KR101258549B1

KR101258549B1 - 편광자 보호 필름, 편광판 및 액정 표시 소자

Info

Publication number: KR101258549B1
Application number: KR1020100044861A
Authority: KR
Inventors: 케이이치 오사무라
Original assignee: 가부시키가이샤 지로 코포레토 프란
Priority date: 2009-05-14
Filing date: 2010-05-13
Publication date: 2013-05-02
Also published as: KR20100123630A; CN101887143B; KR20120059476A; CN101887143A; KR101258553B1

Abstract

폴리비닐알코올로 이루어지는 편광자에 대한 이접착 형상이 시행된 신규의 셀룰로오스에스테르제의 편광자 보호 필름, 및 이와 같은 편광자 보호 필름을 구비한 편광판 및 액정 표시 소자의 제공을 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 셀룰로오스에스테르제의 투명한 기재층을 구비하는 편광자 보호 필름으로서, 상기 기재층의 내면에 형성되는 미세한 요철형상을 가지고, 기재층의 내면의 산술 표면 거칠기(Ra)가 1μm 이상 10μm 이하인 것을 특징으로 하는 편광자 보호 필름이다. 상기 기재층의 내면의 10점 평균 거칠기(Rz)로서는 2μm 이상 60μm 이하가 바람직하고, 기재층의 내면의 산술 평균 거칠기(Ra)에 대한 10점 평균 거칠기(Rz)의 거칠기비(Rz/Ra)로서는 1 이상 15 이하가 바람직하다.

Description

편광자 보호 필름, 편광판 및 액정 표시 소자{POLARIZER PROTECTION FILM, POLARIZING PLATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY ELEMENT}

본 발명은 편광자 보호 필름, 편광자 보호 필름을 구비한 편광판 및 편광판을 구비한 액정 표시 소자에 관한 것이다.

최근, 액정 표시 장치(LCD)가 박형, 경량이며, 소비 전력이 작은 점에서 CRT 대신에 광범위하게 사용되고 있다. 액정 표시 장치의 사용 분야는 종래의 전자계산기나 시계 등의 소형품에서 자동차용 계기, PC 모니터, 텔레비전 등과 같은 대형품에 이르기까지 확대되고 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 액정 표시 장치에 배치되는 일반적인 액정 표시 소자(21)는 액정층(27)이 양면의 투명 매체층(26)(예를 들어 유리)으로 협지된 액정 셀(25)과, 편광능을 가지는 편광자(24)의 양면에 접착제를 통하여 편광자 보호 필름(23)이 첩합된 편광판(22)을 구비하고, 액정 셀(25)이 접착제층(28)을 통하여 편광판(22)에 의해 상하로부터 협지된 구조를 가지고 있다. 이와 같이 편광자(24)는 강도의 향상과 취급의 용이화의 관점에서 편광자 보호 필름(23)에 의해 보호되어 있다.

편광자의 재료로서는 일반적으로 친수성 수지인 폴리비닐알코올(PVA)이 사용되고 있고, PVA 필름을 1축 연신하고 나서, 요오드 또는 이색성 염료로 염색하거나, 또는 염색하고 나서 연신하고, 다음에 붕소 화합물로 가교함으로써 편광자가 형성된다. 또 편광자 보호 필름으로서는 광학적으로 투명하며 복굴절성이 작은 것, PVA로 이루어지는 편광자와의 접착성이 우수한 것 등의 특성이 요구되는 점에서 일반적으로 트리아세틸셀룰로오스(TAC)가 사용되고 있다. 트리아세틸셀룰로오스는 알칼리에 의해 비누화 처리(에스테르기가 친수성기인 수산기에 치환)된 후, 친수성 수지인 폴리비닐알코올로 구성된 편광자에 수용성의 접착제를 통하여 접착된다.

트리아세틸셀룰로오스 필름은 통상 용액 유연법에 의해 제조된다. 용액 유연법은 트리아세틸셀룰로오스를 할로겐계 용매 등의 용매에 용해한 이른바 도프라는 용액을 지지체로서 회전하는 엔드리스 벨트나 드럼상에 유연 제막하는 제법이다. 유연후, 용매의 일부를 지지체상에서 건조시키고 고화하여 얻어진 필름을 지지체로부터 박리하고, 나머지 용매를 건조시켜 트리아세틸셀룰로오스 필름이 얻어진다.

이와 같은 방법은 성형된 필름 내부에 잔존하는 용매를 제거해야 하기 때문에, 건조 라인이나 증발한 용매의 회수 및 재생 장치 등, 설비 및 제조 비용이 방대해진다. 또 할로겐계 용매를 사용하고 있기 때문에, 환경 문제의 면에서도 대체 재료 및 다른 제조 방법의 개발이 요구되고 있다. 한편, 용융 압출법에 의해 셀룰로오스에스테르 필름을 제조하는 방법도 제안되어 있다(예를 들어 일본 특허 공개 2006-63169호 공보, 일본 특허 공개 2006-306027호 공보 등). 그러나, 이들 방법에 의해 얻어진 셀룰로오스에스테르 필름에 의하면, 표면이 평활하게 형성되어 있기 때문에 PVA로 이루어지는 편광자와의 충분한 접착성이 얻어지지 않는다는 문제가 존재한다.

일본 특허 공개 2006-63169호 공보 일본 특허 공개 2006-306027호 공보

본 발명은 이들 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 폴리비닐알코올로 이루어지는 편광자에 대한 이접착 형상이 시행된 신규의 셀룰로오스에스테르제의 편광자 보호 필름, 및 이와 같은 편광자 보호 필름을 구비한 편광판, 및 액정 표시 소자의 제공을 목적으로 하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 발명은,

셀룰로오스에스테르제의 투명한 기재층을 구비하는 편광자 보호 필름으로서,

상기 기재층의 내면에 형성되는 미세한 요철형상을 가지고,

기재층의 내면의 산술 표면 거칠기(Ra)가 1μm 이상 10μm 이하인 것을 특징으로 하는 편광자 보호 필름이다.

당해 편광자 보호 필름은 기재층의 내면에 당해 내면의 표면 거칠기(Ra)가 1μm 이상 10μm 이하가 되도록 미세한 요철형상을 가지고 있다. 당해 편광자 보호 필름은 이와 같이 기재층의 내면 전체면에 상기 사이즈의 미세한 요철형상을 가지고 있는 것에 의해, 기재층 내면의 표면적이 현격히 증가하고 있다. 따라서, 당해 편광자 보호 필름에 의하면, 편광자 또는 접착제층과, 기재층 내면이 접하는 면적이 현격히 증가하기 때문에 접착성이 향상된다. 또 이와 같이 내면이 넓은 표면적을 가지는 셀룰로오스에스테르제의 기재층을 알칼리로 비누화하면, 내면 표면에 생기는 친수성기인 수산기가 통상보다 증가하고, 이로써도 폴리비닐알코올로 구성되는 편광자 및 접착제층과의 접착성이 효과적으로 향상된다.

상기 기재층의 내면의 10점 평균 거칠기(Rz)로서는 2μm 이상 60μm 이하이면 되고, 기재층의 내면의 산술 평균 거칠기(Ra)에 대한 10점 평균 거칠기(Rz)의 거칠기비(Rz/Ra)로서는 1 이상 15 이하이면 된다. 기재층의 내면의 10점 평균 거칠기(Rz)가 상기 범위인 것에 의해, 더욱 내면의 표면적이 확대되어 접착성이 향상된다. 또 기재층 내면의 미세한 요철형상이 거칠기비(Rz/Ra)가 상기 범위가 되도록 전체적으로 일정한 거칠기를 가지고 또한 대략 균일하게 형성됨으로써 기재층 내면의 표면적을 증대시키면서 요철의 불균일을 저감시킬 수 있다. 따라서 당해 편광자 보호 필름에 의하면, 편광자와의 접착의 균일성이 높아짐과 아울러, 필름상의 휘점이 감소되어 편광자의 보호 필름으로서의 품질이 향상된다.

상기 셀룰로오스에스테르가 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트이면 된다. 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트는 용융성, 성형성이 우수하기 때문에, 기재층 내면의 요철형상을 용이하고 또한 경제적으로 형성할 수 있다. 또 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트는 비누화 처리가 용이하며, 비누화에 의해 기재층 내면의 친수성을 용이하고 또한 충분히 발휘시킬 수 있다.

