KR20070122381A - 복합 편광판, 그것을 이용한 액정 표시 장치, 복합편광판의 제조 방법 및 그것에 이용하는 광학 보상 필름의제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체(3) 위에 배향막(4)이 형성되며, 또한 그 위에 액정 화합물의 코팅층(5)이 형성되어 있는 광학 보상 필름(2)이 그 투명 지지체(3)측에서 편광자(1)의 한 면에 접합되어 있는 복합 편광판에 있어서, 그 광학 보상 필름(2)을 2 ㎝×5 ㎝의 스트립으로 재단하고, 액정 화합물의 코팅층을 내측으로 하여 원주가 5 ㎝이며 높이가 2 ㎝인 원통으로 둥글게 한 상태에서 60℃의 온수에 60분간 침지했을 때에 발생하는 기포의 밀도가 100개/㎠ 미만이 되도록 자외선 조사된 것으로 구성하는 것을 목적으로 한다.

Description

복합 편광판, 그것을 이용한 액정 표시 장치, 복합 편광판의 제조 방법 및 그것에 이용하는 광학 보상 필름의 제조 방법{A laminated polarizer, a liquid crystal display by using the laminated polarizer, a method for producing the laminated polarizer, and a method for producing an optical compensator film used for the laminated polarizer}

도 1은 본 발명에 따른 복합 편광판의 구성예를 도시한 단면 모식도.

도 2는 광학 보상 필름을 온수 시험으로 처리할 때의, 스트립 샘플의 평면도(a)와, 그 스트립 샘플을 온수에 침지하기 위해 둥글게 한 상태를 나타내는 사시도(b)이다.

도 3은 자외선 조사 전의 광학 보상 필픔을 온수 시험으로 처리할 때의 표면상태를 나타내는 사진.

도 4는 온수 시험에 의한 기포가 거의 확인되지 않게 된 광학 보상 필름의 표면상태를 나타낸 사진.

도 5는 터널링이 발생한 편광판의 표면 단부를 촬영한 참고 사진.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 편광자

2 : 광학 보상 필름

3 : 투명 지지체

4 : 배향막

5 : 액정 화합물의 코팅층

7 : 투명 보호 필름

8 : 표면 처리층

9 : 감압식 접착제층

10 : 광학 보상 필름을 둥글게 했을 때의 단부

12 : 단부를 고정하는 접착 테이프

20 : 터널링

본 발명은 편광자의 한 면에 액정 화합물의 코팅층을 갖는 광학 보상 필름이 접합되어 있는 복합 편광판 및 그것을 이용한 액정 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 상기 구조의 복합 편광판을 제조하는 방법 및 그것에 이용하는 광학 보상 필름을 제조하는 방법에도 관계되어 있다. 상세하게는, 상기 구조의 복합 편광판 내지는 그것을 구성하는 광학 보상 필름의 내수성을 개선하는 기술에 관계되어 있다.

최근, 저소비 전력, 저전압 동작, 경량, 박형의 액정 디스플레이가 휴대 전화, 휴대 정보 단말, 컴퓨터용 모니터, 텔레비전 등의 정보용 표시 장치로서 급속 히 보급되어 오고 있다. 액정 기술의 발전에 따라 여러 가지 모드의 액정 디스플레이가 제안되어 응답 속도나 콘트라스트, 좁은 시야각이라는 액정 디스플레이의 문제점이 해소되고 있다.

액정 디스플레이에는 TN(Twisted Nematic: 비틀림 네마틱), STN(Super Twisted Nematic: 초비틀림 네마틱), VA(Vertical Alignment: 수직 배향), IPS(In-plane Switching: 횡전계) 등의 여러 가지 방식이 있지만, 이들 방식에는 액정 분자가 위상차 값을 가짐에 따른 광누설이나 편광판에 있어서 비스듬하게 보았을 때의 축 각도의 어긋남 등에 기인하여 각각 약점이 되는 시야각이 좁은 방향(방위각)이 존재한다. 이러한 약점이 되는 시야각을 확대하는 방법으로서, 위상차 필름에 의한 액정 셀이나 편광판으로의 광학 보상이라는 방법이 널리 채용되고 있다. 그것을 위한 위상차 필름 내지 광학 보상 필름은 액정 셀 내의 액정의 위상차값, 배향 방향, 액정 분자의 구동 방식 등에 의해 최적의 종류가 변하기 때문에, 대부분의 종류의 것이 이용되고 있다.

이러한 위상차 필름 내지 광학 보상 필름의 하나로 투명 지지체 상에 액정 화합물을 코팅하여 광학 특성을 발현시키는 타입의 것이 있다. 통상은 투명 지지체 상에 액정 화합물을 도포하여 제작되지만, 대부분의 경우, 그 액정 화합물을 어느 특정 방향으로 배향시키기 위해서 투명 지지체 상에 미리 배향막을 형성한다. 예컨대, 일본 특허 공개 평성 제9-179125호 공보(특허 문헌 1)에는 투명 지지체 상에 배향막을 설치하여 배향막이 형성된 지지체로 하고, 그 배향막 상에 디스코틱 화합물로 이루어진 광학 이방층(광학 보상층)을 설치하여 광학 보상 시트로 하는 것이 기재되어 있다.

