KR20230095933A - 곡면 가공된 편광판 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20230095933A
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후미에 카타야마
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요시아키 아사노이
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 따르면, 곡면 가공되어 있음에도 불구하고, 화상 표시 장치에 적용한 경우에 표시 불균일 및 색빠짐이 억제될 수 있는 편광판이 제공된다. 본 발명의 실시형태에 따른 편광판은, 편광자와 편광자의 적어도 한쪽에 배치된 보호층을 포함하고, 곡면 가공되며, 또한, 곡면 가공 후에 40℃∼65℃ 및 85%RH∼95%RH의 환경하에서 40분 이상 가습 처리되어 있고, 하기의 관계를 만족시킨다:
TsR-Ts0=ΔTs≤+1.5(%)
PR-P0=ΔP≥-1.5(%)
-2.0(nm)≤ReR-Re0=ΔRe≤+2.0(nm)
여기서, Ts0는 곡면 가공 전의 단체 투과율이고, TsR은 가습 처리 후의 단체 투과율이며; P0는 곡면 가공 전의 편광도이고, PR은 가습 처리 후의 편광도이며; Re0은 곡면 가공 전의 면내 위상차이고, ReR은 가습 처리 후의 면내 위상차이다.

Description

곡면 가공된 편광판 및 그 제조 방법
본 발명은 곡면 가공된 편광판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치, 유기 일렉트로루미네선스(EL) 표시 장치 등의 화상 표시 장치에는, 화상 표시를 실현하고, 및/또는 당해 화상 표시의 성능을 높이기 위하여, 편광판이 널리 사용되고 있다. 편광판은, 용도에 따라 곡면 가공이 요구되는 경우가 있다. 곡면 가공은, 대표적으로는 편광판을 고온 환경하에서 소정 형상으로 성형하는 것을 포함한다. 그러나, 곡면 가공한 편광판은, 화상 표시 장치에 적용한 경우에 표시 불균일 및/또는 색빠짐이 발생하기 쉽다는 문제가 있다.
일본 공개특허공보 평8-136731호
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그의 주된 목적은, 곡면 가공되어 있음에도 불구하고, 화상 표시 장치에 적용한 경우에 표시 불균일 및 색빠짐이 억제될 수 있는 편광판 및 그의 간편한 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 편광판은, 편광자와 해당 편광자의 적어도 한쪽에 배치된 보호층을 포함하고, 곡면 가공되며, 또한, 곡면 가공 후에 40℃∼65℃ 및 85%RH∼95%RH의 환경하에서 40분 이상 가습 처리되어 있고, 하기의 관계를 만족한다:
TsR-Ts0=ΔTs≤+1.5(%)
PR-P0=ΔP≥-1.5(%)
-2.0(nm)≤ReR-Re0=ΔRe≤+2.0(nm)
여기서, Ts0은 곡면 가공 전의 단체 투과율이고, TsR은 가습 처리 후의 단체 투과율이며, P0는 곡면 가공 전의 편광도이고, PR은 가습 처리 후의 편광도이며, Re 0은 곡면 가공 전의 면내 위상차이고, ReR은 가습 처리 후의 면내 위상차이다.
하나의 실시형태에서는, 상기 편광판은, 곡면 가공 부분을 격자 형상으로 9분할한 구역을 규정하고, 각각의 구역에서 측정한 9개의 ReR의 최댓값과 최솟값의 차가 3.0nm 이하이다.
본 발명의 다른 국면에 따르면, 곡면 가공된 편광판의 제조 방법이 제공된다. 이 제조 방법은, 편광자와 해당 편광자의 적어도 한쪽에 배치된 보호층을 포함하는 편광판을 준비하는 것; 해당 편광판을 소정의 곡면 형상을 갖는 몰드와 함께 가열하여 곡면 가공하는 것; 및 해당 곡면 가공된 편광판을 40℃∼65℃ 및 85%RH∼95%RH의 환경하에서 40분 이상 가습 처리하는 것을 포함한다.
하나의 실시형태에서는, 상기 곡면 가공에서의 가열 온도는 100℃ 이상이다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 곡면 가공된 편광판을 소정의 가습 처리에 제공함으로써, 화상 표시 장치에 적용한 경우에 표시 불균일 및 색빠짐이 억제될 수 있는 편광판을 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 편광판의 개략 사시도이다.
도 2는 도 1의 편광판의 개략 단면도이다.
