KR20220132424A - 편광판 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용융 절단부를 포함하고, 또한 해당 용융 절단부 근방의 옐로우 밴드가 현저하게 억제되어 있는 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시형태에 따른 편광판(100)은 편광자(10)와, 편광자(10) 중 적어도 한쪽에 배치된 보호층을 포함한다. 편광판은 용융 절단부를 포함하고, 용융 절단부로부터 20㎛ 이내의 영역에서, 파장 530nm에서의 주 투과율 K2는 15% 이하이다.

Description

편광판 및 그의 제조 방법{POLARIZING PLATE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은 편광판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

근래, 액정 표시 장치 및 일렉트로 루미네센스(EL) 표시 장치(예컨대, 유기 EL 표시 장치, 무기 EL 표시 장치)로 대표되는 화상 표시 장치가 급속히 보급되고 있다. 화상 표시 장치의 화상 형성 방식에 기인하여, 화상 표시 장치의 적어도 한쪽에는 편광판이 배치되어 있다. 근래, 화상 표시 장치(예컨대, 스마트 폰)의 다기능화에 수반하여, 편광판을 직사각형 이외로 가공하는 것(이형(異形) 가공: 예컨대, 노치 및/또는 관통 구멍의 형성)이 많아지고 있으며, 또한, 이형 가공부의 사이즈를 작게 하는 것이 요망되고 있다. 이형 가공부의 사이즈가 작아질수록 크랙이 발생하기 쉽다는 문제가 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해, 레이저 조사에 의한 이형 가공이 검토되고 있다. 그러나, 레이저 조사에 의한 이형 가공은 가공 부분이 변색하는(이른바 옐로우 밴드(yellow band)의) 문제가 있다.

일본 공개특허공보 2010-277018호

본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그의 주된 목적은, 용융 절단부를 포함하고, 또한, 당해 용융 절단부 근방의 옐로우 밴드가 현저하게 억제되어 있는 편광판을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 실시형태에 따른 편광판은 편광자와, 해당 편광자의 적어도 한쪽에 배치된 보호층을 포함한다. 편광판은 용융 절단부를 포함하고, 해당 용융 절단부로부터 20㎛ 이내의 영역에서, 파장 530nm에서의 주 투과율 K2는 15% 이하이다.

하나의 실시형태에서는, 상기 용융 절단부는 레이저 가공부이다.

하나의 실시형태에서는, 상기 편광판은, 상기 용융 절단부에서, 상기 편광자의 두께가 다른 부분보다도 큰 두께부가 형성되어 있다.

하나의 실시형태에서는, 상기 편광판은, 상기 용융 절단부로부터 20㎛ 이내의 영역에서, 파장 730nm에서의 상기 주 투과율 K2가 40% 이하이다. 이 경우, 상기 편광판은, 상기 용융 절단부로부터 20㎛ 이내의 영역에서, 파장 730nm에서의 상기 주 투과율 K2가 10% 이상이어도 된다.

하나의 실시형태에서는, 상기 편광판은, 상기 용융 절단부로부터 20㎛ 이내의 영역 이외의 부분에서, 파장 730nm에서의 상기 주 투과율 K2가 10% 이하이다.

하나의 실시형태에서는, 상기 편광자의 두께는 20㎛ 이하이다.

하나의 실시형태에서는, 상기 편광판은, 상기 용융 절단부에 의해 이형이 형성되어 있다.

본 발명의 다른 국면에 따르면, 상기 편광판의 제조 방법이 제공된다. 이 제조 방법은, 해당 편광판의 단부(端部)를 레이저 가공하는 것, 및 해당 레이저 가공된 편광판을 40℃~70℃ 및 85%RH~99%RH의 환경하에서 20분 이상 처리하는 것을 포함한다.

본 발명의 실시형태에 따르면, 용융 절단부를 포함함에도 불구하고, 당해 용융 절단부 근방의 옐로우 밴드가 현저하게 억제되어 있는 편광판을 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 편광판을 설명하는 부분 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 편광판에서의 이형 또는 이형 가공부의 일례를 설명하는 개략 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 편광판에서의 이형 또는 이형 가공부의 변형예를 설명하는 개략 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 편광판에서의 이형 또는 이형 가공부의 가일층의 변형예를 설명하는 개략 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 편광판에서의 이형 또는 이형 가공부의 가일층의 변형예를 설명하는 개략 평면도이다.

이하, 본 발명의 대표적인 실시형태에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태에는 한정되지 않는다.

