KR101390635B1 - 편광판의 제조 방법 - Google Patents

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다이스케 오고미
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 제 1 투명 보호 필름 및 제 2 투명 보호 필름의 치수 변화율의 차가 큰 경우라 하더라도, 컬을 억제할 수 있는 편광판의 제조 방법을 제공하는 것.
(해결 수단) 편광자의 일방의 면에 접착제를 개재하여 제 1 투명 보호 필름을, 타방의 면에 접착제를 개재하여 제 2 투명 보호 필름을 첩합하여 장척의 편광판을 제조하는 방법으로서, 제 1 투명 보호 필름의 치수 변화율 (％) 을 L1, 제 2 투명 보호 필름의 치수 변화율 (％) 을 L2 로 하였을 때의 차 (L1－L2) 의 절대치가 0.10 이상을 만족시키며, 편광자의 폭 방향에 있어서, 편광자의 단부로부터 외측을 향하여 존재하는 접착제의 폭 (w) (㎜) 이, 0 ≤ w ≤ 75 를 만족시킨다.

Description

편광판의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING POLARIZING PLATE}
본 발명은, 편광판의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 편광판은 이것 단독으로, 또는 이것을 적층한 광학 필름으로 하여 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치, PDP 등의 화상 표시 장치를 형성할 수 있다.
액정 표시 장치에는, 그 화상 형성 방식으로부터 액정 패널 표면을 형성하는 유리 기판의 양측에 편광자를 배치하는 것이 필요 불가결하다. 편광자는, 일반적으로는, 폴리비닐알코올계 필름을 요오드 등의 이색성 재료로 염색한 후, 가교제를 사용하여 가교를 실시하고, 1 축 연신을 함으로써 제막(製膜)하는 것에 의해 얻어진다. 또한 폴리비닐알코올계 필름은 친수성 폴리머를 사용하고 있기 때문에, 특히 가습 조건하에 있어서는 매우 변형되기 쉽다. 또한 필름 자체의 기계적 강도가 약하기 때문에, 필름이 찢어지거나 하는 문제가 있다. 그 때문에, 편광자의 양측 또는 편측에 트리아세틸셀룰로오스 등의 투명 보호 필름을 폴리비닐알코올계 접착제 등으로 첩합(貼合)하여, 강도를 보완한 편광판이 사용되고 있다.
일반적인 편광판의 제조 방법으로는, 편광자의 양면에 수세된 투명 보호 필름을 배치하고, 편광자와 투명 보호 필름의 층 사이에 접착제를 개재하여, 1 쌍의 롤 사이를 통과시킨 후에, 오븐에서 건조시키는 방법이 알려져 있다.
투명 보호 필름은 건조 단계에 있어서 치수 변화가 발생하기 쉽다. 그러나, 상기와 같이, 일반적인 편광판의 제조 방법에서는, 편광자에 접착제를 사용하여 투명 보호 필름을 첩합한 후에, 건조 공정이 실시된다. 이 건조 공정에 있어서, 투명 보호 필름 등에 치수 변화가 발생하여, 편광판에 컬이 발생하면, 연속적인 편광판의 제조 공정에 있어서, 편광판의 주행성이 악화되는 것이 문제가 되고 있었다. 특히, 편광자의 양면에 첩합하는 투명 보호 필름의 치수 변화율이 상이한 경우에는, 컬이 발생하기 쉬워, 작업 효율을 저하시키고 있었다.
편광판의 컬을 억제하는 방법으로는, 예를 들어, 투명 보호 필름의 두께를 얇게 하는 것이 제안되어 있다 (특허문헌 1). 또한, 편광판을 제조함에 있어서, 편광자의 편면에 1 장의 투명 보호 필름을 첩합한 후에, 나머지 편면에 다른 1 장의 투명 보호 필름을 첩합하는 것이 제안되어 있다 (특허문헌 2).
일본 공개특허공보 2001-235625호 일본 공개특허공보 2004-117482호
특허문헌 1, 2 에 의해 얻어지는 편광판은, 컬의 억제 효과를 갖기는 하지만, 편광판 그 자체의 구조는 변경되지 않아, 편광판 단부(端部) 의 컬의 발생을 억제하는 관점에서의 검토는 이루어지지 않았다.
본 발명은, 편광자의 일방의 면에 접착제를 개재하여 제 1 투명 보호 필름을, 타방의 면에 접착제를 개재하여 제 2 투명 보호 필름을 첩합하여 편광판을 제조하는 방법으로서, 제 1 투명 보호 필름 및 제 2 투명 보호 필름의 치수 변화율의 차가 큰 경우라 하더라도, 컬을 억제할 수 있는 편광판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토를 거듭한 결과, 이하에 나타내는 편광판의 제조 방법에 의해 상기 목적에 달성할 수 있다는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 편광자의 일방의 면에 접착제를 개재하여 제 1 투명 보호 필름을, 타방의 면에 접착제를 개재하여 제 2 투명 보호 필름을 첩합하여 장척(長尺) 의 편광판을 제조하는 방법으로서,
제 1 투명 보호 필름 및 제 2 투명 보호 필름은, 제 1 투명 보호 필름의 치수 변화율 (％) 을 L1, 제 2 투명 보호 필름의 치수 변화율 (％) 을 L2 로 하였을 때에, 치수 변화율의 차 (L1－L2) 의 절대치가 0.10 이상을 만족시키며,
또한, 편광자의 폭은, 제 1 투명 보호 필름 및 제 2 투명 보호 필름의 폭 이하로서, 편광자의 폭 방향에 있어서, 편광자의 양측의 단부로부터 외측을 향하여 존재하는 접착제의 폭 (w) (㎜) 이, 0 ≤ w ≤ 75 를 만족시키는 것을 특징으로 하는 편광판의 제조 방법에 관한 것이다.
