KR20220126723A - 편광판 및 위상차층 부착 편광판 및 이를 이용한 화상 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 고온 고습 환경 하에서 우수한 내구성을 갖는 박형의 편광판 및 위상차층 부착 편광판을 제공한다. 본 발명의 편광판은, 편광자와 요오드 투과 억제층과 점착제층을 이 순서대로 포함한다. 점착제층의 요오드 존재 지수는 0.050 이하이다. 본 발명의 위상차층 부착 편광판은, 이와 같은 편광판과, 편광자와 점착제층과의 사이에 배치된 위상차층을 포함하고, 위상차층은 원편광 기능 또는 타원편광 기능을 갖는 액정 화합물의 배향 고화층이다.
Description
본 발명은, 편광판 및 위상차층 부착 편광판 및 이를 이용한 화상 표시 장치에 관한 것이다.
근래, 액정 표시 장치 및 일렉트로루미네센스(EL) 표시 장치(예컨대, 유기 EL 표시 장치, 무기 EL 표시 장치)로 대표되는 화상 표시 장치가 급속하게 보급되고 있다. 화상 표시 장치에는, 대표적으로는 편광판 및 위상차판이 이용되고 있다. 실용적으로는, 편광판과 위상차판을 일체화한 위상차층 부착 편광판이 널리 이용되고 있는데(예컨대, 특허문헌 1), 최근, 화상 표시 장치의 박형화에 대한 요망이 강해짐에 따라, 편광판 및 위상차층 부착 편광판에 대해서도 박형화의 요망이 강해지고 있다. 그러나, 박형의 편광판 및 위상차층 부착 편광판은, 고온 고습 환경 하에서 광학 특성(대표적으로는, 편광도)의 변화가 크고 내구성이 불충분하다는 문제가 있다.
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 그의 주된 목적은, 고온 고습 환경 하에서 우수한 내구성을 갖는 박형의 편광판 및 위상차층 부착 편광판을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 편광판은, 편광자와 요오드 투과 억제층과 점착제층을 이 순서대로 포함한다. 해당 점착제층의 요오드 존재 지수는 0.050 이하이다.
하나의 실시형태에서는, 상기 요오드 투과 억제층은, 수지의 유기 용매 용액의 도포막의 고화물 또는 열경화물이다. 하나의 실시형태에서는, 상기 요오드 투과 억제층을 구성하는 수지의 유리전이온도는 85℃ 이상이고, 또한 중량평균 분자량(Mw)은 25000 이상이다.
하나의 실시형태에서는, 상기 요오드 투과 억제층은, 상기 편광자와 상기 점착제층과의 사이에 2층 이상 마련되어 있다.
하나의 실시형태에서는, 상기 요오드 투과 억제층의 두께는 0.05㎛~10㎛이다.
하나의 실시형태에서는, 상기 요오드 투과 억제층을 구성하는 수지는, 50중량부를 초과하는 (메트)아크릴계 단량체와 0중량부 초과 50중량부 미만의 식 (1)로 나타내는 단량체를 포함하는 모노머 혼합물을 중합함으로써 얻어지는 공중합체를 포함한다:
식 중, X는 비닐기, (메트)아크릴기, 스티릴기, (메트)아크릴아미드기, 비닐에테르기, 에폭시기, 옥세탄기, 히드록실기, 아미노기, 알데히드기, 및 카복실기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 반응성기를 포함하는 관능기를 나타내고, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 지방족 탄화수소기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 또는 치환기를 가질 수 있는 헤테로환기를 나타내며, R1 및 R2는 서로 연결되어 환을 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 국면에 따르면, 위상차층 부착 편광판이 제공된다. 이 위상차층 부착 편광판은, 상기의 편광판과, 상기 편광자와 상기 점착제층과의 사이에 배치된 위상차층을 포함한다. 해당 위상차층은 원편광 기능 또는 타원편광 기능을 갖는 액정 화합물의 배향 고화층이다.
하나의 실시형태에서는, 상기 위상차층은 단일층이고, 해당 위상차층의 Re(550)는 100㎚~190㎚이며, 해당 위상차층의 지상축과 상기 편광자의 흡수축이 이루는 각도는 40°~50°이다.
하나의 실시형태에서는, 상기 위상차층은, 제1 액정 화합물의 배향 고화층과 제2 액정 화합물의 배향 고화층과의 적층 구조를 갖고; 해당 제1 액정 화합물의 배향 고화층의 Re(550)는 200㎚~300㎚이며, 그의 지상축과 상기 편광자의 흡수축이 이루는 각도는 10°~20°이고; 해당 제2 액정 화합물의 배향 고화층의 Re(550)는 100㎚~190㎚이며, 그의 지상축과 해당 편광자의 흡수축이 이루는 각도는 70°~80°이다.
하나의 실시형태에서는, 상기 위상차층 부착 편광판은 총 두께가 60㎛ 이하이다.
본 발명의 또 다른 국면에 따르면, 화상 표시 장치가 제공된다. 이 화상 표시 장치는, 상기의 편광판 또는 위상차층 부착 편광판을 구비한다.
하나의 실시형태에서는, 상기 화상 표시 장치는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치 또는 무기 일렉트로루미네센스 표시 장치이다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 특정 요오드 투과 억제층을 마련하여 점착제층의 요오드 존재 지수를 제어함으로써 고온 고습 환경 하에서 우수한 내구성을 갖는 박형의 편광판 및 위상차층 부착 편광판을 실현할 수 있다. 본 발명의 실시형태에 이용될 수 있는 요오드 투과 억제층은, 수지의 유기 용매 용액의 도포막의 고화물 또는 열경화물이고, 당해 요오드 투과 억제층을 구성하는 수지의 유리전이온도는 85℃ 이상이며, 또한 중량평균 분자량(Mw)은 25000 이상이고, 본 발명의 실시형태에서의 점착제층의 요오드 존재 지수는 0.050 이하이다.
도 1은, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 편광판의 개략 단면도이다.
도 2a는, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다.
도 2b는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다.
도 6은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다.
도 2a는, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다.
도 2b는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다.
도 6은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태로는 한정되지 않는다.
(용어 및 기호의 정의)
본 명세서에서의 용어 및 기호의 정의는 하기와 같다.
(1) 굴절률(nx, ny, nz)
'nx'는 면내의 굴절률이 최대가 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절률이고, 'ny'는 면내에서 지상축과 직교하는 방향(즉, 진상축 방향)의 굴절률이며, 'nz'는 두께 방향의 굴절률이다.
(2) 면내 위상차(Re)
'Re(λ)'는 23℃에서의 파장 λ㎚의 광으로 측정한 면내 위상차이다. 예컨대 'Re(550)'는, 23℃에서의 파장 550㎚의 광으로 측정한 면내 위상차이다. Re(λ)는, 층(필름)의 두께를 d(㎚)로 하였을 때 식: Re(λ)=(nx-ny)×d에 의해 구할 수 있다.
(3) 두께 방향의 위상차(Rth)
'Rth(λ)'는 23℃에서의 파장 λ㎚의 광으로 측정한 두께 방향의 위상차이다. 예컨대 'Rth(550)'는, 23℃에서의 파장 550㎚의 광으로 측정한 두께 방향의 위상차이다. Rth(λ)는, 층(필름)의 두께를 d(㎚)로 하였을 때 식: Rth(λ)=(nx-nz)×d에 의해 구할 수 있다.
(4) Nz 계수
Nz 계수는 Nz=Rth/Re에 의해 구할 수 있다.
(5) 각도
본 명세서에서 각도를 언급할 때는, 당해 각도는 기준 방향에 대하여 시계 방향 및 반시계 방향의 양쪽을 포함한다. 따라서, 예컨대 '45°'는 ±45°를 의미한다.
A. 편광판
A-1. 편광판의 전체 구성
도 1은, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 편광판의 개략 단면도이다. 편광판(10)은, 대표적으로는 보호층(12)과 편광자(11)와 요오드 투과 억제층(40)과 점착제층(30)을 이 순서대로 포함한다. 목적에 따라, 편광자(11)의 보호층(12)과 반대 측에 다른 보호층(도시하지 않음)이 마련되어도 된다. 점착제층(30)은 최외층으로서 마련되고, 편광판은 화상 표시 장치(실질적으로는, 화상 표시 셀)에 첩부 가능하게 되어 있다. 편광판은, 화상 표시 장치에서 시인 측 편광판으로서 이용되어도 되고, 배면 측 편광판으로서 이용되어도 된다.
본 발명의 실시형태에서는, 상기한 바와 같이 편광자(11)와 점착제층(30)과의 사이에 요오드 투과 억제층(40)이 마련되어 있다. 요오드 투과 억제층은, 대표적으로는 수지의 유기 용매 용액의 도포막의 고화물 또는 열경화물이다. 또한, 요오드 투과 억제층을 구성하는 수지의 유리전이온도(Tg)는 예컨대 85℃ 이상이고, 또한, 중량평균 분자량(Mw)은 예컨대 25000 이상이다. 이와 같은 요오드 투과 억제층을 편광판의 소정의 위치에 마련함으로써, 고온 고습 환경 하에서 편광자 중의 요오드가 점착제층(최종적으로는, 화상 표시 장치, 실질적으로는 화상 표시 셀)으로 이행하는 것을 현저하게 억제할 수 있다. 그 결과, 박형의 편광판(상세는 후술)에서 고온 고습 환경 하에서의 우수한 내구성을 실현할 수 있다. 또한, 편광판을 화상 표시 장치에 적용한 경우에 화상 표시 장치의 금속 부재(예컨대, 전극, 센서, 배선, 금속층)의 부식을 현저하게 억제할 수 있고, 또한 고온 고습 환경 하에서의 반사율 상승을 억제할 수 있다. 이와 같은 효과는 박형의 편광판 특유의 효과이다. 즉, 본 발명자들은 박형의 편광판에서 고온 고습 환경 하에서의 광학 특성(대표적으로는, 편광도)의 변화의 요인의 하나인 요오드의 이행을 방지하는 수단으로서, 상기와 같은 요오드 투과 억제층(특정 Tg 및 Mw를 갖는 수지의 유기 용매 용액의 도포막의 고화층 또는 열경화층)을 마련하여 점착제층의 요오드 존재 지수(후술)를 0.050 이하로 하는 것이 유용함을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 또한, 후술하는 바와 같이 요오드 투과 억제층은 매우 얇게 형성할 수 있고, 또한 요오드 투과 억제층을 마련함으로써 시인 측과 반대 측의 보호층을 생략할 수 있기 때문에, 이들의 상승적인 효과에 의해 편광판의 가일층의 박형화에도 기여할 수 있다.
위상차층 부착 편광판에서는, 편광자와 점착제층과의 사이에, 요오드 투과 억제층이 2층 이상 마련되어도 된다(예컨대, 도 5 및 도 6). 위상차층 부착 편광판이 2층 이상의 요오드 투과 억제층을 포함함으로써, 위상차층 부착 편광판을 화상 표시 장치에 적용한 경우에 금속 부재의 부식을 현저하게 억제할 수 있다.
도 4에 나타내는 위상차층 부착 편광판에서는, 편광자와 점착제층과의 사이에 요오드 투과 억제층이 2층 마련되어 있다. 도 5에 나타내는 예에서는, 요오드 투과 억제층은, 편광자(11)와 위상차층(20)과의 사이, 및 위상차층(20)과 점착제층(30)과의 사이에 2층이 마련되어 있다. 하나의 실시형태에서는, 요오드 투과 억제층은 편광자에 인접하여 마련되어 있다. 다른 실시형태에서는, 요오드 투과 억제층은 위상차층에 인접하여 마련되어 있다. 본 명세서에서 '인접하고 있다'란, 접착층 등을 개재하지 않고 직접 적층되어 있는 것을 말한다.
도 6에 나타내는 위상차층 부착 편광판에서는, 편광자와 점착제층과의 사이에, 요오드 투과 억제층이 3층 마련되어 있다. 도 6에 나타내는 예에서는, 요오드 투과 억제층은, 편광자(11)와 위상차층(20)과의 사이에 2층이 마련되고, 위상차층(20)과 점착제층(30)과의 사이에 1층이 마련되어 있다. 편광자(11)와 위상차층(20)과의 사이의 2층의 요오드 투과 억제층은, 한쪽은 편광자에 인접하여 마련되고, 다른 한쪽은 위상차층에 인접하여 마련되어 있다.
위상차층 부착 편광판에서는, 요오드 투과 억제층이 4층 이상(예컨대, 4층, 5층, 6층)이어도 된다. 요오드 투과 억제층의 수가 많을수록 금속 부식 억제 효과를 높일 수 있다. 요오드 투과 억제층의 수는, 비용, 제조 효율, 위상차층 부착 편광판의 총 두께 등을 고려하여 설정될 수 있다.
