KR20220149757A - 편광판, 점착제층 부착 편광판 및 화상 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
[해결수단] 광학 기능층과, 제1 점착제층과, 편광자와, 보호 필름을 이 순으로 가지며, 상기 제1 점착제층은 상기 편광자의 한쪽 면에 접하여 형성되고, 상기 편광자의 수축력이 2.3 N/2 mm 이하이며, 상기 편광자는 폴리비닐알코올계 수지 및 붕소를 포함하고, 또한, 붕소의 함유량이 2.6 질량% 이상 4.3 질량% 이하이며, 상기 제1 점착제층은, 온도 85℃ 상대 습도 0% RH의 인장 탄성률이 0.2 MPa 이상, 온도 40℃ 상대 습도 92% RH의 투습도가 250 g/(㎡·24시간) 이하인 편광판.
Description
본 발명은, 편광판, 점착제층 부착 편광판 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 휴대전화나 태블릿 단말 등의 보급이 진행되고, 화상 표시 장치로서 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치(OLED)가 널리 이용되게 되었다. 또한, 표시 장치의 박형화에 따라, 이용하는 편광판 등의 각 부재의 박형화가 요구되고 있다.
편광판은, 통상 편광 필름의 양면에 보호 필름을 적층한 것이 사용되고 있다.
편광판의 박형화에 따라, 편광 필름이나 보호 필름에 관한 박막화가 검토되고 있지만, 또한 보호 필름을 한쪽 면에만 적층한 편면 보호 필름 편광판을 이용함으로써 박막화를 실현하는 방법이 제안되어 있다.
이러한 박막화에 따라, 종래의 요오드로 폴리비닐알코올계 수지를 염색한 편광 필름을 포함하는 편광판에서는, 고온 고습 환경하에서 편광 필름의 단부의 요오드 빠짐이 문제가 되고 있다. 편광 필름에 있어서 요오드 빠짐이 생기는 영역은 표시 영역으로 할 수 없기 때문에 표시 영역의 감소를 생기게 한다.
일본특허공개 제2019-159311호 공보(특허문헌 1)에서는, 편광 필름의 한쪽 면에 형성되어 있는 점착제층의 투습도를 조정하는 것에 의해, 고온 고습하에서의 요오드 빠짐을 억제하는 기술이 개시되어 있다.
본 발명은, 습열 환경하(고온 고습 환경하)에서도 표시 영역의 저감이 억제된 편광판, 또한 표시 소자를 접착하기 위한 점착제층을 형성한 점착제층 부착 편광판, 및 상기 편광판을 구비한 화상 표시 장치를 제공하는 것 목적으로 한다.
본 발명은, 이하에 예시하는 편광판, 점착제층 부착 편광판, 및 이들을 구비한 화상 표시 장치를 제공한다.
[1] 광학 기능층과, 제1 점착제층과, 편광자와, 보호 필름을 이 순으로 가지며, 상기 제1 점착제층은 상기 편광자의 한쪽 면에 접하여 형성되고,
상기 편광자의 수축력이 2.3 N/2 mm 이하이며,
상기 편광자는 폴리비닐알코올계 수지 및 붕소를 포함하고, 또한, 붕소의 함유량이 2.6 질량% 이상 4.3 질량% 이하이며,
상기 제1 점착제층은, 온도 85℃ 상대 습도 0% RH의 인장 탄성률이 0.2 MPa 이상, 또한 온도 40℃ 상대 습도 92% RH의 투습도가 250 g/(㎡·24시간) 이하인 편광판.
[2] 상기 제1 점착제층은 고무계 수지를 포함하는 점착제 조성물로 형성되는, [1]에 기재된 편광판.
[3] 상기 광학 기능층은 휘도 향상 필름 또는 위상차층인, [1] 또는 [2]에 기재된 편광판.
[4] 상기 편광자는 두께가 10 μm 이하인, [1]∼[3]의 어느 한 항에 기재된 편광판.
[5] 상기 제1 점착제층은 두께가 20 μm 이하인, [1]∼[4]의 어느 한 항에 기재된 편광판.
[6] 상기 보호 필름은 온도 40℃ 상대 습도 92% RH의 투습도가 200 g/(㎡·24시간) 이상인, [1]∼[5]의 어느 한 항에 기재된 편광판.
[7] [1]∼[6]의 어느 한 항에 기재된 편광판과, 상기 편광판의 적어도 한쪽 면에 형성된 제2 점착제층을 갖는, 점착제층 부착 편광판.
[8] [7]에 기재된 점착제층 부착 편광판과, 표시 소자를 가지며,
상기 제2 점착제층을 통해 상기 표시 셀에 상기 편광판이 접합되어 있는 화상 표시 장치.
본 발명에 의하면, 습열 환경하에서도 표시 영역의 저감이 억제된 편광판, 점착제층 부착 편광판, 및 상기 편광판을 구비한 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 제1 실시형태에 관한 편광판 및 점착제층 부착 편광판의 개략 단면도이다.
도 2는 제2 실시형태에 관한 편광판 및 점착제층 부착 편광판의 개략 단면도이다.
도 3은 습열 내구 시험후에 생길 수 있는 필름 어긋남과 탈색을 모식적으로 도시하는 개략 단면도이다.
도 2는 제2 실시형태에 관한 편광판 및 점착제층 부착 편광판의 개략 단면도이다.
도 3은 습열 내구 시험후에 생길 수 있는 필름 어긋남과 탈색을 모식적으로 도시하는 개략 단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명에 관한 광학 적층체의 실시형태를 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것이 아니다. 이하의 모든 도면에 있어서는, 각 구성 요소를 이해하기 쉽게 하기 위해 축척을 적절히 조정하여 도시하고 있고, 도면에 도시된 각 구성 요소의 축척과 실제의 구성 요소의 축척은 반드시 일치하는 것은 아니다. 또한, 도시는 하지 않지만, 편광자(10)와 보호 필름(12)은 적당한 접합층을 통해 접합되어 있어도 좋다.
[편광판]
<제1 실시형태>
도 1에 본 발명의 제1 실시형태에 관한 편광판의 개략 단면도를 도시한다. 편광판(101)은, 광학 기능층(13)과, 제1 점착제층(14)과, 편광자(10)와, 보호 필름(12)을 이 순으로 포함한다. 제1 점착제층(14)은, 편광자(10)의 한쪽 면에 접하도록 적층되어 있다. 점착제층 부착 편광판(101')은, 편광판(101)과, 편광판(101)의 보호 필름(12)측의 면에 형성된 제2 점착제층(15)을 구비한다. 편광판(101)은, 제2 점착제층(15)을 통해 표시 소자에 접합할 수 있다.
편광판(101)은, 예컨대, 직선 편광판, 원편광판 등이어도 좋다. 원편광판은 타원편광판이어도 좋다. 직선 편광판은, 액정 표시 소자의 시인측 및 배면측의 양쪽에 이용할 수 있다. 편광판(101)은, 예컨대, 광학 기능층(13)으로서 휘도 향상 필름을 구비하는 구성으로 하고, 직선 편광판으로서 액정 표시 소자의 배면측에 이용할 수 있다.
편광판(101)의 두께는, 통상 5 μm 이상이며, 20 μm 이상이어도 좋고, 25 μm 이상이어도 좋고, 30 μm 이상이어도 좋다. 또한, 편광판(101)의 두께는, 80 μm 이하인 것이 바람직하고, 60 μm 이하인 것이 보다 바람직하다.
<제2 실시형태>
도 2에 본 발명의 제2 실시형태에 관한 편광판의 개략 단면도를 도시한다. 편광판(102)은, 광학 기능층(13)과, 제1 점착제층(14)과, 편광자(10)와, 보호 필름(12)을 이 순으로 포함한다. 제1 점착제층(14)은, 편광자(10)의 한쪽 면에 접하도록 적층되어 있다. 점착제층 부착 편광판(102')은, 편광판(102)과, 편광판(102)의 광학 기능층(13)측의 면에 형성된 제2 점착제층(15)을 구비한다. 편광판(102)은, 제2 점착제층(15)을 통해 표시 소자에 접합할 수 있다. 도시는 하지 않지만, 편광자(10)와 보호 필름(12)의 사이에 있어도 좋은 접합층은, 편광판(101)의 경우와 동일하다.
편광판(102)은, 예컨대, 직선 편광판, 원편광판 등이어도 좋다. 원편광판은 타원편광판이어도 좋다. 원편광판은, 반사 방지 필름으로서 유기 EL 표시 소자의 시인측에 이용할 수 있다. 편광판(102)은, 예컨대, 광학 기능층(13)으로서 위상차층을 구비하는 구성으로 하고, 원편광판으로서 유기 EL 표시 소자의 시인측에 이용할 수 있다.
편광판(102)의 두께는, 통상 5 μm 이상이며, 20 μm 이상이어도 좋고, 25 μm 이상이어도 좋고, 30 μm 이상이어도 좋다. 또한, 편광판(101)의 두께는, 80 μm 이하인 것이 바람직하고, 60 μm 이하인 것이 보다 바람직하다.
