KR102007586B1 - 편광판 및 화상 표시 장치 - Google Patents

편광판 및 화상 표시 장치 Download PDF

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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 편광판(1A)은, 표면 저항값이 0.01Ω/sq. 내지 800Ω/sq.인 도전층(2)과 기재(3)와 편광층(4)을 갖는다. 바람직하게는 도전층(2), 기재(3) 및 편광층(4)은 이 순서로 적층되어 있다. 바람직한 도전층(2)은 그의 전체 광선 투과율이 80％ 이상이다. 본 발명의 편광판은 우수한 전자파 실드성을 갖는다.

Description

편광판 및 화상 표시 장치{POLARIZATION PLATE AND IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 우수한 전자파 실드성을 갖는 편광판 및 그것을 사용한 화상 표시 장치에 관한 것이다.
휴대 전화, 스마트폰, 휴대 게임기, 태블릿 등과 같은 화상 표시 장치를 갖는 정보 기기에 있어서는, 일반적으로 전자 노이즈에 기인하는 복수의 기기 사이 또는 기기 내의 오작동을 방지하기 위해서, 전자파 실드 처리가 실시되고 있다. 이러한 전자파 실드 처리로서는, 예를 들어 화상 표시 장치 등의 전자 노이즈 발생원 또는 그의 근방에 전자파 실드재를 배치하는 것이 행해지고 있다.
특허문헌 1 및 2에는, 액정 표시 장치의 표시 패널의 전방면에, 두께가 3㎛ 이하, 가시광선의 투과율이 78％ 이상이며 또한 표면 저항값이 103 내지 1012Ω/sq.인 도전성 고분자층을 갖는 편광판용 보호 필름을 배치하는 것이 개시되어 있다.
그러나, 이러한 필름은 스마트폰 등의 터치 패널 부착 화상 표시 장치를 갖는 정보 기기에 대한 전자파 실드재로서 충분한 것이라고 할 수는 없다. 즉, 터치 패널이 갖는 터치 센서는 약간의 전자파에도 영향을 받기 때문에, 터치 패널 부착 화상 표시 장치에는 우수한 전자파 실드성을 갖는 편광판이 요구된다.
일본 특허 공개 제2010-24457호 공보 일본 특허 공개 제2010-26523호 공보
본 발명의 목적은 우수한 전자파 실드성을 갖는 편광판 및 그것을 사용한 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 편광판은, 표면 저항값이 0.01Ω/sq. 내지 800Ω/sq.인 도전층과 기재와 편광층을 갖는다.
본 발명의 바람직한 편광판은, 상기 도전층 및 기재를 갖는 도전층 부착 기재의 전체 광선 투과율이 80％ 이상이다.
본 발명의 바람직한 편광판은 도전층, 기재 및 편광층의 순서로 적층되어 있다.
본 발명의 바람직한 편광판은, 상기 도전층이 금속 나노와이어, 금속 메쉬, 금속 산화물, 도전성 고분자 및 카본계 나노 재료로부터 선택되는 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 바람직한 편광판은, 상기 기재가 셀룰로오스계 수지, 아크릴계 수지, 폴리카르보네이트계 수지 및 시클로올레핀계 수지로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 수지 필름이다.
본 발명이 다른 국면에 의하면, 화상 표시 장치가 제공된다.
이 화상 표시 장치는 상기 어느 것의 편광판과, 액정 셀을 갖는다.
본 발명의 바람직한 화상 표시 장치는 추가로 터치 패널을 갖고, 상기 터치 패널이 액정 셀의 시인면측에 배치되어 있다.
본 발명의 편광판은 우수한 전자파 실드성을 가지므로, 전자파를 효과적으로 차단할 수 있다. 또한, 본 발명의 편광판은 투광성도 우수하므로, 화상 표시 장치에 내장되는 편광판으로서 적합하게 이용할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 편광판의 단면도.
도 2는 제2 실시 형태에 따른 편광판의 단면도.
도 3은 제3 실시 형태에 따른 편광판의 단면도.
도 4는 제4 실시 형태에 따른 편광판의 단면도.
도 5는 하나의 실시 형태에 따른 화상 표시 장치를 구비하는 액정 패널의 구성예의 개략 참고도.
도 6은 다른 실시 형태에 따른 화상 표시 장치를 구비하는 터치 패널 부착 액정 패널의 구성예의 개략 참고도.
이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.
본 명세서에 있어서, 「내지」로 표현되는 수치 범위는, 「내지」의 전후의 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 수치 범위를 의미한다. 각 도면에 표현된 두께 및 길이 등의 치수는 실제의 것과는 상이한 것임에 유의하기 바란다.
[편광판]
본 발명의 편광판은, 표면 저항값이 0.01Ω/sq. 내지 800Ω/sq.인 도전층과, 기재와, 편광층을 갖는다.
표면 저항값이 0.01Ω/sq. 내지 800Ω/sq.인 도전층을 갖는 본 발명의 편광판은 우수한 전자파 실드성을 갖는다.
본 발명의 편광판은, 필요에 따라서 도전층, 기재 및 편광층 이외의 임의의 기능층을 갖고 있어도 된다. 기능층으로서는, 예를 들어 점착층, 보호층, 위상차층 등을 들 수 있다. 상기 점착층은 편광판을 임의의 부재에 접착시키기 위한 층이다. 점착층은, 대표적으로는 투광성이 우수한 공지된 점착제로 형성되고, 상기 점착제로서는, 예를 들어 아크릴계 점착제를 들 수 있다. 또한, 점착층의 두께는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 10㎛ 내지 30㎛이다.