본 발명의 실시형태에서는, 상기한 바와 같이 점착제층(30)의 요오드 존재 지수는 0.050 이하이다. 요오드 존재 지수는, 바람직하게는 0.040 이하이고, 보다 바람직하게는 0.030 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.020 이하이고, 특히 바람직하게는 0.015 이하이다. 요오드 존재 지수는 작을수록 바람직하고, 이상적으로는 제로이며, 그의 하한은 예컨대 0.001일 수 있다. 요오드 존재 지수는, 고온 고습 환경 하에서 편광자로부터 점착제층으로 이행한 요오드의 양의 지표이고, 이 지수가 작을수록 요오드의 이행이 요오드 투과 억제층에 의해 차단되어 편광자 중의 요오드량의 변화가 작은 것을 나타낸다. 따라서, 요오드 존재 지수가 이와 같은 범위이면, 요오드의 이행이 억제되고, 박형의 편광판(상세는 후술)에서 고온 고습 환경 하에서의 우수한 내구성을 실현할 수 있다. 요오드 존재 지수는, 신뢰성 시험(85℃·85%RH의 환경 하에 240시간 두고, 그 후 23℃·55%RH의 환경 하에서 24시간 방치) 후의 편광판에 대한 2차 이온 질량 분석(TOF-SIMS)에 의해 구할 수 있다. 보다 상세하게는, 요오드 존재 지수는, 신뢰성 시험 후의 점착제층 표면에 대하여 TOF-SIMS 측정을 행하고, 얻어진 마이너스(負) 2차 이온 중으로부터 아크릴(점착제) 유래의 C3H3O2 -(m/z=71)의 이온 강도 및 요오드 유래의 I-(m/z=127)의 이온 강도를 추출하고, 하기 식을 이용하여 산출될 수 있다.
요오드 존재 지수=I- 이온 강도/C3H3O2 - 이온 강도
또한, 점착제층(30)에 대해서는 업계에서 주지의 구성이 채용될 수 있기 때문에 점착제층의 상세한 구성에 대해서는 기재를 생략한다.
본 발명의 실시형태에 따른 편광판은 매엽(枚葉)상이어도 되고 장척상이어도 된다. 본 명세서에서 '장척상'이란 폭에 대하여 길이가 충분히 긴 세장(細長) 형상을 의미하고, 예컨대 폭에 대하여 길이가 10배 이상, 바람직하게는 20배 이상의 세장 형상을 포함한다. 장척상의 편광판은 롤상으로 권회 가능하다.
편광판의 총 두께는, 바람직하게는 45㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 40㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 35㎛ 이하이고, 특히 바람직하게는 30㎛ 이하이다. 총 두께의 하한은 예컨대 22㎛일 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 이와 같이 극히 얇은 편광판을 실현할 수 있고, 또한 이와 같은 극히 얇은 편광판에서 고온 고습 환경 하에서의 우수한 내구성을 실현할 수 있다. 또한, 이와 같은 편광판은 극히 우수한 가요성 및 절곡 내구성을 가질 수 있다. 따라서, 이와 같은 편광판은 만곡한 화상 표시 장치 및/또는 절곡 또는 절첩 가능한 화상 표시 장치에 특히 적합하게 적용될 수 있다. 또한, 편광판의 총 두께란, 편광자, 보호층, 요오드 투과 억제층 및 이들을 적층하기 위한 접착제층 또는 점착제층의 두께의 합계를 말한다(즉, 편광판의 총 두께는, 점착제층(30) 및 그의 표면에 가착될 수 있는 박리 필름의 두께를 포함하지 않는다).
실용적으로는, 점착제층(30)의 표면에는 편광판이 사용에 제공될 때까지 박리 필름이 가착되어 있는 것이 바람직하다. 박리 필름을 가착함으로써 점착제층을 보호함과 함께 편광판의 롤 형성이 가능해진다.
A-2. 편광자
편광자는, 대표적으로는 이색성 물질을 포함하는 폴리비닐알코올(PVA)계 수지 필름으로 구성된다. 편광자의 두께는, 바람직하게는 1㎛~8㎛이고, 보다 바람직하게는 1㎛~7㎛이며, 더욱 바람직하게는 2㎛~5㎛이다. 편광자의 두께가 이와 같은 범위이면 편광판의 박형화에 크게 공헌할 수 있다. 또한, 이와 같은 편광자를 이용하는 박형의 편광판에서 본 발명의 효과가 현저하다.
편광자의 붕산 함유량은, 바람직하게는 10중량% 이상이고, 보다 바람직하게는 13중량%~25중량%이다. 편광자의 붕산 함유량이 이와 같은 범위이면, 후술하는 요오드 함유량과의 상승적인 효과에 의해 첩합 시의 컬 조정의 용이성을 양호하게 유지하고, 또한 가열 시의 컬을 양호하게 억제하면서 가열 시의 외관 내구성을 개선할 수 있다. 붕산 함유량은, 예컨대 중화법으로부터 하기 식을 이용하여 단위 중량당의 편광자에 포함되는 붕산량으로서 산출할 수 있다.
편광자의 요오드 함유량은, 바람직하게는 2중량% 이상이고, 보다 바람직하게는 2중량%~10중량%이다. 편광자의 요오드 함유량이 이와 같은 범위이면, 상기의 붕산 함유량과의 상승적인 효과에 의해 첩합 시의 컬 조정의 용이성을 양호하게 유지하고, 또한 가열 시의 컬을 양호하게 억제하면서 가열 시의 외관 내구성을 개선할 수 있다. 본 명세서에서 '요오드 함유량'이란, 편광자(PVA계 수지 필름) 중에 포함되는 모든 요오드의 양을 의미한다. 보다 구체적으로는, 편광자 중에서 요오드는 요오드 이온(I-), 요오드 분자(I2), 폴리요오드 이온(I3 -, I5 -) 등의 형태로 존재하는데, 본 명세서에서의 요오드 함유량은 이들 형태를 모두 포함한 요오드의 양을 의미한다. 요오드 함유량은 예컨대 형광 X선 분석의 검량선법에 의해 산출할 수 있다. 또한, 폴리요오드 이온은 편광자 중에서 PVA-요오드 착체를 형성한 상태로 존재하고 있다. 이와 같은 착체가 형성됨으로써 가시광선의 파장 범위에서 흡수 이색성이 발현할 수 있다. 구체적으로는, PVA와 삼요오드화물 이온과의 착체(PVA·I3 -)는 470㎚ 부근에 흡광 피크를 갖고, PVA와 오요오드화물 이온과의 착체(PVA·I5 -)는 600㎚ 부근에 흡광 피크를 갖는다. 결과로서, 폴리요오드 이온은 그의 형태에 따라 가시광선의 폭넓은 범위에서 광을 흡수할 수 있다. 한편, 요오드 이온(I-)은 230㎚ 부근에 흡광 피크를 갖고 가시광선의 흡수에는 실질적으로는 관여하지 않는다. 따라서, PVA와의 착체의 상태로 존재하는 폴리요오드 이온이 주로 편광자의 흡수 성능에 관여할 수 있다.
편광자는, 바람직하게는 파장 380㎚~780㎚의 어느 파장에서 흡수 이색성을 나타낸다. 편광자의 단체 투과율(Ts)은 바람직하게는 40%~48%이고, 보다 바람직하게는 41%~46%이다. 편광자의 편광도(P)는 바람직하게는 97.0% 이상이고, 보다 바람직하게는 99.0% 이상이며, 더욱 바람직하게는 99.9% 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 기초하여, 하기 식에 의해 구할 수 있다.
편광도(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
편광자는, 대표적으로는 2층 이상의 적층체를 이용하여 제작될 수 있다. 적층체를 이용하여 얻어지는 편광자의 구체예로서는, 수지 기재와 당해 수지 기재에 도포 형성된 PVA계 수지층과의 적층체를 이용하여 얻어지는 편광자를 들 수 있다. 수지 기재와 당해 수지 기재에 도포 형성된 PVA계 수지층과의 적층체를 이용하여 얻어지는 편광자는, 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 편광자로 하는 것;에 의해 제작될 수 있다. 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 추가로 포함할 수 있다. 얻어진 수지 기재/편광자의 적층체는 그대로 이용하여도 되고(즉, 수지 기재를 편광자의 보호층으로 하여도 되고), 수지 기재/편광자의 적층체로부터 수지 기재를 박리하고, 당해 박리면에 목적에 따른 임의의 적절한 보호층을 적층하여 이용하여도 된다. 이와 같은 편광자의 제조 방법의 상세는, 예컨대 일본 공개특허공보 제2012-73580호, 일본 특허 제6470455호에 기재되어 있다. 이들 공보는 그 전체의 기재가 본 명세서에 참고로서 원용된다.
편광자의 제조 방법은, 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 포함한다. 이에 따라, 매우 박형이고, 우수한 광학 특성을 가짐과 함께, 광학 특성의 편차가 억제된 편광자가 제공될 수 있다. 즉, 보조 연신을 도입함으로써 열가소성 수지 위에 PVA를 도포하는 경우에도 PVA의 결정성을 높이는 것이 가능해져, 높은 광학 특성을 달성하는 것이 가능해진다. 또한, 동시에 PVA의 배향성을 사전에 높임으로써 이후의 염색 공정이나 연신 공정에서 물에 침지되었을 때에 PVA의 배향성의 저하나 용해 등의 문제를 방지할 수 있어, 높은 광학 특성을 달성하는 것이 가능해진다. 또한, PVA계 수지층을 액체에 침지한 경우에서, PVA계 수지층이 할로겐화물을 포함하지 않는 경우에 비하여, 폴리비닐알코올 분자의 배향의 흐트러짐, 및 배향성의 저하가 억제될 수 있다. 이에 따라, 염색 처리 및 수중 연신 처리 등, 적층체를 액체에 침지하여 행하는 처리 공정을 거쳐 얻어지는 편광자의 광학 특성을 향상할 수 있다. 또한, 건조 수축 처리에 의해 적층체를 폭 방향으로 수축시킴으로써 광학 특성을 향상시킬 수 있다.
A-3. 보호층
보호층(12)은, 편광자의 보호층으로서 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. 이밖에도, 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 있고, 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.
편광판은, 하나의 실시형태에서는 화상 표시 장치의 시인 측에 배치되고, 보호층(12)은, 대표적으로는 그의 시인 측에 배치된다. 이와 같은 경우, 보호층(12)에는, 필요에 따라, 하드코트 처리, 반사 방지 처리, 스티킹 방지 처리, 안티글레어 처리 등의 표면 처리가 실시되어 있어도 된다. 또한/혹은, 보호층(12)에는 필요에 따라, 편광 선글라스를 통하여 시인하는 경우의 시인성을 개선하는 처리(대표적으로는, (타)원편광 기능을 부여하는 것, 초고위상차를 부여하는 것)가 실시되어 있어도 된다. 이와 같은 처리를 실시함으로써, 편광 선글라스 등의 편광 렌즈를 통하여 표시 화면을 시인한 경우에도 우수한 시인성을 실현할 수 있다. 따라서, 편광판은 옥외에서 이용될 수 있는 화상 표시 장치에도 적합하게 적용될 수 있다.
보호층의 두께는, 바람직하게는 10㎛~50㎛, 보다 바람직하게는 10㎛~30㎛이다. 또한, 표면 처리가 실시되어 있는 경우, 외측 보호층의 두께는 표면 처리층의 두께를 포함한 두께이다.
A-4. 요오드 투과 억제층
요오드 투과 억제층은, 상기한 바와 같이 수지의 유기 용매 용액의 도포막의 고화물 또는 열경화물이다. 이와 같은 구성이면 두께를 매우 얇게(예컨대, 10㎛ 이하로) 할 수 있다. 요오드 투과 억제층의 두께는, 바람직하게는 0.05㎛~10㎛이고, 보다 바람직하게는 0.08㎛~5㎛이며, 더욱 바람직하게는 0.1㎛~1㎛이고, 특히 바람직하게는 0.2㎛~0.7㎛이다. 또한, 이와 같은 구성이면 요오드 투과 억제층을 편광자에 직접(즉, 접착제층 또는 점착제층을 개재하지 않고) 형성할 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 상기한 바와 같이 편광자 및 요오드 투과 억제층이 매우 얇고, 또한 요오드 투과 억제층을 적층하기 위한 접착제층 또는 점착제층을 생략할 수 있기 때문에 편광판의 총 두께를 극히 얇게 할 수 있다. 또한, 이와 같은 요오드 투과 억제층은, 수용액 또는 수분산체와 같은 수계의 도포막의 고화물에 비하여 흡습성 및 투습성이 작기 때문에 가습 내구성이 우수하다는 이점을 갖는다. 그 결과, 고온 고습 환경 하에서도 광학 특성을 유지할 수 있는, 내구성이 우수한 편광판을 실현할 수 있다. 또한, 이와 같은 요오드 투과 억제층은, 예컨대 자외선 경화성 수지의 경화물에 비하여 자외선 조사에 의한 편광판(편광자)에 대한 악영향을 억제할 수 있다. 요오드 투과 억제층은, 바람직하게는 수지의 유기 용매 용액의 도포막의 고화물이다. 고화물은, 경화물에 비하여 필름 성형 시의 수축이 작고, 그리고 잔존 모노머 등이 포함되지 않기 때문에 필름 자체의 열화가 억제되며, 또한 잔존 모노머 등에 기인하는 편광판(편광자)에 대한 악영향을 억제할 수 있다.