<편광자>
편광자(10)는, 자연광 등의 비편광 광선으로부터 직선 편광을 선택적으로 투과시키는 기능을 갖는 것이다. 본 발명의 편광판에 있어서, 편광자(10)는 폴리비닐알코올계 수지 및 붕소를 포함한다. 전형적으로는, 편광자(10)는 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 필름, 바람직하게는, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 필름에 포함되는 폴리비닐알코올계 수지를 배향시키고, 또한 이색성 색소를 흡착시킨 것이다. 폴리비닐알코올계 수지를 배향시키기 위해서는, 이 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 필름을 연신하는 것이, 조작 자체가 용이하기 때문에 바람직하다. 색소를 배향하고 있는 폴리비닐알코올계 수지와 같이, 이방성이 있는 매질 중에 분산시키면, 어떤 방향에서는 착색하여 보이고, 그것과 수징인 방향에서는 거의 무색으로 보이는 경우가 있다. 이러한 현상을 나타내는 색소를 이색성 색소라고 한다. 이색성 색소로는, 요오드가 적합하게 이용된다. 이색성 색소를 흡착시킨 폴리비닐알코올계 수지계 연신 필름으로서, 단체의 폴리비닐알코올계 수지 필름에 이색성 색소를 흡착·연신하여 얻어지는 편광자 외에, 예컨대, 일본특허공개 제2012-73563호 공보에 기재되어 있는 바와 같은, 에스테르계 열가소성 수지 기재와 같은 기재 필름(열가소성 수지 필름) 상에, 폴리비닐알코올계 수지층과 같은 수지층을 형성하고, 이 수지층을 기재마다 연신하고 나서, 이색성 색소를 흡착·배향하도록 하여, 편광자를 제조할 수도 있다. 이러한 방법에 의해 얻어지는 편광자를 이하 「연신층」이라고 하기도 한다. 한편, 이 연신층을 제조하기 위한 일반적인 방법에 관해서는 후술한다.
편광자(10)가 연신층인 경우에, 상기에 나타낸 바와 같이 적당한 기재 필름(열가소성 수지 필름)을 이용하여 제조된다는 점에서, 연신층이라고 한 편광자를 기재 필름(열가소성 수지 필름)으로 지지한 구성이 된다. 편광판(101, 102)은, 편광자(10)를 지지하는 기재 필름이 편광자(10)의 보호 필름이 되어 있는 구성이어도 좋다.
편광자(10)는, 수축력이 2.3 N/2 mm 이하이며, 2.1 N/2 mm 이하인 것이 더욱 바람직하다. 편광자(10)의 수축력이 전술한 수치 범위이면, 습열 환경하에서도 편광자(10)의 표시 영역의 저감을 보다 억제할 수 있다. 편광자(10)의 수축력은, 통상 1.0 N/2 mm 이상이다. 편광자(10)의 수축력의 측정은 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의한다. 이러한 편광자(10)의 수축력은, 상기 편광자(10)가 폴리비닐알코올계 수지 필름(층)을 이용하여 제조되는 연신 필름이며, 후술하는 붕소의 함유량에 의해 조정할 수 있다. 또한, 이용하는 이색성 색소의 종류나 그 양에 의해서도 제어할 수 있다.
상기와 같이, 편광자(10)는 폴리비닐알코올계 수지를 포함한다(이하, 이러한 편광자(10)를 「폴리비닐알코올계 수지 함유 편광자」라고 함). 그리고, 붕소, 특히 붕산에 의한 폴리비닐알코올계 수지의 가교로, 그 수축률을 제어할 수 있다. 편광자(10)에 있어서, 붕소의 함유율이 2.6 질량% 이상 4.3 질량% 이하이며, 2.8 질량% 이상 4.0 질량% 이하인 것이 바람직하다. 이 폴리비닐알코올계 수지 함유 편광자의 붕소 함유율은, 폴리비닐알코올계 수지 함유 편광자의 총질량에 대한, 함유하는 붕소의 질량의 비이며, 그 측정 수단은 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의한다.
폴리비닐알코올계 수지 함유 편광자의 붕소 함유율이 전술한 수치 범위인 것에 의해, 습열 환경하에서도 폴리비닐알코올계 수지 함유 편광자의 표시 영역의 저감을 억제할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지 함유 편광자에 있어서, 붕소의 함유율이 적어질수록 습열 환경하에서의 폴리비닐알코올계 수지 함유 편광자의 단부에서의 이색성 색소의 빠짐이 생기기 쉬워진다. 폴리비닐알코올계 수지 함유 편광자 중의 붕소는, 폴리비닐알코올계 수지 함유 편광자의 가교도를 향상시키고, 폴리비닐알코올계 수지 함유 편광자 중에 이색성 색소를 안정적으로 유지하는 데 기여하고 있기 때문에, 붕소의 함유율이 적어지면 이색성 색소를 안정적으로 유지할 수 없게 되어, 이색성 색소의 빠짐을 발생시키게 된다고 생각된다. 폴리비닐알코올계 수지 함유 편광자에 있어서, 단부로부터 이색성 색소가 빠지면, 그 단부는 표시 영역으로 할 수 없게 되므로 표시 영역이 저감하게 된다.
한편, 폴리비닐알코올계 수지 함유 편광자에 있어서, 붕소의 함유율이 높아질수록 폴리비닐알코올계 수지 함유 편광자 자체의 수축력이 커지는 경향이 있다. 폴리비닐알코올계 수지 함유 편광자의 수축력이 커지면, 습열 환경하에서 폴리비닐알코올계 수지 함유 편광자의 단부와 광학 기능층(13)의 단부의 어긋남이 커진다고 생각되고, 결과적으로 표시 영역이 저감하게 된다.
(이색성 색소를 흡착시킨 연신 필름 또는 연신층인 편광자)
여기서, 폴리비닐알코올계 수지 함유 편광자의 제조 방법에 대해 간단히 설명한다.
이색성 색소를 흡착시킨 연신 필름인 편광자는, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 일축 연신하는 공정, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 요오드 등의 이색성 색소로 염색함으로써, 그 이색성 색소를 흡착시키는 공정, 이색성 색소가 흡착된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정, 및 붕산 수용액에 의한 처리후에 수세하는 공정을 거쳐 제조할 수 있다. 이러한 폴리비닐알코올계 수지 필름(일축 연신전)은, 시장에서 용이하게 입수할 수 있고, 후술하는 바와 같이, 폴리아세트산비닐계 수지를 공지된 수단에 의해 제조하고, 비누화하여, 폴리비닐알코올계 수지를 제조하고, 상기 폴리비닐알코올계 수지를 필름화해도 좋다. 또한, 폴리아세트산비닐계 수지의 단계에서 필름화하고, 상기 필름에 포함되는 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화해도 좋다. 여기서, 상기 붕산 수용액으로 처리하는 공정에서 이용하는 붕산의 사용량을 제어하는 것에 의해, 폴리비닐알코올계 수지 함유 편광자의 붕소 함유율을 원하는 범위로 할 수 있다.
편광자의 두께는, 통상 30 μm 이하이며, 바람직하게는 18 μm 이하, 보다 바람직하게는 10 μm 이하이다. 편광자의 두께를 얇게 하는 것은 편광판(101, 102)의 박막화에 유리하다. 편광자의 두께는, 통상 1 ㎛ 이상이고, 예컨대 5 ㎛ 이상일 수 있다.
이러한 바람직한 편광자의 두께는, 편광자가 이색성 색소를 흡착시킨 연신 필름인 경우에는, 연신 필름으로 하기 전의 원료 필름(연신전)의 두께와, 연신 배율로부터 제어할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 편광자가 이색성 색소를 흡착시킨 연신층인 경우에는, 기재 상에 형성하는 도공막의 두께와, 연신 배율로부터 제어할 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지는, 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화함으로써 얻어진다. 폴리아세트산비닐계 수지로는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 외에, 아세트산비닐과 그것에 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체가 이용된다. 아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로는, 예컨대 불포화 카르복실산계 화합물, 올레핀계 화합물, 비닐에테르계 화합물, 불포화 술폰계 화합물, 암모늄기를 갖는 (메트)아크릴아미드계 화합물 등을 들 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는, 통상 85 몰% 이상 100 몰% 이하 정도이고, 바람직하게는 98 몰% 이상이다. 폴리비닐알코올계 수지는 변성되어 있어도 좋고, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈 등도 사용할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는, 통상 1000 이상 10000 이하이고, 바람직하게는 1500 이상 5000 이하이다.
이색성 색소를 흡착시킨 연신층인 폴리비닐알코올계 수지 함유 편광자는, 통상, 상기 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 도포액, 예컨대, 폴리비닐알코올계 수지 함유 수용액을 기재 필름 상에 도포하여 적층 필름으로 하는 공정, 얻어진 적층 필름을 일축 연신하는 공정, 일축 연신된 적층 필름의 폴리비닐알코올계 수지층을 이색성 색소로 염색함으로써, 수지층에 이색성 색소를 흡착시켜 편광자로 하는 공정, 이색성 색소가 흡착된 수지층을 붕산 수용액으로 처리하는 공정, 및 붕산 수용액에 의한 처리후에 수세하는 공정을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다. 편광자를 형성하기 위해 이용하는 기재 필름은, 편광자의 보호층으로서 이용해도 좋다.
