤의 온도는 바람직하게는 60℃∼120℃이고, 더욱 바람직하게는 65℃∼100℃이며, 특히 바람직하게는 70℃∼80℃이다. 열가소성 수지의 결정화도를 양호하게 증가시켜 컬을 양호하게 억제할 수 있음과 함께, 내구성이 극히 우수한 광학 적층체를 제조할 수 있다. 또한, 가열 롤의 온도는 접촉식 온도계에 의해 측정할 수 있다. 도시예에서는, 6개의 반송 롤이 설치되어 있지만, 반송 롤은 복수 개이면 특별히 제한은 없다. 반송 롤은 통상적으로 2개∼40개, 바람직하게는 4개∼30개 설치된다. 적층체와 가열 롤과의 접촉 시간(총 접촉 시간)은 바람직하게는 1초∼300초이고, 보다 바람직하게는 1∼20초이며, 더욱 바람직하게는 1∼10초이다.
가열 롤은 가열로(예컨대, 오븐) 내에 설치하여도 되고, 통상의 제조 라인(실온 환경 하)에 설치하여도 된다. 바람직하게는 송풍 수단을 구비하는 가열로 내에 설치된다. 가열 롤에 의한 건조와 열풍 건조를 병용함으로써, 가열 롤 사이에서의 가파른 온도 변화를 억제할 수 있고, 폭 방향의 수축을 용이하게 제어할 수 있다. 열풍 건조의 온도는 바람직하게는 30℃∼100℃이다. 또한, 열풍 건조 시간은 바람직하게는 1초∼300초이다. 열풍의 풍속은 바람직하게는 10m/s∼30m/s 정도이다. 또한, 당해 풍속은 가열로 내에서의 풍속이고, 미니베인형 디지털 풍속계에 의해 측정할 수 있다.
E-8. 그 외의 처리
바람직하게는 수중 연신 처리 후, 건조 수축 처리 전에 세정 처리를 실시한다. 상기 세정 처리는, 대표적으로는 요오드화 칼륨 수용액에 PVA계 수지층을 침지시킴으로써 행한다.
E-9. 편광판의 제작
이상과 같이 하여 PVA계 수지층이 편광막이 되고, 편광막/열가소성 수지 기재의 적층체가 제작될 수 있다. 하나의 실시형태에서는, 편광막/열가소성 수지 기재의 적층체가 그대로 편광판으로 간주된다. 이 경우, 열가소성 수지 기재는 보호 필름으로서 기능할 수 있다. 다른 실시형태에서는, 편광막/열가소성 수지 기재의 적층체의 편광막 표면에 보호 필름이 첩합되고, 보호 필름/편광막/열가소성 수지 기재의 구성을 갖는 편광판을 얻을 수 있다. 이 경우도, 열가소성 수지 기재는 보호 필름(한쪽의 보호 필름)으로서 기능할 수 있다. 또 다른 실시형태에서는, 편광막/열가소성 수지 기재의 적층체의 편광막 표면에 보호 필름이 첩합되고, 이어서 열가소성 수지 기재가 박리되어, 보호 필름/편광막의 구성을 갖는 편광판을 얻을 수 있다. 또 다른 실시형태에서는, 편광막/열가소성 수지 기재의 적층체의 편광막 표면에 보호 필름이 첩합되고, 이어서 열가소성 수지 기재가 박리되며, 또한 당해 박리면에 다른 보호 필름을 첩합하여, 보호 필름/편광막/다른 보호 필름의 구성을 갖는 편광판을 얻을 수 있다. 또한, 편광막과 보호 필름의 첩합에는 예컨대 임의의 적절한 접착제가 이용될 수 있다. 접착제의 구체예로서는 활성 에너지선 경화형 접착제(대표적으로는, 자외선 경화형 접착제), 수계 접착제를 들 수 있다.