배향막의 재질은 배향 특성이나 도포성, 광학 특성, 내구성 등을 고려하여 적절한 것이 선택되어야 하지만, 특히 배향 특성이나 도포성의 면에서 물에 대하여 그다지 내성이 없는 재료, 바꾸어 말하면 친수성의 재료로부터 선택되는 경우도 많다. 예컨대, 상기 특허 문헌 1에서는, 배향막으로서 폴리비닐알코올이 장려되어 있다. 배향막이나 코팅층이 물에 대한 내성이 없는 재료로 구성되는 경우에는, 다량으로 수분을 함유하는 환경 하에서의 내구성이 부족하여 예컨대 고온·고습 조건 하 등에 있어서 액정 디스플레이에 문제를 일으키는 경우가 있다.

구체적으로는, 물의 영향으로 어느 한 층이 충분한 밀착력을 잃은 경우에는, 편광판을 구성하는 다른 층의 열에 의한 신축이나 흡방습(吸放濕)에 의한 신축 등의 외부 응력에 의해 층간의 박리나 그 층 자신의 파괴가 발생하게 되는 경우가 있다.

더욱 상세하게 설명하면, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체 상에 친수성의 배향막이 형성되고, 그 위에 액정 화합물의 코팅층이 더 형성된 광학 보상 필름을 편광자의 한 면에 접착하고, 편광자의 다면에는 통상의 트리아세틸셀룰로오스로 이루어진 투명 보호 필름을 접착한 편광판에 있어서는, 고온 고습 조건에 노출된 경우, 친수성의 배향막이 수분의 영향을 받아 편광판 단부에서 배향막과 각 층 사이의 밀착력이 저하되기 때문에, 투명 지지체/배향막/액정 화합물의 코팅층 중 어느 하나의 계면에서 부유가 발생하고, 그곳을 기점으로 하여 터널형의 공극이 편광판 내부로 진행해 나가는 현상이 일어날 수 있 는 것이 발견되었다. 이하, 이러한 현상을 터널링이라고 부르는 경우가 있다. 도 5에 터널링이 발생한 편광판의 표면 단부를 확대한 사진을 나타낸다. 이 도면에 있어서, 우측이 편광판의 끝이며, 그곳으로부터 복수의 터널링(20)이 성장하고 있는 것을 알 수 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평9-179125호 공보

그래서, 본 발명의 과제는 셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체 위에 배향막이 형성되고, 그 위에 액정 화합물의 코팅층이 더 형성되어 있는 광학 보상 필름 또는 그 투명 지지체측을 편광자에 접합시킨 복합 편광판에 있어서, 그 광학 보상 필름이 물에 대한 내성이 낮은 층을 포함하는 경우에도, 습열 조건 하에서의 층간 박리나 층 파괴를 방지하여 이들의 내수성을 개량하는 데에 있다. 연구 결과, 이러한 물에 대한 내성이 낮은 부재에 자외선 조사를 실시함으로써 내수성을 향상시켜 상기와 같은 문제를 일으키지 않는 내구성이 우수한 복합 편광판을 얻을 수 있는 것을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명에 따르면, 셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체 위에 배향막이 형성되고, 그 위에 액정 화합물의 코팅층이 더 형성되어 있는 광학 보상 필름은 그 투명 지지체측에서 편광자의 한 면에 접합되어 있는 복합 편광판으로서, 그 광학 보상 필름을 2 ㎝×5 ㎝의 스트립으로 재단하고, 액정 화합물의 코팅층을 내측으로 하여 원주가 5 ㎝이고 높이가 2 ㎝인 원통으로 둥글게 한 상태에서 60℃ 의 온수에 60분간 침지했을 때에 발생하는 기포의 밀도가 100개/㎠ 미만이 되도록 자외선이 조사되는 복합 편광판이 제공된다.

상기의 복합 편광판에 있어서, 광학 보상 필름은 상기와 같이 2 ㎝×5 ㎝의 스트립을 액정 화합물의 코팅층이 내측이 되도록 원주가 5 ㎝이며 높이가 2 ㎝인 원통으로 둥글게 한 상태에서 60℃의 온수에 60분간 침지했을 때에 발생하는 기포의 밀도가 60개/㎠ 이하가 되도록 자외선 조사 처리가 실시되고 있는 것이 바람직하다.

이 복합 편광판에 있어서, 편광자의 광학 보상 필름이 접합되어 있는 면과 반대측의 면에는, 투명 보호 필름을 접합시켜, 편광자의 양면을 보호한 상태로 할 수 있다. 이 경우의 투명 보호 필름은 편광자와 반대측에 표면 처리가 실시되고 있는 것이 바람직하다. 이 투명 보호 필름은 예컨대, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지로 구성할 수 있다.

한편, 광학 보상 필름에 있어서의 배향막은 친수성의 수지로 구성하는 경우가 많고, 예컨대 폴리비닐알코올계 수지로 구성할 수 있다. 광학 보상 필름을 구성하는 액정 화합물의 코팅층은 디스코틱 액정을 함유하는 광학 보상층으로 할 수 있다. 이 광학 보상층은 디스코틱 구조 단위를 갖는 액정 화합물로 이루어지는 마이너스의 복굴절을 갖는 층이며, 그 디스코틱 구조 단위의 원반면이 투명 지지체 면에 대해 경사져 있고, 디스코틱 구조 단위의 원반면과 투명 지지체면이 이루는 각도가 광학 보상층의 두께 방향에 있어서 변화되도록 구성할 수 있다. 이 경우, 디스코틱 구조 단위의 원반면이 투명 지지체면에 대하여 이루는 각도는 광학 보상층 의 두께 방향에 있어서 광학 보상층의 투명 지지체측으로부터의 거리의 증가와 동시에 증가하고 있는 것이 바람직하다.

