표시 얼룩이 없는 액정 표시 장치

표시 얼룩이 없는 액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE WITHOUT NONUNIFORM DISPLAY}

본 발명은 습열 환경하에 놓인 후에도 화면의 주변부에서 발생하는 광의 누설이 적고, 또한 패널면의 휘도차가 작고, 표시 얼룩이 적은 액정 표시 장치에 관한 것이다.

최근 소비 전력이 낮고, 낮은 전압에서 동작하며, 가볍고 얇은 특징을 살려 휴대 전화, 휴대 정보 단말기, 컴퓨터 모니터, TV 등 정보용 표시 디바이스로서 액정 디스플레이가 급속히 보급되고 있다. 액정 기술의 발전에 따라 다양한 모드의 액정 디스플레이가 제안되어 응답 속도나 콘트라스트, 좁은 시야각 등 액정 디스플레이의 문제점이 해소되고 있다. 그러나 액정 표시 장치는 편광판을 사용하기 때문에, 수송시 습열 환경하에 놓여져 편광판이 흡습한 경우 백라이트를 점등했을 때에 발생하는 열로 편광판의 수분이 증발하고 액정 패널에 휨이 생긴다. 이러한 액정 패널의 휨에 의해 액정 패널에 표시 얼룩이 발생하는 것이 문제가 되고 있다.

특개 2007-292966호 공보(특허문헌 1)에는 액정 셀의 양면에 접합시킨 편광판의 치수 변화율을 조정하여 고온고습하에서의 액정 패널의 휨을 개선하는 것이 제안되어 있다. 또한 특개 2003-50313호 공보(특허문헌 2)에는 특정 크리프 특성을 나타내는 점착제층이 형성된 편광판을 사용하여 습열 환경하에서 액정 패널의 휨을 개선하는 것이 제안되어 있다. 그러나 이러한 개선은 편광판에 가열 처리 등의 전처리를 실시할 필요가 있고, 습열 환경하에 둔 후 액정 패널의 휨에 의한 표시 얼룩의 개선이 불충분하기도 했다.

[특허문헌 1] 특개 2007-292966호 공보

[특허문헌 2] 특개 2003-050313호 공보

본 발명의 목적은 습열 환경하에 놓인 후에도 액정 패널의 휨이 적고, 표시 얼룩이 적은 액정 표시 장치를 제공하는 것이다. 본 발명자들은 그러한 목적을 달성하기 위해 예의 연구를 행한 결과, 습열 환경하에 둔 후 백라이트를 점등했을 때에 액정 셀의 시인측에 위치한 전면측 편광판과 그 반대측에 위치한 배면측 편광판 사이에서 백라이트의 열에 의한 각 편광판의 수분 증발 속도를 조정하여, 액정 패널의 휨을 제어하여 표시 얼룩의 개선에 유효하다는 것을 발견했다. 본 발명은 이러한 지견을 기반으로 한 것이다.

본 발명에 따르면, 2장의 셀 기판과, 그 사이에 협지된 액정층을 가지는 액정 셀, 상기 액정 셀의 시인측에 점착제층을 통해서 적층된 전면측 편광판, 상기 액정 셀의 시인측과 반대측에 점착제층을 통해서 적층된 배면측 편광판, 및 상기 배면측 편광판의 외측에 배치된 백라이트 유닛을 갖추고, 상기 전면측 편광판 및 상기 배면측 편광판은 각각 편광 필름과 그 양면에 배치된 투명 보호 필름을 가지고, 그리고 상기 점착제층을 갖추는 전면측 편광판의 수분 증발 속도 (V _f )와 상기 점착제층을 갖추는 배면측 편광판의 수분 증발 속도 (V _r )의 비, V _f /V _r 이 0 초과 1 미만의 범위에 있는 액정 표시 장치가 제공된다.

이 액정 표시 장치에 있어서, 전면측 편광판의 액정 셀에서 먼 측에 위치하는 투명 보호 필름은 폴리프로필렌계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 또는 아크릴계 수지로 구성하는 것이 바람직하다. 또한 배면측 편광판의 액정 셀에서 먼 측에 위치하는 투명 보호 필름은 셀룰로오스계 수지로 구성하는 것이 바람직하다.

이 액정 표시 장치에 있어서, 제1 바람직한 형태는, 전면측 편광판 및 배면측 편광판의 각 액정 셀 측에 위치하는 투명 보호 필름은 그 두께 방향 레타데이션이 -10 ~ +10 nm 범위에 있다. 제2 바람직한 형태는, 전면측 편광판 및 배면측 편광판의 각 액정 셀 측에 위치하는 투명 보호 필름 중, 한 쪽은 두께 방향 레타데이션이 -10 ~ +10 nm의 범위에 있고, 다른 쪽은 면내 레타데이션이 100 ~ 300nm의 범위에 있고, 필름 면내의 지상축 방향의 굴절률을 n _x , 필름 면내의 진상축 방향의 굴절률을 n _y , 그리고 필름 두께 방향의 굴절률을 n _z 로 했을 때에, 식 (n _x - n _z ) / (n _x - n _y )로 정의되는 Nz 계수가 0.1 ~ 0.7의 범위에 있다.

또한 제3 바람직한 형태는, 전면측 편광판 및 배면측 편광판의 각 액정 셀 측에 위치하는 투명 보호 필름 중, 한 쪽은 두께 방향 레타데이션이 -10 ~ +10 nm의 범위에 있고, 다른 쪽은 그 편광판을 구성하는 편광 필름측에 위치하고, 폴리올레핀계 수지로 이루어진 제1 위상차 필름 및 그 제1 위상차 필름보다도 점착제층측에 위치하고, 스티렌계 수지로 이루어진 코어층과, 그 코어층의 양면에 적층된 고무 입자를 함유하는 (메타)아크릴계 수지 조성물로 이루어진 스킨층으로 이루어진 3층 구조를 가지는 제2 위상차 필름의 적층체이다. 이 제3 바람직한 형태에 있어서, 제1 위상차 필름은 면내 레타데이션이 30 ~ 150nm의 범위에 있고, 상기 식에서 정의된 Nz 계수가 1을 초과 2 미만의 범위에 있고, 제2 위상차 필름은 면내 레타데이션이 20 ~ 120nm의 범위에 있고, 상기 식에서 정의된 Nz 계수가 -2 초과 -0.5 미만의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하다.

또한 이러한 액정 표시 장치에 있어서, 편광판을 구성하는 편광 필름과 그 양면에 배치되는 투명 보호 필름의 접착의 관점에서 하나의 바람직한 형태는, 전면측 편광판 및 배면측 편광판 중 적어도 하나는 편광 필름과 그 양면에 배치되는 투명 보호 필름이 폴리비닐알코올계 수지 및 수용성 에폭시 수지를 함유하는 수계 접착제를 통해 접합된다. 또, 같은 편광판을 구성하는 편광 필름과 그 양면에 배치되는 투명 보호 필름의 접착의 관점에서 다른 바람직한 형태는, 전면측 편광판 및 배면측 편광판 중 적어도 하나는 편광 필름과 그 양면에 배치되는 투명 보호 필름이 활성 에너지 선의 조사에 의해 경화하는 에폭시 화합물을 함유하는 경화성 접착제 조성물을 통해 접착 접합된다. 후자의 형태에서 활성 에너지 선의 조사에 의해 경화하는 에폭시 화합물은 지환식 환에 결합한 에폭시기를 분자 내에 적어도 1개 가지는 에폭시 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 습열 환경하에 놓인 후에도 액정 패널의 휨이 작고, 사우(四隅)의 광 누설이나 표면의 휘도 얼룩이 적은, 즉 표시 얼룩이 적은 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 층구성을 나타내는 단면 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 하나의 바람직한 형태의 층구성예를 나타내는 단면 모식도이다.
도 3은 실시예에서 액정 패널의 휨량을 측정하는 상태를 모식적으로 나타내는 도면으로 (A)는 평면도, (B)는 측면도이다.

도 1을 참조하여, 본 발명의 액정 표시 장치는 액정 셀(10), 그 액정 셀의 시인측에 점착제층(51)을 통해 적층된 전면측 편광판(20), 상기 액정 셀의 시인측과는 반대측에 점착제층(52)을 통해 적층된 배면측 편광판(30) 및 그 배면측 편광판의 외측(즉, 액정 셀(10)과는 반대측)에 배치된 백라이트 유닛(70)을 갖추고 있다. 액정 셀(10), 액정 셀의 시인측에 점착제층(51)을 통해 적층된 전면측 편광판(20), 액정 셀의 반대측에 점착제층(52)을 통해 적층된 배면측 편광판(30)으로 액정 패널(60)을 형성하고 있다.

액정 셀(10)의 시인측에 배치되는 전면측 편광판(20)은 편광 필름(21), 그 양면에 접착제(도시하지 않음)를 통해 적층된 투명 보호 필름(23,24)을 가지고 있다. 액정 셀(10)의 시인측과는 반대측(즉, 백라이트 유닛(70)측)에 배치되는 배면측 편광판(30)도 마찬가지로 편광 필름(31)과 그 양면에 접착제(도시하지 않음)를 통해 적층된 투명 보호 필름(33,34)을 가지고 있다.

액정 패널(60)과 백라이트 유닛(70)을 조합하여 액정 표시 장치가 구성되지만, 이 액정 표시 장치가 습열 환경하에 놓인 후 백라이트를 점등하면 흡습하고 있는 편광판의 수분이 증발하여, 편광판이 수축함으로써 액정 패널(60)에 휨이 발생한다. 이 때, 액정 패널(60)의 일부가 백라이트 유닛(70)에 이상 접근하거나 극단적인 경우에는 접촉하여 표시 얼룩을 생성할 수 있었다. 또한 액정 패널(60)은 시인측으로 넘어져 오지 않도록 케이스나 금속틀로 고정되어 있지만, 액정 표시 장치가 습열 환경하에 놓인 후 백라이트를 점등하면 액정 패널(60)에 휨이 발생하고, 액정 패널(60)의 일부가 그것을 고정하는 케이스나 금속틀에 접촉하여 표시 얼룩을 발생시킬 수 있었다.

따라서 본 발명에서는 점착제층(51)을 갖춘 전면측 편광판(20)의 수분 증발 속도를 V _f 로 하고, 점착제층(52)을 갖춘 배면측 편광판(30)의 수분 증발 속도를 V _r 로 할 때, 양자의 비 V _f /V _r 가 0 초과 1 미만의 범위가 되도록 한다. 또한, 본 명세서에서 수분 증발 속도를 측정할 때의 온도는 기본적으로 50℃로 한다. 전면측 편광판(20)의 수분 증발 속도 V _f 와 배면측 편광판(30)의 수분 증발 속도 V _r 의 관계는 양자가 하기 식(1)을 만족하는 것에 상당한다.

0<V _f /V _r <1 (1)

여기서, 수분 증발 속도는 다음과 같이 측정된다. 즉, 점착제층이 형성된 편광판을 미리 소정의 크기(그 면적을 Am ² 라고 함)으로 재단하고, 그것보다 약간 큰 면적을 갖는 유리판에 그 점착제층측에서 편광판이 유리판에서 벗어나지 않도록 접합한다. 이 상태에서 소정의 조건에서 흡습시켜 그 중량 W ₁ (단위: g)을 측정한다. 이것을 온도 50℃, 상대 습도 0%의 환경에서 1시간 방치한 후 실온 환경으로 꺼내고 꺼낸 직후의 중량 W ₂ (단위: g)을 측정한다. 이러한 값으로부터 하기 식(2)에 의해 수분 증발 속도 C (g/m ² ·hr)를 구한다.

C = (W ₁ - W ₂ ) / A (2)

수분 증발 속도를 구하기 위해 흡습시킬 때의 조건은 임의적이지만, 예를 들면, 후술하는 실시예에서와 같이 온도 40℃, 상대 습도 95%의 환경하에 96시간 방치하는 처리를 채용할 수 있다.

따라서, 전면측 편광판(20)의 수분 증발 속도 V _f 를 배면측 편광판(30)의 수분 증발 속도 V _r 에 비해 작은 값으로 하고, 전면측 편광판(20)에 비해 배면측 편광판(30)을 수분 증발 속도가 큰 것으로 구성하는 것이 중요하다. 이것에 의해, 액정 표시 장치가 습열 환경하에 놓인 후에도 액정 패널(60)의 휨을 억제할 수 있고, 표시 얼룩이 인정되지 않고, 표시 품질이 뛰어난 액정 표시 장치가 얻어지는 것을 발견했다.

이하, 본 발명의 액정 표시 장치를 구성하는 각 부재에 대해 도 1에 표시된 부호를 참조하면서 순차적으로 자세히 설명한다.

[액정 셀]

액정 셀(10)은 2장의 셀 기판(11,12), 그들 기판 사이에 협지된 액정층(15)을 가진다. 셀 기판(11,12)은 일반적으로 유리로 구성되는 경우가 많지만, 플라스틱 기판이어도 좋다. 그 밖에 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서 액정 셀(10) 자체는 이 분야에서 채용되고 있는 각종 것으로 구성할 수 있다.

[편광 필름]

전면측 편광판(20) 및 배면측 편광판(30)을 구성하는 편광 필름(21,31)은 통상 폴리비닐알코올계 수지 필름을 일축 연신하는 공정, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 색소로 염색함으로써 이색성 색소를 흡착시키는 공정, 이색성 색소가 흡착된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정 및 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하는 공정을 거쳐 제조된다.

폴리비닐알코올계 수지는 폴리초산비닐계 수지를 비누화함으로써 제조할 수 있다. 폴리초산비닐계 수지는 초산비닐의 단독 중합체인 폴리초산비닐 외에 초산비닐과 그것에 공중합가능한 다른 단량체와의 공중합체일 수 있다. 초산비닐에 공중합가능한 다른 단량체로는, 예를 들어, 불포화 카르본산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 들 수 있다.

폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는 통상 85 ~ 100몰% 정도이며, 바람직하게는 98몰% 이상이다. 폴리비닐알코올계 수지는 변성되어 있어도 좋고, 예를 들어 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말이나 폴리비닐아세탈 등도 사용가능하다. 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는 통상 1,000 ~ 10,000 정도이며, 바람직하게는1,500 ~ 5,000 정도이다.

이러한 폴리비닐알코올계 수지를 제막한 것이 편광 필름의 원반 필름으로 사용된다. 폴리비닐알코올계 수지를 제막하는 방법은 특별히 한정되는 것이 아니고, 공지의 방법으로 제막할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지 원반 필름의 두께는, 예를 들면 10 ~ 150μm 정도, 바람직하게는 10 ~ 100μm 정도이다.

폴리비닐알코올계 수지 필름의 일축연신은 이색성 색소에 의한 염색 전, 염색과 동시 또는 염색 후에 행할 수 있다. 일축 연신을 염색 후에 행하는 경우, 그 일축 연신은 붕산 처리 전에 행해도 좋고, 붕산 처리 중에 행해도 좋다. 물론 여기에 나타낸 복수의 단계로 일축 연신을 할 수도 있다. 일축 연신에는 주속이 다른 롤 사이에서 일축으로 연신하는 방법이나, 열 롤을 사용하여 일축으로 연신하는 방법 등을 채용할 수 있다. 또한 일축 연신은 대기중에서 연신을 행하는 건식 연식에 의해 행해도 좋고, 물 등의 용제를 사용하여 폴리비닐알코올계 수지 필름을 팽창시킨 상태에서 연신을 행하는 습식 연신에 의해 행해도 좋다. 연신 배율은 통상 3 ~ 8배 정도이다.

폴리비닐알코올계 수지 필름의 이색성 색소에 의한 염색은, 예를 들어 이색성 색소를 함유하는 수용액에 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하는 방법에 의해 행할 수 있다. 이색성 색소로서 구체적으로는 요오드나 이색성 유기 염료가 사용된다. 또한, 폴리비닐알코올계 수지 필름은 염색 처리 전에 물에 침지하여 팽윤시키는 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

이색성 색소로 요오드를 사용하는 경우는 통상 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 수용액에 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 이 용액에서의 요오드 함유량은 물 100 중량부당 통상 0.01 ~ 1 중량부 정도이며, 요오드화칼륨의 함량은 물 100 중량부당 통상 0.5 ~ 20 중량부 정도이다. 염색에 이용하는 수용액의 온도는 통상 20 ~ 40℃ 정도이다. 또한 그 수용액으로의 침지 시간(염색 시간)은 통상 20 ~ 1,800초 정도이다.

한편 이색성 색소로 이색성의 유기 염료를 이용하는 경우는 통상 수용성의 이색성 유기 염료를 포함하는 수용액에 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 이 수용액에서 이색성 유기 염료의 함유량은 물 100 중량부당 통상 1 × 10 ^-4 ~ 10 중량부 정도이며, 바람직하게는 1 × 10 ^-3 ~ 1 중량부이다. 이 염료 수용액은 황산나트륨과 같은 무기염을 염색 조제로 함유하고 있어도 좋다. 염색에 이용하는 이색성 유기 염료 수용액의 온도는 통상 20 ~ 80℃ 정도이다. 또한 수용액으로의 침지 시간 (염색 시간)은 통상 10 ~ 1,800 초 정도이다.

이색성 색소에 의한 염색 후 붕산 처리는 염색된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 함유 수용액에 침지하는 방법으로 할 수 있다. 붕산 함유 수용액의 붕산의 함유량은 물 100 중량부당 통상 2 ~ 15 중량부 정도이며, 바람직하게는 5 ~ 12 중량부이다. 이색성 색소로 요오드를 사용하는 경우 이 붕산 함유 수용액은 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하다. 붕산 함유 수용액에서 요오드화 칼륨의 함유량은 물 100 중량부당 통상 0.1 ~ 15 중량부 정도이며, 바람직하게는 5 ~ 12 중량부이다. 붕산 함유 수용액에 침지 시간은 통상 60 ~ 1,200 초 정도이며, 바람직하게는 150 ~ 600 초, 더욱 바람직하게는 200 ~ 400 초이다. 붕산 함유 수용액의 온도는 통상 50℃ 이상이고, 바람직하게는 50 ~ 85℃, 더욱 바람직하게는 60 ~ 80℃이다.

붕산 처리 후 폴리비닐알코올계 수지 필름은 통상 수세 처리된다. 수세 처리는, 예를 들어 붕산 처리된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 물에 침지하는 방법으로 할 수 있다. 수세 처리의 물의 온도는 통상 5 ~ 40℃ 정도이다. 또한 침지 시간은 통상 1 ~ 120초 정도이다.

수세 후 건조 처리하여 편광 필름이 얻어진다. 건조 처리는 열풍 건조기나 원적외선 히터를 사용하여 할 수 있다. 건조 처리의 온도는 통상 30 ~ 100℃ 정도이며, 바람직하게는 50 ~ 80℃이다. 건조 처리 시간은 통상 60 ~ 600초 정도이며, 바람직하게는 120 ~ 600초이다. 건조 처리에 의해 편광 필름 중의 수분율은 실용 정도로 감소된다. 그 수분율은 통상 5 ~ 20 중량% 정도이며, 바람직하게는 8 ~ 15 중량%이다. 수분율이 5 중량%를 하회하면 편광 필름의 가효성이 손실되어 건조 후에 손상되거나 파괴되는 경우가 있다. 또한 수분율이 20 중량%를 초과하면 열 안정성이 부족한 경향이 있다.

이상과 같이 하여 폴리비닐알코올계 수지 필름에 이색성 색소가 흡착 배향된 편광 필름을 제조할 수 있다. 얻어진 편광 필름은 그 두께를 예를 들면 5 ~ 40μm 정도로 할 수 있다.

[전면측 편광판의 시인측 투명 보호 필름]

전면측 편광판(20)의 액정 셀(10)로부터 먼 측, 즉 시인측에 위치하는 투명 보호 필름(23)은 적합하게는 폴리프로필렌계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 또는 아크릴계 수지로 구성할 수 있다. 이러한 수지 필름은 원료 수지의 용융 압출에 의해 제막되는 필름이나, 제막 후에 횡연신하여 얻은 일축 연신 필름, 제막 후에 종연신하고 그 다음 횡연신하여 얻은 이축 연신 필름 등이 있다.

<폴리프로필렌계 수지 필름>

폴리프로필렌계 수지는 주성분이 프로필렌인 선형 올레핀 모노머를 중합용 촉매를 사용하여 중합시켜 얻은 반복 단위의 80 중량% 이상이 프로필렌으로 구성되는 선형 올레핀계 수지이다. 폴리프로필렌계 수지는 프로필렌 단독 중합체이어도 좋고, 프로필렌을 주체로 하고 그것과 공중합 가능한 코모노머를 1 ~ 20 중량%의 비율로, 바람직하게는 3 ~ 10 중량%의 비율로 공중합시킨 공중합체이어도 좋다.

프로필렌을 주체로 한 공중합체인 경우, 프로필렌에 공중합가능한 코모노머로는 에틸렌이나 1-부텐 및 1-헥센을 비롯한 α-올레핀이 바람직하다. 그 중에서도 투명성이 비교적 뛰어난 수지가 얻어지는 것에서, 에틸렌을 1 ~ 20 중량%의 비율로, 바람직하게는 3 ~ 10 중량%의 비율로 공중합시킨 것이 바람직하다. 에틸렌 공중합 비율을 1 중량% 이상으로 하여 투명성을 높이는 효과가 나타난다. 한편, 그 비율이 20 중량%를 초과하면 수지의 융점이 낮아 투명 보호 필름에 요구되는 내열성이 손상될 수 있다.

폴리프로필렌계 수지는 20℃의 크실렌에 용해하는 성분, 즉 CXS(cold xylene soluble) 성분의 함량이 1 중량% 이하, 특히 0.5 중량% 이하인 것이 바람직하다. 프로필렌 단독 중합체는 CXS 성분을 감소시키는 것이 쉬우므로 CXS 성분이 1 중량% 이하, 특히 0.5 중량% 이하인 프로필렌 단독 중합체도 적합한 폴리프로필렌계 수지 중 하나이다.

폴리프로필렌계 수지는 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하다. 시판품의 예를 열거하면, 각 상품명으로 (주)프라임폴리머에서 판매되고 있는 "프라임폴리프로", 일본폴리프로(주)에서 판매되고 있는 "노바테크" 및 "윈테크", 스미토모화학(주)에서 판매되고 있는 "스미토모노부렌", 산아로마(주)에서 판매되고 있는 "산아로마" 등이 있다.

<폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름>

폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지는 반복 단위의 80 몰% 이상이 에틸렌테레프탈레이트로 구성된 수지를 의미하고 다른 디카르본산 성분이나 디올 성분이 공중합되어도 좋다. 다른 디카르본산 성분으로, 예를 들어, 이소프탈산, 4,4'-디카르복시디페닐, 4,4'-디카르복시벤조페논, 비스(4-카르복시페닐)에탄, 아디프산, 세바신산, 1,4-디카르복시시클로헥산 등을 들 수 있다. 다른 디올 성분으로, 예를 들면, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 네오펜틸 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 시클로헥산 디올, 비스페놀 A의 에틸렌 옥사이드 부가물, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리테트라메틸렌 글리콜 등을 들 수 있다.

이러한 다른 디카르본산 성분이나 디올 성분은 필요에 따라 2종류 이상을 조합하여 사용할 수도 있다. 또한 p-히드록시 안식향산, p-β-히드록시 에톡시 안식향산과 같은 히드록시 카르본산을 병용할 수도 있다. 또 다른 공중합 성분으로 소량의 아미드 결합, 우레탄 결합, 에테르 결합, 카보네이트 결합 등을 함유하는 디카르본산 성분 또는 디올 성분을 사용해도 좋다.

폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지의 제조 방법으로서는, 테레프탈산과 에틸렌 글리콜 (및 필요한 경우 다른 디카르본산 또는 다른 디올)을 직접 중축합하는 방법, 테레프탈산의 디알킬 에스테르 및 에틸렌 글리콜 (및 필요에 따라 다른 디카르본산의 디알킬 에스테르 또는 다른 디올)을 에스테르 교환 반응시킨 후 중축합하는 방법, 테레프탈산 (및 필요한 경우 다른 디카르본산)의 에틸렌 글리콜 에스테르 (및 필요에 따라 다른 디올 에스테르)를 중축합하는 방법이 채택될 수 있다.

각 중합 반응에는 안티몬계, 티탄계, 게르마늄계 또는 알루미늄계 화합물로 이루어진 중합 촉매, 또는 이들의 복합 화합물로 이루어진 중합 촉매를 이용할 수 있다.

이 중합 반응 조건은 사용하는 모노머, 촉매, 반응 장치 및 목적하는 수지 물성에 맞게 적절히 선택하면 된다. 예를 들어, 반응 온도는 통상 약 150 ~ 300 ℃의 범위이고, 약 200 ~ 300 ℃의 범위인 것이 바람직하고, 또한 약 260 ~ 300 ℃의 범위인 것이 더 바람직하다. 또한 그 압력은 통상 대기압에서 약 2.7Pa 범위이지만, 특히 반응 후반에는 감압측으로 하는 것이 바람직하다. 중합 반응은 이러한 고온 고감압 조건 하에서 교반하여 알코올이나 물 등의 탈착반응물을 탈휘하여 진행한다.

또한 중합 장치는 반응조가 하나로 완결된 것도 좋고, 여러 반응조를 연결한 것도 좋다. 후자의 경우는 통상 중합도에 따라 반응물이 반응조 사이에 이송되면서 중합된다. 또한 중합 후반에 횡형 반응 장치를 갖추어 가열 혼련하면서 탈휘하는 방법을 채택할 수 있다.

중합 종료 후 수지는 용융 상태에서 반응조나 횡형 반응 장치에서 꺼낸 후 냉각 드럼이나 냉각 벨트 등으로 냉각되고, 분쇄된 플레이크 형태로 또는 압출기에 도입된 매듭 형태로 압출된 후, 재단한 펠렛 형태로 얻을 수 있다.

또한 필요에 따라 고상 중합을 실시하여 분자량을 향상시키고, 저분자량 성분을 저감시킬 수도 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지에 포함되어 얻은 저분자량 성분은 환상 3량체 성분 등이 있지만, 특히 환상 3량체 성분의 수지 중에서 함유량은 5,000 ppm 이하인 것이 바람직하고, 또한 3,000 ppm 이하인 것이 더 바람직하다. 환상 3량체 성분이 수지에서 5000ppm을 초과하면 필름의 광학적 물성에 악영향을 줄 수 있다.

폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지의 분자량은 페놀과 테트라클로로에탄의 중량비 50/50의 혼합 용매에 이 수지를 용해하고 30℃에서 측정된 극한 점도로 나타내었을 때 통상 0.45 ~ 1dL/g 범위, 바람직하게는 0.5 ~ 1dL/g, 더욱 바람직하게는 0.52 ~ 0.8dL/g의 범위이다. 이 극한 점도가 0.45dL/g을 하회하면 필름 제조시 생산성이 저하되거나 필름의 기계적 강도가 저하하는 경우가 있다. 또한 이 극한 점도가 1dL/g를 초과하면 필름 제조에 있어서 폴리머의 용융 압출 안정성을 저하시킬 수 있다.

폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지는 필요에 따라 첨가제를 함유할 수 있다. 첨가제로 예를 들어 활제, 블로킹 방지제, 열안정제, 산화 방지제, 대전 방지제, 내광제, 내충격성 개량제 등이 열거된다. 그 첨가량은 광학 물성에 악영향을 주지 않는 범위인 것이 바람직하다.

폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지는 이러한 첨가제의 배합을 위해, 후술하는 필름 성형을 위해 통상 압출기에 의해 조립된 펠렛 형태로 사용된다. 펠렛의 크기나 모양은, 예를 들어 높이 및 직경 모두 5mm 이하의 원통형, 구형 또는 편평 구형일 수 있다.

