KR20220044128A - 편광자, 편광판 및 화상 표시 장치 - Google Patents

편광자, 편광판 및 화상 표시 장치 Download PDF

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KR20220044128A
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고지 스미다
도모야스 다케우치
기요시 무토
구니토모 사이토
세이지 나카자토
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스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 초기(내열 시험 전)의 기계적 강도가 양호한 편광자 및 그것을 포함하는 편광판을 제공하는 것.
[해결수단] 2색성 색소가 흡착 배향된 폴리비닐알코올계 수지로 형성되는 편광자로서, 온도 105℃에서 120시간 방치하는 내열 시험 후에 측정되는 단체 흡광 스펙트럼이 10개의 가우스 함수 P1∼P10의 합성 스펙트럼에 근사하다고 하였을 때, 순서 (1)∼(13)에 따라 구해지는 10개의 가우스 함수 P1∼P10 중, 파장 323±2 ㎚에서 최대 흡수 파장을 갖는 가우스 함수 (A) 및 파장 414±4 ㎚에서 최대 흡수 파장을 갖는 가우스 함수 (B)에 있어서, 가우스 함수 (A)의 최대 흡수 파장에 있어서의 강도(IA)에 대한 가우스 함수 (B)의 최대 흡수 파장에 있어서의 강도(IB)의 강도비(IB/IA)가 1.7 미만이 되는, 편광자.

Description

편광자, 편광판 및 화상 표시 장치{POLARIZER, POLARIZING PLATE, AND IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 편광자에 관한 것이며, 또한 그것을 포함하는 편광판 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 요오드나 2색성 염료와 같은 2색성 색소가 흡착 배향된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 포함하는 편광자가 제안되어 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 평성10-319236호 공보
본 발명의 목적은, 초기(내열 시험 전)의 기계적 강도가 양호한 편광자 및 그것을 포함하는 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명은, 이하의 편광자, 편광판 및 화상 표시 장치를 제공한다.
[1] 2색성 색소가 흡착 배향된 폴리비닐알코올계 수지로 형성되는 편광자로서,
온도 105℃에서 120시간 방치하는 내열 시험 후에 측정되는 단체 흡광 스펙트럼이 10개의 가우스 함수 P1∼P10의 합성 스펙트럼에 근사하다고 하였을 때, 이하의 순서 (1)∼(13)에 따라 구해지는 10개의 가우스 함수 P1∼P10 중, 파장 323±2 ㎚에서 최대 흡수 파장을 갖는 가우스 함수 (A) 및 파장 414±4 ㎚에서 최대 흡수 파장을 갖는 가우스 함수 (B)에 있어서, 상기 가우스 함수 (A)의 최대 흡수 파장에 있어서의 강도(IA)에 대한 상기 가우스 함수 (B)의 최대 흡수 파장에 있어서의 강도(IB)의 강도비(IB/IA)가 1.7 미만이 되는, 편광자.
순서:
(1) 파장 280∼480 ㎚의 범위에 있어서, 상기 10개의 가우스 함수 P1∼P10이 하기 식 (a):
f(x)=A·EXP(-(x-x0)2/2σ2) (a)
x: 파장
x0: 최대 흡수 파장
A: 강도
σ: 분산
로 표시될 때, 상기 식 (a)에 따라, 이하의 최대 흡수 파장 x0의 초기값 x01∼x010, 강도 A의 초기값 A0 및 분산 σ의 초기값 σ0을 이용하여, 상기 10개의 가우스 함수 P1∼P10의 초기 스펙트럼을 구한다.
x01=291 ㎚, x02=309 ㎚, x03=322 ㎚, x04=337 ㎚, x05=363 ㎚, x06=390 ㎚, x07=414 ㎚, x08=437 ㎚, x09=454 ㎚, x010=486 ㎚,
A0=2,
σ0=10
(2) 상기 10개의 가우스 함수 P1∼P10의 초기 스펙트럼의 각 파장마다의 강도의 합계값을 산출하고, 이것을 Σ0으로 한다.
(3) 각 파장마다, 상기 측정된 단체 흡광 스펙트럼의 각 파장에 있어서의 실측 강도 xj를 이용하여 (xj-Σ0)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합을 산출한다.
(4) 상기 (xj-Σ0)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합이 최소가 되도록, 상기 식 (a)의 강도 A를 변수로 하여 일반 축소 구배법을 이용하여, 10개의 가우스 함수 P1∼P10을 구한다. 이때, 상기 식 (a)에 있어서의 최대 흡수 파장 x0은 상기 최대 흡수 파장의 초기값 x01∼x010의 값, 분산 σ은 상기 분산의 초기값 σ0의 값을 이용한다.
(5) (4)에 따라 구한 10개의 가우스 함수 P1∼P10의 각 파장마다의 강도의 합계값을 산출하여, 이것을 Σ1로 한다.
(6) 각 파장마다, 상기 측정된 단체 흡광 스펙트럼의 각 파장에 있어서의 실측 강도(xj)를 이용하여 (xj-Σ1)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합을 산출한다.
(7) 상기 (xj-Σ1)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합이 최소가 되도록, 상기 식 (a)의 분산 σ을 변수로 하여 일반 축소 구배법에 따라, 10개의 가우스 함수 P1∼P10을 구한다. 이때, 상기 식 (a)에 있어서의 최대 흡수 파장 x0은 상기 최대 흡수 파장의 초기값 x01∼x010의 값, 강도 A는 (4)에 있어서 10개의 가우스 함수가 구해졌을 때의 강도의 값을 이용한다.
(8) (7)에서 얻어진 10개의 가우스 함수 P1∼P10의 각 파장마다의 강도의 합계값을 산출하여, 이것을 Σ2로 한다.
(9) 각 파장마다, 상기 측정된 단체 흡광 스펙트럼의 각 파장에 있어서의 실측 강도(xj)를 이용하여 (xj-Σ2)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합을 산출한다.
(10) 상기 (xj-Σ2)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합이 최소가 되도록, 상기 식 (a)의 강도 A를 변수로 하여 일반 축소 구배법을 이용하여, 10개의 가우스 함수 P1∼P10을 구한다. 이때, 상기 식 (a)에 있어서의 최대 흡수 파장 x0은 상기 최대 흡수 파장의 초기값 x01∼x010의 값, 분산 σ은 (7)에 있어서 10개의 가우스 함수 P1∼P10이 구해졌을 때의 분산의 값을 이용한다.
(11) (10)에서 얻어진 10개의 가우스 함수 P1∼P10의 각 파장마다의 강도의 합계값을 산출하고, 이것을 Σ3으로 한다.
(12) 각 파장마다, 상기 측정된 단체 흡광 스펙트럼의 각 파장에 있어서의 실측 강도(xj)를 이용하여 (xj-Σ3)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합을 산출한다.
(13) 상기 (xj-Σ3)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합이 최소가 되도록, 상기 식 (a)의 강도 A 및 분산 σ을 변수로 하여 일반 축소 구배법을 이용하여, 10개의 가우스 함수 P1∼P10을 구한다. 이때, 상기 식 (a)에 있어서의 최대 흡수 파장 x0은 상기 최대 흡수 파장의 초기값 x01∼x010의 값을 이용한다.
[2] 두께가 30 ㎛ 이하인, [1]에 기재된 편광자.
[3] [1] 또는 [2]에 기재된 편광자와, 상기 편광자의 적어도 한쪽에 배치된 보호 필름을 포함하는, 편광판.
[4] [3]에 기재된 편광판을 포함하는, 화상 표시 장치.