A. 편광판

A-1. 편광판의 전체 구성

도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 편광판을 설명하는 부분 개략 단면도이다. 도시예의 편광판(100)은, 편광자(10)와, 편광자(10)의 한쪽(도시예에서는 화상 표시 패널과 반대 측)에 배치된 보호층(21)과, 편광자(10)의 다른 쪽(도시예에서는 화상 표시 패널 측)에 배치된 보호층(22)을 포함한다. 목적 등에 따라 보호층(21 또는 22) 중 적어도 한쪽은 생략되어도 된다. 편광판은 용융 절단부(30)를 포함한다. 용융 절단부(30)는, 대표적으로는 레이저 가공부이다. 즉, 본 발명의 실시형태에 따른 편광판은 적어도 일부가 레이저 조사에 의해 절단되어 있다. 이와 같은 구성이면, 절단 부분의 품위가 향상될 수 있다. 보다 상세하게는, 레이저 가공(레이저 조사에 의한 절단)은 펀칭날에 의한 절단이나 엔드 밀 가공에 비해, 절단 부분의 크랙 및 거스러미(절삭 칩)가 적다는 이점이 있다. 한편, 레이저 조사에 의한 절단은 절단 부분 및 그 근방에 옐로우 밴드로 칭해지는 변색이 발생하는 경우가 있다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 레이저 가공한 편광판을 후술하는 가열·가습 처리에 제공하는 것에 의해, 레이저 가공에 의해 열화한 편광판의 광학 특성을 회복시켜, 옐로우 밴드를 억제할 수 있다. 구체적으로는, 레이저 가공에 의해 일단 발생한 옐로우 밴드를 경감 또는 소실시킬 수 있다. 또한, 용융 절단부(30)는, 편광판의 단부(편광판의 외측 가장자리 근방, 예컨대 편광판의 외측 가장자리로부터 20㎜ 이내의 영역)에 형성되어도 되고, 단부 이외의 부분(예컨대, 소정의 위치에 형성되는 관통 구멍)에 형성되어도 된다. 단, 관통 구멍은 바람직하게는 단부 근방에 형성될 수 있다. 이와 같은 경우에 본 발명의 실시형태에 따른 효과가 현저하다. 또한, 편광판 전체가 용융 절단에 의해 형성되어 있어도 된다(즉, 편광판의 외측 가장자리 전체가 용융 절단부여도 된다).

편광판에서는, 대표적으로는, 용융 절단부에 의해 이형이 형성되어 있다. 본 명세서에서 '용융 절단부에 의해 이형이 형성되어 있다'란, 편광판의 평면시 형상 이, 레이저 가공에 의해 형성된 직사각형 이외의 형상을 갖는 것을 말한다. 이와 같은 이형에는 크랙이 발생하기 쉬운바, 본 발명의 실시형태에 따르면, 이형을 레이저 가공으로 형성하는 것에 의해, 크랙을 억제할 수 있다. 또한, 후술하는 가열·가습 처리에 의해, 레이저 가공에서의 옐로우 밴드의 문제를 해결할 수 있다. 이형(이형 가공부)으로서는, 예컨대 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 관통 구멍, 평면시한 경우에 오목부가 되는 형상을 들 수 있다. 오목부의 대표예로서는, 선형(船形)에 근사한 형상, 욕조(bathtub)에 근사한 형상, V자 노치, U자 노치를 들 수 있다. 이형(이형 가공부)의 다른 예로서는, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 자동차의 미터 패널에 대응한 형상을 들 수 있다. 당해 형상은, 외측 가장자리가 미터 바늘의 회전 방향을 따른 원호 형상으로 형성되고, 또한, 외측 가장자리가 면 방향 안쪽 방향으로 볼록한 V자 형상(R 형상을 포함함)을 이루는 부위를 포함한다. 오목부가 R 형상을 포함하는 경우, 당해 R 형상의 곡률 반경은, 바람직하게는 15㎜ 이하이고, 보다 바람직하게는 1㎜~10㎜이다. 관통 구멍의 직경은, 바람직하게는 10㎜ 이하이고, 보다 바람직하게는 1㎜~5㎜이다. 근래, 카메라가 탑재된 화상 표시 장치에서 프레임(베젤)의 협소화가 강하게 요망되고 있으며, 이에 수반하여 카메라부에 대응하는 오목부 및/또는 관통 구멍의 소형화가 강하게 요망되고 있다. 소형화된 오목부 및 관통 구멍은 크랙이 특히 발생하기 쉬운바, 본 발명의 실시형태에 따르면, 이와 같은 오목부 및 관통 구멍이라도 크랙을 현저하게 억제할 수 있다. 또한, 오목부는 대표적으로는 편광판의 외측 가장자리에 형성되기 때문에, 용융 절단부는 편광판의 외측 가장자리에 포함된다. 관통 구멍은 대표적으로는 편광판의 외측 가장자리로부터 소정의 거리 이간된 위치에 형성되기 때문에, 용융 절단부는 편광판의 단부에 포함될 수 있다. 단부 이외의 관통 구멍(예컨대, 도 4 및 도 5의 자동차의 미터 패널에 대응한 형상에서의 중심부의 관통 구멍)은 레이저 가공에 의해 형성되어도 되고, 펀칭 또는 엔드 밀 가공에 의해 형성되어도 된다. 물론, 이형(이형 가공부)의 형상은 도시예에 한정되지 않는다. 예컨대, 관통 구멍의 형상은, 도시예의 대략 원형 이외에 목적에 따라서 임의의 적절한 형상(예컨대, 타원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 팔각형)이 채용될 수 있다. 또한, 관통 구멍은 목적에 따라 임의의 적절한 위치에 마련된다. 또한, 도시예의 형상을 목적에 따라 적절히 조합하여도 된다. 또한, 관통 구멍은 2개 이상(예컨대, 2개, 3개, 4개 또는 그 이상) 형성되어도 된다.