필요에 따라서, 기재 필름을 편광자로부터 박리 제거해도 좋다. 기재 필름의 재료 및 두께는, 후술하는 보호 필름(12)의 재료 및 두께와 동일할 수 있다. 또한, 이러한 이색성 색소를 흡착시킨 연신층인 폴리비닐알코올계 수지 함유 편광자의 제조에 있어서도, 붕산 수용액으로 처리하는 공정에서의 붕산의 사용량을 제어함으로써, 폴리비닐알코올계 수지 함유 편광자의 붕소 함유율을 원하는 범위로 할 수 있다.
<제1 점착제층>
제1 점착제층(14)은, 편광자(10)와 광학 기능층(13) 사이에 개재되어, 이것을 접합하는 역할을 담당한다. 제1 점착제층(14)은, 1층으로 이루어져도 좋고, 2층 이상으로 이루어져도 좋지만, 바람직하게는 1층으로 이루어진다.
제1 점착제층(14)은, 온도 85℃ 상대 습도 0% RH의 인장 탄성률이 0.2 MPa 이상, 또한 온도 40℃ 상대 습도 92% RH의 투습도가 250 g/(㎡·24시간) 이하이다. 제1 점착제층(14)에 관해, 인장 탄성률과 투습도가 모두 상기 수치 범위를 만족시키는 것에 의해, 습열 환경하에서의 표시 영역의 저감을 억제할 수 있다. 제1 점착제층(14)에 관해, 인장 탄성률이 0.2 MPa 이상인 것에 의해, 습열 환경하에서도 제1 점착제층(14)을 통해 서로 접합되어 있는 편광자(10)와 광학 기능층(13)의 사이에서의 단부의 어긋남이 생기기 어려워지고, 또한 투습도가 250 g/(㎡·24시간) 이하인 것에 의해 편광자(10)의 단부로부터 이색성 색소의 빠짐을 유인하는 수분의 편광자(10)에 대한 도달량을 저감할 수 있는 것에 의한 상승적인 효과에 의해, 표시 영역의 저감을 보다 억제할 수 있는 것으로 추측된다.
제1 점착제층(14)의 인장 탄성률이나 투습도는 후술하는 바람직한 점착제층인, 고무계 수지를 포함하는 점착제 조성물로부터 얻어지는 것인 경우는, 상기 점착제 조성물에 포함되는 고무계 수지의 함유량에 의해 제어할 수 있다. 이러한 함유량에 관해서는 후술한다.
제1 점착제층(14)은, 온도 85℃ 상대 습도 0% RH의 인장 탄성률이 0.3 MPa 이상인 것이 바람직하다. 제1 점착제층(14)은, 온도 85℃ 상대 습도 0% RH의 인장 탄성률이 통상 3.0 MPa 이하이다. 또한, 제1 점착제층(14)은, 온도 23℃ 상대 습도 55% RH의 인장 탄성률이 1.0 MPa 이상인 것이 바람직하고, 1.5 MPa 이상인 것이 더욱 바람직하다. 제1 점착제층(14)은, 온도 23℃ 상대 습도 55% RH의 인장 탄성률이 통상 10.0 MPa 이하이다.
제1 점착제층(14)은, 온도 40℃ 상대 습도 92% RH의 투습도가 220 g/(㎡·24시간) 이하인 것이 바람직하고, 200 g/(㎡·24시간) 이하인 것이 더욱 바람직하다. 제1 점착제층(14)은, 온도 80℃ 상대 습도 92% RH의 투습도가 통상 10 g/(㎡·24시간) 이상이다. 제1 점착제층(14)의 인장 탄성률 및 투습도의 측정은 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의한다.
제1 점착제층(14)은, 전술한 인장 탄성률의 수치 범위 및 투습도의 수치 범위를 만족시키는 것이라면 한정되지는 않고, (메트)아크릴계 수지, 고무계 수지, 우레탄계 수지, 에스테르계 수지, 실리콘계 수지, 폴리비닐에테르계 수지를 주성분(베이스 폴리머)으로 하는 점착제 조성물로 구성할 수 있다. 제1 점착제층(14)은, 전술한 인장 탄성률 및 투습도의 수치 범위를 만족시키는 것을 구성하기 쉬운 점에서, 고무계 수지를 포함하는 점착제 조성물이 바람직하게 이용되고, 고무계 수지를 주성분으로서 포함하는 점착제 조성물이 보다 바람직하게 이용된다. 고무계 수지를 포함하는 점착제 조성물로는, 예컨대, 일본특허공개 제2001-234149호 공보에 기재된 점착제 조성물에 있어서, 그 고무계 수지의 함유량을 여러가지 변경하여 이용할 수 있다.
고무계 수지로는, 특별히 한정되는 것이 아니라, 예컨대, 스티렌계 엘라스토머, 올레핀계 엘라스토머(예컨대, 이소부틸렌계 엘라스토머 등), 폴리클로로프렌, 니트릴 고무 등을 들 수 있다. 그 중에서도 올레핀계 엘라스토머 또는 스티렌계 엘라스토머가 적합하며, 스티렌계 엘라스토머가 특히 적합하다. 상기 고무계 수지는, 단독으로 이용되어도 좋고, 2종 이상이 병용되어도 좋다.
이하, 적합한 고무계 수지 중에서 스티렌계 엘라스토머에 관해 상세히 설명한다. 상기 스티렌계 엘라스토머로는,
-스티렌계 중합체 블록(A)과 공액 디엔 중합체 블록(B)의 (A)-(B) 블록 공중합체를 주골격으로 하는 것,
-스티렌계 중합체 블록(A)과, 스티렌과 공액 디엔의 공중합체 블록(B')으로 이루어진 블록 공중합체를 주골격으로 하는 것,
-상기 스티렌계 엘라스토머의 수첨물,
등의 스티렌-디엔 공중합체가 예시된다.
스티렌-디엔 공중합체에 있어서, 전체 구성 성분 100 질량부 중의 스티렌의 함유량은, 5 질량부 이상 60 질량부 이하인 것이 바람직하다. 점착제 조성물은, 고무계 수지와 함께, 점착 부여 수지, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 접착 앙진 방지제, 연화제 등을 적절하게 첨가해도 좋다. 점착제 조성물은, 톨루엔 등의 용매를 이용하여 용액으로서 조정할 수 있다.
점착제 조성물에 있어서, 고무계 수지의 종류 및 그 배합량, 점착 부여 수지의 종류 및 그 배합량을 적절하게 조정하는 것에 의해, 온도 80℃ 상대 습도 0% RH의 인장 탄성률, 온도 40℃ 상대 습도 92% RH의 투습도를 조정할 수 있고, 이들 값이 원하는 값이 되도록 할 수 있다.
제1 점착제층(14)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 1 μm 이상 100 μm 이하인 것이 바람직하고, 2 μm 이상 50 μm 이하인 것이 보다 바람직하고, 3 μm 이상 20 μm 이하인 것이 더욱 바람직하다.
<보호 필름>
보호 필름(12)으로서 열가소성 수지 필름을 이용할 수 있다. 열가소성 수지 필름은, 예컨대 시클로폴리올레핀계 수지 필름; 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스 등의 수지로 이루어진 아세트산셀룰로오스계 수지 필름; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 수지로 이루어진 폴리에스테르계 수지 필름; 폴리카보네이트계 수지 필름; (메트)아크릴계 수지 필름; 폴리프로필렌계 수지 필름 등, 당분야에서 공지인 필름을 들 수 있다. 보호 필름(12)에 이용되는 열가소성 수지 필름은 한정되지 않는다. 본 발명에 의하면, 온도 40℃ 상대 습도 92% RH의 투습도가 200 g/(㎡·24시간) 이상인 보호 필름을 이용한 경우에도, 편광자(10)에서의 이색성 색소의 빠짐을 억제할 수 있고, 표시 영역의 저감을 억제할 수 있다. 온도 40℃ 상대 습도 92% RH의 투습도가 200 g/(㎡·24시간) 이상인 보호 필름으로는, 시클로폴리올레핀계 수지 필름, 아세트산셀룰로오스계 수지 필름, (메트)아크릴계 수지 필름 등이 예시된다. 이들 필름에 적당한 하드코팅층을 형성하여 투습도를 제어해도 좋다. 편광자(10)와 보호 필름(12)은, 후술하는 접합층을 통해 적층할 수 있다. 한편, 상기와 같이, 편광자로서 이색성 색소가 흡착되어 있는 연신층이나, 액정층을 이용하는 경우는, 상기 연신층이나 액정층을 형성하기 위한 기재 필름으로서, 여기에 예시한 바와 같은 열가소성 수지 필름을 이용하면, 상기 기재 필름(열가소성 수지 필름)을 그대로 보호 필름으로 하는 것이 가능해진다.
