KR20240156599A - 렌즈부, 적층체, 표시체, 표시체의 제조 방법 및 표시 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, VR 고글의 경량화, 고화질화를 실현할 수 있는 렌즈부를 제공한다. 본 발명의 실시형태에 따른 렌즈부는, 유저에 대하여 화상을 표시하는 표시 시스템에 이용되는 렌즈부로서, 화상을 나타내는 표시 소자의 표시면으로부터 앞쪽을 향하여 출사되어 편광 부재 및 제1 λ/4 부재를 통과한 광을, 반사하며, 반사형 편광 부재 및 상기 반사형 편광 부재의 앞쪽에 배치되는 흡수형 편광 부재를 포함하는 반사부와, 상기 표시 소자와 상기 반사부 사이의 광로상에 배치되는 제1 렌즈부와, 상기 표시 소자와 상기 제1 렌즈부 사이에 배치되고, 상기 표시 소자로부터 출사된 광을 투과시켜, 상기 반사부에서 반사된 광을 상기 반사부를 향하여 반사시키는 하프 미러와, 상기 하프 미러와 상기 반사부 사이의 광로상에 배치되는 제2 λ/4 부재를 구비하며, 상기 흡수형 편광 부재를 구성하는 흡수형 편광막의 두께는 8㎛ 이하이다.
Description
본 발명은, 렌즈부, 적층체, 표시체, 표시체의 제조 방법 및 표시 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치 및 일렉트로 루미네센스(EL) 표시 장치(예컨대 유기 EL 표시 장치)로 대표되는 화상 표시 장치가 급속히 보급되고 있다. 화상 표시 장치에서는, 화상 표시를 실현하고, 화상 표시의 성능을 높이기 위하여, 일반적으로 편광 부재, 위상차 부재 등의 광학 부재가 이용되고 있다(예컨대 특허문헌 1을 참조).
근래, 화상 표시 장치의 새로운 용도가 개발되고 있다. 예컨대, 가상 현실(Virtual Reality(VR))을 실현하기 위한 디스플레이 부착 고글(VR 고글)이 제품화되기 시작하였다. VR 고글은 다양한 장면에서의 이용이 검토되고 있는 점에서, 그의 경량화, 고화질화 등이 요망되고 있다. 경량화는 예컨대 VR 고글에 이용되는 렌즈를 박형화함으로써 달성될 수 있다. 한편, 박형 렌즈를 이용한 표시 시스템에 적합한 광학 부재의 개발도 요망되고 있다.
상기한 바를 감안하여, 본 발명은 VR 고글의 경량화, 고화질화를 실현할 수 있는 렌즈부의 제공을 주된 목적으로 한다.
1. 본 발명의 실시형태에 따른 렌즈부는, 유저에 대하여 화상을 표시하는 표시 시스템에 이용되는 렌즈부로서, 화상을 나타내는 표시 소자의 표시면으로부터 앞쪽을 향하여 출사되어 편광 부재 및 제1 λ/4 부재를 통과한 광을, 반사하며, 반사형 편광 부재 및 상기 반사형 편광 부재의 앞쪽에 배치되는 흡수형 편광 부재를 포함하는 반사부와, 상기 표시 소자와 상기 반사부 사이의 광로상에 배치되는 제1 렌즈부와, 상기 표시 소자와 상기 제1 렌즈부 사이에 배치되고, 상기 표시 소자로부터 출사된 광을 투과시켜, 상기 반사부에서 반사된 광을 상기 반사부를 향하여 반사시키는 하프 미러와, 상기 하프 미러와 상기 반사부 사이의 광로상에 배치되는 제2 λ/4 부재를 구비하며, 상기 흡수형 편광 부재를 구성하는 흡수형 편광막의 두께는 8㎛ 이하이다.
2. 상기 1에 기재된 렌즈부에서, 상기 반사형 편광 부재의 반사축과 상기 흡수형 편광 부재의 흡수축은 서로 평행하게 배치되어도 된다.
3. 상기 1 또는 2에 기재된 렌즈부에서, 상기 제1 렌즈부와 상기 하프 미러는 일체이어도 된다.
4. 상기 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 렌즈부에서, 상기 렌즈부는 상기 반사부의 앞쪽에 배치되는 제2 렌즈부를 구비하여도 된다.
5. 상기 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 렌즈부에서, 상기 표시 소자에 포함되는 상기 편광 부재의 흡수축과 상기 제1 λ/4 부재의 지상축이 이루는 각도는 40°∼50°이어도 되고, 상기 표시 소자에 포함되는 상기 편광 부재의 흡수축과 상기 제2 λ/4 부재의 지상축이 이루는 각도는 40°∼50°이어도 된다.
6. 상기 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 렌즈부에서, 상기 반사형 편광 부재의 두께에 대한 상기 흡수형 편광막의 두께의 비는 15% 이하이어도 된다.
7. 본 발명의 실시형태에 따른 적층체는, 상기 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 렌즈부의 상기 반사부에 이용되고, 상기 반사형 편광 부재와 상기 흡수형 편광 부재를 포함한다.
8. 상기 7에 기재된 적층체에서, 상기 반사형 편광 부재와 상기 흡수형 편광 부재는 접착층을 개재하여 적층되어도 된다.
9. 본 발명의 실시형태에 따른 표시체는, 상기 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 렌즈부를 포함한다.
10. 본 발명의 실시형태에 따른 표시체의 제조 방법은, 상기 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 렌즈부를 포함하는 표시체의 제조 방법이다.
11. 본 발명의 실시형태에 따른 표시 방법은, 편광 부재 및 제1 λ/4 부재를 통하여 출사된 화상을 나타내는 광을, 하프 미러 및 제1 렌즈부를 통과시키는 단계와, 상기 하프 미러 및 상기 제1 렌즈부를 통과한 광을, 제2 λ/4 부재를 통과시키는 단계와, 상기 제2 λ/4 부재를 통과한 광을, 반사형 편광 부재를 포함하는 반사부에서 상기 하프 미러를 향하여 반사시키는 단계와, 상기 반사부 및 상기 하프 미러에서 반사시킨 광을, 상기 제2 λ/4 부재에 의해 상기 반사부의 상기 반사형 편광 부재를 투과 가능하게 하는 단계와, 상기 반사형 편광 부재를 투과한 광을, 흡수형 편광 부재를 투과시키는 단계를 포함하고, 상기 흡수형 편광 부재를 구성하는 흡수형 편광막의 두께는 8㎛ 이하이다.
12. 본 발명의 실시형태에 따른 렌즈부의 흡수형 편광막의 제조 방법은, 장척상의 열가소성 수지 기재의 편측에, 할로겐화물과 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층체로 하는 것, 및 상기 적층체에, 공중 보조 연신 처리와, 염색 처리와, 수중 연신 처리와, 긴 방향으로 반송하면서 가열함으로써 폭 방향으로 2% 이상 수축시키는 건조 수축 처리를 이 순서대로 실시하는 것을 포함한다.
13. 상기 12에 기재된 제조 방법에서, 상기 폴리비닐알코올계 수지층에서의 상기 할로겐화물의 함유량은, 상기 폴리비닐알코올계 수지 100중량부에 대하여 5중량부∼20중량부이다.
14. 상기 12 또는 13에 기재된 제조 방법에서, 상기 공중 보조 연신 처리에서의 연신 배율은 2.0배 이상이다.
15. 상기 12 내지 14 중 어느 하나에 기재된 제조 방법에서, 상기 건조 수축 처리 공정은, 가열 롤을 이용하여 가열하는 공정이다.
16. 상기 15에 기재된 제조 방법에서, 상기 가열 롤의 온도는 60℃∼120℃이고, 상기 건조 수축 처리에 의한 상기 적층체의 폭 방향의 수축률이 2% 이상이다.
본 발명의 실시형태에 따른 렌즈부에 의하면, VR 고글의 경량화, 고화질화를 실현할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 하나의 실시형태에 관한 표시 시스템의 개략의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 표시 시스템의 반사부에 이용되는 적층체의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 3은, 반사형 편광 필름에 포함되는 다층 구조의 일례를 나타내는 모식적인 사시도이다.
도 4는, 가열 롤을 이용한 건조 수축 처리의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 5는, 광학 얼룩을 나타내는 관찰 사진이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 표시 시스템의 반사부에 이용되는 적층체의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 3은, 반사형 편광 필름에 포함되는 다층 구조의 일례를 나타내는 모식적인 사시도이다.
도 4는, 가열 롤을 이용한 건조 수축 처리의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 5는, 광학 얼룩을 나타내는 관찰 사진이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태로는 한정되지 않는다. 또한, 도면은 설명을 보다 명확히 하기 위하여, 실시형태에 비하여, 각 부의 폭, 두께, 형상 등에 대하여 모식적으로 나타내는 경우가 있지만, 어디까지나 일례이며, 본 발명의 해석을 한정하는 것은 아니다.
(용어 및 기호의 정의)
본 명세서에서의 용어 및 기호의 정의는 하기와 같다.
(1) 굴절률(nx, ny, nz)
'nx'는 면내의 굴절률이 최대가 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절률이고, 'ny'는 면내에서 지상축과 직교하는 방향(즉, 진상축 방향)의 굴절률이며, 'nz'는 두께 방향의 굴절률이다.
(2) 면내 위상차(Re)
'Re(λ)'는 23℃에서의 파장 λ㎚의 광으로 측정한 면내 위상차이다. 예컨대, 'Re(550)'는 23℃에서의 파장 550㎚의 광으로 측정한 면내 위상차이다. Re(λ)는 층(필름)의 두께를 d(㎚)로 하였을 때, 식: Re(λ)=(nx-ny)×d에 의해 구할 수 있다.
