KR20090015801A - 편광판, 그 제조 방법, 광학 필름 및 화상 표시 장치 - Google Patents

Abstract

(과제) 내습성과 내열성의 양 내구성이 우수하고, 또한, 쿠닉의 발생을 억제한 편광판 및 그 제조 방법을 제공한다.

(해결 수단) 편광자의 양면에 접착제를 개재하여 보호 필름이 부착된 편광판으로서, 편광자는, 요오드를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지고, 또한, 아연을 함유하고, 보호 필름은, 40℃, 90% RH 의 분위기 하에 있어서의 투습도가 150g/㎡ㆍ24h 이하이며, 접착제는, 폴리비닐알코올계 수지, 가교제, 및 평균 입경이 1 ∼ 100nm 인 금속 화합물 콜로이드를 함유하는 편광판.

편광자, 편광판, 보호 필름, 투습도, 접착제

Description

편광판, 그 제조 방법, 광학 필름 및 화상 표시 장치{POLARIZING PLATE, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME, OPTICAL FILM AND IMAGE DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 편광판 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 또 본 발명은, 당해 편광판을 사용한 광학 필름에 관한 것이다. 또한, 당해 편광판, 광학 필름을 사용한 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치, PDP 등의 화상 표시 장치에 관한 것이다.

종래부터, 액정 표시 장치에 있어서, 그 화상 형성 방식으로부터, 투명 전극을 형성한 2 매의 전극 기판 사이에 액정을 봉입한 액정 셀의 편측 또는 양측에 편광판이 부착되어 있다. 이와 같은 편광판으로는, 통상적으로 폴리비닐알코올계 필름에 요오드나 이색성 염료 등의 이색성 재료를 흡착, 연신 배향시킨 편광자의 양면에, 트리아세틸셀룰로오스 필름 등의 보호 필름을, 폴리비닐알코올계 접착제를 개재하여 접착한 것이 일반적으로 사용되고 있다.

최근에는, 액정 표시 장치는 그 광범위한 이용에 수반하여 고온 조건 하 등에서 장기간 사용되는 경우도 많아지고, 그 이용되는 용도에 따른 색상의 변화가 적은 액정 표시 장치가 요구되고 있다. 예를 들어, 액정 표시 장치는 차재용이 나 휴대 정보 단말용으로서 사용되는 경우가 많아지고, 그것에 따라 편광판에도, 고온 조건 하에 방치했을 때나 고온 고습 조건 하에 방치했을 때의 광학 특성이 열화되지 않는 신뢰성 (내구성) 이 요구되고 있다.

편광판의 내열성을 향상시키는 기술로는, 편광자 또는 접착제 중에 아연을 함유시킴으로써, 편광자의 가열시에 있어서의 색상 변화를 억제하는 방법이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1, 특허 문헌 2 참조). 그러나, 이들의 방법에 의해서도, 편광판의 내습성을 개선할 수는 없다.

한편, 투습도가 높은 트리아세틸셀룰로오스 필름 대신에, 노르보르넨계 수지 필름 등의 투습도가 낮은 수지 필름을 편광자의 보호 필름으로서 사용함으로써, 편광판의 내습성을 향상시키는 방법이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허 문헌 3 참조). 그러나, 투습도가 낮은 수지 필름을 보호 필름으로서 사용한 편광판은, 내습성이 향상되는 한편, 내열성의 악화 등에 의해 광학 특성의 문제가 발생하는 것이 확인되고 있다. 또, 간단히, 상기 아연을 함유하는 편광자에, 보호 필름으로서 노르보르넨계 수지 필름을 부착해도, 각각의 특징을 살려 내습성과 내열성의 양 내구성이 개선되는 것이 아니고, 오히려 이들의 내구성이 악화되기까지 하였다.

또한, 노르보르넨계 수지 필름 등의 투습도가 낮은 수지 필름을 사용한 경우에는, 트리아세틸셀룰로오스 필름 등의 투습도가 높은 필름을 사용한 경우와 비교하여, 국소적인 요철 결함 (쿠닉 결함) 이 발생하기 쉽다는 문제를 갖고 있고, 특히, 폴리비닐알코올계 접착제를 개재하여 편광자와 부착시킨 경우에 그 발생이 현저하였다.

[특허 문헌 1] 일본 공개특허공보 제2000-35512호

[특허 문헌 2] 일본 공개특허공보 제2003-50318호

[특허 문헌 3] 일본 공개특허공보 평8-5836호

본 발명은, 편광자의 양면에, 보호 필름이 접착제를 개재하여 부착되어 있는 편광판으로서, 내습성과 내열성의 양 내구성이 우수하고, 또한 쿠닉의 발생을 억제한 편광판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 본 발명은, 상기 편광판을 사용한 광학 필름, 또한, 상기 편광판 및/또는 광학 필름을 사용한 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토를 거듭한 결과, 이하에 나타내는 편광판에 의해 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 알아내고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은, 편광자의 양면에 접착제를 개재하여 보호 필름이 부착된 편광판으로서,

편광자는, 요오드를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지고, 또한, 아연을 함유하고,

보호 필름은, 40℃, 90% RH 의 분위기 하에서의 투습도가 150g/㎡ㆍ24h 이하이며,

접착제는, 폴리비닐알코올계 수지, 가교제, 및 평균 입경이 1 ∼ 100nm 인 금속 화합물 콜로이드를 함유하는 것을 특징으로 하는 편광판에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 편광판에 있어서는, 상기 접착제가 접착제 중의 폴리비닐알 코올계 수지 100 중량부에 대해 상기 금속 화합물 콜로이드를 200 중량부 이하의 비율로 함유하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 편광판에 있어서는, 상기 금속 화합물 콜로이드가 정전하를 갖는 것이 바람직하고, 알루미나콜로이드인 것이 특히 바람직하다.

게다가 본 발명의 편광판에 있어서는, 상기 폴리비닐알코올계 수지가 아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 편광판에 있어서는, 상기 가교제가 메틸올기를 갖는 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 편광판에 있어서는, 상기 가교제의 배합량이 접착제 중의 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대해 10 ∼ 60 중량부인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 편광판에 있어서는, 접착제층의 두께가 10 ∼ 300nm 이며, 또한, 접착제층의 두께가 상기 금속 화합물 콜로이드의 평균 입경보다 큰 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 편광판에 있어서는, 상기 편광자 중의 아연 함유량이 편광자 중 0.002 ∼ 2 중량% 인 것이 바람직하다.

또, 본 발명은, 편광판의 제조 방법에 관한 것이다. 즉, 본 발명은, 편광자의 양면에 보호 필름이 접착제를 개재하여 적층된 상기 편광판을 제조하는 방법으로서,

요오드를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지고, 또한, 아연을 함유하는 편광자 및/또는, 40℃, 90% RH 의 분위기 하에서의 투습도가 150g/㎡ㆍ24h 이 하인 보호 필름에, 폴리비닐알코올계 수지, 가교제, 및 평균 입경이 1 ∼ 100nm 인 금속 화합물 콜로이드를 함유하는 접착제를 도포하는 공정,

상기 편광자와, 상기 보호 필름을 부착시키는 공정,

상기 편광자와 상기 보호 필름을 부착시킨 후에 건조시키는 공정을 갖는 편광판의 제조 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 편광판의 제조 방법에 있어서는, 상기 편광자와 보호 필름을 부착시키는 공정에 제공되는 편광자의 수분율이 12 ∼ 31 중량% 인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 편광판의 제조 방법에 있어서는, 상기 건조시키는 공정에 있어서의 건조 온도가 90℃ 이하인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은, 상기 편광판이, 적어도 1 매 적층되어 있는 광학 필름에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 상기 편광판 또는 상기 광학 필름을 적어도 1 매 사용한 화상 표시 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 고온 조건 하에 방치했을 때나 고온 고습 조건 하에 방치했을 때의 광학 특성이 열화되지 않는 신뢰성 (내구성) 이 달성된다.

이하에, 본 발명의 편광판을 구성하는, 요오드계 편광자, 투습도가 낮은 보호 필름 (이하, 간단히 보호 필름이라고 기재하는 경우가 있다), 접착제에 대해 설 명함과 함께, 그 제조 방법에 대해 설명한다.

본 발명의 편광판을 구성하는 편광자로는, 요오드를 함유하는 폴리비닐알코올계 편광자를 사용한다. 편광자에 적용되는 폴리비닐알코올계 필름의 재료에는, 폴리비닐알코올 또는 그 유도체가 사용된다. 폴리비닐알코올의 유도체로는, 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈 등을 들 수 있는 것 외에, 에틸렌, 프로필렌 등의 올레핀, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 등의 불포화 카르복실산 그 알킬에스테르, 아크릴아미드 등으로 변성한 것을 들 수 있다. 폴리비닐알코올의 중합도는, 1000 ∼ 10000 정도, 비누화도는 80 ∼ 100 몰% 정도의 것이 일반적으로 사용된다.

상기 폴리비닐알코올계 필름 중에는 가소제 등의 첨가제를 함유할 수도 있다. 가소제로는, 폴리올 및 그 축합물 등을 들 수 있고, 예를 들어 글리세린, 디글리세린, 트리글리세린, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등을 들 수 있다. 가소제의 사용량은, 특별히 제한되지 않지만 폴리비닐알코올계 필름 중 20 중량% 이하로 하는 것이 바람직하다.

상기 폴리비닐알코올계 필름 (미연신 필름) 은, 통상적인 방법에 따라, 1 축 연신 처리, 요오드 염색 처리가 적어도 실시된다. 또한, 붕산 처리, 요오드 이온 처리를 실시할 수 있다. 또 상기 처리가 실시된 폴리비닐알코올계 필름 (연신 필름) 은, 통상적인 방법에 따라 건조되어 편광자가 된다.

1 축 연신 처리에 있어서의 연신 방법은 특별히 제한되지 않고, 습윤 연신법과 건식 연신법 모두 채용할 수 있다. 건식 연신법의 연신 수단으로는, 예를 들어, 롤간 연신 방법, 가열 롤 연신 방법, 압축 연신 방법 등을 들 수 있다. 연신은 다단으로 실시할 수도 있다. 상기 연신 수단에 있어서, 미연신 필름은, 통상적으로 가열 상태가 된다. 통상적으로 미연신 필름은 30 ∼ 150㎛ 정도의 것이 사용된다. 연신 필름의 연신 배율은 목적에 따라 적절히 설정할 수 있지만, 연신 배율 (총연신 배율) 은 2 ∼ 8배 정도, 바람직하게는 3 ∼ 6.5배, 더욱 바람직하게는 3.5 ∼ 6 배로 하는 것이 바람직하다. 연신 필름의 두께는 5 ∼ 40㎛ 정도가 바람직하다.