당해 편광자 보호 필름은 기재층의 외면측에 적층되는 반사 방지층(예를 들어 안티글레어층, 반사 방지층, 저굴절률층이라고 불리는 것이 포함됨) 또는 하드 코트층을 구비하고 있어도 된다. 반사 방지층을 구비한 편광자 보호 필름이 액정 표시 소자의 표시면측에 배열 설치되는 경우에는 편광자의 보호와 함께 반사 방지 기능을 발휘할 수 있다. 또 편광자 보호 필름이 추가로 하드 코트층을 구비함으로써 편광자의 보호 기능을 강화하는 것이 가능해진다.

당해 편광자 보호 필름은 상기 기재층의 내면의 반전형상을 주위에 가지는 롤형과 다른 롤과의 닙에 용융 상태의 셀룰로오스에스테르를 통과시키고, 상기 형상을 전사하는 압출 시트 성형법에 의해 형성되어 있으면 된다. 이와 같은 압출 시트 성형법에 의한 이른바 엠보스 가공으로 기재층 내면의 요철형상을 형성하는 것에 의하면, 당해 요철형상의 사이즈나 구체적 형상, 및 기재층 내면의 표면 거칠기 등의 설정 및 그 조정을 용이하고 또한 정확하게 행할 수 있다. 또 압출 시트 성형법에 의해 필름 성형과 기재층 내면의 요철형상 성형을 동시에 행함으로써 성형된 필름을 권취할 때에 기재층 내면의 요철형상의 존재에 의해 필름간의 밀착성을 감소시킬 수 있기 때문에 길게 감긴 필름을 제조할 수 있다.

폴리비닐알코올을 가지는 편광자와, 이 편광자의 양면측에 적층되는 한 쌍의 편광자 보호 필름을 구비하는 편광판에 있어서, 적어도 일방의 편광자 보호 필름으로서 기재층 내면에 미세한 요철형상을 가지는 당해 편광자 보호 필름이 사용되고 있으면 된다. 이와 같은 편광판에 있어서는, 편광자의 적어도 일방의 면측에 폴리비닐알코올에 대한 이접착 형상이 시행된 기재층을 구비한 당해 편광자 보호 필름을 사용함으로써 편광자와 당해 편광자 보호 필름과의 접착성, 접착의 내구성이 높아지고, 나아가서는 편광판의 강도, 취급성이 향상된다.

액정 셀과, 이 액정 셀의 양면측에 적층되는 한 쌍의 편광판을 구비하는 액정 표시 소자에 있어서, 적어도 일방의 편광판으로서, 기재층 내면에 미세한 요철형상을 가지는 편광자 보호 필름을 가지는 상기 편광판이 사용되고 있으면 된다. 이와 같은 액정 표시 소자에 있어서는, 편광자와 편광자 보호 필름과의 접착성, 접착 내구성이 높고, 편광판의 강도, 취급성이 우수하기 때문에, 액정 표시 소자가 가지는 제특성이 장기간에 걸쳐 안정적으로 발휘되어 신뢰성이 향상된다.

또한, 본 발명에 있어서 「내면」은 한 쌍의 편광자 보호 필름간에 편광자를 협지하여 이루어지는 편광판에 있어서, 중심의 편광자측을 의미하고, 「외면」은 그 반대측을 의미한다. 또 「외면측」 등 어느 「면측」은 그 어느 면에 직접 적층되는 경우 뿐만 아니라, 다른 층을 통하여 적층되는 경우도 포함하는 것을 의미한다. 또 「산술 평균 거칠기(Ra)」 및 「10점 평균 거칠기(Rz)」는 JIS B0601-1994에 준하고, 컷오프 λc 2.5mm, 평가 길이 12.5mm에서의 값이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 편광자 보호 필름에 의하면, 내면에 폴리비닐알코올로 이루어지는 편광자에 대한 이접착 형상, 즉 미세한 요철형상이 형성되어 있기 때문에, 친수성 수지인 폴리비닐알코올을 가지는 편광자와의 접착성이 비약적으로 개선된다. 또한 당해 요철형상을 가짐으로써 압출 시트 성형에 있어서의 필름의 장척화가 가능해진다. 또 편광판이 당해 편광자 보호 필름을 구비함으로써 이와 같은 편광판의 강도, 취급성이 향상된다. 또한, 액정 표시 소자가 당해 편광판을 구비함으로써 원하는 특성이 장기간에 걸쳐서 안정적으로 발휘된다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 편광자 보호 필름을 도시한 모식적 단면도이다.
도 2는 도 1의 편광자 보호 필름을 구비하는 편광판의 모식적 단면도이다.
도 3은 도 2의 편광판을 제조하는 장치를 도시한 모식도이다.
도 4는 도 2의 편광판을 구비한 액정 표시 소자의 모식적 단면도이다.
도 5는 종래 기술에 의한 일반적인 액정 표시 소자의 구조를 도시한 모식적 단면도이다.

이하, 적당히 도면을 참조하면서 본 발명의 편광자 보호 필름, 편광자 보호 필름을 구비한 편광판 및 편광판을 구비한 액정 표시 소자에 대해서 상세히 설명한다.

도 1의 편광자 보호 필름(1)은 투명한 기재층(2)을 구비하고 있다.

기재층(2)은 셀룰로오스에스테르제이다. 기재층(2)으로서는 특히 셀룰로오스의 저급 지방산 에스테르제인 것이 바람직하다. 셀룰로오스의 저급 지방산 에스테르에 있어서의 저급 지방산은 탄소 원자수가 6 이하의 지방산을 의미하고, 예를 들어 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스프로피오네이트, 셀룰로오스부틸레이트 등을 들 수 있고, 특히 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트인 것이 바람직하다. 또한, 후술하는 바와 같이, 기재층(2)에는 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 등 셀룰로오스에스테르에 더해서 하나 또는 복수의 첨가제를 가해도 된다.

기재층(2)은 셀룰로오스에스테르제이기 때문에 비누화 처리에 의해 표면의 에스테르기가 친수성기인 수산기에 치환되어, 친수성 수지인 폴리비닐알코올로 구성된 편광자에 용이하게 접착된다. 특히 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트에 의하면 비누화 처리를 공업적 수법으로 용이하게 행하는 것이 가능함과 아울러, 후술하는 기재층(2) 내면의 미세한 요철형상(3)을 정확하고 또한 경제적으로 형성할 수 있다. 또 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트는 용융성이 우수하기 때문에 압출 시트 성형법으로 성형할 수 있기 때문에 할로겐화 용매를 불필요로 하여 환경면 및 에너지 절약의 점에서도 우수하다.

기재층(2)은 내면에 형성된 미세한 요철형상(3)을 가지고 있다. 이 미세한 요철형상(3)에 의한 기재층(2)의 내면의 표면 거칠기로서는 Ra(산술 평균 거칠기)의 하한값이 1μm, 바람직하게는 2μm, 더욱 바람직하게는 3μm이면 되고, Ra의 상한값이 10μm, 바람직하게는 8μm, 더욱 바람직하게는 6μm, 보다 바람직하게는 4μm, 특히 바람직하게는 3μm이면 된다. 당해 편광자 보호 필름(1)은 기재층(2)의 내면 전체면에 상기 사이즈의 미세한 요철형상(3)을 가지고 있는 것에 의해, 기재층(2) 내면의 표면적이 현격히 증대하고 있다. 따라서, 당해 편광자 보호 필름(1)에 의하면, 편광자 또는 접착제층과 기재층(2) 내면이 접하는 면적이 증대하고 있기 때문에, 편광자 및 접착제층과의 접착성이 향상된다. 또한 이와 같이 내면이 현격히 넓은 표면적을 가지는 셀룰로오스에스테르제의 기재층(2)을 알칼리로 비누화하면 내면 표면에 친수성기인 수산기가 다수 생기기 때문에, 이로써도 폴리비닐알코올로 구성되는 편광자 및 접착제층과의 접착성이 효과적으로 향상된다. 또한 기재층(2) 내면의 표면 거칠기가 상기 범위 미만이면 내면의 표면적이 충분히 증대되지 않기 때문에 접착성의 향상이 현저하게 나타나지는 않는다. 또 기재층(2) 내면의 표면 거칠기가 상기 범위를 넘으면 투과하는 광선의 면균일성이 저하된다.

또, 기재층(2)의 내면이 상기 요철형상(3)을 가지고 있는 것에 의해, 당해 기재층(2) 또는 편광자 보호 필름(1)을 성형하여 롤에서 권취할 때에, 필름간의 밀접한 접촉을 당해 요철형상(3)에 의해 방지할 수 있다. 따라서, 당해 편광자 보호 필름(1)에 의하면 권취후의 블로킹이 방지되어 필름의 장척화가 가능해진다.

