KR101723469B1

KR101723469B1 - 광학 필름의 제조 방법, 광학 필름, 액정 표시 장치, 및 화상 표시 장치

Info

Publication number: KR101723469B1
Application number: KR1020100095900A
Authority: KR
Inventors: 마스미 사카모토; 히데토모 이토
Original assignee: 후지필름 가부시키가이샤
Priority date: 2009-10-06
Filing date: 2010-10-01
Publication date: 2017-04-05
Also published as: CN102029710A; CN102029710B; KR20110037868A

Abstract

[과제] 접합된 복수의 필름을 연속하여 반송 방향으로 연신해도, 접합부에 있어서 연신에 의한 파단의 우려가 적은 광학 필름의 제조 방법을 제공한다.
[해결 수단] 필름(36a)을 송출하여 연신조(10) 내에서 반송 방향으로 연신하고, 필름(36a)의 공급이 종료하면 필름(36a)의 후단과 필름(40a)의 선단을 접합한다. 이 때 접합부가, 연신 방향과 직교하는 방향과 이루는 접합 각도가 10° 이상 60° 이하가 되도록 형성된다. 이어서 필름(40a)을 송출하여, 연신조(10) 내에서 반송 방향으로 연신한다.

Description

광학 필름의 제조 방법, 광학 필름, 액정 표시 장치, 및 화상 표시 장치{METHOD FOR MANUFACTURING OPTICAL FILM, OPTICAL FILM, LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND IMAGE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 광학 필름의 제조 방법, 광학 필름, 액정 표시 장치, 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.

화상 표시 장치 등에 있어서 광학 필름이 사용된다. 특히, 액정 표시 장치, 엘렉트로루미네센스(EL) 표시 장치에는 편광자가 사용된다. 편광자의 제조 방법으로서, 띠상의 폴리비닐알코올계 원반(原反) 필름을 롤상으로 권회(捲回)하여 형성한 원반 롤 필름으로부터 원반 필름의 선단부를 연신 장치에 송입하여, 소정의 처리를 하면서 연신시킴으로써 제조하는 방법이 알려져 있다(특허문헌 1, 2).

일반적으로, 광학 필름의 처리 공정은 복수의 처리조로 구성된다. 처리조 중의 가이드 롤에 장척(長尺) 필름을 통과시키는 작업은, 욕 중에 직접 손을 넣어 장시간 수작업으로 행하거나, 유도끈을 사용하거나 하여 행해지고 있었다. 그 때문에, 작업성 및 생산 효율이 떨어진다는 문제가 있었다.

이 문제를 해결하기 위해서, 선행의 원반 필름의 후단과 후속하는 원반 필름의 선단을 히트씰링에 의해 접합하고, 접합부를 원호상(圓弧狀)으로 절단함으로써, 연신 공정에서의 필름 폭의 불균일성이나 접합부의 파단을 방지하는 것이 제안되어 있다(특허문헌 3,4).

일본 특개2008-122988호 공보 일본 특개2008-250326호 공보 일본 특개2009-040034호 공보 일본 특개2009-051202호 공보

그러나, 선행의 원반 필름의 후단과 후속하는 원반 필름의 선단을 히트씰링에 의해 접합하고, 접합부를 원호상으로 절단하는 방법으로는, 연신 공정에서의 필름 폭의 불균일성, 접합부의 파단을 억제하는 것은 충분하지 않았다. 특히 편광자의 성능의 관점에서 높은 연신 배율(초기 상태의 5∼7배)이 필요로 되는 경우, 접합부의 파단이 생기기 쉽다는 문제가 있었다.

본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 접합된 복수의 필름을 연속하여 반송 방향으로 연신해도, 접합부에 있어서 연신에 의한 파단의 우려가 적은 광학 필름의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 한 태양에 의하면, 광학 필름의 제조 방법은, 제1 폴리비닐알코올계 필름의 후단과 제2 폴리비닐알코올계 필름의 선단을 접합하여, 연신 방향과 직교하는 방향과 이루는 접합 각도가 20° 이상 60° 이하가 되도록 접합부를 형성하는 공정과, 상기 제1 폴리비닐알코올계 필름에 이어 상기 제2 폴리비닐알코올계 필름을 송출하는 공정과, 접합된 상기 제1 폴리비닐알코올계 필름과 상기 제2 폴리비닐알코올계 필름을 연속하여 반송 방향으로 3∼8배 연신하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

발명자들은, 폴리비닐알코올계 필름의 연신 공정에서의 접합부와 그 근방에서의 필름 폭 방향에 있어서의 변형(필름 폭의 불균일성), 특히, 불균일성에 의한 접합부의 파단 특성을 예의 검토했다. 폴리비닐알코올계 필름이 반송 방향으로 3∼8배 연신될 때, 띠상 필름은 폭 방향으로 수축한다. 그러나, 폴리비닐알코올계 필름이 반송 방향으로 연신될 때에도, 접합부는 폭 방향으로 거의 수축하지 않는다. 그 때문에, 접합부가 연신 방향과 직교하는 방향에 따르도록 형성되었을 때, 띠상 필름 위에 있어서, 접합부가 형성된 영역과 다른 영역에서는, 필름의 폭이 크게 다르게 된다. 이것이, 필름 폭의 불균일성이나 파단을 일으키는 것을 알아냈다.