F. 화상 표시 장치
본 발명의 실시형태에 의한 편광판은 화상 표시 장치에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 화상 표시 장치도 포함한다. 본 발명의 화상 표시 장치는 표시 셀과, 표시 셀의 시인 측에 배치된 편광판을 구비한다. 화상 표시 장치의 대표예로서는 액정 표시 장치, 유기 일렉트로루미네센스(EL) 표시 장치, 양자점 표시 장치를 들 수 있다. 본 발명의 실시형태에 의한 편광판은 가혹한 가열 환경 하에서의 효과가 현저하기 때문에, 화상 표시 장치는 바람직하게는 가혹한 가열 환경 하에서 사용될 수 있는 화상 표시 장치이다. 이와 같은 화상 표시 장치의 대표예로서는 차량 탑재용 화상 표시 장치를 들 수 있다. 화상 표시 장치는 업계에서 주지의 구성이 채용되기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 각 특성의 측정 방법은 이하와 같다. 또한, 특별히 명기하지 않는 한, 실시예 및 비교예에서의 '부' 및 '%'는 중량 기준이다.
(1) 두께
간섭 막후계(오츠카전자사 제조, 제품명 'MCPD-3000')를 이용하여 측정하였다.
(2) 단체 투과율 및 편광도의 고온 환경 하에서의 변화
실시예 및 비교예에서 얻어진 화상 표시 장치 대응 샘플(유리판/점착제/보호 필름/편광막/보호 필름/점착제/유리판)에 대하여, 자외선 가시광선 분광 광도계(오츠카전자사 제조, LPF-200)를 이용하여 단체 투과율(Ts0), 평행 투과율(Tp0) 및 직교 투과율(Tc0)을 측정하였다. 이들 Ts0, Tp0 및 Tc0은 JIS Z8701의 2도 시야(C광원)에 의해 측정하고 시감도 보정을 행한 Y값이다. 또한, 측정 파장은 380nm∼780nm이었다.
얻어진 Tp0 및 Tc0로부터, 하기 식에 의해 편광도 P0를 구하였다.
편광도 P0(%)={(Tp0-Tc0)/(Tp0+Tc0)}1/2×100
이어서, 화상 표시 장치 대응 샘플을 온도 100℃의 열풍 오븐 내에서 60시간 정치하여 가열하고, 가열 후의 단체 투과율(Ts60) 및 P60을 상기와 마찬가지로 하여 측정하고, 가열 전후의 단체 투과율 변화(ΔTs) 및 편광도 변화(ΔP)를 이하의 식으로부터 구하였다.
ΔTs(%)=Ts60-Ts0
ΔP(%)=P60-P0
[실시예 1-1∼실시예 1-6]
1. 편광막의 제작
열가소성 수지 기재로서, 장척상이고, 흡수율 0.75%, Tg 약 75℃인 비정질의 이소프탈 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(두께: 100㎛)을 이용하였다. 수지 기재의 편면에, 코로나 처리를 실시하였다.
폴리비닐알코올(중합도 4200, 비누화도 99.2몰%) 및 아세토아세틸 변성 PVA(일본합성화학공업사 제조, 상품명 '고세파이머 Z410')를 9:1로 혼합한 PVA계 수지 100중량부에, 요오드화 칼륨 13중량부를 첨가하여 PVA 수용액(도포액)을 조제하였다.
수지 기재의 코로나 처리면에 상기 PVA 수용액을 도포하여 60℃에서 건조함으로써, 두께 13㎛의 PVA계 수지층을 형성하고 적층체를 제작하였다.
얻어진 적층체를 130℃의 오븐 내에서 원주 속도가 상이한 롤 사이에서 종방향(긴 방향)으로 2.4배로 자유단 1축 연신하였다(공중 보조 연신 처리).
이어서, 적층체를 액체 온도 40℃의 불용화욕(물 100중량부에 대하여 붕산을 4중량부 배합하여 얻어진 붕산 수용액)에 30초간 침지시켰다(불용화 처리).