광학 보상 필름을 구성하는 액정 화합물의 코팅층 외측에 감압식 접착제층을 설치하여 액정 셀에 접합되도록 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 어느 하나의 복합 편광판과 액정 셀을 구비하고, 액정 셀의 한쪽 면에 상기 복합 편광판이 그 광학 보상 필름측에서 감압식 접착제층을 통해 적층되어 있는 액정 표시 장치도 제공된다.

또한 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 내수성이 개선된 복합 편광판의 제조 방법도 제공되며, 이 방법은 셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체 위에 배향막이 형성되며, 또한 그 위에 액정 화합물의 코팅층이 형성되어 있는 광학 보상 필름을 그 투명 지지체측에서 편광자에 접합시켜 복합 편광판을 제조함에 있어서, 상기 광학 보상 필름을 2 ㎝×5 ㎝의 스트립으로 재단하고, 액정 화합물의 코팅층을 내측으로 하여, 원주가 5 ㎝이며 높이가 2 ㎝인 원통으로 둥글게 한 상태에서 60℃의 온수에 60분간 침지했을 때에, 100개/㎠ 이상의 밀도로 기포가 발생하는 원반을 이용하여, 그 광학 보상 필름을 동일 조건으로 온수에 침지했을 때에 발생하는 기포의 밀도가 100 개/㎠ 미만이 되도록, 원반에 자외선을 조사하거나, 또는 상기 광학 보상 필름을 편광자에 접합시킨 후의 복합 편광판에 자외선을 조사하는 것이다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기의 복합 편광판에 이용하는 내수성이 개선된 광학 보상 필름의 제조 방법도 제공되며, 이 방법은 셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체 위에 배향막이 형성되며, 또한 그 위에 액정 화합물의 코팅층이 형성되어 있는 광학 보상 필름을 2 ㎝×5 ㎝의 스트립으로 재단하고, 액정 화합물의 코팅층을 내측으로 하여 원주가 5 ㎝이며 높이가 2 ㎝인 원통으로 둥글게 한 상태에서 60℃의 온수에서 60분간 침지했을 때에, 100 개/㎠ 이상의 밀도에서 기포가 발생하는 원반에 대해, 동일 조건에서 온수에서 침지했을 때에 발생하는 기포의 밀도가 100 개/㎠ 미만이 되도록 자외선을 조사하는 것이다. 이 방법에 있어서, 광학 보상 필름의 원반을 가열하면서 자외선 조사를 행하는 것이 보다 바람직하다.

이하, 적절하게 도면도 참조하면서, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명한다. 본 발명에 따른 복합 편광판의 층 구성의 예를 도 1에 단면 모식도로 도시했다. 도 1의 (A)는 기본적인 층 구성을 도시하는 것으로, 이 복합 편광판은 셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체(3) 위에 배향막(4)이 형성되며, 또한 그 위에 액정 화합물의 코팅층(5)이 형성되어 있는 광학 보상 필름(2)이 그 투명 지지체(3)측에서 편광자(1)의 한 면에 접합되어 구성된다. 편광자(1)의 광학 보상 필름(2)이 접합되어 있는 면과 반대측의 면에는, 투명 보호 필름(7)을 접합시키는 것이 바람직하다. 또한, 도 1의 (B)에 도시한 바와 같이, 이 투명 보호 필름(7)은 그 외측, 즉 편광자(1)와 반대측에, 표면 처리층(8)을 갖는 것이 바람직하다. 도 1의 (B)는 투명 보호 필름(7)의 외측에 표면 처리층(8)이 설치되는 이외는, 도 1의 (A)과 동일하므로, 도 1의 (A)와 동일 부분에는 동일한 부호를 붙여, 중복하는 설명은 생략하는 것으로 한다. 광학 보상 필름(2)의 외측, 즉 액정 화합물의 코팅층(5)의 표면에는 액정 셀로의 접합을 위한 감압식 접착제층(9)을 설치할 수 있다.

우선, 도 1을 참조하면서, 각 층에 대해서 순차적으로 설명을 진행시켜 나간다.

편광자(1)는 소정 방향의 진동면을 갖는 직선편광을 투과하고, 그것과 직교하는 방향의 진동면을 갖는 직선 편광을 흡수하는 광학 소자이다. 구체적으로는, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 2색성 색소가 흡착 배향한 필름을 들 수 있다. 2색성 색소로서 요오드가 흡착 배향되어 있는 요오드계 편광자나 2색성 색소로서 2색성 유기 염료가 흡착 배향되어 있는 염료계 편광자가 있는데 모두 이용할 수 있다.

광학 보상 필름(2)을 구성하는 투명 지지체(3)는 셀룰로오스계 수지로 구성한다. 셀룰로오스계 수지로서 구체적으로는, 디아세틸셀룰로오스나 트리아세틸셀룰로오스등의 아세틸셀룰로로스계 수지를 들 수 있지만, 그 중에서도 트리아세틸셀룰로오스가 일반적으로 이용된다.

투명 지지체(3) 위에 형성하는 배향막(4)은 친수성의 수지로 구성되는 경우가 많고, 특히 폴리비닐알코올계 수지로 구성되는 것이 일반적이다. 폴리비닐알코올계 수지는 예컨대 알킬기 등이 도입된 변성 폴리비닐알코올이어도 좋다.

통상은 투명 지지체(3) 상에 이러한 친수성의 수지로 이루어진 코팅층을 형성하고, 그 표면을 러빙 처리함으로써, 배향막(4)이 된다.

