KR101604179B1 - 박형 편광자의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 박형 편광자 및 편광판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미연신 기재 필름의 적어도 일면에 폴리비닐알코올계 필름이 적층된 적층체를 형성하는 단계; 및 상기 폴리비닐알코올계 필름의 두께가 10㎛ 이하가 되도록 상기 적층체를 연신하는 단계를 포함하고, 상기 미연신 기재 필름과 폴리비닐알코올계 필름의 함습률 차가 9% 이하인 박형 편광자의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 박형 편광자에 관한 것이다.

Description

박형 편광자의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 박형 편광자 및 편광판{PREPARING METHOD FOR THIN POLARIZER, THIN POLARIZER AND POLARIZING PLATE COMPRISING THE SAME}

본 발명은 박형 편광자의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 박형 편광자 및 편광판에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 10㎛ 이하의 얇은 두께를 갖는 박형 편광자의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 박형 편광자 및 편광판에 관한 것이다.

편광판에 사용되는 편광자는 자연광 또는 임의의 편광을 특정 방향의 편광으로 만들기 위한 광학 소자로, 액정표시소자, 유기발광소자(OLED)와 같은 디스플레이 장치에 널리 이용되고 있다. 현재 상기 디스플레이 장치에 사용되는 편광자로는 요오드계 화합물 또는 이색성 염료를 함유하는 분자 사슬이 일정한 방향으로 배향된 폴리비닐알코올계 편광 필름이 일반적으로 사용되고 있다.

상기 폴리비닐알코올계 편광 필름은 폴리비닐알코올계 필름에 요오드 또는 이색성 염료를 염착시킨 후, 일정 방향으로 연신하고 가교하는 방법에 의해 제조되고 있으며, 이때 상기 연신 공정은 붕산 수용액 또는 요오드 수용액과 같은 용액 상에서 수행되는 습식 연신 또는 대기 중에서 수행되는 건식 연신 등으로 수행될 수 있고, 연신 배율은 일반적으로 5배 이상이다. 그런데, 이와 같은 종래의 제조 공정에서, 파단 발생 없이 연신이 수행되기 위해서는, 연신 전의 폴리비닐알코올계 필름의 두께가 60㎛를 초과할 것이 요구된다. 연신 전 폴리비닐알코올계 필름의 두께가 60㎛ 이하일 경우, 폴리비닐알코올계 필름의 팽윤도가 높아지고, 얇은 두께로 인해 연신 공정에서 단위 면적 당 작용하는 모듈러스가 커져 파단이 쉽게 발생할 수 있기 때문이다.

한편, 최근 디스플레이 장치들의 박형화 경향에 따라 편광판 역시 보다 얇은 두께를 가질 것이 요구되고 있다. 그러나 종래와 같이 연신 전 두께가 60㎛를 넘는 폴리비닐알코올계 필름을 사용할 경우에 편광자의 두께를 줄이는데 한계가 있다.

이에 따라, 파단 발생 없이 연신이 수행되면서도 얇은 두께의 편광자를 제조하기 위한 연구들이 시도되어 왔고, 이와 관련하여 기재 필름상에 친수성 고분자층을 코팅하거나, 기재 필름의 형성재와 친수성 고분자층의 형성재를 공압출하여 제조되는 적층체를 이용하는 박형의 편광자를 제조하는 방법이 제안되었다.

그러나, 상기 제조방법에 있어서, 기재 필름과 폴리비닐알코올계 필름이 쉽게 박리가 되거나, 기재 필름 및 폴리비닐알코올계 필름에 파단 및 주름이 발생하거나, 또는 제조되는 편광자에 컬이 발생할 수 있는 등 공정 안정성이 좋지 못하다는 문제점이 있었다.

보다 구체적으로, 종래에 기재 필름으로 주로 사용된 폴리올레핀계 필름 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트계 필름의 경우, 폴리비닐알코올계 필름과의 물성 차이에 의해, 연신 시 필름의 끝단부가 말리거나 주름이 생겨 편광자의 표면 특성이 불량한 경우가 많았으며, 이로 인해 고배율로 연신하는 과정에서 어려움이 있었다.

발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 광학 특성이 우수하면서도 고배율 연신이 가능하며, 공정 시 파단, 끝단부 말림 및 컬 발생이 현저히 적어, 공정 안정성이 높은 박형 편광자의 제조방법을 제공하고자 한다.

일 구현예에 따르면, 본 발명은, 미연신 기재 필름의 적어도 일면에 폴리비닐알코올계 필름이 적층된 적층체를 형성하는 단계; 및 상기 폴리비닐알코올계 필름의 두께가 10㎛ 이하가 되도록 상기 적층체를 연신하는 단계를 포함하고, 상기 미연신 기재 필름과 폴리비닐알코올계 필름의 함습률 차가 9% 이하인 박형 편광자의 제조방법을 제공한다.

이때, 상기 미연신 기재 필름은 폴리아마이드계 필름인 것이 바람직하다.

또한, 상기 미연신 기재 필름은 함습률이 0.5% 내지 8.0%이거나, 유리전이온도(Tg)가 50℃ 내지 110℃인 것이 바람직하다.

한편, 상기 적층체를 연신하는 단계는 습식 연신으로 수행될 수 있고, 상기 습식 연신은 붕산 수용액 내에서 수행될 수 있다.

또한, 상기 적층체를 연신하는 단계는 건식 연신으로 수행될 수도 있고, 상기 건식 연신은 폴리비닐알코올계 필름의 유리전이온도를 Tg라 할 때, (Tg-20)℃ 내지 (Tg+60)℃의 온도에서 5배 내지 15배의 연신 배율로 수행되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 적층체에 이색성 염료를 염착시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 염착시키는 단계 이후에 요오드화 화합물을 포함하는 수용액을 적층체 상에 도포하여 보색하는 단계를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 적층체를 연신하는 단계 이후에 연신된 적층체를 건조하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 적층체를 연신하는 단계 이후에 상기 폴리비닐알코올계 필름을 상기 기재 필름으로부터 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.

다른 측면에서, 본 발명은 상기 제조 방법에 의해 제조되는 박형 편광자 및 이를 포함하는 편광판을 제공한다.

이때, 상기 제조 방법에 의해 제조되는 편광자는 두께가 10㎛ 이하이고, 단체 투과도가 40% 내지 45% 이며, 편광도가 99.9% 이상인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 광학 특성이 우수한 10㎛ 이하의 두께를 갖는 박형의 편광자를 안정적인 공정으로 제조할 수 있다.

본 발명의 박형 편광자 제조 방법은, 폴리비닐알코올계 필름과 함습률이 유사한 기재 필름을 이용하여, 적층체를 형성한 다음, 연신 공정 등을 수행하기 때문에, 기재 필름과 폴리비닐알코올계 필름의 파단 및 끝단부 말림 현상의 발생 또는 제조되는 편광자의 컬 발생 등의 문제점을 최소화할 수 있다.

