KR20060048693A - 편광자, 그 제조 방법, 편광판, 광학 필름 및 화상 표시장치 - Google Patents

Abstract

(과제) 고내습성을 만족할 수 있는 폴리비닐알코올계 필름으로 이루어지는 편광자를 제공하는 것.

(해결수단) 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 요오드 용액에 의해 염색되는 처리가 적어도 실시되어 있고, 또한 아연을 함유하는 폴리비닐알코올계 필름으로 이루어지는 편광자에 있어서, 편광자 중 아연 함유량 (중량%)/칼륨 함유량 (중량%) 의 값이 0.05∼0.4 이고, 칼륨 함유량이 0.2∼12중량% 이며, 또한, 아연 함유량 (중량%)/요오드 함유량 (중량%) 의 값이 0.012∼0.05 미만으로서, 요오드 함유량이 1∼20중량% 인 것을 특징으로 하는 편광자.

편광자, 편광판, 광학 필름, 및 화상 표시 장치

Description

편광자, 그 제조 방법, 편광판, 광학 필름 및 화상 표시 장치 {POLARIZER, METHOD FOR MANUFACTURING POLARIZER, POLAIRIZING PLATE, OPTICAL FILM, AND IMAGE DISPLAY DEVICE}

도 1 은 아연 함유량 (%)/칼륨 함유량 (%) 과 색차:ΔEab 와의 관계를 나타내는 도면.

도 2 는 아연 함유량 (%)/요오드 함유량 (%) 과 색차:ΔEab 와의 관계를 나타내는 도면.

도 3 은 아연 함유량 (%)/칼륨 함유량 (%) 과 Δb 와의 관계를 나타내는 도면.

(특허문헌 1) 일본 공개특허공보 소54-16575호

(특허문헌 2) 일본 공개특허공보 소61-175602호

(특허문헌 3) 일본 공개특허공보 2000-35512호

본 발명은, 편광자 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 당 해 편광자를 사용한 편광판, 광학 필름에 관한 것이다. 그리고, 본 발명은 당해 편광자, 편광판, 광학 필름을 사용한 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치, PDP 등의 화상 표시 장치에 관한 것이다.

종래, 액정 표시 장치 등에 사용하는 편광자로서, 높은 투과율과 편광도를 겸비하고 있다는 점에서 요오드 염색된 폴리비닐알코올계 필름이 사용되고 있다. 또한, 당해 편광자는, 통상, 그 한면 또는 양면에 트리아세틸셀룰로오스 필름 등의 보호 필름이 부착된 편광판이 사용되고 있다.

최근, 액정 표시 장치는 그 광범위한 이용에 따라 고온 조건하 등에서 장기간 사용하는 경우가 증가되어, 그 이용되는 용도에 따라 색상 변화가 적은 액정 표시 장치가 요구되고 있다. 그에 따라 편광판에도 고온 조건 하에 방치하였을 때 또는 고온 고습 조건 하에 방치하였을 때 광학 특성이 열화되지 않는 내구성이 요구되고 있다.

예를 들어, 요오드 염색된 폴리비닐알코올계 필름으로 이루어지는 편광자에 적절한 양의 아연 이온을 함유시킴으로써 내구성을 향상시킬 수 있음이 개시되어 있다 (특허문헌 1, 특허문헌 2, 특허문헌 3 참조). 상세하게는, 내구성, 특히 고온 조건하에 방치하였을 때에 발생하는 직교 니콜에서의 적색 착색 (장파장광의 편광 착색) 을 방지할 수 있음이 나타나 있다. 그러나, 상기 특허문헌에 기재된 편광자에서는 고온 고습도 하에 방치하였을 때에 직교 니콜에서 발생하는 청색 착색 (단파장광의 편광 착색) 이 충분히 방지되고 있지 않다. 액정 표시 장치에는 그 이용 분야의 확대에 따라 한층 더 높은 내구성이 요망되고 있다.

본 발명은 고내습성을 만족시킬 수 있는 폴리비닐알코올계 필름으로 이루어지는 편광자 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 당해 편광자를 사용한 편광판을 제공하는 것, 당해 편광자, 편광판을 사용한 광학 필름을 제공하고, 당해 편광자, 편광판, 광학 필름을 사용한 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 이하에 나타내는 편광자 및 그 제조 방법에 의해 상기 목적을 달성할 수 있음을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은, 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 요오드 용액에 의한 염색 처리가 적어도 실시되고, 또한 아연을 함유하는 폴리비닐알코올계 필름으로 이루어지는 편광자에 있어서,

편광자 중의 아연 함유량 (중량%)/칼륨 함유량 (중량%) 의 값이 0.05∼0.4 로서, 칼륨 함유량이 0.2∼12중량% 이고, 또한, 아연 함유량 (중량%)/요오드 함유량 (중량%) 의 값이 0.012∼0.05 미만으로서, 요오드 함유량이 1∼20중량% 인 것을 특징으로 하는 편광자에 관한 것이다.

상기 본 발명은 편광자의 내구성 향상을 위해 폴리비닐알코올계 필름 중에 함유시키는 아연은 그 함유량 자체보다도, 오히려 아연 함유량의 칼륨 함유량에 대한 비 또는 편광자 중의 칼륨 함유량이 중요한 파라미터로 되어 있음을 발견하여, 편광자 중의 아연 함유량 (중량%)/칼륨 함유량 (중량%) 의 값과 칼륨 함유량을 상기 범위로 조정함으로써 고내습성의 편광자를 얻은 것이다.

보다 고내습성의 편광자를 얻기 위해서는, 아연 함유량 (중량%)/칼륨 함유량 (중량%) 의 값이 0.05∼0.4 가 되도록 조정한다. 아연 함유량 (중량%)/칼륨 함유량 (중량%) 의 값은, 바람직하게는 0.05∼0.27, 보다 바람직하게는 0.05∼0.23, 보다 바람직하게는 0.05∼0.2, 더욱 바람직하게는 0.08∼0.19, 가장 바람직하게는 0.1,4∼0.19 의 범위가 되도록 조정한다. 편광자 중의 칼륨 함유량은 0.2∼12중량%, 바람직하게는 0.3∼8중량%, 더욱 바람직하게는 0.4∼2중량%, 가장 바람직하게는 0.4∼1중량% 의 범위가 되도록 조정한다.

또한, 상기 본 발명은 편광자의 내구성 향상을 위해 폴리비닐알코올계 필름 중에 함유시키는 아연은, 그 함유량 자체보다도, 오히려 아연 함유량의 요오드 함유량에 대한 비나 편광자 중의 요오드 함유량이 중요한 파라미터로 되어 있음을 발견하여, 편광자 중의 아연 함유량 (중량%)/요오드 함유량 (중량%) 의 값과 요오드 함유량을 상기 범위로 조정함으로써 고내습성의 편광자를 얻은 것이다.

보다 고내습성의 편광자를 얻기 위해서는, 아연 함유량 (중량%)/요오드 함유량 (중량%) 의 값이 0.012∼0.05 미만이 되도록 조정한다. 아연 함유량 (중량%)/요오드 함유량 (중량%) 의 값은, 바람직하게는 0.012∼0.04, 보다 바람직하게는 0.012∼0.036, 보다 바람직하게는 0.018∼0.036, 더욱 바람직하게는 0.020∼0.035, 가장 바람직하게는 0.025∼0.035 의 범위가 되도록 조정한다. 편광자 중의 요오드 함유량은 1∼20중량%, 바람직하게는 1∼12중량%, 보다 바람직하게는 2∼8중량 %, 더욱 바람직하게는 2∼6중량%, 가장 바람직하게는 2∼4중량% 의 범위가 되도록 조정하는 것이 바람직하다.

또한, 편광자 중의 아연 함유량은, 상기 비를 만족하도록 0.03∼0.7중량%, 바람직하게는 0.03∼0.4중량%, 더욱 바람직하게는 0.03∼0.2중량%, 가장 바람직하게는 0.04∼0.1중량% 의 범위가 되도록 조정한다.