상기 보호층은 상기 편광층 등을 보호하기 위한 층이며, 보호층으로서는, 대표적으로는 보호 필름을 들 수 있다. 보호 필름은 광학적으로 등방성인 필름을 사용하는 것이 바람직하고, 예를 들어 트리아세틸셀룰로오스 필름 등의 공지된 필름을 들 수 있다. 상기 위상차층은 광에 위상차를 부여하는 층이며, 위상차층으로서는 대표적으로는 1/4 파장판이나 1/2 파장판 등을 들 수 있다.
도전층, 기재 및 편광층 등의 각 층의 적층 순서는 특별히 한정되지 않는다. 또한, 도전층, 기재 및 편광층 등의 각 층은 서로 직접적으로 접착되어 있어도 되고, 또는 접착층을 통하여 접착되어 있어도 된다. 접착층은 투광성이 우수한 공지된 점착제 또는 접착제로 형성된다.
제1 실시 형태에 따른 편광판(1A)은, 도 1에 도시한 바와 같이 도전층(2), 기재(3) 및 편광층(4)의 순서로 적층되어 있다. 또한, 편광판(1A)을 임의의 부재에 접착시키기 위해서, 필요에 따라서 도전층(2)의 제1면측에 점착층(5)이 적층되어 있다. 상기 점착층(5)은 편광층(4)의 제2면측에 설치되어 있어도 된다(도시하지 않음). 또한, 제1면은 도면에 있어서 지면 하측의 면, 제2면은 지면 상측의 면이다.
제2 실시 형태에 따른 편광판(1B)은 제1 실시 형태의 편광판(1A)에 보호층이 적층된 것이다. 이 편광판(1B)은 도 2에 도시한 바와 같이 보호층(6)이, 예를 들어 편광층(4)의 제2면측에 설치된다. 또한, 인접하는 층간이 직접적으로 접착되지 않는 경우에는, 필요에 따라서 접착층(7)이 설치된다. 도시된 예에서는, 접착층(7)은, 예를 들어 기재(3)와 편광층(4)의 사이, 및 편광층(4)과 보호층(6) 사이에 각각 설치되어 있다.
제3 실시 형태에 따른 편광판(1C)은 도 3에 도시한 바와 같이 기재(3), 도전층(2) 및 편광층(4)의 순서로 적층되어 있다. 또한, 편광판(1C)을 임의의 부재에 접착시키기 위해서, 필요에 따라서 기재(3)의 제1면에 점착층(5)이 적층되어 있다. 상기 점착층(5)은 편광층(4)의 제2면에 설치되어 있어도 된다(도시하지 않음).
제4 실시 형태에 따른 편광판(1D)은 제3실시 형태의 편광판(1C)에 보호층이 적층된 것이다. 이 편광판(1D)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 보호층(6)이, 예를 들어 편광층(4)의 제2면측에 설치된다. 또한, 인접하는 층간이 직접적으로 접착하지 않는 경우에는, 필요에 따라서 접착층(7)이 설치된다. 도시된 예에서는, 접착층(7)은 예를 들어 도전층(2)과 편광층(4) 사이에 설치되어 있다. 바람직한 도전층 부착 기재는, 기재(3)와 그 기재의 한쪽 면에 직접 적층 접착된 도전층(2)으로 구성된다.
[기재]
기재는 우수한 투광성을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 기재의 전체 광선 투과율은, 80％ 이상이며, 보다 바람직하게는 85％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 90％ 이상이다. 투명한 기재를 사용함으로써, 투광성이 우수한 편광판을 구성할 수 있다. 상기 전체 광선 투과율은 JIS K7361에 준거한 방법으로 측정할 수 있다.
기재는 위상차를 갖고 있지 않아도 되고(등방성 기재), 또는 위상차를 갖고 있어도 된다(이방성을 갖는 기재). 위상차를 갖는 기재를 사용한 경우에는, 그 기재는 위상차판으로서 기능할 수 있다. 기재가 위상차를 갖는 경우, 그의 면 내 위상차값 및 두께 방향 위상차값은 적절히 설정할 수 있다. 또한, 면 내 위상차값은 (nx-ny)×d로 구해지고, 두께 방향 위상차값은 (nx-nz)×d로 구해진다. 단, nx는 기재의 면 내의 굴절률이 최대가 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절률을, ny는 기재의 면 내에 있어서 상기 굴절률이 최대가 되는 방향에 대하여 직교하는 방향의 굴절률을, nz는 기재의 두께 방향의 굴절률을, d는 기재의 두께(nm)를 나타낸다.
또한, 등방성 기재는 상기 면 내 위상차값이 10nm 이하이며, 또한 두께 방향 위상차값이 10nm 이하인 것이 바람직하다.
기재의 두께는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 10㎛ 내지 200㎛이며, 바람직하게는 20㎛ 내지 100㎛이다.
기재의 형성 재료는 임의인 적절한 재료가 사용될 수 있다. 예를 들어, 기재로서는 수지 필름, 유리 기판 등을 들 수 있고, 바람직하게는 수지 필름이 사용된다.
상기 수지 필름은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리노르보르넨 등의 시클로올레핀계 수지; 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리카르보네이트계 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 폴리스티렌 등의 스티렌계 수지; 폴리이미드계 수지; 폴리아미드이미드계 수지 등의 수지 성분을 주성분으로서 포함하는 필름을 들 수 있다. 바람직하게는, 기재는 셀룰로오스계 수지, 아크릴계 수지, 폴리카르보네이트계 수지 및 시클로올레핀계 수지로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 수지 필름이 사용된다.
또한, 상기 수지 필름은, 필요에 따라서 임의의 첨가제를 포함하고 있어도 된다. 첨가제로서는, 가소제, 열안정제, 광안정제, 활제, 항산화제, 자외선 흡수제, 난연제, 착색제, 대전 방지제, 상용화제, 가교제 및 증점제 등을 들 수 있다. 사용되는 첨가제의 종류 및 양은 목적에 따라서 적절히 설정될 수 있다.
