KR20240033662A

KR20240033662A - 편광판

Info

Publication number: KR20240033662A
Application number: KR1020230116170A
Authority: KR
Inventors: 겐이치 후쿠다
Original assignee: 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
Priority date: 2022-09-05
Filing date: 2023-09-01
Publication date: 2024-03-12
Also published as: CN117647861A; JP2024036288A

Abstract

본 발명은, 고온 환경 하에서 투과율의 저하를 억제할 수 있는 신규의 편광판을 제공한다.
폴리비닐알코올계 수지층에 이색성 색소를 흡착 배향시켜 이루어지는 편광 소자와, 투명 보호 필름을 갖는 편광판으로서, 상기 편광 소자는 광각 X선 산란법에 의해 측정되는 폴리비닐알코올 결정에 유래하는 피크의 반값폭이 4.80 ㎚^-1이상이며, 상기 편광 소자는 칼륨 이온과, 칼륨 이온 이외의 금속 이온을 포함하고, 상기 편광 소자는 상기 칼륨 이온 이외의 금속 이온의 함유율이 0.05 질량% 이상이며, 상기 편광 소자와 상기 투명 보호 필름은 폴리비닐알코올계 수지와 시클로덱스트린류를 함유하는 수계 접착제로 형성되는 접착제층에 의해서 접합되어 있는, 편광판.

Description

편광판{POLARIZING PLATE}

본 발명은 편광판에 관한 것이다.

액정 표시 장치(LCD)는, 액정 텔레비전뿐만 아니라, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화 등의 모바일, 카 내비게이션 등의 차량 탑재 용도 등으로 널리 이용되고 있다. 통상, 액정 표시 장치는, 액정 셀의 양측에 점착제로 편광판을 접합한 액정 패널 부재를 가지며, 백라이트 부재로부터의 빛을 액정 패널 부재로 제어함으로써 표시가 행해지고 있다. 또, 유기 EL 표시 장치도 최근, 액정 표시 장치와 마찬가지로 텔레비전, 휴대 전화 등의 모바일, 카 내비게이션 등의 차량 탑재 용도로 널리 이용되어 오고 있다. 유기 EL 표시 장치에서는, 외광이 금속 전극(음극)에서 반사되어 경면처럼 시인되는 것을 억지하기 위해, 화상 표시 패널의 시인측 표면에 원편광판(편광 소자와 λ/4판을 포함하는 적층체)이 배치되는 경우가 있다.

편광판은 상기와 같이, 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치의 부재로서, 차에 탑재될 기회가 늘어나고 있다. 차량 탑재용의 화상 표시 장치에 이용되는 편광판은, 그 이외의 텔레비전이나 휴대 전화 등의 모바일 용도에 비교하여 고온 환경 하에 노출되는 일이 많아, 보다 고온에서의 특성 변화가 작을 것(고온 내구성)이 요구된다.

이러한 고온 내구성이 높은 편광 소자의 제조 방법으로서, 예컨대 특허 문헌 1∼2에서는, 아연, 구리, 알루미늄 등을 포함하는 금속염 등의 성분을 처리욕에 첨가함으로써, 편광 소자에 이들 성분을 함유시켜 편광 소자의 내구성을 향상시키는 것이 개시되어 있다. 또한, 특허 문헌 3∼4에서는, 유기 티탄 화합물 등의 성분을 처리욕에 첨가하는, 편광 소자의 제조 방법이 개시되어 있다.

한편, 외표면으로부터 충격에 의한 화상 표시 패널의 파손 방지 등을 목적으로 하여, 화상 표시 패널보다 시인측에 투명 수지판이나 유리판 등의 전면판(「윈도우층」이라고도 칭해짐)을 설치하는 구성이 증가하고 있다. 터치 패널을 구비하는 화상 표시 장치에서는, 화상 표시 패널보다도 시인측에 터치 패널이 설치되고, 터치 패널보다도 더 시인측에 전면판을 구비하는 구성이 널리 채용되고 있다.

이러한 구성에 있어서, 화상 표시 패널과 전면판이나 터치 패널 등의 투명 부재와의 사이에 공기층이 존재하면, 공기층 계면에서의 빛의 반사에 의한 외광의 비침이 생겨, 화면의 시인성이 저하되는 경향이 있다. 그 때문에, 화상 표시 패널의 시인측 표면에 배치되는 편광판과 투명 부재와의 사이의 공간을, 공기층 이외의 층으로 통상은 고체층(이하, 「층간 충전제」라고 칭하는 경우가 있음)으로 충전하는 구성(이하, 「층간 충전 구성」이라고 칭하는 경우가 있음)을 채용하는 움직임이 확산되고 있다. 층간 충전제는 바람직하게는 편광판 또는 투명 부재와 굴절률이 비슷한 재료이다. 층간 충전제로서는, 계면에서의 반사에 의한 시인성의 저하를 억지함과 함께 각 부재 사이를 접착 고정할 목적으로 점착제나 UV 경화형 접착제가 이용된다 (예컨대 특허 문헌 5 참조).

층간 충전 구성은 옥외에서 사용되는 일이 많은 휴대 전화 등의 모바일 용도에서의 채용이 확산되고 있다. 또한, 최근의 시인성에 대한 요구의 높아짐으로부터 카 내비게이션 장치 등의 차량 탑재 용도에 있어서도, 화상 표시 패널 표면에 전면 투명판을 배치하고, 패널과 전면 투명판 사이를 점착제층 등으로 충전한 층간 충전 구성의 채용이 검토되고 있다.

그러나, 이러한 구성을 채용하는 경우, 고온 환경 하에서 편광판의 투과율이 현저히 저하되는 것이 보고되고 있다. 특허 문헌 6에서는 그 문제의 해결책으로서, 편광판의 단위 면적당의 수분량을 소정량 이하로 하고, 또한 편광 소자에 인접하는 투명 보호 필름의 포화 흡수량을 소정량 이하로 함으로써 투과율의 저하를 억제하는 방법을 제안하고 있다.

[특허 문헌 1] 국제 공개 제2016/117659호 [특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제2006-047978호 공보 [특허 문헌 3] 일본 특허 공개 제2008-46257호 공보 [특허 문헌 4] 일본 특허 공개 평성 제6-172554호 공보 [특허 문헌 5] 일본 특허 공개 평성 제11-174417호 공보 [특허 문헌 6] 일본 특허 공개 제2014-102353호 공보

그러나, 지금까지의 편광판에서는 고온 환경 하에서의 투과율 저하의 억제 효과는 충분하지 않았다. 본 발명은 고온 환경 하에 있어서 투과율의 저하를 억제할 수 있는 신규의 편광판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 이하의 편광판을 제공한다.

[1] 폴리비닐알코올계 수지층에 이색성 색소를 흡착 배향시켜 이루어지는 편광 소자와, 투명 보호 필름을 갖는 편광판으로서,

상기 편광 소자는 광각 X선 산란법에 의해 측정되는 폴리비닐알코올 결정에 유래하는 피크의 반값폭이 4.80 ㎚^-1 이상이며,

상기 편광 소자는 칼륨 이온과, 칼륨 이온 이외의 금속 이온을 포함하고,

상기 편광 소자는 상기 칼륨 이온 이외의 금속 이온의 함유율이 0.05 질량% 이상이며,

상기 편광 소자와 상기 투명 보호 필름은 폴리비닐알코올계 수지와 시클로덱스트린류를 함유하는 수계 접착제로 형성되는 접착제층에 의해서 접합되어 있는, 편광판.

[2] 상기 금속 이온은 코발트, 니켈, 아연, 크롬, 알루미늄, 구리, 망간, 및 철의 이온으로 이루어지는 군 중에서 적어도 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는, [1]에 기재된 편광판.

[3] 상기 편광 소자는 붕소의 함유율이 2.4 질량% 이상 8.0 질량% 이하인, [1] 또는 [2]에 기재된 편광판.

[4] 상기 수계 접착제에 있어서, 상기 시클로덱스트린류의 함유량이 상기 폴리비닐알코올계 수지 100 질량부에 대하여 1 질량부 이상 50 질량부 이하인, [1]∼[3]에 기재된 편광판.

[5] 상기 시클로덱스트린류는 α-시클로덱스트린, β-시클로덱스트린 및 γ-시클로덱스트린으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인, [1]∼[4]에 기재된 편광판.

[6] 상기 수계 접착제는 메탄올의 농도가 10 질량% 이상 70 질량% 이하인, [1]∼[5]에 기재된 편광판.

[7] 상기 접착제층은 두께가 0.01 ㎛ 이상 7 ㎛ 이하인, [1]∼[6]에 기재된 편광판.

[8] 상기 편광 소자의 함수율은 온도 20℃ 상대습도 30%의 평형 함수율 이상, 또한 온도 20℃ 상대습도 50%의 평형 함수율 이하인, [1]∼[7]에 기재된 편광판.

[9] 상기 편광판의 함수율은 온도 20℃ 상대습도 30%의 평형 함수율 이상, 또한 온도 20℃ 상대습도 50%의 평형 함수율 이하인, [1]∼[7]에 기재된 편광판.

본 발명에 의해 고온 내구성이 우수한 편광판을 제공하는 것이 가능해진다.

이하, 본 발명의 실시형태를 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

[편광판]

본 발명의 실시형태에 따른 편광판은, 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 층에 이색성 색소를 흡착 배향시켜 이루어지는 편광 소자와, 투명 보호 필름을 갖는다. 또, 상기 편광 소자는, 광각 X선 산란법에 의해 측정되는 폴리비닐알코올 결정에 유래하는 피크의 반값폭이 4.80 ㎚^-1 이상이다. 또한, 상기 편광 소자는 칼륨 이온(이하, 「 제1 금속 이온」이라고 칭하는 경우가 있음)과, 칼륨 이온 이외의 금속 이온(이하, 「제2 금속 이온」이라고 칭하는 경우가 있음)을 포함하고, 제2 금속 이온의 함유율이 0.05 질량% 이상이다. 또한, 상기 편광 소자와 상기 투명 보호 필름은 폴리비닐알코올계 수지와 시클로덱스트린류를 함유하는 수계 접착제로 형성되는 접착제층에 의해서 접합되고 있다.