요오드 염색 처리는, 폴리비닐알코올계 필름을 요오드 및 요오드화 칼륨을 함유하는 요오드 용액에 침지함으로써 행해진다. 요오드 용액은, 통상적으로 요오드 수용액으로서, 요오드 및 용해 보조제로서 요오드화 칼륨을 함유한다. 요오드 농도는 0.01 ∼ 1 중량% 정도, 바람직하게는 0.02 ∼ 0.5 중량% 이며, 요오드화 칼륨 농도는 0.01 ∼ 10 중량% 정도, 나아가서는 0.02 ∼ 8 중량% 로 사용하는 것이 바람직하다.

요오드 염색 처리에 있어서, 요오드 용액의 온도는, 통상적으로 20 ∼ 50℃ 정도, 바람직하게는 25 ∼ 40℃ 이다. 침지 시간은 통상적으로 10 ∼ 300 초사이 정도, 바람직하게는 20 ∼ 240 초 사이의 범위이다. 요오드 염색 처리에서는, 요오드 용액의 농도, 폴리비닐알코올계 필름의 요오드 용액에 대한 침지 온도, 침지 시간 등의 조건을 조정함으로써 폴리비닐알코올계 필름에 있어서의 요오드 함유량 및 칼륨 함유량이 상기 범위가 되도록 조정한다. 요오드 염색 처리는, 1 축 연신 처리 전, 1 축 연신 처리 중, 1 축 연신 처리 후의 어느 단계에서 실시해 도 된다.

붕산 처리는, 붕산 수용액에 폴리비닐알코올계 필름을 침지함으로써 실시한다. 붕산 수용액 중의 붕산 농도는, 2 ∼ 15 중량% 정도, 바람직하게는 3 ∼ 10 중량% 이다. 붕산 수용액 중에는, 요오드화 칼륨에 의해 칼륨 이온 및 요오드 이온을 함유시킬 수 있다. 붕산 수용액 중의 요오드화 칼륨 농도는 0.5 ∼ 10 중량% 정도, 나아가서는 1 ∼ 8 중량% 로 하는 것이 바람직하다. 요오드화 칼륨을 함유하는 붕산 수용액은, 착색이 적은 편광자, 즉 가시광의 거의 전체 파장역에 걸쳐 흡광도가 거의 일정한 이른바 뉴트럴그레이 (neutral gray) 의 편광자를 얻을 수 있다.

붕산 처리에 있어서, 붕산 수용액의 온도는 예를 들어 30℃ 이상, 바람직하게는 40 ∼ 85℃ 의 범위이다. 침지 시간은, 통상적으로 1 ∼ 1200 초 사이, 바람직하게는 10 ∼ 600 초 사이, 더욱 바람직하게는 20 ∼ 500 초 정도이다. 붕산 처리를 실시할 단계는, 요오드 염색 처리 후이다. 또, 붕산 처리는 1 축 연신 중 또는 연신 후에 행해진다. 붕산 처리는 복수 회 행해도 된다.

요오드 이온 처리에는, 예를 들어, 요오드화 칼륨 등에 의해 요오드 이온을 함유시킨 수용액을 사용한다. 요오드화 칼륨 농도는 0.5 ∼ 10 중량% 정도, 나아가서는 1 ∼ 8 중량% 로 하는 것이 바람직하다. 요오드 이온 함침 처리에 있어서, 그 수용액의 온도는, 통상적으로 15 ∼ 60℃ 정도, 바람직하게는 25 ∼ 40℃ 이다. 침지 시간은 통상적으로 1 ∼ 120 초 정도, 바람직하게는 3 ∼ 90 초 사이의 범위이다. 요오드 이온 처리의 단계는, 건조 공정 전이면 특별히 제한은 없다. 후술하는 물세정 (水洗淨) 후에 실시할 수도 있다.

본 발명의 편광판에 있어서는, 편광자에 아연을 함유시키는 것을 특징으로 한다. 편광자에 아연을 함유시키는 것은, 가열 내구시에 있어서의 색상 열화 억제 면에서 바람직하다. 편광자 중의 아연의 함유량은, 아연 원소가 편광자 중에 0.002 ∼ 2 중량% 함유되는 정도로 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 0.01 ∼ 1 중량% 로 조정하는 것이 바람직하다. 편광자 중의 아연 함유량이 상기 범위에 있어서, 내구성 향상 효과가 되고, 색상의 열화를 억제하는 데 바람직하다.

아연 함침 처리에는, 아연염 용액이 사용된다. 아연염으로는, 염화 아연, 요오드화 아연 등의 할로겐화 아연, 황산 아연, 아세트산 아연 등의 수용액의 무기 염 화합물이 바람직하다. 이들 중에서도, 황산 아연이 아연의 편광자 중에 있어서의 유지율을 높일 수 있다는 점에서 바람직하다. 또, 아연 함침 처리에는, 각종 아연 착물 화합물을 사용할 수 있다. 아연염 수용액 중의 아연 이온의 농도는, 0.1 ∼ 10 중량% 정도, 바람직하게는 0.3 ∼ 7 중량% 의 범위이다. 또, 아연염 용액은 요오드화 칼륨 등에 의해 칼륨 이온 및 요오드 이온을 함유시킨 수용액을 사용하는 것이 아연 이온을 함침시키기 쉬워 바람직하다. 아연염 용액 중의 요오드화 칼륨 농도는 0.5 ∼ 10 중량% 정도, 나아가서는 1 ∼ 8 중량% 로 하는 것이 바람직하다.

아연 함침 처리에 있어서, 아연염 용액의 온도는, 통상적으로 15 ∼ 85℃ 정도, 바람직하게는 25 ∼ 70℃ 이다. 침지 시간은 통상적으로 1 ∼ 120 초 정 도, 바람직하게는 3 ∼ 90 초간의 범위이다. 아연 함침 처리에 있어서는, 아연염 용액의 농도, 폴리비닐알코올계 필름의 아연염 용액에 대한 침지 온도, 침지 시간 등의 조건을 조정함으로써 폴리비닐알코올계 필름에 있어서의 아연 함유량을 조정할 수 있다. 아연 함침 처리의 단계는 특별히 제한되지 않고, 요오드 염색 처리 전이어도 되고, 요오드 염색 처리 후의 붕산 수용액에 대한 침지 처리 전, 붕산 처리 중, 붕산 처리 후이어도 된다. 또 요오드 염색 용액 중에 아연염을 공존시켜 놓고, 요오드 염색 처리와 동시에 실시해도 된다. 아연 함침 처리는, 붕산 처리와 함께 실시하는 것이 바람직하다. 또 아연 함침 처리와 함께 1 축 연신 처리를 행할 수도 있을 수 있다. 또, 아연 함침 처리는 복수 회 행해도 된다.

상기 처리가 실시된 폴리비닐알코올계 필름 (연신 필름) 은, 통상적인 방법에 따라, 물세정 공정, 건조 공정에 제공할 수 있다.

물세정 공정은, 통상적으로 순수한 물 (純水) 에 폴리비닐알코올계 필름을 침지함으로써 실시한다. 물세정 온도는, 통상적으로 5 ∼ 50℃, 바람직하게는 10 ∼ 45℃, 더욱 바람직하게는 15 ∼ 40℃ 의 범위이다. 침지 시간은, 통상적으로 10 ∼ 300 초 사이, 바람직하게는 20 ∼ 240 초 사이 정도이다.

건조 공정은, 임의로 적절한 건조 방법, 예를 들어, 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조 등을 채용할 수 있다. 예를 들어, 가열 건조의 경우에는, 건조 온도는 대표적으로 20 ∼ 80℃, 바람직하게는 25 ∼ 70℃ 이며, 건조 시간은 대표적으로는 1 ∼ 10분 사이 정도인 것이 바람직하다.

건조 후의 편광자의 수분율은 2.0 ∼ 5.0 중량% 로 하는 것이 바람직하고, 2.5 ∼ 3.5 중량% 로 하는 것이 보다 바람직하다. 건조 후의 수분율을 상기 범위로 함으로써, 접착제를 개재하여 편광자와 보호 필름을 부착시킨 후에 건조시킬 때의 광학 특성의 저하를 방지할 수 있다. 즉, 수분율이 지나치게 높으면, 내열성의 저하나 접착력의 저하를 초래하기 쉽고, 수분율이 지나치게 낮으면 쿠닉이나 외관상의 불균일이 발생하기 쉽다는 문제가 있지만, 수분율을 상기 범위로 함으로써, 이와 같은 광학 특성의 저하를 방지할 수 있다.

본 발명의 편광판을 구성하는 보호 필름으로는, 40℃, 90% RH 의 분위기 하에 있어서의 투습도가 150g/㎡ㆍ24h 이하인 것을 사용한다. 보호 필름의 투습도는 10 ∼ 150g/㎡ㆍ24h 인 것이 바람직하고, 30 ∼ 120g/㎡ㆍ24h 인 것이 보다 바람직하고, 50 ∼ 100g/㎡ㆍ24h 인 것이 더욱 바람직하다. 투습도가 상기 범위를 초과하면, 가습 조건 하에 있어서 편광자가 퇴색되고, 색상 변화되거나 편광도의 저하가 발생하거나 하는 경우가 있다. 또, 투습도가 과도하게 낮으면 건조시에 점착제의 박리를 일으키는 경우가 있다. 여기서, 본 명세서에 있어서, 필름의 투습도는 JIS Z0208 의 투습도 시험 (컵법) 에 준하여 측정하고, 40℃, 90% 의 상대 습도 차이에서, 면적 1㎡ 의 시료를 24 시간 동안 투과할 수증기의 그램수이다.

본 발명의 편광판은, 편광자의 양면에 보호 필름을 갖지만, 상기의 투습도의 요건을 만족하면, 편방의 면의 보호 필름과 타방의 면의 보호 필름은 동일한 것이어도 되고, 상이한 것이어도 된다. 또, 편면 당, 적어도 1 층의 보호 필름을 갖고 있으면 되고, 2 층 이상의 적층물을 사용할 수도 있다.

보호 필름의 두께는, 적절히 결정할 수 있는데, 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성, 박층성 등의 면에서 1 ∼ 500㎛ 정도이다. 특히 1 ∼ 300㎛ 가 바람직하고, 5 ∼ 200㎛ 가 보다 바람직하다. 쿠닉은, 보호 필름이 박형화될수록 일으키기 쉬운 경향이 있기 때문에, 보호 필름의 두께는, 5 ∼ 100㎛ 가 특히 바람직하다. 또한, 보호 필름의 두께를 바꿈으로써, 투습도를 적절히 조정할 수도 있다.

