KR20240031397A - 편광판의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 편광 소자와 보호 필름 사이의 접착제층에 있어서의 내수성을 향상시킬 수 있는 편광판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 접착제층을 형성하는 접착제를 조제하는 접착제 조제 공정과, 접착제를 편광 소자 및 투명 보호 필름의 적어도 한쪽의 표면에 도포하여 편광 소자와 투명 보호 필름을 접합하는 접합 공정을 갖고, 상기 접착제 조제 공정은, 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 수용액 A를 얻는 준비 공정과, 상기 수용액 A에 요소계 화합물을 첨가하여 수용액 B를 얻는 제1 첨가 공정과, 상기 수용액 B에 디알데히드를 첨가하여 접착제를 얻는 제2 첨가 공정을 포함하고, 상기 접합 공정은, 상기 수용액 B에 상기 디알데히드를 첨가하고 나서의 경과 시간이 100시간 이하가 되도록 행하는, 편광판의 제조 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 편광판의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(LCD)는, 액정 텔레비전뿐만 아니라, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화 등의 모바일, 카 내비게이션 등의 차재 용도에도 널리 이용되고 있다. 통상, 액정 표시 장치는, 액정 셀의 양측에 점착제로 편광판을 접합한 액정 패널을 갖고, 백 라이트로부터의 광을 액정 패널로 제어함으로써 표시가 행해지고 있다. 최근에는, 유기 EL 표시 장치도 액정 표시 장치와 마찬가지로 텔레비전, 휴대 전화 등의 모바일, 카 내비게이션 등의 차재 용도로 널리 이용되고 있다. 유기 EL 표시 장치에서는, 외광이 금속 전극(음극)에서 반사되어 경면과 같이 시인되는 것을 억지하기 위해, 화상 표시 패널의 시인측 표면에 원편광판(편광 소자와 λ/4판을 포함하는 적층체)이 배치되는 경우가 있다.
편광판에 있어서, 편광 소자와 보호 필름의 접착에는, 양호한 접착성이 얻어지기 때문에 폴리비닐알코올계 수지 접착제가 이용된다. 특허문헌 1(일본 특허 공개 제2009-42383호 공보)에는, 폴리비닐알코올계 수지 및 옥시지르코늄염의 중량비를 특정한 범위로 조정한 접착제에 의해, 편광 소자와 보호 필름 사이의 접착성 및 내온수성을 향상시킬 수 있는 것이 기재되어 있다.
본 발명은 편광 소자와 보호 필름의 접합에 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 접착제를 이용하는 편광판의 제조 방법에 있어서, 편광 소자와 보호 필름 사이의 접착제층에 있어서의 내수성을 향상시킬 수 있는 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 이하에 예시하는 편광판의 제조 방법을 제공한다.
〔1〕폴리비닐알코올계 수지층에 2색성 색소를 흡착 배향시킨 편광 소자와, 상기 편광 소자의 적어도 한쪽의 면에 접착제층을 통해 적층된 투명 보호 필름을 갖는 편광판의 제조 방법으로서,
상기 접착제층을 형성하는 접착제를 조제하는 접착제 조제 공정과,
상기 접착제를 상기 편광 소자 및 상기 투명 보호 필름의 적어도 한쪽의 표면에 도포하여 상기 편광 소자와 상기 투명 보호 필름을 접합하는 접합 공정을 갖고,
상기 접착제 조제 공정은,
폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 수용액 A를 얻는 준비 공정과,
상기 수용액 A에 제1 화합물을 첨가하여 수용액 B를 얻는 제1 첨가 공정과,
상기 수용액 B에 제2 화합물을 첨가하여 접착제를 얻는 제2 첨가 공정을 포함하고,
상기 제1 화합물은, 요소, 요소 유도체, 티오요소, 및 티오요소 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이고, 상기 제2 화합물은 디알데히드이고,
상기 접합 공정은, 상기 수용액 B에 상기 제2 화합물을 첨가하고 나서의 경과 시간이 100시간 이하가 되도록 행하는, 편광판의 제조 방법.
〔2〕폴리비닐알코올계 수지층에 2색성 색소를 흡착 배향시킨 편광 소자와, 상기 편광 소자의 적어도 한쪽의 면에 접착제층을 통해 적층된 투명 보호 필름을 갖는 편광판의 제조 방법으로서,
상기 접착제층을 형성하는 접착제를 조제하는 접착제 조제 공정과,
상기 접착제를 상기 편광 소자 및 상기 투명 보호 필름의 적어도 한쪽의 표면에 도포하여 상기 편광 소자와 상기 투명 보호 필름을 접합하는 접합 공정을 갖고,
상기 접착제 조제 공정은,
폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 수용액 A를 얻는 준비 공정과,
상기 수용액 A에 제1 화합물을 첨가하여 수용액 B를 얻는 제1 첨가 공정과,
상기 수용액 B에 제2 화합물을 첨가하여 접착제를 얻는 제2 첨가 공정을 포함하고,
상기 제1 첨가 공정 및 상기 제2 첨가 공정 중 적어도 한쪽에서 제3 화합물도 첨가하고,
상기 제1 화합물은, 요소, 요소 유도체, 티오요소, 및 티오요소 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이고, 상기 제2 화합물은 디알데히드이고, 상기 제3 화합물은 디카르복실산이고,
상기 접합 공정은, 상기 수용액 B에 상기 제2 화합물을 첨가하고 나서의 경과 시간이 200시간 이하가 되도록 행하는, 편광판의 제조 방법.
〔3〕상기 접착제에 있어서, 상기 제1 화합물의 함유량이 상기 폴리비닐알코올계 수지 100 질량부에 대하여 0.1 질량부 이상 400 질량부 이하인, 〔1〕 또는 〔2〕에 기재된 편광판의 제조 방법.
〔4〕상기 접착제에 있어서, 상기 제2 화합물의 함유량이 상기 제1 화합물 1 질량부에 대하여 0.03 질량부 이상 20 질량부 이하인, 〔1〕∼〔3〕 중 어느 한 항에 기재된 편광판의 제조 방법.
〔5〕상기 디알데히드는 글리옥살인, 〔1〕∼〔4〕 중 어느 한 항에 기재된 편광판의 제조 방법.
〔6〕상기 접착제에 있어서, 상기 제3 화합물의 함유량이 상기 폴리비닐알코올계 수지 100 질량부에 대하여 0.01 질량부 이상 400 질량부 이하인, 〔2〕에 기재된 편광판의 제조 방법.
〔7〕상기 접착제층은, 두께가 0.01 ㎛ 이상 7 ㎛ 이하인, 〔1〕∼〔6〕 중 어느 한 항에 기재된 편광판의 제조 방법.
본 발명에 따른 편광판의 제조 방법에 의하면, 편광 소자와 보호 필름 사이의 접착제층에 있어서의 내수성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것이 아니다.
[편광판의 제조 방법]
본 실시형태의 제조 방법은, 폴리비닐알코올계 수지(이하, 「PVA계 수지」라고도 한다.)를 포함하는 층에 2색성 색소를 흡착 배향시킨 편광 소자와, 상기 편광 소자의 적어도 한쪽의 면에 접착제층을 통해 적층된 투명 보호 필름을 갖는 편광판의 제조 방법으로서, 상기 접착제층을 형성하는 접착제를 조제하는 접착제 조제 공정과, 상기 접착제를 상기 편광 소자 및 상기 투명 보호 필름의 적어도 한쪽의 표면에 도포하여 상기 편광 소자와 상기 투명 보호 필름을 접합하는 접합 공정을 갖는다. 편광 소자의 양면에 접착제층을 통해 투명 보호 필름이 접합되어 있는 편광판의 제조 방법에 있어서, 편광 소자 양면의 접착제층 중, 적어도 편광 소자 편면의 접착제층, 바람직하게는 편광 소자 양면의 접착제층이, 상기 접착제층 조제 공정에서 조제된 접착제를 이용하여 형성된 것이다.
<제1 양태>
본 발명에 따른 편광판의 제조 방법의 제1 양태에 있어서, 상기 접착제 조제 공정은, PVA계 수지를 함유하는 수용액 A를 얻는 준비 공정과, 상기 수용액 A에 제1 화합물을 첨가하여 수용액 B를 얻는 제1 첨가 공정과, 상기 수용액 B에 제2 화합물을 첨가하여 접착제를 얻는 제2 첨가 공정을 포함하고, 상기 접합 공정은, 상기 수용액 B에 상기 제2 화합물을 첨가하고 나서의 경과 시간(이하, 「경과 시간(T1)」이라고도 한다.)이 100시간 이하가 되도록 행한다. 경과 시간(T1)을 100시간 이하로 함으로써, 내수성이 높은 접착제층을 갖는 편광판을 제조할 수 있다.
(제1 화합물)
제1 화합물은, 요소, 요소 유도체, 티오요소 및 티오요소 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이다. 제1 화합물은, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 제1 화합물에는 수용성의 것과 난수용성의 것이 있지만, 어느 쪽의 제1 화합물도 사용할 수 있다. 난수용성의 제1 화합물을 수용성 접착제에 이용하는 경우는, 접착제층을 형성 후, 헤이즈 상승 등이 일어나지 않도록 분산 방법을 고안하는 것이 바람직하다. 제1 화합물을 포함함으로써, 편광 소자의 투과율의 저하를 억제할 수 있다. 편광 소자의 투과율의 저하는, 편광 소자를 구성하는 PVA계 수지가 탈수에 의해 폴리엔화되는 것이 원인의 하나라고 추측된다. 접착제층에 포함되는 제1 화합물이 편광 소자로 이행함으로써 폴리엔화를 억제하는 효과가 있는 것으로 추측된다.
(요소 유도체)
요소 유도체는, 요소 분자의 4개의 수소 원자 중 적어도 하나가, 치환기로 치환된 화합물이다. 이 경우, 치환기에 특별히 제한은 없지만, 탄소 원자, 수소 원자 및 산소 원자를 포함하는 치환기인 것이 바람직하다.
요소 유도체의 구체예로서, 1 치환 요소로서, 메틸요소, 에틸요소, 프로필요소, 부틸요소, 이소부틸요소, N-옥타데실요소, 2-히드록시에틸요소, 히드록시요소, 아세틸요소, 알릴요소, 2-프로피닐요소, 시클로헥실요소, 페닐요소, 3-히드록시페닐요소, (4-메톡시페닐)요소, 벤질요소, 벤조일요소, o-톨릴요소, p-톨릴요소를 들 수 있다.
2 치환 요소로서, 1,1-디메틸요소, 1,3-디메틸요소, 1,1-디에틸요소, 1,3-디에틸요소, 1,3-비스(히드록시메틸)요소, 1,3-tert-부틸요소, 1,3-디시클로헥실요소, 1,3-디페닐요소, 1,3-비스(4-메톡시페닐)요소, 1-아세틸-3-메틸요소, 2-이미다졸리디논(에틸렌요소), 테트라히드로-2-피리미디논(프로필렌요소)를 들 수 있다.
