KR100724323B1 - 점착제 부착 광학 필름 및 화상 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의, 광학 필름의 적어도 한 면에 점착제층을 갖는 점착제 부착 광학 필름은, 점착제층의 Tg 가 -35 ℃ 이하이다. 이러한 점착제 부착 광학 필름은, 실온 이하의 저온 환경 하에 놓여진 경우에도, 광학 필름의 휨을 억제할 수 있는 내구성을 갖는다.
점착제 부착 광학 필름, 화상 표시 장치

Description

점착제 부착 광학 필름 및 화상 표시 장치 {OPTICAL FILM WITH ADHESIVE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
기술분야
본 발명은 광학 필름의 적어도 한 면에 점착제층을 갖는 점착제 부착 광학 필름에 관한 것이다. 나아가서는 상기 점착제 부착 광학 필름을 사용한 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치, PDP 등의 화상 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 점착제 부착 광학 필름은, 광학 필름으로서 연신 필름을 함유하는 것이 바람직하고, 예를 들어 편광판, 위상차판, 광학 보상 필름, 휘도 향상 필름, 또한 이들이 적층되어 있는 것 등을 들 수 있다.
배경기술
액정 표시 장치는, 전자계산기를 비롯하여, 시계 또는 텔레비젼, 모니터 등에 이용되고 있다. 이들 제품은, 다양한 환경에서, 다양한 조건 하에서 사용되기 때문에, 각종 내구성이 요구되고 있다. 또한, 액정 표시 장치에는, 편광판, 위상차판 등의 각종 광학 필름이 사용된다. 이들 광학 필름은, 각종 광학 부재와 접합하기 위해 점착제 부착 광학 필름으로 사용된다. 따라서, 점착제 부착 광학 필름에 관해서도 내구성이 요구된다.
점착제 부착 광학 필름의 내구성을 향상시키기 위해 점착제층에 관해 여러 가지의 검토가 이루어지고 있다. 예를 들어, 점착제에 사용하는 베이스 폴리머의 분자량을 높이거나, 베이스 폴리머에 고 Tg 의 모노머를 공중합하거나, 가교도를 높이는 방법이 있다. 상기 점착제로는 그 뛰어난 접착성, 투명성 등 때문에 아크릴계 점착제가 바람직하게 사용되고 있다 (특허문헌 1 참조). 그러나, 이들 방법에 의해 점착제 부착 광학 필름에 내구성을 갖게 하면 점착제층의 잔존 응력이 강해진다. 그 결과, 이것이 광학 필름에 작용하여, 광학 필름에 휨이 생겨, 액정 표시 장치의 표시 품위를 손상시키는 큰 문제를 일으킨다.
특허문헌 1 : 일본 공개특허공보 평11-52349호
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
또한, 점착제 부착 광학 필름의 내구성에 관해서는, 고온 및 고온고습 조건 하에서의 내구성을 개선하는 것이 주로 실시되었다. 최근에는, 액정 표시 장치의 용도로서, 텔레비전이나 차재 등의 용도가 증가하기 시작하고 있다. 그에 따라, 점착제 부착 광학 필름에는, 고온 및 고온고습 조건 하에서는 물론, -30 ℃ 등의 저온조건 하에서도 내구성이 요구되고 있다. 그러나, 종래의 아크릴계 점착제를 사용한 점착제 부착 광학 필름 (예를 들어 점착제층 부착 편광판) 은, 고온 및 고온고습 조건 하에서의 내구성은 만족할 수 있어도, 실온 (23 ℃) 이하의 저온 조건 하에서의 내구성이 충분하지 않아, 점착제 부착 광학 필름은 유리판 등에 부 착된 상태에서 저온 조건 하에 노출되면, 큰 휨을 발생시켰다.
본 발명은, 실온 이하의 저온환경 하에 방치된 경우에도, 광학 필름의 휨을 억제할 수 있는 내구성을 갖는 점착제 부착 광학 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 점착제 부착 광학 필름을 사용한 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 하기 점착제 부착 광학 필름 등에 의해 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 도달하였다.
즉, 본 발명은, 광학 필름의 적어도 한 면에 점착제층을 갖는 점착제 부착 광학 필름에 있어서,
점착제층의 Tg (Glass Transition Temperature; 유리천이온도) 가 -35 ℃ 이하인 것을 특징으로 하는 점착제 부착 광학 필름에 관한 것이다.
일반적으로 점착제는 실온 이하의 Tg 를 갖는다. Tg 부근의 온도 영역은 유리 상태와 고무 상태의 천이역이고, Tg 를 초과하여 유리 상태로 하면, 그에 따라 점착제가 갖는 탄성율이 급격히 상승됨으로써, 그 결과, 광학 필름의 열수축 정도가 작은 치수변화에도 충분히 추종할 수 없게 되어 큰 휨을 발생시킨다.
한편, 저온 영역에서의 휨은, 통상 시험되는 가열이나 가습 상태에서의 휨과 는 달리, 광학 필름 (특히 연신 필름) 에서는 연신축과 90°방향으로 강한 휨을 발생시키고, 실온으로 되돌아가면 휨은 없어져 원래로 돌아간다는 특징이 있다. 이것은 광학 필름, 특히 편광판에서의 연신축과 90°방향에서의 열팽창계수가 연신축방향과 비교하여 크고, 발생되는 내력도 연신축과 90°방향 쪽이 크기 때문이다. 실온으로 되돌아가면 휨이 없어지는 현상은, 저온 영역에서의 휨이 광학 필름의 열응력에만 의존하는 바가 큰 것을 나타낸다.
따라서, 본 발명에서는, 점착제층으로서, Tg 가 -35 ℃ 이하인 것을 사용함으로써, 저온 영역에서의 광학 필름 등의 부재의 치수변화에 수반되는 응력에 의해 생기는 휨을 억제하고 있다. 이에 의해, 고온 영역뿐만 아니라, 저온 영역에서도, 내구성이 양호한 점착제 부착 광학 필름을 제공할 수 있다. 점착제층의 Tg 는, 바람직하게는 -40 ℃ 이하, 더욱 바람직하게는 -50 ℃ 이하이다. 또한, Tg 는 지나치게 낮으면 고온조건 하에서의 내구성이 저하되기 때문에, -120 ℃ 이상, -100 ℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
상기 점착제 부착 광학 필름은, 상기 광학 필름의 열응력에 기인하는 내력 (F) 을,
F=α·ΔT·E·I·h
(단, α 는 -60∼23 ℃ 에서의 열팽창계수, ΔT 는 23 ℃ 를 기준으로 하였을 때의 온도차, E 는 탄성률, I 는 폭, h 는 두께이다)
로 한 경우에,
광학 필름이 연신 필름을 갖고, 0 ℃ 에서 상기 연신 필름의 연신축에 대하 여 90°방향으로 생기는 내력 (F) 이 50N 이상인 것에 대하여 유효하다.
상기 내력 (F) 이 50N 이상인 광학 필름은, 저온에서 휨을 발생시키기 쉽게 되어, 본 발명의 점착제 부착 광학 필름을 바람직하게 적용할 수 있다. 광학 필름의 상기 내력 (F) 이 70N 이상, 나아가서는 100N 이상을 갖는 경우에, 본 발명의 점착제 부착 광학 필름은 바람직하다.
상기 점착제 부착 광학 필름은 광학 필름이 편광판 및/또는 위상차판을 함유하는 것에 바람직하게 적용할 수 있다. 편광판 및/또는 위상차판의 구성요소로서, 연신 필름을 사용한 것은, 저온에서 휨이 생기기 쉽고, 본 발명의 점착제 부착 광학 필름을 바람직하게 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 점착제 부착 광학 필름을 적어도 1장 사용한 화상 표시 장치에 관한 것이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명의 점착제 부착 광학 필름은, 광학 필름의 한 면에 점착제층을 갖는다. 점착제층은, -35 ℃ 이하의 저 Tg 를 갖는 것으로 형성되지만, 그 점착제층의 형성에는 적당한 점착제를 사용할 수 있고, 그 종류에 관해서 특별히 제한은 없다. 점착제로는 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 우레탄계 점착제, 비닐알킬에테르계 점착제, 폴리비닐알코올계 점착제, 폴리비닐피롤리돈계 점착제, 폴리아크릴아미드계 점착제, 셀룰로오스계 점착제 등을 들 수 있다.