이렇게 하여 얻은 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지는 필름 모양으로 성형하고 연신 처리함으로써 투명하고 균일한 기계적 강도가 높은 필름으로 할 수 있다. 그 제조 방법은, 예를 들면, 다음과 같은 방법을 채용할 수 있다.

먼저, 건조시킨 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지로 이루어진 펠렛을 용융 압출 장치에 공급하고 융점 이상으로 가열하여 용융한다. 그 다음 용융된 수지를 다이에서 압출하고, 회전 냉각 드럼 상에서 유리 전이 온도 이하의 온도가 되도록 급냉 응고시켜 실질적으로 비결정 상태의 미연신 필름을 얻는다. 이 용융 온도는 사용하는 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지의 융점이나 압출기에 따라 결정되고 통상은 250 ~ 350℃ 정도이다.

또한 필름의 평면성을 향상시키기 위해서는, 필름 및 회전 냉각 드럼의 밀착성을 높이는 것이 바람직하고, 정전인가 밀착법 또는 액체 도포 밀착법이 바람직하게 사용된다. 여기서 정전인가 밀착법은 필름의 상면측에 필름의 흐름과 직교하는 방향으로 선상 전극을 펴고 그 전극에 예를 들면 약 5 ~ 10kV의 직류 전압을 인가함으로써 필름에 정전하를 부여하고, 회전 냉각 드럼과 필름의 접착력을 향상시키는 방법이다. 또한 액체 도포 밀착법이란 회전 냉각 드럼 표면의 전체 또는 일부 (예를 들면, 필름 양단부와 접촉하는 부분만)에 액체를 균일하게 도포함으로써, 회전 냉각 드럼과 필름의 밀착성을 향상시키는 방법이다. 필요에 따라 양자를 병용해도 좋다.

사용하는 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지는 필요에 따라 2종 이상의 수지 구조나 조성이 다른 수지를 혼합해도 좋다. 예를 들어, 블로킹 방지제로 입상 필러, 자외선 흡수제, 대전 방지제 등이 배합된 펠렛과, 무배합 펠렛을 혼합하여 사용할 수도 있다.

또한 압출되는 필름은 단층이어도 좋고, 필요에 따라 2층 이상의 다층 필름이어도 좋다. 예를 들어, 블로킹 방지제로 입상 필러가 배합된 펠렛과 무배합 펠렛을 준비하고, 각각을 다른 압출기에서 동일한 다이로 공급하여 필러 배합 수지/무배합 수지/필러 배합 수지의 2종 3층으로 이루어진 필름을 압출할 수도 있다.

이렇게 용융 압출된 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름은 통상 유리 전이 온도 이상의 온도에서 먼저 압출 방향으로 종연신된다. 종연신 온도는 통상 70 ~ 150 ℃, 바람직하게는 80 ~ 130 ℃ 범위, 보다 바람직하게는 90 ~ 120 ℃의 범위이다. 또한, 종연신 배율은 통상 1.1 ~ 6 배이며, 바람직하게는 2 ~ 5.5 배이다. 이 연신 배율이 1.1배를 하회하면 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 기계적 강도가 부족한 경향이 있기 때문이다. 또한 이 연신 배율이 6배를 초과하면 횡방향의 강도가 실제적으로 부족할 수있다. 이 연신은 일회로 종료할 수도 필요에 따라 복수회로 나누어 행할 수도 있다. 복수회의 연신을 행하는 경우에도 총 연신 배율은 상기의 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다.

이렇게 하여 얻어진 종연신 필름은 그 후 열처리를 행할 수 있다. 이어서 필요에 따라 이완 처리를 행할 수도 있다. 이 경우 열처리 온도는 통상 150 ~ 250℃, 바람직하게는 180 ~ 245℃, 보다 바람직하게는 200 ~ 230℃이다. 또한 열처리 시간은 통상 1 ~ 600초 사이이며, 바람직하게는 1 ~ 300초, 보다 바람직하게는 1 ~ 60 초이다. 이어서 이완 처리를 행하는 경우 온도는 통상 90 ~ 200℃, 바람직하게는 120 ~ 180℃이다. 또한 이완량은 통상 0.1 ~ 20%이며, 바람직하게는 2 ~ 5%이다. 이 이완 처리 온도 및 이완량은 이완 처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름의 150℃에서 열수축율이 2% 이하가 되도록 설정하는 것이 더욱 바람직하다.

폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름은 종연신 처리 후, 또는 필요에 따라 또한 열처리를 더 실시한 후, 혹은 더 이완 처리를 한 후 텐터에 의해 횡연신을 하는 것이 바람직하다. 횡연신을 할 때 온도는 보통 70 ~ 150℃, 바람직하게는 80 ~ 130℃의 범위, 보다 바람직하게는 90 ~ 120℃의 범위이다. 또한 횡연신 배율은 통상 1.1 ~ 6배이며, 바람직하게는 2 ~ 5.5배이다. 횡연신의 연신 배율이 1.1배를 하회하면 배향에 의한 필름 강도의 충분한 향상을 바랄 수 없는 경우가 있으며, 한편 6배를 초과하는 연신 배율은 제조 기술상 현실적이지 않다.

횡연신의 후에 또한 열처리 및 필요에 따라 이완 처리를 실시할 수 있다. 이 때 열처리 온도는 통상 150 ~ 250℃이며, 바람직하게는 180 ~ 245℃, 보다 바람직하게는 200 ~ 230℃이다. 열처리 시간은 통상 1 ~ 600초 사이이며, 바람직하게는 1 ~ 300초, 보다 바람직하게는 1 ~ 60초이다. 또한 이완 처리를 행하는 경우 온도는 통상 100 ~ 230℃이며, 바람직하게 110 ~ 210℃, 보다 바람직하게는 120 ~ 180℃이다. 이완량은 통상 0.1 ~ 20%이며, 바람직하게는 1 ~ 10%, 보다 바람직하게는 2 ~ 5%이다. 이 이완 처리 온도 및 이완량은 이완 처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름의 150℃에서 열수축율이 2% 이하가 되도록 설정되는 것이 더욱 바람직하다.

일축 연신 및 이축 연신 처리에서 그 연신 처리 온도가 150℃를 초과하면, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지에 열화가 생기거나 결정화가 진행되기 때문에 광학 성능이 저하될 수 있다. 한편, 연신 처리 온도가 70℃를 하회하면 연신에 과한 스트레스가 걸리거나 연신 자체가 불가능한 경우가 있다.

또한, 일축 연신 및 이축 연신 처리에 대해서는 횡연신 후 보잉으로 대표되는 것 같은 배향 주축의 왜곡을 완화하기 위해 재열처리를 하거나, 이완 처리를 하는 것이 바람직하다. 보잉에 의한 배향 주축의 연신 방향에 대한 왜곡의 최대값은 일반적으로 45°이내이지만, 30°이내로 완화시키는 것이 바람직하고, 15°이내로 하는 것이 더 바람직하다. 배향 주축의 왜곡의 최대값이 45°을 초과하면 다음 공정에서 편광판을 구성하여 매엽화(枚葉化)될 때에 그 매엽 간에 광학 특성이 불균일하게 될 수 있다.

또한 여기에서 연신 방향은 종연신 및 횡연신 중 연신 배율의 큰 방향을 말한다. 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름의 이축 연신은 통상 횡연신 배율이 종연신 배율보다 약간 크게 되므로 이 경우 연신 방향은 그 필름의 장축 방향에 직교하는 방향, 즉 폭방향을 말한다. 일축 연신은 통상 횡방향으로 연신되므로 이 경우의 연신 방향은 마찬가지로 필름의 장축 방향에 대해 직교하는 방향, 즉 폭방향을 말한다.

배향 주축이란 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름 상에 임의의 지점에서 분자 배향 방향을 말한다. 배향 주축의 연신 방향에 대한 왜곡이란 배향 주축과 연신 방향이 이루는 각도를 말한다. 또한 배향 주축의 왜곡 최대값이란 장축 방향에 대하여 직교하는 방향에 있어서 값의 최대값을 말한다.

상기 배향 주축은 예를 들어 오오츠카전자(주)에서 판매되는 위상차 필름 재료 검사 장치 "RETS"(상품명)이나 왕자계측기기(주)에서 판매되고 있는 분자 배향계 "MOA"(상품명)을 이용하여 측정할 수 있다.

연신 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름은 시판 제품을 용이하게 입수할 수 있으며, 예를 들면 각 상품명으로 미츠비시수지(주)에서 판매되고 있는 "다이아 호일", "호스타팬" 및 "퓨전", 테이진듀퐁필름(주)에서 판매되고 있는 "테이진테트론 필름", "메리넥스", "마일러" 및 "테플렉스", 동양방적(주)에서 판매되고 있는 "동양방에스테르 필름", "동양방에스펙트 필름" "코스모샤인" 및 "크리스파", 도레이필름가공(주)에서 판매되고 있는 "루미라", 유니치카(주)에서 판매되고 있는 "엔브론" 및 "엔브렛", 에스케이시사에서 판매되고 있는 "스카이룰", (주)공합에서 판매되고 있는 "코히루", (주)서통에서 판매되고 있는 "서통 폴리에스테르필름", 후타무라화학(주)에서 판매되고 있는 "태합폴리에스테르필름" 등이 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름 중에서는 특히 이축 연신 제품이 바람직하게 사용된다.

<아크릴계 수지 필름>

아크릴계 수지는 일반적으로 메타크릴산메틸을 주체로 하는 중합체이며, 메타크릴산메틸계 수지라고도 불린다. 이 수지에서 메타크릴산메틸 단위는 통상 50 중량% 이상, 바람직하게는 70 중량% 이상이며, 100 중량%이어도 좋다. 메타크릴산메틸 단위가 100 중량%인 중합체는 메타크릴산메틸을 단독으로 중합시켜 얻은 메타크릴산메틸 단독 중합체이다.

이 아크릴계 수지는 통상 메타크릴산메틸을 주성분으로 하는 단관능 단량체를 라디칼 중합 개시제 및 연쇄 이동제의 공존하에 중합하여 얻을 수 있다. 또한 필요에 따라 다관능 단량체를 소량 공중합시킨 것도 있다.

메타크릴산메틸과 공중합하여 얻어진 단관능 단량체로, 예를 들어, 메타크릴산에틸, 메타크릴산부틸, 메타크릴산시클로헥실, 메타크릴산페닐, 메타크릴산벤질, 메타크릴산 2-에틸헥실 및 메타크릴산 2-히드록시에틸과 같은 메타크릴산메틸 이외의 메타크릴산 에스테르류; 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산부틸, 아크릴산시클로헥실, 아크릴산페닐, 아크릴산벤질, 아크릴산 2-에틸헥실 및 아크릴산 2-히드록시에틸과 같은 아크릴산 에스테르류; 2-(히드록시메틸)아크릴산메틸, 3-(히드록시에틸)아크릴산 메틸, 2-(히드록시메틸)아크릴산에틸 및 2-(히드록시메틸)아크릴산부틸과 같은 히드록시알킬 아크릴산 에스테르류; 메타크릴산 및 아크릴산과 같은 불포화산류; 클로로스티렌 및 브로모스티렌과 같은 할로겐화 스티렌류; 스티렌, 비닐톨루엔 및 α-메틸스티렌과 같은 스티렌류; 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴과 같은 불포화 니트릴류; 무수 말레인산 및 무수 시트라콘산과 같은 불포화 산무수물류; 페닐 말레이미드 및 시클로헥실 말레이미드와 같은 불포화 이미드류 등을 들 수 있다. 이러한 단량체는 각각 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 좋다.

다관능 단량체를 공중합시키는 경우, 그 예로는 에틸렌 글리콜 디(메타) 아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 노나에틸렌글리콜 디(메타)레이트 및 테트라데카에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트와 같은 에틸렌 글리콜 또는 그 올리고머의 양 말단 수산기를 아크릴산 또는 메타크릴산으로 에스테르화한 것; 프로필렌 글리콜 또는 그 올리고머의 양 말단 수산기를 아크릴산 또는 메타크릴산으로 에스테르화한 것; 네오펜틸 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 헥산디올디(메타)아크릴레이트 및 부탄디올디(메타)아크릴레이트와 같은 2가 알코올의 수산기를 아크릴산 또는 메타크릴산으로 에스테르화 것; 비스페놀 A, 비스페놀 A의 알킬렌 옥사이드 부가물 또는 그들의 할로겐 치환체의 양 말단 수산기를 아크릴산 또는 메타크릴산으로 에스테르화 것; 트리메틸올 프로판 및 펜타리톨과 같은 다가 알코올을 아크릴산 또는 메타크릴산으로 에스테르화한 것; 동일한 다가 알코올의 말단 수산기에 글리시딜 아크릴레이트 또는 글리시딜 메타크릴레이트의 에폭시기를 개환 부가시킨 것; 호박산, 아디프산, 테레프탈산, 프탈산, 이들의 할로겐 치환체와 같은 이염기산 및 이들의 알킬렌 옥사이드 부가물에 글리시딜 아크릴레이트 또는 글리시딜 메타크릴레이트의 에폭시기를 개환 부가시킨 것; 알릴(메타) 아크릴레이트; 디비닐 벤젠과 같은 방향족 디비닐 화합물 등이 열거된다. 다관능 단량체를 공중합시키는 경우는 이들 중에서도 에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트 및 네오펜틸 글리콜 디(메타)아크릴레이트가 바람직하게 사용된다.

메타크릴산메틸을 주성분으로 하는 아크릴계 수지는 또한 모노머에 기인한 관능기 간의 반응을 행하고 변성시킨 것이어도 좋다. 그 반응으로서는, 예를 들면 아크릴산메틸의 메틸에스테르기와 2-(히드록시메틸) 아크릴산메틸의 수산기의 고분자 쇄내 탈메탄올 축합 반응, 아크릴산의 카르복실기와 2-(히드록시 메틸) 아크릴산 메틸의 수산기의 고분자 쇄내 탈수 축합 반응 등을 들 수 있다.