상기 편광판의 제조 방법에 있어서, 제 1 투명 보호 필름의 폭과 제 2 투명 보호 필름의 폭이 상이한 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 편광판의 제조 방법에서는, 편광자의 양면에 첩합하는 투명 보호 필름으로서, 치수 변화율의 차가 큰 것을 사용하고 있고, 종래의 제조 방법에서는, 편광판의 단부에 있어서 컬이 발생하기 쉽다. 이러한 컬의 발생은, 편광자에, 편광자보다 폭이 넓은 투명 보호 필름을 접착제로 첩합한 경우에, 얻어지는 편광판의 단부에 있어서, 편광자를 개재하지 않고, 접착제에 의해 투명 보호 필름이 구속되어 있는 것이 원인인 것을 알 수 있었다.
본 발명의 편광판의 제조 방법에서는, 사용되고 있는 편광자의 폭은, 투명 보호 필름의 폭 이하인데, 편광자의 폭 방향에 있어서, 편광자의 단부로부터 외측을 향하여 접착제를 갖지 않거나, 또는 소정 폭 이하로 접착제를 갖도록 접착제가 적용된다. 이와 같이, 본 발명의 편광판의 제조 방법에서는, 편광자의 폭 방향의 단부보다 외측에서는, 편광자의 양면에 배치되어 있는 투명 보호 필름이, 편광자를 개재하지 않고 접착제로 첩합되는 부분이 작게 제어된다. 그 결과, 편광판의 중심부에서는 편광자가 지지체가 되어 컬을 억제함과 함께, 편광자의 폭 방향의 단부보다 외측에 있어서도, 컬의 발생 원인이 되는 접착제의 폭이 작게 제어되고 있다. 그 때문에, 편광자의 양면에 치수 변화율의 차가 큰 투명 보호 필름을 사용한 경우에 있어서도, 편광판의 단부에서 발생하는 컬을 억제할 수 있을 것으로 생각된다.
또한, 본 발명의 편광판의 제조 방법에서는, 편광자의 양면에 형성하는 투명 보호 필름으로서, 폭이 상이한 투명 보호 필름을 사용함으로써, 편광판의 폭 방향의 단부에 발생하는 컬을 유효하게 억제할 수 있다. 편광자의 양면에 사용하는 투명 보호 필름의 폭이 상이한 경우에는, 폭이 넓은 쪽의 투명 보호 필름은 자유롭게 폭 방향으로 신축시킬 수 있어, 편광판의 폭 방향의 단부에 발생하는 컬을 유효하게 억제할 수 있다.
본 발명의 편광판의 제조 방법에 의하면, 편광자의 양면에 형성하는 투명 보호 필름으로서 치수 변화율이 상이한 것을 사용한 경우에 있어서도, 편광판의 제조 단계에 있어서의 컬의 발생을 억제시킬 수 있어, 편광판을 안정적으로 생산할 수 있다. 이로써, 투명 보호 필름의 선택의 자유도가 높아져, 폭넓은 광학 설계가 가능해지고, 고해상도이며, 또한 고콘트라스트의 액정 표시 장치 (LCD), 일렉트로루미네선스 표시 장치 (ELD) 등의 화상 표시 장치를 실현할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 편광판의 제조 방법에 관련된 실시형태의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2 는, 본 발명의 편광판의 제조 방법에 관련된 다른 실시형태의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3 은, 본 발명의 편광판의 제조 방법에 관련된 다른 실시형태의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 4 는, 본 발명의 편광판의 제조 방법에 관련된 다른 실시형태의 일례를 나타내는 단면도이다.
이하에, 본 발명의 편광판의 제조 방법에 관련된 실시형태에 대하여, 도면을 참조하면서 이하에 설명한다. 도 1 내지 도 4 는, 본 발명의 제조 방법에 관련된 편광판의 일례를 나타내는 단면도이다. 도 1 내지 도 4 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 편광판의 제조 방법에서는, 편광자 (P) 의 양면에 접착제 (a1, a2) 를 개재하여 제 1 투명 보호 필름 (T1) 및 제 2 투명 보호 필름 (T2) 이 형성된다. 상기 편광자 (P) 의 폭 (Wp) 은, 제 1 투명 보호 필름 (T1) 의 폭 (Wt1) 및 제 2 투명 보호 필름 (T2) 의 폭 (Wt2) 이하이다. 도 1, 도 2 의 편광판에서는, 상기 폭 (Wt1, Wt2) 이 동일한 경우가 나타내어져 있다. 도 3, 도 4 의 편광판에서는, 상기 폭 Wt1 ＞ Wt2 인 경우가 나타내어져 있다.
또한, 도 1, 도 3 에 기재된 편광판은, 편광자의 폭 방향의 양측에 있어서, 외측을 향하여, 제 1 투명 보호 필름 (T1) 및 제 2 투명 보호 필름 (T2) 이, 편광자 (P) 를 개재하지 않고, 접착제 (a3) 에 의해 첩합되어 있는 경우이다. 또한, 도 2, 도 4 에 기재된 편광판은, 편광자의 폭 (Wp) 과 접착제 (a1, a2) 의 폭이 일치하고 있고, 편광자 (P) 의 폭 방향의 단부보다 외측에는 접착제를 갖지 않는 경우이다.