본 발명에 의하면, 제1 폴리비닐알코올계 필름의 후단과 제2 폴리비닐알코올계 필름의 선단을 접합하는 접합부가, 연신 방향과 직교하는 방향에 대해 접합 각도가 20° 이상 60° 이하가 되도록 경사지게 형성된다. 이것에 의해, 접합부의 필름 폭 방향 성분(벡터)이 접합 각도의 증가에 따라 작아진다. 접합된 제1 폴리비닐알코올계 필름과 제2 폴리비닐알코올계 필름을 연속하여 반송 방향으로 연신한 경우에도, 접합부가 형성된 영역과 다른 영역과의 수축차가 감소한다. 그 결과, 필름 폭의 불균일성이나 필름의 파단을 억제할 수 있다.

접합부의 접합 각도는 클수록, 필름 폭의 불균일성, 및 필름의 파단을 억제하는 효과가 커진다. 즉, 이론적으로는 90° 미만이면 좋다. 한편, 접합 각도가 너무 커지면, 접합부를 형성하기 위한 설비 등이 너무 커진다. 따라서, 접합 각도의 상한은, 60° 이하가 바람직하다. 접합 각도는 20° 이상 60° 이하가 바람직하고, 30° 이상 60° 이하가 더욱 바람직하다.

본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 연신 공정 전에, 상기 접합부의 양단을 원호상으로 절단하는 공정을 갖는다. 접합부의 양단을 원호상으로 절단함으로써, 연신시에 있어서의 파단 내성을 향상할 수 있다.

본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 접합부의 양단을 원호상으로 절단하는 공정에 있어서, 이하의 식을 만족시킨다.

0.01≤(1-(L/W0))×100≤29 (W0 : 절단 전의 필름 폭 방향 길이, L : 절단 후의 접합부의 필름 폭 방향 성분의 길이)

본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 접합부가 열융착에 의해 형성된다.

접합 방법으로서는, 상기 열융착에 의한 접합 외에, 양면 점착 테이프에 의한 점착 접합도 있다. 그러나, 편광자 제조 공정과 같이 용조 중 연신 처리를 행하는 경우에는 점착층의 벗겨짐이 일어나기 쉬워, 점착 접합은 바람직하지 않다. 여기서, 열융착이란 히트씰러(heat sealer)나 초음파에 의해 가열과 가압을 행하여, 수지를 연화하여, 다른 물질에 부착하는 것을 말한다.

본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 접합부를 형성하기 전에, 상기 제1 폴리비닐알코올계 필름의 후단과 상기 제2 폴리비닐알코올계 필름의 선단을 대략 동등한 접합 각도로 재단하는 공정을 더 포함한다.

제1 폴리비닐알코올계 필름의 후단과 제2 폴리비닐알코올계 필름의 선단에 있어서의 불필요한 부분을 절제함으로써, 폴리비닐알코올계 필름의 반송을 스무스하게 행할 수 있다.

본 발명의 광학 필름은, 상기 기재의 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 광학 필름을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 화상 표시 장치는, 상기 광학 필름을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제조 방법에 의하면, 접합된 폴리비닐알코올계 필름을 연속하여 반송 방향으로 연신해도, 접합부에서의 파단을 억제할 수 있다.

도 1은 광학 필름의 제조 라인을 나타내는 구성도.
도 2는 필름과 접합 장치의 배치를 나타내는 평면도.
도 3은 필름의 접합 동작을 나타내는 설명도.
도 4는 필름과 접합부의 위치 관계를 나타내는 평면도.
도 5는 접합부의 양단을 절단한 상태를 나타내는 평면도.
도 6은 접합 각도, 필름의 폭, 접합부의 폭의 관계를 나타내는 평면도.
도 7은 조건, 및 평가 결과를 정리한 표도.

이하 첨부 도면에 따라 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 설명한다. 본 발명은 이하의 바람직한 실시 형태에 의해 설명되지만, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고, 많은 방법에 의해 변경을 행할 수 있어, 본 실시 형태 이외의 다른 실시 형태를 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위 내에 있어서의 모든 변경이 특허 청구의 범위에 포함된다.

이하, 첨부 도면을 참고로, 본 발명에 따른 광학 필름의 제조 방법의 바람직한 실시 형태에 대해 설명한다. 광학 필름으로서 편광 필름을 예로 설명한다. 도 1은, 광학 필름을 제조하기 위한 제조 라인의 개략 구성도이다. 제조 라인(1)은, 필름 공급부(2), 필름 처리부(3), 필름 건조부(14), 라미네이트부(16), 필름 권취부(捲取部)(18)를 갖는다. 여기서, 필름 공급부(2)는, 복수의 필름 롤을 유지하는 터렛(turret) 장치(24), 선행하는 필름과 후속하는 필름을 접합하는 접합 장치(26), 어큐뮬레이션(accumulation) 기구(28)를 포함한다.