4 치환 요소로서, 테트라메틸요소, 1,1,3,3-테트라에틸요소, 1,1,3,3-테트라부틸요소, 1,3-디메톡시-1,3-디메틸요소, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 1,3-디메틸-3,4,5,6-테트라히드로-2(1H)-피리미디논을 들 수 있다.
(티오요소 유도체)
티오요소 유도체는, 티오요소 분자의 4개의 수소 원자 중 적어도 하나가, 치환기로 치환된 화합물이다. 이 경우, 치환기에 특별히 제한은 없지만, 탄소 원자, 수소 원자 및 산소 원자로 이루어지는 치환기인 것이 바람직하다.
티오요소 유도체의 구체예로서, 1 치환 티오요소로서, N-메틸티오요소, 에틸티오요소, 프로필티오요소, 이소프로필티오요소, 1-부틸티오요소, 시클로헥실티오요소, N-아세틸티오요소, N-알릴티오요소, (2-메톡시에틸)티오요소, N-페닐티오요소, (4-메톡시페닐)티오요소, N-(2-메톡시페닐)티오요소, N-(1-나프틸)티오요소, (2-피리딜)티오요소, o-톨릴티오요소, p-톨릴티오요소를 들 수 있다.
2 치환 티오요소로서, 1,1-디메틸티오요소, 1,3-디메틸티오요소, 1,1-디에틸티오요소, 1,3-디에틸티오요소, 1,3-디부틸티오요소, 1,3-디이소프로필티오요소, 1,3-디시클로헥실티오요소, N,N-디페닐티오요소, N,N'-디페닐티오요소, 1,3-디(o-톨릴)티오요소, 1,3-디(p-톨릴)티오요소, 1-벤질-3-페닐티오요소, 1-메틸-3-페닐티오요소, N-알릴-N'-(2-히드록시에틸)티오요소, 에틸렌티오요소를 들 수 있다.
3 치환 티오요소로서, 트리메틸티오요소를 들 수 있고, 4 치환 티오요소로서, 테트라메틸티오요소, 1,1,3,3-테트라에틸티오요소를 들 수 있다.
제1 화합물 중에서는, 층간 충전 구성의 화상 표시 장치에 이용하였을 때에, 고온 환경 하에서의 투과율의 저하가 억제되고, 또한 편광도의 저하가 적은 점(크로스 빠짐이 억제되는 점)에서, 요소 유도체 또는 티오요소 유도체가 바람직하고, 요소 유도체가 보다 바람직하다. 요소 유도체 중에서도, 1 치환 요소 또는 2 치환 요소인 것이 바람직하고, 1 치환 요소인 것이 보다 바람직하다. 2 치환 요소에는 1,1-치환 요소와 1,3-치환 요소가 있지만, 1,3-치환 요소가 보다 바람직하다.
(제2 화합물)
제2 화합물은, 디알데히드이다. 제2 화합물인 디알데히드는, 가교제로서 작용할 수 있다. 디알데히드로서는, 예컨대, 글리옥살, 프로판디알(말론디알데히드), 부탄디알(숙신알데히드) 등을 들 수 있다. 특히, 구조가 간결하고 반응성이 풍부한 글리옥살이 바람직하다. 이하, 글리옥살에 대해서 설명하는 경우가 있지만, 디알데히드로서는, 전술한 바와 같이 종래 공지의 것을 이용하는 것이 가능하며, 글리옥살에 한정하는 것이 아니다.
<접착제 조제 공정>
접착제 조제 공정은, PVA계 수지를 함유하는 수용액 A를 얻는 준비 공정과, 상기 수용액 A에 제1 화합물을 첨가하여 수용액 B를 얻는 제1 첨가 공정과, 상기 수용액 B에 제2 화합물을 첨가하여 접착제를 얻는 제2 첨가 공정을 포함한다.
<준비 공정>
준비 공정에서는, 물에 PVA계 수지를 첨가하고 교반하여 수용액 A를 얻는다. PVA계 수지의 평균 중합도는, 접착성의 점에서, 바람직하게는 100 이상 5500 이하 정도, 더욱 바람직하게는 1000 이상 4500 이하이다. 평균 비누화도는, 접착성의 점에서, 바람직하게는 85 몰% 이상 100 몰% 이하 정도이고, 더욱 바람직하게는 90 몰% 이상 100 몰% 이하이다.
PVA계 수지로서는, 아세토아세틸기를 함유하는 것이 바람직하고, 그 이유는, PVA계 수지층과 보호 필름의 밀착성이 우수하고, 내구성이 우수하기 때문이다. 아세토아세틸기 함유 PVA계 수지는, 예컨대 PVA계 수지와 디케텐을 임의의 방법으로 반응시킴으로써 얻어진다. 아세토아세틸기 함유 PVA계 수지의 아세토아세틸기 변성도는, 대표적으로는 0.1 몰% 이상이고, 바람직하게는 0.1 몰% 이상 20 몰% 이하 정도이다. 수용액 A의 수지 농도는, 바람직하게는 0.1 질량% 이상 15 질량% 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.5 질량% 이상 10 질량% 이하이다.
수용액 A를 조제하기 위해 이용되는 물은, 순수, 초순수, 우물물, 수돗물 등 특별히 제한되지 않지만, 형성되는 접착제층의 균일성, 투명성을 유지하는 관점에서는, 순수 또는 초순수가 바람직하다. 수용액 A는, 제1 첨가 공정에 제공된다. 수용액 A는, 조제 후 곧바로 제1 첨가 공정에 제공되어도 좋고, 또는 잠시 보관한 후에 제1 첨가 공정에 제공되어도 좋다. 수용액 A를 보관하는 경우에, 보관 환경은, 바람직하게는, 온도 10℃ 이상 40℃ 이하, 상대 습도 30 RH% 이상 90 RH% 이하이다. 보관 기간은, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 10분 이상 보관하여도 좋고, 60일 이하 보관할 수 있고, 바람직하게는 30일 이하 보관으로 하고, 더욱 바람직하게는 10일 이하의 보관으로 한다.
<제1 첨가 공정>
제1 첨가 공정에서는, 수용액 A에 제1 화합물을 첨가하여 수용액 B를 얻는다. 제1 화합물의 함유량은, PVA계 수지 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 0.1 질량부 이상 400 질량부 이하이고, 보다 바람직하게는 1 질량부 이상 200 질량부 이하이고, 더욱 바람직하게는 3 질량부 이상 100 질량부 이하이다. 0.1 질량부 미만에서는, 고온 환경 하에서의 편광 소자의 폴리엔화의 억제 효과가 충분하지 않은 경우가 있다. 한편, 400 질량부를 넘는 경우에는, 편광판 조제 후에 제1 화합물이 석출되어, 헤이즈가 상승하는 경우가 있다. 수용액 A에 제1 화합물을 첨가한 후에, 잘 교반하여 수용액 B를 얻는 것이 바람직하다.
<제2 첨가 공정>
제2 첨가 공정에서는, 수용액 B에 제2 화합물을 첨가하여 접착제를 얻는다. 제2 화합물의 함유량은, PVA계 수지 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 1 질량부 이상 60 질량부 이하이고, 보다 바람직하게는 1.5 질량부 이상 50 질량부 이하이고, 더욱 바람직하게는 2 질량부 이상 45 질량부 이하이다. 1 질량부 미만에서는, 내수성의 향상 효과가 충분하지 않은 경우가 있다. 한편, 60 질량부를 넘는 경우에는, 접착제의 조액 안정성이 저하하는 경우가 있다.
접착제에 있어서, 제2 화합물인 디알데히드의 함유량은, 제1 화합물인 요소계 화합물 1 질량부에 대하여, 바람직하게는 20 질량부 이하이고, 보다 바람직하게는 15 질량부 이하이고, 더욱 바람직하게는 10 질량부 이하이고, 하한은 한정되지 않지만 예컨대 0.03 질량부 이상이다. 접착제에 있어서의 요소계 화합물과 디알데히드의 함유비가 전술한 범위 내임으로써, 요소계 화합물에 의한 내수성의 향상 효과와 디알데히드에 의한 접착성의 향상 효과를 양립시키기 쉬워진다. 디알데히드에 의한 접착성의 향상 효과에 의해, 내수성의 향상 효과가 얻어진다고 이해된다. 요소계 화합물 1 질량부에 대하여 디알데히드가 20 질량부를 넘어 포함되는 경우, 요소계 화합물에 의한 고온 내구성의 향상 효과가 충분히 발휘되지 않는 경우가 있다. 접착제에 있어서의 요소계 화합물과 디알데히드의 함유비와, 접착제층에 있어서의 요소계 화합물과 디알데히드의 함유비는 동일하다고 간주할 수 있다.
접착제는, PVA계 수지, 제1 화합물, 및 제2 화합물 이외에 다른 첨가제를 포함하는 것이어도 좋다. 다른 첨가제로서는, 디알데히드 이외의 다른 가교제, 가소제, 실란 커플링제, 대전 방지제, 미립자 등, 종래 공지의 적절한 첨가제가 첨가되어도 좋다. 다른 첨가제의 첨가의 타이밍은 한정되는 일은 없고, 준비 공정, 제1 첨가 공정, 제2 첨가 공정, 등에 있어서 첨가할 수 있다.
접착제는, 물을 포함할 수 있다. 물의 첨가의 타이밍은 한정되는 일은 없고, 준비 공정, 제1 첨가 공정, 제2 첨가 공정, 등에 있어서 물을 첨가할 수 있다.
접착제는, 유기 용제를 함유할 수도 있다. 유기 용제는, 물과 혼화성을 갖는 점에서 알코올류가 바람직하고, 알코올류 중에서도 메탄올 또는 에탄올인 것이 보다 바람직하다. 접착제가 메탄올을 함유하는 경우, 접착제의 메탄올의 농도는, 바람직하게는 10 질량% 이상 70 질량% 이하이고, 보다 바람직하게는 15 질량% 이상 60 질량% 이하이고, 더욱 바람직하게는 20 질량% 이상 60 질량% 이하이다. 메탄올의 농도가 10 질량% 이상임으로써, 고온 환경 하에서의 PVA계 수지의 폴리엔화를 보다 억제하기 쉬워진다. 또한, 메탄올의 함유율이 70 질량% 이하임으로써, 색상의 악화를 억제할 수 있다. 요소 유도체의 일부는 물에 대한 용해도가 낮은 반면, 알코올류에 대한 용해도는 충분한 것이 있다. 그 경우는, 요소계 화합물을 알코올류에 용해시켜, 요소계 화합물의 알코올 용액을 조제한 후, 요소계 화합물의 알코올 용액을 PVA 수용액에 첨가하여, 접착제를 조제하는 것도 바람직한 양태의 하나이다.