이들 점착제 중에서도, 광학적 투명성이 뛰어나고, 적당한 습윤성과 응집성 과 접착성의 점착 특성을 나타내고, 내후성이나 내열성 등이 우수한 것이 바람직하게 사용된다. 이러한 특징을 나타내는 것으로서 아크릴계 점착제가 바람직하게 사용된다.
아크릴계 점착제는 (메트)아크릴산알킬에스테르의 모노머 유닛을 주골격으로 하는 아크릴계 폴리머를 베이스 폴리머로 한다. 또한, (메트)아크릴산알킬에스테르는 아크릴산알킬에스테르 및/또는 메타크릴산알킬에스테르를 말하고, 본 발명의 (메트) 와는 같은 의미이다. 아크릴계 폴리머의 주골격을 구성하는 (메트)아크릴산알킬에스테르로는 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기의 탄소수 2∼18 의 것을 예시할 수 있다. 예를 들어, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산부틸, (메트)아크릴산2-에틸헥실, (메트)아크릴산이소옥틸, (메트)아크릴산이소노닐, (메트)아크릴산이소미리스틸, (메트)아크릴산라우릴 등을 예시할 수 있다. (메트)아크릴산알킬에스테르로는, 특히 분지상의 알킬기를 갖는 아크릴산알킬에스테르가 바람직하다. 예를 들어, 아크릴산2-에틸헥실, 아크릴산이소옥틸, 아크릴산이소노닐, 아크릴산이소미리스틸 등이 바람직하게 사용된다.
상기 아크릴계 폴리머 중에는, 접착성이나 내열성의 개선을 목적으로, 1종류 이상의 공중합 모노머를 공중합에 의해 도입할 수 있다. 그와 같은 공중합 모노머의 구체예로는, 예를 들어, (메트)아크릴산2-히드록시에틸, (메트)아크릴산2-히드록시프로필, (메트)아크릴산4-히드록시부틸, (메트)아크릴산6-히드록시헥실, (메트)아크릴산8-히드록시옥틸, (메트)아크릴산10-히드록시데실, (메트)아크릴산12-히드록시라우릴이나 (4-히드록시메틸시클로헥실)-메틸아크릴레이트 등의 히드록실 기 함유 모노머; (메트)아크릴산, 카르복시에틸(메트)아크릴레이트, 카르복시펜틸(메트)아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산 등의 카르복실기 함유 모노머; 무수말레산, 무수이타콘산 등의 산무수물기 함유 모노머; 아크릴산의 카프로락톤 부가물; 스티렌술폰산이나 알릴술폰산, 2-(메트)아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, (메트)아크릴아미드프로판술폰산, 술포프로필(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴로일옥시나프탈렌술폰산 등의 술폰산기 함유 모노머; 2-히드록시에틸아크릴로일포스페이트 등의 인산기 함유 모노머 등을 들 수 있다.
또한, (메트)아크릴아미드, N,N-디메틸(메트)아크릴아미드, N-부틸(메트)아크릴아미드나 N-메틸올(메트)아크릴아미드, N-메틸올프로판(메트)아크릴아미드 등의 (N-치환)아미드계 모노머; (메트)아크릴산아미노에틸, (메트)아크릴산 N,N-디메틸아미노에틸, (메트)아크릴산t-부틸아미노에틸 등의 (메트)아크릴산알킬아미노알킬계 모노머; (메트)아크릴산메톡시에틸, (메트)아크릴산에톡시에틸 등의 (메트)아크릴산알콕시알킬계 모노머; N-(메트)아크릴로일옥시메틸렌숙신이미드나 N-(메트)아크릴로일-6-옥시헥사메틸렌숙신이미드, N-(메트)아크릴로일-8-옥시옥타메틸렌숙신이미드, N-아크릴로일모르폴린 등의 숙신이미드계 모노머 등도 모노머 예로서 들 수 있다.
또한, 개질 모노머로서, 아세트산비닐, 프로피온산비닐, N-비닐피롤리돈, 메틸비닐피롤리돈, 비닐피리딘, 비닐피페리돈, 비닐피리미딘, 비닐피페라진, 비닐피라진, 비닐피롤, 비닐이미다졸, 비닐옥사졸, 비닐모르폴린, N-비닐카르본산아미드류, 스티렌, α-메틸스티렌, N-비닐카프로락탐 등의 비닐계 모노머; 아크릴로니트 릴, 메타크릴로니트릴 등의 시아노아크릴레이트계 모노머; (메트)아크릴산글리시딜 등의 에폭시기 함유 아크릴계 모노머; (메트)아크릴산폴리에틸렌글리콜, (메트)아크릴산폴리프로필렌글리콜, (메트)아크릴산메톡시에틸렌글리콜, (메트)아크릴산메톡시폴리프로필렌글리콜 등의 글리콜계 아크릴에스테르모노머; (메트)아크릴산테트라히드로푸르푸릴, 불소(메트)아크릴레이트, 실리콘(메트)아크릴레이트나 2-메톡시에틸아크릴레이트 등의 아크릴산에스테르계 모노머 등도 사용할 수 있다.
이들 중에서도, 광학 필름 용도로서 액정셀에 대한 접착성, 내구성의 점에서, 히드록실기 함유 모노머, 카르복실기 함유 모노머가 바람직하게 사용된다. 이들 모노머는 가교제와의 반응점이 된다.
아크릴계 폴리머 중의 상기 공중합 모노머의 비율은 특별히 제한되지 않지만, 전체 구성 모노머의 중량비율에 있어서, 0∼30% 정도, 나아가서는 0∼15% 정도인 것이 바람직하다.
아크릴계 폴리머의 평균분자량은 특별히 제한되지 않지만, 중량평균분자량은 30만∼250만 정도인 것이 바람직하다. 상기 아크릴계 폴리머의 제조는, 각종 공지된 수법에 의해 제조할 수 있고, 예를 들어, 벌크중합법, 용액중합법, 현탁중합법 등의 라디칼 중합법을 적절히 선택할 수 있다. 라디칼 중합 개시제로는 아조계, 과산화물계의 각종 공지된 것을 사용할 수 있다. 반응온도는 통상 50∼80 ℃ 정도, 반응시간은 1∼8시간으로 된다. 또한, 상기 제조법 중에서도 용액중합법이 바람직하고, 아크릴계 폴리머의 용매로는 일반적으로 아세트산에틸, 톨루엔 등이 사용된다. 용액농도는 통상 20∼80중량% 정도로 된다.
고무계 점착제의 베이스 폴리머로서는, 예를 들어 천연고무, 이소프렌계 고무, 스티렌-부타디엔계 고무, 재생 고무, 폴리이소부틸렌계 고무, 나아가서는 스티렌-이소프렌-스티렌계 고무, 스티렌-부타디엔-스티렌계 고무 등을 들 수 있다. 실리콘계 점착제의 베이스 폴리머로서는, 예를 들면 디메틸폴리실록산, 디페닐폴리실록산 등을 들 수 있고, 이들 베이스 폴리머도 카르복실기 등의 관능기가 도입된 것을 사용할 수 있다.
