KR101041765B1 - 광학용 점착제, 점착제 부착 광학 필름 및 화상 표시 장치 - Google Patents

광학용 점착제, 점착제 부착 광학 필름 및 화상 표시 장치 Download PDF

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마사유키 사타케
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Abstract

점착제 부착 광학 필름 등에 사용되는, 아크릴계 공중합체로 이루어지는 광학용 점착제로서, 표시 화면의 주변 부분에 표시 불균일이 잘 발생하지 않는 광학용 점착제를 제공하는 것. 알킬(메트)아크릴레이트 (a1) 및 N-(2-히드록시에틸)(메트)아크릴아미드 (a2) 를 모노머 단위로서 함유하는 아크릴계 공중합체를 함유하는 것을 특징으로 하는 광학용 점착제.
모노머 단위, 아크릴계 공중합체, 가교제, 광학용 점착제

Description

광학용 점착제, 점착제 부착 광학 필름 및 화상 표시 장치{OPTICAL ADHESIVE, OPTICAL FILM WITH ADHESIVE AND IMAGE DISPLAY}
기술분야
본 발명은 광학용 점착제 및 이것을 사용한 점착제 부착 광학 필름에 관한 것이다. 당해 광학용 점착제, 점착제 부착 광학 필름은 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치, PDP 등의 화상 표시 장치에 바람직하게 사용된다. 상기 광학 필름으로는 편광판, 위상차판, 광학 보상 필름, 휘도 향상 필름, 나아가서는 이들이 적층되어 있는 것 등을 들 수 있다.
배경기술
액정 표시 장치는 그 화상 형성 방식으로부터 액정 셀의 양측에 편광 소자를 배치하는 것이 필요 불가결하여, 일반적으로는 편광판이 부착되어 있다. 또 액정 패널에는 편광판 이외에, 디스플레이의 표시 품위를 향상시키기 위해서 여러가지 광학 소자가 사용되도록 되고 있다. 예를 들어, 착색 방지로서의 위상차판, 액정 디스플레이의 시야각을 개선하기 위한 시야각 확대 필름, 나아가서는 디스플레이의 콘트라스트를 높이기 위한 휘도 향상 필름 등이 사용된다. 이들 필름은 총칭하여 광학 필름으로 불린다.
상기 광학 필름을 액정 셀에 부착시키기 위해서는, 통상, 점착제가 사용된다. 또, 광학 필름과 액정 셀, 또는 광학 필름 간의 접착은, 통상, 광의 손실 을 저감시키기 위해, 각각의 재료는 점착제를 사용하여 밀착되어 있다. 이러한 경우에, 광학 필름을 고착시키는 데 건조 공정을 필요로 하지 않는 등의 장점을 갖기 때문에, 점착제는, 광학 필름의 편측에 미리 점착제층으로서 형성된 점착제 부착 광학 필름이 일반적으로 사용된다.
상기 점착제 부착 광학 필름에 사용하는 점착제로는 그 우수한 접착성, 투명성 등을 위해서 아크릴계 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 아크릴계 점착제가 많이 사용되고 있다. 또, 아크릴계 점착제의 가교 방법은 이소시아네이트계 가교제를 사용한 것이 많고, 주로 아크릴계 폴리머에 공중합한 관능성 모노머와의 결합을 이용한 것이다.
상기 광학 필름을 액정 셀에 접착한 액정 패널은 액정 표시 장치에 탑재되어 사용된다. 액정 표시 장치는 전자 계산기를 비롯하여, 시계나 텔레비젼, 모니터 등에 이용되고 있다. 액정 표시 장치는 가열이나 가습 조건 하 등의 여러 가지 조건 하에 놓여지기 때문에, 이러한 환경 하에 있어서도, 표시 품위를 저해하지 않는 고내구성이 요구되고 있다.
그러나, 액정 표시 장치를 가열이나 가습 조건 하에 둔 경우에는, 액정 패널의 주변부에 표시 불균일이 발생하여 표시 불량이 일어나는 경우가 있다. 이 주변부의 표시 불균일은 특히 편광판에 시야각 확대 필름을 적층시킨 광학 필름을 사용한 경우에 현저히 나타나는 경우가 있었다.
상기 주변부의 표시 불균일을 개선하기 위해 점착제 부착 광학 필름에 사용하는 점착제로서, 가소제나 올리고머 성분을 함유하는 점착제 조성물을 사용하는 것이 제안되어 있다 (특허 문헌 1, 특허 문헌 2 참조). 그러나, 이들 점착제 조성물은 장시간의 가열 시험에 있어서, 가소제나 올리고머 성분 등의 첨가제 자체가 석출되어 외관 불량이나 점착제가 열화되는 문제가 있었다.
특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 평9-87593호
특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 평10-279907호
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
본 발명은 점착제 부착 광학 필름 등에 사용되는, 아크릴계 공중합체로 이루어지는 광학용 점착제로서, 표시 화면의 주변 부분에 표시 불균일이 잘 발생하지 않는 광학용 점착제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 본 발명은 상기 광학용 점착제를 사용한 점착제 부착 광학 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다. 나아가서는, 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 광학용 점착제 등을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉 본 발명은 알킬(메트)아크릴레이트 (a1) 및 N-(2-히드록시에틸)(메트)아크릴아미드 (a2) 를, 모노머 단위로서 함유하는 아크릴계 공중합체, 그리고 가교제를 함유하는 것을 특징으로 하는 광학용 점착제에 관한 것이다.
상기 광학용 점착제에 있어서, N-(2-히드록시에틸)(메트)아크릴아미드 (a2) 의 비율은, 알킬(메트)아크릴레이트 (a1) 100 중량부에 대하여, 0.01 ∼ 100 중량부인 것이 바람직하다.
상기 광학용 점착제에 있어서, 모노머 단위로서, 추가로 상기 (a1) 및 (a2) 를 제외하는 모노머 (a3) 를 알킬(메트)아크릴레이트 (a1) 100 중량부에 대하여 50 중량부 이하 함유할 수 있다.
상기 광학용 점착제에 있어서, 모노머 (a3) 는 카르복시기를 함유하는 모노머인 것이 바람직하다. 또, 모노머 (a3) 는 질소 함유 비닐 모노머가 바람직하다.
또 본 발명은 광학 필름의 적어도 일방의 면에 점착제층이 적층되어 있는 점착제 부착 광학 필름으로서,
상기 점착제층은 상기 광학용 점착제에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 점착제 부착 광학 필름에 관한 것이다.
상기 점착제 부착 광학 필름에 있어서, 광학 필름으로는 예를 들어 편광판 및/또는 위상차판을 들 수 있다.