도 1은 실시예 및 비교예에서의 건조 처리 후 적층체의 컬을 측정하는 방법을 나타내는 개념도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

본 발명자들은 오랜 연구 끝에 종래에 사용해온 기재 필름, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트계 필름 또는 폴리올레핀계 필름을 이용하는 경우, 편광자인 폴리비닐알코올계 필름과의 함습률 차이에 의해 연신 공정 또는 염착 공정 중 기재 필름과 폴리비닐알코올계 필름의 수축 정도가 크게 달라지고, 이로 인해 편광자의 파단 또는 끝단부 말림 현상이 발생하는 것을 알아내었다. 이에 본 발명자들은 폴리비닐알코올계 필름과 함습률이 유사한 기재 필름을 이용하여 적층체를 형성함으로써, 제조 공정 중 파단 및 말림을 현저하게 저감시킬 수 있음을 알아내고 본 발명을 완성하였다.

보다 구체적으로는, 본 발명에 따른 박형 편광자의 제조방법은, 미연신 기재 필름의 적어도 일면에 폴리비닐알코올계 필름이 적층된 적층체를 형성하는 단계; 및 상기 폴리비닐알코올계 필름의 두께가 10㎛ 이하가 되도록 상기 적층체를 연신하는 단계를 포함하고, 상기 미연신 기재 필름과 폴리비닐알코올계 필름의 함습률 차가 9% 이하인 것이 특징이다.

먼저, 상기 미연신 기재 필름은, 연신 과정에서 폴리비닐알코올계 필름의 파단 및 끝단부의 말림 현상을 방지하는 것으로, 상기 기재 필름 상에 적층되는 폴리비닐알코올계 필름과의 함습률 차가 9% 이하이고, 바람직하게는 7% 이하이고, 더욱 바람직하게는 6% 이하이다. 기재 필름과 폴리비닐알코올계 필름의 함습률 차가 9% 초과일 경우, 적층체를 연신하는 과정 또는 염색하는 과정에서 기재 필름과 폴리비닐알코올계 필름간의 수축 및 팽창하는 정도가 크게 달라, 편광자의 파단 및 끝단부 말림 현상이 일어나게 되며, 편광자 표면의 주름이 발생하여, 박형 편광자의 품질을 떨어뜨리게 된다.

보다 구체적으로, 상기 적층체는 습식 및 건식 연신 공정에서 열에 의한 수축과 수분에 의한 팽창이 발생된다. 또한, 건식 연신 후 또는 습식 연신 후 건조 과정을 거치게 되면 폴리비닐알코올계 필름과 기재층 모두 열풍에 의해 건조되어 있는 상태로 나오게 된다. 이때, 건조 수축이 일어난 상태로 열풍조를 통과하며, 이 후 흡습에 의해서 기재가 다시 팽창하게 된다. 이와 같은 필름 수축 및 팽창이 크게 발생되는 것은 필름 자체에 함유된 수분에 의한 영향이 크며, 편광자의 파단 및 끝단부 말림 현상을 완화시켜주기 위해 폴리비닐알코올계 필름과 함습률이 유사한 기재를 사용하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 함습률은 필름이 함유하는 수분의 정도를 나타낸 것으로, 본 발명에서는 각 필름을 25℃ 및 50%RH의 조건에서 5일간 보관하여, 필름을 상기 조건에서 평형을 이루게 한 뒤 무게를 측정한다. 이후, 80℃의 가열오븐(convection oven)에서 3일간 건조한 후의 무게 변화를 측정하여 함습률로 나타내었다. 이는 미연신 필름으로 측정하였으며, 일반적으로, 기재 자체의 함습률은 연신에 따라 크게 바뀌지 않는다.

한편, 상기 미연신 기재 필름의 구체적인 종류로서, 이에 한정되는 것은 아니나, 예를 들면, 폴리우레탄계 필름, 폴리에스테르계 필름, 폴리아마이드계 필름, 아크릴계 필름, 고밀도 폴리에틸렌 필름, 저밀도 폴리에틸렌 필름, 고밀도 폴리에틸렌 및 저밀도 폴리에틸렌 공압출 필름, 고밀도 폴리에틸렌에 에틸렌 비닐아세테이트가 함유된 공중합체 수지, 폴리비닐알코올계 필름, 셀룰로오스계 필름 및 폴리아마이드계 필름 등을 사용할 수 있다.

그러나, 상기 기재한 바와 같이, 폴리비닐알코올계 필름과의 합습률 차이를 만족시키는 관점에서, 폴리아마이드계 필름을 이용하는 것이 가장 바람직하다. 일반적으로 상기 폴리아마이드계 필름의 함습률은 0.5% 내지 8% 정도이다.

또한, 상기 미연신 기재 필름은 함습률이 0.5% 내지 8% 정도이고, 바람직하게는 0.5% 내지 7.0% 정도, 더욱 바람직하게는 1.0% 내지 7.0% 정도인 것이 좋다. 이는 일반적으로 편광자를 형성하는 폴리비닐알코올계 필름의 함습률이 8% 내지 13% 정도이므로, 상기에 기재한 바와 같은 함습률 차를 만족시키기 위해서이다. 기재 필름의 함습률이 8%를 초과하는 경우, 고분자의 경우 팽윤이 심하여 후 가공에서 기재로서의 역할을 충분히 수행할 수 없을 수 있다.

또한, 본 발명에 사용 가능한 미연신 기재 필름은 특히, 유리전이온도가 50℃ 내지 110℃ 정도인 것이 바람직하며, 예를 들면, 60℃ 내지 90℃ 일 수 있다. 왜냐하면, 폴리비닐알코올계 필름의 유리전이온도는 70℃ 내지 80℃ 정도로, 연신하는 과정에서 기재 필름과 폴리비닐알코올계 필름의 유리전이온도 차이가 크게 나는 경우 연신이 불가능할 수 있기 때문이다. 따라서, 폴리비닐알코올계 필름의 유리전이온도와 유사한 수준의 기재를 선정하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 유리전이온도는 시차주사형 열량계(DSC)에 의해 측정될 수 있다. 예컨대, 시차주사형 열량계(DSC)를 이용하는 경우, 약 10mg의 시료를 전용 펜(pan)에 밀봉하고 일정 승온 조건으로 가열할 때 상변이가 일어남에 따른 물질의 흡열 및 발열량을 온도에 따라 그려 유리전이온도를 측정할 수 있다.