보호 필름은, 열가소성 수지 필름 상에 하드코팅층이 형성되어 있는 것이어도 좋다. 하드코팅층은, 열가소성 수지 필름의 한쪽 면에 형성되어 있어도 좋고, 양면에 형성되어 있어도 좋다. 하드코팅층을 형성하는 것에 의해, 경도 및 스크래치성을 향상시킨 열가소성 수지 필름으로 할 수 있다. 하드코팅층은, 전술한 편광자층에 형성되는 하드코팅층과 동일하게 하여 형성할 수 있다.
보호 필름의 두께는, 박형화의 관점에서, 통상 100 μm 이하이며, 바람직하게는 80 μm 이하이며, 보다 바람직하게는 60 μm 이하이며, 더욱 바람직하게는 40 μm 이하이며, 더욱 더 바람직하게는 30 μm 이하이며, 또한 통상 5 μm 이상이며, 바람직하게는 10 μm 이상이다.
<광학 기능층>
광학 기능층(13)은, 편광 기능층; 반사 필름; 반투과형 반사 필름; 휘도 향상 필름; 광학 보상 필름; 방현층 부착 필름; 위상차층 등을 들 수 있고, 이들 중, 1개를 갖는 것이어도 좋고, 2개 이상을 갖는 다층 구조를 갖고 있어도 좋다. 광학 기능층의 각 층은, 필름이어도 좋고 액정층이어도 좋다.
광학 기능층(13)은 상기 예시 중에서도, 휘도 향상 필름으로 이루어진 층 또는 위상차층이 바람직하다.
(휘도 향상 필름)
휘도 향상 필름은, 반사형 편광 필름이라고 하며, 광원(백라이트)으로부터의 출사광을 투과 편광과 반사 편광 또는 산란 편광으로 분리하는 기능을 갖는 편광 변환 소자가 이용된다. 휘도 향상 필름을 편광자(10) 상에 배치하는 것에 의해, 반사 편광 또는 산란 편광인 재귀광을 이용하여, 편광자(10)로부터 출사되는 직선 편광의 출사 효율을 향상시킬 수 있다. 휘도 향상 필름은, 예컨대, 도 1에 도시하는 광학 기능층(13)으로서, 제1 점착제층(14)을 통해 편광자(10) 상에 적층할 수 있다. 휘도 향상 필름을 갖는 이러한 편광판(101)은, 제2 점착제층(15)을 통해 액정 표시 소자의 백라이트측(시인측과는 반대의 표면측)에 접합하여 이용할 수 있다.
휘도 향상 필름은, 예컨대 이방성 반사 편광자일 수 있다. 이방성 반사 편광자의 일례는, 한쪽의 진동 방향의 직선 편광을 투과하고, 다른쪽의 진동 방향의 직선 편광을 반사하는 이방성 다중 박막이며, 그 구체예는 3M사 제조의 「DBEF」이다(일본특허공개 평4-268505호 공보 등 참조). 이방성 반사 편광자의 다른 일례는, 콜레스테릭 액정층과 λ/4판의 복합체이며, 그 구체예는 닛토덴코 제조의 「PCF」이다(일본특허공개 평11-231130호 공보 등 참조). 이방성 반사 편광자의 또 다른 일례는 반사 그리드 편광자이며, 그 구체예는 금속에 미세 가공하여 가시광 영역에서도 반사 편광을 출사하는 금속 격자 반사 편광자(미국특허 제6288840호 명세서 등 참조), 금속 미립자를 고분자 매트릭스 중에 첨가하여 연신한 필름(일본특허공개 평8-184701호 공보 등 참조)이다.
휘도 향상 필름의 제1 점착제층(14)과의 접합면에 미리 표면 활성화 처리를 행해도 좋다. 이것에 의해, 습열 환경하에서 제1 점착제층(14)과 휘도 향상 필름의 사이에서 박리가 생기기 어려운, 습열 내구성이 우수한 편광판(101)으로 할 수 있다. 표면 활성화 처리로는, 코로나 처리, 플라즈마 처리, 방전 처리(글로우 방전 처리 등), 화염 처리, 오존 처리, UV 오존 처리, 전리 활성선 처리(자외선 처리, 전자선 처리 등)와 같은 건식 처리; 물이나 아세톤 등의 용매를 이용한 초음파 처리, 알칼리 처리, 앵커코트 처리와 같은 습식 처리를 들 수 있다. 이들 처리는, 단독으로 행해도 좋고, 2개 이상을 조합해도 좋다. 그 중에서도, 롤형의 필름을 연속적으로 처리함에 있어서는, 코로나 처리, 플라즈마 처리가 바람직하다.
광학 기능층은, 휘도 향상 필름의 외면에, 하드코팅층, 방현층, 광확산층, 위상차층(1/4 파장의 위상차치를 갖는 위상차층 등), 반사 방지층, 대전 방지층, 오염 방지층과 같은 표면 처리층(코팅층) 또는 광학층을 형성한 구성이어도 좋다. 휘도 향상 필름의 외면에 이러한 층을 형성하는 것에 의해, 백라이트 테이프와의 밀착성이나 표시 화상의 균일성을 향상시킬 수 있다. 휘도 향상 필름의 두께는, 통상 10∼100 μm이지만, 편광판의 박막화의 관점에서, 바람직하게는 10∼50 μm, 보다 바람직하게는 10∼30 μm이다.
(위상차층)
위상차층은, 1층이어도 좋고 2층 이상이어도 좋다. 위상차층은, 그 표면을 보호하는 오버코트층, 위상차층을 지지하는 기재 필름 등을 갖고 있어도 좋다. 위상차층은, 예컨대, 도 1에 도시하는 광학 기능층(13)으로서, 제1 점착제층(14)을 통해 편광자(10) 상에 적층할 수 있다. 위상차층을 갖는 이러한 편광판(101)은, 원편광판으로서 제2 점착제층(15)을 통해 유기 EL 표시의 시인측에 접합하여 반사 방지 기능을 부가하도록 이용할 수 있다.
위상차층은, λ/4층을 포함하고, λ/2층 또는 포지티브 C층의 적어도 어느 하나를 더 포함하고 있어도 좋다. 위상차층이 λ/2층을 포함하는 경우, 편광자(10)측으로부터 순서대로 λ/2층 및 λ/4층을 적층한다. 위상차층이 포지티브 C층을 포함하는 경우, 편광자(10)측으로부터 순서대로 λ/4층 및 포지티브 C층을 적층해도 좋고, 편광자(10)측으로부터 순서대로 포지티브 C층 및 λ/4층을 적층해도 좋다. 위상차층의 두께는, 예컨대 0.1 μm 이상 10 μm 이하이며, 바람직하게는 0.5 μm 이상 8 μm 이하이며, 보다 바람직하게는 1 μm 이상 6 μm 이하이다.
위상차층은, 보호 필름의 재료로서 예시한 열가소성 수지 필름으로 형성해도 좋고, 중합성 액정 화합물이 경화한 층으로 형성해도 좋다. 위상차층은 배향막을 더 포함해도 좋다. 위상차층은, λ/4층과, λ/2층 및 포지티브 C층을 접합하기 위한 접합층을 갖고 있어도 좋다.
중합성 액정 화합물을 경화하여 위상차층을 형성하는 경우, 위상차층은, 중합성 액정 화합물을 포함하는 조성물을 기재 필름에 도포하여 경화시키는 것에 의해 형성할 수 있다. 기재 필름과 도포층 사이에 배향층을 형성해도 좋다. 기재 필름의 재료 및 두께는, 상기 보호 필름의 재료 및 두께와 동일할 수 있다. 중합성 액정 화합물을 경화하여 이루어진 층으로 위상차층을 형성하는 경우, 위상차층은, 배향층 및 기재 필름을 갖는 형태로 편광판에 삽입되어도 좋다. 위상차층은, 편광자(10)의 시인측과는 반대측의 면에, 후술하는 접합층을 통해 접합될 수 있다.
본 발명의 편광판은, 적당한 접합층에 의해, 표시 소자(표시 패널 등)에 접합하여 사용할 수 있다. 여기서의 접합층으로는, 점착제층이 바람직하고, 이 점착제층을 제2의 점착제층(제2 점착제층)이라고 한다. 제2 점착제층(15)은, 본 발명의 편광판에 있어서, 광학 기능층(13)측에 형성해도 좋고, 보호 필름(12)측에 형성해도 좋다. 도 1에서는, 보호 필름(12)측에 제2 점착제층(15)에 형성한 것을 도시했지만, 예컨대, 도 2에 도시하는 바와 같이, 제2 점착제층(15)을 광학 기능층(13)측에 형성한 양태를 도시한다.
