KR20230007311A - 화상 표시 패널 및 화상 표시 장치 - Google Patents

화상 표시 패널 및 화상 표시 장치 Download PDF

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토모히로 야마시타
카오루 쿠로하라
타쿠마 쿠로다
타쿠야 유미네
카츠노리 타카다
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

화상 표시 셀, 제 1 투명 보호 필름, 요오드계 편광막, 및 제 2 투명 보호 필름이 이 순서대로 적층된 화상 표시 패널로서, 상기 제 1 투명 보호 필름의 투습도는 상기 제 2 투명 보호 필름의 투습도보다 작고, 또한 200g/(㎡·24h) 이하이며, 상기 요오드계 편광막은 일반식 (1): b/a>1(일반식 (1) 중, 상기 제 1 투명 보호 필름이 상기 요오드계 편광막의 편면에 접합되고, 또한 상기 제 2 투명 보호 필름이 상기 요오드계 편광막의 타면에 접합된 편광 필름의 양태에 있어서 a는 상기 제 1 투명 보호 필름측의 편광막의 표면으로부터 1㎛ 이상 1.5㎛ 이하의 영역에 있어서의 라만 분광 분석에 의한 80㎝-1로부터 130㎝-1까지의 스펙트럼 면적을 나타내고, b는 상기 제 2 투명 보호 필름측의 편광막의 표면으로부터 1㎛ 이상 1.5㎛ 이하의 영역에 있어서의 라만 분광 분석에 의한 80㎝-1로부터 130㎝-1까지의 스펙트럼 면적을 나타낸다)로 나타내어지는 스펙트럼 면적비를 충족하는 화상 표시 패널. 상기 화상 표시 패널에 있어서의 편광막은 고온 내구성이 우수하다.

Description

화상 표시 패널 및 화상 표시 장치
본 발명은 화상 표시 패널 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
종래 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치 등의 각종 화상 표시 장치에 사용하는 편광막으로서는 고투과율과 고편광도를 겸비하고 있는 점에서 염색 처리된(요오드나 2색성 염료 등의 2색성 물질을 함유하는) 폴리비닐알코올계 필름이 사용되어 있다. 상기 편광막은 폴리비닐알코올계 필름에 욕 중에서, 예를 들면 팽윤, 염색, 가교, 연신 등의 각 처리를 실시한 후에 세정 처리를 실시하고 나서 건조함으로써 제조된다. 또한, 상기 편광막은 통상 그 편면 또는 양면에 트리아세틸셀룰로오스 등의 보호 필름이 접착제를 사용해서 접합된 편광 필름(편광판)으로서 사용되어 있다.
상기 편광 필름은 필요에 따라 다른 광학층을 적층해서 적층 편광 필름(광학 적층체)으로서 사용되고, 또한 상기 편광 필름 또는 상기 적층 편광 필름(광학 적층체)은 액정 셀이나 유기 EL 소자 등의 화상 표시 셀에 접합된 화상 표시 패널로서 사용되고, 또한 상기 화상 표시 패널은 점착제층이나 접착제층을 통해 시인측에 있어서의 전방면 투명판(윈도우층)이나 터치 패널 등의 전방면 투명 부재에 접합되어 상기 각종 화상 표시 장치로서 사용된다(특허문헌 1).
최근 이와 같은 각종 화상 표시 장치는 휴대 전화나 태블릿 단말 등의 모바일 기기에 추가하여 카 내비게이션 장치나 백 모니터 등의 차량 탑재용의 화상 표시 장치로서도 사용되는 등 그 용도는 확장되고 있다. 이것에 따라 상기 편광 필름이나 상기 적층 편광 필름에는 종래 요구되어 온 것보다 더 가혹한 환경하(예를 들면, 고온 환경하)에 있어서의 높은 내구성이 요구되어 있으며, 그와 같은 내구성을 확보하는 것을 목적으로 한 편광 필름이나 화상 표시 장치가 제안되어 있다(특허문헌 2-3).
일본 특허공개 2014-102353호 공보 일본 특허공표 2012-516468호 공보 일본 특허공개 2018-101117호 공보
상기 차량 탑재용의 화상 표시 장치에서는 최근 자동 운전 기술의 발전에 의해 디스플레이 디자인의 이형화나 대형화가 진행되고 있다. 이와 같은 디스플레이 디자인의 변화에 따라 편광막에 있어서 고온 환경하에 있어서의 내구성을 더 향상시키는 수단이 요구되어 있다.
이상과 같은 사정을 감안하여 본 발명은 고온 내구성이 우수한 편광막을 갖는 화상 표시 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 발명은 화상 표시 셀, 제 1 투명 보호 필름, 요오드계 편광막, 및 제 2 투명 보호 필름이 이 순서대로 적층된 화상 표시 패널이며, 상기 제 1 투명 보호 필름의 투습도는 상기 제 2 투명 보호 필름의 투습도보다 작고, 또한 200g/(㎡·24h) 이하이며, 상기 요오드계 편광막은 일반식 (1): b/a>1(일반식 (1) 중, 상기 제 1 투명 보호 필름이 상기 요오드계 편광막의 편면에 접합되고, 또한 상기 제 2 투명 보호 필름이 상기 요오드계 편광막의 타면에 접합된 편광 필름의 양태에 있어서 a는 상기 제 1 투명 보호 필름측의 편광막의 표면으로부터 1㎛ 이상 1.5㎛ 이하의 영역에 있어서의 라만 분광 분석에 의한 80㎝-1로부터 130㎝-1까지의 스펙트럼 면적을 나타내고, b는 상기 제 2 투명 보호 필름측의 편광막의 표면으로부터 1㎛ 이상 1.5㎛ 이하의 영역에 있어서의 라만 분광 분석에 의한 80㎝-1로부터 130㎝-1까지의 스펙트럼 면적을 나타낸다)로 나타내어지는 스펙트럼 면적비를 충족하는 화상 표시 패널에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 화상 표시 패널의 상기 제 2 투명 보호 필름측에 전방면 투명 부재를 구비하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
(발명의 효과)
본 발명의 화상 표시 패널에 있어서의 효과의 작용 메커니즘의 상세는 불명한 부분이 있지만 이하와 같이 추정된다. 단, 본 발명은 이 작용 메커니즘에 한정되어 해석되지 않는다.
본 발명의 화상 표시 패널은 화상 표시 셀, 제 1 투명 보호 필름, 요오드계 편광막, 및 제 2 투명 보호 필름이 이 순서대로 적층되어 있으며, 상기 제 1 투명 보호 필름의 투습도는 상기 제 2 투명 보호 필름의 투습도보다 작고, 또한 200g/(㎡·24h) 이하이며, 상기 요오드계 편광막은 일반식 (1): b/a>1(일반식 (1) 중, 상기 제 1 투명 보호 필름이 상기 요오드계 편광막의 편면에 접합되고, 또한 상기 제 2 투명 보호 필름이 상기 요오드계 편광막의 타면에 접합된 편광 필름의 양태에 있어서 a는 상기 제 1 투명 보호 필름측의 편광막의 표면으로부터 1㎛ 이상 1.5㎛ 이하의 영역에 있어서의 라만 분광 분석에 의한 80㎝-1로부터 130㎝-1까지의 스펙트럼 면적을 나타내고, b는 상기 제 2 투명 보호 필름측의 편광막의 표면으로부터 1㎛ 이상 1.5㎛ 이하의 영역에 있어서의 라만 분광 분석에 의한 80㎝-1로부터 130㎝-1까지의 스펙트럼 면적을 나타낸다)로 나타내어지는 스펙트럼 면적비를 충족한다. 상기 80㎝-1로부터 130㎝-1까지의 라만 시프트는 일본 특허공개 2015-52676호 공보에 기재되어 있는 바와 같이 요오드(보다 구체적으로는 요오드 착체(I3 -))의 피크(108㎝-1)를 포함하는 산란 강도(라만 강도)를 나타낸다. 따라서, 상기 a는 상기 제 1 투명 보호 필름측의 편광막의 표면으로부터 1㎛ 이상 1.5㎛ 이하의 영역에 있어서의 요오드(요오드 착체(I3 -))의 농도를 나타내고, 또한 상기 b는 상기 제 2 투명 보호 필름측의 편광막의 표면으로부터 1㎛ 이상 1.5㎛ 이하의 영역에 있어서의 요오드(요오드 착체(I3 -))의 농도를 나타낸다. 따라서, 본 발명의 요오드계 편광막은 일반식 (1): b/a>1인 조건을 충족하기 때문에 편광막에 포함되는 요오드(요오드 착체(I3 -))의 농도는 제 1 투명 보호 필름측(화상 표시 셀측)으로부터 일정 영역에 있어서의 요오드 농도 쪽이 제 2 투명 보호 필름측(화상 표시 패널의 시인측)의 일정 영역에 있어서의 요오드 농도보다 옅다.