또 본 발명은 상기 점착제 부착 광학 필름이 사용되고 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
발명의 효과
상기 본 발명은, 광학용 점착제의 베이스 폴리머에 사용하는 아크릴계 공중합체의 공중합 성분으로서, 주성분인 알킬(메트)아크릴레이트 (a1) 에 추가로, N-(2-히드록시에틸)(메트)아크릴아미드 (a2) 를 사용하고 있다. 이러한 N-(2-히 드록시에틸)(메트)아크릴아미드 (a2) 의 작용에 의해, 상기 광학용 점착제를 점착제 부착 광학 필름에 적용한 경우에, 표시 화면의 주변 부분의 표시 불균일을 억제할 수 있다. 또, 본 발명의 광학용 점착제는, 베이스 폴리머의 모노머 단위로서, 상기 (a2) 성분을 사용함으로써, 표시 불균일을 억제하고 있기 때문에, 베이스 폴리머에 추가로, 가소제 등의 첨가제를 사용한 점착제와 같이, 첨가제 자체가 석출되어 외관 불량이나 점착제가 열화되지는 않는다. 특히 본 발명의 광학용 점착제는, 점착제 부착 광학 필름의 광학 필름으로서, 편광판에 시야각 확대 필름을 적층시킨 것을 사용한 경우에 있어서의, 표시 불균일을 억제하는 데 바람직하다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명의 광학용 점착제는, 베이스 폴리머로서 알킬(메트)아크릴레이트 (a1) 및 N-(2-히드록시에틸)(메트)아크릴아미드 (a2) 를, 모노머 단위로서 함유하는 아크릴계 공중합체를 함유한다. 또한, (메트)아크릴레이트는 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트를 말하며, 본 발명의 (메트) 와는 동일한 의미로서, (메트)아크릴아미드는 아크릴아미드 및/또는 메타크릴아미드를 나타낸다.
아크릴계 공중합체는 알킬(메트)아크릴레이트 (a1) 의 단위를 주성분으로 한다. 알킬(메트)아크릴레이트 (a1) 의 알킬기의 탄소수는 1 ∼ 18 정도, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 9 이며, 알킬기는 직쇄, 분기쇄의 어느 것이어도 된다. 알킬(메트)아크릴레이트의 구체예로는 예를 들어 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 프로필(메트)아크릴레이트, 이소프로필(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, 펜틸(메트)아크릴레이트, 헥 실(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, n-옥틸(메트)아크릴레이트, 이소옥틸(메트)아크릴레이트, 데실(메트)아크릴레이트, 도데실(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이들 알킬기의 평균 탄소수는 4 ∼ 12 인 것이 바람직하다.
아크릴계 공중합체에 있어서의, N-(2-히드록시에틸)(메트)아크릴아미드 (a2) 의 비율은, 알킬(메트)아크릴레이트 (a1) 100 중량부에 대하여 0.01 ∼ 100 중량부의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다. 상기 (a2) 성분이 0.01 중량부 미만인 경우에는, 히드록시기가 가교제와의 가교 반응점하여 유효하게 기능하지 않고, 본 발명의 점착제에 의해 형성되는 점착제층이 가교 부족해질 우려가 있다. 한편, 상기 (a2) 성분이 100 중량부를 초과하는 경우에는, 아크릴계 공중합체의 유리 전이 온도 (Tg) 가 상승하여, 점착제로서 필요한 유연성이 손상될 우려가 있어 바람직하지 않다. 이러한 관점에서, 상기 (a2) 성분의 비율은 상기 (a1) 성분 100 중량부에 대하여 0.05 ∼ 30 중량부, 또한 0.07 ∼ 5 중량부 사용하는 것이 바람직하다.
또, 아크릴계 공중합체는, 모노머 단위로서, 추가로 상기 (a1) 성분 및 (a2) 성분을 제외한 모노머 (a3) 성분을 함유할 수 있다.
상기 (a3) 성분으로는 예를 들어 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메트)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸(메트)아크릴레이트, 10-히드록시데실(메트) 아크릴레이트, 12-히드록시라우릴(메트)아크릴레이트나 (4-히드록시메틸시클로헥실)-메틸아크릴레이트 등의 상기 (a2) 성분 이외의 히드록시기 함유 모노머 ; (메트)아크릴산, 카르복시에틸(메트)아크릴레이트, 카르복시펜틸(메트)아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸말산, 크로톤산 등의 카르복시기 함유 모노머 ; 무수 말레산, 무수 이타콘산 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.
또, 상기 (a3) 성분으로는 상기 (a2) 성분 이외의 질소 함유 비닐 모노머를 들 수 있다. 예를 들어 말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, N-페닐말레이미드 ; N-아크릴로일모르폴린 ; (메트)아크릴아미드, N,N-디메틸(메트)아크릴아미드, N,N-디에틸(메트)아크릴아미드, N-헥실(메트)아크릴아미드, N-메틸(메트)아크릴아미드, N-부틸(메트)아크릴아미드, N-부틸(메트)아크릴아미드나 N-메틸올(메트)아크릴아미드, N-메틸올프로판(메트)아크릴아미드 등의 (N-치환)아미드계 모노머 ; 아미노에틸(메트)아크릴레이트, 아미노프로필(메트)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, t-부틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, 3-(3-피리니딜)프로필(메트)아크릴레이트 등의 알킬아미노알킬(메트)아크릴레이트계 모노머 ; 메톡시에틸(메트)아크릴레이트, 에톡시에틸(메트)아크릴레이트 등의 알콕시알킬(메트) 아크릴레이트계 모노머 ; N-(메트)아크릴로일옥시메틸렌숙신이미드나 N-(메트)아크 릴로일-6-옥시헥사메틸렌숙신이미드, N-(메트)아크릴로일-8-옥시옥타메틸렌숙신이미드, N-아크릴로일모르폴린 등의 숙신이미드계 모노머 등도 개질 목적의 모노머 예로서 들 수 있다.
또한, 상기 (a3) 성분으로는 아세트산비닐, 프로피온산비닐, N-비닐피롤리돈, 메틸비닐피롤리돈, 비닐피리딘, 비닐피페리돈, 비닐피리미딘, 비닐피페라진, 비닐피라진, 비닐피롤, 비닐이미다졸, 비닐옥사졸, 비닐모르폴린, N-비닐카르복시산아미드류, 스티렌, α-메틸스티렌, N-비닐카프로락탐 등의 비닐계 모노머 ; 아크릴로니트릴, 메타크리로니트릴 등의 니트릴계 모노머 ; 글리시딜(메트)아크릴레이트 등의 에폭시기 함유 아크릴계 모노머 ; 폴리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜(메트)아크릴레이트, 메톡시에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 메톡시폴리프로필렌글리콜(메트)아크릴레이트 등의 글리콜계 아크릴에스테르 모노머 ; 테트라히드로푸르푸릴(메트)아크릴레이트, 불소(메트)아크릴레이트, 실리콘(메트)아크릴레이트, 2-메톡시에틸아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트, 페녹시에틸(메트)아크릴레이트 등의 (메트)아크릴레이트계 모노머 등도 사용할 수 있다.
상기 (a3) 성분은 베이스 폴리머를 개질하기 위해서 임의로 사용할 수 있다. 상기 (a3) 성분은 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 상기 (a3) 성분의 비율은 알킬(메트)아크릴레이트 (a1) 100 중량부에 대하여 50 중량부 이하, 나아가서는 30 중량부 이하, 나아가서는 20 중량부 이하로 하는 것이 바람직하다. 상기 (a3) 성분의 비율이 50 중량부를 초과하면 점착제로서의 유연성을 저해할 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다.
상기 (a3) 성분으로는 접착성이 양호한 점에서 카르복시기를 함유하는 모노머, 특히 아크릴산의 사용이 바람직하게 이용된다. 카르복시기를 함유하는 모노머를 사용하는 경우, 그 비율은 알킬(메트)아크릴레이트 (a1) 100 중량부에 대하여 0.1 ∼ 10 중량부 정도, 바람직하게 0.5 ∼ 8 중량부, 더욱 바람직하게는 1 ∼ 6 중량부이다.