도 3의 (a)∼도 3의 (c)는 본 발명의 실시형태에 따른 곡면 가공된 편광판의 제조 방법의 일례를 설명하는 개략도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 대표적인 실시형태에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 도면은 보기 쉽게 하기 위하여 모식적으로 그려져 있고, 형상, 두께, 곡률 반경 등은 실제와는 상이하며, 또한, 도면 간에서도 상이하다.
A. 편광판
A-1. 편광판의 전체 구성
도 1은, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 편광판의 개략 사시도이고; 도 2는, 도 1의 편광판의 개략 단면도이다. 도시예의 편광판(100)은 곡면 가공되어 있다. 환언하면, 편광판은, 곡면 가공에 의해(즉, 고온 환경하에서) 특성(대표적으로는, 광학 특성, 화학 특성, 기계적 특성)이 일단 열화된 편광판이다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 특성이 일단 열화된 편광판을 후술하는 가습 처리에 제공함으로써, 당해 특성을 회복시킬 수 있다. 그 결과, 곡면 가공 후의 편광판을 화상 표시 장치에 적용한 경우에, 표시 불균일 및 색빠짐이 억제될 수 있다. 곡면 가공 온도는, 예컨대 100℃ 이상이어도 되고, 예컨대 120℃ 이상이어도 되며, 또한 예컨대 140℃ 이상이어도 되고, 또한 예컨대 160℃ 이상이어도 된다. 곡면 가공 온도의 상한은, 예컨대 200℃일 수 있다. 곡면 가공 시간은, 예컨대 15초∼5분일 수 있다.
곡면 가공의 형상으로서는, 목적에 따른 임의의 적절한 형상이 채용될 수 있다. 곡면 가공의 형상의 구체예로서는, 도 1과 같은 돔 형상, 반원 기둥 형상을 들 수 있다. 이와 같은 곡면 가공된 편광판으로서는, 예컨대, 만곡된 화상 표시 장치에 적용되는 편광판을 들 수 있다. 만곡된 화상 표시 장치로서는, 예컨대, 버추얼 리얼리티(VR) 고글, 만곡된 벽면이나 기둥에 설치되는 디지털 사이니지를 들 수 있다. 또한, 도시예의 편광판은 시인 측으로 볼록하게 되어 있지만, 편광판은 목적에 따라 시인 측과 반대 측으로 볼록하여도 된다.
편광판(100)은, 대표적으로는, 편광자(10)와 편광자의 한쪽의 측(도시예에서는 시인 측)에 배치된 보호층(20)과, 다른 한쪽의 측에 배치된 보호층(30)을 포함한다. 목적에 따라, 보호층(20) 또는 보호층(30) 중 어느 하나는 생략되어도 된다. 또한, 본 명세서에서는, 보호층(20)을 시인 측 보호층, 보호층(30)을 내측 보호층이라 칭하는 경우가 있다.
본 발명의 실시형태에서는, 편광판은, 대표적으로는 곡면 가공 후에 가습 처리(실질적으로는, 가열·가습 처리)되어 있다. 본 발명의 실시형태에서는, 곡면 가공된 편광판을 가열·가습 처리에 제공함으로써, 편광판(실질적으로는, 편광자)의 광학 특성이 회복되고, 편광판을 화상 표시 장치에 적용한 경우에, 표시 불균일 및 색빠짐이 억제될 수 있다. 이와 같은 가열·가습 처리에 의한 효과는, 예기치 못한 우수한 효과이다. 상세하게는 이하와 같다. 가열·가습 처리는, 통상적으로, 편광판의 내구성 시험으로서 행하여진다. 통상의 위편광판을 가열·가습 처리에 제공한다고 하는 것은, 편광판의 광학 특성이 열화되는(열화 정도를 내구성의 지표로 함) 것이 전제가 되고 있다. 환언하면, 가열·가습 처리에 의해 편광판의 광학 특성이 열화되는 것은, 당업계의 기술 상식이다. 한편, 본 발명자들은, 고온 환경하에서(예컨대, 곡면 가공에 의해) 특성이 일단 열화된 편광판을 가열·가습 처리에 제공함으로써, 당해 열화된 특성을 회복시킬 수 있는 것을 발견하였다. 