보호 필름을 구성하는 재료로는, 예를 들어, 투명성, 기계 강도, 열안정성, 수분 차단성이 우수한 열가소성 수지를 들 수 있다. 또, 보호 필름에 광학 등방성이 요구되는 경우에는, 고유 복굴절이 작은 수지를 선택하는 것이 바람직하다. 이와 같은 열가소성 수지의 구체예로는, 예를 들어, 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, (메타)아크릴계 수지, 노르보르넨계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 또, (메타)아크릴계 등의 열강화성 수지 또는 자외선 경화 형태 수지도 사용할 수 있다. 상기 중, 투습도 및 광학 특성의 관점에 있어서는, (메타)아크릴계 수지, 폴리이미드계 수지, 노르보르넨계 수지를 사용하는 것이 바람직하고, 그 중에서도 노르보르넨계 수지가 가장 바람직하다.

(메타)아크릴계 수지의 Tg (유리 전이 온도) 는, 100℃ 이상이 바람직하고, 105℃ 이상이 보다 바람직하고, 110℃ 이상이 더욱 바람직하고, 115℃ 이상이 특히 바람직하다. Tg 가 상기 범위 내임으로써, 내열성이 우수한 편광판을 제조할 수 있다. 또, 상기 (메타)아크릴계 수지의 Tg 의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 성형성 등의 관점에서는 150℃ 이하인 것이 바람직하다.

당해 (메타)아크릴계 수지로는 본 발명의 효과를 저해시키지 않는 범위 내에서, 임의로 적절한 (메타)아크릴계 수지를 채용할 수 있다. 예를 들어, 폴리메타크릴산메틸 등의 폴리(메타)아크릴산 에스테르, 메타크릴산 메틸-(메타)아크릴산 공중합체, 메타크릴산 메틸-(메타)아크릴산 에스테르 공중합체, 메타크릴산 메틸-아크릴산 에스테르-(메타)아크릴산 공중합체, (메타)아크릴산 메틸-스티렌 공중합체 (MS 수지 등), 지방족 탄화수소기를 갖는 공중합체 (예를 들어, 메타크릴산 메틸-메타크릴산 시클로헥실 공중합체, 메타크릴산 메틸-메타크릴산 노르보르닐 공중합체 등) 를 들 수 있다. 바람직하게는, 폴리(메타)아크릴산 메틸 등의 폴리(메타)아크릴산 C_{1 -6} 알킬을 들 수 있다. 그 중에서도, 보다 바람직하게는, 메타크릴산 메틸을 주성분 (50 ∼ 100 중량%, 바람직하게는 70 ∼ 100 중량%) 으로 하는 메타크릴산 메틸계 수지를 들 수 있다. 이들 (메타)아크릴 수지의 구체예로는, 예를 들어 미츠비시 레이욘사의 아크리펫 VH 나, 아크리펫 VRL20A 등을 들 수 있다.

폴리이미드계 수지로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2001-343529호 (WO01/37007호) 에 기재되어 있는 수지 조성물로 형성되는 폴리머 필름 등을 사용할 수 있다. 보다 상세하게는, 측사슬에 치환 이미드기 또는, 비치환 이미드기 를 갖는 열가소성 수지와 측사슬에 치환 페닐기 또는 비치환 페닐기와 시아노기를 갖는 열가소성 수지의 혼합물이다. 구체예로는, 이소부텐과 N-메틸렌말레이미드로 이루어지는 교대 공중합체와 아크릴로니트릴ㆍ스티렌 공중합 타이트를 갖는 수지 조성물 등을 들 수 있다.

노르보르넨계 수지는 노르보르넨, 테트라시클로도데센이나, 그들의 유도체 등의 고리형 올레핀으로부터 얻어지는 수지의 일반적인 총칭이며, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평3-14882호, 일본 공개특허공보 평3-122137호 등에 기재되어 있다. 구체적으로는 고리형 올레핀의 개환 중합체, 고리형 올레핀의 부가 중합체, 고리형 올레핀과 에틸렌, 프로필렌 등의 α-올레핀의 랜덤 공중합체, 또 이들을 불포화 카르복실산이나 그 유도체 등으로 변성한 그래프트 변성체 등을 예시할 수 있다. 또한, 이들의 수소화물을 들 수 있다. 상품으로는, 닛폰 제온사 제조의 제오넥스, 제오노아, JSR사 제조의 아톤, TICONA사 제조의 토파스 등을 들 수 있다.

보호 필름에는, 임의로 적절한 첨가제가 1 종 이상 포함되어 있어도 된다. 첨가제로는, 예를 들어, 다른 수지, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 활제, 가소제, 이형제, 착색 방지제, 난연제, 핵제, 대전 방지제, 안료, 착색제 등을 들 수 있다. 보호 필름 중의 상기 열가소성 수지의 함유량은, 바람직하게는 50 ∼ 100 중량%, 보다 바람직하게는 50 ∼ 99 중량%, 더욱 바람직하게는 60 ∼ 98 중량%, 특히 바람직하게는 70 ∼ 97 중량% 이다. 보호 필름 중의 상기 열가소성 수지의 함유량이 50 중량% 이하인 경우, 열가소성 수지가 본래 갖는 고투명성 등을 충분히 발현할 수 없는 경우가 있다.

보호 필름은, 정면 위상차가 40nm 미만, 또한, 두께 방향 위상차가 80nm 미만인 것이, 통상적으로 사용된다. 정면 위상차 (Re) 는, Re = (nx - ny) × d 로 나타낸다. 두께 방향 위상차 (Rth) 는, Rth = (nx - nz) × d 로 나타낸다. 또, Nz 계수는, Nz = (nx - nz)/(nx - ny) 로 나타낸다. [단, 필름의 지상축 방향, 진상축 방향 및 두께 방향의 굴절률을 각각 nx, ny, nz 로 하고, d(nm) 은 필름의 두께로 한다. 지상축 방향은, 필름 면내의 굴절률의 최대가 되는 방향으로 한다.]. 또한, 보호 필름은, 가능한 한 착색이 없는 것이 바람직하다. 두께 방향 위상차 (Rth) 가 -90nm ∼ ＋75nm 인 보호 필름이 바람직하게 사용된다. 이러한 두께 방향 위상차가 -90nm ∼ ＋75nm 인 것을 사용함으로써, 투명 보호 필름에서 기인하는 편광판의 착색 (광학적 착색) 을 거의 해소할 수 있다. 두께 방향 위상차는, 더욱 바람직하게는 -80nm ∼ ＋60nm, 특히 -70nm ∼ ＋45nm 가 바람직하다.

한편, 보호 필름으로서 정면 위상차가 40nm 이상 및/또는, 두께 방향 위상차가 80nm 이상인 위상차를 갖는 위상차판을 사용할 수도 있다. 정면 위상차는, 통상적으로 40 ∼ 200nm 의 범위로, 두께 방향 위상차는, 통상적으로 80 ∼ 300nm 의 범위로 제어된다. 투명 보호 필름으로서 위상차판을 사용하는 경우에는, 당해 위상차판이 보호 필름으로서도 기능하기 때문에, 박형화를 도모할 수 있다.

보호 필름에 위상차판을 사용하는 경우에 있어서, 투습도가 상기의 범위 내이면, 사용되는 재료는 특별히 한정되지 않지만, 상기 보호 필름을 1 축 또는 2 축 연신 처리하여 이루어지는 복굴절성 필름을 바람직하게 사용할 수 있다. 또, 위상차를 갖지 않는 저투습 필름에, 별도로 각종 고분자 소재를 1 축 또는 2 축 연신 처리하여 이루어지는 복굴절성 필름, 액정 폴리머의 배향 필름, 액정 폴리머의 배향층을 필름으로 지지한 것 등을 부착시켜 사용할 수도 있다. 위상차판의 두께도 특별히 제한되지 않지만, 20 ∼ 150㎛ 정도가 일반적이다.

위상차판에 사용되는 고분자 소재로는, 예를 들어, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리술폰, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌술파이드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리알릴술폰, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 고리형 폴리올레핀 수지 (노르보르넨계 수지), 또는 이들의 2 원계, 3 원계 각종 공중합체, 그래프트 공중합체, 블렌드 물 등을 들 수 있다. 이들의 고분자 소재는 연신 등에 의해 배향물 (연신 필름) 이 된다.

위상차판에 사용되는 액정 폴리머로는, 예를 들어, 액정 배향성을 부여하는 공액성의 직선형 원자단 (메소겐) 이 폴리머의 주사슬나 측사슬에 도입된 주사슬형이나 측사슬형의 각종의 것 등을 들 수 있다. 주사슬형의 액정 폴리머의 구체예로는, 굴곡성을 부여하는 스페이서부에서 메소겐기를 결합한 구조의, 예를 들어 네마틱 배향성의 폴리에스테르계 액정 폴리머, 디스코텍 폴리머나 콜레스테릭폴리머 등을 들 수 있다. 측사슬형의 액정 폴리머의 구체예로는, 폴리실록산, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트 또는 폴리말로네이트를 주사슬 골격으로 하고, 측사슬로서 공액성의 원자단으로 이루어지는 스페이서부를 개재하여 네마틱 배향 부여성의 파라 치환 고리형 화합물 단위로 이루어지는 메소겐부를 갖는 것 등을 들 수 있다. 이들의 액정 폴리머는, 예를 들어, 유리판 상에 형성한 폴리이미드나 폴리비닐알코올 등의 박막의 표면을 러빙 처리한 것, 산화 규소를 사방 증착한 것 등의 배향 처리면 상에 액정 폴리머의 용액을 전개하여 열처리함으로써 행해진다.

위상차판은, 예를 들어 각종 파장판이나 액정 층의 복굴절에 의한 착색이나 시각 등의 보상을 목적으로 한 것 등의 사용 목적에 따른 적절한 위상차를 갖는 것 이어도 되고, 2 종 이상의 위상차판을 적층하여 위상차 등의 광학 특성을 제어한 것 등이어도 된다.

위상차판은, nx=ny>nz, nx>ny>nz, nx>ny=nz, nx>nz>ny, nz=nx>ny, nz>nx>ny, nz>nx=ny 의 관계를 만족하는 것이, 각종 용도에 따라 선택하여 사용된다. 또한, ny=nz 란, ny 와 nz 가 완전하게 동일한 경우뿐만이 아니고, 실질적으로 ny 와 nz 가 동일한 경우도 포함한다.

예를 들어, nx>ny>nz 를 만족하는 위상차판에서는, 정면 위상차는 40 ∼ 100nm, 두께 방향 위상차는 100 ∼ 320nm, Nz 계수는 1.8 ∼ 4.5를 만족하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, nx>ny=nz 를 만족하는 위상차판 (포지티브 A 플레이트) 에서는, 정면 위상차는 100 ∼ 200nm 을 만족하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, nz=nx>ny 를 만족하는 위상차판 (네거티브 A 플레이트) 에서는, 정면 위상차는 100 ∼ 200nm 을 만족하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, nx>nz>ny 를 만족하는 위상차판에서는, 정면 위상차는 150 ∼ 300nm, Nz 계수는 0 을 초과하고 0.7 이하를 만족하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또, 상기와 같이, 예를 들어, nx=ny>nz, nz>nx>ny, 또는 nz>nx=ny 를 만족하는 것을 사용할 수도 있다.