<제2 점착제층>
제2 점착제층(15)은, 편광판(101, 102)과, 표시 소자의 사이에 개재되어, 이들을 접합한다. 제2 점착제층(15)은, 1층이어도 좋고, 2층 이상으로 이루어진 것이어도 좋지만, 바람직하게는 1층이다.
제2 점착제층(15)은, (메트)아크릴계 수지, 고무계 수지, 우레탄계 수지, 에스테르계 수지, 실리콘계 수지, 폴리비닐에테르계 수지를 주성분(베이스 폴리머)으로 하는 점착제 조성물로 구성할 수 있다. 제2 점착제층(15)을 구성하는 점착제 조성물로는, 투명성, 내후성, 내열성 등이 우수한 (메트)아크릴계 수지를 베이스 폴리머로 하는 점착제 조성물이 적합하다. 점착제 조성물은, 활성 에너지선 경화형 또는 열경화형이어도 좋다. 점착제 조성물은, 활성 에너지선 경화형 또는 열경화형이어도 좋다.
점착제 조성물에 이용되는 (메트)아크릴계 수지로는, (메트)아크릴산부틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산이소옥틸, (메트)아크릴산 2-에틸헥실 등의 (메트)아크릴산에스테르의 1종 또는 2종 이상을 모노머로 하는 중합체 또는 공중합체가 적합하게 이용된다. 베이스 폴리머에는, 극성 모노머를 공중합시키는 것이 바람직하다. 극성 모노머로는, (메트)아크릴산 화합물, (메트)아크릴산 2-히드록시프로필 화합물, (메트)아크릴산히드록시에틸 화합물, (메트)아크릴아미드 화합물, N,N-디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트 화합물, 글리시딜(메트)아크릴레이트 화합물 등의, 카르복실기, 수산기, 아미드기, 아미노기, 에폭시기 등을 갖는 모노머를 들 수 있다.
점착제 조성물은, 상기 베이스 폴리머만을 포함하는 것이어도 좋지만, 통상은 가교제를 더 함유한다. 가교제로는, 2가 이상의 금속 이온이며, 카르복실기와의 사이에서 카르복실산금속염을 형성하는 금속 이온, 카르복실기와의 사이에서 아미드 결합을 형성하는 폴리아민 화합물, 카르복실기와의 사이에서 에스테르 결합을 형성하는 폴리에폭시 화합물 또는 폴리올, 카르복실기와의 사이에서 아미드 결합을 형성하는 폴리이소시아네이트 화합물이 예시된다. 가교제는, 바람직하게는 폴리이소시아네이트 화합물이다.
활성 에너지선 경화형 점착제 조성물은, 자외선이나 전자선과 같은 활성 에너지선의 조사를 받아 경화하는 성질을 갖고 있고, 활성 에너지선 조사전에도 점착성을 갖고 필름 등의 피착체에 밀착시킬 수 있고, 활성 에너지선의 조사에 의해 경화하여 밀착력을 조정할 수 있는 성질을 갖는다. 활성 에너지선 경화형 점착제 조성물은 자외선 경화형인 것이 바람직하다. 활성 에너지선 경화형 점착제 조성물은, 베이스 폴리머, 가교제에 더하여, 활성 에너지선 중합성 화합물을 더 함유한다. 필요에 따라서, 광중합 개시제, 광증감제 등을 함유시켜도 좋다.
활성 에너지선 중합성 화합물로는, 예컨대 분자 내에 적어도 1개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 (메트)아크릴레이트 모노머; 작용기 함유 화합물을 2종 이상 반응시켜 얻어지고, 분자 내에 적어도 2개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 (메트)아크릴레이트 올리고머 등의 (메트)아크릴로일옥시기 함유 화합물 등의 (메트)아크릴계 화합물을 들 수 있다. 점착제 조성물은, 활성 에너지선 중합성 화합물을, 점착제 조성물의 고형분 100 질량부에 대하여 0.1 질량부 이상 포함할 수 있고, 10 질량부 이하, 5 질량부 이하 또는 2 질량부 이하 포함할 수 있다.
광중합 개시제로는, 예컨대 벤조페논, 벤질디메틸케탈, 1-히드록시시클로헥실케톤 등을 들 수 있다. 광중합 개시제는, 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있다. 점착제 조성물이 광중합 개시제를 포함할 때, 그 총함유량은, 예컨대 점착제 조성물의 고형분 100 질량부에 대하여 0.01 질량부 이상 3.0 질량부 이하일 수 있다.
점착제 조성물은, 광산란성을 부여하기 위한 미립자, 비드(수지 비드, 유리 비드 등), 유리 섬유, 베이스 폴리머 이외의 수지를 포함할 수 있다. 기타, 점착성 부여제, 충전제(금속 분말이나 그 밖의 무기 분말 등), 산화 방지제, 자외선 흡수제, 염료, 안료, 착색제, 소포제, 부식 방지제, 광중합 개시제 등의 첨가제를 포함할 수 있다.
제2 점착제층(15)은, 상기 점착제 조성물의 유기 용제 희석액을 기재 상에 도포하여 건조시키는 것에 의해 형성할 수 있다. 제2 점착제층(15)은, 점착제 조성물을 이용하여 형성된 점착 시트를 이용하여 형성할 수도 있다. 활성 에너지선 경화형 점착제 조성물을 이용한 경우는, 형성된 점착제층에 활성 에너지선을 조사하는 것에 의해 원하는 경화도를 갖는 점착제층으로 할 수 있다.
제2 점착제층(15)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 1 μm 이상 100 μm 이하인 것이 바람직하고, 3 μm 이상 50 μm 이하인 것이 보다 바람직하고, 20 μm 이상이어도 좋다. 제2 점착제층(15)은, 점착제 조성물의 조성 및 배합 성분, 두께 등에 있어서, 제1 점착제층(14)과 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
<접합층>
편광판(101, 102)은, 2개의 층을 접합하기 위한 접합층을 포함할 수 있다. 예컨대 전술한 바와 같이, 편광자(10)와 보호 필름(12)은 접합층에 의해 접합되는 경우가 있다. 이 경우의 접합층은, 점착제 또는 접착제로 구성되는 층이다. 접합층의 재료가 점착제인 경우, 전술한 제2 점착제층(15)을 구성하는 점착제 조성물의 설명을 적용할 수 있다. 접합층은, 다른 점착제, 예컨대 제2 점착제층(15)을 구성하는 점착제와는 상이한 (메트)아크릴계 점착제, 스티렌계 점착제, 실리콘계 점착제, 고무계 점착제, 우레탄계 점착제, 폴리에스테르계 점착제, 에폭시계 공중합체 점착제 등을 이용할 수도 있다.
접합층의 재료가 되는 접착제로는, 예컨대 수계 접착제, 활성 에너지선 경화형 접착제 등 중 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 수계 접착제로는, 예컨대 폴리비닐알코올계 수지 수용액, 수계 이액형 우레탄계 에멀젼 접착제 등을 들 수 있다. 활성 에너지선 경화형 접착제는, 자외선 등의 활성 에너지선을 조사함으로써 경화하는 접착제이며, 예컨대 중합성 화합물 및 광중합성 개시제를 포함하는 접착제, 광반응성 수지를 포함하는 접착제, 바인더 수지 및 광반응성 가교제를 포함하는 접착제 등을 들 수 있다. 상기 중합성 화합물로는, 광경화성 에폭시계 모노머, 광경화성 아크릴계 모노머, 광경화성 우레탄계 모노머 등의 광중합성 모노머, 및 이들 모노머에서 유래하는 올리고머 등을 들 수 있다. 상기 광중합 개시제로는, 자외선 등의 활성 에너지선을 조사하여 중성 라디칼, 음이온 라디칼, 양이온 라디칼과 같은 활성종을 발생시키는 물질을 포함하는 화합물을 들 수 있다.
이상, 편광자(10)와 보호 필름(12) 사이의 접합층에 관해 설명했지만, 상기 접합층은 접착제로 구성되는 것이면 바람직하다.
접합층의 두께는, 예컨대 1 μm 이상일 수 있고, 바람직하게는 1 μm 이상 25 μm 이하, 보다 바람직하게는 2 μm 이상 15 μm 이하, 더욱 바람직하게는 2.5 μm 이상 5 μm 이하이다.
접합층을 통해 접합되는 대향하는 2개의 표면은, 미리 코로나 처리, 플라즈마 처리, 화염 처리 등을 행해도 좋고, 프라이머층 등을 갖고 있어도 좋다.
[편광판의 제조 방법]
편광판(101, 102)은, 제1 점착제층(14) 및 그 밖의 접합층을 통해 층끼리 접합하는 공정을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다. 점착제층이나 접합층을 통해 층끼리 접합하는 경우에는, 밀착력을 조정할 목적으로 접합면의 한쪽 또는 양쪽에 대하여, 코로나 처리 등의 표면 활성화 처리를 하는 것이 바람직하다. 코로나 처리의 조건은 적절하게 설정할 수 있고, 접합면의 한쪽 면과 다른 면에서 조건이 상이해도 좋다.