본 발명의 실시형태에서는, 편광판은, 용융 절단부로부터 20㎛ 이내의 영역(이하, 용융 절단부 근방이라고 칭하는 경우가 있음)에서, 파장 530nm에서의 주 투과율 K2가 15% 이하이고, 바람직하게는 10% 이하이며, 보다 바람직하게는 8% 이하이고, 더욱 바람직하게는 6% 이하이며, 특히 바람직하게는 5% 이하이다. 파장 530nm에서의 주 투과율 K2는 작을수록 바람직하고, 그의 하한은 예컨대 1%일 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 실시형태에 따르면, 용융 절단부(실질적으로는 레이저 가공부) 근방이어도, 우수한 광학 특성을 실현할 수 있다. 이것은, 레이저 가공으로 열화한 광학 특성을, 후술하는 가열·가습 처리로 회복시키는 것에 의해 실현할 수 있다. 구체적으로는, 레이저 가공 후 또한 가열·가습 처리 전의 편광판은, 용융 절단부 근방에서의 파장 530nm에서의 주 투과율 K2가 50%를 초과하는(편광 기능의 상당한 부분이 소실되어 있음)바, 가열·가습 처리에 의해 상기 범위까지 광학 특성(실질적으로는, 편광도)을 회복시킬 수 있다. 또한, 주 투과율 K2는, 측정광으로서 직선 편광을 이용하고, 편광 방향을 편광자의 흡수축 방향에 맞추어 1매의 편광판에 직선 편광을 통과시켰을 때의 투과율이다.

편광판은, 용융 절단부 근방에서의 파장 730nm에서의 주 투과율 K2가, 예컨대 40% 이하이고, 바람직하게는 10%~40%이며, 보다 바람직하게는 10%~30%이며, 더욱 바람직하게는 15%~25%이다. 레이저 가공 후 또한 가열·가습 처리 전의 편광판은, 용융 절단부 근방에서의 파장 730nm에서의 주 투과율 K2가 약 70%(편광 기능의 대부분이 소실되어 있음)인바, 가열·가습 처리에 의해 상기 범위까지 광학 특성(실질적으로는 편광도)을 회복시킬 수 있다.

편광판은, 용융 절단부 근방에서의 파장 480nm에서의 주 투과율 K2가, 예컨대 5% 미만이고, 바람직하게는 4% 이하이며, 보다 바람직하게는 3% 이하이고, 더욱 바람직하게는 2% 이하이다. 파장 480nm에서의 주 투과율 K2의 하한은, 예컨대 0.5%일 수 있다. 레이저 가공 후 또한 가열·가습 처리 전의 편광판은, 용융 절단부 근방에서의 파장 480nm에서의 주 투과율 K2가 약 5%인바, 가열·가습 처리에 의해 상기 범위까지 광학 특성(실질적으로는, 편광도)을 회복시킬 수 있다.

편광판은, 용융 절단부 근방 이외의 부분에서의 파장 730nm에서의 주 투과율 K2가, 바람직하게는 10% 이하이고, 보다 바람직하게는 8% 이하이며, 더욱 바람직하게는 7% 이하이다. 파장 530nm에서의 주 투과율 K2의 하한은, 예컨대 2%일 수 있다. 이와 같이, 용융 절단부 근방 이외의 부분(편광판의 화상 표시에 관여하는 실질적으로 모든 부분)에서는, 우수한 광학 특성(실질적으로는, 편광도)이 유지되고 있다. 또한, 본 명세서에서 '용융 절단부 근방 이외의 부분'이란, 용융 절단부로부터 예컨대 20㎛를 초과하는 영역, 또한 예컨대 50㎛를 초과하는 영역, 또한 예컨대 500㎛를 초과하는 영역, 또한 예컨대 1㎜를 초과하는 영역을 의미한다.

편광판은, 용융 절단부 근방에서의 주 투과율 K1이, 파장 480nm, 파장 530nm 및 파장 730nm 중 어느 것에서도, 예컨대 90% 이상일 수 있다. 레이저 가공 후 또한 가열·가습 처리 전의 편광판은, 용융 절단부 근방에서의 파장 480nm에서의 주 투과율 K1이 약 80%인바, 가열·가습 처리에 의해 상기 범위까지 광학 특성(실질적으로는, 편광도)을 회복시킬 수 있다. 또한, 레이저 가공 후 또한 가열·가습 처리 전의 편광판에서, 용융 절단부 근방에서의 파장 530nm 및 파장 730nm에서의 주 투과율 K1은 약 90%이며, 원래 레이저 가공에 의한 광학 특성의 열화가 적다. 주 투과율 K1은, 측정광으로서 직선 편광을 이용하고, 편광 방향을 편광자의 투과축 방향에 맞추어 1매의 편광판에 직선 편광을 통과시켰을 때의 투과율이다.