<접합 공정>
접합 공정에서는, 접착제 조제 공정에서 조제한 접착제를 편광 소자 및 투명 보호 필름의 적어도 한쪽의 표면에 도포하여 편광 소자와 투명 보호 필름을 접합한다. 접합 공정은, 접착제 조제 공정의 제2 첨가 공정에 있어서, 수용액 B에 제2 화합물을 첨가하고 나서의 경과 시간(이하, 「경과 시간(T1)」이라고도 한다.)이 100시간 이하가 되도록 행한다. 접합 공정에서는, 보다 구체적으로는 편광 소자 및 투명 보호 필름의 적어도 한쪽의 표면에 접착제를 도포하고, 편광 소자와 투명 보호 필름을 접착제층을 통해 접합하고, 그 후에 접착제층을 경화 또는 건조시킨다. 경과 시간(T1)은, 제2 첨가 공정에 있어서 수용액 B에 제2 화합물을 첨가하고 나서, 접합 공정에 있어서 편광 소자와 투명 보호 필름을 접착제층을 통해 접합할 때까지 경과하는 시간을 의미하고, 접착제층을 건조시키기 위해 요하는 시간은 포함시키지 않는 것으로 한다. 경과 시간(T1)이 100시간 이하임으로써, 우수한 내수성을 갖는 접착제층을 얻을 수 있다.
경과 시간(T1)은, 바람직하게는 90시간 이하이고, 보다 바람직하게는 80시간 이하이다. 경과 시간(T1)은, 수용액 B에 제2 화합물을 첨가한 후에 충분 교반하는 것이 바람직하기 때문에, 예컨대 1분 이상, 5분 이상, 또는 10분 이상이어도 좋다.
접착제의 도포 시의 두께는, 임의의 값으로 설정될 수 있고, 예컨대 건조 후에, 소망의 두께를 갖는 접착제층이 얻어지도록 설정할 수 있다. 접착제로 구성되는 접착제층의 두께는, 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상 7 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상 2 ㎛ 이하이고, 가장 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상 1 ㎛ 이하이다. 도포 방법은 특별히 한정되지 않고, 롤법, 분무법, 침지법 등의 각종 수단을 채용할 수 있다.
접착제를 도포한 후는, 편광 소자와 투명 보호 필름을 롤 라미네이터 등에 의해 접합한다. 접합한 후에 건조를 행하여 건조시킨 접착제층을 형성한다. 건조 온도는, 예컨대 5∼150℃이고, 바람직하게는 30∼120℃이고, 건조 시간은 예컨대 120초 이상이고, 바람직하게는 300초 이상이다.
접착제 조제 공정, 접착제를 도포하는 공정, 편광 소자와 투명 보호 필름을 접합하는 공정은, 온도를 관리하는 것이 바람직하다, 예컨대, 20∼50℃의 범위로 관리하는 것이 바람직하다. 온도를 관리함으로써, 접착제층의 내수성을 보다 향상시킬 수 있다.
편광 소자의 양면에 접착제층을 통해 투명 보호 필름이 접합되어 있는 구성에 있어서, 편광 소자 양면의 접착제층 중, 편광 소자 편면의 접착제층에 대해서는, 상기 접착제 조제 공정에 의해 조제되는 접착제와는 상이한 다른 접착제를 이용하여 형성된 것이어도 좋다. 다른 접착제로서는, 활성 에너지선 경화형 접착제가 예시된다.
(활성 에너지선 경화형 접착제)
활성 에너지선 경화형 접착제는, 자외선 등의 활성 에너지선을 조사함으로써 경화하는 접착제이고, 예컨대 중합성 화합물 및 광중합성 개시제를 포함하는 접착제, 광반응성 수지를 포함하는 접착제, 바인더 수지 및 광반응성 가교제를 포함하는 접착제 등을 들 수 있다. 중합성 화합물로서는, 광경화성 에폭시계 모노머, 광경화성 아크릴계 모노머, 광경화성 우레탄계 모노머 등의 광중합성 모노머, 및 이들 모노머에 유래하는 올리고머 등을 들 수 있다. 상기 광중합 개시제로서는, 자외선 등의 활성 에너지선을 조사하여 중성 라디칼, 음이온 라디칼, 양이온 라디칼이라고 하는 활성종을 발생하는 물질을 포함하는 화합물을 들 수 있다.
<편광판>
편광판은, 폴리비닐알코올계 수지층에 2색성 색소를 흡착 배향시킨 편광 소자와, 상기 편광 소자의 적어도 한쪽의 면에 접착제층을 통해 적층된 투명 보호 필름을 갖는다. 편광판은, 함수율이 조정되어 있는 것이어도 좋고, 바람직하게는 하기의 (a) 및 (b) 중 적어도 한쪽의 특징을 갖는다.
(a) 편광 소자의 함수율이, 온도 20℃ 상대 습도 30%의 평형 함수율 이상, 또한 온도 20℃ 상대 습도 70%의 평형 함수율 이하이다.
(b) 편광판의 함수율이, 온도 20℃ 상대 습도 30%의 평형 함수율 이상, 또한 온도 20℃ 상대 습도 70%의 평형 함수율 이하이다.
<편광 소자>
PVA계 수지를 포함하는 층(이하, 「PVA계 수지층」이라고도 칭한다.)에 2색성 색소를 흡착 배향시킨 편광 소자로서는, 주지의 편광 소자를 이용할 수 있다. 편광 소자로서는, PVA계 수지 필름을 2색성 색소로 염색하고, 일축 연신함으로써 얻어지는 연신 필름이나, 기재 필름 상에 PVA계 수지를 포함하는 도포액을 도포하여 형성한 도포층을 갖는 적층 필름을 이용하여, 도포층을 2색성 색소로 염색하고, 적층 필름을 일축 연신함으로써 얻어지는 연신층을 들 수 있다. 연신은 2색성 색소로 염색한 후에 행하여도 좋고, 염색하면서 연신하여도 좋고, 연신하고 나서 염색하여도 좋다.
PVA계 수지는, 폴리초산비닐계 수지를 비누화함으로써 얻어진다. 폴리초산비닐계 수지로서는, 초산비닐의 단독 중합체인 폴리초산비닐 외에, 초산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체를 들 수 있다. 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예컨대 불포화 카르복실산류, 에틸렌 등의 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류 등을 들 수 있다.
PVA계 수지층은, 붕소 흡착률이 5.70 질량% 이상인 PVA계 수지로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 염색이나 연신을 실시하기 전의 원료의 단계에 있어서의 PVA계 수지의 붕소 흡착률이 5.70 질량% 이상이다. 이러한 PVA계 수지를 이용함으로써, 예컨대 온도 105℃의 고온 환경 하에 노출되었을 때라도 투과율이 저하하기 어려워진다. 또한, PVA계 수지의 붕소 흡착률은 10 질량% 이하인 것이 바람직하다. 이러한 PVA계 수지를 이용하여, 편광 소자를 제작함으로써, 붕산 처리조 중의 붕산 농도를 고농도로 하는 일없이, 또한 붕산 처리에 의한 처리 시간도 단축할 수도 있어, 소망의 편광 소자가 얻어지기 쉬워지고, 편광 소자의 생산성도 높일 수 있다. PVA계 수지의 붕소 흡착률을 10 질량% 이하로 하면, PVA계 수지층에 붕소가 적량 포함되어, 편광 소자의 수축력을 작게 하기 쉽다. 그 결과, 화상 표시 장치에 장착하였을 때에, 전면판 등의 다른 부재와 편광판 사이에서 박리가 생기는 등의 문제가 생기기 어려워진다. PVA계 수지의 붕소 흡착률은, 후술하는 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.
PVA계 수지의 붕소 흡착률은, PVA계 수지 중의, 분자쇄끼리의 간격이나 결정 구조를 반영하고 있는 특성이다. 붕소 흡착률이 5.70 질량% 이상인 PVA계 수지는, 붕소 흡착률이 5.70 질량% 미만인 PVA계 수지에 비해서, 분자쇄끼리의 간격이 넓어, PVA계 수지의 결정이 적다고 생각된다. 그 때문에, PVA계 수지층 중에 붕소, 제1 금속 이온, 제2 금속 이온이 들어가기 쉬워져, 고온 환경 하에 있어서, 폴리엔화가 방지되기 쉬워진다고 추정된다.
PVA계 수지의 붕소 흡착률은, 예컨대, 편광 소자를 제조하기 전의 단계에서 PVA계 수지에 대하여, 열수 처리, 산성 용액 처리, 초음파 조사 처리, 방사선 조사 처리 등의 사전 처리를 행함으로써 조정할 수 있다. 이들 처리에 의해, PVA계 수지 중의, 분자쇄끼리의 간격을 넓히거나, 결정 구조를 파괴하거나 할 수 있다. 열수 처리로서는, 예컨대, 30℃∼100℃의 순수에 1초∼90초 침지시키고, 건조시키는 처리를 들 수 있다. 산성 용액 처리로서는, 예컨대, 10 질량%∼20 질량%의 농도의 붕산 수용액에 1초∼90초 침지시키고, 건조시키는 처리를 들 수 있다. 초음파 처리로서는, 예컨대, 20∼29 kc의 주파수의 초음파를, 200 W∼500 W의 출력으로 30초∼10분 조사하는 처리를 들 수 있다. 초음파 처리는, 물 등의 용매 중에서 행할 수 있다.
PVA계 수지의 비누화도는, 바람직하게는 85 몰% 이상, 보다 바람직하게는 90 몰% 이상, 더욱 바람직하게는 99 몰% 이상 100 몰% 이하이다. PVA계 수지의 중합도로서는, 예컨대 1000 이상 10000 이하, 바람직하게는 1500 이상 5000 이하이다. PVA계 수지는 변성되어 있어도 좋고, 예컨대 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈, 폴리비닐부티랄 등이어도 좋다.
편광 소자의 두께는, 바람직하게는 3 ㎛ 이상 35 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 4 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 5 ㎛ 이상 25 ㎛ 이하이다. 편광 소자의 두께가 35 ㎛ 이하임으로써, 고온 환경 하에서 PVA계 수지의 폴리엔화가 광학 특성의 저하에 부여하는 영향을 억제할 수 있다. 편광 소자의 두께가 3 ㎛ 이상임으로써 소망의 광학 특성을 달성하는 구성으로 하는 것이 용이해진다.
편광 소자는, 바람직하게는, 제1 화합물 및 제2 화합물을 포함한다. 본 실시형태에 있어서, 편광 소자와 투명 보호 필름이, 제1 화합물 및 제2 화합물을 함유하는 접착제로 형성되는 접착제층에 의해 접합되어 있기 때문에, 접착제층으로부터 이행한 제1 화합물의 일부와 제2 화합물의 일부가 편광 소자에 포함되어 있을 가능성이 있다. 편광 소자 중의 제1 화합물 및 제2 화합물은, 편광 소자의 제조 과정에서 첨가된 것을 포함하고 있어도 좋다. 제1 화합물 및 제2 화합물을 포함하는 접착제층을 구비함으로써, 편광판을 고온 환경 하에 노출시켜도 투과율이 저하하기 어려워진다. 또한, 제1 화합물 및 제2 화합물을 포함하는 접착제층을 구비함으로써, 편광판을 고온 환경 하에 노출시켜도 편광도의 저하를 억제할 수 있다. 2개의 편광판을 크로스 니콜의 관계가 되도록 배치하여 이용한 경우에, 편광판의 편광도가 저하하면, 광빠짐(이하, 「크로스 빠짐」이라고도 칭함)이 생기기 쉬워지지만, 본 발명에 의하면 고온 환경 하에 노출되어도 편광도가 저하하기 어려워지기 때문에, 크로스 빠짐도 억제하기 쉬워진다. 편광 소자에 포함되는 제1 화합물과 제2 화합물의 상승 효과에 의해 PVA계 수지의 폴리엔화가 억제되기 때문이라고 추정된다.
