KR101626194B1 - 편광 필름의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 편광 필름의 제조 방법은, 폴리비닐알코올계 필름에 팽윤 처리, 염색 처리, 가교 처리, 연신 처리 및 세정 처리를 적어도 실시하고, 상기 가교 처리 후 중 적어도 1 개의 처리에 있어서, 처리액 중에 수용성 산화 방지제를 하기 식 (1) 을 만족하도록 함유시키는 것을 특징으로 한다.
0.0005≤A×B≤0.03 (1)
[상기 식 중, A 는 처리욕 중의 수용성 산화 방지제의 농도 (㏖/ℓ) 이고, B 는 요오드를 요오드 이온으로 환원하는 수용성 산화 방지제의 환원력이다]
본 발명의 제조 방법에 의하면, 고콘트라스트이고, 또한 단파장역에 있어서의 광 누설의 발생을 방지할 수 있는 편광 특성이 우수한 편광 필름을 제공할 수 있다.

Description

편광 필름의 제조 방법{MANUFACTURING METHOD FOR POLARIZING FILM}

본 발명은 편광 필름의 제조 방법에 관한 것이다. 또, 본 발명은 당해 편광 필름을 사용한 편광판에 관한 것이다. 상기 편광 필름, 편광판은, 이것 단독으로 또는 이것을 적층한 광학 필름으로서 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치 등의 플랫 패널 디스플레이 등의 화상 표시 장치를 형성할 수 있다.

종래, 액정 표시 장치 등에 사용되는 편광 필름으로는, 폴리비닐알코올계 필름을 요오드나 2 색성 염료 등으로 염색하고, 1 축 연신하여 형성된 흡수 2 색성 편광 필름이 널리 사용되고 있다. 또, 상기 편광 필름은, 그 양측 또는 편측에 비누화 처리한 트리아세틸셀룰로오스 등의 투명 보호 필름을 첩합 (貼合) 하여 강도를 보완한 편광판으로서 사용되고 있다.

특히 최근에는, 액정 표시 장치의 대형화, 용도의 다양성, 기능의 향상 및 휘도의 향상에 수반하여, 액정 표시 장치에 사용되는 편광판의 광학 특성의 향상이 요구되고 있어, 고투과율이면서 고편광도, 즉 고콘트라스트의 편광판의 개발이 요구되고 있다.

예를 들어, 특허문헌 1 에서는, 편광 성능을 향상시키는 것을 목적으로 하여, 폴리비닐알코올 필름을 팽윤수에 의해 팽윤시킨 후, 고습 저온 온풍에 의해 가열, 가습하고, 이어서 2 색성 염료의 염료액에 의해 염색하고, 연신액 중에서 약연신한 후, 강연신하는 것으로 이루어지는 편광 필름의 제조 방법이 제안되어 있다.

그러나, 상기 제조 방법에 의해 얻어지는 편광 필름도 콘트라스트에 관하여 만족할 만한 것은 아니고, 또 단파장역에서 광 누설이 발생하기 쉽다는 문제가 있었다.

일본 공개특허공보 제2007-199509호

본 발명은, 고콘트라스트이고, 또한 단파장역에 있어서의 광 누설의 발생을 방지할 수 있는 편광 특성이 우수한 편광 필름의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토를 거듭한 결과, 이하에 나타내는 편광 필름의 제조 방법에 의해 상기 목적에 달성할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은, 폴리비닐알코올계 필름에 팽윤 처리, 염색 처리, 가교 처리, 연신 처리 및 세정 처리를 적어도 실시하는 편광 필름의 제조 방법에 있어서,

상기 염색 처리 후 중 적어도 1 개의 처리에 있어서, 처리액 중에 수용성 산화 방지제를 하기 식 (1) 을 만족하도록 함유시키는 것을 특징으로 하는 편광 필름의 제조 방법에 관한 것이다.

0.0005≤A×B≤0.03 (1)

[상기 식 중, A 는 처리욕 중의 수용성 산화 방지제의 농도 (㏖/ℓ) 이고, B 는 요오드를 요오드 이온으로 환원하는 수용성 산화 방지제의 환원력이다]

편광 필름의 광학 특성은, 요오드와 폴리비닐알코올 (PVA) 분자의 비정부 (非晶部) 에 의해 I₃ ^- 착물과 I₅ ^- 착물을 형성하고, 당해 착물이 형성된 영역을 연신하여 배향시킴으로써 발현된다.