터렛 장치(24)는, 터렛 암(turret arm)(30)을 갖고 있다. 터렛 암(30)은, 지주(32)에 축(34)을 지점(支點)으로 하여 회전 가능하게 마련되어 있다. 터렛 암(30)의 한쪽끝에는, 필름(36a)을 롤상으로 한 제1 필름 롤(36b)이 축(38)에 회전 가능하게 지지된다. 도면에 나타내는 바와 같이, 제1 필름 롤(36b)은 필름 공급 위치에 셋팅된다. 터렛 암(30)의 다른쪽끝에는 필름(40a)을 롤상으로 한 제2 필름 롤(40b)이 축(42)에 회전 가능하게 지지된다. 제1 필름 롤(36b)로부터 필름(36a)이 공급된다. 제1 필름 롤(36b)에서의 필름(36a)의 공급이 종료하면, 터렛 암(30)이 회전한다. 이것에 의해, 제2 필름 롤(40b)이 이동하여, 필름 공급 위치에 셋팅된다. 제2 필름 롤(40b)로부터 필름(40a)이 공급된다. 필름(40a)이 공급되는 사이에, 제1 필름 롤(36b)이 터렛 암(30)의 한쪽끝에 부착된다. 상술한 조작이 반복 실행되며, 필름(36a, 40a)이 연속적으로 공급된다.

접합 장치(26)는, 받침대(44)와 씰헤드(46)를 갖는다. 씰헤드(46)는 히터를 구비한다. 히터에 의해 씰헤드(46)의 선단에서 받침대(44)와 대향하는 부분이 가열된다. 선행하는 필름(36a)의 선단과 후속하는 필름(40a)의 후단이, 가열된 씰헤드(46)와 받침대(44)에 의해 가압된다. 이것에 의해, 필름(36a)과 필름(40a)이 열융착된다. 본 발명에 있어서, 도 2에 나타내는 바와 같이, 화살표의 반송 방향(연신 방향)과 직교하는 방향과 이루는 각(θ)이 20° 이상 60° 이하가 되도록, 접합 장치(26)가 필름(36a, 40a)에 대해 경사지게 배치된다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 어큐뮬레이션 기구(28)는, 고정 롤러(50)와 가동 롤러(52)를 구비한다. 가동 롤러(52)를 상하로 이동시킴으로써, 필름의 접합에 필요한 시간 등을 조정할 수 있다.

필름 처리부(3)는, 팽윤조(4), 염색조(6), 경막조(8), 연신조(延伸槽)(10), 세정조(12)를 포함하며, 소위 롤 연신 방식에 의해 필름(36a, 40a)을 축차 연신시키도록 구성되어 있다. 송입된 필름(36a, 40a)을 롤 사이에서 협지하여, 반송 방향으로 송출하도록 배치된 한쌍의 닙 롤러(39a)로 이루어지는 복수의 닙부가 설치된다. 반송 방향의 하류측의 닙 롤러(39a)를 상류측의 닙 롤러(39a)보다도 고속으로 함으로써, 필름(36a, 40a)이 연신된다. 필름 처리부(3)는, 닙 롤러(39a)에 더하여, 각 조에 필름(36a, 40a)을 통과시키기 위해서, 필름의 이동 경로를 규제하는 복수의 가이드 롤러(39b)를 구비한다.

다음으로, 본 실시 형태의 접합의 수순을 도 1∼도 3을 참조하여 설명한다. 첫째로 필름 공급부(2)로부터 필름(36a)이 팽윤조(4)에 공급된다. 필름(36a)은 팽윤조(4), 염색조(6), 경막조(8), 연신조(10), 세정조(12)로 반송된다. 필름(36a)은, 각 조를 통과하는 사이에 필름 처리부(3)의 닙 롤러(39a)에 의해, 반송 방향으로 3∼8배 연신된다. 필름(36a)은 건조 장치(14)에 의해, 수분량이 10질량% 정도가 될 때까지 건조된다. 건조된 필름(36a)은, 라미네이트부(16)에 의해 양면에 보호 필름(64a)이 첩합(貼合)된다. 필름(36a)은, 필름 권취부(18)에 의해 롤상으로 권취된다.

다음으로, 제1 필름 롤(36b)로부터의 필름(36a)의 공급이 종료하면, 필름(36a)의 후단이 접합 장치(26)에 셋팅된다. 또, 팽윤조(4)에는 어큐뮬레이션 기구(28)에 수납되어 있던 필름(36a)이 반송된다. 따라서, 각 조에의 필름의 반송을 정지시키지 않고, 필름(36a)의 후단을 접합 장치(26)에 셋팅할 수 있다.

