KR20230030662A - 염색 트리아세틸셀룰로오스 필름, 해당 필름을 이용한 편광판, 편광판의 제조 방법, 위상차층 부착 편광판, 화상 표시 장치 및 화상 표시 장치의 화상 조정 방법 - Google Patents

염색 트리아세틸셀룰로오스 필름, 해당 필름을 이용한 편광판, 편광판의 제조 방법, 위상차층 부착 편광판, 화상 표시 장치 및 화상 표시 장치의 화상 조정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 화상 표시 장치에 적용한 경우에 뉴트럴한 반사 색상을 실현할 수 있는 편광판 및 위상차층 부착 편광판을 제공한다. 본 발명의 편광판은 편광막과 편광막의 시인 측에 배치된 보호층을 포함한다. 편광막의 두께는 8㎛ 이하이고, 보호층은 요오드에 의해 염색된 트리아세틸셀룰로오스 필름으로 구성되며, 보호층의 파장 400nm에 서의 투과율은 65% 이하이다. 본 발명의 위상차층 부착 편광판은 상기의 편광판과, 편광판의 시인 측과 반대 측에 배치된 위상차층을 포함한다. 위상차층의 Re(550)은 100nm~190nm이고, Re(450)/Re(550)은 0.8 이상 1 미만이며, 위상차층의 지상축과 편광판의 편광막의 흡수축이 이루는 각도는 40°~50 °이다.

Description

염색 트리아세틸셀룰로오스 필름, 해당 필름을 이용한 편광판, 편광판의 제조 방법, 위상차층 부착 편광판, 화상 표시 장치 및 화상 표시 장치의 화상 조정 방법
본 발명은 염색 트리아세틸셀룰로오스 필름, 해당 필름을 이용한 편광판, 편광판의 제조 방법, 위상차층 부착 편광판, 화상 표시 장치, 및 화상 표시 장치의 화상 조정 방법에 관한 것이다.
최근 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 있는 바(예컨대, 특허문헌 1), 최근 화상 표시 장치의 박형화에 대한 요구가 강해짐에 따라, 편광판 및 위상차층 부착 편광판에 대해서도 박형화의 요구가 강해지고 있다. 편광판 및 위상차층 부착 편광판의 박형화의 수단의 하나로서, 편광막의 박형화를 들 수 있다. 그러나, 박형의 편광막을 포함하는 편광판 또는 위상차층 부착 편광판을 화상 표시 장치에 이용하면, 반사 색상이 청색을 띠는 문제가 있다.
일본 특허공보 제3325560호
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그의 주된 목적은 화상 표시 장치에 적용한 경우에 뉴트럴한 반사 색상을 실현할 수 있는 편광판 및 위상차층 부착 편광판과 이러한 편광판 및 위상차층 부착 편광판을 실현할 수 있는 염색 트리아세틸셀룰로오스 필름을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 염색 트리아세틸셀룰로오스 필름은 요오드에 의해 염색되어 있고, 파장 400nm에서의 투과율이 65% 이하이며, 또한, 시감도 보정된 투과율 Y가 80% 이상이다.
본 발명의 다른 국면에 따르면, 편광판이 제공된다. 이 편광판은 편광막과 해당 편광막의 적어도 편측에 배치된 보호층을 포함한다. 해당 편광막의 두께는 8㎛ 이하이고, 해당 보호층은 상기의 염색 트리아세틸셀룰로오스 필름으로 구성되어 있다.
본 발명의 또 다른 국면에 따르면, 상기의 편광판의 제조 방법이 제공된다. 이 제조 방법은 장척상의 열가소성 수지 기재의 편측에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층체로 하는 것; 해당 적층체에 염색 처리 및 연신 처리를 실시하여 폴리비닐알코올계 수지층을 편광막으로 하는 것; 트리아세틸셀룰로오스 필름을 요오드에 의해 염색하여, 파장 400nm에서의 투과율을 65% 이하, 또한, 시감도 보정된 투과율 Y를 80% 이상으로 하는 것; 및, 해당 염색한 트리아세틸셀룰로오스 필름을 해당 편광막에 첩합(貼合)하는 것을 포함한다.
하나의 실시 형태에서는 상기 염색은 상기 트리아세틸셀룰로오스 필름을 요오드 농도 0.1 중량% 이상의 요오드 수용액에 침지하는 것을 포함한다.
본 발명의 또 다른 국면에 따르면, 위상차층 부착 편광판이 제공된다. 이 위상차층 부착 편광판은 상기의 편광판과, 해당 편광판의 시인 측과 반대 측에 배치된 위상차층을 포함한다. 해당 위상차층의 Re(550)은 100nm~190nm이고, Re(450)/Re(550)은 0.8 이상 1 미만이며, 해당 위상차층의 지상축과 해당 편광판의 편광막의 흡수축이 이루는 각도는 40°~50°이다.
하나의 실시 형태에서는 상기 위상차층은 폴리카보네이트계 수지 필름으로 구성된다.
하나의 실시 형태에서는 상기 위상차층 부착 편광판은 상기 위상차층의 외측에 다른 위상차층을 더 포함하고, 해당 다른 위상차층의 굴절률 특성은 nz>nx=ny의 관계를 나타낸다.
하나의 실시 형태에서는 상기 위상차층 부착 편광판은 장척상이고, 상기 편광막은 장척 방향으로 흡수축을 갖고, 상기 위상차층은 장척 방향에 대하여 40°~50°의 각도를 이루는 방향으로 지상축을 갖는 경사 연신 필름이다. 하나의 실시 형태에서는 상기 위상차층 부착 편광판은 롤 상으로 권취 가능하다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따른 위상차층 부착 편광판은 상기의 편광판과 해당 편광판의 시인 측과 반대 측에 배치된 위상차층을 포함한다. 해당 위상차층은 제1 액정 화합물의 배향 고화층과 제2 액정 화합물의 배향 고화층과의 적층 구조를 갖는다. 해당 제1 액정 화합물의 배향 고화층의 Re(550)은 200nm~300nm이고, 그의 지상축과 상기 편광막의 흡수축이 이루는 각도는 10°~20°이며; 해당 제2 액정 화합물의 배향 고화층의 Re(550)은 100nm~190nm이고, 그의 지상축과 해당 편광막의 흡수축이 이루는 각도는 70°~80°이다.
하나의 실시 형태에서는 상기 위상차층 부착 편광판은 상기 위상차층의 외측에 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 국면에 따르면, 화상 표시 장치가 제공된다. 이 화상 표시 장치는 상기의 편광판 또는 위상차층 부착 편광판을 구비한다.
하나의 실시 형태에서는, 상기 화상 표시 장치는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치 또는 무기 일렉트로루미네센스 표시 장치이다.
본 발명의 또 다른 국면에 따르면, 화상 표시 장치의 화상 조정 방법이 제공된다. 이 방법은 상기의 편광판 또는 상기의 위상차층 부착 편광판을 화상 표시 셀의 시인 측에 첩합하여 반사 색상을 뉴트럴에 가깝게 하는 것을 포함한다.
본 발명에 의하면, 편광막의 보호층으로서 소정 파장에서 소정의 투과율 및 소정의 시감도 보정된 투과율 Y를 갖는 요오드 염색된 트리아세틸셀룰로오스 필름을 이용함으로써, 화상 표시 장치에 적용한 경우에 뉴트럴한 반사 색상을 실현할 수 있는 편광판 및 위상차층 부착 편광판을 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 편광판 또는 위상차층 부착 편광판에 이용되는 편광막의 제조 방법에서의 가열 롤을 이용한 건조 수축 처리의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시 형태로는 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 λnm의 광으로 측정한 면내 위상차이다. 예컨대, 'Re(550)'은 23℃에서의 파장 550nm의 광으로 측정한 면내 위상차이다. Re(λ)는 층(필름)의 두께를 d(nm)로 하였을 때, 식: Re(λ)=(nx-ny)×d에 의해 구할 수 있다.
(3) 두께 방향의 위상차(Rth)
'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 구할 수 있다.
(4) Nz 계수
Nz 계수는 Nz=Rth/Re에 의해 구할 수 있다.
(5) 각도
본 명세서에서 각도를 언급할 때에는, 당해 각도는 기준 방향에 대하여 시계 방향 및 반시계 방향, 양쪽을 포함한다. 따라서, 예컨대 '45°'는 ±45°를 의미한다.
A. 편광판
본 발명의 실시 형태에 따르면, 요오드에 의해 염색된 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름이 제공된다. 이 염색 TAC 필름은 파장 400nm에서의 투과율이 65% 이하이고, 또한, 시감도 보정된 투과율 Y(이하, Y값 투과율이라고도 칭하는 경우가 있다)가 80% 이상이다. 염색 TAC 필름은 편광판의 보호층에 적합하게 이용될 수 있다. 본 발명의 실시 형태에 따른 편광판은 편광막과 편광막의 적어도 편측에 배치된 보호층을 포함한다. 즉, 보호층은 편광막의 양측에 마련되어도 되고, 편광막의 시인 측에만 마련되어도 되며, 편광막의 시인 측과 반대 측에만 마련되어도 된다. 본 발명의 실시 형태에서는 보호층 중 적어도 한쪽이 염색 TAC 필름으로 구성된다. 하나의 실시 형태에 따르면, 시인 측 보호층/편광막의 구성을 갖는 편광판에서 시인 측 보호층이 염색 TAC 필름으로 구성된다.
A-1. 편광막
편광막은, 대표적으로는, 요오드를 포함하는 폴리비닐알코올(PVA)계 수지 필름으로 구성되어 있다. 편광막의 두께는 대표적으로는 8㎛ 이하이고, 바람직하게는 7㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 5㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는 3㎛ 이하이다. 편광막의 두께의 하한은 하나의 실시 형태에서는 1㎛일 수 있고, 다른 실시 형태에서는 2㎛일 수 있다.