즉, 본 발명의 실시형태에서의 가열·가습 처리는 당업계의 기술 상식과 역방향의 기술적 사상에 기초하여 이루어진 것으로, 그 효과는 예기치 못한 우수한 효과이다. 가열·가습 처리에서의 가열 온도는, 바람직하게는 40℃∼65℃이고, 보다 바람직하게는 55℃∼65℃이며, 더욱 바람직하게는 57℃∼63℃이고, 특히 바람직하게는 58℃∼62℃이며, 그 중에서도 바람직하게는 약 60℃이다. 가열 온도가 지나치게 높거나 너무 낮아도, 특성을 충분히 회복시킬 수 없는 경우가 있다. 가열·가습 처리에서의 습도는, 바람직하게는 85%RH∼95%RH이고, 보다 바람직하게는 87%RH∼93%RH이며, 더욱 바람직하게는 88%RH∼92%RH이며, 특히 바람직하게는 약 90%RH이다. 습도가 지나치게 높거나 낮더라도 특성을 충분히 회복시킬 수 없는 경우가 있다. 처리 시간은 바람직하게는 40분 이상이고, 보다 바람직하게는 50분 이상이며, 더욱 바람직하게는 1시간 이상이고, 특히 바람직하게는 2시간 이상이다. 처리 시간의 상한은 예컨대 5시간일 수 있다. 처리 시간이 지나치게 짧으면, 특성을 충분히 회복시킬 수 없는 경우가 있다. 한편, 처리 시간을 과잉으로 길게 하여도 얻어지는 효과는 실질적으로 변하지 않으므로, 과잉으로 긴 처리 시간은 효율적이지 않은 경우가 있다.
본 발명의 실시형태에서, 편광판은 하기의 관계를 만족한다:
TsR-Ts0=ΔTs≤+1.5(%)
PR-P0=ΔP≥-1.5(%)
-2.0(nm)≤ReR-Re0=ΔRe≤+2.0(nm)
여기서, Ts0은 곡면 가공 전의 단체 투과율이고, TsR은 가습 처리 후의 단체 투과율이며; P0는 곡면 가공 전의 편광도이고, PR은 가습 처리 후의 편광도이며; Re 0은 곡면 가공 전의 면내 위상차이고, ReR은 가습 처리 후의 면내 위상차이다. 편광판이 이와 같은 관계를 만족함으로써, 편광판을 화상 표시 장치에 적용한 경우에, 표시 불균일 및 색빠짐이 억제될 수 있다. ΔTs는, 바람직하게는 -2.0%∼+1.5%이고, 보다 바람직하게는 -1.8%∼+1.3%이며, 더욱 바람직하게는 -1.5%∼+1.0%이다. ΔP는, 바람직하게는 -1.2% 이상이고, 보다 바람직하게는 -1.0% 이상이며, 더욱 바람직하게는 -0.8%∼0.0%이다. ΔRe는, 바람직하게는 -1.0nm∼+2.0nm이고, 더욱 바람직하게는 -0.8nm∼+1.8nm이다. 이와 같이, 본 발명의 실시형태에 따르면, 곡면 가공으로 일단 열화된 편광판의 광학 특성을 곡면 가공 전과 동등 정도까지 회복시킬 수 있다. 그 결과, 편광판은 곡면 가공되어 있음에도 불구하고, 화상 표시 장치에 적용한 경우에 표시 불균일 및 색빠짐이 억제될 수 있다. 또한, ReR 및 Re0 은 각각 편광판 전체로서의 면내 위상차이고, 편광판 전체에 대하여 측정한 후, 편광자의 영향을 배제하도록 보정된 것이다. Re는, 필름의 두께를 d(nm)로 하였을 때, 식: Re=(nx-ny)×d에 의해 구하여진다. nx는 면내의 굴절률이 최대가 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절률이고, ny는 면내에서 지상축과 직교하는 방향(즉, 진상축 방향)의 굴절률이다. ReR 및 Re0 의 측정 파장은 예컨대 550nm일 수 있다.
하나의 실시형태에서는, 편광판은, 곡면 가공 부분을 격자 형상으로 9분할한 구역을 규정하고, 각각의 구역에서 측정한 9개의 ReR의 최댓값과 최솟값의 차(이하, 위상차 편차라고 칭하는 경우가 있음)가 바람직하게는 3.0nm 이하이며, 보다 바람직하게는 2.5nm 이하이고, 더욱 바람직하게는 2.0nm 이하이다. 위상차 편차는 작을수록 바람직하고, 그의 하한은 이상적으로는 0(제로)이고, 예컨대 0.1nm일 수 있다.