편광 소자의 제조 시에, 제1 화합물 및 제2 화합물을 함유시키는 방법으로서는, 제1 화합물 및/또는 제2 화합물을 함유하는 처리 용매에, PVA계 수지층을 침지하는 방법, 또는 처리 용매를 PVA계 수지층에 분무, 유하 혹은 적하하는 방법을 들 수 있다. 이 중에서도, 제1 화합물과 제2 화합물의 양방을 함유하는 처리 용매에 PVA계 수지층을 침지시키는 방법이 바람직하게 이용된다. 제1 화합물과 제2 화합물의 구체적인 예는, 전술한 접착제에 함유시키는 것으로서 예시되어 있는 것을 들 수 있다.
제1 화합물 및 제2 화합물을 포함하는 처리 용매에 PVA계 수지층을 침지시키는 공정은, 후술하는 편광 소자의 제조 방법에 있어서의 팽윤, 연신, 염색, 가교, 세정 등의 공정과 동시에 행하여도 좋고, 이들 공정과는 별도로 마련하여도 좋다. PVA계 수지층에 제1 화합물 및 제2 화합물을 함유시키는 공정은, PVA계 수지층을 요오드로 염색한 후에 행하는 것이 바람직하고, 염색 후의 가교 공정과 동시에 행하는 것이 보다 바람직하다. 이러한 방법에 의하면, 색상 변화가 작아, 편광 소자의 광학 특성에의 영향을 작게 할 수 있다.
편광 소자에 제1 화합물과 제2 화합물을 함유시키기 위해, 편광 소자의 제조 시에 있어서의 첨가와 접착제에의 첨가의 양방을 행하여도 좋다. 예컨대, 접착제로서 제1 화합물 및 제2 화합물을 함유하는 것을 이용하며, 편광 소자의 제조 시에 있어서도, 제1 화합물 및 제2 화합물 중 적어도 하나가 첨가되어 있어도 좋다.
편광 소자는, 통상 칼륨 이온(「제1 금속 이온」이라고도 함)을 함유하고, 또한 칼륨 이온 이외의 다른 금속 이온(「제2 금속 이온」이라고도 함)을 함유하고 있는 것이 바람직하다. 편광 소자에 있어서의 제2 금속 이온의 함유율은, 바람직하게는 0.05 질량% 이상 10.0 질량% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.05 질량% 이상 8.0 질량% 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.1 질량% 이상 6.0 질량% 이하이다. 편광 소자의 제2 금속 이온 함유율이 10.0 질량%를 넘는 경우에는, 고온 고습 환경에서의 편광도가 저하하는 경우가 있다. 또한, 제2 금속 이온의 함유율이 0.05 질량% 미만인 경우에는, 고온 환경에서의 내구성의 향상 효과가 충분하지 않은 경우가 있다. 또한, 편광 소자에 있어서의 제2 금속 이온의 함유율은, 예컨대 고주파 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma: ICP) 발광 분광 분석법에 의해, 편광 소자의 질량에 대한 금속 원소의 질량분율(질량%)로서 산출할 수 있다. 금속 원소는, 편광 소자 중에, 금속 이온 또는 그것이 폴리비닐알코올계 수지의 구성 요소와 가교 구조를 형성한 상태로 존재한다고 생각되지만, 여기서 말하는 제2 금속 이온의 함유율은, 금속 원자로서의 값이다.
제2 금속 이온은, 칼륨 이온 이외의 금속 이온이면 한정되는 일없이, 바람직하게는 알칼리 금속 이외의 금속의 이온이고, 특히 색조 조정이나 내구성 부여의 점에서 코발트, 니켈, 아연, 크롬, 알루미늄, 구리, 망간, 철 등의 천이 금속의 금속 이온 중 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다. 이들 금속 이온 중에서도, 색조 조정이나 내열성 부여 등의 점에서 아연 이온이 바람직하다.
편광 소자의 붕소의 함유율은, 바람직하게는 2.4 질량% 이상이다. 또한, 붕소의 함유율은, 바람직하게는 3.9 질량% 이상 8.0 질량% 이하, 보다 바람직하게는 4.2 질량% 이상 7.0 질량% 이하, 더욱 바람직하게는 4.4 질량% 이상 6.0 질량% 이하이다. 편광 소자의 붕소 함유율이 8.0 질량%를 넘는 경우에는, 편광 소자의 수축력이 커져, 화상 표시 장치에 장착하였을 때에 접합되는 전면판 등의 다른 부재와의 사이에서 박리가 생기는 등의 문제가 생기는 경우가 있다. 또한, 붕소의 함유율이 2.4 질량% 미만인 경우에는, 소망하는 광학 특성을 달성할 수 없는 경우가 있다. 또한, 편광 소자에 있어서의 붕소의 함유율은, 예컨대 고주파 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma: ICP)발광 분광 분석법에 의해, 편광 소자의 질량에 대한 붕소의 질량분율(질량%)로서 산출할 수 있다. 붕소는, 편광 소자 중에, 붕산 또는 그것이 폴리비닐알코올계 수지의 구성 요소와 가교 구조를 형성한 상태로 존재한다고 생각되지만, 여기서 말하는 붕소의 함유율은, 붕소 원자 (B)로서의 값이다.
편광 소자의 붕소의 함유율이, 2.4 질량% 이상 8.0 질량% 이하임으로써 층간 충전 구성의 화상 표시 장치의 구성 요소로서 고온 환경 하에 노출된 경우라도 투과율의 저하가 한층 더 억제된다. 이것은, 편광 소자는, 붕소의 함유율이, 2.4 질량% 이상 8.0 질량% 이하인 경우에, 고온 환경 하라도 폴리엔화가 생기기 어려워져 투과율의 저하가 억제되는 것에 의한 것이라고 추측된다.
편광 소자에 있어서의 칼륨 이온의 함유율은, 고온 환경 하에 있어서의 편광 소자의 광학 특성의 저하를 억제하는 관점에서, 0.28 질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.32 질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.34 질량% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 그리고, 고온 환경 하에 있어서의 색상 변화를 억제하는 관점에서, 0.60 질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.55 질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.50 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 칼륨 이온의 함유율은, 제2 금속 이온의 함유율과 동일한 방법으로 측정할 수 있고, 여기서 말하는 칼륨 이온의 함유율은, 칼륨 원자로서의 값이다.
(편광 소자의 제조 방법)
편광 소자의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 미리 롤형으로 감긴 PVA계 수지 필름을 송출하여 연신, 염색, 가교 등을 행하여 제작하는 방법(이하, 「제조 방법 1」이라고 한다.)이나 PVA계 수지를 포함하는 도포액을 기재 필름 상에 도포하여 도포층인 PVA계 수지층을 형성하고, 얻어진 적층체를 연신하는 공정을 포함하는 방법(이하, 「제조 방법 2」라고 한다.)이 전형적이다.
제조 방법 1은, PVA계 수지 필름을 일축 연신하는 공정, PVA계 수지 필름을 요오드 등의 2색성 색소로 염색하여 2색성 색소를 흡착시키는 공정, 2색성 색소가 흡착된 PVA계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정, 및 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하는 공정을 거쳐 제조할 수 있다.
팽윤 공정은, PVA계 수지 필름을 팽윤욕 중에 침지하는 처리 공정이다. 팽윤 공정에 의해, PVA계 수지 필름의 표면의 오물이나 블로킹제 등을 제거할 수 있는 것 외에, PVA계 수지 필름을 팽윤시킴으로써 염색 불균일을 억제할 수 있다. 팽윤욕에는, 통상, 물, 증류수, 순수 등의 물을 주성분으로 하는 매체가 이용된다. 팽윤욕은, 통상적인 방법에 따라 계면 활성제, 알코올 등이 적절하게 첨가되어 있어도 좋다. 편광 소자의 칼륨의 함유율을 제어하는 관점에서, 팽윤욕에 요오드화칼륨을 사용하여도 좋고, 이 경우, 팽윤욕 중의 요오드화칼륨의 농도는, 1.5 질량% 이하인 것이 바람직하고, 1.0 질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.5 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
팽윤욕의 온도는, 10℃ 이상 60℃ 이하 정도인 것이 바람직하고, 15℃ 이상 45℃ 이하 정도인 것이 보다 바람직하고, 18℃ 이상 30℃ 이하 정도인 것이 더욱 바람직하다. 팽윤욕에의 침지 시간은, PVA계 수지 필름의 팽윤의 정도가 팽윤욕의 온도의 영향을 받기 때문에 일률적으로 결정할 수 없지만, 5초 이상 300초 이하 정도인 것이 바람직하고, 10초 이상 200초 이하 정도인 것이 보다 바람직하고, 20초 이상 100초 이하 정도인 것이 더욱 바람직하다. 팽윤 공정은 1회만 실시되어도 좋고, 필요에 따라 복수회 실시되어도 좋다.
염색 공정은, PVA계 수지 필름을 염색욕(요오드 용액)에 침지하는 처리 공정이고, PVA계 수지 필름에 요오드 등의 2색성 색소를 흡착 및 배향시킬 수 있다. 요오드 용액은, 통상, 요오드 수용액인 것이 바람직하고, 요오드 및 용해 조제로서 요오드화물을 함유한다. 요오드화물로서는, 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리,요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 편광 소자 중의 칼륨의 함유율을 제어하는 관점에서, 요오드화칼륨이 적합하다.
염색욕 중의 요오드의 농도는, 0.01 질량% 이상 1 질량% 이하 정도인 것이 바람직하고, 0.02 질량% 이상 0.5 질량% 이하 정도인 것이 보다 바람직하다. 염색욕 중의 요오드화물의 농도는, 0.01 질량% 이상 10 질량% 이하 정도인 것이 바람직하고, 0.05 질량% 이상 5 질량% 이하 정도인 것이 보다 바람직하고, 0.1 질량% 이상 3 질량% 이하 정도인 것이 더욱 바람직하다.
염색욕의 온도는, 10℃ 이상 50℃ 이하 정도인 것이 바람직하고, 15℃ 이상 45℃ 이하 정도인 것이 보다 바람직하고, 18℃ 이상 30℃ 이하 정도인 것이 더욱 바람직하다. 염색욕에의 침지 시간은, PVA계 수지 필름의 염색의 정도가 염색욕의 온도의 영향을 받기 때문에 일률적으로 결정할 수 없지만, 10초 이상 300초 이하 정도인 것이 바람직하고, 20초 이상 240초 이하 정도인 것이 보다 바람직하다. 염색 공정은 1회만 실시되어도 좋고, 필요에 따라 복수회 실시되어도 좋다.