또한, 요오드 투과 억제층을 구성하는 수지의 유리전이온도(Tg)는 예컨대 85℃ 이상이고, 또한 중량평균 분자량(Mw)은 예컨대 25000 이상이다. 당해 수지의 Tg 및 Mw가 이와 같은 범위이면, 요오드 투과 억제층을 수지의 유기 용매 용액의 도포막의 고화물 또는 열경화물로 구성하는 것에 의한 효과와의 상승적인 효과에 의해, 매우 얇음에도 불구하고 편광자 중의 요오드의 점착제층(최종적으로는, 화상 표시 셀)으로의 이행을 현저하게 억제할 수 있다. 결과로서, 고온 고습 환경 하에서의 우수한 내구성을 실현할 수 있다. 당해 수지의 Tg는, 바람직하게는 90℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 100℃ 이상이며, 더욱 바람직하게는 110℃ 이상이고, 특히 바람직하게는 120℃ 이상이다. Tg의 상한은, 예컨대 200℃일 수 있다. 또한, 당해 수지의 Mw는, 바람직하게는 30000 이상이고, 보다 바람직하게는 35000 이상이며, 더욱 바람직하게는 40000 이상이다. Mw의 상한은 예컨대 150000일 수 있다.
요오드 투과 억제층을 구성하는 수지로서는, 유기 용매 용액의 도포막의 고화물 또는 열경화물을 형성 가능하고, 또한 상기와 같은 Tg 및 Mw를 갖는 한에서, 임의의 적절한 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를 이용할 수 있다. 바람직하게는 열가소성 수지이다. 열가소성 수지로서는, 예컨대 아크릴계 수지, 에폭시계 수지를 들 수 있다. 아크릴계 수지와 에폭시계 수지를 조합하여 이용하여도 된다. 이하, 요오드 투과 억제층에 이용될 수 있는 아크릴계 수지 및 에폭시계 수지의 대표예를 설명한다.
아크릴계 수지는, 대표적으로는 직쇄 또는 분기 구조를 갖는 (메트)아크릴산에스테르계 단량체 유래의 반복 단위를 주성분으로서 함유한다. 본 명세서에서, (메트)아크릴이란, 아크릴 및/또는 메타크릴을 말한다. 아크릴계 수지는, 목적에 따른 임의의 적절한 공중합 단량체 유래의 반복 단위를 함유할 수 있다. 공중합 단량체(공중합 모노머)로서는, 예컨대 카복실기 함유 모노머, 히드록실기 함유 모노머, 아미드기 함유 모노머, 방향환 함유 (메트)아크릴레이트, 복소환 함유 비닐계 모노머를 들 수 있다. 모노머 단위의 종류, 수, 조합 및 공중합비 등을 적절히 설정함으로써 상기 소정의 Mw를 갖는 아크릴계 수지가 얻어질 수 있다.
<붕소 함유 아크릴계 수지>
아크릴계 수지는, 하나의 실시형태에서는, 50중량부를 초과하는 (메트)아크릴계 단량체와 0중량부 초과 50중량부 미만의 식 (1)로 나타내는 단량체(이하, 공중합 단량체라고 칭하는 경우가 있음)를 포함하는 모노머 혼합물을 중합함으로써 얻어지는 공중합체(이하, 붕소 함유 아크릴계 수지라고 칭하는 경우가 있음)를 포함한다:
식 중, X는 비닐기, (메트)아크릴기, 스티릴기, (메트)아크릴아미드기, 비닐에테르기, 에폭시기, 옥세탄기, 히드록실기, 아미노기, 알데히드기, 및 카복실기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 반응성기를 포함하는 관능기를 나타내고, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 지방족 탄화수소기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 또는 치환기를 가질 수 있는 헤테로환기를 나타내며, R1 및 R2는 서로 연결되어 환을 형성할 수 있다.
붕소 함유 아크릴계 수지는, 대표적으로는 하기 식으로 나타내는 반복 단위를 갖는다. 식 (1)로 나타내는 공중합 단량체와 (메트)아크릴계 단량체를 포함하는 모노머 혼합물을 중합함으로써, 붕소 함유 아크릴계 수지는 측쇄에 붕소를 포함하는 치환기(예컨대, 하기 식 중 k의 반복 단위)를 갖는다. 이에 따라, 요오드 투과 억제층을 편광자에 인접하여 배치한 경우에 편광자와의 밀착성이 향상할 수 있다. 이 붕소를 포함하는 치환기는, 붕소 함유 아크릴계 수지에 연속하여(즉, 블록상으로) 포함될 수 있고, 랜덤하게 포함될 수 있다.
식 중, R6은 임의의 관능기를 나타내고, j 및 k는 1 이상의 정수를 나타낸다).
<(메트)아크릴계 단량체>
(메트)아크릴계 단량체로서는 임의의 적절한 (메트)아크릴계 단량체를 이용할 수 있다. 예컨대, 직쇄 또는 분기 구조를 갖는 (메트)아크릴산에스테르계 단량체, 및 환상 구조를 갖는 (메트)아크릴산에스테르계 단량체를 들 수 있다.
직쇄 또는 분기 구조를 갖는 (메트)아크릴산에스테르계 단량체로서는, 예컨대, (메트)아크릴산메틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산n-프로필, (메트)아크릴산이소프로필, (메트)아크릴산n-부틸, (메트)아크릴산이소부틸, (메트)아크릴산t-부틸, (메트)아크릴산메틸2-에틸헥실, (메트)아크릴산2-히드록시에틸 등을 들 수 있다. 바람직하게는, (메트)아크릴산메틸이 이용된다. (메트)아크릴산에스테르계 단량체는, 1종만을 이용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용하여도 된다.
환상 구조를 갖는 (메트)아크릴산에스테르계 단량체로서는, 예컨대, (메트)아크릴산시클로헥실, (메트)아크릴산벤질, (메트)아크릴산이소보닐, (메트)아크릴산1-아다만틸, (메트)아크릴산디시클로펜테닐, (메트)아크릴산디시클로펜테닐옥시에틸, (메트)아크릴산디시클로펜타닐, 비페닐(메트)아크릴레이트, o-비페닐옥시에틸(메트)아크릴레이트, o-비페닐옥시에톡시에틸(메트)아크릴레이트, m-비페닐옥시에틸아크릴레이트, p-비페닐옥시에틸(메트)아크릴레이트, o-비페닐옥시-2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, p-비페닐옥시-2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, m-비페닐옥시-2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, N-(메트)아크릴로일옥시에틸-o-비페닐-카바메이트, N-(메트)아크릴로일옥시에틸-p-비페닐-카바메이트, N-(메트) 아크릴로일옥시에틸-m-비페닐-카바메이트, o-페닐페놀글리시딜에테르아크릴레이트 등의 비페닐기 함유 모노머, 터페닐(메트)아크릴레이트, o-터페닐옥시에틸(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 바람직하게는, (메트)아크릴산1-아다만틸, (메트)아크릴산디시클로펜타닐이 이용된다. 이들 단량체를 이용함으로써, 유리전이온도가 높은 중합체를 얻을 수 있다. 이들 단량체는 1종만을 이용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용하여도 된다.
또한, 상기 (메트)아크릴산에스테르계 단량체 대신에, (메트)아크릴로일기를 갖는 실세스퀴옥산 화합물을 이용하여도 된다. 실세스퀴옥산 화합물을 이용함으로써, 유리전이온도가 높은 아크릴계 중합체를 얻을 수 있다. 실세스퀴옥산 화합물은, 다양한 골격 구조, 예컨대, 바구니형 구조, 사다리형 구조, 랜덤 구조 등의 골격을 갖는 것이 알려져 있다. 실세스퀴옥산 화합물은, 이들 구조를 1종만을 갖는 것이어도 되고, 2종 이상을 갖는 것이어도 된다. 실세스퀴옥산 화합물은 1종만을 이용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용하여도 된다.
(메트)아크릴로일기를 함유하는 실세스퀴옥산 화합물로서, 예컨대, 동아합성 주식회사 SQ 시리즈의 MAC 그레이드, 및 AC 그레이드를 이용할 수 있다. MAC 그레이드는, 메타크릴로일기를 함유하는 실세스퀴옥산 화합물이고, 구체적으로는, 예컨대, MAC-SQ TM-100, MAC-SQ SI-20, MAC-SQ HDM 등을 들 수 있다. AC 그레이드는, 아크릴로일기를 함유하는 실세스퀴옥산 화합물이고, 구체적으로는, 예컨대, AC-SQ TA-100, AC-SQ SI-20 등을 들 수 있다.
(메트)아크릴계 단량체는, 모노머 혼합물 100중량부에 대하여, 50중량부를 초과하여 이용된다.
<공중합 단량체>
공중합 단량체로서는, 상기 식 (1)로 나타내는 단량체가 이용된다. 이와 같은 공중합 단량체를 이용함으로써, 얻어지는 중합체의 측쇄에 붕소를 포함하는 치환기가 도입된다. 공중합 단량체는 1종만을 이용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용하여도 된다.
상기 식 (1)에서의 지방족 탄화수소기로서는, 치환기를 가질 수 있는 탄소수 1~20의 직쇄 또는 분기의 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 탄소수 3~20의 환상 알킬기, 탄소수 2~20의 알케닐기를 들 수 있다. 상기 아릴기로서는, 치환기를 가질 수 있는 탄소수 6~20의 페닐기, 치환기를 가질 수 있는 탄소수 10~20의 나프틸기 등을 들 수 있다. 헤테로환기로서는, 치환기를 가질 수 있는 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는 5원 환기 또는 6원 환기를 들 수 있다. 또한, R1 및 R2는 서로 연결되어 환을 형성할 수 있다. R1 및 R2는, 바람직하게는 수소 원자 또는 탄소수 1~3의 직쇄 또는 분기의 알킬기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자이다.
X로 나타내는 관능기가 포함하는 반응성기는, 비닐기, (메트)아크릴기, 스티릴기, (메트)아크릴아미드기, 비닐에테르기, 에폭시기, 옥세탄기, 히드록실기, 아미노기, 알데히드기, 및 카복실기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이다. 바람직하게는, 반응성기는 (메트)아크릴기 및/또는 (메트)아크릴아미드기이다. 이들 반응성기를 가짐으로써, 요오드 투과 억제층을 편광자에 인접하여 배치한 경우에 편광자와의 밀착성이 더 향상할 수 있다.
하나의 실시형태에서는, X로 나타내는 관능기는, Z-Y-로 나타내는 관능기인 것이 바람직하다. 여기에서, Z는 비닐기, (메트)아크릴기, 스티릴기, (메트)아크릴아미드기, 비닐에테르기, 에폭시기, 옥세탄기, 히드록실기, 아미노기, 알데히드기, 및 카복실기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 반응성기를 포함하는 관능기를 나타내고, Y는 페닐렌기 또는 알킬렌기를 나타낸다.
공중합 단량체로서는, 구체적으로는 이하의 화합물을 이용할 수 있다.
공중합 단량체는, 모노머 혼합물 100중량부에 대하여, 0중량부 초과 50중량부 미만의 함유량으로 이용된다. 바람직하게는 0.01중량부 이상 50중량부 미만이고, 보다 바람직하게는 0.05중량부~20중량부이며, 더욱 바람직하게는 0.1중량부~10중량부이고, 특히 바람직하게는 0.5중량부~5중량부이다.
<락톤환 등 함유 아크릴계 수지>
아크릴계 수지는, 다른 실시형태에서는, 락톤환 단위, 무수 글루타르산 단위, 글루타르이미드 단위, 무수 말레산 단위 및 말레이미드(N-치환 말레이미드) 단위로부터 선택되는 환 구조를 포함하는 반복 단위를 갖는다. 환 구조를 포함하는 반복 단위는, 1종류만이 아크릴계 수지의 반복 단위에 포함될 수 있고, 2종 이상이 포함될 수 있다.
락톤환 단위는, 바람직하게는, 하기 일반식 (2)로 나타낸다:
일반식 (2)에서, R2, R3 및 R4는, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1~20의 유기 잔기를 나타낸다. 또한, 유기 잔기는 산소 원자를 포함할 수 있다. 아크릴계 수지에는, 단일의 락톤환 단위만이 포함될 수 있고, 상기 일반식 (2)에서의 R2, R3 및 R4가 상이한 복수의 락톤환 단위가 포함될 수 있다. 락톤환 단위를 갖는 아크릴계 수지는, 예컨대 일본 공개특허공보 제2008-181078호에 기재되어 있고, 당해 공보의 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다.
글루타르이미드 단위는, 바람직하게는 하기 일반식 (3)으로 나타낸다:
일반식 (3)에서, R11 및 R12는, 각각 독립적으로, 수소 또는 탄소수 1~8의 알킬기를 나타내고, R13은, 탄소수 1~18의 알킬기, 탄소수 3~12의 시클로알킬기, 또는 탄소수 6~10의 아릴기를 나타낸다. 일반식 (3)에서, 바람직하게는, R11 및 R12는, 각각 독립적으로 수소 또는 메틸기이고, R13은 수소, 메틸기, 부틸기 또는 시클로헥실기이다. 보다 바람직하게는, R11은 메틸기이고, R12는 수소이며, R13은 메틸기이다. 아크릴계 수지에는 단일의 글루타르이미드 단위만이 포함될 수 있고, 상기 일반식 (3)에서의 R11, R12 및 R13이 상이한 복수의 글루타르이미드 단위가 포함될 수 있다. 글루타르이미드 단위를 갖는 아크릴계 수지는, 예컨대 일본 공개특허공보 제2006-309033호, 일본 공개특허공보 제2006-317560호, 일본 공개특허공보 제2006-328334호, 일본 공개특허공보 제2006-337491호, 일본 공개특허공보 제2006-337492호, 일본 공개특허공보 제2006-337493호, 일본 공개특허공보 제2006-337569호에 기재되어 있고, 당해 공보의 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다. 또한, 무수 글루타르산 단위에 대해서는, 상기 일반식 (3)에서의 R13으로 치환된 질소 원자가 산소 원자가 되는 것 이외에는 글루타르이미드 단위에 관한 상기의 설명이 적용된다.