다음으로, 상기 미연신 기재 필름의 적어도 일면에 적층되는 폴리비닐알코올계 필름은 폴리비닐알코올계 수지 또는 그 유도체를 포함하는 것이면 특별한 제한없이 사용이 가능하다. 이때, 상기 폴리비닐알코올계 수지의 유도체로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 폴리비닐포르말 수지, 폴리비닐아세탈 수지 등을 들 수 있다. 또는, 상기 폴리비닐알코올계 필름은 당해 기술분야에 있어서 편광자 제조에 일반적으로 시판되는 폴리비닐알코올계 필름을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 구라레 사의 PE20, PE30, PE60, 일본합성사의 M2000, M3000 M6000 등이 사용될 수 있다.

한편, 상기 폴리비닐알코올계 필름은, 이로써 한정되는 것은 아니나, 중합도가 1,000 내지 10,000 정도, 바람직하게는 1,500 내지 5,000 정도인 것이 좋다. 중합도가 상기 범위를 만족할 때, 분자 움직임이 자유롭고, 요오드 또는 이색성 염료 등과 유연하게 혼합될 수 있기 때문이다.

또한, 상기 폴리비닐알코올계 필름은, 그 두께가 1 내지 60㎛ 정도, 바람직하게는 1 내지 40㎛ 정도인 것이 좋다. 폴리비닐알코올계 필름의 두께가 60㎛를 초과할 경우, 연신 하여도 10㎛ 이하의 두께를 구현하기 어렵고, 그 두께가 1㎛ 미만인 경우에는 연신 중 파단이 발생하기 쉽기 때문이다.

한편, 본 발명에 있어서, 상기 미연신 기재 필름과 폴리비닐알코올계 필름의 적층 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 미연신 기재 필름에 폴리비닐알코올계 필름의 형성재를 함유하는 수용액을 당해 기술분야에 일반적으로 알려진 바 코팅, 리버스 코팅, 그라비어 코팅, 스핀 코팅, 스크린 코팅, 파운틴 코팅, 스프레이 코팅, 콤마 코팅 등의 코팅 방법을 이용하여 도공 한 후에 건조시킴으로써 적층체를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 적층제는, 기재 필름의 형성재와 폴리비닐알코올계 필름의 형성재의 공압출에 의해 형성할 수 있으며, 이 경우, 일체화된 상태의 적층제를 얻을 수도 있다. 구체적으로, 기재 필름의 형성재와 폴리비닐알코올계 필름의 형성재를 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 공압출기에 주입하고, 공압출되는 기재 필름과 폴리비닐알코올계 필름의 두께가 적절한 범위가 되도록 제어함으로써 적층체를 얻을 수 있다.

한편, 본 발명에 있어서, 상기 미연신 기재 필름과 폴리비닐알코올계 필름은 별도의 매개물 없이 약한 인력에 의해 부착될 수 있으며, 이때 상기 부착력은 2N/2cm 이하. 바람직하게는, 0.1 내지 1N/2cm 정도인 것이 바람직하다. 이때, 상기 부착력은 2cm 폭의 샘플 필름들을 부착하였을 때 측정되는 부착력이다. 보다 구체적으로, 적층체의 폴리비닐알코올계 필름을 샘플 홀더로 고정한 후, 적층체의 면 방향에 대해 수직한 방향으로 힘을 가하여 기재 필름으로부터 폴리비닐알코올계 필름을 박리하면서 측정한 박리력(Peel Strength)을 말하며, 이때 측정 기기로는 Stable Micro Systems사의 Texture Analyzer(모델명: TA-XT Plus)를 사용하였다. 부착력이 상기 범위를 만족하는 경우, 연신 과정에서 기재 필름과 폴리비닐알코올계 필름이 분리되지 않고, 연신 후 분리 과정에서 표면 손상을 최소화할 수 있다.

한편, 상기 기재 필름과 폴리비닐알코올계 필름의 부착력을 향상시키기 위해서, 기재 필름이나 폴리비닐알코올계 필름의 일면 또는 양면에 표면처리를 수행할 수 있다. 이때, 상기 표면처리는 당해 기술 분야에 잘 알려져 있는 다양한 표면처리 방법, 예를 들면, 코로나 처리, 플라즈마 처리 또는 NaOH나 KOH와 같은 강염기 수용액을 이용한 표면 개질 처리 등을 통해 수행될 수 있다.

또는, 상기 기재 필름과 상기 폴리비닐알코올계 필름은 접착제를 이용하여 부착될 수 있다. 접착제를 이용하여 상기 기재 필름과 상기 폴리비닐알코올계 필름은 부착할 경우, 접착제층의 두께는 20 내지 4000nm 정도인 것이 바람직하다. 접착제층의 두께가 상기 범위를 만족할 때, 연신 및 건조 공정 이후에 폴리비닐알코올계 필름을 손상 없이 박리하는데 유리하다.

한편, 상기 접착제는, 부착력(접착력)이 2N/2cm 이하이면 되고, 그 재질이 특별히 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에 알려진 다양한 접착제들이 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 접착제층은 수계 접착제 또는 자외선 경화형 접착제로 형성될 수 있다.

다음으로, 미연신 기재 필름 상에 폴리비닐알코올계 필름을 부착하여 적층체가 형성되면 상기 적층제를 연신한다. 이때, 연신 조건은 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들면, 상기 연신은 40℃ 내지 140℃의 온도에서 5배 내지 15배의 연신 배율로 수행될 수 있으며, 보다 바람직하게는 5배 내지 12배의 연신 배율로 수행될 수 있다.

상기 연신하는 단계는 습식 연신과 건식 연신을 모두 이용할 수 있는데, 습식 연신 시 공정상 횡방향 연신이 어려울 수 있는바, 흡수축 방향 전환에 용이하다는 면에서 건식 연신이 보다 더 바람직할 수 있다.

이때, 상기 습식 연신은 40℃ 내지 70℃에서 수행될 수 있고, 바람직하게는 50℃ 내지 65℃ 온도에서 수행될 수 있다. 또한, 5 내지 15배의 연신 배율로 수행될 수 있으며, 예를 들면, 5배 내지 9배 또는 6배 내지 8배의 연신배율로 수행될 수 있다. 한편, 종래의 박형 편광자 제조방법의 경우, 기재 필름 자체의 구조 및 특성상 고배율의 연신을 수행하기 어렵거나, 폴리비닐알코올계 필름과 함습률 차이가 커, 습식 연신 후, 건조하는 단계에서 폭 수축 정도가 상이하게 다르므로 파단 및 주름이 생기는 문제점이 있었다. 반면, 본 발명의 경우 폴리비닐알코올계 필름의 주름 발생을 제어하여 공정의 안정성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

한편, 상기 습식 연신은 붕산 수용액 내에서 수행되는 것이 바람직하며, 이때, 상기 붕산 수용액의 붕산 농도는 1.0 내지 5.0 중량% 정도인 것이 바람직하다.

상기와 같은 붕산 수용액에서 연신이 수행될 경우, 붕산 가교로 인해 폴리비닐알코올계 필름의 파단 발생율이 저하되어 공정 안정성이 증대되며, 습식 공정 중 발생하기 쉬운 폴리비닐알코올계 필름의 주름 발생을 제어할 수 있다. 또한 건식 연신 대비 저온에서도 연신이 가능하다는 장점이 있다.