또한, 상기 점착제는, 가교제를 함유하는 점착제 조성물로 하는 것이 바람직하다. 점착제에 배합할 수 있는 다관능 화합물로서는, 유기계 가교제나 다관능성 금속 킬레이트를 들 수 있다. 유기계 가교제로는, 에폭시계 가교제, 이소시아네이트계 가교제, 이민계 가교제, 과산화수계 가교제 등을 들 수 있다. 이들 가교제는 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 유기계 가교제로는 이소시아네이트계 가교제가 바람직하다. 다관능성 금속 킬레이트는, 다가 금속이 유기 화합물과 공유결합 또는 배위결합하고 있는 것이다. 다가 금속 원자로는, Al, Cr, Zr, Co, Cu, Fe, Ni, V, Zn, In, Ca, Mg, Mn, Y, Ce, Sr, Ba, Mo, La, Sn, Ti 등을 들 수 있다. 공유결합 또는 배위결합하는 유기 화합물 중의 원자로는 산소원자 등을 들 수 있고, 유기 화합물로는 알킬에스테르, 알코올 화합물, 카르본산 화합물, 에테르 화합물, 케톤 화합물 등을 들 수 있다.
아크릴계 폴리머 등의 베이스 폴리머와 가교제의 배합비율은 특별히 한정되지 않지만, 통상, 베이스 폴리머 (고형분) 100중량부에 대하여, 가교제 (고형분) 0.001∼20중량부 정도가 바람직하고, 0.01∼15중량부 정도가 더욱 바람직하다.
또한, 상기 점착제에는, 필요에 따라, 점착부여제, 가소제, 유리섬유, 유리비드, 금속가루, 그 밖의 무기분말 등으로 이루어지는 충전제, 안료, 착색제, 충전제, 산화방지제, 자외선흡수제, 실란커플링제 등을, 또한 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위에서 각종 첨가제를 적절히 사용할 수도 있다. 또한 미립자를 함유하여 광확산성을 나타내는 점착제층 등으로 해도 된다.
첨가제로는 실란커플링제가 바람직하고, 베이스 폴리머 (고형분) 100중량부에 대하여, 실란커플링제 (고형분) 0.001∼10중량부 정도가 바람직하고, 0.005∼5중량부 정도를 배합하는 것이 더욱 바람직하다. 실란커플링제로는 종래부터 알려져 있는 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 2-(3,4에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 등의 에폭시기 함유 실란커플링제, 3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, 3-트리에톡시실릴-N-(1,3-디메틸부틸리덴)프로필아민 등의 아미노기 함유 실란커플링제, 3-아크릴록시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴록시프로필트리에톡시실란 등의 (메트)아크릴기 함유 실란커플링제, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등의 이소시아네이트기 함유 실란커플링제를 예시할 수 있다.
본 발명의 점착제 부착 광학 필름에 사용되는 광학 필름으로는, 액정 표시 장치 등의 화상 표시 장치의 형성에 사용되는 것이 사용되고, 그 종류는 특별히 제한되지 않는다. 광학 필름으로는 편광판, 위상차판 등의 연신 필름을 갖는 것으로의 적용이 바람직하다.
편광판은 편광자의 한 면 또는 양면에는 투명 보호 필름을 갖는 것이 일반적으로 사용된다. 편광자는, 특별히 한정되지 않고, 각종의 것을 사용할 수 있다. 편광자로는, 예를 들어, 폴리비닐알코올계 필름, 부분포르말화 폴리비닐알코올계 필름, 에틸렌·아세트산비닐 공중합체계 부분비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드나 2색성 염료의 2색성 물질을 흡착시켜 1축 연신한 것, 폴리비닐알코올의 탈수처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산처리물 등 폴리엔계 배향필름 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 폴리비닐알코올계 필름과 요오드 등의 2색성 물질로 이루어지는 편광자가 바람직하다. 이들 편광자의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 일반적으로 5∼80㎛ 정도이다.
폴리비닐알코올계 필름을 요오드로 염색하여 1축 연신한 편광자는, 예를 들어, 폴리비닐알코올을 요오드의 수용액에 침지함으로써 염색하여, 원래 길이의 3∼7배로 연신함으로써 제조할 수 있다. 필요에 따라 붕산이나 황산아연, 염화아연 등을 함유하고 있어도 되는 요오드화칼륨 등의 수용액에 침지할 수도 있다. 또한 필요에 따라 염색 전에 폴리비닐알코올계 필름을 물에 침지하여 수세해도 된다. 폴리비닐알코올계 필름을 수세함으로써 폴리비닐알코올계 필름 표면의 오염이나 블록킹 방지제를 세정할 수 있는 것 외에, 폴리비닐알코올계 필름을 팽윤시킴으로써 염색 얼룩 등의 불균일을 방지하는 효과도 있다. 연신은 요오드로 염색한 후에 행해도 되고, 염색하면서 연신해도 되고, 또한 연신하고 나서 요오드로 염색해도 된다. 붕산이나 요오드화칼륨 등의 수용액이나 수욕 중에서도 연신할 수 있다.
상기 편광자의 한 면 또는 양면에 형성되는 투명 보호 필름을 형성하는 재료로는, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차단성, 등방성 등이 우수한 것이 바람직하다. 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 폴리머, 디아세틸셀룰로오스나 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 폴리머, 폴리스티렌이나 아크릴로니트릴·스티렌공중합체 (AS 수지) 등의 스티렌계 폴리머, 폴리카보네이트계 폴리머 등을 들 수 있다. 또한, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 내지 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌·프로필렌공중합체와 같은 폴리올레핀계 폴리머, 염화비닐계 폴리머, 나일론이나 방향족폴리아미드 등의 아미드계 폴리머, 이미드계 폴리머, 술폰계 폴리머, 폴리에테르술폰계 폴리머, 폴리에테르에테르케톤계 폴리머, 폴리페닐렌술파이드계 폴리머, 비닐알코올계 폴리머, 염화비닐리덴계 폴리머, 비닐부티랄계 폴리머, 알릴레이트계 폴리머, 폴리옥시메틸렌계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 또는 상기 폴리머의 블렌드물 등도 상기 투명 보호 필름을 형성하는 폴리머의 예로 들 수 있다. 투명 보호 필름은, 아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화형, 자외선경화형의 수지의 경화층으로서 형성할 수도 있다.
또한, 일본 공개특허공보 2001-343529호 (WO01/37007) 에 기재된 폴리머필름, 예를 들면, (A) 측쇄에 치환 및/또는 비치환 이미드기를 갖는 열가소성 수지와, (B) 측쇄에 치환 및/또는 비치환 페닐 그리고 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 함유하는 수지 조성물을 들 수 있다. 구체예로는 이소부틸렌과 N-메틸말레 이미드로 이루어지는 교대 공중합체와 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체를 함유하는 수지 조성물의 필름을 들 수 있다. 필름은 수지 조성물의 혼합압출품 등으로 이루어지는 필름을 사용할 수 있다.
보호필름의 두께는, 적절히 결정할 수 있지만, 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성, 박막성 등의 점에서 1∼500㎛ 정도이다. 특히, 5∼200㎛ 이 바람직하다.
또한, 보호필름은 가능한 한 착색이 없는 것이 바람직하다. 따라서, Rth=[(nx＋ny)/2-nz]·d (단, nx, ny 는 필름 평면 내의 주굴절률, nz 는 필름 두께 방향의 굴절률, d 는 필름 두께이다) 로 표시되는 필름 두께 방향의 위상차가 -90㎚∼+75㎚ 인 보호필름이 바람직하게 사용된다. 이러한 두께 방향의 위상차값 (Rth) 이 -90㎚∼+75㎚ 인 것을 사용함으로써, 보호필름에 기인하는 편광판의 착색 (광학적인 착색) 은 거의 해소할 수 있다. 두께 방향 위상차 (Rth) 는, 더욱 바람직하게는 -80㎚∼+60㎚, 특히 -70㎚∼+45㎚ 이 바람직하다.
보호필름으로는, 편광특성이나 내구성 등의 점에서, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머가 바람직하다. 특히 트리아세틸셀룰로오스 필름이 바람직하다. 또한, 편광자의 양측에 보호필름을 형성하는 경우, 그 표리에서 동일한 폴리머 재료로 이루어지는 보호 필름을 사용해도 되고, 다른 폴리머 재료 등으로 이루어지는 보호필름을 사용해도 된다. 상기 편광자와 보호필름은 통상, 수계 접착제 등을 사이에 두고 밀착되어 있다. 수계 접착제로는, 이소시아네이트계 접착제, 폴리비닐알코올계 접착제, 젤라틴계 접착제, 비닐계 라텍스계, 수계 폴리우레탄, 수계 폴리에스테르 등을 예시할 수 있다.