이어서, 액체 온도 30℃의 염색욕(물 100중량부에 대하여 요오드와 요오드화 칼륨을 1:7의 중량비로 배합하여 얻어진 요오드 수용액)에 최종적으로 얻어지는 편광막의 단체 투과율(Ts)이 41.9%∼42.8%가 되도록 농도를 조정하면서 60초간 침지시켰다(염색 처리).
이어서, 액체 온도 40℃의 가교욕(물 100중량부에 대하여 요오드화 칼륨을 3중량부 배합하고, 붕산을 5중량부 배합하여 얻어진 붕산 수용액)에 30초간 침지시켰다(가교 처리).
그 후, 적층체를 액체 온도 70℃의 붕산 수용액(붕산 농도 4.0중량%)에 침지시키면서, 원주 속도가 상이한 롤 사이에서 종방향(긴 방향)으로 총 연신 배율이 5.5배가 되도록 1축 연신을 행하였다(수중 연신 처리).
그 후, 적층체를 액체 온도 20℃의 세정욕(물 100중량부에 대하여 요오드화 칼륨을 4중량부 배합하여 얻어진 수용액)에 침지시켰다(세정 처리).
그 후, 90℃로 유지된 오븐 중에서 건조하면서, 표면 온도가 75℃로 유지된 SUS제 가열 롤에 약 2초 접촉시켰다(건조 수축 처리). 건조 수축 처리에 의한 적층체의 폭 방향의 수축률은 5.2%이었다.
이와 같이 하여 수지 기재 위에 두께 5㎛의 편광막을 형성하였다. 또한, 염색욕의 농도를 상기와 같이 변경한 것 이외에는 마찬가지의 절차를 반복하여 단체 투과율이 상이한 합계 6개의 편광막을 제작하였다.
2. 편광판의 제작
상기에서 얻어진 각 편광막의 표면(수지 기재와는 반대 측의 면)에 보호 필름 A로서 두께 13㎛의 시클로올레핀계 필름(일본제온사 제조, ZF-14, 투습도가 10g/(m2·24h))을 자외선 경화형 접착제를 개재하여 첩합하였다. 구체적으로는, 경화형 접착제의 총 두께가 1.0㎛가 되도록 도공하고, 롤 기를 사용하여 첩합하였다. 그 후, UV 광선을 보호 필름 측으로부터 조사하여 접착제를 경화시켰다. 이어서, 수지 기재를 박리하고, 당해 박리면에 보호 필름 B로서 두께가 23㎛인 시클로올레핀계 필름(일본제온사 제조, ZF-12, 투습도가 10g/(m2·24h))을, 자외선 경화형 접착제를 개재하여 첩합 및 경화시켜 보호 필름 A/편광막/보호 필름 B의 구성을 포함하는 편광판을 제작하였다.
