KR20240035512A

KR20240035512A - 편광 소자, 편광판, 및 화상 표시 장치

Info

Publication number: KR20240035512A
Application number: KR1020247004225A
Authority: KR
Inventors: 히로후미 오타; 신야 하기하라
Original assignee: 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
Priority date: 2021-07-15
Filing date: 2022-07-08
Publication date: 2024-03-15
Also published as: TW202331310A; WO2023286702A1; JP2023013221A; CN117677873A

Abstract

본 발명은, 층간 충전 구성의 화상 표시 장치를 구성하는 부재로서 고온 환경 하에 노출된 경우라도, 시감도 보정 단체 투과율의 저하를 양호하게 억제할 수 있는 편광 소자, 편광판, 및 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 편광 소자는, 폴리비닐알코올계 수지층에 2색성 색소가 흡착 배향되어 있다. 편광 소자를 두께 방향으로 삼등분하여 구분되는 3영역 중의, 염색도가 가장 큰 영역의 염색도를 S1로 하고, 염색도가 가장 작은 영역의 염색도를 S2로 할 때, 편광 소자는 하기 식 (1)의 관계를 만족시킨다. 0≤S2/S1≤0.95 (1)

Description

편광 소자, 편광판, 및 화상 표시 장치

본 발명은 편광 소자, 편광 소자를 구비한 편광판, 및 편광판을 구비한 화상 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치(LCD)는, 액정 텔레비전뿐만 아니라, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화 등의 모바일, 및 카 내비게이션 등의 차재 용도 등에 널리 이용되고 있다. 통상, 액정 표시 장치는, 액정 셀의 양측에 점착제를 이용하여 편광판을 접합한 액정 패널 부재를 갖고, 백라이트 부재로부터의 광을 액정 패널 부재로 제어함으로써 표시가 행해지고 있다. 최근, 액정 표시 장치와 같이 유기 일렉트로루미네선스(EL) 표시 장치도, 텔레비전, 휴대 전화 등의 모바일, 및 카 내비게이션 등의 차재 용도에 널리 이용되고 있다. 유기 EL 표시 장치에서는, 외광이 금속 전극(음극)에서 반사됨으로써 경면과 같이 시인되는 것을 억제하기 위해, 화상 표시 패널의 시인측 표면에 원편광판(편광 소자와 λ/4판을 포함하는 적층체)이 배치되는 경우가 있다.

상기한 바와 같이, 편광판은, 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치를 구성하는 부재로서 차량에 탑재되는 기회가 늘고 있다. 차재용의 화상 표시 장치에 이용되는 편광판은, 차재 용도 이외의 텔레비전 및 휴대 전화 등의 모바일 용도의 편광판과 비교하면, 고온 환경 하에 노출되는 일이 많아, 보다 고온에서의 특성 변화가 작은 것(고온 내구성)이 요구된다.

화상 표시 장치에서는, 외표면으로부터의 충격에 의한 화상 표시 패널의 파손 방지 등을 목적으로 하여, 화상 표시 패널이 구비하는 편광판보다 시인측에, 투명 수지판 또는 유리판 등의 전면 투명판(「윈도우층」 등이라고 칭해지는 경우도 있다.)을 마련하는 경우가 있다. 터치 패널을 구비하는 화상 표시 장치에서는, 화상 표시 패널이 구비하는 편광판보다 시인측에 터치 패널이 마련되고, 터치 패널보다 시인측에 전면 투명판을 구비하는 경우가 있다.

화상 표시 장치에 있어서, 화상 표시 패널과 전면 투명판 또는 터치 패널 등의 투명 부재와의 사이에 공기층이 존재하면, 공기층과의 계면에서의 광반사에 의해 외광의 글레어가 생겨, 화면의 시인성이 저하하는 경향이 있다. 그 때문에, 화상 표시 패널의 시인측 표면을 구성하는 편광판과 투명 부재 사이의 공간을, 공기층 이외의 층, 통상은 고체층(이하, 「층간 충전제」라고 하는 경우가 있다.)에 의해 충전하는 구성, 바람직하게는 편광판 및/또는 투명 부재와 굴절률이 가까운 재료를 충전하는 구성을 채용하는 경우가 있다. 층간 충전제로서는, 공기층과의 계면에서의 광반사에 의한 시인성의 저하를 억제하고, 각 부재 간을 접착 고정하기 위해, 점착제 또는 UV 경화형 접착제가 이용된다(예컨대, 특허문헌 1).

상기와 같은 층간 충전제를 충전한 구성을 갖는 화상 표시 장치를, 옥외에서 사용되는 일이 많은 휴대 전화 등의 모바일 용도로 채용하는 일이 늘어나고 있다. 또한, 최근의 시인성에 대한 요구의 고조로부터, 카 내비게이션 장치 등의 차재 용도에 있어서도, 화상 표시 패널 표면에 전면 투명판을 배치하고, 화상 표시 패널과 전면 투명판 사이를 점착제층 등으로 충전한 구성을 채용하는 것이 검토되고 있다.

특허문헌 2는, 층간 충전제를 충전한 구성을 갖는 화상 표시 장치를 온도 95℃의 환경 하에 예컨대 200시간 방치한 경우, 편광판의 면내 중앙부에 투과율의 현저한 저하가 보이지만, 편광판 단체에서는, 온도 95℃의 환경 하에 1000시간 방치하여도 현저한 투과율의 저하는 보이지 않는 것을 개시하고 있다. 이들 결과로부터, 특허문헌 2에서는, 온도 95℃의 환경 하에 있어서의 편광판의 투과율의 현저한 저하는, 편광판의 한쪽의 면이 화상 표시 셀과 접합되고, 다른 쪽의 면이 터치 패널이나 전면 투명판 등의 투명 부재와 접합되어 있는 구성을 채용하는 화상 표시 장치가 온도 95℃의 환경에 폭로된 경우에 특유의 문제라고 생각되고 있다.

특허문헌 2는, 편광판의 단위 면적당의 수분량을 소정량 이하로 하고, 또한 편광 소자에 인접하여 접합된 투명 보호 필름의 포화 흡수량을 소정량 이하로 함으로써, 온도 95℃의 환경 하에서의 편광판의 투과율의 저하를 억제할 수 있는 것을 개시하고 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 평성11-174417호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2014-102353호 공보

그러나, 상기 구성의 화상 표시 장치가 온도 115℃의 고온 환경 하에 노출되면, 편광판의 시감도 보정 단체 투과율의 저하를 충분히 억제할 수 없는 경우가 있는 것이 발견되었다.

본 발명은, 편광판의 양면에 고체층이 접하도록 구성되어 있는 층간 충전 구성의 화상 표시 장치를 구성하는 부재로서 고온 환경 하에 노출된 경우라도, 시감도 보정 단체 투과율의 저하를 양호하게 억제할 수 있는 편광 소자, 편광 소자를 구비한 편광판, 및 편광판을 구비한 화상 표시 장치의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은, 이하의 편광 소자, 편광판, 및 화상 표시 장치를 제공한다.

〔1〕폴리비닐알코올계 수지층에 2색성 색소가 흡착 배향되어 있는 편광 소자로서,

상기 편광 소자를 두께 방향으로 삼등분함으로써 구분되는 3영역 중의, 염색도가 가장 큰 영역의 염색도를 S1로 하고, 염색도가 가장 작은 영역의 염색도를 S2로 할 때, 하기 식 (1)의 관계를 만족시키는, 편광 소자.

0≤S2/S1≤0.95 (1)

〔2〕상기 3영역 중의 염색도가 가장 작은 영역은, 상기 두께 방향에 있어서 중앙에 위치하는 영역인, 〔1〕에 기재된 편광 소자.

〔3〕상기 편광 소자는, 붕소를 포함하고,

상기 편광 소자에 있어서의 붕소의 함유량은, 4.0 질량% 이상 8.0 질량% 이하인, 〔1〕 또는 〔2〕에 기재된 편광 소자.

〔4〕상기 2색성 색소는, 요오드인, 〔1〕∼〔3〕 중 어느 하나에 기재된 편광 소자.

〔5〕〔1〕∼〔4〕 중 어느 하나에 기재된 편광 소자와 투명 보호 필름을 갖는, 편광판.

〔6〕또한, 상기 편광 소자와 상기 투명 보호 필름을 접합하기 위한 접착제층을 갖고,

상기 접착제층은, 수계 접착제가 경화한 층인, 〔5〕에 기재된 편광판.

〔7〕상기 수계 접착제는, 메탄올을 포함하고,

상기 수계 접착제에 있어서의 상기 메탄올의 함유량은, 10 질량% 이상 70 질량% 이하인, 〔6〕에 기재된 편광판.

〔8〕상기 수계 접착제는, 또한 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는, 〔6〕 또는 〔7〕에 기재된 편광판.

〔9〕상기 접착제층의 두께는, 0.01 ㎛ 이상 7 ㎛ 이하인, 〔6〕∼〔8〕 중 어느 하나에 기재된 편광판.

〔10〕상기 편광판은, 화상 표시 장치에 이용되고,

상기 화상 표시 장치에 있어서, 상기 편광판의 양면에는 고체층이 접하여 마련되어 있는, 〔5〕∼〔9〕 중 어느 하나에 기재된 편광판.

〔11〕화상 표시 셀과, 상기 화상 표시 셀의 시인측 표면에 적층된 제1 점착제층과, 상기 제1 점착제층의 시인측 표면에 적층된 〔5〕∼〔10〕 중 어느 하나에 기재된 편광판을 갖는, 화상 표시 장치.

