KR101430894B1

KR101430894B1 - 광학 필름 적층체의 제조 방법

Info

Publication number: KR101430894B1
Application number: KR20140004219A
Authority: KR
Inventors: 다케하루 기타가와; 무니리딘 야센
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2014-01-13
Publication date: 2014-08-18
Also published as: JP5495458B1; JP2015055705A; CN103869403B; US20150070761A1; TWI452357B; TW201430405A; US8976448B1; CN103869403A

Abstract

본 발명의 일 실시형태에 따른 광학 필름 적층의 제조 방법은: 수지 기재와 수지 기재의 일측에 형성된 폴리비닐알코올계 수지층을 포함하는 적층체를 연신 및 염색하여, 수지 기재 위에 편광막을 제조하는 단계; 편광막의 수지 기재와의 반대측에 제 1 보호 필름을 적층하는 단계; 및 수지 기재를 박리한 후, 편광막의 수지 기재를 박리한 측에 제 2 보호 필름을 적층하는 단계를 포함한다. 제 1 보호 필름은, 광학 필름 적층체가 광학 셀에 부착되는 경우 광학 셀 측에 배치되는 보호 필름이고, 제 2 보호 필름은, 광학 필름 적층체가 광학 셀에 되는 부착경우 광학 셀과 반대측에 배치되는 보호 필름이다. 제 1 보호 필름은, 광학 필름 적층체의 반송 방향 및 반송 방향에 직교하는 방향 중 적어도 일 방향에서, 선팽창 계수가 제 2 보호 필름의 선팽창 계수보다 더 크다.

Description

광학 필름 적층체의 제조 방법{METHOD OF PRODUCING OPTICAL FILM LAMINATE}

발명의 배경

본 출원은 35 U.S.C. Section 119 하에서 2013년 9월 11일에 출원된 일본 특허 출원 제 2013-188049호에 대해 우선권을 주장하며, 이는 참조로써 본 명세서에서 원용된다.

발명의 분야

본 발명은 광학 필름 적층체의 제조 방법에 관한 것이다.

대표적인 화상 표시 장치인 액정 표시 장치의 액정 셀의 양측 각각에는 편광판이 배치되어 있으며, 그 배치는 장치의 화상 형성 방식에 기인한다. 편광판의 제조 방법으로서 하기의 방법이 알려져 있다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 평 11-179871호). 편광자의 양측 각각에 보호 필름을 배치한 다음, 편광자와 각각의 보호 필름 사이의 갭에 접착제를 공급하면서 연속적으로 편광자와 보호 필름을 1 쌍의 롤들을 통과시켜, 편광자의 양측에 보호 필름들을 부착한다.

그런데, 최근, 화상 표시 장치의 박형화에 대한 요망과 연관하여, 상술된 편광자보다 현격히 더 얇은 박형의 편광막을 갖는 광학 필름 적층체를 공업적으로 제조할 수 있는 기술이 요구되고 있다. 예를 들어, 이러한 광학 필름 적층체의 제조 방법으로서 하기의 방법이 제안되고 있다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2000-338329호). 수지 기재와 폴리비닐알코올 (PVA) 계 수지층을 갖는 적층체를 연신한 다음, 적층체에 염색 처리를 가해 편광 소자층을 제조한다. 이후, 적층체의 편광 소자층 측에 보호 필름을 부착하고, 수지 기재를 박리하며, 그리고 수지 기재를 박리 한 표면에 다른 보호 필름을 부착한다. 이러한 제조 방법에서는, 보호 필름을 순차적으로 부착할 필요가 있다. 따라서, 몇몇 경우, 얻어지는 광학 필름 적층체에서 원치않는 컬이 발생하고, 이후에 광학 필름 적층체를 액정 셀 등의 광학 셀에 부착할 때에 문제들 (예를 들어, 기포 및 주름) 이 발생한다. 특히, 이 과제는, 광학 필름 적층체의 박형화를 위해, 보호 필름들 중 하나가 광학 보상 필름 또는 반사 방지 위상차 필름 (통상적으로 λ／4 판) 의 역할을 겸하는 경우에 한층 현저해지는 경향이 있다.

본 발명의 실시형태에 의하면, 수지 기재와 PVA계 수지층을 갖는 적층체를 연신 및 염색하여 수지 기재 위에 박형 편광막을 형성하는 것을 포함하는 광학 필름 적층체의 제조 방법이 제공되며, 이것에 의해 원치않는 컬의 발생이 방지될 수 있고, 결과적으로, 광학 필름 적층체를 광학 셀에 부착할 때에 기포 및 주름과 같은 문제들의 발생이 방지될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 의한 광학 필름 적층체의 제조 방법은: 수지 기재와 수지 기재의 일측에 형성된 폴리비닐알코올계 수지층을 포함하는 적층체를 연신 및 염색하여, 수지 기재 위에 편광막을 제조하는 단계; 편광막의 수지 기재와의 반대측에 제 1 보호 필름을 적층하는 단계; 및 수지 기재를 박리한 후, 편광막의 수지 기재를 박리한 측에 제 2 보호 필름을 적층하는 단계를 포함한다. 제 1 보호 필름은, 광학 필름 적층체가 광학 셀에 부착되는 경우 광학 셀 측에 배치되는 보호 필름이고, 제 2 보호 필름은, 광학 필름 적층체가 광학 셀에 부착되는 경우 광학 셀과 반대측에 배치되는 보호 필름이다. 제 1 보호 필름은, 광학 필름 적층체의 반송 방향 및 반송 방향에 직교하는 방향 중 적어도 일 방향에서, 선팽창 계수가 제 2 보호 필름의 선팽창 계수보다 더 크다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서는, 수지 기재가 박리되었을 때에, 제 1 보호 필름과 편광막의 적층체가 제 1 보호 필름 측으로 볼록하다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서는, 제 1 보호 필름 및 제 2 보호 필름의 반송 방향 및 반송 방향에 직교하는 방향에서의 선팽창 계수들의 각각이 10 (10^-6/K) 이상 100 (10^-6/K) 이하이다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서는, 제 1 보호 필름이 광학 보상 기능을 갖는다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서는, 제 1 보호 필름 및 제 2 보호 필름 중 적어도 하나의 적층이 가열하에서 수행된다.

본 발명의 다른 양태에 의하면, 광학 필름 적층체가 제공된다. 이 광학 필름 적층체는 상술된 제조 방법에 의해 얻어진다.

첨부된 도면들에서:
도 1의 (a) 내지 (d) 는 각각 본 발명의 광학 필름 적층체의 제조 방법의 일례를 나타낸 개략도들이다.
도 2는 실시예 1에서 얻어진 광학 필름 적층체의 컬 상태를 나타낸 사진이다.
도 3은 실시예 2에서 얻어진 광학 필름 적층체의 컬 상태를 나타낸 사진이다.
도 4는 비교예 1에서 얻어진 광학 필름 적층체의 컬 상태를 나타낸 사진이다.
도 5는 비교예 2에서 얻어진 광학 필름 적층체의 컬 상태를 나타낸 사진이다.

이하, 본 발명의 실시형태들을 설명한다. 하지만, 본 발명은 이 실시형태들에 한정되지 않는다.

본 명세서에서 단순히 "컬"이라고 하는 표현은, 그러한 컬 현상이 바람직하다는 문맥으로 또는 컬이라고 불리는 현상을 일반적으로 설명하는 문맥으로 사용된다. "컬의 현상이 바람직하다"는 문구는, 컬의 정도가 적절하고, 광학 필름 적층체를 광학 셀에 부착하는 것이 용이한 경우를 의미한다. 한편, 본 명세서에서의 "원치않는 컬" 또는 "컬이 심하다" 등의 표현은, 그러한 컬의 현상이 바람직하지 않다는 문맥으로 사용된다. 보다 구체적으로, 이러한 표현은, 컬이 너무 심해 광학 필름 적층체를 광학 셀에 부착하는 것이 곤란하거나 또는 불가능한 경우를 의미한다. 당업자가 관련 부분에서 그 기재를 읽는 경우, "컬"이라는 용어가 사용되는 문맥에 대해 명확히 이해한다.

