KR20160034220A

KR20160034220A - 편광판 및 광학 적층체

Info

Publication number: KR20160034220A
Application number: KR1020150132082A
Authority: KR
Inventors: 다케하루 기타가와; 유키 기다
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2014-09-19
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2016-03-29
Also published as: CN105445840A; JP2016062033A; TWI629518B; KR102191639B1; US20160084996A1; TW201612562A; US9921342B2; JP5871408B1; CN105445840B

Abstract

본 발명의 편광판은 제 1 접착층, 투명 보호층, 제 2 접착층 및 편광막을 이 순서로 구비하고, 제 1 접착층의 두께는 10 ㎛ 이상이며, 투명 보호층의 두께는, 30 ㎛ 이하이며, 투명 보호층의 투습도는 200 g/m²/24 hr 이하이며, 제 2 접착층의 벌크흡수율은 10 wt% 이하이며, 편광막의 두께는 10 ㎛ 이하이며, 편광막의 붕산 함유 비율은 편광막의 중량에 대해 18 wt% 이하이다.

Description

편광판 및 광학 적층체{POLARIZING PLATE AND OPTICAL LAMINATE}

본 출원은 35 U.S.C. 섹션 119 하에서, 2014년 9월 19일 출원된 일본 특허 출원 번호 제2014-191768호에 대하여 우선권을 주장하며, 이는 본 명세서에 참조로서 포함된다.

본 발명은, 편광판 및 광학 적층체에 관한 것이다.

대표적인 화상 표시 장치로서 액정 표시 장치의 액정 셀의 양면들 각각에 편광판이 배치되어 있다. 이 배치는 장치의 화소 형성 시스템에 기인한다. 편광판은 통상적으로 편광막과, 그 편광막을 보호하는 보호 필름을 구비한다 (예를 들어, 일본 특허 제4751481호 및 일본 공개특허 공보 2003-149438호). 최근의 화상 표시 장치 박형화의 경향과 관련하여, 그 화상 표시 장치에 사용되는 편광판의 박형화에 대한 요구가 또한 증가하고 있으며, 이에 따라 편광막 및 보호 필름의 박형화도 진행되고 있다. 편광판의 박형화에 관련하여, 편광막을 보호하는 보호 필름을 한 장만 사용하는 기술이 제안되어 있다 (예를 들어, 일본 특허 제5332599호). 그러나, 일본 특허 제5332599호의 편광판이 표시 패널에 본딩될 때, 그 표시 패널과 편광막 사이의 거리가 크기 때문에, 표시 패널이 휘어지기 쉽다는 문제가 발생한다.

상술한 바와 같은 표시 패널의 휨의 한 요인으로는, 편광막의 변형 (이를 테면, 온도 변화에 의한 신장 또는 신축) 이다. 편광막의 변형을 저감하기 위한 일 수단으로서 편광막 중의 붕산 농도에서의 저감이 고려되고 있다. 그러나, 붕산 농도를 저감하는 경우, 다음과 같은 문제가 현저하게 생긴다. 편광막의 내구성이 저하하며, 특히, 편광막이 얇은 경우에 편광막은 고온 고습하에서 사용할 수 없다.

본 발명은 관련 기술의 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 본 발명의 주요 목적은 표시 패널 등의 피착체에 본딩시에 그 피착체의 휨을 억제할 수 있고 고온 고습 하에서 내구성이 우수한 박형의 편광판을 제공하는 것이다.

본 발명의 편광판은 제 1 접착층, 투명 보호층, 제 2 접착층, 및 편광막을 이 순서로 구비하고, 제 1 접착층의 두께는 10 ㎛ 이상이며, 투명 보호층의 두께는 30 ㎛ 이하이며, 투명 보호층의 투습도는 200 g/m²/24 hr 이하이며, 제 2 접착층의 벌크 흡수율은 10 wt% 이하이며, 편광막의 두께는 10 ㎛ 이하이며, 편광막의 붕산 함유 비율은 편광막의 중량에 대해 18 wt% 이하이다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 광학 적층체가 제공된다. 이 광학 적층체는 상기 편광판, 제 3 접착층, 및 광학 필름을 이 순서로 구비하고, 제 3 접착층은 상기 제 2의 접착층과는 반대되는 편광판의 판광막의 측에 제공된다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서는, 상기 광학 적층체는 휘도 향상 필름이다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 붕산 농도가 낮은 편광막을 이용하고, 편광막을 보호하는 보호층으로서 저투습인 투명 보호층을 이용하며, 그리고 편광막과 보호층은 흡수율이 낮은 접착층 (제 2 접착층) 을 개재하여 적층되며, 이에 따라, 표시 패널 등의 피착체에 본딩할 때 그 피착체의 휨을 억제할 수 있고 내구성이 우수한 박형의 편광판을 얻을 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 편광판의 개략 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 광학 적층체의 개략 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 광학 적층체에 사용되는 직선 편광 분리 필름의 일례를 나타내는 개략 사시도이다.
도 4a 는 실시예 1 의 내구성 평가에 있어서의 외관 사진이며, 도 4b 는 비교예 1 의 내구성 평가에 있어서의 외관 사진이다.

A. 편광판의 전체 구성

도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 편광판의 개략 단면도이다. 도 1 의 편광판 (100) 은, 제 1 접착층 (10), 투명 보호층 (20), 제 2 접착층 (30) 및 편광막 (40) 을 이 순서로 구비한다. 제 1 접착층 (10) 은 편광판 (100) 을 다른 부재 (이를 테면, ITO 기판 또는 액정 셀) 에 본딩할 때 접착층으로서 기능할 수 있다. 투명 보호층 (20) 은 편광막 (40) 을 보호하는 기능을 갖는다. 바람직하게는, 편광막의 일방측에만 투명 보호층이 배치된다.

본 발명에 있어서는, 제 1 접착층 (10) 과 편광막 (40) 사이에, 투명 보호층 (20) 을 배치한다. 이에 따라, 제 1 접착층 중의 성분이 편광막으로 이동하는 것이 방지되어 편광막의 열화 (이를 테면, 투과율의 저하) 가 방지된다. 또한, 편광막 중의 성분 (이를 테면, 요오드, 또는 칼륨) 이 피착체인 다른 부재로 이동하는 것이 방지되어 피착체의 오염 또는 열화가 방지된다.

한편, 편광막의 일방측에게만 보호층을 구비하는 편광판에 있어서는, 고온 하에 있어서, 편광막이 변형하여 휨이 생기기 쉽다. 편광판을 표시 패널 등의 피착체에 본딩할 때의 피착체의 휨은, 편광막의 변형에 의해 생기는 힘이 일정한 경우에, 편광막과 피착체와의 거리가 길수록 커진다. 구체적으로는, 편광막과 피착체 사이에 보호층이 배치되는 일방측이 보호되는 편광판에 있어서는, 편광막의 변형에 의해 생기는 힘에 기인하여, 피착체가 휘어지기 쉽다. 본 발명에 있어서는, 후술한 바와 같이, 편광막의 붕산 함유 비율을 18 wt% 이하로 설정함으로써, 편광막의 변형에 의해 생기는 힘을 억제하여, 상기 휨을 저감할 수 있다. 이와 같은 본 발명의 편광판에 있어서는, 피착체로서의 표시 패널에 휨이 생기는 것에 기인한 문제 (이를 테면, 표시 불량) 가 방지될 수 있다.

또한, 본 발명의 편광판에 있어서, 투명 보호층의 투습도는 200 g/m²/24 hr 이하이며, 제 2 접착층의 벌크흡수율은 10 wt% 이하이다. 이와 같은 투명 보호층 및 제 2 접착층이 투명 보호층, 제 2 접착층 및 편광막으로 형성되는 적층 구조를 형성하는데 사용되는 경우, 투명 보호층 측으로부터 편광막으로의 수분 침입이 억제되고 이에 따라 편광막의 열화가 방지될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 편광판d은, 편광판이 상술한 바와 같이 붕산 함유 비율이 낮은 편광막을 이용하는 경우에도 내구성이 우수하다. 또한, 편광막의 열화 방지의 효과는, 제 2 접착층과는 반대측의 편광막의 면에 광학 필름을 적층함으로써 보다 현저하게 됨을 주지해야 한다. 편광판과 광학 필름을 구비하는 광학 적층체의 자세한 내용은 후술한다.