〔12〕또한, 상기 편광판의 시인측 표면에 적층된 제2 점착제층과, 상기 제2 점착제층의 시인측 표면에 적층된 투명 부재를 갖는, 〔11〕에 기재된 화상 표시 장치.

〔13〕상기 투명 부재는, 유리판 또는 투명 수지판인, 〔12〕에 기재된 화상 표시 장치.

〔14〕상기 투명 부재는, 터치 패널인, 〔12〕에 기재된 화상 표시 장치.

본 발명에 따르면, 층간 충전 구성의 화상 표시 장치를 구성하는 부재로서 고온 환경 하에 노출된 경우라도, 시감도 보정 단체 투과율의 저하를 양호하게 억제할 수 있는 편광 소자, 편광 소자를 구비한 편광판, 및 편광판을 구비한 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 편광 소자를 모식적으로 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 편광판을 모식적으로 나타내는 개략 단면도이다.
도 3의 (a) 및 (b)는 염색도를 측정하기 위한 순서를 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는 라만 스펙트럼으로부터 적분 강도 분포를 산출하는 방법을 설명하기 위한 설명도이다.

이하, 도면을 참조하여 편광 소자, 편광판, 및 화상 표시 장치의 바람직한 실시형태에 대해서 설명한다.

(편광 소자)

도 1은 본 실시형태에 따른 편광 소자를 모식적으로 나타내는 개략 단면도이다. 편광 소자(1)는, 그 흡수축에 평행한 진동면을 갖는 직선 편광을 흡수하고, 흡수축과 직교하는(투과축과 평행한) 진동면을 갖는 직선 편광을 투과하는 성질을 갖는 흡수형의 편광 필름이다.

편광 소자(1)는, 폴리비닐알코올계 수지층(이하, 「PVA계 수지층」이라고 하는 경우가 있다.)에 2색성 색소가 흡착 배향되어 있는 것이다. 편광 소자(1)는, PVA계 수지층에 2색성 색소가 흡착 배향되어 있는 1층의 편광층이어도 좋고, 상기 편광층이 2 또는 3 이상 적층된 다층 구조를 갖고 있어도 좋다. 편광 소자(1)가 다층 구조를 갖는 경우, 편광 소자(1)에 포함되는 2 이상의 편광층은, 접합층을 통해 적층되어 있어도 좋다.

편광 소자(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 상기 편광 소자(1)를 두께 방향(100)으로 삼등분함으로써 구분되는 3영역(11∼13) 중의, 염색도가 가장 큰 영역의 염색도를 S1로 하고, 염색도가 가장 작은 영역의 염색도를 S2로 할 때, 하기 식 (1)의 관계를 만족시킨다.

0≤S2/S1≤0.95 (1)

편광 소자(1)의 3영역(11∼13)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 편광 소자(1)의 두께 방향(100)을 따라 배치된 영역이다. 3영역(11∼13) 중의 영역(11, 13)은, 편광 소자(1)의 두께 방향(100)의 표면측에 위치하는 영역이고, 영역(12)은, 편광 소자(1)의 두께 방향(100)의 중앙에 위치하는 영역이다.

식 (1)에 있어서의 S2/S1은, 바람직하게는 0.90 이하이고, 보다 바람직하게는 0.85 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.75 이하이고, 또한, 0.1 이상이어도 좋고, 0.3 이상이어도 좋다.

편광 소자(1)는, 상기 식 (1)의 관계를 만족시킴으로써, 고온 환경 하에 있어서 시감도 보정 단체 투과율(Ty)(이하, 「투과율(Ty)」이라고 하는 경우가 있다.)의 저하를 양호하게 억제할 수 있다. 이 이유는 다음과 같이 생각된다. 편광 소자(1)에 포함되는 2색성 색소는, PVA계 수지층을 구성하는 폴리비닐알코올계 수지(이하, 「PVA계 수지」라고 하는 경우가 있다.)가 탈수에 의해 폴리엔화하는 반응을 촉진한다고 추측된다. 고온 환경 하에서는 PVA계 수지가 탈수하기 쉽기 때문에, PVA계 수지의 폴리엔화가 발생하기 쉽고, 편광 소자의 투과율(Ty)이 저하하기 쉽다. 편광 소자(1)에 있어서의 염색도가 작은 영역은, 그 영역에 존재하는 2색성 색소의 양이 적은 것을 나타내고 있다고 생각된다. 그 때문에, 편광 소자(1)가 상기 식 (1)의 관계를 만족시키도록 염색도가 작은 영역을 가짐으로써, 고온 환경 하에 있어서의 PVA계 수지의 폴리엔화를 양호하게 억제할 수 있고, 편광 소자(1)의 투과율(Ty)의 저하를 억제할 수 있다고 생각된다.

PVA계 수지의 폴리엔화란, 편광 소자(1)를 구성하는 PVA계 수지가 폴리엔 구조 (-C=C)n-을 형성하고 있는 것을 말하며, 예컨대 편광 소자(1)의 라만 분광 측정에 의해, 1100 ㎝^-1 부근(=C-C= 결합에 유래) 및 1500 ㎝^-1 부근(-C=C- 결합에 유래)의 피크의 존재에 의해 확인할 수 있다(특허문헌 2, 단락 [0012]).

식 (1)의 관계를 만족시키는 편광 소자(1)는, 고온 환경 하에 있어서, 시감도 보정 편광도(Py)(이하, 「편광도(Py)」라고 하는 경우가 있다.)의 저하 및 색상(ab)의 저하를 억제할 수도 있다.

염색도 S1을 갖는 영역(염색도가 가장 큰 영역)은, 영역(11∼13) 중 어느 곳이어도 좋지만, 편광 소자(1)의 두께 방향(100)의 표면에 위치하는 영역(11) 및 영역(13) 중 적어도 한쪽인 것이 바람직하다. 염색도 S2를 갖는 영역(염색도가 가장 작은 영역)은, 영역(11∼13) 중 어느 곳이어도 좋지만, 편광 소자(1)의 두께 방향(100)에 있어서 중앙에 위치하는 영역(12)인 것이 바람직하다. PVA계 수지의 폴리엔화는, 편광 소자(1)의 두께 방향(100)의 중앙 부분으로부터 진행되기 쉽다고 생각된다. 그 때문에, 염색도 S2를 갖는 영역이 두께 방향(100)의 중앙에 위치하는 영역(12)임으로써, 편광 소자(1)를 구성하는 PVA계 수지의 폴리엔화를 효율적으로 억제하기 쉽다고 추측된다.

염색도는, 다음의 [i]∼[iv]의 순서로 측정할 수 있고, 보다 상세하게는, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다. [i] 편광 소자(1)의 두께 방향(100)에 1 ㎛의 피치로 설정한 측정점의 각각에 있어서 얻은 라만 스펙트럼을 얻는다. [ii] 얻어진 라만 스펙트럼의 파수 80 ㎝^-1∼180 ㎝^-1의 구간의 적분 강도를 산출한다. [iii] 산출한 적분 강도를 편광 소자(1)의 두께 방향(100)의 위치에 대하여 플롯한 적분 강도 분포를 얻는다. [iv] 얻어진 적분 강도 분포에 있어서, 편광 소자(1)의 두께 방향(100)으로 삼등분함으로써 구분되는 3영역의 각각에 대해서 구한 적분 면적을 구하고, 이들을 각각의 영역의 염색도로 한다.

식 (1)의 관계를 만족시키는 편광 소자(1)를 얻는 방법으로서는, 염색도가 다른 2 이상의 편광층을 준비하고, 이들 편광층을 접합층을 통해 적층하는 방법; PVA계 수지의 중합도나 비누화도가 다른 2 이상의 층을 갖는 다층 구조의 PVA계 수지층을 준비하고, 이것을 이용하여 편광 소자(1)를 제조하는 방법; 두께 방향(100)에 있어서의 염색도가 다른 단층의 편광층을 편광 소자(1)로 하는 방법을 들 수 있다. 두께 방향(100)에 있어서의 염색도가 다른 단층의 편광층을 제조하는 방법으로서는, 후술하는 편광층의 제조 방법에 있어서, PVA계 수지층을 2색성 색소로 염색할 때의 2색성 색소의 농도, 염색 온도, 및 염색 시간 중 적어도 하나를 조정하는 방법; 후술하는 편광층의 제조 방법에 있어서, 2색성 색소가 흡착된 PVA계 수지층을 처리하는 붕산 수용액의 붕산 농도, 온도, 및 처리 시간 중 적어도 하나를 조정하는 방법; PVA 수지층의 편면에 기재 필름이 배치된 적층 필름을 이용하여 편광층을 제조하고, 적층 필름에 대한 처리 조건(염색 조건, 붕산 수용액에 의한 처리 조건 등)을 조정하는 방법 등을 들 수 있다.

편광 소자(1)는 붕소를 포함하는 것이 바람직하다. 편광 소자(1)에 있어서의 붕소의 함유량은, 바람직하게는 4.0 질량% 이상이고, 보다 바람직하게는 4.2 질량% 이상이고, 더욱 바람직하게는 4.4 질량% 이상이고, 또한, 바람직하게는 8.0 질량% 이하이고, 보다 바람직하게는 7.0 질량% 이하이고, 더욱 바람직하게는 6.0 질량% 이하이다. 편광 소자(1)에 있어서의 붕소의 함유량은, 편광 소자(1)를 100 질량%로 하였을 때의 붕소의 함유 비율이고, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다. 붕소는, 편광 소자(1) 중에, 붕산으로서, 또는, 붕산이 PVA계 수지의 구성 요소와 가교 구조를 형성한 상태로 존재한다고 생각되지만, 여기서 말하는 붕소의 함유량은, 붕소 원자(B)로서의 양이다. 편광 소자(1)에 있어서의 붕소의 함유량은, 후술하는 편광층에 포함되는 붕소의 함유량을 조정하는 방법에 의해 조정할 수 있다.