3. 화상 표시 장치 대응 샘플의 제작
상기에서 얻어진 편광판을 편광자의 흡수축이 장변이 되도록 45cm×40cm의 크기로 절단하고, 보호 필름 B 측의 면에 점착제(두께 200㎛의 아크릴산 모노머 프리 점착제, 닛토덴코(주) 제조, 상품명 'LUCIACS CS9868')를 개재하여 유리판을 첩합하고, 또한, 투명 필름 A 측의 면에, 두께 20㎛의 아크릴계 점착제층을 개재하여 유리판을 첩합하여 화상 표시 장치 대응 샘플을 제작하였다. 얻어진 화상 표시 장치 대응 샘플을 상기 (2)의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 2-1∼실시예 2-2]
염색욕의 농도를 조정하여 단체 투과율이 상이한 2개의 편광막을 제작한 것, 그리고 당해 편광막을 이용하고, 또한, 보호 필름 B로서 두께 20㎛의 트리아세틸셀룰로오스 필름(코니카미놀타주식회사 제조, 'KC2CT', 투습도가 1200g/(m2·24h))을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 화상 표시 장치 대응 샘플을 제작하였다. 얻어진 화상 표시 장치 대응 샘플을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 1-1∼비교예 1-7]
도포액에 요오드화 칼륨을 이용하지 않은 것, 그리고 염색욕의 농도를 조정하여 단체 투과율을 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 단체 투과율이 상이한 합계 7개의 편광막을 제작하였다. 이들 편광막을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 화상 표시 장치 대응 샘플을 제작하였다. 얻어진 화상 표시 장치 대응 샘플을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 2-1∼비교예 2-2]
염색욕의 농도를 조정하여 단체 투과율을 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 단체 투과율이 상이한 2개의 편광막을 제작하였다. 이들 편광막을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 화상 표시 장치 대응 샘플을 제작하였다. 얻어진 화상 표시 장치 대응 샘플을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[참고예 1]
1. 편광자의 제작
평균 중합도가 2,400, 비누화도가 99.9몰%, 두께가 30㎛인 폴리비닐알코올 필름을 준비하였다. 폴리비닐알코올 필름을, 원주 속도비가 상이한 롤 사이에서 20℃의 팽윤욕(수욕) 중에 30초간 침지하여 팽윤하면서 반송 방향으로 2.4배로 연신하고(팽윤 공정), 이어서 30℃의 염색욕(요오드 농도가 0.03중량%, 요오드화 칼륨 농도가 0.3중량%인 수용액) 중에서 45초간 침지하여 염색하면서 원래의 폴리비닐알코올 필름(반송 방향으로 전혀 연신하지 않는 폴리비닐알코올 필름)을 기준으로 하여 반송 방향으로 3.7배로 연신하였다(염색 공정). 이어서, 염색한 폴리비닐알코올 필름을 40℃의 가교욕(붕산 농도가 3.0중량%, 요오드화 칼륨 농도가 3.0중량%인 수용액) 중에서 20초간 침지하고 원래의 폴리비닐알코올 필름을 기준으로 하여 반송 방향으로 4.2배까지 연신하였다(가교 공정). 또한, 얻어진 폴리비닐알코올 필름을 64.5℃의 연신욕(붕산 농도가 4.0중량%, 요오드화 칼륨 농도가 5.0중량%인 수용액) 중에서 50초간 침지하고 원래의 폴리비닐알코올 필름을 기준으로 하여 반송 방향으로 6.0배까지 연신한(연신 공정) 후, 20℃의 세정욕(요오드화 칼륨 농도가 3.0중량%인 수용액) 중에서 5초간 침지하였다(세정 공정). 세정한 폴리비닐알코올 필름을 30℃에서 2분간 건조하여 편광자를 제작하였다.
2. 편광판의 제작
접착제로서 아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올 수지(평균 중합도가 1,200, 비누화도가 98.5몰%, 아세토아세틸화도가 5몰%)와 메틸올멜라민을 중량비 3:1로 함유하는 수용액을 이용하였다. 이 접착제를 이용하여, 상기에서 얻어진 편광자의 한쪽 면에, 투명 보호 필름 C로서 두께가 23㎛인 시클로올레핀계 필름(일본제온사 제조, ZT-12, 투습도가 10g/(m2·24h))를, 편광자의 다른 쪽 면에 보호 필름 D로서, 하드코트층을 포함하는 두께 40㎛의 트리아세틸셀룰로오스 필름(투습도가 340g/(m2·24h), 코니카미놀타 제조, 상품명 'KC4UYW')를 롤 첩합기로 첩합한 후, 오븐 내에서 가열 건조(온도가 60℃, 시간이 10분)시켜 보호 필름 C/편광자/보호 필름 D의 구성을 포함하는 편광판을 제작하였다.