편광막은 바람직하게는 파장 380nm~780nm의 어느 파장에서 흡수 이색성(二色性)을 나타낸다. 편광막의 단체 투과율은 바람직하게는 42.0% 이상이고, 보다 바람직하게는 42.5% 이상이며, 더욱 바람직하게는 43.0% 이상이다. 한편, 단체 투과율은 바람직하게는 47.0% 이하이고, 보다 바람직하게는 46.0% 이하이다. 편광막의 편광도는 바람직하게는 99.95% 이상이고, 보다 바람직하게는 99.99% 이상이다. 한편, 편광도는 바람직하게는 99.998% 이하이다. 본 발명의 실시 형태에 이용되는 편광막은 이와 같이 높은 단체 투과율과 높은 편광도를 양립할 수 있다. 상기 단체 투과율은 대표적으로는 자외선/가시광선 분광 광도계를 이용하여 측정하고 시감도 보정을 행한 Y값이다. 또한, 단체 투과율은 편광판의 한쪽의 표면의 굴절률을 1.50, 다른 한쪽의 표면의 굴절률을 1.53으로 환산하였을 때의 값이다. 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
하나의 실시 형태에서는, 8㎛ 이하의 박형의 편광막의 투과율은 대표적으로는 편광막(표면의 굴절률: 1.53)과 보호 필름(굴절률: 1.50)과의 적층체를 측정 대상으로 하여, 자외선/가시광선 분광 광도계를 이용하여 측정된다. 편광막의 표면의 굴절률 및/또는 보호 필름의 공기 계면에 접하는 표면의 굴절률에 따라서, 각 층의 계면에서의 반사율이 변화하고, 그 결과 투과율의 측정값이 변화하는 경우가 있다. 따라서, 예컨대 굴절률이 1.50이 아닌 보호 필름을 이용하는 경우, 보호 필름의 공기 계면에 접하는 표면의 굴절률에 따라서 투과율의 측정값을 보정하여도 된다. 구체적으로는, 투과율의 보정값 C는 보호 필름과 공기층과의 계면에서의 투과축에 평행한 편광의 반사율 R1(투과축 반사율)을 이용하여 이하의 식으로 나타낸다.
C=R1-R0
R0=((1.50-1)2/(1.50+1)2)×(T1/100)
R1=((n1-1)2/(n1+1)2)×(T1/100)
여기에서, R0은 굴절률이 1.50인 보호 필름을 이용한 경우의 투과축 반사율이고, n1은 사용하는 보호 필름의 굴절률이며, T1은 편광막의 투과율이다. 예컨대, 표면 굴절률이 1.53인 기재(시클로올레핀계 필름, 하드코트층 부착 필름 등)를 보호 필름으로서 이용하는 경우, 보정량 C는 약 0.2%가 된다. 이 경우, 측정에 의해 얻어진 투과율에 0.2%를 가산함으로써, 표면의 굴절률이 1.53인 편광막을 굴절률이 1.50인 보호 필름을 이용한 경우의 투과율로 환산하는 것이 가능하다. 또한, 상기 식에 기초한 계산에 의하면, 편광막의 투과율 T1을 2% 변화시켰을 때의 보정값 C의 변화량은 0.03% 이하이고, 편광막의 투과율이 보정값 C의 값에 미치는 영향은 한정적이다. 또한, 보호 필름이 표면 반사 이외의 흡수를 갖는 경우는, 흡수량에 따라서 적절한 보정을 행할 수 있다.
편광막은 단일의 수지 필름을 이용하여 제작되어도 되고, 2층 이상의 적층체를 이용하여 제작되어도 된다.
적층체를 이용하여 얻어지는 편광막의 구체예로서는, 수지 기재와 당해 수지 기재에 도포 형성된 PVA계 수지층과의 적층체를 이용하여 얻어지는 편광막을 들 수 있다. 수지 기재와 당해 수지 기재에 도포 형성된 PVA계 수지층과의 적층체를 이용하여 얻어지는 편광막은, 예컨대 PVA계 수지 용액을 수지 기재에 도포하고 건조시켜서 수지 기재 위에 PVA계 수지층을 형성하여 수지 기재와 PVA계 수지층과의 적층체를 얻는 것; 당해 적층체를 연신 및 염색하여 PVA계 수지층을 편광막으로 하는 것에 의해 제작될 수 있다. 본 실시 형태에서는, 연신은 대표적으로는 적층체를 붕산 수용액 중에 침지시켜서 연신하는 것을 포함한다. 또한, 연신은 필요에 따라 붕산 수용액 중에서의 연신 전에 적층체를 고온(예컨대, 95℃ 이상)에서 공중 연신하는 것을 더 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 편광막의 제조 방법은 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, 두께가 8㎛ 이하이고, 또한 우수한 광학 특성을 갖는 편광막이 제공될 수 있다. 즉, 보조 연신을 도입함으로써, 열가소성 수지 위에 PVA를 도포하는 경우에도, PVA의 결정성을 높이는 것이 가능하게 되어, 높은 광학 특성을 달성하는 것이 가능하게 된다. 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 가능하게 된다. 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 편광막의 광학 특성을 향상할 수 있다. 또한, 건조 수축 처리에 의해 적층체를 폭 방향으로 수축시킴으로써, 광학 특성을 향상시킬 수 있다. 편광막의 제조 방법의 상세에 대해서는, B항에서 후술한다.
A-2. 보호층
상기한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에서는 시인 측에 배치되는 보호층(이하, 시인 측 보호층) 및 시인 측과 반대 측에 배치되는 보호층(이하, 내측 보호층) 중 적어도 한쪽이 염색 TAC 필름으로 구성된다. 편광판의 박형화 및 경량화의 관점에서 내측 보호층은 바람직하게는 생략될 수 있으므로, 하나의 실시 형태에 따르면, 시인 측 보호층/편광막의 구성을 갖는 편광판에서 시인 측 보호층이 염색 TAC 필름으로 구성된다. 시인 측 보호층 및/또는 내측 보호층에 염색 TAC 필름을 이용함으로써, 박형의(예컨대, 두께 8㎛ 이하의) 편광막을 이용하는 경우라도 화상 표시 장치의 반사 색상이 청색을 띠는 것을 방지할 수 있고, 결과로서 매우 우수한(뉴트럴한) 반사 색상을 실현할 수 있다.
시인 측 보호층 및 내측 보호층이 배치되고, 그의 한쪽만이 염색 TAC 필름으로 구성되는 경우, 다른 쪽의 보호층은 편광막의 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. 이 외에도, 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 조성물이 사용될 수 있고, 예컨대 이소부텐과 N-메틸말레이미드를 포함하는 교호 공중합체와, 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체를 갖는 수지 조성물을 들 수 있다. 당해 폴리머 필름은, 예컨대 상기 수지 조성물의 압출 성형물일 수 있다.
염색 TAC 필름의 파장 400nm에서의 투과율은 65% 이하이고, 바람직하게는 60% 이하이며, 보다 바람직하게는 55% 이하이고, 더욱 바람직하게는 40% 이하이며, 특히 바람직하게는 35% 이하이다. 당해 투과율의 하한은 예컨대 0.1%일 수 있다. 당해 투과율이 이와 같은 범위이면, 반사 색상을 더욱 우수한 것으로 할 수 있다. 또한, 염색 TAC 필름의 Y값 투과율은 80% 이상이고, 바람직하게는 85% 이상이며, 보다 바람직하게는 90% 이상이다. Y값 투과율은 높을수록 바람직하다. Y값 투과율의 상한은, 예컨대 98%일 수 있다. 파장 400nm에서의 투과율은 현저하게 감소하는 한편, Y값 투과율이 높은 값을 유지할 수 있는 것이 염색 TAC 필름의 특징의 하나이다.
이와 같은 염색 TAC 필름에 의한 상기와 같은 효과는 이하의 메카니즘에 기인하는 것으로 추정된다: 박형 편광막은 요오드 함유량(절대량)이 작다. 본 발명의 실시 형태에 이용되는 편광막은 후술하는 B항에 기재하는 바와 같은 방법으로 제조함으로써, 요오드 함유량(절대량)이 작음에도 불구하고 가시광선의 흡수에 기여하는 PVA-I5 - 착체 및 PVA-I3 - 착체의 근원이 되는 I5 - 이온 및 I3 - 이온의 총량을 소망하는 범위로 유지할 수 있으므로, 박형이면서 단체 투과율 및 편광도를 높은 수준으로 유지할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 요오드 함유량(절대량)이 작은 것에 기인하여, 박형 편광막은 단파장(예컨대, 400nm 이하)의 광의 흡수가 작아지는 경향이 있다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 보호층으로서 염색 TAC 필름을 이용함으로써, 보호층이 단파장의 광을 흡수할 수 있다. 그 결과, 편광판 전체로서 단파장의 광을 충분히 흡수할 수 있고, 박형 편광막의 단파장의 흡수성을 보전할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 실시 형태에 이용되는 박형 편광막의 우수한 특성을 유지하면서, 화상 표시 장치의 반사 색상이 청색을 띠는 것을 방지할 수 있고, 결과로서, 매우 우수한(뉴트럴한) 반사 색상을 실현할 수 있다. 또한, 박형 편광막 중에 요오드를 과잉하게 함유시키면 PVA-요오드 착체를 형성하기 때문에, Y값 투과율도 동시에 저하되어 버린다. 한편, TAC 필름 중에서는 요오드는 착체화하지 않기 때문에, 요오드의 흡수는 단파장으로 한정되고, Y값 투과율을 유지한 채, 단파장의 투과율을 억제하는 것이 가능하다.