한편, 편광막 중에 포함되는 요오드는 고온 환경하에서 폴리비닐알코올의 탈수 반응에 의한 폴리엔화를 촉진시킴으로써 편광막의 단체 투과율을 저하시킨다고 추인된다. 또한, 상기 화상 표시 패널이 고온 환경하에 노출된 경우 상기 편광막의 화상 표시 셀측은 편광막 중의 수분이 계외로 방출되기 어려운 점에서 잔존한 수분에 의해 편광막의 열화가 촉진되기 때문에 요오드계 편광막은 상기 제 1 투명 보호 필름측(화상 표시 셀측)의 표면 쪽이 제 2 투명 보호 필름측(화상 표시 패널의 시인측)의 표면보다 폴리엔화에 의한 열화가 현저해진다. 본 발명의 화상 표시 패널은 상술한 바와 같이 편광막에 포함되는 요오드(요오드 착체(I3 -))의 농도는 제 1 투명 보호 필름측(화상 표시 셀측)으로부터 일정 영역에 있어서의 요오드 농도 쪽이 제 2 투명 보호 필름측(화상 표시 패널의 시인측)의 일정 영역에 있어서의 요오드 농도보다 옅기 때문에 고온 내구성이 우수하다.
또한, 상기 제 1 투명 보호 필름의 투습도는 상기 제 2 투명 보호 필름의 투습도보다 작고, 또한 200g/(㎡·24h) 이하임으로써 편광막이 제 1 투명 보호 필름의 화상 표시 셀측에 형성되는 점착제층 등에 포함되는 수분의 영향을 받기 어렵고, 또한 편광막 중의 수분을 제 2 투명 보호 필름측 쪽으로 효과적으로 방출할 수 있는 점에서 상기 편광막은 고온 내구성이 우수하다.
도 1은 화상 표시 패널 및 화상 표시 장치의 일형태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 2는 실시예 1의 초박절편 시료의 편광막에 있어서 라만 분광 분석에 의한 라만 스펙트럼을 나타내는 차트이다.
도 3은 실시예 1의 편광막의 두께 방향에 있어서 라만 분광 분석에 의한 80㎝-1로부터 130㎝-1까지의 스펙트럼 면적 분포(적분 강도 분포)를 나타내는 그래프이다.
도 1은 본 발명의 화상 표시 패널의 일형태를 나타내는 모식적 단면도이다. 도 1에서는 화상 표시 셀(90), 접착제층 또는 점착제층(20), 제 1 투명 보호 필름(12), 요오드계 편광막(11), 및 제 2 투명 보호 필름(13)이 이 순서대로 적층되어 있는 화상 표시 패널(100)의 일양태를 나타낸다. 또한, 도 1에서는 제 1 투명 보호 필름(12), 요오드계 편광막(11), 및 제 2 투명 보호 필름(13)을 포함하는 편광 필름(10)의 일양태를 나타낸다. 또한, 도 1에서는 화상 표시 패널(100)의 제 2 투명 보호 필름측에 전방면 투명 부재(80)를 구비하는 화상 표시 장치(200)의 일양태를 나타낸다.
본 발명의 화상 표시 패널은 화상 표시 셀, 제 1 투명 보호 필름, 요오드계 편광막, 및 제 2 투명 보호 필름이 이 순서대로 적층되어 있다. 또한, 상기 제 1 투명 보호 필름, 요오드계 편광막, 및 제 2 투명 보호 필름을 포함하는 적층체를 편광 필름이라고 한다.
<편광 필름>
<요오드계 편광막>
상기 요오드계 편광막은 폴리비닐알코올계 필름에 요오드가 흡착 배향해서 형성된다. 상기 폴리비닐알코올(PVA)계 필름은 가시광 영역에 있어서 투광성을 갖고, 요오드를 분산 흡착하는 것을 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 또한, 통상 원단으로서 사용하는 PVA계 필름은 두께가 1~100㎛ 정도인 것이 바람직하고, 1~50㎛ 정도인 것이 보다 바람직하고, 폭이 100~5000㎜ 정도인 것이 바람직하다.
상기 폴리비닐알코올계 필름의 재료로서는 폴리비닐알코올 또는 그 유도체를 들 수 있다. 상기 폴리비닐알코올의 유도체로서는, 예를 들면 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈; 에틸렌, 프로필렌 등의 올레핀; 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 등의 불포화카르복실산, 및 그 알킬에스테르, 아크릴아미드 등으로 변성한 것 등을 들 수 있다. 상기 폴리비닐알코올은 평균 중합도가 100~10,000 정도인 것이 바람직하고, 1,000~10,000 정도인 것이 보다 바람직하고, 1,500~4,500 정도인 것이 더 바람직하다. 또한, 상기 폴리비닐알코올은 비누화도가 80~100몰% 정도인 것이 바람직하고, 95몰%~99.95몰 정도인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 평균 중합도 및 상기 비누화도는 JIS K 6726에 준하여 구할 수 있다.
상기 폴리비닐알코올계 필름에는 가소제나 계면활성제 등의 첨가제를 함유하고 있어도 좋다. 상기 가소제로서는, 예를 들면 글리세린, 디글리세린, 트리글리세린, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등의 폴리올 및 그 축합물 등을 들 수 있다. 상기 첨가제의 사용량은 특별히 제한은 없지만, 예를 들면 폴리비닐알코올계 필름 중 20중량% 이하 정도가 적합하다.
상기 요오드계 편광막은 일반식 (1): b/a>1(일반식 (1) 중, 상기 제 1 투명 보호 필름이 상기 요오드계 편광막의 편면에 접합되고, 또한 상기 제 2 투명 보호 필름이 상기 요오드계 편광막의 타면에 접합된 편광 필름의 양태에 있어서 a는 상기 제 1 투명 보호 필름측의 편광막의 표면으로부터 1㎛ 이상 1.5㎛ 이하의 영역에 있어서의 라만 분광 분석에 의한 80㎝-1로부터 130㎝-1까지의 스펙트럼 면적을 나타내고, b는 상기 제 2 투명 보호 필름측의 편광막의 표면으로부터 1㎛ 이상 1.5㎛ 이하의 영역에 있어서의 라만 분광 분석에 의한 80㎝-1로부터 130㎝-1까지의 스펙트럼 면적을 나타낸다)로 나타내어지는 스펙트럼 면적비를 충족한다.
상기 b/a는 편광막의 고온 내구성을 향상시키는 관점으로부터 1.2 이상인 것이 바람직하고, 1.5 이상인 것이 보다 바람직하다.
상기 요오드계 편광막에 있어서 상기 제 1 투명 보호 필름측의 편광막의 표면으로부터 1.5㎛ 이하로부터 상기 제 2 투명 보호 필름측의 편광막의 표면으로부터 1.5㎛ 이하까지의 두께 방향에 대해서 일정한 초기 광학 성능을 유지한 채 고온 내구성을 향상시키는 관점으로부터 요오드 농도가 증가하는 것이 바람직하고, 요오드 농도가 실질적으로 단조 증가하는 것이 보다 바람직하다. 「실질적으로 단조 증가한다」란 두께 방향의 요오드 평균 농도의 분포 곡선이 극대값 및 극소값을 갖지 않는 것을 말한다. 여기에서 요오드 평균 농도란 PVA계 수지 필름을 두께 방향으로 1㎛마다 분할하고, 상기 분할한 영역마다에 라만 분석법에 의해 측정한 강도의 중앙값을 말한다. 따라서, 요오드 농도가 실질적으로 단조 증가하는 경우이어도 국소적으로는(즉, 분할한 각 영역 내에 있어서는) 요오드 농도의 극대 및/또는 극소 영역이 존재할 수 있다.
상기 요오드계 편광막은 상기 요오드의 함유량이 1중량% 이상 15중량% 이하인 것이 바람직하다. 상기 요오드계 편광막은 상기 요오드의 함유량이 내구성 시험 시의 색 빠짐을 억제하는 관점으로부터 1.5중량% 이상인 것이 바람직하고, 2중량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 그리고 폴리엔화를 방지하는 관점으로부터 12중량% 이하인 것이 바람직하고, 10중량% 이하인 것이 보다 바람직하다.