일반적으로, 편광 필름 중의 요오드 착물이 가시광 영역의 광을 흡수하여 편광 특성을 나타낸다. 편광 필름의 광 누설을 억제하는 방법으로는, 편광 필름 중의 요오드 착물의 양을 늘리는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 요오드 착물의 양을 늘리기 위해 PVA 필름을 고농도의 염색욕으로 처리하면, PVA 분자 중에 요오드 착물이 증가함과 함께 착물을 형성하고 있지 않은 요오드가 과잉으로 존재하게 되기 때문에, 결과적으로 편광 필름의 광 투과율이 저하되는 경향이 있다.

본 발명자들은, 상기와 같이, 가교 처리 후 중 적어도 1 개의 처리에 있어서, 처리액 중에 수용성 산화 방지제를 식 (1) 을 만족하도록 함유시킴으로써, PVA 분자에 과잉으로 흡착된 요오드를 선택적으로 제거할 수 있는 것을 알아냈다. 그 결과, 고콘트라스트인 편광 필름이 얻어진다. 또, 수용성 산화 방지제의 환원 효과에 의해, PVA 분자에 과잉으로 흡착된 요오드가 요오드 이온 (I^-) 으로 환원되어, I₃ ^- 착물 및 I₅ ^- 착물을 형성하는 요오드 이온이 증가하기 때문에, 결과적으로 I₃ ^- 착물 및 I₅ ^- 착물이 증가하여 편광 필름의 단파장역에서의 광 누설을 억제할 수 있다.

상기 식 (1) 의 「A×B」는 요오드를 요오드 이온 (I^-) 으로 환원하는 환원 능력을 나타내는 지표이다. A×B 가 0.0005 미만인 경우에는, PVA 분자에 과잉으로 흡착된 요오드를 충분히 제거할 수 없기 때문에, 편광 필름의 콘트라스트를 향상시킬 수 없다. 한편, A×B 가 0.03 을 초과하는 경우에는, PVA 필름 중의 요오드 착물까지 파괴되어 편광 특성을 확보할 수 없고, PVA 필름이 탈색된 상태가 되기 때문에, 편광 필름으로서의 광학 특성이 얻어지지 않게 된다.

상기 수용성 산화 방지제는, 아스코르브산, 에리소르브산나트륨, 티오황산염 및 아황산염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 것이 바람직하다.

상기 제조 방법에 의해 얻어지는 편광 필름은, 고콘트라스트이고, 또한 단파장역에서 광 누설이 잘 발생하지 않는다는 특징을 갖는다.

또, 본 발명은, 상기 편광 필름의 적어도 일방의 면에 투명 보호 필름이 적층되어 있는 편광판에 관한 것이다.

또, 본 발명은, 상기 편광 필름 또는 상기 편광판이 적어도 1 장 적층되어 있는 광학 필름에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 상기 광학 필름을 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.

본 발명의 제조 방법에 의해 편광 필름은, 고투과율 및 고편광도를 양립시킨 고콘트라스트인 것이고, 게다가 단파장역에서 광 누설이 잘 발생하지 않는다는 특징을 갖는다. 당해 편광 필름을 사용함으로써, 액정 표시 장치의 표시 콘트라스트가 향상된다.

편광 필름의 원료인 폴리비닐알코올계 필름 (이하, 「PVA 필름」이라고 한다) 은 공지된 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 통상적으로, PVA 필름은 두께 10 ∼ 300 ㎛ 정도의 것이 사용된다. 바람직하게는 20 ∼ 100 ㎛ 이다.