본 발명은, 수지 기재와 수지 기재의 일측에 형성된 PVA계 수지층을 갖는 적층체를 연신 및 염색하여, 수지 기재 위에 박형 편광막을 제조하는 것을 포함하는 광학 필름 적층체의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에서, 수지 기재와 편광막의 적층체의 편광막 표면에 광학 셀 측에 배치되는 보호 필름 (이하, "제 1 보호 필름"이라고도 칭한다) 을 적층한 이후, 수지 기재를 박리하고, 그리고 수지 기재를 박리한 이후, 광학 셀과의 반대측에 배치되는 보호 필름 (이하, "제 2 보호 필름"이라고도 칭한다) 을 박리면에 적층한다. 제 1 보호 필름 및 제 2 보호 필름을 언급된 순서로 적층하는 경우, 얻어지는 광학 필름 적층체에서 원치않는 컬의 발생이 방지될 수 있다. 그 결과, 얻어지는 광학 필름 적층체를 광학 셀에 부착할 때에 기포 및 주름과 같은 문제들의 발생이 방지될 수 있다. 이하, 본 발명의 광학 필름 적층체의 제조 방법의 일례를 구체적으로 설명한다.

A. 편광막의 제조

A-1. 적층체

도 1의 (a) 내지 (d) 는 각각 본 발명의 광학 필름 적층체의 제조 방법의 일례를 나타낸 개략도들이다. 도 1(a) 에 나타내는 바와 같이, 적층체 (10) 는 수지 기재 (11) 및 PVA계 수지층 (12) 을 갖는다. 적층체 (10) 는 통상적으로는 장척상의 수지 기재 (11) 위에 PVA계 수지층 (12) 을 형성함으로써 제조된다. PVA계 수지층 (12) 의 형성 방법으로서는 임의의 적절한 방법이 채용될 수도 있다. 바람직하게는, 수지 기재 (11) 상에 PVA계 수지를 포함하는 도포액을 도포하고 그 액을 건조함으로써, PVA계 수지층 (12) 를 형성한다.

수지 기재의 형성 재료로서는, 임의의 적절한 열가소성 수지가 채용될 수도 있다. 열가소성 수지의 예들은 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 수지 등의 에스테르계 수지; 노르보르넨계 수지 등의 시클로올레핀계 수지; 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지; 폴리아미드계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 및 이들의 공중합체 수지를 포함한다. 이들 중에서도, 노르보르넨계 수지 및 비정질 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 수지가 바람직하다.

일 실시형태에서, 비정질 (비결정화된) 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 수지가 바람직하게 사용된다. 특히, 비결정질 (결정화하기 어려운) 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 수지가 특히 바람직하게 사용된다. 비결정질 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 수지의 구체예들은 디카르본산 성분으로서 이소프탈산을 더 포함하는 공중합체 및 글리콜 성분으로서 시클로헥산 디메탄올을 더 포함하는 공중합체를 포함한다.

수중 연신 방식이 후술되는 연신 처리에서 채용되는 경우, 수지 기재는 물을 흡수하고 물은 가소제와 같이 작용하여 기재를 가소화할 수 있다. 그 결과, 연신 응력이 상당히 감소될 수 있다. 이에 따라, 연신은 고배율로 수행될 수 있고, 수지 기재의 연신성은 공중 연신시보다 더 우수할 수 있다. 그 결과, 우수한 광학 특성을 갖는 편광막이 제조될 수 있다. 일 실시형태에서, 수지 기재의 흡수율 (percentage of water absorption) 은 바람직하게 0.2% 이상이며, 보다 바람직하게 0.3% 이상이다. 한편, 수지 기재의 흡수율은 바람직하게 3.0% 이하, 보다 바람직하게 1.0% 이하이다. 이러한 수지 기재의 사용은 예를 들어 다음의 문제를 방지할 수 있다: 제조시에 수지 기재의 치수 안정성이 현저하게 저하되고, 이로 인해 얻어지는 편광막의 외관이 악화된다. 또한, 이러한 수지 기재의 사용은 수중 연신시에 기재의 파단을 방지할 수 있고 수지 기재로부터 PVA계 수지층의 박리를 방지할 수 있다. 수지 기재의 흡수율은, 예를 들어, 구성 재료에 변성기를 도입함으로써 조절될 수 있음에 유의해야 한다. 흡수율은 JIS K 7209에 준하여 결정된 값이다.

수지 기재의 유리 전이 온도 (Tg) 는 바람직하게 170℃ 이하이다. 이러한 수지 기재의 사용은 PVA계 수지층의 결정화를 억제하면서, 적층체의 연신성을 충분히 확보할 수 있다. 또한, 유리 전이 온도는 물에 의한 수지 기재의 가소화와 수중 연신의 양호한 수행을 고려하여 120℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 일 실시형태에서, 수지 기재의 유리 전이 온도는 바람직하게 60℃ 이상이다. 이러한 수지 기재의 사용은 PVA계 수지를 포함하는 도포액의 도포 및 건조 동안 수지 기재의 변형 (예를 들어, 요철, 슬랙, 또는 주름의 발생) 과 같은 문제를 방지하여, 적층체의 양호한 제조를 가능하게 한다. 또한, 그 사용은 적합한 온도 (예를 들어, 약 60℃) 에서의 PVA계 수지층의 양호한 연신을 가능하게 한다. 다른 실시형태에서는, PVA계 수지를 포함하는 도포액의 도포 및 건조 동안 수지 기재가 변형되지 않는 한, 60℃ 미만의 유리 전이 온도가 허용된다. 수지 기재의 유리 전이 온도는, 예를 들어, 형성 재료에 변성기를 도입하거나 또는 결정화 재료로 구성되는 기재를 가열함으로써 조절될 수 있다. 유리 전이 온도 (Tg) 는 JIS K 7121에 준하여 결정된 값이다.

수지 기재의 연신전 두께는 바람직하게 20㎛ ~ 300㎛, 보다 바람직하게 50㎛ ~ 200㎛ 이다. 두께가 20㎛ 미만인 경우에는, PVA계 수지층의 형성이 곤란할 수도 있다. 두께가 300㎛를 초과하는 경우에는, 예를 들어, 수중 연신에 있어서, 수지 기재가 물을 흡수하는데 장시간이 걸릴 수도 있고, 지나치게 큰 부하가 연신에 필요할 수도 있다.

PVA계 수지층을 형성하는 PVA계 수지로서 임의의 적절한 수지가 채용될 수도 있다. 수지의 예들은 폴리비닐 알코올 및 에틸렌-비닐 알코올 공중합체를 포함한다. 폴리비닐 알코올은, 폴리아세트산 비닐을 비누화함으로써 얻는다. 에틸렌-비닐 알코올 공중합체는 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체를 비누화함으로써 얻는다. PVA계 수지의 비누화도는 통상 85 몰% ~ 100 몰% 이며, 바람직하게는 95.0 몰% ~ 99.95 몰%, 보다 바람직하게는 99.0 몰% ~ 99.93 몰% 이다. 비누화도는 JIS K 6726-1994에 준하여 결정될 수 있다. 이러한 비누화도를 갖는 PVA계 수지의 사용은 내구성이 뛰어난 편광막을 제공할 수 있다. 비누화도가 너무 큰 경우에는, 수지가 겔화될 수도 있다.