상기 셀룰로오스계 수지는, 셀룰로오스와 지방산의 에스테르가 바람직하다. 이러한 셀룰로오스에스테르계 수지의 구체예로서는, 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 트리프로피오닐셀룰로오스, 디프로피오닐셀룰로오스 등을 들 수 있고, 그것들 중에서는 트리아세틸셀룰로오스가 바람직하다. 셀룰로오스계 수지를 포함하는 수지 필름은 시판품을 사용할 수도 있다. 트리아세틸셀룰로오스 필름의 시판품으로서는, 후지 필름(주)제의 상품명 「UV-50」, 「UV-80」, 「SH-80」, 「TD-80U」, 「TD-TAC」, 「UZ-TAC」나, 코니카 미놀타 옵토(주)제의 「KC 시리즈」 등을 들 수 있다.
상기 아크릴계 수지는, (메트) 아크릴산에스테르 유래의 반복 단위((메트)아크릴산에스테르 단위) 및/또는 (메트)아크릴산 유래의 반복 단위((메트)아크릴산 단위)를 갖는 수지를 말한다. 아크릴계 수지는, (메트)아크릴산에스테르의 유도체 또는 (메트)아크릴산의 유도체에서 유래되는 구성 단위를 갖고 있어도 된다. 아크릴계 수지 및 그것을 포함하는 수지 필름의 구체예로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2004-168882호 공보, 일본 특허 공개 제2007-261265호 공보, 일본 특허 공개 제2007-262399호 공보, 일본 특허 공개 제2007-297615호 공보, 일본 특허 공개 제2009-039935호 공보, 일본 특허 공개 제2009-052021호 공보, 일본 특허 공개 제2010-284840호 공보에 기재된 아크릴계 수지 등을 들 수 있다.
상기 폴리카르보네이트계 수지는, 방향족 2가 페놀 성분과 카르보네이트 성분을 포함하는 방향족 폴리카르보네이트 수지가 바람직하다. 방향족 폴리카르보네이트 수지는, 통상 방향족 2가 페놀 화합물과 카르보네이트 전구 물질의 반응에 의해 얻을 수 있다.
상기 시클로올레핀계 수지의 폴리노르보르넨은, 출발 원료(단량체)의 일부 또는 전부에, 노르보르넨환을 갖는 노르보르넨계 단량체를 사용하여 얻어지는 중합체 또는 공중합체를 말한다. 폴리노르보르넨을 포함하는 수지 필름은 시판품을 사용할 수도 있다. 그 시판품으로서는, 닛본 제온(주)제의 상품명 「제오넥스」, 「제오노아」, JSR(주)제의 상품명 「아톤(Arton)」, TICONA사제의 상품명 「토퍼스」, 미쓰이 가가꾸(주)제의 상품명 「APEL」 등을 들 수 있다.
[도전층]
도전층은 기재의 한쪽 면에 형성된다.
도전층은 0.01Ω/sq. 내지 800Ω/sq.의 표면 저항값을 갖는다. 바람직하게는, 표면 저항값이 0.1Ω/sq. 내지 500Ω/sq., 보다 바람직하게는, 표면 저항값이 0.1Ω/sq. 내지 300Ω/sq.인 도전층이 사용된다. 표면 저항값이 너무 작으면, 도전층의 투광성이 저하되고, 표면 저항값이 너무 크면, 도전층의 전자파 실드성이 저하될 우려가 있다.
표면 저항값은 JIS K7194에 준거하여, 23℃에서 4단자 측정법으로 측정할 수 있다.
도전층은 우수한 투광성을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도전층의 전체 광선 투과율은 80％ 이상이며, 바람직하게는 82％ 이상이고, 보다 바람직하게는 84％ 이상이다. 투명한 도전층을 사용함으로써, 투광성이 우수한 편광판을 구성할 수 있다.
상기 전체 광선 투과율은 JIS K7361에 준거한 방법으로 측정할 수 있다.
이러한 도전층과 기재를 갖는 도전층 부착 기재의 전체 광선 투과율은 80％ 이상이며, 바람직하게는 82％ 이상이고, 보다 바람직하게는 84％ 이상이다.
도전층은, 예를 들어 무기 도전 재료 또는 유기 도전 재료를 사용하여 형성할 수 있다.
도전층의 두께는, 전자파 실드성 및 투광성이 우수한 도전층을 형성하기 위해서, 0.001㎛ 내지 10㎛가 바람직하고, 0.03㎛ 내지 3㎛가 보다 바람직하며, 0.05㎛ 내지 3㎛가 더욱 바람직하고, 0.05㎛ 내지 1.5㎛가 특히 바람직하다.
상기 무기 도전 재료로서는, 금, 은, 구리, 주석, 니켈, 알루미늄, 팔라듐 등의 도전성 금속; 이들 금속의 산화물; 카본 등을 들 수 있다. 유기 도전 재료로서는, 폴리티오펜, 폴리아세틸렌, 폴리파라페닐렌, 폴리아닐린, 폴리파라페닐렌비닐렌, 폴리피롤 등을 들 수 있다. 상기 무기 도전 재료 및 유기 도전 재료는, 각각 1종 단독으로 또는 2종 이상을 병용할 수 있다. 또한, 상기 무기 도전 재료와 상기 유기 도전 재료를 병용해도 된다.
바람직하게는, 도전층은 금속 나노와이어, 금속 메쉬, 금속 산화물, 도전성 고분자, 카본계 나노 재료로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 층으로 형성된다.