(3) 두께 방향의 위상차(Rth)
'Rth(λ)'는 23℃에서의 파장 λ㎚의 광으로 측정한 두께 방향의 위상차이다. 예컨대, 'Rth(550)'는 23℃에서의 파장 550㎚의 광으로 측정한 두께 방향의 위상차이다. Rth(λ)는 층(필름)의 두께를 d(㎚)로 하였을 때, 식: Rth(λ)=(nx-nz)×d에 의해 구할 수 있다.
(4) Nz 계수
Nz 계수는 Nz=Rth/Re에 의해 구할 수 있다.
(5) 각도
본 명세서에서 각도를 언급할 때는, 당해 각도는 기준 방향에 대하여 시계 방향 및 반시계 방향의 양쪽을 포함한다. 따라서, 예컨대 '45°'는 ±45°를 의미한다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 관한 표시 시스템의 개략의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 1에서는, 표시 시스템(2)의 각 구성 요소의 배치 및 형상 등을 모식적으로 도시하고 있다. 표시 시스템(2)은 표시 소자(12)와, 반사부(14)와, 제1 렌즈부(16)와, 하프 미러(18)와, 제1 위상차 부재(20)와, 제2 위상차 부재(22)와, 제2 렌즈부(24)를 구비하고 있다. 반사부(14)는 표시 소자(12)의 표시면(12a) 측인 앞쪽에 배치되고, 표시 소자(12)로부터 출사된 광을 반사할 수 있다. 제1 렌즈부(16)는 표시 소자(12)와 반사부(14) 사이의 광로상에 배치되고, 하프 미러(18)는 표시 소자(12)와 제1 렌즈부(16) 사이에 배치되어 있다. 제1 위상차 부재(20)는 표시 소자(12)와 하프 미러(18) 사이의 광로상에 배치되고, 제2 위상차 부재(22)는 하프 미러(18)와 반사부(14) 사이의 광로상에 배치되어 있다.
하프 미러로부터 앞쪽에 배치되는 구성 요소(도시예에서는, 하프 미러(18), 제1 렌즈부(16), 제2 위상차 부재(22), 반사부(14) 및 제2 렌즈부(24))를 통틀어 렌즈부(렌즈부(4))라고 칭하는 경우가 있다.
표시 소자(12)는 예컨대 액정 디스플레이 또는 유기 EL 디스플레이이며, 화상을 표시하기 위한 표시면(12a)을 포함하고 있다. 표시면(12a)으로부터 출사되는 광은 예컨대 표시 소자(12)에 포함될 수 있는 편광 부재(대표적으로는 편광 필름)를 통과하여 출사되고, 제1 직선 편광으로 되어 있다.
제1 위상차 부재(20)는, 제1 위상차 부재(20)에 입사된 제1 직선 편광을 제1 원편광으로 변환할 수 있는 λ/4 부재이다(이하, 제1 위상차 부재를 제1 λ/4 부재라고 칭하는 경우가 있음). 또한, 제1 위상차 부재(20)는 표시 소자(12)에 일체로 마련되어도 된다.
하프 미러(18)는, 표시 소자(12)로부터 출사된 광을 투과시키고, 반사부(14)에서 반사된 광을, 반사부(14)를 향하여 반사시킨다. 하프 미러(18)는 제1 렌즈부(16)에 일체로 마련되어 있다.
제2 위상차 부재(22)는, 반사부(14) 및 하프 미러(18)에서 반사시킨 광을, 반사형 편광 부재를 포함하는 반사부(14)를 투과시킬 수 있는 λ/4 부재이다(이하, 제2 위상차 부재를 제2 λ/4 부재라고 칭하는 경우가 있음). 또한, 제2 위상차 부재(22)는 제1 렌즈부(16)에 일체로 마련되어도 되고, 반사부(14)에 포함되는 반사형 편광 부재에 일체로 마련되어도 된다.
제1 λ/4 부재(20)로부터 출사된 제1 원편광은 하프 미러(18) 및 제1 렌즈부(16)를 통과하고, 제2 λ/4 부재(22)에 의해 제2 직선 편광으로 변환된다. 제2 λ/4 부재(22)로부터 출사된 제2 직선 편광은 반사부(14)에 포함되는 반사형 편광 부재를 투과하지 않고 하프 미러(18)를 향하여 반사된다. 이 때, 반사부(14)에 포함되는 반사형 편광 부재에 입사된 제2 직선 편광의 편광 방향은, 반사형 편광 부재의 반사축과 동일한 방향이다. 그 때문에, 반사부에 입사된 제2 직선 편광은 반사형 편광 부재에서 반사된다.
반사부(14)에서 반사된 제2 직선 편광은 제2 λ/4 부재(22)에 의해 제2 원편광으로 변환되고, 제2 λ/4 부재(22)로부터 출사된 제2 원편광은 제1 렌즈부(16)를 통과하여 하프 미러(18)에서 반사된다. 하프 미러(18)에서 반사된 제2 원편광은, 제1 렌즈부(16)를 통과하여, 제2 λ/4 부재(22)에 의해 제3 직선 편광으로 변환된다. 제3 직선 편광은 반사부(14)에 포함되는 반사형 편광 부재를 투과한다. 이 때, 반사부(14)에 포함되는 반사형 편광 부재에 입사된 제3 직선 편광의 편광 방향은, 반사형 편광 부재의 투과축과 동일한 방향이다. 그 때문에, 반사부(14)에 입사된 제3 직선 편광은 반사형 편광 부재를 투과한다.
반사부(14)를 투과한 광은 제2 렌즈부(24)를 통과하여 유저의 눈(26)에 입사된다.
예컨대, 표시 소자(12)에 포함되는 편광 부재의 흡수축과, 반사부(14)에 포함되는 반사형 편광 부재의 반사축은, 서로 대략 평행하게 배치되어도 되고, 대략 직교하게 배치되어도 된다. 표시 소자(12)에 포함되는 편광 부재의 흡수축과 제1 위상차 부재(20)의 지상축이 이루는 각도는, 예컨대 40°∼50°이고, 42°∼48°이어도 되며, 약 45°이어도 된다. 표시 소자(12)에 포함되는 편광 부재의 흡수축과 제2 위상차 부재(22)의 지상축이 이루는 각도는, 예컨대 40°∼50°이고, 42°∼48°이어도 되며, 약 45°이어도 된다.
제1 위상차 부재(20)의 면내 위상차 Re(550)는, 예컨대 100nm∼190nm이고, 110nm∼180nm이어도 되며, 130nm∼160nm이어도 되고, 135nm∼155nm이어도 된다.
제1 위상차 부재(20)은 바람직하게는 위상차값이 측정광의 파장에 따라 커지는 역분산 파장 특성을 나타낸다. 제1 위상차 부재(20)의 Re(450)/Re(550)는, 예컨대 0.75 이상 1 미만이고, 0.8 이상 0.95 이하이어도 된다.
제2 위상차 부재(22)의 면내 위상차 Re(550)는, 예컨대 100nm∼190nm이고, 110nm∼180nm이어도 되며, 130nm∼160nm이어도 되고, 135nm∼155nm이어도 된다.
제2 위상차 부재(22)는 바람직하게는 위상차값이 측정광의 파장에 따라 커지는 역분산 파장 특성을 나타낸다. 제2 위상차 부재(22)의 Re(450)/Re(550)는, 예컨대 0.75 이상 1 미만이고, 0.8 이상 0.95 이하이어도 된다.
각 위상차 부재는 임의의 적절한 재료로 형성된다. 예컨대, 수지 필름(대표적으로는 연신 필름)이어도 되고, 액정 화합물로부터 형성되어도 된다. 위상차 부재가 수지 필름인 경우, 그의 두께는, 예컨대 10㎛∼100㎛이다.
상기 수지 필름에 포함되는 수지로서는, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스테르카보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리비닐아세탈계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 환상 올레핀계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리아미드계 수지 , 폴리이미드계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리스티렌계 수지, 아크릴계 수지 등을 들 수 있다. 이들 수지는 단독으로 이용하여도 되고, 조합하여(예컨대 블렌드, 공중합) 이용하여도 된다. 예컨대, 폴리카보네이트계 수지 또는 폴리에스테르카보네이트계 수지(이하, 단순히 폴리카보네이트계 수지라고 칭하는 경우가 있음)를 포함하는 수지 필름이 적합하게 이용될 수 있다. 이와 같은 수지를 이용함으로써, 예컨대, 상기 역분산 파장 특성을 나타낼 수 있다.
상기 폴리카보네이트계 수지로서는, 임의의 적절한 폴리카보네이트계 수지를 이용할 수 있다. 예컨대, 폴리카보네이트계 수지는 플루오렌계 디히드록시 화합물에서 유래되는 구조 단위와, 이소소르비드계 디히드록시 화합물에서 유래되는 구조 단위와, 지환식 디올, 지환식 디메탄올, 디, 트리 또는 폴리에틸렌글리콜, 및 알킬렌글리콜, 또는 스피로글리콜로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 디히드록시 화합물에서 유래되는 구조 단위를 포함한다. 바람직하게는, 폴리카보네이트계 수지는 플루오렌계 디히드록시 화합물에서 유래되는 구조 단위와, 이소소르비드계 디히드록시 화합물에서 유래되는 구조 단위와, 지환식 디메탄올에서 유래되는 구조 단위 및/또는 디, 트리 또는 폴리에틸렌글리콜에서 유래되는 구조 단위를 포함하고, 더욱 바람직하게는, 플루오렌계 디히드록시 화합물에서 유래되는 구조 단위와, 이소소르비드계 디히드록시 화합물에서 유래되는 구조 단위와, 디, 트리 또는 폴리에틸렌글리콜에서 유래되는 구조 단위를 포함한다. 폴리카보네이트계 수지는 필요에 따라 그 외의 디히드록시 화합물에서 유래되는 구조 단위를 포함하고 있어도 된다. 또한, 위상차 부재에 적합하게 이용될 수 있는 폴리카보네이트계 수지 및 위상차 부재의 형성 방법의 상세는, 예컨대 일본 공개특허공보 제2014-10291호, 일본 공개특허공보 제2014-26266호, 일본 공개특허공보 제2015-212816호, 일본 공개특허공보 제2015-212817호, 일본 공개특허공보 제2015-212818호에 기재되어 있으며, 이들 공보의 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다.