도 1, 도 3 에 기재된 편광판에서는, 편광자 (P) 의 폭 방향에 있어서, 편광자 (P) 의 양측의 단부로부터 외측을 향하여 접착제 (a3) 가 존재하고 있다. 당해 접착제 (a3) 는 제 1 투명 보호 필름 (T1) 및 제 2 투명 보호 필름 (T2) 을 첩합하고 있다. 편광자 (P) 의 양측의 단부보다 외측에 존재하는 상기 접착제 (a3) 의 폭 (w) 은, 각각, w1, w2 로서 나타내어져 있다. 상기 접착제 (a3) 의 폭 (w1, w2) 은, 동일해도 되고, 상이해도 된다.
도 1, 도 3 에 기재된 편광판에 있어서, 상기 접착제 (a3) 의 폭 (w) (w1, w2) 을 지나치게 넓게 하면, 편광판의 양호한 주행을 실시함에 있어서 바람직하지 않다. 상기 접착제 (a3) 의 폭 (w) (㎜) 은, 0 ≤ w ≤ 75 가 되도록 제어된다. 상기 접착제 (a3) 의 폭 (w) 은, 제조 프로세스의 관점에서, 10 ≤ w ≤ 75 인 것이 바람직하고, 또한 컬 억제의 관점에서 10 ≤ w ≤ 60 인 것이 바람직하다. 또한, 도 1, 도 3 에 기재된 편광판에 있어서, w ＝ 0 인 경우에는, 편광자의 폭 (Wp) 과 접착제 (a1, a2) 의 폭이 일치하고, 도 2, 도 4 에 기재된 편광판에 해당한다.
상기 편광자의 폭 (Wp) (㎜) 은, 통상적으로, 300 ∼ 2000 ㎜ 인 것이 바람직하다. 한편, 제 1 투명 보호 필름 (T1) 의 폭 (Wt1) (㎜) 및 제 2 투명 보호 필름 (T2) 의 폭 (Wt2) (㎜) 은, 상기 편광자 (P) 의 폭 (Wp) (㎜) 이상이다. 통상적으로는, 제 1 투명 보호 필름 및 제 2 투명 보호 필름의 폭이 350 ∼ 2300 ㎜ 인 것이 바람직하다.
또한, 제 1 투명 보호 필름 (T1) 의 폭 (Wt1) (㎜) 및 제 2 투명 보호 필름 (T2) 의 폭 (Wt2) (㎜) 이, 도 1 에 기재된 편광판에서는 편광자 (P) 의 폭 (Wp) (㎜) 에 접착제 (a3) 의 폭 (w) 을 더한 길이보다 길게 되어 있고, 도 2 에 기재된 편광판에서는 편광자 (P) 의 폭 (Wp) (㎜) 보다 길게 되어 있다.
또한, 본 발명의 편광판의 제조 방법은, 제 1 투명 보호 필름 (T1) 및 제 2 투명 보호 필름 (T2) 은, 상기 제 1 투명 보호 필름 (T1) 의 치수 변화율 (％) 을 L1, 상기 제 2 투명 보호 필름 (T2) 의 치수 변화율 (％) 을 L2 로 하였을 때에, 치수 변화율차 (L1－L2) 의 절대치가 0.10 이상이며, 치수 변화율이 큰 경우에 유효하게 적용된다. 또한, 상기 치수 변화율차 (L1－L2) 의 절대치는, 주행성의 관점에서 0.15 이하인 것이 바람직하다. 또한, 치수 변화율차 (L1－L2) 의 절대치가 0.10 이상이 되는 것과 같은, 제 1 투명 보호 필름 (T1) 및 제 2 투명 보호 필름 (T2) 의 선택은, 상이한 재료, 상이한 두께의 것을 사용함으로써 조정할 수 있다.
또한, 도 3, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 제조 방법에 관련된 편광판으로는, 제 1 투명 보호 필름 (T1) 의 폭 (Wt1) 과 제 2 투명 보호 필름 (T2) 의 폭 (Wt2) 이 상이한 것을 사용할 수 있다. 폭이 상이한 투명 보호 필름을 사용함으로써, 치수 변화율이 상이한 투명 보호 필름을 사용한 경우에 있어서도, 편광판의 컬의 발생을 억제할 수 있다. 제 1 투명 보호 필름 (T1) 의 폭 (Wt1) (㎜) 은, 도 3 에 기재된 편광판에서는 편광자 (P) 의 폭 (Wp) (㎜) 에 접착제 (a3) 의 폭 (w) 을 더한 길이보다 길게 되어 있고, 도 4 에 기재된 편광판에서는 편광자 (P) 의 폭 (Wp) (㎜) 보다 길게 되어 있다.
도 1 내지 도 4 에 나타내는 바와 같이, 어느 적어도 1 개의 투명 보호 필름의 폭 (Wt) 이, 편광자의 폭 (Wp) 및 접착제 (a3) 의 폭 (w) 을 더한 길이보다 길게 되는 것과 같은 양태는, 편광판의 폭 방향의 단부에 발생하는 컬을 유효하게 억제함에 있어서 바람직하다.