본 실시형태의 편광판은 편광 소자의 광각 X선 산란법에 의해 측정되는 폴리비닐알코올 결정 유래 피크의 반값폭, 또한 편광 소자 중의 제2 금속 이온의 함유율이 상기의 범위 내인 것에 의해, 고온 환경 하에 장시간 노출된 경우라도 투과율의 저하를 억제할 수 있다. 본 실시형태의 편광판은 상기 편광 소자와 상기 투명 보호 필름이 상기 접착제층에 의해서 접합되어 있음으로써 고온 환경 하에 장시간 노출된 경우라도 투과율의 저하를 더욱 억제할 수 있다.

본 실시형태에 따른 편광판은, 하기의 (a) 및 (b)의 적어도 한쪽의 특징을 갖는 것이 바람직하다.

(a) 편광 소자의 함수율이 온도 20℃ 상대습도 30%의 평형 함수율 이상, 또한 온도 20℃ 상대습도 50%의 평형 함수율 이하이다.

(b) 편광판의 함수율이 온도 20℃ 상대습도 30%의 평형 함수율 이상, 또한 온도 20℃ 상대습도 50%의 평형 함수율 이하이다.

고온 내구성이 우수한 종래의 편광판으로서, 예컨대 편광판 단독으로는 온도 95℃의 환경 하에 1000시간 방치해도 투과율의 저하가 억제된 편광판이 알려져 있다. 그러나 이러한 편광판이라도 층간 충전 구성에 이용한 경우, 온도 105℃의 환경 하에 240시간 방치하면 편광판 면내 중앙부에 투과율 및 편광도의 현저한 저하가 보이는 일이 있다. 고온 환경 하에서의 편광판의 투과율 및 편광도의 현저한 저하는, 편광판의 한쪽의 면이 화상 표시 셀과 접합되고, 다른 쪽의 면이 터치 패널이나 전면판 등의 투명 부재와 접합되어 있는 층간 충전 구성을 채용하는 화상 표시 장치가 고온 환경에 노출된 경우에 특히 발생하기 쉬운 문제라고 생각된다.

층간 충전 구성으로 투과율이 현저히 저하된 편광판은, 라만 분광 측정으로 1100 ㎝^-1 부근(=C-C= 결합에 유래) 및 1500 ㎝^-1 부근(-C=C- 결합에 유래)에 피크를 갖고 있으므로, 폴리엔 구조(-C=C)_n-를 형성하고 있다고 생각된다. 폴리엔 구조는 편광 소자를 구성하는 폴리비닐알코올이 탈수에 의해 폴리엔화되어 생긴 것으로 추정된다(특허 문헌 6, 단락 [0012]).

본 실시형태에 따른 편광판은 고온 내구성을 보다 향상시킬 수 있다. 본 실시형태에 따른 편광판은 층간 충전 구성의 화상 표시 장치에 내장되어, 예컨대 온도 105℃의 고온 환경 하에 노출되어도 투과율 및 편광도의 저하를 억제할 수 있다.

<편광 소자>

PVA계 수지를 포함하는 층(본 명세서에 있어서, 「PVA계 수지층」이라고도 칭함)에 이색성 색소를 흡착 배향시켜 이루어지는 편광 소자로서는, 주지의 편광 소자를 이용할 수 있다. 이러한 편광 소자로서는, PVA계 수지 필름을 이용하고 이 PVA계 수지 필름을 이색성 색소로 염색하여 일축 연신함으로써 형성한 것이나, PVA계 수지를 포함하는 도포액을 기재 필름 상에 도포하여 얻어진 적층 필름을 이용하고 이 적층 필름의 도포층인 PVA계 수지층을 이색성 색소로 염색하여 적층 필름을 일축 연신함으로써 형성한 것을 들 수 있다.

편광 소자는, 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화하여 얻어지는 PVA계 수지로 형성된다. 폴리아세트산비닐계 수지로서는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 외에 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체를 들 수 있다. 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예컨대 불포화카르복실산류, 에틸렌 등의 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화술폰산류 등을 들 수 있다.

본 발명에서는, 붕소 흡착률이 5.70 질량% 이상인 PVA계 수지로부터 PVA계 수지층을 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 염색이나 연신을 실시하기 전의 원료의 단계에서의 PVA계 수지의 붕소 흡착률이 5.70 질량% 이상인 것이 바람직하다. 이러한 PVA계 수지를 이용함으로써 예컨대 온도 115℃의 고온 환경 하에 노출되었을 때라도 편광도가 저하되기 어려워진다. 또, PVA계 수지의 붕소 흡착률은 10 질량% 이하인 것이 바람직하다. 이러한 PVA계 수지를 이용하여 편광 소자를 제작함으로써, 붕산 처리조 중의 붕산 농도를 고농도로 하지 않고, 또 붕산 처리에 의한 처리 시간도 단축할 수도 있어, 원하는 편광 소자가 얻어지기 쉬워지고, 편광 소자의 생산성도 높일 수 있다. PVA계 수지의 붕소 흡착률을 10 질량% 이하로 하면, PVA계 수지층으로 붕소가 적당량 내장되어 편광 소자의 수축력을 작게 하기 쉽다. 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 비교하여 분자쇄끼리의 간격이 넓고, PVA계 수지의 결정이 적다고 생각된다. 그 때문에, PVA계 수지층 중으로 붕소, 제1 금속 이온, 제2 금속 이온이 들어가기 쉬워지고, 고온 환경 하에서 편광도가 저하되기 어려워진다고 추측된다.

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 침지시켜 건조시키는 처리를 들 수 있다. 산성 용액 처리로서는, 예컨대, 10 질량%∼20 질량%의 농도의 붕산 수용액에 1초∼90초 침지시켜 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 안에서 행할 수 있다.

PVA계 수지의 비누화도는, 바람직하게는 약 85 몰% 이상, 보다 바람직하게는 약 90 몰% 이상, 더욱 바람직하게는 약 99 몰%∼100 몰%이다. PVA계 수지의 중합도로서는, 1000∼10000, 바람직하게는 1500∼5000이다. 이 PVA계 수지는 변성되어 있어도 좋고, 예컨대 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈, 폴리비닐부티랄 등이라도 좋다.

본 실시형태의 편광 소자의 두께는 5∼50 ㎛인 것이 바람직하고, 8∼28 ㎛인 것이 보다 바람직하고, 12∼22 ㎛인 것이 더욱 바람직하고, 12∼20 ㎛인 것이 보다 더 바람직하고, 12∼15 ㎛인 것이 가장 바람직하다. 편광 소자의 두께가 5 ㎛ 이상인 것에 의해 원하는 광학 특성을 달성하는 구성으로 하는 것이 용이해진다.

본 발명의 실시형태에 따른 편광 소자는, 광각 X선 산란법에 의해 측정되는 폴리비닐알코올 결정에 유래하는 피크의 반값폭이 4.80 ㎚^-1 이상이며, 바람직하게는 4.82 ㎚^-1이상이며, 보다 바람직하게는 4.87 ㎚^-1 이상이다. 이러한 편광 소자는, 붕산에 의한 가교 반응의 진행에 의해 폴리비닐알코올의 결정 사이즈가 작고, 결과로서 비정질부의 비율이 커진다. 이 때문에, 붕소나 후술하는 제2 금속 이온의 함유량을 효율적으로 많게 할 수 있다. 광각 X선 산란법에 의해 측정되는 폴리비닐알코올 결정에 유래하는 피크의 반값폭은, 예컨대 5.0 ㎚^-1 이하일 수 있다. 이러한 편광 소자는 배향도가 높기 때문에, 광학 특성이 우수할 수 있다. 또한, 광각 X선 산란법에 의해 측정되는 폴리비닐알코올 결정에 유래하는 피크의 반값폭은, 후술하는 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다. 광각 X선 산란법에 의해 측정되는 폴리비닐알코올 결정에 유래하는 피크의 반값폭은, 연신욕의 온도, 연신 배율, 가교욕의 붕산 농도, 원료로서 이용하는 PVA계 수지의 비누화도 등에 의해 적절하게 조정할 수 있다.

편광 소자에 있어서의 제2 금속 이온의 함유율은, 바람직하게는 0.05 질량% 이상 10.0 질량% 이하이며, 보다 바람직하게는 0.05 질량% 이상 8.0 질량% 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.1 질량% 이상 6.0 질량% 이하이다. 제2 금속 이온의 함유율이 10.0 질량%을 넘는 경우에는, 고온 고습 환경에서 편광도가 저하되는 경우가 있다. 또, 제2 금속 이온의 함유율이 0.05 질량% 미만인 경우에는, 고온 환경에서의 내구성의 향상 효과가 충분하지가 않은 경우가 있다. 또, 편광 소자에 있어서의 제2 금속 이온의 함유율은, 예를 들면 고주파 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma:ICP) 발광 분광 분석법에 의해, 편광 소자의 질량에 대한 금속 원소의 질량 분률(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 한정되지 않고, 바람직하게는 알칼리 금속 이외의 금속의 이온이며, 특히 색조 조정이나 내구성 부여의 점에서 코발트, 니켈, 아연, 크롬, 구리, 망간, 철 등의 천이 금속; 알루미늄 등 금속 이온의 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. 또, 붕소의 함유율은 8.0 질량% 이하인 것이 바람직하다. 편광 소자의 붕소 함유율이 2.4 질량% 이상 8.0 질량 이하이면, 고온 환경 하에 노출된 경우라도 편광도의 저하가 억제되기 쉽다. 편광 소자의 붕소의 함유율은, 보다 바람직하게는 3.9 질량% 이상 8.0 질량% 이하, 더욱 바람직하게는 4.2 질량% 이상 7.0 질량% 이하, 특히 바람직하게는 4.4 질량% 이상 6.0 질량% 이하이다. 편광 소자의 붕소 함유율이 8.0 질량%를 넘는 경우에는, 편광 소자의 수축력이 커지고, 화상 표시 장치에 내장했을 때에 접합되는 전면판 등의 다른 부재와의 사이에서 박리가 생기는 등의 문제점이 생기는 일이 있다. 또, 붕소의 함유율이 2.4 질량% 미만인 경우에는, 원하는 광학 특성을 달성할 수 없는 일이 있다. 또한, 편광 소자에 있어서의 붕소의 함유율은, 예를 들면 고주파 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma:ICP) 발광 분광 분석법에 의해, 편광 소자의 질량에 대한 붕소의 질량 분률(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 소자에 있어서의 칼륨 이온의 함유율은, 고온 환경 하에서의 편광도의 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 하에서의 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 마찬가지의 방법으로 측정할 수 있고, 여기서 말하는 칼륨 이온의 함유율은 칼륨 원자로서의 값이다.