상기 투명 보호 필름의 편광자를 접착시키지 않는 면에는, 하드코트층이나 반사방지처리, 스티킹 방지나, 확산 내지 안티글레어를 목적으로 한 처리를 행한 것이어도 된다.
하드코트처리는 편광판 표면의 흠집 부착 방지 등을 목적으로 행해지는 것으로, 예를 들어 아크릴계, 실리콘계 등의 적당한 자외선경화형 수지에 의한 경도나 미끄럼 특성 등이 우수한 경화피막을 투명 보호 필름의 표면에 부가하는 방식 등에 의해 형성할 수 있다. 반사방지처리는 편광판 표면에서의 외광의 반사방지를 목적으로 행해지는 것으로, 종래에 준한 반사방지막 등의 형성에 의해 달성할 수 있다. 또한, 스티킹 방지 처리는 다른 부재의 인접층과의 밀착방지를 목적으로 행해진다.
또한, 안티글레어 처리는 편광판의 표면에서 외광이 반사되어 편광판 투과광의 시인을 저해하는 것의 방지 등을 목적으로 실행되는 것으로, 예를 들어 샌드블라스트 방식이나 엠보싱 가공 방식에 의한 조면화 방식이나 투명미립자의 배합방식 등의 적당한 방식으로 투명 보호 필름의 표면에 미세 요철 구조를 부여함으로써 형성할 수 있다. 상기 표면 미세 요철 구조의 형성에 함유시키는 미립자로는, 예를 들어 평균입경이 0.5∼50㎛ 의 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화주석, 산화인듐, 산화카드뮴, 산화안티몬 등으로 이루어지는 도전성의 경우도 있는 무기계 미립자, 가교 또는 미가교의 폴리머 등으로 이루어지는 유기계 미립자 (비드를 함유한다) 등의 투명미립자가 사용된다. 표면 미세 요철 구조를 형성하는 경우, 미립자의 사용량은, 표면 미세 요철 구조를 형성하는 투명 수지 100중량부에 대하여 일반적으로 2∼50중량부 정도이고, 5∼25중량부가 바람직하다. 안티글레어층은, 편광판 투과광을 확산시켜 시각 등을 확대하기 위한 확산층 (시각 확대 기능 등) 을 겸하는 것이어도 된다.
또한, 상기 반사방지층, 스티킹 방지층, 확산층이나 안티글레어층 등은, 투명 보호 필름 그 자체에 형성할 수 있는 것 외에, 별도 광학층으로서 투명 보호 필름과는 별체의 것으로서 형성할 수도 있다.
또한, 광학 필름으로는, 예를 들어 반사판이나 반투과판, 위상차판 (1/2이나 1/4 등의 파장판을 포함한다), 시각 보상 필름, 휘도 향상 필름 등의 액정 표시 장치 등의 형성에 사용되는 경우가 있는 광학층으로 되는 것을 들 수 있다. 이들은 단독으로 광학 필름으로 사용할 수 있는 것 외에, 상기 편광판에 실용시에 적층하여 1층 또는 2층 이상 사용할 수 있다.
특히, 편광판에 추가로 반사판 또는 반투과반사판이 적층되어 이루어지는 반사형 편광판 또는 반투과형 편광판, 편광판에 추가로 위상차판이 적층되어 이루어지는 타원편광판 또는 원편광판, 편광판에 추가로 시각 보상 필름이 적층되어 이루어지는 광시야각 편광판, 또는 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 것으로, 백라이트 등의 광원의 내장을 생략할 수 있어 액정 표시 장치의 박형화를 꾀 하기 쉬운 등의 이점을 갖는다. 반사형 편광판의 형성은, 필요에 따라 투명보호층 등을 통해 편광판의 한 면에 금속 등으로 이루어지는 반사층을 부설하는 방식 등의 적당한 방식으로 실행할 수 있다.
반사형 편광판의 구체예로는, 필요에 따라 매트 처리한 투명 보호 필름의 한 면에, 알루미늄 등의 반사성 금속으로 이루어지는 박이나 증착막을 부설하여 반사층을 형성한 것 등을 들 수 있다. 또한, 상기 투명 보호 필름에 미립자를 함유시켜 표면 미세 요철 구조로 하고, 그 위에 미세 요철 구조의 반사층을 갖는 것 등도 들 수 있다. 상기한 미세 요철 구조의 반사층은, 입사광을 난반사에 의해 확산시켜 지향성이나 번쩍거림을 방지하여, 명암의 불균일을 억제할 수 있는 이점 등을 갖는다. 또한, 미립자 함유의 보호 필름은, 입사광 및 그 반사광이 그것을 투과할 때에 확산되어 명암 불균일을 억제할 수 있는 이점 등도 갖고 있다. 투명 보호 필름의 표면 미세 요철 구조를 반영시킨 미세 요철 구조의 반사층의 형성은, 예를 들어 진공 증착 방식, 이온 플레이팅 방식, 스퍼터링 방식이나 도금 방식 등의 적당한 방식으로 금속을 투명보호층의 표면에 직접 부설하는 방법 등에 의해 실행할 수 있다.
반사판은 상기의 편광판의 투명 보호 필름에 직접 부여하는 방식 대신에, 그 투명필름에 준한 적당한 필름에 반사층을 형성하여 이루어지는 반사시트 등으로 사용할 수도 있다. 또한, 반사층은, 통상, 금속으로 이루어지기 때문에, 그 반사면이 투명 보호 필름이나 편광판 등으로 피복된 상태의 사용형태가, 산화에 의한 반사율의 저하방지, 나아가서는 초기반사율의 장기지속면이나, 보호층의 별도 부설 의 회피 등의 면에서 바람직하다.
또한, 반투과형 편광판은, 상기에 있어서 반사층에서 광을 반사하고, 또한 투과하는 하프 미러 등의 반투과형의 반사층으로 함으로써 얻을 수 있다. 반투과형 편광판은, 통상 액정셀의 이측에 형성되고, 액정 표시 장치 등을 비교적 밝은 분위기에서 사용하는 경우에는, 시인측 (표시측) 으로부터의 입사광을 반사시켜 화상을 표시하고, 비교적 어두운 분위기에서는, 반투과형 편광판의 백사이드에 내장되어 있는 백라이트 등의 내장전원을 사용하여 화상을 표시하는 타입의 액정 표시 장치 등을 형성할 수 있다. 즉, 반투과형 편광판은, 밝은 분위기 하에서는, 백라이트 등의 광원 사용의 에너지를 절약할 수 있고, 비교적 어두운 분위기 하에서도 내장전원을 이용하여 사용할 수 있는 타입의 액정 표시 장치 등의 형성에 유용하다.
편광판에 추가로 위상차판이 적층되어 이루어지는 타원편광판 또는 원편광판에 대하여 설명한다. 직선편광을 타원편광 또는 원편광으로 바꾸거나, 타원편광 또는 원편광을 직선편광으로 바꾸거나, 또는 직선편광의 편광방향을 바꾸는 경우에, 위상차판 등이 사용된다. 특히, 직선편광을 원편광으로 바꾸거나, 원편광을 직선편광으로 바꾸는 위상차판으로는, 이른바 1/4 파장판 (λ/4판이라고도 한다) 이 사용된다. 1/2 파장판 (λ/2판이라고도 한다) 은, 통상, 직선편광의 편광방향을 바꾸는 경우에 사용된다.