본 발명에 따르면, 초기(내열 시험 전)의 기계적 강도가 양호한 편광자 및 그것을 포함하는 편광판을 제공하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 편광판의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 실시예에 있어서 강도비(IB/IA)의 계산 순서 (1) 및 (2)를 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.
도 3은 실시예에 있어서의 강도비(IB/IA)의 계산 순서 (4) 및 (5)를 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.
도 4는 실시예에 있어서의 강도비(IB/IA)의 계산 순서 (7) 및 (8)을 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.
도 5는 실시예에 있어서의 강도비(IB/IA)의 계산 순서 (10) 및 (11)을 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.
도 6은 실시예에 있어서의 강도비(IB/IA)의 계산 순서 (13)을 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태를 설명하는데, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것이 아니다. 이하의 모든 도면에 있어서는, 각 구성 요소를 이해하기 쉽게 하기 위해 축척을 적절하게 조정하여 나타내고 있으며, 도면에 나타내는 각 구성 요소의 축척과 실제의 구성 요소의 축척은 반드시 일치하지 않는다.
<편광자>
편광자는, 그 흡수축에 평행한 진동면을 갖는 직선 편광을 흡수하고, 흡수축에 직교하는(투과축과 평행한) 진동면을 갖는 직선 편광을 투과하는 성질을 갖는 흡수형의 편광자일 수 있다. 편광자로서는, 일축 연신된 폴리비닐알코올계 수지 필름에 2색성 색소를 흡착 배향시킨 편광자를 적합하게 이용할 수 있다. 편광자는, 예컨대 폴리비닐알코올계 수지 필름을 일축 연신하는 공정; 폴리비닐알코올계 수지 필름을 2색성 색소로 염색함으로써 2색성 색소를 흡착시키는 공정; 2색성 색소가 흡착된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액 등의 가교액으로 처리하는 공정; 및 가교액에 의한 처리 후에 수세하는 공정을 포함하는 방법에 따라 제조할 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지로서는, 폴리초산비닐계 수지를 비누화한 것을 이용할 수 있다. 폴리초산비닐계 수지로서는, 초산비닐의 단독 중합체인 폴리초산비닐 외에, 초산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 초산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체의 예는, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류 및 암모늄기를 갖는 (메트)아크릴아미드류 등을 포함한다.
본 명세서에 있어서 「(메트)아크릴」이란, 아크릴 및 메타크릴에서 선택되는 적어도 한쪽을 의미한다. 「(메트)아크릴로일」, 「(메트)아크릴레이트」 등에 있어서도 동일하다.
폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는 예컨대 39 ㏖% 이상 100 ㏖% 이하여도 좋다. 폴리비닐알코올계 수지는 변성되어 있어도 좋고, 예컨대, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말 또는 폴리비닐아세탈 등을 이용할 수도 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는 통상, 500∼10000이고, 1000∼5000이 바람직하다. 폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는, JIS K 6726에 준거하여 구할 수 있다.
이러한 폴리비닐알코올계 수지를 막 제조한 것이, 편광자의 원단 필름으로서 이용된다. 폴리비닐알코올계 수지를 막 제조하는 방법은, 특별히 한정되는 것이 아니며, 공지의 방법이 채용된다. 폴리비닐알코올계 수지의 원단 필름의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 예컨대 5 ㎛ 이상 85 ㎛ 이하여도 좋다.
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, 가교 처리 전 또는 가교 처리 중에 행하여도 좋다. 또한, 이들 복수의 단계에서 일축 연신을 행하여도 좋다.
일축 연신에 있어서는, 주속이 다른 롤 사이에서 일축으로 연신하여도 좋고, 열 롤을 이용하여 일축으로 연신하여도 좋다. 또한 일축 연신은, 대기 중에서 연신을 행하는 건식 연신이어도 좋고, 용제나 물을 이용하여 폴리비닐알코올계 수지 필름을 팽윤시킨 상태에서 연신을 행하는 습식 연신이어도 좋다. 연신 배율은 통상, 3∼8배이다.
폴리비닐알코올계 수지 필름을 2색성 색소로 염색하는 방법으로서는, 예컨대, 상기 필름을 2색성 색소가 함유된 수용액에 침지하는 방법이 채용된다. 2색성 색소로서는, 요오드나 2색성 유기 염료가 이용된다. 또한, 폴리비닐알코올계 수지 필름은, 염색 처리 전에 물에의 침지 처리를 실시해 두는 것이 바람직하다.
2색성 색소에 의한 염색 후의 가교 처리로서는 통상, 염색된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 함유 수용액에 침지하는 방법이 채용된다. 2색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우, 이 붕산 함유 수용액은, 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하다.
편광자(13)의 두께는, 통상 50 ㎛ 이하, 바람직하게는 30 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 25 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 20 ㎛ 이하이고, 통상 1 ㎛ 이상이다.
[강도비(IB/IA)]
편광자는, 온도 105℃에서 120시간 방치하는 내열 시험 후에 측정되는 단체 흡광 스펙트럼이 10개의 가우스 함수 P1∼P10의 합성 스펙트럼에 근사하다고 하였을 때, 상기 순서 (1)∼(13)에 따라 구하는 10개의 가우스 함수 P1∼P10 중, 파장 323±2 ㎚에서 최대 흡수 파장을 갖는 가우스 함수 및 파장 414±4 ㎚에서 최대 흡수 파장을 갖는 가우스 함수를 각각 가우스 함수 (A) 및 (B)로 할 때, 가우스 함수 (A)의 최대 흡수 파장에 있어서의 강도(IA)에 대한 가우스 함수 (B)의 최대 흡수 파장에 있어서의 강도(IB)의 강도비(IB/IA)가 1.7 미만이 되는 편광자이다.
편광자의 강도비(IB/IA)가 1.7 미만인 경우, 초기(내열 시험 전) 기계적 강도가 우수하고, 냉열 충격 시험에 있어서의 내구성도 향상하는 경향이 있다.
내열 시험은, 후술하는 실시예의 란에 있어서 설명하는 순서에 따라 행할 수 있다. 편광판의 단체 흡광 스펙트럼은, 후술하는 실시예의 란에 있어서 설명하는 순서에 따라 측정할 수 있다.
편광자는, 내열 시험 후의 편광판의 기계적 강도가 저하하기 어려워지는 관점에서 바람직하게는, 강도비(IB/IA)가 1.6 이하이고, 보다 바람직하게는 1.3 이하이고, 가장 바람직하게는 1.25 이하이다.
편광판에 포함되는 폴리비닐알코올계 수지는, 내열 시험에 있어서 탈수됨으로써 폴리엔화가 진행되는 경향이 있다. 본 발명자에 의해, 내열 시험 후의 폴리비닐알코올계 수지에 포함되는 폴리엔 구조는 통상, 폴리엔 유닛[-(CH=CH)-]이 7개 이상(예컨대, 8개 이상) 연속한 것이 많아지는 경향이 되는 것을 알았다. 또한, 내열 시험 후에 폴리엔 유닛이 7개 이상 연속한 폴리엔 구조의 비율이 비교적 높아지는 폴리비닐알코올계 수지의 경우, 초기의 편광자의 기계적 강도가 저하하기 쉬워지는 것이 밝혀졌다. 연구의 결과, 내열 시험 후의 편광판으로부터 추출한 편광자로부터 측정되는 단체 흡광 스펙트럼을 10개의 가우스 함수 P1∼P10으로 분해하였을 때, 파장 323±2 ㎚에서 최대 흡수 파장을 갖는 가우스 함수 (A)의 최대 흡수 파장에 있어서의 강도(IA)에 대한 파장 414±4 ㎚에서 최대 흡수 파장을 갖는 가우스 함수 (B)의 최대 흡수 파장에 있어서의 강도(IB)의 강도비(IB/IA)가 1.7 미만이 되는 편광자는, 내열 시험 후에 폴리엔 유닛의 연속수가 6개 이하인 폴리엔 구조의 비율이 높아지고, 초기의 기계적 강도가 저하하기 어려워져, 냉열 충격 시험에 있어서도 내구성이 높아지는 것이 발견되었다. 이것은, 이러한 특성을 나타내는 폴리비닐알코올계 수지에 있어서는, 연신 시의 배향성이 오르기 어려움으로써 기계적 강도가 연신 후도 높게 유지되기 때문이고, 또한, 고온에 노출되어도 비교적 강직인 이중 결합의 비율이 낮게 유지됨으로써, 냉열 충격 시험 환경 하라도 유연성이 유지되기 때문이라고 추측된다.