액정성 화합물의 코팅층(5)은 예컨대 네마틱 액정이 경사 배향된 것(신일본석유 주식회사에서 판매되고 있는 "NH 필름" 등)도 있지만, 디스코틱 액정을 포함하는 도포액을 코팅하고, 배향시킨 광학 보상층인 것이 일반적이다.

이 광학 보상층은 디스코틱 구조 단위를 갖는 액정성 화합물로 이루어지는 마이너스의 복굴절을 갖는 층이며, 그 디스코틱 구조 단위의 원반면이 투명 지지체면에 대해 경사지고 있고, 그리고 그 디스코틱 구조 단위의 원반면과 투명 지지체면이 이루는 각도가 광학 보상층의 두께 방향에 있어서 변화하고 있는 것이 바람직하다. 이 형태에 있어서, 디스코틱 구조 단위의 원반면이 투명 지지체면에 대해 이루는 각도는 광학 보상층의 두께 방향에 있어서 광학 보상층의 투명 지지체측으로부터의 거리의 증가와 동시에 증가하고 있다, 소위 하이브리드 배향한 것도 유효하다. 디스코틱 구조 단위의 원반면이 투명 지지체면에 대해 이루는 각도는, 예컨대 5°∼50° 정도의 범위에서 투명 지지체측으로부터 순차적으로 증가한 구조로 할 수 있다. 투명 지지체 상에 배향막 및 디스코틱 액정의 코팅층이 형성되어 있는 광학 보상 필름의 구체적인 예로서는 후지사진필름(주)에서 판매되고 있는 "와이드뷰" 필름("WV 필름"이라 표현되는 경우도 있음) 등을 들 수 있다.

편광자(1)의 다른 한 쪽의 면에 접합되는 투명 보호 필름(7)에는, 종래로부터 사용되고 있는 임의의 투명한 수지 필름을 사용할 수 있다. 예컨대, 폴리올레핀, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 고리형 올레핀계 수지(노르보넨계 수지) 등의 필름, 또한 트리아세틸셀룰로오스나 디아세틸셀룰로오스 등으로 대표되는 셀룰로오스계 수지 필름을 이용할 수 있다. 그 중에서도, 셀룰로오스계 수지, 특히 트리아세틸셀룰로오스의 필름이 바람직하게 이용된다.

투명 보호 필름(7)의 표면에 형성하는 표면 처리층(8)은 편광판을 액정 표시 장치에 적용했을 때에 표시면이 되는 측(시인측(視認側))에, 그 물성을 개량하기 위해 설치되는 층이다.

구체적으로는, 표면의 내촬상성 등을 개선하기 위해 설치되는 하드 코트층, 외광의 투영이나 불균일을 막기 위해 설치되는 방현층, 외광의 반사를 막기 위해서 설치되는 반사 방지층, 정전기의 발생을 막기 위해서 설치되는 대전 방지층 등을 들 수 있다.

하드 코트층은 자외선 경화형 하드 코트 수지를 코팅하고, 그곳에 자외선을 조사하여 경화시키는 방법 등에 의해 설치할 수 있다. 방현층은 예컨대 필러가 첨가된 자외선 경화형 수지를 코팅하고, 그곳에 자외선을 조사하여 경화시켜 필러에 기초한 요철을 현출(現出)시키는 방법, 자외선 경화형 수지에 엠보스형을 접촉시킨 상태에서 자외선을 조사하고, 경화시켜 요철을 현출시키는 방법 등에 의해 설치할 수 있다. 반사 방지층은 금속 산화물 등을 한 층 또는 복수 층 증착하는 방법 등에 의해 설치할 수 있다. 또한, 대전 방지층은 대전 방지제가 들어 있는 자외선 경화형 수지를 코팅하고, 그곳에 자외선을 조사하여 경화시키는 방법 등에 의해 설치할 수 있다.

광학 보상 필름(2)의 외측, 즉 액정 화합물의 코팅층(5)의 표면에는 액정 셀로의 접합을 위한 감압식 접착제층(9)을 설치할 수 있다. 이 감압식 접착제층(10)은 아크릴계 등의 점착제라고도 불리는 감압식 접착제로서 알려진 점착성의 수지로 구성할 수 있다.

이상과 같이 구성되는 복합 편광판에 있어서는, 먼저 배경기술의 항으로 설명한 바와 같이, 고온고습 조건에 노출된 경우에, 배향막, 특히 친수성의 배향막이 수분에 영향을 주어, 배향막과 각 층 사이의 밀착력이 저하함으로써, 투명 지지체/배향막/액정 화합물의 코팅층 중 어느 하나의 계면에 부유가 발생하여, 거기를 기점으로서 터널형의 공극이 편광판 내부로 진행하여 가는 현상, 즉 터널링을 일으키는 경우가 있었다. 그리고, 본 발명자들의 조사에 따르면, 트리아세틸셀룰로오스 필름으로 이루어진 투명 지지체 상에 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 배향막이 형성되고, 그 위에 디스코틱 액정의 코팅층이 더 형성되어 있으며, 그 디스코틱 액정의 원반면이 투명 지지체면에 대하여 기울어 있고, 또한 그 원반면과 투명 지지체면이 이루는 각도가 디스코틱 액정 코팅층의 두께 방향에 있어서 투명 지지체측으로부터의 거리의 증가와 함께 증가하고 있는 구조를 갖는 후지사진필름(주)에서 제조한 광학 보상 필름 "WV-SA"을 이용한 경우에, 상기와 같은 터널링의 발생이 현저하였다.