타원편광판은 슈퍼 트위스트 네마틱 (STN) 형 액정 표시 장치의 액정층의 복굴절에 의해 생긴 착색 (청색 또는 황색) 을 보상 (방지) 하여, 상기 착색이 없는 흑백 표시하는 경우 등에 유효하게 사용된다. 또한, 3차원의 굴절률을 제어한 것은, 액정 표시 장치의 화면을 경사 방향에서 보았을 때에 생기는 착색도 보상 (방지) 할 수 있어 바람직하다. 원편광판은, 예를 들어 화상이 컬러표시가 되는 반사형 액정 표시 장치의 화상의 색조를 조정하는 경우 등에 유효하게 사용되고, 또한, 반사방지의 기능도 갖는다.
위상차판으로는, 고분자 소재를 1축 또는 2축 연신 처리하여 이루어지는 복굴절성 필름, 액정 폴리머의 배향 필름, 액정 폴리머의 배향층을 필름으로 지지한 것 등을 들 수 있다. 위상차판의 두께도 특별히 제한되지 않지만, 20∼150㎛ 정도가 일반적이다.
고분자 소재로는, 예를 들어, 폴리비닐알코올, 폴리비닐부티랄, 폴리메틸비닐에테르, 폴리히드록시에틸아크릴레이트, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 폴리카보네이트, 폴리알릴레이트, 폴리술폰, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌술파이드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리알릴술폰, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 셀룰로오스계 중합체, 노르보르넨계 수지, 또는 이들의 2원계, 3원계 각종 공중합체, 그래프트 공중합체, 블렌드물 등을 들 수 있다. 이들 고분자 소재는 연신 등에 의해 배향물 (연신 필름) 이 된다.
액정 폴리머로는 예를 들어, 액정배향성을 부여하는 공액성의 직선상 원자단 (메소겐) 이 폴리머의 주쇄나 측쇄에 도입된 주쇄형이나 측쇄형의 각종의 것 등을 들 수 있다. 주쇄형의 액정 폴리머의 구체예로는, 굴곡성을 부여하는 스페이서 부에서 메소겐기를 결합한 구조의, 예를 들어 네마틱 배향성의 폴리에스테르계 액정성 폴리머, 디스코틱 폴리머나 콜레스테릭 폴리머 등을 들 수 있다. 측쇄형의 액정 폴리머의 구체예로는, 폴리실록산, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트 또는 폴리말로네이트를 주쇄 골격으로 하고, 측쇄로서 공액성의 원자단으로 이루어지는 스페이서부를 사이에 두고 네마틱 배향부여성의 파라 치환 고리형 화합물 단위로 이루어지는 메소겐부를 갖는 것 등을 들 수 있다. 이들 액정 폴리머는, 예를 들면, 유리판 상에 형성한 폴리이미드나 폴리비닐알코올 등의 박막의 표면을 러빙처리한 것, 산화규소를 사방증착한 것 등의 배향처리면 상에 액정성 폴리머의 용액을 전개하여 열처리함으로써 행하여진다.
위상차판은, 예를 들어 각종 파장판이나 액정층의 복굴절에 의한 착색이나 시각 등의 보상을 목적으로 한 것 등의 사용 목적에 따른 적당한 위상차를 갖는 것이어도 되고, 2종 이상의 위상차판을 적층하여 위상차 등의 광학 특성을 제어한 것 등이어도 된다.
또한, 상기의 타원편광판이나 반사형 타원편광판은, 편광판 또는 반사형 편광판과 위상차판을 적당한 조합으로 적층한 것이다. 이러한 타원편광판 등은, (반사형) 편광판과 위상차판의 조합으로 되도록 그것들을 액정 표시 장치의 제조과정에서 순차적으로 별개로 적층하는 것에 의해서도 형성할 수 있지만, 상기와 같은 미리 타원편광판 등의 광학 필름으로 하는 것은 품질의 안정성이나 적층작업성 등이 뛰어나므로, 액정 표시 장치 등의 제조효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
시각 보상 필름은, 액정 표시 장치의 화면을, 화면에 수직이 아니라 약간 기 울어진 방향에서 본 경우에도 화상이 비교적 선명하게 보이도록 시야각을 확대하기 위한 필름이다. 이러한 시각 보상 위상차판으로는, 예를 들어 위상차판, 액정 폴리머 등의 배향필름이나 투명기재 상에 액정 폴리머 등의 배향층을 지지한 것 등으로 이루어진다. 통상의 위상차판은, 그 면방향으로 1축으로 연신된 복굴절을 갖는 폴리머 필름이 사용되는 것에 대하여, 시각 보상 필름으로 사용되는 위상차판에는, 면방향으로 2축으로 연신된 복굴절을 갖는 폴리머 필름, 또는 면방향으로 1축으로 연신되고 두께 방향으로도 연신된 두께 방향의 굴절률을 제어한 복굴절을 갖는 폴리머나 경사 배향 필름과 같은 2방향 연신 필름 등이 사용된다. 경사 배향 필름으로는, 예를 들어 폴리머 필름에 열수축 필름을 접착하여 가열에 의한 그 수축력의 작용 하에 폴리머 필름을 연신처리 및/또는 수축처리한 것이나, 액정 폴리머를 경사 배향시킨 것 등을 들 수 있다. 위상차판의 소재 원료 폴리머는, 앞의 위상차판에서 설명한 폴리머와 동일한 것이 사용되고, 액정셀에 의한 위상차에 근거하는 시인각의 변화에 의한 착색 등의 방지나 양호한 시인의 시야각의 확대 등을 목적으로 한 적당한 것을 사용할 수 있다.
또한, 양호한 시인의 넓은 시야각을 달성하는 점 등에서, 액정 폴리머의 배향층, 특히 디스코틱 액정 폴리머의 경사배향층으로 이루어지는 광학적 이방성층을 트리아세틸셀룰로오스필름으로 지지한 광학보상 위상차판을 바람직하게 사용할 수 있다.
편광판과 휘도 향상 필름을 부착한 편광판은, 통상 액정셀의 이측 사이드에 형성되어 사용된다. 휘도 향상 필름은, 액정 표시 장치 등의 백라이트나 이측 으로부터의 반사 등에 의해 자연광이 입사되면 소정 편광축의 직선편광 또는 소정 방향의 원편광을 반사하고, 다른 광은 투과하는 특성을 나타내는 것으로, 휘도 향상 필름을 편광판과 적층한 편광판은, 백라이트 등의 광원으로부터의 광을 입사시켜 소정 편광상태의 투과광을 얻음과 함께, 상기 소정 편광상태 이외의 광은 투과하지 않고 반사된다. 이 휘도 향상 필름면에서 반사한 광을 다시 후측에 형성된 반사층 등을 통해 반전시켜 휘도 향상 필름에 재입사시키고, 그 일부 또는 전부를 소정 편광상태의 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 꾀함으로써 휘도를 향상시킬 수 있는 것이다. 즉, 휘도 향상 필름을 사용하지 않고, 백라이트 등으로 액정셀의 이측으로부터 편광자를 통해 광을 입사한 경우에는, 편광자의 편광축에 일치하지 않은 편광방향을 갖는 광은, 대부분 편광자에 흡수되어, 편광자를 투과하지 못한다. 즉, 사용한 편광자의 특성에 따라서도 다르지만, 약 50% 의 광이 편광자에 흡수되고, 그 만큼, 액정 화상 표시 등에 이용할 수 있는 광량이 감소되어, 화상이 어두워진다. 휘도 향상 필름은, 편광자에 흡수되는 편광방향을 갖는 광을 편광자에 입사시키지 않고 휘도 향상 필름에서 반사시키고, 다시 그 후측에 형성된 반사층 등을 통해 반전시켜 휘도 향상 필름에 재입사시키는 것을 반복하고, 이 양자 사이에서 반사, 반전하고 있는 광의 편광방향이 편광자를 통과할 수 있는 편광방향으로 된 편광만을, 휘도 향상 필름은 투과시켜 편광자에 공급하기 때문에, 백라이트 등의 광을 효율적으로 액정 표시 장치의 화상의 표시에 사용할 수 있어, 화면을 밝게 할 수 있다.