폴리비닐알코올계 수지에 포함되는 폴리엔 구조는, 연속하는 폴리엔 유닛의 수에 따라 고유의 흡광 스펙트럼을 갖는 것이 알려져 있다(예컨대 Kazunori Maruyama, 「Assig㎚ent of Conjugate Double Bond Systems Produced in Heated PVAfilm by Absorption and Excitaion Spectra」, 제58권, 제2923∼2928 페이지, 1985년, Bull.Chem.Soc.Jpn 등). 본 발명자에 의해, 예컨대 폴리엔 유닛의 수가 4개인 폴리엔 구조의 흡광 스펙트럼은, 파장 323±2 ㎚ 부근에서 최대 흡수 파장을 갖고, 폴리엔 유닛의 수가 8개인 폴리엔 구조의 흡광 스펙트럼은, 파장 418±4 ㎚ 부근에서 최대 흡수 파장을 갖는 것이 발견되었다. 바꾸어 말하면, 강도비(IB/IA)는, 폴리비닐알코올계 수지 중의 폴리엔 유닛이 연속하는 수가 4개인 폴리엔 구조에 대한 폴리엔 유닛이 연속하는 수가 8개인 폴리엔 구조의 비율의 지표라고 할 수 있다.
또한, 폴리엔 유닛의 연속수가 7개 이상이 되면, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 변색(황변)이 시인되기 쉬워진다. 이것은 파장 430 ㎚ 부근의 흡수가 증가하고 있는 것이 예기되기 때문에, 파장 430 ㎚ 부근에서 최대 흡수 파장을 나타내는, 연속하는 폴리엔 유닛의 수가 8개인 흡수 강도를 폴리엔 유닛의 연속수가 7개 이상인 흡수 강도로 간주할 수 있다. 또한, 연속하는 폴리엔 유닛이 6개 이하인 경우는 최대 흡수 파장이 400 ㎚ 이하가 되는데, 이 경우는 요오드 이온(I3 -)의 영향이 적은 파장 320 ㎚ 부근에서 최대 흡수를 나타내는, 연속하는 폴리엔 유닛의 수가 4개인 흡수 강도를 연속하는 폴리엔 유닛이 6개 이하인 흡수 강도로 간주할 수 있다.
강도비(IB/IA)는, 상기 순서 (1)∼(13)에 따라 구할 수 있다.
순서 (1):
순서 (1)에서는, 10개의 가우스 함수 P1∼P10의 초기 스펙트럼이 구해진다. 초기 스펙트럼은 각각, 식 (a)에 있어서 이하의 최대 흡수 파장 x0의 초기값 x01∼x010, 강도 A의 초기값 A0 및 분산 σ의 초기값 σ0으로 함으로써 구할 수 있다.
x01=291 ㎚, x02=309 ㎚, x03=322 ㎚, x04=337 ㎚, x05=363 ㎚, x06=390 ㎚, x07=414 ㎚, x08=437 ㎚, x09=454 ㎚, x010=486 ㎚,
A0=2,
σ0=10
초기값 x01∼x010은, 문헌(예컨대 전술한 「Assig㎚ent of Conjugate Double Bond Systems Produced in Heated PVAfilm by Absorption and Excitaion Spectra」 등)에 기재된 각 폴리엔화 구조의 최대 흡수 파장을 참고로 하여, 본 발명자에 의해 연구 실적값으로부터 구해진 것이다.
순서 (2)∼(4):
편광판의 측정한 단체 흡광 스펙트럼 xj과 10개의 가우스 함수 P1∼P10의 초기 스펙트럼의 합성 스펙트럼 Σ0의 차 (xj-Σ0)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합(이하, x2로 나타내는 경우도 있음)이 0인 경우, 스펙트럼이 일치한다고 간주할 수 있다. 따라서, 순서 (2)∼(4)에서는, 일반 축소 구배법을 이용하여 x2가 최소값이 되도록 계산을 행한다. 단, 일반 축소 구배법을 이용할 때에, 식 (a)에 있어서의 강도 A, 분산 σ, 최대 흡수 파장 x0 중 어느 것을 변수로 할지(어떤 값을 바꾸어 최소값에 가깝게 할지)가 중요한 것이 본 발명자에 의해 발견되었다. 순서 (2)∼(4)에서는, 강도 A를 변수로 하며, 변수는 비음수로 한다. x2는, 이하의 계산식 (i)에 따라 구할 수 있다.
Figure pat00001
[식 중, ai, σi, xi는 각각, 가우스 함수 Pi의 강도 A, 분산 σ, 최대 흡수 파장 x0을 나타낸다.]
순서 (5)∼(7):
순서 (2)∼(4)에 있어서 x2가 최소값이 되었을 때의 10개의 가우스 함수 P1∼P10의 합성 스펙트럼을 Σ1로 하고, 일반 축소 구배법을 이용하여 (xj-Σ1)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합 x2이 최소값이 되도록 계산을 행한다. 순서 (5)∼(7)에서는, 일반 축소 구배법에 있어서 분산 σ을 변수로 하며, 변수는 비음수로 한다.
순서 (8)∼(10):
순서 (5)∼(7)에 있어서 x2가 최소값이 되었을 때의 10개의 가우스 함수 P1∼P10의 합성 스펙트럼을 Σ2로 하고, 일반 축소 구배법을 이용하여 (xj-Σ2)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합 x2이 최소값이 되도록 계산을 행한다. 순서 (8)∼(10)에서는, 일반 축소 구배법에 있어서 강도 A를 변수로 하며, 변수는 비음수로 한다.
순서 (11)∼(13):
순서 (8)∼(10)에 있어서 x2가 최소값이 되었을 때의 10개의 가우스 함수 P1∼P10의 합성 스펙트럼을 Σ3으로 하고, 일반 축소 구배법을 이용하여 (xj-Σ3)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합 x2이 최소값이 되도록 계산을 행한다. 순서 (11)∼(13)에서는, 일반 축소 구배법에 있어서 강도 A 및 분산 σ을 변수로 하며, 변수는 비음수로 한다.
상기 순서 (13)에 있어서 구한 합성 스펙트럼 Σ3을 구성하는 10개의 가우스 함수 P1∼P10 중, 파장 323±2 ㎚에서 최대 흡수 파장을 갖는 가우스 함수 및 파장 414±4 ㎚에서 최대 흡수 파장을 갖는 가우스 함수를 각각 가우스 함수 (A) 및 (B)로 하여, 가우스 함수 (A)의 최대 흡수 파장에 있어서의 강도(IA)에 대한 가우스 함수 (B)의 최대 흡수 파장에 있어서의 강도(IB)의 강도비(IB/IA)를 구할 수 있다. 강도비(IB/IA)는, 구체적으로는 후술하는 실시예의 란에 기재된 방법에 따라 구할 수 있다.