PVA계 수지의 평균 중합도는 목적에 따라 적절히 선택될 수도 있다. 평균 중합도는 통상 1000 ~ 10000, 바람직하게는 1200 ~ 5000, 보다 바람직하게는 1500 ~ 4500이다. 평균 중합도는 JIS K 6726-1994에 준하여 결정될 수 있음에 유의해야 한다.

도포액은 통상적으로 PVA계 수지를 용매에 용해시킴으로써 조제된 용액이다. 용매의 예들은 물, 디메틸술폭시드, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 각종 글리콜류, 트리메틸올프로판 등의 다가 알코올류, 및 에틸렌디아민 및 디에틸렌트리아민 등의 아민류를 포함한다. 이들은 단독으로 또는 조합하여 사용될 수도 있다. 이들 중에서도, 물이 바람직하다. 용액의 PVA계 수지의 농도는, 용매 100 중량부에 대해 바람직하게는 3 중량부 ~ 20 중량부이다. 이러한 수지 농도에서, 수지 기재에 밀착되는 균일한 도포막이 형성될 수 있다.

도포액은 첨가제와 배합될 수도 있다. 첨가제의 예들은 가소제 및 계면활성제를 포함한다. 가소제의 예들은 에틸렌 글리콜 및 글리세린 등의 다가 알코올을 포함한다. 계면활성제의 예들은 비이온 계면활성제를 포함한다. 이러한 첨가제는 얻어지는 PVA계 수지층의 균일성, 염색성, 또는 연신성을 추가적으로 개선시키는 목적으로 사용될 수 있다. 또한, 첨가제의 예들은 접착 용이 성분을 포함한다. 접착 용이 성분의 사용은, 수지 기재와 PVA계 수지층 사이의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 기재로부터 PVA계 수지층의 박리와 같은 문제가 억제되고, 후술되는 염색 및 수중 연신이 만족스럽게 수행될 수 있다. 접착 용이 성분의 예들은 아세토아세틸 변성된 PVA 와 같은 변성 PVA를 포함한다.

도포액의 도포 방법으로서는 임의의 적절한 방법이 채용될 수도 있다. 그 방법의 예들은 롤 코팅법, 스핀 코팅법, 와이어 바 코팅법, 딥 코팅법, 다이 코팅법, 커튼 코팅법, 스프레이 코팅법, 및 나이프 코팅법 (콤마 코팅법 등) 을 포함한다.

도포액은 바람직하게 50℃ 이상의 온도에서 도포 및 건조된다.

PVA계 수지층의 연신전 두께는 바람직하게 3㎛ ~ 40㎛, 보다 바람직하게 3㎛ ~ 20㎛ 이다.

PVA계 수지층의 형성 이전에, 수지 기재에 표면 처리 (예컨대, 코로나 처리) 를 가할 수도 있다. 대안으로, 수지 기재 상에 접착 용이층을 형성할 수도 있다. 이러한 처리는 수지 기재와 PVA계 수지층 사이의 밀착성을 향상시킬 수 있다.

A-2. 적층체의 연신

적층체의 연신 방법으로서 임의의 적절한 방법이 채용될 수도 있다. 구체적으로, 고정단 연신이 채용될 수도 있거나 또는 자유단 연신 (예컨대, 주속이 상이한 롤들에 적층체를 통과시켜 적층체를 1축 연신하는 것을 수반하는 방법) 이 채용될 수도 있다. 이들 중에서, 자유단 연신이 바람직하다.

적층체의 연신 방향은 적절히 설정될 수도 있다. 일 실시형태에서, 장척상의 적층체는 그 길이 방향으로 연신된다. 이 경우, 통상적으로 주속이 상이한 롤들 사이에 적층체를 통과시켜 적층체를 연신하는 것을 수반하는 방법이 채용될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 장척상의 적층체가 그 폭 방향으로 연신된다. 이 경우, 통상적으로 텐터 연신 장치를 사용하여 적층체를 연신하는 것을 수반하는 방법이 채용될 수도 있다.

연신 방식은 특별히 한정되지 않고, 공중 연신 방식 또는 수중 연신 방식일 수도 있다. 이들 중에서, 수중 연신 방식이 바람직하다. 수중 연신 방식에 의하면, 수지 기재 및 PVA계 수지층 각각의 유리 전이 온도 (통상적으로는 약 80℃) 보다 낮은 온도에서 연신을 수행할 수 있고, 이로 인해 PVA계 수지층을, 그 결정화를 억제하면서 고배율로 연신할 수 있다. 그 결과, 우수한 광학 특성을 갖는 편광막을 제조할 수 있다.

적층체의 연신은 일 단계로 수행될 수 있거나, 또는 복수의 단계로 수행될 수도 있다. 연신이 복수의 단계로 수행되는 경우, 예를 들어, 자유단 연신과 고정단 연신을 조합하여 수행할 수도 있거나, 또는 수중 연신 방식과 공중 연신 방식을 조합하여 수행할 수도 있다. 연신이 복수의 단계로 수행되는 경우, 후술되는 적층체의 연신 배율 (최대 연신 배율) 은 각 단계의 연신 배율의 곱이다.

적층체의 연신 온도는, 예를 들어, 수지 기재의 형성 재료 및 연신 방식에 따라 임의의 적절한 값으로 설정될 수도 있다. 공중 연신 방식이 채용되는 경우, 연신 온도는 바람직하게 수지 기재의 유리 전이 온도 (Tg) 이상이며, 보다 바람직하게는 Tg＋10℃ 이상, 특히 바람직하게는 Tg＋15℃ 이상이다. 한편, 적층체의 연신 온도는 바람직하게 170℃ 이하이다. 이러한 온도에서의 연신 수행은 PVA계 수지의 결정화가 급속히 진행되는 것을 억제하여, 결정화로 인한 문제 (예컨대, 연신에 의한 PVA계 수지층의 배향 방해) 를 억제할 수 있다.

연신 방식으로서 수중 연신 방식이 채용되는 경우, 연신욕의 액온은 바람직하게 40℃ ~ 85℃, 보다 바람직하게 50℃ ~ 85℃ 이다. 이러한 온도에서, PVA계 수지층은 그 용해를 억제하면서 고배율로 연신될 수 있다. 구체적으로, 상술한 바와 같이, 수지 기재의 유리 전이 온도 (Tg) 는 PVA계 수지층의 형성과 관련하여 바람직하게 60℃ 이상이다. 이 경우, 연신 온도가 40℃에 못 미치면, 물에 의한 수지 기재의 가소화를 고려하여도, 연신이 만족스럽게 수행될 수 없을 가능성이 있다. 한편, 연신욕의 온도가 상승함에 따라, PVA계 수지층의 용해성이 높아지고, 그로인해 우수한 광학 특성이 얻어지지 않을 수도 있다. 적층체는 연신욕에 15초 ~ 5분의 시간 동안 침지되는 것이 바람직하다.

수중 연신 방식이 채용되는 경우, 적층체를 붕산 수용액에 침지시키면서 연신하는 것이 바람직하다 (붕산 수중 연신 (in-boric-acid-solution stretching)). 연신욕으로서의 붕산 수용액의 사용은, PVA계 수지층에, 연신시에 가해지는 장력을 견디기에 충분한 강성과 층이 물에 용해하지 않는 내수성을 부여할 수 있다. 구체적으로, 붕산은 수용액에서 테트라하이드록시붕산 아니온을 생성하여 수소 결합을 통해 PVA계 수지와 가교할 수 있다. 그 결과, PVA계 수지층에 부여되는 강성과 내수성의 보조로, PVA계 수지층이 만족스럽게 연신될 수 있고, 이로 인해 우수한 광학 특성을 갖는 편광막이 제조될 수 있다.