시인 측 보호층에는 필요에 따라 하드코트 처리, 반사 방지 처리, 스티킹 방지 처리, 안티글레어 처리 등의 표면 처리가 실시되어 있어도 된다. 또한/또는, 시인 측 보호층에는 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, 편광판 또는 위상차층 부착 편광판은 옥외에서 이용될 수 있는 화상 표시 장치에도 적합하게 적용될 수 있다.
시인 측 보호층의 두께는 바람직하게는 5㎛~80㎛, 보다 바람직하게는 10㎛~40㎛, 더욱 바람직하게는 10㎛~35㎛이다. 또한, 표면 처리가 실시되어 있는 경우, 시인 측 보호층의 두께는 표면 처리층의 두께를 포함한 두께이다.
내측 보호층은 하나의 실시 형태에서는, 광학적으로 등방성인 것이 바람직하다. 본 명세서에서 '광학적으로 등방성이다'란, 면내 위상차 Re(550)이 0nm~10nm이고, 두께 방향의 위상차 Rth(550)이 -10nm~+10nm인 것을 말한다. 내측 보호층은, 하나의 실시 형태에서는, 임의의 적절한 위상차값을 갖는 위상차층일 수 있다. 이 경우, 위상차층의 면내 위상차 Re(550)은 예컨대 110nm~150nm이다. 내측 보호층의 두께는 바람직하게는 5㎛~80㎛, 보다 바람직하게는 10㎛~40㎛, 더욱 바람직하게는 10㎛~30㎛이다. 상기와 같이, 박형화 및 경량화의 관점에서는 바람직하게는 내측 보호층은 생략될 수 있다.
B. 편광판의 제조 방법
B-1. 편광막의 제조 방법
편광막은, 예컨대 장척상의 열가소성 수지 기재의 편측에 할로겐화물과 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, 긴 방향으로 반송하면서 가열함으로써 폭 방향으로 2% 이상 수축시키는 건조 수축 처리를, 이 순서대로 실시하는 것을 포함하는 방법에 의해 제작될 수 있다. PVA계 수지층에서의 할로겐화물의 함유량은 바람직하게는 PVA계 수지 100중량부에 대하여 5중량부~20중량부이다. 건조 수축 처리는 가열 롤을 이용하여 처리하는 것이 바람직하고, 가열 롤의 온도는 바람직하게는 60℃~120℃이다. 건조 수축 처리에 의한 적층체의 폭 방향의 수축률은 바람직하게는 2% 이상이다. 이와 같은 제조 방법에 따르면, 상기 A-1 항에서 설명한 편광막을 얻을 수 있다. 특히 할로겐화물을 포함하는 PVA계 수지층을 포함하는 적층체를 제작하고, 상기 적층체의 연신을 공중 보조 연신 및 수중 연신을 포함하는 다단계 연신으로 하며, 연신 후의 적층체를 가열 롤로 가열함으로써 우수한 광학 특성(대표적으로는 단체 투과율 및 편광도)을 갖는 편광막을 얻을 수 있다.
B-1-1. 적층체의 제작
열가소성 수지 기재와 PVA계 수지층과의 적층체를 제작하는 방법으로서는 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 바람직하게는, 열가소성 수지 기재의 표면에, 할로겐화물과 PVA계 수지를 포함하는 도포액을 도포하고, 건조함으로써, 열가소성 수지 기재 위에 PVA계 수지층을 형성한다. 상기와 같이, PVA계 수지층에서의 할로겐화물의 함유량은 바람직하게는 PVA계 수지 100중량부에 대하여 5중량부~20중량부이다.
도포액의 도포 방법으로서는 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 예컨대, 롤 코트법, 스핀 코트법, 와이어 바 코트법, 딥 코트법, 다이 코트법, 커튼 코트법, 스프레이 코트법, 나이프 코트법(콤마 코트법 등) 등을 들 수 있다. 상기 도포액의 도포·건조 온도는 바람직하게는 50℃ 이상이다.
PVA계 수지층의 두께는 바람직하게는 3㎛~40㎛, 더욱 바람직하게는 3㎛~20㎛이다.
PVA계 수지층을 형성하기 전에, 열가소성 수지 기재에 표면 처리(예컨대, 코로나 처리 등)를 실시하여도 되고, 열가소성 수지 기재 위에 이접착층(易接着層)을 형성하여도 된다. 이와 같은 처리를 행함으로써, 열가소성 수지 기재와 PVA계 수지층과의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
B-1-1-1. 열가소성 수지 기재
열가소성 수지 기재로서는, 임의의 적절한 열가소성 수지 필름을 채용할 수 있다. 열가소성 수지 기재의 상세에 대해서는, 예컨대 일본 공개특허공보 제2012-73580호 또는 일본 특허 제6470455호에 기재되어 있다. 이들 공보는 그 전체의 기재가 본 명세서에 참고로 원용된다.
B-1-1-2. 도포액
도포액은 상기와 같이 할로겐화물과 PVA계 수지를 포함한다. 상기 도포액은 대표적으로는 상기 할로겐화물 및 상기 PVA계 수지를 용매에 용해시킨 용액이다. 용매로서는 예컨대 물, 디메틸설폭사이드, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 각종 글리콜류, 트리메틸올프로판 등의 다가 알코올류, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민 등의 아민류를 들 수 있다. 이들은 단독으로, 또는 2종 이상 조합하여 이용할 수 있다. 이들 중에서도 바람직하게는 물이다. 용액의 PVA계 수지 농도는 용매 100중량부에 대하여 바람직하게는 3중량부~20중량부이다. 이와 같은 수지 농도이면, 열가소성 수지 기재에 밀착한 균일한 도포막을 형성할 수 있다. 도포액에서의 할로겐화물의 함유량은 바람직하게는 PVA계 수지 100중량부에 대하여 5중량부~20중량부이다.
도포액에 첨가제를 배합하여도 된다. 첨가제로서는 예컨대, 가소제, 계면활성제 등을 들 수 있다. 가소제로서는 예컨대 에틸렌글리콜이나 글리세린 등의 다가 알코올을 들 수 있다. 계면활성제로서는 예컨대 비이온 계면활성제를 들 수 있다. 이들은 얻어지는 PVA계 수지층의 균일성이나 염색성, 연신성을 보다 한층 향상시킬 목적으로 사용될 수 있다.
상기 PVA계 수지로서는 임의의 적절한 수지를 채용할 수 있다. PVA계 수지의 상세는, 예컨대 일본 공개특허공보 제2012-73580호 또는 일본 특허 제6470455호(상기)에 기재되어 있다.
상기 할로겐화물로서는 임의의 적절한 할로겐화물을 채용할 수 있다. 예컨대 요오드화물 및 염화나트륨을 들 수 있다. 요오드화물로서는 예컨대 요오드화 칼륨, 요오드화 나트륨 및 요오드화 리튬을 들 수 있다. 이들 중에서도 바람직하게는 요오드화 칼륨이다.
도포액에서의 할로겐화물의 양은 바람직하게는 PVA계 수지 100중량부에 대하여 5중량부~20중량부이고, 보다 바람직하게는 PVA계 수지 100중량부에 대하여 10중량부~15중량부이다. PVA계 수지 100중량부에 대한 할로겐화물의 양이 20중량부를 초과하면, 할로겐화물이 블리드 아웃(bleed-out)하여 최종적으로 얻어지는 편광막이 백탁하는 경우가 있다.
일반적으로 PVA계 수지층이 연신됨으로써, PVA계 수지 중의 폴리비닐알코올 분자의 배향성이 높아지지만, 연신 후의 PVA계 수지층을 물을 포함하는 액체에 침지하면, 폴리비닐알코올 분자의 배향이 흐트러져, 배향성이 저하하는 경우가 있다. 특히, 열가소성 수지 기재와 PVA계 수지층과의 적층체를 붕산 수중 연신하는 경우에서 열가소성 수지 기재의 연신을 안정시키기 위하여 비교적 높은 온도에서 상기 적층체를 붕산 수중에서 연신하는 경우, 상기 배향도 저하의 경향이 현저하다. 예컨대, PVA 필름 단체의 붕산 수중에서의 연신이 60℃에서 행하여지는 것이 일반적인 것에 비해, A-PET(열가소성 수지 기재)와 PVA계 수지층과의 적층체의 연신은 70℃ 전후의 온도라는 높은 온도에서 행하여지고, 이 경우, 연신 초기의 PVA의 배향성이 수중 연신에 의해 상승하기 전의 단계에서 저하될 수 있다. 이에 대하여, 할로겐화물을 포함하는 PVA계 수지층과 열가소성 수지 기재와의 적층체를 제작하고, 적층체를 붕산 수중에서 연신하기 전에 공기 중에서 고온 연신(보조 연신)함으로써, 보조 연신 후의 적층체의 PVA계 수지층 중의 PVA계 수지의 결정화가 촉진될 수 있다. 그 결과, 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 편광막의 광학 특성을 향상할 수 있다.
B-1-2. 공중 보조 연신 처리
특히, 높은 광학 특성을 얻기 위해서는, 건식 연신(보조 연신)과 붕산 수중 연신을 조합하는 2단 연신의 방법이 선택된다. 2단 연신과 같이 보조 연신을 도입함으로써, 열가소성 수지 기재의 결정화를 억제하면서 연신할 수 있고, 이후의 붕산 수중 연신에서 열가소성 수지 기재의 과도한 결정화에 의해 연신성이 저하된다는 문제를 해결하여, 적층체를 보다 고배율로 연신할 수 있다. 나아가, 열가소성 수지 기재 위에 PVA계 수지를 도포하는 경우, 열가소성 수지 기재의 유리전이온도의 영향을 억제하기 위해서, 통상적인 금속 드럼 위에 PVA계 수지를 도포하는 경우와 비교하여 도포 온도를 낮출 필요가 있고, 그 결과, PVA계 수지의 결정화가 상대적으로 낮아지게 되어, 충분한 광학 특성을 얻을 수 없다는 문제가 발생할 수 있다. 이에 대하여 보조 연신을 도입함으로써, 열가소성 수지 위에 PVA계 수지를 도포하는 경우에도 PVA계 수지의 결정성을 높이는 것이 가능하게 되어, 높은 광학 특성을 달성하는 것이 가능하게 된다. 또한, 동시에 PVA계 수지의 배향성을 사전에 높임으로써, 이후의 염색 공정이나 연신 공정에서 물에 침지되었을 때에 PVA계 수지의 배향성의 저하나 용해 등의 문제를 방지할 수 있어, 높은 광학 특성을 달성하는 것이 가능하게 된다.