[표시 장치]
본 실시형태에 관한 표시 장치는, 상기 편광판(101, 102)을 포함한다. 표시 장치는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 유기 EL 표시 장치, 무기 EL 표시 장치, 액정 표시 장치, 전계 발광 표시 장치 등의 화상 표시 장치를 들 수 있다. 표시 장치에는, 터치 센서가 더 적층되어 있어도 좋고, 표시 장치는 터치 패널 기능을 갖고 있어도 좋다. 편광판(101, 102)을 포함하는 표시 장치에 있어서는, 표시 영역의 저감을 억제할 수 있다.
표시 장치가 갖는 표시 소자로는, 예컨대 유기 EL 표시 소자, 무기 EL 표시 소자, 액정 표시 소자, 플라즈마 표시 소자, 전계 방사형 표시 소자 등을 들 수 있다.
본 실시형태에 관한 표시 장치는, 스마트폰, 태블릿 등의 모바일 기기, 텔레비젼, 디지털 포토프레임, 전자 간판, 측정기나 계량기류, 사무용 기기, 의료 기기, 전산 기기 등으로서 이용할 수 있다.
마지막으로, 도 3을 참조하여, 본 발명의 편광판의 효과에 관해 간단히 설명한다(도 3에서는, 도 1에 도시한 보호 필름(12)측에 제2 점착제층(15)을 형성한 양태인 것으로 도시한다). 본 발명의 편광판에 있어서, 편광자의 수축력이 상기 범위이기 때문에, 편광자(10), 제1 점착제층(14)은, 습열 환경하에서의 편광판 단부의 수축량 D1을 작게 할 수 있다. 그리고, 제1 점착제층(14)의 투습도가 상기 범위이기 때문에, 수분(50)의 침입이 억제되고, 편광자(10)의 요오드가 빠지는 부분(도 3에서 D2로 도시되는 부분)이 작아지기 때문에, 습열 환경하에서의 표시 장치에 있어서 표시 영역 저감을 억제할 수 있다.
실시예
이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
[두께의 측정]
편광자 및 점착제층의 두께는, 접촉식 막두께계〔주식회사 니콘 제조의 상품명 "DIGIMICRO(등록상표) MH-15M'〕로 측정하였다.
[편광자]
(편광자 a의 제작)
두께 20 ㎛, 중합도 2400, 비누화도 99% 이상의 폴리비닐알코올 필름을, 열롤 상에서 연신 배율 4.1배로 일축 연신하고, 긴장 상태를 유지한 채, 물 100 질량부당 요오드 0.05 질량부 및 요오드화칼륨 5 질량부를 함유하는 염색욕에 28℃에서 60초간 침지하였다.
이어서, 물 100 질량부당 붕산 5.5 질량부 및 요오드화칼륨 15 질량부를 함유하는 붕산 수용액 1에, 64℃에서 110초간 침지하였다. 이어서, 물 100 질량부당 붕산 3.9 질량부 및 요오드화칼륨 15 질량부를 함유하는 붕산 수용액 2에, 67℃에서 30초간 침지하였다. 그 후, 10℃의 순수를 이용하여 수세하고 건조시켜 편광자 a를 얻었다. 얻어진 편광자 a의 두께는 8 ㎛이고, 수축력은 1.8 N/2 ㎜, 붕소 함유량은 3.6 질량%였다.
(편광자 b의 제작)
붕산 수용액 2의 붕산 함유량을, 물 100 질량부당 2.3 질량부로 변경한 점 외에는, 편광자 a와 동일한 방법으로 편광자 b를 제작하였다. 얻어진 편광자 b의 두께는 8 ㎛이고, 수축력은 1.5 N/2 ㎜, 붕소 함유량은 3.0 질량%였다.
(편광자 c의 제작)
붕산 수용액 2의 붕산 함유량을 5.5 질량부로 변경한 점 외에는, 편광자 a와 동일한 방법으로 편광자 c를 제작했다. 얻어진 편광자 c의 두께는 8 μm이며, 수축력은 2.1 N/2 mm, 붕소의 함유율은 4.3 질량%였다.
(편광자 d의 제작)
붕산 수용액 2의 붕산 함유량을 6.8 질량부로 변경한 점 외에는, 편광자 a와 동일한 방법으로 편광자 c를 제작했다. 얻어진 편광자 c의 두께는 8 μm이며, 수축력은 2.5 N/2 mm, 붕소의 함유율은 5.0 질량%였다.
(편광자 e의 제작)
붕산 수용액 2의 붕산 함유량을 1.5 질량부로 변경한 점 외에는, 편광자 a와 동일한 방법으로 편광자 e를 제작했다. 얻어진 편광자 e의 두께는 8 μm이며, 수축력은 1.2 N/2 mm, 붕소의 함유율은 2.5 질량%였다.
(편광자의 붕소의 함유율의 측정)
편광자 0.2 g을 1.9 질량% 만니톨 수용액 200 g에 용해했다. 얻어진 수용액을 1 mol/L NaOH 수용액으로 적정하고, 중화에 요한 NaOH액의 양과 검량선의 비교에 의해, 편광자의 붕소 함유량을 산출하였다.
(편광자의 수축력의 측정)
편광자의 지상축이 긴 변과 일치하도록, 편광자를 짧은 변 2 ㎜, 긴 변 50 ㎜의 직사각형으로 슈퍼커터(주식회사 오기노 정기 제작소 제조)로 잘라내어 시험편으로 했다. 시험편의 수축력을 열기계 분석 장치(에스아이아이·나노테크놀로지 주식회사 제조, 형식 TMA/6100)를 이용하여 측정하였다. 이 측정은, 치수 일정 모드에 있어서 실시하고(척간 거리를 10 ㎜로 하였다), 시험편을 20℃의 실내에 충분한 시간 방치한 후 샘플의 실내의 온도 설정을 20℃부터 80℃까지 10분간 승온시키고, 승온후에는 샘플의 실내 온도를 80℃로 유지하도록 설정하였다. 승온후 4시간 더 방치한 후, 80℃의 환경하에서 시험편의 긴 변 방향의 수축력을 측정하였다. 이 측정에 있어서 정하중은 0 mN으로 하고, 지그에는 SUS제의 프로브를 사용하였다.
[수계 접착제의 조정]
물 100 중량부에 대하여, 카르복실기 변성 폴리비닐알코올(주식회사 쿠라레, 상품명 「KL-318」)을 3 질량부 용해하고, 그 수용액에 수용성 에폭시 수지인 폴리아미드에폭시계 첨가제(다오카 화학 공업 주식회사, 상품명 「스미레즈레진(등록상표) 650(30), 고형분 농도 30 질량%의 수용액)를 1.5 질량부 첨가하여 수계 접착제를 조제하였다.
[보호 필름]
(보호 필름 a의 준비)
보호 필름 a로서, 두께 20 μm의 트리아세틸셀룰로오스 필름(코니카 미놀타 주식회사 제조, 상품명 「KC2CT」)을 이용했다. 보호 필름 a의, 온도 40℃ 상대 습도 92% RH의 투습도는 1600 g/(㎡·24시간)였다. 이 트리아세틸셀룰로오스 필름을, 후술하는 표 1에서는 「TAC」로 표기한다.
(보호 필름 b의 준비)
보호 필름 b로서, 두께 25 μm의 노르보넨계 수지로 이루어진 연신 필름에, 두께 3 μm의 하드코팅층을 형성한 필름(니폰세이시 주식회사 제조, 상품명 「COP25ST-HC」)을 이용했다. 보호 필름 b의, 온도 40℃ 상대 습도 92% RH의 투습도는 10 g/(㎡·24시간)였다. 이 노르보넨계 수지로 이루어진 연신 필름에 하드코팅층을 형성한 필름을, 표 1에서는 「COP」로 표기한다.
(보호 필름의 투습도의 측정)
JIS Z 0208에 규정되는 컵법에 의해, 온도 40℃, 상대 습도 90%로 측정했다.
[제1 점착제층]
(고무계 점착제층 a의 준비)
블록 공중합체(SEPS, 상품명 : SEPTON 2063, 스티렌 함유량 : 13%, (주)쿠라레 제조) 100 질량부와, 점착 부여제로서 수첨 테르펜페놀(상품명 : YS 폴리스타 TH130, 연화점 : 130℃, 수산기가 : 60, 야스하라 케미컬(주) 제조) 40.4 질량부, 석유계 점착 부여제(상품명 : 피콜라스틱 A5, 비닐톨루엔계 점착 부여제, 연화점 : 5℃, 이스트맨 코닥사 제조) 61.7 질량부, 연화제로서 폴리부텐(상품명 : HV-300, 중량 평균 분자량 : 3000, JX Nippon Oil & Energy Corporation 제조) 21.3 질량부를 배합한 톨루엔 용액을 고형분이 30 질량%가 되도록 조정하여, 고무계 점착제 용액을 조제했다.