(금속 나노와이어 또는 카본계 나노 재료를 포함하는 도전층)
상기 금속 나노와이어는 상기 도전성 금속을 포함하는 극세선 형상의 도전체 섬유이다. 동일하게, 카본계 나노 재료는, 예를 들어 카본 나노 튜브를 사용할 수 있고, 이러한 카본 나노 튜브도 극세선 형상의 도전체 섬유라고 할 수 있다. 상기 도전체 섬유(금속 나노와이어 및 카본계 나노 재료)는 직선 형상이어도 되고, 또는 곡선 형상이어도 된다.
상기 도전체 섬유의 단면에 있어서의 외형은, 원형이어도 되고, 타원형이어도 된다. 도전체 섬유의 직경은 특별히 한정되지 않지만, 우수한 투광성 및 전자파 실드성을 갖는 도전층을 형성하는 관점에서, 예를 들어 500nm 이하이며, 바람직하게는 200nm 이하이고, 보다 바람직하게는 10nm 내지 100nm이다. 또한, 도전체 섬유의 단면 외형이 타원형일 경우에는, 상기 직경이 타원의 짧은 직경에 상당한다. 타원의 긴 직경은, 예를 들어 짧은 직경+0 내지 20nm이다. 도전체 섬유의 길이는, 특별히 한정되지 않지만, 우수한 투광성 및 전자파 시일성을 갖는 도전층을 형성하는 관점에서, 예를 들어 2㎛ 내지 1000㎛이며, 바람직하게는 10㎛ 내지 500㎛이고, 보다 바람직하게는 10㎛ 내지 100㎛이다. 또한, 도전체 섬유의 애스펙트비는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 10 내지 100,000이며, 바람직하게는 50 내지 100,000이고, 보다 바람직하게는 100 내지 10,000이다. 애스펙트비가 큰 도전체 섬유를 사용함으로써, 도전체 섬유가 양호하게 교차된 도전층을 형성할 수 있다.
단, 애스펙트비는 도전체 섬유의 직경 d와 길이 L의 비(애스펙트비=L/d)이다. 도전체 섬유의 직경 및 길이는 주사형 전자 현미경 또는 투과형 전자 현미경에 의해 측정할 수 있다.
금속 나노와이어의 제조 방법으로서는, 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 그 방법으로서는, 예를 들어 용액 중에서 질산은을 환원시키는 방법, 전구체 표면에 프로브의 선단부로부터 인가 전압 또는 전류를 작용시켜, 프로브 선단부로부터 금속 나노와이어를 인출함으로써, 금속 나노와이어를 연속적으로 형성하는 방법 등을 들 수 있다. 용액 중에서 질산은을 환원시키는 방법에 있어서는, 에틸렌글리콜 등의 폴리올과 폴리비닐피롤리돈의 존재 하에서, 질산은 등의 은염을 액상 환원시킴으로써, 은 나노와이어가 얻어질 수 있다. 균일 사이즈의 은 나노와이어는, 예를 들어 Xia, Y. 등, Chem. Mater.(2002), 14, 4736-4745, Xia, Y. 등, Nano letters(2003)3(7), 955-960에 기재된 방법에 준하여, 대량 생산이 가능하다.
금속 나노와이어 또는 카본계 나노 재료를 포함하는 도전층은, 상기 기재 상에 도전체 섬유(금속 나노와이어 또는 카본계 나노 재료)를 포함하는 도전층 형성용 조성물을 도포함으로써 형성할 수 있다. 예를 들어, 용매 중에 도전체 섬유를 분산시킨 분산액을 기재의 한쪽 면에 도포한 후, 그 도막을 건조시킴으로써, 도전층을 형성할 수 있다. 상기 용매로서는, 물, 알코올계 용매, 케톤계 용매, 에테르계 용매, 탄화수소계 용매, 방향족계 용매 등을 들 수 있다. 상기 도전층 형성용 조성물 중의 도전체 섬유의 농도는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 0.1질량％ 내지 1질량％이다. 또한, 상기 도전층에 있어서의 도전체 섬유의 함유량은, 도전층 전체에 대하여, 바람직하게는 80질량％ 내지 100질량％이며, 보다 바람직하게는 85질량％ 내지 99질량％이다. 이러한 범위라면, 전자파 실드성 및 투광성이 우수한 도전층을 형성할 수 있다.
상기 도전층 형성용 조성물은, 필요에 따라서 임의의 첨가제를 더 포함하고 있어도 된다. 그 첨가제로서는, 예를 들어 금속 부식을 방지하는 부식 방지재, 도전체 섬유의 응집을 방지하는 계면 활성제 등을 들 수 있다. 또한, 필요에 따라서, 상기 도전층 형성용 조성물에는, 임의의 바인더 수지가 포함되어 있어도 된다.
상기 도전층 형성용 조성물의 도포 방법은 임의의 방법을 채용할 수 있다. 상기 도포 방법으로서는, 예를 들어 스프레이 코팅, 바 코팅, 롤 코팅, 다이 코팅, 잉크젯 코팅, 스크린 코팅, 딥 코팅, 철판 인쇄법, 요판 인쇄법, 그라비아 인쇄법 등을 들 수 있다. 도막의 건조 방법으로서는, 예를 들어 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조 등을 들 수 있다. 가열 건조의 온도는, 예를 들어 100℃ 내지 200℃이고, 건조 시간은, 예를 들어 1분 내지 10분이다.
(금속 메쉬를 포함하는 도전층)
상기 금속 메쉬를 포함하는 도전층은, 상기 기재 상에 도전성 금속을 포함하는 세선이 격자 형상의 패턴으로 형성된 층이다. 금속 메쉬를 포함하는 도전층은 임의의 방법에 의해 형성할 수 있다. 예를 들어, 은염을 포함하는 감광성 조성물(도전층 형성용 조성물)을 기재 상에 도포한 후, 노광 처리 및 현상 처리를 행하여 도전성 금속 세선을 소정의 패턴으로 형성함으로써, 금속 메쉬를 포함하는 도전층을 얻을 수 있다. 또한, 금속 메쉬를 포함하는 도전층은 도전성 금속 미립자를 포함하는 페이스트(도전층 형성용 조성물)를 소정의 패턴으로 인쇄함으로써 얻을 수도 있다. 이러한 금속 메쉬 및 도전층의 형성 방법에 대한 상세는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2012-18634호 공보나 일본 특허 공개 제2003-331654호 공보에 기재되어 있고, 이들 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다.