기재층(2)의 내면의 표면 거칠기로서는 10점 평균 거칠기(Rz)가 2μm 이상 60μm 이하, 바람직하게는 2μm 이상 30μm 이하이면 된다. 기재층(2)의 내면의 표면 거칠기가 상기 범위인 것에 의해, 내면의 표면적이 더욱 확대되어 편광자 및 접착제층과의 접착성이 향상된다. 기재층(2)의 내면의 10점 평균 거칠기(Rz)가 상기 범위를 넘으면 기재층(2)의 두께가 극단적으로 얇은 개소가 형성되기 때문에 기재층(2)의 강도가 저하된다. 기재층(2)의 내면의 10점 평균 거칠기(Rz)가 상기 범위 미만이면 충분히 내면의 표면적이 증대되지 않아 접착성의 향상 효과가 나타나지 않는다.

또 기재층(2)의 내면의 산술 평균 거칠기(Ra)에 대한 10점 평균 거칠기(Rz)의 거칠기비(Rz/Ra)로서는 1 이상 15 이하, 바람직하게는 1.5 이상 15 이하, 더욱 바람직하게는 2 이상 15 이하이면 된다. 일반적으로 편광자 보호 필름은 휘점이 적은 것이 바람직하다. 휘점은 2장의 편광판을 직교로 배치하여 이 사이에 셀룰로오스에스테르 필름을 배치하고, 일방의 면으로부터 셀룰로오스에스테르 필름을 관찰했을 때에, 광원의 광이 새어 보이는 점을 말한다. 10점 평균 거칠기(Rz)는 국소적인 요철의 크기를 나타내는 파라미터이며, 거칠기비(Rz/Ra)가 크면 국소적으로 큰 요철이 많이 존재하는 것이 된다. 이 국소적인 요철이 필름상의 휘점의 하나가 된다. 따라서, 기재층(2) 내면의 미세한 요철형상(3)이 거칠기비(Rz/Ra)가 상기 범위가 되도록 전체적으로 대략 균일하게 형성됨으로써 내면의 요철의 불균일을 저감시킬 수 있기 때문에, 휘점을 감소시켜 편광자의 보호 필름으로서의 품질이 향상된다. 기재층(2) 내면의 거칠기비(Rz/Ra)가 상기 범위를 넘으면 편광자와 기재층(2) 내면 사이에 요철형상(3)에 의한 미세한 간극이 생길 수 있는 것에 의해 밀착성이 저하되고, 접착성이 반대로 저하되게 된다. 또 기재층(2) 내면의 거칠기비(Rz/Ra)가 상기 범위를 넘으면 기재층(2)의 두께가 극단적으로 얇은 개소가 형성되기 때문에 기재층(2)의 강도가 저하된다.

기재층(2)의 평균 두께로서는 바람직하게는 10μm 이상 200μm 이하, 더욱 바람직하게는 20μm 이상 100μm 이하이다. 기재층(2)의 두께를 10μm 이상으로 함으로써 적당한 강도 및 강성이 얻어져, 안정적이고 또한 용이하게 필름 제조를 행하는 것이 가능해지고, 한편, 기재층(2)의 두께를 200μm 이하로 함으로써 제조시의 라인 속도, 생산성, 컨트롤성 등이 높아진다.

기재층(2)에 사용하는 셀룰로오스에스테르는 셀룰로스를 원료로 수산기의 아실화에 의해 제조된다. 본 발명에 사용되는 셀룰로오스에스테르에 있어서, 셀룰로오스의 수산기의 치환도에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 셀룰로오스의 수산기에 대한 지방산의 결합도를 측정하여, 계산에 의해 치환도를 얻을 수 있다. 치환도의 측정은 ASTM의 D-817-91에 규정되는 방법에 의해 할 수 있다.

본 발명에 사용하는 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트로서는 하기 식 (A) 및 (B)를 만족시키는 것이 바람직하다.

2.0≤X+Y≤3.0 (A)

1.2≤X≤2.8 (B)

식 중, X는 수산기에 대한 아세틸기의 치환도를 나타내고, Y는 셀룰로오스의 수산기에 대한 프로피오닐기의 치환도를 나타낸다. 「치환도」는 셀룰로오스의 2위, 3위 및 6위의 각각의 수산기의 수소 원자가 치환되어 있는 비율의 합계를 의미한다. 2위, 3위 및 6위의 모든 수산기가 아실기로 치환된 경우에는 치환도가 3이 된다.

본 발명에 사용하는 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트는 하기 식 (A') 및 (B')를 만족시키는 것이 보다 바람직하고, 하기 식 (A”) 및 (B”)를 만족시키는 것이 더욱 바람직하다.

2.2≤X+Y≤2.9 (A')

1.3≤X≤2.7 (B')

2.4≤X+Y≤2.8 (A”)

1.4≤X≤2.6 (B”)

상기 식을 만족하는 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트는 아실기의 소수성과 수산기의 친수성을 적절하게 밸런스시킴으로써 필름형상으로의 가공 성형을 용이하게 할 수 있다. 이들은 공지된 방법으로 합성할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 셀룰로오스에스테르는 중량 평균 분자량(Mw)/수 평균 분자량(Mn)비가 1.5 내지 5.5인 것이 바람직하게 사용되며, 특히 바람직하게는 2.0 내지 5.0이며, 더욱 바람직하게는 2.5 내지 5.0이며, 더욱 바람직하게는 3.0 내지 5.0의 셀룰로오스에스테르가 바람직하게 사용된다.

본 발명에서 사용되는 셀룰로오스에스테르의 원료 셀룰로오스는 목재 펄프여도 면화 린터여도 되고, 목재 펄프는 침엽수여도 활엽수여도 되지만, 침엽수 쪽이 보다 바람직하다. 제막시의 박리성의 점에서는 면화 린터가 바람직하게 사용된다. 이들로부터 만들어진 셀룰로오스에스테르는 적당히 혼합하거나, 또는 단독으로 사용할 수 있다.

예를 들어 면화 린터 유래 셀룰로오스에스테르:목재 펄프(침엽수) 유래 셀룰로오스에스테르:목재 펄프(활엽수) 유래 셀룰로오스에스테르의 비율이 100:0:0, 90:0:0, 85:15:0, 50:50:0, 20:80:0, 10:90:0, 0:100:0, 0:0:100, 80:10:10, 85:0:15, 40:30:30으로 사용할 수 있다.

또 본 발명에서 사용되는 셀룰로오스에스테르는 필름으로 했을 때의 휘점이 적은 것이 바람직하다. 휘점은 셀룰로오스에스테르에 포함되는 미반응의 셀룰로스가 그 원인의 하나라고 생각되며, 용융된 셀룰로오스에스테르를 여과함으로써 제거하여 저감시킬 수 있다. 또, 필름 막두께가 얇아질수록 단위면적당의 휘점수는 적어지고, 필름에 포함되는 셀룰로오스에스테르의 함유량이 적어질수록 휘점은 적어지는 경향이 있다.

휘점은 직경 0.01mm 이상의 것이 200개/cm² 이하인 것이 바람직하고, 100개/cm² 이하인 것이 보다 바람직하며, 50개/cm² 이하인 것이 더욱 바람직하고, 30개/cm² 이하인 것이 더욱 바람직하며, 10개/cm² 이하인 것이 더욱 바람직하고, 전무한 것이 가장 바람직하다. 또, 0.005 내지 0.01mm 이하의 휘점에 대해서도 2O0개/cm² 이하인 것이 바람직하고, 100개/cm² 이하인 것이 보다 바람직하며, 50개/cm² 이하인 것이 더욱 바람직하고, 3O개/cm² 이하인 것이 더욱 바람직하며, 10개/cm² 이하인 것이 더욱 바람직하고, 전무한 것이 가장 바람직하다.

휘점 이물을 여과에 의해 제거하는 경우, 셀룰로오스에스테르를 단독으로 용융시킨 것을 여과하는 것 보다 가소제를 첨가 혼합한 조성물을 여과하는 것이 휘점 이물의 제거 효율이 높아 바람직하다. 자외선 흡수제, 그 밖의 첨가물도 적당히 혼합한 것을 여과할 수 있다. 여과는 셀룰로오스에스테르를 포함하는 용융물의 점도가 10000P 이하에서 여과되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 5000P 이하가 바람직하며, 1000P 이하인 것이 더욱 바람직하고, 500P 이하인 것이 더욱 바람직하다. 여과재로서는 유리 섬유, 셀룰로오스 섬유, 여과지, 4불화에틸렌 수지 등의 불소 수지 등의 종래 공지된 것이 바람직하게 사용되는데, 특히 세라믹스, 금속 등이 바람직하게 사용된다. 절대 여과 정밀도로서는 50μm 이하의 것이 바람직하게 사용되고, 30μm 이하의 것이 더욱 바람직하며, 10μm 이하의 것이 더욱 바람직하고, 5μm 이하의 것이 더욱 바람직하게 사용된다. 이들은 적당히 조합하여 사용할 수도 있다. 여과재는 서페이스 타입이어도 뎁스 타입이어도 사용할 수 있는데, 뎁스 타입 쪽이 비교적 막히지 않아 바람직하게 사용된다.