B. 편광막

상기 편광막의 두께는, 바람직하게는 10 ㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 8 ㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 6 ㎛ 이하이다. 이와 같이 얇은 편광막을 사용하는 것은 박형의 편광판을 제공할 수 있다. 또한, 편광막을 얇게 하는 것은 주위의 환경의 변화에 의해 발생하는 편광막의 신축력을 작게 할 수 있다. 편광막이 비교적 두꺼운 경우, 편광막에 발생하는 신축력이 커지기 때문에, 편광막의 신축을 억제하기 위해서 두꺼운 보호층을 부착할 필요가 있다. 한편, 본 발명과 같이, 편광막을 얇게 하여 편광막에 발생하는 신축력을 작게 하면, 투명 보호층을 얇게 할 수 있고, 편광판 전체를 얇게 할 수 있다. 또한, 편광막이 얇을 수록 편광막에 발생하는 신축력이 작아지기 때문에, 편광판과 이에 본딩된 부재 (이를 테면, 휘도 향상 필름, 위상차 필름, 또는 액정 셀) 사이에 발생하는 응력이 작아져, 그 부재에 발생하는 광학적 변형도 억제된다. 본 발명에 있어서는, 내구성을 손상시키는 일 없이, 편광막을 얇고 할 수 있다. 상기 편광막의 두께의 하한은, 바람직하게는 1 ㎛ 이상이며, 보다 바람직하게는 2 ㎛ 이상이다.

상기 편광막의 붕산 함유 비율은, 편광막의 중량에 대해, 18 wt% 이하이며, 바람직하게는 17.5 wt% 이하이며, 보다 바람직하게는 17 wt% 이하이다. 붕산 함유 비율이 이와 같은 범위 내에 드는 경우, 환경 온도의 변화에 기인한 변형 (신장 또는 수축) 에 의해 생기는 힘이 억제되는 편광막을 얻을 수 있다. 이와 같은 편광막을 구비하는 편광판을 이용하는 것은 피착체 (이를 테면, 표시 패널) 의 휨을 방지할 수 있다. 편광막의 붕산 함유 비율의 하한은, 편광막의 중량에 대해 바람직하게는 12 wt% 이상이다. 편광막의 붕산 함유 비율이 12 wt% 보다 적은 경우, 편광막의 내구성이 저하할 우려가 있다. 편광막의 붕산 함유 비율은, 편광막 제조시의 붕산 처리 (이를 테면, 불용화 처리, 또는 가교 처리) 에 사용하는 붕산 수용액의 붕산 농도, 및 수중 연신을 거쳐 편광막을 제조하는 경우 (후술) 에 있어서의 연신 욕 (붕산 수용액) 의 붕산 농도에 의존하여 조정할 수 있다. 붕산 함유 비율의 측정 방법은 후술한다.

상기 편광막은, 바람직하게는, 파장 380 nm ~ 780 nm 의 범위의 임의의 파장에서 흡수 이색성을 나타낸다. 편광막의 단체 투과율은, 바람직하게는 40.0% 이상, 보다 바람직하게는 41.0% 이상, 더욱 바람직하게는 42.0% 이상, 특히 바람직하게는 43.0% 이상이다. 편광막의 편광도는, 바람직하게는 99.8% 이상이며, 보다 바람직하게는 99.9% 이상이며, 더욱 바람직하게는 99.95% 이상이다.

바람직하게는, 상기 편광막은 요오드계 편광막이다. 보다 상세하게는, 상기 편광막은 요오드 함유 폴리비닐알코올계 수지 (이하, 종종 "PVA계 수지"라 지칭된다) 필름으로 형성될 수도 있다.

상기 PVA계 수지 필름을 형성하는 PVA계 수지로는, 임의의 적절한 수지가 채용될 수 있다. 수지의 예들은 폴리비닐알코올, 및 에틸렌-비닐 알코올 공중합체를 포함한다. 폴리비닐알코올은, 폴리아세트산 비닐을 비누화함으로써 얻어진다. 에틸렌-비닐 알코올 공중합체는, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체를 비누화함으로써 얻어진다. PVA계 수지의 비누화도는, 통상 85 몰% ~ 100 몰%이며, 바람직하게는 95.0 몰% ~ 99.95 몰%이며, 더욱 바람직하게는 99.0 몰% ~ 99.93 몰%이다. 비누화도는 JIS K 6726-1994 에 준거하여 결정될 수도 있다. 이와 같은 비누화도의 PVA계 수지를 사용하는 것은 내구성이 우수한 편광막을 제공할 수 있다. 비누화도가 너무 높은 경우에는, 겔화가 발생될 수도 있다.

PVA계 수지의 평균 중합도는, 목적에 따라 적절히 선택될 수 있다. 평균 중합도는, 통상 1,000 ~ 10,000 이며, 바람직하게는 1,200 ~ 5,000 이며, 더욱 바람직하게는 1,500 ~ 4,500 이다. 또한, 평균 중합도는, JIS K 6726-1994 에 준하여 결정될 수도 있음을 주지해야 한다.

상기 편광막의 제조 방법은 예를 들어, (I) PVA계 수지 필름을 단독으로 연신 및 염색하는 것을 포함하는 방법, (II) 수지 기재와 폴리비닐알코올계 수지층을 갖는 적층체 (i) 를 연신 및 염색하는 것을 포함하는 방법이다. 방법 (I) 은 당업계에서 주지된 관용의 방법이기 때문에, 상세한 설명은 생략한다. 상기 제조 방법 (II) 은, 바람직하게는, 수지 기재와, 그 수지 기재의 적어도 일측에 형성된 폴리비닐알코올계 수지층을 갖는 적층체 (i) 를 연신 및 염색하여, 그 수지 기재 위에 편광막을 제조하는 공정을 포함한다. 적층체 (i) 는 수지 기재 위에 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 도포액을 도포한 다음 그 도포액을 건조하여 형성될 수도 있다. 또한, 적층체 (i) 는 폴리비닐알코올계 수지막을 수지 기재 위에 전사하여 형성될 수도 있다. 예를 들어, 일본 공개특허공보 2012-73580호에는 상기 제조 방법 (II) 의 세부 사항이 설명되어 있고, 이들의 기재는 본 명세서에 참조로서 포함된다.

C. 투명 보호층

상기 투명 보호층으로는, 임의의 적절한 수지 필름이 채용될 수 있다. 투명 보호층의 형성 재료로는, 예를 들어, 노르보르넨계 수지 등의 시클로 올레핀계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지; 폴리에스테르계 수지; 및 (메트)아크릴계 수지가 주어진다. 또한, "(메트)아크릴계 수지"는 아크릴계 수지 및/또는 메타크릴계 수지를 지칭함을 주지해야 한다.

일 실시형태에 있어서, (메트)아크릴계 수지로는 글루타르이미드 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지가 사용된다. 글루타르이미드 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지 (이하, 종종 글루타르이미드 수지라 지칭된다) 는 예를 들어, 일본 공개특허 공보 2006-309033호, 일본 공개특허공보 2006-317560호, 일본 공개특허공보 2006-328329호, 일본 공개특허공보 2006-328334호, 일본 공개특허공보 2006-337491호, 일본 공개특허공보 2006-337492호, 일본 공개특허공보 2006-337493호, 일본 공개특허공보 2006-337569호, 일본 공개특허공보 2007-009182호, 일본 공개특허공보 2009-161744호, 및 일본 공개특허공보 2010-284840호에 기재되어 있다. 이들의 기재는 본 명세서에 참조로서 포함된다.