편광 소자(1)에 있어서의 붕소의 함유량이 상기 범위임으로써, 고온 환경 하에 있어서 PVA계 수지의 폴리엔화가 생기기 어려워지는 것으로 추측된다. 그 때문에, 후술하는 층간 충전 구성의 화상 표시 장치를 구성하는 부재로서 고온 환경 하에 노출된 경우라도, 편광 소자(1)의 투과율(Ty)의 저하를 한층 더 양호하게 억제할 수 있다고 생각된다.

한편, 편광 소자(1)에 있어서의 붕소의 함유량이 상기 범위보다 커지면, 편광 소자(1)의 수축력이 커져, 화상 표시 장치에 내장하였을 때에 접합되는 투명 부재 등의 다른 부재와의 사이에서 박리가 생기는 등의 문제점이 생기기 쉬워진다. 편광 소자(1)에 있어서의 붕소의 함유량이 상기 범위보다 작아지면, 소망하는 광학 특성을 갖는 편광 소자를 얻기 어려워진다.

편광 소자(1)는 칼륨을 포함하는 것이 바람직하다. 편광 소자(1)에 있어서의 칼륨의 함유량은, 고온 환경 하에 있어서의 편광 소자(1)의 광학 특성의 저하를 억제하는 관점에서, 바람직하게는 0.28 질량% 이상이고, 보다 바람직하게는 0.32 질량% 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.34 질량% 이상이다. 편광 소자(1)에 있어서의 칼륨의 함유량은, 고온 환경 하에 있어서의 편광 소자(1)의 색상 변화를 억제하는 관점에서, 바람직하게는 0.60 질량% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.55 질량% 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.50 질량% 이하이다. 편광 소자(1)에 있어서의 칼륨의 함유량은, 편광 소자(1)를 100 질량%로 하였을 때의 칼륨의 함유 비율이고, 예컨대 고주파 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma: ICP) 발광 분광 분석법에 의해, 편광 소자의 질량에 대한 칼륨의 질량 분율(질량%)로서 산출할 수 있다. 편광 소자(1)에 있어서의 칼륨의 함유량은, 후술하는 편광층에 포함되는 칼륨의 함유량을 조정하는 방법에 의해 조정할 수 있다.

편광 소자(1)에 있어서의 붕소의 함유량 및 칼륨의 함유량이 상기 범위인 경우, 종래의 편광 소자보다, 붕소의 함유량이 많고, 칼륨의 함유량이 적은 경향이 있다. 그 때문에, 붕산 가교에 의해 편광 소자(1) 중의 폴리비닐알코올의 수산기가 보호(안정화)될 수 있다고 추측된다. 또한, 특히 편광 소자(1)에 포함되는 2색성 색소가 후술하는 요오드인 경우, 편광 소자(1)가 칼륨을 적량 함유함으로써, 편광 소자(1) 중에서 반대 이온이 되는 요오드 이온을 안정화할 수 있다고 추측된다. 따라서, 붕소의 함유량 및 칼륨의 함유량이 상기 범위인 경우, 편광 소자(1)를 구성하는 PVA계 수지의 폴리엔화가 한층 더 양호하게 억제되기 쉽다고 생각된다.

편광 소자(1)의 투과율(Ty)은, 바람직하게는 38.8% 이상이고, 보다 바람직하게는 40.4% 이상이고, 더욱 바람직하게는 40.7% 이상이고, 또한, 바람직하게는 44.8% 이하이고, 보다 바람직하게는 43.2% 이하이고, 더욱 바람직하게는 43.0% 이하이다. 투과율(Ty)이 44.8%를 넘으면, 고온 환경 하에서 편광 소자가 빨갛게 변색되는(이 현상을 적변이라고 하는 경우가 있다.) 등, 편광 소자(1)의 광학 특성의 열화가 커지는 경우가 있다. 투과율(Ty)이 38.8% 미만이 되면, 고온 환경 하에서 PVA계 수지의 폴리엔화가 진행되기 쉬워, 편광 소자(1)의 광학 특성의 열화가 커지는 경우가 있다.

편광 소자(1)의 투과율(Ty)은, JIS Z8701-1982에 규정되어 있는 2도 시야(C 광원)에 의해, 시감도 보정을 행한 Y값을 측정함으로써 구할 수 있다. 투과율(Ty)은, 후술하는 실시예에 기재와 같이, 예컨대 니혼 분코 가부시키가이샤 제조의 분광 광도계(형식번호: V7100) 등에 의해 간편하게 측정할 수 있다.

편광 소자(1)의 두께는, 바람직하게는 3 ㎛ 이상이고, 보다 바람직하게는 4 ㎛ 이상이고, 더욱 바람직하게는 5 ㎛ 이상이고, 또한, 바람직하게는 35 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 30 ㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는 25 ㎛ 이하이다. 편광 소자(1)의 두께가 35 ㎛ 이하임으로써, 고온 환경 하에 있어서의 PVA계 수지의 폴리엔화에 의해 편광 소자(1)의 광학 특성이 저하하는 것을 억제하기 쉬워진다. 편광 소자(1)의 두께가 3 ㎛ 이상임으로써, 소망의 광학 특성을 갖는 편광 소자(1)를 얻기 쉬워진다.

PVA계 수지층은, 폴리초산비닐계 수지를 비누화하여 얻어지는 PVA계 수지를 이용하여 형성할 수 있다. 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 수지의 비누화도는, 바람직하게는 85 몰% 이상이고, 보다 바람직하게는 90 몰% 이상이고, 더욱 바람직하게는 99 몰% 이상 100 몰% 이하이다. PVA계 수지의 중합도로서는, 예컨대 1000 이상 10000 이하이고, 바람직하게는 1500 이상 5000 이하이다. PVA계 수지는 변성되어 있어도 좋고, 예컨대 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈, 폴리비닐부티랄 등이어도 좋다.

PVA계 수지층에 흡착 배향하고 있는 2색성 색소로서는, 요오드 또는 2색성 염료를 들 수 있다. 2색성 색소는 요오드인 것이 바람직하다.

편광 소자(1)를 구성하는 편광층은, 예컨대, PVA계 수지층이 되는 폴리비닐알코올계 수지 필름(이하, 「PVA계 수지 필름」이라고 하는 경우가 있다.)을 이용하여, 이 PVA계 수지 필름을 2색성 색소로 염색하고, 일축 연신함으로써 형성한 것; 기재 필름 상에 PVA계 수지를 포함하는 도포액을 도포함으로써, 기재 필름 상에 PVA계 수지층이 되는 도포층을 형성한 적층 필름을 얻고, 도포층을 2색성 색소로 염색하고, 적층 필름을 일축 연신함으로써 형성한 것 등이어도 좋다.

편광층을 그대로 이용하여 편광 소자(1)로 하여도 좋고, 2 이상의 편광층을 접합층을 이용하여 접합하여 편광 소자(1)로 하여도 좋다. 2 이상의 편광층을 적층하는 경우, 편광층의 흡수축이 서로 평행이 되도록 적층하는 것이 바람직하다.

(편광층의 제조 방법)

편광 소자(1)를 구성하는 편광층의 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다. 편광층의 제조 방법으로서는, 미리 롤형으로 감긴 PVA계 수지 필름을 송출하여 연신, 염색, 가교 등을 행하여 제작하는 방법(이하, 「제조 방법 1」이라고 한다.); PVA계 수지를 포함하는 도포액을 기재 필름 상에 도포하여 도포층을 형성한 적층 필름을 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 염색함으로써, 그 2색성 색소를 흡착시키는 공정, 2색성 색소가 흡착된 PVA계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정, 및 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하는 공정을 포함할 수 있다.

편광층에 포함되는 붕소의 함유량 및 칼륨의 함유량은, 팽윤 공정, 염색 공정, 가교 공정, 연신 공정, 및 수세 공정에 있어서의 각 처리욕 중 어느 하나에 포함되는 붕산, 붕산염, 및 붕사 등의 붕소 화합물 등의 붕소 성분 공여 물질의 농도, 및, 요오드화칼륨 등의 할로겐화칼륨 등의 칼륨 성분 공여 물질의 농도, 상기 각 처리욕에 의한 처리 온도 및 처리 시간에 의해 제어할 수 있다. 특히, 가교 공정 및 연신 공정은, 붕소 성분 공여 물질의 농도 등의 처리 조건에 의해, 붕소의 함유율을 소망의 범위로 조정하기 쉽다. 또한, 수세 공정은, 염색 공정, 가교 공정, 또는 연신 공정 등에서 사용한 붕소 성분 공여 물질이나 칼륨 성분 공여 물질의 사용량 등의 처리 조건을 고려한 뒤에, 붕소, 칼륨 등의 성분을 PVA계 수지 필름으로부터 용출, 혹은 PVA계 수지 필름에 흡착시킬 수 있는 관점에서, 붕소의 함유량 및 칼륨의 함유량을 소망의 범위로 조정하기 쉽다.