상기와 같이 하여 얻은 고무계 점착제 용액을, 이형 처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름〔린테크(주)의 상품명“SP-PLR382190”, 박리 필름이라고 함〕의 이형 처리면에, 어플리케이터를 이용하여 건조후의 점착제층의 두께가 20 μm이 되도록 도포하고, 100℃에서 1분간 건조시켜 점착제층을 제작했다. 이와 같이 하여 제작한 고무계 점착제층 a에 관해, 온도 85℃ 상대 습도 0% RH의 인장 탄성률은 0.4 MPa, 온도 23℃ 상대 습도 55% RH의 인장 탄성률은 1.8 MPa, 온도 40℃ 상대 습도 92% RH의 투습도는 200 g/(㎡·24시간)였다.
(고무계 점착제층 b의 준비)
고무계 점착제 용액의 조제시에, 상기와 동일한 블록 공중합체를 100 질량부 이용한 점 외에는, 고무계 점착제층 a와 동일한 방법에 의해 고무계 점착제층 b를 제작했다. 고무계 점착제층 b에 관해, 온도 85℃ 상대 습도 0% RH의 인장 탄성률은 0.1 MPa, 온도 23℃ 상대 습도 55% RH의 인장 탄성률은 0.3 MPa, 온도 40℃ 상대 습도 92% RH의 투습도는 50 g/(㎡·24시간)였다.
(아크릴계 점착제층 a의 준비)
아크릴산부틸/아크릴산 공중합체(아크릴산부틸 및 아크릴산을, 질량비 95:5의 비율로 이용하여 중합하여 이루어진, 중량 평균 분자량 200만, 분자량 분포(Mw/Mn) 3.0의 공중합체) 100부에 대하여, 다작용 아크릴레이트계 모노머(트리스(아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트(분자량=423, 3작용형(도아고세이사 제조, 상품명 「알로닉스 M-315」)를 20부, 광중합 개시제로서 (벤조페논과 1-히드록시시클로헥실페닐케톤의 질량비 1:1의 혼합물, 치바·스페셜티·케미컬사 제조 「이르가큐어 500」)를 1.5부, 가교제로서 콜로네이트 L(도소 주식회사 제조)을 1부, 실란커플링제로서 KBM-403(신에츠 실리콘사 제조)를 0.2부 배합하여 도공 용액을 조정했다. 박리 필름으로서의 두께 38 μm 폴리에틸렌테레프탈레이트제 박리 필름[린테크사 제조「SP-PET3811」]을 준비하고, 그 박리층 상에 상기 도공 용액을, 건조 및 후술하는 자외선 조사후의 두께가 5 μm이 되도록 나이프식 도공기로 도포한 후, 90℃에서 1분간 건조 처리하여 점착성 조성물의 층을 형성했다. 이 층에,
·퓨젼사 제조 무전극 램프 H 벌브 사용
·조도 600 mW/㎠, 광량 15 mJ/c㎡
(UV 조도·광량계는, 아이그래픽스사 제조 「UVPF-36」를 사용하여 구했다.)
의 조건으로 자외선(UV) 조사를 행하여, 아크릴계 점착제층 a를 조정했다. 이와 같이 하여 제작한 아크릴계 점착제층 a에 관해, 온도 85℃ 상대 습도 0% RH의 인장 탄성률은 0.1 MPa, 온도 23℃ 상대 습도 55% RH의 인장 탄성률은 2.0 MPa, 온도 40℃ 상대 습도 92% RH의 투습도는 800 g/(㎡·24시간)였다.
(아크릴계 점착제층 b의 준비)
교반기, 온도계, 환류 냉각기, 적하 장치 및 질소 도입관을 구비한 반응 용기에, 아크릴산 n-부틸 97.0 질량부, 아크릴산 2-히드록시에틸 3.0 질량부, 아세트산에틸 200 질량부, 및 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 0.08 질량부를 넣고, 상기 반응 용기 내의 공기를 질소 가스로 치환했다. 질소 분위기하에 교반하면서 반응 용액을 60℃로 승온하고, 6시간 반응시킨 후 실온까지 냉각시켰다. 이렇게 하여, 중량 평균 분자량 180만의 (메트)아크릴산에스테르 중합체를 얻었다.
상기 공정에서 얻어진 (메트)아크릴산에스테르 중합체 100 질량부(고형분 환산치; 이하 동일)와, 이소시아네이트계 가교제로서, 트리메틸올프로판 변성 크실릴렌디이소시아네이트(미츠이 화학 제조, 상품명 「타케네이트 D-110N」) 1.0 질량부와, 실란커플링제로서 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(신에츠 화학 공업 주식회사 제조, 상품명 「KBM403」) 0.30 질량부를 혼합하여 충분히 교반하고, 아세트산에틸로 희석하는 것에 의해, 점착제 조성물의 도공 용액을 얻었다.
세퍼레이터(린테크 주식회사 제조 : SP-PLR382190)의 이형 처리면(박리층면)에, 어플리케이터에 의해, 건조후의 두께가 15 μm(점착제 E), 20 μm(점착제 F)가 되도록 상기 도공 용액을 도공한 후, 100℃에서 1분간 건조시키고, 점착제층의 세퍼레이터가 접합된 면과는 반대면에, 또 1장의 세퍼레이터(린테크사 제조 : SP-PLR381031)를 접합하여, 양면 세퍼레이터 부착 형태로 아크릴계 점착제층 b를 얻었다.
(아크릴계 점착제층 c의 준비)
교반기, 온도계, 환류 냉각기, 적하 장치 및 질소 도입관을 구비한 반응 용기에, 아크릴산 n-부틸 97.0 질량부, 아크릴산 1.0 질량부, 아크릴산 2-히드록시에틸 0.5 질량부, 아세트산에틸 200 질량부, 및 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 0.08 질량부를 넣고, 상기 반응 용기 내의 공기를 질소 가스로 치환했다. 질소 분위기하에 교반하면서, 반응 용액을 60℃로 승온하여 6시간 반응시킨 후, 실온까지 냉각시켰다. 이렇게 하여, 중량 평균 분자량 180만의 (메트)아크릴산에스테르 중합체를 얻었다.
상기 공정에서 얻어진 (메트)아크릴산에스테르 중합체 100 질량부(고형분 환산치; 이하 동일)와, 이소시아네이트계 가교제로서, 트리메틸올프로판 변성 톨릴렌디이소시아네이트(도소 주식회사 제조, 상품명 「콜로네이트 L」) 0.30 질량부와, 실란커플링제로서, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(신에츠 화학 공업 주식회사 제조, 상품명 「KBM403」) 0.30 질량부를 혼합하여 충분히 교반하고, 아세트산에틸로 희석하는 것에 의해, 점착제 조성물의 도공 용액을 얻었다.
세퍼레이터(린테크 주식회사 제조 : SP-PLR382190)의 이형 처리면(박리층면)에, 어플리케이터에 의해, 건조후의 두께가 25 μm이 되도록 상기 도공 용액을 도공한 후, 100℃에서 1분간 건조시킴으로써, 아크릴계 점착제층 c를 얻었다.
(점착제층의 인장 탄성률의 측정)
두께 5 μm의 점착제층을 크기 600 mm×30 mm로 절단하고, 짧은 변을 축으로 하여 공기가 들어가지 않도록 감아서 원통형의 샘플을 제작했다. 이 때의 샘플은 원통형이며 직경은 3 mmφ, 길이는 30 mm였다. 이 샘플은 상태를 조정하기 위해 온도 23℃ 상대 습도 55% RH의 환경하에 24시간 방치했다. 인장 탄성률 측정은 온도 23℃ 상대 습도 55 RH% 및 온도 80℃ 상대 습도 0% RH의 2종류의 온습도 환경에서 행했다. 측정기는 시마즈 제작소사 제조 오토그래프 AG-1S를 이용했다. 표점 거리 10 mm, 인장 속도 100 mm/min로 측정했다.
(점착제층의 투습도의 측정)
점착제층의 한쪽 면의 세퍼레이터를 박리하고, 노출면에 두께 25 μm의 트리아세틸셀룰로오스 필름(투습도 : 1070 g/(㎡·24시간))에 접합한 후, 다른쪽 면의 세퍼레이터를 박리하고, JIS Z 0208의 투습도 시험(컵법)에 준거하여, 온도 40℃ 상대 습도 92% RH의 항온 항습조 중에서 24시간의 투습 시험을 행하여 투습도를 산출했다. 본 측정에 의해 구한 투습도는, 트리아세틸셀룰로오스 필름과 점착제층의 적층체의 투습도이지만, 트리아세틸셀룰로오스 필름의 투습도가 점착제층의 투습도보다 충분히 크기 때문에, 적층체의 투습도는 점착제층의 투습도라고 간주했다.
[광학 기능층]
(휘도 향상 필름의 준비)
3M 제조 APF-V3을 준비했다.
(위상차층(적층체)의 준비)
(1) 「배향층/제1 액정 경화층」의 준비
기재 필름 상에 형성된, 배향층과 네마틱 액정 화합물이 경화한 층인 λ/4 위상차층(제1 액정 경화층)을 준비하였다. 또한, 「배향층/제1 액정 경화층」의 합계 두께는 2 ㎛였다.