상기 (a3) 성분으로는 표시 화면의 주변 부분의 표시 불균일을 억제하는 점에서 질소 함유 비닐 모노머, 특히 N-아크릴로일모르폴린이나, N,N-디메틸(메트)아크릴아미드 등의 (N-치환)아미드계 모노머가 바람직하게 사용된다. 질소 함유 비닐 모노머를 사용하는 경우, 그 비율은 알킬(메트)아크릴레이트 (a1) 100 중량부에 대하여 0.1 ∼ 10 중량부 정도, 바람직하게 0.5 ∼ 8 중량부, 더욱 바람직하게는 1 ∼ 6 중량부이다. 질소 함유 비닐 모노머는, 카르복시기를 함유하는 모노머와 병용하여 바람직하게 사용된다.
아크릴계 공중합체의 평균 분자량은 특별히 제한되지 않지만, 중량 평균 분자량은 50 만 ∼ 250 만 정도인 것이 바람직하다. 상기 아크릴계 공중합체의 제조는 각종 공지된 수법에 의해 제조할 수 있고, 예를 들어 벌크 중합법, 용액 중합법, 현탁 중합법 등의 라디칼 중합법을 적절히 선택할 수 있다. 라디칼 중합 개시제로는 아조계, 과산화물계의 각종 공지된 것을 사용할 수 있다. 반응 온도는 통상 50 ∼ 80℃ 정도, 반응 시간은 1 ∼ 8 시간이 된다. 또, 상기 제조법 중에서도 용액 중합법이 바람직하고, 아크릴계 공중합체의 용매로는 일반적으로 아세트산에틸, 톨루엔 등이 사용된다. 용액 농도는 통상 20 ∼ 80 중량％ 정도 가 된다. 또 아크릴계 공중합체는 수계의 에멀션으로서 얻을 수 있다.
또 본 발명의 광학용 점착제는 베이스 폴리머인 상기 아크릴계 공중합체에 추가로 가교제를 함유한다. 가교제에 의해 광학 필름과의 밀착성이나 내구성을 향상시킬 수 있고, 또 고온에서의 신뢰성이나 점착제 자체의 형상 유지를 도모할 수 있다. 가교제로는 이소시아네이트계, 에폭시계, 과산화물계, 금속 킬레이트계, 옥사졸린계 등을 적절히 사용할 수 있다. 이들 가교제는 1 종을, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 가교제로는 히드록시기와 반응성을 나타내는 관능기를 함유하는 가교제가 바람직하고, 특히 이소시아네이트계 가교제가 바람직하다.
이소시아네이트계 가교제는 이소시아네이트 화합물이 사용된다. 이소시아네이트 화합물로는 톨릴렌디이소시아네이트, 클로로페닐렌디이소시아나트, 헥사메틸렌디이소시아나트, 테트라메틸렌디이소시아나트, 이소포론디이소시아네이트, 자일릴렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 수첨된 디페닐메탄디이소시아네이트 등의 이소시아네이트 모노머 및 이들 이소시아네이트 모노머를 트리메틸올프로판 등에 부가한 애덕트계 이소시아네이트 화합물 ; 이소시아눌레이트 화합물, 뷰렛형 화합물, 나아가서는 공지된 폴리에테르폴리올이나 폴리에스테르폴리올, 아크릴폴리올, 폴리부타디엔폴리올, 폴리이소프렌폴리올 등을 부가 반응시킨 우레탄프레폴리머형의 이소시아네이트 등을 들 수 있다.
에폭시계 가교제로는 예를 들어 비스페놀A에피클로로히드린형의 에폭시 수지를 들 수 있다. 또, 에폭시계 가교제로는 예를 들어 에틸렌글리콜디글리시딜에 테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 글리세린디글리시딜에테르, 글리세린트리글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 디글리시딜아닐린, N,N,N',N'-테트라글리시딜-m-자일릴렌디아민, 1,3-비스(N,N-디글리시딜아미노메틸)시클로헥산, N,N,N',N'-테트라글리시딜아미노페닐메탄, 트리글리시딜이소시아눌레이트, m-N,N-디글리시딜아미노페닐글리시딜에테르, N,N-디글리시딜톨루이딘, 및 N,N-디글리시딜아닐린 등을 들 수 있다.
과산화물계 가교제로는 각종 과산화물이 사용된다. 과산화물로는 디(2-에틸헥실)퍼옥시디카보네이트, 디(4-t-부틸시클로헥실)퍼옥시디카보네이트, 디-sec-부틸퍼옥시디카보네이트, t-부틸퍼옥시네오데카노에이트, t-헥실퍼옥시피발레이트, t-부틸퍼옥시피발레이트, 디라우로일퍼옥시드, 디-n-옥타노일퍼옥시드, 1,1,3,3-테트라메틸부틸퍼옥시이소부틸레이트, 1,1,3,3-테트라메틸부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 디(4-메틸벤조일)퍼옥시드, 디벤조일퍼옥시드, t-부틸퍼옥시이소부틸레이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 특히 가교 반응 효율이 우수한 디(4-t-부틸시클로헥실)퍼옥시디카보네이트, 디라우로일퍼옥시드, 디벤조일퍼옥시드가 바람직하게 사용된다.
가교제의 사용량은 아크릴계 공중합체 (A) 100 중량부에 대하여 10 중량부 이하, 바람직하게는 0.01 ∼ 5 중량부, 더욱 바람직하게는 0.02 ∼ 3 중량부이다. 가교제의 사용 비율이 10 중량부를 초과하면 가교가 지나치게 진행되어 접착성이 저하될 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다.
나아가서는, 본 발명의 광학용 점착제에는 필요에 따라 점착 부여제, 가소 제, 유리 섬유, 유리 비즈, 금속 분말, 그 밖의 무기 분말 등으로 이루어지는 충전제, 안료, 착색제, 충전제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 실란 커플링제 등을, 또 본 발명의 목적을 일탈하지 않는 범위에서 각종 첨가제를 적절히 사용할 수도 있다. 또 미립자를 함유하여 광 확산성을 나타내는 점착제층 등으로 해도 된다.
본 발명의 점착제 부착 광학 필름은 광학 필름의 적어도 일방의 면에, 상기 광학용 점착제에 의해 점착제층을 형성한 것이다. 또한, 상기 점착제층은 광학 필름의 편면을 형성하고 있어도 되고, 광학 필름의 양면에 갖고 있어도 된다.
점착제층의 형성법은 특별히 제한되지 않고, 상기 광학 필름 상에 점착제 용액을 유연 방식이나 도공 방식 등의 적절한 전개 방식에 의해 도포하여 건조시키는 방법, 점착제층을 형성한 이형 시트에 의해 전사하는 방법 등을 들 수 있다. 도포법은 리버스 코팅, 그라비아 코팅 등의 롤 코팅법, 스핀 코팅법, 스크린 코팅법, 파운텐 코팅법, 딥핑법, 스프레이법 등을 채용할 수 있다. 점착제 용액을 도포한 후, 건조 공정에서 용제나 물을 휘발시킴으로써 소정 두께의 점착제층을 얻는다.
점착제층의 두께는 사용 목적이나 접착력 등에 따라 적절히 결정할 수 있고, 일반적으로는 1 ∼ 500㎛ 이며, 바람직하게는 1 ∼ 50㎛ 이다. 나아가서는 1 ∼ 40㎛ 가 바람직하고, 나아가서는 5 ∼ 30㎛ 가 바람직하며, 특히 10 ∼ 25㎛ 가 바람직하다. 1㎛ 보다 얇으면 내구성이 나빠지고, 두꺼워지면 발포 등에 의한 들뜸이나 박리가 발생되기 쉬어 외관 불량이 되기 쉽다. 점착제층은 상이한 조성 또는 종류 등의 것의 중량층으로서 편광판이나 광학 필름의 편면 또는 양면에 형성할 수도 있다. 또 양면에 형성하는 경우에, 편광판이나 광학 필름의 표리에 있어서 상이한 조성이나 종류나 두께의 점착층으로 할 수도 있다.