가교 공정은, 염색 공정에서 염색된 PVA계 수지 필름을, 붕소 화합물을 포함하는 처리욕(가교욕) 중에 침지하는 처리 공정이며, 붕소 화합물에 의해 폴리비닐알코올계 수지 필름이 가교하여, 요오드 분자 또는 염료 분자가 상기 가교 구조에 흡착할 수 있다. 붕소 화합물로서는, 예컨대 붕산, 붕산염, 붕사 등을 들 수 있다. 가교욕은, 수용액이 일반적이지만, 물과의 혼화성이 있는 유기 용매 및 물의 혼합 용액이어도 좋다. 가교욕은, 편광 소자 중의 칼륨의 함유율을 제어하는 관점에서, 요오드화칼륨을 포함하는 것이 바람직하다.
가교욕 중, 붕소 화합물의 농도는, 1 질량% 이상 15 질량% 이하 정도인 것이 바람직하고, 1.5 질량% 이상 10 질량% 이하 정도인 것이 보다 바람직하고, 2 질량% 이상 5 질량% 이하 정도인 것이 보다 바람직하다. 가교욕에 요오드화칼륨을 사용하는 경우, 가교욕 중의 요오드화칼륨의 농도는, 1 질량% 이상 15 질량% 이하 정도인 것이 바람직하고, 1.5 질량% 이상 10 질량% 이하 정도인 것이 보다 바람직하고, 2 질량% 이상 5 질량% 이하 정도인 것이 보다 바람직하다.
가교욕의 온도는, 20℃ 이상 70℃ 이하 정도인 것이 바람직하고, 30℃ 이상 60℃ 이하 정도인 것이 보다 바람직하다. 가교욕에의 침지 시간은, PVA계 수지 필름의 가교의 정도가 가교욕의 온도의 영향을 받기 때문에 일률적으로 결정할 수 없지만, 5초 이상 300초 이하 정도인 것이 바람직하고, 10초 이상 200초 이하 정도인 것이 보다 바람직하다. 가교 공정은 1회만 실시되어도 좋고, 필요에 따라 복수회 실시되어도 좋다.
연신 공정은, PVA계 수지 필름을, 적어도 일방향으로 소정의 배율로 연신하는 처리 공정이다. 일반적으로는, PVA계 수지 필름을, 반송 방향(길이 방향)으로 1축 연신한다. 연신의 방법은 특별히 제한되지 않고, 습윤 연신법과 건식 연신법 중 어느 것이나 채용할 수 있다. 연신 공정은 1회만 실시되어도 좋고, 필요에 따라 복수회 실시되어도 좋다. 연신 공정은, 편광 소자의 제조에 있어서, 어느 단계에서 행해져도 좋다.
습윤 연신법에 있어서의 처리욕(연신욕)은, 통상, 물 또는 물과의 혼화성이 있는 유기 용매 및 물의 혼합 용액 등의 용매를 이용할 수 있다. 연신욕은, 편광 소자 중의 칼륨의 함유율을 제어하는 관점에서, 요오드화칼륨을 포함하는 것이 바람직하다. 연신욕에 요오드화칼륨을 사용하는 경우, 연신욕 중의 요오드화칼륨의 농도는, 1 질량% 이상 15 질량% 이하 정도인 것이 바람직하고, 2 질량% 이상 10 질량% 이하 정도인 것이 보다 바람직하고, 3 질량% 이상 6 질량% 이하 정도인 것이 보다 바람직하다. 처리욕(연신욕)에는, 연신 중의 필름 파단을 억제하는 관점에서, 붕소 화합물을 포함할 수 있다. 붕소 화합물을 포함하는 경우, 연신욕 중의 붕소 화합물의 농도는, 1 질량% 이상 15 질량% 이하 정도인 것이 바람직하고, 1.5 질량% 이상 10 질량% 이하 정도인 것이 보다 바람직하고, 2 질량% 이상 5 질량% 이하 정도인 것이 보다 바람직하다.
연신욕의 온도는, 25∼80℃인 것이 바람직하고, 40∼80℃인 것이 보다 바람직하고, 50∼75℃인 것이 더욱 바람직하고, 65∼75℃인 것이 특히 바람직하다. 연신욕에의 침지 시간은, PVA계 수지 필름의 연신의 정도가 연신욕의 온도의 영향을 받기 때문에 일률적으로 결정할 수 없지만, 10초 이상 800초 이하 정도인 것이 바람직하고, 30초 이상 500초 이하 정도인 것이 보다 바람직하다. 습윤 연신법에 있어서의 연신 처리는, 팽윤 공정, 염색 공정, 가교 공정 및 세정 공정 중 어느 하나 이상의 처리 공정과 함께 실시하여도 좋다.
건식 연신법으로서는, 예컨대, 롤간 연신 방법, 가열 롤 연신 방법, 압축 연신 방법 등을 들 수 있다. 또한, 건식 연신법은, 건조 공정과 함께 실시하여도 좋다.
폴리비닐알코올계 수지 필름에 실시되는 총연신 배율(누적의 연신 배율)은, 목적에 따라 적절하게 설정할 수 있지만, 2배 이상 7배 이하 정도인 것이 바람직하고, 3배 이상 6.8배 이하 정도인 것이 보다 바람직하고, 3.5배 이상 6.5배 이하 정도인 것이 더욱 바람직하다.
세정 공정은, 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 세정욕 중에 침지하는 처리 공정이며, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 표면 등에 잔존하는 이물을 제거할 수 있다. 세정욕은, 통상, 물, 증류수, 순수 등의 물을 주성분으로 하는 매체가 이용된다. 또한, 편광 소자 중의 칼륨의 함유율을 제어하는 관점에서, 세정욕에 요오드화칼륨을 사용하는 것이 바람직하고, 이 경우, 세정욕 중, 요오드화칼륨의 농도는, 1 질량% 이상 10 질량% 이하 정도인 것이 바람직하고, 1.5 질량% 이상 4 질량% 이하 정도인 것이 보다 바람직하고, 1.8 질량% 이상 3.8 질량% 이하 정도인 것이 더욱 바람직하다.
세정욕의 온도는, 5℃ 이상 50℃ 이하 정도인 것이 바람직하고, 10℃ 이상 40℃ 이하 정도인 것이 보다 바람직하고, 15℃ 이상 30℃ 이하 정도인 것이 더욱 바람직하다. 세정욕에의 침지 시간은, PVA계 수지 필름의 세정의 정도가 세정욕의 온도의 영향을 받기 때문에 일률적으로 결정할 수 없지만, 1초 이상 100초 이하 정도인 것이 바람직하고, 2초 이상 50초 이하 정도인 것이 보다 바람직하고, 3초 이상 20초 이하 정도인 것이 더욱 바람직하다. 세정 공정은 1회만 실시되어도 좋고, 필요에 따라 복수회 실시되어도 좋다.
또한, 상기한 공정 중에서, 또는 상기한 공정과는 별도의 공정으로서, 금속 이온 처리 공정을 갖고 있는 것이 바람직하다. 금속 이온 처리 공정은, 제2 금속 이온의 금속염을 포함하는 수용액에, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지함으로써 행한다. 금속 이온 처리 공정에 의해, 제2 금속 이온을 폴리비닐알코올계 수지 필름 중에 함유시킨다.
제2 금속 이온은, 칼륨 이온 이외의 금속 이온이면 한정되는 일없이, 바람직하게는 알칼리 금속 이외의 금속의 이온이고, 특히 색조 조정이나 내구성 부여의 점에서 코발트, 니켈, 아연, 크롬, 알루미늄, 구리, 망간, 철 등의 천이 금속의 금속 이온 중 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다. 이들 금속 이온 중에서도, 색조 조정이나 내열성 부여 등의 점에서 아연 이온이 바람직하다. 아연염으로서는, 염화아연, 요오드화아연 등의 할로겐화아연, 황산아연, 초산아연 등을 들 수 있다.
금속 이온 처리 공정에는, 금속염 용액이 이용된다. 이하, 금속 이온 처리 공정 중에서도, 아연염 수용액을 이용한 경우의 대표예로서, 아연 함유 용액에의 침지 처리에 대해서 설명한다.
아연염 수용액 중의 아연 이온의 농도는, 0.1∼10 질량% 정도, 바람직하게는 0.3∼7 질량%의 범위이다. 또한, 아연염 용액은 요오드화칼륨 등에 의해 칼륨 이온 및 요오드 이온을 함유시킨 수용액을 이용하는 것이 아연 이온을 함침시키기 쉬워 바람직하다. 아연염 용액 중의 요오드화칼륨 농도는 0.1∼10 질량% 정도, 또한 0.2∼5 질량%로 하는 것이 바람직하다.
아연 함유 용액에의 침지 처리에 있어서, 아연염 용액의 온도는, 통상 15∼85℃ 정도, 바람직하게는 25∼70℃이다. 침지 시간은 통상 1∼120초 정도, 바람직하게는 3∼90초간의 범위이다. 아연 함유 용액에의 침지 처리에 있어서는, 아연염 용액의 농도, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 아연염 용액에의 침지 온도, 침지 시간 등의 조건을 조정함으로써 폴리비닐알코올계 수지 필름에 있어서의 아연 함유량이 상기 범위가 되도록 조정한다. 아연 함유 용액에의 침지 처리를 언제 행할지는 특별히 제한되지 않는다. 아연 함유액에의 침지 처리를 단독으로 행하여도 좋고, 염색욕, 가교욕, 연신욕 중에, 아연염을 공존시켜 두고, 염색 공정, 가교 공정, 연신 공정 중 적어도 하나의 공정과 동시에 행하여도 좋다.
건조 공정은, 세정 공정에서 세정된 PVA계 수지 필름을, 건조하여 편광 소자를 얻는 공정이다. 건조는 임의의 적절한 방법으로 행해지며, 예컨대 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조를 들 수 있다.
제조 방법 2는, PVA계 수지를 포함하는 도포액을 기재 필름 상에 도포하는 공정, 얻어진 적층 필름을 일축 연신하는 공정, 일축 연신된 적층 필름의 PVA계 수지층을 2색성 색소로 염색함으로써 흡착시켜 편광 소자로 하는 공정, 2색성 색소가 흡착된 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정, 및 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하는 공정을 거쳐 제조할 수 있다. 편광 소자를 형성하기 위해 이용하는 기재 필름은, 편광 소자의 보호층으로서 이용하여도 좋다. 필요에 따라, 기재 필름을 편광 소자로부터 박리 제거하여도 좋다.
<투명 보호 필름>
본 실시형태에 있어서 이용되는 투명 보호 필름(이하, 단순히 「보호 필름」이라고도 칭한다.)은, 편광 소자의 적어도 편면에 접착제층을 통해 접합된다. 이 투명 보호 필름은 편광 소자의 편면 또는 양면에 접합되지만, 양면에 접합되어 있는 것이 바람직하다.
