KR101758435B1 - 폴리엔계 편광필름의 제조방법, 폴리엔계 편광필름, 적층 편광필름, 및 표시장치 - Google Patents

폴리엔계 편광필름의 제조방법, 폴리엔계 편광필름, 적층 편광필름, 및 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산촉매를 포함하는 폴리비닐알콜 필름에 탈수반응을 일으켜 탈수필름을 제조하는 단계와, 상기 탈수필름에 pH 4.0 이하, 85℃ 이상의 수화용 수용액을 0.5~60분 함침하여 수화 필름을 제조하는 단계와, 상기 수화 필름을 65℃ 이하의 산성 수용액 중에서 습식연신하는 단계를 포함하는 폴리엔계 편광필름의 제조방법에 관한다.

Description

폴리엔계 편광필름의 제조방법, 폴리엔계 편광필름, 적층 편광필름, 및 표시장치{Method for preparing polyene polarizing film, laminated polarizing film, and display device}
본 발명은 폴리엔계 편광필름의 제조방법, 폴리엔계 편광필름, 적층 편광필름 및 그 표시장치에 관한다.
OLED(유기발광다이오드)를 사용한 유기발광표시장치의 보급에 따라, 편광필름의 투과율을 높이는 것이 요구되고 있다. 한편, 각종 표시장치에 사용되는 편광필름으로서 요오드(iodine)계 편광필름이 알려져 있다. 요오드계 편광필름은 널리 보급되어 있다.
요오드계 편광필름에서 편광에 기여하는 구성(즉, 가시광을 흡수하는 구성)은 요오드이다. 따라서 투과율을 높이기 위해서는 편광필름 내의 요오드의 양을 저감시킬 필요가 있다. 그러나 고온고습시에는 요오드가 승화하기 때문에, 편광필름 내의 요오드 양을 저감시키는 경우 편광필름 내의 요오드가 부족하여 결과적으로 편광도가 대폭 저하할 가능성이 있다. 때문에 고투과율(예를 들어, 투과율이 45% 이상)인 요오드계 편광필름은 편광필름의 고온고습에서의 장시간 신뢰성이 저하한다.
이와 같은 문제를 해결할 것으로 기대되는 편광필름으로서 염료계 편광필름 및 특허문헌 1(일본 공개특허공보 특개2006-99076호)에 개시되는 폴리엔계 편광필름이 알려져 있다. 염료계 편광필름은 투과율이 높은 경우라도 우수한 내열성을 나타낸다. 그러나 염료계 편광필름에는 투과율이 높은 경우 편광도가 저하하기 쉽다는 문제가 있다.
한편, 폴리엔계 편광필름은 요오드계 편광필름보다 편광도가 약간 뒤떨어지는 경우가 있지만, 투과율이 높은 경우에도 고온고습에서의 신뢰성이 높은 이점이 있다. 그 이유로서 폴리엔계 편광필름에는 편광에 기여하는 구성(즉, 가시광을 흡수하는 구성)이 폴리엔(구체적으로는 탄소이중결합)인 점을 들 수 있다. 탄소이중결합은 온도나 습도에 영향 받기 어렵다. 따라서 폴리엔계 편광필름은 근본적으로 고온고습에 대한 내구성이 크다. 이 때문에 폴리엔계 편광필름은 표시장치용 편광필름으로서 매우 주목받고 있다.
폴리엔계 편광필름의 제조방법으로서 산(acid)촉매를 사용하여 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol)을 탈수하는 방법이 알려져 있다. 구체적으로는 산촉매 수용액을 폴리비닐알콜에 함침시킨다. 이어서 폴리비닐알콜 필름을 열처리하여 폴리비닐알콜에 탈수반응을 일으킨다. 이에 의하여 폴리엔계 편광필름이 제조된다. 산촉매로서 염산 또는 황산이 사용된다.
그러나, 종래의 폴리엔계 편광필름은 투과율 및 편광도 개선의 여지가 있었다. 나아가 투과광을 가능한 한 색감이 적은(백색에 가까운) 빛으로 하고자 하는 요구 또한 있었다. 본 발명은 상기 문제에 입각한 것으로 본 발명이 목적하는 바는 투과율 및 편광도가 높은 값을 유지하면서도, 투과광을 백색광에 근접시키는 것이 가능한 신규하고 개량된 폴리엔계 편광필름의 제조방법, 폴리엔계 편광필름, 적층 편광필름 및 표시장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 관점에 의하면, 산촉매를 사용하여 폴리비닐알콜 필름에 탈수반응을 일으켜 탈수필름을 제조하는 단계와, 탈수필름에 pH 4.0 이하, 85℃ 이상의 수화용 수용액을 0.5~60분 함침시켜 수화필름을 제조하는 단계와, 수화필름을 65℃이하의 산성 수용액 중에서 습식연신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리엔계 편광필름의 제조방법이 제공된다.
여기서, 폴리비닐알콜 필름은 산촉매를 포함하는 산촉매 함침필름일 수 있으며, 산촉매 함침필름은 산촉매 및 폴리비닐알콜을 포함하는 코팅액으로부터 제조될 수 있다.
이 관점에 의하면, 폴리엔계 편광필름의 투과율 및 편광도를 높은 값으로 유지하면서 투과광을 백색광에 근접시킬 수 있다.
또한, 산촉매는 100℃에서의 중량 감소율이 3질량% 미만일 수 있다.
이 관점에 의하면, 폴리엔계 편광필름의 투과율 및 편광도를 높은 값으로 유지하면서 투과광을 백색광에 근접시킬 수 있다.
또한, 산촉매는 카르복실기 또는 설포(sulfo)기를 포함할 수 있다.
이 관점에 의하면, 폴리엔계 편광필름의 투과율 및 편광도를 높은 값으로 유지하면서 투과광을 백색광에 근접시킬 수 있다.
이 관점에 의하면, 폴리엔계 편광필름의 투과율 및 편광도를 높은 값으로 유지하면서 투과광을 백색광에 근접시킬 수 있다.
또한, 상기 탈수필름을 제조하는 단계는 산촉매를 포함하는 폴리비닐알콜 필름을 건식연신하고, 폴리비닐알콜 필름에 포함된 산촉매를 이용하여 폴리비닐알콜 필름에 탈수반응을 일으킬 수 있다.
이 관점에 의하면, 폴리엔계 편광필름의 투과율 및 편광도를 높은 값으로 유지하면서 투과광을 백색광에 근접시킬 수 있다.
또한, 상기 탈수필름을 제조하는 단계는 산촉매를 포함하는 폴리비닐알콜 필름을 건식연신하는 동시에 폴리비닐알콜 필름에 포함된 산촉매를 이용하여 폴리비닐알콜 필름에 탈수반응을 일으키는 폴리엔계 편광필름의 제조방법.
이 관점에 의하면, 폴리엔계 편광필름의 투과율 및 편광도를 높은 값으로 유지하면서 투과광을 백색광에 근접시킬 수 있다.
또한, 상기 방법은 습식연신하는 단계 전에 수화필름을 붕산 및 염료를 포함하는 붕산 염료욕에 침지하여 수화 염색 필름을 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 붕산 염료욕의 pH는 3.0~4.0일 수 있다.
이 관점에 의하면, 폴리엔계 편광필름의 투과율 및 편광도를 높은 값으로 유지하면서 투과광을 백색광에 근접시킬 수 있다.
또한, 붕산 염료욕에 포함되는 염료는 흡광도가 최대가 되는 파장 상기 붕산 염료욕에 포함되는 염료는 흡광도가 최대가 되는 파장 λmax가 350nm~450nm의 범위 내의 값일 수 있다.
이 관점에 의하면, 폴리엔계 편광필름의 투과율 및 편광도를 높은 값으로 유지하면서 투과광을 백색광에 근접시킬 수 있다.