붕산 수용액은 바람직하게 용매인 물에 붕산 및/또는 붕산염을 용해시킴으로써 얻어진다. 붕산 농도는 물 100 중량부에 대해 바람직하게는 1 중량부 ~ 10 중량부이다. 붕산 농도를 1 중량부 이상으로 설정함으로써, PVA계 수지층의 용해를 효과적으로 억제할 수 있고, 이로써 부가적으로 높은 특성을 갖는 편광막을 제조할 수 있다. 붕산 또는 붕산염은 물론, 붕사 등의 붕소 화합물, 글리옥살, 글루타르 알데히드 등을 용매에 용해하여 얻어진 수용액도 또한 사용할 수 있음에 유의해야 한다.

후술되는 염색에 의해 미리 PVA계 수지층에 이색성 물질 (통상적으로 요오드) 이 흡착된 경우, 연신욕 (붕산 수용액) 은 바람직하게 요오드화물과 배합된다. 연신욕을 요오드화물과 배합함으로써, PVA계 수지층에 흡착된 요오드의 용출을 억제할 수 있다. 요오드화물의 예들은 요오드화 칼륨, 요오드화 리튬, 요오드화 나트륨, 요오드화 아연, 요오드화 알루미늄, 요오드화 납, 요오드화 구리, 요오드화 바륨, 요오드화 칼슘, 요오드화 주석, 및 요오드화 티탄을 포함한다. 이들 중에서도, 요오드화 칼륨이 바람직하다. 요오드화물의 농도는, 물 100 중량부에 대해, 바람직하게는 0.05 중량부 ~ 15 중량부, 보다 바람직하게는 0.5 중량부 ~ 8 중량부이다.

적층체의 연신 배율 (최대 연신 배율) 은 적층체의 원길이에 대해 바람직하게는 5.0배 이상이다. 이러한 높은 연신 배율은, 예를 들어, 수중 연신 방식 (붕산 수중 연신) 을 채용함으로써 달성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "최대 연신 배율"은 적층체의 파단 직전의 연신 배율을 말하는 것임에 유의해야 한다. 적층체가 파단되는 연신 배율을 별도로 식별하고, 그 값보다 0.2 만큼 낮은 값이 최대 연신 배율이다.

일 실시형태에서, 적층체에 고온 (예를 들어, 95℃ 이상) 에서의 공중 연신을 가한 다음, 붕산 수중 연신 및 후술되는 염색을 가한다. 이러한 공중 연신은, 붕산 수중 연신에 대한 예비적 또는 보조적인 연신으로서 자리 매김할 수 있기 때문에, 이하 "공중 보조 연신 (preliminary in-air stretching)"이라 한다.

공중 보조 연신을 붕산 수중 연신과 조합하는 경우, 몇몇 경우, 적층체를 한층 고배율로 연신할 수 있다. 그 결과, 한층 우수한 광학 특성들 (예컨대, 편광도) 을 갖는 편광막을 제조할 수 있다. 예를 들어, 수지 기재로서 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 수지를 사용하는 경우, 붕산 수중 연신 단독의 경우보다 공중 보조 연신과 붕산 수중 연신의 조합에 의해, 수지 기재의 배향을 억제하면서 수지 기재를 만족스럽게 연신할 수 있다. 수지 기재의 배향성이 증가됨에 따라, 그 연신 장력이 증가하고, 그로인해 기재를 안정적이게 연신하는 것이 곤란해지거나 또는 수지 기재가 파단된다. 이에 따라, 수지 기재의 배향을 억제하면서 수지 기재를 연신함으로써, 적층체를 한층 고배율로 연신할 수 있다.

또한, 공중 보조 연신을 붕산 수중 연신과 조합하는 경우, PVA계 수지의 배향성을 향상시키고, 그로 인해 붕산 수중 연신 이후에도 PVA계 수지의 배향성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 미리 공중 보조 연신에 의해 PVA계 수지의 배향성을 향상시켜, PVA계 수지가 붕산 수중 연신 동안 붕산과 용이하게 가교할 수도 있다. 다음, 붕산이 정션으로 작용하는 상태에서 연신을 수행하고, 그로인해 PVA계 수지의 배향성이 붕산 수중 연신 이후에도 높아지는 것으로 추정된다. 그 결과, 우수한 광학 특성들 (예컨대, 편광도) 을 갖는 편광막을 제조할 수 있다.

공중 보조 연신에서의 연신 배율은 바람직하게 3.5배 이하이다. 공중 보조 연신의 연신 온도는, PVA계 수지의 유리 전이 온도 이상인 것이 바람직하다. 연신 온도는 바람직하게 95℃ ~ 150℃ 이다. 공중 보조 연신과 붕산 수중 연신을 서로 조합하는 경우의 최대 연신 배율은, 적층체의 원길이에 대해 바람직하게는 5.0배 이상, 보다 바람직하게는 5.5배 이상, 더욱 바람직하게는 6.0배 이상임에 유의해야 한다.

A-3. 염색

적층체의 염색은 통상적으로 PVA계 수지층에 이색성 물질 (바람직하게는 요오드) 을 용해 및 투과시킴으로써 수행된다. 흡착 방법은, 예를 들어, 요오드를 포함하는 염색액에 PVA계 수지층 (적층체) 을 침지시키는 것을 수반하는 방법, PVA계 수지층에 염색액을 도포하는 것을 수반하는 방법, 또는 염색액을 PVA계 수지층에 분무하는 것을 수반하는 방법이다. 이들 중에서, 염색액에 적층체를 침지시키는 것을 수반하는 방법이 바람직하다. 이것은, 요오드가 층에 만족스럽게 용해 및 투과할 수 있기 때문이다.

염색액은 바람직하게 요오드 수용액이다. 요오드의 배합량은 물 100 중량부에 대해 바람직하게 0.1 중량부 ~ 0.5 중량부이다. 요오드의 물에서의 용해도를 높이기 위해서, 요오드 수용액을 요오드화물과 배합하는 것이 바람직하다. 요오드화물의 구체예들은 상술한 바와 같다. 요오드화물의 배합량은, 물 100 중량부에 대해, 바람직하게는 0.02 중량부 ~ 20 중량부, 보다 바람직하게는 0.1 중량부 ~ 10 중량부이다. 염색시 염색액의 액온은, PVA계 수지의 용해를 억제하기 위해서, 바람직하게는 20℃ ~ 50℃ 이다. PVA계 수지층을 염색액에 침지시키는 경우, 침지 시간은, PVA계 수지층의 투과율을 확보하기 위해서, 바람직하게는 5초 ~ 5분이다. 또한, 염색 조건 (농도, 액온, 및 침지 시간) 은, 최종적으로 얻어지는 편광막의 편광도 또는 단일축 투과율이 소정의 범위 내에 있도록 설정될 수 있다. 일 실시형태에서는, 얻어지는 편광막의 편광도가 99.98% 이상이 되도록 침지 시간이 설정된다. 다른 실시형태에서는, 얻어지는 편광막의 단일축 투과율이 40% ~ 44%가 되도록 침지 시간이 설정된다.

염색 처리는 임의의 적절한 타이밍에 수행될 수 있다. 수중 연신을 수행하는 경우, 염색 처리는 바람직하게 수중 연신 이전에 수행된다.

A-4. 임의의 다른 처리

적층체에는, 연신 및 염색 이외에, PVA계 수지층을 편광막으로 형성하기 위한 처리를 적절하게 가할 수도 있다. PVA계 수지층을 편광막으로 형성하기 위한 처리의 예들은 불용화 처리, 가교 처리, 세정 처리, 및 건조 처리를 포함한다. 이 처리들의 횟수, 순서 등은 특별히 한정되지 않음에 유의해야 한다.