또, 점착제층의 형성은 UV 경화성의 점착제 시럽을 이형 필름 상에 도포하여, 전자선이나 UV 등의 방사선을 조사함으로써 상기 아크릴계 공중합체를 함유하는 점착제층을 형성할 수 있다. 이 때, 점착제에는 가교제를 함유시킨 점에서, 고온에서의 신뢰성이나 점착제 자체의 형상 유지를 도모할 수 있다.
또한, 점착제층의 가교는 상기 건조 공정이나 UV 조사 공정에서 실시할 수 있는 것 이외에, 건조 후에 가온 상태나 실온 방치에 의한 에이징에 의해 가교가 촉진되는 가교 형태도 선택할 수 있다.
이형 시트의 구성 재료로는 종이, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 합성 수지 필름, 고무 시트, 종이, 직물, 부직포, 네트, 발포 시트나 금속박, 그들의 라미네이트체 등의 적절한 박엽체 등을 들 수 있다. 이형 시트의 표면에는 점착제층으로부터의 박리성을 높이기 위해, 필요에 따라 실리콘 처리, 장쇄 알킬 처리, 불소 처리 등의 저접착성의 박리 처리가 실시되어 있어도 된다.
점착제층 등의 형성에 있어서, 층간 밀착성을 향상시키기 위해서 광학 필름에는 활성화 처리를 할 수 있다. 활성화 처리는 각종 방법을 채용할 수 있어, 코로나 방전 처리, 플라즈마 방전 처리, 글로우 방전 처리, 저압 UV 처리 등의 표면 처리나, 비누화 처리를 할 수 있으며, 또 커플링제 등을 앵커층으로서 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 점착제 부착 광학 필름의 광학 필름이나 점착제층 등의 각층에는, 예를 들어 살리실산에스테르계 화합물이나 벤조페놀계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물이나 시아노아크릴레이트계 화합물, 니켈 착염계 화합물 등의 자외선 흡수제로 처리하는 방식 등의 방식에 의해 자외선 흡수능을 갖게 한 것 등이어도 된다.
광학 필름과 상기 점착제층 사이에는 상기 이외의 앵커 코트층을 갖고 있어도 된다. 본 발명의 점착제 부착 광학 필름의 점착제층과 광학 필름 사이에 형성되는 앵커 코트층을 형성하는 재료는 특별히 한정되지 않지만, 점착제층과 광학 필름 모두 양호한 밀착성을 나타내어, 응집력이 우수한 피막을 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 성질을 나타내는 것으로는 각종 폴리머류, 금속 산화물의 졸, 실리카 졸 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서도 특히 폴리머류가 바람직하게 사용된다.
상기 폴리머류로는 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 분자 중에 아미노기를 함유하는 폴리머류를 들 수 있다. 폴리머류의 사용 형태는 용제 가용형, 수분산형, 수용해형의 어느 것이어도 된다. 예를 들어 수용성 폴리우레탄, 수용성 폴리에스테르, 수용성 폴리아미드 등이나 수분산성 수지 (에틸렌-아세트산비닐계 에멀션, (메트)아크릴계 에멀션 등) 를 들 수 있다. 또, 수분산형은 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리아미드 등의 각종 수지를 유화제를 사용하여 에멀션화한 것이나, 상기 수지 중에 수분산성 친수기의 음이온기, 양이온기 또는 비이온기를 도입하여 자기 유화물로 한 것 등을 사용할 수 있다. 또 이온 고분자 착 물을 사용할 수 있다.
이러한 폴리머류는 점착제층 내의 이소시아네이트계 화합물과 반응성을 갖는 관능기를 갖는 것이 바람직하다. 상기 폴리머류로는 분자 중에 아미노기를 함유하는 폴리머류가 바람직하다. 특히 말단에 1 급 아미노기를 갖는 것이 바람직하게 사용되고, 이소시아네이트계 화합물과의 반응에 의해 강고하게 밀착되는 것이 확인되었다.
분자 중에 아미노기를 함유하는 폴리머류로는 폴리에틸렌이민, 폴리알릴아민, 폴리비닐아민, 폴리비닐피리딘, 폴리비닐피롤리딘, 디메틸아미노에틸아크릴레이트 등의 아미노기 함유 모노머의 중합체 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 폴리에틸렌이민이 바람직하다.
또 앵커 코트층의 형성에 있어서는, 아미노기를 함유하는 폴리머류에 추가로 아미노기를 함유하는 폴리머류와 반응하는 화합물을 혼합하고 가교하여, 앵커 코트층의 강도를 향상시킬 수 있다. 아미노기를 함유하는 폴리머류와 반응하는 화합물로는 에폭시 화합물 등을 예시할 수 있다.
앵커 코트층을 형성하는 경우에는, 상기 광학 필름 상에 앵커 코트층을 형성한 후에 점착제층을 형성한다. 예를 들어 폴리에틸렌이민 수용액과 같은 앵커 성분의 용액을 코팅법, 딥핑법, 스프레이법 등의 도공법을 사용하여, 도포, 건조시켜 앵커 코트층을 형성시킨다. 앵커 코트층의 두께로는 10 ∼ 5000㎚ 정도, 나아가서는 50 ∼ 500㎚ 의 범위에 있는 것이 바람직하다. 앵커 코트층의 두께가 얇아지면, 벌크로서의 성질을 갖지 않아 충분한 강도를 나타내지 않게 되어, 충분 한 밀착성이 얻어지지 않는 경우가 있다. 또, 지나치게 두꺼우면 광학 특성의 저하를 초래할 우려가 있다.
점착제 부착 광학 필름으로는 대전 방지성을 부여하기 위해 대전 방지제를 사용할 수 있다. 대전 방지제는 각 층에 함유시킬 수 있고, 또 별도로 대전 방지층을 형성할 수 있다. 대전 방지제로는 이온성 계면 활성제계 ; 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리퀴녹살린 등의 도전 폴리머계 ; 산화주석, 산화안티몬, 산화인듐 등의 금속 산화물계 등을 들 수 있고, 특히 광학 특성, 외관, 대전 방지 효과, 및 대전 방지 효과의 열시, 가습시에서의 안정성이라는 관점에서 도전성 폴리머계가 바람직하게 사용된다. 이 중에서도 폴리아닐린, 폴리티오펜 등의 수용성 도전성 폴리머, 또는 수분산성 도전성 폴리머가 특히 바람직하게 사용된다. 이것은 대전 방지층의 형성 재료로서 수용성 도전성 폴리머나 수분산성 도전성 폴리머를 사용한 경우, 도포 공정시에 유기 용제에 의한 광학 필름 기재의 변질을 억제하는 점에서 바람직하다.
본 발명의 점착제 부착 광학 필름에 사용되는 광학 필름으로는 액정 표시 장치 등의 화상 표시 장치의 형성에 이용되는 것이 사용되고, 그 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어 광학 필름으로는 편광판을 들 수 있다. 편광판은 편광자의 편면 또는 양면에는 투명 보호 필름을 갖는 것이 일반적으로 사용된다.