팽윤 공정은, PVA계 수지 필름을, 팽윤욕 중에 침지하는 처리 공정이며, PVA계 수지 필름의 표면의 오물이나 블로킹제 등을 제거할 수 있고, 또한, PVA계 수지 필름을 팽윤시킴으로써 염색 불균일을 억제할 수 있다. 팽윤욕에는 통상, 물, 증류수, 순수 등의 물을 주성분으로 하는 매체가 이용된다. 팽윤욕에는, 통상적인 방법에 따라, 계면 활성제, 알코올 등이 적절하게 첨가되어 있어도 좋다. 또한, 편광층에 있어서의 칼륨의 함유량을 제어하는 관점에서, 팽윤욕에 요오드화칼륨을 사용하여도 좋고, 이 경우, 팽윤욕에 있어서의 요오드화칼륨의 함유량은, 1.5 중량% 이하인 것이 바람직하고, 1.0 중량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.5 중량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.

팽윤욕의 온도는, 10∼60℃인 것이 바람직하고, 15∼45℃인 것이 보다 바람직하고, 18∼30℃인 것이 더욱 바람직하다. 팽윤욕에의 침지 시간은, PVA계 수지 필름의 팽윤의 정도가 팽윤욕의 온도의 영향을 받기 때문에 일률적으로 결정할 수 없지만, 5∼300초간인 것이 바람직하고, 10∼200초간인 것이 보다 바람직하고, 20∼100초간인 것이 더욱 바람직하다. 팽윤 공정는 1회만 실시되어도 좋고, 필요에 따라 복수회 실시되어도 좋다.

염색 공정은, PVA계 수지 필름을, 염색욕에 침지하는 처리 공정이며, PVA계 수지 필름에 2색성 색소를 흡착·배향시킬 수 있다. 2색성 색소가 요오드인 경우, 염색욕는 요오드 용액인 것이 바람직하다. 요오드 용액은, 통상, 요오드 수용액인 것이 바람직하고, 요오드 및 용해 조제로서 요오드화물을 함유한다. 요오드화물로서는, 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화연, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 및 요오드화티탄 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 편광층에 있어서의 칼륨의 함유량을 제어하는 관점에서, 요오드화칼륨이 적합하다.

염색욕 중, 2색성 색소의 농도는, 0.01∼1 중량%인 것이 바람직하고, 0.02∼0.5 중량%인 것이 보다 바람직하다. 염색욕 중, 요오드화물의 농도는, 0.01∼10 중량%인 것이 바람직하고, 0.05∼5 중량%인 것이 보다 바람직하고, 0.1∼3 중량%인 것이 더욱 바람직하다.

염색욕의 온도는, 10∼50℃인 것이 바람직하고, 15∼45℃인 것이 보다 바람직하고, 18∼30℃인 것이 더욱 바람직하다. 염색욕에의 침지 시간은, PVA계 수지 필름의 염색의 정도가 염색욕의 온도의 영향을 받기 때문에 일률적으로 결정할 수 없지만, 10∼300초간인 것이 바람직하고, 20∼240초간인 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 PVA계 수지 필름 중의 PVA계 수지가 가교하여, 2색성 색소가 상기 가교 구조에 흡착한다. 붕소 화합물로서는, 예컨대, 붕산, 붕산염, 및 붕사 등을 들 수 있다. 가교욕은, 수용액이 일반적이지만, 예컨대, 물과의 혼화성이 있는 유기 용매 및 물의 혼합 용액이어도 좋다. 가교욕은, 편광층에 있어서의 칼륨의 함유량을 제어하는 관점에서, 요오드화칼륨을 포함하는 것이 바람직하다.

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

가교욕의 온도는, 20∼70℃인 것이 바람직하고, 30∼60℃인 것이 보다 바람직하다. 가교욕에의 침지 시간은, PVA계 수지 필름 중의 PVA계 수지의 가교의 정도가 가교욕의 온도의 영향을 받기 때문에 일률적으로 결정할 수 없지만, 5∼300초간인 것이 바람직하고, 10∼200초간인 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 연신법 및 건식 연신법 중 어느 것이나 채용할 수 있다. 연신 공정은 1회만 실시되어도 좋고, 필요에 따라 복수회 실시되어도 좋다. 연신 공정은, 편광층의 제조 공정의 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, 편광층에 있어서의 칼륨의 함유량을 제어하는 관점에서, 요오드화칼륨을 포함하는 것이 바람직하다. 연신욕에 요오드화칼륨을 사용하는 경우, 상기 연신욕 중, 요오드화칼륨의 농도는, 1∼15 중량%인 것이 바람직하고, 2∼10 중량%인 것이 보다 바람직하고, 3∼6 중량%인 것이 보다 바람직하다. 또한, 처리욕(연신욕)은, 연신 중의 필름 파단을 억제하는 관점에서, 붕소 화합물을 포함할 수 있고, 이 경우, 상기 연신욕 중, 붕소 화합물의 농도는, 1∼15 중량%인 것이 바람직하고, 1.5∼10 중량%인 것이 보다 바람직하고, 2∼5 중량%인 것이 보다 바람직하다.

연신욕의 온도는, 25∼80℃인 것이 바람직하고, 40∼75℃인 것이 보다 바람직하고, 50∼70℃인 것이 더욱 바람직하다. 연신욕에의 침지 시간은, PVA계 수지 필름의 연신의 정도가 연신욕의 온도의 영향을 받기 때문에 일률적으로 결정할 수 없지만, 10∼800초간인 것이 바람직하고, 30∼500초간인 것이 보다 바람직하다. 또한, 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 연신법의 경우, 연신 공정은, 건조 공정에서 행하여도 좋다.

PVA계 수지 필름에 실시되는 총연신 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, PVA계 수지 필름을, 세정욕 중에 침지하는 처리 공정이며, PVA계 수지 필름의 표면 등에 잔존하는 이물을 제거할 수 있다. 세정욕에는, 통상, 물, 증류수, 순수 등의 물을 주성분으로 하는 매체가 이용된다. 또한, 편광층에 있어서의 칼륨의 함유량을 제어하는 관점에서, 세정욕은 요오드화칼륨을 포함하는 것이 바람직하고, 이 경우, 세정욕 중, 요오드화칼륨의 농도는, 1∼10 중량%인 것이 바람직하고, 1.5∼4 중량%인 것이 보다 바람직하고, 1.8∼3.8 중량%인 것이 더욱 바람직하다.

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

건조 공정은, 세정 공정에서 세정된 PVA계 수지 필름을, 건조하여 편광층을 얻는 공정이다. 건조는, 임의의 적절한 방법으로 행해지며, 예컨대, 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조를 들 수 있다.

제조 방법 2는, 상기 PVA계 수지를 포함하는 도포액을 기재 필름 상에 도포하는 공정, 얻어진 적층 필름을 일축 연신하는 공정, 일축 연신된 적층 필름의 도포층을 2색성 색소로 염색함으로써, 2색성 색소를 흡착시키는 공정, 2색성 색소가 흡착된 적층 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정, 및 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하는 공정을 포함할 수 있다. 편광층을 형성하기 위해 이용하는 기재 필름은, 편광판의 투명 보호 필름으로서 이용하여도 좋다. 필요에 따라, 기재 필름을 편광층으로부터 박리 제거하여도 좋다.

(편광판)

도 2는 본 실시형태에 따른 편광판을 모식적으로 나타내는 개략 단면도이다. 편광판(2)은, 편광 소자(1)와 투명 보호 필름(21)을 갖는다. 투명 보호 필름(21)은, 편광 소자(1)의 편면 또는 양면에 마련되지만, 도 2에 나타내는 바와 같이 양면에 마련되는 것이 바람직하다. 편광판(2)은, 편광 소자(1)와 투명 보호 필름(21)을 접합하기 위한 접착제층(도시하지 않음)을 갖고 있어도 좋다. 접착제층은 통상, 편광 소자(1)와 투명 보호 필름(21)에 직접 접하고 있다.

(투명 보호 필름)

투명 보호 필름(21)은, 단층 구조여도 좋고, 다층 구조여도 좋다. 투명 보호 필름은, 그 자체가 광학적 기능을 갖는 단층 구조여도 좋고, 적어도 1층의 광학적 기능을 갖는 층을 갖는 다층 구조여도 좋다. 투명 보호 필름(21)의 두께는 광학 특성의 관점에서 얇은 것이 바람직하지만, 지나치게 얇으면 강도가 저하하여 가공성이 뒤떨어지는 것이 된다. 투명 보호 필름(21)의 두께는, 예컨대 5 ㎛ 이상이고, 바람직하게는 10 ㎛ 이상이고, 보다 바람직하게는 15 ㎛ 이상이고, 또한, 예컨대 100 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 80 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 70 ㎛ 이하이다.

투명 보호 필름(21)은, 셀룰로오스아실레이트계 필름, 폴리카보네이트계 수지 필름, 노르보넨 등의 시클로올레핀계 수지로 이루어진 필름, (메트)아크릴계 중합체 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지로 이루어진 필름 등을 이용할 수 있다. 편광 소자(1)의 양면에 투명 보호 필름(21)을 갖고, PVA계 수지를 포함하는 접착제 등의 수계 접착제를 이용하여 편광 소자(1)와 투명 보호 필름(21)을 접합하는 경우, 투습도의 관점에서, 편광판(2)에 포함되는 적어도 하나의 투명 보호 필름(21)은, 셀룰로오스아실레이트계 필름 또는 (메트)아크릴계 중합체 필름인 것이 바람직하고, 그 중에서도 셀룰로오스아실레이트 필름이 바람직하다.

편광판(2)에 포함되는 적어도 하나의 투명 보호 필름(21)은, 시야각 보상 등의 목적으로 위상차 기능을 구비하고 있어도 좋고, 그 경우, 투명 보호 필름(21)을 구성하는 필름 자체가 위상차 기능을 갖고 있어도 좋고, 투명 보호 필름(21)이 위상차 기능을 갖고 있지 않은 층과 위상차층(위상차 기능을 갖는 층)을 갖고 있어도 좋다. 투명 보호 필름(21)이 위상차층을 갖는 경우, 위상차 기능을 갖고 있지 않은 층과 위상차층의 적층체로 할 수 있고, 이들은, 접합층을 이용하여 접합되어 있어도 좋다.