PVA 필름으로는, 예를 들어 종래, 편광자에 사용되고 있는 폴리비닐알코올계 필름이 바람직하게 사용된다. PVA 필름의 재료로는, 폴리비닐알코올 또는 그 유도체를 들 수 있다. 폴리비닐알코올의 유도체로는, 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈 등을 들 수 있는 것 외에, 에틸렌, 프로필렌 등의 올레핀, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 등의 불포화 카르복실산 및 그 알킬에스테르, 아크릴아미드 등에 의해 변성시킨 것을 들 수 있다. 폴리비닐알코올의 중합도는 100 ∼ 10000 정도가 바람직하고, 1000 ∼ 10000 이 보다 바람직하다. 비누화도는 80 ∼ 100 몰％ 정도의 것이 일반적으로 사용된다.

상기 외에, PVA 필름으로는, 에틸렌ㆍ아세트산비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름, 폴리비닐알코올의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있다.

PVA 필름 중에는 가소제, 계면 활성제 등의 첨가제를 첨가해도 된다. 가소제로는 폴리올 및 그 축합물 등을 들 수 있고, 예를 들어 글리세린, 디글리세린, 트리글리세린, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등을 들 수 있다. 가소제 등의 사용량은 특별히 제한되지 않지만, PVA 필름 중에 20 중량％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 편광 필름은, 상기 PVA 필름에 적어도 팽윤 처리, 염색 처리, 가교 처리, 연신 처리 및 세정 처리를 실시함으로써 제조한다.

팽윤 처리는, 염색 처리 전에 실시된다. 팽윤 처리에 의해, PVA 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있는 것 외에, PVA 필름을 팽윤시킴으로써 염색의 얼룩 등의 불균일을 방지하는 효과도 있다.

팽윤 처리는, 통상적으로 상기 필름을 처리액에 침지함으로써 행해진다. 처리액으로는, 통상적으로 물, 증류수, 순수가 사용된다. 당해 처리액은, 주성분이 물이면, 요오드화 화합물, 계면 활성제, 붕산 등의 첨가물, 알코올 등이 소량 함유되어 있어도 된다. 또, 당해 처리액에 요오드화 화합물을 함유시키는 경우, 요오드화 화합물의 농도는 0.1 ∼ 10 중량％ 정도이고, 바람직하게는 0.2 ∼ 5 중량％ 이다.

팽윤 처리에 있어서의 처리 온도는, 통상적으로 20 ∼ 45 ℃ 정도로 조정하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 25 ∼ 40 ℃ 이다. 또한, 팽윤 불균일이 있으면, 그 부분이 염색 처리에서 염색의 얼룩이 되기 때문에 팽윤 불균일은 발생시키지 않게 한다. 침지 시간은, 통상적으로 10 ∼ 300 초간 정도, 바람직하게는 20 ∼ 240 초간이다.

팽윤 처리는, 연신 처리와 함께 실시해도 된다. 그 경우, 필름을 원래 길이에 대해 1.2 ∼ 4 배 연신하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.6 ∼ 3 배이다.

염색 처리는, 통상적으로 상기 필름을 염색 용액에 침지함으로써 행해진다. 염색 용액으로는 요오드 용액이 일반적이다. 요오드 용액으로서 사용되는 요오드 수용액은, 요오드 및 용해 보조제로서 예를 들어 요오드화칼륨 등에 의해 요오드 이온을 함유시킨 수용액 등이 사용된다. 그 밖에, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄 등의 요오드화물 등의 보조제를 사용할 수 있다. 요오드 농도는 0.01 ∼ 0.5 중량％ 정도, 바람직하게는 0.02 ∼ 0.4 중량％ 이고, 요오드화칼륨 농도는 0.01 ∼ 10 중량％ 정도, 바람직하게는 0.02 ∼ 8 중량％ 이다. 요오드 염색시에 요오드 용액의 온도는, 통상적으로 20 ∼ 50 ℃ 정도, 바람직하게는 25 ∼ 40 ℃ 이다. 침지 시간은 통상적으로 10 ∼ 300 초간 정도, 바람직하게는 20 ∼ 240 초간이다.