상세한 메카니즘은 불명확하지만, 종래의 편광 소자보다도 붕소의 함유량이 많고, 칼륨 이온의 함유량이 적기 때문에, 붕산 가교에 의해 편광 소자 중의 폴리비닐알코올의 수산기가 보호(안정화)되고 있는 것, 또, 적적량인 칼륨 이온의 함유율에 따라서 편광 소자 중에서 쌍이온이 되는 요오드 이온이 안정화되고 있는 것으로 추정된다.

편광 소자는 바람직하게는 시클로덱스트린류를 포함한다. 본 실시형태에 있어서, 편광 소자와 투명 보호 필름이 폴리비닐알코올계 수지와 시클로덱스트린류를 함유하는 수계 접착제로 형성되는 접착제층에 의해서 접합되어 있는 것으로부터, 시클로덱스트린류의 일부는 접착제층으로부터 이행하여 편광 소자에 포함되어 있다고 추측된다. 편광 소자 중의 시클로덱스트린류는, 편광 소자의 제조 과정에서 첨가된 것을 포함하고 있어도 좋다. 시클로덱스트린류를 포함하는 편광 소자를 구비함으로써 편광판을 고온 환경 하에 노출시켜도 투과율이 저하되기 어려워진다. 이러한 효과를 발휘하는 것은, 편광 소자에 포함되는 시클로덱스트린류에 의해 PVA계 수지의 폴리엔화가 억제되기 때문이라고 추정된다.

편광 소자에 시클로덱스트린류를 함유시키는 방법으로서는, 시클로덱스트린류를 함유하는 처리 용매에 PVA계 수지층을 침지하는 방법, 또는 처리 용매를 PVA계 수지층에 분무, 유하 혹은 적하하는 방법을 들 수 있다. 이 중에서도, 시클로덱스트린류를 함유하는 처리 용매에 PVA계 수지층을 침지시키는 방법이 바람직하게 이용된다.

시클로덱스트린류를 포함하는 처리 용매에 PVA계 수지층을 침지시키는 공정은, 후술의 편광 소자의 제조 방법에서의 팽윤, 연신, 염색, 가교, 세정 등의 공정과 동시에 행해도 좋고, 이들 공정과는 별도로 마련해도 좋다. PVA계 수지층에 시클로덱스트린류를 함유시키는 공정은, PVA계 수지층을 요오드로 염색한 후에 행하는 것이 바람직하고, 염색 후의 가교 공정과 동시에 행하는 것이 보다 바람직하다. 이러한 방법에 따르면, 색상 변화가 작아 편광 소자의 광학 특성에 미치는 영향을 작게 할 수 있다.

편광 소자에 시클로덱스트린류를 함유시키기 위해서, 편광 소자의 제조 시에 있어서의 첨가와 접착제에의 첨가 양쪽 모두를 행해도 좋다.

(시클로덱스트린류)

시클로덱스트린은 글루코스가 α-1, 4결합으로 환상(環狀)으로 결합한 비환원성 환상 올리고당이다. 시클로덱스트린류를 구성하는 글루코스 갯수가 많을수록 분자내 공동부의 내직경이 커진다. 본 발명에서 이용되는 시클로덱스트린류로서는, 구성하는 글루코스 갯수가 6개 이상인 것이 바람직하고, 예컨대 구성하는 글루코스의 갯수가 각각 6, 7, 8, 9개인 α, β, γ, δ-시클로덱스트린을 들 수 있다. 시클로덱스트린류로서는, α, β, γ, δ-시클로덱스트린에, 글루코스 및 말토스 등의 올리고당을 분기 당사슬에 갖는 분기 시클로덱스트린이 포함된다. 시클로덱스트린류로서, 상기 시클로덱스트린 또는 분기시클로덱스트린의 수소 원자가, 메틸기 등의 알킬기; 2-히드록시에틸기, 2-히드록시프로필기, 2,3-디히드록시프로필기, 2-히드록시부틸기 등의 히드록시알킬기 등에 치환된 시클로덱스트린 유도체 등이 포함된다. 시클로덱스트린류는 1종을 단독을 또는 2종 이상을 조합시켜 이용할 수 있다.

편광판의 시감도 보정 단체 투과율은, 바람직하게는 38.8%∼44.8%, 보다 바람직하게는 40.4%∼43.2% 이며, 더욱 바람직하게는 40.7%∼43.0% 이다. 시감도 보정 단체 투과율이 44.8%를 넘으면 고온 환경 하에서 적변하는 등 광학 특성의 열화가 커지는 경우가 있고, 시감도 보정 단체 투과율이 38.8% 미만에서는 고온 환경 하에서 광학 특성의 열화가 커지는 경우가 있다.

시감도 보정 단체 투과율은 JIS Z8701-1982에 규정되어 있는 2도 시야(C 광원)에 의해, 시감도 보정을 행한 Y값을 측정함으로써 구할 수 있다. 시감도 보정 단체 투과율은, 예컨대, 니혼분코(주) 제조의 분광 광도계(형식 번호: V7100) 등으로 간편하게 측정할 수 있다.

(특징 (a))

특징 (a)를 갖는 경우, 편광 소자의 함수율은, 온도 20℃ 상대습도 30%의 평형 함수율 이상, 또한 온도 20℃ 상대습도 50%의 평형 함수율 이하이다. 편광 소자의 함수율은, 바람직하게는 온도 20℃ 상대습도 45%의 평형 함수율 이하이며, 보다 바람직하게는 온도 20℃ 상대습도 42%의 평형 함수율 이하이며, 더욱 바람직하게는, 온도 20℃ 상대습도 38%의 평형 함수율 이하이다. 편광 소자의 함수율이 온도 20℃ 상대습도 30%의 평형 함수율을 하회하면, 편광 소자의 핸들링성이 저하되어 균열되기 쉬워진다. 편광 소자의 함수율이 온도 20℃ 상대습도 50%의 평형 함수율을 상회하면, 편광 소자의 투과율이 저하되기 쉬워진다. 편광 소자의 함수율이 높으면, PVA계 수지의 폴리엔화가 진행되기 쉬워지기 때문으로 추정된다. 편광 소자의 함수율은 편광판 중에서의 편광 소자의 함수율이다.

편광 소자의 함수율이 온도 20℃ 상대습도 30%의 평형 함수율 이상, 또한 온도 20℃ 상대습도 50%의 평형 함수율 이하의 범위 내인지를 확인하는 방법으로서, 상기 온도와 상기 상대습도의 범위로 조정된 환경에서 편광 소자를 보관하고, 일정 시간 질량의 변화가 없던 경우에는 환경과 평형에 이르렀다고 간주하는 방법, 또는 상기 온도와 상기 상대습도의 범위로 조정된 환경의 편광 소자의 평형 함수율을 미리 계산하여, 편광 소자의 함수율과 미리 계산한 평형 함수율을 대비함으로써 확인하는 방법을 예로 들 수 있다.

함수율이 온도 20℃ 상대습도 30%의 평형 함수율 이상, 또한 온도 20℃ 상대습도 50%의 평형 함수율 이하인 편광 소자를 제조하는 방법으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 상기 온도와 상기 상대습도의 범위로 조정된 환경에 편광 소자를 10분 이상 3시간 이하 보관하는 방법, 또는 30℃ 이상 90℃ 이하에서 가열 처리하는 방법을 들 수 있다.

상기 함수율인 편광 소자를 제조하는 별도의 바람직한 방법으로서는, 편광 소자의 적어도 편면에 보호 필름을 적층한 편광판을, 상기 온도와 상기 상대습도의 범위로 조정된 환경에, 10분 이상 120시간 이하 보관하는 방법, 또는 30℃ 이상 90℃ 이하로 가열 처리하는 방법을 들 수 있다. 층간 충전 구성을 채용하는 화상 표시 장치의 제작시에 있어서, 편광판을 화상 표시 장치에 내장하고, 상기 온도와 상기 상대습도의 범위로 조정된 환경에 편광판을 내장한 화상 표시 장치를 10분 이상 3시간 이하 보관 또는 30℃ 이상 90℃ 이하로 가열한 후에 전면판을 접합해도 좋다.

편광 소자의 함수율은, 편광 소자 단독 또는 편광 소자와 보호 필름과의 적층체로서 편광판을 구성하기 위해서 이용되는 재료 단계에서 함수율이 상기 수치 범위가 되도록 조정되어 있는 것이 바람직하다. 편광판을 구성한 후에 함수율을 조정한 경우에는, 컬이 지나치게 커져, 화상 표시 셀에 접합할 때에 문제가 생기기 쉬워지는 일이 있다. 편광판을 구성하기 전의 재료 단계에서 상기 함수율이 되도록 조정되어 있는 편광 소자를 이용하여 편광판을 구성함으로써, 함수율이 상기 수치 범위를 만족하는 편광 소자를 구비하는 편광판을 용이하게 구성할 수 있다. 편광판을 화상 표시 셀에 접합한 상태로, 편광판 내에 있어서의 편광 소자의 함수율이 상기 수치 범위가 되도록 조정해도 좋다. 이 경우, 편광판은, 화상 표시 셀에 접합되어 있기 때문에 컬이 생기기 어렵다.