보호 필름이 갖는 위상차의 범위는, 적용되는 액정 표시 장치에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, VA (Vertical Alignment, MVA, PVA 포함한다) 의 경우에는, 편광판의 적어도 편방 (셀측) 의 투명 보호 필름이 위상차를 갖고 있는 편이 바람직하다. 구체적인 위상차로서 Re = 0 ∼ 240nm, Rth = 0 ∼ 500nm 의 범위인 것이 바람직하다. 3 차원 굴절률로 말하면, nx>ny=nz, nx>ny>nz, nx>nz>ny, nx=ny>nz (1 축, 2 축, Z 화, 네거티브 C 플레이트) 의 경우가 바람직하다. 액정 셀의 상하에 편광판을 사용할 때, 액정 셀의 상하 모두 위상차를 갖고 있거나, 또는 상하 어느 하나의 투명 보호 필름이 위상차를 갖고 있어도 된다.

예를 들어, IPS (In-Plane Switching, FFS 포함한다) 의 경우, 편광판의 편방의 투명 보호 필름이 위상차를 갖고 있는 경우, 갖고 있지 않은 경우 모두 사용할 수 있다. 예를 들어, 위상차를 갖고 있지 않은 경우에는, 액정 셀의 상하 (셀측) 모두 위상차를 갖고 있지 않은 경우가 바람직하다. 위상차를 갖고 있는 경우에는, 액정 셀의 상하 모두 위상차를 갖고 있는 경우, 상하 중 어느 한쪽이 위상차를 갖고 있는 경우가 바람직하다 (예를 들어, 상측에 Z 화, 하측에 위상차가 없는 경우나, 상측에 A플레이트, 하측에 포지티브 C플레이트의 경우). 위상차를 갖고 있는 경우, Re=-500 ∼ 500㎚, Rth=-500 ∼ 500㎚ 의 범위가 바람직하다. 3 차원 굴절률로 말하면, nx>ny=nz, nx>nz>ny, nz>nx=ny, nz>nx>ny (1 축, Z 화, 포지티브 C플레이트, 포지티브 A플레이트) 가 바람직하다.

보호 필름의 편광자와 접착하는 면에는, 접착 용이 처리를 할 수 있다. 접착 용이 처리로는, 플라즈마 처리, 코로나 처리 등의 드라이 처리, 알칼리 처리 (비누화 처리) 등의 화학 처리, 접착 용이제층을 형성하는 코팅 처리 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 접착 용이층을 형성하는 코팅 처리나 알칼리 처리가 바람직하다.　 접착제층의 형성에는, 폴리올 수지, 폴리카르복실산 수지, 폴리에스테르 수지 등의 각종 접착 용이 재료를 사용할 수 있다. 또한, 접착 용이층의 두께는, 통상 0.001 ∼ 10㎛ 정도, 나아가서는 0.001 ∼ 5㎛ 정도, 특히 0.001 ∼ 1㎛ 정도로 하는 것이 바람직하다.

상기 보호 필름의 편광자를 접착시키지 않은 면에는 하드 코트층이나 반사 방지 처리, 스티킹 방지나, 확산 내지 안티글레어를 목적으로 한 처리를 실시한 것 이어도 된다.

하드 코트 처리는 편광판 표면의 흠집 방지 등을 목적으로 실시되는 것으로서, 예를 들어 아크릴계, 실리콘계 등의 적절한 자외선 경화형 수지에 의한 경도나 미끄러짐 특성 등이 우수한 경화 피막을 보호 필름의 표면에 부가하는 방식 등으로 형성할 수 있다. 반사 방지 처리는 편광판 표면에서의 외광의 반사 방지를 목적으로 실시되는 것으로서, 종래에 준한 반사 방지막 등의 형성에 의해 달성할 수 있다. 또, 스티킹 방지 처리는 인접층의 밀착 방지를 목적으로 실시된다.

또한 안티글레어 처리는 편광판의 표면에서 외광이 반사되어 편광판 투과광의 시인을 저해하는 것의 방지 등을 목적으로 실시되는 것으로서, 예를 들어 샌드블라스트 방식이나 엠보싱 가공 방식에 의한 조면화 방식이나 투명 미립자의 배합 방식 등의 적절한 방식으로 보호 필름의 표면에 미세 요철 구조를 부여함으로써 형성할 수 있다. 상기 표면 미세 요철 구조의 형성에 함유시키는 미립자로는, 예를 들어 평균 입경이 0.5 ∼ 50㎛ 인 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화 주석, 산화 인듐, 산화 카드뮴, 산화 안티몬 등으로 이루어지는 도전성도 있는 무기계 미립자, 가교 또는 미가교의 폴리머 등으로 이루어지는 유기계 미립자 등의 투명 미립자가 사용된다. 표면 미세 요철 구조를 형성하는 경우, 미립자의 사용량은, 표면 미세 요철 구조를 형성하는 투명 수지 100 중량부에 대해서 일반적으로 2 ∼ 50 중량부 정도이며, 5 ∼ 25 중량부가 바람직하다. 안티글레어층은, 편광판 투과광을 확산하여 시각 등을 확대하기 위한 확산층 (시각 확대 기능 등) 을 겸하는 것이어도 된다.

또한, 상기 반사 방지층, 스티킹 방지층, 확산층이나 안티글레어층 등은, 보호 필름 그 자체에 형성할 수 있는 것 외에, 별도로 광학층으로서 투명 보호층과는 별체인 것으로서 형성할 수도 있다.　

본 발명의 편광판을 구성하는 접착제는, 폴리비닐알코올계 수지, 가교제 및 평균 입경이 1 ∼ 100nm 인 금속 화합물 콜로이드를 함유하여 이루어지는 수지 용액이다.

폴리비닐알코올계 수지로는, 폴리비닐알코올 수지나, 아세토아세틸기를 갖는 폴리비닐알코올 수지를 들 수 있다. 아세토아세틸기를 갖는 폴리비닐알코올 수지는, 반응성이 높은 관능기를 갖는 폴리비닐알코올계 접착제이며, 편광판의 내구성이 향상되기 때문에 바람직하다.

폴리비닐알코올계 수지는, 폴리아세트산 비닐을 비누화하여 얻어진 폴리비닐알코올; 그 유도체; 또한, 아세트산 비닐과 공중합성을 갖는 단량체의 공중합체의 비누화물; 폴리비닐알코올을 아세탈화, 우레탄화, 에테르화, 그래프트화, 인산 에스테르화 등 한 변성 폴리비닐알코올을 들 수 있다. 상기 단량체로는, (무수)말레산, 푸마르산, 크로톤산, 이타콘산, (메타)아크릴산 등의 불포화 카르복실산 및 그 에스테르류 ; 에틸렌, 프로필렌 등의 α-올레핀, (메타)알릴술폰산(소다), 술폰산소다(모노알킬말레이트), 디술폰산소다알킬말레이트, N-메틸올아크릴아미드, 아크릴아미드알킬술폰산 알칼리염, N-비닐피롤리돈, N-비닐피롤리돈 유도체 등을 들 수 있다. 이들 폴리비닐알코올계 수지는 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 병용할 수 있다.

상기 폴리비닐알코올계 수지는 특별히 한정되지 않지만, 접착성의 점에서는, 평균 중합도 100 ∼ 5000 정도, 바람직하게는 1000 ∼ 4000, 평균 비누화도 85 ∼ 100 몰% 정도, 바람직하게는 90 ∼ 100 몰% 이다.

아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지는, 폴리비닐알코올계 수지와 디케텐을 공지된 방법으로 반응시켜 얻어진다. 예를 들어, 폴리비닐알코올계 수지를 아세트산 등의 용매 중에 분산시켜 두고, 여기에 디케텐을 첨가하는 방법, 폴리비닐알코올계 수지를 디메틸포름아미드 또는 디옥산 등의 용매에 미리 용해시켜 두고, 여기에 디케텐을 첨가하는 방법 등을 들 수 있다. 또한 폴리비닐알코올에 디케텐 가스 또는 액상 디케텐을 직접 접촉시키는 방법을 들 수 있다.

아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지의 아세토아세틸기 변성도 는, 0.1 몰％ 이상이면 특별히 제한은 없다. 0.1 몰％ 미만에서는 접착제층의 내수성이 불충분해지는 경향이 있다. 아세토아세틸기 변성도는, 바람직하게는 0.1∼40 몰％ 정도, 더욱 바람직하게는 1∼20 몰％, 특히 바람직하게는 2∼7 몰％ 이다. 아세토아세틸기 변성도가 40 몰％ 를 초과하면, 내수성의 향상 효과를 충분히 얻을 수 없는 경우가 있다. 아세토아세틸기 변성도는 NMR 에 의해 정량할 수 있다.

가교제로는, 폴리비닐알코올계 접착제에 이용되고 있는 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 상기 폴리비닐알코올계 수지와 반응성을 갖는 관능기를 적어도 2 개 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 에틸렌디아민, 트리에틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민 등의 알킬렌기와 아미노기를 2 개 갖는 알킬렌디아민류; 톨릴렌디이소시아네이트, 수소화 톨릴렌디이소시아네이트, 트리메틸올프로판톨릴렌디이소시아네이트어덕트, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 메틸렌비스(4-페닐메탄트리이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 및 이들의 케토옥심 블록물 또는 페놀 블록물 등의 이소시아네이트류; 에틸렌클리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 글리세린디 또는 트리글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 디글리시딜아닐린, 디글리시딜아민 등의 에폭시류; 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 부틸알데히드 등의 모노알데히드류; 글리옥살, 말론디알데히드, 숙신디알데히드, 글루탈디알데히드, 말레인디알데히드, 프탈디알데히드 등의 디알데히드류; 메틸올우레아, 메틸올멜라민, 알킬화 메틸올우레아, 알킬화 메틸올화 멜라민, 아세토구아나 민, 벤조구아나민과 포름알데히드의 축합물 등의 아미노-포름알데히드 수지; 또한 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 철, 니켈 등의 2 가 금속, 또는 3 가 금속의 염 및 그 산화물을 들 수 있다. 이들 중에서도 아미노-포름알데히드 수지나 디알데히드류가 바람직하다. 아미노-포름알데히드 수지로는 메틸올기를 갖는 화합물이 바람직하고, 디알데히드류로는 글리옥살이 바람직하다. 그 중에서도 메틸올기를 갖는 화합물인 메틸올멜라민이 특히 바람직하다.

상기 가교제의 배합량은, 접착제 중의 폴리비닐알코올계 수지의 종류 등에 따라 적절히 설계할 수 있지만, 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대해 통상적으로 10 ∼ 60 중량부 정도, 바람직하게는 20 ∼ 50 중량부이다. 이러한 범위에 있어서, 양호한 접착성이 얻어진다.