상기 도 3, 도 4 에 기재된 편광판에 있어서, 제 1 투명 보호 필름 (T1) 이 제 2 투명 보호 필름 (T2) 보다 폭이 넓은 경우에 있어서는, 제 1 투명 보호 필름으로는, 제 2 투명 보호 필름 (T2) 보다 치수 변화율 (％) 이 큰 것, 즉, L1 ＞ L2 를 만족시키는 재료를 사용하는 것이, 컬을 억제함에 있어서 유효하다.
이하에 본 발명의 편광판에 사용하는 편광자, 투명 보호 필름, 접착제에 대하여 설명한다.
편광자는, 특별히 제한되지 않고, 각종의 것을 사용할 수 있다. 편광자로는, 예를 들어, 폴리비닐알코올계 필름, 부분 포르말화 폴리비닐알코올계 필름, 에틸렌·아세트산비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드나 이색성 염료 등의 이색성 재료를 흡착시켜 1 축 연신한 것, 폴리비닐알코올의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 폴리비닐알코올계 필름과 요오드 등의 이색성 물질로 이루어지는 편광자가 바람직하다. 이들 편광자의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 일반적으로 5 ∼ 80 ㎛ 정도이다. 편광자의 두께는, 바람직하게는 15 ∼ 35 ㎛ 이다.
폴리비닐알코올계 필름을 요오드로 염색하고 1 축 연신한 편광자는, 예를 들어, 폴리비닐알코올을 요오드의 수용액에 침지함으로써 염색하고, 원래 길이의 3 ∼ 7 배로 연신함으로써 제작할 수 있다. 필요에 따라 붕산이나 요오드화칼륨 등의 수용액에 침지할 수도 있다. 또한 필요에 따라 염색 전에 폴리비닐알코올계 필름을 물에 침지하여 수세해도 된다. 폴리비닐알코올계 필름을 수세함으로써 폴리비닐알코올계 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있는 것 외에, 폴리비닐알코올계 필름을 팽윤시킴으로써 염색 얼룩 등의 불균일을 방지하는 효과도 있다. 연신은 요오드로 염색한 후에 실시해도 되고, 염색하면서 연신해도 되고, 또한 연신하고 나서 요오드로 염색해도 된다. 붕산이나 요오드화칼륨 등의 수용액 중이나 수욕 중에서도 연신할 수 있다.
상기 편광자의 양면에 형성되는 투명 보호 필름 및 투명 보호 필름을 형성하는 재료로는, 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차단성, 등방성 등이 우수한 것이 바람직하다. 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈 레이트 등의 폴리에스테르계 폴리머, 디아세틸셀룰로오스나 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 폴리머, 폴리스티렌이나 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체 (AS 수지) 등의 스티렌계 폴리머, 폴리카보네이트계 폴리머 등을 들 수 있다. 또한, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌·프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀계 폴리머, 염화비닐계 폴리머, 나일론이나 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 폴리머, 이미드계 폴리머, 술폰계 폴리머, 폴리에테르술폰계 폴리머, 폴리에테르에테르케톤계 폴리머, 폴리페닐렌술파이드계 폴리머, 비닐알코올계 폴리머, 염화비닐리덴계 폴리머, 비닐부티랄계 폴리머, 아릴레이트계 폴리머, 폴리옥시메틸렌계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 또는 상기 폴리머의 블렌드물 등도 상기 투명 보호 필름을 형성하는 폴리머의 예로서 들 수 있다. 투명 보호 필름 중에는 임의의 적절한 첨가제가 1 종류 이상 함유되어 있어도 된다. 첨가제로는, 예를 들어, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 활제, 가소제, 이형제, 착색 방지제, 난연제, 핵제, 대전 방지제, 안료, 착색제 등을 들 수 있다. 투명 보호 필름 중의 상기 열가소성 수지의 함유량은, 바람직하게는 50 ∼ 100 중량％, 보다 바람직하게는 50 ∼ 99 중량％, 더욱 바람직하게는 60 ∼ 98 중량％, 특히 바람직하게는 70 ∼ 97 중량％ 이다. 투명 보호 필름 중의 상기 열가소성 수지의 함유량이 50 중량％ 이하인 경우, 열가소성 수지가 본래 갖는 고투명성 등을 충분히 발현하지 못할 우려가 있다.
본 발명의 투명 보호 필름으로는, 셀룰로오스 수지 (폴리머), 폴리카보네이트 수지 (폴리머), 고리형 폴리올레핀 수지 (시클로계 또는 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀) 및 (메트)아크릴 수지에서 선택되는 어느 적어도 1 개를 사용하는 것이 바람직하다.
투명 보호 필름의 두께는, 적절히 결정할 수 있는데, 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성, 박층성 등의 면에서 1 ∼ 500 ㎛ 정도이다. 특히 1 ∼ 300 ㎛ 가 바람직하고, 5 ∼ 200 ㎛ 가 보다 바람직하다.
투명 보호 필름의 편광자와 접착하는 면에는, 접착 용이 처리를 실시할 수 있다. 접착 용이 처리로는, 플라스마 처리, 코로나 처리 등의 드라이 처리, 알칼리 처리 (비누화 처리) 등의 화학 처리, 이(易)접착제층을 형성하는 코팅 처리 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 이접착제층을 형성하는 코팅 처리나 알칼리 처리가 바람직하다. 이접착제층의 형성에는, 폴리올 수지, 폴리카르복실산 수지, 폴리에스테르 수지 등의 각종 접착 용이 재료를 사용할 수 있다. 또한, 이접착제층의 두께는, 통상적으로 0.001 ∼ 10 ㎛ 정도, 나아가서는 0.001 ∼ 5 ㎛ 정도, 특히 0.001 ∼ 1 ㎛ 정도로 하는 것이 바람직하다.