이하, 편광자 및 보호층에 대하여 구체적으로 설명한다.
A-2. 편광자
편광자는, 대표적으로는 이색성(二色性) 물질(예컨대, 요오드, 이색성 염료)을 포함하는 수지 필름으로 구성된다. 수지 필름으로서는, 편광자로서 이용될 수 있는 임의의 적절한 수지 필름을 채용할 수 있다. 수지 필름은, 대표적으로는 폴리비닐알코올계 수지(이하, 'PVA계 수지'라고 칭함) 필름이다. 수지 필름은, 단층의 수지 필름이어도 되고, 2층 이상의 적층체이어도 된다.
단층의 수지 필름으로부터 구성되는 편광자의 구체예로서는, PVA계 수지 필름에 요오드에 의한 염색 처리 및 연신 처리(대표적으로는, 일축 연신)가 실시된 것을 들 수 있다. 상기 요오드에 의한 염색은, 예컨대, PVA계 필름을 요오드 수용액에 침지함으로써 행하여진다. 상기 일축 연신의 연신 배율은, 바람직하게는 3∼7배이다. 연신은 염색 처리 후에 행하여도 되고, 염색하면서 행하여도 된다. 또한, 연신하고 나서 염색하여도 된다. 필요에 따라, PVA계 수지 필름에, 팽윤 처리, 가교 처리, 세정 처리, 건조 처리 등을 실시한다. 예컨대, 염색 전에 PVA계 수지 필름을 물에 침지하여 물로 세정함으로써, PVA계 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있을 뿐만 아니라, PVA계 수지 필름을 팽윤시켜서 염색 얼룩 등을 방지할 수 있다.
적층체를 이용하여 얻어지는 편광자의 구체예로서는, 수지 기재와 당해 수지 기재에 적층된 PVA계 수지층(PVA계 수지 필름)의 적층체, 또는, 수지 기재와 당해 수지 기재에 도포 형성된 PVA계 수지층의 적층체를 이용하여 얻어지는 편광자를 들 수 있다. 수지 기재와 당해 수지 기재에 도포 형성된 PVA계 수지층의 적층체를 이용하여 얻어지는 편광자는, 예컨대, PVA계 수지 용액을 수지 기재에 도포하고, 건조시켜서 수지 기재 위에 PVA계 수지층을 형성하고, 수지 기재와 PVA계 수지층의 적층체를 얻는 것; 당해 적층체를 연신 및 염색하여 PVA계 수지층을 편광자로 하는 것에 의해 제작될 수 있다. 본 실시형태에서는, 바람직하게는 수지 기재의 편측에 할로겐화물과 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 폴리비닐알코올계 수지층을 형성한다. 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. 또한, 본 실시형태에서는, 바람직하게는, 적층체는 긴 길이방향으로 반송하면서 가열함으로써 폭 방향으로 2% 이상 수축시키는 건조 수축 처리에 제공된다. 대표적으로는, 본 실시형태의 제조 방법은, 적층체에, 공중 보조 연신 처리와 염색 처리와 수중 연신 처리와 건조 수축 처리를 이 순서대로 실시하는 것을 포함한다. 보조 연신을 도입함으로써, 열가소성 수지 위에 PVA를 도포하는 경우에도, PVA의 결정성을 높이는 것이 가능해지고, 높은 광학 특성을 달성하는 것이 가능해진다. 또한, 동시에 PVA의 배향성을 사전에 높임으로써, 이후의 염색 공정이나 연신 공정에서 물에 침지되었을 때에, PVA의 배향성의 저하나 용해 등의 문제를 방지할 수 있어, 높은 광학 특성을 달성하는 것이 가능해진다. 또한, PVA계 수지층을 액체에 침지한 경우에서, PVA계 수지층이 할로겐화물을 포함하지 않는 경우에 비해, 폴리비닐알코올 분자의 배향의 흐트러짐, 및 배향성의 저하가 억제될 수 있다. 이로써, 염색 처리 및 수중 연신 처리 등, 적층체를 액체에 침지하여 행하는 처리 공정을 거쳐 얻어지는 편광자의 광학 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 건조 수축 처리에 의해 적층체를 폭 방향으로 수축시킴으로써, 광학 특성을 향상시킬 수 있다. 얻어진 수지 기재/편광자의 적층체는 그대로 이용하여도 되고(즉, 수지 기재를 편광자의 보호층으로 하여도 됨), 수지 기재/편광자의 적층체로부터 수지 기재를 박리하고, 당해 박리면에 목적에 따른 임의의 적절한 보호층을 적층하여 이용하여도 된다. 이와 같은 편광자의 제조 방법의 상세는, 예컨대 일본 공개특허공보 제2012-73580호, 일본특허 제6470455호에 기재되어 있다. 이들 공보는, 그 전체 기재가 본 명세서에 참고로서 원용된다.