메타크릴산메틸을 주성분으로 하는 아크릴계 수지는 시판품을 쉽게 입수하는 것이 가능하고, 예를 들면 각 상품명으로, 스미토모화학(주)에서 판매되고 있는 "스미펙스", 미쓰비시레이욘(주)에서 판매되고 있는 "아크릴펫", 아사히화성(주)에서 판매되고있는 "델펫", (주)쿠라레에서 판매되고 있는 "파라펫", (주)일본촉매에서 판매되고 있는 "아크리뷰어" 등이 있다.

<전면측 편광판의 시인측 투명 보호 필름에 관한 그 밖의 설명>

전면측 편광판(20)의 액정 셀(10)로부터 먼 측, 즉 시인측에 위치하는 투명 보호 필름(23)으로 사용되는 폴리프로필렌계 수지 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름 또는 아크릴계 수지 필름에는 방현성(헤이즈)을 부여할 수 있다. 방현성을 부여하려면, 예를 들면 상기의 원료 수지 중에 무기 입자 또는 유기 입자를 혼합하여 필름화하는 방법, 필름화할 때 다층 압출에 의해 하나는 입자가 혼합된 수지층으로 이루어지고 다른 하나는 입자가 혼합되지 않은 수지층으로 이루어진 2층 필름화하거나, 또는 미립자가 혼합된 수지층을 외측으로 하여 3층 필름화하는 방법, 필름의 한쪽에 무기 미립자 또는 유기 미립자를 경화성 바인더 수지에 혼합하여 이루어진 도포액을 코팅하고, 바인더 수지를 경화시켜 방현층을 형성하는 방법 등이 채용된다.

방현성을 부여하기 위한 무기 미립자로, 예를 들어 실리카, 콜로이드 실리카, 알루미나, 알루미나졸, 알루미노실리케이트, 알루미나-실리카 복합 산화물, 카올린, 탈크, 마이카, 탄산칼슘, 인산칼슘 등이 열거된다. 또한 유기 미립자로, 예를 들어, 가교 폴리아크릴산 입자, 메타크릴산 메틸/스티렌 공중합체 수지 입자, 가교 폴리스티렌 입자, 가교 폴리메틸메타크릴레이트 입자, 실리콘 수지 입자, 폴리이미드 입자 등을 들 수 있다.

방현성이 부여된 보호 필름은 그 헤이즈값이 6 ~ 45% 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 이 필름의 헤이즈값이 6%를 하회하면 충분한 방현 효과가 발현되지 않을 수 있고, 한편 그 헤이즈값이 45%를 초과하면 이 필름이 접합된 편광판을 액정 표시 장치에 적용했을 때 화면의 흰색이나 화질의 저하를 초래할 수 있다.

헤이즈값은 JIS K 7136에 준거한 시판의 헤이즈 측정기를 사용하여 측정할 수 있다. 헤이즈 측정기의 예를 들면, (주)무라카미색채기술연구소에서 판매되고 있는 헤이즈-투과율 측정기 "HM-150"(상품명) 등이 있다. 헤이즈값 측정시에는 필름의 휨을 방지하기 위해, 예를 들면 광학적으로 투명한 점착제를 사용하여 방현성을 부여한 면이 표면이 되도록 그 필름을 유리 기판에 접합한 측정 샘플을 이용하는 것이 바람직하다.

이러한 보호 필름에는 전도층, 하드코트층, 저반사층과 같은 기능층을 갖는 것일 수 있다. 또한 투명 보호 필름을 구성하는 바인더 수지로서 이러한 기능을 갖는 수지 조성물을 선택하고 필름 자체가 이 중 어느 하나가 하나 및 복수의 기능을 갖도록 하는 것도 가능하다. 또한 평활화층, 이활화층, 블로킹 방지층, 이접착층 등을 갖는 것일 수 있다. 이 보호 필름은 접착제층을 통해 편광 필름에 적층되기 때문에 특히 편광 필름으로의 접합면에는 이접착층을 설치하는 것이 바람직하다.

이접착층을 구성하는 성분은, 예를 들면 극성기를 골격에 갖고 비교적 저분자량으로 유리 전이 온도가 낮은 폴리에스테르계 수지, 우레탄계 수지, 아크릴계 수지 등일 수 있다. 또한 필요에 따라 가교제, 유기 또는 무기 필러, 계면 활성제, 활제 등을 함유할 수 있다.

상기 기능층은 폴리프로필렌계 수지 필름이나 아크릴계 수지 필름이면, 예를 들어 제막된 필름에 직접 형성할 수 있다. 한편, 연신되는 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름이면, 예를 들어 모든 연신 공정이 끝난 필름에 형성하는 방법, 수지 필름의 연신 중, 예를 들어 종연신과 횡연신 공정 사이에 형성하는 방법, 편광 필름과 접착되기 직전 또는 접착 후 형성하는 방법을 채택할 수 있다. 그 중에서도 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지의 경우, 생산성의 관점에서 종연신 후 기능층을 형성하고 계속해서 횡연신하는 방법이 바람직하게 채용된다.

[배면측 편광판의 액정 셀로부터 먼 측에 위치한 투명 보호 필름]

배면측 편광판(30)의 액정 셀(10)로부터 먼 측에 위치한 투명 보호 필름(33)은, 셀룰로오스계 수지 필름으로 구성하는 것이 바람직하다. 셀룰로오스계 수지 필름은 셀룰로오스의 부분 또는 전체 에스테르 화합물로 구성된 필름이다. 예를 들면, 셀룰로오스의 초산 에스테르, 프로피온산 에스테르, 낙산 에스테르, 그들의 혼합 에스테르 등으로 이루어진 필름이 열거된다. 그 중에서도, 트리아세틸셀룰로오스 필름, 디아세틸셀룰로오스 필름, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 필름 등이 바람직하게 사용된다.

셀룰로오스계 수지 필름은 시판품을 쉽게 입수할 수 있으며, 예를 들면 각 상품명으로 후지필름(주)에서 판매되고 있는 "후지탁 TD", 코니카미놀타오프트(주)에서 판매되고 있는 "코니카 미놀타 TAC 필름 KC" 등이 있다.

[액정 셀 측에 위치하는 투명 보호 필름]

전면측 편광판(20) 및 배면측 편광판(30)에서 액정 셀(10) 측에 위치한 투명 보호 필름(24,34)을 구성하는 수지 재료에는 상기 액정 셀(10)로부터 먼 측에 위치한 투명 보호 필름(23,33)에 대하여 설명한 것과 동일한 것을 사용할 수 있고, 그 밖의 수지 필름을 사용할 수도 있다. 특히, 레타데이션값의 제어가 용이하고 입수도 용이한 것으로부터, 셀룰로오스계 수지 또는 선형 폴리올레핀계 수지나 환상 폴리올레핀계 수지를 포함하는 폴리올레핀계 수지가 바람직하게 사용된다.

여기서 말하는 환상 폴리올레핀계 수지는, 예를 들어 노르보르넨 및 다른 시클로 펜타디엔 유도체와 같은 환상 올레핀 모노머를 촉매 존재하에 중합하여 얻은 것이지만, 환상 올레핀 모노머를 개환 메타세시스 중합시킨 수지이면, 이것에 연속 수소 첨가 반응에 의해 불포화 결합을 사실상 잃어버린 것이 바람직하다. 이러한 환상 폴리올레핀계 수지를 이용하면, 후술하는 소정의 레타데이션값을 갖는 투명 보호 필름을 얻기 쉽다.

환상 폴리올레핀계 수지로서는, 예를 들어 시클로펜타디엔과 올레핀류 또는 (메타)아크릴산 또는 그 에스테르류로부터 딜스-알더 반응에 의해 얻어진 노르보르넨 또는 그 유도체를 모노머로서 개환 메타세시스 중합을 행하고, 그것에 연속 수소 첨가에 의해 얻어지는 수지; 디시클로펜타디엔과 올레핀류 또는 (메타)아크릴산 또는 그 에스테르류로부터 딜스-알더 반응에 의해 얻어진 테트라시클로도데센 및 그것의 유도체를 모노머로서 개환 메타세시스 중합을 행하고, 그것에 연속적인 수소 첨가에 의해 얻어지는 수지; 노르보르넨, 테트라시클로도데센, 그들의 유도체 및 기타 환상 올레핀 모노머에서 선택되는 적어도 2종의 모노머를 마찬가지로 개환 메타세시스 공중합하고, 그것에 연속적인 수소 첨가에 의해 얻어진 수지; 노르보르넨, 테트라시클로도데센, 또는 그 유도체와 같은 환상 올레핀에 선형 올레핀 및/또는 비닐기를 갖는 방향족 화합물을 부가 공중합시켜 얻어지는 수지 등을 들 수 있다.

환상 폴리올레핀계 수지는 시판품을 쉽게 입수할 수 있다. 시판품의 예를 열거하면, 각 상품명으로 TOPAS ADVANCED POLYMERS GmbH에서 생산되어 일본에서는 폴리플라스틱스(주)에서 판매되고 있는 "TOPAS", JSR(주)에서 판매되고 있는 "아톤", 일본제온(주)에서 판매되고 있는 "제오노아" 및 "제오넥스", 미쓰이화학(주)에서 판매되고 있는 "아펠" 등이 있다.

선형 폴리올레핀계 수지의 전형적인 예는 폴리에틸렌계 수지 및 폴리프로필렌계 수지이다. 그 중에서도, 프로필렌 단독 중합체 또는 프로필렌을 주체로 하고 그것에 공중합 가능한 코모노머, 예를 들어 에틸렌을 1 ~ 20 중량%, 바람직하게는 3 ~ 10 중량%의 비율로 공중합시킨 공중합체가 바람직하게 사용된다.

셀룰로오스계 수지나 폴리올레핀계 수지 등으로 필름을 제막하는 방법은 각각의 수지에 따라 방법을 적절히 선택하면 된다. 예를 들어, 용제에 용해시킨 수지를 금속제 밴드 또는 드럼에 압연하고, 용제를 건조 제거하여 필름을 얻은 용제 캐스트 법, 수지를 그 용융 온도 이상으로 가열하고 혼련하고 다이에서 압출하고, 냉각 드럼으로 냉각하는 것에 의해 필름을 얻는 용융 압출법 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도 폴리올레핀계 수지에 대해서는 생산성의 관점에서 용융 압출법이 바람직하게 채용된다. 한편, 셀룰로오스계 수지는 용제 캐스트법에 의해 제막되는 것이 일반적이다.

액정 셀(10)이 횡전해 (IPS : In - Plane Switching) 모드에 있는 경우 그 IPS 모드 액정 셀이 본래 갖는 광시야각 특성을 손상시키지 않기 위해서는, 액정 셀(10)측에 위치한 투명 보호 필름(24,34)은 두께 방향의 레타데이션 Rth이 -10 ~ +10 nm 범위에 있는 제1 형태가 바람직한 것으로 열거된다. 여기서 두께 방향의 레타데이션 Rth는 면내의 평균 굴절률에서 두께 방향의 굴절률을 뺀 값에 필름의 두께를 곱하여 얻은 값이며, 하기 식 (3)으로 표시된다. 또한 면내의 레타데이션 Re는 면내의 굴절률 차에 필름의 두께를 곱하여 얻어진 값이며, 하기 식 (4)로 표현된다.

Rth = [(n _x + n _y ) / 2 - n _z 〕 × d (3)

Re = (n _x - n _y ) × d (4)

식 중 n _x 은 필름면 내의 지상축 방향(x축 방향)의 굴절률이며, n _y 는 필름면 내의 진상축 방향 (측면에서 x축에 직교하는 y축 방향)의 굴절률이며, n _z 는 필름 두께 방향(필름면에 수직한 z축 방향)의 굴절률이며, 그리고 d는 필름의 두께이다.

여기서 레타데이션값은 가시광의 중심 부근에 있는 500 ~ 650nm 정도의 범위에서 임의의 파장에서의 값일 수 있지만, 본 명세서에서는 파장 590nm에서 레타데이션값을 표준으로 한다. 두께 방향의 레타데이션 Rth 및 면내의 레타데이션 Re는 시판의 각종 위상차계를 이용하여 측정할 수 있다.

수지 필름의 두께 방향의 레타데이션 Rth를 -10 ~ +10 nm의 범위 내에 제어하는 방법은, 필름을 제조할 때 두께 방향으로 잔류 왜곡을 최대한 줄이는 방법을 들 수 있다. 예를 들어 상기 용제 캐스트법에 있어서, 그 유연 수지 용액을 건조시킬 때에 생기는 두께 방향의 잔류 수축 왜곡을 열처리에 의해 완화시키는 방법 등을 채택할 수 있다. 한편, 상기 용융 압출법에서는 수지 필름을 다이에서 압출하고, 냉각 사이에 연신되는 것을 방지하기 위해 다이에서 냉각 드럼까지의 거리를 최대한 단축하고, 압출량과 냉각 드럼의 회전 속도를 필름이 연신되지 않도록 제어하는 방법 등을 채용할 수 있다. 또한 용제 캐스트법과 마찬가지로 얻어진 필름에 잔류하는 왜곡을 열처리에 의해 완화시키는 방법도 채용할 수 있다.

액정 셀(10)이 같은 IPS 모드에 있는 경우, 액정 셀(10) 측에 위치한 투명 보호 필름(24,34) 중 하나는 두께 방향의 레타데이션 Rth가 -10 ~ +10 nm의 범위에 있고 다른 하나는 면내의 레타데이션 Re가 100 ~ 300nm의 범위에 있으며 Nz 계수가 0.1 ~ 0.7의 범위에 있는 제2 형태도 더욱 높은 시야각 특성을 실현하는데 바람직하다. 여기서 Nz 계수는 하기 식 (5)에서 정의되고, 식 중의 n _x , n _y 및 n _z 는 앞서 정의한 바와 동일한 의미를 갖는다.