상기 투명 보호 필름의 편광자를 접착시키지 않는 면에는, 하드 코트층이나 반사 방지 처리, 스티킹 방지나, 확산 내지 안티글레어를 목적으로 한 처리를 실시한 것이어도 된다.
또한, 상기 반사 방지층, 스티킹 방지층, 확산층이나 안티글레어층 등은, 투명 보호 필름 자체에 형성할 수 있는 것 외에, 별도 광학층으로서 투명 보호 필름과는 별체의 것으로서 형성할 수도 있다.
상기 편광자와 투명 보호 필름을 첩합하는 접착제층의 형성에 사용하는 접착제로는, 특별히 제한되지 않지만, 수계 접착제가 바람직하다.
수계 접착제로는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 비닐 폴리머계, 젤라틴계, 비닐계 라텍스계, 폴리우레탄계, 이소시아네이트계, 폴리에스테르계, 에폭시계 등을 예시할 수 있다. 상기 수계 접착제로는, 비닐 폴리머를 함유하는 접착제 등을 사용하는 것이 바람직하고, 비닐 폴리머로는, 폴리비닐알코올계 수지가 바람직하다. 특히 편광자로서 폴리비닐알코올계의 폴리머 필름을 사용하는 경우에는, 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 접착제를 사용하는 것이, 접착성의 면에서 바람직하다.
폴리비닐알코올계 수지는, 폴리아세트산비닐을 비누화하여 얻어진 폴리비닐알코올 ; 그 유도체 ; 추가로 아세트산비닐과 공중합성을 갖는 단량체의 공중합체의 비누화물 ; 폴리비닐알코올을 아세탈화, 우레탄화, 에테르화, 그래프트화, 인산에스테르화 등을 한 변성 폴리비닐알코올을 들 수 있다. 상기 단량체로는, (무수) 말레산, 푸말산, 크로톤산, 이타콘산, (메트)아크릴산 등의 불포화 카르복실산 및 그 에스테르류 ; 에틸렌, 프로필렌 등의 α-올레핀, (메트)알릴술폰산 (소다), 술폰산소다 (모노알킬말레이트), 디술폰산소다알킬말레이트, N-메틸올아크릴아미드, 아크릴아미드알킬술폰산 알칼리염, N-비닐피롤리돈, N-비닐피롤리돈 유도체 등을 들 수 있다. 이들 폴리비닐알코올계 수지는 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 병용할 수 있다.
상기 폴리비닐알코올계 수지는 특별히 한정되지 않지만, 접착성의 면에서는, 평균 중합도 100 ∼ 5000 정도, 바람직하게는 1000 ∼ 4000, 평균 비누화도 85 ∼ 100 몰％ 정도, 바람직하게는 90 ∼ 100 몰％ 이다.
상기 폴리비닐알코올계 수지로는, 예를 들어, 아세토아세틸기를 갖는 폴리비닐알코올계 수지를 사용하는 것이, 내구성을 향상시키는 점에서 보다 바람직하다. 아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지는, 폴리비닐알코올계 수지와 디케텐을 공지된 방법으로 반응시켜 얻어진다. 예를 들어, 폴리비닐알코올계 수지를 아세트산 등의 용매 중에 분산시켜 두고, 이것에 디케텐을 첨가하는 방법, 폴리비닐알코올계 수지를 디메틸포름아미드 또는 디옥산 등의 용매에 미리 용해시켜 두고, 이것에 디케텐을 첨가하는 방법 등을 들 수 있다. 또한 폴리비닐알코올에 디케텐 가스 또는 액상 디케텐을 직접 접촉시키는 방법을 들 수 있다.
아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지의 아세토아세틸기 변성도는, 0.1 몰％ 이상이면 특별히 제한은 없다. 0.1 몰％ 미만에서는 접착제층의 내수성이 불충분하여 부적당하다. 아세토아세틸기 변성도는, 바람직하게는 0.1 ∼ 40 몰％ 정도, 더욱 바람직하게는 1 ∼ 20 몰％, 특히 바람직하게는 2 ∼ 7 몰％ 이다. 아세토아세틸기 변성도가 40 몰％ 를 초과하면, 내수성의 향상 효과가 작다. 아세토아세틸기 변성도는 NMR 에 의해 측정한 값이다.
또한 상기 수계 접착제로 형성되는 접착제층은, 그 수용액의 조제시에는, 필요에 따라, 가교제나 다른 첨가제, 산 등의 촉매도 배합할 수 있다.