반사형 편광 부재의 앞쪽에, 흡수형 편광 부재가 마련되어 있어도 된다. 대표적으로는, 흡수형 편광 부재를 반사형 편광 부재와 제2 렌즈부(24) 사이에 마련할 수 있다. 반사형 편광 부재의 반사축과 흡수형 편광 부재의 흡수축은 서로 대략 평행하게 배치될 수 있고, 반사형 편광 부재의 투과축과 흡수형 편광 부재의 투과축은 서로 대략 평행하게 배치될 수 있다. 흡수형 편광 부재는 반사부(14)에 포함되어도 된다. 반사부(14)가 흡수형 편광 부재를 포함하는 경우, 반사부(14)는 반사형 편광 부재와 흡수형 편광 부재를 포함하는 적층체를 포함하고 있어도 된다.
도 2는 도 1에 나타내는 표시 시스템의 반사부에 이용되는 적층체의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다. 적층체(30)는 반사형 편광 부재(32)와 흡수형 편광 부재(34)를 포함하고, 반사형 편광 부재(32)와 흡수형 편광 부재(34)는 접착층(36)을 개재하여 적층되어 있다. 접착층을 이용함으로써, 반사형 편광 부재(32)와 흡수형 편광 부재(34)가 고정되고, 반사축과 흡수축(투과축과 투과축)의 축 배치의 어긋남을 방지할 수 있다. 또한, 반사형 편광 부재(32)와 흡수형 편광 부재(34) 사이에 형성될 수 있는 공기층에 의한 악영향을 억제할 수 있다. 접착층(36)은 접착제로 형성되어도 되고, 점착제로 형성되어도 된다. 접착층(36)의 두께는, 예컨대 0.05㎛∼30㎛이고, 바람직하게는 3㎛∼20㎛이며, 더욱 바람직하게는 5㎛∼15㎛이다. 도시하지 않지만, 제2 위상차 부재(22)가 반사형 편광 부재(32)에 일체로 마련되어도 되는 점에서, 적층체(30)는 제2 위상차 부재(22)를 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 제2 위상차 부재(22)는 접착층을 개재하여 반사형 편광 부재(32)에 적층될 수 있다.
상기 반사형 편광 부재는 그의 투과축에 평행한 편광(대표적으로는 직선 편광)을 그의 편광 상태를 유지한 채로 투과시키고, 그 이외의 편광 상태의 광을 반사할 수 있다. 반사형 편광 부재로서는, 대표적으로는 다층 구조를 갖는 필름(반사형 편광 필름이라고 칭하는 경우가 있음)으로 구성된다. 이 경우, 반사형 편광 부재의 두께는 예컨대 10㎛∼150㎛이고, 바람직하게는 20㎛∼100㎛이며, 더욱 바람직하게는 30㎛∼60㎛이다.
도 3은 반사형 편광 필름에 포함되는 다층 구조의 일례를 나타내는 모식적인 사시도이다. 다층 구조(32a)는 복굴절성을 갖는 층(A)과 복굴절성을 실질적으로 갖지 않는 층(B)을 교대로 포함한다. 다층 구조를 구성하는 층의 총수는 50∼1000이어도 된다. 예컨대, A층의 x축 방향의 굴절률 nx는, y축 방향의 굴절률 ny보다 크고, B층의 x축 방향의 굴절률 nx와, y축 방향의 굴절률 ny는, 실질적으로 동일하며, A층과 B층의 굴절률 차는 x축 방향에서 크고, y축 방향에서는 실질적으로 제로이다. 그 결과, x축 방향이 반사축이 되고, y축 방향이 투과축이 될 수 있다. A층과 B층의 x축 방향에서의 굴절률 차는 바람직하게는 0.2∼0.3이다.
상기 A층은 대표적으로는 연신에 의해 복굴절성을 발현하는 재료로 구성된다. 이와 같은 재료로서는, 예컨대 나프탈렌디카복실산폴리에스테르(예컨대 폴리에틸렌나프탈레이트), 폴리카보네이트 및 아크릴계 수지(예컨대 폴리메틸메타크릴레이트)를 들 수 있다. 상기 B층은 대표적으로는 연신하여도 복굴절성을 실질적으로 발현하지 않는 재료로 구성된다. 이와 같은 재료로서는, 예컨대 나프탈렌디카복실산과 테레프탈산의 코폴리에스테르를 들 수 있다. 상기 다층 구조는 공압출과 연신을 조합하여 형성될 수 있다. 예컨대, A층을 구성하는 재료와 B층을 구성하는 재료를 압출한 후, 다층화한다(예컨대 멀티플라이어를 이용하여). 이어서, 얻어진 다층 적층체를 연신한다. 도시예의 x축 방향은 연신 방향에 대응할 수 있다.
반사형 편광 필름의 시판품으로서, 예컨대 쓰리엠(3M)사 제조의 상품명 'DBEF', 'APF', 닛토덴코사 제조의 상품명 'APCF'를 들 수 있다.
반사형 편광 부재(반사형 편광 필름)의 직교 투과율(Tc)은, 예컨대 0.01%∼3%일 수 있다. 반사형 편광 부재(반사형 편광 필름)의 단체 투과율(Ts)은, 예컨대 43%∼49%이고, 바람직하게는 45%∼47%이다. 반사형 편광 부재(반사형 편광 필름)의 편광도(P)는, 예컨대 92%∼99.99%일 수 있다.
상기 단체 투과율(Ts)은, 대표적으로는, 자외선/가시광선 분광 광도계에 의해 측정된다. 상기 편광도(P)는, 대표적으로는 자외선/가시광선 분광 광도계를 이용하여 측정하고, 시감도 보정을 행하여 얻은 평행 투과율(Tp) 및 직교 투과율(Tc)에 기초하여, 하기 식에 의해 구할 수 있다. Ts, Tp 및 Tc는, JIS Z8701의 2도 시야(C 광원)에 의해 측정하여 시감도 보정을 행한 Y값이다.
편광도(P)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
상기 흡수형 편광 부재는, 대표적으로는 이색성(二色性) 물질을 포함하는 수지 필름(흡수형 편광막 또는 단순히 편광막이라고 칭하는 경우가 있음)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 요오드를 포함하는 폴리비닐알코올(PVA)계 필름을 포함한다. 흡수형 편광막의 두께는 1㎛ 이상 8㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 7㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 5㎛ 이하이다. 이와 같은 두께의 흡수형 편광막을 이용함으로써, 환경 변화(예컨대 온도 변화)에 의해 생길 수 있는 수축을 억제하여, 우수한 표시 특성이 유지될 수 있다. 구체적으로는, 상기 표시 시스템에서는, 부재의 약간의 수축이 상(像)의 변형의 원인이 될 수 있는 점에서, 이와 같은 두께의 흡수형 편광막을 이용함으로써, 표시되는 상의 변형을 매우 양호하게 억제할 수 있다.
상기 반사형 편광 부재의 두께에 대한 흡수형 편광막의 두께의 비는, 15% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10% 이하이다. 상기 제2 위상차 부재의 두께, 반사형 편광 부재의 두께 및 흡수형 편광 부재의 두께의 합계에 대한 흡수형 편광막의 두께의 비는 10% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5% 이하이다.
흡수형 편광 부재(흡수형 편광막)의 직교 투과율(Tc)은 0.5% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1% 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.05% 이하이다. 흡수형 편광 부재(흡수형 편광막)의 단체 투과율(Ts)은, 예컨대 41.0%∼45.0%이고, 바람직하게는 42.0% 이상이다. 흡수형 편광 부재(흡수형 편광막)의 편광도(P)는 예컨대 99.0%∼99.997%이고, 바람직하게는 99.9% 이상이다. 반사형 편광 부재에 흡수형 편광 부재를 조합함으로써, 우수한 표시 특성이 달성될 수 있다. 예컨대, 유저의 잔상(고스트)의 시인을 억제할 수 있다.
하나의 실시형태에 의한 상기 흡수형 편광막의 제조 방법은, 장척상의 열가소성 수지 기재의 편측에, 할로겐화물과 폴리비닐알코올계 수지(PVA계 수지)를 포함하는 폴리비닐알코올계 수지층(PVA계 수지층)을 형성하여 적층체로 하는 것, 및, 적층체에 공중 보조 연신 처리와, 염색 처리와, 수중 연신 처리와, 긴 방향으로 반송하면서 가열함으로써 폭 방향으로 2% 이상 수축시키는 건조 수축 처리를, 이 순서대로 실시하는 것을 포함한다. PVA계 수지층에서의 할로겐화물의 함유량은, 바람직하게는, PVA계 수지 100중량부에 대하여 5중량부∼20중량부이다. 공중 보조 연신 처리에서의 연신 배율은, 바람직하게는 2.0배 이상이다. 건조 수축 처리는 가열 롤을 이용하여 처리하는 것이 바람직하고, 가열 롤의 온도는 바람직하게는 60℃∼120℃이다. 건조 수축 처리에 의한 적층체의 폭 방향의 수축률은 바람직하게는 2% 이상이다. 할로겐화물을 포함하는 PVA계 수지층을 포함하는 적층체를 제작하고, 상기 적층체의 연신을, 공중 보조 연신 및 수중 연신을 포함하는 다단계 연신으로 하여, 연신 후의 적층체를 가열 롤로 가열함으로써, 우수한 광학 특성(대표적으로는, 단체 투과율 및 편광도)을 가짐과 함께, 광학 특성의 편차가 억제된 편광막을 얻을 수 있다. 구체적으로는, 건조 수축 처리 공정에서 가열 롤을 이용함으로써, 적층체를 반송하면서, 적층체 전체에 걸쳐 균일하게 수축할 수 있다. 이에 따라, 얻어지는 편광막의 광학 특성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 광학 특성이 우수한 편광막을 안정적으로 생산할 수 있어, 편광막의 광학 특성(특히, 단체 투과율)의 편차를 억제할 수 있다.