상기 수지 필름은, 임의의 적절한 방법에 의해 제막된다. 제막 방법의 예들은 용융 압출 법, 용액 캐스트법, 캘린더법, 및 압축 성형법을 포함한다. 이들 중에서도, 용융 압출 법이 바람직하다. 또, 수지 필름은, 연신 처리를 받을 수도 있다.

상기 투명 보호층의 단층 두께는, 바람직하게는 30 ㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 10 ㎛ ~ 30 ㎛ 이며, 더욱 바람직하게는 10 ㎛ ~ 25 ㎛ 이다.

상기 투명 보호층의 투습도는, 바람직하게는 200 g/m²/24 hr 이하이며, 보다 바람직하게는 170 g/m²/24 hr 이하이며, 더욱 바람직하게는 130 g/m²/24 hr 이하이다. 투습도가 이와 같은 범위 내에 드는 경우, 수분에 따른 편광막의 열화를 방지할 수 있고, 고온 고습하에서의 내구성이 우수한 편광판을 얻을 수 있다. 또한, "투습도"는, JIS Z 0208의 투습도 시험 (컵법) 에 준거하여 온도 40 ℃, 습도 92 %RH 를 갖는 분위기중, 면적 1 m² 의 시료를 24 시간에 통과하는 수증기량 (g) 을 측정하여 결정되는 값임을 주지해야 한다.

D. 제 1 접착층

제 1 접착층은 투명 보호층 상에, 제 1 접착층 형성용 재료를 도포하는 것, 및 필요에 따라, 그 재료를 건조, 가열 또는 경화하는 것에 의해 형성될 수 있다. 제 1 접착층 형성용 재료로서는, 예를 들어, 점착제, 접착제, 또는 앵커 코트제이다. 접착층은, 피착체의 표면에 앵커코트 층이 형성되고 그 위에 접착층이 형성되는 것과 같은 다층 구조로 이루어질 수도 있다.

제 1 접착층을 구성하는 재료의 예들은, 아크릴계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에테르, 불소계 폴리머, 고무계 폴리머, 이소시아네이트계 폴리머, 폴리비닐알코올계 폴리머, 젤라틴계 폴리머, 비닐계 폴리머, 라텍스계 폴리머, 또는 수계 폴리에스테르와 같은 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 재료를 포함한다.

제 1 접착층의 두께는, 바람직하게는 10 ㎛ 이상이며, 보다 바람직하게는 10 ㎛ ~ 30 ㎛ 이며, 더욱 바람직하게는 10 ㎛ ~ 25 ㎛ 이다. 두께가 이와 같은 범위 내에 드는 경우, 접착 특성이 우수한 편광판을 얻을 수 있다. 통상의 경우, 두꺼운 접착층의 존재는 편광판의 휨의 한 요인이 될 수 있다. 그러나, 본 발명에 있어서는, 접착층의 두께를 두껍게 해도, 충분히 휨이 억제된 편광판을 얻을 수 있다.

E. 제 2 접착층

제 2 접착층은, 벌크 흡수율이 10 wt% 이하이며, 바람직하게는 8 wt% 이하이며, 보다 바람직하게는 5 wt% 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.05 wt% ~ 2 wt% 이다. 벌크 흡수율이 10 wt% 이하인 경우, 고온 고습하에서의 내구성이 우수한 편광판을 얻을 수 있다. 보다 구체적으로는, 막이 고온 고습의 환경하에 배치되었을 때의 편광막에 대한 물의 침입이 억제되어 편광막의 투과율에서의 변화, 및 편광도에서의 저하를 억제할 수 있다. 한편, 벌크 흡수율이 0.05 wt% 이상으로 설정되는 경우, 편광막과 접촉했을 때의 편광막에 포함되는 수분을 적당히 흡수할 수 있는 접착층을 형성할 수 있고, 얻어지는 편광판의 외관 불량 (이를 테면, 크레이터링, 또는 기포) 을 억제할 수 있다. 또한, 벌크 흡수율은, JIS K 7209 에 기재된 흡수율 시험 방법으로 준거하여 측정됨을 주지해야 한다. 구체적으로는, 경화 후의 제 2 접착층을 23 ℃ 의 순수에 24 시간 동안 침지했을 경우의 흡수율이며, 다음 식, 벌크 흡수율 (%) =[{(침지 후의 접착층의 중량)-(침지 전의 접착층의 중량)}/(침지 전의 접착층의 중량)]×100 에 의해 결정된다.

제 2 접착층의 두께는, 바람직하게는 0.1 ㎛ ~ 3 ㎛ 이며, 보다 바람직하게는 0.3 ㎛ ~ 2 ㎛ 이며, 더욱 바람직하게는 0.5 ㎛ ~ 1.5 ㎛ 이며, 특히 바람직하게는 0.7 ㎛ ~ 1.5 ㎛ 이다. 두께가 이와 같은 범위 내에 드는 경우, 접착성이 우수한 제 2 접착층이 형성될 수 있고 이에 따라 외관이 우수하고, 내구성이 우수한 편광판을 얻을 수 있다.

제 2 접착층의 유리 전이 온도 Tg 는 바람직하게는 60 ℃ 이상이며, 보다 바람직하게는 70 ℃ 이상이며, 더욱 바람직하게는 75 ℃ 이상이며, 특히 바람직하게는 100 ℃ 이상이며, 가장 바람직하게는 120 ℃ 이상이다. 또, 제 2 접착층의 유리 전이 온도 Tg 의 상한은, 바람직하게는 300 ℃ 이하이며, 보다 바람직하게는 240 ℃ 이하이며, 더욱 바람직하게는 180 ℃ 이하이다. 유리 전이 온도가 이와 같은 범위 내에 드는 경우, 굴곡성이 우수하고, 내구성이 우수한 편광판을 얻을 수 있다. 유리 전이 온도는, 동적 점탄성 측정으로부터 얻어지는 tanδ 의 피크 탑 온도로부터 결정된다. 예를 들어, TA 인스트루먼트사 제품의 상품명 "RSAIII" 으로부터 입수가능한 동적 점탄성 측정 장치를 이용하여 이하의 측정 조건 하에서 유리 전이 온도를 측정할 수 있다.

샘플 사이즈 : 폭 10 mm 및 길이 30 mm,

클램프 거리 : 20 mm,

측정 모드 : 인장, 주파수 : 1 Hz, 승온 속도 : 5 ℃／min

제 2 접착층의 70 ℃ 이하의 영역에 있어서의 저장 탄성률은, 바람직하게는 1.0×10⁶ Pa 이상이며, 보다 바람직하게는 1.0×10⁷ Pa 이상이며, 더욱 바람직하게는 1.0×10⁷ Pa ~ 1.0×10¹⁰ Pa 이다. 저장 탄성률이 이와 같은 범위 내에 드는 경우, 히트 사이클 (예를 들어, -40 ℃ ~ 80 ℃) 의 적용시 생기는 편광판의 크랙을 억제할 수 있다. 저장 탄성률은, 상기 동적 점탄성 측정에 의해 측정할 수 있다.

제 2 접착층은 경화형 접착제를 경화시켜 형성될 수 있다. 경화형 접착제의 예들은 라디칼 중합 경화형 접착제, 및 카티온 중합 경화형 접착제를 포함한다. 경화형 접착제는, 주성분으로서 경화성 화합물을 포함한다. 제 2 접착층의 벌크 흡수율은 예를 들어, 경화성 화합물의 종류에 의해 조정될 수도 있다.

(라디칼 중합 경화형 접착제)

라디칼 중합 경화형 접착제는, 경화성 화합물로서의 라디칼 중합성 화합물을 포함한다. 라디칼 중합성 화합물은, 활성 에너지선에 의해 경화하는 화합물일 수도 있거나 또는 열에 의해 경화하는 화합물일 수도 있다. 활성 에너지선의 예들은, 전자선, 자외선, 및 가시광선을 포함한다.