불용화 처리는 통상적으로 붕산 수용액에 PVA계 수지층을 침지함으로써 수행된다. PVA계 수지층에 불용화 처리를 함으로써 PVA계 수지층에 내수성을 부여할 수 있다. 붕산 수용액의 농도는, 물 100 중량부에 대해, 바람직하게는 1 중량부 ~ 4 중량부이다. 불용화욕 (붕산 수용액) 의 액온은 바람직하게 20℃ ~ 50℃ 이다. 불용화 처리는 수중 연신 처리 또는 염색 처리 이전에 수행되는 것이 바람직하다.

가교 처리는 통상적으로 붕산 수용액에 PVA계 수지층을 침지함으로써 수행된다. PVA계 수지층에 가교 처리를 함으로써 PVA계 수지층에 내수성을 부여할 수 있다. 붕산 수용액의 농도는, 물 100 중량부에 대해, 바람직하게는 1 중량부 ~ 5 중량부이다. 또한, 염색 처리 후에 가교 처리를 수행하는 경우, 용액을 요오드화물과 더 배합하는 것이 바람직하다. 용액을 요오드화물과 배합함으로써, PVA계 수지층에 용해 및 투과시킨 요오드의 용출을 억제할 수 있다. 요오드화물의 배합량은, 물 100 중량부에 대해, 바람직하게는 1 중량부 ~ 5 중량부이다. 요오드화물의 구체예들은 상술한 바와 같다. 가교욕 (붕산 수용액) 의 액온은 바람직하게 20℃ ~ 60℃ 이다. 가교 처리는 수중 연신 처리 이전에 수행되는 것이 바람직하다. 바람직한 실시형태에서는, 염색 처리, 가교 처리 및 수중 연신 처리를 언급된 순서로 수행한다.

세정 처리는 통상적으로 요오드화 칼륨의 수용액에 PVA계 수지층을 침지함으로써 수행된다. 건조 처리에서의 건조 온도는 바람직하게 30℃ ~ 100℃ 이다.

A-5. 편광막

편광막은 실질적으로 PVA계 수지에 용해 및 투과된 이색성 물질을 배향함으로써 얻어진 PVA계 수지층이다. 편광막의 두께는 통상적으로 25㎛ 이하, 바람직하게 15㎛ 이하, 보다 바람직하게 10㎛ 이하, 보다 더 바람직하게 7㎛ 이하, 특히 바람직하게 5㎛ 이하이다. 한편, 편광막의 두께는 바람직하게 0.5㎛ 이상, 보다 바람직하게 1.5㎛ 이상이다. 편광막은 바람직하게 파장 범위 380 nm ~ 780 nm 중 임의의 파장에서 흡수 이색성을 나타낸다. 편광막은 단일축 투과율이 바람직하게 40.0% 이상, 보다 바람직하게 41.0% 이상, 보다 더 바람직하게 42.0% 이상, 특히 바람직하게 43.0% 이상이다. 편광막은 편광도가 바람직하게 99.8% 이상, 보다 바람직하게 99.9% 이상, 보다 더 바람직하게 99.95% 이상이다.

B. 제 1 보호 필름의 적층

B-1. 적층의 개략

적층체 (PVA계 수지층) 에 각각의 처리들을 가한 이후, 도 1(b) 에 나타내는 바와 같이, 적층체의 편광막 (PVA계 수지층) (12) 측에 제 1 보호 필름 (21) 을 적층한다. 통상적으로는, 장척상의 적층체에 장척상의 제 1 보호 필름을, 그 길이 방향이 서로 나란할 수 있도록 적층한다. 일 실시형태에 있어서는, 제 1 보호 필름의 표면에 접착제를 도포함으로써 편광막 표면에 제 1 보호 필름을 부착한다.

일 실시형태에 있어서는, 제 1 보호 필름의 적층 (부착) 은 가열하에서 수행된다. 후술되는 접착제가 수계 접착제 또는 용제계 접착제인 경우, 가열 온도는 접착제가 건조되는 온도이며, 그리고 접착제가 활성 에너지선 경화형 접착제인 경우, 그 온도는 접착제가 경화되는 온도이다. 가열 온도는 바람직하게 50℃ 이상, 보다 바람직하게 55℃ 이상, 보다 더 바람직하게 60℃ 이상이다. 한편, 가열 온도는 바람직하게 80℃ 이하이다. 제 1 보호 필름의 적층시에 수행되는 가열은, 적층체의 건조 처리의 역할을 겸해도 되는 것임에 유의해야 한다.

B-2. 제 1 보호 필름

제 1 보호 필름은, 얻어지는 광학 필름 적층체가 광학 셀에 부착되는 경우, 광학 셀 측에 배치되는 보호 필름이다. 광학 셀 측에 배치되는 보호 필름을 먼저 부착하는 경우, 얻어지는 광학 필름 적층체에 있어서 원치않는 컬의 발생을 방지할 수 있다. 결과적으로, 광학 셀에 부착할 때에 기포 및 주름 등의 문제들의 발생을 방지할 수 있는 광학 필름 적층체를 얻을 수 있다.

제 1 보호 필름은 보통의 보호 필름일 수도 있거나 또는 광학 보상 기능을 가질 수도 있다 (위상차 필름일 수도 있다). 제 1 보호 필름은 바람직하게 광학 보상 기능을 갖는다. 이러한 구성이면, 제 1 보호 필름은 또한 광학 보상 필름의 역할도 겸할 수가 있어 광학 필름 적층체의 추가 박형화가 실현될 수 있다. 또한, 제 1 보호 필름이 광학 보상 기능을 갖는 경우에는, 제 1 보호 필름을 먼저 적층함으로써 본 발명의 효과, 즉, 원치않는 컬의 방지를 한층 현저하게 한다. 제 1 보호 필름이 광학 보상 기능을 갖는 경우, 그 광학 보상 특성들 (예를 들어, 굴절률 타원체, 면내 위상차, 및 두께 방향 위상차) 이 목적에 따라 적절히 설정될 수 있다.

일 실시형태에 있어서는, 제 1 보호 필름의 선팽창 계수는 광학 필름 적층체의 반송 방향 및 반송 방향에 직교하는 방향 중 적어도 일 방향에서, 후술되는 제 2 보호 필름의 선팽창 계수보다 더 크다. 일반적으로, 선팽창 계수가 상이한 필름들을 양측에 포함하는 3층의 적층체에 있어서는, 선팽창 계수가 더 작은 필름 측으로 적층체가 볼록한, 그러한 컬이 생기는 것으로 예측된다. 그러나, 본 발명자들은, 필름들이 순서대로 적층되는 경우, 후속되는 필름의 적층시, 이후에 적층될 필름 측이 오목해지는 힘이 발생되고, 이러한 힘에 의해 야기되는 컬이 지배적이게 된다는 것을 알아냈다. 또한, 본 발명자들은, 편광막의 양측에 특성이 상이한 필름들이 순서대로 적층되는 경우에, 필름들이 적층되는 순서를 규정함으로써 상기와 같은 힘에 의해 야기되는 컬의 정도와 방향이 제어될 수 있다는 것을 알아냈다. 그 결과, 본 발명에 있어서는, 일반적인 예측과는 달리, 얻어지는 광학 필름 적층체가 선팽창 계수가 상대적으로 더 큰 제 1 보호 필름 측으로 볼록한, 그러한 컬이 적층체에서 야기될 수 있다. 본 발명의 이와 같은 효과를 이용함으로써, 제 1 보호 필름으로서 상술한 것과 같은 광학 보상 기능을 갖는 필름 (많은 경우 선팽창 계수가 크고, 원치않는 컬이 발생함) 을 사용할 수 있다. 제 1 보호 필름의 반송 방향 및 반송 방향에 직교하는 방향에서의 선팽창 계수의 각각은, 예를 들어 10 (10^-6/K) 이상 100 (10^-6/K) 이하이다. 선팽창 계수는, JIS K 7197에 준하여 결정되는 것임에 유의해야 한다.