또한, 본 발명의 편광자는, 고내습성의 관점과 함께 뉴트럴성의 관점에서도, 아연 함유량/칼륨 함유량의 값, 칼륨 함유량, 아연 함유량/요오드 함유량의 값, 요오드 함유량이 상기 범위를 만족하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은, 상기 편광자의 제조 방법으로서,

폴리비닐알코올계 필름에 대한, 1 축 연신 공정, 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 요오드 용액에 의한 요오드 염색 공정, 아연염 용액에 의한 아연 함침 공정, 및 상기 공정을 실시한 후의 요오드화칼륨 용액에 의한 세정 공정을 적어도 포함하고,

상기 요오드 염색 공정의 요오드 용액에 있어서의 요오드화칼륨 농도 (중량%) 를 (A), 아연 함침 공정의 아연염 용액에 있어서의 아연 이온 농도 (중량%) 를 (B), 세정 공정의 요오드화칼륨 용액에 있어서의 요오드화칼륨 농도 (중량%) 를 (C) 로 하였을 때,

아연 이온 농도 (B) 는, 0.16∼1중량% 의 범위에 있고, 또한,

－(B/A)＋6 > C > －3×(B/A)＋5.5

를 만족하도록 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 편광자의 제조 방법에 관 한 것이다.

상기 본 발명의 제조 방법에서는 아연 함침 공정의 아연염 용액으로서 아연 이온 농도 (B) 가 0.16∼1중량% 의 범위인 것을 사용함과 함께, 상기 아연 이온 농도 (B) 의 요오드 염색 공정의 요오드 용액에서의 요오드화칼륨 농도 (A) 에 대한 비 (B)/(A) 의 값에 따라 상기 식을 만족하도록 세정 공정의 요오드화칼륨 용액에서의 요오드화칼륨 농도 (C) 를 조정함으로써, 편광자 중의 아연 함유량/칼륨 함유량의 값, 칼륨 함유량, 아연 함유량/요오드 함유량의 값, 요오드 함유량을 상기 범위로 제어한다. 또한, 이러한 제조 방법에 있어서, (B)/(A) 의 값은 통상 0.3∼6 정도, 바람직하게는 0.4∼4 의 범위가 되도록 조정된다.

또한, 본 발명은 상기 편광자의 적어도 한쪽 면에 투명 보호층을 형성한 편광판에 관한 것이다.

상기 편광판은 하기 식으로 표시되는 색차 : ΔEab_80/90-120 이 5 이하인 것이 바람직하다.

단, 초기의 직교 상태의 색도 (L₀, a₀, b₀) 이고, 80℃, 90%RH 의 조건하에 120 시간 방치한 후의 직교 상태의 색도 (L₁₂₀, a₁₂₀, b₁₂₀) 이다. L 값, a 값, b 값은 헌터 표색계에서의 L 값, a 값, b 값이다.

상기 색차 : ΔEab_80/90-120 이 5 이하를 만족할 수 있는 편광판은 고온 고습의 조건하에서도 색도의 변화가 작고, 고내습성이 우수하다. 상기 색차 : ΔEab_80/90-120 은 3 이하가 바람직하고, 1 이하가 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 편광자 또는 편광판이 적어도 1 장 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 필름에 관한 것이다.

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

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명의 편광자에 적용되는 폴리비닐알코올계 필름의 재료로는 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∼100몰% 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 20중량% 이하로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 편광자의 제조 방법은 얻어지는 편광자 중의 아연 함유량 (중량 %)/칼륨 함유량 (중량%) 의 값이 0.05∼0.27 로서, 칼륨 함유량이 0.2∼12중량% 이고, 또한 아연 함유량 (중량%)/요오드 함유량 (중량%) 의 값이 0.012∼0.04 로서, 요오드 함유량이 1∼20중량% 를 만족하면 그 제조 방법은 특별히 제한되지 않는다.

본 발명의 편광자는 상기 폴리비닐알코올계 필름 (미연신 필름) 에 통상적인 방법에 따라 1 축 연신 공정, 요오드 염색 공정 및 아연 함침 공정을 적어도 실시함으로써 얻어진다. 또한, 붕산 처리, 요오드칼륨 용액에 의한 세정 공정을 실시할 수 있다. 또한, 상기 처리가 실시된 폴리비닐알코올계 필름 (연신 필름) 은 통상적인 방법에 따라 건조되어 편광자가 된다.

본 발명의 편광자는, 예를 들어 폴리비닐알코올계 필름 (미연신 필름) 에 대해 1 축 연신 공정, 요오드 염색 공정 및 아연 함침 공정을 실시한 후, 요오드칼륨 용액에 의한 세정 공정을 마련하고, 그 때 상기 요오드 염색 공정의 요오드 용액에 있어서의 요오드화칼륨 농도 (중량%) 를 (A), 아연 함침 공정의 아연염 용액에 있어서의 아연 이온 농도 (중량%) 를 (B), 세정 공정의 요오드화칼륨 용액에 있어서의 요오드화칼륨 농도 (중량%) 를 (C) 로 했을 때,

아연 이온 농도 (B) 는 0.16∼1중량% 의 범위에 있고, 또한

－(B/A)＋6 > C > －3×(B/A)＋5.5

를 만족하도록 각 공정의 용액 농도를 제어하여 실시함으로써 얻을 수 있다.

1 축 연신 공정에서의 연신 방법은 특별히 제한되지 않고, 습윤식 연신 방법과 건식 연신 방법의 어느것이나 채용할 수 있는데, 습윤식 연신 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 습윤식 연신 방법으로는, 예를 들어 폴리비닐알코올계 필름 (원반) 을 가이드 롤로 반송함으로써 팽윤욕에 침지하고, 상기 폴리머 필름을 팽윤시켜 연신을 실시하고, 이어서 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 요오드 용액에 침지하여 염색을 실시하고, 또한 가교욕에 침지하면서 추가로 연신을 실시하는 것이 일반적이다. 한편, 건식 연신의 경우에는 연신 수단으로는, 예를 들어 롤간 연신 방법, 가열 롤 연신 방법, 압축 연신 방법 등을 들 수 있다. 상기 연신 수단에 있어서, 미연신 필름은 통상 가열 상태가 된다. 연신은 다단으로 실시할 수도 있다.

통상, 미연신 필름은 30∼150㎛ 정도의 것이 사용된다. 연신 필름의 연신 배율은 목적에 따라 적절히 설정할 수 있는데, 연신 배율 (총 연신 배율) 은 2∼7 배 정도, 바람직하게는 3∼6.5 배, 더욱 바람직하게는 3.5∼6 배로 하는 것이 바람직하다. 연신 필름의 두께는 5∼40㎛ 정도가 바람직하다.

요오드 염색 처리는 폴리비닐알코올계 필름을 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 요오드 용액에 침지함으로써 실시된다. 요오드 용액은 통상 요오드 수용액이고, 요오드 및 용해 보조제로서 요오드화칼륨을 함유한다. 요오드 농도는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 0.01∼1중량% 정도, 바람직하게는 0.02∼0.5중량% 이다. 또한, 요오드화칼륨 농도 (A) 는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 0.01∼10중량% 정도, 바람직하게는 0.02∼3중량%, 더욱 바람직하게는 0.04∼1중량%, 더욱 바람직하게는 0.1∼1중량%, 가장 바람직하게는 0.2∼0.6중량% 가 바람직하게 사용된다.

요오드 염색 처리에 있어서, 요오드 용액의 온도는 통상 20∼50℃ 정도, 바 람직하게는 25∼40℃ 이다. 침지 시간은 통상 10∼300 초 정도, 바람직하게는 20∼240 초의 범위이다. 요오드 염색 처리에 있어서는 요오드 용액의 농도, 폴리비닐알코올계 필름의 요오드 용액으로의 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 실시해도 된다.