상기 라디칼 중합성 화합물로서는, 예를 들어, (메트)아크릴로일기, 비닐기 등의 탄소-탄소 이중결합을 갖는 라디칼 중합성 관능기를 갖는 화합물이 이용될 수도 있다. 라디칼 중합성 화합물로서는, 다관능 라디칼 중합성 화합물이 바람직하게 사용된다. 라디칼 중합성 화합물은, 단독으로 또는 조합하여 사용될 수도 있다. 또한, 다관능 라디칼 중합성 화합물과 단관능 라디칼 중합성 화합물을 조합하여 사용할 수도 있다.

경화성 화합물로서 logP 값 (옥탄올/수분배 계수) 이 높은 화합물 (바람직하게는 2 이상, 보다 바람직하게는 3 이상, 더욱 바람직하게는 4 이상) 을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 라디칼 중합성 화합물도 역시 logP 값이 높은 화합물을 선택하는 것이 바람직하다. 라디칼 중합성 화합물의 logP 값은 바람직하게는 2 이상이며, 보다 바람직하게는 3 이상이며, 더욱 바람직하게는 4 이상이다. logP 값이 이와 같은 범위 내에 드는 경우, 편광막이 수분에 따라 열화되는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 고온 고습하에서의 내구성이 우수한 편광판을 얻을 수 있다. logP 값은 JIS Z 7260 에 기재된 쉐이크 플라스크 법에 준거하여 측정될 수도 있다. 또한, 예를 들어 CambridgeSoft사 제조의 ChemDraw Ultra 를 이용한 계산에 의해 logP 값을 결정할 수도 있다.

다관능 라디칼 중합성 화합물의 예들은, 트리프로필렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 1,9-노난디올 디(메트)아크릴레이트, 1,10-데칸디올 디아크릴레이트, 2-에틸-2-부틸프로판디디올 디(메트)아크릴레이트, 비스페놀A 디(메트)아크릴레이트, 비스페놀A-에틸렌 옥사이드 부가물 디(메트)아크릴레이트, 비스페놀A-프로필렌 옥사이드 부가물 디(메트)아크릴레이트, 비스페놀A-디글리시딜 에테르 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올 디(메트)아크릴레이트, 고리형 트리메틸올프로판 포르말 (메트)아크릴레이트, 디옥산 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 및 EO-변성 디글리세린 테트라(메트)아크릴레이트와 같은 (메트)아크릴레이트와 다가 알코올과의 에스테르화물들; 9,9-비스[4-(2-(메트)아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌; 에폭시(메트)아크릴레이트; 우레탄(메트)아크릴레이트; 및 폴리에스테르(메트)아크릴레이트를 포함한다.

다관능 라디칼 중합성 화합물로서 바람직하게는 logP 값이 높은 화합물이 사용된다. 이와 같은 화합물의 예들은, 트리시클로데칸디메탄올 디(메트)아크릴레이트 (logP=3.05) 또는 이소보르닐 (메트)아크릴레이트 (logP=3.27) 와 같은 지환 (메트)아크릴레이트; 1,9-노난디올 디(메트)아크릴레이트 (logP=3.68), 또는 1,10-데칸디올 디아크릴레이트 (logP=4.10) 와 같은 장사슬 지방족(메트)아크릴레이트; 네오펜틸 글리콜 하이드록시피바린산-(메트)아크릴산 부가물 (logP=3.35), 또는 2-에틸-2-부틸프로판디올 디(메트)아크릴레이트 (logP=3.92) 와 같은 다분지형(메트)아크릴레이트; 및 비스페놀A-디(메트)아크릴레이트 (logP=5.46), 비스페놀A-에틸렌 옥사이드 (4 몰) 부가물 디(메트)아크릴레이트 (logP=5.15), 비스페놀A-프로필렌 옥사이드 (2 몰) 부가물 디(메트)아크릴레이트 (logP=6.10), 비스페놀A-프로필렌 옥사이드 (4 몰) 부가물 디(메트)아크릴레이트 (logP=6.43), 9,9-비스[4-(2-(메트)아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌 (logP=7.48), 또는 p-페닐페놀 (메트)아크릴레이트 (logP=3.98) 와 같은 방향고리 함유 (메트)아크릴레이트를 포함한다.

다관능 라디칼 중합성 화합물과 단관능 라디칼 중합성 화합물을 조합하여 이용하는 경우, 다관능 라디칼 중합성의 함유 비율은, 라디칼 중합성 화합물의 전체량에 대해, 바람직하게는 20 wt% ~ 97 wt% 이며, 보다 바람직하게는 50 wt% ~ 95 wt% 이며, 더욱 바람직하게는 75 wt% ~ 92 wt% 이며, 특히 바람직하게는 80 wt% ~ 92 wt% 이다. 함유 비율이 이와 같은 범위 내에 드는 경우, 고온 고습하에서의 내구성이 우수한 편광판을 얻을 수 있다.

단관능 라디칼 중합성 화합물의 예는 (메트)아크릴아미드기를 갖는 (메트)아크릴아미드 유도체이다. (메트)아크릴아미드 유도체를 이용하는 경우, 접착성이 우수한 접착층을 높은 생산성으로 형성할 수 있다. (메트)아크릴아미드 유도체의 구체예의 예들은, N-메틸(메트)아크릴아미드, N,N-디메틸(메트)아크릴아미드, N,N-디에틸(메트)아크릴아미드, N-이소프로필(메트)아크릴아미드, N-부틸(메트)아크릴아미드, 또는 N-헥실(메트)아크릴아미드 등의 N-알킬기 함유 (메트)아크릴아미드 유도체; N-메틸올(메트)아크릴아미드, N-하이드록시 에틸(메트)아크릴아미드, 또는 N-메틸올-N-프로판(메트)아크릴아미드 등의 N-하이드록시 알킬기 함유 (메트)아크릴아미드 유도체; 아미노메틸(메트)아크릴아미드, 또는 아미노에틸(메트)아크릴 아미드 등의 N-아미노알킬기 함유 (메트)아크릴 아미드 유도체; N-메톡시메틸아크릴아미드, 또는 N-에톡시메틸아크릴아미드 등의 N-알콕시기 함유 (메트)아크릴아미드 유도체; 및 메르캅토메틸(메트)아크릴아미드, 또는 메르캅토에틸(메트)아크릴아미드 등의 N-메르캅토알킬기 함유 (메트)아크릴 아미드 유도체를 포함한다. 또한, (메트)아크릴아미드기의 질소 원자가 복소고리를 형성하고 있는 복소고리 함유 (메트)아크릴아미드 유도체로는, 예를 들어, N-아크릴로일모르폴린, N-아크릴로일 피페리딘, N-메타크릴로일피페리딘, 또는 N-아크릴로일피롤리딘을 사용할 수도 있다. 그 중에서도 바람직하게는, N-하이드록시알킬기 함유 (메트)아크릴아미드 유도체이고, 보다 바람직하게는, N-하이드록시에틸(메트)아크릴아미드이다.

또한, 상기 단관능 라디칼 중합성 화합물로는 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 (메트)아크릴산 유도체; (메트)아크릴산, 카르복실에틸 아크릴레이트, 카르복실펜틸 아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산, 또는 이소크로톤산 등의 카르복실기 함유 모노머; N-비닐피롤리돈, N-비닐-ε-카프롤락탐, 또는 메틸비닐피롤리돈 등의 락탐계 비닐 모노머; 및 비닐피리딘, 비닐피페리돈, 비닐피리미딘, 비닐피페라진, 비닐피라진, 비닐피롤, 비닐이미다졸, 비닐옥사졸, 또는 비닐모르폴린 등의 질소함유 헤테로고리를 갖는 비닐계 모노머를 사용할 수도 있다.

다관능 라디칼 중합성 화합물과 단관능 라디칼 중합성 화합물을 조합하여 이용하는 경우, 단관능 라디칼 중합성의 함유 비율은, 라디칼 중합성 화합물의 전체량에 대해, 바람직하게는 3 wt% ~ 80 wt% 이며, 보다 바람직하게는 5 wt% ~ 50 wt% 이며, 더욱 바람직하게는 8 wt% ~ 25 wt% 이며, 특히 바람직하게는 8 wt% ~ 20 wt% 이다. 함유 비율이 이와 같은 범위 내에 드는 경우, 고온 고습하에서의 내구성이 우수한 편광판을 얻을 수 있다.