보호 필름은, 동시에 다른 광학적 기능을 갖고 있어도 좋고, 복수의 층이 적층된 적층 구조로 형성되어 있어도 좋다. 보호 필름의 막 두께는 광학 특성의 관점에서 얇은 것이 바람직하지만, 지나치게 얇으면 강도가 저하하여 가공성이 뒤떨어진다. 적절한 막 두께로서는, 5 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 10 ㎛ 이상 80 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 15 ㎛ 이상 70 ㎛ 이하이다.
보호 필름은, 셀룰로오스아실레이트계 필름, 폴리카보네이트계 수지로 이루어진 필름, 노르보넨 등의 시클로올레핀계 수지로 이루어진 필름, (메트)아크릴계 중합체 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지계 필름 등의 필름을 이용할 수 있다. PVA 접착제 등의 수계 접착제를 이용하여 편광 소자의 양면에 보호 필름을 접합하는 경우, 투습도의 점에서 적어도 편측의 보호 필름은 셀룰로오스아실레이트계 필름 또는 (메트)아크릴계 중합체 필름 중 어느 하나인 것이 바람직하고, 그 중에서도 셀룰로오스아실레이트 필름이 바람직하다.
적어도 한쪽의 보호 필름은, 시야각 보상 등의 목적에서 위상차 기능을 구비하고 있어도 좋다. 그 경우, 보호 필름 자신이 위상차 기능을 갖고 있어도 좋고, 위상차층을 별도로 갖고 있어도 좋고, 양자의 조합이어도 좋다. 위상차 기능을 구비하는 필름은, 접착제를 통해 직접 편광 소자에 접합되어도 좋지만, 편광 소자에 접합된 별도의 보호 필름을 통해 점착제 또는 접착제를 통해 접합된 구성이어도 좋다.
<제2 양태>
본 발명에 따른 편광판의 제조 방법의 제2 양태에 있어서, 상기 접착제 조제 공정은, PVA계 수지를 함유하는 수용액 A를 얻는 준비 공정과, 상기 수용액 A에 제1 화합물을 첨가하여 수용액 B를 얻는 제1 첨가 공정과, 상기 수용액 B에 제2 화합물을 첨가하여 접착제를 얻는 제2 첨가 공정을 포함하고, 상기 접합 공정은, 상기 수용액 B에 상기 제2 화합물을 첨가하고 나서의 경과 시간(이하, 「경과 시간(T2)」이라고도 한다.)이 200시간 이하가 되도록 행한다. 제2 양태는, 제1 양태와는, 상기 제1 첨가 공정 및 상기 제2 첨가 공정 중 적어도 한쪽에서 제3 화합물을 첨가하는 것과, 경과 시간(T2)의 범위가 상이하다. 이하, 제2 양태에 있어서, 제1 양태와 상이한 점만을 설명한다.
제3 화합물을 제1 첨가 공정에 있어서 첨가하는 경우, 제3 화합물은, 제1 화합물을 첨가하기 전, 후, 또는 동시에 수용액 A에 첨가될 수 있다. 제3 화합물을 제2 첨가 공정에 있어서 첨가하는 경우, 제3 화합물은, 제2 화합물을 첨가하기 전, 후, 또는 동시에 수용액 B에 첨가될 수 있다.
제2 양태에서는, 접착제가 제3 화합물을 포함함으로써, 상기 접합 공정을 행하기까지의 경과 시간(T2)에 대해서 제1 형태의 경과 시간(T1)보다 길게 설정할 수 있다. 제2 양태에서는, 경과 시간(T2)이 200시간 이하이면 우수한 내수성을 갖는 접착제층을 얻을 수 있다. 접착제가 제3 화합물을 포함함으로써, 접착제 중에서의 제2 화합물의 분해를 억제할 수 있어, 접착제의 포트 라이프를 향상시킬 수 있기 때문이라고 추측된다.
경과 시간(T2)은, 제2 첨가 공정에 있어서 수용액 B에 제2 화합물을 첨가하고 나서, 접합 공정에 있어서 편광 소자와 투명 보호 필름을 접착제층을 통해 접합할 때까지 경과하는 시간을 의미하고, 접착제층을 건조시키기 위해 요하는 시간은 포함시키지 않는 것으로 한다.
경과 시간(T2)은, 바람직하게는 190시간 이하이고, 보다 바람직하게는 180시간 이하이다. 경과 시간(T2)은, 수용액 B에 제2 화합물을 첨가한 후에 충분 교반하는 것이 바람직하기 때문에, 예컨대 1분 이상, 5분 이상, 10분 이상이어도 좋다.
(제3 화합물)
제3 화합물은, 디카르복실산이다. 디카르복실산으로서는, 예컨대, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 타르타르산, 글루타민산, 말산, 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 뮤콘산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 2,7-나프탈렌디카르복실산, 4,4'-비페닐디카르복실산, 2,5-피리딘디카르복실산, 3,5-피리딘디카르복실산, 디페닐술폰디카르복실산, 디페닐메탄디카르복실산, 옥살로초산, 메틸푸마르산, 2,6-피리딘디카르복실산 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 시트르산, 말산, 말레산 또는 타르타르산을 이용하는 것이 바람직하다. 이들 디카르복실산은, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
접착제 중에 있어서, 제3 화합물의 함유량은, PVA계 수지 100 질량부에 대하여, 예컨대 0.01 질량부 이상 400 질량부 이하이고, 바람직하게는 0.05 질량부 이상 50 질량부 이하이고, 보다 바람직하게는 0.1 질량부 이상 10 질량부 이하이다. 0.01 질량부 미만에서는, 포트 라이프의 향상 효과가 충분하지 않은 경우나, 고온 환경 하에서의 편광 소자의 폴리엔화의 억제 효과가 충분하지 않은 경우가 있다. 한편, 400 질량부를 넘는 경우에는, 편광판 제작 후에 제3 화합물이 석출되는 경우가 있다.
접착제에 있어서, 제3 화합물의 함유량은, 제2 화합물인 디알데히드1 질량부에 대하여, 바람직하게는 0.001 질량부 이상 100 질량부 이하이고, 바람직하게는 0.01 질량부 이상 80 질량부 이하이다. 0.001 질량부 미만에서는, 포트 라이프의 향상 효과가 충분하지 않은 경우가 있다. 한편, 100 질량부를 넘는 경우에는, 편광판 제작 후에 제3 화합물이 석출되는 경우가 있다.
제3 화합물은, 제1 양태에서 설명한 제1 화합물 및 제2 화합물과 마찬가지로, 편광 소자에 포함되어 있어도 좋다. 편광 소자에 제3 화합물을 함유시키는 방법은, 제1 양태에서 설명한 제1 화합물 및 제2 화합물을 함유시키는 방법과 동일한 방법을 적용할 수 있다.
[화상 표시 장치의 구성]
상기한 바와 같이 하여 제조된 편광판은, 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치 등의 각종 화상 표시 장치에 이용된다. 화상 표시 장치에 대해서, 편광판의 양면이 공기층 이외의 층, 구체적으로는 점착제층 등의 고체층이 접하도록 구성되어 있는 층간 충전 구성인 경우에는, 고온 환경 하에서 투과율이 저하하기 쉽다. 본 실시형태의 편광판을 이용한 화상 표시 장치에 있어서는, 층간 충전 구성이라도, 고온 환경 하에서의 편광판의 투과율의 저하를 억제할 수 있다. 화상 표시 장치로서는, 화상 표시 셀과, 화상 표시 셀의 시인측 표면에 적층된 제1 점착제층과, 제1 점착제층의 시인측 표면에 적층된 편광판을 갖는 구성이 예시된다. 이러한 화상 표시 장치는, 편광판의 시인측 표면에 적층된 제2 점착제층과, 제2 점착제층의 시인측 표면에 적층된 투명 부재를 더 가져도 좋다. 특히, 본 실시형태의 편광판은, 화상 표시 장치의 시인측에 투명 부재가 배치되고, 편광판과 화상 표시 셀이 제1 점착제층에 의해 접합되고, 편광판과 투명 부재가 제2 점착제층에 의해 접합된 층간 충전 구성을 갖는 화상 표시 장치에 적합하게 이용된다. 본 명세서에 있어서는, 제1 점착제층 및 제2 점착제층 중 어느 한쪽 또는 양자를, 단순히 「점착제층」이라고 칭하는 경우가 있다. 또한, 편광판과 화상 표시 셀의 접합에 이용되는 부재, 및 편광판과 투명 부재의 접합에 이용되는 부재로서는, 점착제층에 한정되는 일은 없으며 접착제층이어도 좋다.
<화상 표시 셀>
화상 표시 셀로서는, 액정 셀이나 유기 EL 셀을 들 수 있다. 액정 셀로서는, 외광을 이용하는 반사형 액정 셀, 백 라이트 등의 광원으로부터의 광을 이용하는 투과형 액정 셀, 외부로부터의 광과 광원으로부터의 광의 양자를 이용하는 반투과 반반사형 액정 셀 중 어느 것을 이용하여도 좋다. 액정 셀이 광원으로부터의 광을 이용하는 것인 경우, 화상 표시 장치(액정 표시 장치)는, 화상 표시 셀(액정 셀)의 시인측과 반대측에도 편광판이 배치되고, 또한 광원이 배치된다. 광원측의 편광판과 액정 셀은, 적절한 점착제층을 통해 접합되어 있는 것이 바람직하다. 액정 셀의 구동 방식으로서는, 예컨대 VA 모드, IPS 모드, TN 모드, STN 모드나 벤드 배향(π 형) 등의 임의의 타입의 것을 이용할 수 있다.
유기 EL 셀로서는, 투명 기판 상에 투명 전극과 유기 발광층과 금속 전극을 순서대로 적층하여 발광체(유기 일렉트로 루미네선스 발광체)를 형성한 것 등이 적합하게 이용된다. 유기 발광층은, 여러 가지의 유기 박막의 적층체이며, 예컨대 트리페닐아민 유도체 등으로 이루어진 정공 주입층과, 안트라센 등의 형광성의 유기 고체로 이루어진 발광층의 적층체나, 이들 발광층과 페릴렌 유도체 등으로 이루어진 전자 주입층의 적층체, 혹은 정공 주입층, 발광층 및 전자 주입층의 적층체 등, 여러 가지의 층구성이 채용될 수 있다.
<화상 표시 셀과 편광판의 접합>
화상 표시 셀과 편광판의 접합에는, 점착제층(점착 시트)이 적합하게 이용된다. 그 중에서도, 편광판의 한쪽의 면에 점착제층이 부설된 점착제층을 갖는 편광판을 화상 표시 셀과 접합하는 방법이, 작업성 등의 관점에서 바람직하다. 편광판에의 점착제층의 부설은, 적절한 방식으로 행할 수 있다. 그 예로서는, 톨루엔이나 초산에틸 등의 적절한 용제의 단독물 또는 혼합물을 포함하는 용제에 베이스 폴리머 또는 그 조성물을 용해 혹은 분산시킨 10 질량% 이상 40 질량% 이하 정도의 점착제 용액을 조제하고, 그것을 유연(流延) 방식이나 도공 방식 등의 적절한 전개 방식으로 편광판 상에 직접 부설하는 방식, 세퍼레이터 상에 점착제층을 형성하고 그것을 편광판에 이착(移着)하는 방식 등을 들 수 있다.