원료의 셀룰로오스에스테르는 적어도 한번 용매에 용해시킨 후, 용매를 건조시킨 셀룰로오스에스테르를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 가소제, 자외선 흡수제 및 매트제의 적어도 1개 이상과 함께 용매에 용해시킨 후, 건조시킨 셀룰로오스에스테르가 바람직하다. 또한, 용해의 과정에서 -20℃ 이하로 냉각한 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 셀룰로오스에스테르를 첨가함으로써 용융 상태로 했을 때의 각 첨가물의 균일 분산성이 높아져, 광학 특성을 균일하게 하기 위해서도 우수하다. 특히, 이와 같은 셀룰로오스에스테르를 전체 셀룰로오스에스테르의 1질량% 이상, 보다 바람직하게는 5질량% 이상, 더욱 바람직하게는 10질량% 이상, 더욱 바람직하게는 30질량% 이상, 더욱 바람직하게는 50질량% 이상 첨가하는 것이 바람직하고, 가장 바람직하게는 모든 셀룰로오스에스테르 원료가 한 번 용매로 용해된 것이 바람직하다.

본 발명의 편광자 보호 필름(1)은 셀룰로오스에스테르 이외의 고분자 성분을 적당히 혼합한 것이어도 된다. 혼합되는 고분자 성분은 셀룰로오스에스테르와 상용성이 우수한 것이 바람직하고, 필름으로 했을 때의 투과율이 80% 이상, 보다 바람직하게는 90% 이상, 더욱 바람직하게는 92% 이상인 것이 바람직하다.

본 발명에 사용되는 셀룰로오스에스테르는 1종 이상의 첨가제를 함유하고 있어도 된다. 첨가제는 미리 셀룰로오스에스테르와 혼합해 두어도 되고, 용융 압출법에 있어서 압출기의 도중에 이겨넣어도 된다. 균일하게 첨가하기 위해서 스태틱 믹서 등의 혼합 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 첨가제로서는 가소제, 산화 방지제, 산포착제, 광안정제, 과산화물 분해제, 래디컬 포착제, 금속 불활성화제, 자외선 흡수제, 매트제, 염료 등을 들 수 있다. 또 상기 기능을 가지는 것이면, 여기에 분류되지 않는 첨가제도 사용된다.

기재층(2)을 구성하는 셀룰로오스에스테르에는 가소제를 함유하는 것이 바람직하다. 기재층(2)에 가소제로서 알려진 화합물을 첨가하는 것은 기계적 성질 향상, 유연성 부여, 내흡수성 부여, 수분 투과율의 저감 등의 필름의 개질의 관점에 있어서 바람직하다. 또, 용융 압출법으로 기재층(2)을 성형하는 경우에 있어서는, 사용하는 셀룰로오스에스테르 단독의 유리 전이 온도보다 가소제의 첨가에 의해 필름 구성 재료의 용융 온도를 저하시킬 목적, 또는 동일한 가열 온도에 있어서 셀룰로오스에스테르보다 가소제를 포함하는 필름 구성 재료의 점도를 저하시킬 수 있는 목적을 포함하고 있다. 여기서, 본 발명에 있어서, 필름 구성 재료의 용융 온도는 당해 재료가 가열되어 유동성이 발현된 상태에 있어서 재료가 가열된 온도를 의미한다.

셀룰로오스에스테르 단독으로는 유리 전이 온도보다 낮으면 필름화하기 위한 유동성은 발현되지 않는다. 그러나 셀룰로오스에스테르는 유리 전이 온도 이상에 있어서 열량의 흡수에 의해 탄성률 또는 점도가 저하되어 유동성이 발현된다. 필름 구성 재료를 용융시키기 위해서는 첨가하는 가소제가 셀룰로오스에스테르의 유리 전이 온도보다 낮은 융점 또는 유리 전이 온도를 가지는 것이 상기 목적을 만족시키기 위해 바람직하다.

가소제로서는 예를 들어 트리페닐포스페이트, 트리크레질포스페이트, 크레질페닐포스페이트, 옥틸디페닐포스페이트, 디페닐비페닐포스페이트, 트리옥틸포스페이트, 트리부틸포스페이트, 트리나프틸포스페이트, 트리크실릴포스페이트, 트리스오르토-비페닐포스페이트 등의 인산에스테르계의 가소제, 디에틸프탈레이트, 디메톡시에틸프탈레이트, 디메틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디-2-에틸헥실프탈레이트 등의 프탈산에스테르계의 가소제, 트리아세틴, 트리부티린, 부틸프탈릴부틸글리콜레이트, 에틸프탈릴에틸글리콜레이트, 메틸프탈릴에틸글리콜레이트 등의 글리콜산에스테르계의 가소제 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 프탈산에스테르계나 글리콜산에스테르계의 가소제는 셀룰로오스에스테르의 가수분해를 일으키기 어려운 점에서 바람직하다. 또, 응고점이 20℃ 이하의 가소제가 포함되는 것이 바람직하다. 이와 같은 가소제로서는 예를 들어 트리크레질포스페이트, 크레질페닐포스페이트, 트리부틸포스페이트, 디에틸프탈레이트, 디메틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디-2-에틸헥실프탈레이트, 에틸프탈릴에틸글리콜레이트 등을 들 수 있다.

또 특히 가소제 중에서도 불휘발성을 가지는 것이 바람직하게 사용된다. 불휘발성 가소제는 200℃에 있어서의 증기압이 10mmHg 이하의 화합물이며, 지극히 낮은 증기압을 가지고 또한 낮은 휘발도를 가지는 성질의 것이다. 바람직하게는 5mmHg 이하, 더욱 바람직하게는 1mmHg 이하이다. 구체적으로는 불휘발성 인산에스테르를 들 수 있고, 예를 들어 아릴렌비스(디아릴포스페이트)에스테르가 바람직하다.

이상의 가소제의 함유량으로서는 치수 안정성의 관점에서 셀룰로오스에스테르에 대해서 0.1 내지 30질량%가 바람직하고, 특히 0.5 내지 15질량%가 바람직하다.

또한, 함유하는 가소제의 응고점으로서는 20℃ 이하, 특히 14℃ 이하의 가소제가 많은 쪽이 바람직하다. 응고점이 낮은 가소제에 의해 셀룰로오스에스테르 필름의 유연성을 향상시켜 필름의 가공성이 향상된다.

기재층(2)을 구성하는 셀룰로오스에스테르에는 산화 방지제가 함유되는 것이 바람직하다. 산화 방지제로서는 예를 들어 페놀계 산화 방지제, 인계 산화 방지제, 유황계 산화 방지제, 내열 가공 안정제, 산소 스카벤저 등을 들 수 있고, 이들 중에서도 페놀계 산화 방지제, 특히 알킬 치환 페놀계 산화 방지제가 바람직하다. 이들 산화 방지제를 배합함으로써 투명성, 내열성 등을 저하시키지 않고, 성형시의 열이나 산화 열화 등에 의한 성형체의 착색이나 강도 저하를 방지할 수 있다. 이들 산화 방지제는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합시켜서 사용할 수 있고, 그 배합량은 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위에서 적당히 선택되는데, 본 발명에 따른 중합체 100질량부에 대해서 바람직하게는 0.001 내지 5질량부, 보다 바람직하게는 0.005 내지 1질량부이다.

기재층(2)을 구성하는 셀룰로오스에스테르에는 산포착제를 가해도 된다. 산포착제로서는 산포착제로서의 에폭시 화합물을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같은 산포착제로서의 에폭시 화합물은 당해 기술분야에 있어서 이미 알려진 것이며, 각종 폴리글리콜의 디글리시딜에테르, 특히 폴리글리콜 1몰당 약 8 내지 40몰의 에틸렌옥시드 등의 축합에 의해 유도되는 폴리글리콜, 글리세롤의 디글리시딜에테르 등 금속 에폭시 화합물(예를 들어 염화 비닐 폴리머 조성물에 있어서, 및 염화 비닐 폴리머 조성물과 함께 종래부터 이용되고 있는 것), 에폭시화 에테르 축합 생성물, 비스페놀 A(즉, 4,4'-디히드록시디페닐디메틸메탄)의 디글리시딜에테르, 에폭시화 불포화 지방산 에스테르, 및 각종 에폭시화 장쇄 지방산 트리글리세리드 등(예를 들어 에폭시화 대두유 등의 조성물에 의해 대표되는 에폭시화 식물유 및 다른 불포화 천연유)이 포함된다.