Nz 계수 = (n _x - n _z ) / (n _x - n _y ) (5)

따라서 액정 셀(10) 측에 위치한 투명 보호 필름(24,34) 중 하나를 두께 방향의 레타데이션이 작은 것으로 구성하고 다른 것은 특정 굴절률 이방성을 갖는 위상차 필름으로 구성함으로써, 얻어진 액정 표시 장치는 넓은 각도에 걸쳐 표시 특성을 적합하게 유지할 수 있다. 이 경우 두께 방향의 레타데이션 Rth가 -10 ~ +10 nm 범위에 있는 필름에 대해서는 앞서 제1의 형태인 것과 동일한 설명이 적용된다. 또한 면내의 레타데이션 Re가 100 ~ 300nm의 범위에 있으며 Nz 계수가 0.1 ~ 0.7의 범위에 있는 위상차 필름은 그 두께 방향 레타데이션 Rth가 -40 ~ +40 nm의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하다.

면내의 레타데이션이 100 ~ 300nm의 범위에 있으며 Nz 계수가 0.1 ~ 0.7의 범위에 있는 위상차 필름은, 예를 들어 폴리올레핀계 수지, 바람직하게는 환상 폴리올레핀계 수지로 구성한 것일 수 있다. 또한 굴절률 특성을 갖는 위상차 필름은, 예를 들어 폴리올레핀계 수지 필름을 연신 처리하고 그것에 소정의 수축율을 갖는 수축성 필름을 접합시켜서 가열하고, 앞의 연신 방향과 면 내에서 직교하는 방향으로 수축시키는 방법, 해당 수축성 필름이 접합된 연신 폴리올레핀계 수지 필름을 더 가열하면서 연신 처리하고, 그 연신 방향과 면내에서 직교하는 방향으로 수축시키는 방법, 폴리올레핀 수지 필름에 소정의 수축율을 갖는 수축성 필름을 접합시키고 그 상태로 가열하면서 연신하고, 연신과 동시에 연신 방향과 면내에서 직교하는 방향으로 수축시키는 방법 등에 의해 n _x > n _z > n _y 의 관계를 실현하여 제조할 수 있다.

또한, 액정 셀(10)이 같은 IPS 모드에 있는 경우, 액정 셀(10) 측에 위치한 투명 보호 필름(24,34) 중 하나는 두께 방향의 레타데이션 Rth가 -10 ~ +10 nm의 범위에 있고, 다른 것은 그 편광판을 구성하는 편광 필름 측에 위치하고, 폴리올레핀계 수지로 이루어진 제1 위상차 필름 및 그 제1 위상차 필름보다 점착제층측에 위치하고 스티렌계 수지로 이루어진 코어층과, 그 코어층의 양면에 적층시킨 고무 입자를 함유하는 (메타)아크릴계 수지 조성물로 이루어진 스킨층으로 이루어진 3층 구조를 갖는 제2 위상차 필름의 적층체인 제3 형태도 보다 높은 시야각 특성을 실현하는데 바람직하다.

이 제3 형태의 층구성 예를 도 2에 단면 모식도로 나타낸다. 이 예에서는 전면측 편광판(20)의 액정 셀(10) 측에 위치한 투명 보호 필름(24)을 두께 방향의 레타데이션 Rth가 -10 ~ +10 nm 범위에 있는 것으로 구성하고, 배면측 편광판(30)의 액정 셀(10) 측에 위치한 투명 보호 필름(34)을 상기한 제1 위상차 필름(36) 및 제2 위상차 필름(37)의 적층체로 구성하고 있다. 도 2에서 그 이외의 부위는 도 1과 동일하고, 도 1과 동일한 부위에 동일한 부호를 붙여 그들에 대한 상세한 설명은 생략한다. 물론 도 2에서 보호 필름(24)과 보호 필름(34)의 위치가 액정 셀(10)을 사이에 두고 역전된 구조, 즉 전면측 편광판(20)의 액정 셀(10) 측에 위치한 투명 보호 필름(24)을 상기한 폴리올레핀계 수지로 이루어진 제1 위상차 필름 및 3층 구조를 가지는 제2 위상차 필름의 적층체로 구성하고, 배면측 편광판(30)의 액정 셀(10) 측에 위치한 투명 보호 필름(34)을 상기한 두께 방향의 레타데이션 Rth가 -10 ~ +10 nm 범위에 있는 것으로 구성한 구조도 여기서 말하는 제3 형태에 포함된다.

도 2에 나타낸 것을 대표예로 하는 제3 형태에서, 두께 방향의 레타데이션 Rth가 -10 ~ +10 nm 범위에 있는 필름(도 2에서는 전면측 편광판(20)의 액정 셀(10) 측에 위치한 보호 필름 (24))에 대해서는, 앞서 제1 형태에서 한 것과 동일한 설명을 적용한다.

그 다음, 그 제3 형태에서 폴리올레핀계 수지로 이루어진 제1 위상차 필름(36) 및 3층 구조를 갖는 제2 위상차 필름(37)의 적층체로 구성된 필름(도 2에서는 배면측 편광판(30)의 액정 셀(10) 측에 위치한 보호 필름(34))에 대해 설명한다. 제1 위상차 필름(36)을 구성하는 폴리올레핀계 수지는 앞에서도 설명한 바와 같이 환상 올레핀계 수지나 선형 올레핀계 수지를 포함한다. 특히 환상 올레핀계 수지가 바람직하게 사용된다.

또한, 제1 위상차 필름(36)은 면내의 레타데이션 Re이 30 ~ 150nm의 범위에 있고, 앞서 식 (9)로 정의된 Nz 계수가 1 초과 2 미만의 범위에있는 굴절률 이방성을 갖는 것이 바람직하다. 한편, 제2 위상차 필름(37)은 면내의 레타데이션 Re이 20 ~ 120nm의 범위에 있고, 상기 식 (9)로 정의된 Nz 계수가 -2 초과 -0.5 미만의 범위인 굴절률 이방성을 갖는 것이 바람직하다.

상기와 같은 굴절률 이방성을 갖는 폴리올레핀계 수지로 이루어진 제1 위상차 필름(36)은 공지의 종일축 연신이나 텐터 횡일축, 동시 이축 연신, 순차적 이축 연신 등으로 제조할 수 있고, 소망하는 레타데이션값을 얻을 수 있도록 연신 배율 및 연신 속도를 적절하게 조정하는 것 외에, 연신시 예열 온도, 연신 온도, 히트 세트 온도, 냉각 온도 등의 각종 온도 및 그 패턴을 적절하게 선택하면 된다.

제1 위상차 필름(36)은 그 두께가 20 ~ 80μm의 범위, 또한 40 ~ 80μm의 범위에 있는 것이 바람직하다. 이 필름의 두께가 20μm를 하회하면 필름의 취급이 어렵고, 또한 소정의 위상차값이 표현하기 어렵게 되는 경향이 있고, 한편, 그 두께가 80μm를 초과하면 가공성이 떨어지게 되고, 또한 투명성이 저하되거나, 그것이 적층된 편광판의 중량이 커지거나 할 수 있다.

제1 위상차 필름(36)의 편광 필름(31)이란 반대측(액정 셀(10) 측)에는, 스티렌계 수지로 이루어진 코어층(38)과, 그 양면에 적층되는 고무 입자를 함유하는 (메타)아크릴계 수지 조성물로 이루어진 스킨층(39,39)으로 이루어진 3층 구조를 갖는 제2 위상차 필름(37)이 배치되어 있다.

코어층(38)을 구성하는 스티렌계 수지는, 스티렌 및 그것의 유도체의 단독 중합체일 수 있으며, 스티렌 또는 그것의 유도체와 다른 공중합성 모노머의 이원 또는 그 이상의 공중합체일 수 있다. 여기서 스티렌 유도체란 스티렌에 다른 기가 결합한 화합물로서, 예를 들어 o-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-메틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, o-에틸스티렌 및 p-에틸스티렌과 같은 알킬스티렌이나, 히드록시 스티렌, tert-부톡시스티렌, 비닐 안식향산, o-클로로스티렌 및 p-클로로스티렌과 같은 스티렌의 벤젠핵에 수산기, 알콕시기, 카르복실기, 할로겐 등의 기가 도입된 치환 스티렌 등을 들 수 있다. 특개 2003-50316호 공보나 특개 2003-207640호 공보에 공개된 바와 같은 삼원 공중합체도 이용할 수 있다. 스티렌계 수지는 스티렌 또는 스티렌 유도체와 아크릴로니트릴, 무수 말레인산, 메틸메타크릴레이트 및 부타디엔으로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 모노머의 공중합체인 것이 바람직하다. 코어층(38)을 구성하는 스티렌계 수지는, 내열성인 것이 바람직하고, 일반적으로 그 유리 전이 온도("Tg"이라 함)는 100℃ 이상이다. 스티렌계 수지보다 바람직한 Tg는 120℃ 이상이다.

스티렌계 수지로 이루어진 코어층(38)은 그 두께가 10 ~ 100μm이 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 그 두께가 10μm를 하회하면 연신에 의해 충분한 레타데이션값을 표현하기 어려울 수 있다. 한편, 그 두께가 100μm를 초과하면 필름의 충격 강도가 약해지기 쉬워, 외부 응력에 의한 레타데이션 변화가 커지는 경향이 있고, 액정 표시 장치에 적용했을 때 흰색 누락 등이 발생하기 쉽게 되어 표시 성능이 저하되기 쉽다.

상기의 스티렌계 수지로 이루어진 코어층(38)의 양면에 배치된 스킨층(39,39)은 (메타)아크릴계 수지에 고무 입자가 배합되어 있는 (메타)아크릴계 수지 조성물로 구성된다. 여기서 (메타)아크릴계 수지로서는, 예를 들어 메타크릴산 알킬 에스테르 또는 아크릴산 알킬 에스테르의 단독 중합체나 메타크릴산 알킬 에스테르와 아크릴산 알킬 에스테르의 공중합체 등이 있다. 메타크릴산 알킬 에스테르로서는 구체적으로 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산 프로필 등이, 또한 아크릴산 알킬 에스테르로서 구체적으로는 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 프로필 등을 들 수 있다. 이러한 (메타)아크릴계 수지는 범용의 (메타) 아크릴계 수지로 시판되고 있는 것을 사용할 수 있다. 또한, (메타)아크릴계 수지 중에는 내충격 (메타)아크릴계 수지라고 하는 것, 또한 주쇄 중에 글루타르산 무수물 구조나 락톤 환구조를 갖는 고내열 (메타)아크릴계 수지라고 하는 것도 포함된다.

(메타)아크릴계 수지에 배합되는 고무 입자는 아크릴계의 것이 바람직하다. 아크릴계 고무 입자는 아크릴산 부틸이나 아크릴산 2-에틸헥실과 같은 아크릴산 알킬 에스테르를 주성분으로 하고 다관능 모노머의 존재하에 중합시켜 얻은 고무 탄성을 갖는 입자이다. 이러한 고무 탄성을 갖는 입자가 단층으로 형성된 것도 좋고, 고무 탄성층을 적어도 1층 갖는 다층 구조체도 좋다. 다층 구조의 아크릴계 고무 입자로서는, 상기와 같은 고무 탄성을 갖는 입자를 핵으로 하고 그 주위를 경질의 메타크릴산 알킬 에스테르계 중합체로 덮은 것, 경질의 메타크릴산 알킬 에스테르계 공중합체를 핵으로 하고 그 주위를 상기와 같은 고무 탄성을 갖는 아크릴계 공중 합체로 덮은 것, 또한 경질의 핵 주위를 고무 탄성이 있는 아크릴계 공중합체로 덮고 또한 그 주위를 경질의 메타크릴산 알킬 에스테르계 중합체 덮은 것 등이 열거된다. 이러한 고무 입자는 탄성층에서 형성되는 입자의 평균 직경이 통상 50 ~ 400nm 정도의 범위에 있다.

스킨층(39)을 구성하는 (메타)아크릴계 수지 조성물에 있어서 상기 고무 입자의 함유량은 (메타)아크릴계 수지 100 중량부 당 통상 5 ~ 50 중량부 정도이다. (메타)아크릴계 수지 및 아크릴계 고무 입자는 그들을 혼합한 상태로 시판되고 있으므로, 그 시판품을 이용할 수 있다. 아크릴계 고무 입자가 배합된 (메타)아크릴계 수지의 시판품의 예로는, 스미토모화학(주)에서 판매되고 있는 "HT55X"나 "테크노로이 S001" 등이 열거된다. 이러한 (메타)아크릴계 수지 조성물은 일반적으로 160℃ 이하의 Tg를 갖지만, 그 바람직한 Tg는 120℃ 이하, 또한 110℃ 이하이다.

고무 입자, 바람직한 아크릴계 고무 입자가 배합된 (메타)아크릴계 수지 조성물로 이루어진 스킨층(39,39)은 두께가 10 ~ 100μm로 되도록 하는 것이 바람직하다. 그 두께를 10μm 미만으로 하도록 하면 제막이 어려워지는 경향이 있다. 반면 두께가 100μm를 초과하면 이 (메타)아크릴계 수지층의 레타데이션이 무시할 수 없게 되는 경향이 있다.

상술한 바와 같이, 제2 위상차 필름(37)에서 스티렌계 수지로 이루어진 코어층(38)은 그 Tg가 120℃ 이상인 것이 바람직하며, 한편 고무 입자가 배합된 (메타)아크릴계 수지 조성물로 이루어진 스킨층(39)은 그 Tg가 120℃ 이하, 또한 110℃ 이하인 것이 바람직하다. 양자의 Tg가 중첩되지 않고 스티렌 수지로 이루어진 코어층(38)의 쪽이 고무 입자가 배합된 (메타)아크릴계 수지 조성물로 이루어진 스킨층(39)보다도 높은 Tg를 갖도록 하는 것이 바람직하다.