금속 메쉬는 금, 은, 구리, 니켈 등의 도전성이 우수한 금속으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 도전성이 우수한 금속을 사용함으로써, 표면 저항값이 0.01Ω/sq. 내지 800Ω/sq.의 도전층을 용이하게 형성할 수 있다.
(금속 산화물을 포함하는 도전층)
금속 산화물로서는, ITO(산화인듐주석), FTO(불소 도프 산화주석)를 포함하는 산화주석, 산화아연 등을 들 수 있고, 이들 중에서는 투광성이 우수한 점에서, ITO가 바람직하다. 금속 산화물을 포함하는 도전층은 금속 산화물을 스퍼터링, 진공 증착 등의 공지된 방법으로 기재 상에 퇴적시킴으로써 형성할 수 있다.
상기 금속 산화물은, 산화인듐 90질량％와 산화주석 10질량％를 포함하는 ITO, 또는 산화인듐 97질량％와 산화주석 3질량％를 포함하는 ITO를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 2개의 금속 산화물을 적층한 도전층이어도 된다. 이러한 금속 산화물을 사용함으로써, 표면 저항값이 0.01Ω/sq. 내지 800Ω/sq.인 도전층을 용이하게 형성할 수 있다.
(도전성 고분자를 포함하는 도전층)
도전성 고분자로서는, 폴리티오펜, 폴리아세틸렌, 폴리파라페닐렌, 폴리아닐린, 폴리파라페닐렌비닐렌, 폴리피롤 및 이들의 유도체 등을 들 수 있다. 우수한 투광성 및 전자파 실드성을 갖는 도전층을 형성하는 관점에서, 폴리티오펜 및 그의 유도체를 사용하는 것이 바람직하다. 폴리티오펜으로서는, 예를 들어 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(약칭 PEDOT) 등의 폴리(3,4-알킬렌디옥시티오펜), 폴리(3,4-디알콕시티오펜) 등을 들 수 있다.
도전성 고분자를 포함하는 도전층은, 도전성 고분자를 포함하는 도전층 형성용 조성물을 상기 기재에 도포함으로써 형성할 수 있다. 예를 들어, 용매 중에 도전체 고분자 및 바인더 수지를 분산 또는 용해시킨 분산액을, 기재의 한쪽 면에 도포한 후, 그 도막을 건조시킴으로써, 도전층을 얻을 수 있다. 바인더 수지로서는, 기재에 대한 접착성이 우수한 것을 조건으로 하여 특별히 한정되지 않는다. 바인더 수지로서는, 폴리스티렌계 수지, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 아크릴 변성 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 아세트산비닐계 수지, 염화비닐계 수지 등을 들 수 있다. 상기 용매로서는, 물, 알코올계 용매, 케톤계 용매, 에테르계 용매, 탄화수소계 용매, 방향족계 용매 등을 들 수 있고, 바람직하게는 물 또는 알코올계 용매이다. 또한, 도전성 고분자를 포함하는 도전층 형성용 조성물에는, 임의의 첨가제가 포함되어 있어도 된다. 상기 첨가제로서는, 유기 또는 무기 미립자, 계면 활성제, 산화 방지제, 대전 방지제 등을 들 수 있다.
상기 도전성 고분자를 포함하는 도전층 형성용 조성물 중의 고형분 농도는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 0.1질량％ 내지 30질량％이다. 고형분 농도가 상기 범위인 도전층 형성용 조성물(분산액)은 도포에 적합한 점도를 갖는다. 상기 도전층 형성용 조성물 중의 도전성 고분자 및 바인더 수지의 농도는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 도전성 고분자의 농도는 0.01질량％ 내지 10질량％이며, 바인더 수지의 농도는 1질량％ 내지 30질량％이다. 도전성 고분자의 농도, 바인더 수지 및 첨가제의 종류를 적절히 설계함으로써, 표면 저항값이 0.01Ω/sq. 내지 800Ω/sq.인 도전층을 형성할 수 있다.
상기 도전층 형성용 조성물의 도포 방법은 임의의 방법을 채용할 수 있다. 상기 도포 방법으로서는, 예를 들어 스프레이 코팅, 바 코팅, 롤 코팅, 다이 코팅, 잉크젯 코팅, 스크린 코팅, 딥 코팅, 철판 인쇄법, 요판 인쇄법, 그라비아 인쇄법 등을 들 수 있다. 도막의 건조 방법으로서는, 예를 들어 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조 등을 들 수 있다. 가열 건조의 온도는, 예를 들어 100℃ 내지 200℃이고, 건조 시간은, 예를 들어 1분 내지 10분이다.
[편광층]
편광층은 자연광 또는 특정한 편광을 직선 편광으로 변환시키는 기능을 갖는 층이다. 편광층은, 파장 380nm 내지 780nm 사이의 적어도 일부의 파장에 있어서 흡수 2색성을 갖는 것이 바람직하다. 상기 편광층의 편광도는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 90％ 이상이며, 바람직하게는 95％ 이상이며, 보다 바람직하게는 96％ 이상이다. 상기 편광도는, 예를 들어 필름의 두께에 따라서 조정할 수도 있다.
상기 편광층의 투과율(파장 550nm, 23℃에서 측정)은, 바람직하게는 35％ 이상, 보다 바람직하게는 40％ 이상이다. 단, 상기 편광도 및 투과율은, 예를 들어 분광 광도계(니혼 분코(주)제, 제품명 「V-7100」)를 사용하여 측정할 수 있다.