기재층(2)을 구성하는 셀룰로오스에스테르에는 자외선 흡수제가 함유되면 된다. 자외선 흡수제로서는 편광자나 표시 장치의 자외선에 대한 열화 방지의 관점에서 파장 370nm 이하의 자외선의 흡수능이 우수하고, 또한 액정 표시성의 관점에서 파장 400nm 이상의 가시광의 흡수가 적은 것이 바람직하다. 예를 들어 옥시벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 살리실산에스테르계 화합물, 벤조페논계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물, 니켈 착염계 화합물 등을 들 수 있는데, 벤조페논계 화합물이나 착색이 적은 벤조트리아졸계 화합물이 바람직하다.

벤조트리아졸계 화합물의 구체예로서 2-(2'-히드록시-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-부틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-부틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-(3”,4”,5”,6”-테트라히드로프탈이미드메틸)-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2,2-메틸렌비스(4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-6-(2H-벤조트리아졸-2-일)페놀), 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-6-(직쇄 및 측쇄 도데실)-4-메틸페놀, 옥틸-3-〔3-tert-부틸-4-히드록시-5-(클로로-2H-벤조트리아졸-2-일)페닐〕프로피오네이트와 2-에틸헥실-3-〔3-tert-부틸-4-히드록시-5-(5-클로로-2H-벤조트리아졸-2-일)페닐〕프로피오네이트의 혼합물 등을 들 수 있는데, 이들에 한정되지 않는다.

또 시판품으로서 티누빈(TINUVIN) 109, 티누빈(TINUVIN) 171, 티누빈(TINUVIN) 360(모두 치바 스페셜티 케미컬즈사제)을 사용할 수도 있다.

벤조페논계 화합물의 구체예로서 2,4-디히드록시벤조페논, 2,2'-디히드록시-4-메톡시벤조페논, 2-히드록시-4-메톡시-5-술포벤조페논, 비스(2-메톡시-4-히드록시-5-벤조일페닐메탄) 등을 들 수 있는데, 이들에 한정되는 것은 아니다.

자외선 흡수제는 셀룰로오스에스테르에 대해서 0.1 내지 20질량% 첨가하는 것이 바람직하고, 0.5 내지 10질량% 첨가하는 것이 더욱 바람직하며, 1 내지 5질량% 첨가하는 것이 특히 바람직하다. 이들은 2종 이상을 병용해도 된다.

기재층(2)의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 셀룰로오스에스테르의 플레이크 원료 및 가소제 등의 첨가제를 공지된 혼합 방법으로 혼합하고, 미리 열가소성 수지 조성물로 하고 나서 기재층(2)을 제조할 수 있다. 이 열가소성 수지 조성물은 예를 들어 옴니 믹서 등의 혼합기로 프리 블랜드한 후, 얻어진 혼합물을 압출 혼련함으로써 얻어진다. 이 경우, 압출 혼련에 사용하는 혼련기는 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 단축 압출기, 2축 압출기 등의 압출기나 가압 니더 등의 종래 공지된 혼련기를 사용할 수 있다.

기재층(2)의 필름 성형의 방법으로서는 예를 들어 용액 캐스트법(용액 유연법), 용융 압출법, 캘린더법, 압축 성형법 등 공지된 방법을 들 수 있다. 이들 중에서도 용액 캐스트법(용액 유연법)이나 용융 압출법이 바람직하고, 용융 압출법이 특히 바람직하다. 용융 압출법은 용매를 사용하지 않고 성형하기 때문에, 환경면 및 에너지 절약면에서 우수한 성형 방법이다. 또 용매를 사용하지 않고 성형하기 때문에 제막후의 셀룰로오스에스테르 필름에 포함되는 잔류 유기 용매량은 안정적으로 0.1질량% 미만이며, 이것에 의해 안정적인 리타데이션값을 가지는 셀룰로오스 필름의 성형이 가능하다.

용액 캐스트법(용액 유연법)에 사용되는 용매로서는 예를 들어 클로로포름, 디클로로메탄 등의 염소계 용매 ; 톨루엔, 크실렌, 벤젠, 및 이들의 혼합 용매 등의 방향족계 용매 ; 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, n-부탄올, 2-부탄올 등의 알코올계 용매 ; 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드, 디옥산, 시클로헥사논, 테트라히드로푸란, 아세톤, 메틸에틸케톤(MEK), 아세트산에틸, 디에틸에테르 ; 등을 들 수 있다. 이들 용매는 1종만 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 용액 캐스트법(용액 유연법)을 행하기 위한 장치로서는 예를 들어 드럼식 캐스팅 머신, 밴드식 캐스팅 머신, 스핀 코터 등을 들 수 있다.

용융 압출법으로서는 기재층의 내면의 반전형상을 주위에 가지는 롤형과 다른 롤과의 닙에 용융 상태의 셀룰로오스에스테르를 통과시켜 상기 형상을 전사하는 압출 시트 성형법, 인플레이션법 등을 들 수 있는데, 내면에 대한 요철형상(3)의 형성의 용이성으로부터 압출 시트 성형법이 바람직하다.

압출 시트 성형법으로 필름 성형하는 경우에는, 공지된 단축 압출기나 2축 압출기의 선단부에 T다이를 부착하여, T다이로부터 용융 셀룰로오스에스테르를 필름형상으로 압출하고, 기재층(2)의 내면의 반전형상을 주위에 가지는 롤형과 다른 롤과의 닙에 용융 상태의 셀룰로오스에스테르를 통과시켜, 상기 형상을 전사한 후, 성형된 필름을 권취함으로써 행하면 된다.

압출 시트 성형법에 있어서의 용융 온도로서는 170℃ 내지 270℃가 바람직하고, 175℃ 내지 265℃가 더욱 바람직하며, 180℃ 내지 260℃가 바람직하다. 또한, T다이 등으로부터 압출된 용융 수지의 온도가 230℃ 내지 260℃가 되도록 용융 온도를 조정하는 것이 바람직하다. 용융 온도를 상기 범위로 함으로써 셀룰로오스 수지의 열화 및 황색빛(YI값)의 악화를 경감할 수 있다.

또 기재층(2)의 내면의 반전형상을 주위에 가지는 롤형 및 다른 롤의 표면 온도로서는 60℃ 내지 150℃가 바람직하고, 70℃ 내지 140℃가 더욱 바람직하며, 80℃ 내지 135℃가 더욱 바람직하다. 양 롤의 표면 온도를 상기 범위로 함으로써 성형성을 향상시킬 수 있다.

이와 같은 압출 시트 성형법에 의하면, 이른바 엠보스 가공에 의해 기재층(2) 내면의 요철형상(3)이 성형되기 때문에, 요철형상(3)의 사이즈나 형상 및 기재층(2) 내면의 표면 거칠기 등의 조정을 용이하고 또한 정확하게 행할 수 있다. 또 압출 시트 성형법에 의해 필름 성형과 기재층(2)의 내면의 요철형상(3) 성형을 동시에 행함으로써 성형된 필름을 권취할 때에 기재층(2)의 내면의 요철형상(3)의 존재에 의해 필름간의 밀착성이 감소된다. 따라서, 당해 수단에 의하면 필름 권취후의 블로킹이 방지되어 길게 감긴 필름을 제조할 수 있다.

또한, 성형된 필름을 권취할 때, 권취 롤의 온도를 적당히 조정하여, 압출 방향으로 연신을 가함으로써 1축 연신 공정으로 할 수도 있다. 또 압출 방향과 수직 방향으로 필름을 연신하는 공정을 더함으로써 차례로 2축 연신, 동시 2축 연신 등의 공정을 더할 수도 있다.

기재층(2)은 미연신 필름이어도 되고, 연신 필름이어도 된다. 연신하는 경우에는 1축 연신 필름이어도 되고, 2축 연신 필름이어도 된다. 2축 연신 필름으로 하는 경우에는 동시 2축 연신한 것이어도 되고, 차례로 2축 연신한 것이어도 된다. 2축 연신한 경우에는 기계 강도가 향상되어 필름 성능이 향상된다.

연신 공정을 행하는 경우의 연신 온도로서는 필름 원료인 셀룰로오스에스테르의 유리 전이 온도 부근에서 행하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 (유리 전이 온도-30)℃ 내지 (유리 전이 온도+100)℃에서 행하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 (유리 전이 온도-20)℃ 내지 (유리 전이 온도+80)℃이다. 연신 온도가 (유리 전이 온도-30)℃보다 낮으면 충분한 연신 배율이 얻어지지 않기 때문에 바람직하지 않다. 연신 온도가 (유리 전이 온도+100)℃보다 높으면 수지의 유동(플로우)이 일어나 안정적인 연신을 행할 수 없게 되기 때문에 바람직하지 않다.