<점착제층>
점착제층은, 1층 또는 2층 이상으로 이루어져도 좋지만, 바람직하게는 1층으로 이루어진다. 점착제층은, (메트)아크릴계 수지, 고무계 수지, 우레탄계 수지, 에스테르계 수지, 실리콘계 수지, 폴리비닐에테르계 수지를 주성분으로 하는 점착제 조성물로 구성할 수 있다. 그 중에서도, 투명성, 내후성, 내열성 등이 우수한 (메트)아크릴계 수지를 베이스 폴리머로 하는 점착제 조성물이 적합하다. 점착제 조성물은, 활성 에너지선 경화형 또는 열경화형이어도 좋다.
점착제 조성물에 이용되는 (메트)아크릴계 수지(베이스 폴리머)로서는, (메트)아크릴산부틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산이소옥틸, (메트)아크릴산2-에틸헥실 등의 (메트)아크릴산에스테르의 1종 또는 2종 이상을 모노머로 하는 중합체 또는 공중합체가 적합하게 이용된다. 베이스 폴리머에는, 극성 모노머를 공중합시키는 것이 바람직하다. 극성 모노머로서는, (메트)아크릴산 화합물, (메트)아크릴산2-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. 가교제로서는, 2가 이상의 금속 이온으로서, 카르복실기와의 사이에서 카르복실산 금속염을 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. 그 중에서도, 폴리이소시아네이트 화합물이 바람직하다.
활성 에너지선 경화형 점착제 조성물은, 자외선이나 전자선과 같은 활성 에너지선의 조사를 받아 경화하는 성질을 갖고 있고, 활성 에너지선 조사 전에 있어서도 점착성을 가져 필름 등의 피착체에 밀착시킬 수 있어, 활성 에너지선의 조사에 의해 경화하여 밀착력의 조정을 할 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 따라, 광중합 개시제, 광증감제 등을 함유시켜도 좋다.
점착제 조성물은, 광산란성을 부여하기 위한 미립자, 비드(수지 비드, 유리 비드 등), 유리 섬유, 베이스 폴리머 이외의 수지, 점착성 부여제, 충전제(금속분이나 그 외의 무기 분말 등), 산화 방지제, 자외선 흡수제, 염료, 안료, 착색제, 소포제, 부식 방지제, 광중합 개시제 등의 첨가제를 포함할 수 있다.
점착제층은, 상기 점착제 조성물의 유기 용제 희석액을 기재 필름, 화상 표시 셀 또는 편광판의 표면 상에 도포하고, 건조시킴으로써 형성할 수 있다. 기재 필름은, 열가소성 수지 필름인 것이 일반적이고, 그 전형적인 예로서, 이형 처리가 실시된 세퍼레이트 필름을 들 수 있다. 세퍼레이트 필름은, 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트 등의 수지로 이루어진 필름의 점착제층이 형성되는 면에, 실리콘 처리 등의 이형 처리가 실시된 것일 수 있다.
세퍼레이트 필름의 이형 처리면에 점착제 조성물을 직접 도포하여 점착제층을 형성하고, 이 세퍼레이트 필름을 갖는 점착제층을 편광판의 표면에 적층하여도 좋다. 편광판의 표면에 점착제 조성물을 직접 도포하여 점착제층을 형성하고, 점착제층의 외면에 세퍼레이트 필름을 적층하여도 좋다.
점착제층을 편광판의 표면에 마련할 때에는, 편광판의 접합면 및/또는 점착제층의 접합면에, 플라즈마 처리, 코로나 처리 등의 표면 활성화 처리를 실시하는 것이 바람직하고, 코로나 처리를 실시하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 제2 세퍼레이트 필름 상에 점착제 조성물을 도포하여 점착제층을 형성하고, 형성된 점착제층 상에 세퍼레이트 필름을 적층한 점착제 시트를 준비하고, 이 점착제 시트로부터 제2 세퍼레이트 필름을 박리한 후의 세퍼레이트 필름을 갖는 점착제층을 편광판에 적층하여도 좋다. 제2 세퍼레이트 필름은, 세퍼레이트 필름보다 점착제층과의 밀착력이 약하여, 박리하여 쉬운 것이 이용된다.
점착제층의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 1 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 3 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 20 ㎛ 이상이어도 좋다.
<투명 부재>
화상 표시 장치의 시인측에 배치되는 투명 부재로서는, 투명판(윈도우층)이나 터치 패널 등을 들 수 있다. 투명판으로서는, 적절한 기계 강도 및 두께를 갖는 투명판이 이용된다. 이러한 투명판으로서는, 예컨대 폴리이미드계 수지, 아크릴계 수지나 폴리카보네이트계 수지와 같은 투명 수지판, 혹은 유리판 등을 들 수 있다. 투명판의 시인측에는 반사 방지층 등의 기능층이 적층되어 있어도 상관없다. 또한, 투명판이 투명 수지판인 경우는, 물리 강도를 올리기 위해 하드 코트층이나, 투습도를 내리기 위해 저투습층이 적층되어 있어도 상관없다. 터치 패널로서는, 저항막 방식, 정전 용량 방식, 광학 방식, 초음파 방식 등의 각종 터치 패널이나, 터치 센서 기능을 구비하는 유리판이나 투명 수지판 등이 이용된다. 투명 부재로서 정전 용량 방식의 터치 패널이 이용되는 경우, 터치 패널보다 더욱 시인측에, 유리 또는 투명 수지판로 이루어진 투명판이 마련되는 것이 바람직하다.
<편광판과 투명 부재의 접합>
편광판과 투명 부재의 접합에는, 점착제 또는 활성 에너지선 경화형 접착제가 적합하게 이용된다. 점착제가 이용되는 경우, 점착제의 부설은 적절한 방식으로 행할 수 있다. 구체적인 부설 방법으로서는, 예컨대, 전술한 화상 표시 셀과 편광판의 접합에서 이용한 점착제층의 부설 방법을 들 수 있다.
활성 에너지선 경화형 접착제를 이용하는 경우, 경화 전의 접착제 용액의 퍼짐을 방지하는 목적에서, 화상 표시 패널 상의 둘레 가장자리부를 둘러싸도록 댐재가 마련되고, 댐재 상에 투명 부재를 배치하여, 접착제 용액을 주입하는 방법이 적합하게 이용된다. 접착제 용액의 주입 후는, 필요에 따라 위치 맞춤 및 탈포가 행해진 후, 활성 에너지선이 조사되어 경화가 행해진다.
실시예
이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 시약, 물질량과 그 비율, 조작 등은 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한 적절하게 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되어 제한되는 것이 아니다.
(1) 편광 소자의 두께의 측정:
가부시키가이샤 니콘 제조의 디지털 마이크로미터 "MH-15M"을 이용하여 측정하였다.
(2) 편광판의 시감도 보정 편광도, 시감도 보정 단체 투과율, 색상의 측정:
적분구를 갖는 분광 광도계〔니혼 분코 가부시키가이샤 제조의 「V7100」, 2도 시야; C 광원〕를 이용하여 측정하였다.
(3) 붕소 함유율의 측정:
편광 소자 0.2 g을 1.9 질량%의 만니톨 수용액 200 g에 용해시켰다. 계속해서, 얻어진 수용액을 1 몰/L의 수산화나트륨 수용액으로 적정하고, 중화에 요한 수산화나트륨 수용액의 양과 검량선의 비교에 의해, 편광 소자의 붕소 함유율을 산출하였다.
(4) 아연 이온 함유율의 측정:
정밀 칭량한 편광 소자에 질산을 더하고, 마일스톤 제네럴 제조 마이크로파 시료 전처리 장치(ETHOS D)로 산분해하여 얻어진 용액을 측정액으로 하였다. 아연 이온 함유율은, 애질런트 테크놀로지 제조 ICP 발광 분광 분석 장치(5110 ICP-OES)로 측정액의 아연 농도를 정량하고, 편광 소자 질량에 대한 아연 질량으로 산출하였다.
(5) PVA계 수지 필름의 붕소 흡착률의 측정:
한 변이 100 ㎜인 정사각형으로 재단한 PVA계 수지 필름을, 30℃의 순수에 60초간 침지하고, 그 후, 붕산 5부를 포함하는 60℃의 수용액에 120초 침지시켰다. 붕산 수용액으로부터 추출한 PVA계 수지 필름을 80℃ 오븐에서 11분간 건조하였다. 23℃ 55%% RH의 환경에서 24시간 조습(調濕)하여, 붕소 함유 PVA 필름을 얻었다. 이렇게 하여 얻어진 붕소 함유 PVA계 수지 필름 0.2 g을, 1.9 질량%의 만니톨 수용액 200 g에 용해시켰다. 계속해서, 얻어진 수용액을 1 몰/L의 수산화나트륨 수용액으로 적정하고, 중화에 요한 수산화나트륨 수용액의 양과 검량선의 비교에 의해, PVA계 수지 필름의 붕소 함유율을 산출하였다. 이렇게 하여 얻어진 PVA계 수지 필름의 붕소 함유율을, PVA계 수지 필름의 붕소 흡착률로서 이용하였다.
(편광 소자 1의 제작)
붕소 흡착률이 5.71 질량%인 두께 30 ㎛의 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 21.5℃의 순수에 79초 침지한 후(팽윤 처리), 요오드화칼륨/붕산/물의 질량비가 2/2/100이고, 요오드를 1.0 mM 포함하는, 23℃의 수용액에 151초 침지하였다(염색 공정). 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 질량비가 2.5/4/100인, 68.5℃의 수용액에 76초 침지하였다(제1 가교 공정). 계속해서, 요오드화칼륨/붕산/염화아연/물의 질량비가 3/5.5/0.6/100인, 45℃의 수용액에 11초 침지하였다(제2 가교 공정, 금속 이온 처리 공정). 그 후, 세정욕에 침지시켜 세정하고(세정 공정), 38℃에서 건조하여(건조 공정), 폴리비닐알코올에 요오드가 흡착 배향된 두께 12 ㎛의 편광 소자를 얻었다. 연신은, 주로, 염색 공정 및 제1 가교 공정의 공정에서 행하고, 토탈 연신 배율은 5.85배였다. 얻어진 편광 소자의 아연 이온 함유율은 0.17 질량%, 붕소 함유율은 4.62 질량%였다.
(접착제용의 PVA 용액의 조제)
아세토아세틸기를 함유하는 변성 PVA계 수지(미쓰비시 케미컬 가부시키가이샤 제조: 고세넥스 Z-410) 50 g을 950 g의 순수에 용해하고, 90℃에서 2시간 가열 후, 상온으로 냉각하여, 접착제용의 PVA 용액을 얻었다(준비 공정).