3. 화상 표시 장치 대응 샘플의 제작
상기에서 얻어진 편광판을 편광자의 흡수축이 장변이 되도록 45cm×40cm의 크기로 절단하고, 보호 필름 D 측의 면에 점착제(두께 200㎛의 아크릴산 모노머 프리 점착제, 닛토덴코(주) 제조, 상품명 'LUCIACS CS9868')를 개재하여 유리판을 첩합하고, 또한, 투명 필름 C 측의 면에 두께 20㎛의 아크릴계 점착제층을 개재하여 유리판을 첩합하여 화상 표시 장치 대응 샘플을 제작하였다. 얻어진 화상 표시 장치 대응 샘플을 상기 (2)의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[표 1]
Figure pct00001
표 1로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 실시예의 화상 표시 장치 대응 샘플(실질적으로는, 편광판)은 ΔP 및 ΔTs 중 어느 것도 비교예에 비해 현저하게 작고, 가혹한 가열 환경 하에서도 광학 특성의 변화가 작으며 내구성이 우수하다. 즉, 박형의 편광막을 포함하는 편광판에서는, 본 명세서에 기재된 방법으로 얻어지는 특정 편광막을 이용함으로써, 가혹한 가열 환경 하에서의 내구성을 현저하게 개선할 수 있다. 또한, 편광막의 단체 투과율이 동일한 정도인 실시예 1-5 및 1-6과 실시예 2-1 및 2-2를 비교하면 분명한 바와 같이, 투습도가 작은 COP를 보호 필름에 이용함으로써, 내구성이 더욱 개선된다. 또한, 참고예 1로부터 분명한 바와 같이, 이와 같은 가혹한 가열 환경 하에서의 내구성의 과제는, 박형의 편광막을 포함하는 편광판에 특유의 과제이다.
산업상 이용 가능성
본 발명의 편광판은 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치, 양자점 표시 장치와 같은 화상 표시 장치에 적합하게 이용되며, 특히, 가혹한 가열 환경 하에서 사용될 수 있는 화상 표시 장치(예컨대, 차량 탑재용 화상 표시 장치)에 적합하게 이용될 수 있다.
11: 편광막
12: 보호 필름
13: 보호 필름
100: 편광판

Claims (7)

  1. 두께가 8㎛ 이하인 편광막과 상기 편광막의 양측에 배치된 보호 필름을 포함하고,
    양면에 점착제층을 개재하여 유리판을 첩합한 상태에서 100℃에서 60시간 둔 후, 하기 식으로 나타내는 편광도의 변화량(ΔP)이 -1.0%∼0.0%인, 편광판:
    ΔP(%)=P60-P0
    (여기서, P0은 가열 전의 편광도이고, P60은 60시간 가열 후의 편광도임).
  2. 제1항에 있어서,
    양면에 점착제층을 개재하여 유리판을 첩합한 상태에서 100℃에서 60시간 둔 후의, 하기 식으로 나타내는 단체 투과율 변화량(ΔTs)이 0.0%∼1.5%인, 편광판:
    ΔTs(%)=Ts60-Ts0
    (여기서, Ts0은 가열 전의 단체 투과율이고, Ts60은 60시간 가열 후의 단체 투과율임).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 단체 투과율(Ts0)이 41.8%∼43.0%인, 편광판.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호 필름의 투습도가 200g/m2·24h 이하인, 편광판.
  5. 표시 셀과, 상기 표시 셀의 시인 측에 배치된 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 편광판을 구비하는, 화상 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    차량 탑재용으로서 구성되어 있는, 화상 표시 장치.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 편광판의 제조 방법으로서,
    장척상의 열가소성 수지 기재의 편측에, 요오드화물 또는 염화나트륨과 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층체로 하는 것,
    상기 적층체에, 공중 보조 연신 처리와, 염색 처리와, 수중 연신 처리와, 긴 방향으로 반송하면서 가열함으로써 폭 방향으로 2% 이상 수축시키는 건조 수축 처리를 이 순서대로 실시하고, 상기 폴리비닐알코올계 수지층을 편광막으로 하는 것, 및
    상기 편광막의 양측에 보호 필름을 적층하는 것
    을 포함하는 제조 방법.
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