가교 처리에 있어서는, 통상적으로 가교제로서 붕소 화합물이 사용된다. 가교 처리는, 연신 처리와 함께 실시해도 된다. 가교 처리는 복수 회 실시할 수 있다. 붕소 화합물로는, 붕산, 붕사 등을 들 수 있다. 붕소 화합물은, 수용액 또는 물-유기 용매 혼합 용액의 형태로 일반적으로 사용된다. 통상은, 붕산 수용액이 사용된다. 붕산 수용액의 붕산 농도는 0.1 ∼ 13 중량％ 정도, 바람직하게는 2 ∼ 13 중량％ 이다. 붕산 수용액 등에는, 요오드화칼륨 등의 요오드화 화합물을 함유시킬 수 있다. 붕산 수용액에 요오드화 화합물을 함유시키는 경우, 요오드화 화합물 농도는 0.1 ∼ 10 중량％ 정도이고, 바람직하게는 0.2 ∼ 5 중량％ 이다.

가교 처리는, 염색 처리한 PVA 필름을 붕산 수용액 등에 침지함으로써 실시할 수 있다. 그 밖에, 상기 필름에 붕산 수용액 등을 도포 또는 분무하거나 함으로써 실시할 수 있다. 가교 처리에 있어서의 처리 온도는, 통상적으로 25 ℃ 이상이고, 바람직하게는 30 ∼ 85 ℃, 보다 바람직하게는 30 ∼ 60 ℃ 이다. 처리 시간은, 통상적으로 10 ∼ 800 초간이고, 바람직하게는 30 ∼ 500 초간이다.

연신 처리는, 통상적으로 1 축 연신을 실시함으로써 행한다. 이 연신 처리는 염색 처리, 가교 처리와 함께 실시할 수 있다. 연신 방법은, 습윤식 연신 방법과 건식 연신 방법 모두 채용할 수 있지만, 습윤식 연신 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 습윤식 연신 방법으로는, 예를 들어 팽윤 처리에 있어서, 또는 염색 처리를 실시한 후, 용액 중에서 연신을 실시하는 것이 일반적이다. 또, 가교 처리 후, 혹은 가교 처리와 함께 연신 처리를 실시할 수 있다. 한편, 건식 연신의 경우에는, 연신 수단으로는, 예를 들어 롤 간 연신 방법, 가열 롤 연신 방법, 압축 연신 방법 등을 들 수 있다. 연신 처리는 다단으로 실시할 수도 있다.

습윤식 연신 방법에 사용하는 처리액에 요오드화칼륨 등의 요오드화 화합물을 함유시킬 수 있다. 당해 처리액에 요오드화 화합물을 함유시키는 경우, 요오드화 화합물 농도는 0.1 ∼ 10 중량％ 정도, 나아가서는 0.2 ∼ 5 중량％ 로 사용하는 것이 바람직하다. 습윤식 연신 방법에 있어서의 처리 온도는, 통상적으로 25 ℃ 이상, 바람직하게는 30 ∼ 85 ℃, 나아가서는 50 ∼ 70 ℃ 의 범위이다. 침지 시간은, 통상적으로 10 ∼ 800 초간, 바람직하게는 30 ∼ 500 초간 정도이다.

연신 배율은 목적에 따라 적절히 설정할 수 있지만, 총 연신 배율은 2 ∼ 9 배 정도, 바람직하게는 4.5 ∼ 6.8 배, 보다 바람직하게는 5 ∼ 6.5 배이다. 상기 총 연신 배율은 연신 공정 이외의, 후술하는 팽윤 공정 등에 있어서 연신을 수반하는 경우에는, 그들 공정에 있어서의 연신을 포함한 누적의 연신 배율을 말한다.

세정 처리는, 예를 들어 물, 증류수, 순수 등의 물 세정에 의해 실시할 수 있다. 물 세정 처리는, 통상적으로 물 세정욕에 필름을 침지함으로써 실시한다. 또, 세정 처리는, 요오드화칼륨 등의 요오드화물을 함유하는 수용액에 침지함으로써 실시할 수 있다. 예를 들어, 당해 수용액으로는, 요오드화칼륨 농도 0.5 ∼ 10 중량％ 정도, 나아가서는 1 ∼ 8 중량％ 로 하는 것이 바람직하다. 세정 처리에 있어서의 세정액의 온도는, 통상적으로 5 ∼ 50 ℃, 바람직하게는 10 ∼ 45 ℃, 더욱 바람직하게는 15 ∼ 40 ℃ 이다. 침지 시간은, 통상적으로 1 ∼ 300 초간, 바람직하게는 10 ∼ 240 초간이다. 또한, 상기 수용액에 의한 세정은, 물 세정과 조합하여 실시할 수 있고, 물 세정 전 또는 후에 실시할 수 있다.