(2) 「배향층/제2 액정 경화층」의 제작
배향층 형성용의 조성물로서, 폴리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트(신나카무라 화학 공업 주식회사 제조, A-600) 10.0 질량부와, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트(신나카무라 화학 공업 주식회사 제조, A-TMPT) 10.0 질량부와, 1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트(신나카무라 화학 공업 주식회사 제조, A-HD-N) 10.0 질량부와, 광중합 개시제로서 이르가큐어 907(BASF사 제조, Irg-907) 1.50 질량부를, 용매 메틸에틸케톤 70.0 질량부 중에서 용해시켜, 배향층 형성용 도공액을 조제하였다.
기재 필름으로서 두께 20 ㎛의 장척형의 환상 올레핀계 수지(COP) 필름(닛폰 제온 주식회사 제조)을 준비하고, 기재 필름의 편면에, 배향층 형성용 도공액을 바 코터로 도포하였다.
도공후의 도포층에 온도 80℃에서 60초간의 열처리를 실시한 후, 자외선(UVB)을 220 mJ/㎠ 조사하고, 배향층 형성용의 조성물을 중합하고 경화시켜, 기재 필름 상에 두께 2.3 ㎛의 배향층을 형성하였다.
위상차층 형성용의 조성물로서, 광중합성 네마틱 액정 화합물(머크사 제조, RMM28B) 20.0 질량부와, 광중합 개시제로서 이르가큐어 907(BASF사 제조, Irg-907) 1.0 질량부를, 용매 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 80.0 질량부 중에 용해시켜, 위상차층 형성용 도공액을 조제하였다.
앞서 얻어진 배향층 상에 위상차층 형성용 도공액을 도포하고, 도포층에 온도 80℃에서 60초간 열처리했다. 그 후, 자외선(UVB)을 220 mJ/㎠ 조사하고, 위상차층 형성용의 조성물을 중합하고 경화시켜, 배향층 상에 두께 0.7 ㎛의 위상차층(제2 액정 경화층)을 형성하였다. 이와 같이 하여 기재 필름 상에 합계 두께 3 ㎛의 「배향층/제2 액정 경화층」을 얻었다.
(3) 위상차층(적층체)의 제작
기재 필름 상에 적층된 「배향층/제1 액정 경화층」과, 기재 필름 상에 적층된 「배향층/제2 액정 경화층」을, 자외선 경화형 접착제(두께 1 ㎛)에 의해, 각각의 액정 경화층면(기재 필름과는 반대측의 면)이 접합면이 되도록 접합시켰다. 이어서, 자외선을 조사하여 자외선 경화형 접착제를 경화시켜, 제1 액정 경화층과 제2 액정 경화층의 2층의 액정 경화층을 포함하는 위상차층(적층체)을 제작했다.
[실시예 1]
표 1에 나타내는 광학 기능층, 제1 점착제층, 편광자, 보호 필름을 이용하여, 도 1에 도시하는 구성의 점착제층 부착 편광판(101')을 제작했다. 편광자의 편면에 수계 접착제를 통해 보호 필름을 접합했다. 이 적층체의 편광자측에 제1 점착제층을 통해 편광자의 광축에 대하여 시계 방향으로 90°가 되도록 휘도 향상 필름을 배치하고, 다른 한쪽 면에 대(對)유리 기판용의 제2 점착제층(상기 아크릴계 점착제층 b를 이용함)을 적층하고, 세퍼레이터 필름을 적층하고, 온도 40℃ 상대 습도 55% RH의 환경하에 1주일 양생하여, 실시예 1의 점착제층 부착 편광판을 얻었다.
[실시예 2, 3, 비교예 1∼4]
표 1에 나타내는 광학 기능층, 제1 점착제층, 편광자, 보호 필름을 이용하여, 실시예 1과 동일하게 하여, 각각 도 1에 도시하는 구성의 점착제층 부착 편광판(101')을 제작했다.
[실시예 4]
표 1에 나타내는 광학 기능층, 제1 점착제층, 편광자, 보호 필름을 이용하여, 도 2에 도시하는 구성의 점착제층 부착 편광판(102')을 제작했다. 편광자의 편면에 수계 접착제를 통해 보호 필름을 접합했다. 이 적층체의 편광자측에 제1 점착제층을 통해 전술한 위상차층을 배치하고, 위상차층의 편광자측과는 반대측의 면에 대유리 기판용의 제2 점착제층(상기 아크릴계 점착제층 c를 이용함)을 적층하고, 세퍼레이터 필름을 적층하여, 온도 40℃ 상대 습도 55% RH의 환경하에 1주일 양생하여, 실시예 4의 점착제층 부착 편광판을 얻었다.
[비교예 5, 6]
표 1에 나타내는 광학 기능층, 제2 점착제층, 편광자, 보호 필름을 이용하여, 실시예 4와 동일하게 하여, 각각 도 2에 도시하는 구성의 점착제층 부착 편광판(102')을 제작했다.
[습열 내구성의 평가]
실시예 및 비교예의 점착제층 부착 편광판을 140 mm×65 mm의 사이즈로 컷트한 후, 무알칼리 유리판에 제2 점착제층이 접하도록 적층하고, 핸드 롤러를 이용하여 접합했다. 이 시험편을 온도 65℃ 상대 습도 90% RH의 항온 항습조에 투입하고, 500시간 정치한 후에 꺼냈다. 시험편의 편광판과 표준 편광판을 크로스니콜로 배치하고, 시험편의 편광판의 코너 부근을 광학 현미경으로 관찰하여, 광학 기능층의 단부와 편광자의 단부까지의 거리(필름 어긋남폭)과, 편광자의 단부로부터 요오드가 빠진 범위(탈색폭)를 측정했다.
도 3은, 도 1에 도시하는 점착제층 부착 편광판에 관해, 습열 내구 시험후에 생길 수 있는 필름 어긋남과, 탈색을 모식적으로 도시하는 개략 단면도이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 습열 내구 시험에 의해 편광자(10)의 단부의 위치가 어긋나는 것에 의해 필름 어긋남이 생긴다. 도 3에서는, 필름 어긋남폭을 D1로서 도시한다. 또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 습열 내구 시험에 의해 편광자(10)의 단부로부터 요오드(50)가 빠지는 것에 의해 탈색이 생긴다. 도 3에서는, 요오드가 빠진 범위(탈색 폭)를 D2로서 도시한다. 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 습열 내구 시험전의 편광자의 단부로부터, 습열 내구 시험에 의한 필름 어긋남폭 D1과 탈색폭 D2를 더한 만큼의 영역에 관해서는 표시 영역으로 할 수 없기 때문에 이 값을 표시 영역 감소폭 D3로 한다.
[표 1]
표 1에, 실시예 및 비교예의 시험편에 관해, 필름 어긋남량 D1, 탈색폭 D2, 표시 영역 감소폭 D3의 측정 결과를 나타낸다. 표시 영역 감소폭이 작을수록 습열 내구성이 우수하다. 실시예 1∼4에서는 표시 영역 감소폭이 160 μm 이하이고, 한편 비교예 1∼6에서는 표시 영역 감소폭이 214 μm 이상이었다.
10 : 편광자, 12 : 보호 필름, 13 : 광학 기능층, 14 : 제1 점착제층, 15 : 제2 점착제층, 101, 102 : 편광판, 101', 102' : 점착제층 부착 편광판.
Claims (8)
- 광학 기능층과, 제1 점착제층과, 편광자와, 보호 필름을 이 순으로 가지며,
상기 제1 점착제층은 상기 편광자의 한쪽 면에 접하여 형성되고,
상기 편광자의 수축력이 2.3 N/2 mm 이하이며,
상기 편광자는 폴리비닐알코올계 수지 및 붕소를 포함하고, 또한, 붕소의 함유량이 2.6 질량% 이상 4.3 질량% 이하이며,
상기 제1 점착제층은, 온도 85℃ 상대 습도 0% RH의 인장 탄성률이 0.2 MPa 이상, 또한 온도 40℃ 상대 습도 92% RH의 투습도가 250 g/(㎡·24시간) 이하인 편광판. - 제1항에 있어서,
상기 제1 점착제층은 고무계 수지를 포함하는 점착제 조성물로 형성되는 편광판. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 광학 기능층은 휘도 향상 필름 또는 위상차층인 편광판. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 편광자는 두께가 10 μm 이하인 편광판. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 점착제층은 두께가 20 μm 이하인 편광판. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보호 필름은, 온도 40℃ 상대 습도 92% RH의 투습도가 200 g/(㎡·24시간) 이상인 편광판. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 편광판과, 상기 편광판의 적어도 한쪽 면에 형성된 제2 점착제층을 갖는 점착제층 부착 편광판.
- 제7항에 기재된 점착제층 부착 편광판과, 표시 소자를 가지며,
상기 제2 점착제층을 통해 상기 표시 셀에 상기 편광판이 접합되어 있는 화상 표시 장치.
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