휘도 향상 필름과 상기 반사층 등의 사이에 확산판을 형성할 수도 있다. 휘도 향상 필름에 의해 반사된 편광상태의 광은 상기 반사층 등을 향하지만, 설치된 확산판은 통과하는 광을 균일하게 확산함과 동시에 편광상태를 해소하여, 비편광상태로 된다. 즉, 자연광 상태의 광이 반사층 등을 향하여, 반사층 등을 통해 반사되고, 다시 확산판을 통과하여 휘도 향상 필름에 재입사되는 것을 반복한다. 이와 같이 휘도 향상 필름과 상기 반사층 등의 사이에, 편광을 원래의 자연광으로 되돌리는 확산판을 형성함으로써 표시화면의 밝기를 유지하면서, 동시에 표시화면의 밝기의 불균일을 적게 하여, 균일하고 밝은 화면을 제공할 수 있다. 이러한 확산판을 형성함으로써, 첫회의 입사광은 반사의 반복 회수가 적절하게 증가하여, 확산판의 확산기능과 조화되어 균일한 밝은 표시화면을 제공할 수 있는 것으로 생각된다.
상기의 휘도 향상 필름으로는, 예를 들어 유전체의 다층박막이나 굴절률 이방성이 상이한 박막 필름의 다층 적층체와 같은, 소정 편광축의 직선편광을 투과하고 다른 광은 반사하는 특성을 나타내는 것, 콜레스테릭 액정 폴리머의 배향필름이나 그 배향 액정층을 필름 기재 상에 지지한 것과 같은, 좌회전 또는 우회전 중 어느 하나 일방의 원편광을 반사하고 다른 광은 투과하는 특성을 나타내는 것 등의 적당한 것을 사용할 수 있다.
따라서, 상기한 소정 편광축의 직선편광을 투과시키는 타입의 휘도 향상 필름에서는, 그 투과광을 그대로 편광판에 편광축을 가지런히 하여 입사시킴으로써, 편광판에 의한 흡수 손실을 억제하면서 효율적으로 투과시킬 수 있다. 또한, 콜레스테릭 액정층과 같은 원편광을 투과하는 타입의 휘도 향상 필름에서는, 그대로 편광자에 입사시킬 수도 있지만, 흡수 손실을 억제하는 점에서 그 원편광을 위상차판을 통해 직선편광화하여 편광판에 입사시키는 것이 바람직하다. 또한, 그 위상차판으로 1/4 파장판을 사용함으로써, 원편광을 직선편광으로 변환할 수 있다.
가시광역 등의 넓은 파장에서 1/4 파장판으로 기능하는 위상차판은, 예를 들어 파장 550㎚ 의 담색광에 대하여 1/4 파장판으로서 기능하는 위상차판과 다른 위상차 특성을 나타내는 위상차층, 예를 들어 1/2 파장판으로서 기능하는 위상차층을 중첩하는 방식 등에 의해 얻을 수 있다. 따라서, 편광판과 휘도 향상 필름의 사이에 배치하는 위상차판은, 1층 또는 2층 이상의 위상차층으로 이루어지는 것이어도 된다.
또한, 콜레스테릭 액정층에 관해서도, 반사파장이 상이한 것의 조합으로 하여 2층 또는 3층 이상 중첩한 배치 구조로 함으로써, 가시광역 등의 넓은 파장범위에서 원편광을 반사하는 것을 얻을 수 있고, 그것에 근거하여 넓은 파장범위의 투과원편광을 얻을 수 있다.
또한, 편광판은, 상기의 편광분리형 편광판과 같이, 편광판과 2층 또는 3층 이상의 광학층을 적층한 것으로 이루어져 있어도 된다. 따라서, 상기의 반사형 편광판이나 반투과형 편광판과 위상차판을 조합한 반사형 타원편광판이나 반투과형 타원편광판 등이어도 된다.
편광판에 상기 광학층을 적층한 광학 필름은, 액정 표시 장치 등의 제조과정 에서 순차적으로 별개로 적층하는 방식으로도 형성할 수 있지만, 미리 적층하여 광학 필름으로 한 것은, 품질의 안정성이나 조립작업 등이 우수하여 액정 표시 장치 등의 제조공정을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 적층에는 점착층 등의 적당한 접착수단을 사용할 수 있다. 상기 편광판과 다른 광학층의 접착에 있어서, 이들 광학축은 목적으로 하는 위상차 특성 등에 따라 적당한 배치각도로 할 수 있다.
본 발명의 점착제 부착 광학 필름의 제조는, 상기 광학 필름에 점착제층을 형성함으로써 실시한다. 형성방법으로는, 특별히 제한되지 않고, 점착제용액을 도포하여 건조시키는 방법, 점착제층을 형성한 이형시트에 의해 전사하는 방법 등을 들 수 있다. 점착제층의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 3∼100㎛ 정도, 바람직하게는 10∼40㎛ 정도로 하는 것이 좋다. 또한, 점착제층에 형성할 경우, 대전방지층을 형성한 후에 점착제층을 형성해도 된다.
이형시트의 구성재료로는, 종이, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 합성 수지필름, 고무시트, 종이, 천, 부직포, 네트, 발포시트나 금속박, 이들 라미네이트체 등의 적당한 박엽체 등을 들 수 있다. 이형 시트의 표면에는, 점착제층으로부터의 박리성을 높이기 위해, 필요에 따라실리콘처리, 장쇄 알킬 처리, 불소 처리 등의 저접착성의 박리처리가 실행되어 있어도 된다.
또한, 본 발명의 점착제 부착 광학 필름의 광학 필름이나 점착제층 등의 각 층에는, 예를 들어 살리실산에스테르계 화합물이나 벤조페놀계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물이나 시아노아크릴레이트계 화합물, 니켈착염계 화합물 등의 자외선흡수제로 처리하는 방식 등의 방식에 의해 자외선흡수능을 갖게 한 것 등이어도 된 다.
본 발명의 점착제 부착 광학 필름은 액정 표시 장치 등의 각종 화상 표시 장치의 형성 등에 바람직하게 사용할 수 있다. 액정 표시 장치의 형성은, 종래에 준하여 실시할 수 있다. 즉 액정 표시 장치는 일반적으로, 액정셀과 점착제 부착 광학 필름, 및 필요에 따른 조명 시스템 등의 구성부품을 적절하게 조립하여 구동회로를 내장하거나 하여 형성되는데, 본 발명에 있어서는 본 발명에 의한 광학 필름을 사용하는 점을 제외하고 특별히 한정은 없고, 종래에 준할 수 있다. 액정셀에 관해서도, 예를 들어 TN 형이나 STN 형, π 형 등 중 임의의 타입의 것을 사용할 수 있다.
액정셀의 일측 또는 양측에 점착제 부착 광학 필름을 배치한 액정 표시 장치나, 조명 시스템에 백라이트 또는 반사판을 사용한 것 등의 적당한 액정 표시 장치를 형성할 수 있다. 그 경우, 본 발명에 의한 광학 필름은 액정셀의 한 쪽 또는 양측에 설치할 수 있다. 양측에 광학 필름을 형성하는 경우, 이들은 동일한 것이어도 되고, 다른 것이어도 된다. 또한, 액정 표시 장치의 형성에 있어서는, 예를 들어 확산판, 안티글레어층, 반사방지막, 보호판, 프리즘 어레이, 렌즈 어레이 시트, 광확산판, 백라이트 등의 적당한 부품을 적당한 위치에 1층 또는 2층 이상 배치할 수 있다.