상기 처리 이외에 불용화 처리를 실시해도 된다. 불용화 처리는, 붕산 수용액에 PVA 필름을 침지시킴으로써 실시한다. 불용화 처리를 실시함으로써, PVA 필름에 내수성을 부여할 수 있다. 붕산의 농도는, 물 100 중량부에 대해 1 ∼ 4 중량부인 것이 바람직하다. 붕산 수용액의 온도는 20 ∼ 50 ℃ 인 것이 바람직하다. 불용화 처리는, 통상적으로 팽윤 처리 전 또는 팽윤 처리와 동시, 염색 처리 전, 혹은 가교 처리 전에 행해진다.

본 발명의 제조 방법에 있어서는, 상기 염색 처리 후 중 적어도 1 개의 처리에 있어서, 처리액 중에 수용성 산화 방지제를 하기 식 (1) 을 만족하도록 함유시킨다.

0.0005≤A×B≤0.03 (1)

[상기 식 중, A 는 처리욕 중의 수용성 산화 방지제의 농도 (㏖/ℓ) 이고, B 는 요오드를 요오드 이온으로 환원하는 수용성 산화 방지제의 환원력이다]

「A×B」는 0.0008 ∼ 0.025 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.0015 ∼ 0.02 이다. 수용성 산화 방지제의 환원력의 산출 방법은, 실시예의 기재에 의한다.

상기 수용성 산화 방지제로는, 예를 들어 아스코르브산, 에리소르브산, 클로로겐산, 시트르산, 로즈마린산, 이들의 염, 티오황산염 및 아황산염 등을 들 수 있고, 이들은 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 염으로는, 나트륨염, 칼륨염 등의 알칼리 금속염 등을 들 수 있다. 특히, 수용액 중에서의 안정성 (환원력의 지속성) 의 관점에서, 아스코르브산, 에리소르브산나트륨 또는 티오황산염을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 수용성 산화 방지제는, 염색 처리 후 중 적어도 1 개의 처리에 사용되는 각 욕 중 어느 적어도 1 개에 함유시킴으로써, 또는 별도로 상기 수용성 산화 방지제를 함유하는 처리액에 함유시킨다. 통상적으로, 팽윤 처리가 맨 먼저 실시된다. 이어서, 예를 들어 염색 처리가 실시된 경우에는, 가교 처리, 연신 처리, 나아가서는 세정 처리에 있어서, 또는 별도의 수용성 산화 방지제의 처리에 있어서, 수용성 산화 방지제를 함유시킬 수 있다.

또한, 상기 염색 처리, 가교 처리 및 연신 처리는, 복수의 처리를 동시에 실시하는 일괄 처리에 의해 실시할 수 있다. 복수의 처리가 동시에 행해지는 일괄 처리가 행해지고 있는 경우에는, 당해 일괄 처리에 사용하는 욕에 수용성 산화 방지제를 함유시킬 수 있다. 또, 상기 염색 처리, 가교 처리 및 연신 처리의 각 처리가 다단 처리인 경우에 있어서는, 당해 다단 처리 중 적어도 1 개의 처리에 있어서 수용성 산화 방지제를 함유시킬 수 있다.

그 후, 상기 필름에 건조 처리를 실시해도 된다. 건조 처리는, 얻어지는 편광자 (필름) 에 필요해지는 수분율에 따라 적절히 건조 시간과 건조 온도가 설정된다. 건조 온도는, 통상적으로 20 ∼ 150 ℃, 바람직하게는 40 ∼ 100 ℃ 의 범위에서 제어된다.