제 1 보호 필름으로서, 광학 필름 적층체가 광학 셀에 부착할 때에 광학 셀 측에 배치될 수도 있는 임의의 적절한 수지 필름이 채용될 수 있다. 보호 필름의 형성 재료는, 예를 들어, 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 등의 셀룰로오스계 수지; 노르보르넨계 수지 등의 시클로올레핀계 수지; 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지; 폴리에스테르계 수지; 및 (메타)아크릴계 수지를 들 수 있다. 용어 "(메타)아크릴계 수지"는 아크릴계 수지 및/또는 메타크릴계 수지를 말하는 것임에 유의해야 한다.

제 1 보호 필름의 두께는 통상적으로 10㎛ ~ 100㎛, 바람직하게는 15㎛ ~ 60㎛ 이다. 제 1 보호 필름의 두께는 통상적으로 제 2 보호 필름의 두께보다 더 얇다. 일반적으로, 두께가 상이한 필름들을 양측에 포함하는 3층의 적층체에 있어서는, 두께가 더 큰 필름 측으로 적층체가 볼록한, 그러한 컬이 생기는 것으로 예측된다. 그러나, 본 발명에 의하면, 당업계에 있어서의 일반적인 예측과는 달리, 두께가 상대적으로 더 작은 제 1 보호 필름 측으로 적층체가 볼록한, 그런한 컬이 야기될 수 있다. 이러한 컬이 야기되는 메카니즘은, 선팽창 계수에 대해서 설명한 것과 동일한 것으로 추정될 수 있다.

B-3. 적층에 사용되는 접착제

제 1 보호 필름의 적층에 사용되는 접착제로서 임의의 적절한 접착제가 채용될 수도 있다. 구체적으로, 접착제는 수계 접착제일 수도 있거나, 용제계 접착제일 수도 있거나, 또는 활성 에너지선 경화형 접착제일 수도 있다.

활성 에너지선 경화형 접착제로서는, 활성 에너지선의 조사에 의해 접착제가 경화할 수 있는 한, 임의의 적절한 접착제가 사용될 수도 있다. 활성 에너지선 경화형 접착제의 예들은 자외선 경화형 접착제 및 전자선 경화형 접착제를 포함한다. 활성 에너지선 경화형 접착제의 경화형의 구체예들은 라디칼 경화형, 카티온 경화형, 아니온 경화형, 및 이들의 조합 (예를 들어, 라디칼 경화형과 카티온 경화형의 하이브리드 (hybrid)) 을 포함한다.

활성 에너지선 경화형 접착제는, 예를 들어, 경화 성분으로서 (메타)아크릴레이트기 또는 (메타)아크릴아미드기 등의 라디칼 중합성기를 갖는 화합물 (예를 들어, 모노머 및/또는 올리고머) 을 함유하는 접착제이다.

활성 에너지선 경화형 접착제 및 그 접착제의 경화 방법의 구체예들은, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2012-144690호에 개시되어 있다. 그 개시는 본 명세서에 참고로서 원용된다.

수계 접착제로서 임의의 적절한 수계 접착제가 채용될 수도 있다. PVA계 수지를 포함하는 수계 접착제가 바람직하게 사용된다. 수계 접착제에서의 PVA계 수지의 평균 중합도는, 접착성의 관점으로부터, 바람직하게는 약 100 ~ 5500, 보다 바람직하게는 1000 ~ 4500 이다. 평균 비누화도는, 접착성의 관점으로부터, 바람직하게는 약 85 몰% ~ 100 몰%, 보다 바람직하게는 90 몰% ~ 100 몰% 이다.

수계 접착제에서의 PVA계 수지는 바람직하게 아세토아세틸기를 함유한다. 이것은, 이러한 수지가 PVA계 수지층과 보호 필름 간의 밀착성이 우수하고, 내구성이 우수할 수 있기 때문이다. 아세토아세틸기 함유 PVA계 수지는, 예를 들어, PVA계 수지와 디케텐을 임의의 적절한 방법에 의해 서로 반응시킴으로써 얻어진다. 아세토아세틸기 함유 PVA계 수지의 아세토아세틸기 변성도는 통상적으로 0.1 몰% 이상이며, 바람직하게 약 0.1 몰% ~ 40 몰%, 보다 바람직하게 1 몰% ~ 20 몰%, 특히 바람직하게 1 몰% ~ 7 몰% 이다. 아세토아세틸기 변성도는 NMR에 의해 측정한 값임에 유의해야 한다.

수계 접착제의 수지 농도는 바람직하게 0.1 wt% ~ 15 wt%, 보다 바람직하게 0.5 wt% ~ 10 wt% 이다.

접착제의 도포시의 두께는 임의의 적절한 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 경화 후 또는 가열 (건조) 후에, 원하는 두께를 갖는 접착제층이 얻어질 수 있도록 두께가 설정된다. 접착제층의 두께는 바람직하게 0.01㎛ ~ 7㎛, 보다 바람직하게 0.01㎛ ~ 5㎛, 보다 더 바람직하게 0.01㎛ ~ 2㎛, 가장 바람직하게 0.01㎛ ~ 1㎛ 이다. 접착제층의 두께가 너무 얇으면, 접착제 자체의 응집 강도가 얻어지지 않고, 이로 인해 접착 강도가 얻어지지 않는 경우가 몇몇 있다. 접착제층의 두께가 너무 두꺼우면, 광학 필름 적층체가 내구성을 만족시킬 수 없을 수도 있다.

C. 수지 기재의 박리

다음, 도 1(c) 에 나타내는 바와 같이, 수지 기재 (11), 편광막 (12), 및 제 1 보호 필름 (21) 의 적층체로부터 수지 기재 (11) 를 박리한다. 박리 방법으로서 임의의 적절한 방법이 채용될 수도 있다. 예를 들어, 도 1(c) 에 나타내는 바와 같이 수지 기재 (11) 를 하방으로 당겨 박리할 수도 있거나, 또는 편광막 (12) 및 제 1 보호 필름 (21) 의 적층체를 상방으로 당겨 수지 기재 (11) 를 박리할 수도 있다.

일 실시형태에서, 수지 기재 (11) 의 박리시, 편광막 (12) 및 제 1 보호 필름 (21) 의 적층체는 제 1 보호 필름 (21) 측으로 볼록하다. 제 1 보호 필름은 광학 셀 측에 배치되므로, 이와 같은 구성에 의해, 얻어지는 광학 필름 적층체의 광학 셀에 대한 부착이 용이해진다.

D. 제 2 보호 필름의 적층

수지 기재를 박리한 이후, 도 1(d) 에 나타내는 바와 같이, 수지 기재를 박리 한, 적층체의 측면에 제 2 보호 필름 (22) 을 적층한다. 이로써, 광학 필름 적층체 (100) 가 얻어진다. 통상적으로, 장척상의 적층체에 장척상의 제 2 보호 필름을, 그 길이 방향들이 서로 나란할 수 있도록 적층한다. 일 실시형태에 있어서, 제 2 보호 필름에 접착제를 도포하여, 제 2 보호 필름을 적층체의 박리한 측 (실질적으로는 편광막의 표면) 에 부착한다. 제 2 보호 필름의 적층 조건 (예를 들어, 가열 온도) 및 사용되는 접착제는 제 1 보호 필름의 적층에 관해서 설명했던 대로이다.

제 2 보호 필름은, 얻어지는 광학 필름 적층체가 광학 셀에 부착할 때, 광학 셀과의 반대측에 배치되는 보호 필름이고, 바람직하게는 시인 측에 배치되는 보호 필름이다. 광학 셀과의 반대측에 배치되는 보호 필름을 수지 기재의 박리면에 부착함으로써, 광학 셀에 용이하게 부착될 수 있는 광학 필름 적층체를 제공할 수 있다.