(특징 (b))

특징 (b)를 갖는 경우, 편광판의 함수율은 온도 20℃ 상대습도 30%의 평형 함수율 이상, 또한 온도 20℃ 상대습도 50%의 평형 함수율 이하이다. 편광판의 함수율은, 바람직하게는 온도 20℃ 상대습도 45%의 평형 함수율 이하이며, 보다 바람직하게는 온도 20℃ 상대습도 42%의 평형 함수율 이하이며, 더욱 바람직하게는, 온도 20℃ 상대습도 38%의 평형 함수율 이하이다. 편광판의 함수율이 온도 20℃ 상대습도 30%의 평형 함수율을 하회하면, 편광판의 핸들링성이 저하되어 균열되기 쉬워진다. 편광판의 함수율이 온도 20℃ 상대습도 50%의 평형 함수율을 상회하면, 편광 소자의 투과율이 저하되기 쉬워진다. 편광판의 함수율이 높으면, PVA계 수지의 폴리엔화가 진행되기 쉬워지기 때문으로 추정된다.

편광판의 함수율이 온도 20℃ 상대습도 30%의 평형 함수율 이상, 또한 온도 20℃ 상대습도 50%의 평형 함수율 이하의 범위 내인지를 확인하는 방법으로서, 상기 온도와 상기 상대습도의 범위로 조정된 환경에서 편광판을 보관하여, 일정 시간 질량의 변화가 없던 경우에는 환경과 평형에 이르렀다고 간주하는 방법, 또는 상기 온도와 상기 상대습도의 범위로 조정된 환경의 편광판의 평형 함수율을 미리 계산하고, 편광판의 함수율과 미리 계산한 평형 함수율을 대비함으로써 확인하는 방법을 예로 들 수 있다.

함수율이 온도 20℃ 상대습도 30%의 평형 함수율 이상, 또한 온도 20℃ 상대습도 50%의 평형 함수율 이하인 편광판을 제조하는 방법으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 상기 온도와 상기 상대습도의 범위로 조정된 환경에 편광판을 10분 이상 3시간 이하 보관하는 방법, 또는 30℃ 이상 90℃ 이하로 가열 처리하는 방법을 들 수 있다.

층간 충전 구성을 채용하는 화상 표시 장치의 제작 시에 있어서, 편광판을 화상 표시 장치에 내장하고, 상기 온도와 상기 상대습도의 범위로 조정된 환경에 편광판을 내장한 화상 표시 장치를 10분 이상 3시간 이하 보관 또는 30℃ 이상 90℃ 이하에서 가열한 후에 전면판을 접합해도 좋다.

편광 소자의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 미리 롤형상으로 감긴 폴리비닐알코올계 수지 필름을 송출하여 연신, 염색, 가교 등을 행하여 제작하는 방법(이하, 「제조 방법 1」이라고 함)이나 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 도포액을 기재 필름 상에 도포하여 도포층인 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 얻어진 적층체를 연신하는 공정을 포함하는 방법(이하, 「제조 방법 2」라고 함)이 전형적이다.

제조 방법 1은, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 일축 연신하는 공정, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 요오드 등의 이색성 색소로 염색함으로써 그 이색성 색소를 흡착시키는 공정, 이색성 색소가 흡착된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정, 및 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하는 공정을 거쳐 제조할 수 있다.

편광 소자 중에 포함되는 붕소의 함유율 및 칼륨 이온의 함유율은 팽윤 공정, 염색 공정, 가교 공정, 연신 공정 및 수세 공정에서의 각 처리욕의 어느 하나에 포함되는 붕산, 붕산염, 붕사 등의 붕소 화합물 등의 붕소 성분 공여 물질의 농도 및 요오드화칼륨 등의 할로겐화칼륨 등의 칼륨 성분 공여 물질의 농도, 상기의 각 처리욕에 의한 처리 온도 및 처리 시간에 의해서 제어할 수 있다. 특히, 가교 공정 및 연신 공정은 붕소 성분 공여 물질의 농도 등의 처리 조건에 의해, 붕소의 함유율을 원하는 범위로 조정하기 쉽다. 또, 수세 공정은 염색 공정, 가교 공정, 또는 연신 공정 등에서 사용한 붕소 성분 공여 물질이나 칼륨 성분 공여 물질의 사용량 등의 처리 조건을 고려한 후에 붕소, 칼륨 등의 성분을 폴리비닐알코올계 수지 필름으로부터 용출, 혹은 폴리비닐알코올계 수지 필름에 흡착시킬 수 있는 관점에서 붕소의 함유율 및 칼륨 이온의 함유율을 원하는 범위로 조정하기 쉽다.

팽윤 공정은 폴리비닐알코올계 수지 필름을 팽윤욕 중에 침지하는 처리 공정이며, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 표면의 오물이나 블로킹제 등을 제거할 수 있고, 또한, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 팽윤시킴으로써 염색 얼룩을 억제할 수 있다. 팽윤욕은 통상, 물, 증류수, 순수 등의 물을 주성분으로 하는 매체가 이용된다. 팽윤욕은 통상의 방법에 따라 계면활성제, 알코올 등이 적절히 첨가되어 있어도 좋다. 또한, 편광 소자의 칼륨의 함유율을 제어하는 관점에서, 팽윤욕에 요오드화칼륨을 사용해도 좋고, 이 경우, 팽윤욕 중 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∼60℃인 것이 바람직하고, 15∼45℃인 것이 보다 바람직하고, 18∼30℃인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 팽윤욕에의 침지 시간은, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 팽윤의 정도가 팽윤욕의 온도의 영향을 받기 때문에 일률적으로 결정할 수 없지만, 5∼300초 사이인 것이 바람직하고, 10∼200초 사이인 것이 보다 바람직하고, 20∼100초 사이인 것이 더욱 바람직하다. 팽윤 공정은 1회만 실시되어도 좋고, 필요에 따라서 복수회 실시되어도 좋다.

염색 공정은 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 염색욕(요오드 용액)에 침지하는 처리 공정이며, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 요오드 또는 이색성 염료 등의 이색성 물질을 흡착·배향시킬 수 있다. 요오드 용액은 통상, 요오드 수용액인 것이 바람직하고, 요오드 및 용해 조제로서 요오드화물을 함유한다. 또, 요오드화물로서는 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화연, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 편광 소자 중의 칼륨의 함유율을 제어하는 관점에서 요오드화칼륨이 적합하다.

염색욕 중 요오드의 농도는, 0.01∼1 질량%인 것이 바람직하고, 0.02∼0.5 질량%인 것이 보다 바람직하다. 염색욕 중 요오드화물의 농도는 0.01∼10 질량%인 것이 바람직하고, 0.05∼5 질량%인 것이 보다 바람직하고, 0.1∼3 질량%인 것이 더욱 바람직하다.

염색욕의 온도는 10∼50℃인 것이 바람직하고, 15∼45℃인 것이 보다 바람직하고, 18∼30℃인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 염색욕에의 침지 시간은 폴리비닐알코올계 수지 필름의 염색의 정도가 염색욕의 온도의 영향을 받기 때문에 일률적으로 결정할 수 없지만, 10∼300초 사이인 것이 바람직하고, 20∼240초 사이인 것이 보다 바람직하다. 염색 공정은 1회만 실시되어도 좋고, 필요에 따라 복수회 실시되어도 좋다.

가교 공정은 염색 공정에서 염색된 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 붕소 화합물을 포함하는 처리욕(가교욕) 중에 침지하는 처리 공정이며, 붕소 화합물에 의해 폴리비닐알코올계 수지 필름이 가교되어, 요오드 분자 또는 염료 분자가 해당 가교 구조에 흡착할 수 있다. 붕소 화합물로서는, 예컨대, 붕산, 붕산염, 붕사 등을 들 수 있다. 가교욕은 수용액이 일반적이지만, 예컨대, 물과의 혼화성이 있는 유기 용매 및 물의 혼합 용액이어도 좋다. 또한, 가교욕은 편광 소자 중의 칼륨의 함유율을 제어하는 관점에서, 요오드화칼륨을 포함하는 것이 바람직하다.

가교욕 중, 붕소 화합물의 농도는, 1∼15 질량%인 것이 바람직하고, 1.5∼10 질량%인 것이 보다 바람직하고, 2∼5 질량%인 것이 보다 바람직하다. 또한, 가교욕에 요오드화칼륨을 사용하는 경우, 가교욕 중 요오드화칼륨의 농도는, 1∼15 질량%인 것이 바람직하고, 1.5∼10 질량%인 것이 보다 바람직하고, 2∼5 질량%인 것이 보다 바람직하다.

가교욕의 온도는 20∼70℃인 것이 바람직하고, 30∼60℃인 것이 보다 바람직하다. 또한, 가교욕에의 침지 시간은, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 가교의 정도가 가교욕의 온도의 영향을 받기 때문에 일률적으로 결정할 수 없지만, 5∼300초 사이인 것이 바람직하고, 10∼200초 사이인 것이 보다 바람직하다. 가교 공정은 1회만 실시되어도 좋고, 필요에 따라서 복수회 실시되어도 좋다.