상기 방법에 의해 제조된 편광 필름은, 통상적인 방법에 따라 그 적어도 편면에 투명 보호 필름을 형성한 편광판으로 할 수 있다. 투명 보호 필름은 폴리머에 의한 도포층으로서 또는 필름의 라미네이트층 등으로서 형성할 수 있다. 투명 보호 필름을 형성하는, 투명 폴리머 또는 필름 재료로는 적절한 투명 재료를 사용할 수 있지만, 투명성이나 기계적 강도, 열 안정성이나 수분 차단성 등이 우수한 것이 바람직하게 사용된다. 상기 투명 보호 필름을 형성하는 재료로는, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 폴리머, 이아세트산셀룰로오스나 삼아세트산셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 폴리머, 폴리스티렌이나 아크릴로니트릴ㆍ스티렌 공중합체 (AS 수지) 등의 스티렌계 폴리머, 폴리카보네이트계 폴리머 등을 들 수 있다. 또, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 내지는 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌ㆍ프로필렌 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, 혹은 상기 폴리머의 블렌드물 등도 상기 투명 보호 필름을 형성하는 폴리머의 예로서 들 수 있다. 투명 보호 필름은 아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열 경화형, 자외선 경화형 수지의 경화층으로서 형성할 수도 있다.

또, 일본 공개특허공보 제2001-343529호 (WO01/37007) 에 기재된 폴리머 필름, 예를 들어 (A) 측사슬에 치환 및/또는 비치환 이미드기를 갖는 열가소성 수지와, (B) 측사슬에 치환 및/또는 비치환 페닐 그리고 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 함유하는 수지 조성물을 들 수 있다. 구체예로는, 이소부틸렌과 N-메틸말레이미드로 이루어지는 교호 공중합체와 아크릴로니트릴ㆍ스티렌 공중합체를 함유하는 수지 조성물의 필름을 들 수 있다. 필름은 수지 조성물의 혼합 압출품 등으로 이루어지는 필름을 사용할 수 있다. 이들 필름은 위상차가 작고, 광 탄성 계수가 작기 때문에, 편광판의 변형에 의한 불균일 등의 문제를 해소할 수 있고, 또 투습도가 작기 때문에, 가습 내구성이 우수하다.

투명 보호 필름의 두께는 적절히 결정할 수 있지만, 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성, 박층성 등의 점에서 1 ∼ 500 ㎛ 정도이다. 특히 1 ∼ 300 ㎛ 가 바람직하고, 5 ∼ 200 ㎛ 가 보다 바람직하다.

또, 투명 보호 필름은, 가능한 한 착색이 없는 것이 바람직하다. 따라서, Rth=(nx-nz)ㆍd (단, nx 는 필름 평면 내의 지상축 방향의 굴절률, nz 는 필름 두께 방향의 굴절률, d 는 필름 두께이다) 로 나타내는 필름 두께 방향의 위상차값이 -90 ㎚ ∼ +75 ㎚ 인 투명 보호 필름이 바람직하게 사용된다. 이러한 두께 방향의 위상차값 (Rth) 이 -90 ㎚ ∼ +75 ㎚ 인 것을 사용함으로써, 보호 필름에서 기인하는 편광판의 착색 (광학적인 착색) 을 거의 해소할 수 있다. 두께 방향 위상차값 (Rth) 은, 더욱 바람직하게는 -80 ㎚ ∼ +60 ㎚, 특히 -70 ㎚ ∼ +45 ㎚ 가 바람직하다.

보호 필름으로는, 편광 특성이나 내구성 등의 면에서, 트리아세틸셀룰로오스 필름, 노르보르넨계 필름, 시클로올레핀계 필름 및 아크릴 수지 필름이 바람직하다. 특히 트리아세틸셀룰로오스 필름이 바람직하다. 또한, 편광 필름의 양측에 보호 필름을 형성하는 경우, 그 표리에서 동일한 폴리머 재료로 이루어지는 보호 필름을 사용해도 되고, 상이한 폴리머 재료 등으로 이루어지는 보호 필름을 사용해도 된다.

상기 투명 보호 필름의 편광 필름을 접착시키지 않는 면에는, 하드 코트층이나 반사 방지 처리, 스티킹 방지나 확산 내지 안티글레어를 목적으로 한 처리를 실시한 것이어도 된다.

또한, 반사 방지층, 스티킹 방지층, 확산층이나 안티글레어층 등은, 투명 보호 필름 그 자체에 형성할 수 있는 것 외에, 별도로 광학층으로서 투명 보호 필름과는 별체의 것으로서 형성할 수도 있다.