편광판은, 용융 절단부 근방에서, 편광자(10)의 두께가 다른 부분보다도 큰 두께부(12)가 형성되어 있다. 두께부(12)는 대표적으로는 레이저 가공에 의한 팽창에 의해 형성되기 때문에, 팽창부라고 칭하여도 된다. 두께부의 두께는 편광자의 두께에 따라 변화할 수 있다. 두께부의 두께는 두께부 이외의 부분의 편광자의 두께에 대하여, 예컨대 110% 이상이어도 되고, 또한 예컨대 120%~250%이어도 되며, 또한 예컨대 150%~200%이어도 된다. 두께부(12)의 면내 방향의 길이에 대해서는, 두께부(12)는 편광판의 외측 가장자리(단면(端面)) 및/또는 관통 구멍의 외측 가장자리(단면)로부터 예컨대 50㎛까지의 영역에 형성되어도 되고, 또한 예컨대 30㎛까지의 영역에 형성되어도 되며, 또한 예컨대 20㎛까지의 영역에 형성되어도 된다. 두께부(12)의 길이는, 편광자의 흡수축의 연장되는 방향의 길이이어도 되고, 편광자의 흡수축 방향과 교차(대표적으로는, 직교)하는 방향의 길이이어도 된다. 또한, 위에서 설명한 길이는, 편광자의 흡수축 방향과 실질적으로 직교하는 방향의 길이이다.

편광판은 시인 측 편광판으로서 이용되어도 되고, 배면 측 편광판으로서 이용되어도 된다. 또한, 편광판은 목적에 따라 임의의 적절한 광학 기능층을 더욱 갖고 있어도 된다. 광학 기능층으로서는, 예컨대, 위상차층, 터치 패널용 도전층, 반사형 편광자를 들 수 있다. 실용적으로는, 편광판에는 화상 표시 패널 측의 최외층으로서 점착제층이 마련되고, 편광판은 화상 표시 패널에 첩합 가능하게 되어 있다.

A-2. 편광자

편광자는 대표적으로는 이색성(二色性) 물질(예컨대, 요오드, 이색성 염료)을 포함하는 수지 필름으로 구성된다. 수지 필름으로서는, 편광자로서 이용될 수 있는 임의의 적절한 수지 필름을 채용할 수 있다. 수지 필름은, 대표적으로는, 폴리비닐알코올계 수지(이하, 'PVA계 수지'라고 칭함) 필름이다. 수지 필름은, 단층의 수지 필름이어도 되고, 2층 이상의 적층체여도 된다.

단층의 수지 필름으로 구성되는 편광자의 구체예로서는, PVA계 수지 필름에 요오드에 의한 염색 처리 및 연신 처리(대표적으로는 1축 연신)가 실시된 것을 들 수 있다. 상기 요오드에 의한 염색은, 예컨대, PVA계 필름을 요오드 수용액에 침지하는 것에 의해 행해진다. 상기 1축 연신의 연신 배율은, 바람직하게는 3~7배이다. 연신은 염색 처리 후에 행하여도 되고, 염색하면서 행하여도 된다. 또한, 연신 하고 나서 염색하여도 된다. 필요에 따라 PVA계 수지 필름에 팽윤 처리, 가교 처리, 세정 처리, 건조 처리 등이 실시된다. 예컨대, 염색 전에 PVA계 수지 필름을 물에 침지하여 수세함으로써, PVA계 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있을 뿐만 아니라, PVA계 수지 필름을 팽윤시켜 염색 얼룩 등을 방지할 수 있다.

적층체를 이용하여 얻어지는 편광자의 구체예로서는, 수지 기재와 당해 수지 기재에 적층된 PVA계 수지층(PVA계 수지 필름)과의 적층체, 혹은, 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 도포 하고, 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. 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 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 박리하여 당해 박리면에 목적에 따른 임의의 적절한 보호층을 적층하여 이용하여도 된다. 이와 같은 편광자의 제조 방법의 상세는, 예컨대 일본 공개특허공보 2012-73580호, 일본 특허공보 제6470455호에 기재되어 있다. 이들 특허문헌의 기재는, 본 명세서에 참고로서 원용된다.

편광자(두께부를 제외함)의 두께로서는, 목적에 따라서 임의의 적절한 두께가 채용될 수 있다. 편광자의 두께는 바람직하게는 20㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 15㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 12㎛ 이하이고, 특히 바람직하게는 10㎛ 이하이며, 더욱 특히 바람직하게는 8㎛ 이하이고, 그 중에서도 바람직하게는 6㎛ 이하이며, 가장 바람직하게는 5㎛ 이하이다. 편광자의 두께의 하한은 바람직하게는 2㎛이고, 보다 바람직하게는 1㎛이다.