(접착제층)

편광 소자(1)와 투명 보호 필름(21)을 접합하기 위한 접착제층을 형성하기 위해 이용하는 접착제는, 임의의 적절한 접착제를 이용할 수 있다. 접착제는, 수계 접착제, 용제계 접착제, 활성 에너지선 경화형 접착제 등을 이용할 수 있지만, 수계 접착제인 것이 바람직하다. 접착제층은, 내열성 향상의 관점에서, 요소, 요소 유도체, 티오요소, 및 티오요소 유도체에서 선택되는 적어도 일종의 요소계 화합물을 함유시키는 것이 바람직하다.

접착제의 도포 시의 두께는, 임의의 적절한 값으로 설정될 수 있다. 예컨대, 경화 후 또는 가열(건조) 후에, 소망의 두께를 갖는 접착제층이 얻어지도록 설정한다. 접착제층의 두께는, 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상이고, 또한, 바람직하게는 7 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 5 ㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는 2 ㎛ 이하이고, 가장 바람직하게는 1 ㎛ 이하이다.

(수계 접착제)

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

수계 접착제에 포함되는 PVA계 수지로서는, 아세토아세틸기를 함유하는 것이 바람직하다. PVA계 수지층과 투명 보호 필름의 밀착성이 우수하고, 내구성이 우수하기 때문이다. 아세토아세틸기를 함유하는 PVA계 수지는, 예컨대, PVA계 수지와 디케텐을 임의의 방법으로 반응시킴으로써 얻어진다. 아세토아세틸기를 함유하는 PVA계 수지의 아세토아세틸기 변성도는, 대표적으로는 0.1 몰% 이상이고, 바람직하게는 0.1 몰% 이상 20 몰% 이하이다. 수계 접착제에 있어서의 PVA계 수지의 함유량은, 바람직하게는 0.1 질량% 이상이고, 보다 바람직하게는 0.5 질량% 이상이고, 또한, 바람직하게는 15 질량% 이하이고, 보다 바람직하게는 10 질량% 이하이다.

수계 접착제는 가교제를 함유하고 있어도 좋다. 가교제로서는 공지의 가교제를 이용할 수 있다. 예컨대, 수용성 에폭시 화합물, 디알데히드, 이소시아네이트 등을 들 수 있다.

PVA계 수지가 아세토아세틸기를 함유하는 PVA계 수지인 경우, 가교제는, 바람직하게는 글리옥살, 글리옥실산염, 및 메틸올멜라민 중 어느 하나이고, 보다 바람직하게는 글리옥살 및 글리옥실산염 중 어느 하나이고, 더욱 바람직하게는 글리옥살이다.

수계 접착제는 유기 용제를 함유하고 있어도 좋다. 유기 용제는, 물과 혼화성을 갖는 점에서 알코올류가 바람직하고, 알코올류 중에서도 메탄올 및 에탄올 중 적어도 한쪽인 것이 보다 바람직하고, 메탄올인 것이 더욱 바람직하다. 접착제층이 포함하고 있어도 좋은 요소계 화합물 중에는, 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, PVA계 수지의 수용액에 첨가하여, 수계 접착제를 조제하는 것도 바람직한 양태의 하나이다.

수계 접착제가 메탄올을 함유하는 경우, 수계 접착제에 있어서의 메탄올의 함유량은, 바람직하게는 10 질량% 이상이고, 보다 바람직하게는 15 질량% 이상이고, 더욱 바람직하게는 20 질량% 이상이고, 또한, 바람직하게는 70 질량% 이하이고, 보다 바람직하게는 60 질량% 이하이다. 메탄올의 함유량이 10 질량% 이상임으로써, 고온 환경 하에서의 편광 소자를 구성하는 PVA계 수지의 폴리엔화를 보다 억제하기 쉬워진다. 메탄올의 함유량이 70 질량% 이하임으로써, 편광 소자의 색상의 악화를 억제할 수 있다. 수계 접착제에 있어서의 메탄올의 함유량은, 수계 접착제를 100 질량%로 하였을 때의 메탄올의 함유 비율이다.

(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 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. 광중합 개시제로서는, 자외선 등의 활성 에너지선을 조사하여 중성 라디칼, 음이온 라디칼, 양이온 라디칼이라고 하는 활성종을 발생하는 화합물을 들 수 있다.

(요소계 화합물)

접착제층이 요소계 화합물을 포함하는 경우, 요소, 요소 유도체, 티오요소, 및 티오요소 유도체에서 선택되는 적어도 1종을 포함한다. 접착제층에 요소계 화합물을 함유시키는 방법으로서는, 상기 접착제에 요소계 화합물을 함유시키는 방법을 들 수 있다. 편광 소자(1)와 투명 보호 필름(21)을 접합하기 위해 이용하는 접착제가 요소계 화합물을 포함하는 경우, 접착제를 도포하여 건조하는 등에 의해 접착제층을 형성하는 과정에서, 요소계 화합물의 일부가 접착제로부터 편광 소자(1) 등으로 이동하여도 좋다. 즉, 편광 소자(1)는, 요소계 화합물을 포함하고 있어도 좋다. 요소계 화합물에는 수용성의 것과 난수용성의 것이 있지만, 어느 쪽의 요소계 화합물도 사용할 수 있다. 난수용성의 요소계 화합물을 수계 접착제에 이용하는 경우는, 접착제층을 형성하였을 때에 헤이즈의 상승 등이 일어나지 않도록, 요소계 화합물의 분산 방법을 고안하는 것이 바람직하다.

접착제가 PVA계 수지 및 요소계 화합물을 함유하는 수계 접착제인 경우, PVA계 수지 100 질량%에 대한 요소계 화합물의 함유량은, 바람직하게는 0.1 질량% 이상이고, 보다 바람직하게는 1 질량% 이상이고, 더욱 바람직하게는 3 질량% 이상이고, 또한, 바람직하게는 400 질량% 이하이고, 보다 바람직하게는 200 질량% 이하이고, 더욱 바람직하게는 100 질량% 이하이다.

(요소 유도체)

요소 유도체는, 요소 분자의 4개의 수소 원자 중 적어도 하나가, 치환기로 치환된 화합물이다. 이 경우, 치환기에 특별히 제한은 없지만, 탄소 원자와, 수소 원자 및 산소 원자 중 적어도 한쪽을 포함하는 치환기인 것이 바람직하다.

요소 유도체의 구체예로서, 1치환 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.

2치환 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-메틸요소를 들 수 있다.

4치환 요소로서, 테트라메틸요소, 1,1,3,3-테트라에틸요소, 1,1,3,3-테트라부틸요소, 1,3-디메톡시-1,3-디메틸요소를 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 원자와, 수소 원자 및 산소 원자 중 적어도 한쪽을 포함하는 치환기인 것이 바람직하다.

티오요소 유도체의 구체예로서, 1치환 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.

2치환 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)티오요소를 들 수 있다.

3치환 요소로서, 트리메틸티오요소를 들 수 있고, 4치환 요소로서, 테트라메틸티오요소, 1,1,3,3-테트라에틸티오요소를 들 수 있다.

후술하는 층간 충전 구성의 화상 표시 장치에 편광판(2)을 적용하였을 때에, 고온 환경 하에서의 투과율(Ty)의 저하를 양호하게 억제하는 관점에서, 요소계 화합물은, 요소 유도체 또는 티오요소 유도체가 바람직하고, 요소 유도체가 보다 바람직하다. 요소 유도체 중에서도, 1치환 요소 또는 2치환 요소인 것이 바람직하고, 1치환 요소인 것이 보다 바람직하다. 2치환 요소는, 1,1-치환 요소 및 1,3-치환 요소 중 어느 것이어도 좋지만, 1,3-치환 요소가 보다 바람직하다.

(요소계 화합물 함유층)

편광 소자(1)와 투명 보호 필름(21)을 접합하기 위한 접착제층은, 상기한 바와 같이, 요소계 화합물을 함유하는 요소계 화합물 함유층이어도 좋다. 편광판(2)에서는, 편광판(2)의 내열성 향상의 관점에서, 상기 접착제층 이외의 다른 층이 요소계 화합물 함유층을 구성하고 있어도 좋다.

최근, 편광판의 박형화의 요청에 응하기 위해, 편광 소자(1)의 편면에만 투명 보호 필름(21)을 갖는 편광판이 개발되어 있다. 이러한 편광판에서는, 물리 강도를 향상시키는 것을 목적으로 하여, 편광 소자(1)의 투명 보호 필름(21)을 갖지 않는 면에 경화층을 적층할 수 있다. 이 경화층은, 요소계 화합물 함유층이어도 좋다. 경화층은, 유기 용제를 포함하는 경화성 조성물로 형성하여도 좋고, 활성 에너지선 경화성 고분자 조성물의 수성 용액으로 형성하여도 좋다(일본 특허 공개 제2017-075986호 공보, 단락 [0020]∼[0042]). 경화층이 요소계 화합물 함유층인 경우, 상기 수성 용액에 수용성의 요소계 화합물을 함유시킨 혼합액을 이용하여 경화층을 형성하여도 좋다.

(편광판의 제조 방법)

편광판(2)의 제조 방법은, 편광 소자(1)와 투명 보호 필름(21)을 적층하는 적층 공정을 갖고, 또한 함수율 조정 공정을 갖고 있어도 좋다. 적층 공정은, 편광 소자(1)와 투명 보호 필름(21)을 접착제를 이용하여 적층하는 공정이어도 좋다.