상기 편광 필름과 투명 보호 필름의 접착 처리에는 접착제가 사용된다. 접착제로는 이소시아네이트계 접착제, 폴리비닐알코올계 접착제, 젤라틴계 접착제, 비닐계 라텍스계, 수계 폴리에스테르 등을 예시할 수 있다. 상기 접착제는, 통상적으로 수용액으로 이루어지는 접착제가 사용된다.

본 발명의 편광판은, 상기 투명 보호 필름과 편광 필름을 상기 접착제를 사용하여 첩합함으로써 제조한다. 접착제의 도포는 투명 보호 필름, 편광 필름 중 어느 것에 실시해도 되고, 양자에 실시해도 된다. 첩합 후에는, 건조 공정을 실시하여, 도포 건조층으로 이루어지는 접착층을 형성한다. 편광 필름과 투명 보호 필름의 첩합은, 롤 라미네이터 등에 의해 실시할 수 있다. 접착층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 통상적으로 0.1 ∼ 5 ㎛ 정도이다.

본 발명의 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 포함함), 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 광 시야각 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 조립하여 구동 회로를 장착하거나 하여 형성되는데, 본 발명에 있어서는 본 발명에 의한 편광판 또는 광학 필름을 사용하는 점을 제외하고 특별히 한정은 없어, 종래에 준할 수 있다. 액정 셀에 대해서도, 예를 들어 TN 형이나 STN 형, π 형 등의 임의인 타입의 것을 사용할 수 있다.

실시예

이하, 본 발명의 구성과 효과를 구체적으로 나타내는 실시예 등에 대하여 설명한다. 또한, 각 예 중, 부 및 ％ 는 특별히 기재하지 않는 한 중량 기준이다.

(수용성 산화 방지제의 환원력의 측정)

산화 환원 반응에 의해, 수용성 산화 방지제의 환원력을 하기 용량 적정법에 의해 측정하였다.

농도 0.1 ％ 의 요오드 수용액 (25 ㎖) 에 농도 0.5 ％ 의 전분 수용액 (키시다 화학 (주) 제조, 적정용) 을 1 ∼ 2 ㎖ 첨가하여 흑색으로 착색시켰다. 몰 농도 0.01 ㏖/ℓ 의 수용성 산화 방지제 수용액을, 상기 착색시킨 요오드 수용액 중에 뷰렛을 사용하여 적하하여, 수용액의 색이 무색이 되었을 때의 적정량 (㎖) 을 환원력 B 로 하였다.

실시예 1

두께 75 ㎛ 의 PVA 필름 (쿠라레사 제조, 상품명：VF-PS＃7500) 을, 30 ℃ 의 순수 (팽윤욕) 중에 1 분간 침지하여 팽윤시키면서, 원래 길이에 대해 연신 배율이 2.2 배가 되도록 흐름 방향으로 연신하였다. 그 후, PVA 필름을 요오드 0.045 ％ 및 요오드화칼륨 0.315 ％ 를 포함하는 30 ℃ 의 요오드 수용액 (염색욕) 중에 30 초간 침지하여 염색하면서, 원래 길이에 대해 연신 배율이 3.3 배가 되도록 흐름 방향으로 연신하였다. 다음으로, 상기 필름을 붕산 3 ％ 및 요오드화칼륨 3 ％ 를 함유하는 30 ℃ 의 수용액에 30 초간 침지하면서, 원래 길이에 대해 연신 배율이 3.6 배가 되도록 흐름 방향으로 연신하였다. 그 후, 상기 필름을 붕산 4 ％, 요오드화칼륨 5 ％ 및 아스코르브산 0.0000662 ㏖/ℓ 를 포함하는 60 ℃ 의 수용액 (가교욕) 중에 60 초간 침지하면서, 원래 길이에 대해 연신 배율이 6.0 배가 되도록 흐름 방향으로 연신하였다. 그 후, 상기 필름을 요오드화칼륨 3 ％ 를 포함하는 30 ℃ 의 수용액 (세정욕) 중에 10 초간 침지하여 세정하였다. 마지막으로, 상기 필름의 물기를 제거하고, 긴장을 유지한 채 60 ℃ 의 오븐 중에서 4 분간 건조시켜 편광 필름을 제조하였다.