상기 요오드계 편광막은 단체 투과율이 40.0% 이상인 것이 바람직하고, 41% 이상인 것이 보다 바람직하고, 42% 이상인 것이 더 바람직하고, 43% 이상인 것이 보다 더 바람직하고, 그리고 초기 편광 성능의 관점으로부터 45% 이하인 것이 바람직하고, 44% 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 단체 투과율은 자외 가시 분광 광도계(Otsuka Electronics Co., Ltd.제, 「LPF-200」을 사용하고, JIS Z8701의 2도 시야(C 광원)에 의해 측정해서 시감도 보정을 행한 Y값이다. 또한, 측정 파장은 380~780㎚(5㎚마다)이다.
또한, 상기 요오드계 편광막은 편광도가 99.8% 이상인 것이 바람직하고, 99.9% 이상인 것이 보다 바람직하고, 99.95% 이상인 것이 더 바람직하다.
상기 요오드계 편광막은, 예를 들면 상기 폴리비닐알코올계 필름을 요오드의 수용액에 침지함으로써 염색하고, 원래 길이의 3~7배로 연신함으로써 제작할 수 있다. 필요에 따라 붕산이나 요오드화칼륨 등의 수용액에 침지할 수도 있다. 또한, 필요에 따라 염색 전에 폴리비닐알코올계 필름을 물에 침지하여 수세해도 좋다. 폴리비닐알코올계 필름을 수세함으로써 폴리비닐알코올계 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있는 것 외에 폴리비닐알코올계 필름을 팽윤시킴으로써 염색의 얼룩 등의 불균일을 방지하는 효과도 있다. 연신은 요오드로 염색한 후에 행해도 좋고, 염색하면서 연신해도 좋고, 또한 연신하고 나서 요오드로 염색해도 좋다. 붕산이나 요오드화칼륨 등의 수용액 중이나 수욕 중에서도 연신할 수 있다.
상기 요오드 편광막은 편광막의 초기의 편광도를 향상시키는 관점으로부터 두께가 1㎛ 이상인 것이 바람직하고, 2㎛ 이상인 것이 보다 바람직하고, 그리고 패널의 휨을 방지하는 관점으로부터 20㎛ 이하인 것이 바람직하고, 15㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 10㎛ 이하인 것이 더 바람직하고, 8㎛ 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 특히, 두께가 8㎛ 정도 이하인 편광막을 얻기 위해서는 상기 폴리비닐알코올계 필름으로서 열가소성 수지 기재 상에 제막된 폴리비닐알코올계 수지층을 포함하는 적층체를 사용하는 이하의 박형의 편광막의 제조 방법을 적용할 수 있다.
<박형의 요오드계 편광막의 제조 방법>
박형의 요오드계 편광막의 제조 방법은 장척형상의 열가소성 수지 기재의 편측에 폴리비닐알코올계 수지(PVA계 수지)를 포함하는 폴리비닐알코올계 수지층(PVA계 수지층)을 형성하여 적층체로 하는 것, 및 적층체에 공중 보조 연신 처리와, 염색 처리와, 수중 연신 처리와, 건조 수축 처리를 이 순서대로 실시하는 것을 포함한다. 특히, 상기 b/a>1의 조건을 충족하고, 또한 높은 광학 특성을 갖는 편광막을 얻기 위해서는 공중 보조 연신 처리(건식 연신)와, 붕산 수용액 중에서의 수중 연신 처리를 조합하는 2단 연신의 방법이 선택된다.
상기 적층체를 제작하는 방법으로서는 임의의 적절한 방법이 채용되고, 예를 들면 상기 열가소성 수지 기재의 표면에 상기 PVA계 수지를 포함하는 도포액을 도포하고, 건조하는 것으로 방법을 들 수 있다. 상기 열가소성 수지 기재의 두께는 20~300㎛ 정도인 것이 바람직하고, 50~200㎛ 정도인 것이 보다 바람직하다. 상기 PVA계 수지층의 두께는 3~40㎛ 정도인 것이 바람직하고, 3~20㎛ 정도인 것이 보다 바람직하다.
상기 열가소성 수지 기재는 물을 흡수해서 연신 응력을 대폭 저하시켜 고배율로 연신할 수 있는 관점으로부터 흡수율이 0.2% 정도 이상인 것이 바람직하고, 0.3% 정도 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, 상기 열가소성 수지 기재는 열가소성 수지 기재의 치수 안정성이 현저히 저하되고, 얻어지는 편광막의 외관이 악화되는 등의 문제를 방지할 수 있는 관점으로부터 흡수율이 3% 정도 이하인 것이 바람직하고, 1% 정도 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 흡수율은, 예를 들면 상기 열가소성 수지 기재의 구성 재료에 변성기를 도입함으로써 조정할 수 있다. 상기 흡수율은 JIS K 7209에 준하여 구해지는 값이다.
상기 열가소성 수지 기재는 PVA계 수지층의 결정화를 억제하면서 적층체의 연신성을 충분히 확보할 수 있는 관점으로부터 유리 전이 온도(Tg)가 120℃ 정도 이하인 것이 바람직하다. 또한, 물에 의한 열가소성 수지 기재의 가소화와, 수중 연신을 양호하게 행하는 것을 고려하면 상기 유리 전이 온도(Tg)가 100℃ 정도 이하인 것이 보다 바람직하고, 90℃ 정도 이하인 것이 더 바람직하다. 한편, 열가소성 수지 기재의 유리 전이 온도는 도포액을 도포·건조할 때에 열가소성 수지 기재가 변형되는 등의 문제를 방지하고, 양호한 적층체를 제작할 수 있는 관점으로부터 60℃ 정도 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 유리 전이 온도는, 예를 들면 상기 열가소성 수지 기재의 구성 재료에 변성기를 도입하는 결정화 재료를 사용해서 가열함으로써 조정할 수 있다. 상기 유리 전이 온도(Tg)는 JIS K 7121에 준하여 구해지는 값이다.
상기 열가소성 수지 기재의 구성 재료로서는 임의의 적절한 열가소성 수지가 채용될 수 있다. 상기 열가소성 수지로서는, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 등의 에스테르계 수지, 노보넨계 수지 등의 시클로올레핀계 수지, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 이들의 공중합체 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 노보넨계 수지, 비정질(비정성)의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지가 바람직하고, 또한 열가소성 수지 기재는 연신성이 매우 우수함과 아울러, 연신 시의 결정화가 억제될 수 있는 관점으로부터 비정질(비정성) 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지가 바람직하게 사용된다. 비정질(비정성)의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지로서는 디카르복실산으로서 이소프탈산 및/또는 시클로헥산 디카르복실산을 포함하는 공중합체나, 글리콜로서 시클로헥산디메탄올이나 디에틸렌글리콜을 포함하는 공중합체를 들 수 있다.
상기 열가소성 수지 기재는 PVA계 수지층을 형성하기 전에 표면 처리(예를 들면, 코로나 처리 등)를 실시해도 좋고, 열가소성 수지 기재 상에 이접착층을 형성해도 좋다. 이와 같은 처리를 행함으로써 열가소성 수지 기재와 PVA계 수지층의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 열가소성 수지 기재는 PVA계 수지층을 형성하기 전에 연신되어 있어도 좋다.
상기 도포액은 PVA계 수지를 용매에 용해시킨 용액이다. 상기 용매로서는, 예를 들면 물, 디메틸술폭시드, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 각종 글리콜류, 트리메틸올프로판 등의 다가 알코올류, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민 등의 아민류를 들 수 있고, 물이 바람직하다. 이들은 단독으로, 또는 2종 이상 조합해서 사용할 수 있다. 상기 도포액의 PVA계 수지 농도는 열가소성 수지 기재에 밀착한 균일한 도포막을 형성할 수 있는 관점으로부터 용매 100중량부에 대해서 3~20중량부 정도인 것이 바람직하다.
상기 도포액에는 연신에 의한 폴리비닐알코올 분자의 배향성을 향상시키는 관점으로부터 할로겐화물이 배합되어 있는 것이 바람직하다. 상기 할로겐화물로서는 임의의 적절한 할로겐화물을 채용할 수 있고, 예를 들면 요오드화물 및 염화나트륨 등을 들 수 있다. 상기 요오드화물로서는, 예를 들면 요오드화칼륨, 요오드화나트륨, 요오드화리튬 등을 들 수 있고, 요오드화칼륨이 바람직하다. 상기 도포액 중의 상기 할로겐화물의 농도는 PVA계 수지 100중량부에 대해서 5~20중량부 정도인 것이 바람직하고, 10~15중량부 정도인 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 도포액에는 첨가제를 배합해도 좋다. 상기 첨가제로서는, 예를 들면 에틸렌글리콜이나 글리세린 등의 가소제; 비이온 계면활성제 등의 계면활성제 등을 들 수 있다.