3층 구조를 갖는 제2 위상차 필름(37)의 제조는, 예를 들면 스티렌계 수지와 고무 입자가 배합된 (메타)아크릴계 수지 조성물을 공압출하여 3층 구조의 필름을 제막하고, 그 후 연신하면 된다. 그 밖에, 각각 단층 필름을 제조한 후에 히트 라미네이션에 의해 열융착시켜 그것을 연신하는 방법도 가능하다.

이 제2 위상차 필름(37)은 스티렌계 수지로 이루어진 코어층(38)의 양면에 고무 입자가 배합된 (메타)아크릴계 수지 조성물로 이루어진 스킨층(39,39)이 형성된 3층 구조로 된다. 이 3층 구조에서 양면에 배치되는 스킨층(39,39)은 일반적으로 거의 같은 두께로 된다. 이와 같이 3층 구조로 함으로써 고무 입자가 배합된 (메타)아크릴계 수지 조성물로 이루어진 스킨층(39,39)이 보호층으로 작동하여 기계 강도나 내약품성이 뛰어난 것으로 된다.

이상과 같이 구성된 제2 위상차 필름(37)은 연신에 의해 면내 레타데이션이 부여된다. 연신은 공지의 종일축 연신이나 텐터 횡일축 연신, 동시 이축 연신, 순차적 이축 연신 등에 의해 행할 수 있고, 소망하는 레타데이션값을 얻을 수 있도록 연신하면 된다.

제2 위상차 필름(37)은 층간 점착제(40)를 통해 제1 위상차 필름(36)에 적층된다. 제2 위상차 필름(37)을 제1 위상차 필름(36)에 적층하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로 우선 제1 위상차 필름(36)의 표면 또는 제2 위상차 필름(37)의 표면에 층간 점착제(40)가 형성된다. 이러한 층간 점착제(40)는 점착제 용액을 도포하여 건조하는 방법에 의해 형성할 수 있으며, 이형 처리가 행해진 지시 필름(세퍼레이터)의 이형 처리면에 점착제층이 형성되어 있는 것(세파레이터가 부여된 점착제)을 준비하고 그것을 점착제층측에서 제1 위상차 필름(26) 또는 제2 위상차 필름(37)의 접착면에 접합시키는 방법에 의해서도 형성할 수 있다. 또 다른 방법으로서, 상술한 세퍼레이터 상에 점착제층이 형성된 세파레이터 부여 점착제를 준비하고, 편광 필름(31)에 접합된 제1 위상차 필름(36)의 접착면 또는 제2 위상차 필름(37)의 접착면에 전사하는 방법 등을 채용할 수도 있다. 세퍼레이터는 다른 필름에 접합하기 직전에 점착제층에서 박리 제거된다.

또한 층간 점착제(40)를 제1 위상차 필름(36)의 표면 또는 제2 위상차 필름(37)의 표면에 형성하는 경우, 필요에 따라 제1 위상차 필름(36)의 점착제층 형성면 또는 제2 위상차 필름(37)의 점착제층 형성면에 밀착성을 향상시키기 위한 처리, 예를 들어 코로나 처리 등을 실시해도 좋고, 동일한 처리를 제1 위상차 필름(36)에 접합된 층간 점착제(40)의 표면, 또는 제2 위상차 필름(37)에 접합된 층간 점착제 (40)의 표면에 행해도 좋다.

제1 위상차 필름(36)과 제2 위상차 필름(37)의 접합, 또한 편광 필름(31)과 제1 위상차 필름(36)의 접합은, 종래에 공지되어 있는 기술에 의해 행할 수 있다. 예를 들어, 접합 롤 등을 이용하여 편광 필름(31)의 편광 투과축에 대해 제1 위상차 필름(36)과 제2 위상차 필름(37)이 적층된 상태의 위상차 필름의 지상축이 직교 또는 평행이 되도록 접합하는 방법이나, 편광 필름(31)의 편광 투과축에 대해 적층된 상태의 위상차 필름의 지상축이 소정의 각도가 되도록 접합하는 방법에 의해 행해진다.

[액정 셀에서 먼 측 및 액정 셀 측에 위치한 보호 필름에 공통된 설명]

액정 셀에서 먼 측에 위치한 투명 보호 필름(23,33) 및 액정 셀 측에 위치하는 투명 보호 필름(24,34)에는 편광 필름과의 접착에 앞서 비누화 처리, 코로나 처리, 플라즈마 처리 등의 이접착 처리를 행할 수 있다.

이 투명 보호 필름(23,24,33,34)의 두께는 강도나 취급성 등의 관점에서 통상 20 ~ 300μm 정도이며, 바람직하게는 20 ~ 100μm의 범위이다. 이 범위 내의 두께면, 편광 필름을 기계적으로 보호하고 고온 고습하에 노출되어도 편광 필름이 수축하지 않고 안정적인 광학 특성을 유지할 수 있다.

[편광 필름과 보호 필름의 접착]

전면측 편광판(20)에서 편광 필름(21)과 투명 보호 필름(23,24)의 접합, 또한 배면측 편광판(30)에서 편광 필름(31)과 투명 보호 필름(33,34)의 접합에는 통상 접착제가 사용된다. 편광 필름과 투명 보호 필름을 접합하는 접착제층은 그 두께를 0.01 ~ 30μm 정도로 할 수 있고, 바람직하게는 0.01 ~ 10μm, 더욱 바람직하게는 0.05 ~ 5μm이다. 접착제층의 두께가 이 범위에 있으면, 적층되는 투명 보호 필름과 편광 필름 사이에 들뜸이나 박리가 발생하지 않고 실용상 문제가 없는 접착력이 얻어진다.

접착제층의 형성에는 피착체의 종류나 목적에 따라 통상 적절한 접착제를 사용할 수 있고, 또한 필요에 따라 앵커 코팅제를 이용할 수도 있다. 접착제로서는, 예를 들어 용제형 접착제, 에멀젼형 접착제, 감압 접착제, 재습성 접착제, 중축합형 접착제, 무용제형 접착제, 필름형상 접착제, 핫멜트형 접착제 등이 열거된다.

바람직한 접착제 중 하나로서 수계 접착제, 즉 접착제 성분이 물에 용해 또는 분산되어 있는 것을 들 수 있다. 물에 용해 가능한 접착제 성분의 예를 들면, 폴리비닐알코올계 수지가 있다. 또한 물에 분산 가능한 접착제 성분의 예를 들면, 친수기를 갖는 우레탄계 수지가 있다. 수계 접착제는 이러한 접착제 성분을 필요에 따라 배합되는 추가 첨가제와 함께 물에 혼합하여 조제할 수 있다. 수계 접착제가 될 수 있는 시판 폴리비닐알코올계 수지의 예를 들면, (주)쿠라레에서 판매되고 있는 카르복실기 변성 폴리비닐 알코올인 "KL-318"(상품명) 등이 있다.

수계 접착제는 필요에 따라 가교제를 함유할 수 있다. 가교제의 예를 들면, 아민 화합물, 알데히드 화합물, 메틸올 화합물, 수용성 에폭시 수지, 이소시아네이트 화합물, 다가 금속염 등이 있다. 폴리비닐알코올계 수지를 접착제 성분으로 하는 경우 글리옥살을 비롯한 알데히드 화합물, 메틸올멜라민을 비롯한 메틸올 화합물, 수용성 에폭시 수지 등이 가교제로서 바람직하게 사용된다. 여기에서 수용성 에폭시 수지는, 예를 들어 디에틸렌트리아민이나 트리에틸렌테트라민과 같은 폴리알킬렌폴리아민과 아디프산과 같은 디카르본산과의 반응물인 폴리아미드폴리아민에 에피클로로히드린을 반응시켜 얻을 수 있는 폴리아미드 에폭시 수지인 것일 수 있다. 수용성 에폭시 수지의 시판품의 예를 들면, 스미카케무텍스(주)에서 판매되고 있는 "스미레즈레진 650 (30)"(상품명) 등이 있다.

수계 접착제 중에서도 적합한 것은 폴리비닐알코올계 수지 및 수용성 에폭시 수지를 함유하는 것이다.

편광 필름 및/또는 투명 보호 필름의 접착면에 수계 접착제를 도포하고, 양자를 접합시킨 후 건조 처리를 실시하여 편광판을 얻을 수 있다. 접착에 앞서 투명 보호 필름에는 비누화 처리, 코로나 방전 처리, 또는 플라즈마 처리와 같은 이접착 처리를 행해 젖음성을 증가시키는 것도 효과적이다. 건조 온도는 예를 들면 60 ~ 100℃ 정도로 할 수 있다. 건조 처리 후 실온보다 약간 높은 온도, 예를 들면 30 ~ 50℃ 정도의 온도에서 1 ~ 10 일 정도 양생하는 것은 접착력을 한층 높이는데 바람직하다.

다른 바람직한 접착제로서 활성 에너지선 조사 또는 가열에 의해 경화하는 에폭시 화합물을 함유하는 경화성 접착제 조성물이 열거된다. 여기서 경화성 에폭시 화합물은 분자 내에 적어도 2개의 에폭시기를 갖는 것이다. 이 경우, 편광 필름과 투명 보호 필름의 접착은 해당 접착제 조성물의 도포층에 대하여 활성 에너지선을 조사하거나 또는 가열하여 접착제에 함유된 경화성 에폭시 화합물을 경화시키는 방법으로 할 수 있다. 에폭시 화합물의 경화는 일반적으로 에폭시 화합물의 양이온 중합에 의해 행해진다. 또한 생산성의 관점에서 이 경화는 활성 에너지선 조사에 의해 행하는 것이 바람직하다.

내후성, 굴절률, 양이온 중합성 등의 관점에서 경화성 접착제 조성물에 함유되는 에폭시 화합물은 분자 내에 방향환을 포함하지 않는 것이 바람직하다. 분자 내에 방향환을 포함하지 않는 에폭시 화합물로서 수소화 에폭시 화합물, 지환식 에폭시 화합물, 지방족 에폭시 화합물 등이 예시될 수 있다. 이러한 경화성 접착제 조성물에 적합하게 사용되는 에폭시 화합물은, 예를 들면 특개 2004-245925 호 공보에 자세히 설명되어 있지만, 여기에서도 간략히 설명하기로 한다.

수소화 에폭시 화합물은 방향족 에폭시 화합물의 원료인 방향족 폴리히드록시 화합물에 촉매 존재하 및 가압하에서 선택적으로 핵 수소화 반응을 행함으로써 얻을 수 있는 핵 수소 첨가 폴리히드록시 화합물을 글리시딜 에테르화한 것일 수 있다. 방향족 에폭시 화합물의 원료인 방향족 폴리히드록시 화합물로는, 예를 들어 비스페놀 A, 비스페놀 F 및 비스페놀 S와 같은 비스페놀류; 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지 및 하이드록시 벤즈 알데히드 페놀 노볼락 수지와 같은 노볼락형 수지; 테트라히드록시디페닐메탄, 테트라하이드록시벤조페논 및 폴리비닐페놀과 같은 다관능형 화합물 등이 있다. 이러한 방향족 폴리히드록시 화합물에 핵 수소화 반응을 행하고, 얻어진 핵 수소 첨가 폴리히드록시 화합물에 에피클로로히드린을 반응시킴으로써 글리시딜에테르화할 수 있다. 적합한 수소화 에폭시 화합물로서 수소화된 비스페놀 A의 글리시딜에테르가 열거된다.

지환식 에폭시 화합물은 지환식환에 결합한 에폭시기를 분자 내에 적어도 1개 갖는 화합물이다. "지환식환에 결합한 에폭시기"는 다음식으로 표시되는 구조에서 다리 걸친 산소 원자 -O-를 의미하고, 이 식에서, m은 2 ~ 5의 정수이다.

[화학식 1]

이 식에서 (CH ₂ ) _m 중의 수소 원자를 1개 또는 복수개 제거된 형태의 기가 다른 화학 구조에 결합한 화합물이 지환식 에폭시 화합물로 될 수도 있다. 또한 지환식환을 형성하는 (CH ₂ ) _m 중의 1개 또는 복수개의 수소 원자는 메틸기나 에틸기와 같은 선형 알킬기로 적절히 치환되어 있어도 좋다. 지환식 에폭시 화합물 중에서도 옥사비시클로헥산환(상기 식에서 m = 3의 것)이나 옥사비시클로헵탄환(상기 식에서 m = 4의 것)을 갖는 에폭시 화합물은 우수한 접착성을 나타내는 것으로 바람직하게 사용된다. 이하에 지환식 에폭시 화합물의 구체적인 예를 제시한다. 여기에서는 먼저 화합물 이름을 열거하고 그 후 각각에 해당하는 화학식을 나타내는 것으로, 화합물 이름과 그것에 대응하는 화학식에는 같은 부호를 붙인다.

A : 3,4-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트,

B : 3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸 3,4-에폭시-6-메틸시클로헥산카르복실레이트,

C : 에틸렌비스(3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트),

D : 비스 (3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트,

E : 비스 (3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸)아디페이트,

F : 디에틸렌글리콜비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸에테르),

G : 에틸렌글리콜비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸에테르),

H : 2,3,14,15-디에폭시-7,11,18,21-테트라옥사트리스피로[5.2.2.5.2.2]헹이코산,

I : 3-(3,4-에폭시시클로헥실)-8,9-에폭시-1,5-디옥사스피로[5.5]운데칸,

J : 4-비닐시클로헥센디옥사이드,

K : 리모넨디옥사이드,

L : 비스(2,3-에폭시시클로펜틸)에테르,

M : 디시클로펜타디엔디옥사이드 등.

[화학식 2]

지방족 에폭시 화합물은 지방족 다가 알코올 또는 그것의 알킬렌 옥사이드 부가물의 폴리글리시딜에테르일 수 있다. 보다 구체적으로는, 프로필렌 글리콜의 디글리시딜에테르; 1,4-부탄디올의 디글리시딜에테르; 1,6-헥산디올의 디글리시딜에테르; 글리세린의 트리글리시딜에테르; 트리메틸올 프로판의 트리글리시딜에테르; 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 및 글리세린과 같은 지방족 다가 알코올에 알킬렌옥사이드 (에틸렌 옥사이드나 프로필렌 옥사이드)를 추가함으로써 얻어진 폴리에테르폴리올의 폴리글리시딜에테르(예를 들면 폴리에틸렌 글리콜의 디글리시딜에테르) 등이 열거된다.