이어서 유기 일렉트로 루미네센스 장치 (유기 EL 표시 장치) 에 관해서 설명한다. 본 발명의 광학 필름 (편광판 등) 은, 유기 EL 표시 장치에서도 적용할 수 있다. 일반적으로, 유기 EL 표시 장치는, 투명기판 상에 투명전극과 유기 발광층과 금속전극을 순차로 적층하여 발광체 (유기 일렉트로 루미네센스 발광체) 를 형성하고 있다. 여기서, 유기 발광층은, 여러 가지의 유기 박막의 적층체이고, 예를 들어 트리페닐아민 유도체 등으로 이루어지는 정공주입층과 안트라센 등의 형광성의 유기 고체로 이루어지는 발광층과의 적층체, 또는 이러한 발광층과 페릴렌 유도체 등으로 이루어지는 전자주입층의 적층체, 또는 이들의 정공주입층, 발광층, 및 전자주입층의 적층체 등, 각종 조합을 가진 구성이 알려져 있다.
유기 EL 표시 장치는 투명전극과 금속전극에 전압을 인가함으로써, 유기 발광층에 정공과 전자가 주입되어, 이들 정공과 전자의 재결합에 의해 생기는 에너지가 형광물자를 여기하고, 여기된 형광물질이 기저상태로 되돌아갈 때에 광을 방사하는 원리로 발광한다. 도중의 재결합이라는 메카니즘은, 일반적인 다이오드와 동일하고, 이것으로부터도 예상할 수 있는 바와 같이, 전류와 발광강도는 인가전압에 대하여 정류성을 수반하는 강한 비선형성을 나타낸다.
유기 EL 표시 장치에 있어서는, 유기 발광층에서 발광을 이끌어내기 위해, 적어도 일방의 전극이 투명하지 않으면 안되고, 통상 산화인듐주석 (ITO) 등의 투명도전체로 형성한 투명전극을 양극으로 사용하고 있다. 또한, 전자주입을 용이하게 하여 발광효율을 향상시키기 위해서는, 음극에 일함수가 작은 물질을 사용하는 것이 중요하고, 통상 Mg-Ag, Al-Li 등의 금속전극을 사용하고 있다.
이러한 구성의 유기 EL 표시 장치에 있어서, 유기 발광층은 두께 10㎚ 정도의 매우 얇은 막으로 형성되어 있다. 이 때문에, 유기 발광층도 투명전극과 동일하게 광을 거의 완전히 투과한다. 그 결과, 비발광시에 투명기판의 표면으로 부터 입사되어, 투명전극과 유기 발광층을 투과하여 금속전극에서 반사된 광이, 다시 투명기판의 표면측으로 나가기 때문에, 외부에서 시인하였을 때, 유기 EL 표시 장치의 표시면이 경면과 같이 보인다.
전압의 인가에 의해 발광하는 유기 발광층의 표면측에 투명전극을 구비함과 동시에, 유기 발광층의 이면측에 금속전극을 구비하여 이루어지는 유기 일렉트로 루미네센스 발광체를 포함하는 유기 EL 표시 장치에 있어서, 투명전극의 표면측에 편광판을 형성함과 함께, 이들 투명전극과 편광판 사이에 위상차판을 형성할 수 있다.
위상차판 및 편광판은, 외부로부터 입사하여 금속전극에서 반사되어 온 광을 편광하는 작용을 갖기 때문에, 그 편광작용에 의해 금속전극의 경면을 외부로부터 시인시키지 않는다는 효과가 있다. 특히, 위상차판을 1/4 파장판으로 구성하고, 또한 편광판과 위상차판과의 편광방향이 이루는 각을 π/4 로 조정하면, 금속전극의 경면을 완전히 차폐할 수 있다.
즉, 이 유기 EL 표시 장치에 입사되는 외부광은, 편광판에 의해 직선편광성분만이 투과한다. 이 직선편광은 위상차판에 의해 일반적으로 타원편광으로 되는데, 특히 위상차판이 1/4 파장판이고 게다가 편광판과 위상차판과의 편광방향이 이루는 각이 π/4 일 때에는 원편광으로 된다.
이 원편광은 투명기판, 투명전극, 유기박막을 투과하여, 금속전극에서 반사되어, 다시 유기박막, 투명전극, 투명기판을 투과하여, 위상차판에 다시 직선편광으로 된다. 그리고, 이 직선편광은, 편광판의 편광방향과 직교하고 있기 때문 에, 편광판을 투과할 수 없다. 그 결과, 금속전극의 경면을 완전히 차폐할 수 있다.
실시예
이하에, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되지 않는다. 또한, 각각의 예들 중, 부 및 % 는 모두 중량기준이다.
(점착제층의 Tg 의 측정)
점착제층의 Tg 는 DSC 법에 의해서 구하였다. Tg 는 개시온도로 하였다. 사용한 측정장치는, 세이코-인스트루먼트사 제조의 DSC6220형 시차주사열량계이다.
(광학 필름의 열응력에 기인하는 내력 (F) 의 측정)
F=α·ΔT·E·l·h
(단, α 는 -60∼23 ℃ 에서의 열팽창계수, ΔT 는 23 ℃ 를 기준으로 하였을 때의 온도차, E 는 탄성률, l 은 폭, h 는 두께)
에 의해 구하였다. 열팽창계수 (α) 는, TMA 법에 의해서 구하였다. 사용한 측정장치는, 세이코-인스트루먼트사 제조의 TMA/SS6100형 열기계적분석장치이다. 탄성률 (E) 은, 시마즈 제작소 제조의 오토그래프 AG-1 에 의한 인장 시험에 의해 구하였다. l·h 는 광학 필름의 단면적이다.
실시예 1
냉각관, 질소도입관, 온도계 및 교반장치를 구비한 반응용기에, 아크릴산이 소옥틸 99.9부, 아크릴산2-히드록시에틸 0.1부, 및 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 0.3부를 아세트산에틸과 함께 첨가하여 질소가스 기류 하, 60 ℃ 에서 4시간 반응시킨 후, 그 반응액에 아세트산에틸을 첨가하여, 고형분 농도 30% 의 아크릴계 중합체 용액 (아크릴계 폴리머의 중량평균분자량 160만) 을 얻었다. 당해 용액의 고형분 100부당 0.15부의 트리메틸올프로판톨릴렌디이소시아네이트와 0.01부의 3-글리시독시프로필트리메톡시실란을 배합하여 아크릴계 점착제를 얻었다. 이어서, 상기 아크릴계 점착제를 실리콘계 박리제로 표면처리한 폴리에스테르 필름으로 이루어지는 세퍼레이터에 도공하여 150 ℃ 에서 5분간 가열처리하여 두께 20㎛ 의 점착제층을 얻었다. 상기 점착제층의 Tg 를 측정한 결과, -62 ℃ 이었다.
당해 점착제층을 편광판 (닛또전공사 제조, NPF-SEG5224DU) 의 한 면에 옮겨 부착하여 점착제 부착 광학 필름을 얻었다. 그 후, 상기 점착제층 부착 편광판을, 280㎜×280㎜ 사이즈의 무알칼리 유리판에 라미네이터로 접합하여, 50 ℃, 5기압의 오토클레이브 중에 15분간 방치하여 충분히 압착처리하였다.
또한, 편광판의 연신축에 대하여 90°방향의 열팽창계수α= 5.3×10-5 (1/℃), 탄성률=3.05×109㎩, 두께=185㎛, 폭=270㎜ 이고, 0 ℃ 에서의 열수축에 의한 내력 (F) 을 계산한 결과, F=186N 이었다.
실시예 2
실시예 1 과 동일하게 하여 두께 20㎛ 의 점착제층을 얻었다. 당해 점착제층을 편광판 (닛또전공사 제조, NPF-TEG5465DU) 의 한 면에 옮겨 부착하고 점착 제 부착 광학 필름을 얻었다. 그 후, 상기 점착제층 부착 편광판을, 280㎜×280㎜ 사이즈의 무알칼리 유리판에 라미네이터로 접합하여, 50 ℃, 5기압의 오토클레이브 중에 15분간 방치하여 충분히 압착처리하였다.
또한, 편광판의 연신축에 대하여 90°방향의 열팽창계수 α=5.3×10-5(1/℃), 탄성률=3.6×109 ㎩, 두께=105㎛, 폭=270㎜ 이고, 0 ℃ 에서의 열수축에 의한 내력 (F) 을 계산한 결과, F=124N 이었다.