A-3. 보호층

보호층은, 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, 환상 올레핀계(예컨대, 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 밖에도, 예컨대, 실록산계 폴리머 등의 유리질계 폴리머도 들 수 있다. 또한 일본 공개특허공보 2001-343529호(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. 범용성, 광학 특성, 다양한 물리적 및 화학적 특성의 관점에서, 보호층은 바람직하게는 TAC, 환상 올레핀계 수지, 또는 (메트)아크릴계 수지의 필름으로 구성될 수 있다. 본 발명의 실시형태에서는, 보호층이 환상 올레핀계 수지 필름으로 구성되는 경우에 효과가 현저하다. 즉, 환상 올레핀계 수지 필름은 레이저 조사에 의해 절단하기 어렵기 때문에, 레이저의 출력을 올리는, 절단 시간(조사 시간)을 길게 하는 등의 필요가 있다. 그 결과, 옐로우 밴드가 현저해지는 경향이 있다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 옐로우 밴드가 현저한 환상 올레핀계 수지 필름의 보호층을 포함하는 편광판이어도, 후술하는 가열·가습 처리에 제공하는 것에 의해 열화된 광학 특성을 회복시킬 수 있기 때문에, 최종적으로 옐로우 밴드가 억제된 편광판을 얻을 수 있다.

편광판이 화상 표시 장치의 시인 측에 배치되는 경우, 화상 표시 패널과 반대 측에 배치되는 보호층(21)에는, 필요에 따라 하드 코트 처리, 반사 방지 처리, 스티킹 방지 처리, 안티글레어 처리 등의 표면 처리가 실시되어 있어도 된다. 또한/혹은, 보호층(21)에는, 필요에 따라, 편광 선글라스를 통하여 시인하는 경우의 시인성을 개선하는 처리(대표적으로는, (타)원편광 기능을 부여하는 것, 초고위상차를 부여하는 것)가 실시되어 있어도 된다.

편광판이 화상 표시 장치에 적용된 경우에 화상 표시 패널 측에 배치되는 보호층(22)은 광학적으로 등방성인 것이 바람직하다. 본 명세서에서 '광학적으로 등방성인'이란, 면내 위상차 Re(550)이 0nm∼10nm이고, 두께 방향의 위상차 Rth(550)이 -10nm∼+10nm인 것을 말한다. 여기서, 'Rth(λ)'는 23℃에서의 파장 λnm의 광으로 측정한 두께 방향의 위상차이다. 예컨대, 'Rth(550)'은 23℃에서의 파장 550nm의 광으로 측정한 두께 방향의 위상차이다. Rth(λ)는 층(필름)의 두께를 d(nm)로 하였을 때, 식: Rth(λ)=(nx-nz)×d에 의해 구하여진다. nz는 두께 방향의 굴절률이다.

보호층(21 및 22)의 두께는 각각 임의의 적절한 두께가 채용될 수 있다. 보호층의 두께는, 예컨대 10㎛~90㎛이고, 바람직하게는 20㎛~80㎛이며, 보다 바람직하게는 20㎛~60㎛이고, 더욱 바람직하게는 20㎛~40㎛이다. 또한, 표면 처리가 실시되어 있는 경우, 보호층의 두께는 표면 처리층의 두께를 포함한 두께이다.

B. 편광판의 제조 방법

본 발명의 실시형태에 따른 편광판은 레이저 가공한 편광판을 가열·가습 처리에 제공하는 것에 의해, 레이저 가공에 의해 열화한 광학 특성을 회복시키는 것에 의해 실현될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시형태는 이와 같은 가열·가습 처리를 포함하는 편광판의 제조 방법도 포함한다. 본 발명의 실시형태에 따른 편광판의 제조 방법은 편광판의 단부를 레이저 가공하는 것, 및 레이저 가공된 편광판을 가열·가습 처리하는 것을 포함한다. 이하, 레이저 가공 및 가열·가습 처리에 대하여 구체적으로 설명한다.

B-1. 레이저 가공

본 발명의 실시형태에서는, 편광판의 단부를 레이저 가공하는 것에 의해, 대표적으로는 이형을 형성한다. 레이저 가공에 이용되는 레이저 광원으로서는, 대표적으로는, 발진하는 레이저 광의 파장이 적외역의 9㎛~11㎛인 CO₂ 레이저 광원을 포함하는 적외선 레이저가 채용될 수 있다. 이와 같은 레이저 광원은 높은 생산성을 실현할 수 있다. 적외선 레이저는, 수 10W급의 파워를 용이하게 얻을 수 있고, 또한, 편광판을 적외선 흡수에 수반하는 분자 진동에 의해 효율적으로 발열시킴으로써, 물질의 상전이에 수반하는 에칭을 일으키는 것이 가능하다.