편광자의 두께로서는, 목적에 따라 임의의 적절한 두께가 채용될 수 있다. 편광자의 두께는, 예컨대 35㎛ 이하이고, 바람직하게는 20㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 15㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는 12㎛ 이하이며, 특히 바람직하게는 10㎛ 이하이고, 더욱 특히 바람직하게는 8㎛ 이하이며, 그 중에서도 바람직하게는 6㎛ 이하이고, 가장 바람직하게는 5㎛ 이하이다. 편광자의 두께의 하한은 바람직하게는 2㎛이고, 보다 바람직하게는 1㎛이다.
편광자의 초기 편광도(곡면 가공 전의 편광도) P0는, 바람직하게는 97.0% 이상이고, 보다 바람직하게는 99.0% 이상이며, 더욱 바람직하게는 99.9% 이상이다. 편광자의 초기 단체 투과율(곡면 가공 전의 단체 투과율) Ts0은, 바람직하게는 40.0%∼46.0%이고, 보다 바람직하게는 41.0%∼43.5%이다.
A-3. 보호층
시인 측 보호층 및 내측 보호층은 각각 편광자의 보호층으로서 사용할 수 있는 임의의 적합한 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 밖에도, 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 포함하는 수지 조성물을 들 수 있다. 당해 폴리머 필름은, 예컨대, 상기 수지 조성물의 압출 성형물일 수 있다.
내측 보호층은, 광학적으로 등방성인 것이 바람직하다. 본 명세서에서 '광학적으로 등방성이다'란, 면내 위상차 Re(550)(곡면 가공 전)가 0nm∼10nm이고, 두께 방향의 위상차 Rth(550)가 -10nm∼+10nm인 것을 말한다. 여기서, 'Rth(λ)'는, 23℃에서의 파장 λnm의 광으로 측정한 두께 방향의 위상차이다. 예컨대, 'Rth (550)'은 23℃에서의 파장 550nm의 광으로 측정한 두께 방향의 위상차이다. Rth(λ)는, 층(필름)의 두께를 d(nm)로 한 경우, 식: Rth(λ)=(nx-nz)×d에 의해 구하여진다. nz는 두께 방향의 굴절률이다.
편광판이 화상 표시 장치의 시인 측에 배치되는 경우, 시인 측 보호층에는, 필요에 따라 하드 코트 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)원 편광 기능을 부여하는 것, 초고위상차를 부여하는 것)이 실시되어 있어도 된다.
보호층의 두께는 임의의 적절한 두께가 채용될 수 있다. 보호층의 두께는, 예컨대 10㎛∼90㎛이고, 바람직하게는 20㎛∼80㎛이며, 보다 바람직하게는 20㎛∼60㎛이고, 더욱 바람직하게는 20㎛∼40㎛이다. 또한, 표면 처리가 실시되어 있는 경우, 보호층의 두께는 표면 처리층의 두께를 포함한 두께이다.
B. 편광판의 제조 방법
상기 A항에 기재된 편광판은, 대표적으로는, 곡면 가공 후에 가습 처리에 의해 특성 회복된 편광판이다. 따라서, 본 발명의 실시형태는, 곡면 가공과 가습 처리를 포함하는 편광판의 제조 방법을 포함한다. 도 3의 (a)∼도 3의 (c)는, 본 발명의 실시형태에 따른 곡면 가공된 편광판의 제조 방법의 일례를 설명하는 개략도이다.
본 발명의 실시형태에 따른 제조 방법에서는, 먼저 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 편광자와 해당 편광자의 적어도 한쪽에 배치된 보호층을 포함하는 편광판(100')을 준비한다. 동시에, 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 소정의 곡면 형상(도시예에서는 돔 형상)을 갖는 몰드(200)도 준비한다.