편광자의 강도비(IB/IA)를 1.7 미만으로 하기 위해서는, 편광자에 포함되는 폴리엔 구조 전체에 있어서의 폴리엔 유닛의 연속하는 수가 7개 이상인 폴리엔 구조의 비율을 낮게 하는 것을 들 수 있다. 그 구체적 방법으로서, 예컨대 원단 필름의 제작 공정에 있어서 폴리비닐알코올계 수지의 비누화도를 조절하는 방법, 원단 필름을 붕산으로 처리하는 방법, 원단 필름을 변성 폴리비닐알코올계 수지를 이용하여 제작하는 방법 등을 들 수 있다. 이들 방법은, 단독으로 행하여도 좋고, 2종 이상을 조합하여 행하여도 좋다.
원단 필름의 제작에 이용하는 폴리비닐알코올계 수지의 비누화도를 조절하는 방법으로서는, 예컨대 원단 필름의 제작 공정에 있어서, 폴리초산비닐에 비누화 처리를 실시하기 위해 이용하는 염기성 용액의 농도, 온도 및 처리 시간을 조절하는 방법 등을 들 수 있다. 비누화도는, 예컨대 39 ㏖% 이상 80 ㏖% 이하인 것이 바람직하다.
비누화도를 상기 범위로 조절한 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 원단 필름은, 폴리비닐알코올계 수지 중의 수산기의 수가 적기 때문에, 내열 시험 후의 편광자에 있어서 폴리엔 유닛의 연속하는 수가 저하하기 쉬워지는 경향이 있다.
염기성 용액에 포함되는 염기성 화합물로서는, 예컨대 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬 등의 알칼리 금속의 수산화물, 수산화칼슘 등의 알칼리 토류 금속의 수산화물, 탄산나트륨 등의 무기 알칼리 금속염, 초산나트륨 등의 유기 알칼리 금속염, 암모니아수 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로, 또는, 2종 이상 조합하여 이용할 수 있다. 이들 중에서도, 바람직하게는 알칼리 금속의 수산화물이고, 더욱 바람직하게는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬이고, 특히 바람직하게는 수산화나트륨이다.
염기성 용액에 이용되는 용매로서는, 예컨대 물, 에탄올, 메탄올 등의 알코올, 에테르, 벤젠, 클로로포름 및 이들의 혼합 용매 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 물, 알코올이 바람직하게 이용된다.
염기성 용액의 농도는, 예컨대 0.01 N 이상 5 N 이하이면 좋고, 바람직하게는 0.05 N 이상 3 N 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.1 N 이상 2.5 N 이하이다. 염기성 용액이 수산화나트륨 수용액인 경우, 그 농도는 예컨대 1.0 질량% 이상이면 좋고, 바람직하게는 2 질량% 이상 8 질량% 이하이다.
염기성 용액의 액온은, 예컨대 20℃ 이상이면 좋고, 바람직하게는 25℃ 이상 50℃이다. 염기성 용액의 처리 시간은 예컨대 5초∼30분이고, 바람직하게는 5초∼5분이다.
비누화 처리는, 종래 공지의 방법에 따라 행할 수 있다. 예컨대 폴리초산비닐계 수지 필름에 대하여, 염기성 용액을 적하, 도공, 스프레이하는 방법이나, 폴리초산비닐계 수지 필름을 염기성 용액에 침지하는 방법을 들 수 있다.
원단 필름을 붕산으로 처리하는 경우, 원단 필름을 형성하는 폴리비닐알코올계 수지의 수산기의 수가 많아도 좋고, 원단 필름을 형성하는 폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는, 예컨대, 90 ㏖% 이상 100 ㏖% 이하여도 좋다.
붕산은, 예컨대 수용액으로서 이용할 수 있다. 또한, 붕산만으로 처리하여도 좋지만, 붕산에 더하여, 붕사와 같은 붕소 화합물, 글리옥살, 글루타르알데히드 등의 다른 물질을 함유한 처리액으로 처리하여도 좋다. 붕산 이외의 물질은 1종만을 사용하여도 좋고 2종 이상을 병용하여도 좋다. 용매로서는, 전술한 바와 같이 물을 사용할 수 있지만, 물과 상용성이 있는 유기 용매를 더 포함하여도 좋다. 원단 필름 중의 수산기를 다른 작용기로 캡함으로써, 내열 시험에 있어서 폴리엔화가 저해되기 쉬워져, 내열 시험 후의 편광자에 있어서 폴리엔 유닛의 연속하는 수를 저하시키기 쉬워지는 경향이 있다.
처리액에 있어서의 붕산의 함유량은, 용매 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 1 질량부 이상 20 질량부 이하이고, 보다 바람직하게는 5 질량부 이상 15 질량부 이하이고, 붕산 이외의 물질의 함유량은, 용매 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 1 질량부 이상 20 질량부 이하이고, 보다 바람직하게는 1 질량부 이상 10 질량부 이하이다. 처리 시간은 예컨대 5초 이상 30분 이하이고, 바람직하게는 5초 이상 5분 이하이다.
처리액에 의한 처리는, 예컨대 원단 필름에 대하여, 처리액을 적하, 도공, 스프레이하는 방법이나, 원단 필름을 처리액에 침지하는 방법을 들 수 있다.
원단 필름을 변성 폴리비닐알코올계 수지를 이용하여 제작하는 방법에 있어서, 변성 폴리비닐알코올계 수지는, 예컨대 하기 식 (I):
Figure pat00002
[식 중, X1은, 수소 원자, 탄소수 1∼29의 직쇄상 또는 분기상 알킬기, 아세토아세틸기, 카르복실기, 포르밀기, 아미노기, 아미드기, 알콕시기, 아세톡시기, 시아노기, 디알킬보릴기, 알킬히드록시보릴기 및 그 공역 염기기, 디히드록시보릴기 및 그 공역 염기기, 할로게노기, 술포기, 아실기 및 이들의 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타낸다.
X2는, 수소 원자 또는 탄소수 1∼29의 직쇄상 또는 분기상 알킬기를 나타낸다.]
로 표시되는 구조 단위를 분자쇄 중에 가질 수 있다.
X1은, 바람직하게는 수소 원자, 디히드록시보릴기, 아세토아세틸기, 또는 아세톡시기이다. X2는, 바람직하게는 수소 원자이다.
상기 변성 폴리비닐알코올계 수지 중의 식 (I)로 표시되는 구조 단위의 비율은, 예컨대 0.01 ㏖% 이상 61 ㏖% 이하이다.
상기 변성 폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는 예컨대 500 이상 15000 이하일 수 있다.
원단 필름을 상기 식 (I)로 표시되는 구조 단위를 갖는 변성 폴리비닐알코올계 수지를 이용하여 제작함으로써, 내열 시험에 있어서 폴리엔화가 저해되기 쉬워져, 내열 시험 후의 편광자에 있어서 폴리엔 유닛의 연속하는 수를 저하시키기 쉬워지는 경향이 있다.
상기 식 (I)로 표시되는 구조 단위를 갖는 변성 폴리비닐알코올계 수지는, 예컨대 초산비닐과 초산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체를 공중합시켜, 비누화 처리를 실시하는 방법에 따라 얻을 수 있다.
다른 단량체로서는, 예컨대 하기 식 (I-1):
Figure pat00003
로 표시되는 불포화 이중 결합을 갖는 화합물을 들 수 있다. 식 중, X1 및 X2는, 전술한 정의가 적용된다. 상기 식 (I-1)로 표시되는 불포화 이중 결합을 갖는 화합물로서는, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴로니트릴, 메타크릴니트릴, 비닐술폰산나트륨, 에틸비닐에테르, 부틸비닐에테르, 염화비닐, 브롬화비닐, 불화비닐, 아크릴아미드, N-메틸아크릴아미드, N-에틸아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드 등을 들 수 있다.