함수율 조정 공정은, 편광 소자(1)의 함수율을 조정하는 공정이며, 예컨대, 편광 소자(1)의 함수율이 온도 20℃ 상대 습도 30%의 평형 함수율 이상, 또한 온도 20℃ 상대 습도 80%의 평형 함수율 이하가 되도록 조정하는 공정이어도 좋다. 편광 소자(1)의 함수율은, 온도 20℃ 상대 습도 50%의 평형 함수율 이하여도 좋고, 온도 20℃ 상대 습도 45%의 평형 함수율 이하여도 좋다.

편광 소자(1)의 함수율이, 온도 20℃ 상대 습도 30%의 평형 함수율 이상이고, 또한 온도 20℃ 상대 습도 80%의 평형 함수율 이하인 것을 확인하는 방법으로서, 상기 온도 및 상기 상대 습도의 범위로 조정된 환경에서 편광 소자를 일정 시간 보관하여, 질량의 변화가 없는 것을 확인하는 방법, 또는, 상기 온도 및 상기 상대 습도의 범위로 조정된 환경의 편광 소자의 평형 함수율을 미리 계산하여, 편광 소자의 함수율과 미리 계산한 평형 함수율을 대비하는 방법 등을 들 수 있다. 일정 시간 편광 소자를 보관하여, 그 질량에 변화가 없는 경우는, 보관 환경에 있어서 함수율이 평형에 달하였다고 간주할 수 있다.

편광 소자(1)의 함수율을, 온도 20℃ 상대 습도 30%의 평형 함수율 이상, 또한 온도 20℃ 상대 습도 80%의 평형 함수율 이하로 조정하는 방법으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 상기 온도 및 상기 상대 습도의 범위로 조정된 환경에 편광 소자를, 10분 이상 3시간 이하 보관하는 방법, 또는, 30℃ 이상 90℃ 이하에서 가열 처리하는 방법을 들 수 있다.

함수율 조정 공정에서는, 편광판(2)의 함수율이, 온도 20℃ 상대 습도 30%의 평형 함수율 이상, 또한 온도 20℃ 상대 습도 80%의 평형 함수율 이하가 되도록 조정하여도 좋다. 편광판(2)의 함수율은, 온도 20℃ 상대 습도 50%의 평형 함수율 이하여도 좋고, 온도 20℃ 상대 습도 45%의 평형 함수율 이하여도 좋다. 편광판(2)의 함수율의 조정 방법으로서는, 상기한 편광 소자(1)의 함수율의 조정 방법과 동일한 방법을 들 수 있다.

함수율 조정 공정 및 적층 공정을 행하는 순서는 한정되는 일은 없고, 함수율 조정 공정과 적층 공정을 병행하여 행하여도 좋다.

(화상 표시 장치)

편광판(2)은, 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치 등의 각종 화상 표시 장치에 이용된다. 화상 표시 장치가, 편광판의 양면이 공기층 이외의 층, 구체적으로는 점착제층 등의 고체층이 접하는 구성(이하, 「층간 충전 구성」이라고 하는 경우가 있다.)인 경우에는, 고온 환경 하에 있어서 편광 소자의 투과율(Ty)이 저하하기 쉽다. 본 실시형태의 편광판(2)을 이용한 화상 표시 장치에서는, 층간 충전 구성이어도, 고온 환경 하에서의 편광 소자(1)의 투과율(Ty)의 저하를 억제할 수 있다. 편광판(2)을 이용한 화상 표시 장치는, 고온 환경 하에 있어서, 편광 소자(1)의 편광도(Py)의 저하 및 색상(ab)의 저하를 억제할 수도 있다.

고체층으로서는 점착제층 또는 접착제층 등을 들 수 있다. 고체층이 접착제층인 경우, UV 경화형 접착제에 의해 형성된 접착제층인 것이 바람직하다.

화상 표시 장치는, 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 표면에 적층된 투명 부재를 더 갖고 있어도 좋다. 화상 표시 장치는, 편광판과 화상 표시 셀이 제1 점착제층에 의해 접합되고, 편광판과 투명 부재가 제2 점착제층에 의해 접합된 층간 충전 구성을 갖는 것이 바람직하다.

편광판과 화상 표시 셀은, 제1 점착제층에 한정되지 않고 접착제층에 의해 접합되어도 좋다. 편광판과 투명 부재는, 제2 점착제층에 한정되지 않고 접착제층에 의해 접합되어도 좋다. 접착제층으로서는, 상기에서 설명한 접착제층을 들 수 있다.

(화상 표시 셀)

화상 표시 셀로서는, 액정 셀이나 유기 EL 셀을 들 수 있다. 액정 셀은, 외광을 이용하는 반사형 액정 셀, 백라이트 등의 광원으로부터의 광을 이용하는 투과형 액정 셀, 외부로부터의 광 및 광원으로부터의 광의 양방을 이용하는 반투과 반반사형 액정 셀 중 어느 것이어도 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 접합층을 통해 접합되어 있는 것이 바람직하다. 액정 셀의 구동 방식으로서는, 예컨대 VA 모드, IPS 모드, TN 모드, STN 모드, 벤드 배향(π형) 등의 임의의 타입의 것이 이용된다.

유기 EL 셀로서는, 투명 기판 상에 투명 전극과 유기 발광층과 금속 전극을 순서대로 적층하여 발광체(유기 일렉트로루미네선스 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, 제1 점착제층(점착 시트)이 적합하게 이용된다. 그 중에서도, 편광판의 한쪽의 면에 제1 점착제층이 부설된 점착제층을 갖는 편광판을 화상 표시 셀과 접합하는 방법이, 작업성 등의 관점에서 바람직하다. 편광판에의 제1 점착제층의 부설은, 적절한 방식으로 행할 수 있다. 그 예로서는, 톨루엔이나 아세트산에틸 등의 적절한 용제의 단독물 또는 혼합물로 이루어진 용제에, 베이스 폴리머 또는 그 조성물을 10 질량% 이상 40 질량% 이하 용해 혹은 분산시킨 점착제 용액을 조제하고, 그것을 유연(流延) 방식이나 도공 방식 등의 적절한 전개 방식으로 편광판 상에 직접 부설하는 방식, 세퍼레이터 상에 제1 점착제층을 형성하고 그것을 편광판에 이착(移着)(전사)하는 방식 등을 들 수 있다.

(제1 점착제층, 제2 점착제층)

제1 점착제층 및 제2 점착제층(이하, 양자를 합하여 「점착제층」이라고 하는 경우가 있다.)은, 각각 독립적으로, 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 폴리머는, 극성 모노머를 공중합한 공중합체인 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 있으며, 활성 에너지선 조사 전에 있어서도 점착성을 갖고 필름 등의 피착체에 밀착시킬 수 있고, 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 세퍼레이터를 들 수 있다. 세퍼레이터는, 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트 등의 수지로 이루어진 필름의 점착제층이 형성되는 면에, 실리콘 처리 등의 이형 처리가 실시된 것일 수 있다.

세퍼레이터의 이형 처리면에 점착제 조성물을 직접 도포하여 점착제층을 형성하고, 이 세퍼레이터를 갖는 점착제층을 편광판의 표면에 적층하여도 좋다. 편광판의 표면에 점착제 조성물을 직접 도포하여 점착제층을 형성하고, 점착제층의 외면에 세퍼레이터를 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 세퍼레이터 상에 점착제 조성물을 도포하여 점착제층을 형성하고, 형성된 점착제층 상에 세퍼레이터를 적층한 점착제 시트를 준비하고, 이 점착제 시트로부터 세퍼레이터를 박리한 후의 세퍼레이터를 갖는 점착제층을 편광판에 적층하여도 좋다. 제2 세퍼레이터는, 세퍼레이터보다 점착제층과의 밀착력이 약하여, 박리하기 쉬운 것이 이용된다.

점착제층의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 바람직하게는 1 ㎛ 이상이고, 보다 바람직하게는 3 ㎛ 이상이고, 20 ㎛ 이상이어도 좋고, 또한, 바람직하게는 100 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 50 ㎛ 이하이다.

(투명 부재)

화상 표시 장치의 시인측에 배치되는 투명 부재로서는, 전면판(윈도우층)이나 터치 패널 등을 들 수 있다. 전면판으로서는, 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 좋다. 또한, 투명판이 투명 수지판인 경우는, 물리 강도를 올리기 위해 하드 코트층이나, 투습도를 내리기 위해 저투습층이 적층되어 있어도 좋다. 터치 패널로서는, 저항막 방식, 정전 용량 방식, 광학 방식, 초음파 방식 등의 각종 터치 패널이나, 터치 센서 기능을 구비하는 유리판이나 투명 수지판 등을 들 수 있다. 투명 부재로서 정전 용량 방식의 터치 패널이 이용되는 경우, 터치 패널보다 더욱 시인측에, 유리 또는 투명 수지판으로 이루어진 투명판이 마련되는 것이 바람직하다.

(편광판과 투명 부재의 접합)

편광판과 투명 부재의 접합에는, 제2 점착제층, 또는, 활성 에너지선 경화형 접착제가 적합하게 이용된다. 제2 점착제층이 이용되는 경우, 제2 점착제층의 부설은 적절한 방식으로 행할 수 있다. 구체적인 부설 방법으로서는, 예컨대, 상기한 화상 표시 셀과 편광판의 접합에서 이용한 제1 점착제층의 부설 방법을 들 수 있다.