이어서, 하나의 실시형태에서는, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 편광판(100')을 몰드(200)에 첩합한다. 편광판(100')의 몰드(200)에의 첩합은, 임의의 적절한 양식에 의해 행하여질 수 있다. 도시예에서는, 편광판(100')은 예컨대 점착제를 개재하여 몰드(200)에 첩합된다. 이어서, 편광판(100')을 몰드(200)에 첩합한 상태에서 편광판을 가열하고, 편광판을 곡면 가공(성형)한다. 도시하지 않은 다른 실시형태에서는, 편광판(100')을 몰드(200)에 재치한 상태에서 곡면 가공 온도까지 진공 상태에서 가열하고, 곡면 가공 온도에 도달 후에 계를 개방하고 공기압(대기압)에서 곡면 가공(성형)한다. 곡면 가공 온도는 상기 A항에서 설명한 바와 같다.
이어서, 곡면 가공된 편광판을 가습 처리한다. 가습 처리는, 편광판을 몰드에 첩합시킨 채로 행하여도 되고, 도 3의 (c)와 같이 편광판을 몰드로부터 제거한 후에 행하여도 된다. 가습 처리의 조건은 상기 A항에서 설명한 바와 같다. 이와 같이 하여, 곡면 가공된 편광판(100)을 얻을 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 실시예에서의 평가 항목은 이하와 같다. 또한, 달리 명시하지 않는 한, 실시예에서의 '부' 및 '%'는 중량 기준이다.
(1) 단체 투과율 및 편광도
실시예 및 비교예에서 이용한 편광판에 대하여, 곡면 가공 전 및 돔 형상으로 곡면 가공 후의 각각의 단체 투과율 및 편광도를 측정하였다. 구체적으로는, 각각의 편광판에 대하여, 자외 가시 분광 광도계(오츠카전자사 제조, 'LPF-200')를 이용하여 측정한 단체 투과율(Ts), 평행 투과율(Tp), 직교 투과율(Tc)를 각각 편광자의 Ts, Tp 및 Tc로 하였다. 이들 Ts, Tp 및 Tc는, JIS Z8701의 2도 시야(C 광원)에 의해 측정하여 시감도 보정을 행한 Y값이다.
얻어진 Tp 및 Tc로부터, 하기 식에 의해 편광도(P)를 구하였다.
편광도(P)(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
곡면 가공 전의 단체 투과율을 Ts0, 곡면 가공 후의 단체 투과율을 TsR로 하고, 곡면 가공 전의 편광도를 P0, 곡면 가공 후의 편광도를 PR로 하였다.
곡면 가공된 편광판에 대한 측정은 이하와 같이 하여 행하였다: 돔 형상의 편광판의 하단부를 제외하고 격자 형상으로 9분할한 구역을 규정하고(1개의 구역 사이즈: 15mm×15mm), 각각의 구역에 대해 측정하며, 단체 투과율에 대해서는 최댓값을 TsR로 하고, 편광도에 대해서는 최솟값을 PR로 하였다. 또한, 측정은, 돔 형상의 편광판을 샘플 홀더로 고정하고, 각각의 구역이 정확하게 측정되도록 위치 결정하여 행하였다. 또한, 편광판의 Ts 및 P는, 실질적으로는 편광자의 특성이 지배적이다.
(2) 면내 위상차
실시예 및 비교예에서 이용한 편광판에 대하여, 곡면 가공 전 및 돔 형상으로 곡면 가공 후의 각각의 면내 위상차를 측정하였다. 구체적으로는, 각각의 편광판에 대하여, 오지계측기기 주식회사 제조의 위상차 측정 장치(제품명 'KOBRA-WPR')를 이용하여 면내 위상차를 측정하였다. 면내 위상차의 측정 파장은 550nm이고, 측정 온도는 23℃이었다. 곡면 가공된 편광판에 대한 측정은, 상기 (1)과 마찬가지로 하여 행하였다. 또한, 측정 정도(精度)를 높이기 위하여, 측정은, 각각의 편광판에 λ/4판을 겹친 상태에서 행하였다. λ/4판은, 그의 지상축이 편광자의 흡수축에 대하여 45°의 각도를 이루도록 하여 편광판에 중첩하였다. 곡면 가공 전의 면내 위상차를 Re0, 곡면 가공 후의 면내 위상차를 ReR로 하였다.
(3) 외관
실시예 및 비교예에서 얻어진 곡면 가공된 편광판을, 표준 편광판과 크로스 니콜의 상태로 배치하였을 때의 외관을 육안으로 관찰하여 이하의 기준으로 평가하였다.