제 2 보호 필름은 목적에 따라 임의의 적절한 표면 처리가 가해질 수도 있다. 표면 처리의 구체예들은 하드 코트 처리, 반사 방지 처리, 스티킹 방지 처리, 확산 처리, 및 안티글레어 처리를 포함한다.

일 실시형태에 있어서, 제 2 보호 필름의 선팽창 계수는 광학 필름 적층체의 반송 방향 및 반송 방향에 직교하는 방향 중 적어도 일 방향에서의 제 1 보호 필름의 선팽창 계수보다 더 작다. 상술한 바와 같이, 당업계의 일반적인 기술 상식에 의하면, 선팽창 계수가 상대적으로 더 작은 제 2 보호 필름 측으로 얻어지는 광학 필름 적층체가 볼록한, 그러한 컬이 생기는 것으로 예측된다. 하지만, 본 발명에서는, 선팽창 계수가 상대적으로 큰, 제 1 보호 필름 측으로 적층체가 볼록한, 그러한 컬이 제 1 보호 필름과 제 2 보호 필름의 적층 순서를 규정함으로써 야기될 수 있다. 제 2 보호 필름의 반송 방향 및 반송 방향에 직교하는 방향에서의 선팽창 계수들 각각은 예를 들어 10 (10^-6/K) 이상 100 (10^-6/K) 이하이다.

제 2 보호 필름으로서는, 광학 필름 적층체가 광학 셀에 부착할 때에 광학 셀과의 반대측에 배치될 수도 있는 임의의 적절한 수지 필름이 채용될 수도 있다. 보호 필름의 형성 재료는 예를 들어 노르보르넨계 수지 등의 시클로 올레핀계 수지; 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지; 폴리에스테르계 수지; 및 (메타)아크릴계 수지를 들 수 있다. 용어 "(메타)아크릴계 수지"는 아크릴계 수지 및/또는 메타크릴계 수지를 의미하는 것임에 유의해야 한다.

제 2 보호 필름의 두께는 통상적으로 20㎛ ~ 100㎛ 이고, 바람직하게는 10㎛ ~ 60㎛ 이다. 제 2 보호 필름의 두께는 통상적으로 제 1 보호 필름의 두께보다 더 두껍다.

일 실시형태에 있어서, 광학 필름 적층체 (100) 는 제 1 보호 필름 (21) 측으로 볼록하다. 제 1 보호 필름은 광학 셀 측에 배치되므로, 이와 같은 구성에 의해, 광학 필름 적층체의 광학 셀에 대한 부착이 용이해진다.

상술한 바와 같이, 광학 필름 적층체가 제조될 수 있다. 이러한 광학 필름 적층체는 광학 셀에 용이하게 부착될 수 있고, 그리고 광학 셀에 대한 부착시 기포 및 주름 등의 문제들의 발생을 방지할 수 있다. 그 결과, 이러한 광학 필름 적층체의 사용은 외관이 뛰어난 화상 표시 장치를 제공할 수 있다. 광학 필름 적층체가 사용될 수도 있는 광학 셀의 대표예들은 액정 셀 및 유기 일렉트로루미네선스 (EL) 셀을 포함한다. 따라서, 화상 표시 장치의 대표예들은 액정 표시 장치 및 유기 EL 표시 장치를 포함한다.

실시예들

이하, 실시예들에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 하지만, 본 발명은 아래에 나타낸 실시예들에 의해 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

수지 기재로서 비정질 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (A-PET) 필름 (Mitsubishi Chemical Corporation 제조, 상품명 "NOVACLEAR SH046", 두께: 200㎛) 을 사용하였다. 이 수지 기재의 표면을 코로나 처리 (58 W/m²/min) 하였다.

한편, 아세토아세틸 변성 PVA (The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. 제조, 상품명 "GOHSEFIMER Z200", 중합도: 1200, 비누화도: 99.0% 이상, 아세토아세틸 변성도: 4.6%) 의 1 wt% 를 첨가한 PVA (중합도: 4200, 비누화도: 99.2%) 를 준비하고, 건조 후의 막두께가 12㎛가 되도록 수지 기재의 코로나 처리면에 도포한 다음, 60℃ 의 분위기하에서 10분 동안 열풍 건조하였다. 이로써, 수지 기재 위에 PVA계 수지층이 형성된 적층체를 제조하였다.

얻어진 적층체를, 130℃ 의 오븐내의 주속이 상이한 롤들 사이에서 세로 방향 (길이 방향) 으로 2.0배 자유단 1축 연신하였다 (공중 보조 연신).

다음, 적층체를 액온 30℃ 의 불용화 욕 (물 100 중량부를 붕산 3 중량부와 배합하여 얻어진 붕산 수용액) 에 30초간 침지시켰다 (불용화 처리).

다음, 액온 30℃ 의 염색욕 (용제로서 물을 사용, 농도가 0.08 wt% ~ 0.25 wt% 인 요오드를 포함, 농도가 0.56 wt% ~ 1.75 wt% 인 요오드화 칼륨을 포함, 그리고 요오드와 요오드화 칼륨의 농도비가 1：7) 에 적층체를 침지함으로써 PVA계 수지층에 요오드를 용해 및 침투시켰다 (염색 처리). 침지 시간 및 염색욕의 요오드 농도는, 얻어지는 편광막 (실질적으로는 PVA계 수지층) 의 단체 투과율이 42.0%가 되도록 조정하였음에 유의해야 한다.

다음, 적층체를 액온 30℃ 의 가교욕 (물 100 중량부를 요오드화 칼륨 3 중량부 및 붕산 4 중량부와 배합하여 얻어진 붕산 수용액) 에 60초간 침지시켰다 (가교 처리).

그 이후, 적층체를, 액온 70℃ 의 붕산 수용액 (물 100 중량부를 붕산 4 중량부 및 요오드화 칼륨 5 중량부와 배합하여 얻어진 수용액) 에 침지시키면서, 주속이 상이한 롤들 사이에서 세로 방향 (길이 방향) 으로 1축 연신을 실시하였다 (수중 연신). 수중 연신의 연신 배율은 2.0배이며, 따라서 최종적인 연신 배율은 5.4배였다. 이로써, 수지 기재 위에 편광막이 제조되었다.

그 이후, 적층체를 액온 30℃ 의 세정욕 (물 100 중량부를 요오드화 칼륨 3.5 중량부와 배합하여 얻어진 수용액) 에 침지시켰다 (세정 처리). 또한, 적층체를 60℃ 의 온풍에 의해 건조하였다 (건조 처리).

후속하여, 편광막과 수지 기재의 적층체의 편광막 표면에 PVA계 접착제를 개재하여 롤 투 롤 프로세스에 의해 제 1 보호 필름 (시클로 올레핀계 필름, 두께: 25㎛, 반송 방향에서의 선팽창 계수: 95×10^-6/K, 반송 방향에 직교하는 방향에서의 선팽창 계수: 68×10^-6/K) 을 부착하여, 수지 기재, 편광막, 및 제 1 보호 필름의 적층체를 제조하였다. 또한, 적층체로부터 수지 기재를 박리한 다음, 박리면에 UV 경화형 접착제를 개재하여 제 2 보호 필름 (아크릴계 필름, 두께: 40㎛, 반송 방향에서의 선팽창 계수: 48×10^-6/K, 반송 방향에 직교하는 방향에서의 선팽창 계수: 47×10^-6/K) 을 부착하였다.

이로써, 두께 5㎛의 편광막을 갖는 장척상의 광학 필름 적층체가 제조되었다.