편광자는, 특별히 한정되지 않고, 각종의 것을 사용할 수 있다. 편광자로는, 예를 들어, 폴리비닐알코올계 필름, 부분 포르말화 폴리비닐알코올계 필름, 에틸렌·아세트산 비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드나 이색성 염료의 이색성 물질을 흡착시켜 1 축 연신한 것, 폴리비닐알코올의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 폴리비닐알코올계 필름과 요오드 등의 이색성 물질로 이루어지는 편광자가 바람직하다. 이들 편광자의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 일반적으로 5∼80㎛ 정도이다.
폴리비닐알코올계 필름을 요오드로 염색하여 1 축 연신한 편광자는, 예를 들어, 폴리비닐알코올을 요오드의 수용액에 침지함으로써 염색하고, 원 길이(元長)의 3∼7배로 연신함으로써 제조할 수 있다. 필요에 따라 붕산이나 황산 아연, 염화 아연 등을 함유하고 있어도 되는 요오드화 칼륨 등의 수용액에 침지할 수도 있다. 추가로 필요에 따라 염색 전에 폴리비닐알코올계 필름을 물에 침지하여 수세해도 된다. 폴리비닐알코올계 필름을 수세함으로써 폴리비닐알코올계 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있는 것 외에, 폴리비닐알코올계 필름을 팽윤시킴으로써 염색의 얼룩 등의 불균일을 방지하는 효과도 있다. 연신은 요오드로 염색한 후에 실시해도 되고, 염색하면서 연신해도 되며, 또 연신하고 나서 요오드로 염색해도 된다. 붕산이나 요오드화 칼륨 등의 수용액이나 수욕 중에서도 연신할 수 있다.
상기 편광자의 편면 또는 양면에 형성되는 투명 보호 필름을 형성하는 재료로는, 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차단성, 등방성 등이 우수한 것이 바람직하다. 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 폴리머, 디아세틸셀룰로오스나 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰 로오스계 폴리머, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 폴리머, 폴리스틸렌이나 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체 (AS 수지) 등의 스티렌계 폴리머, 폴리카보네이트계 폴리머 등을 들 수 있다. 또, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 내지는 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌·프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀계 폴리머, 염화비닐계 폴리머, 나일론이나 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 폴리머, 이미드계 폴리머, 술폰계 폴리머, 폴리에테르술폰계 폴리머, 폴리에테르에테르케톤계 폴리머, 폴리페닐렌술파이드계 폴리머, 비닐알코올계 폴리머, 염화 비닐리덴계 폴리머, 비닐부티랄계 폴리머, 알릴레이트계 폴리머, 폴리옥시메틸렌계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 또는 상기 폴리머의 블렌드물 등도 상기 투명 보호 필름을 형성하는 폴리머의 예로서 들 수 있다. 투명 보호 필름은, 아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열 경화형, 자외선 경화형의 수지의 경화층으로서 형성할 수도 있다.
또, 일본 공개특허공보 2001-343529호 (WO01/37007) 에 기재된 폴리머 필름, 예를 들어, (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-메틸말레이미드로 이루어지는 교호 공중합체와 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체를 함유하는 수지 조성물의 필름을 들 수 있다. 필름은 수지 조성물의 혼합 압출품 등으로 이루어지는 필름을 사용할 수 있다.
보호 필름의 두께는 적절히 결정할 수 있는데, 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성, 박막성 등의 점에서 1∼500㎛ 정도이다. 특히, 5∼200㎛ 가 바람직하다.
또, 보호 필름은 가능한 한 착색이 없는 것이 바람직하다. 따라서, Rth = (nx-nz)·d (단, nx 는 필름 평면 내의 지상축 방향의 굴절률, nz 는 필름 두께 방향의 굴절률, d 는 필름 두께이다) 로 나타내는 필름 두께 방향의 위상차가 -90nm∼+75nm 인 보호 필름이 바람직하게 사용된다. 이러한 두께 방향의 위상차 값 (Rth) 이 -90nm∼+75nm 인 것을 사용함으로써, 보호 필름에서 기인하는 편광판의 착색 (광학적 착색) 은 거의 해소할 수 있다. 두께 방향 위상차 (Rth) 는, 더욱 바람직하게는 -80nm∼+60nm, 특히 -70nm∼+45nm 가 바람직하다.
보호 필름으로는, 편광 특성이나 내구성 등의 점에서, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머가 바람직하다. 특히 트리아세틸셀룰로오스 필름이 바람직하다. 또 편광자의 치수 변화에 의한 응력을 받은 경우에도 위상차가 잘 발생하지 않는 열가소성 포화 노르보르넨계 수지를 사용할 수도 있다. 열가소성 포화 노르보르넨계 수지는 시클로올레핀이 주골격이 되어, 탄소-탄소 이중 결합을 실질적으로 갖지 않는 것이다. 열가소성 포화 노르보르넨계 수지로는 닛폰 제온 (주) 제조의 제오넥스, 제오노아, JSR (주) 제조의 아톤 등을 들 수 있다.
또한, 편광자의 양측에 보호 필름을 형성하는 경우, 그 표리에 있어서 동일한 폴리머 재료로 이루어지는 보호 필름을 사용해도 되고, 상이한 폴리머 재료 등으로 이루어지는 보호 필름을 사용해도 된다.
상기 편광자와 보호 필름은 통상, 수계 접착제 등을 개재하여 밀착되어 있 다. 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, 하드 코트층이나 반사 방지 처리, 스티킹 방지나, 확산 내지 안티글레어를 목적으로 한 처리를 행한 것이어도 된다.
하드 코트 처리는 편광판 표면의 손상 방지 등을 목적으로 행해지는 것이고, 예를 들어 아크릴계, 실리콘계 등의 적절한 자외선 경화형 수지에 의한 경도나 미끄럼 특성 등이 우수한 경화 피막을 투명 보호 필름의 표면에 부가하는 방식 등으로 형성할 수 있다. 반사 방지 처리는 편광판 표면에서의 외광의 반사 방지를 목적으로 행해지는 것이고, 종래에 준한 반사 방지막 등의 형성에 의해 달성할 수 있다. 또, 스티킹 방지 처리는 다른 부재의 인접층과의 밀착 방지를 목적으로 실시된다.
또, 안티 글레어 처리는 편광판의 표면에서 외광이 반사되어 편광판 투과광의 시인을 저해하는 것의 방지 등을 목적으로 실시되는 것으로서, 예를 들어 샌드 블라스트 방식이나 엠보싱 가공 방식에 의한 조면화 방식이나 투명 미립자의 배합 방식 등의 적절한 방식으로 투명 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, 산화주석, 산화인듐, 산화카드뮴, 산화안티몬 등으로 이루어지는 도전성일 수 도 있는 무기계 미립자, 가교 또는 미가교의 폴리머 등으로 이루어지는 유기계 미립자 (비드를 포함한다) 등의 투명 미립자가 사용된다. 표면 미세 요철 구조를 형성하는 경우, 미립자의 사용량은, 표면 미세 요철 구조를 형성하는 투명 수지 100 중량부에 대하여 일반적으로 2 ∼ 50 중량부 정도이며, 5 ∼ 25 중량부가 바람직하다. 안티 글레어층은 편광판 투과광을 확산시켜 시각 등을 확대하기 위한 확산층 (시각 확대 기능 등) 을 겸하는 것이어도 된다.