한편, 일반적으로 편광자 제조 공정은, 수세, 팽윤, 염착, 세정, 연신, 보색, 건조 등의 과정으로 이루어지는데, 본 발명의 경우, 세정 및 연신 공정이 붕산 수용액에서 수행되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 세정 공정의 경우 붕산 농도가 0.1 내지 2.5 중량% 정도, 바람직하게는 0.5 내지 2.0 중량% 정도일 수 있으며, 연신 공정의 경우 붕산 농도는 1.0 내지 5.0 중량% 정도, 바람직하게는 1.5 내지 4.5 중량% 정도일 수 있다.

또한, 상기 연신하는 단계는 건식 연신으로 수행할 수 있으며, 상기 건식 연신하는 단계는 상기 폴리비닐알코올계 필름의 유리전이온도를 Tg라 할 때, (Tg-20)℃ 내지 (Tg+60)℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하며, (Tg+10)℃ 내지 (Tg+40)℃의 온도에서 수행되는 것이 더욱 바람직하다. 예컨대, 일반적으로 폴리비닐알코올계 필름의 유리전이온도는 70℃ 내지 80℃ 정도인바, 상기 건식 연신은 60℃ 내지 140℃의 온도에서 수행될 수 있다. 연신 온도가, 60℃ 미만인 경우, 폴리비닐알코올계 필름이 연신되기 어려우며, 140℃ 초과의 온도에서는 기재의 결정화가 일어나는 온도이므로, 기재의 연신 온도로 적절하지 못하다.

또한, 상기 연신하는 단계는 5배 내지 15배의 연신 배율로 수행될 수 있으며, 예를 들면, 5배 내지 12배 정도의 연신 배율로 수행될 수 있다. 연신 배율이 상기 범위를 초과하는 경우에는 연신 시 파단이 발생할 수 있으며, 연신 배율이 상기 범위의 미만일 경우에는 고분자의 배향도가 떨어져서 제조되는 편광자의 편광도가 저하될 수 있기 때문이다.

한편, 상기 습식 연신에서 살펴본 바와 유사하게, 본 발명의 경우, 종래의 폴리올레핀계 필름 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트계 필름 등과 달리, 함습률이 폴리비닐알코올계 필름과 근사하여, 연신 시 필름의 수축 정도가 유사하다. 따라서, 폴리비닐알코올계 필름의 주름 및 파단을 억제하여, 필름이 손상되는 문제점을 해결하고, 외관 특성을 우수하게 부여할 수 있다는 장점이 있다.

보다 구체적으로, 상기 건식 연신은 통상 일축 연신을 실시함으로써 이루어질 수 있다. 이러한 일축 연신은 상기 적층체의 종 방향(MD)에 대하여 실시할 수 있고, 또는 상기 적층체의 횡 방향(TD)에 대하여 실시할 수도 있다. 또한, 상기 적층체의 횡 방향(TD) 연신 시 동시 이축으로 종 방향(MD) 수축을 유발할 수도 있다. 한편, 상기 적층체의 횡 방향(TD) 연신 방법으로는 예를 들어, 텐터를 통해 일단(一端)을 고정시킨 고정단 일축 연신 방법 등을 들 수 있으며, 상기 적층체의 종 방향(MD) 연신 방식으로는, 롤간 연신 방법, 압축 연신 방법, 자유단 일축 연신 방법 등을 들 수 있다. 한편, 연신 처리는 다단으로 실시할 수도 있으며, 또는 이축 연신, 경사 연신 등을 실시함으로써 이루어질 수도 있다.

한편, 상기 적층체는 연신하는 단계에서 연신되며, 이때, 적층체의 연신하는 방향에 수직한 방향의 폭은, 연신하는 단계 이전을 기준으로 하여 연신하는 단계 이후에 35% 내지 65% 정도 감소할 수 있으며, 상기 적층체의 두께는, 연신하는 단계 이전을 기준으로 하여 연신하는 단계 이후 20% 내지 50% 감소할 수 있다. 이 경우 연신하는 단계 및 연신하는 단계 이후 건조 공정 단계에서 기재 필름과 폴리비닐알코올계 필름이 유사한 연신 거동 및 폭 수축 거동을 보여 폴리비닐알코올-요오드 착체의 배향성을 증대시킬 수 있으며, 그 결과 매우 우수한 광학 성능을 갖는 박형의 편광자의 제조가 가능하다. 특히, 기재 필름과 폴리비닐알코올계 필름의 함습률이 유사한 경우, 상기 두 필름 간의 연신 거동 및 수축 거동이 유사하게 되어, 더욱 우수한 효과를 나타낼 수 있다.

또한, 상기 습식 연신 및 건신 연신은 상기 폴리비닐알코올계 필름의 두께가 10㎛ 이하가 되도록 수행하는 것이 바람직하며, 예를 들면, 1㎛ 내지 8㎛ 또는 2㎛ 내지 7㎛가 되도록 수행할 수 있다. 본 발명은 박형 편광자를 제조하기 위한 것이며, 상기 폴리비닐알코올계 필름의 두께가 10㎛ 이하로 하여, 박형 편광자를 제조할 수 있다.

한편, 본 발명의 박형 편광자 제조방법은, 상기 적층체에 이색성 염료를 염착시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 염착시키는 단계는 상기 연신 이전, 동시 또는 연신 이후에 수행될 수 있으나, 건식 연신 시 이색성 물질을 폴리비닐알코올계 필름에 양호하게 배향시키는 점에서, 연신 이후에 실시하는 것이 바람직하다.

상기 염착시키는 단계는 상기 형성된 적층체에 이색성 염료를 흡착·배향시킴으로써 수행된다. 한편, 상기 이색성 염료는 당해 기술분야에 있어서 편광자 제조에 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 요오드 또는 유기 염료 등을 사용할 수 있다. 이때, 상기 유기 염료로는 예컨대 레드 BR, 레드 LR, 레드 R, 핑크 LB, 루빈 BL, 보르도 GS, 스카이블루 LG, 레몬 옐로우, 블루 BR, 블루 2R, 네이비 RY, 그린 LG, 바이올렛 LB, 바이올렛 B, 블랙 H, 블랙 B, 블랙 GSP, 옐로우 3G, 옐로우 R, 오렌지 LR, 오렌지 3R, 스칼렛 GL, 스칼렛 KGL, 콩고 레드, 브릴리언트 바이올렛 BK, 수프라 블루 G, 수프라 블루 GL, 수프라 오렌지 GL, 다이렉트 스카이블루, 다이렉트 퍼스트 오렌지 S, 퍼스트 블랙 등을 사용할 수 있다.