또한, 변성 폴리비닐알코올계 수지를 이용하여 원단 필름을 제조하는 경우, 변성 폴리비닐알코올계 수지와 폴리비닐알코올계 수지를 혼합한 수지 혼합체를 이용하여 원단 필름을 제조하여도 좋다. 상기 변성 폴리비닐알코올계 수지와 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 수지 혼합체를 이용하여 원단 필름을 제조하는 경우, 변성 폴리비닐알코올계 수지는 수지 혼합체의 전체에 대하여 2 질량% 이상인 것이 바람직하고, 5 질량% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 8 질량% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 특히 10 질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 막 제조성의 관점에서는, 변성 폴리비닐알코올계 수지의 비율은 전체의 25 질량% 이하, 바람직하게는 20 질량% 이하이다. 수지 혼합체의 막 제조성이 손상되지 않는 범위에 있어서, 변성 폴리비닐알코올계 수지의 비율이 많음으로써, 원하는 기계 특성을 얻을 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지 필름의 비누화도는, 90 ㏖% 이상 100 ㏖% 이하이면 좋고, 변성 폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는 90 ㏖% 이상 99.5 ㏖% 이하이면 좋다.
편광자의 강도비(IB/IA)를 1.7 미만으로 하는 방법으로서는, 원단 필름을 변성 폴리비닐알코올계 수지를 이용하여 제조하는 방법이 바람직하고, 변성 폴리비닐알코올계 수지를 이용하여 제조한 원단 필름을 붕산 처리하는 것이 보다 바람직하다.
폴리엔 유닛의 생성을 억제하는 관점에서, 편광자 중의 수분율은 23℃ 50% 환경에서 9% 이상 15% 이하인 것이 바람직하고, 11% 이상 13% 이하인 것이 보다 바람직하다.
편광자의 수분율은, 편광자를 제조할 때의 수세 공정에 있어서의 수온, 수세 시간 등을 변경함으로써 조정할 수 있다. 수세 공정 후에 건조 공정을 행하여도 좋고, 건조 공정에 있어서의 건조 온도, 건조 시간을 변경함으로써도 조정할 수 있다. 또한, 제조한 편광자를 특정 온습도 환경 하에서 보존함으로써 조정하여도 좋다.
[편광판]
편광판은, 편광자와, 편광자의 한쪽의 측에 접착제층을 개재시켜 배치된 보호 필름을 구비한다. 편광자와 보호 필름을 포함하는 편광판을 직선 편광판이라고도 한다. 편광판의 층구성의 일례를 도 1에 나타낸다. 도 1은 편광판의 일례의 개략 단면도이다. 도 1에 나타내는 편광판(100)은, 보호 필름(11)과, 접착제층(12)과, 편광자(10)를 이 순서로 구비한다.
[보호 필름]
보호 필름(11)은, 편광자(10)의 한쪽에 배치되어, 편광자(10)를 보호하는 기능을 가질 수 있다. 보호 필름(11)은, 광학적으로 투명한 열가소성 수지, 예컨대 환상 폴리올레핀계 수지; 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스 등의 수지를 포함하는 초산셀룰로오스계 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 수지를 포함하는 폴리에스테르계 수지; 폴리카보네이트계 수지; (메트)아크릴계 수지; 폴리프로필렌계 수지, 이들 중 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 포함하는 코팅층 또는 필름으로 할 수 있다.
보호 필름(11) 상에 하드 코트층이 형성되어 있어도 좋다. 하드 코트층은, 보호 필름(11)의 한쪽의 면에 형성되어 있어도 좋고, 양방의 면에 형성되어 있어도 좋다. 하드 코트층을 마련함으로써, 경도 및 스크래치성을 향상시킨 보호 필름(11)으로 할 수 있다. 하드 코트층은, 예컨대 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 폴리에스테르계 수지, 우레탄계 수지, 아미드계 수지, 에폭시계 수지 등의 경화층이어도 좋다. 하드 코트층은, 강도를 향상시키기 위해, 첨가제를 포함하고 있어도 좋다. 첨가제는 한정되는 일은 없으며, 무기계 미립자, 유기계 미립자, 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 하드 코트층은, 예컨대 자외선 경화형 수지의 경화층이다. 자외선 경화형 수지로서는, 예컨대 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 폴리에스테르계 수지, 우레탄계 수지, 아미드계 수지, 에폭시계 수지 등을 들 수 있다.
보호 필름(11)의 두께는, 통상 1 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하이고, 강도 및 취급성 등의 관점에서는, 5 ㎛ 이상 80 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 8 ㎛ 이상 60 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
[접착제층]
접착제층(12)은, 보호 필름(11)과 편광자(10) 사이에 개재되어 양자를 접합할 수 있다. 접착제층(12)을 형성하는 접착제로서는, 수계 접착제, 활성 에너지선 경화성 접착제, 또는 열경화성 접착제를 들 수 있고, 수계 접착제, 활성 에너지선 경화성 접착제를 이용하는 것이 바람직하다. 접착제층(12)을 개재시켜 접합되는 대향하는 보호 필름(11)과 편광자(10)의 표면은, 미리 코로나 처리, 플라즈마 처리, 가열 처리, 가습 처리, 가압 처리, 감압 처리 등을 행하여도 좋고, 프라이머층 등을 가지고 있어도 좋다.
접착제층(12)의 두께는, 보호 필름(11)과 편광자(10)의 접착성을 확보하기 쉬운 점에서 통상 0.01 ㎛ 이상이고, 통상은 10 ㎛ 이하이다.
[그 외의 층]
편광판(100)은, 그 외의 층으로서 위상차층, 배향층, 표면(보호 필름(11) 표면 등)을 보호하기 위한 프로텍트 필름, 점착제층, 점착제층의 외면에 적층되는 세퍼레이트 필름 (이하, 세퍼레이터라고도 함) 중 어느 1 이상을 포함할 수 있다.
접착제에는, 수계 접착제, 활성 에너지선 경화성 접착제, 또는 열경화성 접착제 등이 이용된다. 접착제로 구성되는 접합층의 두께는, 접합성을 확보하는 관점에서 0.01 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하이다.
점착제는, (메트)아크릴계, 고무계, 우레탄계, 에스테르계, 실리콘계, 폴리비닐에테르계와 같은 수지를 주성분으로 하는 점착제 조성물로 구성되어도 좋다. 점착제 조성물로서는, 투명성, 내후성, 내열성 등이 우수한 (메트)아크릴계 수지를 베이스 폴리머로 하는 점착제 조성물이 적합하다. 점착제 조성물은, 활성 에너지선 경화형, 열경화형이어도 좋다. 점착제로 구성되는 접합층의 두께는, 통상 0.1 ㎛ 이상 150 ㎛ 이하이고, 예컨대 8 ㎛ 이상 60 ㎛ 이하이면 좋고, 박형화의 관점에서는 30 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 20 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 점착제로 구성되는 접합층의 두께는, 예컨대 10 ㎛ 이상이어도 좋지만, 추가적인 박형화의 점에서는 15 ㎛ 이하, 바람직하게는 10 ㎛ 이하, 특히 7 ㎛ 이하가 바람직하다.