제1 필름 롤(36b)의 공급 종료에 맞추어, 터렛 암(30)을 회전하여, 제2 필름 롤(40b)이 필름 공급 위치에 셋팅된다. 제2 필름 롤(40b)로부터 필름(40a)이 공급된다. 필름(40a)이 접합 장치(26)로 반송된다. 필름(40a)의 선단이 접합 장치(26)에 셋팅된다.

필름(36a)의 후단과 필름(40a)의 선단이 접합 장치(26)에 위치 결정되면, 받침대(44)와 가열된 씰헤드(46)에 의해 필름(36a)의 후단과 필름(40a)의 선단이 가압된다. 이것에 의해, 필름(36a)과 필름(40a)이 열융착된다. 본 실시 형태에 있어서 접합 장치(26)가, 도 2에 나타내는 바와 같이, 필름(36a, 40a)의 반송 방향(즉, 필름의 연신 방향)과 직교하는 방향에 대해 20° 이상 60° 이하로 경사지게 설치된다.

그 결과, 도 4에 나타내는 바와 같이, 필름(36a)의 후단과 필름(40a)의 선단에 형성되는 접합부(80)가, 접합 각도(θ1)가 20° 이상 60° 이하가 되도록 형성된다. 열융착할 때의 조건으로서 온도 200℃ 전후가 바람직하다. 150℃에서는, 융착이 충분하지 않고, 250℃에서는, 필름의 융해가 과도하게 진행하여 접합부의 강도를 충분하게 유지하지 않기 때문이다. 가열 후의 냉각 시간을 포함하여, 소요 시간은 2초∼10초가 바람직하다. 0.2∼0.8MPa로 가압한다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, 필름 공급부(2)에는, 접합 장치(26) 전에 필름 커터(도시 않음)를 배치하는 것이 바람직하다. 필름 커터에 의해, 필름(36a)의 후단과 필름(40a)의 선단을 접합 각도(θ1)에 따라 절제할 수 있다. 그 후 필름(36a)의 후단과 필름(40a)의 선단이 접합 장치(20)에 의해 접합된다. 미리 필름(36a)의 후단과 필름(40a)의 선단을 접합 각도(θ1)에 따라 절제하므로, 접합 후에 있어서 필름(36a, 40a)에 잉여 부분이 생기지 않는다.

여기서 잉여 부분이란, 도 4에 나타내는 바와 같이, 선행하는 필름(36a)에 대해서는 접합부(80)와 필름(36a)의 후단까지의 영역, 후속하는 필름(40a)에 대해서는 접합부(80)와 필름(40a)의 선단까지의 영역을 의미한다. 이들의 잉여 부분은, 고정되어 있지 않으므로, 필름의 반송 중에 펄럭이는 경우가 있다. 그것이 필름의 스무스한 반송을 저해할 우려가 있다. 따라서, 필름의 잉여 부분을 미리 절제하는 것이 바람직하다.

본 실시 형태의 광학 필름의 제조 방법은, 필름(36a)의 후단과 필름(40a)의 선단을 연신 방향과 직교하는 방향과 이루는 접합 각도가 20° 이상 60° 이하의 접합부에 의해 접합하고, 순차 연속하여 필름 처리부(3)로 송입되어, 소정의 처리를 실시하면서 연신시켜 광학 필름으로 하는 것이다.

도 5는, 선행하는 필름의 후단과 후속하는 필름의 선단을 접합한 상태와, 접합부의 양단을 원호상으로 절단한 상태를 나타낸다. 필름(36a)의 후단과 필름(40a)의 선단을 접합하기 위한 접합부(80)는, 접합 각도(θ1)가 20° 이상 60° 이하가 되도록 형성된다. 본 실시 형태에서는, 필름 커터에 의해, 필름(36a)의 후단과 필름(40a)의 선단이 접합 각도(θ1)에 따라 절제된다. 접합부(80)는, 그 양단에서 원호상으로 절단된다. 원호상으로 절단함으로써, 연신에 기인하는 파단 내성이 향상한다. 그 이유를 설명한다. 가령 필름(36a)의 후단과 필름(40a)의 선단이 필름 폭 방향으로 어긋나 있는 경우(도 5(A)), 그 부분에 응력이 집중해버린다. 접합부의 양단을 원호상으로 절단함으로써(도 5(B)), 필름(36a)의 후단과 필름(40a)의 선단의 필름 폭 방향으로의 어긋남이 해소된다. 이것에 의해 접합부의 양단부에 응력이 집중하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 접합부의 양단을 원호상 절단하는 경우, 선행하는 필름과 후속하는 필름의 접합에 의한 단차(어긋남)를 없앨 수 있는 정도의 곡률이면 좋다. 접합부(80)의 절단 후, 필름 폭 W0과 절단 후의 접합부의 필름 폭 방향 성분의 길이 L은, 이하의 식을 만족시키는 것이 바람직하다.

0.01(%)≤(1-(L/W0))×100≤29(%)

29%보다 커지면, 연신시에 필름이 파단할 우려가 있고, 0.01%보다 작아지면, 실질적으로 원호상 절단의 효과가 발휘할 수 없기 때문이다.