한편, 본 발명의 경우 상기 이색성 염료로는 요오드를 사용하는 것이 보다 바람직하며, 요오드 및 요오드화 화합물을 함께 사용하는 것이 특히 바람직하다. 이 경우 염착 효율을 더욱 향상시킬 수 있기 때문이다.

한편, 상기 요오드화 화합물로는 예를 들면, 요오드화 칼륨, 요오드화 리튬, 요오드화 나트륨, 요오드화 아연, 요오드화 알루미늄, 요오드화 납, 요오드화 구리, 요오드화 바륨, 요오드화 칼슘, 요오드화 주석, 요오드화 티탄 등을 들 수 있으며, 이들 중에서도 특히 요오드화 칼륨이 바람직하다. 이때, 요오드 및 요오드화 화합물의 중량비는 1 : 4 내지 1 : 20의 범위에 있는 것이 바람직하고, 1 : 5 내지 1 : 15의 범위에 있는 것이 보다 바람직하며, 1 : 7 내지 1 : 12의 범위에 있는 것이 특히 바람직하다. 요오드 및 요오드화 화합물의 중량비가 상기 범위를 만족하는 경우 제조되는 편광자의 광학 특성이 더욱 우수하기 때문이다.

본 발명에 있어서, 이로서 한정되는 것은 아니나, 상기 염착시키는 단계는, 상기 이색성 염료를 포함하는 수용액에 상기 적층체를 침지시키는 방법 또는 이색성 염료를 포함하는 수용액을 도포하여 코팅하는 방법을 이용할 수 있다.

한편, 상기 이색성 염료를 포함하는 수용액에 있어서, 이색성 염료의 농도는 4 내지 20 중량%인 것이 바람직하고, 5 내지 15 중량%인 것이 보다 바람직하며, 7 내지 12 중량%인 것이 특히 바람직하다. 이색성 염료의 농도가 4 중량% 미만인 경우 염착 효율이 떨어지게 되어 편광효율 저하를 가져올 수 있으며, 20 중량%를 초과하는 경우 과염착 되어 투과도를 감소시킬 수 있기 때문이다. 이때, 상기 수용액에는 물과 상용성이 있는 유기 용매가 추가로 첨가될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 코팅하는 방법은 당해 기술분야에 널리 알려진 바 코팅법, 롤 코팅법, 스핀 코팅법, 프린트법, 블레이드 코팅법 등의 코팅 방법을 이용할 수 있다. 보다 구체적으로, 당해 기술분야에 널리 알려진 코팅 방법에 있어서, 30℃ 내지 80℃, 보다 바람직하게는 40℃ 내지 70℃, 특히 바람직하게는 45℃ 내지 65℃의 열을 적층체에 가하면서 코팅을 수행할 수 있다. 이 경우 상기 온도 범위의 열이 적층체에 전달됨으로써 폴리비닐알코올의 팽윤이 쉽게 일어날 수 있으며, 그 결과 염착 효율을 높일 수 있다. 한편, 30℃ 미만의 온도 조건에서 코팅을 수행하는 경우 연신 후 폴리비닐알코올계 필름의 두께가 약 4㎛ 이상인 경우에는 염착 효율이 낮아 제조되는 편광자의 편광도가 좋지 못하다는 문제점이 있으며, 80℃ 초과의 온도 조건에서 코팅을 수행하는 경우에는 지나치게 높은 열이 가해지기 때문에 오히려 제조되는 편광자의 투과도가 저하되는 문제점이 있다.

한편, 상기 코팅하는 방법에 있어서, 적층체에 상기 온도 범위의 열을 가해주는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 코팅 공정 시 열풍 노즐 등을 별도로 설치하여 적층체에 열을 가해줄 수 있고, 또는 가열 롤을 이용하여 적층체에 열을 가해줄 수도 있다. 다만, 그 중에서도 가열 롤을 이용하여 적층체에 열을 가해주는 것이 특히 바람직하다. 열풍 노즐 등을 이용하여 가열하는 경우 열풍에 의하여 염료의 농도 변화 등이 유발될 수 있으며, 열풍 흐름에 의해서 필름의 외관 불량 및 염착 불균일 등이 유발될 수 있으나, 가열 롤을 이용하여 열을 가해주는 경우에는 이와 같은 문제점이 발생하지 않기 때문이다.

한편, 상기 가열 롤을 이용하는 방법은 코팅 공정에 있어서 상기 온도 범위의 열을 연신 처리된 적층체에 가해줄 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 일반적인 코팅 공정에 있어서 특별히 상기 온도 범위로 가열한 가열 롤을 사용하여 코팅 공정을 수행할 수 있으며, 또는 일반적인 코팅 공정에 있어서 후단부에 상기 온도 범위로 가열을 한 가열 가이드 롤을 추가로 설치하여 염착 효율을 높여 줄 수도 있다. 한편, 롤을 가열하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 당해 기술분야에 널리 알려진 방법으로 가열할 수 있다.

한편, 상기와 같이 일반적인 코팅 공정에 있어서 특별히 상기 온도 범위로 가열한 가열 롤을 이용하여 코팅 공정을 수행하는 경우, 연신 처리된 적층체로의 열 전달은 기재 필름의 폴리비닐알코올계 필름이 적층된 면의 반대면을 통해 수행되는 것이 보다 바람직하다. 가열 롤이 폴리비닐알코올계 필름의 표면에 접촉하여 열을 전달하는 경우 제조되는 편광자의 외관 불량의 문제점이 유발될 가능성이 있기 때문이다.

한편, 본 발명의 상기 박형 편광자 제조방법은 상기 염착시키는 단계 이후에 폴리비닐알코올계 필름에 흡착·배향된 이색성 염료를 고정시키기 위하여 가교하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 가교하는 단계는 가교제를 포함하는 수용액을 이용하여 상기 적층체를 침지시키거나 도포하여 코팅함으로써 수행할 수 있다.

이때, 사용되는 가교제로는 종래 공지된 물질을 사용할 수 있다. 예컨대 붕산, 붕산 나트륨 등의 붕소 화합물, 글리옥살 또는 글루탈알데히드 등을 사용할 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 그 중에서도 특히 붕산을 포함하여 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 가교제를 포함하는 수용액에 있어서, 상기 가교제의 농도는 0.5 내지 5 중량%인 것이 바람직하고, 0.6 내지 4 중량%인 것이 보다 바람직하며, 1 내지 3 중량%인 것이 특히 바람직하다. 가교제의 농도가 0.5 중량% 미만인 경우에는 가교되는 양이 적기 때문에 물에 쉽게 녹아 나갈 수 있고, 추후 치수 안정성에 문제가 발생할 수 있으며, 가교제의 농도가 5 중량%를 초과하는 경우에는 폴리비닐알코올계 필름 표면으로 가교제가 석출이 되어 표면 오염을 유발할 수 있기 때문이다.