또한, 붕산 염료욕에 포함되는 염료는 이색비가 5.0 이상일 수 있다.
이 관점에 의하면, 폴리엔계 편광필름의 투과율 및 편광도를 높은 값으로 유지하면서 투과광을 백색광에 근접시킬 수 있다.
또한, 붕산 염료욕에 포함되는 염료는 C.I. Direct Yellow 44, 및 C.I. Direct Orange 39로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 이상을 함유할 수 있다.
이 관점에 의하면, 폴리엔계 편광필름의 투과율 및 편광도를 높은 값으로 유지하면서 투과광을 백색광에 근접시킬 수 있다.
또한, 염료의 붕산 염료욕에 대한 첨가량은 폴리엔계 편광필름의 최대 흡광도가 2.0~4.0이 되는 첨가량으로 조정될 수 있다.
이 관점에 의하면, 폴리엔계 편광필름의 투과율 및 편광도를 높은 값으로 유지하면서 투과광을 백색광에 근접시킬 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 의하면, 상기 폴리엔계 편광필름의 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 폴리엔계 편광필름이 제공된다.
이 관점에 의한 폴리엔계 편광필름은 투과율 및 편광도를 높은 값으로 유지하면서 투과광을 백색광에 근접시킬 수 있기 때문에, 예를 들어 유기발광 표시장치에 적합하다.
여기서, 두께가 10㎛ 미만일 수 있다.
이 관점에 의한 폴리엔계 편광필름은 두께가 10㎛ 미만이기 때문에, 이 관점에 의한 폴리엔계 편광필름을 대화면 유기발광 표시장치에 적용시키는 경우에도 폴리엔계 편광필름의 수축을 저감시킬 수 있다. 따라서 이 관점에 의하면 유기발광 표시장치의 휨을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 의하면, 상기 폴리엔계 편광필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 편광필름이 제공된다.
이 관점에 의한 적층 편광필름은 투과율 및 편광도를 높은 값으로 유지하면서 투과광을 백색광에 근접시킬 수 있기 때문에, 예를 들어 유기발광 표시장치에 적합하다.
본 발명의 다른 관점에 의하면, 상기 적층 편광필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 편광필름이 제공된다.
이 관점에 의한 표시장치는 투과율 및 편광도를 높은 값으로 유지하면서 투과광을 백색광에 근접시킬 수 있다.
여기서, 표시장치는 유기발광 다이오드를 사용한 유기발광 표시장치일 수 있다.
유기발광 다이오드를 사용한 유기발광 표시장치에 적용되는 편광필름에는 높은 투과율 및 편광도 뿐 아니라 투과광을 백색광에 근접시키는 것이 요구되지만, 본 관점에 의한 폴리엔계 편광필름은 높은 투과율 및 편광도 뿐 아니라 투과광이 백색광에 가깝다. 따라서 이 관점에 따르면 유기발광 표시장치에 요구되는 특성을 만족하는 유기발광 표시장치가 제공된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 폴리엔계 편광필름의 투과율 및 편광도를 높은 값으로 유지하면서 투과광을 백색광에 근접시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 편광필름과 종래의 편광필름을 비교하여 나타낸 설명도이다.
도 2는 실시예에 관한 폴리엔계 편광필름의 투과율과 비교예에 관한 필름의 투과율이 고온고습하에서 어떻게 변화하는지를 대비하여 나타낸 그래프이다.
도 3은 실시예에 관한 폴리엔계 편광필름의 편광도와 비교예에 관한 필름의 편광도가 고온고습하에서 어떻게 변화하는지를 대비하여 나타낸 그래프이다.
이하에서 첨부 도면을 참고하면서 본 발명의 바람직한 실시 형태에 관하여 상세히 설명한다. 나아가 본 명세서 및 도면에 있어서 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성요소에 관하여는 동일한 부호를 붙여 중복 설명을 생략한다. 본 실시형태에서는 각 수용액의 pH는 85℃에서의 값을 나타낸다.
(편광필름의 제조방법)
먼저, 본 실시형태에 관한 편광필름의 제조방법에 대하여 설명한다. 본 실시형태에 관한 제조방법은, 개략적으로는 산촉매 및 폴리비닐알콜을 함유하는 코팅액을 사용하여 산촉매 함침 필름을 제조하는 단계(제1단계)와, 산촉매 함침 필름의 건식 연신과 탈수처리를 별도 공정으로 수행하여 탈수필름을 제조하는 단계(제2단계)와, 탈수필름을 수화시켜 수화필름을 제조하는 단계(제3단계)와, 수화 필름을 습식 연신하여 습식 연신 필름을 제조하는 단계(제5단계)와, 습식 연신 필름을 중화하는 단계(제6단계)를 포함할 수 있다. 구체적으로는, 산촉매 및 폴리비닐알콜을 함유하는 코팅액을 사용하여 산촉매 함침 필름을 제조하는 단계(제1단계)와, 산촉매 함침 필름의 건식 연신과 탈수처리를 별도 공정으로 수행하여 탈수필름을 제조하는 단계(제2단계)와, 탈수필름을 수화시켜 수화필름을 제조하는 단계(제3단계)와, 수화필름을 붕산 염료욕에 침지시켜 수화 염료 필름을 제조하는 단계(제4단계)와, 수화 염료 필름을 습식 연신하여 습식 연신 필름을 제조하는 단계(제5단계)와, 습식 연신 필름을 중화하는 단계(제6단계)를 포함할 수 있다. 편의상 제조방법의 단계를 숫자를 붙여 설명하지만, 본 실시형태에서 후술하는 바와 같이 각 단계의 순서는 일부 변동이 가능하다.
(제1단계)
제1단계에서는 먼저, 산촉매 및 폴리비닐알콜을 포함하는 코팅액을 제조한다. 구체적으로는 물에 폴리비닐알콜을 투입하고, 물 및 폴리비닐알콜의 혼합액을 교반하면서 가열하여 폴리비닐알콜을 물에 충분히 용해시킨다. 이어서 폴리비닐알콜 수용액에 산촉매 및 레벨링(leveling)제를 투입하여 교반하여 코팅액을 제조한다.
이어서, 코팅액을 기판(예를 들어 무연신 필름) 상에 코팅하고, 건조하여 산촉매 함침 필름을 기판 상에 형성한다. 여기서 산촉매 함침 필름의 층 두께는 특별히 제한되지 않지만, 최종적으로 제조되는 폴리엔 편광필름의 막 두께가 10㎛ 미만이 되도록 조정하는 것이 바람직하다.
이와 같이 본 실시형태에서는 코팅액에 미리 산촉매를 혼입시켜둔다. 이에 의해 산촉매 함침 필름 중의 산 농도를 보다 균일하게 할 수 있다. 다시 말해 산촉매 함침 필름 중에 산촉매를 보다 균일하게 분산시킬 수 있다.
산촉매의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 저휘발성 산촉매인 것이 바람직하다. 산촉매가 저휘발성인 경우 폴리엔 생성시에 산촉매의 증발이 억제되기 때문에 산촉매 함침 필름 중의 산농도를 보다 균일하게 할 수 있다.
보다 구체적으로는, 산촉매는 100℃에서의 중량 감소율이 3질량% 미만인 것이 바람직하다. 100℃에서의 중량 감소율이 3질량% 미만인 경우 폴리엔 생성시의 산촉매 함침 필름 중의 산농도를 보다 균일하게 할 수 있다.
상기 요건을 만족하는 산촉매로는 예를 들어 유기산을 들 수 있다. 유기산은 예를 들어, 카르복실기 및 설포(sulfo)기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 관능기를 가질 수 있다. 유기산의 구체적 구성은 R-X로 표시된다. R은, 탄소, 수소, 불소로 이루어진 화합물이라면 특별히 한정되지 않는다. R은, 예를 들어 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 방향족관능기 및 불소 치환형 방향족 관능기로부터 선택되는 어느 하나이다. X는 카르복실기 및 설포기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 관능기이다. 유기산의 구체예로서는 파라톨루엔설폰산을 들 수 있다.