열가소성 수지 기재와 PVA계 수지층의 적층체를 제작하는 방법으로서는, 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 바람직하게는, 열가소성 수지 기재의 표면에, 할로겐화물과 PVA계 수지를 포함하는 도포액을 도포하고, 건조함으로써, 열가소성 수지 기재 위에 PVA계 수지층을 형성한다. 상기한 바와 같이, PVA계 수지층에서의 할로겐화물의 함유량은, 바람직하게는, PVA계 수지 100중량부에 대하여 5중량부∼20중량부이다.
도포액의 도포 방법으로서는, 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 예컨대, 롤 코트법, 스핀 코트법, 와이어 바 코트법, 딥 코트법, 다이 코트법, 커튼 코트법, 스프레이 코트법, 나이프 코트법(콤마 코트법 등) 등을 들 수 있다. 상기 도포액의 도포·건조 온도는, 바람직하게는 50℃ 이상이다.
PVA계 수지층의 두께는 바람직하게는 3㎛∼40㎛, 더욱 바람직하게는 3㎛∼20㎛이다.
PVA계 수지층을 형성하기 전에, 열가소성 수지 기재에 표면 처리(예컨대, 코로나 처리 등)를 실시하여도 되고, 열가소성 수지 기재 위에 이(易)접착층을 형성하여도 된다. 이와 같은 처리를 행함으로써, 열가소성 수지 기재와 PVA계 수지층의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
열가소성 수지 기재의 두께는, 바람직하게는 20㎛∼300㎛, 보다 바람직하게는 50㎛∼200㎛이다. 20㎛ 미만이면, PVA계 수지층의 형성이 곤란해질 우려가 있다. 300㎛를 초과하면, 예컨대, 후술하는 수중 연신 처리에서, 열가소성 수지 기재가 물을 흡수하는데 장시간을 요함과 함께, 연신에 과대한 부하를 요할 우려가 있다.
열가소성 수지 기재는 바람직하게는 그의 흡수율이 0.2% 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.3% 이상이다. 열가소성 수지 기재는 물을 흡수하고, 물이 가소제적인 작용을 하여 가소화될 수 있다. 그 결과, 연신 응력을 대폭 저하시킬 수 있고, 고배율로 연신할 수 있다. 한편, 열가소성 수지 기재의 흡수율은, 바람직하게는 3.0% 이하, 더욱 바람직하게는 1.0% 이하이다. 이와 같은 열가소성 수지 기재를 이용함으로써, 제조 시에 열가소성 수지 기재의 치수 안정성이 현저히 저하되어, 얻어지는 편광막의 외관이 악화되는 등의 문제를 방지할 수 있다. 또한, 수중 연신 시에 기재가 파단되거나, 열가소성 수지 기재로부터 PVA계 수지층이 박리되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 열가소성 수지 기재의 흡수율은, 예컨대 구성 재료에 변성기(變性基)를 도입함으로써 조정할 수 있다. 흡수율은, JIS K7209에 준하여 구하여지는 값이다.
열가소성 수지 기재의 유리전이온도(Tg)는, 바람직하게는 120℃ 이하이다. 이와 같은 열가소성 수지 기재를 이용함으로써, PVA계 수지층의 결정화를 억제하면서, 적층체의 연신성을 충분히 확보할 수 있다. 또한, 물에 의한 열가소성 수지 기재의 가소화와, 수중 연신을 양호하게 행하는 것을 고려하면, 100℃ 이하, 나아가 90℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 한편, 열가소성 수지 기재의 유리전이온도는 바람직하게는 60℃ 이상이다. 이와 같은 열가소성 수지 기재를 이용함으로써, 상기 PVA계 수지를 포함하는 도포액을 도포·건조할 때에, 열가소성 수지 기재가 변형(예컨대, 요철이나 처짐, 주름 등의 발생)하는 등의 문제를 방지하여, 양호하게 적층체를 제작할 수 있다. 또한, PVA계 수지층의 연신을 적절한 온도(예컨대 60℃ 정도)에서 양호하게 행할 수 있다. 또한, 열가소성 수지 기재의 유리전이온도는, 예컨대 구성 재료에 변성기를 도입하는, 결정화 재료를 이용하여 가열함으로써 조정할 수 있다. 유리전이온도(Tg)는, JIS K(7121)에 준하여 구하여지는 값이다.
열가소성 수지 기재의 구성 재료로서는, 임의의 적절한 열가소성 수지가 채용될 수 있다. 열가소성 수지로서는, 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 등의 에스테르계 수지, 노보넨계 수지 등의 시클로올레핀계 수지, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 이들 공중합체 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 바람직하게는 노보넨계 수지, 비정질의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지이다.
하나의 실시형태에서는, 비정질의(결정화되지 않은) 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지가 바람직하게 이용된다. 그 중에서도, 비정성의(결정화되기 어려운) 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지가 특히 바람직하게 이용된다. 비정성의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지의 구체예로서는, 디카복실산으로서 이소프탈산 및/또는 시클로헥산디카복실산을 더 포함하는 공중합체나, 글리콜로서 시클로헥산디메탄올이나 디에틸렌글리콜을 더 포함하는 공중합체를 들 수 있다.
바람직한 실시형태에서, 열가소성 수지 기재는 이소프탈산 유닛을 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지로 구성된다. 이와 같은 열가소성 수지 기재는 연신성이 극히 우수함과 함께, 연신 시의 결정화가 억제될 수 있기 때문이다. 이는 이소프탈산 유닛을 도입함으로써, 주쇄에 큰 굴곡을 부여하는 것에 의한 것으로 생각된다. 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지는 테레프탈산 유닛 및 에틸렌글리콜 유닛을 갖는다. 이소프탈산 유닛의 함유 비율은, 전체 반복 단위의 합계에 대하여, 바람직하게는 0.1몰% 이상, 더욱 바람직하게는 1.0몰% 이상이다. 연신성이 극히 우수한 열가소성 수지 기재가 얻어지기 때문이다. 한편, 이소프탈산 유닛의 함유 비율은, 전체 반복 단위의 합계에 대하여, 바람직하게는 20몰% 이하, 보다 바람직하게는 10몰% 이하이다. 이와 같은 함유 비율로 설정함으로써, 후술하는 건조 수축 처리에서 결정화도를 양호하게 증가시킬 수 있다.
열가소성 수지 기재는, 미리(PVA계 수지층을 형성하기 전), 연신되어 있어도 된다. 하나의 실시형태에서는, 장척상의 열가소성 수지 기재의 횡 방향으로 연신되어 있다. 횡 방향은 바람직하게는 후술하는 적층체의 연신 방향에 직교하는 방향이다. 또한, 본 명세서에서, '직교'란, 실질적으로 직교하는 경우도 포함한다. 여기서, '실질적으로 직교'란, 90°±5.0°인 경우를 포함하고, 바람직하게는 90°±3.0°, 더욱 바람직하게는 90°±1.0°이다.
열가소성 수지 기재의 연신 온도는 유리전이온도(Tg)에 대하여, 바람직하게는 Tg-10℃∼Tg+50℃이다. 열가소성 수지 기재의 연신 배율은 바람직하게는 1.5배∼3.0배이다.
열가소성 수지 기재의 연신 방법으로서는, 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 구체적으로는, 고정단 연신이어도 되고, 자유단 연신이어도 된다. 연신 방식은 건식이어도 되고, 습식이어도 된다. 열가소성 수지 기재의 연신은 1단계로 행하여도 되고, 다단계로 행하여도 된다. 다단계로 행하는 경우, 상술한 연신 배율은 각 단계의 연신 배율의 곱이다.
도포액은 상기한 바와 같이, 할로겐화물과 PVA계 수지를 포함한다. 상기 도포액은 대표적으로는 상기 할로겐화물 및 상기 PVA계 수지를 용매에 용해시킨 용액이다. 용매로서는 예컨대 물, 디메틸설폭사이드, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 각종 글리콜류, 트리메틸올프로판 등의 다가 알코올류, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민 등의 아민류를 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 이용할 수 있다. 이들 중에서도 바람직하게는 물이다. 용액의 PVA계 수지 농도는 용매 100중량부에 대하여 바람직하게는 3중량부∼20중량부이다. 이와 같은 수지 농도이면, 열가소성 수지 기재에 밀착된 균일한 도포막을 형성할 수 있다. 도포액에서의 할로겐화물의 함유량은, 바람직하게는 PVA계 수지 100중량부에 대하여 5중량부∼20중량부이다.
도포액에 첨가제를 배합하여도 된다. 첨가제로서는, 예컨대 가소제, 계면활성제 등을 들 수 있다. 가소제로서는, 예컨대 에틸렌글리콜이나 글리세린 등의 다가 알코올을 들 수 있다. 계면활성제로서는, 예컨대 비이온 계면활성제를 들 수 있다. 이들은 얻어지는 PVA계 수지층의 균일성이나 염색성, 연신성을 보다 한층 향상시키는 목적으로 사용될 수 있다.