면적비로 정의되는 연신 배율은 바람직하게는 1.1 내지 25배의 범위, 보다 바람직하게는 1.3 내지 10배의 범위로 할 수 있다. 연신 배율이 1.1배보다 작으면 연신에 따른 인성의 향상으로 연결되지 않기 때문에 바람직하지 않다. 연신 배율이 25배보다 크면 연신 배율을 높이는 만큼의 효과가 확인되지 않고, 또 내면에 형성된 요철형상(3)의 표면 거칠기가 저하된다.

연신 속도(1방향)로서는 바람직하게는 10 내지 20000%/분의 범위, 보다 바람직하게는 100∼10000%/분의 범위이다. 10%/분보다 늦으면 충분한 연신 배율을 얻기 위해서 시간이 걸리고, 제조 비용이 비싸지기 때문에 바람직하지 않다. 20000%/분보다 빠르면 연신 필름의 파단 등이 일어날 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 기재층(2)의 광학 등방성이나 역학 특성을 안정화시키기 위해서 연신 처리후에 열처리(어닐링) 등을 행할 수도 있다.

엠보스 롤의 표면의 롤형(기재층(2) 내면의 요철형상(3)의 반전형상)의 성형방법으로서는 예를 들어 에어 블래스트, 웨트 블래스트, 샌드 블래스트 등의 블래스트 가공을 시행함으로써 형성할 수도 있다. 이와 같은 방법에 의해 보다 간편하게 요철형상(3)의 반전형상인 롤형을 형성할 수 있다. 상기 서술한 바 중에서도, 샌드 블래스트에 의해 요철형상(3)의 반전형상형을 형성한 경우, 보다 균일하게 당해 롤형을 형성할 수 있다. 이와 같이 형성된 롤형에 의하면 기재층(2)의 내면에 거칠기비(Rz/Ra)의 값이 작은 요철형상(3)을 형성할 수 있다. 또한, 연신 필름의 경우에는 연신 배율에 따라 롤형의 형상 사이즈가 적당히 조정된다.

또 이와 같은 블래스트 가공은 복수회 행하는 것이 바람직하다. 당해 수단에 의해 보다 균일한 롤형을 형성할 수 있다. 이와 같이 형성된 롤형에 의하면 편광자 보호 필름(1)의 기재층(2) 내면의 거칠기비(Rz/Ra)의 값을 더욱 낮출 수 있다. 또 블래스트 가공에 있어서 롤형에 대해서 분사되는 미립자의 평균 입경은 미연신 필름의 경우에는 10μm 이하인 것이 바람직하고, 1 내지 5μm인 것이 보다 바람직하며, 2 내지 3μm인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 당해 편광자 보호 필름(1)의 제조 방법으로서는 상기한 방법 이외에도 예를 들어

(a) 요철형상(3)의 반전형상을 가지는 시트형에 셀룰로오스아세테이트를 적층하고, 그 시트형을 벗김으로써 당해 편광자 보호 필름(1)을 형성하는 방법,

(b) 요철형상(3)의 반전형상을 가지는 금형에 용융 셀룰로오스아세테이트를 주입하는 사출 성형법,

(c) 시트화된 셀룰로오스아세테이트를 재가열하여 상기와 마찬가지의 금형과 금속판 사이에 끼워 프레스하여 형상을 전사하는

방법 등이 있다.

편광자 보호 필름(1)에 있어서, 외면측(미세한 요철형상(3)이 형성되어 있지 않는 측)의 기재층(2)의 표면은 임의로 각종 기능층, 예를 들어 안티글레어층, 반사 방지층, 방현층, 저굴절률층 등의 반사 방지층, 대전 방지층, 하드 코트층(경화 수지층), 광학 보상층 등에 의해 피복되어 있으면 된다. 예를 들어 편광자 보호 필름이 추가로 방현층(반사 방지층)을 구비함으로써 편광자의 외측에 당해 편광자 보호 필름(1)을 적층했을 때, 편광자에 대한 보호 기능에 더해서 방현 기능을 발휘할 수 있다. 또 편광자 보호 필름이 추가로 하드 코트층을 구비함으로써 편광자에 대한 보호 기능이 강화된다.

이와 같은 방현층으로서는 예를 들어 엠보스 가공법에 의해 필름 표면에 요철형상을 형성하는 기술이나, 바인더 매트릭스 형성 재료중에 입자를 혼입시킨 도포액을 막 표면에 도포하고, 바인더 매트릭스중에 입자를 분산시킴으로써 요철형상을 형성하는 기술을 사용할 수 있다. 또 하드 코트층으로서는 예를 들어 활성선 경화 수지로 형성된 것을 사용할 수 있다. 이와 같은 활성선 경화 수지의 예로서는 우레탄아크릴레이트계 수지, 폴리에스테르아크릴레이트계 수지, 에폭시아크릴레이트계 수지, 폴리올아크릴레이트계 수지, 에폭시 수지 등을 들 수 있다.

상기 서술한 바와 같이, 본 발명에 의한 편광자 보호 필름(1)에 의하면, 폴리비닐알코올을 가지는 편광자와의 접착을 용이하게 하도록, 내면측이 미세한 요철형상(3)을 가지는 기재층(2)을 구비하고, 이 셀룰로오스에스테르가 후술하는 알칼리에 의한 비누화 처리를 거쳐 수산기를 발생시킴으로써 편광자를 구성하는 친수성 수지인 폴리비닐알코올과의 접착성이 효과적으로 향상된다.

도 2의 편광판(4)은 폴리비닐알코올로 이루어지는 편광자(5)의 양면측에 도 1의 편광자 보호 필름(1)을 구비한 구조를 가지고 있다. 편광자(5)와 편광자 보호 필름(1)의 각각의 사이는 접착제층(6)에 의해 접합되어 있다.

편광자(5)는 폴리비닐알코올 수지 필름을 이색성 물질(예를 들어 요오드나 이색성 염료)로 염색하여 1축 연신한 것이 사용된다. 이 폴리비닐알코올 수지 필름을 구성하는 폴리비닐알코올의 중합도는 바람직하게는 100 이상 5000 이하, 보다 바람직하게는 1400 이상 4000 이하이다. 폴리비닐알코올 수지 필름은 공지된 방법 (예로서 수지를 물 또는 유기 용매에 용해한 용액을 유연 성막하는 유연법, 캐스트법 등)으로 성형할 수 있다. 편광자(5)의 두께는 편광판(4)이 사용되는 LCD의 목적이나 용도에 따라 상이하지만, 전형적으로는 5μm 이상 100μm 이하이다. 편광자(5)는 편광 기능 및 광학적 투명성을 저해하지 않는 한 폴리비닐알코올 수지 및 이색성 물질 이외의 임의 성분을 포함하고 있어도 된다.

편광자(5)의 대표적인 제조 방법으로서는 폴리비닐알코올 수지 필름을 팽윤, 염색, 가교, 연신, 수세 및 건조 공정으로 이루어지는 일련의 제조 공정이 채용된다. 건조 공정을 제외한 각 처리 공정에 있어서는, 각각의 공정에 사용되는 용액의 욕 중에 폴리비닐알코올 수지 필름을 침지시킴으로써 처리를 행한다. 팽윤, 염색, 가교, 연신, 수세 및 건조의 각 처리의 순서, 횟수 및 실시의 유무는 목적, 사용 재료 및 조건 등에 따라 적당히 설정할 수 있다. 예를 들어 연신 처리는 염색 처리전에 해도 되고, 팽윤 처리 등과 동시에 해도 된다. 또 가교 처리를 연신 처리 전후에 행하는 것은 바람직하다.

편광자(5)의 일련의 제조 공정에 있어서의 팽윤 공정은 폴리비닐알코올 수지 필름을 물로 채운 처리욕 중에 침지시킴으로써 행할 수 있다. 이 처리욕에는 글리세린이나 요오드화칼륨 등이 적당히 첨가될 수 있다. 전형적으로는 팽윤 공정의 처리욕의 온도는 20 내지 60℃정도이며, 처리욕으로의 침지 시간은 0.1 내지 10분정도이다. 염색 공정은 폴리비닐알코올 수지 필름을 요오드 등의 이색성 물질을 포함하는 처리욕 중에 침지시킴으로써 행할 수 있다. 이 처리욕의 용액에 사용되는 용매로서는 일반적으로 물이 사용된다. 이색성 물질은 용매 100질량부에 대해서 0.1 내지 1.0질량부의 비율로 사용된다. 전형적으로는 염색 공정의 처리욕의 온도는 20 내지 70℃정도이며, 침지 시간은 1 내지 20분정도이다.