가교제로는, 폴리비닐알코올계 접착제에 사용되고 있는 것을 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 폴리비닐알코올계 수지와 반응성을 갖는 관능기를 적어도 2 개 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 에틸렌디아민, 트리에틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민 등의 알킬렌기와 아미노기를 2 개 갖는 알킬렌디아민 류 ; 톨릴렌디이소시아네이트, 수소화 톨릴렌디이소시아네이트, 트리메틸올프로판톨릴렌디이소시아네이트 어덕트, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 메틸렌비스(4-페닐메탄트리이소시아네이트), 이소포론디이소시아네이트 및 이들의 케톡심 블록물 또는 페놀 블록물 등의 이소시아네이트류 ; 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 글리세린디 또는 트리글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 디글리시딜아닐린, 디글리시딜아민 등의 에폭시류 ; 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 부틸알데히드 등의 모노알데히드류 ; 글리옥살, 말론디알데히드, 숙신디알데히드, 글루타르디알데히드, 말레인디알데히드, 프탈디알데히드 등의 디알데히드류 ; 메틸올우레아, 메틸올멜라민, 알킬화메틸올우레아, 알킬화메틸올화멜라민, 아세토구아나민, 벤조구아나민과 포름알데히드의 축합물 등의 아미노-포름알데히드 수지 ; 아세트산지르코늄, 질산지르코늄, 탄산지르코늄, 수산화지르코늄, 산염화지르코늄 등의 지르코늄 화합물 ; 글리옥실산 금속염 (금속으로는, 예를 들어, 리튬, 나트륨, 칼륨 등의 알칼리 금속, 마그네슘, 칼슘 등의 알칼리 토금속, 티탄, 지르코늄, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리 등의 천이 금속, 아연, 알루미늄 등을 들 수 있다), 글리옥실산아민염 (아민으로는, 예를 들어, 암모니아, 모노메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민 등을 들 수 있다) 등의 글리옥실산염 ; 1 개 이상의 염기성기와 1 개 이상의 산성기를 갖는 아미노산 또는 함황 아미노산 ; 디메톡시에타날, 디에톡시에타날, 디알콕시에타날 등의 아세탈 화합물 ; 또한 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 철, 니켈 등의 2 가 금속, 또는 3 가 금속의 염 및 그 산화물을 들 수 있다. 이들은 1 종 단독으로 또는 2 종 이상을 병용할 수 있다. 이들 중에서도 1 개 이상의 염기성기와 1 개 이상의 산성기를 갖는 아미노산 또는 함황 아미노산을 사용하는 것이 바람직하다. 염기성기로는 아미노기가 바람직하고, 산성기로는 카르복실기 또는 술포기가 바람직하다. 상기 아미노산으로는, 예를 들어, 글리신, 알라닌, 페닐알라닌, 발린, 류신, 이소류신, 리신, 프롤린, 세린, 트레오닌, 트립토판, 히스티딘, 티로신, 아르기닌, 아스파라긴, 아스파르트산, 아스파탐, 글루타민, 글루타민산, 및 이들 아미노산과 (메트)아크릴산의 공중합체 등을 들 수 있다. 상기 함황 아미노산으로는, 예를 들어, 메티오닌, 시스테인, 시스틴, 및 타우린 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 특히, 타우린 등의 술포기를 갖는 함황 아미노산을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 가교제로는, 실란 커플링제, 티탄 커플링제 등의 커플링제를 사용할 수 있다.
상기 가교제의 배합량은, 폴리비닐알코올계 수지의 종류 등에 따라 적절히 설계할 수 있지만, 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대하여, 통상적으로, 0.1 ∼ 50 중량부 정도, 바람직하게는 0.2 ∼ 30 중량부 정도, 더욱 바람직하게는 0.5 ∼ 20 중량부이다. 이러한 범위에 있어서, 양호한 접착성이 얻어진다.
또한 상기 접착제에는, 금속 화합물 필러를 함유시킬 수 있다. 금속 화합물 필러에 의해, 접착제층의 유동성을 제어할 수 있어, 막 두께를 안정화하여, 양호한 외관을 갖고, 면 내가 균일하여 접착성의 편차가 없는 편광판이 얻어진다.
본 발명의 편광판의 제조 방법에서는, 투명 보호 필름과 편광자를, 접착제를 사용하여 첩합함으로써 제조할 수 있다. 구체적으로는, 본 발명의 편광판의 제조 방법은, 편광자 및/또는 투명 보호 필름에 접착제를 도포하는 공정, 및 접착제에 의해 편광자와 투명 보호 필름을 첩합하는 공정을 실시함으로써 행해진다. 또한, 접착제를 적용하는 투명 보호 필름 또는 편광자와의 사이에는 하도(下塗)층이나 접착 용이 처리층 등을 형성해도 된다.
상기 접착제의 도포는, 투명 보호 필름, 편광자 중 어느 것에 실시해도 되고, 양자에 실시해도 된다. 상기 접착제의 도포는, 편광자와 투명 보호 필름 사이에 형성되는 건조 후의 접착제층의 두께가 10 ∼ 300 ㎚ 정도가 되도록 실시하는 것이 바람직하다. 접착제층의 두께는, 균일한 면내 두께를 얻는 것과, 충분한 접착력을 얻는 관점에서 10 ∼ 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 특히 바람직하게는 20 ∼ 150 ㎚ 이다. 접착제층의 두께가 10 ㎚ 미만인 경우에는 접착력이 충분하지 않고, 300 ㎚ 를 초과하는 경우에는 광학 신뢰성 및 내습성이 저하되는 경향이 있다.
상기 접착제의 도공 조작은 특별히 제한되지 않고, 그라비아 도공법, 다이 도공법, 롤 도공법, 분무 도공법, 침지 도공법 등의 각종 수단을 채용할 수 있지만, 균일하게 접착제를 도공할 수 있는 점에서 그라비아 도공법, 다이 도공법이 바람직하다.