○: 불균일 또는 색빠짐 중 어느 것도 인정되지 않았다
△: 불균일이 인정되었다
×: 색빠짐이 인정되었다
<실시예 1>
1. 편광자의 제작
열가소성 수지 기재로서, 장척상이고, Tg 약 75℃인, 비정질의 이소프탈 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(두께: 100㎛)을 이용하여 수지 기재의 편면에 코로나 처리를 실시하였다.
폴리비닐알코올(중합도 4200, 비누화도 99.2몰%) 및 아세트아세틸 변성 PVA(일본합성화학공업사 제조, 상품명 '고세파이머')를 9:1로 혼합한 PVA계 수지 100중량부에 요오드화칼륨 13중량부를 첨가한 것을 물에 녹여 PVA 수용액(도포액)을 조제하였다.
수지 기재의 코로나 처리면에, 상기 PVA 수용액을 도포하고 60℃에서 건조함으로써, 두께 13㎛의 PVA계 수지층을 형성하여 적층체를 제작하였다.
얻어진 적층체를, 130℃의 오븐 내에서 종방향(긴 길이방향)으로 2.4배로 일축 연신하였다(공중 보조 연신 처리).
이어서, 적층체를, 액온 40℃의 불용화욕(물 100중량부에 대하여, 붕산을 4중량부 배합하여 얻어진 붕산 수용액)에 30초간 침지시켰다(불용화 처리).
이어서, 액온 30℃의 염색욕(물 100중량부에 대하여, 요오드와 요오드화칼륨을 1:7의 중량비로 배합하여 얻어진 요오드 수용액)에, 최종적으로 얻어지는 편광자의 단체 투과율(Ts)이 소정의 값이 되도록 농도를 조정하면서 60초간 침지시켰다(염색 처리).
이어서, 액온 40℃의 가교욕(물 100중량부에 대하여, 요오드화칼륨을 3중량부 배합하고, 붕산을 5중량부 배합하여 얻어진 붕산 수용액)에 30초간 침지시켰다(가교 처리).
그 후, 적층체를, 액온 70℃의 붕산 수용액(붕산 농도 4중량%, 요오드화칼륨 농도 5중량%)에 침지시키면서, 주속이 상이한 롤 사이에서 종방향(긴 길이방향)으로 총 연신 배율이 5.5배가 되도록 일축 연신을 행하였다(수중 연신 처리).
그 후, 적층체를 액온 20℃의 세정욕(물 100중량부에 대하여 요오드화칼륨을 3중량부 배합하여 얻어진 수용액)에 침지시켰다(세정 처리).
그 후, 약 90℃로 유지된 오븐 중에서 건조하면서, 표면 온도가 약 75℃로 유지된 SUS제의 가열 롤에 접촉시켰다(건조 수축 처리).
이와 같이 하여, 수지 기재 위에 편광자를 형성하여, 수지 기재/편광자의 구성을 포함하는 적층체를 얻었다.
2. 편광판의 제작
위에서 얻어진 적층체의 편광자의 표면(수지 기재와는 반대 측의 면)에, 시인 측 보호층으로서 아크릴계 수지 필름(두께 40㎛)을, 자외선 경화형 접착제를 개재하여 첩합하였다. 구체적으로는, 경화형 접착제의 총 두께가 약 1.0㎛가 되도록 도공하고, 롤기를 사용하여 첩합하였다. 그 후, UV 광선을 아크릴계 수지 필름 측으로부터 조사하여 접착제를 경화시켰다. 이어서, 수지 기재를 박리하고 아크릴계 수지 필름(시인 측 보호층)/편광자의 구성을 포함하는 편광판을 얻었다.
3. 편광판의 곡면 가공
얻어진 편광판을 매엽상(枚葉狀)으로 펀칭하고, 곡률 반경 48mm, 65mm 및 105mm의 돔 형상으로 각각 곡면 가공(성형)하였다. 구체적으로는, 펀칭한 편광판을, 각각의 곡률 반경을 갖는 돔 형상의 몰드에 재치한 상태에서 100℃까지 진공 상태에서 가열하고, 도달 후에 계를 개방하고 공기압(대기압)에서 곡면 가공(성형)하였다. 실질적인 가공 시간(가압 시간)은 150초이었다. 이어서, 곡면 가공한 편광판을 65℃·95%RH로 설정한 챔버에 2시간 투입하고, 가열·가습 처리하였다. 이와 같이 하여, 곡면 가공된 편광판을 얻었다. 얻어진 편광판을 상기 (1)∼(3)의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<실시예 2>
두께 75㎛의 폴리비닐알코올 필름((주)쿠라레 제조: VF-PS7500)을 이용하여, 30℃의 순수 중에 60초간 침지하면서 연신 배율 2.5배까지 연신하고, 30℃의 요오드 수용액(중량비: 순수/요오드(I)/요오드화칼륨(KI)=100/0.01/1) 중에서 45초간 염색하고, 4중량% 붕산 수용액 중에서 총 연신 배율이 5.8배로 되도록 연신하고, 순수 중에 10초간 침지한 후, 필름의 장력을 유지한 채 60℃에서 3분간 건조하여 편광자(두께 28㎛)를 얻었다.