연신 공정은, 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 적어도 한 방향으로 소정의 배율로 연신하는 처리 공정이다. 일반적으로는, 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 반송 방향(길이 방향)으로 일축 연신한다. 연신의 방법은 특별히 제한되지 않고, 습윤 연신법과 건식 연신법의 어느 것이나 채용할 수 있다. 연신 공정은 1회만 실시되어도 좋고, 필요에 따라서 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 칼륨 이온의 함유율을 제어하는 관점에서, 요오드화칼륨을 포함하는 것이 바람직하다. 연신욕에 요오드화칼륨을 사용하는 경우, 해당 연신욕 중, 요오드화칼륨의 농도는 1∼15 질량%인 것이 바람직하고, 2∼10 질량%인 것이 보다 바람직하고, 3∼6 질량%인 것이 보다 바람직하다. 또한, 처리욕(연신욕)에는, 연신 중인 필름 파단을 억제하는 관점에서, 붕소 화합물을 포함할 수 있고, 이 경우, 해당 연신욕 중, 붕소 화합물의 농도는 1∼15 질량%인 것이 바람직하고, 1.5∼10 질량%인 것이 보다 바람직하고, 2∼5 질량%인 것이 보다 바람직하다.

연신욕의 온도는 한정되지 않지만, 적어도 하나의 연신욕에 관해서 25∼80℃인 것이 바람직하고, 40∼80℃인 것이 보다 바람직하고, 50∼75℃인 것이 더욱 바람직하고, 65∼75℃인 것이 특히 바람직하고, 67℃ 이상인 것이 특히 바람직하다. 연신욕의 온도를 높게 하면, 후술의 금속 이온 처리 공정에서 이용하는 제2 금속 이온을 PVA계 수지층 중에 유지하기 쉬워진다. 연신욕의 온도를 높게 함으로써, PVA계 수지층 중의 PVA의 연화점 부근의 온도, 또는 PVA의 연화점 이상의 온도에 있어서 PVA를 연신 처리할 수 있다. 그 결과, PVA의 결정 비율이 저하되고, 또는 PVA의 결정이 작아지고, 제2 금속 이온의 내장량이 증가함과 함께 가교 반응이 촉진되어, 광각 X선 산란법에 의해 측정되는 폴리비닐알코올 결정에 유래하는 피크의 반값폭을 4.80 ㎚^-1 이상으로 하기 쉬워진다. 또, 연신욕에의 침지 시간은, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 연신의 정도가 연신욕의 온도의 영향을 받기 때문에 일률적으로 결정할 수 없지만, 10∼800초 사이인 것이 바람직하고, 30∼500초 사이인 것이 보다 바람직하다. 또한, 습윤 연신법에 있어서의 연신 공정은, 연신 공정을 단독으로 행해도 좋고, 팽윤 공정, 염색 공정, 가교 공정, 및 세정 공정의 어느 하나 이상의 처리 공정과 함께 실시해도 좋고, 이들을 조합시켜 행해도 좋다. 어느 하나 이상의 처리 공정과 함께 실시하는 경우에, 처리욕의 온도를 연신 공정에 있어서 최적인 65∼75℃로 하는 것에 특히 적합한 처리 공정은 가교 공정이다. 복수의 처리욕에서 연신을 행하는 경우, 적어도 하나의 처리욕의 온도가 65∼75℃인 것이 바람직하고, 또한 65℃∼75℃의 처리욕에의 침지 시간이 40∼200초인 것이 바람직하다.

건식 연신법으로는, 예컨대, 롤간 연신 방법, 가열 롤 연신 방법, 압축 연신 방법 등을 들 수 있다. 또한, 건식 연신법은 건조 공정과 함께 실시해도 좋다.

폴리비닐알코올계 수지 필름에 실시되는 총 연신 배율(누적의 연신 배율)은, 목적에 따라 적절하게 설정할 수 있지만, 2∼7배인 것이 바람직하고, 3∼6.8배인 것이 보다 바람직하고, 3.5∼6.5배인 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∼10 질량%인 것이 바람직하고, 1.5∼4 질량%인 것이 보다 바람직하고, 1.8∼3.8 질량%인 것이 더욱 바람직하다.

세정욕의 온도는 5∼50℃인 것이 바람직하고, 10∼40℃인 것이 보다 바람직하고, 15∼30℃인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 세정욕에의 침지 시간은, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 세정의 정도가 세정욕의 온도의 영향을 받기 때문에 일률적으로 결정할 수 없지만, 1∼100초 사이인 것이 바람직하고, 2∼50초 사이인 것이 보다 바람직하고, 3∼20초 사이인 것이 더욱 바람직하다. 세정 공정은 1회만 실시되어도 좋고, 필요에 따라서 복수회 실시되어도 좋다.

편광 소자의 제조 방법은, 상기한 공정 중에서, 또는 상기한 공정과는 별도의 공정으로서, 금속 이온 처리 공정을 가질 수 있다. 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.

금속 이온 처리 공정에는 금속염 용액이 이용된다. 이하, 금속 이온 처리 공정 중에서도 아연염 수용액을 이용한 경우를 예로 하여, 아연 함유 용액에의 침지 처리에 관해서 설명한다. 아연염으로서는 염화아연, 요오드화아연 등의 할로겐화아연; 황산아연; 아세트산아연 등을 들 수 있다.

아연염 수용액 중의 아연 이온의 농도는 0.1∼10 질량%, 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%, 그위에 0.2∼5 질량%로 하는 것이 바람직하다.

아연 함유 용액에의 침지 처리에 있어서, 아연염 용액의 온도는, 통상 15∼85℃, 바람직하게는 25∼70℃ 이다. 침지 시간은 통상 1∼120초, 바람직하게는 3∼90초 사이의 범위이다. 아연 함유 용액에의 침지 처리에 대응해서는, 아연염 용액의 농도, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 아연염 용액에의 침지 온도, 침지 시간 등의 조건을 조정함으로써 폴리비닐알코올계 수지 필름에 있어서의 아연 함유율이 상기 범위가 되도록 조정한다. 아연 함유 용액에의 침지 처리를 언제 행할지는 특별히 제한되지 않는다. 아연 함유액에의 침지 처리를 단독으로 행해도 좋고, 염색욕, 가교욕, 연신욕 중에 아연염을 공존시켜 두어, 염색 공정, 가교 공정, 연신 공정의 적어도 하나의 공정과 동시에 행해도 좋다.

상기 각 공정을 실시한 후에는 최종적으로, 건조 공정을 실시한다. 건조 공정은, 세정 공정에서 세정된 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 건조하여 편광 소자를 얻는 공정이다. 건조는 임의의 적절한 방법으로 행해지고, 예컨대, 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조를 들 수 있다.

제조 방법 2는, 상기 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 도포액을 기재 필름 상에 도포하는 공정, 얻어진 적층 필름을 일축 연신하는 공정, 일축 연신된 적층 필름의 폴리비닐알코올계 수지층을 이색성 색소로 염색함으로써 그 이색성 색소를 흡착시켜 편광 소자로 하는 공정, 이색성 색소가 흡착된 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정, 및 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하는 공정을 거쳐 제조할 수 있다. 편광 소자를 형성하기 위해서 이용하는 기재 필름은, 편광 소자의 보호층으로서 이용해도 좋다. 필요에 따라서, 기재 필름을 편광 소자로부터 박리 제거해도 좋다.

[투명 보호 필름]

본 실시형태에 있어서 이용되는 투명 보호 필름(이하, 단순히「보호 필름」이라고도 부름)은, 편광 소자의 적어도 편면에 접착제층을 통해 접합된다. 이 투명 보호 필름은 편광 소자의 편면 또는 양면에 접합되지만, 양면에 접합되어 있는 것이 보다 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 저하되어 가공성이 뒤떨어진 것이 된다. 적절한 막 두께로서는 5∼100 ㎛이며, 바람직하게는 10∼80 ㎛, 보다 바람직하게는 15∼70 ㎛이다.

보호 필름은 셀룰로오스아실레이트계 필름, 폴리카보네이트계 수지로 이루어지는 필름, 노르보넨 등의 시클로올레핀계 수지로 이루어지는 필름, (메트)아크릴계 중합체 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지계 필름 등의 필름을 이용할 수 있다. 편광 소자의 양면에 보호 필름을 갖는 구성의 경우, PVA 접착제 등의 수계 접착제를 이용하여 접합하는 경우는 투습도의 점에서 적어도 한 쪽의 보호 필름은 셀룰로오스아실레이트계 필름 또는 (메트)아크릴계 중합체 필름의 어느 하나인 것이 바람직하고, 그 중에서도 셀룰로오스아실레이트 필름이 바람직하다.

적어도 한쪽의 보호 필름으로서는, 시야각 보상 등의 목적으로 위상차 기능을 구비하고 있어도 좋고, 그 경우, 필름 자체가 위상차 기능을 갖고 있어도 좋고, 위상차층을 따로 갖고 있어도 좋고, 양자의 조합이어도 좋다.

또, 위상차 기능을 구비하는 필름은 접착제를 통해 직접 편광 소자에 접합되는 구성에 관해서 설명했지만, 편광 소자에 접합된 별도의 보호 필름을 통해 점착제 또는 접착제를 통해 접합된 구성이어도 상관없다.

[접착제층]

편광 소자에 보호 필름을 접합하기 위한 접착제층을 구성하는 접착제는, 적어도 한쪽은 수계 접착제가 이용되고, 편광 소자의 양면에 보호 필름이 접합되어 있는 경우에는, 다른 한쪽에는 수계 접착제, 용제계 접착제, 활성 에너지선 경화형 접착제 등 임의의 접착제를 이용할 수 있지만, 수계 접착제인 것이 바람직하다. 접착제층은, 내열성 향상의 관점에서 요소, 요소 유도체, 티오요소 및 티오요소 유도체로부터 선택되는 적어도 일종의 요소계 화합물을 함유시키는 것도 유용하다.

적어도 한쪽의 수계 접착제는, 폴리비닐알코올계 수지(PVA계 수지)와 시클로덱스트린류를 함유한다. 수계 접착제에 첨가할 수 있는 시클로덱스트린류로서는, 편광 소자가 함유해도 좋은 시클로덱스트린류를 예시할 수 있다.