예를 들면, 파라톨루엔설폰산을 100℃에서 10분간 가열하였을 때의 중량감소율은 분석기기의 검출한계(10ppm 이하)이다. 또한 분석기기에 관해서는 이온 크로마토그래피 등을 들 수 있다. 분석방법은 샘플을 히트 플레이트 상에서 가열하여 발생하는 가스를 포집한다. 계속해서 그 가스를 수중에서 버블링하여 치환시킨다. 치환된 이온 크로마토그래피로 정량 분석을 수행한다.
나아가, 파라톨루엔설폰산의 포화 수용액 농도는 염산보다 높기 때문에 산촉매로서 파라톨루엔설폰산을 사용하는 경우, 보다 고농도의 산촉매를 산촉매 함침 필름 내에 분산시킬 수 있다. 또한, 폴리엔계 편광필름에 잔류하는 산촉매는 폴리엔 편광필름의 내구성을 저하시킬 가능성이 있지만, 파라톨루엔설폰산은 염산보다도 폴리엔계 편광필름으로부터 용이하게 제거된다.
산촉매의 함유비는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 폴리비닐알콜의 질량에 대하여 2질량% 이상 10질량% 이하가 바람직하고, 보다 바람직한 범위는 4.0질량% 이상 10.0질량% 이하이다. 이에 의해 반응에 필요한 시간을 저감할 수 있으며, 부반응을 억제할 수 있다. 나아가, 탈수반응을 용이하게 억제할 수 있고, 제조장치의 부식 등을 억제할 수 있다. 예를 들어 산촉매의 함유비가 4질량% 미만인 경우 140℃의 탈수온도에서 반응개시까지 10분 이상이 걸리며 반응종료까지 장시간을 요한다 (단, 반응 자체는 진행한다).
산촉매의 함유비는 가장 바람직하게는 5질량%이다 산촉매의 함유비가 이 값인 경우에 고투과율과 고편광도를 양립시키는 폴리엔계 편광필름이 제조된다. 또한 폴리엔계 편광필름의 편광도는 산촉매의 함유비에 따라 조절할 수 있다. 산촉매가 많을수록 폴리비닐알콜 내의 폴리엔(즉 탄소이중결합)의 양이 증가하기 때문에 편광도가 높아진다.
한편, 투과율은 편광에 기여하는 구성(폴리엔계 편광필름 내의 탄소 이중결합, 요오드계 편광필름 내의 요오드 등)의 분포가 균일할수록 높아지는 경향이 있다. 종래의 폴리엔계 편광필름의 제조방법으로는 산촉매 함침 필름 내의 산농도를 균일하게 할 수 없기 때문에 폴리엔계 편광필름 내의 탄소 이중결합의 분포가 산발적이다. 이 때문에 편광도가 불규칙할 뿐 아니라 투과율도 불규칙하다. 한편 본 실시형태에서는 폴리비닐알콜 내에 미리 산촉매를 혼입시켜두기 때문에 산촉매 함유 필름 내에 소정의 농도의 산촉매를 보다 균일하게 분산시킬 수 있다. 따라서 본 실시형태로는 고투과율 및 고편광도를 양립시킨 폴리엔계 편광필름을 제조할 수 있다.
레벨링제는 특별히 제한되지 않지만 퍼플르오로알킬 에틸렌 옥사이드 부가물 등의 레벨링제가 적합하다.
(제2단계)
일 구체예에서, 제2단계에서 산촉매 함침 필름의 건식연신과 탈수처리를 별도 공정으로 수행할 수 있다. 구체적으로는 먼저, 산촉매 함침 필름을 소정 방향으로 건식연신하여 건식연신필름을 제조한다. 여기서 건식연신은 건조시킨 기체 중(예를 들어 건조시킨 대기 중)에서 수행하는 연신이다. 또한 가열온도, 연신배율은 특별히 제한되지 않는다. 건식연신 및 후술하는 습식연신은 기판과 함께 수행하여도 좋다. 다른 구체예에서는 제2단계에서 산촉매 함침 필름의 건식연신과 탈수처리를 동시에 수행할 수 있다.
다음으로 건식 연신필름 내의 폴리비닐알콜에 탈수반응을 일으켜 폴리엔(탄소 이중결합)을 형성한다(탈수처리). 구체적으로는 건식연신필름을 가열하여 폴리비닐알콜에 탈수반응을 일으킨다. 이에 의해 탈수필름(탈수처리된 건식연신필름)을 제조한다. 여기서 본 실시형태에서는 산촉매 함침필름 내의 산촉매가 균일하게 분포되어 있기 때문에 탄소이중결합이 탈수필름 내에 균일하게 형성된다. 가열온도, 가열시간은 특별히 제한되지 않고, 소정의 편광도에 따라 적절하게 설정하면 된다. 본 실시형태의 제조방법에서는 코팅액에 미리 산촉매가 포함되어 있기 때문에 그 산촉매를 사용하여 탈수처리를 수행한다. 또한 제2단계에서는 미리 건식연신된 필름, 즉 건식연신필름을 탈수처리할 수 있기 때문에 탈수처리 후의 탄소이중결합의 배향을 맞출 수 있다.
여기서, 탈수반응은 고온 오일배스(oil bath)에 폴리비닐알콜필름을 침지시켜 수행할 수 있다. 이 처리에 의하여도 고투과율 및 고편광도의 폴리엔계 편광필름이 제조된다. 또한 폴리비닐알콜필름을 오일배스에 침지시켜 탈수반응을 수행하는 경우 폴리엔계 편광필름의 품질이 안정되는 효과도 얻을 수 있다.
(제3단계)
제3단계에서는, 건식연신필름에 pH 4.0 이하, 85℃ 이상의 수화용 수용액을 0.5~60분 함침한다. 이에 의해 이하의 반응식(1)로 표시되는 반응이 진행된다. 즉, 건식연신필름이 수화된다.
[반응식 1]
Figure 112014101690916-pat00001
또한, 이와 같이 건식연신필름을 수화시켜 건식연신필름 내의 이중결합이 적어진다. 따라서 건식연신필름의 투과율이 상승되고 편광도가 저하될 것이 예측된다. 그러나 본 발명자가 실험하여 본 바, 어느 정도의 함침시간까지는 편광도가 거의 변동하지 않고 투과율만이 상승되는 점이 판명되었다. 함침시간의 상한치는 60분이다. 한편, 함침시간이 지나치게 짧아지면 수화가 거의 진행하지 않아 수화의 효과가 거의 얻어지지 않는다. 함침시간의 하한치는 0.5분이다. 즉 함침시간은 0.5~60분이다.
또한, 수화용 수용액의 pH는 3.0 이상 4.0 이하이다. 수화용 수용액의 온도는 85℃ 이상 100℃ 이하이다. 수화용 수용액의 pH 및 온도가 이들 범위 내의 값인 경우에 투과율 및 편광도가 향상된다. 이와 같이 수화 처리에 사용되는 수화용 수용액의 온도가 습식연신에서 사용되는 산성 수용액보다 고온이다. 수화용 수용액의 종류는 특별히 한정되지 않으나 예를 들어 붕산 수용액일 수 있다.
또한 본 실시형태에서 제3단계의 수화처리는 습식연신처리 전 또는 후에 필름의 수화처리를 수행할 수도 있다.