공중 보조 연신의 연신 방법은 고정단 연신(예컨대, 텐터 연신기를 이용하여 연신하는 방법)이어도 되고, 자유단 연신(예컨대, 원주 속도가 상이한 롤 사이에 적층체를 통과시켜 1축 연신하는 방법)이어도 되지만, 높은 광학 특성을 얻기 위해서는 자유단 연신이 적극적으로 채용될 수 있다. 하나의 실시 형태에서는, 공중 연신 처리는 상기 적층체를 그의 긴 방향으로 반송하면서, 가열 롤 사이의 원주 속도차에 의해 연신하는 가열 롤 연신 공정을 포함한다. 공중 연신 처리는, 대표적으로는 존 연신 공정과 가열 롤 연신 공정을 포함한다. 또한, 존 연신 공정과 가열 롤 연신 공정의 순서는 한정되지 않고, 존 연신 공정이 먼저 행하여져도 되고, 가열 롤 연신 공정이 먼저 행하여져도 된다. 존 연신 공정은 생략되어도 된다. 하나의 실시 형태에서는, 존 연신 공정 및 가열 롤 연신 공정이 이 순서대로 행하여진다. 또한, 다른 실시 형태에서는 텐터 연신기에서 필름 단부를 파지하고, 텐터 사이의 거리를 흐름 방향으로 확장함으로써 연신된다(텐터 사이의 거리의 확장이 연신 배율이 된다). 이 때 폭 방향(흐름 방향에 대하여 수직 방향)의 텐터의 거리는 임의로 가까워지도록 설정된다. 바람직하게는 흐름 방향의 연신 배율에 대하여, 자유단 연신에 의해 가까워지도록 설정될 수 있다. 자유단 연신의 경우, 폭 방향의 수축률=(1/연신 배율)1/2로 계산된다.
공중 보조 연신은 1단계로 행하여도 되고, 다단계로 행하여도 된다. 다단계로 행하는 경우, 연신 배율은 각 단계의 연신 배율의 곱이다. 공중 보조 연신에서의 연신 방향은 바람직하게는 수중 연신의 연신 방향과 대략 동일하다.
공중 보조 연신에서의 연신 배율은 바람직하게는 2.0배~3.5배이다. 공중 보조 연신과 수중 연신을 조합한 경우의 최대 연신 배율은 적층체의 원래 길이에 대하여 바람직하게는 5.0배 이상, 보다 바람직하게는 5.5배 이상, 더욱 바람직하게는 6.0배 이상이다. 본 명세서에서 '최대 연신 배율'이란, 적층체가 파단하기 직전의 연신 배율을 말하며, 별도로 적층체가 파단하는 연신 배율을 확인하여 그 값보다도 0.2 낮은 값을 말한다.
공중 보조 연신의 연신 온도는 열가소성 수지 기재의 형성 재료, 연신 방식 등에 따라서 임의의 적절한 값으로 설정할 수 있다. 연신 온도는 바람직하게는 열가소성 수지 기재의 유리전이온도(Tg) 이상이고, 더욱 바람직하게는 열가소성 수지 기재의 유리전이온도(Tg)+10℃ 이상, 특히 바람직하게는 Tg+15℃ 이상이다. 한편, 연신 온도의 상한은 바람직하게는 170℃이다. 이와 같은 온도에서 연신함으로써 PVA계 수지의 결정화가 급속히 진행되는 것을 억제하여, 당해 결정화에 의한 문제(예컨대, 연신에 의한 PVA계 수지층의 배향을 방해)를 억제할 수 있다. 공중 보조 연신 후의 PVA계 수지의 결정화 지수는 바람직하게는 1.3~1.8이고, 보다 바람직하게는 1.4~1.7이다. PVA계 수지의 결정화 지수는 푸리에 변환 적외선 분광광도계를 이용하여 ATR법으로 측정할 수 있다. 구체적으로는 편광을 측정광으로 하여 측정을 실시하고, 얻어진 스펙트럼의 1141cm-1 및 1440cm-1 의 강도를 이용하여, 하기 식에 따라서 결정화 지수를 산출한다.
결정화 지수=(IC/IR)
단,
IC: 측정광을 입사하여 측정하였을 때의 1141cm-1 의 강도
IR: 측정광을 입사하여 측정하였을 때의 1440cm-1 의 강도
이다.
B-1-3. 불용화 처리, 염색 처리 및 가교 처리
필요에 따라 공중 보조 연신 처리 후, 수중 연신 처리나 염색 처리 전에 불용화 처리를 실시한다. 상기 불용화 처리는 대표적으로는 붕산 수용액에 PVA계 수지층을 침지함으로써 행한다. 상기 염색 처리는 대표적으로는 PVA계 수지층을 이색성 물질(대표적으로는 요오드)로 염색함으로써 행한다. 필요에 따라 염색 처리 후, 수중 연신 처리 전에 가교 처리를 실시한다. 상기 가교 처리는 대표적으로는 붕산 수용액에 PVA계 수지층을 침지시킴으로써 행한다. 불용화 처리, 염색 처리 및 가교 처리의 상세에 대해서는, 예컨대 일본 공개특허공보 제2012-73580호 또는 일본 특허 제6470455호(상기)에 기재되어 있다.
B-1-4. 수중 연신 처리
수중 연신 처리는 적층체를 연신욕에 침지시켜서 행한다. 수중 연신 처리에 따르면, 상기 열가소성 수지 기재나 PVA계 수지층의 유리전이온도(대표적으로는 80℃ 정도)보다도 낮은 온도에서 연신할 수 있고, PVA계 수지층을 그의 결정화를 억제하면서 고배율로 연신할 수 있다. 그 결과, 우수한 광학 특성을 갖는 편광막을 제조할 수 있다.
적층체의 연신 방법은 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 구체적으로는 고정단 연신이어도 되고, 자유단 연신(예컨대, 원주 속도가 상이한 롤 사이에 적층체를 통과시켜 1축 연신하는 방법)이어도 된다. 바람직하게는 자유단 연신이 선택된다. 적층체의 연신은 1단계로 행하여도 되고, 다단계로 행하여도 된다. 다단계로 행하는 경우, 후술하는 적층체의 연신 배율(최대 연신 배율)은 각 단계의 연신 배율의 곱이다.
수중 연신은 바람직하게는 붕산 수용액 중에 적층체를 침지시켜서 행한다(붕산 수중 연신). 연신욕으로서 붕산 수용액을 이용함으로써, PVA계 수지층에 연신 시에 걸리는 장력을 견디는 강성과, 물에 용해되지 않는 내수성을 부여할 수 있다. 구체적으로는, 붕산은 수용액 중에서 테트라히드록시붕산 음이온을 생성하여 PVA계 수지와 수소 결합에 의해 가교될 수 있다. 그 결과, PVA계 수지층에 강성과 내수성을 부여하여 양호하게 연신할 수 있고, 우수한 광학 특성을 갖는 편광막을 제조할 수 있다.
상기 붕산 수용액은 바람직하게는 용매인 물에 붕산 및/또는 붕산염을 용해시킴으로써 얻을 수 있다. 붕산 농도는 물 100중량부에 대하여 바람직하게는 1중량부~10중량부이고, 보다 바람직하게는 2.5중량부~6중량부이며, 특히 바람직하게는 3중량부~5중량부이다. 붕산 농도를 1중량부 이상으로 함으로써, PVA계 수지층의 용해를 효과적으로 억제할 수 있고, 보다 높은 특성의 편광막을 제조할 수 있다. 또한, 붕산 또는 붕산염 이외에 붕사 등의 붕소 화합물, 글리옥살, 글루타르알데히드 등을 용매에 용해시켜 얻어진 수용액도 이용할 수 있다.
바람직하게는, 상기 연신욕(붕산 수용액)에 요오드화물을 배합한다. 요오드화물을 배합함으로써, PVA계 수지층에 흡착시킨 요오드의 용출을 억제할 수 있다. 요오드화물의 구체예는 상술한 바와 같다. 요오드화물의 농도는 물 100중량부에 대하여 바람직하게는 0.05중량부~15중량부, 보다 바람직하게는 0.5중량부~8중량부이다.
연신 온도(연신욕의 액체 온도)는 바람직하게는 40℃~85℃, 보다 바람직하게는 60℃~75℃이다. 이와 같은 온도이면, PVA계 수지층의 용해를 억제하면서 고배율로 연신할 수 있다. 구체적으로는, 상술한 바와 같이, 열가소성 수지 기재의 유리전이온도(Tg)는 PVA계 수지층의 형성과의 관계에서 바람직하게는 60℃ 이상이다. 이 경우, 연신 온도가 40℃를 하회하면, 물에 의한 열가소성 수지 기재의 가소화를 고려하여도, 양호하게 연신할 수 없을 우려가 있다. 한편, 연신욕의 온도가 고온이 될수록, PVA계 수지층의 용해성이 높아져서, 우수한 광학 특성이 얻어지지 않을 우려가 있다. 적층체의 연신욕에 대한 침지 시간은 바람직하게는 15초~5분이다.