내구성을 향상시키기 위해서는, 아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우에도, 접착제 중의 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대해 가교제를 10 ∼ 60 중량부, 나아가서는 20 ∼ 50 중량부의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다. 가교제의 배합량이 지나치게 많아지면, 가교제의 반응이 단시간에 진행되어, 접착제가 겔화되는 경향이 있다. 그 결과, 접착제로서의 사용 가능 시간 (포트 라이프) 이 극단적으로 짧아져, 공업적인 사용이 곤란해지는 경우가 있다. 　 이러한 관점에서는, 가교제의 배합량은 상기 배합량으로 이용되지만, 본 발명의 수지 용액은 금속 화합물 콜로이드를 함유하고 있기 때문에, 상기와 같이 가교제의 배합량이 많은 경우이어도, 안정성 있게 이용할 수 있다.

금속 화합물 콜로이드는, 미립자가 분산매 중에 분산되어 있는 것으로서, 미립자의 동종 전하의 상호 반발에서 기인하여 정전적 안정화되어 영속적으로 안정성을 갖는 것이다. 금속 화합물 콜로이드 (미립자) 의 평균 입경은 1 ∼ 100㎚ 이다. 상기 콜로이드의 평균 입경이 상기 범위이면, 접착제층 중에서, 금속 화합물을 거의 균일하게 분산시킬 수 있어 접착성을 확보하고, 또한 쿠닉을 억제할 수 있다. 상기 평균 입경의 범위는, 가시광의 파장 영역보다 매우 작고, 형성되는 접착제층 중에서, 금속 화합물에 의해 투과광이 산란되었다고 해도, 편광 특성에는 악영향을 미치지 않는다. 금속 화합물 콜로이드의 평균 입경은 1 ∼ 100㎚, 나아가서는 1 ∼ 50㎚ 인 것이 바람직하다.

금속 화합물 콜로이드로는, 각종의 것을 이용할 수 있다. 예를 들어, 금속 화합물 콜로이드로는, 알루미나, 실리카, 지르코니아, 티타니아, 규산알루미늄, 탄산칼슘, 규산마그네슘 등의 금속 산화물의 콜로이드 ; 탄산아연, 탄산바륨, 인산칼슘 등의 금속염의 콜로이드 ; 셀라이트, 탤크, 클레이, 카올린 등의 광물의 콜로이드를 들 수 있다.

금속 화합물 콜로이드는, 분산매에 분산되어 콜로이드 용액 상태로 존재하고 있다. 분산매는 주로 물이다. 물 외에, 알코올류 등의 다른 분산매를 이용할 수도 있다. 콜로이드 용액 중의 금속 화합물 콜로이드의 고형분 농도는 특별히 제한되지 않지만, 통상 1 ∼ 50 중량％ 정도, 나아가서는, 1 ∼ 30 중량％ 인 것이 일반적이다. 또한, 금속 화합물 콜로이드는, 안정제로서 질산, 염산, 아세트산 등의 산을 함유하는 것을 이용할 수 있다.

금속 화합물 콜로이드는 정전적으로 안정화되어 있고, 정전하를 갖는 것과, 부전하를 갖는 것으로 나눌 수 있지만, 금속 화합물 콜로이드는 비도전성의 재료이다. 정전하와 부전하란, 접착제 조제 후의 용액에 있어서의 콜로이드 표면 전하의 전하 상태에 의해 구별된다. 금속 화합물 콜로이드의 전하는, 예를 들어, 제타 전위 측정기에 의해 제타 전위를 측정함으로써 확인할 수 있다. 금속 화합물 콜로이드의 표면 전하는, 일반적으로 pH 에 따라 변화된다. 　 따라서, 본원의 콜로이드 용액 상태의 전하는 조정된 접착제 용액의 pH 에 의해 영향받는다. 접착제 용액의 pH 는, 통상 2 ∼ 6, 바람직하게는 2.5 ∼ 5, 더욱 바람직하게는 3 ∼ 5, 나아가서는 3.5 ∼ 4.5 의 범위로 설정된다. 본 발명에서는, 정전하를 갖는 금속 화합물 콜로이드가 부전하를 갖는 금속 화합물 콜로이드에 비하여, 쿠닉의 발생을 억제하는 효과가 크다. 정전하를 갖는 금속 화합물 콜로이드로는 알루미나콜로이드, 티타니아콜로이드 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 특히, 알루미나콜로이드가 바람직하다.

금속 화합물 콜로이드는, 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대해 200 중량부 이하의 비율 (고형분의 환산치) 로 배합하는 것이 바람직하다. 금속 화합물 콜로이드의 배합 비율을 상기 범위로 함으로써, 편광자와 보호 필름의 접착성을 확보하면서, 쿠닉의 발생을 억제할 수 있다. 금속 화합물 콜로이드의 배합 비율은, 10 ∼ 200 중량부인 것이 바람직하고, 나아가서는 20 ∼ 175 중량부, 나아가서는 30 ∼ 150 중량부인 것이 바람직하다. 폴리비닐알코올계 수지에 대한 금속 화합물 콜로이드의 배합 비율이 지나치다는 접착성이 열등하는 경우가 있고, 금 속 화합물 콜로이드의 배합 비율이 작으면 쿠닉 발생을 억제하는 효과를 충분히 얻을 수 없는 경우가 있다.

본 발명의 편광판에 사용하는 접착제는, 폴리비닐알코올계 수지, 가교제 및 평균 입경이 1 ∼ 100nm 인 금속 화합물 콜로이드를 함유하여 이루어지는 수지 용액이며, 통상적으로 수용액으로서 이용된다. 수지 용액 농도는 특별히 제한은 없지만, 도공성이나 방치 안정성 등을 고려하면, 0.1 ∼ 15 중량%, 바람직하게는 0.5 ∼ 10 중량% 이다.

편광판용 접착제인 수지 용액의 점도는 특별히 제한되지 않지만, 1 ∼ 50mPaㆍs 의 범위의 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 편광판의 제작에 있어서, 접착제의 점도가 내려감에 따라, 쿠닉의 발생이 많아지는 경우가 일반적이지만, 접착제를 전술한 바와 같은 조성으로 함으로써, 수지 용액의 점도에 구애받지 않아, 1 ∼ 20mPaㆍs 의 범위와 같은 저점도의 범위에 있어서도, 쿠닉의 발생을 억제할 수 있다. 아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지는, 일반적인 폴리비닐알코올 수지에 비해, 중합도를 높일 수 없고, 상기와 같은 저점도로 사용되었지만, 본 발명의 편광판에 있어서는, 접착제로서 아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지를 사용하는 경우에도, 수지 용액의 저점도에 의해 발생하는 쿠닉의 발생을 억제할 수 있다.

편광판용 접착제인 수지 용액의 조제법은 특별히 제한되지 않는다. 통상적으로는, 폴리비닐알코올계 수지 및 가교제를 혼합하여, 적절하게 농도를 조제한 것에 금속 화합물 콜로이드를 배합함으로써 수지 용액이 조제된다. 또한, 폴리 비닐알코올계 수지로서 아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지를 이용하거나, 가교제의 배합량이 많은 경우에는, 용액의 안정성을 고려하여 폴리비닐알코올계 수지와 금속 화합물 콜로이드를 혼합한 후에 가교제를 얻을 수 있는 수지 용액의 사용 시기 등을 고려하면서 혼합할 수 있다. 또한, 편광판용 접착제인 수지 용액의 농도는, 수지 용액을 조제한 후에 적절하게 조정할 수도 있다.　

또한, 편광판용 접착제에는, 추가로 실란 커플링제, 티탄 커플링제 등의 커플링제, 각종 점착 부여제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 내열 안정제, 내가수분해 안정제 등의 안정제 등을 배합할 수도 있다. 또, 본원에 있어서의, 금속 화합물 콜로이드는 비도전성의 재료이지만, 도전성 물질의 미립자를 함유할 수도 있다.

본 발명의 편광판은, 상기 편광자와 상기 보호 필름을, 상기 접착제를 사용하여 부착함으로써 제조한다. 얻어진 편광판에서는, 편광자의 양측에, 상기 편광판용 접착제에 의해 형성된 접착제층을 개재하여 보호 필름이 형성되어 있다.

상기 접착제의 도포는, 보호 필름, 편광자 중 어느 한쪽에 실시해도 되고, 양자에 실시해도 된다. 상기 접착제의 도포는, 건조 후의 접착제층의 두께가 10 ∼ 300nm 정도가 되도록 실시하는 것이 바람직하다. 접착제층의 두께는, 균일한 면내 두께를 얻는 것과, 충분한 접착력을 얻는 점에서, 10 ∼ 200nm 인 것이 보다 바람직하고, 20 ∼ 150nm 인 것이 더욱 바람직하다. 또, 전술한 바와 같이, 접착제층의 두께는, 편광판용 접착제에 함유되어 있는 금속 화합물 콜로이드의 평균 입경보다 커지도록 설계하는 것이 바람직하다.

접착제층의 두께를 조정하는 방법으로는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어, 접착제 용액의 고형분 농도나 접착제의 도포 장치를 조정하는 방법을 들 수 있다. 이러한 접착제층 두께의 측정 방법으로는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, SEM (Scanning Electron Microscopy) 이나, TEM (Transmission Electron Microscopy) 에 의한 단면 관찰 측정이 바람직하게 이용된다. 접착제의 도포 조작은 특별히 제한되지 않고, 롤법, 분무법, 침지법 등의 각종 수단을 채용할 수 있다. 　

접착제를 도포한 후에는, 편광자와 보호 필름을 롤라미네이터 등에 의해 부착한다. 본 발명의 편광판의 제조 방법에 있어서는, 전술한 바와 같이, 이 부착시키는 공정에 제공되는 편광자의 수분율은, 12 ∼ 31 중량% 로 하는 것이 바람직하고, 20 ∼ 27 중량% 로 하는 것이 보다 바람직하다. 수분율을 상기 범위로 함으로써, 내열성의 저하나 접착력의 저하 쿠닉이나 외관상의 불균일의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 편광판은, 편광자의 양면에 보호 필름을 부착시킨 후에, 적절한 건조 온도로 건조시키는 것이 바람직하다. 광학 특성의 관점에서 건조 온도는 90℃ 이하인 것이 바람직하고, 85℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 80℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또, 건조 온도에 하한은 없지만, 공정의 효율이나 실용성을 고려하면, 50℃ 이상인 것이 바람직하다. 또, 건조 온도는 상기 온도 범위 내에서 단계적으로 승온시켜 실시할 수도 있다.