상기 도포액의 도포 방법으로서는 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있고, 예를 들면 롤 코트법, 스핀 코트법, 와이어 바 코트법, 딥 코트법, 다이 코트법, 커튼 코트법, 스프레이 코트법, 나이프 코트법(콤마 코트법 등) 등을 들 수 있다. 또한, 상기 도포액의 건조 온도는 50℃ 정도 이상인 것이 바람직하다.
상기 공중 보조 연신 처리는 열가소성 수지 기재의 결정화를 억제하면서 연신할 수 있기 때문에 적층체를 고배율로 연신할 수 있다. 상기 공중 보조 연신 처리의 연신 방법은 고정단 연신(예를 들면, 텐터 연신기를 사용해서 연신하는 방법)이어도 좋고, 자유단 연신(예를 들면, 둘레 속도가 상이한 롤 사이에 적층체를 통과시켜서 1축 연신하는 방법)이어도 좋지만 높은 광학 특성을 얻는 관점으로부터 자유단 연신이 바람직하다.
상기 공중 보조 연신에 있어서의 연신 배율은 상기 b/a>1의 조건을 충족하는 관점으로부터 2~3.5배 정도인 것이 바람직하고, 2.2~2.6배 정도인 것이 보다 바람직하다. 상기 공중 보조 연신은 1단계로 행해도 좋고, 다단계로 행해도 좋다. 다단계로 행할 경우 연신 배율은 각 단계의 연신 배율의 곱이다.
상기 공중 보조 연신에 있어서의 연신 온도는 열가소성 수지 기재의 형성 재료, 연신 방식 등에 따라 임의의 적절한 값으로 설정할 수 있고, 예를 들면 열가소성 수지 기재의 유리 전이 온도(Tg) 이상인 것이 바람직하고, 상기 유리 전이 온도(Tg)+10℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 상기 유리 전이 온도(Tg)+15℃ 이상인 것이 더 바람직하다. 한편, 연신 온도의 상한은 PVA계 수지의 결정화가 급속히 진행되는 것을 억제하고, 결정화에 의한 문제(예를 들면, 연신에 의한 PVA계 수지층의 배향을 방해한다)를 억제할 수 있는 관점으로부터 170℃ 정도인 것이 바람직하다.
필요에 따라 상기 공중 보조 연신 처리 후, 염색 처리나 수중 연신 처리 전에 불용화 처리를 실시해도 좋다. 상기 불용화 처리는 대표적으로는 붕산 수용액에 PVA계 수지층을 침지함으로써 행한다. 불용화 처리를 실시함으로써 PVA계 수지층에 내수성을 부여하여 물에 침지했을 때의 PVA의 배향 저하를 방지할 수 있다. 상기 붕산 수용액의 농도는 물 100중량부에 대해서 1~5중량부 정도인 것이 바람직하다. 불용화 처리욕의 액온은 20~50℃ 정도인 것이 바람직하다.
상기 염색 처리는 PVA계 수지층을 요오드로 염색함으로써 행한다. 상기 흡착 방법으로서는, 예를 들면 요오드를 포함하는 염색액에 PVA계 수지층(적층체)을 침지시키는 방법, PVA계 수지층에 상기 염색액을 도포하는 방법, 상기 염색액을 PVA계 수지층에 분무하는 방법 등을 들 수 있고, 요오드를 포함하는 염색액에 PVA계 수지층(적층체)을 침지시키는 방법이 바람직하다.
상기 염색욕에 있어서의 요오드의 배합량은 물 100중량부에 대해서 0.05~0.5중량부 정도인 것이 바람직하다. 요오드의 물에 대한 용해도를 높이기 위해 요오드 수용액에 상기 요오드화물을 배합하는 것이 바람직하다. 상기 요오드화물의 배합량은 물 100중량부에 대해서 0.1~10중량부 정도인 것이 바람직하고, 0.3~5중량부 정도인 것이 보다 바람직하다. 염색욕의 액온은 PVA계 수지의 용해를 억제하기 위해 20~50℃ 정도인 것이 바람직하다. 또한, 침지 시간은 상기 b/a>1의 조건을 충족하고, 또한 PVA계 수지층의 투과율을 확보하는 관점으로부터 5초~5분 정도인 것이 바람직하고, 20초~90초 정도인 것이 보다 바람직하고, 30~50초 정도인 것이 더 바람직하다. 양호한 광학 특성을 갖는 편광막을 얻는 관점으로부터 요오드 수용액에 있어서의 요오드 및 요오드화물의 함유량의 비가 1:5~1:20 정도인 것이 바람직하고, 1:5~1:10 정도인 것이 보다 바람직하다.
필요에 따라 염색 처리 후, 수중 연신 처리 전에 가교 처리를 실시해도 좋다. 상기 가교 처리는 대표적으로는 붕산 수용액에 PVA계 수지층을 침지시킴으로써 행한다. 가교 처리를 실시함으로써 PVA계 수지층에 내수성을 부여하고, 후의 수중 연신에서 고온의 수중으로 침지했을 때의 PVA의 배향 저하를 방지할 수 있다. 상기 붕산 수용액의 붕산 농도는 물 100중량부에 대해서 1~5중량부 정도인 것이 바람직하다. 또한, 가교 처리를 행할 경우 가교 처리에 있어서의 가교욕에는 상기 요오드화물을 배합하는 것이 더 바람직하다. 상기 요오드화물을 배합함으로써 PVA계 수지층에 흡착시킨 요오드의 용출을 억제할 수 있다. 상기 요오드화물의 배합량은 물 100중량부에 대해서 1~5중량부 정도인 것이 바람직하다. 가교욕(붕산 수용액)의 액온은 20~50℃ 정도인 것이 바람직하다.
상기 수중 연신 처리는 적층체를 연신욕에 침지시켜 행한다. 수중 연신 처리에 의하면 상기 열가소성 수지 기재나 PVA계 수지층의 유리 전이 온도(대표적으로는 80℃ 정도)보다 낮은 온도에서 연신할 수 있고, PVA계 수지층을 그 결정화를 억제하면서 고배율로 연신할 수 있다. 상기 수중 연신 처리의 연신 방법은 고정단 연신(예를 들면, 텐터 연신기를 사용해서 연신하는 방법)이어도 좋고, 자유단 연신(예를 들면, 둘레 속도가 상이한 롤 사이에 적층체를 통과시켜서 1축 연신하는 방법)이어도 좋지만 높은 광학 특성을 얻는 관점으로부터 자유단 연신이 바람직하다.
상기 수중 연신 처리는 붕산 수용액 중에 적층체를 침지시켜 행하는 것(붕산 수중 연신)이 바람직하다. 연신욕으로서 붕산 수용액을 사용함으로써 PVA계 수지층에 연신 시에 가해지는 장력에 견디는 강성과, 물에 용해되지 않는 내수성을 부여할 수 있다. 붕산 수용액의 붕산 농도는 물 100중량부에 대해서 1~10중량부인 것이 바람직하고, 2.5~6중량부인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 연신욕(붕산 수용액)에는 요오드화물을 배합해도 좋다. 연신욕의 액온은 40~85℃ 정도인 것이 바람직하고, 60℃~75℃ 정도인 것이 보다 바람직하다. 적층체의 연신욕으로의 침지 시간은 15초~5분 정도인 것이 바람직하다.
상기 수중 연신에 있어서의 연신 배율은 1.5배 정도 이상인 것이 바람직하고, 3배 정도 이상인 것이 보다 바람직하다.
또한, 적층체의 총 연신 배율은 적층체의 원래 길이에 대해서 5배 정도 이상인 것이 바람직하고, 5.5배 정도 이상인 것이 보다 바람직하다.