또한, 상기 반사 방지층, 스티킹 방지층, 확산층이나 안티 글레어층 등은 투명 보호 필름 그 자체에 형성하는 할 수 있는 것 이외에, 별도 광학층으로서 투명 보호 필름과는 별체의 것으로서 형성할 수도 있다.
또 광학 필름으로는 예를 들어 반사판이나 반투과판, 위상차판 (1/2 이나 1/4 등의 파장판을 포함한다), 시각 보상 필름, 휘도 향상 필름 등의 액정 표시 장치 등의 형성에 사용될 수 있는 광학층이 되는 것을 들 수 있다. 이들은 단독으로 광학 필름으로서 사용할 수 있는 것 이외에, 상기 편광판에 실용시에 적층시켜 1 층 또는 2 층 이상 사용할 수 있다.
특히 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, 또는 편광판에 추가로 휘도 향상 필름이 적층되어 이루어지는 편광판이 바람직하다.
반사형 편광판은 편광판에 반사층을 형성한 것으로, 시인측 (표시측) 으로부 터의 입사광을 반사시켜 표시하는 타입의 액정 표시 장치 등을 형성하기 위한 것으로서, 백라이트 등의 광원의 내장을 생략할 수 있어 액정 표시 장치의 박형화를 도모하기 쉬움 등의 이점을 갖는다. 반사형 편광판의 형성은 필요하게 따라 투명 보호층 등을 개재하여 편광판의 편면에 금속 등으로 이루어지는 반사층을 부설하는 방식 등의 적절한 방식으로 실시할 수 있다.
반사형 편광판의 구체예로는 필요에 따라 매트 처리한 투명 보호 필름의 편면에 알루미늄 등의 반사성 금속으로 이루어지는 박이나 증착막을 부설하여 반사층을 형성한 것 등을 들 수 있다. 또, 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. 또 미립자를 함유하는 보호 필름은 입사광 및 그 반사광이 그것을 투과할 때에 확산되어 명암 불균일을 보다 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 적절한 방식으로 금속을 투명 보호층의 표면에 직접 부설하는 방법 등에 의해 실시할 수 있다.
반사판은 상기 편광판의 투명 보호 필름에 직접 부여하는 방식 대신에, 그 투명 필름에 준한 적절한 필름에 반사층을 형성하여 이루어지는 반사 시트 등으로서 사용할 수 있다. 또한 반사층은 통상 금속으로 이루어지기 때문에, 그 반사 면이 투명 보호 필름이나 편광판 등으로 피복된 상태의 사용 형태가, 산화에 의한 반사율의 저하 방지, 나아가서는 초기 반사율을 장기 지속시키는 점이나, 보호층이 별도로 부설되는 것을 회피하는 점 등에서 바람직하다.
또한, 반투과형 편광판은 상기에 있어서 반사층에서 광을 반사하고, 또한 투과 하는 하프 미러 등의 반투과형의 반사층으로 함으로써 얻을 수 있다. 반투과형 편광판은 통상 액정 셀의 이측에 형성되고, 액정 표시 장치 등을 비교적 밝은 분위기에서 사용하는 경우에는, 시인측 (표시측) 으로부터의 입사광을 반사시켜 화상을 표시하고, 비교적 어두운 분위기에 있어서는 반투과형 편광판의 백사이드에 내장되어 있는 백라이트 등의 내장 전원을 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 내장 전원을 이용하여 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, 또는 직선 편광의 편광 방향을 바꾸는 경우에 위상차판 등이 사용된다. 특히 직선 편광을 원 편광으로 바꾸거나, 원 편광을 직선 편광으로 바꾸는 위상차판으로는 이른바 1/4 파장판 (λ/4 판이라고도 한다) 이 사용된다. 1/2 파장판 (λ/2 판이라고도 한다) 은 통상 직선 편광의 편광 방향을 바꾸는 경우에 사용된다.
타원 편광판은 슈퍼 트위스트 네마틱 (STN) 형 액정 표시 장치의 액정층의 복굴절에 의해 발생된 착색 (파랑 또는 노랑) 을 보상 (방지) 하여, 상기 착색이 없는 흑백 표시하는 경우 등에 유효하게 사용된다. 또한, 3 차원의 굴절률을 제어한 것은, 액정 표시 장치의 화면을 경사 방향에서 보았을 때에 발생하는 착색도 보상 (방지) 할 수 있어 바람직하다. 원 편광판은 예를 들어 화상이 컬러 표시가 되는 반사형 액정 표시 장치의 화상의 색조를 정돈하는 경우 등에 유효하게 사용되고, 또 반사 방지의 기능도 갖는다.
위상차판으로는 고분자 소재를 1 축 또는 2 축 연신 처리하여 이루어지는 복굴절성 필름, 액정 폴리머의 배향 필름, 액정 폴리머의 배향층을 필름으로 지지한 것 등을 들 수 있다. 위상차판의 두께도 특별히 제한되지 않지만 0.5 ∼ 150㎛, 0.5 ∼ 50㎛ 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 2 원계, 3 원계 각종 공중합체, 그래프트 공중합체, 블렌드물 등을 들 수 있다. 이들 고분자 소재는 연신 등에 의해 배향물 (연신 필름) 이 된다.
액정 폴리머로는 예를 들어 액정 배향성을 부여하는 공액성의 직선상 원자단 (메소겐) 이 폴리머의 주쇄나 측쇄에 도입된 주쇄형이나 측쇄형의 각종의 것 등을 들 수 있다. 주쇄형 액정 폴리머의 구체예로는 굴곡성을 부여하는 스페이서부에서 메소겐기를 결합한 구조의, 예를 들어 네마틱 배향성의 폴리에스테르계 액정성 폴리머, 디스코틱 폴리머나 콜레스테릭 폴리머 등을 들 수 있다. 측쇄형 액정 폴리머의 구체예로는 폴리실록산, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트 또는 폴리말로네이트를 주쇄 골격으로 하고, 측쇄로서 공액성의 원자단으로 이루어지는 스페이서부를 개재하여 네마틱 배향 부여성의 파라 치환 고리형 화합물 단위로 이루어지는 메소겐부를 갖는 것 등을 들 수 있다. 이들 액정 폴리머는 예를 들어 유리판 상에 형성한 폴리이미드나 폴리비닐알코올 등의 박막의 표면을 러빙 처리한 것, 산화규소를 사방(斜方) 증착시킨 것 등의 배향 처리면상에 액정성 폴리머의 용액을 전개하여 열처리함으로써 이루어진다.
위상차판은 예를 들어 각종 파장판이나 액정층의 복굴절에 의한 착색이나 시각 등의 보상을 목적으로 한 것 등의 사용 목적에 따른 적절한 위상차를 갖는 것이어도 되고, 2 종 이상의 위상차판을 적층시켜 위상차 등의 광학 특성을 제어한 것 등이어도 된다.
또, 상기 타원 편광판이나 반사형 타원 편광판은, 편광판 또는 반사형 편광판과 위상차판을 적절한 조합으로 적층시킨 것이다. 이러한 타원 편광판 등은 (반사형) 편광판과 위상차판의 조합이 되도록 그들을 액정 표시 장치의 제조 과정에서 순차 별개로 적층시킴으로써도 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 있는 이점이 있다.