라디칼 중합 경화형 접착제는, 임의의 다른 첨가제를 더 포함할 수도 있다. 라디칼 중합 경화형 접착제가 활성 에너지선에 의해 경화가능한 경화성 화합물을 포함하는 경우, 그 접착제는, 예를 들어, 광중합 개시제, 광 산발생제, 또는 실란커플링제를 더 포함할 수도 있다. 또한, 라디칼 중합 경화형 접착제가 열에 의해 경화가능한 경화성 화합물을 포함하는 경우, 그 접착제는, 예를 들어, 열중합 개시제, 또는 실란 커플링제를 더 포함할 수도 있다. 또한, 다른 첨가제의 예들은, 중합 금지제, 중합 개시 보조제, 레벨링제, 젖음성 개량제, 계면활성제, 가소제, 자외선 흡수제, 무기 충전제, 안료, 및 염료를 포함한다.

(카티온 중합 경화형 접착제)

카티온 중합 경화형 접착제는, 경화성 화합물로서 카티온 중합성 화합물을 포함한다. 카티온 중합성 화합물의 예들은 에폭시기 및/또는 옥세타닐기를 갖는 화합물이다. 에폭시기를 갖는 화합물은, 분자 내에 적어도 2개의 에폭시기들을 갖는 화합물이 바람직하게 사용된다. 에폭시기를 갖는 화합물의 예들은, 적어도 2개의 에폭시기와 적어도 1개의 방향고리를 갖는 화합물 (방향족계 에폭시 화합물), 및 분자내에 적어도 2개의 에폭시기를 갖고, 그 중 적어도 1개는 지환식 고리를 구성하는 이웃하는 2개의 탄소 원자 사이에 형성되어 있는 화합물 (지환식 에폭시 화합물) 을 포함한다.

바람직하게는, 카티온 중합 경화형 접착제는, 광 카티온 중합 개시제를 포함한다. 광 카티온 중합 개시제는, 가시광 선, 자외선, X선, 또는 전자선과 같은 활성 에너지선의 조사에 의해, 카티온 종 또는 루이스 산을 발생하여, 이에 의해 에폭시기 또는 옥세타닐기의 중합 반응을 개시한다. 또한, 카티온 중합 경화형 접착제는, 첨가제를 더 포함할 수도 있다.

E-1. 제 2 접착층의 형성 방법

제 2 접착층은, 편광막 위에 또는 투명 보호층을 형성하는 수지 필름 위에 경화형 접착제를 도포하고, 이어서, 편광막과 상기 수지 필름 (투명 보호층) 을 본딩한 다음, 그 경화형 접착제를 경화함으로써 형성될 수 있다.

편광막, 또는 수지 필름 (투명 보호층) 은 경화형 접착제를 도포하기 전에, 표면 개질 처리가 실시될 수도 있다. 표면 개질 처리의 예들은, 코로나 처리, 플라즈마 처리, 및 비누화 처리를 포함한다.

경화형 접착제의 도포 방법으로는, 그 접착제의 점도, 및 제 2 접착층의 원하는 두께 등에 따라, 임의의 적절한 방법이 채용될 수도 있다. 도포 방법의 예는, 리버스 코터, 그라비아 코터 (다이렉트, 리버스 또는 오프셋), 바 리버스 코터, 롤코터, 다이코터, 바코터, 로드코터 등에 의한 도포이다. 또한, 디핑 방식을 이용하는 도포를 채용할 수도 있다.

경화형 접착제의 경화 방법으로는, 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 경화형 접착제가 활성 에너지선에 의해 경화가능한 경화성 화합물을 포함하는 경우, 편광막 측 또는 투명보호층 측으로부터 활성 에너지선을 조사함으로써, 그 접착제를 경화시킬 수도 있다. 편광막 열화를 방지하는 관점에서, 투명 보호층 측으로부터 활성 에너지선을 조사하는 것이 바람직하다. 활성 에너지선의 파장, 및 조사량과 같은 조건들은, 예를 들어, 사용하는 경화성 화합물의 종류에 따라, 임의의 적절한 조건들로 설정될 수도 있다. 경화형 접착제가 열에 의해 경화가능한 경화성 화합물을 포함하는 경우, 그 접착제는 가열에 의해 경화될 수도 있다. 가열에 대한 조건들은, 사용하는 경화성 화합물의 종류에 따라, 임의의 적절한 조건으로 설정될 수도 있다. 예를 들어, 접착제는 60 ℃ ~ 200 ℃ 의 온도로, 30 초 ~ 5 분 간 가열하는 것을 통해 경화될 수도 있다.

F. 광학 적층체

도 2 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 광학 적층체의 개략 단면도이다. 이 광학 적층체 (200) 는 편광판 (100), 제 3 접착층 (50), 및 광학 필름 (60) 을 이 순서로 구비한다. 편광판 (100) 은 섹션 A ~ 섹션 E 에 설명한 편광판이 이용될 수도 있다. 즉, 편광판 (100) 은, 제 1 접착층 (10), 투명 보호층 (20), 제 2 접착층 (30) 및 편광막 (40) 을 이 순서로 구비한다. 제 3 접착층 (50) 은, 제 2 접착층 (30) 과는 반대측의 편광막 (40) 의 면에 배치된다. 광학 적층체가 상기 편광판과 광학 필름을 조합하여 구성되는 경우, 편광판의 휨이 광학 필름에 의해 억제되어 이에 따라 본 발명의 효과가 추가적으로 현저하게 된다. 또한, 수분에 기인한 편광막의 열화를 억제할 수 있다.

광학 적층체의 두께는, 바람직하게는 100 ㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 90 ㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 20 ㎛ ~ 80 ㎛ 이다.

G. 광학 필름

광학 필름으로는, 광학 적층체의 용도들에 따라, 임의의 적절한 광학 필름이 이용될 수도 있다. 광학 필름으로는, 휘도 향상 필름, 광확산 필름, 및 집광 필름을 포함한다. 그 중에서도, 바람직하게는 휘도 향상 필름이다.

광학 필름의 두께는, 바람직하게는 10 ㎛ ~ 30 ㎛ 이며, 보다 바람직하게는 15 ㎛ ~ 25 ㎛ 이다.

광학 필름의 투습도는, 바람직하게는 100 g/m²/24 h 이하이며, 보다 바람직하게는 80 g/m²/24 h 이하이며, 더욱 바람직하게는 50 g/m²/24 h 이하이다. 투습도가 이와 같은 범위 내에 드는 경우, 편광막의 수분 열화를 방지하는 효과가 현저하게 된다.

일 실시형태에 있어서, 휘도 향상 필름으로서 직선 편광 분리 필름이 사용된다. 도 4 는, 직선 편광 분리 필름의 일례를 나타내는 개략 사시도이다. 바람직하게는, 직선 편광 분리 필름은, 복굴절성을 갖는 층 A 와 복굴절성을 실질적으로 갖지 않는 층 B 가 교대로 적층된 다층 적층체이다. 예를 들어, 도시된 예에서는, 층 A 의 X 축 방향의 굴절률 n(X) 이 Y 축 방향의 굴절률 n(Y) 보다 더 크고, 층 B 의 X 축 방향의 굴절률 n(X) 과 Y 축 방향의 굴절률 n(Y) 이 실질적으로 동일하다. 따라서, 층 A 와 층 B 의 굴절률 차이는, X 축 방향에 있어서 크고, Y 축 방향에 있어서는 실질적으로 제로이다. 그 결과, X 축 방향이 반사축이 되고, Y 축 방향이 투과축이 된다. 층 A 와 층 B 의 X 축 방향에 있어서의 굴절률 차이는, 바람직하게는 0.2 ~ 0.3 이다.