활성 에너지선 경화형 접착제를 이용하는 경우, 경화 전의 접착제 용액의 퍼짐을 방지할 목적으로, 화상 표시 패널 상의 둘레 가장자리부를 둘러싸도록 댐재를 마련하고, 댐재 상에 투명 부재를 배치하여, 접착제 용액을 주입하는 방법이 적합하게 이용된다. 접착제 용액의 주입 후는, 필요에 따라 위치 맞춤 및 탈포(脫泡)를 행한 후, 활성 에너지선을 조사하여, 접착제 용액을 경화시킨다.

(접합층)

접합층은, 접착제층 또는 점착제층이다. 접착제층 및 점착제층으로서는, 상기에서 설명한 접착제층 및 점착제층(제1 점착제층, 제2 점착제층) 외에, 공지의 접착제를 이용하여 형성한 접착제층, 및, 공지의 점착제를 이용하여 형성한 점착제층을 들 수 있다.

실시예

이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 이하에 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.

[측정 방법 및 평가 방법]

(1) 편광 소자의 두께의 측정

편광 소자의 두께는, 가부시키가이샤 니콘 제조의 디지털 마이크로미터 「MH-15M」을 이용하여 측정하였다.

(2) 편광판의 시감도 보정 단체 투과율, 시감도 보정 편광도, 색상의 측정

편광판의 시감도 보정 단체 투과율, 시감도 보정 편광도, 및 색상의 측정은, 적분구를 갖는 분광 광도계〔니혼 분코 가부시키가이샤 제조의 「V7100」, 2도 시야; C 광원〕를 이용하여 측정하였다. 후술하는 편광판을 제작하기 위해 이용한 투명 보호 필름 및 편광판용 접착제를 이용하여 형성된 접착제층은, 모두 무색 투명이기 때문에, 편광판에 대해서 측정한 시감도 보정 단체 투과율, 시감도 보정 편광도, 및 색상은, 편광 소자의 시감도 보정 단체 투과율, 시감도 보정 편광도, 및 색상으로 간주할 수 있다.

(3) 붕소의 함유량의 측정

편광 소자에 있어서의 붕소의 함유량의 측정은, 다음의 순서로 행하였다. 먼저, 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 소자에 있어서의 붕소의 함유량을 산출하였다.

(4) 염색도의 측정

도 3의 (a) 및 (b)는 염색도를 측정하기 위한 순서를 설명하기 위한 설명도이다. 도 3의 (a)는 후술하는 순서로 제작한 편광판(20)으로부터 측정용 샘플(20t)의 절취 방법을 설명하는 도면이고, 도 3의 (b)는 측정용 샘플(20t)의 라만 분광 측정을 설명하는 도면이며, 편광 소자(10t)의 절단면 부분을 확대하여 나타내고 있다. 도 4는 라만 스펙트럼으로부터 적분 강도 분포를 산출하는 방법을 설명하기 위한 설명도이다.

(측정용 샘플의 제작)

울트라마이크로톰(LEICA사 제조 상품명 「LEICA RM2255」)을 이용하여, 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 편광 소자(10)의 흡수축 방향(연신 방향)(101)과 편광 소자(10)의 두께 방향(100)이 형성하는 평면으로 편광판(20)을 절단하여, 상기 평면과 직교하는 방향의 길이(d)(절단편의 두께)가 약 100 ㎚인 측정용 샘플(20t)을 제작하였다(도 3의 (a)).

(라만 분광 측정)

라만 분광 측정에 이용한 장치 및 측정 조건은 이하와 같다.

·장치: 레이저 라만 분광 광도계(NRS-5100, 니혼 분코 가부시키가이샤 제조)

·여기 파장: 532.23 ㎚

·Grating: 1800 ℓ/㎜

·대물 렌즈: 가시 100배

·측정 피치: 1 ㎛

측정 샘플(20t)의 절단면(울트라마이크로톰에 의한 절단에 의해 형성된 면)의 편광 소자(10t) 부분에 있어서, 편광 소자(10)의 두께 방향(절단면의 면방향)(100)에 1 ㎛ 간격의 측정점(p)을 설정하고, 라만 스펙트럼의 측정을 행하였다. 레이저 광(L)은, 그 편광면이 편광 소자(10t)의 흡수축 방향(연신 방향)(101)에 대하여 평행이 되고, 또한 측정 샘플(20t)의 절단면에 대하여 수직이 되도록, 입사되었다. 측정 샘플(20t)의 레이저 광(L)의 입사면측과는 반대측의 면측(측정 샘플(20t)의 뒤쪽)에 검광자를 설치하였다. 검광자의 편광면은, 레이저 광(L)의 편광면에 대하여 평행으로 하였다.

후술하는 편광판으로부터 제작한 측정 샘플의 편광 소자에 대해서 측정한 어느 라만 스펙트럼에 있어서도, 108 ㎝^-1 부근에 I₃ ^-에 대응하는 피크가 관측되고, 또한, 158 ㎝^-1 부근에 I₅ ^-에 대응하는 피크가 관측되었다.

(I₃ ^- 및 I₅ ^- 적분 강도 분포의 산출)

가시광 영역(380 ㎚∼780 ㎚)에 주된 흡수를 나타내는 것은, 폴리요오드(I₃ ^-, I₅ ^-)와 폴리비닐알코올에 의해 형성되는 착체(폴리요오드-PVA 착체)이기 때문에, I₃ ^- 및 I₅ ^-의 라만 강도를 측정함으로써, 시인에 영향을 끼치는 유효한 요오드량을 비교하였다. 구체적인 산출 순서는 이하와 같다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 라만 스펙트럼에 있어서의 파수 80 ㎝^-1에서의 값과 파수 130 ㎝^-1에서의 값을 잇는 직선에 의해, 라만 스펙트럼의 베이스 라인을 직선 근사하였다(도 4 중의 직선(ef)). 근사한 직선(ef)으로부터의 거리(강도)를 라만 강도로 하여, 라만 스펙트럼의 측정 시의 베이스 라인의 기울기를 보정하고, 파수 80 ㎝^-1∼130 ㎝^-1의 구간의 적분 면적(도 4 중, 직선(ef)과, e에서 f까지의 라만 스펙트럼으로 둘러싸인 사선 부분의 면적에 상당)을 구하여, 이것을 I₃ ^-의 적분 강도로 하였다.

또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 라만 스펙트럼에 있어서의 파수 130 ㎝^-1에서의 값과 파수 180 ㎝^-1에서의 값을 잇는 직선에 의해, 라만 스펙트럼의 베이스 라인을 직선 근사하였다(도 4 중의 직선(fg)). 근사한 직선(fg)으로부터의 거리(강도)를 라만 강도로 하여, 라만 스펙트럼의 측정 시의 베이스 라인의 기울기를 보정하고, 파수 130 ㎝^-1∼180 ㎝^-1의 구간의 적분 면적(도 4 중, 직선(fg)과, f에서 g까지의 라만 스펙트럼으로 둘러싸인 사선 부분의 면적에 상당)을 구하여, 이것을 I₅ ^-의 적분 강도로 하였다.

각 측정점(p)에 있어서의 I₃ ^-의 적분 강도와 I₅ ^-의 적분 강도의 합의 값을, 각 측정점(p)에 대하여 플롯함으로써, 편광 소자(10t)의 두께 방향의 적분 강도 분포를 얻었다. 이 적분 강도 분포에 있어서, 편광 소자(10t)를 두께 방향으로 삼등분함으로써 구분되는 3영역의 각각에 대해서 적분 면적을 구하여, 이들을, 측정 샘플(10t)을 절취한 편광판에 포함되는 편광 소자의 3영역의 염색도로 하였다.

(5) 고온 내구 시험(평가용 샘플의 제작)

일본 특허 공개 제2018-025765호 공보의 실시예를 참고로 하여, 후술하는 순서로 제작한 편광판의 양면에, 아크릴계 점착제(린테크 가부시키가이샤 제조)를 도포함으로써 두께 25 ㎛의 점착제층을 형성하였다. 양면에 점착제층을 형성한 편광판을, 50 ㎜×100 ㎜의 크기로 재단하고, 각 점착제층의 표면에, 무알칼리 유리(상품명 「EAGLE XG」, 코닝사 제조)를 접합하여, 평가용 샘플을 제작하였다. 평가용 샘플의 제작에 있어서, 무알칼리 유리를 접합하기 전에, 편광 소자의 함수율을 조정하기 위해, 온도 20℃ 상대 습도 40%의 환경 하에서, 상기 양면에 점착제층을 형성한 편광판을 72시간 보관하였다. 후술하는 순서로 제작한 편광판의 양면에 점착제층을 형성한 것은 모두, 보관 시간이 66시간, 69시간, 및 72시간 경과하였을 때의 각각에 대해서 측정한 질량에 변화가 보이지 않았기 때문에, 편광 소자, 편광판, 및 상기 점착제층을 형성한 편광판의 평형 함수율은 모두, 72시간 보관 환경의 평형 함수율인 온도 20℃ 상대 습도 40%의 평형 함수율과 같게 되어 있다고 간주할 수 있다.

(고온 내구 시험)

상기에서 얻은 평가용 샘플에, 온도 50℃, 압력 5 ㎏f/㎠(490.3 ㎪)로 1시간 오토클레이브 처리를 실시하였다. 계속해서, 평가용 샘플을, 온도 23℃ 상대 습도 55%의 환경 하에서 24시간 방치한 후, 편광판의 시감도 보정 단체 투과율, 시감도 보정 편광도, 및 색상을 측정하고, 이것을 초기값으로 하였다. 계속해서, 평가용 샘플을 온도 115℃의 고온 환경 하에 144시간 보관하는 고온 내구 시험을 행하여, 고온 내구 시험 후의 편광판의 시감도 보정 단체 투과율, 시감도 보정 편광도, 및 색상을 측정하였다.