붕산 처리는 붕산 수용액에 폴리비닐알코올계 필름을 침지함으로써 실시한다. 붕산 수용액 중의 붕산 농도는 2∼15중량% 정도, 바람직하게는 3∼10중량%, 더욱 바람직하게는 3∼6중량% 이다. 붕산 수용액 중에는 요오드화칼륨에 의해 칼륨 이온 및 요오드 이온을 함유시킬 수 있다. 붕산 수용액 중의 요오드화칼륨 농도는 0.5∼10중량% 정도, 바람직하게는 1∼8중량%, 더욱 바람직하게는 2∼6중량% 이다. 요오드화칼륨을 함유하는 붕산 수용액은 착색이 적은 편광자, 즉 가시광의 거의 전체 파장역에 걸쳐 흡광도가 거의 일정한 소위 뉴트럴그레이의 편광자를 얻을 수 있다.

붕산 처리에 있어서, 붕산 수용액의 온도는 예를 들어 30℃ 이상, 바람직하게는 40∼85℃ 의 범위이다. 침지 시간은 통상 1∼1200 초, 바람직하게는 10∼600 초, 더욱 바람직하게는 20∼500 초 정도이다. 붕산 처리를 실시하는 단계는 요오드 염색 처리 후이다. 또한, 붕산 처리는 1 축 연신 중 또는 연신 후에 실시된다. 붕산 처리는 복수회 실시해도 된다.

아연 함침 처리에는 아연염 용액이 사용된다. 아연염 용액은 통상 수용 액이다. 아연염으로는 염화아연, 요오드화아연 등의 할로겐화아연, 황산아연, 아세트산아연 등을 들 수 있다. 아연염 용액 중의 아연 이온의 농도는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 통상 0.16∼1중량%, 바람직하게는 0.16∼0.8중량%, 보다 바람직하게는 0.2∼0.6중량%, 더욱 바람직하게는 0.2∼0.5중량%, 가장 바람직하게는 0.2∼0.4중량% 이다. 상기 아연 이온 농도는 아연염 용액 중의 아연 이온의 중량을 아연염 용액의 중량으로 나눈 것이다. 또한, 아연염이 붕산 용액 중에 포함되는 경우에는 붕산 용액 중의 아연 이온 농도이다.

또한, 아연염 용액은 요오드화칼륨 등에 의해 칼륨 이온 및 요오드 이온을 함유시킨 수용액을 사용하는 것이 아연 이온을 함침시키기 쉬워 바람직하다. 아연염 용액 중의 요오드화칼륨 농도는 0.5∼10중량% 정도, 바람직하게는 1∼8중량%, 더욱 바람직하게는 2∼6중량% 이다.

아연 함침 처리에 있어서, 아연염 용액의 온도는 통상 15∼85℃ 정도, 바람직하게는 25∼70℃ 이다. 침지 시간은 통상 1∼120 초 정도, 바람직하게는 3∼90 초의 범위이다. 아연 함침 처리에 있어서는 아연염 용액의 농도, 폴리비닐알코올계 필름의 아연염 용액으로의 침지 온도, 침지 시간 등의 조건을 조정함으로써 폴리비닐알코올계 필름에서의 아연 함유량이 상기 범위가 되도록 조정한다.

아연 함침 처리의 단계는 특별히 제한되지 않고, 요오드 염색 처리 전이어도 되고, 요오드 염색 처리 후의 붕산 수용액으로의 침지 처리 전, 붕산 처리 중, 붕산 처리 후이어도 된다. 또한, 요오드 염색 용액 중에 아연염을 공존시켜 두고, 요오드 염색 처리와 동시에 실시해도 된다. 아연 함침 처리는 붕산 처리와 함께 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 아연 함침 처리와 함께 1 축 연신 처리를 실시할 수 있다. 또한, 아연 함침 처리는 복수회 실시해도 된다. 또한, 복수의 아연 함침 공정이 있는 경우, 상기 제조 방법에 있어서 요오드화칼륨 농도 (A) 에 대해 (B)/(A) 의 값을 결정하는 아연염 용액에서의 아연 이온 농도 (B) 는 복수 공정 중 가장 아연 이온 농도가 높은 수용액의 농도를 가리킨다.

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

본 발명의 편광자의 제조 방법에서는 상기 1 축 연신 공정, 요오드 염색 공정, 아연 함침 공정을 실시한 후, 요오드화칼륨 용액에 의한 세정 공정을 실시하는 것이 바람직하다. 상기 요오드화칼륨 용액에서의 요오드화칼륨 농도 (C) 는 통상 0.5∼10중량% 정도, 보다 바람직하게는 0.5∼8중량%, 더욱 바람직하게는 1∼6중량% 의 범위이지만, 상기 (B)/(A) 의 값에 따라 －(B/A)＋6 > C > －3×(B/A)＋5.5 를 만족하도록 제어하는 것이 바람직하다.

요오드화칼륨 용액에 의한 세정 공정에 있어서, 그 처리 온도는 통상 15∼60℃ 정도, 바람직하게는 25∼40℃ 이다. 침지 시간은 통상 1∼120 초 정도, 바람직하게는 3∼90 초의 범위이다. 요오드화칼륨 용액에 의한 세정 공정의 단계는 건조 공정 전이면 특별히 제한은 없다.

또한, 상기에서는 요오드화칼륨 용액에서의 요오드화칼륨 농도 (C) 를 조정한 세정 공정을 마련하는 경우를 설명했지만, 요오드화칼륨 용액에서의 세정 공정에 의한 제어를 실시하지 않아도 본 발명의 편광자가 얻어지고 있는 경우에는 요오 드화칼륨 용액에서의 세정 공정은 특별히 필요는 없다. 이 경우에는 통상 물세정 공정을 실시할 수 있다.

물세정 공정은 통상 이온 교환수, 증류수 등의 순수에 폴리비닐알코올계 필름을 침지함으로써 실시한다. 물세정 온도는 통상 5∼50℃, 바람직하게는 10∼45℃, 더욱 바람직하게는 15∼40℃ 의 범위이다. 침지 시간은 통상 10∼300 초, 바람직하게는 20∼240 초 정도이다. 상기 물세정 공정은 요오드화칼륨 용액에 의한 세정 공정의 전 또는 후에 실시할 수도 있다.

건조 공정은 세정 공정 후, 통상 20∼70℃, 바람직하게는 25∼60℃ 에서, 3∼5 분 정도 건조시킴으로써 실시한다.

얻어진 편광자는 통상적인 방법에 따라 그 적어도 한쪽 면에 투명 보호층을 형성한 편광판으로 할 수 있다. 투명 보호층은 폴리머에 의한 도포층으로서, 또는 투명 보호 필름의 라미네이트층 등으로서 형성할 수 있다. 투명 보호 필름을 형성하는 투명 폴리머 또는 필름 재료로는 적당한 투명 재료를 사용할 수 있는데, 투명성이나 기계적 강도, 열안정성이나 수분 차단성 등이 우수한 것이 바람직하게 사용된다. 상기 투명 보호 필름을 형성하는 재료로는, 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 폴리머, 2아세트산셀룰로오스나 3아세트산셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 폴리머, 폴리스티렌이나 아크릴로니트릴ㆍ스티렌 공중합체 (AS 수지) 등의 스티렌계 폴리머, 폴리카보네이트계 폴리머 등을 들 수 있다. 또한, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 내지는 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올 레핀, 에틸렌ㆍ프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀계 폴리머, 염화비닐계 폴리머, 나일론이나 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 폴리머, 이미드계 폴리머, 술폰계 폴리머, 폴리에테르술폰계 폴리머, 폴리에테르에테르케톤계 폴리머, 폴리페닐렌술피드계 폴리머, 비닐알코올계 폴리머, 염화비닐리덴계 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 보호층은 아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화형, 자외선 경화형의 수지의 경화층으로서 형성할 수도 있다.