접착제층의 두께를 조정하는 방법으로는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어, 접착제 용액의 고형분 농도나 접착제의 도포 장치를 조정하는 방법을 들 수 있다. 이와 같은 접착제층 두께의 측정 방법으로는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, SEM (Scanning Electron Microscopy) 이나, TEM (Transmission Electron Microscopy) 에 의한 단면 관찰 측정이 바람직하게 사용된다. 접착제의 도포 조작은 특별히 제한되지 않고, 롤법, 분무법, 침지법 등의 각종 수단을 채용할 수 있다.
접착제를 도포한 후에는, 편광자와 투명 보호 필름을 롤 라미네이터 등에 의해 첩합한다. 첩합 후에는, 건조 공정을 실시한다. 건조 온도는 5 ∼ 150 ℃ 정도, 바람직하게는 30 ∼ 120 ℃ 이며, 건조 시간은 120 초간 이상, 바람직하게는 300 초간 이상이다.
본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 편광판은, 실용시에 다른 광학층과 적층한 광학 필름으로서 사용할 수 있다. 그 광학층에 대해서는 특별히 한정은 없지만, 예를 들어 반사판이나 반투과판, 위상차판 (1/2 이나 1/4 등의 파장판을 포함한다), 시각 보상 필름 등의 액정 표시 장치 등의 형성에 사용되는 경우가 있는 광학층을 1 층 또는 2 층 이상 사용할 수 있다. 특히, 본 발명의 편광판에 추가로 반사판 또는 반투과 반사판이 적층되어 이루어지는 반사형 편광판 또는 반투과형 편광판, 편광판에 추가로 위상차판이 적층되어 이루어지는 타원 편광판 또는 원 편광판, 편광판에 추가로 시각 보상 필름이 적층되어 이루어지는 광시야각 편광판, 혹은 편광판에 추가로 휘도 향상 필름이 적층되어 이루어지는 편광판이 바람직하다.
본 발명의 편광판 또는 광학 필름은 액정 표시 장치 등의 각종 장치의 형성 등에 바람직하게 사용할 수 있다. 액정 표시 장치의 형성은, 종래에 준하여 실시할 수 있다. 즉 액정 표시 장치는 일반적으로, 액정 셀과 편광판 또는 광학 필름, 및 필요에 따른 조명 시스템 등의 구성 부품을 적절히 조립하고 구동 회로를 삽입하는 것 등에 의해 형성되지만, 본 발명에 있어서는 본 발명에 의한 편광판 또는 광학 필름을 사용하는 점을 제외하고 특별히 한정은 없고, 종래에 준할 수 있다. 액정 셀에 대해서도, 예를 들어 TN 형이나 STN 형, π 형 등의 임의의 타입의 것을 사용할 수 있다.
액정 셀의 편측 또는 양측에 편광판 또는 광학 필름을 배치한 액정 표시 장치나, 조명 시스템에 백라이트 혹은 반사판을 사용한 것 등의 적절한 액정 표시 장치를 형성할 수 있다. 그 경우, 본 발명에 의한 편광판 또는 광학 필름은 액정 셀의 편측 또는 양측에 형성할 수 있다. 양측에 편광판 또는 광학 필름을 형성하는 경우, 그것들은 동일한 것이어도 되고, 상이한 것이어도 된다. 또한, 액정 표시 장치의 형성시에는, 예를 들어 확산판, 안티글레어층, 반사 방지막, 보호판, 프리즘 어레이, 렌즈 어레이 시트, 광 확산판, 백라이트 등의 적절한 부품을 적절한 위치에 1 층 또는 2 층 이상 배치할 수 있다.
실시예
이하에 실시예 및 비교예를 사용하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예 및 비교예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<치수 변화율의 측정>
투명 보호 필름을 10 ㎝ × 10 ㎝ 로 잘라내고, 60 ℃, 90 ％R.H. 의 환경하에 1 시간 투입한 것의 치수를 a (㎝) 로 하고, 그 후에, 80 ℃ 의 환경하에 24 시간 투입한 것의 치수를 b (㎝) 로 하였다. 그리고, 하기의 계산식으로 치수 변화율을 산출하였다.
치수 변화율 (％) ＝ {(a－b)/a} × 100
또한, 치수 변화율은, 편광판에 사용하였을 때에 폭 방향에 해당하는 치수 변화율을 평가하였다.
<투명 보호 필름>
투명 보호 필름으로서, 하기에 나타내는 것을 사용하였다.
투명 보호 필름의 폭은 모두 1330 ㎜ 이다.
1 : 두께 25 ㎛ 의 고리형 올레핀계 수지 필름 (JSR 사 제조, 아톤) ; 치수 변화율 ＝ 0.0763
2 : 두께 35 ㎛ 의 고리형 올레핀계 수지 필름 (JSR 사 제조, 아톤) ; 치수 변화율 ＝ 0.0515
3 : 두께 40 ㎛ 의 트리아세틸셀룰로오스 필름 (코니카사 제조, KC4UYW) ; 치수 변화율 ＝ 0.2011
<편광자의 제작>
두께 75 ㎛ 의 폴리비닐알코올 필름 ((주) 쿠라레 제조 : VF-PS7500, 폭 1000 ㎜ 또는 폭 2600 ㎜) 을 사용하여, 30 ℃ 의 순수 중에 60 초간 침지하면서 연신 배율 2.5 배까지 연신하고, 30 ℃ 의 요오드 수용액 (중량비 : 순수/요오드 (I)/요오드화칼륨 (KI)＝100/0.01/1) 중에서 45 초간 염색하며, 4 중량％ 붕산 수용액 중에서 연신 배율이 5.8 배가 되도록 연신하고, 순수 중에 10 초간 침지한 후, 필름의 장력을 유지한 채로 60 ℃ 에서 3 분간 건조시켜 편광자를 얻었다. 이 편광자의 두께는 25 ㎛, 폭은 446 ㎜ 또는 폭 1160 ㎜ 였다.