층 A 는 바람직하게는, 연신에 의해 복굴절성을 발현하는 재료로 형성된다. 이와 같은 재료의 대표 예들은 나프탈렌 디카르복실산 폴리에스테트 (이를 테면, 폴리에틸렌 나프탈레이트), 폴리카보네이트 및 아크릴계 수지 (이를 테면, 폴리메틸메타크릴레이트) 를 포함한다. 그 중에서도, 저투습성의 관점으로부터, 폴리에틸렌 나프탈레이트 또는 폴리카보네이트가 바람직하다. 상기 층 B 는 바람직하게는, 연신해도 복굴절성을 실질적으로 발현하지 않는 재료로 형성된다. 이와 같은 재료는 통상적으로, 나프탈렌 디카르복실산 및 테레프탈산과의 공중합체이다.

직선 편광 분리 필름은, 층 A 와 층 B 사이의 계면에 있어서, 제 1 편광 방향을 갖는 광 (이를 테면, p 파) 을 투과하고, 제 1 편광 방향과는 직교하는 제 2 편광 방향을 갖는 광 (이를 테면, s 파) 을 반사한다. 층 A 와 층 B 사이의 계면에 있어서, 반사된 광의 일부는 제 1 편광 방향을 갖는 광으로서 투과하고, 반사된 광의 다른 일부는 제 2 편광 방향을 갖는 광으로서 반사한다. 직선 편광 분리 필름의 내부에 있어서, 이와 같은 반사 및 투과가 다수회 반복되어 있고, 이에 따라 광의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.

바람직하게는, 직선 편광 분리 필름은, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 편광막에 대하여 반대측의 최외층으로서 반사층 (R) 을 포함한다. 반사층 (R) 을 제공하는 것은 최종적으로, 이용되지 않고 직선 편광 분리 필름의 최외부로 돌아온 광의 추가적인 이용을 가능하게 하며, 이에 따라 광의 이용 효율을 추가로 높일 수가 있다. 반사층 (R) 은 통상적으로는, 폴리에스테르 수지층의 다층 구조에 의해 반사 기능을 발현한다.

바람직하게는, 직선 편광 분리 필름과 편광막은 직선 편광 분리 필름의 투과축과 편광막의 흡수축이 실질적으로 서로 직교하는 것이 되도록 바람직하게 적층된다. 본 명세서에서 이용되는 어구 "실질적으로 직교하는" 은 광학적 2 개의 축 사이에 형성되는 각도가, 90°± 2°인 경우로 이해되며, 각도는 바람직하게는 90°± 1°이다.

직선 편광 분리 필름의 전체 두께는, 예를 들어, 목적, 및 직선 편광 분리 필름에 포함되는 층들의 총 수에 따라 적절히 설정될 수도 있다. 직선 편광 분리 필름의 전체 두께는, 바람직하게는 30 ㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 10 ㎛ ~ 30 ㎛ 이며, 더욱 바람직하게는 15 ㎛ ~ 25 ㎛ 이다.

직선 편광 분리 필름으로는, 일본 공표특허공보 평9-507308호에 기재된 필름이 사용될 수도 있다.

직선 편광 분리 필름은 시판품을 그대로 사용해도 되고, 시판품을 2차 가공(이를 테면, 연신) 하여 사용될 수도 있다. 시판품의 예들은, 3M사 제조의 상품명 "DBEF", 3M 사 제조의 상품명 "APF"를 포함한다.

H. 제 3 접착층

편광막과 광학 필름은 제 3 접착층을 개재하여 적층된다.

일 실시형태에 있어서는, 제 3 접착층은 섹션 E 에서 설명한 접착층 (제 2 접착층) 과 동일할 수도 있다. 즉, 제 3 접착층으로서 벌크흡수율이 10 wt% 이하(바람직하게는 8 wt% 이하이며, 보다 바람직하게는 5 wt% 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.05 wt% ~ 2 wt% 이하임) 의 접착층이 형성될 수 있다. 제 3 접착층으로서 이와 같은 접착층을 형성하는 경우, 수분에 기인한 편광막의 열화를 방지하는 효과가 현저하게 된다.

다른 실시형태에 있어서는, 제 3 접착층은 임의의 적절한 점착제 또는 접착제에 의해 형성된다. 예를 들어, 섹션 D 에서 설명한 바와 같은 점착제 또는 접착제로 형성된다.

I. 광학 적층체의 제조 방법

광학 적층체는, 임의의 적절한 제조 방법에 의해 제조될 수도 있다. 상기 광학 적층체의 제조 방법은 편광판을 형성하는 공정 a; 상기 광학 필름 위에 제 3 접착층을 형성하여 적층체 I 를 제공하는 공정 b; 및 편광판과 적층체 I 를 적층하는 공정 c 를 포함한다.

실시예들

이하, 실시예들에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 발명은 이들 실시예들에 의해 한정되는 것은 아니다. 각각의 특성들의 측정 방법들은 이하 설명된 바와 같음을 주지해야 한다.

＜편광막의 투과율 및 편광도＞

편광막의 단일축 투과율 T, 평행 투과율 Tp, 및 직교 투과율 Tc 는 UV 가시 분광광도계 (JASCO 사 제조 V7100) 를 이용하여 측정하였다. 이들의 T, Tp, 및 Tc 는 각각 JIS Z 8701 의 2도 시야 (C 광원) 에 의해 측정되어 상대 스펙트럼 반응도 보정을 행한 Y 값이다. 그 측정은 편광막의 취급을 용이하게 하기 위하여, 편광막에 투명 보호층 (아크릴계 수지 필름) 을 본딩한 상태에서 수행하였다. 투명 보호층의 흡광은, 편광막의 흡광에 비해 무시할 수 있는 만큼 작았기 때문에, 결과적인 적층체의 투과율을 편광막의 투과율로서 정의하였다.

편광도 P 를 투과율을 이용하여 다음 식으로부터 결정하였다.

편광도 P(%)={(Tp-Tc)/(Tp＋Tc)}^1/2×100

＜편광막의 붕산 함유 비율＞

편광막을 가열 건조 (120 ℃, 2 시간) 하였고, 그 후, 분쇄하여, 중량 1 g 의 평가용 샘플을 얻었다. 95 ℃ 의 물 500 ㎖ 에, 그 평가용 샘플 1 g 을 완전하게 용해시켰다. 결과적인 수용액에, 맨니톨 (mannitol) 10 g 과 브로모티몰 블루 용액 (BTB 용액) 2 ㎖ 첨가하여, 샘플 용액을 조제하였다. 이 샘플 용액에, 중화점에 도달할 때까지, 0.1 ㏖/ℓ 의 수산화 나트륨 수용액을 적하하여, 그 적하량으로부터, 다음 식에 기초하여 붕산 함유 비율 (wt%) 을 계산하였다.

(NaOH 수용액의 적하량 (㎖) × NaOH 의 수용액의 농도 (mol/L) × 10^-3/편광자의 중량 (g)) ×붕산의 분자량 (g/mol)× 100

＜두께＞

편광막 및 각각의 층들의 두께들은 디지털 마이크로미터 (ANRITSU CORPORATION 사 제조, 상품명: "KC-351C") 를 이용하여 각각 측정하였다.

＜투습도＞

JIS Z 0208 에 기재된 방습 포장 재료들에 대한 투습도 시험 방법 (컵법) 에 기초하여 측정을 수행하였다.

＜벌크 흡수율＞

제 2 접착층의 형성에 사용된 경화형 접착제는, 실시예들과 동일한 조건하에서 경화하여, 두께 100 ㎛ 를 갖는 평가용 경화물 (중량 : M1 g) 을 제조하였다. 그 평가용 경화물을, 23 ℃의 순수에 24 시간 침지시켜, 그 후 꺼낸 다음 표면의 물을 닦아내었다. 그 후, 침지 후의 그 평가용 경화물의 중량 (M2 g) 을 측정하였다. 벌크 흡수율은 침지 전의 평가용 경화물의 중량 (M1 g) 과 침지 후의 평가용 경화물의 중량 (M2 g) 으로부터, {(M2-M1)/M1}×100 (%) 의 식에 의해 계산되었다.