접착제가 PVA계 수지를 함유하는 수계 접착제의 경우, 시클로덱스트린류의 함유량은 PVA계 수지 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 1 질량부 이상 50 질량부 이하이며, 보다 바람직하게는 1.5 질량부 이상 40 질량부 이하이며, 더욱 바람직하게는 2 질량부 이상 35 질량부 이하이다. 1 질량부 미만에서는, 고온 환경 하에서의 편광 소자의 폴리엔화의 억제 효과가 충분하지 않은 경우가 있다. 한편, 50 질량부를 넘는 경우에는, 편광판 제작 후에 시클로덱스트린류가 석출하는 경우가 있다.

접착제가 PVA계 수지를 함유하는 수계 접착제의 경우, 내열성을 향상시키는 관점에서, 말레산 및 프탈산 등의 디카르복실산을 함유하고 있어도 좋다. 디카르복실산의 함유량은 PVA계 수지 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 0.01 질량부 이상 5 질량부 이하이며, 보다 바람직하게는 0.02 질량부 이상 1 질량부 이하이다.

접착제의 도포시의 두께는, 임의의 적절한 값으로 설정될 수 있다. 예컨대, 경화 후 또는 가열(건조) 후에, 원하는 두께를 갖는 접착제층(도공층)이 얻어지도록 설정한다. 접착제층의 두께는 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상 7 ㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상 2 ㎛ 이하이며, 가장 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상 1 ㎛ 이하이다.

(수계 접착제)

수계 접착제로서는, 임의의 적절한 수계 접착제가 채용될 수 있다. 그 중에서도, PVA계 수지를 포함하는 수계 접착제(PVA 계접착제)가 바람직하게 이용된다. 수계 접착제에 포함되는 PVA계 수지의 평균 중합도는, 접착성의 점에서, 바람직하게는 100∼5500, 더욱 바람직하게는 1000∼4500이다. 평균 비누화도는 접착성의 점에서, 바람직하게는 85 몰%∼100 몰%이며, 더욱 바람직하게는 90 몰%∼100 몰%이다.

상기 수계 접착제에 포함되는 PVA계 수지로서는, 아세토아세틸기를 함유하는 것이 바람직하고, 그 이유는, PVA계 수지층과 보호 필름과의 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% 이상이며, 바람직하게는 0.1 몰%∼20 몰%이다.

상기 수계 접착제의 수지 농도는 바람직하게는 0.1 질량%∼15 질량%이며, 더욱 바람직하게는 0.5 질량%∼10 질량%이다.

수계 접착제에는 가교제를 함유시킬 수도 있다. 가교제로서는 공지의 가교제를 이용할 수 있다. 예컨대, 수용성 에폭시 화합물, 디알데히드, 이소시아네이트 등을 들 수 있다.

PVA계 수지가 아세토아세틸기 함유 PVA계 수지인 경우는, 가교제로서 글리옥살, 글리옥실산염, 메틸올멜라민 중의 어느 하나인 것이 바람직하고, 글리옥살, 글리옥실산염 중 어느 하나인 것이 바람직하고, 글리옥살인 것이 특히 바람직하다.

수계 접착제는 유기 용제를 함유할 수도 있다. 유기 용제는, 물과 혼화성을 갖는 점에서 알코올류가 바람직하고, 알코올류 중에서도 메탄올 또는 에탄올인 것이 보다 바람직하다. 요소계 화합물의 일부는 물에 대한 용해도가 낮은 반면, 알코올에 대한 용해도는 충분한 것이 있다. 그 경우는, 요소계 화합물을 알코올에 용해하여 요소계 화합물의 알코올 용액을 조제한 후, 요소계 화합물의 알코올 용액을 PVA 수용액에 첨가하여 접착제를 조제하는 것도 바람직한 양태의 하나이다.

수계 접착제의 메탄올의 농도는, 바람직하게는 10 질량% 이상 70 질량% 이하, 보다 바람직하게는 15 질량% 이상 60 질량% 이하, 더욱 바람직하게는 20 질량% 이상 60 질량% 이하이다. 또, 메탄올의 함유율이 70 질량% 이하임으로써, 색상의 악화를 억제할 수 있다.

(활성 에너지선 경화형 접착제)

활성 에너지선 경화형 접착제는, 자외선 등의 활성 에너지선을 조사함으로써 경화하는 접착제이며, 예컨대 중합성 화합물 및 광중합성 개시제를 포함하는 접착제, 광반응성 수지를 포함하는 접착제, 바인더 수지 및 광반응성 가교제를 포함하는 접착제 등을 예로 들 수 있다. 상기 중합성 화합물로서는, 광경화성 에폭시계 모노머, 광경화성 아크릴계 모노머, 광경화성 우레탄계 모노머 등의 광중합성 모노머, 및 이들 모노머에 유래하는 올리고머 등을 예로 들 수 있다. 상기 광중합 개시제로서는, 자외선 등의 활성 에너지선을 조사하여 중성 라디칼, 음이온 라디칼, 양이온 라디칼과 같은 활성종을 발생하는 물질을 포함하는 화합물을 예로 들 수 있다.

(요소계 화합물)

접착제층이 요소계 화합물을 포함하는 경우, 요소계 화합물은, 요소, 요소 유도체, 티오요소 및 티오요소 유도체로부터 선택되는 적어도 1종이다. 접착제층에 요소계 화합물을 함유시키는 방법으로서는, 상기의 접착제에 요소계 화합물을 함유시키는 것이 바람직하다. 또한, 접착제로부터 건조 공정 등을 거쳐 접착제층을 형성하는 과정에서, 요소계 화합물의 일부가 접착제층으로부터 편광 소자 등에 이동하고 있어도 상관없다. 즉, 편광 소자는 요소계 화합물을 포함하고 있어도 좋다. 요소계 화합물에는 수용성인 것과 난수용성인 것이 있지만, 어느 쪽의 요소계 화합물도 본 실시형태의 접착제로서는 사용할 수 있다. 난수용성 요소계 화합물을 수계 접착제에 이용하는 경우는, 접착제층을 형성 후, 헤이즈 상승 등이 일어나지 않도록 분산 방법을 고안하는 것이 바람직하다.

접착제가 PVA계 수지를 함유하는 수계 접착제인 경우, 요소계 화합물의 첨가량은, PVA 수지 100 질량부에 대하여, 0.1∼400 질량부인 것이 바람직하고, 1∼200 질량부인 것이 보다 바람직하고, 3∼100 질량부인 것이 더욱 바람직하다.

(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 원자로 이루어지는 치환기인 것이 바람직하다. 치환기의 구체예로서는 탄소수 1∼18의 알킬기, 탄소수 6∼12의 방향족탄화수소기, 탄소수 2∼12의 알릴기, 탄소수 1∼12의 알콕시기, 히드록시기 및 이들을 조합시킨 기 등을 들 수 있다.

요소 분자에 포함되는 4개의 수소 원자 중 하나의 수소 원자가 치환기로 치환된 화합물(이하, 「1 치환 요소」라고 하는 경우가 있음)로서는, 메틸요소, 에틸요소, 프로필요소, 부틸요소, 이소부틸요소, N-옥타데실요소, 시클로헥실요소 등의 모노알킬요소; 2-히드록시에틸요소; 히드록시요소; 아세틸요소; 알릴요소; 2-프로필요소; 페닐요소, 3-히드록시페닐요소, (4-메톡시페닐)요소, 벤질요소, 벤조일요소, o-톨릴요소, p-톨릴요소 등의 모노아릴요소를 들 수 있다.

요소 분자에 포함되는 4개의 수소 원자 중 2개의 수소 원자가 치환기로 치환된 화합물(이하, 「2 치환 요소」라고 하는 경우가 있음)로서는, 1,1-디메틸요소, 1,3-디메틸요소, 1,1-디에틸요소, 1,3-디에틸요소, 1,3-비스(히드록시메틸)요소, 1,3-tert-부틸요소, 1,3-디시클로헥실요소 등의 디알킬요소; 1,3-디페닐요소, 1,3-비스(4-메톡시페닐)요소 등의 디아릴요소; 1-아세틸-3-메틸요소 등을 들 수 있다. 요소 분자에 포함되는 4개의 수소 원자 모두가 치환기로 치환된 화합물(이하, 「4 치환 요소」라고 하는 경우가 있음)로서는, 테트라메틸요소, 1,1,3,3-테트라에틸요소, 1,1,3,3-테트라부틸요소 등의 테트라알킬요소; 1,3-디메톡시-1,3-디메틸요소 등을 들 수 있다.

(티오요소 유도체)

티오요소 유도체는 티오요소 분자의 4개의 수소 원자의 적어도 하나가, 치환기로 치환된 화합물이다. 이 경우, 치환기에 특별히 제한은 없지만, 탄소 원자, 수소 원자 및 산소 원자로 이루어지는 치환기인 것이 바람직하다. 치환기의 구체예로서는 탄소수 1∼18의 알킬기, 탄소수 6∼12의 방향족 탄화수소기, 탄소수 2∼12의 알릴기, 탄소수 1∼12의 알콕시기, 히드록시기 및 이들을 조합시킨 기 등을 들 수 있다.

티오요소 분자에 포함되는 4개의 수소 원자의 하나의 수소 원자가 치환기로 치환된 화합물(이하, 「1 치환 티오요소」라고 하는 경우가 있음)로서는, N-메틸티오요소, 에틸티오요소, 프로필티오요소, 이소프로필티오요소, 1-부틸티오요소, 시클로헥실티오요소 등의 모노알킬티오요소; 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-톨릴티오요소 등의 모노알킬티오요소를 들 수 있다.

티오요소 분자에 포함되는 4개의 수소 원자의 2개의 수소 원자가 치환기로 치환된 화합물(이하, 「2치환 티오요소」라고 하는 경우가 있음)로서는, 1,1-디메틸티오요소, 1,3-디메틸티오요소, 1,1-디에틸티오요소, 1,3-디에틸티오요소, 1,3-디부틸티오요소, 1,3-디이소프로필티오요소, 1,3-디시클로헥실티오요소 등의 디알킬티오요소; N,N-디페닐티오요소, N,N'-디페닐티오요소, 1,3-디(o-톨릴)티오요소, 1,3-디(p-톨릴)티오요소, 1-벤질-3-페닐티오요소 등의 디아릴티오요소; 1-메틸-3-페닐티오요소; N-알릴-N'-(2-히드록시에틸)티오요소 등을 들 수 있다.