이하, 일반적인 편광자에 필요한 재료, 및 제조 공정을 설명한다. 본 실시 형태에 있어서, 광학 필름으로서는, 편광 필름을 들 수 있다. 띠상의 필름으로서는, 편광 필름에 사용되는 폴리비닐알코올계 필름을 들 수 있다. 폴리비닐알코올계 필름으로서는, 폴리비닐알코올(PVA) 필름, 부분비누화 폴리비닐알코올 필름 또는 폴리비닐알코올의 탈수 처리 필름 등을 들 수 있다. 통상, 이들 필름은, 롤상으로 권회된 필름 롤의 상태로 사용하는 것이다.

폴리비닐알코올계 필름의 재료인 폴리머의 중합도는, 일반적으로 500∼10,000이며, 1000∼6000의 범위인 것이 바람직하고, 1400∼4000의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 또한, 부분비누화 폴리비닐알코올 필름의 경우, 그 비누화도는, 예를 들면, 물에의 용해성의 점에서, 75몰% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 98몰% 이상이며, 98.3∼99.8몰%의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다.

폴리비닐알코올계 필름의 제법으로서는, 물 또는 유기 용매에 용해한 원액을 유연 성막하는 유연법(流延法), 캐스트법, 압출법 등 임의의 방법으로 성막된 것을 적절히 사용할 수 있다. 필름의 위상차값은, 5nm∼100nm의 것이 바람직하게 사용된다. 또한, 면내 균일한 편광 필름을 얻기 위해서, 폴리비닐알코올계 필름면 내의 위상차 불균일은 되도록이면 작은 쪽이 바람직하고, 필름으로서의 폴리비닐알코올계 필름의 면내 위상차 불균일은, 측정 파장 1000nm에 있어서 10nm 이하인 것이 바람직하고, 5nm 이하인 것이 보다 바람직하다.

본 실시 형태에 있어서는, 필름(36a)이 송출되고, 필름 처리부(3)에 있어서, 복수의 조(槽)에 통과시키는 침지 공정의 처리 등이 실시된다. 동시에, 닙 롤러(39a)에 의해 연신 처리가 실시되고, 필름(36a)의 이동 경로가 복수의 가이드 롤러(39b)로 규제된다.

침지 공정의 처리로서, 도 1에서 나타내는 바와 같이, 팽윤조(4)에 통과시킴으로써 필름을 팽윤하는 팽윤 공정, 염색조(6)에 통과시킴으로써 필름을 염색하는 염색 공정, 경막조(8)에 통과시키거나 함으로써 필름 구성 고분자를 가교시키는 경막 공정, 연신조(10)에 통과시킴으로써 연신하기 쉽게 하는 연신조 침지 공정, 세정조(12)에 통과시킴으로써 필름을 세정하는 세정 공정의 처리를 실시한다. 또, 세정조(12)에 의한 세정 공정 후에는, 통상, 건조 장치(14)에 의한 건조 공정이 실시된다.

팽윤 공정으로서는, 예를 들면, 물로 채워진 팽윤조(4)에 침지한다. 이것에 의해 필름이 수세되어, 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있다. 또한, 필름을 팽윤시킴으로써 염색 불균일 등의 불균일성을 방지할 수 있다.

팽윤조(4) 중에는, 글리세린이나 요오드화칼륨 등을 적절히 첨가해도 좋다. 첨가하는 경우, 그 농도는, 글리세린은 5중량% 이하, 요오드화칼륨은 10중량% 이하인 것이 바람직하다. 팽윤조(4)의 온도는, 20∼50℃의 범위로 하는 것이 바람직하고, 25∼45℃로 하는 것이 보다 바람직하다. 팽윤조(4)에의 침지 시간은, 2∼180초간이 바람직하고, 10∼150초간이 보다 바람직하고, 60∼120초간이 특히 바람직하다. 팽윤조(4) 중에서 폴리머 필름을 연신해도 좋다. 연신 배율은 팽윤에 의한 신전(伸展)도 포함하여 1.1∼3.5배 정도가 바람직하다.

염색 공정으로서는, 예를 들면, 팽윤 공정을 거친 필름을 요오드 등의 이색성(二色性) 물질을 함유하는 염색조(6)에 침지함으로써, 상기 이색성 물질을 필름에 흡착시킨다.

이색성 물질로서는, 종래 공지의 물질을 사용할 수 있고, 예를 들면, 요오드나 유기 염료 등을 들 수 있다. 유기 염료로서는, 예를 들면, 레드BR, 레드LR, 레드R, 핑크LB, 루빈BL, 보르도GS, 스카이블루LG, 레몬옐로우, 블루BR, 블루2R, 네이비RY, 그린LG, 바이올렛LB, 바이올렛B, 블랙H, 블랙B, 블랙GSP, 옐로우3G, 옐로우R, 오렌지LR, 오렌지3R, 스칼렛GL, 스칼렛KGL, 콩고레드, 브릴리언트 바이올렛BK, 수프라블루G, 수프라블루GL, 수프라오렌지GL, 다이렉트 스카이블루, 다이렉트 패스트오렌지S, 패스트블랙 등을 사용할 수 있다.