[제조예 1-1]

편광막 A 의 제조 (붕산 함유 비율 : 16 wt%)

아모르퍼스-폴리에틸렌 테레프탈레이트 (A-PET) 필름 (Mitsubishi Plastics, Inc.사 제조, 상품명 : "NOVACLEAR SH046", 두께 : 200 ㎛) 를 수지 기재로서 준비하였고, 그 수지 기재의 표면에 코로나 처리 (58 W/m²/min) 를 실시하였다. 한편, 아세트아세틸-변성 PVA (Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.사 제조, 상품명 : GOHSEFIMER Z200", 중합도 : 1,200, 비누화도 : 99.0% 이상, 아세트아세틸 변성도 : 4.6%) 의 1 wt% 를 첨가한 PVA (중합도 : 4,200, 비누화도 : 99.2 %) 를, 건조 후의 막두께가 12 ㎛ 가 되도록 상기 수지 기재 위에 도포하였고, 도포된 PVA 는 60 ℃ 의 분위기하에서 열풍 건조로 10분간 건조되었다. 따라서, 수지 기재 위에 PVA계 수지층이 제공된 적층체를 제조하였다.

먼저, 이 적층체를 공기중 130 ℃ 에서 2.0 배에서 연신하여, 연신 적층체를 제조하였다.

다음으로, 연신 적층체를 액온 30 ℃ 의 붕산 불용화 수용액에 30초간 침지 함으로써, 연신 적층체에 포함되는 PVA 분자가 배향된 PVA 층을 불용화시켰다. 본공정에서의 붕산 불용화 수용액은, 붕산 함유량을 물 100 중량부에 대해 3 중량부로 설정하였다.

다음으로, 연신 적층체를 염색액 (액온 : 30 ℃) 에 침지하여, PVA 층에 요오드를 흡착시킨 착색 적층체를 얻었다. 그 염색액은, 요오드 및 요오드화 칼륨을 포함하였고, 최종적으로 얻어지는 편광막을 구성하는 PVA 층의 단일축 투과율은 42.5 % 가 되도록 조정되었다. 염색액은, 물을 용매로서 이용하였고, 요오드 농도를 0.08 ~ 0.25 wt% 의 범위 내로 설정하였고, 요오드화 칼륨 농도를 0.56 ~ 1.75 wt% 의 범위 내로 설정하였다.

다음으로, 착색 적층체를 40 ℃ 의 붕산 가교 수용액에 60초간 침지하여, 요오드를 흡착시킨 PVA 층의 PVA 분자들이 가교 처리받도록 하는 공정을 실시하였다. 본 공정에서의 붕산 가교 수용액은, 붕산 함유량은 물 100 중량부에 대해 5 중량부로 설정하였고, 요오드화 칼륨 함유량은 물 100 중량부에 대해 3.0 중량부로 설정하였다.

또한, 결과적인 착색 적층체를 붕산 수용액 중에서 연신 온도 70 ℃ 에서 앞의 공기 중에서의 연신과 동일한 방향으로 2.7 배의 비율로 연신하였다 (수중 연신 단계). 본 단계에서의 붕산 가교 수용액의 붕산 함유량은 물 100 중량부에 대해 3.5 중량부로 설정하였고, 요오드화 칼륨 함유량은 물 100 중량부에 대해 5.0 중량부로 설정하였다.

연신 후의 적층체를 붕산 수용액으로부터 꺼내어, PVA 층의 표면에 부착한 붕산을, 요오드화 칼륨 함유량이 물 100 중량부에 대해 4.0 중량부인 수용액으로 세정하고, 60 ℃ 의 온풍으로 건조 공정에 의해 건조하였다. 따라서, A-PET 필름에 적층된 두께 5 ㎛ 를 갖는 편광막 A (붕산 함유 비율 : 16 wt%) 을 얻었다.

[제조예 1－2]

편광막 B (붕산 함유 비율 : 18 wt%) 의 제조

수중 연신 공정에 사용한 붕산 수용액 중의 붕산 함유량을, 물 100 중량부 에 대해 4 중량부로 설정한 것 이외에는, 제조예 1－1 과 동일한 방식으로 하여 편광막 B (붕산 함유 비율 : 18 wt%) 를 얻었다.

[제조예 1－3]

편광막 C (붕산 함유 비율 : 20 wt%) 의 제조

수중 연신 공정에 사용한 붕산 수용액 중의 붕산 함유량을, 물 100 중량부 에 대해 4.5 중량부로 설정한 것 이외에는, 제조예 1－1 과 동일한 방식으로 하여 편광막 C (붕산 함유 비율 : 20 wt%) 를 얻었다.

[제조예 2]

보호층 형성용 수지 필름의 제조

글루타르이미드 고리 단위를 갖는 메타크릴 수지 펠릿을, 100.5 kPa, 100 ℃ 에서 12 시간 건조하였고, 건조된 제품을 단일축 압출기로 다이 온도 270 ℃ 에서 T-다이로부터 압출하여 필름 형상으로 형성하였다. 또한, 필름을 그 반송 방향으로, 수지의 Tg 보다 10 ℃ 더 높은 분위기하에서 연신한 다음, 이어서 필름 반송 방향과 직교하는 방향으로 수지의 Tg보다 7 ℃ 더 높은 분위기하에서 연신하여, 아크릴계 수지로 형성되는 보호층 형성용 수지 필름을 제공하였다.

또한, 필름으로서, 두께 20 ㎛ 의 보호층 형성용 수지 필름 I (투습도 : 160 g/m²/24 hr) 와 두께 30 ㎛ 의 보호층 형성용 수지 필름 II (투습도 : 120 g/m²/24 hr) 를 각각 형성하였음을 주지해야 한다.

[제조예 3]

경화형 접착제의 제조

표 1 에 나타내는 바와 같이 각각의 성분들을 혼합하였고, 50 ℃ 에서 1 시간 교반하여, 활성 에너지선에 의해 경화가능한 경화형 접착제 A 및 경화형 접착제 B 를 각각 얻었다. 또한, 이들의 경화형 접착제를 후술하는 실시예 1 의 것과 동일한 조건하에서 경화하여, 벌크 흡수율을 측정하였을 때, 경화형 접착제 A 의 벌크 흡수율은 1.3 wt% 이였으며, 경화형 접착제 B 의 벌크 흡수율은, 68.2 wt% 이였음을 주지해야 한다.

[표 1]

표 1 에서, 라디칼 중합성 화합물은 다음과 같다:

HEAA : 하이드록시에틸아크릴아미드, logP = -0.56, 이것의 호모폴리머의 Tg = 123 ℃, KOHJIN Holdings Co., Ltd사 제조;

ACMO : 아크릴로일모르폴린, logP = -0.20, 이것의 호모폴리머의 Tg = 150 ℃, KOHJIN Holdings Co., Ltd사 제조;

FA-THFM : 테트라하이드로푸르푸릴(메트)아크릴레이트, logP = 1.13, 이것의 호모폴리머의 Tg = 45 ℃, Hitachi Chemical Co., Ltd사 제조;

라이트 아크릴레이트 DCP-A : 트리시클로데칸디메탄올 디아크릴레이트, logP = 3.05, 이것의 호모폴리머의 Tg = 134 ℃, KYOEISHA CHEMICAL Co., LTD사 제조; 및

TPGDA : 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, logP = 1.68, 이것의 호모폴리머의 Tg = 69 ℃, TOAGOSEI CO., LTD. 사 제조 (ARONIX M-220).

라디칼 중합 개시제들은 다음과 같다:

IRGACURE 907

(2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온), logP = 2.09, BASF 사 제조; 및

KAYACURE DETX-S (디에틸티옥산톤), logP = 5.12, Nippon Kayaku Co., Ltd사 제조.