또한, 일본 공개특허공보 2001-343529호 (WO 01/37007) 에 기재된 폴리머 필름, 예를 들어 (A) 측쇄에 치환 및/또는 비치환 이미드기를 갖는 열가소성 수지와, (B) 측쇄에 치환 및/또는 비치환 페닐 및 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 함유하는 수지 조성물을 들 수 있다. 구체예로는 이소부틸렌과 N-메틸말레이미드로 이루어지는 교호 공중합체와 아크릴로니트릴ㆍ스티렌 공중합체를 함유하는 수지 조성물의 필름을 들 수 있다. 필름은 수지 조성물의 혼합 압출품 등으로 이루어지는 필름을 사용할 수 있다. 이들 필름은 위상차가 작고, 광탄성 계수가 작기 때문에 편광판의 변형에 의한 불균일 등의 문제점을 해소할 수 있고, 또 투습도가 작기 때문에 가습 내구성이 뛰어나다.

투명 보호층의 두께는 적절히 결정할 수 있지만, 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성, 박층성 등의 점에서 1∼500㎛ 정도이다. 특히 1∼300㎛ 가 바람직하고, 5∼200㎛ 가 보다 바람직하고, 40∼100㎛ 가 가장 바람직하다.

또한, 투명 보호층은 가능한 한 착색되지 않는 것이 바람직하다. 따라서, Rth=(nx-nz)·d (단, nx 는 보호층 평면내의 지상축 방향의 굴절률, nz 는 보호층의 두께 방향의 굴절률, d 는 필름 두께이다) 로 표시되는 보호층의 두께 방향의 위상차값이 -90nm∼+75nm 인 보호층이 바람직하게 사용된다. 이러한 두께 방향의 위상차값 (Rth) 이 -90nm∼+75nm 인 것을 사용함으로써, 보호층에 기인하는 편광판의 착색 (광학적인 착색) 을 거의 해소할 수 있다. 두께 방향 위상차값 (Rth) 은, 더욱 바람직하게는 -80nm∼+60nm, 특히 -70nm∼+45nm 가 바람직하다.

보호 필름으로는, 편광 특성이나 내구성 등의 점에서, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머가 바람직하다. 특히 트리아세틸셀룰로오스 필름이 적합하다. 한편, 트리아세틸셀룰로오스 등의 보호 필름은, 두께 방향의 위상차값 (Rth) 이 커 착색이 문제가 되는데, 이소부틸렌과 N-메틸말레이미드로 이루어진 교호 공중합체와 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체를 함유하는 수지 조성물 등은, 두께 방향의 위상차값 (Rth) 이 30nm 이하인 것을 사용할 수 있어 착색을 거의 해소할 수 있다. 또한, 편광자의 양측에 투명 보호층을 형성하는 경우, 그 표리에서 동일한 폴리머 재료로 이루어진 투명 보호층을 사용해도 되고, 상이한 폴리머 재료 등으로 이루어진 투명 보호층을 사용해도 된다.

상기 투명 보호층의 편광자를 접촉시키지 않는 면에는, 하드코트층이나 반사 방지 처리, 스티킹 방지나, 확산 내지 안티글레어를 목적으로 한 처리를 실시한 것이어도 된다.

하드코트 처리는 편광판 표면의 손상 방지 등을 목적으로 실시되는 것이며, 예를 들어 아크릴계, 실리콘계 등의 적절한 자외선 경화형 수지에 의한 경도나 미끄럼 특성이 뛰어난 경화 피막을 투명 보호층의 표면에 부가하는 방식 등으로 형성할 수 있다. 반사 방지 처리는 편광판 표면에서의 외광의 반사 방지를 목적으로 실시된 것이며, 종래에 준한 반사 방지막 등의 형성에 의해 달성할 수 있다. 또한, 스티킹 방지 처리는 인접층과의 밀착 방지를 목적으로 실시된다.

또한, 안티글레어 처리는 편광판의 표면에서 외광이 반사되어 편광판 투과광의 시인을 저해하는 것의 방지 등을 목적으로 실시되는 것이며, 예를 들어 샌드블라스트 방식이나 엠보싱 가공 방식에 의한 조면화 방식 또는 투명 미립자의 배합 방식 등의 적절한 방식으로 투명 보호층의 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 이루어진 도전성도 있는 무기계 미립자, 가교 또는 미가교의 폴리머 등으로 이루어진 유기계 미립자 등의 투명 미립자가 사용된다. 표면 미세 요철 구조를 형성하는 경우, 미립자의 사용량은, 표면 미세 요철 구조를 형성하는 투명 수지 100 중량부에 대해 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.

상기 반사 방지층, 스티킹 방지층, 확산층이나 안티글레어층 등은, 투명 보호층 자체에 형성할 수 있는 외에, 별도 광학층으로서 투명 보호층과는 별체의 것 으로서 형성할 수도 있다.

상기 편광자와 투명 보호 필름의 접착 처리에는 접착제가 사용된다. 접착제로는, 이소시아네이트계 접착제, 폴리비닐알코올계 접착제, 젤라틴계 접착제, 비닐계 라텍스계, 수계 폴리에스테르 등을 예시할 수 있다. 상기 접착제는, 통상 수용액으로 이루어진 접착제로서 사용되며, 통상 0.5∼60중량% 의 고형분을 함유하여 이루어진다.

본 발명의 편광판은, 상기 투명 보호 필름과 편광자를, 상기 접착제를 사용하여 부착함으로써 제조한다. 접착제는 투명 보호 필름, 편광자 중의 어느 하나에 도포해도 되고, 양자에 도포해도 된다. 부착 후에는, 건조 공정을 실시하여 도포 건조층으로 이루어진 접착층을 형성한다. 편광자와 투명 보호 필름의 부착은 롤 라미네이터 등에 의해 실시할 수 있다. 접착제의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 통상 30∼1000nm 정도이다.

본 발명의 편광자는, 실제 사용에 있어 다른 광학층과 적층한 광학 필름으로서 사용할 수 있다. 그 광학층에 관해서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 반사판이나 반투과판, 위상차판 (1/2 또는 1/4 등의 파장판 포함), 시각 보상 필름 등의 액정 표시 장치 등의 형성에 사용되기도 하는 광학층을 1 층 또는 2 층 이상 사용할 수 있다. 특히, 본 발명의 편광판에 추가로 반사판 또는 반투과 반사판이 적층되어 이루어지는 반사형 편광판 또는 반투과형 편광판, 편광판에 추가로 위상차판이 적층되어 이루어진 타원 편광판 또는 원 편광판, 편광판에 추가로 시각 보상 필름이 적층되어 이루어진 광시야각 편광판, 또는 편광판에 추가로 휘도 향상 필름이 적층되어 이루어진 편광판이 바람직하다.

반사형 편광판은 편광판에 반사층을 형성한 것으로, 시인측 (표시측) 으로부터의 입사광을 반사시켜 표시하는 타입의 액정 표시 장치 등을 형성하기 위한 것이며, 백라이트 등의 광원의 내장을 생략할 수 있어 액정 표시 장치의 박형화를 도모하기 쉬운 등의 이점을 가진다. 반사형 편광판의 형성은 필요에 따라 투명 보호층 등을 통해 편광판의 한쪽 면에 금속 등으로 이루어진 반사층을 부착하는 방식 등의 적절한 방식으로 실시할 수 있다.

또한, 반투과형 편광판은 상기에 있어서 반사층에서 광을 반사하고, 또한 투과하는 하프 미러 등의 반투과형 반사층으로 함으로써 얻을 수 있다. 반투과형 편광판은 통상 액정셀의 이측에 형성되며, 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 광원을 사용하여 화상을 표시하는 타입의 액정 표시 장치 등을 형성할 수 있다.

편광판에 추가로 위상차판이 적층되어 이루어진 타원 편광판 또는 원 편광판에 관해 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 소위 1/4 파장판 (λ/4 판이라고도 함) 이 사용된다. 1/2 파장판 (λ/2 판이라고도 함) 은, 통상 직선 편광의 편광 방향을 바꾸는 경우에 사용된다.