[편광판의 제조 방법]
편광판(100)은, 예컨대 다음과 같이 하여 제조할 수 있다. 먼저, 편광자(10)와 보호 필름(11)을, 접착제층(12)을 개재시켜 적층한다. 편광판은, 장척의 부재를 준비하여, 롤-투-롤로 각각의 부재를 접합한 후, 소정 형상으로 재단하여 제조하여도 좋고, 각각의 부재를 소정의 형상으로 재단한 후, 접합하여도 좋다. 편광자(10)에 보호 필름(11)을 접합한 후, 가열 공정이나 조습 공정을 마련하여도 좋다.
편광판(100)이 점착제층을 구비하는 경우, 편광자(10) 상에, 박리 필름 상에 형성된 점착제층을 적층시킬 수 있다.
편광판(100)이 위상차층과 점착제층을 구비하는 경우, 예컨대 다음과 같이 제조할 수 있다. 기재 상에 배향막을 형성하고, 배향막 상에 중합성 액정 화합물을 포함하는 도공액을 도공한다. 중합성 액정 화합물을 배향시킨 상태에서, 활성 에너지선을 조사하여, 중합성 액정 화합물을 경화시킨다. 중합성 액정 화합물이 경화한 층 상에, 박리 필름 상에 형성된 점착제층을 적층시킨다. 계속해서, 기재 및/또는 배향막을 박리한다. 계속해서, 편광자(10) 상에, 박리 필름 상에 형성된 접합층을 적층시킨다. 위상차층은, 장척의 부재를 준비하여, 롤-투-롤로 각각의 부재를 접합한 후, 소정 형상으로 재단하여 제조하여도 좋고, 각각의 부재를 소정의 형상으로 재단한 후, 접합하여도 좋다.
그리고, 접합층 상에 적층된 박리 필름을 박리하여, 접합층을 통해 위상차층과 편광자(10)를 접합함으로써, 위상차층과 점착제층을 구비하는 편광판을 제작할 수 있다.
<화상 표시 장치>
편광판(100)은, 화상 표시 패널의 전면(시인측)에 배치되며, 화상 표시 장치의 구성 요소로서 이용할 수 있다. 편광판이 원편광판이면, 화상 표시 장치에 있어서 반사 방지 기능을 부여하는 반사 방지용 편광판으로서 이용할 수도 있다. 화상 표시 장치는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 유기 일렉트로 루미네선스(유기 EL) 표시 장치, 무기 일렉트로 루미네선스(무기 EL) 표시 장치, 액정 표시 장치, 터치 패널 표시 장치, 전계 발광 표시 장치 등의 화상 표시 장치를 들 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 예 중 「%」 및 「부」는, 특기가 없는 한, 질량% 및 질량부이다.
<실시예 1>
[폴리비닐알코올계 수지의 작성]
폴리비닐알코올계 수지(쿠라레사 제조 「PE45」비누화도 99 몰%)를 100℃의 순수로 용해하여, 5 질량% 폴리비닐알코올계 수지 수용액(이하, 수용액 (A)라고 하는 경우가 있음)을 제작하였다. 계속해서, 아세토아세틸기를 함유하는 변성 폴리비닐알코올계 수지(미츠비시케미컬(주)사 제조: 고세넥스 Z-410, 비누화도 97.5 몰%)를 90℃의 순수에 용해하여 5 질량%의 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올계 수지 수용액(이하, 수용액 (B)이라고 하는 경우가 있음)을 제작하였다.
수용액 (A):수용액 (B)(질량비)=90:10이 되도록, 수용액 (A)에 수용액 (B)를 혼합하여, 폴리비닐알코올계 수지 수용액(이하, 수용액 (C)라고 하는 경우가 있음)을 제작하였다.
다음에, 깊이 1 ㎜, 평면 치수 180 ㎜×200 ㎜의 용적을 갖는 프레임형을 준비하였다. 수용액 (A) 또는 수용액 (C)를 각각 프레임형에 적하하고, 그 후 23℃ 60% 환경에서 60시간 방치하였다. 얻어진 폴리비닐알코올계 수지 필름을 프레임형으로부터 추출한 바, 수용액 (A)로부터 얻어진 폴리비닐알코올계 수지 필름 (A) 및 수용액 (C)로부터 얻어진 폴리비닐알코올계 수지 필름 (C)의 두께는 각각 45 ㎛였다.
[편광자의 제작]
폴리비닐알코올 필름 (C)를, 물 100 질량부당 붕산 0.5 질량부를 함유하는 23℃의 붕산 수용액에 침지시켜, 50초간 걸쳐 4.2배로 일축 연신하였다. 계속해서, 물 100 질량부당 요오드 0.625 질량부 및 붕산 0.5 질량부를 함유하는 23℃의 염색액에 침지시키고, 163초간으로 1.1배로 일축 연신하였다. 계속해서, 물 100 질량부당 붕산 3.7 질량부 및 요오드화칼륨 2.3 질량부를 함유하는 55℃의 붕산 수용액 2에 침지시키고, 92초간으로 1.24배로 일축 연신하였다. 계속해서, 물 100 질량부당 붕산 3.0 질량부 및 요오드화칼륨 2.7 질량부를 함유하는 45℃의 붕산 수용액 3에 침지시켜, 14초간 걸쳐 1.02배로 일축 연신하였다. 그 후, 55℃에서 90초간 건조하여, 편광자를 얻었다. 얻어진 편광자의 두께는 20 ㎛였다.
이 편광자에 대하여, 다음에 나타내는 순서로 초기의 기계적 강도를 측정한 결과, 돌자 강도는 10.3 g/㎛였다.
[초기의 기계적 강도의 측정]
얻어진 편광자를 25 ㎜×60 ㎜ 사이즈(짧은 길이 방향=연신 방향)로 컷트하여, 두께를 측정하였다.
압축 시험기 KES-G5(카토테크 주식회사 제조)를 이용하여, 컷트된 편광자의 돌자 강도를 측정하였다. 또한, 측정의 조건과 순서는 이하와 같이 하였다.
[조건]
사용 니들: 1 ㎜φ 원형, 속도 설정: 0.33 ㎝/Sec, SENS값: 5, n수: 7점
[순서]
샘플을 스테이지에 싣고, 중앙 부분을 지그로 고정하여, 상기 조건으로 돌자 시험을 행하였을 때의 필름 파단 시의 하중(g)을 측정하였다. 돌자 강도(g/㎛)는, 하중 평균값(g)/막 두께(㎛)로 하였다.
[수계 접착제의 조제]
아세토아세틸기를 함유하는 변성 폴리비닐알코올계 수지(미츠비시케미컬(주)사 제조: 고세넥스 Z-410)를 물에 용해하여, 고형분 농도 3%로 조정한 수용액 D를 조제하였다. 계속해서, 상기 수용액 D에 대하여 0.5 중량%가 되도록 말레산을 첨가하고, 그 후, 가교제로서 글리옥살을 첨가하였다. 글리옥살의 첨가량은, 아세토아세틸기를 함유하는 변성 폴리비닐알코올계 수지의 질량을 100 질량부로 한 경우에, 질량으로 5 질량부가 되도록 하였다. 이 수용액에 수산화나트륨을 부가하여 pH를 2.5로 조정하여, 수계 접착제를 얻었다.
[편광판의 제작]
23℃ 50% 환경에서 수분율이 12%가 되도록 조습한 편광자의 양면에, 두께 40 ㎛의 트리아세틸셀룰로오스 필름(후지필름 주식회사 제조, 「TD40N」, 투습도 860 g/㎡·24 hr)을, 상기 수계 접착제를 이용하여 접합하여, 트리아세틸셀룰로오스 필름/수계 접착제/편광자/수계 접착제/트리아세틸셀룰로오스 필름의 순서로 적층된 필름을 얻었다. 얻어진 필름을, 65℃에서 12분 가열 처리를 행함으로써, 수계 접착제를 건조시켜 편광판을 얻었다.