이들 이색성 물질은, 1종류만 사용해도 좋고, 2종류 이상을 병용해도 좋다.

상기 유기 염료를 사용하는 경우는, 예를 들면, 가시광 영역의 뉴트럴화를 도모하는 점에서, 2종류 이상을 조합하는 것이 바람직하다. 구체예로서는, 콩고 레드와 수프라블루G, 수프라오렌지GL과 다이렉트 스카이블루의 조합, 또는, 다이렉트 스카이블루와 패스트블랙과의 조합을 들 수 있다.

염색조(6)의 용액으로서는, 상기 이색성 물질을 용매에 용해한 용액을 사용할 수 있다. 상기 용매로서는, 물을 일반적으로 사용할 수 있지만, 물과 상용성이 있는 유기 용매를 더 첨가하여 사용해도 좋다. 이색성 물질의 농도로서는, 0.010∼10중량%의 범위로 하는 것이 바람직하고, 0.020∼7중량%의 범위로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.025∼5중량%의 범위로 하는 것이 특히 바람직하다.

또한, 상기 이색성 물질로서 요오드를 사용하는 경우, 염색 효율을 보다 한층 향상할 수 있으므로, 요오드화물을 더 첨가하는 것이 바람직하다. 이 요오드화물로서는, 예를 들면, 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화연, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄 등을 들 수 있다. 이들 요오드화물의 첨가 비율은, 상기 염색욕에 있어서, 0.010∼10중량%로 하는 것이 바람직하고, 0.10∼5중량%로 하는 것이 보다 바람직하다. 이들 중에서도, 요오드화칼륨을 첨가하는 것이 바람직하고, 요오드와 요오드화칼륨의 비율(중량비)은, 1:5∼1:100의 범위로 하는 것이 바람직하고, 1:6∼1:80의 범위로 하는 것이 보다 바람직하고, 1:7∼1:70의 범위로 하는 것이 특히 바람직하다.

염색조(6)로의 필름의 침지 시간은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 1∼5분이 바람직하고, 2∼4분이 보다 바람직하다. 또한, 염색욕의 온도는, 5∼42℃의 범위로 하는 것이 바람직하고, 10∼35℃의 범위로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 이 염색욕 중에서 필름을 연신해도 좋고, 이 때의 누적한 총 연신 배율은, 1.1∼4.0배 정도로 하는 것이 바람직하다.

또, 염색 공정으로서는, 상술한 바와 같은 염색조(6)에 침지하는 방법 이외에, 예를 들면, 이색성 물질을 함유하는 수용액을 상기 폴리머 필름에 도포 또는 분무하는 방법을 채용해도 좋다. 또한, 본 발명에 있어서, 염색 공정을 행하지 않고, 필름으로서, 미리 이색성 물질이 혼합된 폴리머 원료로 제막된 필름을 채용해도 좋다.

경막(硬膜) 공정으로서는, 예를 들면, 가교제를 함유하는 경막조(8) 중에 필름을 침지하여 가교한다. 가교제로서는, 종래 공지의 물질을 사용할 수 있다. 예를 들면, 붕산, 붕사 등의 붕소 화합물이나, 글리옥사졸, 글루타르알데히드 등을 사용할 수 있다. 이들은 1종류만 사용해도 좋고, 2종류 이상을 병용해도 좋다. 2종류 이상을 병용하는 경우에는, 예를 들면, 붕산과 붕사의 조합이 바람직하고, 또한, 그 첨가 비율(몰비)은, 4:6∼9:1의 범위로 하는 것이 바람직하고, 5.5:4.5∼7:3의 범위로 하는 것이 보다 바람직하고, 6:4로 하는 것이 가장 바람직하다.

경막조(8)의 용액으로서는, 상기 가교제를 용매에 용해한 용액을 사용할 수 있다. 상기 용매로서는, 예를 들면 물을 사용할 수 있지만, 또한, 물과 상용성이 있는 유기 용매를 병용해도 좋다. 가교제의 농도는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 1∼10중량%의 범위로 하는 것이 바람직하고, 2∼6중량%로 하는 것이 보다 바람직하다.

경막조(8)에는, 편광 필름의 면 내의 균일한 특성이 얻어지는 점에서, 요오드화물을 첨가해도 좋다. 요오드화물로서는, 예를 들면, 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화연, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄을 들 수 있고, 첨가한 경우에 있어서의 요오드화물의 함유량은 0.05∼15중량%가 바람직하고, 0.5∼8중량%가 보다 바람직하다. 가교제와 요오드화물의 조합으로서는, 붕산과 요오드화칼륨의 조합이 바람직하고, 붕산과 요오드화칼륨의 비율(중량비)은, 1:0.1∼1:3.5의 범위로 하는 것이 바람직하고, 1:0.5∼1:2.5의 범위로 하는 것이 보다 바람직하다.