타원 편광판은 슈퍼 트위스티드 네마틱 (STN) 형 액정 표시 장치의 액정층의 복굴절에 의해 생긴 착색 (청 또는 황) 을 보상 (방지) 하여, 상기 착색이 없는 흑백 표시를 하는 경우 등에 유효하게 사용된다. 또한, 삼차원의 굴절률을 제어한 것은 액정 표시 장치의 화면을 경사 방향에서 봤을 때 생기는 착색도 보상 (방지) 할 수 있으므로 바람직하다. 원 편광판은, 예를 들어 화상이 컬러 표시가 되는 반사형 액정 표시 장치의 화상의 색조를 조정하는 경우 등에 유효하게 사용되며, 또한 반사 방지의 기능도 갖는다. 상기한 위상차판의 구체예로는, 폴리카보네이트, 폴리비닐알코올, 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리프로필렌이나 기타 폴리올레핀, 폴리알릴레이트, 폴리아미드와 같은 적절한 폴리머로 이루어진 필름을 연신 처리하여 이루어진 복굴절성 필름이나 액정 폴리머의 배향 필름, 액정 폴리머의 배향층을 필름으로 지지한 것 등을 들 수 있다. 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 적층하여 위상차 등의 광학 특성을 제어한 것 등이어도 된다.

또한, 상기 타원 편광판이나 반사형 타원 편광판은, 편광판 또는 반사형 편광판과 위상차판을 적절한 조합으로 적층한 것이다. 이러한 타원 편광판 등은 (반사형) 편광판과 위상차판의 조합이 되도록 그들을 액정 표시 장치의 제조 과정에서 순차 개별적으로 적층함으로써 형성할 수 있지만, 상기와 같이 미리 타원 편광판 등의 광학 필름으로 한 것은, 품질의 안정성이나 적층 작업성 등이 뛰어나 액 정 표시 장치 등의 제조 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

시각 보상 필름은 액정 표시 장치의 화면을 화면에 수직이 아닌 약간 경사 방향에서 본 경우에도 화상이 비교적 선명하게 보이도록 시야각을 확대하기 위한 필름이다. 이러한 시각 보상 위상차판으로는, 예를 들어 위상차 필름, 액정 폴리머 등의 배향 필름이나 투명 기재 위에 액정 폴리머 등의 배향층을 지지한 것 등으로 이루어진다. 통상의 위상차판은 그 면방향에 일축으로 연신된 복굴절을 갖는 폴리머 필름이 사용되는 데 비해, 시각 보상 필름으로 사용되는 위상차판에는, 면방향에 이축으로 연신된 복굴절을 가지는 폴리머 필름이나, 면방향에 일축으로 연신되고 두께 방향으로도 연신된 두께 방향의 굴절률을 제어한 복굴절을 가지는 폴리머나 경사 배향 필름과 같은 이방향 연신 필름 등이 사용된다. 경사 배향 필름으로는, 예를 들어 폴리머 필름에 열수축 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 상기 위상차판에서 설명한 폴리머와 동일한 것이 사용되고, 액정셀에 의한 위상차에 의거한 시인각의 변화에 의한 착색 등의 방지나 시인성이 양호한 시야각의 확대 등을 목적으로 한 적절한 것을 사용할 수 있다.

또한, 시인성이 양호한 넓은 시야각을 달성하는 점 등에서, 액정 폴리머의 배향층, 특히 디스코틱 액정 폴리머의 경사 배향층으로 이루어진 광학적 이방성층을 트리아세틸셀룰로오스 필름으로 지지한 광학 보상 위상차판을 바람직하게 사용할 수 있다.

편광판과 휘도 향상 필름을 접착한 편광판은 통상 액정셀의 뒤측 사이드에 형성되어 사용된다. 휘도 향상 필름은 액정 표시 장치 등의 백라이트나 이면측으로부터의 반사 등에 의해 자연광이 입사되면 소정 편광축의 직선 편광 또는 소정 방향의 원 편광을 반사하고, 다른 광은 투과하는 특성을 나타내는 것으로, 휘도 향상 필름을 편광판과 적층한 편광판은 백라이트 등의 광원으로부터의 광을 입사시켜 소정 편광 상태의 투과광을 얻음과 함께, 상기 소정 편광 상태 이외의 광은 투과하지 않고 반사된다. 이 휘도 향상 필름면에서 반사한 광을 추가로 그 뒤측에 형성된 반사층 등을 통해 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.

상기 휘도 향상 필름으로는, 예를 들어 유전체의 다층 박막이나 굴절률 이방성이 상이한 박막 필름의 다층 적층체와 같이, 소정 편광축의 직선 편광을 투과하고 다른 광은 반사하는 특성을 나타내는 것, 콜레스테릭 액정 폴리머의 배향 필름이나 그 배향 액정층을 필름 기재 위에 지지한 것과 같이, 좌선성 또는 우선성 회전으로 원편광된 빛 중 어느 일방을 반사하고 다른 광은 투과하는 특성을 나타내는 것 등의 적절한 것을 사용할 수 있다.

또한, 편광판은 상기 편광 분리형 편광판과 같이, 편광판과 2 층 또는 3 층 이상의 광학층을 적층한 것으로 이루어져 있어도 된다. 따라서, 상기 반사형 편광판이나 반투과형 편광판과 위상차판을 조합한 반사형 타원 편광판이나 반투과형 타원 편광판 등이어도 된다.

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

상기 기술한 편광판이나, 편광판이 적어도 1 층 적층되어 있는 광학 필름에는, 액정셀 등의 다른 부재와 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 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 특히, 아크릴계 점착제와 같이 광학적 투명성이 뛰어나고, 과도한 습윤성과 응집성과 접착성의 점착 특성을 나타내어, 내후성이나 내열성 등이 우수한 것을 바람직하게 사용할 수 있다.

또한, 상기에 더해, 흡습에 의한 발포 현상이나 박리 현상의 방지, 열팽창값 등에 의한 광학 특성의 저하나 액정셀의 휨 방지, 나아가 고품질이며 내구성이 뛰어난 액정 표시 장치의 형성성 등의 점에서, 흡습률이 낮고 내열성이 우수한 점착층이 바람직하다.

점착층은 예를 들어 천연물이나 합성물의 수지류, 특히 점착성 부여 수지나, 유리 섬유, 유리 비드, 금속분, 기타 무기 분말 등으로 이루어진 충전제나 안료, 착색제, 산화방지제 등의 점착층에 첨가되는 것의 첨가제를 함유하고 있어도 된다. 또한, 미립자를 함유하여 광확산성을 나타내는 점착층 등이어도 된다.

편광판이나 광학 필름의 한쪽 면 또는 양면으로의 점착층의 부착은, 적절한 방식으로 실시할 수 있다. 그 예로는 예를 들어 톨루엔이나 아세트산에틸 등의 적절한 용제의 단독물 또는 혼합물로 이루어진 용매에 베이스 폴리머 또는 그 조성물을 용해 또는 분산시킨 10∼40중량% 정도의 점착제 용액을 조제하고, 그것을 유연 방식이나 도공 방식 등의 적절한 전개 방식으로 편광판 위 또는 광학 필름 위에 직접 부착하는 방식, 또는 상기에 준하여 세퍼레이터 위에 점착층을 형성하고 그것을 편광판 위 또는 광학 필름 위에 이착시키는 방식 등을 들 수 있다.

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

점착층의 노출면에 대해서는, 실용에 사용되기 전까지 그 오염 방지 등을 목적으로 세퍼레이터가 임시로 부착되어 커버된다. 이에 의해, 통례의 취급 상태에서 점착층에 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 세퍼레이터로는 상기 두께 조건 을 제외하고, 예를 들어 플라스틱 필름, 고무 시트, 종이, 천, 부직포, 네트, 발포 시트나 금속 호일, 그들의 라미네이트체 등의 적절한 박엽체(薄葉體)를, 필요에 따라 실리콘계나 장쇄 알킬계, 불소계나 황화몰리브덴 등의 적절한 박리제로 코팅 처리한 것 등의 종래에 준한 적절한 것을 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기한 편광판을 형성하는 편광자나 투명 보호층이나 광학 필름 등, 또 점착층 등의 각 층에는, 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.