<접착제의 조제>
폴리비닐알코올 수지 (닛폰 합성 화학 공업 (주) 제조 : 에코마티) 100 중량부와 가교제 (다이닛폰 잉크 화학 공업 (주) 제조 : 워터졸) 35 중량부를 순수 3760 중량부 중에 용해시켜 접착제 수용액을 조제하였다.
실시예 1
(편광판의 제작)
폭 1330 ㎜ 의 상기 투명 보호 필름 1 (두께 25 ㎛ 의 고리형 올레핀계 수지 필름의 편면에, 상기 접착제 수용액을 건조 후의 접착제층의 두께가 80 ㎚ 가 되도록 도포하여, 접착제가 부착된 투명 보호 필름 1 을 얻었다. 한편, 폭 1330 ㎜ 의 상기 투명 보호 필름 2 (두께 40 ㎛ 의 트리아세틸셀룰로오스 필름) 의 편면에, 상기 접착제 수용액을 건조 후의 접착제층의 두께가 80 ㎚ 가 되도록 도포하여, 접착제가 부착된 투명 보호 필름 2 를 얻었다. 상기 접착제가 부착된 투명 보호 필름 1 및 2 에 대한, 접착제의 도포는, 도포된 접착제의 폭이, 폭 1160 ㎜ 의 편광자의 폭과 동일해지도록, 또한, 각 투명 보호 필름 1 및 2 양측에 있어서 접착제를 도포하지 않는 지점이 거의 동일해지도록 실시하였다. 이어서, 23 ℃ 의 온도 조건하에서, 상기 폭 1160 ㎜ 의 편광자의 양면에, 상기의 접착제가 부착된 투명 보호 필름 1 및 2 를, 편광자의 폭 방향에 있어서, 편광자의 양측 단부로부터 외측을 향하여 존재하는 접착제의 폭 (w) 이 각각 0 ㎜ 가 되도록, 동시에 롤기로 첩합하였다. 그 후, 80 ℃ 에서 10 분간의 건조 공정을 실시하여 편광판을 제작하였다. 얻어진 편광판은, 편광판의 폭 방향의 접착제 폭 (w) 이 모두 0 ㎜ 이며, 도 2 의 양태에 관련되는 것이다.
실시예 2 ∼ 12 및 비교예 1 ∼ 12
실시예 1 에 있어서, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 편광자의 폭, 제 1 투명 보호 필름, 제 2 투명 보호 필름의 종류, 또는 편광자의 단부로부터 외측을 향하여 존재하는 접착제의 폭 (w) (양측의 폭은 동일하게 설정) 을 바꾼 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다. 또한, 얻어진 편광판은, 편광판의 폭 방향의 접착제 폭 (w) 이 0 ㎜ 인 경우가 도 2 의 양태와 관련되는 것이고, 그 이외의 경우에는 도 1 의 양태에 관련되는 것이다. 도 1 의 양태에서는, 상기 접착제가 부착된 투명 보호 필름 1 및 2 에 대한, 접착제의 도포는, 편광자의 단부로부터 외측을 향하여 존재하는 접착제의 폭 (w) 을 고려하여, 도포하는 접착제의 폭을 제어하였다.
상기 실시예 및 비교예에서 편광판의 제작에 있어서 이하의 평가를 실시하였다. 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.
(주행성)
편광판의 제작 라인에 있어서, 얻어진 편광판의 주행성을 하기의 기준으로 검증하였다. ○ : 주행이 가능. × : 주행이 불가능.
Figure 112012103224649-pat00001
P : 편광자
T1 : 제 1 투명 보호 필름
T2 : 제 2 투명 보호 필름
a1, a2, a3 : 접착제

Claims (2)

  1. 편광자의 일방의 면에 접착제를 개재하여 제 1 투명 보호 필름을, 타방의 면에 접착제를 개재하여 제 2 투명 보호 필름을 첩합하여 장척(長尺) 의 편광판을 제조하는 방법으로서,
    제 1 투명 보호 필름 및 제 2 투명 보호 필름은, 제 1 투명 보호 필름의 치수 변화율 (％) 을 L1, 제 2 투명 보호 필름의 치수 변화율 (％) 을 L2 로 하였을 때에, 치수 변화율의 차 (L1－L2) 의 절대치가 0.10 이상을 만족시키며,
    또한, 편광자의 폭은, 제 1 투명 보호 필름 및 제 2 투명 보호 필름의 폭 이하로서, 편광자의 폭 방향에 있어서, 편광자의 양측의 단부로부터 외측을 향하여 존재하는 접착제의 폭 (w) (㎜) 이, 0 ≤ w ≤ 75 를 만족시키는 것을 특징으로 하는 편광판의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 투명 보호 필름의 폭과 제 2 투명 보호 필름의 폭이 상이한 것을 특징으로 하는 편광판의 제조 방법.
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