레이저 광원으로서, 발진하는 레이저 광의 파장이 약 5㎛인 CO 레이저 광원을 이용하여도 된다. 또한, 레이저 광원으로서, 근적외선(NIR), 가시광선(Vis) 및 자외선(UV) 펄스 레이저 광원을 이용하여도 된다. NIR, Vis 및 UV 펄스 레이저 광원으로서는, 발진하는 레이저 광의 파장이 1064nm, 532nm, 355nm, 349nm 또는 266nm(Nd: YAG, Nd: YLF, 또는 YVO₄를 매질로 하는 고체 레이저 광원의 고차 고조 파)인 것, 발진하는 레이저 광의 파장이 351nm, 248nm, 222nm, 193nm 또는 157nm인 엑시머 레이저 광원, 발진하는 레이저 광의 파장이 157nm인 F2 레이저 광원을 예시할 수 있다.

레이저 광원의 발진 형태로서는, 편광판의 열 데미지를 억제하는 관점에서, 연속파(CW)보다 펄스 발진이 바람직하다. 펄스 폭은 10펨토초(10^-14초)~1밀리초(10^-3초)의 범위에서 적절히 설정될 수 있다. 펄스의 반복 주파수는 바람직하게는 1kHz~1,000kHz이고, 보다 바람직하게는 10kHz~500kHz이다. 2종류 이상의 펄스 폭을 설정하여 가공하는 것도 가능하다.

레이저 광의 편광 상태에 관한 제한은 없다. 구체적으로는, 직선 편광, 원편광, 랜덤 편광 중 어느 것이어도 적용 가능하다. 레이저 광의 공간 강도 분포에도 제한은 없다. 레이저 광은 바람직하게는 가우시안 빔이다. 양호한 집광성을 나타내고, 작은 스폿화가 가능하며, 생산성 향상을 기대할 수 있기 때문이다. 레이저 광은, 목적에 따라서, 회절 광학 소자나 비구면 렌즈 등을 이용하여 플랫톱 빔으로 성형되어 있어도 된다.

레이저 광의 조사 횟수는, 목적에 따라 적절히 설정될 수 있다. 소망하는 형상으로 절단 가공할 수 있으면, 레이저 광을 목적의 형상에 따라 1회만 조사하여도 되고, 복수 회 조사하는 것에 의해 소망하는 절단 깊이를 달성하여도 된다. 레이저 광을 복수 회 조사하는 경우에는, 각 회의 조건은 동일하여도 되고 상이하여도 된다.

레이저 광의 주사 양식은 목적에 따라 적절히 설정될 수 있다. 구체예로서는, XY 정밀 스테이지 등의 스테이지 구동계, 갈바노 스캐너나 폴리곤 스캐너 등의 광 스캔계, 혹은 이들의 조합(다축 동기 제어)을 들 수 있다. 이들을 적절히 선택 및/또는 조합하는 것에 의해, 워크(편광판)와 레이저 광의 상대 위치를 소정의 속도로 변경할 수 있다. 또한, 메카 셔터나 AOM(음향 광학 소자) 등을 이용하여 레이저 조사를 온·오프 제어하는 것에 의해, 소망하는 형상으로 가공하는 것이 가능해진다. 레이저 광의 주사 속도는 목적(예컨대, 편광판의 두께, 보호층의 구성, 소망하는 형상)에 따라 적절히 설정될 수 있다.

레이저 광의 집광 스폿 직경(결과로서, 절단 폭)은 목적에 따라 적절히 설정될 수 있다. 집광 스폿 직경은, 예컨대 Fθ 렌즈 등의 대물 렌즈에 의해 레이저 광을 집광하는 것에 의해, 소망하는 직경 또는 범위로 조정될 수 있다. 이와 같은 구성이면, 가공 효율을 향상시킬 수 있고, 또한 열 데미지를 억제할 수 있다. 집광 스폿 직경은, 바람직하게는 500㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 300㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 200㎛ 이하이고, 특히 바람직하게는 100㎛ 이하이다. 집광 스폿 직경은, 예컨대, 피크 강도값과 비교하여 1/e²의 강도까지 감쇠한 위치에서의 레이저 광의 직경으로서 정의될 수 있다. 또한, 갈바노 스캐너를 이용하는 경우는, 워크(편광판)에 대하여 수직으로 레이저 광을 낙사할 목적으로, 텔레센트릭 Fθ 렌즈를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 소망하는 집광 스폿 직경(결과로서, 절단 폭)을 얻기 위해, 레이저 발진기 출사단으로부터 대물 렌즈의 광로까지의 사이에, 빔 직경을 조정하는 빔 익스팬드 유닛이 이용되어도 된다.

레이저 출력은 가공 대상이 되는 편광판의 두께나 성상에 따라 적절히 설정될 수 있다. 예컨대 레이저 광원으로서 CO₂ 레이저를 이용하는 경우, 출력은, 바람직하게는 5W~300W이고, 보다 바람직하게는 20W~200W이다.

레이저 조사에는, 2종류 이상의 레이저를 이용하여도 된다. 이 경우, 2종류 이상의 레이저를 동시에 조사하여도 되고, 순차적으로 조사하여도 된다.