이러한 터널링의 발생은 배향막인 폴리비닐알코올계 수지의 친수성에 기인하여 그 내수성이 충분하지 않은 것이 하나의 원인이라고 생각된다. 그리고, 이러한 내수성이 낮은 부재의 내수성을 정량적으로 판별하기 위해서는 이하와 같은 방법이 유효하다는 것을 발견하였다.

즉, 도 2의 (A)에 평면도로 도시한 바와 같이, 대상 필름(광학 보상 필름)을 2 ㎝×5 ㎝의 스트립으로 재단한다. 다음으로, 이 스트립을 액정 화합물의 코팅층이 내측이 되도록 둥글게 하여 원주가 5 ㎝이고 높이가 2 ㎝인 원통으로 한다. 이 둥글게 한 상태를 도 2의 (B)에 사시도로 도시한다. 둥글게 한 상태에서 맞대어진 샘플 단부(폭 2 ㎝의 2개의 단부가 맞대어진 곳)(10)는 접착 테이프(12)로 고정한 다. 이 상태에서 60℃의 온수에 60분간 침지한다.

이 때, 내수성이 뒤떨어지는 샘플에서는 다수의 기포가 발생한다. 이러한 기포가 발생하는 원인은 물에 의해 트리아세틸셀룰로오스/배향막/액정 코팅층 사이의 밀착력이 저하되기 때문에, 층간에 부유가 발생하는 데에 있다. 따라서, 물에 대한 내성이 높은 광학 보상 필름이라면, 이러한 기포가 그다지 발생하지 않는다.

상기와 같은 온수 침지 시험에 있어서 다수의 기포가 발생하여 내수성이 뒤떨어지는 광학 보상 필름은, 그 후, 통상의 프로세스에 의해 편광자에 접합시켜 복합 편광판으로 한 경우에, 고온 고습 조건 하에서 층간의 박리에 의한 터널링 형상의 부유나 박리가 발생할 가능성이 매우 높다.

온수 침지 시험에 있어서 다수의 기포가 발생하는 현상을 개선하여, 광학 보상 필름의 내수성을 높이기 위해서는, 그 광학 보상 필름에 자외선 조사 처리를 실시하는 것이 유효한 것을 발견했다. 그래서 본 발명에 있어서는, 셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체(3) 위에 배향막(4)이 형성되며, 또한 그 위에 액정 화합물의 코팅층(5)이 형성되어 있는 광학 보상 필름(2), 특히 내수성이 충분하지 않은 광학 보상 필름(2)에 대해, 자외선 조사 처리를 실시함으로서, 그 광학 보상 필름(2)의 내수성을 개선한다.

도 3에 상기한 바와 같은 온수 침지 시험에 있어서 다수의 기포가 발생한 광학 보상 필름의 표면을 배율 약 10배의 루페로 형광등에 비추어 보았을 때의 사진을 나타낸다. 또한, 도 4에는 온수 침지 시험에 있어서 기포가 거의 발생하지 않게 된 광학 보상 필름의 표면을 배율 약 10배의 루페로 형광등에 비추어 보았을 때의 사진을 나타낸다. 광학 보상 필름 자체는 투명하기 때문에, 어느 쪽에서 보아도 기포가 관찰되지만, 도 3 및 도 4의 사진은 투명 지지체측에서 본 것이다.

그리고, 상기한 바와 같이 60℃의 온수에 60분간 침지했을 후, 온수에서 꺼내어 광학 보상 필름의 표면을 관찰했을 때에, 100개/㎠ 이상의 밀도에서 기포가 발생하는 광학 보상 필름은 그것을 편광자에 접합시켜 복합 편광판으로 했을 경우에, 고온 고습 조건 하에 있어서 광학 보상 필름의 층간 박리에 의한 터널링이 발생하기 쉽고, 기포의 밀도가 그것을 하회하면, 이러한 터널링이 발생하기 어렵게 된다. 그래서, 상기한 온수 침지 시험에 있어서 100개/㎠ 이상의 밀도에서 기포가 발생하는 경우는, 내수성이 낮은 것으로 판정하고, 이 온수 침지 시험에 있어서 100개/㎠ 미만의 밀도에서 기포가 발생하지 않는 경우는, 내수성이 높은 것으로 판정한다. 내수성이 높다고 하는 기준은 발생하는 기포의 밀도가 60개/㎠ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

광학 보상 필름의 내수성을 개선하기 위한 자외선 조사 처리의 타이밍은 편광자에 접착하기 전, 즉, 광학 보상 필름 자체에 자외선 조사하여도 상관없고, 복합 편광판으로 한 후에 자외선 조사 처리하더라도 좋다. 자외선 조사는 광학 보상 필름의 액정 코팅층측에서 행하는 것이 바람직하다. 따라서, 복합 편광판으로 한 후에 자외선 조사를 행하는 경우도, 광학 보상 필름의 액정 코팅층측에서 조사하는 것이 바람직하다. 여기서 말하는 자외선 조사란, 적어도, 파장 200∼400 ㎚의 범위 내에 발광을 갖는 자외선을 조사하는 것을 의미하여, 이용하는 광원의 예로는, 고압 수은 램프나 퓨전 램프 등을 들 수 있다. 또한, 실온 하에 있어서의 자외선 조 사에도, 적산(積算) 광량을 어느 정도 많게 함으로써 충분한 효과를 얻을 수 있다. 그러나, 가열하에 있어서의 자외선 조사 쪽이 그 효과는 높고, 적산 광량이 적더라도 충분한 효과를 얻을 수 있다. 롤로 처리하는 경우, 생산성 등을 고려하면, 처리 시간이 짧은 쪽이 유리하며, 40℃∼150℃의 분위기 하에서 낮은 적산 광량으로 자외선 조사하는 것이 바람직하다. 또한, 자외선 조사를 지나치게 행하면, 착색이나 분해라고 하는 문제점이 생길 가능성도 있으므로, 가능한 한 적산 광량을 감소한다고 하는 관점에서도, 가열하에 자외선 조사하는 수법 쪽이 바람직하다고 할 수 있다.