(제4단계)
제4단계에서는 수화된 건식연신필름, 즉 수화필름을 붕산 염료욕에 침지시켜 수화염색필름을 제조한다. 또한, 제4단계는 제3단계와 제5단계의 사이에 수행될 필요가 있다. 제4단계를 이 시점에 수행함으로써 투과율 및 편광도를 높은 값(예를 들어 투과율 44.5% 이상, 편광도 98.0% 이상)으로 유지하면서, 투과광을 백색광에 근접(예를 들어 ΔEa*b*<10)시킬 수 있다.
붕산 염료욕은 붕산 및 염료가 용해된 수용액이다. 붕산 염료욕의 pH는 3.0~4.0인 것이 바람직하다. 붕산 염료욕의 pH가 이 범위 내의 값인 경우에 투과율 및 편광도가 높은 값이 되고, 투과광이 보다 백색광에 근접한다.
붕산 염료욕을 포함하는 염료는 흡광도가 최대가 되는 파장 λmax가 350nm~450nm의 범위 내의 값인 것이 바람직하다. 나아가 붕산 염료욕에 포함되는 염료는 이색비가 5.0 이상인 것이 바람직하다. 염료가 이들 조건 중 적어도 한쪽을 만족하는 경우 투과율 및 편광도가 보다 높은 값이 되며, 투과광가 보다 백색광에 근접한다. 이들 조건을 모두 만족하는 염료로서는 예를 들어 C.I. Direct Yellow 44(흡수파장 λmax: 약 395nm, 이색비: 약 8), C.I. Direct Orange 39(흡수파장 λmax: 약 415nm, 이색비: 약 10) 등을 들 수 있다.
또한, 붕산 염료욕은 붕산 수용액에 염료를 필요한 만큼 첨가하여 제조된다. 염료의 첨가량은 최종 생성물인 폴리엔계 편광필름의 350nm~450nm에 있어서의 최대 흡광도가 2.0~4.0이 되도록 조정된다. 여기서 편광필름의 흡광도는 이하의 방법에 의해 측정된다. 즉, 편광필름의 흡수축 투과율을 측정한다. 여기서 얻어지는 값을 다음 식에 대입하여 최대 흡광도를 산출한다.
흡광도A=-LOG10(흡수축 투과율/100)
여기서, 흡수축 투과율은 예를 들어 자외가시분광 광도계(SHIMADZU Corporation 제조, UV-2550)에 의해 측정 가능하다. 후술하는 실시예에서는 이 방법, 측정장치에 의해 편광필름의 흡광도를 측정하였다.
(제5단계)
제5단계에서는 붕산 염료욕 내에 수화염색필름을 투입하고 수화염색필름을 붕산 수용액 내에서 건식연신과 동일한 방향으로 연신한다. 즉, 수화염색필름을 습식연식한다. 이에 의해 습식연신필름을 제조한다. 습식연신은 수용액 욕(浴) 내에서 수행하는 연신이다. 산성 수용액의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 종래의 습식연신에서 사용되는 산성 수용액이 사용된다. 산성 수용액은, 예를 들어 붕산 수용액이다. 습식연신의 배율은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 1.5배일 수 있다. 건식연신율을 4배, 습식연신율을 1.5배로 하는 경우 폴리비닐알콜 필름은 합계로 6배 연신된다.
붕산 수용액의 온도는 65℃ 이하가 된다. 붕산 수용액의 온도가 이 범위 내의 값인 경우에 투과율 및 편광도가 보다 향상된다. 또한, 붕산 수용액 내의 온도의 하한값은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 종래의 습식연신에서 사용되는 붕산 수용액과 동일한 정도의 온도이면 좋다. 또한, 붕산 수용액의 pH는 적어도 4.5 미만이다. pH가 이보다 높으면 습식연신 시에 폴리비닐알콜 고리끼리의 가교가 지나치게 진행되어 습식연신필름 내의 이중결합이 동일 방향으로 배향되기 어려울 가능성이 있다.
(제6단계)
제5단계까지의 처리에 의해 제조된 습식연신필름은 붕산 수용액 및 수화용 수용액 유래의 수소이온이 잔류하고 있다. 따라서 단순히 습식연신필름을 건조시켜 편광필름을 제조하는 경우 편광필름에는 수소이온이 잔류한다. 여기서 이와 같은 수소이온은 특히 고온고습중에서 편광필름의 이중결합을 공격하여 이중결합을 소실시킨다. 수소이온과 이중결합과의 구체적인 반응은 상술한 반응식 1에 표시된다. 이 결과 편광필름의 투과율은 고온고습하에서 시간의 경과와 더불어 상승하고, 편광도는 고온고습하에서 시간 경과에 따라 저하한다. 즉 편광필름의 신뢰성이 악화한다.
여기서 본 실시형태에서는 습식연신필름을 건조시키기 전에 습식연신필름을 중화시켜 습식연신필름 내의 수소원자를 제거한다. 구체적으로는 습식연신필름에 pH 4.5~8.5의 중화용 수용액을 함침시켜 중화필름을 제조한다. 이어서 중화필름을 건조시켜 편광필름을 제조한다. 중화용 수용액의 pH가 이들 범위 내의 값이 이들 범위 내인 경우, 편광필름의 신뢰성이 향상된다.
또한, 습식필름 중화용 수용액을 함침시킬 때에는 습식연신필름이 줄어들지 않을 정도의 장력(tension)을 습식연신필름에 거는 것이 바람직하다.
함침시간은 특별히 제한되지 않으나, 함침시간이 길수록 많은 수소이온을 제거할 수 있기 때문에 바람직하다. 중화 수용액의 온도도 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 65℃~85℃ 정도이면 좋다.
또한, 습식연신필름의 수화용 수용액을 함침시키는 방법도 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어 중화용 수용액 욕에 습식연신필름을 침지시켜도 좋고, 중화용 수용액이 분무된 공간 내에 습식 연신 필름을 설치하여도 좋다.
중화 수용액은 예를 들어 붕산 수용액에 수산화나트륨(또는 수산화칼륨)을 첨가하여 제조된다. 물론 중화 수용액은 상술한 pH를 가지는 것이라면 특별히 그 성분을 제한하지 않는다. 또한 중화 수용액이 붕산을 포함하는 경우 제5단계와 제6단계를 동일한 욕(浴) 내에서 수행하여도 좋다. 예를 들어 제5단계를 수행한 후, 붕산 수용액 욕 내에 수산화나트륨(또는 수산화칼륨)을 첨가해도 좋다. 다만, 편광필름을 롤투롤(roll-to-roll)로 제조하는 경우, 중화 처리가 종료된 후에 욕의 pH를 다시 낮출 필요가 있다. 즉 처리의 시간과 수고가 증대한다. 따라서 습식연신과 중화를 서로 다른 욕에서 수행하는 것이 좋다.
또한, 습식연신 및 중화처리를 동시에 수행하면 즉, 제5단계에 있어서 붕산 수용액의 pH를 4.5~8.5로 조정하는 것도 상정할 수 있으나, 이 처리에서는 편광필름의 신뢰성이 향상하지 않는다(후술하는 비교예 3 참조). 그 이유로서는 예를 들어 습식연신을 pH 4.5~8.5의 붕산 수용액 내에서 수행할 경우 붕산에 의한 폴리비닐알콜 고리끼리의 가교가 지나치게 진행되어 습식연신필름 내의 이중결합이 동일 방향으로 배항되지 어려운 점 등이 고려된다.
본 실시형태에서, 제6단계의 중화처리는 습식연신 후 또는 수화처리 후에 수행할 수도 있다.