한편, 상기 가교제를 포함하는 수용액 중에는 요오드화 화합물을 더 첨가해도 좋다. 이러한 요오드 화합물로는 예컨대 요오드화 칼륨, 요오드화 리튬, 요오드화 나트륨, 요오드화 아연, 요오드화 알루미늄, 요오드화 납, 요오드화 구리, 요오드화 바륨, 요오드화 칼슘, 요오드화 주석, 요오드화 티탄 등을 들 수 있으며, 이들 중에서도 특히 요오드화 칼륨이 바람직하다.

한편, 본 발명의 박형 편광자 제조방법은 상기 적층체를 염착시키는 단계 이후에 적층체에 흡착·배향된 이색성 염료의 색 변화를 막기 위하여 요오드화 화합물을 포함하는 수용액으로 폴리비닐알코올계 필름을 보색하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명에서 보색하는 단계 역시, 상기 염착시키는 단계와 마찬가지로 침지 또는 코팅에 의한 방법으로 수행할 수 있다.

한편, 상기 보색하는 단계에 있어서, 상기 요오드화 화합물을 포함하는 수용액의 상기 요오드화 화합물 농도는 1 내지 10 중량%인 것이 바람직하고, 3 내지 8 중량%인 것이 보다 바람직하며, 4 내지 6 중량%인 것이 특히 바람직하다. 요오드화 화합물의 농도가 1 중량% 미만인 경우에는 효과가 거의 없어 이색성 염료의 색 변화에 의하여 폴리비닐알코올계 필름이 푸른빛을 띄며, 요오드화 화합물의 농도가 10 중량%를 초과하는 경우에는 요오드화 화합물의 농도가 너무 높아 폴리비닐알코올계 필름이 붉은빛을 띄게 된다.

한편, 상기 보색하는 단계에 있어서, 상기 요오드화 화합물로는 예컨대 요오드화 칼륨, 요오드화 리튬, 요오드화 나트륨, 요오드화 아연, 요오드화 알루미늄, 요오드화 납, 요오드화 구리, 요오드화 바륨, 요오드화 칼슘, 요오드화 주석, 요오드화 티탄 등을 들 수 있으며, 이들 중에서도 특히 요오드화 칼륨이 바람직하다.

한편, 본 발명의 상기 박형 편광자 제조방법은 상기 이색성 염료를 염착시키는 단계 이후에 필요에 따라서 폴리비닐알코올계 필름의 표면에 퇴적된 불필요한 잔류물을 제거하기 위하여 적층체를 세정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명은 필요에 따라, 침지하거나 도포하는 방법으로 수행할 수 있으며, 이때, 상기 세정하는 단계는 후술할 건조하는 단계 전이면 순서는 특별히 제한되지 않는다. 이때, 상기 세정제로는 물 또는 요오드화 화합물을 사용할 수 있다.

한편, 상기 세정하는 단계에 있어서, 상기 세정제로 물을 사용하는 경우, 통상적으로 이온 교환수, 증류수 등의 순수에 의해 처리할 수 있다. 또한, 상기 세정제가 요오드화 화합물인 경우, 요오드화 화합물을 포함하는 수용액의 상기 요오드화 화합물 농도는 1 내지 10 중량%인 것이 바람직하고, 3 내지 8 중량%인 것이 보다 바람직하며, 4 내지 6 중량%인 것이 특히 바람직하다. 또한, 상기 요오드화 화합물로는 예컨대 요오드화 칼륨, 요오드화 리튬, 요오드화 나트륨, 요오드화 아연, 요오드화 알루미늄, 요오드화 납, 요오드화 구리, 요오드화 바륨, 요오드화 칼슘, 요오드화 주석, 요오드화 티탄 등을 들 수 있으며, 이들 중에서도 특히 요오드화 칼륨이 바람직하다.

한편, 본 발명의 상기 박형 편광자 제조방법은 상기 연신하는 단계 이후에 연신된 적층체를 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 건조는, 이로써 한정되는 것은 아니나, 편광자의 광학 특성을 고려할 때, 20℃ 내지 100℃, 더 바람직하게는 40℃ 내지 90℃ 정도의 온도에서 수행되는 것이 바람직하며, 상기 건조 시간은 1 내지 10분 정도인 것이 바람직하다. 건조 공정은 폴리비닐알코올의 표면 및 내부의 수분 제거를 통해 편광자 제조공정 중 수분에 의한 폴리비닐알코올계 편광자의 물성 저하를 방지하고, 건조 과정에서 연신된 폴리비닐알코올계 필름의 폭수축을 원활하게 유도해주어 폴리비닐알코올 및 요오드로 구성된 착체의 배향성을 증대시켜 편광자의 편광도를 향상시키는 역할을 한다. 이때, 상기 건조하는 단계는 염착, 가교, 보색 처리 등을 수행한 후에 진행하는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같이 필름 적층체를 연신한 후 또는 건조하는 단계 이후에 필요에 따라 상기 폴리비닐알코올계 필름을 기재 필름으로부터 분리하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 즉, 본 발명에 있어서 상기 기재 필름은 편광자 보호 필름으로 그대로 이용될 수도 있고, 또는 박리하여 사용하지 않을 수도 있다. 한편, 상기 분리하는 단계는 폴리비닐알코올계 필름 또는 기재 필름에 박리력을 가하여 양 필름을 이탈시키는 방법으로 수행될 수 있다. 이때, 상기 박리력은 2N/2cm 이하인 것이 바람직하며, 예를 들면, 0.1 내지 2N/2cm, 0.1 내지 1N/2cm 정도일 수 있다.

상기와 같은 분리 단계가 완료되면, 10㎛ 이하의 두께를 갖는 폴리비닐알코올계 박형 편광자가 얻어진다. 기재 필름의 양면에 폴리비닐알코올계 필름을 부착한 경우라면, 한번의 공정으로 2개의 박형 편광자를 얻을 수 있다. 상기와 같은 방법에 의해 제조된 본 발명의 편광자는 그 두께가 10㎛ 이하, 예를 들면, 1㎛ 내지 10㎛, 3㎛ 내지 10㎛ 또는 1㎛ 내지 5㎛ 정도로 매우 얇고, 이와 같이 얇은 두께에서도, 단체 투과도가 40 내지 45% 정도이며, 편광도가 99.0% 이상, 99.5% 이상, 보다 바람직하게는 99.9% 이상으로 매우 우수한 광학 물성을 나타낸다.

한편, 본 발명은 상기와 같은 방법으로 제조된 박형 편광자를 포함하는 편광판을 제공한다.