(편광판용의 접착제 1의 조제)
준비 공정에서 얻은 PVA 용액에 요소와 순수를 첨가하여 교반하고(제1 첨가 공정), 요소의 첨가로부터 96시간 후에, 시판의 글리옥살 용액(글리옥살 농도 40 질량%)과 순수를 첨가하고 교반하여 접착제 1을 얻었다(제2 첨가 공정). 접착제 1의 조성은 표 1에 나타내는 바와 같이 하였다.
(편광판용의 접착제 2의 조제)
준비 공정에서 얻은 PVA 용액(PVA 농도 3.0 질량%)에 요소와 말레산과 순수를 첨가하여 교반하고(제1 첨가 공정), 요소의 첨가로부터 96시간 후에, 시판의 글리옥살 용액(글리옥살 농도 40 질량%)과 순수를 첨가하고 교반하여 접착제 2를 얻었다(제2 첨가 공정). 접착제 2의 조성은 표 1에 나타내는 바와 같이 하였다.
(셀룰로오스아실레이트 필름의 비누화)
시판의 셀룰로오스아실레이트 필름 TJ40UL(후지 필름 가부시키가이샤 제조: 막 두께 40 ㎛)을, 55℃로 유지한 1.5 ㏖/L의 NaOH 수용액(비누화액)에 2분간 침지하여, 필름을 수세하였다. 그 후, 필름을 25℃의 0.05 ㏖/L의 황산 수용액에 30초 침지하고, 또한 수세욕을 30초 유수 하에 통과시켜, 필름을 중성의 상태로 하였다. 그리고, 에어 나이프에 의한 물기 제거를 3회 반복하였다. 물기를 없앤 후, 필름을 70℃의 건조 존에 15초간 체류시켜 건조하여, 비누화 처리한 필름을 제작하였다.
(편광판 1a, 1b, 1c의 제작)
상기에서 조제하고, 그 후 소정의 시간 보관한 접착제 1을 통해, 편광 소자 1의 양면에 비누화 처리한 셀룰로오스아실레이트 필름을, 롤 접합기를 이용하여 접합하였다. 접합 후에, 80℃에서 5분간 건조하여, 편광판 1a, 1b, 1c를 각각 얻었다. 경과 시간(T1)은, 접착제 1의 조제 시에 글리옥살를 첨가하고 나서, 롤 접합기로부터 건조 전의 편광판 1a, 1b, 1c가 추출되기까지의 시간이다. 경과 시간(T1)이, 표 2에 기재된 시간이 되도록 접착제 1을 보관하여 이용하였다.
(편광판 2a, 2b, 2c의 제작)
상기에서 조제하고, 그 후 소정의 시간 보관한 접착제 2를 통해, 편광 소자 1의 양면에 비누화 처리한 셀룰로오스아실레이트 필름을, 롤 접합기를 이용하여 접합하였다. 접합 후에, 80℃에서 5분간 건조하여, 편광판 2a, 2b, 2c를 각각 얻었다. 경과 시간(T2)은, 접착제 2의 조제 시에 글리옥살을 첨가하고 나서, 롤 접합기로부터 건조 전의 편광판 2a, 2b, 2c가 추출되기까지의 시간이다. 경과 시간(T2)이, 표 3에 기재된 시간이 되도록 접착제 1을 보관하여 이용하였다.
(편광판(편광 소자)의 함수율의 조정)
상기에서 얻어진 편광판 1a, 1b, 1c, 2a, 2b, 2c를 온도 20℃에서, 상대 습도 30%, 35%, 40%, 45%, 50% 또는 55%의 조건으로, 72시간 보관하였다. 보관 66시간, 69시간 및 72시간에서 칼피셔법을 이용하여, 함수율을 측정하였다. 어느 습도 조건에서도, 보관 66시간, 69시간, 72시간에서 함수율의 값이 변하지 않았다. 따라서, 각 편광판의 함수율은, 본 실험예에서 이용되는 72시간의 보관 환경의 평형 함수율과 동일하게 되어 있다고 간주할 수 있다. 편광판의 함수율이, 어떤 보관 환경에서 평형에 달하였을 때는, 편광판 중의 편광 소자의 함수율도 마찬가지로, 그 보관 환경에서 평형에 달하였다고 간주할 수 있다. 또한, 편광판 중의 편광 소자의 함수율이, 어떤 보관 환경에서 평형에 달하였을 때는, 편광판의 함수율도 마찬가지로, 그 보관 환경에서 평형에 달하였다고 간주할 수 있다.
(편광판 1a, 1b, 1c, 2a, 2b, 2c의 함수율의 조정)
편광판 1a, 1b, 1c, 2a, 2b, 2c의 함수율이, 온도 20℃ 상대 습도 55%의 환경의 평형 함수율이 되도록, 온도 20℃에서 상대 습도 55%의 조건으로 72시간 보관하여, 편광판 1a, 1b, 1c, 2a, 2b, 2c의 함수율을 조정하였다.
<내수성 평가(온수 침지 시험)>
본 실시예의 내수성 시험은 일본 특허 공개 제2009-025728호 공보 [0060]에 기재된 내수성 시험에 준하여 행하였다.
상기에서 제작한 편광판의 편면에 아크릴계 점착제(린테크 가부시키가이샤 제조, 품번: #7)를 형성하고, 또한 편광판의 흡수축 방향(연신 방향)을 장변으로 하여 50 ㎜×20 ㎜의 크기로 스트립형으로 재단하여, 장변 방향의 치수를 정확하게 측정하였다. 여기서, 평가 샘플은, 편광 소자에 흡착된 요오드에 기인하여, 전체면에 걸쳐 균일하게 특유의 색을 나타내고 있다.
이 샘플의 한쪽의 단변측을, 파지구로 파지하고, 길이 방향의 8할 정도를 60℃의 수조에 침지하여, 4시간 유지하였다. 그 후, 샘플을 수조로부터 추출하여, 수분을 닦아내었다. 온수의 침지에 의해 편광판의 편광 소자는 수축한다. 이 편광 소자의 수축의 정도를 샘플 단변의 중앙에 있어서의, 샘플의 끝(보호 필름의 끝)으로부터 수축한 편광 소자의 끝까지의 거리를 측정함으로써, 이하의 기준으로, 3단계 평가하였다. 결과를 표 2, 표 3에 나타낸다.
샘플의 끝으로부터 편광 소자의 끝까지의 거리가 1 ㎜ 이하인 것: A
샘플의 끝으로부터 편광 소자의 끝까지의 거리가 1 ㎜을 넘으며 3 ㎜ 이하인 것: B
샘플의 끝으로부터 편광 소자의 끝까지의 거리가 3 ㎜보다 큰 것: C
접착제에 제1 화합물(요소) 및 제2 화합물(글리옥살)을 포함하는 편광판은, 경과 시간(T1)이 100시간 이내임으로써 내수성이 우수한 것을 알 수 있었다.
접착제에 제1 화합물(요소), 제2 화합물(글리옥살), 및 제3 화합물(말레산)을 포함하는 편광판은, 경과 시간(T2)이 200시간 이내임으로써 내수성이 우수한 것을 알 수 있었다. 또한, 표 1 및 표 2에 나타내는 결과를 대비하면, 접착제에, 제1 화합물(요소) 및 제2 화합물(글리옥살)에 더하여, 또한 제3 화합물(말레산)을 포함함으로써, 내수성이 우수한 편광판을 제공하기 위해 허용되는 경과 시간을 길게 할 수 있는 것을 알 수 있었다.
Claims (7)
- 폴리비닐알코올계 수지층에 2색성 색소를 흡착 배향시킨 편광 소자와, 상기 편광 소자의 적어도 한쪽의 면에 접착제층을 통해 적층된 투명 보호 필름을 갖는 편광판의 제조 방법으로서,
상기 접착제층을 형성하는 접착제를 조제하는 접착제 조제 공정과,
상기 접착제를 상기 편광 소자 및 상기 투명 보호 필름의 적어도 한쪽의 표면에 도포하여 상기 편광 소자와 상기 투명 보호 필름을 접합하는 접합 공정을 갖고,
상기 접착제 조제 공정은,
폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 수용액 A를 얻는 준비 공정과,
상기 수용액 A에 제1 화합물을 첨가하여 수용액 B를 얻는 제1 첨가 공정과,
상기 수용액 B에 제2 화합물을 첨가하여 접착제를 얻는 제2 첨가 공정을 포함하고,
상기 제1 화합물은, 요소, 요소 유도체, 티오요소, 및 티오요소 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이고, 상기 제2 화합물은 디알데히드이고,
상기 접합 공정은, 상기 수용액 B에 상기 제2 화합물을 첨가하고 나서의 경과 시간이 100시간 이하가 되도록 행하는, 편광판의 제조 방법. - 폴리비닐알코올계 수지층에 2색성 색소를 흡착 배향시킨 편광 소자와, 상기 편광 소자의 적어도 한쪽의 면에 접착제층을 통해 적층된 투명 보호 필름을 갖는 편광판의 제조 방법으로서,
상기 접착제층을 형성하는 접착제를 조제하는 접착제 조제 공정과,
상기 접착제를 상기 편광 소자 및 상기 투명 보호 필름의 적어도 한쪽의 표면에 도포하여 상기 편광 소자와 상기 투명 보호 필름을 접합하는 접합 공정을 갖고,
상기 접착제 조제 공정은,
폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 수용액 A를 얻는 준비 공정과,
상기 수용액 A에 제1 화합물을 첨가하여 수용액 B를 얻는 제1 첨가 공정과,
상기 수용액 B에 제2 화합물을 첨가하여 접착제를 얻는 제2 첨가 공정을 포함하고,
상기 제1 첨가 공정 및 상기 제2 첨가 공정 중 적어도 한쪽에서 제3 화합물도 첨가하고,
상기 제1 화합물은, 요소, 요소 유도체, 티오요소, 및 티오요소 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이고, 상기 제2 화합물은 디알데히드이고, 상기 제3 화합물은 디카르복실산이고,
상기 접합 공정은, 상기 수용액 B에 상기 제2 화합물을 첨가하고 나서의 경과 시간이 200시간 이하가 되도록 행하는, 편광판의 제조 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접착제에 있어서, 상기 제1 화합물의 함유량이 상기 폴리비닐알코올계 수지 100 질량부에 대하여 0.1 질량부 이상 400 질량부 이하인, 편광판의 제조 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착제에 있어서, 상기 제2 화합물의 함유량이 상기 제1 화합물 1 질량부에 대하여 0.03 질량부 이상 20 질량부 이하인, 편광판의 제조 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디알데히드는 글리옥살인, 편광판의 제조 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 접착제에 있어서, 상기 제3 화합물의 함유량이 상기 폴리비닐알코올계 수지 100 질량부에 대하여 0.01 질량부 이상 400 질량부 이하인, 편광판의 제조 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착제층은, 두께가 0.01 ㎛ 이상 7 ㎛ 이하인, 편광판의 제조 방법.
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