무수 말레산 단위 및 말레이미드(N-치환 말레이미드) 단위에 대해서는, 명칭으로부터 구조가 특정되므로 구체적인 설명은 생략한다.
아크릴계 수지에서의 환 구조를 포함하는 반복 단위의 함유 비율은, 바람직하게는 1몰%~50몰%, 보다 바람직하게는 10몰%~40몰%, 더욱 바람직하게는 20몰%~30몰%이다. 또한, 아크릴계 수지는 주된 반복 단위로서 상기의 (메트)아크릴계 단량체 유래의 반복 단위를 포함한다.
<에폭시 수지>
에폭시 수지로서는, 바람직하게는 방향족환을 갖는 에폭시 수지가 이용된다. 방향족환을 갖는 에폭시 수지를 에폭시 수지로서 이용함으로써, 요오드 투과 억제층과 편광자와의 밀착성이 향상할 수 있다. 또한, 요오드 투과 억제층에 인접하여 점착제층을 배치한 경우에 점착제층의 투묘력이 향상할 수 있다. 방향족환을 갖는 에폭시 수지로서는, 예컨대 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지 등의 비스페놀형 에폭시 수지; 페놀노볼락 에폭시 수지, 크레졸노볼락 에폭시 수지, 히드록시벤즈알데히드페놀노볼락 에폭시 수지 등의 노볼락형의 에폭시 수지; 테트라히드록시페닐메탄의 글리시딜에테르, 테트라히드록시벤조페논의 글리시딜에테르, 에폭시화 폴리비닐페놀 등의 다관능형의 에폭시 수지, 나프톨형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지가 이용된다. 에폭시 수지는 1종만을 이용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용하여도 된다.
요오드 투과 억제층은, 상기와 같은 수지의 유기 용매 용액을 도포하여 도포막을 형성하고, 당해 도포막을 고화 또는 열경화시킴으로써 형성될 수 있다. 유기 용매로서는, 아크릴계 수지를 용해 또는 균일하게 분산할 수 있는 임의의 적절한 유기 용매를 이용할 수 있다. 유기 용매의 구체예로서는, 초산에틸, 톨루엔, 메틸에틸케톤(MEK), 메틸이소부틸케톤(MIBK), 시클로펜타논, 시클로헥사논을 들 수 있다. 용액의 수지 농도는, 용매 100중량부에 대하여, 바람직하게는 3중량부~20중량부이다. 이와 같은 수지 농도이면 균일한 도포막을 형성할 수 있다.
용액은, 임의의 적절한 기재에 도포하여도 되고, 편광자에 도포하여도 된다. 용액을 기재에 도포하는 경우에는, 기재 위에 형성된 도포막의 고화물(요오드 투과 억제층)이 편광자에 전사된다. 용액을 편광자에 도포하는 경우에는, 도포막을 건조(고화)시킴으로써 편광자 위에 보호층이 직접 형성된다. 바람직하게는, 용액은 편광자에 도포되고, 편광자 위에 보호층이 직접 형성된다. 이와 같은 구성이면, 전사에 필요한 접착제층 또는 점착제층을 생략할 수 있기 때문에, 편광판을 더 얇게 할 수 있다. 용액의 도포 방법으로서는 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 구체예로서는, 롤 코트법, 스핀 코트법, 와이어 바 코트법, 딥 코트법, 다이코트법, 커튼 코트법, 스프레이 코트법, 나이프 코트법(콤마 코트법 등)을 들 수 있다.
용액의 도포막을 고화 또는 열경화시킴으로써, 요오드 투과 억제층이 형성될 수 있다. 고화 또는 열경화의 가열 온도는, 바람직하게는 100℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 50℃~70℃이다. 가열 온도가 이와 같은 범위이면, 편광자에 대한 악영향을 방지할 수 있다. 가열 시간은, 가열 온도에 따라 변화할 수 있다. 가열 시간은, 예컨대 1분~10분일 수 있다.
요오드 투과 억제층(실질적으로는, 상기 수지의 유기 용매 용액)은, 목적에 따라 임의의 적절한 첨가제를 포함하고 있어도 된다. 첨가제의 구체예로서는, 자외선 흡수제; 레벨링제; 힌더드페놀계, 인계, 황계 등의 산화 방지제; 내광 안정제, 내후 안정제, 열 안정제 등의 안정제; 유리 섬유, 탄소 섬유 등의 보강재; 근적외선 흡수제; 트리스(디브로모프로필) 포스페이트, 트리알릴 포스페이트, 산화안티몬 등의 난연제; 음이온계, 양이온계, 비이온계의 계면활성제 등의 대전 방지제; 무기 안료, 유기 안료, 염료 등의 착색제; 유기 필러 또는 무기 필러; 수지 개질제; 유기 충전제나 무기 충전제; 가소제; 활제; 대전 방지제; 난연제; 등을 들 수 있다. 첨가제의 종류, 수, 조합, 첨가량 등은, 목적에 따라 적절히 설정될 수 있다.
요오드 투과 억제층은, 예컨대, 요오드 흡수 지수가 0.015 이하이다. 요오드 흡수 지수는, 바람직하게는 0.012 이하이고, 보다 바람직하게는 0.009 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.007 이하이고, 특히 바람직하게는 0.005 이하이다. 요오드 흡수 지수는 작을수록 바람직하고, 이상적으로는 제로이며, 그의 하한은 예컨대 0.001일 수 있다. 요오드 흡수 지수는, 요오드 투과 억제층의 요오드 투과 억제 능력의 지표이고, 이 지수가 작을수록 요오드가 요오드 투과 억제층에 흡수되기 어려운(즉, 요오드가 요오드 투과 억제층에 의해 차단되기 쉬움) 것을 나타낸다. 따라서, 요오드 흡수 지수가 이와 같은 범위이면, 점착제층의 요오드 존재 지수를 상기와 같이 0.050 이하로 할 수 있고, 편광자 중의 요오드가 점착제층(최종적으로는, 화상 표시 장치, 실질적으로는 화상 표시 셀)으로 이행하는 것을 현저하게 억제할 수 있다. 그 결과, 박형의 편광판에서 고온 고습 환경 하에서의 우수한 내구성을 실현할 수 있다. 또한, 편광판을 화상 표시 장치에 적용한 경우에, 화상 표시 장치의 금속 부재(예컨대, 전극, 센서, 배선, 금속층)의 부식을 현저하게 억제할 수 있고, 또한, 고온 고습 환경 하에서 요오드에 기인하는 신뢰성 저하를 억제하며, 따라서 반사율 상승을 억제할 수 있다. 또한, 요오드 투과 억제층은, 상기한 바와 같이 칼륨 흡수 지수가 바람직하게는 0.015 이하이다. 칼륨 흡수 지수는, 보다 바람직하게는 0.013 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.011 이하이며, 특히 바람직하게는 0.009 이하이다. 칼륨 흡수 지수는 작을수록 바람직하고, 이상적으로는 제로이며, 그의 하한은 예컨대 0.002일 수 있다. 칼륨 흡수 지수는, 요오드 투과 억제층의 칼륨 투과 억제 능력의 지표이고, 이 지수가 작을수록 칼륨이 요오드 투과 억제층에 흡수되기 어려우며, 그 결과, 요오드화칼륨의 형태의 요오드 및 폴리요오드 칼륨(I3 -K+)의 형태의 요오드가 요오드 투과 억제층에 흡수되기 어려운 것을 나타낸다. 따라서, 칼륨 흡수 지수가 이와 같은 범위이면, 요오드 단체뿐만 아니라 요오드화칼륨 및 폴리요오드 칼륨의 형태로도 요오드의 이행을 억제할 수 있다. 요오드 흡수 지수는, 요오드 투과 억제층의 형광 X선 분석에 의해 얻어지는 요오드 강도(kcps)로서 규정될 수 있고, 칼륨 흡수 지수는, 요오드 투과 억제층의 형광 X선 분석에 의해 얻어지는 칼륨 강도(kcps)로서 규정될 수 있다.
B. 위상차층 부착 편광판
B-1. 위상차층 부착 편광판의 전체 구성
본 발명의 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판은, 편광판과 위상차층을 포함한다. 편광판은 상기 A항에 기재된 편광판이다. 본 발명의 실시형태에서는, 위상차층은, 편광자와 점착제층과의 사이에 배치되어 있다. 위상차층은, 원편광 기능 또는 타원편광 기능을 갖는 액정 화합물의 배향 고화층(이하, 단순히 액정 배향 고화층이라고 칭하는 경우가 있음)이다. 도 2a는, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이고; 도 2b는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다. 도 2a 및 도 2b의 위상차층 부착 편광판(100, 101)은 각각, 보호층(12)과 편광자(11)와 위상차층(20)과 점착제층(30)을 시인 측으로부터 이 순서대로 포함한다. 본 발명의 실시형태에서는, 요오드 투과 억제층(40)은, 편광자(11)와 점착제층(30)과의 사이에 마련된다. 위상차층 부착 편광판에서 요오드 투과 억제층을 마련함으로써, 편광판에 관하여 상기한 바와 같이, 편광자 중의 요오드가 점착제층(최종적으로는 화상 표시 장치, 실질적으로는 화상 표시 셀)으로 이행하는 것을 현저하게 억제할 수 있다. 그 결과, 박형의 위상차층 부착 편광판에서 고온 고습 환경 하에서의 우수한 내구성을 실현할 수 있다. 또한, 위상차층 부착 편광판을 화상 표시 장치에 적용한 경우에, 화상 표시 장치의 금속 부재(예컨대, 전극, 센서, 배선, 금속층)의 부식을 현저하게 억제할 수 있고, 또한 고온 고습 환경 하에서의 반사율 상승을 억제할 수 있다. 요오드 투과 억제층(40)은, 도 2a에 나타내는 바와 같이 편광자(11)와 위상차층(20)과의 사이에(즉, 편광자(11)에 인접하여) 마련되어도 되고, 도 2b에 나타내는 바와 같이 위상차층(20)과 점착제층(30)과의 사이에 마련되어도 된다. 요오드 투과 억제층을 편광자와 위상차층과의 사이에 마련하는 경우(특히, 편광자에 요오드 투과 억제층을 인접시키는 경우)에는, 고온 고습 환경 하에서의 편광자로부터의 요오드 이행 억제가 가능해져 신뢰성이 향상한다는 이점이 있다. 요오드 투과 억제층을 위상차층과 점착제층과의 사이에 마련하는 경우(특히, 점착제층에 요오드 투과 억제층을 인접시키는 경우)에는, 요오드 이외의 금속 부식에 영향을 미친다고 생각되는 성분(예컨대, 자외선 경화 접착제 중의 잔사 모노머 성분, 광개시제의 분해물)에 대해서도 동시에 점착제 중으로의 이행을 방지 가능하고, 금속 부식 억제 효과가 더 높아진다는 이점이 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 또 다른 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판(102)에서는, 다른 위상차층(50) 및/혹은 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재(60)가 마련되어도 된다. 다른 위상차층(50)은, 대표적으로는 위상차층(20)과 점착제층(30)과의 사이(즉, 위상차층(20)의 외측)에 마련된다. 다른 위상차층은, 대표적으로는 굴절률 특성이 nz>nx=ny의 관계를 나타낸다. 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재(60)는, 대표적으로는 요오드 투과 억제층(40)과 점착제층(30)과의 사이(즉, 요오드 투과 억제층(40)의 외측)에 마련된다. 다른 위상차층(50) 및 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재(60)는, 대표적으로는 위상차층(20) 측으로부터 이 순서대로 마련된다. 도시예에서는, 요오드 투과 억제층(40), 위상차층(20), 다른 위상차층(50), 및 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재(60)가 시인 측으로부터 이 순서대로 마련되어 있지만, 다른 위상차층(50)이 위상차층(20)과 점착제층(30)과의 사이에 마련되고, 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재(60)가 요오드 투과 억제층(40)과 점착제층(30)과의 사이에 마련되는 한에서, 임의의 적절한 배치 순서가 채용될 수 있다. 다른 위상차층(50) 및 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재(60)는, 대표적으로는 필요에 따라 마련되는 임의의 층이고, 어느 한쪽 또는 양쪽이 생략되어도 된다. 또한, 편의상 위상차층(20)을 제1 위상차층이라고 칭하고, 다른 위상차층(50)을 제2 위상차층이라고 칭하는 경우가 있다. 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재가 마련되는 경우, 위상차층 부착 편광판은, 화상 표시 셀(예컨대, 유기 EL 셀)과 편광판과의 사이에 터치 센서가 내장된, 이른바 이너 터치 패널형 입력 표시 장치에 적용될 수 있다. 본 발명의 실시형태에서는, 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재(60)를 요오드 투과 억제층(40)의 외측에 마련함으로써 도전층의 부식이 현저하게 억제될 수 있다.