본 발명의 편광판은, 상기 본 발명의 박형 편광자의 일면 또는 양면에 투명 필름을 적층하여 형성될 수 있다. 이때 상기 투명 필름으로는, 당해 기술 분야에서 편광자 보호 필름 또는 위상차 필름으로 사용되는 다양한 필름들이 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 폴리에스테르계 중합체, 스티렌계 중합체, 셀룰로오스계 중합체, 폴리에테르술폰계 중합체, 폴리카보네이트계 중합체, 아크릴계 중합체, 폴리올레핀계 중합체, 폴리아미드계 중합체, 폴리이미드계 중합체, 술폰계 중합체, 폴리 에테르 술폰계 중합체, 폴리에테르 에테르 케톤계 중합체, 폴리페닐렌 술파이드계 중합체, 비닐 알코올계 중합체, 염화 비닐리덴계 중합체, 비닐 부티랄계 중합체, 아릴레이트계 중합체, 폴리옥시 메틸렌계 중합체, 에폭시계 중합체 및 이들 중합체의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 필름들이 사용될 수 있다.

편광자와 투명 필름의 적층 방법은 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술 분야에 잘 알려진 접착제 또는 점착제 등을 이용하여 수행될 수 있다. 이때 상기 접착제 또는 점착제는 사용되는 투명 필름의 재질 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있으며, 예를 들면, 투명 필름으로 TAC을 사용하는 경우에는 폴리비닐알코올계 접착제와 같은 수계 접착제를 이용할 수 있고, 투명 필름으로 아크릴 필름이나 COP 필름 등을 사용하는 경우에는 아크릴계 접착제, 에폭시계 접착제와 같은 광 경화 또는 열 경화성 접착제를 이용할 수 있다.

또한, 필요에 따라, 본 발명의 편광판은 상기 본 발명의 박형 편광자 또는 상기 투명 필름상에 점착층을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 점착층은 당해 기술 분야에 잘 알려져 있는 점착제 조성물들, 예를 들면, 아크릴계 공중합체, 에폭시계 수지, 폴리우레탄계 수지, 실리콘계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리아마이드계 수지 및 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 점착제 조성물을 편광자 또는 투명 필름상에 도포한 다음, 광 또는 열을 조사하여 경화시키는 방법으로 형성될 수 있다.

보다 구체적으로는, 본 발명의 편광판은 10㎛ 이하의 두께를 갖는 폴리비닐알코올계 박형 편광자, 상기 폴리비닐알코올계 박형 편광자의 적어도 일면에 부착되는 투명 필름 및 상기 편광자 또는 투명 필름상에 형성되는 점착층을 포함할 수 있다.

예를 들면, 본 발명의 편광판은 10㎛ 이하의 두께를 갖는 폴리비닐알코올계 박형 편광자, 상기 폴리비닐알코올계 박형 편광자의 일면에 부착되는 투명 필름 및 상기 폴리비닐알코올계 편광자의 타면에 형성되는 점착층을 포함할 수 있다.

한편, 필요에 따라, 상기 점착층과 폴리비닐알코올계 박형 편광자 사이 및/또는 상기 접착층과 투명 필름 사이에는 부착력 증진을 위한 프라이머층 또는 접착층 등이 추가로 포함될 수 있다.

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

실시예

실시예 1

폴리비닐알코올계 필름(일본합성社, NH-26, Tg=80℃, 함습률=11%)을 물에 용해시켜 폴리비닐알코올계 수용액을 제조하였다. 상기 폴리비닐알코올계 수용액을 폴리아마이드계 필름(MGC社, Lexter, Tg=66℃, Tm=215℃, 150㎛, 함습률=4.0%) 상에 도포한 후 건조하여 두께 15㎛의 폴리비닐알코올계 도막이 형성된 적층체를 제조하였다.

상기 적층체를 100℃의 온도에서 일축 자유단 연신에 의해 종 방향(MD)으로 5배의 연신 배율로 건식 연신하였다. 연신 후 폴리비닐알코올계 필름의 두께는 6.1㎛ 이었다.

다음으로, 이색성 염료(요오드 : 오오드화 칼륨 = 1: 10) 4중량%를 포함하는 수용액에 상기 연신된 적층체를 침지시켜 염착 처리 하였다. 그 후, 붕산 1중량%를 포함하는 수용액에 상기 적층체를 침지시켜 가교 처리하였다. 그 후, 요오드화 칼륨 5 중량%를 포함하는 수용액에 상기 적층체를 침지시켜 보색 처리하였다. 다음으로, 적층체를 80℃ 오븐에서 60초간 건조하고, 건조 후 고분자 필름으로부터 폴리비닐알코올계 필름을 박리시켰다.

실시예 2

상기 실시예 1에 있어서, 상기 적층체를 100℃의 온도에서 일축 자유단 연신에 의해 횡 방향(TD)으로 5배의 연신 배율로 건식 연신하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 편광자를 제조하였다. 제조된 편광자의 최종 두께는 3.5㎛ 이었다.

실시예 3

상기 실시예 1에 있어서, 상기 적층체를 110℃의 온도에서 일축 자유단 연신에 의해 종 방향(MD)으로 5배의 연신 배율로 건식 연신하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 편광자를 제조하였다. 제조된 편광자의 최종 두께는 6.5㎛ 이었다.

실시예 4

폴리비닐알코올계 필름(일본합성社, NH-26, Tg=80℃, 함습률= 11%)을 물에 용해시켜 폴리비닐알코올계 수용액을 제조하였다. 상기 폴리비닐알코올계 수용액을 폴리아마이드계 필름(MGC社, MXD6, Tg=88℃, Tm=234℃, 150㎛, 함습률=5.8%) 상에 도포한 후 건조하여 두께 15㎛의 폴리비닐알코올계 도막이 형성된 적층체를 제조하였다.

상기 적층체를 110℃의 온도에서 일축 자유단 연신에 의해 종 방향(MD)으로 5배의 연신 배율로 건식 연신 하였다. 연신 후 폴리비닐알코올계 필름의 두께는 6.6㎛ 이었다.

실시예 5

상기 실시예 4에 있어서, 상기 적층체를 110℃의 온도에서 일축 자유단 연신에 의해 횡 방향(TD)으로 5배의 연신 배율로 건식 연신하는 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 조건 및 방법으로 편광자를 제조하였다. 제조된 편광자의 최종 두께는 3.3㎛ 이었다.

실시예 6

상기 실시예 4에 있어서, 상기 적층체를 100℃의 온도에서 일축 자유단 연신에 의해 종 방향(MD)으로 7배의 연신 배율로 건식 연신하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 편광자를 제조하였다. 제조된 편광자의 최종 두께는 5.4㎛ 이었다.

비교예 1

폴리비닐알코올계 필름(일본합성社, NH-26, Tg=80℃, 함습률= 11%)을 물에 용해시켜 폴리비닐알코올계 수용액을 제조하였다. 상기 폴리비닐알코올계 수용액을 폴리에틸렌테레프탈레이트계 필름(미쯔비시수지社, SG-007, Tg=80℃, 150㎛, 함습률=0.3%) 상에 도포한 후 건조하여 두께 15㎛의 폴리비닐알코올계 도막이 형성된 적층체를 제조하였다.