B-2. 가열·가습 처리

본 발명의 실시형태에서는, 상기한 바와 같이, 레이저 가공된 편광판을 가열·가습 처리하는 것에 의해, 레이저 가공에 의해 열화한 편광판의 광학 특성을 회복시킬 수 있다. 가열·가습 처리는, 통상적으로, 편광판의 내구성 시험으로서 행해진다. 통상의 편광판을 가열·가습 처리에 제공한다고 하는 것은, 편광판의 광학 특성이 열화되는(열화 정도를 내구성의 지표로 하는) 것이 전제가 되고 있다. 바꾸어 말하면, 가열·가습 처리에 의해 편광판의 광학 특성이 열화되는 것은, 당업계의 기술 상식이다. 한편, 본 발명자들은, 레이저 가공에 의해 광학 특성이 열화된 편광판을 가열·가습 처리에 제공하는 것에 의해, 당해 열화된 광학 특성을 회복시킬 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉, 본 발명은 당업계의 기술 상식과 역방향의 기술적 사상에 기초하여 이루어진 것으로, 그의 효과는 예기치 않은 우수한 효과이다. 가열·가습 처리에서의 가열 온도는, 예컨대 40℃∼70℃이어도 되고, 또한 예컨대 50℃∼70℃이어도 되며, 또한 예컨대 55℃∼70℃이어도 되고, 또한 예컨대 60℃~70℃이어도 되며, 예컨대 62℃~68℃이어도 되고, 예컨대 약 65℃이어도 된다. 가열 온도가 과도하게 높거나 과도하게 낮아도, 광학 특성을 충분히 회복시킬 수 없는 경우가 있다. 가열·가습 처리에서의 습도는, 예컨대 85%RH~99%RH이어도 되고, 또한 예컨대 85%RH~95%RH이어도 되며, 또한 예컨대 87%RH~93%RH이어도 되고, 또한 예컨대, 88%RH~92%RH이어도 되며, 또한 예컨대 약 90%RH이어도 된다. 습도가 과도하게 높거나 과도하게 낮아도 광학 특성을 충분히 회복시킬 수 없는 경우가 있다. 처리 시간은 예컨대 20분 이상이어도 되고, 또한 예컨대 25분 이상이어도 되며, 또한 예컨대 30분 이상이어도 된다. 처리 시간의 상한은, 예컨대 5시간이어도 되고, 예컨대 2시간이어도 되며, 또한 예컨대 1시간이어도 된다. 처리 시간이 과도하게 짧으면, 광학 특성을 충분히 회복시킬 수 없는 경우가 있다. 한편, 처리 시간이 과도하게 길면, 회복한 광학 특성이 재차 열화되어 버리는 경우가 있다. 구체적으로는, 재차 편광 해소되어 버리는 경우가 있다.

이상과 같이 하여, 용융 절단부(대표적으로는, 레이저 가공부)를 포함함에도 불구하고, 당해 용융 절단부 근방이 우수한 광학 특성을 유지하고, 옐로우 밴드가 현저하게 억제되어 있는 편광판이 제작될 수 있다. 또한, 편광판은 소정의 구성에 따라 임의의 적절한 방법에 의해 제작될 수 있기 때문에, 편광판 자체의 제조 방법의 상세는 생략한다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다.

[실시예 1]

1. 편광자 제작

두께 30㎛의 폴리비닐알코올 필름을, 속도비가 상이한 롤 사이에서, 30℃, 0.3% 농도의 요오드 용액 중에서 1분간 염색하면서, 3배까지 연신하였다. 그 후, 60℃, 4% 농도의 붕산, 10% 농도의 요오드화칼륨을 포함하는 수용액 중에, 0.5분간 침지하면서 총 연신 배율이 6배까지 연신하였다. 이어서, 30℃, 1.5% 농도의 요오드화칼륨을 포함하는 수용액 중에 10초간 침지함으로써 세정한 후, 50℃에서 4분간 건조를 행하여 두께 12㎛의 편광자를 얻었다.

2. 편광판의 제작

상기에서 얻어진 편광자의 한쪽 면에 HC-TAC 필름(두께 32㎛)을 폴리비닐알코올계 접착제에 의해 첩합시켰다. 또한, HC-TAC 필름은, 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 필름(두께 25㎛)에 하드 코트(HC)층(두께 7㎛)이 형성된 필름이며, TAC 필름이 편광자 측이 되도록 하여 첩합시켰다. 또한, 편광자의 다른 쪽면에 환상 올레핀계 수지(COP) 필름을 상기와 마찬가지로 하여 첩합시켰다. 이와 같이 하여, 보호층(HC-TAC 필름)/편광자/보호층(COP 필름)의 구성을 포함하는 편광판을 얻었다.

3. 레이저 가공

얻어진 편광판을 레이저 조사하여 절단하는 것에 의해, 148mm×70mm의 사이즈로, 짧은변의 한쪽에 곡률 반경 2mm의 U자 노치가 형성된 편광판을 얻었다. 레이저 조사의 조건은 이하와 같았다.