경막조(8)의 온도는, 통상 20∼70℃의 범위로 하는 것이 바람직하고, 폴리머 필름의 침지 시간은 통상 1초∼5분으로 하고, 바람직하게는 5초∼4분으로 한다. 경막 가교 공정에 있어서는, 경막조(8) 중에서 폴리머 필름을 연신해도 좋고, 이 때의 누적한 총 연신 배율은, 1.1∼5.0배 정도로 하는 것이 바람직하다. 경막 공정으로서는, 염색 공정과 같이, 경막조(8)에 통과시키는 처리 대신에, 가교제 함유 용액을 도포 또는 분무하는 방법을 사용해도 좋다.

연신욕(延伸浴) 침지 공정에서는, 연신조(10) 중에 침지한 상태에서, 누적한 총 연신 배율이 예를 들면 2∼7배 정도가 되도록 연신한다. 연신조(10)의 용액으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 각종 금속염, 요오드, 붕소 또는 아연의 화합물이 첨가된 용액을 사용할 수 있다. 이 용액의 용매로서는, 물, 에탄올 혹은 각종 유기 용매를 적절히 사용할 수 있다. 특히, 붕산 및/또는 요오드화칼륨을 각각 2∼18중량% 정도 첨가한 용액을 사용하는 것이 바람직하다. 이 붕산과 요오드화칼륨을 동시에 사용하는 경우에는, 그 함유 비율(중량비)은, 1:0.1∼1:4 정도, 보다 바람직하게는, 1:0.5∼1:3 정도의 비율로 사용하는 것이 바람직하다. 연신조(10)의 온도로서는, 예를 들면, 40∼67℃의 범위로 하는 것이 바람직하고, 50∼62℃로 하는 것이 보다 바람직하다.

세정 공정은, 예를 들면, 물이 저류된 세정조(12)에 필름을 통과시킴으로써, 이것보다 전의 처리에서 부착한 붕산 등의 불필요 잔존물을 씻어내는 공정이다. 물에는, 요오드화물을 첨가하는 것이 바람직하고, 예를 들면, 요오드화나트륨 또는 요오드화칼륨을 첨가하는 것이 바람직하다. 세정조(12)의 물에 요오드화칼륨을 첨가한 경우, 그 농도는 통상 0.1∼10중량%, 바람직하게는 3∼8중량%로 한다. 또한, 세정조(12)의 온도는, 10∼60℃로 하는 것이 바람직하고, 15∼40℃로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 세정 처리의 회수는, 특별히 한정되지 않고 복수로 해도 좋다. 복수의 세정조(12)에 첨가물의 종류나 농도가 다른 물을 저류해두고, 이들에 필름을 통과시킴으로써 세정 공정을 실시해도 좋다.

또, 필름을 각 공정에 있어서의 조로부터 끌어올릴 때에는, 드리핑(dripping)의 발생을 방지하기 위해서, 종래 공지인 핀치 롤러 등의 드레인(drain) 롤러를 사용하거나, 에어나이프에 의해 액을 깎아 떨어뜨리거나 하는 등의 방법에 의해, 여분의 수분을 제거해도 좋다.

건조 공정으로서는, 자연 건조, 풍건, 가열 건조 등, 적절한 방법을 채용할 수 있지만, 통상, 가열 건조가 바람직하다. 가열 건조의 조건은, 가열 온도를 20∼80℃ 정도, 건조 시간을 1∼10분간 정도로 하는 것이 바람직하다.

라미네이트부(16)가 건조 장치(14)의 하류에 배치된다. 라미네이트부(16)는, 보호 필름(64a)을 롤상으로 한 필름 롤을 공급하는 송출기(도시 않음)와, 한쌍의 라미네이트 롤러(도시 않음)를 갖는다. 라미네이트부(16)에 의해, 필름(F1, F2)의 양면, 또는 편면에 보호 필름(64a)이 부착된다. 보호 필름으로서 TAC(트리아세틸셀룰로오스)를 사용할 수 있다.

필름 권취부(18)가 라미네이트부(16)의 하류에 배치된다. 필름 권취부(18)에 의해 필름(36a, 40a)이 롤상으로 권취된다.

[실시예]

이하, 본 발명의 구체적 실시예를 들어, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

두께75㎛, 폭480mm의 2매의 PVA 필름을 접합 장치(26)에 의해 열융착하여, 접합부(80)를 형성했다. 접합 각도를 0°∼60°의 범위에서 변화시켰다. 또한, 접합부의 양단을 원호상으로 절단했다. 절단하는 원호의 크기를 바꾸어, 이른바, 오려냄율을 변화시켰다. 필름 파단 연신 배율과 도달 연신 배율(파단하지 않고 연신된 배율)을 확인하여 총합 판정을 행했다. 파단 연신 배율이 6배보다 작은 것을 「불량」, 파단 연신 배율이 6배 정도의 것을 「가」, 파단 연신 배율이 6배보다 크고 7.5배 이하의 것을 「양」, 파단 연신 배율이 7.5배를 초과하는 것을 「최량」이라 했다. 도 6에 나타내는 바와 같이 필름의 폭을 W0, 접합부의 폭을 W1, 필름 폭 방향에 있어서의 접합부의 폭을 W2라 했다. 또한, 도 5에 나타내는 바와 같이, 절단 후의 접합부(80)의 필름 폭 방향 성분의 길이를 L이라 했다. 도 7은, 조건, 및 평가 결과를 정리한 표도이다.