상기 PVA계 수지로서는, 임의의 적절한 수지가 채용될 수 있다. 예컨대, 폴리비닐알코올 및 에틸렌-비닐알코올 공중합체를 들 수 있다. 폴리비닐알코올은 폴리초산비닐을 비누화함으로써 얻어진다. 에틸렌-비닐알코올 공중합체는, 에틸렌-초산비닐 공중합체를 비누화함으로써 얻어진다. PVA계 수지의 비누화도는 통상적으로 85몰%∼100몰%이고, 바람직하게는 95.0몰%∼99.95몰%, 더욱 바람직하게는 99.0몰%∼99.93몰%이다. 비누화도는 JIS K 6726-1994에 준하여 구할 수 있다. 이와 같은 비누화도의 PVA계 수지를 이용함으로써, 내구성이 우수한 편광막이 얻어질 수 있다. 비누화도가 지나치게 높은 경우에는 겔화되어 버릴 우려가 있다.
PVA계 수지의 평균 중합도는 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다. 평균 중합도는 통상적으로 1000∼10000이고, 바람직하게는 1200∼4500, 더욱 바람직하게는 1500∼4300이다. 또한, 평균 중합도는, JIS K 6726-1994에 준하여 구할 수 있다.
상기 할로겐화물로서는, 임의의 적절한 할로겐화물이 채용될 수 있다. 예컨대, 요오드화물 및 염화나트륨을 들 수 있다. 요오드화물로서는 예컨대, 요오드화칼륨, 요오드화나트륨 및 요오드화리튬을 들 수 있다. 이들 중에서도 바람직하게는 요오드화칼륨이다.
도포액에서의 할로겐화물의 양은, 바람직하게는 PVA계 수지 100중량부에 대하여 5중량부∼20중량부이고, 보다 바람직하게는 PVA계 수지 100중량부에 대하여 10중량부∼15중량부이다. PVA계 수지 100중량부에 대한 할로겐화물의 양이 20중량부를 초과하면, 할로겐화물이 블리드 아웃되어, 최종적으로 얻어지는 편광막이 백탁되는 경우가 있다.
일반적으로, PVA계 수지층이 연신됨으로써, PVA계 수지 중의 폴리비닐알코올 분자의 배향성이 높아지지만, 연신 후의 PVA계 수지층을, 물을 포함하는 액체에 침지하면, 폴리비닐알코올 분자의 배향이 흐트러져, 배향성이 저하되는 경우가 있다. 특히, 열가소성 수지와 PVA계 수지층의 적층체를 붕산수중 연신하는 경우에서, 열가소성 수지의 연신을 안정시키기 위하여 비교적 높은 온도에서 상기 적층체를 붕산수중에서 연신하는 경우, 상기 배향도(配向度) 저하의 경향이 현저하다. 예컨대, PVA 필름 단체의 붕산수중에서의 연신이, 60℃에서 행하여지는 것이 일반적인 것에 비하여, A-PET(열가소성 수지 기재)와 PVA계 수지층의 적층체의 연신은 70℃ 전후의 온도라고 하는 높은 온도에서 행하여지며, 이 경우, 연신 초기의 PVA의 배향성이 수중 연신에 의해 상승하기 전의 단계에서 저하할 수 있다. 이에 대하여, 할로겐화물을 포함하는 PVA계 수지층과 열가소성 수지 기재의 적층체를 제작하고, 적층체를 붕산수중에서 연신하기 전에 공기 중에서 고온 연신(보조 연신)함으로써 , 보조 연신 후의 적층체의 PVA계 수지층 중의 PVA계 수지의 결정화가 촉진될 수 있다. 그 결과, PVA계 수지층을 액체에 침지한 경우에서, PVA계 수지층이 할로겐화물을 포함하지 않는 경우에 비하여, 폴리비닐알코올 분자 배향의 흐트러짐 및 배향성의 저하가 억제될 수 있다. 이에 따라, 염색 처리 및 수중 연신 처리 등, 적층체를 액체에 침지하여 행하는 처리 공정을 거쳐 얻어지는 편광막의 광학 특성을 향상시킬 수 있다.
특히, 높은 광학 특성을 얻기 위해서는, 건식 연신(보조 연신)과 붕산수중 연신을 조합하는 2단 연신의 방법이 선택된다. 2단 연신과 같이, 보조 연신을 도입함으로써, 열가소성 수지 기재의 결정화를 억제하면서 연신할 수 있고, 이후의 붕산수중 연신에서 열가소성 수지 기재의 과도한 결정화에 의해 연신성이 저하된다는 문제를 해결하여, 적층체를 보다 고배율로 연신할 수 있다. 나아가, 열가소성 수지 기재 위에 PVA계 수지를 도포하는 경우, 열가소성 수지 기재의 유리전이온도의 영향을 억제하기 위하여, 통상의 금속 드럼 위에 PVA계 수지를 도포하는 경우와 비교하여 도포 온도를 낮게 할 필요가 있고, 그 결과, PVA계 수지의 결정화가 상대적으로 낮아져 충분한 광학 특성이 얻어지지 않는다는 문제가 생길 수 있다. 이에 대하여, 보조 연신을 도입함으로써, 열가소성 수지 위에 PVA계 수지를 도포하는 경우에서도, PVA계 수지의 결정성을 높이는 것이 가능해져, 높은 광학 특성을 달성하는 것이 가능해진다. 또한, 동시에 PVA계 수지의 배향성을 사전에 높임으로써, 이후의 염색 공정이나 연신 공정에서 물에 침지되었을 때에, PVA계 수지의 배향성 저하나 용해 등의 문제를 방지할 수 있어, 높은 광학 특성을 달성하는 것이 가능해진다.
공중 보조 연신의 연신 방법은, 고정단 연신(예컨대, 텐터 연신기를 이용하여 연신하는 방법)이어도 되고, 자유단 연신(예컨대, 원주 속도가 상이한 롤 사이에 적층체를 통과시켜 1축 연신하는 방법)이어도 되지만, 높은 광학 특성을 얻기 위해서는, 자유단 연신이 적극적으로 채용될 수 있다. 하나의 실시형태에서는, 공중 연신 처리는 상기 적층체를 그의 긴 방향으로 반송하면서, 가열 롤 사이의 원주 속도 차에 의해 연신하는 가열 롤 연신 공정을 포함한다. 공중 연신 처리는 대표적으로는 존 연신 공정과 가열 롤 연신 공정을 포함한다. 또한, 존 연신 공정과 가열 롤 연신 공정의 순서는 한정되지 않고, 존 연신 공정이 먼저 행하여져도 되고, 가열 롤 연신 공정이 먼저 행하여져도 된다. 존 연신 공정은 생략되어도 된다. 하나의 실시형태에서는, 존 연신 공정 및 가열 롤 연신 공정이 순서대로 행하여진다. 또한, 다른 실시형태에서는, 텐터 연신기에서, 필름 단부를 파지하고, 텐터 사이의 거리를 흐름 방향으로 넓힘으로써 연신된다(텐터 사이의 거리의 넓이가 연신 배율이 된다). 이 때, 폭 방향(흐름 방향에 대하여 수직 방향)의 텐터의 거리는 임의로 가까워지도록 설정된다. 바람직하게는, 흐름 방향의 연신 배율에 대하여, 자유단 연신에 보다 가까워지도록 설정될 수 있다. 자유단 연신의 경우, 폭 방향의 수축률=(1/연신 배율)1/2로 계산된다.
공중 보조 연신은 1단계로 행하여도 되고, 다단계로 행하여도 된다. 다단계로 행하는 경우, 연신 배율은 각 단계의 연신 배율의 곱이다. 공중 보조 연신에서의 연신 방향은, 바람직하게는 수중 연신의 연신 방향과 대략 동일하다.
공중 보조 연신에서의 연신 배율은, 바람직하게는 2.0배∼3.5배이다. 공중 보조 연신과 수중 연신을 조합한 경우의 최대 연신 배율은, 적층체의 원래 길이에 대하여, 바람직하게는 5.0배 이상, 보다 바람직하게는 5.5배 이상, 더욱 바람직하게는 6.0배 이상이다. 본 명세서에서 '최대 연신 배율'이란, 적층체가 파단하기 직전의 연신 배율을 말하고, 별도로 적층체가 파단하는 연신 배율을 확인하여, 그의 값보다도 0.2 낮은 값을 말한다.
공중 보조 연신의 연신 온도는 열가소성 수지 기재의 형성 재료, 연신 방식 등에 따라, 임의의 적절한 값으로 설정할 수 있다. 연신 온도는 바람직하게는 열가소성 수지 기재의 유리전이온도(Tg) 이상이고, 더욱 바람직하게는 열가소성 수지 기재의 유리전이온도(Tg)+10℃ 이상, 특히 바람직하게는 Tg+15℃ 이상이다. 한편, 연신 온도의 상한은 바람직하게는 170℃이다. 이와 같은 온도에서 연신함으로써, PVA계 수지의 결정화가 급속히 진행되는 것을 억제하여, 당해 결정화에 의한 문제(예컨대, 연신에 의한 PVA계 수지층의 배향을 방해함)를 억제할 수 있다. 공중 보조 연신 후의 PVA계 수지의 결정화 지수는, 바람직하게는 1.3∼1.8이고, 보다 바람직하게는 1.4∼1.7이다. PVA계 수지의 결정화 지수는, 푸리에 변환 적외선 분광 광도계를 이용하여 ATR법에 의해 측정할 수 있다. 구체적으로는, 편광을 측정광으로서 측정을 실시하고, 얻어진 스펙트럼의 1141㎝-1 및 1440㎝-1의 강도를 이용하여, 하기 식에 의해 결정화 지수를 산출한다.