본 발명의 편광판에 사용되는 편광층은 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 것을 사용할 수 있다. 편광층으로서는, 예를 들어 2색성 물질로 염색되며 또한 연신 처리된 편광 필름이나, 흡수 2색성을 갖는 액정성 화합물을 제막한 액정 필름 등을 들 수 있다.
상기 편광 필름은, 일반적으로, 요오드 또는 2색성 염료 등의 2색성 물질을 포함하는 친수성 수지를 주성분으로 하는 필름을 연신한 연신 필름이다.
상기 친수성 수지를 주성분으로 하는 필름으로서는, 예를 들어 폴리비닐알코올, 부분 포르말화 폴리비닐알코올 등의 폴리비닐알코올계 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 에틸렌·아세트산비닐 공중합체 필름 및 이들의 부분 비누화물 필름 등을 들 수 있다. 또한, 이들 외에도, 폴리비닐알코올의 탈수 처리물 필름이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등의 폴리엔 배향 필름 등도 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 2색성 물질에 의한 염색성이 우수한 점에서, 폴리비닐알코올계 필름이 바람직하다. 폴리비닐알코올은, 아세트산비닐을 중합한 폴리아세트산비닐을 비누화하여 얻어지는 수지이다. 또한, 폴리비닐알코올계 필름에는, 상기 폴리비닐알코올에, 불포화 카르복실산, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산염 등과 같이 아세트산비닐과 공중합 가능한 성분을 함유한 수지 필름도 포함된다. 염색 연신 필름은, 폴리비닐알코올계 수지 등을 주성분으로 하는 긴 형상의 미연신 필름을 팽윤시키는 팽윤 공정, 상기 필름에 요오드 등의 2색성 물질을 함침시키는 염색 공정, 붕소를 포함하는 가교제로 가교하는 가교 공정, 및 소정의 배율로 연신시키는 연신 공정 등을 갖는 제조 방법에 의해 얻을 수 있다. 상기 염색한 편광 필름의 두께는, 적의 적절한 값이 선택되고, 일반적으로는 5㎛ 내지 50㎛이며, 바람직하게는 10㎛ 내지 30㎛이다.
상기 액정 필름은 아조 화합물 등의 액정성 화합물을 포함하는 용액을 지지 필름에 도포하고, 그 도막을 건조시킴으로써 얻어지는 필름이다. 이 액정 필름은, 지지 필름과 그 지지 필름 상에 설치된 액정성 화합물을 포함하는 건조 도막을 갖는다. 이 건조 도막이 편광층에 상당한다. 상기 지지 필름은 편광층을 보호하는 보호층으로서 기능한다. 또한, 지지 필름은 광학적으로 등방성인 필름 또는 광학적으로 이방성인 필름이어도 된다. 지지 필름으로서 이방성 필름을 사용한 경우에는, 그 지지 필름이 위상차판으로서 기능한다.
액정 필름을 포함하는 편광층의 두께는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 0.05㎛ 내지 5㎛이며, 바람직하게는 0.1㎛ 내지 1㎛이다.
이러한 액정 필름의 구체예로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2010-266507호에 개시된 편광 필름 등을 들 수 있다.
[편광판의 용도 등]
본 발명의 편광판의 용도는 특별히 한정되지 않는다. 본 발명의 편광판은, 투광성 및 전자파 실드성이 우수하므로, 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치 등의 화상 표시 장치의 편광 부재로서 적합하게 이용할 수 있다. 또한, 본 발명의 편광판은, 터치 패널 부착 화상 표시 장치의 편광 부재로서 이용할 수도 있다. 터치 센서는 약간의 전자파에도 영향을 받으므로, 본 발명의 편광판을 내장한 터치 패널 부착 화상 표시 장치는, 터치 패널이 오작동을 일으키기 어려워진다. 터치 패널 부착 화상 표시 장치를 갖는 기기로서는, 예를 들어 휴대 전화, 스마트폰, 휴대 게임기, 태블릿, 텔레비전 등의 정보 기기를 들 수 있다.
도 5는 본 발명의 편광판(1)을 내장한 액정 패널(100A)의 구성예를 개략적으로 나타내는 참고도이다.
이 액정 패널(100A)은, 액정 셀(8)과, 액정 셀(8)의 시인측에 배치된 본 발명의 편광판(1)과, 액정 셀(8)의 시인측과는 반대측에 배치된 임의의 편광판(10)을 구비하고 있다.
도 6은 본 발명의 편광판(1)을 내장한 터치 패널 부착 액정 패널(100B)의 구성예를 개략적으로 나타내는 참고도이다.
이 터치 패널 부착 액정 패널(100B)은, 액정 셀(8)과, 액정 셀(8)의 시인측에 배치된 본 발명의 편광판(1)과, 액정 셀(8)의 시인측과는 반대측에 배치된 임의의 편광판(10)과, 편광판(1)의 시인측에 배치된 터치 패널(9)을 구비하고 있다. 터치 패널(9)은 종래 공지된 것을 사용할 수 있다.
도 5 및 도 6에 있어서, 본 발명의 편광판(1)은 상술한 점착층을 통하여 액정 셀(8)의 시인면에 접착된다. 또한, 상기 임의의 편광판(10)은 본 발명의 편광판을 사용해도 되고, 또는 종래 공지된 편광판을 사용해도 된다. 또한, 액정 셀(8)은 종래 공지된 것을 사용할 수 있다.
상기 액정 패널(100A) 및 터치 패널 부착 액정 패널(100B)을 백라이트 등의 다른 부재에 내장함으로써, 본 발명의 화상 표시 장치를 구성할 수 있다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 더욱 설명한다. 단, 본 발명은 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예 및 비교예에서 사용한 각 분석 방법은 이하와 같다.