본 발명의 편광판은, 실용시에 다른 광학층과 적층한 광학 필름으로서 이용할 수 있다. 그 광학층에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 반사판 이나 반투과판, 위상차판 (1/2 이나 1/4 등의 파장판을 포함한다), 시각 보상 필름 등의 액정 표시 장치 등의 형성에 이용되는 것이 있는 광학층을 1 층 또는 2 층 이상 이용할 수 있다. 특히, 본 발명의 편광판에 추가로 반사판 또는 반투과 반사판이 적층되어 이루어지는 반사형 편광판 또는 반투과형 편광판, 편광판에 추가로 위상차판이 적층되어 이루어지는 타원 편광판 또는 원 편광판, 편광판에 추가로 시각 보상 필름이 적층되어 이루어지는 광시야각 편광판, 혹은 편광판에 추가로 휘도 향상 필름이 적층되어 이루어지는 편광판이 바람직하다.

반사형 편광판은, 편광판에 반사층을 형성한 것으로, 시인측 (표시측) 으로부터의 입사광을 반사시켜 표시하는 타입의 액정 표시 장치 등을 형성하기 위한 것으로서, 백라이트 등의 광원의 내장을 생략할 수 있어 액정 표시 장치의 박형화를 도모하기 쉽다는 등의 이점을 갖는다. 반사형 편광판의 형성은, 필요에 따라 투명 보호층 등을 개재하여 편광판의 편면에 금속 등으로 이루어지는 반사층을 부설하는 방식 등의 적절한 방식으로 실시할 수 있다. 　

또한, 반투과형 편광판은, 상기에 있어서 반사층에서 광을 반사하고, 또한 투과하는 하프 미러 등의 반투과형의 반사층으로 함으로써 얻을 수 있다. 반투과형 편광판은, 통상적으로 액정 셀의 이측 (백라이트측) 에 형성되고, 액정 표시 장치 등을 비교적 밝은 분위기로 사용하는 경우에는, 시인측 (표시측) 으로부터의 입사 광을 반사시켜 화상을 표시하고, 비교적 어두운 분위기에 있어서는, 반투과형 편광판의 백사이드에 내장되어 있는 백라이트 등의 내장 광원을 사용하여 화상을 표시하는 타입의 액정 표시 장치 등을 형성할 수 있다. 즉, 반투과형 편광판 은, 밝은 분위기 하에서는, 백라이트 등의 광원 사용의 에너지를 절약할 수 있고, 비교적 어두운 분위기 하에서도 내장 광원을 사용하여 사용할 수 있는 타입의 액정 표시 장치 등의 형성에 유용하다.

편광판에 추가로 위상차판이 적층되어 이루어지는 타원 편광판 또는 원 편광판에 대하여 설명한다. 직선 편광을 타원 편광 또는 원 편광으로 바꾸거나, 타원 편광 또는 원 편광을 직선 편광으로 바꾸거나, 혹은 직선 편광의 편광 방향을 바꾸는 경우에 위상차판 등이 이용된다. 특히, 직선 편광을 원 편광으로 바꾸거나, 원 편광을 직선 편광으로 바꾸는 위상차판으로는, 이른바 1/4 파장판 (λ/4 판이라고도 한다) 이 이용된다. 1/2 파장판 (λ/2 판이라고도 한다) 은, 통상 직선 편광의 편광 방향을 바꾸는 경우에 이용된다.

또 상기의 타원 편광판이나 반사형 타원 편광판은, 편광판 또는 반사형 편광판과 위상차판을 적절히 조합하여 적층한 것이다. 이러한 타원 편광판 등은, (반사형) 편광판과 위상차판의 조합이 되도록 그것들을 액정 표시 장치의 제조 과정에서 순차적으로 별개로 적층함으로써도 형성할 수 있는데, 상기와 같이 미리 타원 편광판 등의 광학 필름으로 한 것은, 품질의 안정성이나 적층 작업성 등이 우수하여 액정 표시 장치 등의 제조 효율을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

시각 보상 필름은 액정 표시 장치의 화면을 화면에 수직이 아닌 약간 기울어진 방향으로부터 본 경우에도, 화상이 비교적 선명하게 보이도록 시야각을 넓히기 위한 필름이다. 이러한 시각 보상 위상차판으로는, 예를 들어 위상차판, 액정 폴리머 등의 배향 필름이나 투명 기재 상에 액정 폴리머 등의 배향층을 지지한 것 등으로 이루어진다. 통상의 위상차판은 그 면 방향으로 1 축으로 연신된 복굴절을 갖는 폴리머 필름이 이용되는 것에 대하여, 시각 보상 필름으로서 이용되는 위상차판에는 면 방향으로 2 축으로 연신된 복굴절을 갖는 폴리머 필름이나, 면 방향으로 1 축으로 연신되고 두께 방향으로도 연신된 두께 방향의 굴절률을 제어한 복굴절을 갖는 폴리머나 경사 배향 필름과 같은 2 방향 연신 필름 등이 이용된다. 경사 배향 필름으로는, 예를 들어 폴리머 필름에 열 수축 필름을 접착하여 가열에 의한 그 수축력의 작용하에 폴리머 필름을 연신 처리 또는 / 및 수축 처리한 것이나, 액정 폴리머를 경사 배향시킨 것 등을 들 수 있다. 위상차판의 소재 원료 폴리머는, 앞서의 위상차판에서 설명한 폴리머와 동일한 것이 이용되고, 액정 셀에 의한 위상차에 기초하는 시각의 변화에 의한 착색 등의 방지나 시인이 양호한 시야각의 확대 등을 목적으로 한 적절한 것을 이용할 수 있다.

또한 시인이 양호한 넓은 시야각을 달성하는 점 등으로부터, 액정 폴리머의 배향층, 특히 디스코틱 액정 폴리머의 경사 배향층으로 이루어지는 광학적 이방성층을 트리아세틸셀룰로오스 필름으로 지지한 광학 보상 위상차판을 바람직하게 이용할 수 있다.

편광판과 휘도 향상 필름을 부착한 편광판은, 통상적으로 액정 셀의 이측에 형성되어 사용된다. 휘도 향상 필름은, 액정 표시 장치 등의 백라이트나 이측으로부터의 반사 등에 의해 자연광이 입사되면 소정 편광축의 직선 편광 또는 소정 방향의 원 편광을 반사시키고, 다른 광은 투과되는 특성을 나타내는 것으로, 휘도 향상 필름을 편광판과 적층된 편광판은, 백라이트 등의 광원으로부터의 광을 입사 시켜 소정 편광 상태의 투과광을 얻음과 함께, 상기 소정 편광 상태 이외의 광은 투과되지 않고 반사된다. 이 휘도 향상 필름 면에서 반사된 광을 다시 그 뒤측에 형성된 반사층 등을 통하여 반전시켜 휘도 향상 필름에 재입사시켜, 그 일부 또는 전부를 소정 편광 상태의 광으로서 투과시켜 휘도 향상 필름을 투과하는 광의 증량을 도모함과 함께, 편광자에 흡수시키기 어려운 편광을 공급하여 액정 표시 화상 표시 등에 이용할 수 있는 광량의 증대를 도모함으로써 휘도를 향상시킬 수 있는 것이다.

상기의 휘도 향상 필름으로는, 예를 들어 유전체의 다층 박막이나 굴절률 이방성이 상이한 박막 필름의 다층 적층체와 같은, 소정 편광축의 직선 편광을 투과하고 다른 광은 반사시키는 특성을 나타내는 것, 콜레스테릭 액정 폴리머의 배향 필름이나 그 배향 액정층을 필름 기재 상에 지지한 것과 같은, 좌회전 또는 우회전 중 어느 일방의 원 편광을 반사시키고 다른 광은 투과하는 특성을 나타내는 것 등의 적절한 것을 이용할 수 있다.

편광판에 상기 광학층을 적층한 광학 필름은, 액정 표시 장치 등의 제조 과정에서 순차적으로 별개로 적층하는 방식으로도 형성할 수 있지만, 미리 적층하여 광학 필름으로 한 것은, 품질의 안정성이나 조립 작업 등이 우수하여 액정 표시 장치 등의 제조 공정을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 적층에는 점착층 등의 적절한 접착 수단을 이용할 수 있다. 상기의 편광판이나 그 밖의 광학 필름의 접착시에, 그들의 광학축은 목적으로 하는 위상차 특성 등에 따라 적절한 배치 각도로 할 수 있다.

상기 기술한 편광판이나, 편광판이 적어도 1 층 적층되어 있는 광학 필름에는, 액정 셀 등의 타부재와 접착하기 위한 점착층을 형성할 수도 있다. 점착층을 형성하는 점착제는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 아크릴계 중합체, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에테르, 불소계나 고무계 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 것을 적절하게 선택하여 이용할 수 있다. 특히, 아크릴계 점착제와 같이 광학적 투명성이 우수하고, 적절한 젖음성과 응집성과 접착성의 점착 특성을 나타내고, 내후성이나 내열성 등이 우수한 것을 바람직하게 이용할 수 있다.

또 상기에 추가하여, 흡습에 의한 발포 현상이나 박리 현상의 방지, 열팽창 차이 등에 의한 광학 특성의 저하나 액정 셀의 뒤틀림 방지, 나아가서는 고품질이며 내구성이 우수한 액정 표시 장치의 형성성 등의 점에서, 흡습율이 낮고 내열성이 우수한 점착층이 바람직하다. 　

점착층은, 예를 들어 천연물이나 합성물의 수지류, 특히, 점착성 부여 수지나, 유리 섬유, 유리 비드, 금속가루, 그 밖의 무기 분말 등으로 이루어지는 충전제나 안료, 착색제, 산화 방지제 등의 점착층에 첨가되는 것의 첨가제를 함유하고 있어도 된다. 또 미립자를 함유하여 광확산성을 나타내는 점착층 등이어도 된다.

편광판이나 광학 필름의 편면 또는 양면으로의 점착층의 부설은, 적절한 방식으로 실시할 수 있다. 그 예로는, 예를 들어 톨루엔이나 아세트산에틸 등의 적절한 용제의 단독물 또는 혼합물로 이루어지는 용매에 베이스 폴리머 또는 그 조 성물을 용해 또는 분산시킨 10 ∼ 40 중량％ 정도의 점착제 용액을 조제하고, 그것을 유연 방식이나 도공 방식 등의 적절한 전개 방식으로 편광판 상 또는 광학 필름 상에 직접 부설하는 방식, 또는 상기에 준하여 세퍼레이터 상에 점착층을 형성하여 그것을 편광판 상 또는 광학 필름 상에 이착(移着) 하는 방식 등을 들 수 있다.　

점착층은, 상이한 조성 또는 종류 등의 것의 중첩층으로서 편광판이나 광학 필름의 편면 또는 양면에 형성할 수도 있다. 또한 양면에 형성하는 경우에, 편광판이나 광학 필름의 표리에서 상이한 조성이나 종류나 두께 등의 점착층으로 할 수도 있다. 점착층의 두께는 사용 목적이나 접착력 등에 따라 적절하게 결정할 수 있고, 일반적으로는 1 ∼ 500㎛ 이며, 5 ∼ 200㎛ 가 바람직하고, 특히 10 ∼ 100㎛ 가 바람직하다.