본 발명의 편광판 또는 광학 필름은 액정 표시 장치 등의 각종 장치의 형성 등에 바람직하게 사용할 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 적절히 조립하여 구동회로를 내장하는 것 등에 의해 형성되는데, 본 발명에 있어서는 본 발명에 의한 편광판 또는 광학 필름을 사용하는 점을 제외하고 특별히 한정은 없고, 종래에 준할 수 있다. 액정 셀에 관해서도, 예를 들어 TN 형이나 STN 형, π 형 등의 임의의 타입의 것을 사용할 수 있다.

액정 셀의 일측 또는 양측에 편광판 또는 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 편광판 또는 광학 필름은 액정 셀의 일측 또는 양측에 설치할 수 있다. 양측에 편광판 또는 광학 필름을 형성하는 경우, 그것들은 같은 것이어도 되고, 다른 것이어도 된다. 또한, 액정 표시 장치의 형성시에는, 예를 들어 확산판, 안티글레어층, 반사 방지막, 보호판, 프리즘 어레이, 렌즈 어레이 시트, 광 확산판, 백라이트 등의 적당한 부품을 적당한 위치에 1 층 또는 2 층 이상 배치할 수 있다.

이어서 유기 일렉트로루미네선스 장치 (유기 EL 표시 장치) 에 관하여 설명한다. 일반적으로, 유기 EL 표시 장치는 투명 기판 상에 투명 전극과 유기 발광층과 금속 전극을 차례로 적층하여 발광체 (유기 일렉트로루미네선스 발광체) 를 형성하고 있다. 여기서, 유기 발광층은 각종 유기 박막의 적층체로서, 예를 들어 트리페닐아민 유도체 등으로 이루어지는 정공 주입층과, 안트라센 등의 형광성 유기 고체로 이루어지는 발광층과의 적층체나, 또는 이러한 발광층과 페릴렌 유도체 등으로 이루어지는 전자 주입층의 적층체나, 또는 이들의 정공 주입층, 발광층, 및 전자 주입층의 적층체 등, 각종 조합을 가진 구성이 알려져 있다.

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

위상차판 및 편광판은 외부로부터 입사하여 금속 전극에서 반사해 온 광을 편광하는 작용을 갖기 때문에, 그 편광 작용에 의해 금속 전극의 경면을 외부로부 터 시인시키지 않는다는 효과가 있다. 특히, 위상차판을 1/4 파장판으로 구성하고, 또한 편광판과 위상차판의 편광방향이 이루는 각을 π/4 로 조정하면, 금속 전극의 경면을 완전히 차폐할 수 있다.

실시예

이하에 본 발명을 실시예 및 비교예를 들어 구체적으로 설명한다. 또한, 각 예 중의 % 는 중량% 이다.

실시예 1

두께 75㎛ 의 폴리비닐알코올 필름 (평균 중합도 2400, 비누화도 99.9%) 을 30℃ 의 수중에서 팽윤시키고, 다시 수중에서 1 축 연신 (연신 배율 3 배) 한 후, 요오드화칼륨 농도 0.35%, 요오드 농도 0.05% 의 요오드 수용액 중에 30℃ 에서 60 초간 침지하여 염색하였다. 그 후, 40℃ 의 붕산 농도 3%, 요오드화칼륨 농도 3% 및 황산아연7 수화물 농도 0.6% 의 제 1 붕산 수용액 중에 45 초간 침지하고, 이어서 60℃ 의 붕산 농도 5.7%, 요오드화칼륨 농도 5% 및 황산아연7 수화물 농도 0.6% 의 제 2 붕산 수용액 중에 30 초간 침지하면서 6 배까지 연신하였다. 그 후, 요오드화칼륨 농도 5% 의 수용액에 30℃ 에서 10 초간 침지하였다. 그 후, 50℃ 에서 4 분간 건조하여 편광자를 얻었다. 얻어진 편광자의 양측에, 표면을 비누화 처리한 두께 80㎛ 의 트리아세틸셀룰로오스 필름을 폴리비닐알코올계 접착제로 부착한 후, 60℃ 에서 4 분간 건조시켜 편광판을 얻었다.

실시예 2

실시예 1 에서 요오드 수용액으로 요오드 수용액 중의 요오드화칼륨 농도를 0.28%, 요오드 농도를 0.04% 로 조정한 것을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 편광자 및 편광판을 얻었다.

실시예 3

실시예 1 에서 요오드 수용액으로 요오드 수용액 중의 요오드화칼륨 농도를 0.3%, 요오드 농도를 0.043% 로 조정한 것을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 편광자 및 편광판을 얻었다.

비교예 1

실시예 1 에서 제 1 및 제 2 붕산 수용액은 모두 붕산 수용액 중에 황산아연7 수화물을 함유시키지 않은 것을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 편광자 및 편광판을 얻었다.

비교예 2

실시예 1 에서 제 1 및 제 2 붕산 수용액은 모두 붕산 수용액 중의 황산아연7 수화물의 농도를 0.3% 로 조정한 것을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 편광자 및 편광판을 얻었다.

비교예 3

실시예 1 에서 제 1 및 제 2 붕산 수용액은 모두 붕산 수용액 중의 황산아연7 수화물의 농도를 2.5% 로 조정한 것을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 편광자 및 편광판을 얻었다.

비교예 4

실시예 1 에서 제 1 및 제 2 붕산 수용액은 모두 붕산 수용액 중의 황산아연 7 수화물의 농도를 4.5% 로 조정한 것을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 편광자 및 편광판을 얻었다.

비교예 5

실시예 1 에서 제 1 및 제 2 붕산 수용액은 모두 붕산 수용액 중의 황산아연7 수화물의 농도를 6.5% 로 조정한 것을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 편광자 및 편광판을 얻었다.

비교예 6

두께 75㎛ 의 폴리비닐알코올 필름 (평균 중합도 2400, 비누화도 99.9%) 을 건식으로 1 축 연신 (연신 배율 5 배) 한 후, 긴장 상태를 유지한 채로 요오드화칼륨 농도 4.76%, 요오드 농도 0.05% 의 요오드 수용액 중에 28℃ 에서 60 초간 침지하여 염색하였다. 그 후, 76℃ 의 붕산 농도 6.47%, 요오드화칼륨 농도 5.17% 및 염화아연 2.16% 의 붕산 수용액 중에 300 초간 침지하였다. 그 후, 15℃ 의 순수를 사용하여 10 초간 물세척하였다. 그 후, 50℃ 에서 건조하여 두께 약 20㎛ 의 편광자를 얻었다. 이후에는 실시예 1 과 동일하게 하여 편광판을 얻었다.

비교예 7

비교예 6 에서 붕산 수용액으로 붕산 농도 6.54%, 요오드화칼륨 농도 5.23% 및 염화아연 1.09% 의 붕산 수용액을 사용한 것 이외는, 비교예 6 과 동일하게 하여 편광자 및 편광판을 얻었다.

실시예 11

두께 75㎛ 의 폴리비닐알코올 필름 (평균 중합도 2400, 비누화도 99.9%) 을 30℃ 의 수중에서 팽윤시키고, 다시 수중에서 1 축 연신 (연신 배율 3 배) 한 후, 요오드화칼륨 농도 0.25%, 요오드 농도 0.035% 의 요오드 수용액 중에 30℃ 에서 60 초간 침지하여 염색하였다. 그 후, 4℃ 의 붕산 농도 3%, 요오드화칼륨 농도 3% 및 황산아연7 수화물 농도 1.0% 의 제 1 붕산 수용액 중에 30 초간 침지하고, 이어서 60℃ 의 붕산 농도 4%, 요오드화칼륨 농도 5% 및 황산아연7 수화물 농도 1% 를 함유하는 제 2 붕산 수용액 중에 60 초간 침지하면서 6 배까지 연신하였다. 그 후, 요오드화칼륨 농도 2% 의 수용액에 30℃ 에서 10 초간 침지하여 세정하였다. 그 후, 70℃ 에서 2 분간 건조하여 편광자를 얻었다. 얻어진 편광자의 양측에, 표면을 비누화 처리한 두께 80㎛ 의 트리아세틸셀룰로오스 필름을 폴리비닐알코올계 접착제로 부착한 후, 60℃ 에서 4 분간 건조시켜 편광판을 얻었다.