수중 연신에 의한 연신 배율은 바람직하게는 1.5배 이상, 보다 바람직하게는 3.0배 이상이다. 적층체의 총 연신 배율은 적층체의 원래 길이에 대하여 바람직하게는 5.0배 이상이고, 더욱 바람직하게는 5.5배 이상이다. 이와 같은 높은 연신 배율을 달성함으로써 광학 특성이 극히 우수한 편광막을 제조할 수 있다. 이와 같은 높은 연신 배율은 수중 연신 방식(붕산 수중 연신)을 채용함으로써 달성할 수 있다.
B-1-5. 건조 수축 처리
상기 건조 수축 처리는 존 전체를 가열하여 행하는 존 가열에 의해 행하여도 되고, 반송 롤을 가열(이른바 가열 롤을 이용)함으로써 행할(가열 롤 건조 방식) 수도 있다. 바람직하게는 그 양쪽을 이용한다. 가열 롤을 이용하여 건조시킴으로써, 효율적으로 적층체의 가열 컬을 억제하여, 외관이 우수한 편광막을 제조할 수 있다. 구체적으로는, 가열 롤에 적층체를 따르게 한 상태에서 건조함으로써, 상기 열가소성 수지 기재의 결정화를 효율적으로 촉진시켜 결정화도를 증가시킬 수 있고, 비교적 낮은 건조 온도이어도 열가소성 수지 기재의 결정화도를 양호하게 증가시킬 수 있다. 그 결과, 열가소성 수지 기재는 그의 강성이 증가하여 건조에 의한 PVA계 수지층의 수축에 견딜 수 있는 상태가 되어 컬이 억제된다. 또한, 가열 롤을 이용함으로써, 적층체를 평평한 상태로 유지하면서 건조할 수 있으므로, 컬 뿐만 아니라 주름의 발생도 억제할 수 있다. 이 때, 적층체는 건조 수축 처리에 의해 폭 방향으로 수축시킴으로써 광학 특성을 향상시킬 수 있다. PVA 및 PVA/요오드 착체의 배향성을 효과적으로 높일 수 있기 때문이다. 건조 수축 처리에 의한 적층체의 폭 방향의 수축률은 바람직하게는 1%~10%이고, 보다 바람직하게는 2%~8%이며, 특히 바람직하게는 4%~6%이다. 가열 롤을 이용함으로써 적층체를 반송하면서 연속적으로 폭 방향으로 수축시킬 수 있으며, 높은 생산성을 실현할 수 있다.
도 1은 건조 수축 처리의 일례를 나타내는 개략도이다. 건조 수축 처리에서는, 소정의 온도로 가열된 반송 롤(R1~R6)과 가이드 롤(G1~G4)에 의해 적층체(200)를 반송하면서 건조시킨다. 도시예에서는, PVA 수지층의 면과 열가소성 수지 기재의 면을 교대로 연속 가열하도록 반송 롤(R1~R6)이 배치되어 있지만, 예컨대 적층체(200)의 한쪽 면(예컨대, 열가소성 수지 기재 면)만을 연속적으로 가열하도록 반송 롤(R1~R6)을 배치하여도 된다.
반송 롤의 가열 온도(가열 롤의 온도), 가열 롤의 수, 가열 롤과의 접촉 시간 등을 조정함으로써 건조 조건을 제어할 수 있다. 가열 롤의 온도는 바람직하게는 60℃~120℃이고, 더욱 바람직하게는 65℃~100℃이며, 특히 바람직하게는 70℃~80℃이다. 열가소성 수지의 결정화도를 양호하게 증가시켜, 컬을 양호하게 억제할 수 있음과 함께, 내구성이 극히 우수한 광학 적층체를 제조할 수 있다. 또한, 가열 롤의 온도는 접촉식 온도계에 의해 측정할 수 있다. 도시예에서는 6개의 반송 롤이 설치되어 있지만, 반송 롤은 복수개이면 특별히 제한은 없다. 반송 롤은 통상적으로 2개~40개, 바람직하게는 4개~30개 설치된다. 적층체와 가열 롤의 접촉 시간(총 접촉 시간)은 바람직하게는 1초~300초이고, 보다 바람직하게는 1~20초이며, 더욱 바람직하게는 1~10초이다.
가열 롤은 가열로(예컨대, 오븐) 내에 마련하여도 되고, 통상의 제조 라인(실온 환경 하)에 마련하여도 된다. 바람직하게는, 송풍 수단을 구비하는 가열로 내에 마련된다. 가열 롤에 의한 건조와 열풍 건조를 병용함으로써, 가열 롤 사이에서의 급격한 온도 변화를 억제할 수 있고, 폭 방향의 수축을 용이하게 제어할 수 있다. 열풍 건조의 온도는 바람직하게는 30℃~100℃이다. 또한, 열풍 건조 시간은 바람직하게는 1초~300초이다. 열풍의 풍속은 바람직하게는 10m/s~30m/s 정도이다. 또한, 당해 풍속은 가열로 내에서의 풍속이고, 미니 베인형 디지털 풍속계에 의해 측정할 수 있다.
B-1-6. 그 밖의 처리
바람직하게는 수중 연신 처리 후, 건조 수축 처리 전에 세정 처리를 실시한다. 상기 세정 처리는 대표적으로는 요오드화 칼륨 수용액에 PVA계 수지층을 침지시킴으로써 행한다.
이상과 같이 하여, 열가소성 수지 기재/편광막의 적층체를 제작할 수 있다.
B-2. TAC 필름의 염색
한편, TAC 필름을 요오드에 의해 염색한다. 염색은 임의의 적절한 양식으로 행하여질 수 있다. 염색은, 예컨대 장척상의 TAC 필름을 롤 반송하면서 염색액(대표적으로는 요오드 수용액)에 침지함으로써 행하여진다. 염색은, 얻어지는 염색 TAC 필름의 파장 400nm에서의 투과율이 65% 이하, 또한 Y값 투과율이 80% 이상이 되도록 하여 행하여진다. 당해 투과율 및 Y값 투과율은 요오드 수용액의 요오드 농도, 요오드 수용액의 온도 및 염색 시간(침지 시간)을 적절하게 조정함으로써 제어될 수 있다. 요오드 수용액의 요오드 농도는 염색 시간(침지 시간)에 따라 변화할 수 있다. 요오드 수용액의 요오드 농도는, 바람직하게는 0.1중량% 이상이고, 보다 바람직하게는 0.5중량%~5.0중량%이며, 더욱 바람직하게는 1.0중량%~3.0중량%이다. 요오드 농도가 지나치게 낮으면, 장시간 염색 처리하여도 소망하는 투과율을 얻을 수 없는 경우가 있다. 요오드 수용액의 온도는 바람직하게는 20℃~30℃이다. 염색 시간은 요오드 수용액의 요오드 농도에 따라 변화할 수 있다. 염색 시간은 바람직하게는 30초 이상이고, 보다 바람직하게는 50초~400초이다. 염색 시간이 지나치게 짧으면, 소망하는 투과율을 얻을 수 없는 경우가 있다. 한편, 염색 시간을 불필요하게 길게 하는 것은 제조 효율을 고려하면 유효하지 않다.
B-3. 편광판의 제작
상기 B-1항에서 얻어진 열가소성 수지 기재/편광막의 적층체의 편광막 표면에 임의의 적절한 접착제를 개재하여 상기 B-2항에서 얻어진 염색 TAC 필름을 첩합한다. 접착제로서는, 예컨대 수계 접착제, 활성 에너지선 경화형 접착제를 들 수 있다. 이와 같이 하여, 열가소성 수지 기재/편광막/염색 TAC 필름의 적층체가 제작될 수 있다. 이 적층체를 그대로 편광판으로서 이용하여도 된다. 이 경우, 열가소성 수지 기재가 내측 보호층으로서 기능할 수 있다. 혹은, 열가소성 수지 기재/편광막/염색 TAC 필름의 적층체로부터 열가소성 수지 기재를 박리하여, 염색 TAC 필름/편광막의 적층체를 편광판으로서 이용하여도 된다. 혹은, 열가소성 수지 기재/편광막/염색 TAC 필름의 적층체로부터 열가소성 수지 기재를 박리하고, 당해 박리면에 수지 필름을 내측 보호층으로서 첩합하여 염색 TAC 필름/편광막/내측 보호층의 적층체를 편광판으로서 이용하여도 된다.
C. 위상차층 부착 편광판
C-1. 위상차층 부착 편광판의 전체 구성
도 2는 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 위상차층 부착 편광판의 개략 단면도이다. 본 실시 형태의 위상차층 부착 편광판(100)은 편광판(10)과 위상차층(20)을 포함한다. 편광판은 상기 A항 및 B항에 기재된 편광판이다. 도시예의 편광판(10)은 편광막(11)과 시인 측 보호층(12)과 내측 보호층(13)을 포함한다. 상기한 바와 같이, 바람직하게는 내측 보호층(13)은 생략될 수 있다. 위상차층 부착 편광판에서 위상차층은 대표적으로는 편광판의 시인 측과는 반대 측에 배치된다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 다른 실시 형태에 따른 위상차층 부착 편광판(101)에서는, 다른 위상차층(50) 및/또는 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재(60)가 마련되어도 된다. 다른 위상차층(50) 및 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재(60)는 대표적으로는, 위상차층(20)의 편광판(10)과 반대 측(시인 측과 반대 측)에 마련된다. 다른 위상차층은 대표적으로는 굴절률 특성이 nz>nx=ny의 관계를 나타낸다. 다른 위상차층(50) 및 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재(60)는 대표적으로는 위상차층(20) 측부터 이 순서대로 마련된다. 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 위상차층으로 칭하고, 다른 위상차층(50)을 제2 위상차층으로 칭하는 경우가 있다. 또한, 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 실시 형태에서는 제1 위상차층(20)의 Re(550)은 100nm~190nm이고, Re(450)/Re(550)은 0.8 이상 1 미만이다. 또한, 제1 위상차층(20)의 지상축과 편광막(11)의 흡수축이 이루는 각도는 40°~50°이다.