편광판의 시감도 보정 단체 투과율, 시감도 보정 편광도, 및 색상의 초기값 및 고온 내구 시험 후의 측정값으로부터, 편광판의 시감도 보정 단체 투과율, 시감도 보정 편광도, 및 색상의 변화량을 산출하였다. 시감도 보정 단체 투과율의 변화량(ΔTy) 및 시감도 보정 편광도의 변화량(ΔPy)은, 초기값으로부터, 고온 내구 시험 후의 측정값을 뺀 값으로서 산출하였다. 또한, 색상의 변화량(Δab)은, 하기 식으로 구하였다.

Δab={(a₁-a₂)²+(b₁-b₂)²}^1/2

여기서, a₁, b₁은, 색상의 초기값이고, a₂, b₂는, 고온 내구 시험 후의 색상의 측정값이다.

〔편광 소자 A의 제작〕

(접착제용 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 상온에서 냉각하여, 접착제용 PVA 용액을 얻었다.

(편광층 1의 제작)

두께 20 ㎛의 PVA계 수지 필름을, 온도 21.5℃의 순수에 79초간 침지한 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 2/2/100이고, 2색성 색소인 요오드를 1.0 mM 포함하는, 온도 23℃의 수용액에 160초간 침지하였다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 2.5/4/100인, 온도 60.8℃의 수용액에 76초간 침지하였다. 계속해서, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 3/5.5/100인, 온도 45℃의 수용액에 11초간 침지하였다. 그 후, 온도 38℃에서 건조하여, PVA계 수지 필름(PVA계 수지층)에 요오드가 흡착 배향한 두께 6.5 ㎛의 편광층 1을 얻었다. 연신은, 주로, 요오드 염색 및 붕산 처리의 공정에서 행하고, 토탈 연신 배율은 5.85배였다.

(편광층 2의 제작)

두께 20 ㎛의 PVA계 수지 필름을, 온도 21.5℃의 순수에 79초간 침지한 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 2/2/100이고, 2색성 색소인 요오드를 1.0 mM 포함하는, 온도 23℃의 수용액에 142초간 침지하였다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 2.5/4/100인, 온도 60.8℃의 수용액에 76초간 침지하였다. 계속해서, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 3/5.5/100인, 온도 45℃의 수용액에 11초간 침지하였다. 그 후, 온도 38℃에서 건조하여, PVA계 수지 필름(PVA계 수지층)에 요오드가 흡착 배향한 두께 6.5 ㎛의 편광층 2를 얻었다. 연신은, 주로, 요오드 염색 및 붕산 처리의 공정에서 행하고, 토탈 연신 배율은 5.85배였다.

(편광 소자 A의 제작)

상기에서 얻은 접착제용 PVA 용액을 통해, 편광층 1, 편광층 2, 및 편광층 1을 이 순서로 적층하고, 온도 23℃ 상대 습도 55%의 환경 하에서 건조시켜, 편광층 1/편광층 2/편광층 1의 층구조를 갖는 편광 소자 A(두께: 19.5 ㎛)를 제작하였다. 편광 소자 A에 있어서, 편광층 1, 편광층 2, 및 편광층 1은, 각각의 흡수축이 평행이었다. 편광 소자 A에 있어서의 붕소의 함유량은 4.62 질량%였다.

〔편광 소자 B의 제작〕

두께 45 ㎛의 PVA계 수지 필름을, 온도 21.5℃의 순수에 79초간 침지한 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 2/2/100이고, 2색성 색소인 요오드를 1.0 mM 포함하는, 온도 23℃의 수용액에 151초간 침지하였다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 2.5/4/100인, 온도 60.8℃의 수용액에 76초간 침지하였다. 계속해서, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 3/5.5/100인, 온도 45℃의 수용액에 11초간 침지하였다. 그 후, 온도 38℃에서 건조하여, PVA계 수지 필름(PVA계 수지층)에 요오드가 흡착 배향한 두께 18 ㎛의 편광 소자 B를 얻었다. 연신은, 주로, 요오드 염색 및 붕산 처리의 공정에서 행하고, 토탈 연신 배율은 5.85배였다.

편광 소자 B에 있어서의 붕소의 함유량은 4.62 질량%였다.

〔편광판 1의 제작〕

(편광판용 접착제의 조제)

아세토아세틸기를 함유하는 변성 PVA계 수지의 함유량이 3.0 질량%, 메탄올의 함유량이 35 질량%, 요소의 함유량이 0.5 질량%가 되도록, 상기 편광 소자 A의 제작의 항에서 설명한 순서로 조정한 접착제용 PVA 용액, 순수, 메탄올, 및 요소를 배합하여, 편광판용 접착제를 얻었다.

(투명 보호 필름의 제작)

시판의 셀룰로오스아실레이트 필름 TJ40UL(후지 필름 가부시키가이샤 제조, 두께: 40 ㎛)을, 온도 55℃로 유지한 1.5 ㏖/L의 NaOH 수용액(비누화액)에 2분간 침지하여, 필름을 수세하였다. 그 후, 필름을 온도 25℃의 0.05 ㏖/L의 황산 수용액에 30초간 침지하고, 또한 수세욕을 30초간 유수 하에 통과시켜, 필름을 중성의 상태로 하였다. 그리고, 에어 나이프에 의한 물기 제거를 3회 반복하였다. 물기 제거 후, 필름을 온도 70℃의 건조 존에 15초간 체류시켜 건조하고, 비누화 처리한 셀룰로오스아실레이트 필름를 얻어, 이것을 투명 보호 필름으로 하였다.

(편광판 1의 제작)

롤 접합기를 이용하여, 편광 소자 A의 양면에, 상기에서 얻은 편광판용 접착제를 통해 투명 보호 필름을 접합한 후, 온도 80℃에서 3분간 건조하여, 편광판 1을 얻었다. 편광 소자 A와 투명 보호 필름 사이의 편광판용 접착제는, 건조 후의 각 접착제층의 두께가 100 ㎚가 되도록 조제하였다. 편광판 1을 이용하여 편광 소자 A의 염색도를 측정하고, 고온 내구 시험을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 편광 소자 A에 있어서, 염색도가 가장 작은 영역은, 편광 소자 A의 두께 방향의 중앙에 위치하는 영역이었다.

〔편광판 2의 제작〕

편광 소자 A 대신에 편광 소자 B를 이용한 것 이외에는, 편광판 1의 제작과 동일한 순서로 편광판 2를 제작하였다. 편광판 2를 이용하여 편광 소자 B의 염색도를 측정하고, 고온 내구 시험을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 편광 소자 B에 있어서, 염색도가 가장 작은 영역은, 편광 소자 B의 두께 방향의 중앙에 위치하는 영역이었다.

1 편광 소자, 2 편광판, 10, 10t 편광 소자, 11∼13 영역, 20, 20t 편광판, 21 투명 보호 필름, 210, 210t 투명 보호 필름, L 레이저 광, P 측정점, 100 두께 방향, 101 흡수축 방향(연신 방향).

Claims

폴리비닐알코올계 수지층에 2색성 색소가 흡착 배향되어 있는 편광 소자로서, 상기 편광 소자를 두께 방향으로 삼등분함으로써 구분되는 3영역 중의, 염색도가 가장 큰 영역의 염색도를 S1로 하고, 염색도가 가장 작은 영역의 염색도를 S2로 할 때, 하기 식 (1)의 관계를 만족시키는, 편광 소자.
0≤S2/S1≤0.95 (1)
제1항에 있어서, 상기 3영역 중의 염색도가 가장 작은 영역은, 상기 두께 방향에 있어서 중앙에 위치하는 영역인, 편광 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 편광 소자는, 붕소를 포함하고,
상기 편광 소자에 있어서의 붕소의 함유량은, 4.0 질량% 이상 8.0 질량% 이하인, 편광 소자.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2색성 색소는, 요오드인, 편광 소자.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 편광 소자와 투명 보호 필름을 갖는, 편광판.
제5항에 있어서, 또한, 상기 편광 소자와 상기 투명 보호 필름을 접합하기 위한 접착제층을 갖고,
상기 접착제층은, 수계 접착제가 경화한 층인, 편광판.
제6항에 있어서, 상기 수계 접착제는, 메탄올을 포함하고,
상기 수계 접착제에 있어서의 상기 메탄올의 함유량은, 10 질량% 이상 70 질량% 이하인, 편광판.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 수계 접착제는, 또한 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는, 편광판.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착제층의 두께는, 0.01 ㎛ 이상 7 ㎛ 이하인, 편광판.
제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편광판은, 화상 표시 장치에 이용되고,
상기 화상 표시 장치에 있어서, 상기 편광판의 양면에는 고체층이 접하여 마련되어 있는, 편광판.
화상 표시 셀과, 상기 화상 표시 셀의 시인측 표면에 적층된 제1 점착제층과, 상기 제1 점착제층의 시인측 표면에 적층된 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 편광판을 갖는, 화상 표시 장치.
제11항에 있어서, 또한, 상기 편광판의 시인측 표면에 적층된 제2 점착제층과, 상기 제2 점착제층의 시인측 표면에 적층된 투명 부재를 갖는, 화상 표시 장치.
제12항에 있어서, 상기 투명 부재는, 유리판 또는 투명 수지판인, 화상 표시 장치.
제12항에 있어서, 상기 투명 부재는, 터치 패널인, 화상 표시 장치.