이와 같이 본 실시형태에서는 코팅액에 산촉매가 혼입되어 있기 때문에 폴리비닐알콜 내에 고농도의 산촉매를 균일하게 분신시킬 수 있다. 따라, 본 실시형태에서는 다수의 탄소이중결합이 균일하게 분산된 폴리엔계 편광필름을 제조할 수 있다. 즉 본 실시형태에서는 고편광도 및 고투과율을 양립시킨 폴리엔계 필름을 제조할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 폴리엔계 편광필름의 얼룩을 저감할 수 있다. 또한 산촉매 수용액에 폴리비닐알콜을 함침시키는 공정이 필요하지 않기 때문에 제조 공정을 간략화할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 코팅액에 산촉매가 혼입되어 있기 때문에, 폴리비닐알콜필름을 박막화하여도 폴리비닐알콜필름 내에 고농도의 산촉매가 균일하게 분산시킬 수 있다. 나아가, 본 실시형태에서는 폴리비닐알콜필름의 건식연신과 탈수 처리를 별도 공정에서 수행한다. 나아가, 본 실시형태에서는 탈수필름의 수화 처리도 수행한다. 따라서 본 실시형태에서는 박막, 고편광도 및 고투과율의 폴리엔계 편광필름을 제조할 수 있다. 예를 들어 본 실시형태에서는 폴리엔계 편광필름의 박막을 10㎛ 미만으로 하면서 투과율을 44.5% 이상으로 하고, 편광도를 98.0% 이상으로 할 수 있다. 산촉매로서 유기산을 사용하는 경우 폴리엔 생성시의 산촉매의 증발이 억제되기 때문에 편광도를 보다 향상시킬 수 있다.
한편, 종래의 제조방법에서는 폴리비닐알콜필름을 산촉매 수용액에 함침시켰기 때문에, 폴리비닐알콜필름을 박막화할 경우 폴리비닐알콜필름에 충분한 양의 산촉매를 함침시킬 수 없다. 나아가 염산은 휘발되기 쉽기 때문에 폴리엔 생성시에 염산이 휘발된다. 이 때문에 종래의 제조방법으로는 폴리엔 즉 탄소이중결합을 충분히 생성할 수 없었기 때문에 박막이면서 고편광도의 폴리엔계 편광필름을 제조할 수 없었다. 그러나, 본 실시형태에서는 폴리비닐알콜필름을 산촉매 수용액에 함침시킨 경우에도 제2단계~제5단계의 처리를 수행하여 고투과율 및 고편광도를 양립시키고, 동시에 투과광을 백색광에 근접시킨 편광필름을 제조할 수 있다. 더욱이, 제6단계를 수행하여 편광필름의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
폴리엔계 편광필름은 기판으로부터 박리된 후 보호필름 및 위상차 필름(1/4λ필름) 등과 결착시킨다. 이에 의해 적층 편광필름이 제조된다.
(적층 편광필름의 예)
적층편광필름의 일례를 도 1에 나타낸다. 도 1(a)는 본 실시형태에 관한 적층 편광필름(10)과 종래의 요오드계 적층 편광필름(100)을 나타내며, 도 1(b)는 본 실시형태에 관한 적층 편광필름(10)을 나타낸다.
종래의 적층 편광필름(100)은 요오드계 편광필름(110)과 보호필름(120, 130)과 감압접착층(140, 160)과 위상차필름(1/4λ 필름)(150)을 구비한다. 종래의 요오드계 편광필름(110) 소정의 편광도를 실현시키기 위하여 후막화할 필요가 있었다. 예를 들어 요오드계 편광필름(110)은 22㎛ 이상의 후막을 가지고 있다. 이 때문에 적층 편광필름 (100) 전체의 막두께도 후막화되는 경향이 있으며, 예를 들어 적층 편광필름(100)은 190㎛ 이상의 후막을 가진다.
한편 본 실시형태에 관한 적층 편광필름(10)은 폴리엔계 편광필름(11)과 UV 접착층(12, 14)와 보호필름(13)과 위상차 필름(1/4λ 필름)(15)과 감압접착층(16)을 구비한다.
따라서 적층 편광필름(10)은 원편광필름이 된다. 또한 본 실시형태에 관한 적층편광필름(10)은 폴리엔계 편광필름(11) 이외에는 공지의 재료로 구성되어도 좋다. 감압접착층(16)은 예를 들어 표시장치의 디스플레이면에 결착된다. 본 실시형태에서는 폴리엔계 편광필름(11)이 박막화되어 있기 때문에 적층 편광필름(10) 전체도 박막화된다. 예를 들어 본 실시형태에서는 적층 편광필름(10) 전체의 막두께를 100㎛ 이하로 할 수 있다. 물론 본 실시형태에 관한 적층 편광필름은 다른 구조를 가지고 있어도 좋다. 적층 편광필름은 원편광필름이 아니어도 된다. 또한 본 실시형태에 관한 적층 편광필름(10)은 특히 OLED를 사용하는 유기발광 표시장치에 바람직하게 적용된다. 최근 유기발광 표시장치에 적용되는 편광필름에는 높은 투과율(예를 들어 44.0% 이상), 편광도(예를 들어 97% 이상, 바람직하게는 98.0% 이상) 및 신뢰성이 요구된다. 이에 대해 본 실시형태에 관한 폴리엔계 편광필름은 후술하는 실시예에 나타나는 바와 같이 높은 투과율(44.5% 이상) 및 편광도(98.0% 이상)을 갖는다.
(변형예)
상술한 제1단계에서는 산촉매 및 폴리비닐알콜을 포함하는 코팅액을 사용하여 산촉매 함유 필름을 제조하지만, 산촉매 함유필름은 종래의 공정에 의해 제조할 수도 있다. 즉 폴리비닐알콜을 함유하는 코팅액을 사용하여 폴리비닐알콜필름을 제조한다. 구체적인 제법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 먼저, 폴리비닐알콜을 포함하는 코팅액을 제조한다. 구체적으로는 물에 폴리비닐알콜을 투입하고, 물과 폴리비닐알콜의 혼합액을 교반하면서 가열하여 폴리비닐알콜을 물에 충분히 용해시킨다. 이에 의해 코팅액을 제조한다. 다음으로 코팅액을 기판(예를 들어 무연신 필름) 상에 코팅하고, 건조하여 폴리비닐알콜 필름을 기판상에 형성한다. 여기서 폴리비닐알콜의 층두께는 특별히 제한되지 않지만, 최종적으로 제조된 폴리엔계 편광필름의 막두께가 10㎛ 미만이 되도록 조정하는 것이 바람직하다. 또한 폴리비닐알콜필름은 기성품이어도 상관 없다.
다음으로 폴리비닐알콜필름에 산촉매 수용액을 함침시켜 산촉매 함침필름을 제조한다. 함침 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어 폴리비닐알콜필름을 산촉매 수용액 내에 침지시켜도 되고, 산촉매 수용액이 분무된 공간 내에 정치시켜도 좋다. 또한 산촉매의 종류 및 함침시간은 특별히 제한되지 않으며, 종래와 동일한 산촉매 및 함침시간을 적용할 수 있다.
(폴리엔계 편광필름의 적용예)
본 실시형태에 관한 폴리엔계 편광필름은 편광필름이 사용되는 분야라면 어떠한 분야에도 적용 가능하다. 그러나 본 실시형태에 관한 폴리엔계 편광필름은 박막이고 양호한 화학특성 및 신뢰성을 가지기 때문에 표시장치, 특히 유기발광 다이오드를 사용한 유기발광 표시장치에 바람직하다. 또한 사용방법은 특별히 제한되지 않으며, 종래의 편광필름과 동일하게 사용하여도 좋다. 예를 들어 폴리엔계 편광필름을 표시장치에 사용할 때에는 예를 들어 다른 필름(위상차 필름 등)과 적층된 적층편광필름으로서 사용된다.
이하에서 본 실시형태의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
(실시예 1)
본 실시예 1에서는 이하와 같이 폴리엔계 편광필름 및 적층편광필름을 제조하였다.