결정화 지수=(IC/IR)
단,
IC: 측정광을 입사하여 측정하였을 때의 1141cm-1의 강도
IR: 측정광을 입사하여 측정하였을 때의 1440cm-1의 강도
이다.
필요에 따라 공중 보조 연신 처리 후, 수중 연신 처리나 염색 처리 전에 불용화 처리를 실시한다. 상기 불용화 처리는 대표적으로는 붕산 수용액에 PVA계 수지층을 침지함으로써 행한다. 불용화 처리를 실시함으로써, PVA계 수지층에 내수성을 부여하고, 물에 침지하였을 때의 PVA의 배향 저하를 방지할 수 있다. 당해 붕산 수용액의 농도는 물 100중량부에 대하여, 바람직하게는 1중량부∼4중량부이다. 불용화욕(붕산 수용액)의 액체 온도는 바람직하게는 20℃∼50℃이다.
상기 염색 처리는 대표적으로는 PVA계 수지층을 요오드로 염색함으로써 행한다. 구체적으로는, PVA계 수지층에 요오드를 흡착시킴으로써 행한다. 당해 흡착 방법으로서는, 예컨대, 요오드를 포함하는 염색액에 PVA계 수지층(적층체)을 침지시키는 방법, PVA계 수지층에 당해 염색액을 도공하는 방법, 당해 염색액을 PVA계 수지층에 분무하는 방법 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 염색액(염색욕)에 적층체를 침지시키는 방법이다. 요오드가 양호하게 흡착할 수 있기 때문이다.
상기 염색액은 바람직하게는 요오드 수용액이다. 요오드의 배합량은 물 100중량부에 대하여, 바람직하게는 0.05중량부∼0.5중량부이다. 요오드의 물에 대한 용해도를 높이기 위하여, 요오드 수용액에 요오드화물을 배합하는 것이 바람직하다. 요오드화물로서는, 예컨대 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 바람직하게는 요오드화칼륨이다. 요오드화물의 배합량은 물 100중량부에 대하여, 바람직하게는 0.1중량부∼10중량부, 보다 바람직하게는 0.3중량부∼5중량부이다. 염색액의 염색 시의 액체 온도는 PVA계 수지의 용해를 억제하므로, 바람직하게는 20℃∼50℃이다. 염색액에 PVA계 수지층을 침지시키는 경우, 침지 시간은 PVA계 수지층의 투과율을 확보하기 위하여, 바람직하게는 5초∼5분이고, 보다 바람직하게는 30초∼90초이다.
염색 조건(농도, 액체 온도, 침지 시간)은, 최종적으로 얻어지는 편광막의 단체 투과율 및 편광도가 상술하는 범위가 되도록 설정할 수 있다. 이와 같은 염색 조건으로서는, 바람직하게는, 염색액으로서 요오드 수용액을 이용하고, 요오드 수용액에서의 요오드 및 요오드화칼륨의 함유량의 비를 1:5∼1:20으로 한다. 요오드 수용액에서의 요오드 및 요오드화칼륨의 함유량의 비는 바람직하게는 1:5∼1:10이다. 이에 따라, 상기와 같은 광학 특성을 갖는 편광막이 얻어질 수 있다.
붕산을 함유하는 처리욕에 적층체를 침지하는 처리(대표적으로는, 불용화 처리) 후에 연속적으로 염색 처리를 행하는 경우, 당해 처리욕에 포함되는 붕산이 염색욕에 혼입됨으로써 염색욕의 붕산 농도가 경시적으로 변화하고, 그 결과 염색성이 불안정해지는 경우가 있다. 상기와 같은 염색성의 불안정화를 억제하기 위하여, 염색욕의 붕산 농도의 상한은 물 100중량부에 대하여, 바람직하게는 4중량부, 보다 바람직하게는 2중량부가 되도록 조정된다. 한편, 염색욕의 붕산 농도의 하한은 물 100중량부에 대하여, 바람직하게는 0.1중량부이고, 보다 바람직하게는 0.2중량부이며, 더욱 바람직하게는 0.5중량부이다. 하나의 실시형태에서는, 미리 붕산이 배합 된 염색욕을 이용하여 염색 처리를 행한다. 이에 따라, 상기 처리욕의 붕산이 염색욕에 혼입된 경우의 붕산 농도 변화의 비율을 저감할 수 있다. 미리 염색욕에 배합되는 붕산의 배합량(즉, 상기 처리욕에서 유래되지 않는 붕산의 함유량)은, 물 100중량부에 대하여, 바람직하게는 0.1중량부∼2중량부이고, 보다 바람직하게는 0.5중량부∼1.5중량부이다.
필요에 따라, 염색 처리 후, 수중 연신 처리 전에 가교 처리를 실시한다. 상기 가교 처리는, 대표적으로는, 붕산 수용액에 PVA계 수지층을 침지시킴으로써 행한다. 가교 처리를 실시함으로써, PVA계 수지층에 내수성을 부여하고, 이후의 수중 연신에서, 고온의 수중에 침지하였을 때의 PVA의 배향 저하를 방지할 수 있다. 당해 붕산 수용액의 농도는 물 100중량부에 대하여 바람직하게는 1중량부∼5중량부이다. 또한, 상기 염색 처리 후에 가교 처리를 행하는 경우, 추가로 요오드화물을 배합하는 것이 바람직하다. 요오드화물을 배합함으로써, PVA계 수지층에 흡착시킨 요오드의 용출을 억제할 수 있다. 요오드화물의 배합량은 물 100중량부에 대하여, 바람직하게는 1중량부∼5중량부이다. 요오드화물의 구체예는 상술한 바와 같다. 가교욕(붕산 수용액)의 액체 온도는 바람직하게는 20℃∼50℃이다.
수중 연신 처리는 적층체를 연신욕에 침지시켜 행한다. 수중 연신 처리에 의하면, 상기 열가소성 수지 기재나 PVA계 수지층의 유리전이온도(대표적으로는, 80℃ 정도)보다도 낮은 온도에서 연신할 수 있고, PVA계 수지층을, 그의 결정화를 억제하면서, 고배율로 연신할 수 있다. 그 결과, 우수한 광학 특성을 갖는 편광막을 제조할 수 있다.
적층체의 연신 방법은 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 구체적으로는, 고정단 연신이어도 되고, 자유단 연신(예컨대, 원주 속도가 상이한 롤 사이에 적층체를 통과시켜 1축 연신하는 방법)이어도 된다. 바람직하게는, 자유단 연신이 선택된다. 적층체의 연신은, 1단계로 행하여도 되고, 다단계로 행하여도 된다. 다단계로 행하는 경우, 후술하는 적층체의 연신 배율(최대 연신 배율)은 각 단계의 연신 배율의 곱이다.
수중 연신은 바람직하게는 붕산 수용액 중에 적층체를 침지시켜 행한다(붕산수중 연신). 연신욕으로서 붕산 수용액을 이용함으로써, PVA계 수지층에, 연신 시에 가해지는 장력에 견디는 강성과, 물에 용해되지 않는 내수성을 부여할 수 있다. 구체적으로는, 붕산은 수용액 중에서 테트라히드록시붕산 음이온을 생성하여 PVA계 수지와 수소 결합에 의해 가교할 수 있다. 그 결과, PVA계 수지층에 강성과 내수성을 부여하여, 양호하게 연신할 수 있고, 우수한 광학 특성을 갖는 편광막을 제조할 수 있다.
상기 붕산 수용액은 바람직하게는 용매인 물에 붕산 및/또는 붕산염을 용해시킴으로써 얻어진다. 붕산 농도는 물 100중량부에 대하여, 바람직하게는 1중량부∼10중량부이고, 보다 바람직하게는 3.5중량부∼7중량부이며, 특히 바람직하게는 4중량부∼6중량부이다. 붕산 농도를 1중량부 이상으로 함으로써, PVA계 수지층의 용해를 효과적으로 억제할 수 있어, 보다 고특성의 편광막을 제조할 수 있다. 또한, 붕산 또는 붕산염 이외에, 붕사 등의 붕소 화합물, 글리옥살, 글루타르알데히드 등을 용매에 용해하여 얻어진 수용액도 이용할 수 있다.
바람직하게는, 상기 연신욕(붕산 수용액)에 요오드화물을 배합한다. 요오드화물을 배합함으로써, PVA계 수지층에 흡착시킨 요오드의 용출을 억제할 수 있다. 요오드화물의 구체예는 상술한 바와 같다. 요오드화물의 농도는 물 100중량부에 대하여, 바람직하게는 0.05중량부∼15중량부, 보다 바람직하게는 0.5중량부∼8중량부이다.
연신 온도(연신욕의 액체 온도)는 바람직하게는 40℃∼85℃, 보다 바람직하게는 60℃∼75℃이다. 이와 같은 온도이면, PVA계 수지층의 용해를 억제하면서 고배율로 연신할 수 있다. 구체적으로는, 상술한 바와 같이, 열가소성 수지 기재의 유리전이온도(Tg)는, PVA계 수지층의 형성과의 관계로, 바람직하게는 60℃ 이상이다. 이 경우, 연신 온도가 40℃를 하회하면, 물에 의한 열가소성 수지 기재의 가소화를 고려하여도, 양호하게 연신할 수 없을 우려가 있다. 한편, 연신욕의 온도가 고온이 될수록, PVA계 수지층의 용해성이 높아져, 우수한 광학 특성을 얻을 수 없을 우려가 있다. 적층체의 연신욕으로의 침지 시간은 바람직하게는 15초∼5분이다.