티오요소 분자에 포함되는 4개의 수소 원자의 3개의 수소 원자가 치환기로 치환된 화합물(이하, 「3 치환 티오요소」라고 하는 경우가 있음)로서는, 트리메틸티오요소 등을 들 수 있다. 티오요소 분자에 포함되는 4개의 수소 원자의 모두가 치환기로 치환된 화합물(이하, 「4 치환 티오요소」라고 하는 경우가 있음)로서는, 테트라메틸티오요소, 1,1,3,3-테트라에틸티오요소를 들 수 있다.

요소계 화합물 중에서는 요소, 요소 유도체 또는 티오요소 유도체가 바람직하고, 요소 또는 요소 유도체가 보다 바람직하다. 요소 유도체 중에서도 1 치환 요소 또는 2 치환 요소인 것이 바람직하고, 1 치환체인 것이 보다 바람직하다. 2 치환 요소에는 1,1-치환 요소와 1,3-치환 요소가 있지만, 1,3-치환 요소가 보다 바람직하다.

<요소계 화합물 함유층>

요소계 화합물은, 상기한 바와 같이 접착제층에 함유되는 경우에 한정되는 일은 없고, 편광판의 내열성 향상의 관점에서 접착제층 이외의 다른 층에 함유되어 있어도 좋다. 다른 층으로서는, 예컨대, 편광 소자의 편면에 접착제층을 통해 보호 필름을 적층시켜 편광 소자의 다른 한 쪽의 면에 경화층을 적층시킨 구성에 있어서의 경화층 등을 들 수 있다. 편광 소자의 편면에만 보호 필름을 갖는 편광판의 구성에 있어서, 경화층은 물리 강도를 높이는 것 등을 목적으로 하여 적층되는 경우가 있다.

본 실시형태에서는, 이러한 경화층에 요소계 화합물을 함유시킬 수도 있다. 통상 이러한 경화층은 유기 용제를 포함하는 경화성 조성물로 형성되지만, 일본 특허 공개 2017-075986호 공보의 단락 [0020]∼[0042]에는 활성 에너지선 경화성 고분자 조성물의 수성 용액으로부터, 이러한 경화층을 형성하는 방법이 기재되어 있다. 요소계 화합물은 수용성인 것이 많기 때문에, 이러한 조성물에 수용성의 요소계 화합물을 함유시켜도 좋다.

<점착제층>

이상 설명한 편광판을 화상 표시 장치에 접합하기 위해서, 통상, 점착제층이 적층된다. 이 점착제층은, 화상 표시 장치에 편광판을 접합하기 위해서 설치된다.

점착제층은, 1층으로 이루어지는 것이라도 좋고, 2층 이상으로 이루어지는 것이라도 좋지만, 바람직하게는 1층으로 이루어지는 것이다. 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 열경화형이라도 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 예로 들 수 있다.

점착제 조성물은 상기 베이스 폴리머만을 포함하는 것이라도 좋지만, 통상은 가교제를 더욱 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 갖고 필름 등의 피착체에 밀착시킬 수 있고, 활성 에너지선의 조사에 의해서 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 더욱 함유한다. 필요에 따라서, 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(금속 가루나 그 밖의 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 도포하여 건조시킴으로써 형성할 수 있다. 기재 필름은, 열가소성 수지 필름인 것이 일반적이고, 그 전형적인 예로서, 이형 처리가 행해진 세퍼레이트 필름을 예로 들 수 있다. 세퍼레이트 필름은, 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트 등의 수지로 이루어지는 필름의 점착제층이 형성되는 면에, 실리콘 처리 등의 이형 처리가 행해진 것일 수 있다.

예컨대, 세퍼레이트 필름의 이형 처리면에 점착제 조성물을 직접 도포하여 점착제층을 형성하여 점착제층으로 하고, 이 세퍼레이트 필름 부착 점착제층을 편광체의 표면에 적층해도 좋다. 편광판의 표면에 점착제 조성물을 직접 도포하여 점착제층을 형성하고, 점착제층의 외면에 세퍼레이트 필름을 적층해도 좋다.

점착제층을 편광판의 표면에 형성할 때에는 편광판의 접합면 및/또는 점착제층의 접합면에 표면 활성화 처리, 예컨대 플라즈마 처리, 코로나 처리 등을 실시하는 것이 바람직하고, 코로나 처리를 실시하는 것이 보다 바람직하다.

또, 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 필름 부착 점착제층을 편광판에 적층해도 좋다. 제2 세퍼레이트 필름은, 세퍼레이트 필름보다도 점착제층과의 밀착력이 약하여 박리하기 쉬운 것이 이용된다.

점착제층의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 1 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 3 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 20 ㎛ 이상이라도 좋다.

[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 것은 아니다.

(1) 편광 소자의 두께의 측정:

가부시키가이샤니콘 제조의 디지털 마이크로미터“MH-15M”를 이용하여 측정하였다.

(2) 붕소 함유율의 측정:

편광 소자 0.2 g을 1.9 질량%의 만니톨 수용액 200 g에 용해시켰다. 계속해서, 얻어진 수용액을 1몰/L의 수산화나트륨 수용액으로 적정하고, 중화에 필요한 수산화나트륨 수용액의 양과 검량선과의 비교에 의해, 편광 소자의 붕소 함유율을 산출하였다.

(3) 아연 이온 함유율의 측정:

정칭한 편광 소자에 질산을 더하여, 마일스톤제너럴 제조 마이크로파 시료 전처리 장치(ETHOSD)로 산분해하여 얻어진 용액을 측정액으로 하였다. 아연 이온 함유율은 애질런트테크놀로지 제조 ICP 발광 분광 분석 장치(5110 ICP-OES)로 측정액의 아연 농도를 정량하여, 편광 소자 질량에 대한 아연 질량으로 산출하였다.

(4) PVA계 수지 필름의 붕소 흡착률의 측정:

100 ㎜ 사방으로 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℃ 오븐으로 11분간 건조하였다. 23℃ 55% RH의 환경에서 24시간 조습하여 붕소 함유 PVA 필름을 얻었다. 이렇게 해서 얻어진 붕소 함유 PVA계 수지 필름 0.2 g을, 1.9 질량%의 만니톨 수용액 200 g에 용해시켰다. 계속해서, 얻어진 수용액을 1몰/L의 수산화나트륨 수용액으로 적정하고, 중화에 필요한 수산화나트륨 수용액의 양과 검량선과의 비교에 의해, PVA계 수지 필름의 붕소 함유율을 산출하였다. 이렇게 해서 얻어진 PVA계 수지 필름의 붕소 함유율을 PVA계 수지 필름의 붕소 흡착률로서 이용하였다.

(5) 편광 소자의 폴리비닐알코올 결정 유래 피크의 반값폭의 측정

<측정용 샘플>

편광 소자를, 편광 소자의 흡수축을 맞추도록 하여 10장 적층한 것을 측정용 샘플로서 준비하였다.

<광각 X선 산란법을 이용한 측정>

광각 X선 산란(Wide-angle X-ray Scattering)법을 이용하여, 이하의 측정 장치 및 측정 요건으로 산출한 값을 말한다.

(측정 장치)

가부시키가이샤리가쿠 제조의 나노 스케일 X선 구조 평가 장치 NANO-Viewer를 사용하였다.

(측정 조건)

·X선원: Cu-kα 선

·카메라 길이: 71 ㎜

·측정: 투과 측정

·X선 조사 시간: 10분간

(산출 방법)

우선 측정용 샘플을 설치하지 않고서 백그라운드 측정을 행하고, 얻어진 2차원 산란 패턴에 대하여, 원고리 평균의 산란 프로파일을 얻었다. 다음으로 측정용 샘플의 측정을 행하고, 마찬가지로 산란 프로파일을 얻었다. 계속해서 측정용 샘플의 산란 프로파일로부터 백그라운드의 산란 프로파일을 뺀 것에 관해서, 파수(波數) q가 15 ㎚^-1의 위치 가까이에 있는 폴리비닐알코올 결정에 유래하는 피크를 동정하고, 그 피크의 반값폭을 산출하였다. 파수 q가 15 ㎚^-1의 위치에 있는 피크가 폴리비닐알코올 결정에 유래하는 피크이다. 이러한 피크의 극대값의 1/2의 강도가 되는 2점의 사이의 간격을 반값폭으로 한다.

(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 2/2/100이며, 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 공정으로 행하고, 토탈 연신 배율은 5.85배였다. 얻어진 편광 소자에 있어서 칼륨 이온의 존재가 확인되었다. 얻어진 편광 소자의 아연 이온 함유율은 0.17 질량%, 붕소 함유율은 4.62 질량%, 폴리비닐알코올 결정 유래 피크의 반값폭은 4.90 ㎚^-1였다.

(편광 소자 2의 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 2/2/100이며, 요오드를 1.0 mM 포함하는, 23℃의 수용액에 151초 침지하였다(염색 공정). 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 질량비가 2.5/4/100인, 60.6℃의 수용액에 76초 침지하였다(제1 가교 공정). 계속해서, 요오드화칼륨/붕산/염화아연/물의 질량비가 3/5.5/0.0/100인, 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 공정으로 행하고, 토탈 연신 배율은 5.85배였다. 얻어진 편광 소자에 있어서 칼륨 이온의 존재가 확인되었다. 얻어진 편광 소자의 아연 이온 함유율은 0.00 질량%, 붕소 함유율은 4.62 질량%, 폴리비닐알코올 결정 유래 피크의 반값폭은 4.75 ㎚^-1였다.