(제1단계)
먼저, 용매인 물에 폴리비닐알콜(JAPAN VAM & POVAL CO., LTD., JC-25)를 투입한다. 이어서 물 및 폴리비닐알콜의 혼합액을 교반하면서 가열하여 폴리비닐알콜을 물에 충분히 용해시켰다. 다음으로 폴리비닐알콜 수용액에 파라톨루엔설폰산 및 레벨링제(DIC주식회사의 MEGAFACE)를 투입하고, 교반하여 코팅액을 제조하였다. 여기에 코팅액 중의 물, 폴리비닐알콜 및 파라톨루엔설폰산의 함침비(질량비)는 89.5질량% : 10질량% : 0.5질량%였다. 또한 레벨링제는 물, 폴리비닐알콜 및 파라톨루엔설폰산의 총 질량을 100 질량부로 할 때 0.002질량부였다.
이어서, 이소프탈산 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 구정되는 무연신필름을 기판으로서 준비하고, 코팅액을 기판상에 코팅하였다. 다음으로 코팅액을 건조하여 폴리비닐알콜필름을 제조하였다. 폴리비닐알콜필름의 막두께는 12㎛였다.
(제2단계)
폴리비닐알콜필름을 110℃로 예열한 오븐에 투입하고 폴리비닐알콜필름 및 기판을 함께 소정방향으로 5.0배 건식연신하였다. 이에 의해 건식연신필름을 제조하였다. 이어서 건식연신필름을 110~130℃에서 120초 가열하여 건식연신필름 중의 폴리비닐알콜에 탈수반응을 일으켰다. 즉 건식 연신필름에 폴리엔(탄소 이중결합)을 형성하였다. 이에 의해 탈수처리된 건식연신필름, 즉, 탈수필름을 제조하였다.
(제3단계)
이어서 85℃로 조정한 7.0질량% 붕산 수용액(붕산 수용액 총 질량에 대하여 7.0질량%의 붕산을 함유한 붕산 수용액, pH=3.9)를 수화용 수용액으로서 준비하고, 이 수화용 수용액에 탈수필름을 투입하였다. 이어서 탈수필름을 수화용 수용액 욕에 60분 침지하였다. 여기서 탈수필름의 침지는 탈수필름이 수축하지 않을 정도의 장력을 탈수필름에 걸면서 수행하였다. 이에 의해 탈수필름을 수화하였다. 즉 수화필름을 제조하였다.
(제4단계)
이어서 85℃로 조정한 7.0질량% 붕산 수용액(붕산 수용액 총 질량에 대하여 7.0질량%의 붕산을 포함하는 붕산 수용액) 내에 C.I. DirectYellow 44를 0.0009질량부(붕산 수용액 총 질량 100 질량부에 대한 질량부임. 염료에 관하여는 이하 동일함) 만큼 용해시킨 붕산 염료욕을 준비하였다. 이 붕산 염료욕에 수화필름을 1분 침지하였다. 즉, 수화염색필름을 제조하였다.
(제5단계)
이어서, 65℃로 조정한 7.0질량% 붕산 수용액 욕 내에 수화염색필름을 투입하고, 수화필름을 붕산 수용액 욕 내에 건식연신과 동일한 방향으로 1.25배 습식연신하였다. 이에 의해 폴리비닐알콜필름을 합계 6.25배 연신하였다. 이에 의해 습식연신필름이 제조되었다.
(제6단계)
85℃로 조정한 7.0질량% 붕산 수용액(붕산수용액 총질량에 대하여 7.0질량%의 붕산을 포함하는 붕산 수용액, pH=3.9)을 제5단계의 붕산 수용액과 별도로 준비하였다. 이어서 이 붕산 수용액에 pH 미터의 값을 보면서 수산화나트륨 과립분말을 첨가하여 pH=6.2 의 중화용 수용액을 제조하였다. 다음으로 이 중화용 수용액 욕에 습식연신필름을 투입하였다. 이어서 습식연신필름을 중화용 수용액 욕에 2분 침지하였다. 여기서 습식연신필름의 침지는 습식연신필름이 수축하지 않을 정도의 장력을 습식연신필름에 걸면서 수행하였다. 이에 의해 습식연신필름을 중화하였다. 즉, 중화필름을 제조하였다.
다음으로 중화필름을 100℃로 예열한 오븐에 투입하고, 100℃에서 2분간 건조하였다. 이에 의해 실시예 1에 관한 폴리엔계 편광필름을 제조하였다. 폴리엔계 편광필름의 막두께는 5㎛였다.
(적층처리)
이어서 하기 배합의 UV 접착제를 제조하였다.
(a) 90 질량% (b) 10 질량% (c) 1 질량부 (d) 2 질량부를 교반기를 사용하여 혼합하였다. 또한 (c), (d)의 함유비는 (a)+(b)를 100 질량부로 하였을 때의 질량부이다.
(a) 4HBA (4-히드록시부틸렌아크릴레이트)
(b) 히드록시드2021P(CEL2021P) (3, 4-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트) (주식회사 다이셀)
(c) TPO (2, 4, 6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥사이드) (Ciba Specialty Chemicals사)
(d) CPI-110P (p-페닐티오페닐디페닐설포늄, PF 6염) (SAN-APRO사)
이어서 폴리엔계 편광필름의 표면(폴리엔계 편광필름 및 기판으로 이루어진 적층막의 표면과 이면 중 폴리엔계 편광필름이 노출되는 면)에 UV 접착제를 두께 2㎛로 도포하였다. 이어서 UV 접착제를 감합(勘合)하도록 하여 막두께 50㎛의 보호필름(자외선 흡수제 함유 트리아세틸셀룰로스계 필름: 후지필름사의 FUJITAC)을 폴리엔계 편광필름의 표면에 라미네이트하였다. 이에 의하여 폴리엔계 편광필름 및 기판으로 이루어진 적층막을 보호필름에 붙였다. 다음으로 1000mJ의 UV광을 적층막에 조사하여 UV접착제를 경화시켰다. 이어서 폴리엔 편광필름으로부터 기판을 박리하였다.
이어서, 폴리엔계 편광필름의 이면(상기 박리에 의해 노출된 면)에 UV접착제를 두께2㎛로 도포하였다. 이어서 폴리엔계 편광필름의 이면에 두께 50㎛의 위상차 필름(1/4파장판, 테이진화성사제"WRS")를 폴리엔계 편광필름의 광학흡수축과 1/4 파장판의 위상축이 45도가 되도록 붙였다. 이어서, 상기와 동일한 처리에 의해 UV접착제를 경화시켰다. 이에 의해 평가용 적층 편광필름을 제조하였다.
(실시예 2)
제4단계를 이하의 처리로 변경하는 이외에는 실시예 1과 동일한 처리를 수행하였다. 65℃로 조정한 7.0질량% 붕산 수용액(붕산 수용액 총 질량에 대하여 7.0질량%의 붕산을 함유하는 붕산수용액) 중에 C.I.DirectYellow44를 0.0009질량% 용해시킨 붕산 염료욕을 준비하였다. 이 붕산 염료욕에 수화필름을 1분 침지하였다. 즉, 수화 염색필름을 제조하였다.
(실시예 3)
제4단계를 이하의 처리로 변경하는 이외에는 실시예 1과 동일한 처리를 수행하였다. 75℃로 조정한 7.0 질량% 붕산 수용액(붕산 수용액 총 질량에 대하여 7.0질량%의 붕산을 함유하는 붕산수용액) 중에 C.I.DirectYellow44를 0.0009질량% 용해시킨 붕산 염료욕을 준비하였다. 이 붕산 염료욕에 수화필름을 1분 침지하였다. 즉, 수화 염색필름을 제조하였다.