레이저의 종류: CO₂ 레이저

레이저 광의 파장: 9.4㎛

출력：48W

주사 속도: 500mm/초

4. 가열·가습 처리

상기 3.에서 얻어진 레이저 가공된 편광판을 가열·가습 처리에 제공하였다. 구체적으로는, 당해 편광판을, 65℃·90%RH로 설정한 챔버에 30분간 투입하고, 가열·가습 처리하였다. 이와 같이 하여, 본 실시예의 편광판을 얻었다.

5. 평가

(1) 주 투과율 K2

얻어진 편광판에 대하여, 레이저 조사에 의한 절단부(직선 부분)로부터 15㎛의 위치의 주 투과율 K2를 크락 테크놀로지(CRAIC Technologies)사 제조 '308PV'를 이용하여 측정하였다. 구체적으로는, 측정광으로서 직선 편광을 이용하고, 편광 방향을 편광자의 흡수축 방향에 맞추어 1매의 편광판에 직선 편광을 통과시켰을 때의 투과율을 측정 하였다. 480nm, 530nm 및 730nm의 각각의 파장의 광으로 측정하였다. 또한, 본 실시예의 편광판에 대해서는, 중앙부의 주 투과율 K2에 대해서도 아울러 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

(2) 크랙

얻어진 편광판의 이형 가공부(레이저 조사에 의한 절단부)의 상태를 육안으로 관찰하고, 이하의 기준으로 평가하였다.

○(양호): 50㎛ 이상의 크랙은 확인되지 않았다

×(불량): 50㎛ 이상의 크랙이 확인되었다

[비교예 1]

실시예 1의 1. 및 2.와 마찬가지로 하여 편광판을 제작하였다. 이 편광판을, 펀칭날을 구비한 재단기에 의해, 실시예 1과 동일한 형상으로 펀칭하였다. 펀칭한 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[비교예 2]

가열·가습 처리를 행하지 않았던 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 편광판을 제작하였다. 얻어진 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 즉, 실시예 1의 3.에서 얻어진 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[비교예 3]

가열·가습 처리의 처리 시간을 12시간으로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 편광판을 제작하였다. 얻어진 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

실시예 1, 비교예 2 및 비교예 3과 비교예 1을 비교하면 명백한 바와 같이, 레이저 조사에 의한 절단에 의해 이형을 형성하는 것에 의해, 당해 이형에서의 크랙을 억제할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 1과 비교예 2를 비교하면 명백한 바와 같이, 가열·가습 처리를 행하는 것에 의해, 레이저 가공(레이저 조사에 의한 절단)에 의해 열화된 광학 특성을 회복시킬 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 1과 비교예 3을 비교하면 명백한 바와 같이, 가열·가습 처리의 시간이 과도하게 길어지면, 일단 회복한 광학 특성이 재차 열화되는 것을 알 수 있다.

본 발명의 실시형태에 따른 편광판은 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치 및 무기 EL 표시 장치 등의 화상 표시 장치에 적합하게 이용되고, 특히 편광판에 이형 이 요구되는 용도(예컨대, 카메라를 탑재한 화상 표시 장치; 스마트 워치, 차재용 화상 표시 장치 등의 전체 형상이 이형의 화상 표시 장치)에서 적합하게 이용될 수 있다.

10 편광자
12 두께부
21 보호층
22 보호층
100 편광판

Claims (9)

1. 편광자와, 상기 편광자의 적어도 한쪽에 배치된 보호층을 포함하고,
   용융 절단부를 포함하며,
   상기 용융 절단부로부터 20㎛ 이내의 영역에서, 파장 530nm에서의 주 투과율 K2가 15% 이하인, 편광판.
2. 제1항에 있어서,
   상기 용융 절단부가 레이저 가공부인, 편광판.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 용융 절단부에, 상기 편광자의 두께가 다른 부분보다도 큰 두께부가 형성되어 있는, 편광판.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 용융 절단부로부터 20㎛ 이내의 영역에서, 파장 730nm에서의 상기 주 투과율 K2가 40% 이하인 편광판.
5. 제4항에 있어서,
   상기 용융 절단부로부터 20㎛ 이내의 영역에서, 파장 730nm에서의 상기 주 투과율 K2가 10% 이상인, 편광판.
6. 제5항에 있어서,
   상기 용융 절단부로부터 20㎛ 이내의 영역 이외의 부분에서, 파장 730nm에서의 상기 주 투과율 K2가 10% 이하인, 편광판.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 편광자의 두께가 20㎛ 이하인, 편광판.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 용융 절단부에 의해 이형(異形)이 형성되어 있는, 편광판.
9. 제1항 또는 제2항에 기재된 편광판의 제조 방법으로서,
   상기 편광판의 단부를 레이저 가공하는 것, 및
   상기 레이저 가공된 편광판을, 40℃∼70℃ 및 85%RH∼99%RH의 환경하에서 20분 이상 처리하는 것을 포함하는,
   제조 방법.
   

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