상기의 실시 형태는 적절히 조합하여도 되고, 상기의 실시 형태에서의 구성 요소에 당업계에서 자명한 변경을 추가하여도 된다. 예컨대, 제2 위상차층(50)의 외측에 도전층 부착 등방성 기재(60)를 마련하는 구성을, 광학적으로 등가인 구성(예컨대, 제2 위상차층과 도전층과의 적층체)으로 치환하여도 된다.
위상차층 부착 편광판은 그 밖의 위상차층을 더 포함하여도 된다. 그 밖의 위상차층의 광학적 특성(예컨대, 굴절률 특성, 면내 위상차, Nz 계수, 광탄성 계수), 두께, 배치 위치 등은 목적에 따라 적절하게 설정될 수 있다.
위상차층 부착 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 이상인 세장 형상을 포함한다. 장척상의 위상차층 부착 편광판은 롤상으로 권회 가능하다. 위상차층 부착 편광판이 장척상인 경우, 편광판 및 위상차층도 장척상이다. 이 경우, 편광막은 바람직하게는 장척 방향으로 흡수축을 갖는다. 제1 위상차층은 바람직하게는 장척 방향에 대하여 40°~50°의 각도를 이루는 방향으로 지상축을 갖는 경사 연신 필름이다. 편광막 및 제1 위상차층이 이와 같은 구성이면, 위상차층 부착 편광판을 롤 투 롤에 의해 제작할 수 있다.
실용적으로는 위상차층의 편광판과 반대 측에는 점착제층(도시하지 않음)이 마련되고, 위상차층 부착 편광판은 화상 표시 셀에 첩부 가능하게 되어 있다. 또한, 점착제층의 표면에는 위상차층 부착 편광판이 사용에 제공될 때까지 박리 필름이 가착되어 있는 것이 바람직하다. 박리 필름을 가착함으로써, 점착제층을 보호함과 함께 롤 형성이 가능하게 된다.
위상차층 부착 편광판의 총 두께는, 바람직하게는 140㎛이하이고, 보다 바람직하게는 120㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 100㎛ 이하이고, 더욱 보다 바람직하게는 90㎛ 이하이며, 더욱 보다 바람직하게는 85㎛ 이하이다. 총 두께의 하한은 예컨대 80㎛일 수 있다. 본 발명의 실시 형태에 따르면, 이와 같이 극히 얇은 위상차층 부착 편광판을 실현할 수 있다. 이와 같은 위상차층 부착 편광판은 극히 우수한 가요성 및 절곡 내구성을 가질 수 있다. 이와 같은 위상차층 부착 편광판은 만곡한 화상 표시 장치 및/또는 굴곡 또는 절곡 가능한 화상 표시 장치에 특히 적합하게 적용될 수 있다. 또한, 위상차층 부착 편광판의 총 두께란, 위상차층 부착 편광판을 패널이나 유리 등의 외부 피착체와 밀착시키기 위한 점착제층을 제외하고, 위상차층 부착 편광판을 구성하는 모든 층의 두께의 합계를 말한다(즉, 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 위상차층 부착 편광판을 화상 표시 셀 등의 인접 부재에 첩합하기 위한 점착제층 및 그 표면에 가착될 수 있는 박리 필름의 두께를 포함하지 않는다).
이하, 제1 위상차층, 제2 위상차층, 및 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재에 대하여 구체적으로 설명한다. 또한, 제1 위상차층은 액정 화합물의 배향 고화층(이하, 액정 배향 고화층)이어도 된다. 액정 배향 고화층에 대해서는 제1 위상차층의 변형예로서 C-4항에서 설명한다.
C-2. 제1 위상차층
제1 위상차층(20)은 목적에 따라 임의의 적절한 광학적 특성 및/또는 기계적 특성을 가질 수 있다. 제1 위상차층(20)은 대표적으로는 지상축을 갖는다. 하나의 실시 형태에서는 제1 위상차층(20)의 지상축과 편광막(11)의 흡수축이 이루는 각도θ는 상기한 바와 같이 40°~50°이고, 바람직하게는 42°~48°이며, 더욱 바람직하게는 약 45°이다. 각도θ가 이와 같은 범위이면, 후술하는 바와 같이 제1 위상차층을 λ/4판으로 함으로써, 매우 우수한 원편광 특성(결과로서, 매우 우수한 반사 방지 특성)을 갖는 위상차층 부착 편광판을 얻을 수 있다.
제1 위상차층은 바람직하게는 굴절률 특성이 nx>ny≥nz의 관계를 나타낸다. 제1 위상차층은 대표적으로는 편광판에 반사 방지 특성을 부여하기 위하여 마련되고, 하나의 실시 형태에서는 λ/4판으로서 기능할 수 있다. 이 경우, 제1 위상차층의 면내 위상차 Re(550)은 상기한 바와 같이 100nm~190nm이고, 바람직하게는 110nm~170nm이며, 보다 바람직하게는 130nm~160nm이다. 또한, 여기에서 'ny=nz'는 ny와 nz가 완전히 동일한 경우뿐만 아니라, 실질적으로 동일한 경우를 포함한다. 따라서, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서, ny<nz가 되는 경우가 있을 수 있다.
제1 위상차층의 Nz계수는 바람직하게는 0.9~3, 보다 바람직하게는 0.9~2.5, 더욱 바람직하게는 0.9~1.5, 특히 바람직하게는 0.9~1.3이다. 이와 같은 관계를 만족함으로써, 얻어지는 위상차층 부착 편광판을 화상 표시 장치에 이용한 경우에 매우 우수한 반사 색상을 달성할 수 있다.
제1 위상차층은 위상차값이 측정광의 파장에 따라서 커지는 역분산 파장 특성을 나타내어도 되고, 위상차값이 측정광의 파장에 따라서 작아지는 양(正)의 파장 분산 특성을 나타내어도 되며, 위상차값이 측정광의 파장에 의해서도 거의 변화하지 않는 플랫한 파장 분산 특성을 나타내어도 된다. 하나의 실시 형태에서는, 제1 위상차층은 역분산 파장 특성을 나타낸다. 이 경우, 위상차층의 Re(450)/Re(550)은 상기한 바와 같이 0.8 이상, 1 미만이고, 바람직하게는 0.8 이상 0.95 이하이다. 이와 같은 구성이면, 매우 우수한 반사 방지 특성을 실현할 수 있다.
제1 위상차층은 광탄성 계수의 절대값이 바람직하게는 2×10-11m2/N 이하, 보다 바람직하게는 2.0×10-13m2/N~1.5×10-11m2/N, 더욱 바람직하게는 1.0×10-12m2/N~1.2×10-11m2/N의 수지를 포함한다. 광탄성 계수의 절대값이 이와 같은 범위이면, 가열 시의 수축 응력이 발생한 경우에 위상차 변화가 발생하기 어렵다. 그 결과, 얻어지는 화상 표시 장치의 열 불균일이 양호하게 방지될 수 있다.
제1 위상차층은 대표적으로는 수지 필름의 연신 필름으로 구성된다. 제1 위상차층의 두께는 바람직하게는 70㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 45㎛~60㎛이다. 제1 위상차층의 두께가 이와 같은 범위이면, 가열 시의 컬을 양호하게 억제하면서, 첩합 시의 컬을 양호하게 조정할 수 있다.
제1 위상차층(20)은 상기의 특성을 만족할 수 있는 임의의 적절한 수지 필름으로 구성될 수 있다. 그와 같은 수지의 대표예로서는, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스테르카보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리비닐아세탈계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 환상 올레핀계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리스티렌계 수지, 아크릴계 수지를 들 수 있다. 이들 수지는 단독으로 이용하여도 되고, 조합하여(예컨대, 블렌드, 공중합) 이용하여도 된다. 제1 위상차층이 역분산 파장 특성을나타내는 수지 필름으로 구성되는 경우, 폴리카보네이트계 수지 또는 폴리에스테르 카보네이트계 수지(이하, 간단히 폴리카보네이트계 수지라고 칭하는 경우가 있다)가 적합하게 이용될 수 있다.
상기 폴리카보네이트계 수지로서는, 본 발명의 효과가 얻어지는 한, 임의의 적절한 폴리카보네이트계 수지를 이용할 수 있다. 예컨대, 폴리카보네이트계 수지는 플루오렌계 디히드록시 화합물로부터 유래하는 구조 단위와, 이소소르비드계 디히드록시 화합물로부터 유래하는 구조 단위와, 지환식 디올, 지환식 디메탄올, 디, 트리 또는 폴리에틸렌글리콜, 및 알킬렌 글리콜 또는 스피로글리콜로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 디히드록시 화합물로부터 유래하는 구조 단위를 포함한다. 바람직하게는, 폴리카보네이트계 수지는 플루오렌계 디히드록시 화합물로부터 유래하는 구조 단위와, 이소소르비드계 디히드록시 화합물로부터 유래하는 구조 단위와, 지환식 디메탄올로부터 유래하는 구조 단위 및/또는 디, 트리 또는 폴리에틸렌글리콜로부터 유래하는 구조 단위를 포함하고; 더욱 바람직하게는 플루오렌계 디히드록시 화합물로부터 유래하는 구조 단위와, 이소소르비드계 디히드록시 화합물로부터 유래하는 구조 단위와, 디, 트리 또는 폴리에틸렌글리콜로부터 유래하는 구조 단위를 포함한다. 폴리카보네이트계 수지는 필요에 따라 그 밖의 디히드록시 화합물로부터 유래하는 구조 단위를 포함하여도 된다. 또한, 제1 위상차층에 적합하게 이용할 수 있는 폴리카보네이트계 수지 및 제1 위상차층의 형성 방법의 상세는, 예컨대, 일본 공개특허공보 제2014-10291호, 일본 공개특허공보 제2014-26266호, 일본 공개특허공보 제2015-212816호, 일본 공개특허공보 제2015-212817호, 일본 공개특허공보 제2015-212818호에 기재되어 있고, 이들 공보의 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다.