상기 건조 수축 처리는 존 전체를 가열해서 행하는 존 가열에 의해 행해도 좋고, 반송 롤을 가열함(소위, 가열 롤을 사용한다)으로써 행해도 좋지만 바람직하게는 그 양방을 사용한다. 가열 롤을 사용해서 건조시킴으로써 효율적으로 적층체의 가열 컬을 억제하고, 외관이 우수한 편광막을 제조할 수 있고, 또한 적층체를 평평한 상태로 유지하면서 건조할 수 있으므로 컬뿐만 아니라 주름의 발생도 억제할 수 있다. 또한, 건조 수축 처리할 때 폭 방향으로 수축시킴으로써 얻어지는 편광막의 광학 특성을 향상시킬 수 있는 관점으로부터 건조 수축 처리에 의한 적층체의 폭 방향의 수축률은 1~10% 정도인 것이 바람직하고, 2~8% 정도인 것이 보다 바람직하다.
반송 롤의 가열 온도(가열 롤의 온도), 가열 롤의 수, 가열 롤과의 접촉 시간 등을 조정함으로써 건조 조건을 제어할 수 있다. 가열 롤의 온도는 60~120℃ 정도인 것이 바람직하고, 65~100℃ 정도인 것이 보다 바람직하고, 70~80℃인 것이 더 바람직하다. 열가소성 수지의 결정화도를 양호하게 증가시켜서 컬을 양호하게 억제할 수 있는 관점으로부터 반송 롤은 통상 2개~40개 정도, 바람직하게는 4개~30개 정도 설치된다. 적층체와 가열 롤의 접촉 시간(총 접촉 시간)은 1~300초 정도인 것이 바람직하고, 1~20초인 것이 보다 바람직하고, 1~10초인 것이 더 바람직하다.
가열 롤은 가열로 내에 설치해도 좋고, 통상의 제조 라인(실온 환경하)에 설치해도 좋다. 바람직하게는 송풍 수단을 구비하는 가열로 내에 설치된다. 가열 롤에 의한 건조와 열풍 건조를 병용함으로써 가열 롤 사이에서의 급준한 온도 변화를 억제할 수 있고, 폭 방향의 수축을 용이하게 제어할 수 있다. 열풍 건조의 온도는 30~100℃ 정도인 것이 바람직하다. 또한, 열풍 건조 시간은 1~300초 정도인 것이 바람직하다.
수중 연신 처리 후, 건조 수축 처리 전에 세정 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 상기 세정 처리는 대표적으로는 요오드화칼륨 수용액에 PVA계 수지층을 침지시킴으로써 행한다.
또한, 상기 염색 처리 공정, 상기 수중 연신 처리 공정, 상기 불용화 처리 공정, 상기 가교 처리 공정, 및 상기 세정 처리 공정에 있어서의 각 처리욕에는 아연염, pH 조정제, pH 완충제, 그 외 염류와 같은 첨가제를 함유하고 있어도 좋다. 상기 아연염으로서는, 예를 들면 염화아연, 요오드화아연 등의 할로겐화아연; 황산 아연, 아세트산 아연 등의 무기 아연염 등을 들 수 있다. 상기 pH 조정제로서는, 예를 들면 염산, 황산, 질산 등의 강산이나, 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 강염기를 들 수 있다. 상기 pH 완충제로서는, 예를 들면 아세트산, 옥살산, 시트르산 등의 카르복실산 및 그 염이나, 인산, 탄산과 같은 무기 약산 및 그 염을 들 수 있다. 상기 그 외 염류로서는, 예를 들면 염화나트륨, 염화칼륨, 염화바륨 등의 염화물, 질산 나트륨, 질산 칼륨과 같은 질산염, 황산 나트륨, 황산 칼륨과 같은 황산염, 및 알칼리 금속, 알칼리토류 금속의 염 등을 들 수 있다.
<제 1 및 제 2 투명 보호 필름>
상기 제 1 및 제 2 투명 보호 필름은 상기 제 1 투명 보호 필름의 투습도가 상기 제 2 투명 보호 필름의 투습도보다 작고, 또한 200g/(㎡·24h) 이하이면 특별히 제한되지 않고, 편광 필름에 사용되어 있는 각종 투명 보호 필름을 사용할 수 있다. 상기 투명 보호 필름을 구성하는 재료로서는, 예를 들면 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차단성, 등방성 등이 우수한 열가소성 수지가 사용된다. 상기 열가소성 수지로서는, 예를 들면 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스에스테르계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 나일론이나 방향족 폴리아미드 등의 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌·프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀계 수지, (메타)아크릴계 수지, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 환형상 폴리올레핀계 수지(노보넨계 수지), 폴리아릴레이트계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 또한, 상기 투명 보호 필름은 (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 형성되는 경화층을 사용할 수 있다. 이들 중에서도 셀룰로오스에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, (메타)아크릴계 수지, 환형상 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지가 적합하다.
상기 제 1 및 제 2 투명 보호 필름의 두께는 적당히 결정할 수 있지만 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성, 박층성 등의 관점으로부터 1~500㎛ 정도인 것이 바람직하고, 1~300㎛ 정도인 것이 보다 바람직하고, 5~100㎛ 정도인 것이 더 바람직하다.
상기 투명 보호 필름은 정면 위상차가 40㎚ 이상 및/또는 두께 방향 위상차가 80㎚ 이상인 위상차를 갖는 위상차판을 사용할 수 있다. 정면 위상차는 통상 40~200㎚의 범위로, 두께 방향 위상차는 통상 80~300㎚의 범위로 제어된다. 상기 투명 보호 필름으로서 위상차판을 사용하는 경우에는 상기 위상차판이 투명 보호 필름으로서도 기능하기 때문에 박형화를 도모할 수 있다.
상기 위상차판으로서는, 예를 들면 고분자 소재를 1축 또는 2축 연신 처리하여 이루어지는 복굴절성 필름, 액정 폴리머의 배향 필름, 액정 폴리머의 배향층을 필름에 의해 지지한 것 등을 들 수 있다. 위상차판의 두께는 특별히 제한되지 않지만 20~150㎛ 정도가 일반적이다. 또한, 위상차를 갖지 않는 투명 보호 필름에 상기 위상판을 접합해서 사용해도 좋다.
상기 제 1 및 제 2 투명 보호 필름에는 자외선 흡수제, 산화 방지제, 활제, 가소제, 이형제, 착색 방지제, 난연제, 대전 방지제, 안료, 착색제 등의 임의의 적절한 첨가제를 포함하고 있어도 좋다. 특히, 상기 투명 보호 필름에 자외선 흡수제를 포함하는 경우 편광 필름의 내광성을 향상할 수 있다.
상기 제 1 투명 보호 필름은 투습도가 200g/(㎡·24h) 이하이다. 상기 제 1 투명 보호 필름은 고온 고습 환경하에서의 편광막의 편광도 저하의 억제의 관점으로부터 투습도가 100g/(㎡·24h) 이하인 것이 바람직하고, 50/(㎡·24h) 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 제 2 투명 보호 필름은 편광막과 투명 보호 필름을 접합한 후의 건조 공정의 생산 효율의 관점으로부터 투습도가 250g/(㎡·24h) 이상인 것이 바람직하고, 300g/(㎡·24h) 이상인 것이 보다 바람직하고, 그리고 고온 고습 환경하에서의 편광막의 편광도 저하의 억제의 관점으로부터 투습도가 1,000g/(㎡·24h) 이하인 것이 바람직하고, 600g/(㎡·24h) 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 투습도는 JIS Z0208의 투습도 시험(컵법)에 준하여 직경 60㎜로 절단한 샘플을 약 15g의 염화칼슘을 넣은 투습 컵에 세팅하고, 온도 40℃, 습도 90%R.H.의 항온기에 넣고, 24시간 방치한 전후의 염화칼슘의 중량 증가를 측정함으로써 산출할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 투명 보호 필름의 편광막을 접합하지 않는 면에는 하드 코트층, 반사 방지층, 스티킹 방지층, 확산층 또는 안티글레어층 등의 기능층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 하드 코트층, 반사 방지층, 스티킹 방지층, 확산층이나 안티글레어층 등의 기능층은 보호 필름 그 자체로 형성할 수 있는 것 외, 별도 보호 필름과는 별체의 것으로서 형성할 수도 있다.
상기 편광막과 상기 제 1 및 제 2 투명 보호 필름, 상기 제 1 및 제 2 투명 보호 필름과 상기 기능층은 통상 점착제층 또는 접착제층을 통해 접합된다.
상기 점착제층을 형성하는 점착제로서는 편광 필름에 사용되어 있는 각종 점착제를 적용할 수 있고, 예를 들면 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 우레탄계 점착제, 비닐알킬에테르계 점착제, 폴리비닐알코올계 점착제, 폴리비닐피롤리돈계 점착제, 폴리아크릴아미드계 점착제, 셀룰로오스계 점착제 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 아크릴계 점착제가 적합하다.