시각 보상 필름은 액정 표시 장치의 화면을, 화면에 수직이 아니라 약간 경사진 방향에서 본 경우에도, 화상이 비교적 선명하게 보이도록 시야각을 확대하기 위한 필름이다. 이와 같은 시각 보상 위상차판으로는 예를 들어 위상차판, 액정 폴리머 등의 배향 필름이나 투명 기재 상에 액정 폴리머 등의 배향층을 지지한 것 등으로 이루어진다. 통상적인 위상차판은 그 면 방향으로 1 축으로 연신된 복굴절을 갖는 폴리머 필름이 사용되는 데 반해, 시각 보상 필름으로서 사용되는 위상차판에는 면 방향으로 2 축으로 연신된 복굴절을 갖는 폴리머 필름이거나, 면 방향으로 1 축으로 연신되고 두께 방향으로도 연신된 두께 방향의 굴절률을 제어한 복굴절을 갖는 폴리머나 경사 배향 필름과 같은 2 방향 연신 필름 등이 사용된다. 경사 배향 필름으로는 예를 들어 폴리머 필름에 열수축 필름을 접착하여 가열에 의한 그 수축력의 작용 하에서 폴리머 필름을 연신 처리 또는/및 수축 처리한 것이나, 액정 폴리머를 경사 배향시킨 것 등을 들 수 있다. 위상차판의 소재 원료 폴리머는 상기 위상차판에서 설명한 폴리머와 동일한 것이 사용되고, 액정 셀에 의한 위상차에 기초하는 시인각의 변화에 의한 착색 등의 방지나 양호한 시인의 시야각의 확대 등을 목적으로 한 적절한 것을 사용할 수 있다.
또, 양호한 시인의 넓은 시야각을 달성하는 점 등으로부터, 액정 폴리머의 배향층, 특히 디스코틱 액정 폴리머의 경사 배향층으로 이루어지는 광학적 이방성층을 트리아세틸셀룰로오스 필름으로 지지한 광학 보상 위상차판을 바람직하게 사용할 수 있다.
편광판과 휘도 향상 필름을 접착한 편광판은 통상 액정 셀의 이측 사이드에 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 반사하고, 다른 광은 투과하는 특성을 나타내는 것으로서, 휘도 향상 필름을 편광판과 적층시킨 편광판은 백라이트 등의 광원으로부터의 광을 입사시켜 소정 편광 상태의 투과광을 얻음과 함께, 상기 소정 편광 상태 이외의 광은 투과시키지 않고 반사된다. 이 휘도 향상 필름면에서 반사된 광을 다시 그 뒤측에 형성된 반사층 등을 통하여 반전시켜 휘도 향상 필름에 재입사시키고, 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. 즉, 휘도 향상 필름을 사용하지 않고, 백라이트 등에 의해 액정 셀의 이측으로부터 편광자를 통과하여 광을 입사시킨 경우에는, 편광자의 편광축과 일치하지 않는 편광 방향을 갖는 광은 거의 편광자에 흡수되어 편광자를 투과해 오지 않는다. 즉, 사용한 편광자의 특성에 따라서도 상이한데, 대략 50％ 의 광이 편광자에 흡수되고, 그 만큼 액정 화상 표시 등에 사용할 수 있는 광량이 감소되어 화상이 어두워진다. 휘도 향상 필름은 편광자에 흡수되는 편광 방향을 갖는 광을 편광자에 입사시키지 않고 휘도 향상 필름에서 일단 반사시키고, 추가로 그 뒤측에 형성된 반사층 등을 통하여 반전시켜 휘도 향상 필름에 재입사시키는 것을 반복하여, 이 양자 사이에서 반사, 반전되어 있는 광의 편광 방향이 편광 자를 통과할 수 있는 편광 방향으로 된 편광만을, 휘도 향상 필름은 투과시켜 편광자에 공급하기 때문에, 백라이트 등의 광을 효율적으로 액정 표시 장치의 화상 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 편광 상태의 광은 상기 반사층 등을 향하지만, 설치된 확산판은 통과하는 광을 균일하게 확산시킴과 동시에 편광 상태를 해소하여 비편광 상태가 된다. 즉, 자연광 상태의 광이 반사층 등을 향하고, 반사층 등을 통하여 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 표시 화면의 밝음을 유지하면서, 동시에 표시 화면의 밝기의 불균일을 감소시켜, 균일하고 밝은 화면을 제공할 수 있다. 이러한 확산판을 형성함으로써, 첫회의 입사광은 반사의 반복 횟수가 적당히 증가되어, 확산판의 확산 기능에 힘입어 균일한 밝은 표시 화면을 제공할 수 있던 것으로 생각된다.
상기 휘도 향상 필름으로는, 예를 들어 유전체의 다층 박막이나 굴절률 이방성이 상이한 박막 필름의 다층 적층체와 같은, 소정 편광축의 직선 편광을 투과하고 다른 광은 반사하는 특성을 나타내는 것, 콜레스테릭 액정 폴리머의 배향 필름이나 그 배향 액정층을 필름 기재 상에 지지한 것과 같이, 좌회전 또는 우회전 중 어느 일방의 원 편광을 반사하고 다른 광은 투과하는 특성을 나타내는 것 등의 적절한 것을 사용할 수 있다.
따라서, 상기한 소정 편광축의 직선 편광을 투과시키는 타입의 휘도 향상 필름에서는, 그 투과광을 그대로 편광판에 편광축을 일치시켜 입사시킴으로써, 편광판에 의한 흡수 손실을 억제하면서 효율적으로 투과시킬 수 있다. 한편, 콜레스테릭 액정층과 같이 원 편광을 투과하는 타입의 휘도 향상 필름에서는, 그대로 편광자에 입사시킬 수도 있지만, 흡수 손실을 억제하는 점에서 그 원 편광을 위상차판을 개재시켜 직선 편광화하여 편광판에 입사시키는 것이 바람직하다. 또한, 그 위상차판으로서 1/4 파장판을 사용함으로써, 원 편광을 직선 편광으로 변환할 수 있다.
가시 광역 등의 넓은 파장에서 1/4 파장판으로서 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 중첩시키는 방식 등에 의해 얻을 수 있다. 따라서 편광판과 휘도 향상 필름 사이에 배치하는 위상차판은 1 층 또는 2 층 이상의 위상차층으로 이루어지는 것이어도 된다.
또한, 콜레스테릭 액정층에 대해서도, 반사 파장이 상이한 것의 조합으로 하여 2 층 또는 3 층 이상 중첩시킨 배치 구조로 함으로써, 가시광역 등의 넓은 파장 범위에서 원 편광을 반사하는 것을 얻을 수 있고, 그것에 기초하여 넓은 파장 범위의 투과 원 편광을 얻을 수 있다.
또, 편광판은, 상기 편광 분리형 편광판과 같이 편광판과 2 층 또는 3 층 이상의 광학층을 적층시킨 것으로 이루어져 있어도 된다. 따라서, 상기 반사형 편광판이나 반투과형 편광판과 위상차판을 조합한 반사형 타원 편광판이나 반투과형 타원 편광판 등이어도 된다.
디스코틱 액정층을 포함하는 시야각 확대 필름, 코팅에 의해 형성된 필름 등의 위상차 기능을 갖는 필름 등, 특히 주변부에 불균일이 발생하기 쉬운 광학 필름에 본 발명의 점착제가 바람직하게 사용된다.
편광판에 상기 광학층을 적층시킨 광학 필름은, 액정 표시 장치 등의 제조 과정에서 순차 별개로 적층시키는 방식으로도 형성할 수 있는데, 미리 적층시켜 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. 상기 편광판과 다른 광학층의 접착시에, 그들 광학축은 목적으로 하는 위상차 특성 등에 따라 적절한 배치 각도로 할 수 있다.