C-3. 제2 위상차층
제2 위상차층은 상기와 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 가능하게 된다. 이 경우, 제2 위상차층의 두께 방향의 위상차 Rth(550)은 바람직하게는 -50nm~-300nm, 보다 바람직하게는 -70nm~-250nm, 더욱 바람직하게는 -90nm~-200nm, 특히 바람직하게는 -100nm~-180nm이다. 여기에서, 'nx=ny'는 nx와 ny가 엄밀히 동일한 경우뿐만 아니라, nx와 ny가 실질적으로 동일한 경우도 포함한다. 즉, 제2 위상차층의 면내 위상차 Re(550)은 10nm 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.
C-4. 제1 위상차층의 변형예
제1 위상차층(20)은 제1 액정 배향 고화층과 제2 액정 배향 고화층과의 적층 구조를 갖고 있어도 된다. 이 경우, 제1 액정 배향 고화층 및 제2 액정 배향 고화층 중 어느 한쪽이 λ/4판으로서 기능하고, 다른 쪽이 λ/2판으로서 기능할 수 있다. 따라서, 제1 액정 배향 고화층 및 제2 액정 배향 고화층의 두께는, λ/4판 또는 λ/2판의 소망하는 면내 위상차가 얻어지도록 조정될 수 있다. 예컨대, 제1 액정 배향 고화층이 λ/2판으로서 기능하고, 제2 액정 배향 고화층이 λ/4판으로서 기능하는 경우, 제1 액정 배향 고화층의 두께는 예컨대 2.0㎛~3.0㎛이고, 제2 액정 배향 고화층의 두께는 예컨대 1.0㎛~2.0㎛이다. 이 경우, 제1 액정 배향 고화층의 면내 위상차 Re(550)은, 바람직하게는 200nm~300nm이고, 보다 바람직하게는 230nm~290nm이며, 더욱 바람직하게는 250nm~280nm이다. 제2 액정 배향 고화층의 면내 위상차 Re(550)은 바람직하게는 100nm~190nm이고, 보다 바람직하게는 110nm~170nm이며, 더욱 바람직하게는 130nm~160nm이다. 제1 액정 배향 고화층의 지상축과 편광막의 흡수축이 이루는 각도는, 바람직하게는 10°~20°이고, 보다 바람직하게는 12°~18°이며, 더욱 바람직하게는 약 15°이다. 제2 액정 배향 고화층의 지상축과 편광막의 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 고화층은 어느 것도 대표적으로는 굴절률 특성이 nx> ny=nz의 관계를 나타낸다. 제1 액정 배향 고화층 및 제2 액정 배향 고화층은 어느 것도 Nz계수가 바람직하게는 0.9~1.5이고, 보다 바람직하게는 0.9~1.3이다. 제1 액정 배향 고화층 및 제2 액정 배향 고화층을 구성하는 액정 화합물, 및 제1 액정 배향 고화층 및 제2 액정 배향 고화층의 형성 방법에 대해서는, 예컨대 일본 공개특허공보 2006-163343호에 기재되어 있다. 당해 공보의 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다. 또한, 제1 위상차층이 이와 같은 적층 구조를 갖는 경우, 제2 위상차층은 대표적으로는 생략될 수 있다.
C-5. 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 산화물 막을 성막하여 형성될 수 있다. 금속 산화물로서는, 예컨대 산화 인듐, 산화 주석, 산화 아연, 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 50nm 이하이고, 보다 바람직하게는 35nm 이하이다. 도전층의 두께의 하한은 바람직하게는 10nm이다.
도전층은, 상기 기재로부터 제1 위상차층(또는, 존재하는 경우에는 제2 위상차층)에 전사되어 도전층 단독으로 위상차층 부착 편광판의 구성층으로 되어도 되고, 기재와의 적층체(도전층 부착 기재)로서 제1 위상차층(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 주 골격으로 하고 있는 재료, 락톤 환이나 글루타르이미드 환 등의 환상 구조를 아크릴계 수지의 주쇄 중에 갖는 재료 등을 들 수 있다. 이와 같은 재료를 이용하면, 등방성 기재를 형성하였을 때에, 분자쇄의 배향에 수반하는 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 패널에 대한 접촉을 감지하는 터치 센서 전극으로서 기능할 수 있다. 패터닝 방법으로서는, 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 패터닝 방법의 구체예로서는 습식 에칭법, 스크린 인쇄법을 들 수 있다.
D. 화상 표시 장치
상기 A항 및 B항에 기재된 편광판 또는 상기 C항에 기재된 위상차층 부착 편광판은 화상 표시 장치에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 형태는 그와 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 실시 형태에 따른 화상 표시 장치는, 그의 시인 측에 편광판 또는 위상차층 부착 편광판을 구비한다. 위상차층 부착 편광판은 위상차층이 화상 표시 셀(예컨대, 액정 셀, 유기 EL 셀, 무기 EL 셀) 측이 되도록(편광막이 시인 측이 되도록) 적층되어 있다. 하나의 실시 형태에서는, 화상 표시 장치는 만곡한 형상(실질적으로는, 만곡한 표시 화면)을 포함하고/하거나 굴곡 혹은 절곡 가능하다. 상기와 같은 편광판 또는 위상차층 부착 편광판을 이용함으로써, 화상 표시 장치의 반사 색상을 뉴트럴에 가깝게 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 형태에 따르면, 그와 같은 화상 표시 장치의 화상 조정 방법도 제공될 수 있다.
[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(오오츠카덴시사 제조, 제품명 'MCPD-3000')를 이용하여 측정하였다. 10㎛를 초과하는 두께는 디지털마이크로미터(안리츠사 제조, 제품명 'KC-351C')를 이용하여 측정하였다.
(2) 단체 투과율 및 편광도
실시예 및 비교예에 이용한 편광판에 대하여, 자외선/가시광선 분광 광도계(니혼분코사 제조, V-7100)를 이용하여 측정한 단체 투과율(Ts), 평행 투과율(Tp), 직교 투과율(Tc)를 각각, 편광막의 Ts, Tp 및 Tc로 하였다. 이들 Ts, Tp 및 Tc는 JIS Z8701의 2도 시야(C 광원)에 의해 측정하여 시감도 보정을 행한 Y값이다. 또한, 실시예 및 비교예에 이용한 판광판의 보호층은 표면에 하드코트(HC)층을 포함하고 있고, 보호층의 굴절률은 1.50이며, HC층의 굴절율은 1.53이었다. 또한, 편광막의 보호층과는 반대 측의 표면의 굴절률은 1.53이었다.
얻어진 Tp 및 Tc로부터 하기 식에 의해 편광도 P를 구하였다.
편광도 P(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
또한, 분광광도계는 오오츠카덴시사 제조, LPF-200 등으로도 동등한 측정을 하는 것이 가능하다.
투과율은, 보호층의 투과율 및 편광판의 투과율의 어느 경우도, 표면의 굴절률이 1.50/1.53일 때의 값이고, 측정 구성의 표면 굴절률의 조합이 이와 상이한 경우에는 표면 굴절률의 변화에 의해 공기 계면의 반사(표면 반사)의 변화량의 크기로부터 이론 보정을 행하였다. 예컨대, HC층 부착 TAC/편광막(투과율 40%로 한다)의 구성을 측정할 때는 표면 굴절률의 조합은 1.53/1.53이므로, 측정값 +0.2%로 함으로써 1.50/1.53에서의 편광판의 투과율로 환산 가능하다. HC층 부착 TAC 필름 단체의 투과율은 굴절률의 조합이 1.50/1.53이므로 보정은 행하지 않았다.
(3) 정면 반사 색상
실시예 및 비교예에서 얻어진 위상차층 부착 편광판을 자외선 흡수 기능이 없는 아크릴계 점착제를 이용하여 반사판(도레이필름사 제조, 상품명 'DMS-X42'; 반사율 86%, 편광판 없이 반사색상 a*=-0.22,b*=0.32) 위에 첩합하여 측정 샘플을 제작하였다. 이때, 위상차층 부착 편광판의 위상차층 측이 반사판과 대향하도록 첩합하였다. 당해 측정 샘플에 대하여, 분광측색계(코니카미놀타사 제조, CM-2600d)를 이용하여 SCE방식으로 측정하고 a* 및 b*의 값을 √(a*2+b*2)에 대입하여 정면 반사 색상을 구하였다.
[실시예 1-1]
1. 편광막의 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(니혼합성화학공업사 제조, 상품명 '고세화이머 Z410')를 9:1로 혼합한 PVA계 수지 100중량부에 요오드화 칼륨 13중량부를 첨가하여 물에 용해하여 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 요오드화 칼륨을 1:7의 중량비로 배합하여 얻어진 요오드 수용액)에 최종적으로 얻어지는 편광막의 단체 투과율(Ts)이 소망하는 값이 되도록 농도를 조정하면서 60초간 침지시켰다(염색 처리).
이어서, 액체 온도 40℃의 가교욕(물 100중량부에 대하여 요오드화 칼륨을 3중량부 배합하고, 붕산을 5중량부 배합하여 얻어진 붕산 수용액)에 30초간 침지시켰다(가교 처리).
그 후, 적층체를 액체 온도 70℃의 수용액(붕산 농도 4.0중량%, 요오드화 칼륨 5.0중량%)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 요오드화 칼륨을 4중량부 배합하여 얻어진 수용액)에 침지시켰다(세정 처리).
그 후, 90℃로 유지된 오븐 내에서 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 편광막을 형성하였다.