비교예1에서는 접합 각도를 0°, 비교예2에서는 15°, 비교예3에서는 70°로 했다. 표 1에서 명백한 바와 같이, 비교예1-3에 있어서 파단이 생기지 않는 연신 배율은 4.5배이었다. 또한, 연신 배율이 5.2배를 초과하면 파단했다.

한편, 실시예1∼5에서는, 접합 각도를 20° 이상으로 했으므로, 파단이 생기지 않는 연신 배율은 5.6 이상이며, 비교예1-3보다 컸다. 또한, 연신 배율이 6.2배를 초과할 때까지 파단하지 않았다. 특히 실시예3-5에서는, 접합 각도를 30° 이상으로 함으로써, 파단이 생기지 않는 연신 배율은 7.2이며, 파단이 생기는 연신 배율은 7.5이었다. 즉, 연신에 대한 내성이 향상함을 이해할 수 있다. 또한, 파단이 생기지 않는 연신 배율(7.2)과, 파단이 생기는 연신 배율(7.5)에서는, 그 차는 거의 없었다. 이러므로, 한계 근처까지 연신됨을 이해할 수 있다.

비교예4-6에서는, 접합 각도를 0°로 하고, 접합부의 양단을 원호상으로 절단했다. 절단부의 크기를 바꾸어, 오려냄율을 변화시켰다. 비교예4-6에서는, 접합부가 경사지게 형성되어 있지 않는다. 그 때문에, 파단 연신 배율, 연신 배율은 비교예1-3과 동일하였다.

실시예6-10에서는, 접합 각도를 30°로 하고, 접합부의 양단을 원호상으로 절단했다. 단부의 크기를 바꾸어, 오려냄율을 변화시켰다.

오려냄율을 0.01(%)∼29(%)의 범위로 한 실시예6-9는, 실시예10과 비교하여, 파단 연신 배율, 연신 배율이 향상했다. 이러므로, 접합부를 소정 각도로 경사지게 형성함과 함께, 접합부의 양단을 소정의 크기로 원호상으로 절단함으로써, 파단 연신 배율, 연신 배율이 향상함을 이해할 수 있다.

1…제조 라인, 2…필름 공급부, 4…팽윤조, 6…염색조, 8…경막조, 10…연신조, 12…보정조, 14…건조 장치, 16…라미네이트 장치, 18…필름 권취 장치, 24…터렛 장치, 26…접합 장치, 28…어큐뮬레이션 기구, 36a,…필름, 36b…제1 필름 롤, 40a…필름, 40b…제2 필름 롤, 80…접합부

Claims

제1 폴리비닐알코올계 필름의 후단과 제2 폴리비닐알코올계 필름의 선단을 접합하여, 연신 방향과 직교하는 방향과 이루는 접합 각도가 20° 이상 60° 이하가 되도록 접합부를 형성하는 공정과,
상기 제1 폴리비닐알코올계 필름에 이어 상기 제2 폴리비닐알코올계 필름을 송출하는 공정과,
접합된 상기 제1 폴리비닐알코올계 필름과 상기 제2 폴리비닐알코올계 필름을 연속하여 반송 방향으로 3∼8배로 연신하는 공정
을 포함하는 광학 필름의 제조 방법이며,
상기 연신 공정 전에, 상기 접합부의 양단을 원호상(圓弧狀)으로 절단하는 공정을 갖고,
상기 접합부의 양단을 원호상으로 절단하는 공정에 있어서, 이하의 식을 만족시키는 광학 필름의 제조 방법.
0.05≤(1-(L/W0))×100≤29
(W0 : 절단 전의 필름 폭 방향 길이, L : 절단 후의 접합부의 필름 폭 방향 성분의 길이).
제1항에 있어서,
상기 접합 각도가 30° 이상 60° 이하인 광학 필름의 제조 방법.
삭제
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 접합부가 열융착에 의해 형성되는 광학 필름의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 접합부를 형성하기 전에, 상기 제1 폴리비닐알코올계 필름의 후단과 상기 제2 폴리비닐알코올계 필름의 선단을 동등한 접합 각도로 재단하는 공정을 더 포함하는 광학 필름의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 기재된 제조 방법에 의해 제조된 광학 필름.
제7항에 기재된 광학 필름을 포함하는 액정 표시 장치.
제7항에 기재된 광학 필름을 포함하는 화상 표시 장치.