자외선 조사에 있어서의 적산 광량은 10∼1,500 mJ/㎠ 정도의 범위에서, 필요에 따라 행해지는 가열의 온도나 얻어지는 내수성의 수준에 맞추어, 적당히 결정하면 좋다.

자외선 조사 처리에 따라 내수성이 향상하는 이유로서는, 예컨대, 배향막이나 코팅층의 가교도가 향상하므로, 물에 대해 녹기 어렵게 되는 점 등이 생각되지만, 상세한 것은 아직 밝혀지지 않았다.

이상과 같이 본 발명에 있어서는, 도 1을 참조하여 다시 설명하면, 셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체(3) 위에 배향막(4)이 형성되며, 또한 그 위에 액정 화합물의 코팅층(5)이 형성되어 있는 광학 보상 필름(2)이 그 투명 지지체(3)측에서 편광자의 한 면에 접합되어 있는 복합 편광판에 대해, 그 광학 보상 필름(2)을 2 ㎝×5 ㎝의 스트립으로 재단하고 액정 화합물의 코팅층(5)을 내측으로 하여 원주가 5 ㎝이며 높이가 2 ㎝인 원통으로 둥글게 한 상태(도 2 참조)로 60℃ 의 온수에 60분간 침지했을 때에 발생하는 기포의 밀도가 100 개/㎠ 미만이 되도록 자외선이 조사되는 것으로 구성된다.

도 1에 나타낸 복합 편광판을 액정 셀과 조합하여 액정 표시 장치로 하기위해서는, 광학 보상 필름(2)측에서, 감압식 접착제층(9)을 통해 액정 셀에 접합시킨다.

또한, 본 발명의 방법에 따라 복합 편광판을 제조하기 위해서는, 셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체(3) 위에 배향막(4)이 형성되며, 또한 그 위에 액정 화합물의 코팅층(5)이 형성되어 있는 광학 보상 필름(2)을 그 투명 지지체(3)측에서 편광자(1)에 접합시켜 복합 편광판을 제조하는데 있어서, 그 광학 보상 필름(2)을 2 ㎝ × 5 cm의 스트립으로 재단하고 액정 화합물의 코팅층(5)을 내측으로 하여 원주가 5 ㎝이며 높이가 2 ㎝인 원통으로 둥글게 한 상태(도 2 참조)로 60℃의 온수에 60분간 침지했을 때, 100개/㎠ 이상의 밀도로 기포가 발생하는 원반을 이용하여, 그 광학 보상 필름을 동일 조건으로 온수에 침지했을 때에 발생하는 기포의 밀도가 100 개/㎠ 미만이 되도록, 원반에 자외선을 조사하거나, 또는 그 광학 보상 필름을 편광자에 접합시킨 후의 복합 편광판에 자외선을 조사한다. 이러한 자외선 조사 처리를 실시함으로써, 복합 편광판의 내수성, 특히 고온 고습 조건에 노출되었을 때의 내성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 방법에 따라 광학 보상 필름을 제조하기 위해서는, 셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체(3) 위에 배향막(4)이 형성되며, 또한 그 위에 액정 화합물의 코팅층(5)이 형성되어 있는 광학 보상 필름(2)을, 2 ㎝×5 ㎝의 스 트립으로 재단하고, 액정 화합물의 코팅층(5)을 내측으로 하여 원주가 5 ㎝이며 높이가 2 ㎝인 원통으로 둥글게 한 상태(도 2참조)로 60℃의 온수에서 60분간 침지했을 때에, 100 개/㎠ 이상의 밀도로 기포가 발생하는 원반에 대해, 동일 조건으로 온수에 침지했을 때에 발생하는 기포의 밀도가 100 개/㎠ 미만이 되도록 자외선을 조사한다. 이러한 자외선 조사 처리를 실시함으로써 광학 보상 필름의 내수성을 높일 수 있다.

이 자외선 조사는 상기 광학 보상 필름의 원반을 가열하면서 행하는 것이 바람직하다. 이 때의 가열은 40℃ 이상 150℃ 이하의 온도로 행하는 것이 바람직하고, 나아가서는 60℃ 이상, 또한 120℃ 이하의 온도를 채용하는 것이 한층 더 바람직하다.

[실시예]

이하, 실시예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들의 예에 한정되는 것이 아니다.

[실시예 1]

후지 사진 필름(주)부터 입수한 "WV-SA"(상품명)은 트리아세틸셀룰로오스 필름의 한 면에 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 배향막이 형성되며, 그 위에 디스코틱 액정이 코팅되어 이루어지는 광학 보상 필름이다. 이 필름으로부터 2 ㎝×5 ㎝의 스트립을 추출, 그 액정 코팅층을 내측으로 하여 도2에 도시한 형태로 둥글게 한 상태에서, 60℃의 온수에 60분간 침지하면, 약 230개/㎠의 밀도로 기포가 발생하여 내수성에 뒤떨어지는 것이 확인되었다. 이것을 원반으로서, 그 액정 코팅층측 에 일본 전지(주)제의 자외선 조사 장치 "UV9056"를 이용하여 실온에서 자외선 조사했다. 조사의 광원에는 고압 수은 램프를 이용하여, 적산 광량은 900 mJ/㎠로 했다. 자외선 조사 후에 다시 위와 동일한 방법으로 내수성을 평가한 바, 기포의 발생수는 약 20 개/㎠로 감소하며, 내수성이 높아지고 있는 것이 확인되었다.