수중 연신에 의한 연신 배율은 바람직하게는 1.5배 이상, 보다 바람직하게는 3.0배 이상이다. 적층체의 총 연신 배율은, 적층체의 원래 길이에 대하여, 바람직하게는 5.0배 이상이고, 더욱 바람직하게는 5.5배 이상이다. 이와 같은 높은 연신 배율을 달성함으로써, 광학 특성이 극히 우수한 편광막을 제조할 수 있다. 이와 같은 높은 연신 배율은, 수중 연신 방식(붕산수중 연신)을 채용함으로써 달성할 수 있다.
상기 건조 수축 처리는, 존 전체를 가열하여 행하는 존 가열에 의해 행하여도 되고, 반송 롤을 가열(이른바 가열 롤을 이용함)함으로써 행할(가열 롤 건조 방식) 수도 있다. 바람직하게는 그 양쪽을 이용한다. 가열 롤을 이용하여 건조시킴으로써, 효과적으로 적층체의 가열 컬을 억제하여, 외관이 우수한 편광막을 제조할 수 있다. 구체적으로는, 가열 롤에 적층체를 따르게 한 상태에서 건조함으로써, 상기 열가소성 수지 기재의 결정화를 효율적으로 촉진시켜 결정화도를 증가시킬 수 있고, 비교적 낮은 건조 온도라도, 열가소성 수지 기재의 결정화도를 양호하게 증가시킬 수 있다. 그 결과, 열가소성 수지 기재는 그의 강성이 증가하여, 건조에 의한 PVA계 수지층의 수축에 견딜 수 있는 상태가 되어 컬이 억제된다. 또한, 가열 롤을 이용함으로써, 적층체를 평평한 상태로 유지하면서 건조할 수 있으므로, 컬뿐만 아니라 주름의 발생도 억제할 수 있다. 이 때, 적층체는 건조 수축 처리에 의해 폭 방향으로 수축시킴으로써, 광학 특성을 향상시킬 수 있다. PVA 및 PVA/요오드 착체의 배향성을 효과적으로 높일 수 있기 때문이다. 건조 수축 처리에 의한 적층체의 폭 방향의 수축률은, 바람직하게는 1%∼10%이고, 보다 바람직하게는 2%∼8%이며, 특히 바람직하게는 4%∼6%이다. 가열 롤을 이용함으로써, 적층체를 반송하면서 연속적으로 폭 방향으로 수축시킬 수 있어, 높은 생산성을 실현할 수 있다.
도 4는 건조 수축 처리의 일례를 나타내는 개략도이다. 건조 수축 처리에서는, 소정의 온도로 가열된 반송 롤(R1∼R6)과, 가이드 롤(G1∼G4)에 의해, 적층체(200)를 반송하면서 건조시킨다. 도시예에서는, PVA 수지층의 면과 열가소성 수지 기재의 면을 교대로 연속 가열하도록 반송 롤(R1∼R6)이 배치되어 있지만, 예컨대, 적층체(200)의 한쪽 면(예컨대 열가소성 수지 기재면)만을 연속적으로 가열하도록 반송롤(R1∼R6)을 배치하여도 된다.
반송 롤의 가열 온도(가열 롤의 온도), 가열 롤의 수, 가열 롤과의 접촉 시간 등을 조정함으로써, 건조 조건을 제어할 수 있다. 가열 롤의 온도는 바람직하게는 60℃∼120℃이고, 더욱 바람직하게는 65℃∼100℃이며, 특히 바람직하게는 70℃∼80℃이다. 열가소성 수지의 결정화도를 양호하게 증가시켜, 컬을 양호하게 억제할 수 있음과 함께, 적층체에 극히 우수한 내구성을 부여할 수 있다. 또한, 가열 롤의 온도는 접촉식 온도계에 의해 측정할 수 있다. 도시예에서는, 6개의 반송 롤이 마련되어 있지만, 반송 롤이 복수 개이면 특별히 제한은 없다. 반송 롤은 통상적으로 2개∼40개, 바람직하게는 4개∼30개 마련된다. 적층체와 가열 롤의 접촉 시간(총 접촉 시간)은, 바람직하게는 1초∼300초이고, 보다 바람직하게는 1∼20초이며, 더욱 바람직하게는 1∼10초이다.
가열 롤은 가열로(예컨대 오븐) 내에 마련하여도 되고, 통상적인 제조 라인(실온 환경하)에 마련하여도 된다. 바람직하게는, 송풍 수단을 구비하는 가열로 내에 마련된다. 가열 롤에 의한 건조와 열풍 건조를 병용함으로써, 가열 롤 사이의 급준한 온도 변화를 억제할 수 있어, 폭 방향의 수축을 용이하게 제어할 수 있다. 열풍 건조의 온도는 바람직하게는 30℃∼100℃이다. 또한, 열풍 건조 시간은 바람직하게는 1초∼300초이다. 열풍의 풍속은 바람직하게는 10m/s∼30m/s 정도이다. 또한, 당해 풍속은 가열로 내의 풍속이며, 미니베인형 디지털 풍속계에 의해 측정할 수 있다.
바람직하게는, 수중 연신 처리 후, 건조 수축 처리 전에 세정 처리를 실시한다. 상기 세정 처리는 대표적으로는 요오드화칼륨 수용액에 PVA계 수지층을 침지시킴으로써 행한다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 두께는 하기의 측정 방법에 의해 측정한 값이다.
<두께>
10㎛ 이하의 두께는 주사형 전자 현미경(니혼 덴시사 제조, 제품명 'JSM-7100F')을 이용하여 측정하였다. 10㎛를 초과하는 두께는, 디지털 마이크로미터(안리츠사 제조, 제품명 'KC-351C')를 이용하여 측정하였다.
[실시예 1]
열가소성 수지 기재로서, 장척상이며, 흡수율 0.75%, Tg 약 75℃인, 비정질의 이소프탈 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(두께: 100㎛)을 이용하였다. 수지 기재의 편면에 코로나 처리를 실시하였다.
폴리비닐알코올(중합도 4200, 비누화도 99.2몰%) 및 아세토아세틸 변성 PVA(미츠비시 케미칼사 제조, 상품명 '고세넥스 Z410')를 9:1로 혼합한 PVA계 수지 100중량부에, 요오드화칼륨 13중량부를 첨가한 것을 물에 녹여 PVA 수용액(도포액)을 조제하였다.
수지 기재의 코로나 처리면에, 상기 PVA 수용액을 도포하고 60℃에서 건조함으로써, 두께 13㎛의 PVA계 수지층을 형성하여 적층체를 제작하였다.
얻어진 적층체를 130℃의 오븐 내에서, 원주 속도가 상이한 롤 사이에서 종방향(긴 방향)으로, 2.4배로 자유단 1축 연신하였다(공중 보조 연신 처리).
이어서, 적층체를 액체 온도 40℃의 불용화욕(물 100중량부에 대하여, 붕산을 4중량부 배합하여 얻어진 붕산 수용액)에 30초간 침지시켰다(불용화 처리).
이어서, 액체 온도 30℃의 염색욕(물 100중량부에 대하여, 요오드와 요오드화칼륨을 1:7의 중량비로 배합하여 얻어진 요오드 수용액)에, 최종적으로 얻어지는 편광막의 단체 투과율(Ts)이 43.0% 이상이 되도록 농도를 조정하면서 60초간 침지시켰다(염색 처리).
이어서, 액체 온도 40℃의 가교욕(물 100중량부에 대하여, 요오드화칼륨을 3중량부 배합하고, 붕산을 5중량부 배합하여 얻어진 붕산 수용액)에 30초간 침지시켰다(가교 처리).
그 후, 적층체를 액체 온도 70℃의 붕산 수용액(붕산 농도 4중량%, 요오드화칼륨 농도 5중량%)에 침지시키면서, 원주 속도가 상이한 롤 사이에서 종방향(긴 방향)으로, 총 연신 배율이 5.5배가 되도록 1축 연신을 행하였다(수중 연신 처리).
그 후, 적층체를 액체 온도 20℃의 세정욕(물 100중량부에 대하여 요오드화칼륨을 4중량부 배합하여 얻어진 수용액)에 침지시켰다(세정 처리).
그 후, 90℃로 유지된 오븐 중에서 건조하면서, 표면 온도가 75℃로 유지된 SUS제의 가열 롤에 약 2초 접촉시켰다(건조 수축 처리). 건조 수축 처리에 의한 적층체의 폭 방향의 수축률은 5.2%이었다.
이와 같이 하여, 수지 기재 위에 두께 5㎛의 편광막(흡수형 편광막)을 형성하였다.
얻어진 편광막의 표면(적층체의 편광막 측의 면)에, 보호층으로서 두께 25㎛의 시클로올레핀계 수지 필름을, 자외선 경화형 접착제를 개재하여 첩합하였다. 구체적으로는, 경화 후의 접착제층의 두께가 약 1㎛가 되도록 도공하고, 롤기를 사용하여 첩합하였다. 그 후, UV 광선을 시클로올레핀계 수지 필름 측으로부터 조사하여 접착제를 경화시켰다. 이어서, 수지 기재를 박리하여, 시클로올레핀계 수지 필름/흡수형 편광막의 구성을 갖는 편광 필름(흡수형 편광 필름)을 얻었다.
[실시예 2]
수지 기재에 두께 18㎛의 PVA계 수지층을 형성한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 두께 7㎛의 편광막을 포함하는 편광 필름을 얻었다.
[비교예 1]
두께 30㎛의 폴리비닐알코올(PVA)계 수지 필름(쿠라레이 제조, 상품명 'PE3000')의 장척 롤을, 롤 연신기에 의해 긴 방향으로 5.9배가 되도록, 긴 방향으로 1축 연신하면서 동시에 팽윤, 염색, 가교, 세정 처리를 이 순서대로 실시한 후, 마지막으로 건조 처리를 실시함으로써, 두께 12㎛의 편광막(흡수형 편광막)을 제작하였다.