[내열 내구 시험]
얻어진 편광판의 트리아세틸셀룰로오스 필름과 점착제층의 양 접합면에 코로나 처리를 행한 후, 편광판과 점착제를 접합기로 접합하였다. 이것을 110 ㎜×60 ㎜ 사이즈(길이 방향=연신 방향)로 컷트한 후, 유리에 접합하였다. 편광판보다 한단계 큰 120 ㎜×70 ㎜ 사이즈로 컷트한 점착제층을 갖는 트리아세틸셀룰로오스 필름(투습도: 7 g/㎡·24 hr)을, 편광판 상으로부터 핸드 롤러를 이용하여 편광판 전체가 덮어지도록 접합하여, 적층체를 얻었다.
얻어진 적층체에 대하여, 50℃ 5 기압 15분의 오토 크레이브 처리를 행한 후, 105℃의 드라이 환경에 120시간 노출시켜, 내열 내구 시험을 행하였다.
[단체 흡광 스펙트럼]
내열 시험 후의 편광판에 대해, 편광자 양면의 보호 필름을 제거하여 편광자를 추출하고, 글랜톰슨 편광 프리즘을 장비한 히타치 제작소 제조의 분광 광도계 U4100을 이용하여, 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 흡광도 측정을 행하였다.
[강도비(IB/IA)]
강도비(IB/IA)는 이하의 순서 (1)∼(13)에 따라 구하였다. 계산은, 퍼스널 컴퓨터에 도입된 「Excel 2016」(Microsoft사 제조, Office Professional Plus 2016의 표준 소프트웨어)을 이용하여 행하였다. 일반 축소 구배법은, 「Excel 2016」의 표준 기능 「솔버」를 기동시켜, 「솔버의 파라미터」 윈도우의 「목적 셀의 설정: (T)」에, 측정한 편광판의 단체 흡광 스펙트럼의 각 파장마다의 강도(xj)와 10개의 가우스 함수 P1∼P10의 각 파장마다의 강도 A(Σ)의 차인 (xj-Σ)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합을 설정하고, 변수(최대 흡수 파장 x0, 강도 A 및/또는 분산 σ)를 비음수로 하여, 상기 합계값이 최소가 되도록 행하였다.
(1) 측정한 편광판의 단체 흡광 스펙트럼으로부터, 파장 280∼480 ㎚의 범위에 있어서, 하기 식 (a)에 따라, 10개의 가우스 함수 P1∼P10의 초기 스펙트럼을 산출하였다(도 2).
f(x)=A·EXP(-(x-x0)2/2σ2) (a)
x: 파장
x0: 최대 흡수 파장
A: 강도
σ: 분산
최대 흡수 파장 x0의 초기값 x01∼x010, 강도 A의 초기값 A0 및 분산 σ의 초기값 σ0은 표 1에 나타내는 값을 이용하였다.
Figure pat00004
(2) 상기 (1)에 있어서 구한 초기 스펙트럼의 각 파장마다의 강도 A의 합계값을 산출하고, 이것을 Σ0으로 하였다(도 2).
(3) 각 파장마다, 측정된 단체 흡광 스펙트럼의 각 파장에 있어서의 실측 강도 xj와 Σ0의 차 (xj-Σ0)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합을 산출하였다. 총합은, 전술한 식 (i)에 따라 구하였다.
(4) 상기 (3)에서 구한 (xj-Σ0)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합이 최소가 되도록, 식 (a)의 강도 A를 변수로 하여 일반 축소 구배법에 따라 계산을 행하였다(도 3). 이때의 10개의 가우스 함수 P1∼P10에 있어서의 식 (a)에 있어서의 각 파라미터를 표 2에 나타낸다.
Figure pat00005
(5) 상기 (4)에 있어서 구한 10개의 가우스 함수 P1∼P10의 각 파장마다의 강도 A의 합계값을 산출하고, 이것을 Σ1로 하였다(도 3).
(6) 각 파장마다, 측정된 단체 흡광 스펙트럼의 각 파장에 있어서의 실측 강도 xj와 Σ0의 차 (xj-Σ1)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합을 산출하였다. 총합은, 전술의 식 (i)에 따라 구하였다.
(7) 상기 (6)에서 구한 (xj-Σ1)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합이 최소가 되도록, 식 (a)의 분산 σ을 변수로 하여 일반 축소 구배법에 따라 계산을 행하였다(도 4). 이때의 10개의 가우스 함수 P1∼P10에 있어서의 식 (a)에 있어서의 각 파라미터를 표 3에 나타낸다.
Figure pat00006
(8) 상기 (7)에 있어서 구한 10개의 가우스 함수 P1∼P10의 각 파장마다의 강도 A의 합계값을 산출하고, 이것을 Σ2로 하였다(도 4).
(9) 각 파장마다, 측정된 단체 흡광 스펙트럼의 각 파장에 있어서의 실측 강도 xj와 Σ0의 차 (xj-Σ2)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합을 산출하였다. 총합은, 전술한 식 (i)에 따라 구하였다.
(10) (xj-Σ2)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합이 최소가 되도록, 식 (a)의 강도 A 및 분산 σ을 변수로 하여 일반 축소 구배법에 따라 계산을 행하였다(도 5). 이때의 10개의 가우스 함수 P1∼P10에 있어서의 식 (a)에 있어서의 각 파라미터를 표 4에 나타낸다.
Figure pat00007
(11) 상기 (10)에 있어서 구한 10개의 가우스 함수 P1∼P10의 각 파장마다의 강도 A의 합계값을 산출하고, 이것을 Σ3으로 하였다(도 5).
(12) 각 파장마다, 측정된 단체 흡광 스펙트럼의 각 파장에 있어서의 실측 강도 xj와 Σ0의 차 (xj-Σ3)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합을 산출하였다. 총합은, 전술의 식 (i)에 따라 구하였다.
(13) (xj-Σ3)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합이 최소가 되도록, 식 (a)의 강도 A 및 분산 σ을 변수로 하여 일반 축소 구배법에 따라 계산을 행하였다(도 6). 순서 (13) 종료 시, 상기 (xj-Σ3)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합이 0.4 이하가 되는 것을 확인하였다. 이때의 10개의 가우스 함수 P1∼P10에 있어서의 식 (a)에 있어서의 각 파라미터를 표 5에 나타낸다.
Figure pat00008
(14) 상기 (13)에 있어서 구한 가우스 함수 P3을 파장 323±2 ㎚에서 최대 흡수 파장을 갖는 가우스 함수 (A)로 하고, 가우스 함수 P7을 파장 414±4 ㎚에서 최대 흡수 파장을 갖는 가우스 함수 (B)로 하였을 때, 가우스 함수 (A)의 최대 흡수 파장에 있어서의 강도 A(IA)에 대한 가우스 함수 (B)의 최대 흡수 파장에 있어서의 강도 A(IB)의 강도비(IB/IA)는 1.242였다.
<실시예 2>
수용액 (A):수용액 (B)(질량비)=92:8이 되도록, 수용액 (A)에 수용액 (B)를 혼합하여, 폴리비닐알코올계 수지 수용액(이하, 수용액 (D)라고 하는 경우가 있음)을 제작하였다.
수용액 (A) 대신에, 수용액 (D)를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 45 ㎛의 폴리비닐알코올계 수지 필름 (D)를 제작하였다.
폴리비닐알코올계 수지 필름 (C) 대신에, 폴리비닐알코올계 수지 필름 (D)를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다. 결과를 표 6에 나타낸다.