[표면 저항값의 측정 방법]
도전층의 표면 저항값은, (주) 미쯔비시 가가꾸 어널리테크제의 상품명 「Loresta-GP MCP-T610」을 사용하여, 측정 온도 23℃에서 4단자법에 의해 측정하였다.
[전체 광선 투과율의 측정 방법]
도전층 부착 기재의 전체 광선 투과율은, 무라까미 시끼사이 겡뀨쇼제의 상품명 「HR-100」을 사용하여 실온에서 측정하였다. 또한, 그 투과율은 각각 3회씩 측정하고, 그의 평균값을 측정값으로 하였다.
[전자파 실드성의 측정 방법]
편광판의 전자파 실드성은 KEC법에 의해 실온에서 측정하였다. 구체적으로는, KEC법(Kansai Electronic industry development Center법)은 간사이 전자 공업 진흥 센터에 의해 개발된 전자파 실드 성능의 평가 방법이다. 이 방법에 준거하여, 측정 장치로서 스펙트럼 애널라이저(Agilent사제, 상품명 「N9010A」)를 사용하여, 실온 하에서 편광판의 실드 효과(dB)를 측정하였다. 단, 주파수 10MHz의 값을 측정값으로 하였다.
[금속 나노와이어 분산액의 제조]
교반 장치를 구비한 반응 용기 중, 160℃ 하에서 무수 에틸렌글리콜 5ml, PtCl2의 무수 에틸렌글리콜 용액(농도: 1.5×10-4mol/리터) 0.5ml를 첨가하였다. 4분 경과 후 얻어진 용액에, AgNO3의 무수 에틸렌글리콜 용액(농도: 0.12mol/리터) 2.5ml와, 폴리비닐피롤리돈(Mw: 5500)의 무수 에틸렌글리콜 용액(농도: 0.36mol/리터) 5ml를 동시에, 6분에 걸쳐 적하하여, 은 나노와이어를 생성하였다. 이 적하는, 160℃ 하에서, AgNO3이 완전히 환원될 때까지 행하였다. 계속해서, 상기 얻어진 은 나노와이어를 포함하는 반응 혼합물에, 그 반응 혼합물의 체적이 5배가 될 때까지 아세톤을 첨가한 후, 반응 혼합물을 2000rpm으로 20분간 원심 분리함으로써, 은 나노와이어를 얻었다.
얻어진 복수의 은 나노와이어 중에서, 임의로 수개의 은 나노와이어를 관찰한 결과, 그의 짧은 직경은 30nm 내지 40nm, 긴 직경은 30nm 내지 50nm, 길이는 20㎛ 내지 50㎛의 범위 내였다.
이 은 나노와이어와, 도데실-펜타에틸렌글리콜을 순수에 분산시키고, 은 나노와이어 농도 0.2질량％, 도데실-펜타에틸렌글리콜 농도 0.1질량％의 금속 나노와이어 분산액을 제조하였다.
[도전성 고분자 분산액의 제조]
순수 95질량부에, PEDOT/PSS 분산액(헤레우스사제, 상품명 「Clevios FE-T」)을 5질량부 첨가함으로써, 도전성 고분자 분산액을 제조하였다. 상기 PEDOT/PSS 분산액은, 폴리에틸렌디옥시티오펜(PEDOT)과 폴리스티렌술폰산으로 구성되는 분산액이며, 폴리에틸렌디옥시티오펜의 농도가 4질량％이다.
[실시예 1]
두께 40㎛의 아크릴계 수지 필름((주)가네까제, 상품명 「HX-40UC」)의 한쪽 면에, 바 코터(다이이찌 리카(주)제, 제품명 「바 코터 No.06」)를 사용하여, 상기 금속 나노와이어 분산액을 도포하고, 그 도막을 송풍 건조기 내에서 100℃에서 2분간 건조시킴으로써, 두께 약 0.1㎛의 도전층을 형성하였다. 이와 같이 하여, 기재 및 도전층을 포함하는 도전층 부착 기재를 제작하였다. 이 도전층 부착 기재의 전체 광선 투과율을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
한편, 두께 190㎛의 편광 필름(요오드로 염색한 폴리비닐알코올 필름. 닛토 덴코(주)제, 상품명 「NPF-SEG1425DU」)과, 두께 80㎛의 트리아세틸셀룰로오스 필름(후지 필름(주)제, 상품명 「TD80UL」)을 별도로 준비하였다. 상기 도전층 부착 기재의, 도전층이 형성된 면과는 반대면에, 두께 23㎛의 아크릴계 점착제를 통하여 상기 편광 필름을 접착시키고, 또한 그 편광 필름 상에, 두께 23㎛의 아크릴계 점착제를 통하여 상기 트리아세틸셀룰로오스 필름을 접착시킴으로써, 실시예 1의 편광판을 제작하였다. 또한, 실시예 1의 편광판의 층 구성은 도 2에 도시하는 층 구성(단, 점착층(5)은 형성되어 있지 않음)이다.
이 편광판의 도전층 표면 저항값 및 실드 효과의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 2]
두께 100㎛의 시클로올레핀계 수지 필름(닛본 제온(주)제, 상품명 「제오노아 ZF16-100」)의 한쪽 면에, 산화인듐 90질량％ 및 산화주석 10질량％를 포함하는 소결체 타깃을 구비하는 스퍼터 장치를 사용하여 인듐주석 산화물막을 형성하고, 130℃에서 90분 가열 처리함으로써, 두께 약 0.1㎛의 ITO막(도전층)을 형성하였다. 이 도전층 부착 기재의 전체 광선 투과율의 측정값을 표 1에 나타낸다.