실시예 3
냉각관, 질소도입관, 온도계 및 교반장치를 구비한 반응용기에, 아크릴산2-에틸헥실 99.9부, 아크릴산2-히드록시에틸 0.1부, 및 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 0.3부를 아세트산에틸과 함께 첨가하여 질소가스 기류 하, 60 ℃ 에서 4시간 반응시킨 후, 그 반응액에 아세트산에틸을 첨가하여, 고형분 농도 30중량% 의 아크릴계 중합체 용액 (아크릴계 폴리머의 중량평균분자량 170만) 을 얻었다. 당해 용액의 고형분 100부당 0.15부의 트리메틸올프로판톨릴렌디이소시아네이트와 0.01부의 3-글리시독시프로필트리메톡시실란을 배합하여 아크릴계 점착제를 얻었다. 이어서, 상기 아크릴계 점착제를 실리콘계 박리제로 표면처리한 폴리에스테르 필름으로 이루어지는 세퍼레이터에 도공하여 150 ℃ 에서 5분간 가열 처리하여 두께 20㎛ 의 점착제층을 얻었다. 상기 점착제층의 Tg 를 측정한 결과, -60 ℃ 이었다.
당해 점착제층을 편광판 (닛또전공사 제조, NPF-SEG5224DU) 의 한 면에 옮겨 부착하여 점착제 부착 광학 필름을 얻었다. 그 후, 상기 점착제층 부착 편광판을, 280㎜×280㎜ 사이즈의 무알칼리 유리판에 라미네이터로 접합하여, 50 ℃, 5기압의 오토클레이브 중에 15분간 방치하여 충분히 압착처리하였다.
실시예 4
냉각관, 질소도입관, 온도계 및 교반장치를 구비한 반응용기에, 아크릴산부틸 99부, 아크릴산4-히드록시에틸 1부, 및 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 0.3부를 아세트산에틸과 함께 첨가하여 질소가스 기류 하, 60 ℃ 에서 4시간 반응시킨 후, 그 반응액에 아세트산에틸을 첨가하여, 고형분 농도 30중량% 의 아크릴계 중합체 용액 (아크릴계 폴리머의 중량평균분자량 165만) 을 얻었다. 당해 용액의 고형분 100부당 0.3부의 디벤조일퍼옥시드와 0.02부의 트리메틸올프로판자일릴렌디이소시아네이트 및 0.2부의 3-글리시독시프로필트리메톡시실란을 배합하여 아크릴계 점착제를 얻었다. 이어서, 상기 아크릴계 점착제를 실리콘계 박리제로 표면처리한 폴리에스테르 필름으로 이루어지는 세퍼레이터에 도공하여 155 ℃ 에서 3분간 가열처리하여 두께 20㎛ 의 점착제층을 얻었다. 상기 점착제층의 Tg 를 측정한 결과, -38 ℃ 이었다.
당해 점착제층을 편광판 (닛또전공사 제조, NPF-SEG5224DU) 의 한 면에 옮겨 부착하여 점착제 부착 광학 필름을 얻었다. 그 후, 상기 점착제층 부착 편광판을, 280㎜×280㎜ 사이즈의 무알칼리 유리판에 라미네이터로 접합하여, 50 ℃, 5기압의 오토클레이브 중에 15분간 방치하여 충분히 압착처리하였다.
비교예 1
냉각관, 질소도입관, 온도계 및 교반장치를 구비한 반응용기에, 아크릴산부틸 95부, 아크릴산 5부, 및 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 0.3부를 아세트산에틸과 함께 첨가하여 질소가스 기류 하, 60 ℃ 에서 4시간 반응시킨 후, 그 반응액에 아세트산에틸을 첨가하여, 고형분 농도 30중량% 의 아크릴계 중합체 용액 (아크릴계 폴리머의 중량평균분자량 200만) 을 얻었다. 당해 용액의 고형분 100부당 0.6부의 트리메틸올프로판톨릴렌디이소시아네이트와 0.075부의 3-글리시독시프로필트리메톡시실란을 배합하여 아크릴계 점착제를 얻었다. 이어서, 상기 아크릴계 점착제를 실리콘계 박리제로 표면처리한 폴리에스테르 필름으로 이루어지는 세퍼레이터에 도공하여 150 ℃ 에서 5분간 가열처리하여 두께 20㎛ 의 점착제층을 얻었다. 상기 점착제층의 Tg 를 측정한 결과, -30 ℃ 이었다.
당해 점착제층을 편광판 (닛또전공사 제조, NPF-SEG5224DU) 의 한 면에 옮겨 부착하여 점착제 부착 광학 필름을 얻었다. 그 후, 상기 점착제층 부착 편광판을, 280㎜×280㎜ 사이즈의 무알칼리 유리판에 라미네이터로 접합하여, 50 ℃, 5기압의 오토클레이브 중에 15분간 방치하여 충분히 압착 처리하였다.
비교예 2
비교예 1 과 동일하게 하여 두께 20㎛ 의 점착제층을 얻었다. 당해 점착제층을 실시예 2 에서 사용한 편광판 (닛또전공사 제조, NPF-TEG5465DU) 의 한 면에 옮겨 부착하여 점착제 부착 광학 필름을 얻었다. 그 후, 상기 점착제층 부착 편광판을, 280㎜×280㎜ 사이즈의 무알칼리 유리판에 라미네이터로 접합하여, 50 ℃, 5기압의 오토클레이브 중에 15분간 방치하여 충분히 압착처리하였다.
실시예 및 비교예에서 얻어진 점착제 부착 광학 필름 (무알칼리 유리판에 접합한 샘플) 에 관해서 하기 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
<휨량>
상기 샘플을 표 1 에 나타내는 0 ℃ 이하의 저온 영역에서 30분간 처리한 후, 23 ℃, 55% RH 의 분위기 하에서, 수평으로 요철이 없는 대 (臺) 위에 설치하여, 면내 4점의 휨량을 간극 게이지를 사용하여 측정하였다. 휨량은 그 4점의 평균치로 하였다. 평가기준은 다음과 같다.
○ : 유리의 휨이 0.5㎜ 미만.
△ : 유리의 휨이 0.5∼1.0㎜.
× : 유리의 휨이 1.0㎜ 를 초과.
점착제의 Tg( ℃) 광학필름의 내력(N) 휨량
0 ℃ -10 ℃ -20 ℃ -30 ℃ -40 ℃
실시예1 -62 186 ○ ○ ○ ○ ○
실시예2 -62 124 ○ ○ ○ ○ ○
실시예3 -60 186 ○ ○ ○ ○ ○
실시예4 -38 186 ○ ○ ○ ○ △
비교예1 -30 186 ○ △ × × ×
비교예2 -30 124 ○ ○ △ × ×
산업상이용가능성
본 발명의 점착제 부착 광학 필름은, 광학 필름으로서 연신 필름을 함유하는 것에 바람직하고, 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치, PDP 등의 화상 표시 장치에 바람직하게 적용할 수 있다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 광학 필름의 적어도 한 면에 점착제층을 갖는 점착제 부착 광학 필름으로서,
    상기 점착제층의 Tg (유리천이온도) 가 -35 ℃ 이하이고,
    상기 광학 필름의 열응력에 기인하는 내력 (F) 을,
    F=α·ΔT·E·l·h
    로 한 경우 (단, α 는 -60∼23 ℃ 에서의 열팽창계수, ΔT 는 23 ℃ 를 기준으로 했을 때의 온도차, E 는 탄성률, l 은 폭, h 는 두께임),
    상기 광학 필름이 연신 필름을 갖고, 0 ℃ 에서, 상기 연신 필름의 연신축에 대하여 90°방향으로 발생시키는 내력 (F) 이 50 N 이상인 것을 특징으로 하는 점착제 부착 광학 필름.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 광학 필름은 편광판 및/또는 위상차판을 함유하는 것을 특징으로 하는 점착제 부착 광학 필름.
  5. 삭제
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