점착층의 노출면에 대해서는, 실용에 제공될 때까지의 동안에, 그 오염 방지 등을 목적으로 세퍼레이터가 임시로 접착되어 커버된다. 이로써, 통례의 취급 상태에서 점착층에 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 세퍼레이터로는, 상기 두께 조건을 제외하고, 예를 들어 플라스틱 필름, 고무 시트, 종이, 직물, 부직포, 네트, 발포 시트나 금속박, 그들의 라미네이트체 등의 적절한 박엽체를 필요에 따라 실리콘계나 장쇄 알킬계, 불소계나 황화 몰리브덴 등의 적절한 박리제로 코트 처리한 것 등의, 종래에 준한 적절한 것을 이용할 수 있다.

또한 본 발명에 있어서, 상기한 편광판을 형성하는 편광자나 보호 필름이나 광학 필름 등, 또한 점착층 등의 각 층에는, 예를 들어 살리실산에스테르계 화합물이나 벤조페놀계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물이나 시아노아크릴레이트계 화합 물, 니켈 착염계 화합물 등의 자외선 흡수제로 처리하는 방식 등의 방식에 의해 자외선 흡수능을 갖게 한 것 등이어도 된다.

본 발명의 편광판 또는 광학 필름은 액정 표시 장치 등의 각종 장치의 형성 등에 바람직하게 이용할 수 있다. 액정 표시 장치의 형성은, 종래에 준하여 실시할 수 있다. 즉 액정 표시 장치는 일반적으로, 액정 셀과 편광판 또는 광학 필름, 및 필요에 따른 조명 시스템 등의 구성 부품을 적절하게 조립하여 구동 회로를 삽입하거나 하여 형성되는데, 본 발명에 있어서는 본 발명에 의한 편광판 또는 광학 필름을 이용하는 점을 제외하고 특별히 한정되지 않아 종래에 준할 수 있다. 액정 셀에 대해서도, 예를 들어 TN 형이나 STN 형, π 형 등의 임의의 타입인 것을 이용할 수 있다.

액정 셀의 편측 또는 양측에 편광판 또는 광학 필름을 배치한 액정 표시 장치나, 조명 시스템에 백라이트 혹은 반사판을 이용한 것 등의 적절한 액정 표시 장치를 형성할 수 있다. 그 경우, 본 발명에 의한 편광판 또는 광학 필름은 액정 셀의 편측 또는 양측에 설치할 수 있다. 양측에 편광판 또는 광학 필름을 형성하는 경우, 그들은 동일한 것이어도 되고, 상이한 것이어도 된다. 또한, 액정 표시 장치의 형성시에는, 예를 들어 확산판, 안티글레어층, 반사 방지막, 보호판, 프리즘 어레이, 렌즈 어레이 시트, 광확산판, 백라이트 등의 적절한 부품을 적절한 위치에 1 층 또는 2 층 이상 배치할 수 있다.

이어서 유기 일렉트로루미네선스 장치 (유기 EL 표시 장치) 에 대하여 설명한다. 일반적으로, 유기 EL 표시 장치는, 투명 기판 상에 투명 전극과 유기 발 광층과 금속 전극을 순서대로 적층하여 발광체 (유기 일렉트로루미네선스 발광체) 를 형성하고 있다. 여기에서, 유기 발광층은, 여러 가지의 유기 박막의 적층체로서, 예를 들어 트리페닐아민 유도체 등으로 이루어지는 정공 주입층과 안트라센 등의 형광성의 유기 고체로 이루어지는 발광층의 적층체나, 혹은 이러한 발광층과 페릴렌 유도체 등으로 이루어지는 전자 주입층의 적층체나, 혹은 이들의 정공 주입층, 발광층, 및 전자 주입층의 적층체 등, 여러 가지의 조합을 갖는 구성이 알려져 있다.

유기 EL 표시 장치는, 투명 전극과 금속 전극에 전압을 인가함으로써, 유기 발광층에 정공과 전자가 주입되고, 이들 정공과 전자의 재결합에 의해 발생하는 에너지가 형광 물질을 여기시키고, 여기된 형광 물질이 기저 상태로 되돌아갈 때 광을 방사한다는 원리로 발광한다. 도중의 재결합이라는 메카니즘은, 일반의 다이오드와 동일하고, 이것으로부터도 예상할 수 있는 바와 같이, 전류와 발광 강도는 인가 전압에 대해서 정류성을 수반하는 강한 비선형성을 나타낸다.

유기 EL 표시 장치에 있어서는, 유기 발광층에서의 발광을 취출하기 위해, 적어도 일방의 전극이 투명하지 않으면 안되어, 통상적으로 산화 인듐 주석 (ITO) 등의 투명 도전체로 형성한 투명 전극을 양극으로서 이용하고 있다. 한편, 전자 주입을 용이하게 하여 발광 효율을 높이기 위해서는, 음극에 일함수가 작은 물질을 이용하는 것이 중요하여, 통상적으로 Mg-Ag, Al-Li 등의 금속 전극을 이용하고 있다.

이러한 구성의 유기 EL 표시 장치에 있어서, 유기 발광층은 두께 10㎚ 정도 로 매우 얇은 막으로 형성되어 있다. 이 때문에, 유기 발광층도 투명 전극과 동일하게 광을 거의 완전하게 투과한다. 그 결과, 비발광시에 투명 기판의 표면으로부터 입사하고, 투명 전극과 유기 발광층을 투과하여 금속 전극으로 반사된 광이, 다시 투명 기판의 표면측으로 나가기 때문에, 외부로부터 시인했을 때, 유기 EL 표시 장치의 표시면이 거울면처럼 보인다.

전압의 인가에 의해 발광하는 유기 발광층의 표면측에 투명 전극을 구비함과 함께, 유기 발광층의 이면측에 금속 전극을 구비하여 이루어지는 유기 일렉트로루미네선스 발광체를 포함하는 유기 EL 표시 장치에 있어서, 투명 전극의 표면측에 편광판을 형성함과 함께, 이들 투명 전극과 편광판의 사이에 위상차판을 형성할 수 있다.

위상차판 및 편광판은, 외부로부터 입사되어 금속 전극에서 반사되어 나온 광을 편광하는 작용을 갖기 때문에, 그 편광 작용에 의해 금속 전극의 거울면을 외부로부터 시인시키지 않는다는 효과가 있다. 특히, 위상차판을 1/4 파장판으로 구성하고, 또한 편광판과 위상차판의 편광 방향이 이루는 각을 π/4 로 조정하면, 금속 전극의 거울면을 완전히 차폐할 수 있다.

즉, 이 유기 EL 표시 장치에 입사되는 외광은, 편광판에 의해 직선 편광 성분만이 투과된다. 이 직선 편광은 위상차판에 의해 일반적으로 타원 편광이 되는데, 특히 위상차판이 1/4 파장판이고 게다가 편광판과 위상차판의 편광 방향이 이루는 각이 π/4 일 때에는 원 편광이 된다.

이 원 편광은 투명 기판, 투명 전극, 유기 박막을 투과하고, 금속 전극에서 반사되고, 다시 유기 박막, 투명 전극, 투명 기판을 투과하여 위상차판에 다시 직선 편광이 된다. 그리고, 이 직선 편광은, 편광판의 편광 방향과 직교하고 있기 때문에 편광판을 투과할 수 없다. 그 결과, 금속 전극의 거울면을 완전하게 차폐할 수 있다.

실시예

이하에, 본 발명을 실시예를 들어 설명하지만, 본 발명은 이하에 나타낸 실시예에 제한되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시예 및 비교예의 평가는, 이하의 방법에 의해 행한 것이다.

(아연 함유량)

편광자 중에서의 아연의 함유량은, 형광 X 선 분석 장치 (리가크사 제조, ZSX) 에 의해 측정하였다.

(투습도)

필름의 투습도는 JIS Z0208 의 투습도 시험 (컵법) 에 준하여, 40℃, 90% 의 상대 습도 차이로, 면적 1㎡ 의 시료를 24 시간동안 투과할 수증기의 중량을 측정하였다.

(평균 입경)

수용액에 있어서의 콜로이드의 평균 입경은 입도 분포계 (닛키소사 제조, 나노 트랙 UAP150) 에 의해 동적 광산란법 (광상관법) 으로 측정하였다.

(접착제 수용액의 점도)

조제한 접착제 수용액 (상온 : 23℃) 을 레오미터 (RSI-HS, HAAKE 사 제조) 에 의해 측정하였다.　

(편광도, 투과율의 측정)

분광 광도계 (무라카미 색채 연구소 제조 : DOT-3) 를 사용하여, 1 매의 편광판의 투과율 (단체 투과율) 을 측정하였다. 또, 동일한 분광 광도계를 사용하여, 2 매의 동일한 편광판을 양자의 투과축이 평행이 되도록 중첩시킨 경우의 투과율 (평행 투과율:H₀) 및, 양자의 투과축이 직교하도록 중첩시킨 경우의 투과율 (직교 투과율:H₉₀)를 측정하였다. 그리고, 평행 투과율 (H₀) 및, 직교 투과율 (H₉₀) 을, 이하의 식에 적용함으로써 편광도를 산출하였다.

편광도(%) = {(H₀-H₉₀)/(H₀＋H₉₀)}^1/2 × 100

또한, 단체 투과율, 평행 투과율 (H₀), 직교 투과율 (H₉₀) 은, JIS Z8701 의 2 도 시야 (C 광원) 에 의해 시감도 보정한 Y 값이다.

(직교색도)

편광판의 직교 색도는, 헌터표색계에 있어서의 a 값을 사용하여 분광 광도계 (무라카미 색채 기술 연구소 제조, DOT-3) 에 의해 측정하였다.

(내열성 시험)

편광판의 초기 및 105℃ 의 조건 하에 500 시간 방치한 후의 직교색도 (a₀ 및 a₅₀₀) 를 측정하였다.

(내습성 시험)

편광판을 85℃, 85% RH 의 항온항습기에 투입하여, 500 시간 후의 편광도를 측정하고, 초기치로부터의 변화량 (ΔP₅₀₀) 을 산출하였다.

(외관 검사: 쿠닉 결함)

편광판을, 1000mm × 1000mm 의 정사각형이 되도록 2 매 잘라내고, 양자의 투과축이 직교하도록 휘도 8000 칸데라/㎡ 의 형광등 상에 2 매 적층시켜, 광이 누설되는 지점 (쿠닉 결함) 의 개수를 육안으로 카운트하였다.

(박리량 측정)

편광판을, 흡수축 방향이 50mm, 흡수축과 직교하는 방향이 25mm 인 직사각형이 되도록 잘라낸 샘플을 준비하였다. 이 샘플을 60℃ 의 온수에 5 시간 침지한 후에 온수로부터 꺼내어, 샘플 단부의 보호 필름의 박리 영역을 버니어 캘리퍼스로 측정하였다. 또한, 박리 영역의 측정에는 JIS 1 급 규격의 버니어 캘리퍼스를 사용하였다.