실시예 12

실시예 11 에서 세정에 사용한 요오드화칼륨 수용액의 농도를 3% 로 변경한 것 이외에는, 실시예 11 과 동일하게 하여 편광자 및 편광판을 얻었다.

실시예 13

실시예 11 에서 제 1 및 제 2 붕산 수용액 중의 황산아연7 수화물 농도를 모두 1.5% 로 변경한 것 이외에는, 실시예 11 과 동일하게 하여 편광자 및 편광판을 얻었다.

실시예 14

실시예 11 에서 제 1 및 제 2 붕산 수용액 중의 황산아연7 수화물 농도를 모두 1.5% 로 변경한 것, 세정에 사용한 요오드화칼륨 수용액의 농도를 4% 로 변경한 것 이외에는, 실시예 11 과 동일하게 하여 편광자 및 편광판을 얻었다.

실시예 15

실시예 11 에서 제 1 및 제 2 붕산 수용액 중의 황산아연7 수화물 농도를 모두 2% 로 변경한 것 이외에는, 실시예 11 과 동일하게 하여 편광자 및 편광판을 얻었다.

실시예 16

실시예 11 에서 제 1 및 제 2 붕산 수용액 중의 황산아연7 수화물 농도를 모두 3%로 변경한 것 이외에는, 실시예 11 과 동일하게 하여 편광자 및 편광판을 얻었다.

실시예 17

실시예 11 에서 제 1 및 제 2 붕산 수용액 중에 황산아연7 수화물 농도를 모두 2% 로 변경하고, 세정에 사용한 요오드화칼륨 수용액의 농도를 1% 로 변경한 것 이외에는, 실시예 11 과 동일하게 하여 편광자 및 편광판을 얻었다.

비교예 11

실시예 11 에서 제 1 및 제 2 붕산 수용액 중에 황산아연7 수화물 농도를 모두 0% 로 변경한 것 이외에는, 실시예 11 과 동일하게 하여 편광자 및 편광판을 얻었다.

비교예 12

실시예 11 에서 제 1 및 제 2 붕산 수용액 중에 황산아연7 수화물 농도를 모두 0.5% 로 변경하고, 세정에 사용한 요오드화칼륨 수용액의 농도를 0% 로 변경한 것 이외에는, 실시예 11 과 동일하게 하여 편광자 및 편광판을 얻었다.

비교예 13

실시예 11 에서 제 1 및 제 2 붕산 수용액 중에 황산아연7 수화물 농도를 모두 0.5% 로 변경하고, 세정에 사용한 요오드화칼륨 수용액의 농도를 4% 로 변경한 것 이외에는, 실시예 11 과 동일하게 하여 편광자 및 편광판을 얻었다.

비교예 14

실시예 11 에서 세정에 사용한 요오드화칼륨 수용액의 농도를 0% 로 변경한 것 이외에는, 실시예 11 과 동일하게 하여 편광자 및 편광판을 얻었다.

비교예 15

실시예 11 에서 세정에 사용한 요오드화칼륨 수용액의 농도를 5% 로 변경한 것 이외에는, 실시예 11 과 동일하게 하여 편광자 및 편광판을 얻었다.

비교예 16

실시예 11 에서 제 1 및 제 2 붕산 수용액 중에 황산아연7 수화물 농도를 모두 1.5% 로 변경하고, 세정에 사용한 요오드화칼륨 수용액의 농도를 0% 로 변경한 것 이외에는, 실시예 11 과 동일하게 하여 편광자 및 편광판을 얻었다.

실시예 및 비교예에 있어서, 각 욕의 각 성분의 농도를 표 1 에 나타낸다. 농도는 각 용액에 대한 각 성분의 중량% 이다. 또한, 아연 이온 농도는 아연염에 있어서의 아연 (분자량 65.4) 의 비율로부터 도출하였다. 아연염이 황산아 연7 수화물 (분자량 223.4) 인 경우에는, 아연 이온 농도는 아연염의 농도를 0.293 (=65.4/223.4) 배한 값이다. 아연염이 염화아연 (분자량 136.4) 인 경우에는, 아연 이온 농도는 아연염의 농도를 0.479 (=65.4/136.4) 배한 값이다. 또한, 요오드 용액에 있어서의 요오드화칼륨 (KI) 농도 (A), 아연 이온 농도 (B), 세정 공정의 요오드화칼륨 (KI) 농도 (C) 의 관계를 표 2 에 나타낸다.

실시예 및 비교예에서 얻어진 편광자 및 편광판에 관하여 하기 평가를 하였다.

(조성 분석)

실시예 및 비교예에서 작성한 편광자의 형광 X 선 분석 ((주) 리가쿠 제조 ZSX) 을 실시하여, 아연 함유량 (%), 칼륨 함유량 (%) 및 요오드 함유량 (%) 을 측정하였다. 측정 결과로부터 아연 함유량 (%)/칼륨 함유량 (%) 및 아연 함유량 (%)/요오드 함유량 (%) 의 값을 구하였다. 실시예 1∼3, 비교예 1∼7 에 관해서는 결과를 표 3 에, 실시예 11∼17, 비교예 11∼16 에 관해서는 결과를 표 4 에 나타낸다.

(실시예 1∼3, 비교예 1∼5 의 고온 고습 내구성의 평가)

편광판을 80℃, 90%RH 의 조건하에 120 시간 방치하였을 때의 색차:ΔEab_80/90-120 을 구하였다. 직교 상태의 색차:ΔEab 는, 초기의 직교 상태의 색도 (L₀, a₀, b₀) 와, 80℃, 90%RH 의 조건하에 120 시간 방치하였을 때 직교 상태의 색도 (L₁₂₀, a₁₂₀, b₁₂₀) 로부터, 하기 식:

단, L 값, a 값, b 값은 헌터 표색계에서의 L 값, a 값, b 값이다. 결과를 표 3 에 나타낸다.

또한, 아연 함유량 (%)/칼륨 함유량 (%) 과 색차:ΔEab_80/90-120 과의 관계를 도 1 에, 및 아연 함유량 (%)/요오드 함유량 (%) 과 색차:ΔEab_80/90-120 과의 관계를 도 2 에 각각 나타낸다.

또한 청색 착색을 평가하였다. 청색 착색의 상황은, Ab=b₁₂₀-b₀ 로 표시된다. b₁₂₀, b₀ 는 상기와 같다. 결과를 표 3 에 나타낸다. Δb 는 음으로 큰 값을 나타낼수록 청색 착색이 크다. Δb < ―3 인 경우에는, 육안으로 분명히 청색 착색되어 있음을 알 수 있다. 따라서, ―3≤Δb≤0 인 것이 바람직하다. 이러한 범위의 Δb 를 만족할 수 있는 편광판 (편광자) 은 고온 고습의 조건하에서도 색도의 변화가 작아 청색 착색이 작다. Δb 는 ―1 이상이 바람직하고, ―0.6 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 아연 함유량 (%)/칼륨 함유량 (%) 과 Δb 와의 관계를 도 3 에 나타낸다.

(비교예 6, 7 의 고온 내구성의 평가)

편광판을 100℃ 의 조건하에 24 시간 방치하였을 때의 색차:ΔEab₁₀₀ 을 구하였다. 직교 상태의 색차:ΔEab 는, 초기 직교 상태의 색도 (L₀, a₀, b₀) 와, 100℃ 의 조건하에 24 시간 방치하였을 때 직교 상태의 색도 (L₂₄, a₂₄, b₂₄) 로부터, 하기 식:

로부터 구해진다. 단, L 값, a값, b 값은 헌터 표색계에서의 L 값, a 값, b 값이다. 결과를 표 3 에 나타낸다.

또한 청색 착색을 평가하였다. 청색 착색의 상황은, Δb=b₂₄―b₀ 로 표시된다. b₂₄, b₀ 는 상기와 같다. 결과를 표 3 에 나타낸다.