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, 액정 셀과 점착제 부착 광학 필름, 및 필요에 따른 조명 시스템 등의 구성 부품을 적절히 조립하여 구동 회로를 편입하는 것 등에 의해 형성되는데, 본 발명에 있어서는 본 발명에 의한 점착제 부착 광학 필름을 사용하는 점을 제외하고 특별히 한정되지 않고, 종래에 준할 수 있다. 액정 셀에 대해서도, 예를 들어 TN 형이나 STN 형, π 형 등의 임의의 타입 등의 것을 사용할 수 있다.
액정 셀의 편측 또는 양측에 점착제 부착 광학 필름을 배치한 액정 표시 장 치나, 조명 시스템에 백라이트 또는 반사판을 사용한 것 등의 적절한 액정 표시 장치를 형성할 수 있다. 그 경우, 본 발명에 의한 광학 필름은 액정 셀의 편측 또는 양측에 설치할 수 있다. 양측에 광학 필름을 형성하는 경우, 그들은 동일한 것이어도 되고, 상이한 것이어도 된다. 또한, 액정 표시 장치의 형성시에는 예를 들어 확산판, 안티 글레어층, 반사 방지막, 보호판, 프리즘 어레이, 렌즈 어레이 시트, 광 확산판, 백라이트 등의 적절한 부품을 적절한 위치에 1 층 또는 2 층 이상 배치할 수 있다.
실시예
이하에, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
냉각관, 교반 날개, 온도계가 부속된 4 구 플라스크 중에 부틸아크릴레이트 95 중량부, 아크릴산 4 중량부, N-(2-히드록시에틸)아크릴아미드 1 중량부 및 과산화벤조일 0.2 중량부를 톨루엔 200 중량부와 함께 첨가하여 충분히 질소 치환한 후, 질소 기류 하에서 교반하면서 약 60℃ 에서 8 시간 반응시켜 중량 평균 분자량 180 만 (GPC 폴리스티렌 환산) 의 아크릴계 공중합체 용액을 얻었다. 이 아크릴계 공중합체 용액의 고형분 100 중량부에 대하여, 이소시아네이트계 가교제 (콜로네이트 L, 닛폰 폴리우레탄사 제조) 를 고형분으로 0.5 중량부 첨가하여 점착제 용액을 제조하였다.
실시예 2 ∼ 12, 비교예 1 ∼ 4
실시예 1 에 있어서, 모노머 성분의 종류 또는 배합량을 표 1 에 나타내는 바와 같이 바꾼 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 점착제 용액을 제조하였다.
실시예 및 비교예에서 얻어진 점착제 용액을, 이형 처리를 한 폴리에스테르 필름 (두께 38㎛) 으로 이루어지는 세퍼레이터 상에, 건조 후의 점착제층의 두께가 20㎛ 가 되도록 리버스 롤 코트법에 의해 도포하고, 155℃ 에서 3 분간 가열 처리하여 용제를 휘발시켜 점착제층을 얻었다. 이 점착제층을 시야각 확대 필름 부착 편광판 (닛토 덴코 제조 : NWF-LESEG 타입) 에 적층시켜 점착제 부착 광학 필름을 제작하였다. 시야각 확대 필름 부착 편광판은 편광판에, 접착제에 의해 시야각 확대 필름으로서 액정층을 적층시킨 것으로서, 점착제층은 시야각 확대 필름측 표면에 형성하였다.
상기에서 얻어진 점착제 부착 광학 필름에 대하여 이하의 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
<불균일>
점착제 부착 광학 필름은 편광판의 흡수축에 대하여 135˚의 각도로 17 인치 사이즈로 잘라낸 것을 2 장 준비하였다. 이 점착제 부착 광학 필름을 유리판의 표리에 크로스니콜이 되도록 라미네이터에 의해 접착시킨 후, 5℃, 5atm 으로 15 분간의 오토클레이브 처리를 하였다. 이것을 초기 상태로 하였다. 이어서, 60℃ 에서 24 시간의 가열 처리를 하였다. 이것을 가열 처리 후의 상태로 하였다. 초기 상태 및 가열 처리 후의 상태에 대하여 광학 필름을 백라이트 상에 두고, 그 주변부의 불균일을 하기 기준에 의해 육안으로 평가하였다. ○ : 주변부에 불균일 없음. × : 주변부에 불균일 있음.
<점착력의 측정>
점착제 부착 광학 필름을 위상차판 (JSR 사 제조, 노르보르넨계 필름, 아톤) 에 접착시킨 후, 25㎜ × 150㎜ 로 재단하여, 인장 시험기로 박리 각도 90˚, 박리 속도 300㎜/min 로 점착력을 측정하였다.
Figure 112011003286713-pct00001
표 1 중, BA : n-부틸아크릴레이트, 2EHA : 2-에틸헥실아크릴레이트, HEAA : N-(2-히드록시에틸)아크릴아미드, AA : 아크릴산, ACMO : N-아크릴로일모르폴린, DMAA : N,N-디메틸아크릴아미드, HEA : 2-히드록시에틸아크릴레이트를 나타낸다.
실시예, 비교예에서는 초기 상태는 모두 평가「○」로서 주변부의 불균일은 없었다. 한편, 실시예에서는 가열 처리 후의 상태도 평가「○」이었다. 그러나, 비교예 1, 3 에서는 HEAA 를 사용하지 않았기 때문에, 또 비교예 2, 4 에서는 HEAA 대신에 히드록시기 함유 모노머로서 HEA 를 사용하고 있는데, 가열 처리 후의 상태는 모두「×」로서 주변부에 불균일이 확인되었다.

Claims (12)

  1. 삭제
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  5. 삭제
  6. 광학 필름의 적어도 일방의 면에 점착제층이 적층되어 있는 점착제 부착 광학 필름으로서,
    상기 점착제층은, 알킬(메트)아크릴레이트 (a1) 및 N-(2-히드록시에틸)(메트)아크릴아미드 (a2) 를 모노머 단위로서 함유하여 이루어지고, 상기 N-(2-히드록시에틸)(메트)아크릴아미드 (a2) 의 비율이, 상기 알킬(메트)아크릴레이트 (a1) 100 중량부에 대하여, 0.01 ∼ 30 중량부인 아크릴계 공중합체, 그리고 가교제를 함유하는 광학용 점착제에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 점착제 부착 광학 필름.
  7. 제 6 항에 있어서,
    모노머 단위로서, 추가로, 상기 (a1) 성분 및 상기 (a2) 성분을 제외하는, 모노머 (a3) 를, 상기 알킬(메트)아크릴레이트 (a1) 100 중량부에 대하여, 50 중량부 이하 함유하는 것을 특징으로 하는 점착제 부착 광학 필름.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 모노머 (a3) 가, 카르복시기를 함유하는 모노머를 함유하는 것을 특징으로 하는 점착제 부착 광학 필름.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 모노머 (a3) 가, 질소 함유 비닐 모노머를 함유하는 것을 특징으로 하는 점착제 부착 광학 필름.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 모노머 (a3) 가, 카르복시기를 함유하는 모노머 및 질소 함유 비닐 모노머를 함유하는 것을 특징으로 하는 점착제 부착 광학 필름.
  11. 제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 필름이 편광판 및/또는 위상차판인 것을 특징으로 하는 점착제 부착 광학 필름.
  12. 제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 점착제 부착 광학 필름이 사용되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
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