(실시예 1)

(편광자의 제작)

평균 중합도 2700, 두께 75㎛ 의 폴리비닐알코올 필름을, 주속비의 상이한 롤간에 염색하면서 연신 반송하였다. 먼저, 30℃ 의 수욕 중에 1 분간 침지시켜 폴리비닐알코올 필름을 팽윤시키면서 반송 방향으로 1.2 배로 연신한 후, 30℃ 의 요오드화 칼륨 농도 0.03 중량%, 요오드 농도 0.3 중량% 의 수용액 (욕액) 중에 서 1 분간 침지함으로써 염색하면서 반송 방향으로, 전혀 연신되어 있지 않은 필름을 기준으로 하여 3 배로 연신하였다. 다음으로, 60℃ 의 붕산 농도 4 중량%, 요오드화 칼륨 농도 5 중량%, 황산 아연 농도 2.5 중량% 의 수용액 (욕액) 중에 30 초간 침지하면서 반송 방향으로, 전혀 연신되어 있지 않은 필름을 기준으로 하여 6 배로 연신하였다. 이어서, 얻어진 연신 필름을 70℃ 에서 2 분간 건조시켜 편광자를 얻었다. 얻어진 편광자의 두께는 30㎛, 아연 함유량은 0.20 중량%, 수분율은 25.0 중량% 이었다.

(보호 필름)

노르보르넨계 수지 필름 (닛폰 제온사 제조, 제오노아 필름 (두께 40㎛)) 을 사용하였다. 이 필름의 투습도는 5g/㎡ㆍ24h 이었다.

(접착제의 조제)

아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지 (평균 중합도 1200, 비누화도 98.5%, 아세토아세틸화도 5 몰%) 100 부에 대해 메틸올멜라민 50 부를, 30℃ 의 온도 조건 하에서 순수한 물로 용해하고, 고형분 농도 3.7 중량% 의 수용액을 조제하였다. 이 수용액 100 중량부에 대해 알루미나콜로이드 수용액 (평균 입경 15nm, 고형분 농도 10 중량%, 정전하) 18 중량부를 첨가하여 접착제 수용액을 조제하였다. 접착제 용액의 점도는 9.6mPaㆍs 이며, pH 는 4 ∼ 4.5 의 범위이며, 알루미나콜로이드의 배합량은 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대해 74 중량부였다.

(편광판의 제작)

상기의 보호 필름의 편면에, 상기의 접착제를, 건조 후의 접착제층 두께가 80nm 가 되도록 도포하였다. 접착제가 도포된 보호 필름을 상기 서술한 아연 함유 편광자의 양면에, 롤기를 사용하여 부착시키고, 55℃ 에서 6 분간 건조시켜 편광판을 제작하였다.

(실시예 2)

(보호 필름)

광 탄성 계수가 5 × 10^-12 (㎡/N) 의 폴리메타크릴산메틸 수지 (미츠비시 레이욘사 제조, 아크리펫 VH) 90 중량부와 그 복굴절을 소실시키도록 작용하는 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 (아사히카세이사 제조, 스타이락크 AS) 10 중량부를 용해시켜 T 다이로부터 압출하고, 캐스트롤 상에서 필름 형상으로 형성하였다. 그 후, 존 연신법에 의해, 세로 방향의 연신 배율을 1.8 배로 하여 세로 연신하고, 분자가 1 축 배향된 폴리메타크릴산메틸 필름을 얻었다. 또한, 이 1 축 배향된 필름을, 텐터 연신법에 의해 가로 방향의 연신 배율을 2.2 배로 함으로써, 분자가 2 축 배향된 두께가 40㎛ 인 폴리메타크릴산메틸을 주성분으로 하는 필름을 얻었다. 이 필름의 투습도는 90g/㎡ㆍ24h 이었다.

(편광판의 제작)

보호 필름으로서 상기의 폴리메타크릴산메틸을 주성분으로 하는 필름을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다.

(실시예 3)

(접착제의 조제)

알루미나콜로이드 수용액 (평균 입경 15nm, 고형분 농도 10 중량%, 정전하) 을 첨가하는 양을 조정하여 알루미나콜로이드의 배합량이 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대해 140 중량부가 되도록 한 것 이외에는, 실시예 1 과 마찬가지로 하여 접착제를 조제하였다.

(편광판의 제작)

접착제로서 상기 접착제를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다.

(실시예 4)

(접착제의 조제)

알루미나콜로이드 수용액 (평균 입경 75nm, 고형분 농도 10 중량%, 정전하) 을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 접착제를 조제하였다.

(편광판의 제작)

접착제로서 상기 접착제를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다.

(비교예 1)

(편광자의 제작)

폴리비닐알코올 필름을 6 배 연신시에 사용하는 욕액에, 황산 아연을 함유 시키지 않은 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 아연을 함유하지 않는 편광자를 제작하였다.

(편광판의 제작)

상기의 아연을 함유하지 않은 편광자를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다.

(비교예 2)

(보호 필름)

트리아세틸셀룰로오스 필름 (코니카 미놀타사 제조, KC4UWY (두께 40㎛)) 를 사용하였다. 이 필름의 투습도는 400g/㎡ㆍ24h 이었다.

(편광판의 제작)

보호 필름으로서 상기 트리아세틸셀룰로오스 필름을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다.

(비교예 3)

(편광자의 제작)

평균 중합도 2700, 두께 75㎛ 의 폴리비닐알코올 필름을, 30℃ 의 수욕에 침지하여 팽윤시킨 후, 시판되는 이색성 염료 (키시다 화학사 제조, Congo Red) 의 수용액 (농도 1 중량%) 로 이루어지는 30℃ 의 염색욕 중에서 약 3 배로 연신하였다. 그 후, 50℃ 의 붕산 3 중량% 수용액으로 이루어지는 가교욕으로 총 연신 배율이 6 배가 되도록 연신하였다. 또한, 30℃ 의 붕산 4 중량% 수용액으로 가교하였다. 다음으로, 50℃ 에서 4 분간 건조시켜, 요오드 대신에 흡수 이색성 염료를 함유하는 편광자를 얻었다.

(편광판의 제작)

상기의 염료계 편광자를 사용한 것 이외에는, 비교예 2 와 동일하게 보호 필름으로서 트리아세틸셀룰로오스 필름을 사용하여 편광판을 제작하였다.

(비교예 4)

(접착제의 조제)

접착제를 조제시에, 알루미나콜로이드 수용액을 가하지 않은 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 접착제 수용액을 조제하였다.

(편광자의 제작)

접착제로서 상기 접착제를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다.

(비교예 5)

(접착제의 조제)

알루미나콜로이드 수용액 (평균 입경 15nm, 고형분 농도 10 중량%, 정전하) 을 가하는 양을 조정하여 알루미나콜로이드의 배합량이 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대해 300 중량부가 되도록 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 접착제를 조제하였다.

(편광판의 제작)

접착제로서 상기 접착제를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다.

(비교예 6)

(접착제의 조제)

알루미나콜로이드 수용액 (평균 입경 1㎛, 고형분 농도 10 중량%, 정전하) 을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 접착제를 조제하였다.

(편광판의 제작)

접착제로서 상기 접착제를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다.

실시예 1 ∼ 4, 및 비교예 1 ∼ 6 에서 얻어진 편광판의 제작 조건 및 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.

각 실시예와 비교예 1, 2 의 대비로부터, 편광자 중의 아연 함유 및 저투습 보호 필름에 의해, 편광판의 내구성을 높일 수 있는 것을 알 수 있다. 또, 각 실시예와 비교예 3 의 대비로부터, 염료계 편광자를 사용한 경우에는, 내구성은 높지만, 광학 특성 (편광도) 이 뒤떨어지는 것을 알 수 있다.

또한, 각 실시예와 비교예 4 ∼ 6 의 대비로부터, 점착제 중에 적당한 입경을 갖는 금속 화합물 콜로이드를 적당량 함유함으로써, 점착제 박리가 없고, 또한, 외관이 우수한 편광판이 얻어지는 것을 알 수 있다.

Claims (14)

1. 편광자의 양면에 접착제를 개재하여 보호 필름이 부착된 편광판으로서,

   상기 편광자는, 요오드를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지고, 또한, 아연을 함유하고,

   상기 보호 필름은, 40℃, 90% RH 의 분위기 하에서의 투습도가 150g/㎡ㆍ24h 이하이며,

   상기 접착제는, 폴리비닐알코올계 수지, 가교제, 및 평균 입경이 1 ∼ 100nm 인 금속 화합물 콜로이드를 함유하는 것을 특징으로 하는 편광판.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 접착제가, 상기 접착제 중의 상기 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대해 상기 금속 화합물 콜로이드를 200 중량부 이하의 비율로 함유하는, 편광판.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 금속 화합물 콜로이드가 정전하를 갖는, 편광판.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 금속 화합물 콜로이드가 알루미나 콜로이드인, 편광판.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 폴리비닐알코올계 수지가 아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지인, 편광판.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 접착제 층의 두께가 10 ∼ 300nm 이며, 또한, 상기 접착제 층의 두께가 상기 금속 화합물 콜로이드의 평균 입경보다 큰, 편광판.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 가교제가 메틸올기를 갖는 화합물을 함유하는, 편광판.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 가교제의 배합량이 상기 접착제 중의 상기 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대해 10 ∼ 60 중량부인, 편광판.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 편광자 중의 아연 함유량이 상기 편광자 중 0.002 ∼ 2 중량% 인, 편광판.
10. 편광자의 양면에 보호 필름이 접착제를 개재하여 적층된 제 1 항 기재된 편 광판을 제조하는 방법으로서,

    요오드를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지고, 또한, 아연을 함유하는 편광자 및/또는, 40℃, 90% RH 의 분위기 하에서의 투습도가 150g/㎡ㆍ24h 이하인 보호 필름에, 폴리비닐알코올계 수지, 가교제, 및 평균 입경이 1 ∼ 100nm 인 금속 화합물 콜로이드를 함유하는 접착제를 도포하는 공정,

    상기 편광자와 상기 보호 필름을 부착시키는 공정,

    상기 편광자와 상기 보호 필름을 부착시킨 후에 건조시키는 공정을 갖는, 편광판의 제조 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 편광자와 상기 보호 필름을 부착시키는 공정에 제공되는 상기 편광자의 수분율이 12 ∼ 31 중량% 인, 편광판의 제조 방법.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 건조시키는 공정에 있어서의 건조 온도가 90℃ 이하인, 편광판의 제조 방법.
13. 제 1 항에 기재된 편광판이 적어도 1 매 적층되어 있는, 광학 필름.
14. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 편광판, 또는 제 13 항에 기 재된 광학 필름을 적어도 1 매 사용한, 화상 표시 장치.