별도로 요오드 염색 폴리비닐알코올 연신 필름으로 이루어진 편광자를 준비하였다. 이 편광자의 한 면에, 위의 자외선 조사 처리한 광학 보상 기능이 있는 필름을, 그 트리아세틸셀룰로오스 필름측에서 접착제를 통해 접착하며, 편광자의 다른 면에는, 한 면에 표면 처리층을 갖는 이하의 4종류의 트리아세틸셀룰로오스 필름을 각각, 트리아세틸셀룰로오스측(표면 처리층이 설치되지 않는 측)에 접착제를 통해 접착하여 복합 편광판으로 하였다.

(1) 한 면에 방현층(防眩層)이 설치된 트리아세틸셀룰로오스 필름(상품명: "DTAC AG UV80H-3", 다이니폰인쇄(주) 제조),

(2) 한 면에 방현층이 설치된 다른 트리아세틸셀룰로오스 필름(상품명: "DTAC AG5 UV80 H-13", 다이니폰인쇄(주) 제조),

(3) 한 면에 증착에 의한 반사 방지층이 설치된 트리아세틸셀룰로오스 필름(상품명: "HT-ARPSMC", 철판 인쇄(주) 제조),

(4) 한 면에 클리어 하드 코트층이 설치된 트리아세틸셀룰로오스 필름(상품명: "80CHC", 철판 인쇄 제조).

또한, 이 복합 편광판의 광학 보상 필름을 구성하는 액정 코팅층측에, 아크릴계의 감압식 접착제[린텍(주)제의 "P236JP")의 층을 설치하여, 감압식 접착제층 이 부착된 복합 편광판을 제작했다. 이 감압식 접착제층이 형성된 복합 편광판을 흡수축 방향이 긴 변에 대하여 반시계 방향으로 45°가 되는 각도로 대각 약 8인치(200 ㎜) 사이즈의 칩으로 절단한 후, 1.1 ㎜ 두께의 유리판에 접합하고, 온도 50℃, 압력 5 기압의 조건으로 20분간의 가압 처리를 행하고 나서 24시간 방치하였다. 다음에 온도 65℃, 상대 습도 90%의 고온 고습 오븐에 투입하고, 65시간 후에 샘플을 꺼내어 외관을 관찰한 결과, 표면 처리층이 설치된 4종류의 트리아세틸셀룰로오스 필름을 이용한 경우도, 박리나 부유 등의 불량은 발생하지 않는다.

[실시예 2]

실시예 1에서 이용한 것과 동일한 광학 보상 필름 "WV-SA"의 원반에 대해, 가열하면서 자외선 조사했다. 즉, 이 필름을 90℃로 조정한 히터 플레이트 상에 설치하고 나서, 실시예 1에서 이용한 것과 동일한 자외선 조사 장치와 광원을 이용하여, 적산 광량은 50 mJ/㎠로 액정 코팅층측에서 자외선 조사를 행했다. 자외선 조사 후에 실시예 1과 동일한 방법으로 내수성을 평가한 바, 온수 시험에 의한 기포의 발생은 전혀 없고, 내수성이 높아지고 있는 것이 확인되었다.

이 자외선 조사 처리한 광학 보상 필름을 이용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 감압식 접착제층이 부착된 복합 편광판을 제작하여, 동일한 방법으로 고온 고습시험을 행했다. 그 결과, 박리나 부유 등의 불량은 발생하지 않고 있었다.

[비교예 1]

실시예 1에서 이용한 것과 동일한 광학 보상 필름 "WV-SA"의 원반을 그대로, 자외선 조사 처리하지 않고 이용하며, 그 외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 감압 식 접착제층이 부착된 복합 편광판을 제작하며, 동일한 방법으로 고온 고습 시험을 행했다. 그 결과, 광학 보상 필름 "WV-SA"의 층간에 부유가 생겨, 도 5에 예시한 바와 같은 터널링이 발생하고 있었다.

[참고예]

실시예 2에서 이용한 원반과는 로트가 상이하고, 온수 침지에 의한 기포의 발생 밀도가 약 300개/㎠인 "WV-SA" 원반을 이용하여, 실시예 2에 준하지만, 광학 보상 필름을 가열하기 위한 히터 플레이트의 설정 온도와 자외선 조사의 적산 광량을 변화시킨 때의, 온수 침지 시험 후에 관찰된 기포의 수(개/㎠)를 표 1에 정리하였다.