상기한 바와 같이, 제1 위상차층(20)은 액정 배향 고화층이다. 제1 위상차층(20)은 도 2a, 도 2b 및 도 3에 나타내는 바와 같은 단일층이어도 되고, 도 4에 나타내는 바와 같은 제1 액정 배향 고화층(21)과 제2 액정 배향 고화층(22)과의 적층 구조를 갖고 있어도 된다.
상기의 실시형태는 적절히 조합하여도 되고, 상기의 실시형태에서의 구성 요소에 당업계에서 자명한 개변을 가하여도 된다. 예컨대, 도 2b의 위상차층 부착 편광판(101)에 제2 위상차층(50) 및/혹은 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재(60)가 마련되어도 되고; 도 2b의 위상차층 부착 편광판(101)의 위상차층(20)이 도 4와 같은 2층 구조를 갖고 있어도 되며; 도 4의 위상차층 부착 편광판(103)에 제2 위상차층(50) 및/혹은 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재(60)가 마련되어도 되고; 도 3의 위상차층 부착 편광판(102)의 요오드 투과 억제층(40)이 위상차층(20)과 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재(60)와의 사이에 마련되어도 된다.
본 발명의 실시형태에 따른 위상차층 부착 편광판은 이밖의 위상차층을 추가로 포함하고 있어도 된다. 이밖의 위상차층의 광학적 특성(예컨대, 굴절률 특성, 면내 위상차, Nz 계수, 광탄성 계수), 두께, 배치 위치 등은 목적에 따라 적절히 설정될 수 있다.
위상차층 부착 편광판의 총 두께는, 바람직하게는 60㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 55㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 50㎛ 이하이고, 특히 바람직하게는 40㎛ 이하이다. 총 두께의 하한은, 예컨대 28㎛일 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 이와 같이 극히 얇은 위상차층 부착 편광판을 실현할 수 있고, 또한, 이와 같은 극히 얇은 위상차층 부착 편광판에서 고온 고습 환경 하에서의 우수한 내구 성을 실현할 수 있다. 또한, 이와 같은 극히 얇은 위상차층 부착 편광판을 화상 표시 장치에 적용한 경우이어도, 화상 표시 장치의 금속 부재(예컨대, 전극, 센서, 배선, 금속층)의 부식을 현저하게 억제할 수 있고, 또한 고온 고습 환경 하에서의 반사율 상승을 억제할 수 있다. 또한, 위상차층 부착 편광판의 총 두께란, 편광판, 위상차층(제1 위상차층 및 존재하는 경우에는 제2 위상차층), 요오드 투과 억제층 및 이들을 적층하기 위한 접착제층 또는 점착제층의 두께의 합계를 말한다(즉, 위상차층 부착 편광판의 총 두께는, 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재(60), 및 점착제층(30) 및 그의 표면에 가착될 수 있는 박리 필름의 두께를 포함하지 않음).
편광판의 구성, 효과 및 용도에 관한 상기 A항의 기재 중 위상차층 부착 편광판에도 적용 가능한 것은, 위상차층 부착 편광판에 관한 기재로서 원용될 수 있다. 예컨대, 편광판의 형상(매엽상 또는 장척상) 및 박형화, 편광판이 적용될 수 있는 화상 표시 장치, 박리 필름, 및 편광자로의 요오드 투과 억제층의 직접 형성에 관한 기재는, 위상차층 부착 편광판에 관한 기재로서 원용될 수 있다. 말할 것도 없이, 이들은 예시이고, 원용될 수 있는 기재는 이로 한정되지 않는다. 마찬가지로, 위상차층 부착 편광판의 구성, 효과 및 용도에 관한 후술하는 기재에서 편광판에 원용 가능한 것은, 편광판에 관한 기재로서 원용될 수 있다.
이하, 위상차층 부착 편광판의 구성 요소인 제1 위상차층, 제2 위상차층, 및 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재에 대하여 설명한다. 편광자, 보호층 및 요오드 투과 억제층에 대해서는, 상기 A항에서 설명한 바와 같다.
B-2. 제1 위상차층
제1 위상차층(20)은, 상기한 바와 같이 액정 배향 고화층이다. 액정 화합물을 이용함으로써, 얻어지는 위상차층의 nx와 ny와의 차를 비액정 재료에 비하여 현격히 크게 할 수 있기 때문에, 소망하는 면내 위상차를 얻기 위한 위상차층의 두께를 현격히 작게 할 수 있다. 그 결과, 위상차층 부착 편광판의 가일층의 박형화를 실현할 수 있다. 본 명세서에서 '액정 배향 고화층'이란, 액정 화합물이 층 내에서 소정의 방향으로 배향하고, 그 배향 상태가 고정되어 있는 층을 말한다. 또한, '배향 고화층'은, 후술하는 바와 같이 액정 모노머를 경화시켜 얻어지는 배향 경화층을 포함하는 개념이다. 본 실시형태에서는, 대표적으로는 봉상의 액정 화합물이 제1 위상차층의 지상축 방향으로 나열된 상태로 배향하고 있다(호모지니어스 배향).
액정 화합물로서는, 예컨대 액정상이 네마틱상인 액정 화합물(네마틱 액정)을 들 수 있다. 이와 같은 액정 화합물로서, 예컨대 액정 폴리머나 액정 모노머가 사용 가능하다. 액정 화합물의 액정성의 발현 기구는, 리오트로픽이어도 서모트로픽이어도 어느 것이어도 된다. 액정 폴리머 및 액정 모노머는, 각각 단독으로 이용하여도 되고, 조합하여도 된다.
액정 화합물이 액정 모노머인 경우, 당해 액정 모노머는, 중합성 모노머 및 가교성 모노머인 것이 바람직하다. 액정 모노머를 중합 또는 가교(즉, 경화)시킴으로써, 액정 모노머의 배향 상태를 고정할 수 있기 때문이다. 액정 모노머를 배향시킨 후에, 예컨대 액정 모노머끼리를 중합 또는 가교시키면, 이에 따라 상기 배향 상태를 고정할 수 있다. 여기에서, 중합에 의해 폴리머가 형성되고 가교에 의해 3차원 망목 구조가 형성되게 되지만, 이들은 비액정성이다. 따라서, 형성된 제1 위상차층은, 예컨대 액정성 화합물에 특유의 온도 변화에 따른 액정상, 유리상, 결정상으로의 전이가 일어나는 일은 없다. 그 결과, 제1 위상차층은 온도 변화에 영향 받지 않는 극히 안정성이 우수한 위상차층이 된다.
액정 모노머가 액정성을 나타내는 온도 범위는, 그의 종류에 따라 상이하다. 구체적으로는, 당해 온도 범위는 바람직하게는 40℃~120℃이고, 더욱 바람직하게는 50℃~100℃이며, 가장 바람직하게는 60℃~90℃이다.
상기 액정 모노머로서는, 임의의 적절한 액정 모노머가 채용될 수 있다. 예컨대, 일본 특허출원공표 제2002-533742(WO00/37585), EP358208(US5211877), EP66137(US4388453), WO93/22397, EP0261712, DE19504224, DE4408171, 및 GB2280445 등에 기재된 중합성 메소겐 화합물 등을 사용할 수 있다. 이와 같은 중합성 메소겐 화합물의 구체예로서는, 예컨대, 바스프(BASF)사의 상품명 LC242, 머크(Merck)사의 상품명 E7, 바커-켐(Wacker-Chem)사의 상품명 LC-Sillicon-CC3767을 들 수 있다. 액정 모노머로서는, 예컨대 네마틱성 액정 모노머가 바람직하다.
액정 배향 고화층은, 소정의 기재의 표면에 배향 처리를 실시하고, 당해 표면에 액정 화합물을 포함하는 도공액을 도공하여 당해 액정 화합물을 상기 배향 처리에 대응하는 방향으로 배향시켜, 당해 배향 상태를 고정함으로써 형성될 수 있다. 하나의 실시형태에서는, 기재는 임의의 적절한 수지 필름이고, 당해 기재 위에 형성된 액정 배향 고화층은, 인접층(예컨대, 편광자, 요오드 투과 억제층)의 표면에 전사될 수 있다.
상기 배향 처리로서는, 임의의 적절한 배향 처리가 채용될 수 있다. 구체적으로는, 기계적인 배향 처리, 물리적인 배향 처리, 화학적인 배향 처리를 들 수 있다. 기계적인 배향 처리의 구체예로서는, 러빙 처리, 연신 처리를 들 수 있다. 물리적인 배향 처리의 구체예로서는, 자장 배향 처리, 전장 배향 처리를 들 수 있다. 화학적인 배향 처리의 구체예로서는, 사방(斜方) 증착법, 광 배향 처리를 들 수 있다. 각종 배향 처리의 처리 조건은, 목적에 따라 임의의 적절한 조건이 채용될 수 있다.
액정 화합물의 배향은, 액정 화합물의 종류에 따라 액정상을 나타내는 온도에서 처리함으로써 행하여진다. 이와 같은 온도 처리를 행함으로써, 액정 화합물이 액정 상태를 취하고, 기재 표면의 배향 처리 방향에 따라 당해 액정 화합물이 배향한다.
배향 상태의 고정은, 하나의 실시형태에서는, 상기와 같이 배향한 액정 화합물을 냉각함으로써 행하여진다. 액정 화합물이 중합성 모노머 또는 가교성 모노머인 경우에는, 배향 상태의 고정은, 상기와 같이 배향한 액정 화합물에 중합 처리 또는 가교 처리를 실시함으로써 행하여진다.
액정 화합물의 구체예 및 배향 고화층의 형성 방법의 상세는, 일본 공개특허공보 제2006-163343호에 기재되어 있다. 당해 공보의 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다.
하나의 실시형태에서는, 제1 위상차층(20)은, 도 2a, 도 2b 및 도 3에 나타내는 바와 같이 단일층이다. 제1 위상차층(20)이 단일층으로 구성되는 경우, 그의 두께는, 바람직하게는 0.5㎛~7㎛이고, 보다 바람직하게는 1㎛~5㎛이다. 액정 화합물을 이용함으로써, 수지 필름보다도 현격히 얇은 두께로 수지 필름과 동등한 면내 위상차를 실현할 수 있다.
제1 위상차층은, 상기한 바와 같이 원편광 기능 또는 타원편광 기능을 갖는다. 제1 위상차층은, 대표적으로는 굴절률 특성이 nx>ny=nz의 관계를 나타낸다. 제1 위상차층은, 대표적으로는 편광판에 반사 방지 특성을 부여하기 위하여 마련되고, 제1 위상차층이 단일층인 경우에는 λ/4판으로서 기능할 수 있다. 이 경우, 제1 위상차층의 면내 위상차 Re(550)는, 바람직하게는 100㎚~190㎚, 보다 바람직하게는 110㎚~170㎚, 더욱 바람직하게는 130㎚~160㎚이다. 또한, 여기에서 'ny=nz'는 ny와 nz가 완전히 동등한 경우뿐만 아니라, 실질적으로 동등한 경우를 포함한다. 따라서, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서, ny>nz 또는 ny<nz가 되는 경우가 있을 수 있다.
제1 위상차층의 Nz 계수는, 바람직하게는 0.9~1.5이고, 보다 바람직하게는 0.9~1.3이다. 이와 같은 관계를 충족함으로써, 얻어지는 위상차층 부착 편광판을 화상 표시 장치에 이용한 경우에, 매우 우수한 반사 색상을 달성할 수 있다.
제1 위상차층은, 위상차값이 측정광의 파장에 따라 커지는 역분산 파장 특성을 나타내도 되고, 위상차값이 측정광의 파장에 따라 작아지는 양(正)의 파장 분산 특성을 나타내도 되며, 위상차값이 측정광의 파장에 의해서도 거의 변화하지 않는 플랫한 파장 분산 특성을 나타내도 된다. 하나의 실시형태에서는, 제1 위상차층은, 역분산 파장 특성을 나타낸다. 이 경우, 위상차층의 Re(450)/Re(550)는, 바람직하게는 0.8 이상 1 미만이고, 보다 바람직하게는 0.8 이상 0.95 이하이다. 이와 같은 구성이면, 매우 우수한 반사 방지 특성을 실현할 수 있다.
제1 위상차층(20)의 지상축과 편광자(11)의 흡수축이 이루는 각도(θ)는, 바람직하게는 40°~50°이고, 보다 바람직하게는 42°~48°이며, 더욱 바람직하게는 약 45°이다. 각도(θ)가 이와 같은 범위이면, 상기와 같이 제1 위상차층을 λ/4판으로 함으로써 매우 우수한 원편광 특성(결과로서, 매우 우수한 반사 방지 특성)을 갖는 위상차층 부착 편광판이 얻어질 수 있다.