점착제층을 형성하는 방법으로서는, 예를 들면 상기 점착제를 박리 처리한 세퍼레이터 등에 도포하고, 건조하여 점착제층을 형성한 후에 편광막 등에 전사하는 방법, 또는 상기 점착제를 편광막 등에 도포하고, 건조하여 점착제층을 형성하는 방법 등을 예시할 수 있다. 상기 점착제층의 두께는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 1~100㎛ 정도이며, 2~50㎛ 정도인 것이 바람직하다.
상기 접착제층을 형성하는 접착제로서는 편광 필름에 사용되어 있는 각종 접착제를 적용할 수 있고, 예를 들면 이소시아네이트계 접착제, 폴리비닐알코올계 접착제, 젤라틴계 접착제, 비닐계 라텍스계, 수계 폴리에스테르 등을 들 수 있다. 이들 접착제는 통상 수용액으로 이루어지는 접착제(수계 접착제)로서 사용되고, 0.5~60중량%의 고형분을 함유하여 이루어진다. 이들 중에서도 폴리비닐알코올계 접착제가 바람직하고, 아세트아세틸기 함유 폴리비닐알코올계 접착제가 보다 바람직하다.
상기 수계 접착제는 가교제를 포함하고 있어도 좋다. 상기 가교제로서는 통상 접착제를 구성하는 폴리머 등의 성분과 반응성을 갖는 관능기를 1분자 중에 적어도 2개 갖는 화합물이 사용되고, 예를 들면 알킬렌디아민류; 이소시아네이트류; 에폭시류; 알데히드류; 메틸올 요소, 메틸올멜라민 등의 아미노-포름알데히드 등을 들 수 있다. 접착제 중의 가교제의 배합량은 접착제를 구성하는 폴리머 등의 성분 100중량부에 대해서 통상 10~60중량부 정도이다.
상기 접착제로서는 상기 외, 자외선 경화형 접착제, 전자선 경화형 접착제 등의 활성 에너지선 경화형 접착제를 들 수 있다. 상기 활성 에너지선 경화형 접착제로서는, 예를 들면 (메타)아크릴레이트계 접착제를 들 수 있다. 상기 (메타)아크릴레이트계 접착제에 있어서의 경화성 성분으로서는, 예를 들면 (메타)아크릴로일기를 갖는 화합물, 비닐기를 갖는 화합물을 들 수 있다. (메타)아크릴로일기를 갖는 화합물로서는, 예를 들면 탄소수가 1~20개인 쇄형상 알킬(메타)아크릴레이트, 지환식 알킬(메타)아크릴레이트, 다환식 알킬(메타)아크릴레이트 등의 알킬(메타)아크릴레이트; 히드록실기 함유 (메타)아크릴레이트; 글리시딜(메타)아크릴레이트 등의 에폭시기 함유 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. (메타)아크릴레이트계 접착제는 히드록시에틸(메타)아크릴아미드, N-메틸올(메타)아크릴아미드, N-메톡시메틸(메타)아크릴아미드, N-에톡시메틸(메타)아크릴아미드, (메타)아크릴아미드, (메타)아크릴로일모르폴린 등의 질소 함유 모노머를 포함하고 있어도 좋다. (메타)아크릴레이트계 접착제는 가교 성분으로서 트리프로필렌글리콜디아크릴레이트, 1,9-노난디올디아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올디아크릴레이트, 환형상 트리메틸올프로판포르말아크릴레이트, 디옥산글리콜디아크릴레이트, EO 변성 디글리세린테트라아크릴레이트 등의 다관능 모노머를 포함하고 있어도 좋다. 또한, 양이온 중합 경화형 접착제로서 에폭시기나 옥세타닐기를 갖는 화합물도 사용할 수 있다. 에폭시기를 갖는 화합물은 분자 내에 적어도 2개의 에폭시기를 갖는 것이면 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 알려져 있는 각종 경화성 에폭시 화합물을 사용할 수 있다.
상기 접착제는 필요에 따라 적당한 첨가제를 포함하고 있어도 좋다. 상기 첨가제로서는, 예를 들면 실란 커플링제, 티탄 커플링제 등의 커플링제, 에틸렌옥시드 등의 접착 촉진제, 자외선 흡수제, 열화 방지제, 염료, 가공 조제, 이온 트랩제, 산화 방지제, 점착 부여제, 충전제, 가소제, 레벨링제, 발포 억제제, 대전 방지제, 내열 안정제, 내가수분해 안정제 등을 들 수 있다.
상기 접착제의 도포는 상기 제 1 및 제 2 투명 보호 필름측(또는 상기 기능층측), 상기 편광막측 중 어느 쪽에 행해도 좋고, 양자에 행해도 좋다. 접합 후에는 건조 공정을 실시하여 도포 건조층으로 이루어지는 접착제층을 형성한다. 상기 건조 공정 후에는 필요에 따라 자외선이나 전자선을 조사할 수 있다. 상기 접착제층의 두께는 특별히 제한되지 않고, 수계 접착제 등을 사용하는 경우에는 30~5000㎚ 정도인 것이 바람직하고, 100~1000㎚ 정도인 것이 보다 바람직하고, 자외선 경화형 접착제, 전자선 경화형 접착제 등을 사용하는 경우에는 0.1~100㎛ 정도인 것이 바람직하고, 0.5~10㎛ 정도인 것이 보다 바람직하다.
특히, 상기 편광막과 상기 제 1 투명 보호 필름을 접합하는 접착제로서는 생산 효율의 관점으로부터 활성 에너지선 경화형 접착제가 바람직하다.
상기 편광막, 상기 제 1 및 제 2 투명 보호 필름, 상기 기능층은 표면 개질 처리, 이접착 처리되어 있어도 좋다.
상기 표면 개질 처리로서는, 예를 들면 코로나 처리, 플라스마 처리, 프라이머 처리, 비누화 처리 등을 들 수 있다.
상기 이접착 처리는, 예를 들면 폴리에스테르 골격, 폴리에테르 골격, 폴리카보네이트 골격, 폴리우레탄 골격, 실리콘계, 폴리아미드 골격, 폴리이미드 골격, 폴리비닐알코올 골격 등을 갖는 각종 수지를 포함하는 형성재에 의한 처리를 들 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 투명 보호 필름과 상기 편광막, 상기 제 1 및 제 2 투명 보호 필름과 상기 기능층은 블록층, 굴절률 조정층 등의 개재층을 통해 적층되어 있어도 좋다.
상기 블록층은 투명 보호 필름 등으로부터 용출되는 올리고머나 이온 등의 불순물이 편광막 중으로 이행(침입)하는 것을 방지하기 위한 기능을 갖는 층이다. 상기 블록층은 투명성을 갖고, 또한 투명 보호 필름 등으로부터 용출되는 불순물을 방지할 수 있는 층이면 좋고, 블록층을 형성하는 재료로서는, 예를 들면 우레탄프레폴리머계 형성재, 시아노아크릴레이트계 형성재, 에폭시계 형성재 등을 들 수 있다.
상기 굴절률 조정층은 상기 투명 보호 필름과 편광막 등 굴절률이 상이한 층간에서의 반사에 따르는 투과율의 저하를 억제하기 위해 형성되는 층이다. 상기 굴절률 조정층을 형성하는 굴절률 조정재로서는, 예를 들면 실리카계, 아크릴계, 아크릴-스티렌계, 멜라민계 등을 갖는 각종 수지 및 첨가제를 포함하는 형성제를 들 수 있다.
상기 편광 필름은 상기 편광 필름이 광학층에 접합되어 있는 적층 편광 필름(광학 적층체)이어도 좋다. 상기 광학층은 특별히 한정은 없지만, 예를 들면 반사판이나 반투과판, 위상차판(1/2이나 1/4 등의 파장판을 포함한다), 시야각 보상 필름 등의 액정 표시 장치 등의 형성에 사용되는 경우가 있는 광학층을 1층 또는 2층 이상 사용할 수 있다. 상기 적층 편광 필름으로서는, 특히 상기 편광 필름에 추가로 반사판 또는 반투과 반사판이 적층되어 이루어지는 반사형 편광 필름 또는 반투과형 편광 필름, 상기 편광 필름에 추가로 위상차판이 적층되어 이루어지는 타원 편광 필름 또는 원 편광 필름, 상기 편광 필름에 추가로 시각 보상 필름이 적층되어 이루어지는 광시야각 편광 필름, 또는 상기 편광 필름에 추가로 휘도 향상 필름이 적층되어 이루어지는 편광 필름을 들 수 있다.