<실시예 3>
수용액 (A):수용액 (B)(질량비)=95:5가 되도록, 수용액 (A)에 수용액 (B)를 혼합하여, 폴리비닐알코올계 수지 수용액(이하, 수용액 (E)라고 하는 경우가 있음)을 제작하였다.
수용액 (A) 대신에, 수용액 (E)를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 45 ㎛의 폴리비닐알코올계 수지 필름 (E)를 제작하였다.
폴리비닐알코올계 수지 필름 (C) 대신에, 폴리비닐알코올계 수지 필름 (E)를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다. 결과를 표 6에 나타낸다.
<실시예 4>
수용액 (A):수용액 (B)(질량비)=98:2가 되도록, 수용액 (A)에 수용액 (B)를 혼합하여, 폴리비닐알코올계 수지 수용액(이하, 수용액 (F)라고 하는 경우가 있음)을 제작하였다.
수용액 (A) 대신에, 수용액 (F)를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 45 ㎛의 폴리비닐알코올계 수지 필름 (F)를 제작하였다.
폴리비닐알코올계 수지 필름 (C) 대신에, 폴리비닐알코올계 수지 필름 (F)를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다. 결과를 표 6에 나타낸다.
<비교예 1>
폴리비닐알코올계 수지 필름 (A)를 이용하여 편광자를 제조한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다. 결과를 표 6에 나타낸다.
Figure pat00009
표 6에 나타내는 바와 같이 실시예 1∼4에서는, 온도 105℃에서 120시간의 내열 시험 후에 편광자가 나타내는 강도비(IB/IA)가 1.7 미만이고, 이러한 강도비를 나타내는 편광자는, 변성 폴리비닐알코올계 수지의 배합 비율에 따라 초기의 기계 강도가 높게 되어 있는 것을 알았다.
10 편광자, 11 보호 필름, 12 접착제층, 100 편광판.

Claims (4)

  1. 2색성 색소가 흡착 배향된 폴리비닐알코올계 수지로 형성되는 편광자로서,
    온도 105℃에서 120시간 방치하는 내열 시험 후에 측정되는 단체 흡광 스펙트럼이 10개의 가우스 함수 P1∼P10의 합성 스펙트럼에 근사하다고 하였을 때, 이하의 순서 (1)∼(13)에 따라 구해지는 10개의 가우스 함수 P1∼P10 중, 파장 323±2 ㎚에서 최대 흡수 파장을 갖는 가우스 함수 (A) 및 파장 414±4 ㎚에서 최대 흡수 파장을 갖는 가우스 함수 (B)에 있어서, 상기 가우스 함수 (A)의 최대 흡수 파장에 있어서의 강도(IA)에 대한 상기 가우스 함수 (B)의 최대 흡수 파장에 있어서의 강도(IB)의 강도비(IB/IA)가 1.7 미만이 되는, 편광자.
    순서:
    (1) 파장 280∼480 ㎚의 범위에 있어서, 상기 10개의 가우스 함수 P1∼P10이 하기 식 (a):
    f(x)=A·EXP(-(x-x0)2/2σ2) (a)
    x: 파장
    x0: 최대 흡수 파장
    A: 강도
    σ: 분산
    로 표시될 때, 상기 식 (a)에 따라, 이하의 최대 흡수 파장 x0의 초기값 x01∼x010, 강도 A의 초기값 A0 및 분산 σ의 초기값 σ0을 이용하여, 상기 10개의 가우스 함수 P1∼P10의 초기 스펙트럼을 구한다.
    x01=291 ㎚, x02=309 ㎚, x03=322 ㎚, x04=337 ㎚, x05=363 ㎚, x06=390 ㎚, x07=414 ㎚, x08=437 ㎚, x09=454 ㎚, x010=486 ㎚,
    A0=2,
    σ0=10
    (2) 상기 10개의 가우스 함수 P1∼P10의 초기 스펙트럼의 각 파장마다의 강도의 합계값을 산출하고, 이것을 Σ0으로 한다.
    (3) 각 파장마다, 상기 측정된 단체 흡광 스펙트럼의 각 파장에 있어서의 실측 강도 xj를 이용하여 (xj-Σ0)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합을 산출한다.
    (4) 상기 (xj-Σ0)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합이 최소가 되도록, 상기 식 (a)의 강도 A를 변수로 하여 일반 축소 구배법을 이용하여, 10개의 가우스 함수 P1∼P10을 구한다. 이때, 상기 식 (a)에 있어서의 최대 흡수 파장 x0은 상기 최대 흡수 파장의 초기값 x01∼x010의 값, 분산 σ은 상기 분산의 초기값 σ0의 값을 이용한다.
    (5) (4)에 따라 구한 10개의 가우스 함수 P1∼P10의 각 파장마다의 강도의 합계값을 산출하고, 이것을 Σ1로 한다.
    (6) 각 파장마다, 상기 측정된 단체 흡광 스펙트럼의 각 파장에 있어서의 실측 강도(xj)를 이용하여 (xj-Σ1)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합을 산출한다.
    (7) 상기 (xj-Σ1)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합이 최소가 되도록, 상기 식 (a)의 분산 σ을 변수로 하여 일반 축소 구배법에 따라, 10개의 가우스 함수 P1∼P10을 구한다. 이때, 상기 식 (a)에 있어서의 최대 흡수 파장 x0은 상기 최대 흡수 파장의 초기값 x01∼x010의 값, 강도 A는 (4)에 있어서 10개의 가우스 함수가 구해졌을 때의 강도의 값을 이용한다.
    (8) (7)에서 얻어진 10개의 가우스 함수 P1∼P10의 각 파장마다의 강도의 합계값을 산출하고, 이것을 Σ2로 한다.
    (9) 각 파장마다, 상기 측정된 단체 흡광 스펙트럼의 각 파장에 있어서의 실측 강도(xj)를 이용하여 (xj-Σ2)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합을 산출한다.
    (10) 상기 (xj-Σ2)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합이 최소가 되도록, 상기 식 (a)의 강도 A를 변수로 하여 일반 축소 구배법을 이용하여, 10개의 가우스 함수 P1∼P10을 구한다. 이때, 상기 식 (a)에 있어서의 최대 흡수 파장 x0은 상기 최대 흡수 파장의 초기값 x01∼x010의 값, 분산 σ은 (7)에 있어서 10개의 가우스 함수 P1∼P10이 구해졌을 때의 분산의 값을 이용한다.
    (11) (10)에서 얻어진 10개의 가우스 함수 P1∼P10의 각 파장마다의 강도의 합계값을 산출하고, 이것을 Σ3으로 한다.
    (12) 각 파장마다, 상기 측정된 단체 흡광 스펙트럼의 각 파장에 있어서의 실측 강도(xj)를 이용하여 (xj-Σ3)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합을 산출한다.
    (13) 상기 (xj-Σ3)2의 파장 280∼480 ㎚에 있어서의 총합이 최소가 되도록, 상기 식 (a)의 강도 A 및 분산 σ을 변수로 하여 일반 축소 구배법을 이용하여, 10개의 가우스 함수 P1∼P10을 구한다. 이때, 상기 식 (a)에 있어서의 최대 흡수 파장 x0은 상기 최대 흡수 파장의 초기값 x01∼x010의 값을 이용한다.
  2. 제1항에 있어서, 두께가 30 ㎛ 이하인 편광자.
  3. 제1항 또는 제2항에 기재된 편광자와, 상기 편광자의 적어도 한쪽에 배치된 보호 필름을 포함하는 편광판.
  4. 제3항에 기재된 편광판을 포함하는 화상 표시 장치.
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