경화성 접착제 조성물에서 에폭시 화합물은 1종만을 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다. 그 중에서도 이 에폭시 화합물은 지환식환에 결합한 에폭시기를 분자 내에 적어도 1개 갖는 지환식 에폭시 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.

경화성 접착제 조성물에 사용되는 에폭시 화합물은 통상 30 ~ 3,000 g/당량의 범위 내의 에폭시 당량을 갖고, 그 에폭시 당량은 바람직하게는 50 ~ 1,500 g/당량의 범위이다. 에폭시 당량이 30 g/당량을 하회하는 에폭시 화합물을 사용한 경우에는 경화 후의 편광판의 가효성이 저하되거나 접착 강도가 저하될 가능성이 있다. 한편, 3,000 g/당량을 초과하는 에폭시 당량을 갖는 화합물에는 접착제 조성물에 함유된 다른 성분과의 상용성이 저하될 가능성이 있다.

반응의 관점에서 에폭시 화합물의 경화 반응으로서 양이온 중합이 바람직하게 사용된다. 그러기 위해서는, 에폭시 화합물을 포함하는 경화성 접착제 조성물에는 양이온 중합 개시제를 배합하는 것이 바람직하다. 양이온 중합 개시제는 가시광선, 자외선, X선, 및 전자선 같은 활성 에너지선 조사 또는 가열에 의해 양이온종 또는 루이스산을 발생하고 에폭시기의 중합 반응을 시작한다. 작업성의 관점에서 양이온 중합 개시제에는 잠재성이 부여되는 것이 바람직하다. 이하, 활성 에너지선의 조사에 의해 양이온종 또는 루이스산을 발생하고 에폭시기의 중합 반응을 시작하는 양이온 중합 개시제를 "광양이온 중합 개시제"라고 하고, 열에 의해 양이온종 또는 루이스산을 발생시키고, 에폭시기의 중합 반응을 시작하는 양이온 중합 개시제를 "열양이온 중합 개시제"라고 한다.

광양이온 중합 개시제를 이용하고 활성 에너지선 조사에 의해 접착제 조성물의 경화를 행하는 방법은, 상온에서 경화가 가능하며 편광 필름의 내열성 또는 팽창에 의한 변형을 고려할 필요가 감소하고, 투명 보호 필름과 편광 필름을 양호하게 접착할 수 있는 점에서 유리하다. 또한 광양이온 중합 개시제는 광으로 촉매적으로 작용하기 때문에 에폭시 화합물에 혼합해도 저장 안정성이나 작업성이 뛰어나다.

광양이온 중합 개시제로서, 예를 들어 방향족 디아조늄염; 방향족 요오드늄염이나 방향족 술포늄염과 같은 오늄염, 철-알렌 단체 등을 열거할 수 있다. 광양이온 중합 개시제의 배합량은 에폭시 화합물 100 중량부에 대해 통상 0.5 ~ 20 중량부이고, 바람직하게는 1 중량부 이상, 또한 바람직하게는 15 중량부 이하이다. 광양이온 중합 개시제의 배합량이 에폭시 화합물 100 중량부에 대해 0.5 중량부를 하회하면, 경화가 불충분하게 되고, 경화물의 기계적 강도나 접착 강도가 저하하는 경향이 있다. 한편, 광양이온 중합 개시제의 배합량이 에폭시 화합물 100 중량부에 대하여 20 중량부를 초과하면 경화물의 이온성 물질이 증가하는 것으로 경화물 중의 흡습성이 높아지고, 내구성능이 저하될 가능성이 있다.

광양이온 중합 개시제를 사용하는 경우, 경화성 접착제 조성물은 필요에 따라 더욱 광증감제를 함유할 수 있다. 광증감제를 이용하여 양이온 중합의 반응성을 향상시키고 경화물의 기계적 강도나 접착 강도를 향상시킬 수 있다. 광증감제로서는, 예를 들어 카르보닐 화합물, 유기 유황 화합물, 과황화물, 레독스계 화합물, 아조 화합물, 디아조 화합물, 할로겐 화합물, 광환원성 색소 등이 열거된다. 광증감제를 배합하는 경우 그 양은 경화성 접착제 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 20 중량부의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.

한편, 열양이온 중합 개시제로서는, 벤질술포늄염, 티오페늄염, 티오라늄염, 벤질암모늄, 피리듐염, 히드라디늄염, 카르본산에스테르, 술폰산에스테르, 아민이미드 등을 열거할 수 있다.

에폭시 화합물을 함유하는 경화성 접착제 조성물은 상술한 바와 같이 광양이온 중합에 의해 경화되는 것이 바람직하지만, 상기의 열양이온 중합 개시제를 존재시켜 열양이온 중합에 의해 경화시킬 수도 있고, 광양이온 중합과 열양이온 중합을 병용하는 것도 가능하다. 광양이온 중합과 열양이온 중합을 병용하는 경우 경화성 접착제 조성물에는 광양이온 중합 개시제와 열양이온 중합 개시제 양방을 함유시키는 것이 바람직하다.

또한, 경화성 접착제 조성물은 옥세탄 화합물이나 폴리올 화합물 등, 양이온 중합을 촉진시키는 화합물을 더 함유해도 좋다. 옥세탄 화합물은 분자 내에 4원환 에테르를 갖는 화합물이다. 옥세탄 화합물을 함유하는 경우 그 양은 경화성 접착제 조성물 중에 통상 5 ~ 95 중량%, 바람직하게는 5 ~ 50 중량%이다. 또한 폴리올 화합물은 에틸렌 글리콜이나 헥사 메틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 등을 포함하는 알킬렌 글리콜 또는 그 올리고머, 폴리에스테르 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올 등일 수 있다. 폴리올 화합물을 배합하는 경우 그 양은 경화성 접착제 조성물 중에 통상 50 중량% 이하, 바람직하게는 30 중량% 이하이다.

또한 경화성 접착제 조성물은 그 접착성을 해치지 않는 한 다른 첨가제, 예를 들면 이온 트랩제, 산화 방지제, 연쇄 이동제, 증감제, 점착부여제, 열가소성 수지, 충전제, 유동조정제, 가소제, 소포제 등을 함유 수 있다. 이온 트랩제로서 예를 들어 분말상의 비스머스계, 안티몬계, 마그네슘계, 알루미늄계, 칼슘계, 티탄계, 이들의 혼합계 등을 포함하는 무기 화합물이 열거되고, 산화 방지제로서는, 예를 들어 힌더드 페놀계 산화 방지제 등이 열거된다.

에폭시 화합물을 함유하는 경화성 접착제 조성물을 편광 필름 또는 투명 보호 필름의 접착면 또는 이들 모두의 접착면에 도공한 후 접착제 도공된 면에서 접합하고, 활성 에너지선을 조사하거나 또는 가열함으로써 미경화 접착제층을 경화시켜 편광 필름과 투명 보호 필름를 접착시킬 수 있다. 접착제의 도공 방법으로, 예를 들면 닥터 블레이드, 와이어 바, 다이코터, 칸마 코터, 그라비아 코터 등 각종 도공 방식을 사용할 수 있다.

이 경화성 접착제 조성물은 기본적으로 용제를 실질적으로 포함하지 않는 무용제형 접착제로 사용할 수 있지만, 각 도공 방식에는 각각 최적 점도 범위가 있기 때문에 점도 조정을 위해 용제를 함유해도 좋다. 용제는 편광 필름의 광학 성능을 저하시키지 않고 에폭시 화합물을 비롯한 각 성분을 잘 용해하는 유기 용제인 것이 바람직하고, 예를 들면, 톨루엔으로로 대표되는 탄화수소류, 초산에틸로 대표되는 에스테르류 등을 이용할 수 있다.

활성 에너지선의 조사에 의해 접착제 조성물의 경화를 행하는 경우 활성 에너지선으로서는 상술한 각종의 것을 사용할 수 있지만, 취급이 용이하고 조사 광량 등의 제어도 가능한 점에서 자외선이 바람직하게 사용된다. 활성 에너지선, 예를 들면 자외선의 조사 강도나 조사량은 편광 필름의 편광도를 비롯한 각종 광학 성능 및 투명 보호 필름의 투명성이나 위상차 특성을 비롯한 각종 광학 성능에 영향을 미치지 않는 범위에서 적당한 생산성이 유지되도록 적절히 결정된다.

열에 의해 접착제 조성물의 경화를 행하는 경우, 일반적으로 알려진 방식으로 가열할 수 있다. 통상 경화성 접착제 조성물에 함유된 열양이온 중합 개시제가 양이온종이나 루이스산을 발생하는 온도 이상으로 가열이 진행되며, 구체적인 가열 온도는 예를 들어 50 ~ 200℃ 정도이다.

전면측 편광판(20)에서 편광 필름(21)과 투명 보호 필름(23,24)의 접합, 또한 배면측 편광판(30)에서 편광 필름(31)과 투명 보호 필름(33,34)의 접합 각각에 대해 지금까지 설명한 수계 접착제나 활성 에너지선 조사에 의해 경화하는 에폭시 화합물을 함유하는 경화성 접착제 조성물을 이용할 수있다. 전면측 편광판(20)에 사용한 접착제와 배면측 편광판(30)에 사용한 접착제는 동일해도 달라도 좋다. 예를 들어 한 편광판에서는 수계 접착제를 사용하여 편광 필름과 그 양면의 투명 보호 필름을 접합하고, 다른 편광판에는 활성 에너지선 조사에 의해 경화하는 에폭시 화합물을 함유하는 경화성 접착제 조성물을 이용하여 편광 필름과 그 양면의 투명 보호 필름을 접합하는 것 같은 형태도 가능하다. 한 편광판에서 편광 필름과 그 양면의 투명 보호 필름을 접합하는 접착제도 동일해도 달라도 좋지만, 하나의 편광판에서는 동일한 접착제를 사용하는 편이 제조 공정을 간소화하는 것에서 바람직하다.

[점착제층]

본 발명에서 도 1과 도 2를 참조하여, 전면측 편광판(20)에서는 액정 셀(10)에 접합되는 투명 보호 필름(24)의 편광 필름(21)과 반대측에, 또한 배면측 편광판(30)에서는 액정 셀(10)에 접합되는 투명 보호 필름(34)의 편광 필름(31)과 반대측에, 각각 점착제층(51,52)이 형성된다. 이 점착제층(51,52)은 광학적 투명성이 뛰어나고 적당한 젖음성, 응집성, 접착성 등을 포함하는 점착 특성을 나타내는 것이면 좋고, 특히 내구성 등이 뛰어난 것이 바람직하게 사용된다. 점착제층(51,52)을 형성하는데 적합한 점착제로서는, 예를 들면 아크릴계 수지로 이루어진 감압성 접착제(아크릴계 점착제라고도 함)을 들 수 있다. 도 2에 표시된 형태를 사용하는 경우 층간 점착제(40)에도 마찬가지로 아크릴계 점착제가 적합하게 사용된다.

아크릴계 점착제에는 (메타)아크릴산 부틸, (메타)아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 이소옥틸, (메타)아크릴산 2-에틸헥실과 같은 (메타)아크릴산 에스테르를 주요 구성 단위로 하는 수지나, 이들의 (메타)아크릴산 에스테르를 2종 이상 이용한 공중합 수지가 바람직하게 사용된다. 또한 이 수지에는 극성 모노머가 공중합된다. 극성 모노머로서는, 예를 들면 (메타)아크릴산, (메타)아크릴산 2-히드록시 프로필, (메타)아크릴산 2-히드록시 에틸, (메타)아크릴 아미드, 2-N,N-디메틸 아미노 에틸 (메타)아크릴레이트, 글리시딜 (메타)아크릴레이트와 같은 카르복실기, 수산기, 아미드기, 아미노기, 에폭시기 등의 극성 관능기를 갖는 중합성 화합물이 사용된다. 또한 점착제에는 통상 아크릴계 수지와 함께 가교제가 배합되어 있다.

점착제에는 이 밖에 각종 첨가제가 배합되어 있어도 좋다. 적합한 첨가제로서는 실란 커플링제나 대전 방지제가 있다. 실란 커플링제는 유리와의 접착력을 높이는데 유효하다. 대전 방지제는 정전기의 발생을 감소 또는 방지하는데 유효하다. 즉, 점착제층을 통해 편광판을 액정 셀에 부착시킬 때 그것까지 점착제층을 덮어 가착보호하고 있는 표면 보호 필름(세퍼레이터라고도 함)을 박리하여 액정 셀에 접합시키지만, 그 표면 보호 필름을 떼어낼 때 발생하는 정전기로 인해 셀의 액정 배향 불량을 일으켜 이것이 IPS 모드 액정 표시 장치의 표시 불량을 발생시킬 수 있다. 이러한 정전기의 발생을 줄이거나 방지하는데 대전 방지제의 배합이 효과적이다.

[편광판의 수분 증발 속도]

본 발명에서는 도 1과 도 2를 참조하여 점착제층(51)을 구비한 전면측 편광판(20)의 수분 증발 속도 V _f 와 점착제층(52)을 구비한 배면측 편광판(30)의 수분 증발 속도 V _r 의 비 V _f /V _r 을 0 초과 1 미만의 범위로 한다. 바람직하게는 V _f /V _r 을 0.01 이상 1 미만의 범위로 할 수 있다. 양자의 수분 증발 속도의 관계를 이 범위로 함으로써 백라이트 유닛(70)을 점등했을 때 그곳에서 공급되는 광에 기인하여 액정 패널(60)이 급격하게 온도 상승하고, 편광판(20,30)에서 수분이 증발하여 수축시 발란스가 양호하고, 액정 패널(60)의 변형이 억제된다.