[표 1]

가열 온도와 적산 광량을 변화시켰을 때의 온수 침지 시험 후의 기포수(개/㎠)

		자외선 조사의 적산 광량
		조사 없음	300 mJ/㎠	600 mJ/㎠	900 mJ/㎠
		300
히터 플레이트의 설정 온도	25℃		300	180	30
	60℃		6	6	4

본 발명에 따른 복합 편광판은 그것을 구성하는 광학 보상 필름이, 친수성의 층, 예컨대 친수성의 배향막을 포함하는 경우에도, 그곳으로의 수분의 영향이 억제되어 예컨대 그 복합 편광판을 고온 고습의 분위기에 둔 경우에, 그 광학 보상 필름의 층간 박리나 층 파괴를 막을 수 있고, 그것에 따른 터널링의 발생을 더 억제할 수 있다. 그리고, 이 복합 편광판을 배치한 액정 표시 장치는 고온·고습 조건 하에 노출되어도 안정된 표시 품위를 유지하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 복합 편광판의 제조 방법 및 광학 보상 필름의 제조 방법에 따르면, 상기한 바와 같이 내수성이 개선된 복합 편광판 또는 그것에 이용하는 내수성이 개선된 광학 보상 필름을 확실하게 제조할 수 있다.

Claims (13)

1. 셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체 위에 배향막이 형성되며, 또한 그 위에 액정 화합물의 코팅층이 형성되어 있는 광학 보상 필름이 그 투명 지지체측에서 편광자의 한 면에 접합되어 있는 복합 편광판으로서, 상기 광학 보상 필름은 2 ㎝×5 ㎝의 스트립으로 재단하며, 액정 화합물의 코팅층을 내측으로 하여 원주가 5 ㎝이며 높이가 2 ㎝인 원통으로 둥글게 한 상태에서 60℃의 온수에 60분간 침지했을 때에 발생하는 기포의 밀도가 100 개/㎠ 미만이 되도록 자외선이 조사되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 편광판.
2. 제1항에 있어서, 상기 광학 보상 필름은 2 ㎝×5 ㎝의 스트립으로 재단하며, 액정 화합물의 코팅층을 내측으로 하여 원주가 5 ㎝이며 높이가 2 ㎝인 원통으로 둥글게 한 상태에서 60℃의 온수에 60분간 침지했을 때에 발생하는 기포의 밀도가 60 개/㎠ 이하가 되도록 자외선이 조사되어 있는 복합 편광판.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 편광자의 광학 보상 필름이 접합되어 있는 면과는 반대측의 면에 투명 보호 필름이 접합되어 있는 복합 편광판.
4. 제3항에 있어서, 투명 보호 필름은 편광자와 반대측에 표면 처리가 실시되어 있는 복합 편광판.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 광학 보상 필름을 구성하는 배향막은 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 복합 편광판.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 광학 보상 필름을 구성하는 액정 화합물의 코팅층은 디스코틱 액정을 함유하는 광학 보상층인 복합 편광판.
7. 제6항에 있어서, 상기 광학 보상층은 디스코틱 구조 단위를 갖는 액정 화합물로 이루어지는 마이너스의 복굴절을 갖는 층이며, 상기 디스코틱 구조 단위의 원반면이 투명 지지체면에 대해 경사져 있고, 상기 디스코틱 구조 단위의 원반면과 투명 지지체면이 이루는 각도가 광학 보상층의 두께 방향에 있어서 변화하는 복합 편광판.
8. 제7항에 있어서, 디스코틱 구조 단위의 원반면이 투명 지지체면에 대해 이루는 각도는 광학 보상층의 두께 방향에 있어서 광학 보상층의 투명 지지체측으로부터의 거리의 증가와 함께 증가하는 복합 편광판.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 광학 보상 필름을 구성하는 액정 화합물의 코팅층 외측에 감압식 접착제층이 설치되어 있는 복합 편광판.
10. 액정 셀과, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재한 복합 편광판을 구비하며, 상기 액정 셀의 표면에 상기 복합 편광판이 그 광학 보상 필름측에서 감압식 접착제층을 통해 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
11. 셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체 위에 배향막이 형성되며, 또한 그 위에 액정 화합물의 코팅층이 형성되어 있는 광학 보상 필름을 그 투명 지지체측에서 편광자에 접합시켜 복합 편광판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 광학 보상 필름을 2 ㎝ × 5 cm의 스트립으로 재단하고, 액정 화합물의 코팅층을 내측으로 하여 원주가 5 ㎝이며 높이가 2 ㎝인 원통으로 둥글게 한 상태에서 60℃의 온수에 60분간 침지했을 때에, 100 개/㎠ 이상의 밀도로 기포가 발생하는 원반을 이용하여, 그 광학 보상 필름에 대해, 동일 조건으로 온수에 침지했을 때에 발생하는 기포의 밀도가 100 개/㎠ 미만이 되도록, 원반에 자외선을 조사하거나, 또는 상기 광학 보상 필름을 편광자에 접합시킨 후의 복합 편광판에 자외선을 조사하는 것을 특징으로 하는 내수성이 개선된 복합 편광판의 제조 방법.
12. 셀룰로오스계 수지로 이루어진 투명 지지체 위에 배향막이 형성되며, 또한 그 위에 액정 화합물의 코팅층이 형성되어 있는 광학 보상 필름을 2 ㎝×5 ㎝의 스트립으로 재단하고, 액정 화합물의 코팅층을 내측으로 하고 원주가 5 ㎝이며 높이가 2 ㎝인 원통으로 둥글게 한 상태에서 60℃의 온수에 60분간 침지했을 때에, 100 개/㎠ 이상의 밀도로 기포가 발생하는 원반에 대해, 동일 조건으로 온수에 침지했 을 때에 발생하는 기포의 밀도가 100 개/㎠ 미만이 되도록 자외선을 조사하는 것을 특징으로 하는 내수성의 개선된 광학 보상 필름의 제조 방법.
13. 제12항에 있어서, 광학 보상 필름의 원반을 가열하면서 자외선 조사를 행하는 방법.

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