가교 공정은 염색 처리된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 가교제를 포함하는 처리욕 중에 침지시킴으로써 행할 수 있다. 가교제의 예로서는 붕산 등의 붕소 화합물, 글리옥살, 글루타르알데히드 등을 들 수 있다. 이 처리욕의 용액에 사용되는 용매로서는 일반적으로 물이 사용된다. 전형적으로는 가교 공정의 처리욕의 온도는 20 내지 70℃정도, 침지 시간은 1초 내지 15분정도이다. 연신 공정은 어느 단계에서 행해도 된다. 폴리비닐알코올 수지 필름의 연신 배율은 5배 이상으로 하는 것이 바람직하다. 연신 방법으로서는 예를 들어 습식 연신법을 채용할 수 있다. 이 경우의 처리욕의 용액으로서는 물 또는 유기 용매중에 각종 금속염, 요오드, 붕소 또는 아연의 화합물을 첨가한 용액이 바람직하다.

수세 공정은 각종 처리를 시행한 폴리비닐알코올 수지 필름을 수세욕중에 침지시킴으로써 행할 수 있다. 이 수세 공정에 의해 폴리비닐알코올 수지 필름의 불필요한 잔존물을 씻어버릴 수 있다. 수세욕은 순수여도 되고, 요오드화물(요오드화칼륨, 요오드화나트륨 등)의 수용액이어도 된다. 수세욕의 온도는 바람직하게는 10 내지 60℃이다. 전형적으로는 침지 시간은 1초 내지 1분이다. 수세를 행하는 횟수는 1회여도 되고 복수회여도 된다. 건조 공정으로서는 예를 들어 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조를 채용할 수 있다. 전형적으로는 건조 온도는 20 내지 80℃이며, 건조 시간은 1 내지 10분이다. 상기한 각 공정을 행함으로써 편광자(5)를 제조할 수 있다.

편광자 보호 필름(1)은 편광자(5)와의 접착을 행하기 전에 적어도 기재층(2)의 내면측(요철형상(3)이 형성되어 있는 측)(3)을 알칼리에 의해 비누화하는 것이 바람직하다. 이 비누화에 의해 셀룰로오스에스테르의 에스테르기가 친수성기인 수산기에 치환되어, 이것에 의해 편광자 보호 필름(1)과, 친수성 수지인 폴리비닐알코올로 형성된 편광자(5)의 화학적인 친화성이 높아져 상호의 접착성이 현격히 향상된다.

비누화 처리를 위해서 사용되는 알칼리 수용액으로서, 예를 들어 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘, 수산화리튬의 수용액 등을 사용할 수 있다. 이들 금속 수산화물의 농도는 일반적으로 5질량% 이상 40질량% 이하가 된다. 또 비누화 처리의 온도는 10℃ 이상 80℃ 이하인 것이 바람직하다. 금속 수산화물의 농도가 5질량% 이하인 경우나 비누화 처리의 온도가 10℃ 이하인 경우에는 비누화 처리에 필요한 시간이 길어지기 때문에 바람직하지 않다. 비누화 처리는 상기와 같은 알칼리 수용액욕에 적당한 시간에 걸쳐 편광자 보호 필름(1)을 침지시킴으로써 행해진다.

편광자 보호 필름(1)의 기재층(2)과 편광자(5)를 첩합시키는 접착제층(6)에 사용되는 접착제로서는 예를 들어 폴리비닐알코올, 폴리비닐부티랄 등의 폴리비닐알코올계 접착제나, 부틸아크릴레이트 등 비닐계 라텍스 등을 들 수 있다. 통상, 이들 접착제는 수용액으로서 사용된다. 접착제의 수지 용액중의 고형분 농도로서는 도공성이나 방치 안정성 등을 고려하면 바람직하게는 0.1 내지 15질량%이다. 또 접착제의 수지 용액의 점도로서는 예를 들어 1 내지 50mPa·s의 범위가 바람직하다.

비누화 처리된 편광자 보호 필름(1)과, 폴리비닐알코올을 가지는 편광자(5)는 도 3에 모식적으로 도시한 편광판 제조 장치(7)에 의해 첩합된다. 도 3에 도시한 복수의 막을 첩합시키기 위한 편광판 제조 장치(7)는 편광자(5)가 롤형상으로 감겨 있는 편광자의 롤(8), 편광자 보호 필름(1)이 롤형상으로 감겨 있는 편광자 보호 필름의 롤(9), 접착제 공급 수단(10), 및 편광자(5)와 편광자 보호 필름(1)을 접착제를 통하여 누름·접합하기 위한 롤(11)을 구비하고 있다.

편광판 제조 장치(7)에 있어서, 롤(8)로부터 공급되는 필름형상의 편광자(5)와, 롤(9)로부터 공급되는 비누화 처리가 끝난 편광자 보호 필름(1)이 롤(11)을 향하는 방향으로 송출되고, 이들 필름 사이에 끼워지도록 적당량의 접착제가 공급되어, 다음에 롤(11)로 누름으로써 편광자(5)와 편광자 보호 필름(1)이 첩합되어 편광자(5)의 편면에 편광자 보호 필름(1)이 적층된 구조체가 얻어진다. 다음에, 편광자 보호 필름(1)이 적층되어 있지 않은 쪽의 편광자(5)의 면에도 마찬가지의 수단을 사용하여 편광자 보호 필름(1)을 적층함으로써 편광판(4)이 얻어진다. 편광판(4)의 두께는 전형적으로는 10μm 이상 100μm 이하이다.

상기 서술한 바와 같이, 본 발명에 의한 편광자 보호 필름(1)을 가지는 편광판(4)에 의하면, 폴리비닐알코올로 이루어지는 편광자의 양측에 배치된 편광자 보호 필름(1)의 내면에 미세한 요철형상(3)이 시행되어 있는 점에서, 폴리비닐알코올로 이루어지는 편광자(5) 및 접착제층(6)과 편광자 보호 필름(1)의 접착성 및 박리 내구성이 높아져, 그것에 의해 편광판(4)의 강도나 취급성이 개선된다.

도 4의 액정 표시 소자(12)는 액정층(15)이 투명 매체층(14)(예를 들어 유리)으로 협지된 액정 셀(13)의 양면에 대해서, 접착제층(16)을 통하여 본 발명에 의한 도 2의 편광판(4)(편광자 보호 필름(1), 편광자(5) 및 접착제층(6)으로 이루어짐)을 첩합시킴으로써 구성되어 있다. 액정 셀(13)의 액정층(15) 및 투명 매체층(14) 및 접착제층(16)을 구성하는 재료는 특별히 한정되지 않고 공지된 것을 사용할 수 있다. 또한, 액정 표시 소자에 있어서, 액정 셀의 일방의 면측에 도 2의 편광판(4)(본 발명에 의한 편광판)을 사용하고, 액정 셀의 타방의 면측에 종래 기술에 의한 다른 편광판을 사용해도 된다.

본 발명에 의한 편광자 보호 필름(1)이 배치된 편광판(4)을 구비한 액정 표시 소자(12)에 의하면, 편광자 보호 필름(1)이 미세한 요철형상(3)이 설치된 이접착 형상으로 성형이 되어 있기 때문에, 편광자(5) 및 접착제층(6)과 편광자 보호 필름(1)과의 접착성, 박리에 대한 내구성이 높고, 또한 편광판(4)의 강도, 취급성이 우수하다. 따라서, 액정 표시 소자(12)가 가지는 제특성이 장기간에 걸쳐 계속적 또한 안정적으로 발휘되게 되어, 기기 전체에 대한 신뢰성이 높아진다.

또한, 본 발명의 편광자 보호 필름, 편광판 및 액정 표시 소자는 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 편광판에 있어서 편면측에 적층되는 편광자 보호 필름은 기존의 것을 사용해도 된다. 강한 접착성을 요하지 않는 면측에 기존의 편광자 보호 필름을 사용함으로써 제조 비용을 삭감할 수 있다.

(실시예)

이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 상세하게 서술하는데, 이 실시예의 기재에 기초하여 본 발명이 한정적으로 해석되는 것은 아니다.

또한, 본 실시예에 있어서 「산술 평균 거칠기(Ra)」 및 「10점 평균 거칠기(Rz)」는 JIS BO601-1994에 준하고, 컷오프 λc2.5mm, 평가 길이 12.5mm로 하여, 가부시키가이샤 도쿄세이미츠제의 촉침식 표면 거칠기 측정기 「서프컴 470A」를 사용하여 측정했다.