다른 실시형태에서는, 제1 위상차층(20)은, 도 4에 나타내는 바와 같이 제1 액정 배향 고화층(21)과 제2 액정 배향 고화층(22)과의 적층 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 제1 액정 배향 고화층(21) 및 제2 액정 배향 고화층(22)의 어느 한쪽이 λ/4판으로서 기능하고, 다른 쪽이 λ/2판으로서 기능할 수 있다. 따라서, 제1 액정 배향 고화층(21) 및 제2 액정 배향 고화층(22)의 두께는, λ/4판 또는 λ/2판의 소망하는 면내 위상차가 얻어지도록 조정될 수 있다. 예컨대, 제1 액정 배향 고화층(21)이 λ/2판으로서 기능하고, 제2 액정 배향 고화층(22)이 λ/4판으로서 기능하는 경우, 제1 액정 배향 고화층(21)의 두께는 예컨대 2.0㎛~3.0㎛이며, 제2 액정 배향 고화층(22)의 두께는 예컨대 1.0㎛~2.0㎛이다. 이 경우, 제1 액정 배향 고화층의 면내 위상차 Re(550)는, 바람직하게는 200㎚~300㎚이고, 보다 바람직하게는 230㎚~290㎚이며, 더욱 바람직하게는 250㎚~280㎚이다. 제2 액정 배향 고화층의 면내 위상차 Re(550)는, 단일층에 관하여 상기에서 설명한 바와 같다. 제1 액정 배향 고화층의 지상축과 편광자의 흡수축이 이루는 각도는, 바람직하게는 10°~20°이고, 보다 바람직하게는 12°~18°이며, 더욱 바람직하게는 약 15°이다. 제2 액정 배향 고화층의 지상축과 편광자의 흡수축이 이루는 각도는, 바람직하게는 70°~80°이고, 보다 바람직하게는 72°~78°이며, 더욱 바람직하게는 약 75° 이다. 이와 같은 구성이면, 이상적인 역파장 분산 특성에 가까운 특성을 얻는 것이 가능하고, 결과로서, 매우 우수한 반사 방지 특성을 실현할 수 있다. 제1 액정 배향 고화층 및 제2 액정 배향 고화층을 구성하는 액정 화합물, 제1 액정 배향 고화층 및 제2 액정 배향 고화층의 형성 방법, 광학 특성 등에 대해서는, 단일층에 관하여 상기에서 설명한 바와 같다.
B-3. 제2 위상차층
제2 위상차층은, 상기한 바와 같이 굴절률 특성이 nz>nx=ny의 관계를 나타내는 이른바 포지티브 C 플레이트일 수 있다. 제2 위상차층으로서 포지티브 C 플레이트를 이용함으로써, 경사 방향의 반사를 양호하게 방지할 수 있고, 반사 방지 기능의 광시야각화가 가능해진다. 이 경우, 제2 위상차층의 두께 방향의 위상차 Rth(550)는, 바람직하게는 -50㎚~-300㎚, 보다 바람직하게는 -70㎚~-250㎚, 더욱 바람직하게는 -90㎚~-200㎚, 특히 바람직하게는 -100㎚~-180㎚이다. 여기에서, 'nx=ny'는, nx와 ny가 엄밀하게 동등한 경우뿐만 아니라, nx와 ny가 실질적으로 동등한 경우도 포함한다. 즉, 제2 위상차층의 면내 위상차 Re(550)는 10㎚ 미만일 수 있다.
nz>nx=ny의 굴절률 특성을 갖는 제2 위상차층은, 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있다. 제2 위상차층은, 바람직하게는 호메오트로픽 배향으로 고정된 액정 재료를 포함하는 필름을 포함한다. 호메오트로픽 배향시킬 수 있는 액정 재료(액정 화합물)는, 액정 모노머이어도, 액정 폴리머이어도 된다. 당해 액정 화합물 및 당해 위상차층의 형성 방법의 구체예로서는, 일본 공개특허공보 제2002-333642호의 [0020]~[0028]에 기재된 액정 화합물 및 당해 위상차층의 형성 방법을 들 수 있다. 이 경우, 제2 위상차층의 두께는, 바람직하게는 0.5㎛~10㎛이고, 보다 바람직하게는 0.5㎛~8㎛이며, 더욱 바람직하게는 0.5㎛~5㎛이다.
B-4. 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재
도전층은, 임의의 적절한 성막 방법(예컨대, 진공 증착법, 스퍼터링법, CVD법, 이온플레이팅법, 스프레이법 등)에 의해, 임의의 적절한 기재 위에 금속 산화물막을 성막하여 형성될 수 있다. 금속 산화물로서는, 예컨대 산화인듐, 산화주석, 산화아연, 인듐-주석 복합 산화물, 주석-안티몬 복합 산화물, 아연-알루미늄 복합 산화물, 인듐-아연 복합 산화물을 들 수 있다. 그 중에서도 바람직하게는 인듐-주석 복합 산화물(ITO)이다.
도전층이 금속 산화물을 포함하는 경우, 해당 도전층의 두께는, 바람직하게는 50㎚ 이하이고, 보다 바람직하게는 35㎚ 이하이다. 도전층의 두께의 하한은, 바람직하게는 10㎚이다.
도전층은, 상기 기재로부터 제1 위상차층(혹은, 요오드 투과 억제층 또는 존재하는 경우에는 제2 위상차층)에 전사되어 도전층 단독으로 위상차층 부착 편광판의 구성층으로 되어도 되고, 기재와의 적층체(도전층 부착 기재)로서 제1 위상차층(혹은, 요오드 투과 억제층 또는 존재하는 경우에는 제2 위상차층)에 적층되어도 된다. 바람직하게는, 상기 기재는 광학적으로 등방성이고, 따라서, 도전층은 도전층 부착 등방성 기재로서 위상차층 부착 편광판에 이용될 수 있다.
광학적으로 등방성인 기재(등방성 기재)로서는, 임의의 적절한 등방성 기재를 채용할 수 있다. 등방성 기재를 구성하는 재료로서는, 예컨대, 노보넨계 수지나 올레핀계 수지 등의 공액계를 갖지 않는 수지를 주골격으로 하고 있는 재료, 락톤환이나 글루타르이미드환 등의 환상 구조를 아크릴계 수지의 주쇄 중에 갖는 재료 등을 들 수 있다. 이와 같은 재료를 이용하면, 등방성 기재를 형성하였을 때에, 분자쇄의 배향에 따른 위상차의 발현을 작게 억제할 수 있다. 등방성 기재의 두께는, 바람직하게는 50㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 35㎛ 이하이다. 등방성 기재의 두께의 하한은, 예컨대 20㎛이다.
상기 도전층 및/또는 상기 도전층 부착 등방성 기재의 도전층은, 필요에 따라 패턴화될 수 있다. 패턴화에 의해, 도통부와 절연부가 형성될 수 있다. 결과로서, 전극이 형성될 수 있다. 전극은, 터치 패널로의 접촉을 감지하는 터치 센서 전극으로서 기능할 수 있다. 패터닝 방법으로서는, 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 패터닝 방법의 구체예로서는, 웨트에칭(wet etching)법, 스크린 인쇄법을 들 수 있다.
C. 화상 표시 장치
상기 A항에 기재된 편광판 및 상기 B항에 기재된 위상차층 부착 편광판은, 화상 표시 장치에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시형태는 이와 같은 편광판 또는 위상차층 부착 편광판을 이용한 화상 표시 장치를 포함한다. 화상 표시 장치의 대표예로서는, 액정 표시 장치, 일렉트로루미네센스(EL) 표시 장치(예컨대, 유기 EL 표시 장치, 무기 EL 표시 장치)를 들 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따른 화상 표시 장치는, 대표적으로는 그의 시인 측에 상기 A항에 기재된 편광판 또는 상기 B항에 기재된 위상차층 부착 편광판을 구비한다. 위상차층 부착 편광판은, 위상차층이 화상 표시 셀(예컨대, 액정 셀, 유기 EL 셀, 무기 EL 셀) 측이 되도록(편광자가 시인 측이 되도록) 적층되어 있다. 이와 같은 화상 표시 장치는, 매우 박형이면서 금속 부재의 부식이 현저하게 억제되어 있다. 하나의 실시형태에서는, 화상 표시 장치는, 만곡한 형상(실질적으로는, 만곡한 표시 화면)을 갖고/갖거나, 절곡 또는 절첩 가능하다. 또한, 상기 A항에 기재된 편광판은 목적에 따라 화상 표시 장치의 배면 측에 배치되어도 된다.
[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
10㎛ 이하의 두께는 간섭 막 두께 측정계(오츠카전자사 제조, 제품명 'MCPD-3000')를 이용하여 측정하였다. 10㎛를 초과하는 두께는 디지털 마이크로미터(안리츠사 제조, 제품명 'KC-351C')를 이용하여 측정하였다.
(2) 요오드 존재 지수
실시예 및 비교예에서 얻어진 위상차층 부착 편광판 또는 편광판을 무알칼리 유리에 첩합하여 시험 샘플로 하였다. 이 시험 샘플을 신뢰성 시험(85℃·85%RH의 환경 하에 240시간 두고, 그 후 23℃·55%RH의 환경 하에서 24시간 방치)에 제공한 후, 트리밍 나이프를 이용하여 무알칼리 유리로부터 점착제째로 박리하였다. 박리한 시험 샘플의 점착제 표면을, 이온토프(IONTOF)사 제조 'TOFSIMS5'를 이용하여 2차 이온 질량 분석(TOF-SIMS) 측정을 행하였다. 측정 조건은 하기와 같았다.
·조사한 1차 이온: Bi3 2+
·1차 이온 가속 전압: 25kV
·측정 면적: 100㎛2
·측정 극성： 음이온
얻어진 마이너스 2차 이온 중으로부터 아크릴(점착제) 유래의 C3H3O2 -(m/z=71)의 이온 강도 및 요오드 유래의 I-(m/z=127)의 이온 강도를 추출하고, 하기 식을 이용하여 요오드 존재 지수를 산출하였다.
요오드 존재 지수=I- 이온 강도/C3H3O2 - 이온 강도
(3) 요오드 흡수 지수 및 칼륨 흡수 지수
38㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름에 실시예 및 비교예에서 이용한 수지 용액을 건조 후의 두께가 1㎛가 되도록 도공하고, 건조하여 수지층/PET 필름의 시험 샘플을 얻었다. 얻어진 시험 샘플을, 23℃로 조정한 요오드화칼륨 10% 수용액(순수 90중량부, 요오드화칼륨 10중량부)에 24시간 침지하였다. 침지 후, 시험 샘플을 수용액으로부터 취출하고, 표면의 물방울을 닦아낸 후, 수지층 표면의 형광 X선 측정에 의해 요오드 및 칼륨의 강도(kcps)를 얻었다. 얻어진 요오드의 강도를 요오드 흡수 지수로 하고, 칼륨의 강도를 칼륨 흡수 지수로 하였다. 또한, 형광 X선 분석의 조건은 이하와 같았다.
·분석 장치： 리가쿠덴키고교사 제조 형광 X선 분석 장치(XRF), 제품명 'ZSX100e'
·시험 샘플: 직경 10㎜의 원형 샘플
·대음극: 로듐
·분광 결정: 불화리튬
·여기광 에너지: 40kV-90mA
·요오드 측정선: I-LA
·정량법: FP법
·2θ각 피크: 103.078deg(요오드), 136.847deg(칼륨)
·측정 시간: 40초
(4) 편광도 변화
실시예 및 비교예에서 얻어진 위상차층 부착 편광판 또는 편광판을 무알칼리 유리에 첩합하여, 시험 샘플로 하였다. 이 시험 샘플의 편광도를 정법에 의해 측정하고, 이것을 초기 편광도로 하였다. 또한, 시험 샘플을 신뢰성 시험(85℃·85%RH의 환경 하에 240시간 두고, 그 후 23℃·55%RH의 환경 하에서 24시간 방치)에 제공한 후, 상기와 마찬가지로 하여 편광도를 측정하였다. 이하의 식에 의해 편광도 변화를 산출하였다.
편광도 변화(%)=초기 편광도(%)-신뢰성 시험 후의 편광도(%)
또한, 이하의 기준으로 평가하였다.
양호: 편광도 변화가 5.0% 미만
불량: 편광도 변화가 5.0% 이상
(5) 반사율 상승
실시예 및 비교예에서 얻어진 위상차층 부착 편광판을 무알칼리 유리에 첩합하여, 시험 샘플로 하였다. 이 시험 샘플을 반사율이 80%인 반사판 위에 놓고, 분광 측색계(코니카미놀타사 제조 CM700D)를 이용하여 SCI 모드에서 550㎚에서의 수치를 반사율(%)로 하고, 이를 초기 반사율로 하였다. 또한, 시험 샘플을 신뢰성 시험(60℃·90%RH의 환경 하에 500시간 두고, 그 후 23℃·55%RH의 환경 하에서 24시간 방치)에 제공한 후, 상기와 마찬가지로 하여 반사율을 측정하였다. 이하의 식에 의해 반사율 상승을 산출하였다.
반사율 상승(%)=초기 반사율(%)-신뢰성 시험 후의 반사율(%)
또한, 이하의 기준으로 평가하였다.