상기 팽윤 처리는 20℃의 순수로 처리하면서 2.2배로 연신하였다. 이어서, 염색 처리는 얻어지는 편광막의 단체 투과율이 45.0%가 되도록 요오드 농도가 조정된 요오드와 요오드화칼륨의 중량비가 1:7인 30℃의 수용액 중에서 처리하면서 1.4배로 연신하였다. 이어서, 가교 처리는 2단계의 가교 처리를 채용하고, 1단계째의 가교 처리는 40℃의 붕산과 요오드화칼륨을 용해한 수용액에서 처리하면서 1.2배로 연신하였다. 1단계째의 가교 처리 수용액의 붕산 함유량은 5.0중량%로, 요오드화칼륨 함유량은 3.0중량%로 하였다. 2단계째의 가교 처리는 65℃의 붕산과 요오드화칼륨을 용해한 수용액에서 처리하면서 1.6배로 연신하였다. 2단계째의 가교 처리 수용액의 붕산 함유량은 4.3중량%로, 요오드화칼륨 함유량은 5.0중량%로 하였다. 이어서, 세정 처리는 20℃의 요오드화칼륨 수용액으로 처리하였다. 세정 처리 수용액의 요오드화칼륨 함유량은 2.6중량%로 하였다. 마지막으로, 70℃에서 5분간 건조 처리하여 편광막을 얻었다.
얻어진 편광막에, 보호층으로서 두께 25㎛의 시클로올레핀계 수지 필름을, PVA계 접착제(미츠비시 케미칼사 제조, 상품명 '고세놀 Z200')의 3% 수용액을 이용하여 첩합하고, 편광 필름을 얻었다.
[비교예 2]
두께 45㎛의 PVA계 수지 필름을 이용한 것 이외에는 비교예 1과 마찬가지로 하여, 두께 17㎛의 편광막을 포함하는 편광 필름을 얻었다.
[비교예 3]
두께 60㎛의 PVA계 수지 필름을 이용한 것 이외에는 비교예 1과 마찬가지로 하여, 두께 23㎛의 편광막을 포함하는 편광 필름을 얻었다.
[비교예 4]
두께 75㎛의 PVA계 수지 필름을 이용한 것 이외에는 비교예 1과 마찬가지로 하여, 두께 30㎛의 편광막을 포함하는 편광 필름을 얻었다.
실시예 및 비교예에 대하여, 하기의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 1에 정리한다.
<평가>
1. 치수 변화율(%)
얻어진 편광 필름으로부터 100mm×100mm 사이즈의 시험편을 연신 방향 및 그에 직교하는 방향을 따라 절취하고, 두께 20㎛의 아크릴계 점착제층을 개재하여 유리판에 첩합하였다. 이를 80℃의 오븐에 500시간 두어 가열하고, 가열 전후의 사이즈를 측정하여, 가열 전후의 치수 변화율을 산출하였다.
2. 수축 응력(N/4mm)
얻어진 편광막(보호 필름을 첩합하기 전)으로부터 20mm×4mm 사이즈의 시험편을 연신 방향 및 그에 직교하는 방향을 따라 절취하고, TMA 분석 장치(히타치 하이테크 사이언스사 제조, 'TMA7100E')를 셋팅하였다. 그 상태를 보유 지지한 채, 50℃에서 30분 가열하여, 시험편에서 생기는 수축 응력을 측정하였다.
3. 광학 얼룩
얻어진 편광 필름을 200mm×150mm의 사이즈로 절취하여, 20㎛ 아크릴계 점착제층을 개재하여 유리판에 첩합하여 얻은 샘플을, 80℃의 가열 시험기에 120시간 투입하였다. 그 후, 취출한 샘플에 다른 표준용 편광판(닛토덴코사 제조, 'CRT1794')을 서로의 흡수축이 직교하도록 중첩하여, 이를 백라이트 위에 재치하고, 이 상태에서 면 내에서의 얼룩을 확인하였다.
[표 1]
비교예에서는, 도 5에 나타내는 바와 같이 광학 얼룩(특히 모서리(角部)에서)이 확인되었다.
본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지의 변형이 가능하다. 예컨대, 상기 실시형태에서 나타낸 구성과 실질적으로 동일한 구성, 동일한 작용 효과를 발휘하는 구성 또는 동일한 목적을 달성할 수 있는 구성으로 치환할 수 있다.
[산업상 이용가능성]
본 발명의 실시형태에 관한 렌즈부는, 예컨대 VR 고글 등의 표시체에 이용될 수 있다.
2: 표시 시스템
4: 렌즈부
12: 표시 소자
14: 반사부
16: 제1 렌즈부
18: 하프 미러
20: 제1 위상차 부재
22: 제2 위상차 부재
24: 제2 렌즈부
30: 적층체
32: 반사형 편광 부재
34: 흡수형 편광 부재
36: 접착층
4: 렌즈부
12: 표시 소자
14: 반사부
16: 제1 렌즈부
18: 하프 미러
20: 제1 위상차 부재
22: 제2 위상차 부재
24: 제2 렌즈부
30: 적층체
32: 반사형 편광 부재
34: 흡수형 편광 부재
36: 접착층
Claims (16)
- 유저에 대하여 화상을 표시하는 표시 시스템에 이용되는 렌즈부로서,
화상을 나타내는 표시 소자의 표시면으로부터 앞쪽을 향하여 출사되어 편광 부재 및 제1 λ/4 부재를 통과한 광을, 반사하며, 반사형 편광 부재 및 상기 반사형 편광 부재의 앞쪽에 배치되는 흡수형 편광 부재를 포함하는 반사부와,
상기 표시 소자와 상기 반사부 사이의 광로상에 배치되는 제1 렌즈부와,
상기 표시 소자와 상기 제1 렌즈부 사이에 배치되고, 상기 표시 소자로부터 출사된 광을 투과시켜, 상기 반사부에서 반사된 광을 상기 반사부를 향하여 반사시키는 하프 미러와,
상기 하프 미러와 상기 반사부 사이의 광로상에 배치되는 제2 λ/4 부재를 구비하며,
상기 흡수형 편광 부재를 구성하는 흡수형 편광막의 두께는 8㎛ 이하인,
렌즈부. - 제1항에 있어서,
상기 반사형 편광 부재의 반사축과 상기 흡수형 편광 부재의 흡수축은 서로 평행하게 배치되는, 렌즈부. - 제1항에 있어서,
상기 제1 렌즈부와 상기 하프 미러는 일체인, 렌즈부. - 제1항에 있어서,
상기 반사부의 앞쪽에 배치되는 제2 렌즈부를 구비하는, 렌즈부. - 제1항에 있어서,
상기 표시 소자에 포함되는 상기 편광 부재의 흡수축과 상기 제1 λ/4 부재의 지상축이 이루는 각도는 40°∼50°이고,
상기 표시 소자에 포함되는 상기 편광 부재의 흡수축과 상기 제2 λ/4 부재의 지상축이 이루는 각도는 40°∼50°인, 렌즈부. - 제1항에 있어서,
상기 반사형 편광 부재의 두께에 대한 상기 흡수형 편광막의 두께의 비는 15% 이하인, 렌즈부. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 렌즈부의 상기 반사부에 이용되고,
상기 반사형 편광 부재와 상기 흡수형 편광 부재를 포함하는,
적층체. - 제7항에 있어서,
상기 반사형 편광 부재와 상기 흡수형 편광 부재는 접착층을 개재하여 적층되는, 적층체. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 렌즈부를 포함하는 표시체.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 렌즈부를 포함하는 표시체의 제조 방법.
- 편광 부재 및 제1 λ/4 부재를 통하여 출사된 화상을 나타내는 광을, 하프 미러 및 제1 렌즈부를 통과시키는 단계와,
상기 하프 미러 및 상기 제1 렌즈부를 통과한 광을, 제2 λ/4 부재를 통과시키는 단계와,
상기 제2 λ/4 부재를 통과한 광을, 반사형 편광 부재를 포함하는 반사부에서 상기 하프 미러를 향하여 반사시키는 단계와,
상기 반사부 및 상기 하프 미러에서 반사시킨 광을, 상기 제2 λ/4 부재에 의해 상기 반사부의 상기 반사형 편광 부재를 투과 가능하게 하는 단계와,
상기 반사형 편광 부재를 투과한 광을, 흡수형 편광 부재를 투과시키는 단계를 포함하고,
상기 흡수형 편광 부재를 구성하는 흡수형 편광막의 두께는 8㎛ 이하인,
표시 방법. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 렌즈부의 흡수형 편광막의 제조 방법으로서,
장척상의 열가소성 수지 기재의 편측에, 할로겐화물과 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층체로 하는 것, 및,
상기 적층체에 공중 보조 연신 처리와, 염색 처리와, 수중 연신 처리와, 긴 방향으로 반송하면서 가열함으로써 폭 방향으로 2% 이상 수축시키는 건조 수축 처리를 이 순서대로 실시하는 것을 포함하는, 제조 방법. - 제12항에 있어서,
상기 폴리비닐알코올계 수지층에서의 상기 할로겐화물의 함유량이, 상기 폴리비닐알코올계 수지 100중량부에 대하여 5중량부∼20중량부인, 제조 방법. - 제12항에 있어서,
상기 공중 보조 연신 처리에서의 연신 배율이 2.0배 이상인, 제조 방법. - 제12항에 있어서,
상기 건조 수축 처리 공정이 가열 롤을 이용하여 가열하는 공정인, 제조 방법. - 제15항에 있어서,
상기 가열 롤의 온도가 60℃∼120℃이고, 상기 건조 수축 처리에 의한 상기 적층체의 폭 방향의 수축률이 2% 이상인, 제조 방법.
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