2. TAC 필름의 염색
장척상의 TAC 필름(코니카미놀타사 제조, 상품명 'KC-2UA', 두께 25㎛)에 두께 7㎛, 굴절률 1.53의 HC층을 형성한 HC-TAC 필름을 롤 반송하면서 액체 온도 25℃의 염색욕(요오드 농도 1.0중량%의 요오드 수용액)에 침지하였다. 침지 시간은 60초이었다. 얻어진 염색 TAC 필름의 파장 400nm에서의 투과율은 59.8%이고, 투과율 Y값은 90.1%이었다.
3. 편광판의 제작
상기 1.에서 얻어진 편광막의 표면(수지 기재와는 반대 측 면)에 상기 2.에서 얻어진 HC층 부착 염색 TAC 필름을 자외선 경화형 접착제를 개재하여 첩합하였다. 구체적으로는, 경화형 접착제의 총 두께가 1.0㎛가 되도록 도공하고, 롤기를 사용하여 첩합하였다. 그 후, UV 광선을 TAC 필름 측으로부터 조사하여 접착제를 경화시켰다. 이어서, 양 단부를 슬릿한 후에 수지 기재를 박리하여, 보호층(염색 TAC 필름)/접착층/편광막의 구성을 갖는 장척상의 편광판(폭: 1300mm)을 얻었다. 편광판(실질적으로는, 편광막)의 단체 투과율은 43.0%이고, 편광도는 99.995%이었다.
4. 위상차층을 구성하는 위상차 필름의 제작
4-1. 폴리에스테르카보네이트계 수지의 중합
교반 날개 및 100℃로 제어된 환류 냉각기를 구비한 종형 반응기 2대를 포함하는 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(6.78×10-5mol)를 투입하였다. 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℃에 도달시키고, 이 온도를 유지하도록 제어함과 동시에 감압을 개시하고, 220℃에 도달하고 나서 90분에서 13.3kPa로 하였다. 중합 반응과 함께 부생(副生)하는 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 개시하여 50분에서 내부 온도 240℃, 압력 0.2kPa로 하였다. 그 후, 소정의 교반 동력이 될 때까지 중합을 진행시켰다. 소정 동력에 도달한 시점에서 반응기에 질소를 도입하여 복압하고, 생성된 폴리에스테르카보네이트계 수지를 수중에 압출하고, 스트랜드를 컷팅하여 펠릿을 얻었다.
4-2. 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 200mm, 설정 온도: 250℃), 칠드 롤(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 48㎛의 위상차 필름을 얻었다. 얻어진 위상차 필름의 Re(550)은 144nm이고, Re(450)/Re(550)은 0.82이며, Nz 계수는 1.12이었다.
5. 위상차층 부착 편광판의 제작
상기 3.에서 얻어진 편광판의 편광막 표면에, 상기 4.에서 얻어진 위상차 필름을 아크릴계 점착제(두께 5㎛)를 개재하여 첩합하였다. 이 때, 편광막의 흡수축과 위상차 필름의 지상축이 45°의 각도를 이루도록 하여 첩합하였다. 이와 같이 하여, 보호층/접착층/편광막/점착제층/위상차층의 구성을 갖는 위상차층 부착 편광판을 얻었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판의 총 두께는 84㎛이었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판을 상기 (3)의 평가에 제공하였다. 결과는 표 1에 나타낸다.
[실시예 1-2]
염색 시간을 120초로 한 것 이외에는 실시예 1-1과 마찬가지로 하여 TAC 필름을 염색하였다. 얻어진 염색 TAC 필름의 파장 400nm에서의 투과율은 52.8%이고, 투과율 Y값은 89.2%이었다. 이 염색 TAC 필름을 이용한 것 이외에는 실시예 1-1과 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판을 제작하였다. 얻어진 위상차층 부착 편광판을 실시예 1-1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 1-3]
염색 시간을 300초로 한 것 이외에는 실시예 1-1과 마찬가지로 하여 TAC 필름을 염색하였다. 얻어진 염색 TAC 필름의 파장 400nm에서의 투과율은 31.9%이고, 투과율 Y값은 88.4%이었다. 이 염색 TAC 필름을 이용한 것 이외에는 실시예 1-1과 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판을 제작하였다. 얻어진 위상차층 부착 편광판을 실시예 1-1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 1]
염색하지 않는 TAC 필름을 이용한 것 이외에는 실시예 1-1과 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판을 제작하였다. 염색하지 않은 TAC 필름의 파장 400nm에서의 투과율은 68.5%이고, 투과율 Y값은 92.1%이었다. 얻어진 위상차층 부착 편광판을 실시예 1-1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 2-1]
염색 조건을 조정하여 단체 투과율이 44.0%인 편광막을 제작하였다. 이 편광막을 이용한 것 이외에는 실시예 1-1과 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판을 제작하였다. 얻어진 위상차층 부착 편광판을 실시예 1-1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 2-2]
실시예 2-1에서 제작한 편광막을 이용한 것 이외에는 실시예 1-2와 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판을 제작하였다. 얻어진 위상차층 부착 편광판을 실시예 1-1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 2-3]
실시예 2-1에서 제작한 편광막을 이용한 것 이외에는 실시예 1-3과 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판을 제작하였다. 얻어진 위상차층 부착 편광판을 실시예 1-1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 2]
실시예 2-1에서 제작한 편광막을 이용한 것 이외에는 비교예 1과 마찬가지로 하여 위상차층 부착 편광판을 제작하였다. 얻어진 위상차층 부착 편광판을 실시예 1-1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[표 1]
Figure pct00001
[평가]
표 1에서 명백한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의하면, 보호층으로서 염색 TAC 필름을 이용함으로써, 비교예에 비하여 반사 색상을 뉴트럴한 상태에 가깝게 할 수 있다.
본 발명의 위상차층 부착 편광판은 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치 및 무기 EL 표시 장치용 원편광판으로서 바람직하게 이용된다.
10 편광판
11 편광막
12 시인 측 보호층
13 내측 보호층
20 위상차층
100 위상차층 부착 편광판
101 위상차층 부착 편광판

Claims (15)

  1. 요오드에 의해 염색되어 있고, 파장 400nm에서의 투과율이 65% 이하이고, 또한, 시감도 보정된 투과율 Y가 80% 이상인, 염색 트리아세틸셀룰로오스 필름.
  2. 편광막과 상기 편광막의 적어도 편측에 배치된 보호층을 포함하고,
    상기 편광막의 두께가 8㎛ 이하이며,
    상기 보호층이 제1항에 기재된 염색 트리아세틸셀룰로오스 필름으로 구성된, 편광판.
  3. 장척상의 열가소성 수지 기재의 편측에, 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층체로 하는 것,
    상기 적층체에 염색 처리 및 연신 처리를 실시하여 폴리비닐알코올계 수지층을 편광막으로 하는 것,
    트리아세틸셀룰로오스 필름을 요오드에 의해 염색하여, 파장 400nm에서의 투과율 65% 이하, 또한, 시감도 보정된 투과율 Y를 80% 이상으로 하는 것, 및
    상기 염색한 트리아세틸셀룰로오스 필름을 상기 편광막에 첩합하는 것
    을 포함하는, 제2항에 기재된 편광판의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 염색이, 상기 트리아세틸셀룰로오스 필름을 요오드 농도 0.1중량% 이상의 요오드 수용액에 침지하는 것을 포함하는, 편광판의 제조 방법.
  5. 제2항에 기재된 편광판과, 상기 편광판의 시인 측과 반대 측에 배치된 위상차층을 포함하고,
    상기 위상차층의 Re(550)가 100nm~190nm이고, Re(450)/Re(550)가 0.8 이상 1 미만이며,
    상기 위상차층의 지상축과 상기 편광판의 편광막의 흡수축이 이루는 각도가 40°~50°인,
    위상차층 부착 편광판.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 위상차층이 폴리카보네이트계 수지 필름으로 구성되는, 위상차층 부착 편광판.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 위상차층의 외측에 다른 위상차층을 더 포함하고, 상기 다른 위상차층의 굴절률 특성이 nz>nx=ny의 관계를 나타내는, 위상차층 부착 편광판.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    장척상이고,
    상기 편광막이 장척 방향으로 흡수축을 갖고,
    상기 위상차층이 장척 방향에 대하여 40°~50°의 각도를 이루는 방향으로 지상축을 갖는 경사 연신 필름인,
    위상차층 부착 편광판.
  9. 제8항에 있어서,
    롤 상으로 권회 가능한, 위상차층 부착 편광판.
  10. 제2항에 기재된 편광판과, 상기 편광판의 시인 측과 반대 측에 배치된 위상차층을 포함하고,
    상기 위상차층이 제1 액정 화합물의 배향 고화층과 제2 액정 화합물의 배향 고화층과의 적층 구조를 가지며,
    상기 제1 액정 화합물의 배향 고화층의 Re(550)가 200nm~300nm이고, 그의 지상축과 상기 편광막의 흡수축이 이루는 각도가 10°~20°이며,
    상기 제2 액정 화합물의 배향 고화층의 Re(550)가 100nm~190nm이고, 그의 지상축과 상기 편광막의 흡수축이 이루는 각도가 70°~80°인,
    위상차층 부착 편광판.
  11. 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위상차층의 외측에 도전층 또는 도전층 부착 등방성 기재를 더 포함하는, 위상차층 부착 편광판.
  12. 제2항에 기재된 편광판을 구비하는 화상 표시 장치.
  13. 제5항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 위상차층 부착 편광판을 구비하는, 화상 표시 장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    유기 일렉트로루미네센스 표시 장치 또는 무기 일렉트로루미네센스 표시 장치인, 화상 표시 장치.
  15. 제2항에 기재된 편광판 또는 제5항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 위상차층 부착 편광판을, 화상 표시 셀의 시인 측에 첩합하여 반사 색상을 뉴트럴에 가깝게 하는 것을 포함하는, 화상 표시 장치의 화상 조정 방법.
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