실시예 2 ∼ 9, 비교예 1 ∼ 6

수용성 산화 방지제의 종류 및 농도, 그리고 수용성 산화 방지제를 첨가하는 처리욕을 표 1 에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 편광 필름을 제작하였다.

(평가)

실시예 및 비교예에서 얻어진 편광 필름에 대하여, 하기 광학 특성에 대하여 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[단체 (單體) 투과율 및 편광도의 측정]

380 ∼ 780 ㎚ 의 파장광에 있어서의 편광 필름의 분광 투과율을, 적분구가 부착된 분광 광도계 (닛폰 분광 주식회사 제조, 상품명：V7100) 를 사용하여 측정하였다. 각 직선 편광에 대한 투과율은, 글랜 테일러 프리즘 편광 필름을 통해 얻어진 완전 편광을 100 ％ 로 하여 측정하였다. 측정된 분광 투과율부터 CIE1931 Yxy 표색계에 따라, C 광원 2°시야에서의 Y 값을 산출하였다. 이것들을 단체 투과율 (Ts(Y)), 평행 투과율 (Tp(Y)), 직교 투과율 (Tc(Y)) 로 하였다.

편광도 (P) 는, {(평행 투과율-직교 투과율)/(평행 투과율+직교 투과율)}^1/2×100 (％) 에 의해 산출하였다.

[2 색비의 평가]

상기 측정에 의해 얻어진 단체 투과율 (Ts(Y)) 과 편광도 (P) 의 값을 하기 식에 대입하여 2 색비를 산출하였다.

2 색비=log[Ts(Y)/91.6×{1-(P/100)}]/log[Ts(Y)/91.6×{1+(P/100)}]

[콘트라스트의 평가]

파장 410 ㎚ 에 있어서의 편광 필름의 분광 투과율을, 적분구가 부착된 분광 광도계 (닛폰 분광 주식회사 제조, 상품명：V7100) 를 사용하여 측정하였다. 각 직선 편광에 대한 투과율은, 글랜 테일러 프리즘 편광 필름을 통해 얻어진 완전 편광을 100 ％ 로 하여 측정하였다. 파장 410 ㎚ 에 있어서의 콘트라스트 (Cr_{410 ㎚}) 는, 파장 410 ㎚ 에 있어서의 평행 투과율 (Tp_{410 ㎚}) 과 파장 410 ㎚ 에 있어서의 직교 투과율 (Tc_{410 ㎚}) 의 값을 하기 식에 대입함으로써 산출하였다. 또한, 이들 투과율은, JIS Z 8701 의 2 도 시야 (C 광원) 에 의해, 시감도 보정을 실시한 Y 값이다.

Cr_{410 ㎚}=Tp_{410 ㎚}/Tc_{410 ㎚}

산업상 이용가능성

본 발명의 편광 필름, 편광판은, 이것 단독으로 또는 이것을 적층한 광학 필름으로서 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치 등의 플랫 패널 디스플레이 등의 화상 표시 장치를 형성할 수 있다.

Claims (8)

1. 폴리비닐알코올계 필름에 팽윤 처리, 염색 처리, 가교 처리, 연신 처리 및 세정 처리를 적어도 실시하는 편광 필름의 제조 방법에 있어서,
   상기 편광 필름은 알루미노 규산염 중합체를 함유하지 않고, 또한
   상기 염색 처리 후 중 적어도 1 개의 처리에 있어서, 처리액 중에 아스코르브산, 에리소르브산나트륨 및 아황산염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 수용성 산화 방지제를 하기 식 (1) 을 만족하도록 함유시키는 것을 특징으로 하는 편광 필름의 제조 방법.
   0.0062≤A×B≤0.02 (1)
   [상기 식 중, A 는 처리욕 중의 수용성 산화 방지제의 농도 (㏖/ℓ) 이고, B 는 요오드를 요오드 이온으로 환원하는 수용성 산화 방지제의 환원력이다]
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