상기 편광 필름, 또는 상기 적층 편광 필름의 일방의 면 또는 양방의 면에는 액정 셀이나 유기 EL 소자 등의 화상 표시 셀과, 시인측에 있어서의 전방면 투명판이나 터치 패널 등의 전방면 투명 부재 등의 다른 부재를 접합하기 위한 접착제층이 부설되어도 좋다. 상기 접착제층으로서는 점착제층이 적합하다. 상기 점착제층을 형성하는 점착제는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 아크릴계 중합체, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에테르, 불소계나 고무계 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 것을 적당히 선택해서 사용할 수 있다. 특히, 아크릴계 중합체를 포함하는 점착제와 같이 광학적 투명성이 우수하고, 적당한 젖음성과, 응집성과, 접착성을 나타내고, 내후성이나 내열성 등이 우수한 것이 바람직하게 사용된다.
상기 편광 필름이나 상기 적층 편광 필름의 편면 또는 양면으로의 점착제층의 부설은 적당한 방식으로 행할 수 있다. 점착제층의 부설로서는, 예를 들면 점착제 용액을 조제하고, 그것을 유연 방식이나 도포 방식 등의 적당한 전개 방식으로 상기 편광 필름이나 상기 적층 편광 필름 상에 직접 부설하는 방식, 또는 세퍼레이터 상에 점착제층을 형성하고, 그것을 상기 편광 필름이나 상기 적층 편광 필름 상에 이착하는 방식 등을 들 수 있다. 상기 점착제층의 두께는 사용 목적이나 접착력 등에 따라 적당히 결정할 수 있고, 일반적으로는 1~500㎛이며, 5~200㎛인 것이 바람직하고, 10~100㎛인 것이 보다 바람직하다. 이와 같이 상기 편광 필름이나 상기 적층 편광 필름의 적어도 일방의 면에 점착제층이 형성된 것을 점착제층이 부착된 편광 필름, 또는 점착제층이 부착된 적층 편광 필름이라고 한다.
상기 점착제층의 노출면에 대해서는 실용에 제공하기까지의 동안, 그 오염 방지 등을 목적으로 세퍼레이터가 임시 부착되어 커버되는 것이 바람직하다. 이것에 의해 통례의 취급 상태로 점착제층의 오염 등을 방지할 수 있다. 상기 세퍼레이터로서는, 예를 들면 플라스틱 필름, 고무 시트, 종이, 천, 부직포, 네트, 발포 시트나 금속박, 그들의 래미네이트체 등의 적당한 박엽체를 필요에 따라 실리콘계나 장쇄 알킬계, 불소계나 황화몰리브덴 등의 적당한 박리제로 코트 처리한 것 등이 사용된다.
<화상 표시 셀>
상기 화상 표시 셀로서는, 예를 들면 액정 셀이나 유기 EL 셀 등을 들 수 있다. 상기 액정 셀로서는, 예를 들면 외광을 이용하는 반사형 액정 셀, 백라이트 등의 광원으로부터의 광을 이용하는 투과형 액정 셀, 외부로부터의 광과 광원으로부터의 광의 양자를 이용하는 반투과 반반사형 액정 셀 중 어느 것을 사용해도 좋다. 상기 액정 셀이 광원으로부터의 광을 이용하는 것일 경우 화상 표시 장치(액정 표시 장치)는 화상 표시 셀(액정 셀)의 시인측과 반대측에도 편광 필름이 배치되고, 추가로 광원이 배치된다. 상기 광원측의 편광 필름과 액정 셀은 적당한 접착제층을 통해 접합되어 있는 것이 바람직하다. 상기 액정 셀의 구동 방식으로서는, 예를 들면 VA 모드, IPS 모드, TN 모드, STN 모드나 밴드 배향(π형) 등의 임의인 타입의 것을 사용할 수 있다.
상기 유기 EL 셀로서는, 예를 들면 투명 기판 상에 투명 전극과, 유기 발광층과, 금속 전극을 순서대로 적층하여 발광체(유기 일렉트로루미네선스 발광체)를 형성한 것 등이 적합하게 사용된다. 상기 유기 발광층은 여러 가지의 유기 박막의 적층체이며, 예를 들면 트리페닐아민 유도체 등으로 이루어지는 정공 주입층과, 안트라센 등의 형광성의 유기 고체로 이루어지는 발광층의 적층체나, 이들 발광층과 페릴렌 유도체 등으로 이루어지는 전자 주입층의 적층체, 또는 정공 주입층, 발광층, 및 전자 주입층의 적층체 등 여러 가지 층 구성이 채용될 수 있다.
<화상 표시 장치>
본 발명의 화상 표시 장치는 상기 화상 표시 패널의 상기 제 2 투명 보호 필름측에 전방면 투명 부재를 구비한다.
상기 화상 표시 셀의 시인측에 배치되는 전방면 투명 부재로서는, 예를 들면 전방면 투명판(윈도우층)이나 터치 패널 등을 들 수 있다. 상기 전방면 투명판으로서는 적당한 기계 강도 및 두께를 갖는 투명판이 사용된다. 이와 같은 투명판으로서는, 예를 들면 아크릴계 수지나 폴리카보네이트계 수지와 같은 투명 수지판, 또는 유리판 등이 사용된다. 상기 터치 패널로서는, 예를 들면 저항막 방식, 정전 용량 방식, 광학 방식, 초음파 방식 등의 각종 터치 패널이나, 터치 센서 기능을 구비하는 유리판이나 투명 수지판 등이 사용된다. 상기 전방면 투명 부재로서 정전 용량 방식의 터치 패널이 사용되는 경우 터치 패널보다 더 시인측에 유리나 투명 수지판으로 이루어지는 전방면 투명판이 형성되는 것이 바람직하다.
(실시예)
이하에 실시예를 들어 본 발명을 더 상세하게 설명하지만 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
<요오드계 편광막의 제작>
흡수율 0.75%, Tg 75℃의 비정질의 이소프탈산 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트(IPA 공중합 PET) 필름(두께: 100㎛) 기재의 편면에 코로나 처리를 실시하고, 이 코로나 처리면에 폴리비닐알코올(중합도 4200, 비누화도 99.2몰%) 및 아세트아세틸 변성 PVA(중합도 1200, 아세트아세틸 변성도 4.6%, 비누화도 99.0몰% 이상, The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.제, 상품명 「GOHSEFIMER Z410」)를 9:1의 비로 포함하는 수용액을 25℃에서 도포 및 건조하고, 두께 13㎛의 PVA계 수지층을 형성하여 적층체를 제작했다. 얻어진 적층체를 130℃의 오븐 내에서 둘레 속도가 상이한 롤 사이에서 종 방향(길이 방향)으로 2.4배로 자유단 1축 연신했다(공중 보조 연신 처리). 이어서, 적층체를 액온 40℃의 불용화욕(물 100중량부에 대해서 붕산을 4중량부 배합해서 얻어진 붕산 수용액)에 30초간 침지시켰다(불용화 처리). 이어서, 액온 30℃의 염색욕(물 100중량부에 대해서 요오드와 요오드화칼륨을 1:7의 중량비로 배합해서 얻어진 요오드 수용액에 최종적으로 얻어지는 편광막이 소정 단체 투과율이 되도록 요오드 농도를 조정하면서 40초 침지시켰다(염색 처리). 이어서, 액온 40℃의 가교욕(물 100중량부에 대해서 요오드화칼륨을 3중량부 배합하고, 붕산을 5중량부 배합해서 얻어진 붕산 수용액)에 30초간 침지시켰다(가교 처리). 그 후 적층체를 액온 70℃의 붕산 수용액(물 100중량부에 대해서 붕산을 4중량부 배합하고, 요오드화칼륨을 5중량부 배합해서 얻어진 수용액)에 침지시키면서 둘레 속도가 상이한 롤 사이에서 종 방향(길이 방향)으로 총 연신 배율이 5.5배가 되도록 1축 연신을 행했다(수중 연신 처리). 그 후 적층체를 액온 20℃의 세정욕(물 100중량부에 대해서 요오드화칼륨 4중량부 배합해서 얻어진 수용액)에 침지시켰다(세정 처리). 그 후 90℃로 유지된 오븐 중에서 건조하면서 표면 온도가 75℃로 유지된 SUS제의 가열 롤에 약 2초 접촉시켰다(건조 수축 처리). 이상에 의해 두께 5.4㎛의 편광막을 포함하는 광학 필름 적층체를 얻었다. 이하의 측정 방법에 의한 편광막 중의 요오드 농도는 7.1중량%이며, 단체 투과율은 43.5%이었다.