실시예 2의 도전층 부착 기재에, 실시예 1과 동일하게 하여, 편광 필름 및 트리아세틸셀룰로오스 필름을 접착시킴으로써, 실시예 2의 편광판을 제작하였다.
이 편광판의 도전층의 표면 저항값 및 실드 효과의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 3]
바 코터를 다이이찌 리카제, 제품명 「바 코터 No.08」로 바꾼 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 약 0.1㎛의 도전층을 형성하고, 그 도전층 부착 기재의 전체 광선 투과율을 측정한 후, 편광판을 제작하고, 그의 표면 저항값 및 실드 효과를 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 4]
두께 100㎛의 시클로올레핀계 수지 필름(닛본 제온(주)제, 상품명 「제오노아 ZF16-100」)의 한쪽 면에, 산화인듐 90질량％ 및 산화주석 10질량％를 포함하는 소결체 타깃을 구비하는 스퍼터 장치를 사용하여 인듐주석 산화물막을 형성하고, 140℃에서 90분 가열 처리함으로써, 두께 약 0.1㎛의 ITO막(도전층)을 형성하였다. 이 도전층 부착 기재의 전체 광선 투과율의 측정값을 표 1에 나타낸다.
실시예 4의 도전층 부착 기재에, 실시예 1과 동일하게 하여, 편광 필름 및 트리아세틸셀룰로오스 필름을 접착시킴으로써, 실시예 4의 편광판을 제작하였다.
이 편광판의 도전층의 표면 저항값 및 실드 효과의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 5]
바 코터를 다이이찌 리카제, 제품명 「바 코터 No.10」으로 바꾼 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 약 0.1㎛의 도전층을 형성하고, 그 도전층 부착 기재의 전체 광선 투과율을 측정한 후, 편광판을 제작하고, 그의 표면 저항값 및 실드 효과를 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 6]
두께 100㎛의 시클로올레핀계 수지 필름(닛본 제온(주)제, 상품명 「제오노아 ZF16-100」)의 한쪽 면에, 바 코터(다이이찌 리카제, 제품명 「바 코터 No.09」)를 사용하여, 상기 도전성 고분자 분산액을 도포하고, 그 도막을 송풍 건조기 내에서 120℃에서 2분간 건조시킴으로써, 두께 약 0.3㎛의 도전층을 형성하였다. 이와 같이 하여 얻어진 도전층 부착 기재의 전체 광선 투과율을 표 1에 나타낸다.
실시예 6의 도전층 부착 기재에, 실시예 1과 동일하게 하여, 편광 필름 및 트리아세틸셀룰로오스 필름을 접착시킴으로써, 실시예 6의 편광판을 제작하였다.
이 편광판의 도전층의 표면 저항값 및 실드 효과의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 7]
두께 100㎛의 시클로올레핀계 수지 필름(닛본 제온(주)제, 상품명 「제오노아 ZF16-100」)의 한쪽 면에, 산화인듐 97질량％ 및 산화주석 3질량％를 포함하는 소결체 타깃을 구비하는 스퍼터 장치를 사용하여 인듐주석 산화물막을 형성하고, 140℃에서 30분 가열 처리함으로써, 두께 약 0.1㎛의 ITO막(도전층)을 형성하였다. 이 도전층 부착 기재의 전체 광선 투과율의 측정값을 표 1에 나타낸다.
실시예 7의 도전층 부착 기재에, 실시예 1과 동일하게 하여, 편광 필름 및 트리아세틸셀룰로오스 필름을 접착시킴으로써, 실시예 7의 편광판을 제작하였다.
이 편광판의 도전층의 표면 저항값 및 실드 효과의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예]
두께 100㎛의 시클로올레핀계 수지 필름(닛본 제온(주)제, 상품명 「제오노아 ZF16-100」)에, 바 코터(다이이찌 리카제, 제품명 「바 코터 No.05」)를 사용하여, 상기 도전성 고분자 분산액을 도포하고, 그 도막을 송풍 건조기 내에서 120℃에서 2분간 건조시킴으로써, 두께 약 0.2㎛의 도전층을 형성하였다. 이와 같이 하여 얻어진 도전층 부착 기재의 전체 광선 투과율을 표 1에 나타낸다.
비교예의 도전층 부착 기재에, 실시예 1과 동일하게 하여, 편광 필름 및 트리아세틸셀룰로오스 필름을 접착시킴으로써, 비교예의 편광판을 제작하였다.
이 편광판의 도전층의 표면 저항값 및 실드 효과의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112017044655354-pct00001
1, 1A, 1B, 1C, 1D 편광판
2 도전층
3 기재
4 편광층
5 점착층
6 보호층
8 액정 셀
9 터치 패널
100A 액정 패널
100B 터치 패널 부착 액정 패널

Claims (7)

  1. 터치 패널과, 편광판과, 액정 셀을 갖고,
    상기 편광판이, 금속 나노와이어를 포함하는 도전층으로서 표면 저항값이 0.01Ω/sq. 내지 800Ω/sq.인 도전층과, 기재와, 편광층과, 점착층을 갖고,
    상기 편광층, 상기 기재, 상기 도전층 및 상기 점착층의 순서대로 또는 상기 편광층, 상기 도전층, 상기 기재 및 상기 점착층의 순서대로 배치되어 있고,
    상기 편광판이 상기 점착층을 통하여 상기 액정 셀의 시인측에 부착되어 있고,
    상기 터치 패널이 상기 편광판의 시인측에 배치되어 있는, 화상 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도전층 및 기재를 갖는 도전층 부착 기재의 전체 광선 투과율이 80％ 이상인, 화상 표시 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기재가 위상차판인, 화상 표시 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기재가 셀룰로오스계 수지, 아크릴계 수지, 폴리카르보네이트계 수지 및 시클로올레핀계 수지로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 수지 필름인, 화상 표시 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
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