얻어진 편광자의 한쪽의 면에 시인 측 보호층으로서 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름(두께 47㎛)을 첩합하고, 다른 쪽의 면에 내측 보호층으로서 아크릴계 수지 필름(두께 30㎛)을 첩합하여 편광판을 얻었다.
이하의 순서는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 곡면 가공된 편광판을 얻었다. 얻어진 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<실시예 3 및 4>
표 1에 나타내는 구성의 편광판을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 곡면 가공된 편광판을 얻었다. 얻어진 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<비교예 1>
가열·가습 처리를 행하지 않은 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지로 하여, 곡면 가공된 편광판을 얻었다. 얻어진 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<비교예 2 및 3>
표 1에 나타내는 구성의 편광판을 이용한 것 이외에는 비교예 1과 마찬가지로 하여, 곡면 가공된 편광판을 얻었다. 얻어진 편광판을 실시예 1과 마찬가지의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001
표 1로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의하면, 곡면 가공으로 열화된 편광판의 특성을 가열·가습 처리에 의해 회복시킬 수 있다. 보다 상세하게는, 실시예 2와 비교예 1, 실시예 3과 비교예 2, 및 실시예 4와 비교예 3을 각각 비교하면 분명한 바와 같이, 실시예의 편광판은, 곡면 가공에 의해 열화된 단체 투과율 및 편광도가 가열·가습 처리에 의해 극적으로 회복하고 있다. 그와 같은 실시예의 편광판은, 크로스니콜 상태(화상 표시 장치의 흑 표시에 대응함)에서의 불균일 및 색빠짐이 억제되어 있는 것을 알 수 있다.
[산업상 이용가능성]
본 발명의 실시형태에 따른 편광판은, 곡면을 갖는 화상 표시 장치(예컨대, 만곡된 화상 표시 장치)에 적합하게 이용될 수 있다.
10: 편광자
20: 보호층
30: 보호층
100: 편광판

Claims (4)

  1. 편광자와 상기 편광자의 적어도 한쪽에 배치된 보호층을 포함하고,
    곡면 가공되고, 또한, 곡면 가공 후에 40℃∼65℃ 및 85%RH∼95%RH의 환경하에서 40분 이상 가습 처리되어 있고,
    하기의 관계를 만족하는, 편광판:
    TsR-Ts0=ΔTs≤+1.5(%)
    PR-P0=ΔP≥-1.5(%)
    -2.0(nm)≤ReR-Re0=ΔRe≤+2.0(nm)
    여기서, Ts0는 곡면 가공 전의 단체 투과율이고, TsR은 가습 처리 후의 단체 투과율이며, P0는 곡면 가공 전의 편광도이고, PR은 가습 처리 후의 편광도이며; Re0은 곡면 가공 전의 면내 위상차이고, ReR은 가습 처리 후의 면내 위상차임.
  2. 제1항에 있어서, 상기 편광판의 곡면 가공 부분을 격자 형상으로 9분할한 구역을 규정하고, 각각의 구역에서 측정한 9개의 ReR의 최댓값과 최솟값의 차가 3.0nm 이하인, 편광판.
  3. 편광자와 상기 편광자의 적어도 한쪽에 배치된 보호층을 포함하는 편광판을 준비하는 것;
    상기 편광판을, 소정의 곡면 형상을 갖는 몰드와 함께 가열하여 곡면 가공하는 것; 및
    상기 곡면 가공된 편광판을, 40℃∼65℃ 및 85%RH∼95%RH의 환경하에서 40분 이상 가습 처리하는 것을 포함하는,
    곡면 가공된 편광판의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 곡면 가공에서의 가열 온도가 100℃ 이상인, 제조 방법.
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