(편광 소자 3의 제작)

붕소 흡착률이 5.71 질량%인 두께 60 ㎛의 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 21.5℃의 순수에 79초 침지한 후(팽윤 처리), 요오드화칼륨/붕산/물의 질량비가 2/2/100이며, 요오드를 1.0 mM 포함하는, 23℃의 수용액에 151초 침지하였다(염색 공정). 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 질량비가 2.5/4/100인, 60.6℃의 수용액에 76초 침지하였다(제1 가교 공정). 계속해서, 요오드화칼륨/붕산/염화아연/물의 질량비가 3/3.5/0.0/100인, 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 22 ㎛의 편광 소자를 얻었다. 연신은 주로, 염색 공정 및 제1 가교 공정의 공정으로 행하고, 토탈 연신 배율은 5.85배였다. 얻어진 편광 소자에 있어서 칼륨 이온의 존재가 확인되었다. 얻어진 편광 소자의 아연 이온 함유율은 0.00 질량%, 붕소 함유율은 3.91 질량% 폴리비닐알코올 결정 유래 피크의 반값폭은 4.75 ㎚^-1였다.

(편광 소자 4의 제작)

붕소 흡착률이 5.71 질량%인 두께 60 ㎛의 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 21.5℃의 순수에 79초 침지한 후(팽윤 처리), 요오드화칼륨/붕산/물의 질량비가 2/2/100이며, 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 3/3.5/0.6/100인, 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 22 ㎛의 편광 소자를 얻었다. 연신은 주로, 염색 공정 및 제1 가교 공정의 공정으로 행하고, 토탈 연신 배율은 5.85배였다. 얻어진 편광 소자에 있어서 칼륨 이온의 존재가 확인되었다. 얻어진 편광 소자의 아연 이온 함유율은 0.17 질량%, 붕소 함유율은 3.91 질량% 폴리비닐알코올 결정 유래 피크의 반값폭은 4.90 ㎚^-1였다.

(접착제용 PVA 용액의 조제)

아세토아세틸기를 함유하는 변성 PVA계 수지(미쓰비시케미컬가부시키가이샤 제조: 고세넥스 Z-410) 50 g을 950 g의 순수에 용해하고, 90℃에서 2시간 가열 후 상온으로 냉각시켜, 접착제용 PVA 용액을 얻었다.

(편광판용 접착제 1∼4의 조제)

PVA, 글리옥살, 시클로덱스트린(CD)류, 및 말레산의 함유량이 표 1에 나타내는 함유량이 되도록 PVA 용액, 시판의 글리옥살 40 질량% 용액, α-CD, β-CD, γ-CD, 말레산, 및 순수를 배합하여 접착제 1∼4를 조제하였다.

(셀룰로오스아실레이트 필름의 비누화)

시판의 셀룰로오스아실레이트 필름 TJ40UL(후지필름가부시키가이샤 제조: 막 두께 40 ㎛)와 시판의 셀룰로오스아실레이트 필름:후지테크 ZRD40(후지필름가부시키가이샤 제조: 막 두께 40 ㎛)를, 55℃로 유지한 1.5 mol/L의 NaOH 수용액(비누화액)에 2분간 침지하여 필름을 수세하였다. 그 후, 필름을 25℃의 0.05 mol/L의 황산수용액에 30초 침지하고, 추가로 수세욕을 30초 유수 하에 통과시켜, 필름을 중성의 상태로 하였다. 그리고, 에어나이프에 의한 물기 제거를 3회 반복하였다. 물기 제거 후, 필름을 70℃의 건조 존에 15초간 체류시켜 건조하고, 비누화 처리한 셀룰로오스아실레이트 필름을 제작하였다.

(편광판 1∼7의 제작)

상기에서 조제한 접착제 1을 통해, 편광 소자 1의 편면에 비누화 처리한 셀룰로오스아실레이트 필름 TJ40UL을, 다른 한 쪽의 면에, 비누화 처리한 셀룰로오스아실레이트 필름:후지테크 ZRD40을 롤 접합기를 이용하여 접합하였다. 그 후, 75℃에서 8분간 건조하여 편광판 1을 얻었다. 접착제층은, 건조 후의 두께가 양면 모두 80 ㎚가 되도록 조정하였다.

편광판 1의 제작에 있어서, 접착제 1를 접착제 2∼4로 변경하여, 편광판 2∼3, 편광판 6을 얻었다.

편광판 1의 제작에 있어서, 편광 소자 1을 편광 소자 2, 편광 소자 3, 또는 편광 소자 4로 바꾸어, 편광판 4, 편광판 5, 편광판 7을 얻었다.

(편광판(편광 소자)의 함수율의 조정)

상기에서 얻어진 편광판 1∼7을 온도 20℃에서, 상대습도 30%, 35%, 40%, 45%, 50% 또는 55%의 조건으로 72시간 보관하였다. 보관 66시간, 69시간 및 72시간으로 칼피셔법을 이용하여 함수율을 측정하였다. 어떤 습도 조건에서도 보관 66시간, 69시간, 72시간으로 함수율의 값이 변하지 않았다. 따라서, 편광판 1∼3의 함수율은, 본 실험예에서 이용되는 72시간의 보관 환경의 평형 함수율과 동일하게 되어 있다고 간주할 수 있다. 편광판의 함수율이, 어떤 보관 환경에서 평형에 이르렀을 때에는, 편광판 중의 편광 소자의 함수율도 마찬가지로 그 보관 환경에서 평형에 이르렀다고 간주할 수 있다. 또한, 편광판 중의 편광 소자의 함수율이 어떤 보관 환경에서 평형에 이르렀을 때에는, 편광판의 함수율도 마찬가지로 그 보관 환경에서 평형에 이르렀다고 간주할 수 있다.

(편광판 1∼7의 함수율의 조정)

편광판 1∼7의 함수율이 20℃에서 45%의 환경의 평형 함수율이 되도록 온도 20℃에서 상대습도 45%의 조건으로 72시간 보관하여, 편광판 1∼7의 함수율을 조정하였다.

<고온 내구성 평가>

(평가용 샘플의 제작)

함수율을 조정한 편광판 1∼7의 양면에 아크릴계 점착제(린텍가부시키가이샤 제조, 품번: #7)를 형성하였다. 또한 흡수축이 장변과 평행해지도록 50 ㎜×100 ㎜의 크기로 재단하였다. 각각의 점착제 표면에 무알칼리 유리(코닝사 제조「EAGLEXG」)를 접합함으로써 평가 샘플을 제작하였다.

<단체 투과율 평가(105℃)>

편광판 1∼7의 평가 샘플에 온도 50℃, 압력 5 kgf/㎠(490.3 kPa)에서 1시간 오토 클레이브 처리를 실시한 후, 온도 23℃, 상대습도 50%의 환경 하에서 24시간 방치하였다. 그 후, 편광판 1∼6의 평가 샘플에 관해서, 투과율을 측정하고(초기값), 온도 105℃의 가열 환경 하에서 보관하여, 192∼240시간까지 24시간 간격으로 투과율을 측정하였다. 초기값에 대하여 투과율 저하가 5% 이상에 이른 시간을 기초로 이하의 기준으로 평가를 행하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타낸다.

240시간 경과한 시점에서 투과율의 저하가 5% 미만인 것: A

216∼240시간에서 투과율의 저하가 5% 이상에 이른 것: B

192∼216시간에서 투과율의 저하가 5% 이상에 이른 것: C

192시간 경과한 시점에서 투과율의 저하가 5% 이상인 것: D

폴리비닐알코올 결정에 유래하는 피크의 반값폭이 4.80 ㎚^-1 이상이며, 아연 이온을 0.05 질량% 이상 포함하는 편광 소자를 갖고 시클로덱스트린류를 함유하는 수계 접착제로 투명 보호 필름을 접합한 편광판은, 투과율 저하가 억제되고 있어 고온 내구성이 우수한 것을 알 수 있었다.

Claims

폴리비닐알코올계 수지층에 이색성 색소를 흡착 배향시켜 이루어지는 편광 소자와, 투명 보호 필름을 갖는 편광판으로서,
상기 편광 소자는 광각 X선 산란법에 의해 측정되는 폴리비닐알코올 결정에 유래하는 피크의 반값폭이 4.80 ㎚^-1 이상이며,
상기 편광 소자는 칼륨 이온과, 칼륨 이온 이외의 금속 이온을 포함하고,
상기 편광 소자는 상기 칼륨 이온 이외의 금속 이온의 함유율이 0.05 질량% 이상이며,
상기 편광 소자와 상기 투명 보호 필름은 폴리비닐알코올계 수지와 시클로덱스트린류를 함유하는 수계 접착제로 형성되는 접착제층에 의해서 접합되어 있는, 편광판.
제1항에 있어서, 상기 금속 이온은 코발트, 니켈, 아연, 크롬, 알루미늄, 구리, 망간, 및 철의 이온으로 이루어지는 군 중에서 적어도 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는, 편광판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 편광 소자는 붕소의 함유율이 2.4 질량% 이상 8.0 질량% 이하인, 편광판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수계 접착제에 있어서, 상기 시클로덱스트린류의 함유량이 상기 폴리비닐알코올계 수지 100 질량부에 대하여 1 질량부 이상 50 질량부 이하인, 편광판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 시클로덱스트린류는 α-시클로덱스트린, β-시클로덱스트린 및 γ-시클로덱스트린으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인, 편광판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수계 접착제는, 메탄올의 농도가 10 질량% 이상 70 질량% 이하인, 편광판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접착제층은 두께가 0.01 ㎛ 이상 7 ㎛ 이하인, 편광판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 편광 소자의 함수율은 온도 20℃ 상대습도 30%의 평형 함수율 이상, 또한 온도 20℃ 상대습도 50%의 평형 함수율 이하인, 편광판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 편광판의 함수율은 온도 20℃ 상대습도 30%의 평형 함수율 이상, 또한 온도 20℃ 상대습도 50%의 평형 함수율 이하인, 편광판.