편광판의 수분 증발 속도의 조정은 편광판(20,30)의 액정 셀(10)로부터 먼 측에 위치한 보호 필름(23,33)을 선택함으로써 행할 수 있다. 전면측 편광판(20)에는 투습도가 작은 폴리프로필렌계 수지 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 수지 필름 또는 아크릴계 수지 필름을, 그리고 배면측 편광판(30)에는 투습도가 큰 셀룰로오스 수지 필름을 이용하여 상기의 수분 증발 속도의 관계를 만족하는 액정 표시 장치가 얻어진다.

[백라이트 유닛]

백라이트 유닛(70)은 적어도 액정 셀(10)로 표시용의 광을 공급하기 위한 광원 부재를 포함하여 구성된다. 이 광원 부재는 도광판과 그 일측면 또는 대향하는 이측면에 배치시킨 광원으로 구성되는 사이드라이트형이라고 하는 형식이나, 복수의 광원과 그 상부(액정 셀(10)에 향하는 측)에 배치된 광확산판으로 구성되는 직하형이라고 하는 형식일 수 있다. 어떤 형식이어도 통상은 광원 부재의 배면(액정 셀(10)로부터 먼 측)에 광반사층이 시트 또는 도포층의 형태로 형성된다. 또한 광원 부재의 광출사측(액정 셀(10)에 향하는 측)에는 또한 집광시트나 확산 필름 등의 광학 부재가 1층 또는 복수층 배치된 경우도 있다. 백라이트 유닛(70) 자체는 여기에서 설명하는 각 부재를 갖고, 그 분야에서 채용되고 있는 임의의 구성으로 할 수 있다.

[실시예]

이하, 실시예를 나타내어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들의 예에 의해 한정되는 것은 아니다. 예 중, 함유량 내지 사용량을 나타내는 부 및 %는 특별히 기재하지 않 한 중량기준이다. 또한 이하의 예에서 각 물성의 측정은 다음 방법으로 행했다.

(1) 두께 측정:

(주)니콘제의 디지털마이크로미터 "MH-15M"을 이용하여 두께를 측정했다.

(2) 면내 레타데이션 및 두께 방향 레터데이션의 측정:

왕자계측기기(주)제의 평행 니콜 회전법을 원리로 하는 위상차계 "KOBRA-21ADH"을 사용하고 23℃의 온도에서 파장 590nm에서의 면내 레타데이션 및 두께 방향 레타데이션을 측정했다.

(3) 수분 증발 속도의 측정:

95mm×95mm로 커트한 점착제 부여된 편광판을 100mm×100mm 소다 유리판에 그 점착제측에서 접합했다. 그 다음 그 유리판에 접합된 편광판을 온도 40℃, 상대 습도 95%의 환경하에 96시간 방치하여 흡습시킨 후 실온 환경으로 꺼내고 꺼낸 직후의 중량 W ₁ (단위: g)을 측정했다. 또한 이렇게 유리판에 접합시키고 습열 환경하에 두고 흡습시킨 후의 편광판을 온도 50℃, 상대 습도 0%의 환경에 1시간 방치한 후 실온 환경으로 꺼내고 꺼낸 직후의 중량 W ₂ (단위: g)를 측정했다. 이러한 값으로부터 수분 증발 속도 C (g/m ² ·hr)를 하기 식에 의해 구했다.

C = (W ₁ -W ₂ )/(0.095) ²

(4) 액정 패널의 휨량 측정

액정 패널(60)과 백라이트 유닛(70)을 조합시켜 구성된 액정 표시 장치를 온도 40℃, 상대 습도 95% 환경에 96시간 방치한 후 실온환경으로 꺼내고, 백라이트를 점등하여 1시간 방치했다. 그 후 도 3에 나타낸 바와 같이, 액정 패널(60)을 구성하는 케이스의 한 모서리에서 대각선 방향의 모서리까지를 연결하는 실(65)을 연결하고, 다른 하나의 대각선 방향으로도 별도의 실(66)을 연결했다. 그리고 그 실(65,66)을 기준선으로서 액정 패널(60)의 중앙부에서 기준선까지 액정 패널(60)의 표면까지의 수직 방향 거리 L을 정규하여 측정하고 휨량으로 하였다.

(5) 액정 패널의 면내 휘도차의 측정:

액정 패널(60)과 백라이트 유닛(70)을 조합하여 구성한 액정 표시 장치를 온도 40℃, 상대 습도 95%의 환경에 96시간 방치한 후 실온환경으로 꺼내고, 백라이트를 점등하여 1시간 방치했다. 그 후 액정 패널(60)의 면내를 격자 모양으로 단변 방향으로 17점, 장변 방향으로 31점 측정할 수 있도록 분할하여 총 527점에 대해 (주)아이시스템제의 휘도-색얼룩 분석 장치 "EyeScale-3W"를 이용하여 휘도 측정을 행하여 최대값과 최소값의 차를 면내 휘도차로 했다.

[참고예 1] (수계 접착제의 조제)

물 100부에 대하여, (주)쿠라레(curare)로부터 입수한 카르복실기 변성 폴리비닐알콜인 "KL-318" (상품명) 3부를 용해하고, 그 수용액에, 스미토모켐텍스(주)에서 입수한 수용성 폴리아미드 에폭시 수지인 "스미레즈레진650(30)" (상품명, 고형분농도 30%의 수용액)을 1.5부 첨가하고, 수계 접착제를 조제했다.

[참고예 2] (경화성 에폭시 수지 조성물로 되는 접착제의 조제)

비스(3, 4-에폭시사이크로헥실메칠)아지페토 100부, 물첨가 비스페놀A의 디글리실에테르 25부, 및 광 양이온 중합 개시제로서 4, 4′-비스(디페일설폰)디페닐설폰비스(헥사플루오로포스페이트) 2.2부를 혼합한 후 탈포하고, 경화성 에폭시 수지 조성물로 되는 접착제를 조제했다. 한편, 광 양이온 중합 개시제는, 50% 플루로피렌카보네토용액으로서 배합했다. 여기에 나타낸 배합량 2.2부는, 플루로피렌카보네토를 제외하는 고형분 (광 양이온 중합 개시제 자체)의 양이다.

[참고예 3] (점착제 부착 편광판 1의 제작)

폴리비닐알콜에 요소가 흡착되어 배향되어 있는 두께 28μm 의 편광 필름의 한 쪽 면에, 참고예 2에서 조제한 경화성 에폭시 수지 조성물로 이루어지는 접착제를 바르고, 조사량 16.8kJ/m ² 로 코로나 처리가 되어진 두께 38μm 의 1축 연신 폴리에틸렌 테레푸탈레이트 필름을 접합, 다른 쪽 면에는, 같은 경화성 에폭시 수지 조성물로 되는 접착제를 바르고, 조사량 16.8kJ/m ² 로 코로나 처리가 되어진 두께 40μm 의 트리아세틸셀룰로오스필름인 "코니카미놀타옵터(주)"의 상품명 "KC4UEW", 면내 레타데이션 0.7nm, 두께 방향 레타데이션 -0.1nm인 필름을 접합했다. 그 다음에, 트리아세틸셀룰로오스 필름측에, 자외선조사 장치(램프는 "Fusion D램프")을 이용하고, 적산 광량 1,000mJ/cm ² 로 자외선 조사를 하고, 실온에서 1시간 방치해서 편광판을 제작했다. 그리고, 상기 트리아세틸셀룰로오스필름의 표면에 조사량 16.8kJ/m ² 로 코로나 처리를 실시한 후, 그 코로나 처리면에 아크릴계 점착제 시트를 접합해, 점착제 부착 편광판 1을 제작했다. 이 점착제 부착 편광판 1은, 필름의 들뜸이나 기포 등이 없이 양호한 외관을 보이고 있었다. 이 점착제 부착 편광판 1의 수분증발 속도 C는 1.69g/m ² ·hr이었다.

[참고예 4] (점착제 부착 편광판 2의 제작)

참고예 3에서 이용한 것과 같은 편광 필름의 한 쪽 면에, 참고예 1에서 조제한 수계 접착제를 바르고, 검화처리가 시행된 두께 80μm의 트리아세틸셀룰로오스필름인 "코니카미놀타옵터(주)"의 상품명 "KC8UX"을 접합해, 다른 쪽 면에는, 같은 수계 접착제를 바르고, 검화 처리가 시행된 두께 40μm의 트리아세틸셀룰로오스 필름인 "코니카미놀타옵터(주)"의 상품명 "KC4UEW", 면내 레타데이션 0.7nm, 두께 방향 레타데이션 -0.1nm을 접합 한후, 80도로 5분간 건조해서 편광판을 제작했다. 그 다음에, 40μm 트리아세틸셀룰로오스 필름측의 표면에 조사량 16.8kJ/m ² 로 코로나 처리를 실시한 후, 그 코로나 처리면으로 참고예 3에서 채용한 것과 같은 점착제 시트를 접합해, 점착제 부착 편광판 2을 제작했다. 이 점착제 부착 편광판 1은, 필름의 들뜸이나 기포 등이 없이 양호한 외관을 보이고 있었다. 이 점착제 부착 편광판 2의 수분증발 속도 C는 9.72g/m ² ·hr이었다.

［실시예１］

(점착제 부착 편광판의 재단）

참고예 3에서 제작한 점착제 부착 편광판 1을 흡수축이 장변과 평행해지게, 32형 사이즈[대각 32인치 (약81cm)로, 폭 약71cm×세로 약40cm]로 재단하여, 액정 셀(10)의 전면측 (시인측) 편광판(20)으로 했다. 또, 참고예 4에서 제작한 점착제 부착 편광판 2를 흡수축이 단변과 평행해지게, 위와 같은 32형 사이즈에 재단하고, 액정 셀(10)의 배면측 (백라이트측) 편광판(30)으로 했다. 이 편광판은, 취급 때에 양호한 핸들링성을 나타냈다.

(액정표시장치의 제작)

파나소닉(주)제로 IPS모드의 와이드 32형[대각 32인치 (약81cm)로 폭 약71cm×세로 약40cm] 액정TV "VIERA" (형식번호: VIERA TH-L32X1)을 분해해서 액정 셀 상하의 편광판을 벗기고, 위에서 재단한 점착제층 부착 편광판 1을 전면측 (시인측) 편광판(20)으로서, 액정 셀(10) 내의 액정분자의 전압무인가(흑표시) 시의 배향방향과 평행해지게 배치했다. 또, 위에서 재단한 점착제층 부착 편광판 2는, 액정 셀(10)의 배면측 (백라이트측) 편광판(30)으로서, 그 흡수축이 전면측 편광판(20)의 흡수축과 직교하게 접합해, 액정 패널(60)을 제작했다. 이 때, 전면측 편광판(20)의 수분증발 속도(V _f )와 배면측 편광판(30)의 수분증발 속도(V _r )와의 비, V _f /V _r 은 1.69/9.72=0.17이다. 이 액정 패널(60)을 원래의 백라이트 유닛(70)과 조합해 액정표시장치를 조립했다. 이 액정표시장치를, 온도 40도, 상대 습도 95%의 환경아래로 96시간 방치한 후, 실온환경에 꺼내고, 백라이트(70)을 점등해서 1시간 후에 액정 패널(60)의 면내 휘도 차이를 측정한 바, 면내 휘도 차이는 2.20cd/cm ² 이며, 육안에서의 표시얼룩이 보이지 않았다.

[비교 예1]

전면측 편광판(20) 및 배면측 편광판(30)으로서, 모두 참고예 4에서 제작한 점착제 부착 편광판 2을 채용한 것 이외는, 실시예 1과 같은 방법으로 액정 패널(60)을 제작했다. 이 때, 전면측 편광판(20)의 수분증발 속도(V _f )와 배면측 편광판(30)의 수분증발 속도(V _r )와의 비, Vf/Vr은 1이다. 이 액정 패널(60)을 원래의 백라이트 유닛(70)으로 조합시키고, 액정표시장치를 조립했다. 이 액정표시장치를, 온도 40도, 상대 습도 95%의 환경아래로 96시간 방치한 후, 실온환경에 꺼내고, 백라이트(70)를 점등해서 1시간 후에 액정 패널(60)의 면내 휘도 차이를 측정한 결과, 면내 휘도 차이는 6.55cd/cm ² 이며, 육안에서 표시얼룩이 확인됐다.

[비교 예2]

전면측 편광판(20)을, 참고예 4에서 제작한 점착제 부착 편광판 2로 구성하고, 배면측 편광판(30)을, 참고예 3에서 제작한 점착제층 부착 편광판 1로 구성한 것 이외는, 실시예 1과 같은 방법으로 액정 패널(60)을 제작했다. 이 때, 전면측 편광판(20)의 수분증발 속도(V _f )과 배면측 편광판(30)의 수분증발 속도(V _r )와의 비, V _f /V _r 은 5.75이다. 이 액정 패널(60)을 원래의 백라이트 유닛(70)으로 조합시키고, 액정표시장치를 조립했다. 이 액정표시장치를, 온도 40도, 상대 습도 95%의 환경아래로 96시간 방치한 후, 실온환경에 꺼내고, 백라이트를 점등해서 1시간 후에 액정 패널(60)의 면내 휘도 차이를 측정한 바, 면내 휘도 차이는 5.90cd/cm ² 이며, 육안에서 표시 얼룩이 보여졌다.

이상의 실시예 및 비교예에 있어서의 점착제 부착 편광판의 수분증발 속도와 그 비교 및 평가 결과를 표1에 정리했다.

10: 액정 셀
11,12: 셀 기판
15: 액정층
20: 전면측 편광판
21: 편광 필름
23,24: 투명 보호 필름
30: 배면측 편광판
31: 편광 필름
33,34: 투명 보호 필름
36: 제1 위상차 필름
37: 제2 위상차 필름
38: 코어층
39: 스킨층
40: 층간 점착제
51,52: 점착제층
60: 액정 패널
70: 백라이트 유닛
65,66: 액정 패널의 휨량을 측정하기 위하여 대각선상으로 뻗은 선
L: 액정 패널의 휨량