얻어진 광학 필름 적층체를 소정 사이즈를 갖는 시트로 절단하고, 시트의 컬 상태를 육안으로 관찰하였다. 도 2는 컬 상태를 나타낸다. 제 1 보호 필름을 액정 셀 측에 배치하면서, 광학 필름 적층체를 액정 셀에 부착하였다. 그 결과, 기포 및 주름 등의 문제를 발생시키지 않고 적층체를 액정 셀에 양호하게 부착할 수 있었다.

(실시예 2)

제 1 보호 필름 (시클로 올레핀계 필름) 의 두께를 18㎛로 변경하고, 반송 방향에서의 선팽창 계수를 80×10^-6/K로 변경하고, 그리고 반송 방향에 직교하는 방향에서의 선팽창 계수를 36×10^-6/K로 변경한 것 이외에는, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 광학 필름 적층체를 제조하였다. 실시예 1에서와 동일한 방식으로, 얻어진 광학 필름 적층체의 컬 상태를 육안으로 관찰하였다. 도 3은 컬 상태를 나타낸다. 광학 필름 적층체는, 그 적층체에서 어느 정도의 컬이 발생하고 있었지만, 제 1 보호 필름 측으로 볼록하였다. 그 결과, 제 1 보호 필름을 액정 셀 측에 배치하면서 광학 필름 적층체를 액정 셀에 부착할 때, 기포 및 주름 등의 문제를 발생시키지 않고 적층체를 액정 셀에 양호하게 부착할 수 있었다.

(비교예 1)

다음을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 광학 필름 적층체를 제조하였다. 편광막과 수지 기재의 적층체의 편광막 표면에 제 2 보호 필름 (아크릴계 필름, 두께: 40㎛, 반송 방향에서의 선팽창 계수: 48×10^-6/K, 반송 방향에 직교하는 방향에서의 선팽창 계수: 47×10^-6/K) 을 부착하여 수지 기재, 편광막, 및 제 2 보호 필름의 적층체를 제조하였다. 적층체로부터 수지 기재를 박리한 이후, 제 1 보호 필름 (시클로 올레핀계 필름, 두께: 25㎛, 반송 방향에서의 선팽창 계수: 95×10^-6/K, 반송 방향에 직교하는 방향에서의 선팽창 계수: 68×10^-6/K) 을 부착하였다. 즉, 제 1 보호 필름과 제 2 보호 필름의 부착 순서를 반대로 하였다. 실시예 1에서와 동일한 방식으로, 얻어진 광학 필름 적층체의 컬 상태를 육안으로 관찰하였다. 도 4는 컬 상태를 나타낸다. 제 2 보호 필름 측으로 볼록한 그 컬이 심하여 적층체가 통형상으로 되기 때문에, 광학 필름 적층체를 액정 셀에 부착하는 것이 곤란하였다.

(비교예 2)

제 2 보호 필름으로서 두께 50㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 필름을 사용하고; 그리고 제 1 보호 필름으로서 두께 18㎛의 시클로올레핀계 필름 (반송 방향에서의 선팽창 계수: 80×10^-6/K, 반송 방향에 직교하는 방향에서의 선팽창 계수: 36×10^-6/K) 을 사용한 것 이외에는, 비교예 1에서와 동일한 방식으로 광학 필름 적층체를 제조하였다. 실시예 1에서와 동일한 방식으로, 얻어진 광학 필름 적층체의 컬 상태를 육안으로 관찰하였다. 도 5는 컬 상태를 나타낸다. 제 2 보호 필름 측으로 볼록한 그 컬이 심하여 적층체가 통형상으로 되기 때문에, 광학 필름 적층체를 액정 셀에 부착하는 것이 곤란하였다.

실시예 1 (도 2) 과 비교예 1 (도 4) 의 비교로부터 분명한 바와 같이, 액정 셀 측에 배치되는 제 1 보호 필름을 먼저 부착함으로써, 컬이 급격히 경감된다. 또한, 상술한 바와 같이, 실시예 2의 광학 필름 적층체는 제 1 보호 필름 측 (액정 셀 측) 으로 볼록하도록 컬링되는 한편, 비교예 2의 광학 필름 적층체는 제 2 보호 필름 측 (액정 셀의 반대측) 으로 볼록하도록 컬링된다. 그 결과, 실시예 2의 광학 필름 적층체가 액정 셀에 양호하게 부착될 수 있었지만, 비교예 2의 광학 필름 적층체를 액정 셀에 부착하는 것이 곤란하였다.

본 발명의 광학 필름 적층체는, 예를 들어, 액정 텔레비젼, 액정 디스플레이, 휴대전화, 디지털 카메라, 비디오 카메라, 휴대 게임기, 카 내비게이션 시스템, 복사기, 프린터, 팩스, 시계, 및 전자 렌지의 액정 패널 및 유기 EL 패널의 반사 방지막으로 적합하게 사용된다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 수지 기재 및 수지 기재 상에 박형의 편광막을 형성하기 위한 PVA계 수지층을 갖는 적층체를 연신 및 염색하는 것을 포함하는 광학 필름 적층체의 제조 방법에 있어서, 수지 기재를 박리하기 이전에 액정 셀 측에 배치되는 보호 필름을 적층하고, 그리고 수지 기재를 박리한 후 액정 셀의 반대측에 배치되는 보호필름을 박리면 상에 적층함으로써, 원치않는 컬의 발생이 방지될 수 있고, 그리고 결과적으로, 광학 필름 적층체를 광학 셀에 부착할 때 기포 및 주름 등의 문제들의 발생이 방지될 수 있는, 광학 필름 적층체의 제조 방법을 실현하는 것이 가능하다.

본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않으면서 많은 다른 변형들이 당업자에게 명백할 것이고 당업자에 의해 용이하게 실행될 것이다. 따라서, 첨부된 청구항의 범위가 상세한 설명에 의해 한정되는 것으로 의도되지 않고 오히려 폭넓게 해석되어야 함에 유의해야 한다.

Claims

광학 필름 적층체의 제조 방법으로서,
수지 기재와 상기 수지 기재의 일측에 형성된 폴리비닐알코올계 수지층을 포함하는 적층체를 연신 및 염색하여, 상기 수지 기재 위에 편광막을 제조하는 단계;
상기 편광막의 상기 수지 기재와의 반대측에 제 1 보호 필름을 적층하는 단계; 및
상기 수지 기재를 박리한 후, 상기 편광막의 상기 수지 기재를 박리한 측에 제 2 보호 필름을 적층하는 단계를 포함하고,
상기 제 1 보호 필름은, 상기 광학 필름 적층체가 광학 셀에 부착되는 경우 상기 광학 셀 측에 배치되는 보호 필름이고, 상기 제 2 보호 필름은, 상기 광학 필름 적층체가 광학 셀에 부착되는 경우 상기 광학 셀과 반대측에 배치되는 보호 필름이며,
상기 제 1 보호 필름은, 상기 광학 필름 적층체의 반송 방향 및 상기 반송 방향에 직교하는 방향 중 적어도 일 방향에서, 선팽창 계수가 상기 제 2 보호 필름의 선팽창 계수보다 더 큰, 광학 필름 적층체의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 수지 기재가 박리되었을 때에, 상기 제 1 보호 필름과 상기 편광막의 적층체가 상기 제 1 보호 필름 측으로 볼록한, 광학 필름 적층체의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 보호 필름 및 상기 제 2 보호 필름의 상기 반송 방향 및 상기 반송 방향에 직교하는 방향에서의 선팽창 계수들의 각각은 10 (10^-6/K) 이상 100 (10^-6/K) 이하인, 광학 필름 적층체의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 보호 필름은 광학 보상 기능을 갖는, 광학 필름 적층체의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 보호 필름 및 상기 제 2 보호 필름 중 적어도 하나의 적층은 가열하에서 수행되는, 광학 필름 적층체의 제조 방법.
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