양호: 반사율 상승이 0.50% 미만
허용 가능: 반사율 상승이 0.50% 이상 1.00% 미만
불량: 반사율 상승이 1.00% 이상
(6) 금속 부식성(48시간)
50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름의 편면에, 은 나노와이어액(머크(MERK)사 제조, 나노와이어 사이즈: 직경 115㎚, 길이 20㎛~50㎛, 고형분 0.5%의 이소프로필알코올(IPA)용액)을 와이어 바로 웨트 막 두께가 15㎛가 되도록 도공하고, 100℃의 오븐에서 5분간 건조하여, 은 나노와이어 도막을 형성하였다. 이어서, 메틸이소부틸케톤(MIBK) 99부, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트(PETA) 1부, 및 광중합 개시제(바스프(BASF)사 제조, 제품명 '이르가큐어 907') 0.03부를 포함하는 오버코트액(고형분 농도: 약 1%)을, 은 나노와이어 도막의 표면에 와이어 바를 이용하여 웨트 막 두께가 10㎛가 되도록 도공하고, 100℃의 오븐에서 5분간 건조하였다. 이어서, 활성 에너지선을 조사하여 오버코트 도막을 경화시키고, PET 필름/은 나노와이어층/오버코트층(두께 100㎚)의 구성을 갖는 금속 필름을 제작하였다. 이 금속 필름을, 점착제(15㎛)를 이용하여 두께 0.5㎜의 유리판에 첩합하고, 금속 필름/점착제/유리판의 적층체를 얻었다. 얻어진 적층체를 비접촉식 저항 측정기(냅슨사 제조, 제품명 'EC-80')로 저항값을 측정하였더니, 50Ω/□이었다.
실시예 및 비교예에서 얻어진 위상차층 부착 편광판 또는 편광판을 적층체의 금속 필름의 오버코트층 표면에 첩합하여, 시험 샘플로 하였다. 이 시험 샘플의 저항값을 비접촉식 저항 측정기로 측정하여, 초기 저항값으로 하였다. 또한, 시험 샘플을 신뢰성 시험(85℃·85%RH의 환경 하에 48시간 두고, 그 후 23℃·55%RH의 환경 하에서 2시간 방치)에 제공한 후, 상기와 마찬가지로 하여 저항값을 측정하였다. 이하의 식에 의해 저항값 상승률을 산출하였다. 또한, 측정값(저항값)이 비접촉식 저항 측정기의 측정 한계(1000Ω/□)를 초과하는 경우에는, 측정값을 1500Ω/□로 하여 가정하였다.
저항값 상승률(%)={(신뢰성 시험 후의 저항값-초기 저항값)/초기 저항값}×100
또한, 이하의 기준으로 평가하였다.
양호: 저항값 상승률이 200% 미만
불량: 저항값 상승률이 200% 이상
(7) 금속 부식성(200시간)
실시예 및 비교예에서 얻어진 위상차층 부착 편광판을, (2)에서 얻어진 적층체의 금속 필름의 오버코트층 형성면에 첩합하여 시험 샘플로 하였다. 이 시험 샘플의 저항값을 비접촉식 저항 측정기로 측정하고, 초기의 저항값으로 하였다. 또한, 시험 샘플을 신뢰성 시험(85℃·85%RH의 환경 하에 200시간 두고, 그 후 23℃·55%RH의 환경 하에서 2시간 방치)에 제공한 후, 상기와 마찬가지로 하여 저항값을 측정하였다. 이하의 식에 의해 저항값 상승률을 산출하였다. 또한, 측정값(저항값)이 비접촉식 저항 측정기의 측정 한계(1000Ω/□)를 초과하는 경우에는, 측정값을 1500Ω/□로 하여 가정하였다.
저항값 상승률(%)={(신뢰성 시험 후의 저항값-초기 저항값)/초기 저항값}×100
또한, 이하의 기준으로 평가하였다.
우수: 저항값 상승률이 200％ 미만
양호: 저항값 상승률이 200% 이상 2000% 미만
불량: 저항값 상승률이 2000% 이상
[실시예 1]
1. 편광자의 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 '고세화이머 Z410')를 9:1로 혼합한 PVA계 수지 100중량부에, 요오드화칼륨 13중량부를 첨가한 것을 물에 녹여, PVA 수용액(도포액)을 조제하였다.
수지 기재의 코로나 처리면에, 상기 PVA 수용액을 도포하여 60℃에서 건조함으로써 두께 13㎛의 PVA계 수지층을 형성하여 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 요오드화칼륨을 1:7의 중량비로 배합하여 얻어진 요오드 수용액)에, 최종적으로 얻어지는 편광자의 단체 투과율(Ts)이 43.0% 이상이 되도록 농도를 조정하면서 60초간 침지시켰다(염색 처리).
이어서, 액체 온도 40℃의 가교욕(물 100중량부에 대하여, 요오드화칼륨을 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%, 요오드화칼륨 농도 5중량%)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, 요오드화칼륨을 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 편광자를 형성하였다.
2. 편광판의 제작
상기에서 얻어진 편광자의 표면(수지 기재와는 반대 측의 면)에, 보호층으로서 HC-COP 필름을, 자외선 경화형 접착제를 개재하여 첩합하였다. 구체적으로는, 경화형 접착제의 총 두께가 1.0㎛가 되도록 도공하고, 롤기를 사용하여 첩합하였다. 그 후, UV 광선을 보호층 측으로부터 조사하여 접착제를 경화시켰다. 또한, HC-COP 필름은 시클로올레핀(COP) 필름(니폰제온사 제조, 제품명 'ZF12', 두께 25㎛)에 하드코트(HC)층(두께 2㎛)이 형성된 필름이고, COP 필름이 편광자 측이 되도록 하여 첩합하였다. 이어서, 수지 기재를 박리하여, 보호층(HC층/COP 필름)/접착제층/편광자의 구성을 갖는 편광판을 얻었다.
3. 위상차층을 구성하는 제1 배향 고화층 및 제2 배향 고화층의 제작
네마틱 액정상을 나타내는 중합성 액정(바스프(BASF)사 제조: 상품명 'Paliocolor LC242', 하기 식으로 나타냄) 10g과, 당해 중합성 액정 화합물에 대한 광중합 개시제(바스프(BASF)사 제조: 상품명 '이르가큐어 907') 3g을, 톨루엔 40g에 용해하여, 액정 조성물(도공액)을 조제하였다.
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(두께 38㎛) 표면을, 러빙 천을 이용하여 러빙하고, 배향 처리를 실시하였다. 배향 처리의 방향은, 편광판에 첩합할 때에 편광자의 흡수축의 방향에 대하여 시인 측으로부터 보아 15°방향이 되도록 하였다. 이 배향 처리 표면에, 상기 액정 도공액을 바코터에 의해 도공하고, 90℃에서 2분간 가열 건조함으로써 액정 화합물을 배향시켰다. 이와 같이 하여 형성된 액정층에, 메탈할라이드 램프를 이용하여 1mJ/㎠의 광을 조사하고, 당해 액정층을 경화시킴으로써, PET 필름 위에 액정 배향 고화층 A를 형성하였다. 액정 배향 고화층 A의 두께는 2.5㎛, 면내 위상차 Re(550)는 270㎚이었다. 또한, 액정 배향 고화층 A는, nx>ny=nz의 굴절률 분포를 갖고 있었다.
도공 두께를 변경한 것, 및 배향 처리 방향을 편광자의 흡수축의 방향에 대하여 시인 측으로부터 보아 75°방향이 되도록 한 것 이외에는 상기와 마찬가지로 하여, PET 필름 위에 액정 배향 고화층 B를 형성하였다. 액정 배향 고화층 B의 두께는 1.5㎛, 면내 위상차 Re(550)는 140㎚이었다. 또한, 액정 배향 고화층 B는, nx>ny=nz의 굴절률 분포를 갖고 있었다.
4. 위상차층의 형성
상기 2.에서 얻어진 편광판의 편광자 표면에, 상기 3.에서 얻어진 액정 배향 고화층 A 및 액정 배향 고화층 B를 이 순서대로 전사하였다. 이 때, 편광자의 흡수축과 액정 배향 고화층 A의 지상축이 이루는 각도가 15°, 편광자의 흡수축과 액정 배향 고화층 B의 지상축이 이루는 각도가 75°가 되도록 하여 전사(첩합)를 행하였다. 또한, 각각의 전사(첩합)는, 상기 2.에서 이용한 자외선 경화형 접착제(두께 1.0㎛)를 개재하여 행하였다. 이와 같이 하여, 보호층(HC층/COP 필름)/접착제층/편광자/접착제층/위상차층(제1 액정 배향 고화층/접착제층/제2 액정 배향 고화층)의 구성을 갖는 적층체를 제작하였다.
5. 위상차층 부착 편광판의 제작
아크릴계 수지(쿠스모토가세이사 제조, 제품명 'B-811', Tg: 110℃, Mw: 40000) 20부를 메틸에틸케톤 80부에 용해하여, 수지 용액(20%)을 얻었다. 이 수지 용액을, 상기 4.에서 얻어진 적층체의 제2 액정 배향 고화층 표면에 와이어 바를 이용하여 도포하고, 도포막을 60℃에서 5분간 건조하여, 수지의 유기 용매 용액의 도포막의 고화물로서 구성되는 요오드 투과 억제층(두께 0.5㎛)을 형성하였다. 이어서, 요오드 투과 억제층 표면에 점착제층(두께 15㎛)을 마련하고, 보호층(HC층/COP 필름)/접착제층/편광자/접착제층/위상차층(제1 액정 배향 고화층/접착제층/제2 액정 배향 고화층)/요오드 투과 억제층/점착제층의 구성을 갖는 위상차층 부착 편광판을 얻었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 39.5㎛이었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판을 상기 (4)~(7)의 평가에 제공하였다. 또한, 금속 부식성에 관하여, 요오드 투과 억제층을 형성하지 않았던 비교예 1(후술)과 비교하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 2]
메타크릴산메틸(MMA, 후지필름와코쥰야쿠사 제조, 상품명 '메타크릴산메틸 모노머') 97.0부, 상기 일반식 (1e)로 나타내는 공중합 단량체 3.0부, 중합 개시 제(후지필름와코쥰야쿠사 제조, 상품명 '2,2'-아조비스(이소부티로니트릴)') 0.2부를 톨루엔 200부에 용해하였다. 이어서, 질소 분위기 하에서 70℃로 가열하면서 5.5시간 중합 반응을 행하고, 붕소 함유 아크릴계 수지 용액(고형분 농도: 33%)을 얻었다. 얻어진 붕소 함유 아크릴계 중합체의 Tg는 110℃, Mw는 80000이었다. 이 붕소 함유 아크릴계 중합체를 아크릴계 수지 'B-811' 대신에 이용한 것, 및 요오드 투과 억제층의 두께를 0.3㎛로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판을 제작하였다. 얻어진 위상차층 부착 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
[실시예 3]
요오드 투과 억제층의 두께를 0.5㎛로 한 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판을 제작하였다. 얻어진 위상차층 부착 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
[실시예 4]
아크릴계 수지 'B-811' 대신에 열가소성 에폭시 수지(미쓰비시케미컬 주식회사 제조, 상품명 'jER(등록상표) 1256B40', Tg: 100℃, Mw: 45000)를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판을 제작하였다. 얻어진 위상차층 부착 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
[실시예 5]
아크릴계 수지 'B-811' 대신에 열가소성 에폭시 수지(미쓰비시케미컬 주식회사 제조, 상품명 'jER(등록상표) YX7200B35', Tg: 150℃, Mw: 30000)를 이용한 것, 및 요오드 투과 억제층의 두께를 0.3㎛로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판을 제작하였다. 얻어진 위상차층 부착 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
[실시예 6]
요오드 투과 억제층의 두께를 0.5㎛로 한 것 이외에는 실시예 5와 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판을 제작하였다. 얻어진 위상차층 부착 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
[실시예 7]
아크릴계 수지 'B-811' 대신에, 'B-811' 15부와 열가소성 에폭시 수지(미쓰비시케미컬주식회사 제조, 상품명 'jER(등록상표) YX6954BH30') 85부(고형분 환산)와의 블렌드를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판을 제작하였다. 당해 블렌드의 Tg는 125℃, Mw는 38000이었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
[실시예 8]
실시예 1의 2.에서 얻어진 보호층(HC층/COP 필름)/접착제층/편광자의 구성을 갖는 편광판의 편광자 측에, 실시예 7에서 사용한 수지 블렌드를 도포 및 건조하여, 수지의 유기 용매 용액의 도포막의 고화물로서 구성되는 요오드 투과 억제층(두께 0.5㎛)을 형성하였다. 요오드 투과 억제층의 표면에 실시예 1과 마찬가지로 하여 액정 배향 고화층 A 및 액정 배향 고화층 B를 이 순서대로 전사하고, 보호층(HC층/COP 필름)/접착제층/편광자/요오드 투과 억제층/접착제층/위상차층(제1 액정 배향 고화층/접착제층/제2 액정 배향 고화층)/점착제층의 구성을 갖는 위상차층 부착 편광판을 얻었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
[실시예 9]
실시예 2에서의 붕소 함유 아크릴계 중합체를 이용한 것 이외에는 실시예 8과 마찬가지로 하여, 보호층(HC층/COP 필름)/접착제층/편광자/요오드 투과 억제층의 구성을 갖는 적층체를 제작하였다. 이어서, 실시예 2에서의 붕소 함유 아크릴계 중합체 15부와 열가소성 에폭시 수지(미쓰비시케미컬 주식회사 제조, 상품명 'jER(등록상표) YX6954BH30') 85부(고형분 환산)와의 블렌드를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 보호층(HC층/COP 필름)/접착제층/편광자/요오드 투과 억제층/접착제층/위상차층(제1 액정 배향 고화층/접착제층/제2 액정 배향 고화층)/요오드 투과 억제층/점착제층의 구성을 갖는 위상차층 부착 편광판을 얻었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 40㎛이었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
[실시예 10]
편광자와 위상차층과의 사이에 있어서, 편광자에 인접한 위치에 마련된 요오드 투과 억제층에, 실시예 2에서 얻어진 붕소 함유 아크릴계 중합체 15부와 열가소성 에폭시 수지(미쓰비시케미컬 주식회사 제조, 상품명 'jER(등록상표) YX6954BH30') 85부(고형분 환산)와의 블렌드를 이용한 것 이외에는 실시예 9와 마찬가지로 하여, 위상차층 부착 편광판을 얻었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 40㎛이었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
[실시예 11]
편광자와 위상차층과의 사이에 있어서, 편광자에 인접한 위치에 형성된 요오드 투과 억제층을, 편광자와 위상차층과의 사이에 있어서, 위상차층에 인접한 위치에 형성한 것 이외에는 실시예 10과 마찬가지로 하여, 보호층(HC층/COP 필름)/접착제층/편광자/접착제층/요오드 투과 억제층/위상차층(제1 액정 배향 고화층/접착제층/제2 액정 배향 고화층)/요오드 투과 억제층/점착제층의 구성을 갖는 위상차층 부착 편광판을 얻었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 40㎛이었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
[실시예 12]
실시예 9와 마찬가지로, 편광자와 위상차층과의 사이에 있어서, 편광자에 인접한 위치에 요오드 투과 억제층을 추가로 형성한 것 이외에는 실시예 11과 마찬가지로 하여, 보호층(HC층/COP 필름)/접착제층/편광자/요오드 투과 억제층/접착제층/요오드 투과 억제층/위상차층(제1 액정 배향 고화층/접착제층/제2 액정 배향 고화층)/요오드 투과 억제층/점착제층의 구성을 갖는 위상차층 부착 편광판을 얻었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 40.5㎛이었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
[비교예 1]
요오드 투과 억제층을 형성하지 않았던 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판을 제작하였다. 얻어진 위상차층 부착 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
[비교예 2]
아크릴계 수지 'B-811' 대신에 아크릴계 수지 'B-723'(쿠스모토가세이사 제조, Tg: 54℃, Mw: 200000)를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판을 제작하였다. 얻어진 위상차층 부착 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
[비교예 3]
아크릴계 수지 'B-811' 대신에 광경화성 에폭시 수지(미쓰비시케미컬 주식회사 제조, 상품명 'jER(등록상표) 828', 광중합 개시제로서 산아프로사 제조 'CPI100P'를 사용)를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판을 제작하였다. 얻어진 위상차층 부착 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
[비교예 4]
아크릴계 수지 'B-811' 대신에 PVA계 수지(미쓰비시케미컬 주식회사 제조, 상품명 '고세놀 Z200', Tg: 80℃, Mw: 8800)를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판을 제작하였다. 얻어진 위상차층 부착 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
[참고예 1]
1. 편광판의 제작
실시예 1과 마찬가지로 하여 보호층(HC층/COP 필름)/편광자의 구성을 갖는 편광판을 얻었다.