상기 적층체를 100℃의 온도에서 일축 자유단 연신에 의해 종 방향(MD)으로 5배의 연신 배율로 건식 연신 하였다. 연신 후 폴리비닐알코올계 필름의 두께는 6.2㎛ 이었다.

다음으로, 이색성 염료(요오드 : 오오드화 칼륨 = 1: 10) 4중량%를 포함하는 수용액에 상기 연신된 적층체를 침지시켜 염착 처리하였다. 그 후, 붕산 1중량%를 포함하는 수용액에 상기 적층체를 침지시켜 가교 처리하였다. 그 후, 요오드화 칼륨 5 중량%를 포함하는 수용액에 상기 연신 적층체를 침지시켜 보색 처리하였다. 다음으로, 적층체를 80℃ 오븐에서 60초간 건조하고, 건조 후 고분자 필름으로부터 폴리비닐알코올계 필름을 박리시켰다.

비교예 2

상기 비교예 1에 있어서, 상기 적층체를 100℃의 온도에서 일축 자유단 연신에 의해 횡 방향(TD)으로 5배의 연신 배율로 건식 연신하는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 조건 및 방법으로 편광자를 제조하였다. 제조된 편광자의 최종 두께는 3.5㎛ 이었다.

비교예 3

상기 비교예 1에 있어서, 상기 적층체를 110℃의 온도에서 일축 자유단 연신에 의해 종 방향(MD)으로 6배의 연신 배율로 건식 연신하는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 조건 및 방법으로 편광자를 제조하였다. 제조된 편광자의 최종 두께는 5.3㎛ 이었다.

실험예 1

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3에 있어서, 연신 과정 중 기재 필름과 폴리비닐알코올계 필름의 함수율 차이에 따라 발생하는 폴리비닐알코올계 필름의 주름 및 끝단부 말림이 형성되는 정도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. 보다 구체적으로, 실시예 및 비교예를 각각 5회씩 반복 실시하여, 연신 후, 주름 및 끝단부 말림이 발생하는 횟수를 육안으로 판단하여 0회인 경우 ◎, 1~2회인 경우 ○, 3회 이상인 경우 X로 나타내었다.

실험예 2

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3에 있어서, 적층체의 연신 후 및 염착 전 적층체의 컬 발생 정도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. 보다 구체적으로, 하기 도 1에 도시된 바와 같이, 편광자가 위로 향하게 적층체를 수평한 유리 기판에 올려놓고, 적층체의 만곡부의 최정상 또는 최하단에서 적층체의 말단부까지의 거리 H를 스틸자를 이용하여 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

실험예 3

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 편광자의 광학 특성을 JASCO社의 자동화 편광 필름 분석기 VAP-7070이 설치되어 있는 V-7100 Spectrophotometer로 측정하여 하기 표 1에 나타내었다

구분	기재 필름	함습률 (%)	유리전이온도 (℃)	연신조건	TD컬 (mm)	PVA 두께 (㎛)	단체 투과도 (%)	편광도 (%)	주름 및 끝단부 말림
실시예1	PA계 필름	4.0	66	100℃, 5배 1축MD	19	6.1	42.6	99.99	○
실시예2		4.0	66	100℃, 5배 1축TD	21	3.5	39.4	99.99	○
실시예3		4.0	66	110℃, 5배 1축MD	19	6.5	42.7	99.99	○
실시예4		5.8	88	110℃, 5배 1축MD	10	6.6	42.8	99.99	◎
실시예5		5.8	88	110℃, 5배 1축TD	8	3.3	39.6	99.99	◎
실시예6		5.8	88	100℃, 7배 1축MD	7	5.4	42.9	99.99	◎
비교예1	PET계 필름	0.3	82	100℃, 5배 1축MD	31	6.2	42.7	99.99	×
비교예2		0.3	82	100℃, 5배 1축TD	45	3.5	39.5	99.99	×
비교예3		0.3	82	110℃, 6배 1축MD	33	5.3	42.7	99.98	×

상기 표 1에서 볼 수 있듯이, 종래와 같이 PVA계 필름과 함수율 차이가 9% 이상인 PET계 필름을 이용한 경우, 제조되는 적층체의 컬이 크게 발생하는 것을 알 수 있었다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

F: 적층체
H: 적층체의 만곡부의 최정상 또는 최하단에서 적층체의 말단부까지의 거리

Claims (14)

1. 미연신 기재 필름의 적어도 일면에 폴리비닐알코올계 필름이 적층된 적층체를 형성하는 단계; 및
   상기 폴리비닐알코올계 필름의 두께가 1㎛ 이상 10㎛ 이하가 되도록 상기 적층체를 연신하는 단계를 포함하고,
   상기 미연신 기재 필름과 폴리비닐알코올계 필름의 함습률 차가 0% 초과 9% 이하이고,
   상기 미연신 기재 필름은 함습률이 3 % 내지 8 %인 폴리아마이드계 필름인 것인 박형 편광자의 제조방법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 미연신 기재 필름은 유리전이온도(Tg)가 50℃ 내지 110℃인 박형 편광자의 제조방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 적층체를 연신하는 단계는 습식 연신으로 수행되는 것인 박형 편광자의 제조방법.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 습식 연신은 붕산 수용액 내에서 수행되는 것인 박형 편광자의 제조방법.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 적층체를 연신하는 단계는 건식 연신으로 수행되는 것인 박형 편광자의 제조방법.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 건식 연신은 폴리비닐알코올계 필름의 유리전이온도를 Tg라 할 때, (Tg-20)℃ 내지 (Tg+60)℃의 온도에서 5배 내지 15배의 연신 배율로 수행되는 것인 박형 편광자의 제조방법.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 적층체에 이색성 염료를 염착시키는 단계를 더 포함하는 박형 편광자의 제조방법.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 염착시키는 단계 이후에 요오드화 화합물을 포함하는 수용액을 적층체 상에 도포하여 보색하는 단계를 더 포함하는 박형 편광자의 제조방법.
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 적층체를 연신하는 단계 이후에 연신된 적층체를 건조하는 단계를 더 포함하는 박형 편광자의 제조방법.
    
12. 제1항에 있어서,
    상기 적층체를 연신하는 단계 이후에 상기 폴리비닐알코올계 필름을 상기 기재 필름으로부터 분리하는 단계를 더 포함하는 박형 편광자의 제조방법.
    
13. 청구항 1 및 4 내지 12 중 어느 한 항의 방법으로 제조되며,
    두께가 1㎛ 이상 10㎛ 이하이고, 단체 투과도가 40 내지 45%이며, 편광도가 99.9% 이상 100% 미만인 박형 편광자.
    
14. 청구항 13의 박형 편광자; 및
    상기 박형 편광자의 적어도 일면에 적층된 투명 필름을 포함하는 편광판.
    

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