[실시예 1]

[기재층용의 수지 조성물의 조제]

셀룰로오스에스테르로서 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(이스트맨케미컬사제의 CAP482-2O) 100질량부, 가소제로서 트리페닐포스페이트(다이하치카가쿠코교사제) 10질량부, 및 에틸프탈릴에틸글리콜레이트(다이하치카가쿠코교사제) 2질량부, 산화 방지제로서 IRGANOX-1010(BASF재팬사제) O.01질량부, 자외선 흡수제로서 티누빈(TINUVIN) 1O9(BASF재팬사제) 0.5질량부, 티누빈(TINUVIN) 171(BASF재팬사제) 0.5질량부, 및 티누빈(TINUVIN) 360(BASF재팬사제) 0.3질량부를 2축 혼련 압출기를 사용하여 200℃에서 용융 혼합한 후, 누들형상으로 압출한 것을 수중에서 고화하여 재단함으로써 수지 조성물의 펠릿을 얻었다.

[편광자 보호 필름의 형성]

상기 펠릿을 압출기에 공급하고, 250℃에서 가열 용융했다. 계속해서, 용융한 수지를 압출기로부터 시트형상으로 압출하여 미세 요철형상을 가지는 롤형과 다른 롤과의 닙에 통과시키고, 미세 요철형상을 전사한 후, 이송 롤로 이송하면서 냉각 고화함으로써 실시예 1의 편광자 보호 필름을 얻었다. 또한, 압출기로부터 압출된 용융 수지의 온도는 240℃였다. 또, 미세 요철형상을 가지는 롤형 및 다른 롤의 표면 온도는 100℃로 조정했다. 얻어진 편광자 보호 필름의 내면의 Ra는 1.0μm, Rz는 2.0μm, 평균 두께는 80μm였다.

[실시예 2∼5, 비교예 1 및 2]

미세 요철형상을 가지는 롤형과 다른 롤과의 간격을 각각 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 내면의 Ra 및 Rz가 각각 상이한 실시예 2 내지 5 및 비교예 1 및 2의 편광자 보호 필름을 얻었다. 이들 편광자 보호 필름의 평균 두께는 모두 80μm였다. 얻어진 각 편광자 보호 필름의 내면의 Ra 및 Rz의 값을 표 1에 나타낸다.

[특성 평가]

상기에서 얻어진 각 편광자 보호 필름에 대해서, 이하의 방법에 의해 접착성 및 박리 내구성에 대한 특성 평가를 했다.

[편광자 보호 필름의 비누화]

상기한 각 편광자 보호 필름을 60℃, 2mo1/L(약 8질량%) 수산화나트륨 수용액에 3분간 침지시킴으로써 비누화했다. 그 후, 4분간 수세하고, 30℃의 0.01mo1/L 질산 수용액에 4분간 침지시킴으로써 중화하고, 그 후 4분간 수세했다. 수세후 90℃에서 3분간 건조시키고, 추가로 자연 건조를 1시간 행함으로써 비누화가 끝난 편광자 보호 필름으로 했다.

[편광자의 형성]

막두께 200μm의 폴리비닐알코올 필름을 1축 연신(온도 110℃, 연신 배율 5배)하여 막두께 40μm의 필름을 얻었다. 이 필름을 요오드 0.15g 및 요오드화칼륨 10g을 포함하는 수용액 100g에 60초간 침지하고, 다음에 요오드화칼륨 12g 및 붕산 7.5g을 포함하는 68℃의 수용액에 침지했다. 이것을 수세, 건조시켜 편광자를 얻었다.

[적층체의 작성]

상기 비누화가 끝난 편광자 보호 필름 및 편광자를 18cm×5cm의 사이즈로 재단하고, 고형분 농도가 2질량%의 폴리비닐알코올 수용액인 접착제를 통하여 이들을 겹쳐, 핸드 롤러를 사용하여 과잉의 접착제나 기포를 제거하면서 첩합시켰다. 이것을 2kg/cm²로 가압한 라미네이터로 가공하고, 추가로 80℃에서 건조시킴으로써 편광자 보호 필름과 편광자의 적층체를 얻었다. 이 첩합에 있어서는, 비누화가 끝난 편광자 보호 필름의 내면(미세 요철형상을 형성한 면)과 상기 편광자가 접착되도록 했다.

(1) 접착성

적층체의 2개의 층(편광자 보호 필름 및 편광자)을 손으로 박리하고, 재료 파괴의 발생의 정도에 의해 하기의 3단계로 평가했다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

양호 (A) : 필름과 편광자 사이의 벗겨짐이 생기지 않고, 재료 파괴가 일어난다.

다소 불량 (B) : 일부 재료 파괴가 일어나지만, 필름과 편광자 사이의 벗겨짐이 생긴다.

불량 (C) : 필름과 편광자 사이가 완전히 벗겨진다.

(2) 박리 내구성

적층체를 75℃d, 90% RH의 조건하에 500시간 방치하고, 단부로부터의 박리의 폭을 측정했다. 평가 기준은 이하와 같다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

양호 (A) : 0.5mm 미만

다소 불량 (B) : 0.5mm 이상 1.5mm 미만

불량 (C) : 1.5mm 이상

표 1의 결과로부터, 실시예 1 내지 5의 편광판은 접착성이 양호하며, 또 극심한 조건하에서의 박리 내구성도 우수한 것을 알 수 있었다. 또한, 비교예 1의 편광자 보호 필름은 제막시, 알칼리 처리시, 편광판 작성시에 있어서, 이송 롤 등과의 밀착이 생겨, 필름 양단부에 대한 널링 처리 등을 시행하지 않으면 작업이 곤란한 것이었다.

이와 같이 본 발명의 편광자 외면용의 보호 필름은 일방의 표면이 특정의 미세한 요철형상을 가지는 기재층을 구비함으로써, 그러한 형상을 가지지 않는 기재층으로 이루어지는 필름에 비해, 폴리비닐알코올에 대한 접착력 및 박리 내구성이 현격히 개선되고 있다.

본 발명에 의한 편광자 보호 필름을 구비한 편광판을 사용한 액정 표시 소자는 편광자 보호 필름과 편광자 사이의 접착이 확실히 행해지고 있기 때문에, 액정 표시 소자 및 이것을 구비한 전자 기기 전체의 신뢰성이 높아진다. 그 때문에 이와 같은 액정 표시 소자는 전자계산기나 시계 등의 소형품부터 자동차용 계기, PC 모니터, 텔레비전과 같은 대형품에 이르기까지 다양한 분야에서 사용하는 것이 가능하다.

1…편광자 보호 필름 2…기재층
3…요철형상 4…편광판
5…편광자 6…접착제층
7…편광판 제조 장치 8…롤
9…롤 10…접착제 공급 수단
11…롤 12…액정 표시 장치
13…액정 셀 14…투명 매체층
15…액정층 16…접착제층
21…액정 표시 소자 22…편광판
23…편광자 보호 필름 24…편광자
25…액정 셀 26…투명 매체층
27…액정층 28…접착제층

Claims

셀룰로오스에스테르제의 투명한 기재층을 구비하는 편광자 보호 필름으로서,
상기 기재층의 내면에 형성되는 미세한 요철형상을 가지고,
기재층의 내면의 산술 평균 거칠기(Ra)가 1μm 이상 10μm 이하이고,
상기 기재층의 내면의 10점 평균 거칠기(Rz)가 2μm 이상 60μm 이하인 것을 특징으로 하는 편광자 보호 필름.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 셀룰로오스에스테르가 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트인 것을 특징으로 하는 편광자 보호 필름.
제 1 항에 있어서, 상기 기재층의 외면측에 적층되는 반사 방지층 또는 하드 코트층을 구비하는 것을 특징으로 하는 편광자 보호 필름.
제 1 항에 있어서, 상기 기재층의 내면의 반전형상을 주위에 가지는 롤형과 다른 롤과의 닙에 용융 상태의 셀룰로오스에스테르를 통과시키고, 상기 형상을 전사하는 압출 시트 성형법에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 편광자 보호 필름.
폴리비닐알코올을 가지는 편광자와,
이 편광자의 양면측에 적층되는 한 쌍의 편광자 보호 필름
을 구비하는 편광판으로서,
적어도 일방의 편광자 보호 필름으로서 제 1 항에 기재된 편광자 보호 필름이 사용되고 있는 것을 특징으로 하는 편광판.
액정 셀과,
이 액정 셀의 양면측에 적층되는 한 쌍의 편광판
을 구비하는 액정 표시 소자로서,
적어도 일방의 편광판으로서 제 6 항에 기재된 편광판이 사용되고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
삭제