2. 위상차층을 구성하는 위상차 필름의 제작
2-1. 폴리에스테르카보네이트계 수지의 중합
교반 날개 및 100℃로 제어된 환류 냉각기를 구비한 종형 반응기 2기로 이루어지는 배치 중합 장치를 이용하여 중합을 행하였다. 비스[9-(2-페녹시카보닐에틸)플루오렌-9-일]메탄 29.60질량부(0.046mol), 이소소르비드(ISB) 29.21질량부(0.200mol), 스피로글리콜(SPG) 42.28질량부(0.139mol), 디페닐카보네이트(DPC) 63.77질량부(0.298mol) 및 촉매로서 초산칼슘 1수화물 1.19×10-2질량부(6.78×10-5 mol)를 넣었다. 반응기 내를 감압 질소 치환한 후, 열매(熱媒)로 가온을 행하고, 내부 온도가 100℃가 된 시점에서 교반을 개시하였다. 승온 개시 40분 후에 내부 온도를 220℃로 도달시키고, 이 온도를 유지하도록 제어함과 동시에 감압을 개시하여, 220℃에 도달하고 나서 90분에서 13.3㎪로 하였다. 중합 반응과 함께 부생하는 페놀 증기를 100℃의 환류 냉각기로 유도하고, 페놀 증기 중에 약간량 포함되는 모노머 성분을 반응기로 되돌리고, 응축하지 않은 페놀 증기는 45℃의 응축기로 유도하여 회수하였다. 제1 반응기에 질소를 도입하여 일단 대기압까지 복압시킨 후, 제1 반응기 내의 올리고머화된 반응액을 제2 반응기로 옮겼다. 이어서, 제2 반응기 내의 승온 및 감압을 개시하고, 50분에서 내부 온도 240℃, 압력 0.2㎪로 하였다. 그 후, 소정의 교반 동력이 될 때까지 중합을 진행시켰다. 소정 동력에 도달한 시점에서 반응기에 질소를 도입하여 복압하고, 생성한 폴리에스테르카보네이트계 수지를 수중에 압출하여, 스트랜드를 커팅하여 펠릿을 얻었다.
2-2. 위상차 필름의 제작
얻어진 폴리에스테르카보네이트계 수지(펠릿)를 80℃에서 5시간 진공 건조를 한 후, 단축 압출기(도시바기계사 제조, 실린더 설정 온도: 250℃), T다이(폭 200㎜, 설정 온도: 250℃), 칠드롤(설정 온도: 120~130℃) 및 권취기를 구비한 필름 제막 장치를 이용하여, 두께 135㎛의 장척상의 수지 필름을 제작하였다. 얻어진 장척상의 수지 필름을, 폭 방향으로, 연신 온도 133℃, 연신 배율 2.8배로 연신하여, 두께 53㎛의 위상차 필름을 얻었다. 얻어진 위상차 필름의 Re(550)는 141㎚이고, Re(450)/Re(550)는 0.82이며, Nz 계수는 1.12이었다.
3. 위상차층 부착 편광판의 제작
상기 1.에서 얻어진 편광판의 편광자 표면에, 상기 2.에서 얻어진 위상차 필름을, 아크릴계 점착제(두께 5㎛)를 개재하여 첩합하였다. 이때, 편광자의 흡수축과 위상차 필름의 지상축이 45°의 각도를 이루도록 하여 첩합하였다. 또한, 위상차층의 표면에 실시예 1과 마찬가지의 점착제층을 마련하였다. 이와 같이 하여, 보호층/접착제층/편광자/점착제층/위상차층(수지 필름의 연신 필름)/점착제층의 구성을 갖는 위상차층 부착 편광판을 얻었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 91㎛이었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
[실시예 13]
위상차층을 형성하지 않았던 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 보호층(HC층/COP 필름)/접착제층/편광자/요오드 투과 억제층/점착제층의 구성을 갖는 편광판을 얻었다. 얻어진 편광판의 총 두께는 33.5㎛이었다. 얻어진 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다. 또한, 본 실시예는 편광판이고, 위상차층 부착 편광판과는 구성이 상이하기 때문에, 금속 부식성에 관하여 비교예 1과의 비교는 행하지 않았다.
[표 1]
[표 2]
[평가]
표 1로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 실시예의 위상차층 부착 편광판 및 편광판은, 소정의 요오드 투과 억제층을 형성하여 점착제층의 요오드 존재 지수를 소정값 이하로 함으로써, 고온 고습 환경 하에서의 편광도 변화를 작게 할 수 있어, 우수한 내구성을 갖는다. 또한, 본 발명의 실시예의 위상차층 부착 편광판 및 편광판은, 고온 고습 환경 하에서의 금속 부식성 및 반사율 상승도 현저하게 억제할 수 있다. 또한, 참고예 1로부터 분명한 바와 같이, 이와 같은 편광도 변화, 반사율 상승 및 금속 부식성은, 매우 박형인 위상차층 부착 편광판 및 편광판 특유의 과제임을 알 수 있다. 또한, 실시예 1과 실시예 13을 비교하면 분명한 바와 같이, 액정 배향 고화층(매우 얇은 위상차층)의 유무는, 본 발명의 효과에 실질적으로 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있다.
표 2로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 실시예 9~12의 위상차층 부착 편광판은, 요오드 투과 억제층을 2층 또는 3층 포함함으로써, 고온 고습 환경 하에 장시간(200시간) 투입된 경우에서도 금속 부식성을 현저하게 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예 9~12의 위상차층 부착 편광판은, 화상 표시 장치에 적용한 경우에 금속 부재의 부식을 현저하게 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명의 편광판은, 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치 및 무기 EL 표시 장치에 적합하게 이용된다. 본 발명의 위상차층 부착 편광판은, 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치 및 무기 EL 표시 장치용의 원편광판으로서 적합하게 이용된다.
10: 편광판
11: 편광자
12: 보호층
20: 위상차층
30: 점착제층
40: 요오드 투과 억제층
100: 위상차층 부착 편광판
101: 위상차층 부착 편광판
102: 위상차층 부착 편광판
103: 위상차층 부착 편광판
104: 위상차층 부착 편광판
105: 위상차층 부착 편광판
11: 편광자
12: 보호층
20: 위상차층
30: 점착제층
40: 요오드 투과 억제층
100: 위상차층 부착 편광판
101: 위상차층 부착 편광판
102: 위상차층 부착 편광판
103: 위상차층 부착 편광판
104: 위상차층 부착 편광판
105: 위상차층 부착 편광판
Claims (12)
- 편광자, 요오드 투과 억제층 및 점착제층을 이 순서대로 포함하고, 상기 점착제층의 요오드 존재 지수가 0.050 이하인, 편광판.
- 제1항에 있어서,
상기 요오드 투과 억제층이, 수지의 유기 용매 용액의 도포막의 고화물 또는 열경화물인, 편광판. - 제2항에 있어서,
상기 요오드 투과 억제층을 구성하는 수지의 유리전이온도가 85℃ 이상이고, 또한, 중량평균 분자량(Mw)이 25000 이상인, 편광판. - 제1항에 있어서,
상기 요오드 투과 억제층이, 상기 편광자와 상기 점착제층과의 사이에 2층 이상 마련되어 있는, 편광판. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 요오드 투과 억제층의 두께가 0.05㎛~10㎛인, 편광판. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 요오드 투과 억제층을 구성하는 수지가, 50중량부를 초과하는 (메트)아크릴계 단량체와 0중량부 초과 50중량부 미만의 식 (1)로 나타내는 단량체를 포함하는 모노머 혼합물을 중합함으로써 얻어지는 공중합체를 포함하는, 편광판:
식 중, X는 비닐기, (메트)아크릴기, 스티릴기, (메트)아크릴아미드기, 비닐에테르기, 에폭시기, 옥세탄기, 히드록실기, 아미노기, 알데히드기, 및 카복실기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 반응성기를 포함하는 관능기를 나타내고, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 지방족 탄화수소기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 또는 치환기를 가질 수 있는 헤테로환기를 나타내며, R1 및 R2는 서로 연결되어 환을 형성할 수 있다. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 편광판과, 상기 편광자와 상기 점착제층과의 사이에 배치된 위상차층을 포함하고,
상기 위상차층이 원편광 기능 또는 타원편광 기능을 갖는 액정 화합물의 배향 고화층인,
위상차층 부착 편광판. - 제7항에 있어서,
상기 위상차층이 단일층이고,
상기 위상차층의 Re(550)가 100㎚~190㎚이며,
상기 위상차층의 지상축과 상기 편광자의 흡수축이 이루는 각도가 40°~50°인,
위상차층 부착 편광판. - 제7항에 있어서,
상기 위상차층이, 제1 액정 화합물의 배향 고화층과 제2 액정 화합물의 배향 고화층과의 적층 구조를 갖고,
상기 제1 액정 화합물의 배향 고화층의 Re(550)가 200㎚~300㎚이며, 그의 지상축과 상기 편광자의 흡수축이 이루는 각도가 10°~20°이고,
상기 제2 액정 화합물의 배향 고화층의 Re(550)가 100㎚~190㎚이며, 그의 지상축과 상기 편광자의 흡수축이 이루는 각도가 70°~80°인,
위상차층 부착 편광판. - 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
총 두께가 60㎛ 이하인, 위상차층 부착 편광판. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 편광판 또는 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 위상차층 부착 편광판을 구비하는, 화상 표시 장치.
- 제11항에 있어서,
유기 일렉트로루미네센스 표시 장치 또는 무기 일렉트로루미네센스 표시 장치인, 화상 표시 장치.
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