[실시예 1]

A-PET 필름에 적층된 두께가 5 ㎛ 인 편광막 A (제조예 1-1) 의 표면에 대해, A-PET 와 반대측의 면에, 상기 경화형 접착제 A (제조예 3) 를 개재하여 두께 30 ㎛ 의 보호층 형성용 수지 필름 II (제조예 2) 를 본딩하였다. 구체적으로는, 보호층 형성용 수지 필름 II 상에, 경화형 접착제 A 를, MCD 코터 (FUJI MACHINERY CO., LTD. 사 제조, 셀 형상 : 허니콤, 그라비아 롤 라인 수 : 1,000 개 라인/inch, 회전 속도 : 라인 속도에 대해 140 %) 로 그 두께가 0.7 ㎛ 로 되도록 도공하였고, 롤러 머신을 이용하여 수지 필름을 본딩하였다. 본딩은 25 m/min 의 라인 속도에서 수행하였다. 그 후, 보호층 형성용 수지 필름 II 에 더 가까운 측으로부터, IR 히터로 50 ℃ 에서 가온하였고, 가시광선으로 보호층 형성용 수지 필름 II 에 더 가까운 측에 조사하여 상기 경화형 접착제 A 를 경화시켰다. 그 후, 결과물을 70 ℃ 에서 3분간 열풍 건조하여, A-PET 필름에 적층된 편광막의 한쪽 편에 투명 보호층을 갖는 적층체를 제공하였다. 가시광선의 조사에는, 조사 장치로서 갈륨 봉입 금속할라이드 램프 (Fusion UV Systems, Inc.사 제조, 상품명 : "Light HAMMER10", 벌브 : V 벌브) 를 이용하였고, 조사는 피크 조도 : 1,600 mW/cm², 적산 조사량 : 1,000 mJ/cm² (파장 : 380 ~ 440 nm) 의 조건하에서 수행하였음을 주지해야 한다. 가시광선의 조도는, Solatell 사 제조의 Sola-Check 시스템으로 측정하였음을 주지해야 한다. 또한, 적층체로부터 A-PET 필름을 박리하였다. 따라서, 편광막 A, 제 2 접착층 및 투명 보호층으로 형성된 편광판을 얻었다.

다음으로, 적층체 (편광막 A/제 2 접착층/투명 보호층) 의 투명 보호층 면 상에, 두께 20 ㎛ 의 아크릴계 접착층 (제 1 접착층) 을 형성하였고, 그 제 1 접착층을 개재하여, TORAY ADVANCED FILM Co., Ltd. 사 제조 (상품명 : Cerapeel, 두께 38 ㎛) 의 이형 필름을 본딩하였다. 또한, 적층체 (편광막 A/제 2 접착층/투명 보호층/제 1 접착층) 의 편광막 면에, 두께 5 ㎛ 의 아크릴계 접착층 (제 3 접착층)을 개재하여, Sumitomo 3M Limited 사 제조 (상품명 : APF, 두께 : 20 ㎛) 의 휘도 향상 필름을 본딩하였다. 따라서, 광학 적층체 (편광막의 붕산 함유 비율 : 16 wt%) 를 제조하였다.

[실시예 2]

보호층 형성용 수지 필름 II 대신에, 보호층 형성용 수지 필름 I (두께 : 20 ㎛, 투습도 : 160 g/m²/24 hr) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방식으로 광학 적층체를 제조하였다.

[실시예 3]

보호층 형성용 수지 필름 II 대신에, 시클로올레핀계 보호 필름 (Zeon Corporation사 제조, 두께 : 13 ㎛, 투습도 : 12 g/m²/24 hr) 을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방식으로 광학 적층체를 제조하였다.

[실시예 4]

편광막 A 대신에 편광막 B 를 사용하였고 제 3 접착층의 두께를 12 ㎛ 로 설정한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방식으로 광학 적층체를 얻었다.

[비교예 1]

경화형 접착제 A 대신에, 경화형 접착제 B 를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방식으로 광학 적층체를 얻었다.

[비교예 2]

보호층 형성용 수지 필름 II 대신에, 트리아세틸셀룰로오스계 필름 (두께 : 25 ㎛, 투습도 : 2,000 g/m²/24 hr) 을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방식으로 광학 적층체를 얻었다.

[비교예 3]

편광막 A 대신에, 편광막 C 를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방식으로 광학 적층체를 얻었다.

＜평가 1＞

내구성 평가

실시예들 및 비교예들에서 제조한 광학 적층체들 각각을, 가온 가습 시험을 실시하여, 시험 후의 외관에 기초하여 그 내구성을 평가하였다.

구체적으로는, 150 mm×200 mm 의 사이즈의 광학 적층체를 유리에 본딩함으로써 평가 샘플을 제조하였다. 그 평가 샘플을, 온도 65 ℃ 그리고 습도 90% 의 가온 가습 오븐에서 500 시간 방치하였다. 평가 샘플을 오븐으로부터 꺼내고 나서 12시간 후, 휘도 10,000 cd/cm² 를 갖는 백라이트 상에, 평가 샘플과 편광판 (Nitto Denko Corporation사 제조된 SEG 타입 편광판) 을 크로스 니콜 상태로 배치하고, 평가 샘플에 얼룩 등의 외관 불량이 발생하고 있는지의 여부를 확인하였다.

그 결과, 실시예들 1 ~ 4 각각에 있어서는, 얼룩 등의 외관 불량은 관찰되지 않았고, 이 실시예들에서 제조된 광학 적층체들 및 편광판들은 각각 내구성이 우수하였다. 한편, 비교예들 1 및 2 각각에 있어서는, 스트리크상 얼룩 모양 (불균일) 이 관찰되었고, 이 비교예들에서 제조된 광학 적층체들 및 편광판들은 각각 내구성에서 실패하였다.

실시예들 및 비교예들의 개요들, 및 평가 결과들을 표 2 에 나타낸다. 또한, 실시예 1 의 평가에 있어서의 외관 사진을 도 4a 에, 비교예 1 의 평가에 있어서의 외관 사진을 도 4b 에 나타낸다.

＜평가 2＞ 휨 평가

내구성 평가와 동일한 방식으로 평가 샘플을 제작하여, 그 평가 샘플을 온도 65℃/습도 90% 의 가온 가습 오븐에 500시간 방치하였다. 실시예 1 ~ 4 및 비교예 1 ~ 2 에 있어서는, 실용상 문제가 되는 휨은 볼 수 없었다. 한편, 비교예 3, 즉, 편광막의 붕산 함유 비율이 너무 많은 경우에 있어서는, 현저한 휨이 확인되었다.

[표 2]

본 발명의 편광판은, 액정 텔레비젼들, 액정 디스플레이들, 휴대전화들, 디지털 카메라들, 비디오 카메라들, 휴대 게임기들, 카 내비게이션 시스템들, 복사기들, 프린터들, 팩스머신들, 시계들, 및 전자 렌지들의 액정 패널, 유기 EL 디바이스들의 반사 방지판들로서 적절하게 이용된다.

Claims

제 1 접착층, 투명 보호층, 제 2 접착층, 및 편광막을 이 순서로 구비하고,
상기 제 1 접착층의 두께는 10 ㎛ 이상이며,
상기 투명 보호층의 두께는 30 ㎛ 이하이며,
상기 투명 보호층의 투습도는 200 g/m²/24 hr 이하이며,
상기 제 2 접착층의 벌크흡수율은 10 wt% 이하이며,
상기 편광막의 두께는 10 ㎛ 이하이며,
상기 편광막의 붕산 함유 비율은 상기 편광막의 중량에 대해 18 wt% 이하인, 편광판.
제 1 항에 기재된 편광판, 제 3 접착층, 및 광학 필름을 이 순서로 구비하고,
상기 제 3 접착층은 상기 제 2 접착층에 대해 반대되는, 상기 편광판의 상기 편광막의 측에 제공되는, 광학 적층체.
제 2 항에 있어서,
상기 광학 필름은 휘도 향상 필름을 구비하는, 광학 적층체.