표 3, 도 1, 도 2 로부터, 실시예 1∼3 의 본 발명의 편광자는, 아연 함유량/칼륨 함유량의 값 (0.05∼0.4), 칼륨 함유량 (0.2∼12중량%), 아연 함유량 (중량%)/요오드 함유량 (중량%) 의 값 (0.012∼0.05 미만), 요오드 함유량 (1∼20중량%) 을 완전히 만족하고 있어, 이들을 모두 만족하지 않는 비교예 1∼5 와의 대비에 있어서, 고온 가습시의 직교 상태의 색차: ΔEab_80/90-120 이 5 이하가 되어 색상 변화가 작음을 알 수 있다. 또한, 표 3 및 도 3 으로부터, ―3≤Δb≤0 을 만족하여 청색 착색을 방지할 수 있음을 알 수 있다. 한편, 비교예 6 및 7 은 고온 내구성조차 만족하지 않음을 알 수 있다.

<실시예 11∼17, 비교예 11∼16 에 관해서>

(편광 특성 평가)

얻어진 편광판의 광학 특성 (단체 투과율, 편광도, 이색비) 을 이하의 방법으로 측정하였다. 결과를 표 4 에 나타낸다.

<단체 투과율: Ts>

분광 광도계 (무라카미색채기술연구소 제조, DOT-3) 를 사용하여, JIS Z 8701 의 2 도 시야 (C 광원) 에 의해 시감도 보정을 행한 Y 값이다.

<편광도: Pz>

2 장의 동일한 편광판을 편광축이 평행하게 되도록 중첩시킨 경우의 투과율 (H₀) 과 직교로 중첩시킨 경우의 투과율 (H₉₀) 을, 상기의 투과율의 측정 방법에 준하여 측정하고 이하의 식으로부터 편광도를 구하였다. 또한, 평행 투과율 (H₀) 과 직교의 투과율 (H₉₀) 은 시감도 보정을 행한 Y 값이다.

<이색비>

단체 투과율 (Ts) 과 편광도 (Pz) 를 사용하여, 다음의 식에 의해 구하였다. 여기서 이색비는 이하의 식으로 정의된다.

이색비=log{(Ts/100)―(TsㆍPz/100ㆍ100)}/log{(Ts/100)+(TsㆍPz/100ㆍ100)}

(내구성 시험의 평가)

얻어진 편광판에 관하여 고온 내구성, 고온 고습 내구성을 이하의 방법에 의해 행하였다. 결과를 표 4 에 나타낸다.

<고온 내구성>

편광판을 110℃ 의 조건하에 24 시간 방치하였을 때의 색차:ΔEab₁₁₀ 을 구하였다. 직교 상태의 색차:ΔEab₁₁₀ 은 초기의 직교 상태의 색도 (Lo, ao, bo) 와, 110℃ 의 조건하에 24 시간 방치하였을 때 직교 상태의 색도 (L₂₄, a₂₄, b₂₄) 로부터, 하기 식:

로부터 구해지는 값이다.

단, L 값, a 값, b 값은 헌터 표색계 Lab 에서의 L 값, a 값, b 값이다.

<고온 고습 내구성>

편광판을 80℃, 90%RH 의 조건하에 24 시간 방치하였을 때의 색차:ΔEab_80/90-24 를 구하였다. 직교 상태의 색차:ΔEab_80/90-24 는, 초기 직교 상태의 색도 (L₀, a₀, b₀) 와, 80℃, 90%RH 의 조건하에 24 시간 방치하였을 때 직교 상태의 색도 (L₁₂₀, a₁₂₀, b₁₂₀) 로부터, 하기 식:

로부터 구해지는 값이다.

단, L 값, a 값, b 값은 헌터 표색계에서의 L 값, a 값, b 값이다.

<내구성>

고온 내구성과 고온 고습 내구성의 양쪽을 만족하는지 여부를 나타내기 위해서, 상기 ΔEab₁₁₀ 과 ΔEab_80/90-24 로부터, 하기 식:

로부터 구해지는 값이다.

표 4 로부터, 실시예 11∼17 의 본 발명의 편광자는 아연 함유량/칼륨 함유량의 값 (0.05∼0.4), 칼륨 함유량 (0.2∼12중량%), 아연 함유량 (중량%)/요오드 함유량 (중량%) 의 값 (0.012∼0.05 미만), 요오드 함유량 (1∼20중량%) 을 모두 만족하고 있고, 이들을 모두 만족하지 않는 비교예 11∼16 과의 대비에 있어서, 실시예 및 비교예의 편광 특성은 거의 동일하지만, 실시예에서는, 고온 시의 직교 상태의 색차: ΔEab₁₁₀, 고온 가습시의 교차 상태의 색차: ΔEab_80/90-24 가 모두 5 이하가 되어 색상 변화가 작음을 알 수 있다. 상기 색차는 모두 3 이하가 바람직하고, 1 이하가 더욱 바람직하다.

본 발명에 따르면, 고내습성을 만족시킬 수 있는 폴리비닐알코올계 필름으로 이루어지는 편광자 및 그 제조 방법, 당해 편광자를 사용한 편광판을 제공하는 것, 당해 편광자, 편광판을 사용한 광학 필름, 및 광학 필름을 사용한 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.

Claims (6)

1. 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 요오드 용액에 의해 염색되는 처리가 적어도 실시되고, 또한 아연을 함유하는 폴리비닐알코올계 필름으로 이루어지는 편광자로서,

   상기 편광자 중 아연 함유량 (중량%)/칼륨 함유량 (중량%) 의 값이 0.05∼0.4 로서, 칼륨 함유량이 0.2∼12중량% 이고, 또한, 아연 함유량 (중량%)/요오드 함유량 (중량%) 의 값이 0.012∼0.05 미만으로서, 요오드 함유량이 1∼20중량% 인 것을 특징으로 하는, 편광자.
2. 폴리비닐알코올계 필름에 대하여, 1 축 연신 공정, 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 요오드 용액에 의한 요오드 염색 공정, 아연염 용액에 의한 아연 함침 공정, 및 상기 함침 공정을 실시한 후의 요오드화칼륨 용액에 의한 세정 공정을 적어도 포함하고,

   상기 요오드 염색 공정의 요오드 용액에서의 요오드화칼륨 농도 (중량%) 를 (A) 로 하고, 상기 아연 함침 공정의 아연염 용액에서의 아연 이온 농도 (중량%) 를 (B) 로 하며, 상기 세정 공정의 요오드화칼륨 용액에서의 요오드화칼륨 농도 (중량%) 를 (C) 로 하였을 때,

   상기 아연 이온 농도 (B) 는 0.16∼1중량% 의 범위에 있고, 또한,

   －(B/A)＋6 > C > －3×(B/A)＋5.5 를 만족하도록 조정하는 것을 특징으로 하는 제 1 항에 따른 편광자의 제조 방법.
3. 제 1 항에 기재된 편광자의 적어도 한쪽 면에 투명 보호층을 형성한, 편광판.
4. 하기 식으로 표현되는 색차를 가지며,

   

   여기서, 초기의 직교 상태의 색도는 (L₀, a₀, b₀) 이고, 80℃, 90%RH 의 조건하에 120 시간 방치한 후의 직교 상태의 색도는 (L₁₂₀, a₁₂₀, b₁₂₀) 이며, L 값, a 값, 및 b 값은 헌터 표색계에서의 L 값, a 값, 및 b 값이고,

   상기 △Eab_80/90-120 이 5 이하인 것을 특징으로 하는 제 1 항에 기재된 편광자 또는 제 3 항에 기재된 편광판.
5. 제 1 항에 기재된 편광자, 또는 제 3 항 또는 제 4 항에 기재된 편광판이 1 장 이상 적층되는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
6. 제 1 항에 기재된 편광자, 제 3 항 또는 제 4 항에 기재된 편광판, 또는 제 5 항에 기재된 광학 필름을 1 장 이상 사용한 화상 표시 장치.

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