(실시예 4)
제1단계를 이하의 처리로 변경하는 이외에는 실시예 1과 동일한 처리를 수행하였다. KURARAY사제 60㎛ 폴리비닐알콜 필름을 25℃의 순수욕에 2분 침지하였다. 이어서, 이 폴리비닐알콜 필름을 1질량%의 p-톨루엔설폰산욕(수용액 총 질량에 대하여 p-톨루엔설폰산을 1질량% 함유)에 1분 침지하였다. 이에 의하여 산촉매 함침 필름을 제조하였다. 산촉매 함침필름을 p-톨루엔설폰산욕으로부터 꺼내고 필름 표면에 부착되어 있는 과잉의 수분을 닦아 제거하였다. 그 후 산촉매 함유 필름을 제1단계 이후의 처리에 제공하였다.
(화학특성 평가)
실시예 1~4에 관한 적층 편광필름의 편광도 및 투과율(단체투과율)을 이하의 처리에 의해 평가하였다.
특정장치: 자외가시분광 광도계(Shimazu Seisakusho사 제 UV-2550)
측정방법: 편광소자의 단체투과율 T(%), 평행투과율 Tp(%), 직교투과율Tc(%)을 측정. 이들은 JIS Z8701의 2도 시야(C광원)에 의해 측정하여 시감도 보정을 수행한 Y값이다. 편광도 P를 상기의 투과율을 사용하여 하기 식 (1)에 의해 구했다.
편광도 P(%)=√{(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}x100 ... (1)
측정 결과를 표 1에 나타낸다.
(투과광 평가)
실시예 1~4에 관한 ΔEa*b*를 평가하였다. 여기서 ΔEa*b*는 이하의 방법에 의해 측정하였다. 즉, 자외가시분광광도계(Shimazu Seisakusho사 제 UV-2550)에 의해 측정된 a*값 및 b*값을 하기 식에 대입하여 ΔEa*b*값을 산출하였다.
ΔEa*b*=((a*)2+(b*)2)1/2
결과를 표 1에 나타낸다.
T (%) P (%) ΔEa*b
실시예 1 44.55 98.45 5.3
실시예 2 44.63 98.56 6.1
실시예 3 44.59 98.49 5.7
실시예 4 45.05 98.86 8.8
(최대 흡광도)
실시예 1~4의 파장 350nm~450nm에서의 최대흡광도를 상술한 방법에 의해 측정하였으며, 모두 2.0~4.0의 범위 내의 값이었다.
(중화에 의한 효과의 확인)
(실시예 5)
실시예 5에서는 제4단계를 생략하고, 제2단계의 건식 연신율을 4.2배로 하는 이외에는 실시예 1과 동일한 처리를 수행하였다.
(실시예 6)
실시예 6에서는 이하의 처리를 수행하여 실시예 6에 관한 적층 편광필름을 제조하였다. 즉, 폴리비닐알콜필름(막두께 60㎛, Kuraray사 제)를 0.05mol% 염산수에 1분 함침한 후, 24℃에서 30분 건조시켰다. 이에 의해 산촉매 함침필름을 제조하였다.
이어서, 산촉매 함침필름을 표면온도 450℃의 IR히터에 투입하고, 이 온도에서 18초간 가열하였다. 이에 의해 산촉매 함침필름에 탈수반응을 일으켰다. 한편 산촉매 함침필름에 탈수반응을 수행하는 동시에 산촉매 함침필름을 3.3배 건식연식하였다. 이에 의해 탈수필름을 제조하였다.
이어서, 탈수필름을 온도 65℃의 7질량% 붕산욕 내에서 1.79배 습식 연식하였다. 이에 의해 습식연신필름을 제조하였다. 습식연신필름의 Total 연신율은 5.9배였다. 이 후는 실시예 5의 제6단계 이후의 처리를 수행하여 실시예 6에 관한 적층 편광필름을 제조하였다. 즉, 실시예 6에서는 제6단계 이외는 종래와 동일한 처리에 의해 적층 편광필름을 제조하였다.
(실시예 7)
중화용 수용액의 pH를 4.6으로 하는 이외에는 실시예 5와 동일한 처리를 수행하여 적층 편광필름을 제조하였다.
(실시예 8)
중화용 수용액의 pH를 5.2로 하는 이외에는 실시예 5와 동일한 처리를 수행하여 적층 편광필름을 제조하였다.
(실시예 9)
중화용 수용액의 pH를 7.1로 하는 이외에는 실시예 5와 동일한 처리를 수행하여 적층 편광필름을 제조하였다.
(실시예 10)
중화용 수용액의 pH를 8.0으로 하는 이외에는 실시예 5와 동일한 처리를 수행하여 적층 편광필름을 제조하였다.
(비교예 1)
단체투과율T=44.3(%)의 요오드계 편광필름(CHEIL INDUSTRYS사 제)를 사용하여 이 요오드계 편광필름을 사용하여 실시예 5와 동일한 적층 편광필름을 제조하였다.
(비교예 2)
비교예 2에서는 제6단계를 수행하지 않는 이외에는 실시예 6과 동일한 처리를 수행하여 비교예 2에 관한 적층 편광필름을 제조하였다. 즉, 비교예 2에 관한 폴리엔 편광필름은 종래의 제조방법으로 제조된 폴리엔 편광필름이다.
(비교예 3)
습식 연신시의 붕산 수용액의 pH를 6.2로 하는 것, 제6단계를 수행하지 않는 것 이외에는 실시예 5와 동일한 처리를 수행하였으나, 비교예 3에서는 습식 연신과 중화처리를 동시에 수행한 기판이 파단하기 때문에 적층 편광필름을 제조할 수 없었다.
(비교예 4)
중화용 수용액의 pH를 3.2로 하는 이외에는 실시예 5와 동일한 처리를 수행하여 비교예 4에 관한 적층 편광필름을 제조하였다.
(비교예 5)
중화용 수용액의 pH를 3.9로 하는 이외에는 실시예 5와 동일한 처리를 수행하여 비교예 5에 관한 적층 편광필름을 제조하였다.
(비교예 6)
중화용 수용액의 pH를 4.0로 하는 이외에는 실시예 5와 동일한 처리를 수행하여 비교예 6에 관한 적층 편광필름을 제조하였다.
(비교예 7)
중화용 수용액의 pH를 8.8로 하는 이외에는 실시예 5와 동일한 처리를 수행하였으나, 중화처리중에 기판이 파단하여 적층 편광필름을 제조할 수 없었다.
(화학특성의 평가)
실시예 5~10 및 비교예 1~6에 관한 적층 편광필름의 편광도 및 투과율(단체 투과율)을 실시예 1과 동일한 처리에 의하여 평가하였다. 측정 결과를 표 2에 나타낸다.
T (%) P (%)
실시예 5 (중화용 수용액 pH=6.2) 44.5 98.1
실시예 6 (중화용 수용액 pH=6.2) 44.5 98.2
실시예 7 (중화용 수용액 pH=4.6) 44.6 98.1
실시예 8 (중화용 수용액 pH=5.2) 44.7 98.3
실시예 9 (중화용 수용액 pH=7.1) 44.5 98.4
실시예 10 (중화용 수용액 pH=8.0) 44.6 98.4
비교예 1 (요오드계) 44.3 98.8
비교예 2 (중화 안함) 44.0 98.1
비교예 3 (습식연신시의 pH=6.2) 파단 파단
비교예 4 (중화용 수용액 pH=3.2) 44.5 98.0
비교예 5 (중화용 수용액 pH=3.9) 44.6 98.2
비교예 6 (중화용 수용액 pH=4.0) 44.5 98.4
비교예 7 (중화용 수용액 pH=8.8) 파단 파단
이 평가에 의하면, 실시예 5~10에 관한 적층 편광필름은 실시예 6을 제외하고, 높은 편광도 및 고투과율을 양립시키는 점을 알 수 있다. 구체적으로는 투과율이 44.5% 이상이고, 편광도가 98.0% 이상이다.