<편광막 중의 요오드 농도(중량%)의 측정 방법>
편광막에 대해서 형광 X선 분석 장치(Rigaku Corporation제, 상품명 「ZSX-PRIMUS Ⅳ」, 측정 지름: ψ20㎜)를 사용하고, 하기 식을 사용해서 요오드 농도(중량%)를 구했다.
요오드 농도(wt%)=14.474×(형광 X선 강도)/(필름 두께)(kcps/㎛) 또한, 농도를 산출할 때의 계수는 측정 장치에 따라 상이하지만 상기 계수는 적절한 검량선을 사용해서 구할 수 있다.
<편광 필름의 제작>
제 2 투명 보호 필름으로서 하드 코트층을 갖는 두께 48㎛의 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름(FUJIFILM Corporation제 「TJ40UL」, 투습도 300g/(㎡·24h))의 트리아세틸셀룰로오스면이 상기 광학 필름 적층체의 편광막면에 접하도록 UV 경화형 접착제를 통해 롤 접합기로 접합한 후 활성 에너지선으로서 자외선을 조사하여 접착제를 경화시켰다. 계속해서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 박리한 면의 편광막에 코로나 처리를 실시하고, 제 1 투명 보호 필름으로서 두께 18㎛의 시클로올레핀계(COP) 필름(Zeon Corporation제 「ZT12」, 투습도 20g/(㎡·24h))이 편광막의 코로나 처리면과 접하도록 상기 UV 경화형 접착제를 통해 접합한 후 활성 에너지선으로서 자외선을 조사하고, 접착제를 경화시켜 편광 필름을 제작했다. 또한, 자외선 조사는 갈륨 봉입 메탈 할라이드 램프, 조사 장치: Fusion UV Systems, Inc.제의 Light HAMMER10, 밸브: V 밸브, 피크 조도: 1600㎽/㎠, 적산 조사량 1000/mJ/㎠(파장 380~440㎚)를 사용하고, 자외선의 조도는 Solatell Ltd.제의 Sola-Check 시스템을 사용해서 측정했다.
<라만 분광 분석에 의한 스펙트럼 면적비의 측정>
상기에서 얻어진 편광 필름의 흡수축에 대해서 평행 방향으로 두께 100㎚의 단면 절편(분석 샘플)을 마이크로톰에 의해 제작한 후 편광막의 두께 방향으로 0.1㎛ 간격의 측정점에서 라만 스펙트럼의 측정을 행했다. 레이저 광은 그 편광면을 편광막의 흡수축 방향(연신 방향)과 평행하게, 또한 초박절편 시료의 편광막 단면에 수직으로 입사시켰다. 이어서, 도 2와 같이 각 측정점에서 얻어진 라만 스펙트럼에 대해서 파수 80㎝-1~130㎝-1의 구간의 적분 강도를 파수 80㎝- 1에 있어서의 라만 강도와 파수 130㎝- 1에 있어서의 라만 강도의 각 점을 연결하는 직선을 베이스 라인(파선으로 나타낸다)으로 함으로써 구했다. 얻어진 각 측정점의 적분 강도로부터 편광막의 두께 방향의 적분 강도 분포를 구했다. 결과를 도 3에 나타낸다. 또한, 제 1 투명 보호 필름측의 편광막의 표층보다 1㎛~1.5㎛의 80㎝-1~130㎝-1의 구간의 스펙트럼 면적(적분 강도)을 a, 보호 필름 B측의 편광막 표층보다 80㎝-1~130㎝-1의 구간의 스펙트럼 면적(적분 강도)을 b로 했을 때의 비(b/a)를 계산했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 라만 분광 분석의 측정 조건을 이하에 나타낸다.
[라만 분광 분석의 조건]
·측정 장치: Jobin Yvon S.A.S제 현미경 레이저 라만 「LabRAM HR800」
·측정 초점: 최표면
·측정 파장: 약 30~600㎝-1
·레이저 파장: 514㎚
·감광 필터: D4(입사 레이저 출력×0.0001)
·렌즈: ×100(N.A. 0.9)
·레이저 출력: 6㎽
<유사 화상 표시 패널의 제작>
상기에서 얻어진 편광막의 시클로올레핀계 필름면에 점착제를 통해 25×40㎜ 사이즈의 소편 유리에 접합하여 유사 화상 표시 패널을 제작했다.
<고온 내구성의 평가>
상기에서 얻어진 유사 화상 표시 패널을 온도 110℃의 열풍 오븐 내에 120시간 투입하고, 투입(가열) 전후의 단체 투과율(ΔTs)을 측정했다. 단체 투과율은 분광 광도계(Otsuka Electronics Co., Ltd.제, LPF-200)를 사용해서 측정했다. 상기 단체 투과율은 JIS Z 8701-1982의 2도 시야(C 광원)에 의해 시감도 보정을 행한 Y값이다. 또한, 측정 파장은 380~780㎚(5㎚마다)이다.
ΔTs(%)=Ts120-Ts0
여기에서 Ts0은 초기(가열 전)의 단체 투과율이며, Ts120은 120시간 가열 후의 단체 투과율이다.
○: ΔTs(%)는 0% 이상 3% 미만
×: ΔTs(%)는 0% 미만 또는 3% 이상
<실시예 2>
제 2 투명 보호 필름으로서 하드 코트층을 갖는 두께 47㎛의 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름(FUJIFILM Corporation제 「TJ40UL」, 투습도 300g/(㎡·24h))의 트리아세틸셀룰로오스면이 상기 광학 필름 적층체의 편광막면에 접하도록 수계 접착제를 통해 롤 접합기로 접합한 후 오븐 내에서 가열 건조(온도가 60℃, 시간이 4분간)시켜 접착제를 경화시킨 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작에 의해 편광 필름 및 유사 화상 표시 패널을 제작하고, 평가에 제공했다. 이때의 수계 접착제는 아세트아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올 수지(평균 중합도가 1,200, 비누화도가 98.5몰%, 아세트아세틸화도가 5몰%)와 메틸올멜라민을 중량비 3:1로 함유하는 수용액을 사용했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<비교예 1>
제 1 투명 보호 필름과 편광막, 및 제 2 투명 보호 필름과 편광막을 접합하는 편광막의 면을 반대로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작에 의해 편광 필름 및 유사 화상 표시 패널을 제작하고, 평가에 제공했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<비교예 2>
제 1 투명 보호 필름과 편광막, 및 제 2 투명 보호 필름과 편광막을 접합하는 편광막의 면을 반대로 한 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지의 조작에 의해 편광 필름 및 유사 화상 표시 패널을 제작하고, 평가에 제공했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001

Claims (3)

  1. 화상 표시 셀, 제 1 투명 보호 필름, 요오드계 편광막, 및 제 2 투명 보호 필름이 이 순서대로 적층된 화상 표시 패널로서,
    상기 제 1 투명 보호 필름의 투습도는 상기 제 2 투명 보호 필름의 투습도보다 작고, 또한 200g/(㎡·24h) 이하이며,
    상기 요오드계 편광막은 일반식 (1): b/a>1
    (일반식 (1) 중, 상기 제 1 투명 보호 필름이 상기 요오드계 편광막의 편면에 접합되고, 또한 상기 제 2 투명 보호 필름이 상기 요오드계 편광막의 타면에 접합된 편광 필름의 양태에 있어서 a는 상기 제 1 투명 보호 필름측의 편광막의 표면으로부터 1㎛ 이상 1.5㎛ 이하의 영역에 있어서의 라만 분광 분석에 의한 80㎝-1로부터 130㎝-1까지의 스펙트럼 면적을 나타내고, b는 상기 제 2 투명 보호 필름측의 편광막의 표면으로부터 1㎛ 이상 1.5㎛ 이하의 영역에 있어서의 라만 분광 분석에 의한 80㎝-1로부터 130㎝-1까지의 스펙트럼 면적을 나타낸다)로 나타내어지는 스펙트럼 면적비를 충족하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 요오드계 편광막에 있어서 상기 제 1 투명 보호 필름측의 편광막의 표면으로부터 1.5㎛ 이하로부터, 상기 제 2 투명 보호 필름측의 편광막의 표면으로부터 1.5㎛ 이하까지의 두께 방향에 대해서 요오드 농도가 증가하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 패널.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 화상 표시 패널의 상기 제 2 투명 보호 필름측에 전방면 투명 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
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