더욱이, 실시예 5, 7~10에서는 코팅액에 산촉매인 유기산을 혼입시키기 때문에 고농도의 산촉매가 폴리비닐알콜 내에 균일하게 분산되어 있다. 더욱이 유기산은 저휘발성이기 때문에 폴리엔 생성시에 증발하기 어렵다. 또한 탈수처리와 건식연신을 별도 공정으로 수행하며, 수화처리를 수행하기 때문에 실시예 5, 7~10에서는 편광도 및 투과율이 모두 실시예 6보다 높다.
(신뢰성 비교시험)
실시예 5~10 및 비교예 1, 2, 4~6에 관한 편광필름의 신뢰성을 비교하는 비교시험을 수행하였다. 또한 비교예 3, 7은 기판이 파단되어 비교시험을 수행할 수 없었다.
구체적으로는 각 편광필름을 고온고습(60℃, 95RH%(상대습도))의 환경 하에 설치하고, 각 필름의 투과율 및 편광도의 시간에 따른 변화를 측정하였다. 또한 투과율 및 편광도의 측정은 상술한 (평가)와 동일하게 수행하였다. 측정 결과를 도 2 미 도 3에 나타낸다.
도 2는 각 필름의 투과율의 시간에 따른 변화를 나타내며, 도 3은 각 필름의 편광도의 시간에 따른 변화을 나타낸다. 가로축은 시험 개시 시점부터의 시간, 세로축은 각 측정시점에서의 측정값으로부터 시험 개시 시점에서의 측정값(초기값)을 감산한 값을 나타낸다. 또한 비교예 2는 비교예 4와 거의 동일한 거동을 나타내기 때문에 도시를 생략하였다. 도2 및 도 3에 나타나는 바와 같이 비교예 1, 2, 4~6의 투과율은 시험개시 직후부터 크게 증가하며 편광도는 크게 저하하는 것에 대하여, 실시예 5~10의 투과율 및 편광도는 시험 개시 후부터 거의 변동이 없다. 또한 편광필름을 유기 발광 표시 장치에 적용하는 경우, 그 편광필름은 시험 개시부터 500시간 경과 후의 측정값과 초기값의 차이가 ±3 이내인 것이 요구되는 것이 많다. 이에 대해, 실시예 5~10에 관한 편광 필름의 측정값은 이 요건을 만족한다. 그러나 비교예 1, 2, 4~6의 편광필름은 특히 편광도에 있어서 이 요건을 만족하지 않는다. 따라서 본 실시예 5~10에 관한 폴린엔계 편광필름은 요오드계 편광필름보다 신뢰성 (여기서는 내열성)이 우수하며, 유기발광표시장치에 적합하다.
(수화에 의한 효과의 확인)
(실시예 11)
실시예 1의 제1~제3, 제5단계를 수행하여 폴리엔계 편광필름을 제조하고, 이 폴리엔계 편광필름에 실시예 1의 적층처리를 수행하여 적층 편광필름을 제조하였다.
(실시예 12)
폴리비닐알콜 필름(막두께 60㎛, Kuraray사 제)를 0.05mol% 염산수에 1분 함침 후, 24℃에서 30분 건조하였다. 이에 의해 제조된 산촉매 함침필름을 표면 온도 450℃의 IR 히터에 투입하고, 이 온도에서 18초간 가열하였다. 이에 의해 산촉매 함침필름에 탈수반응을 일으켰다. 한편, 산촉매 함침필름에 탈수반응을 일으키는 동시에 산촉매 함침필름을 3.3배 건식연신하였다. 이에 의해, 탈수필름을 제조하였다. 이 후는 실시예 11과 동일한 처리를 수행하여 실시예 12에 관한 적층 필름을 제조하였다.
(실시예 13)
제3단계 및 제5단계의 순서를 반대로 하는(즉, 제2단계 후에 제5단계를 수행하고, 그 후 제3단계를 수행한다) 것 이외에는 실시예 11과 동일하게 처리를 수행하였다. 이에 의해 실시예 13에 관한 적층 편광필름을 제조하였다.
(평가)
측정장치에 자외가시분광 광도기(JASCO V7100)을 사용하는 이외에는 실시예 5와 동일한 측정방법에 의하여 단체투과율 T(%), 평행투과율 Tp(%), 직교투과율 Tc(%)를 측정하였다. 또한 상술한 식(1)에 의해 편광도 P(%)를 구했다. 측정결과를 표 3에 나타낸다.
T (%) P (%)
실시예 11 45.2 98.7
실시예 12 44.6 98.3
실시예 13 44.7 98.5
비교예 2 43.9 98.1
이 평가에 의하면 실시예 11~13에 관한 적층 편광필름은 고편광도 및 고투과율을 양립시키는 것을 알 수 있다. 구체적으로는 특히 실시예 11~13은 투과율이 44.5% 이상인 동시에 편광도가 98.0% 이상이다. 한편 비교예 2에 관한 편광필름은 투과율이 44.5% 미만이다.
또한 실시예 11, 13에서는 코팅액에 산촉매인 유기산을 혼입시키기 때문에 고농도의 산촉매가 폴리비닐알콜 내에 균일하게 분산되어 있다. 또한 유기산은 저휘발성이기 때문에 폴리엔 생성시에 증발하기 어렵다. 또한 탈수처리와 건식연신을 별도 공정으로 수행하고 있다. 따라서 실시예 11, 13에서는 편광도 및 투과율 모두 실시예 12 보다 높다.
(수화용 수용액의 pH 검토)
제3단계(필름의 수화처리)에 사용되는 수화용 수용액에 필요한 pH를 검토하기 위하여 이하의 실시예 14-1, 14-2 및 비교예 8~10을 수행하였다.
(실시예 14-1)
실시예 11에 있어서 수화용 수용액의 pH를 3.0으로 하는(붕산의 질량%를 15.0질량%로 한) 것 이외에는 실시예 11과 동일한 처리를 수행하여 적층 편광필름을 제조하였다.
(실시예 14-2)
실시예 11에 있어서 수화용 수용액의 pH를 3.7으로 하는(붕산의 질량%를 10.0질량%로 한) 것 이외에는 실시예 11과 동일한 처리를 수행하여 적층 편광필름을 제조하였다.
(비교예 8)
실시예 11에 있어서 수화용 수용액의 pH를 5.4으로 하는(붕산의 질량%를 1.0질량%로 한) 것 이외에는 실시예 11과 동일한 처리를 수행하여 적층 편광필름을 제조하였다.
(비교예 9)
실시예 11에 있어서 수화용 수용액의 pH를 4.7으로 하는(붕산의 질량%를 3.0질량%로 한) 것 이외에는 실시예 11과 동일한 처리를 수행하여 적층 편광필름을 제조하였다.
(비교예 10)
실시예 11에 있어서 수화용 수용액의 pH를 4.2으로 하는(붕산의 질량%를 5.0질량%로 한) 것 이외에는 실시예 11과 동일한 처리를 수행하여 적층 편광필름을 제조하였다.
(평가)
실시예 14-1, 14-2 및 비교예 8~10에 관한 적층 편광필름의 편광도 및 투과율(전체투과율)을 상술한 (수화에 의한 효과의 확인)과 동일한 방법에 의해 평가하였다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.
T (%) P (%)
실시예 11 45.2 98.7
실시예 14-1 44.8 98.7
실시예 14-2 44.8 98.6
비교예 8 44.5 96.7
비교예 9 44.6 97.5
비교예 10 44.7 97.8
이 평가에 의하면 실시예 11, 14-1, 14-2에서는 투과율이 44.5% 이상, 편광도가 98.0% 이상이지만, 비교예 8~10에서는 편광도가 98.0% 미만이다. 따라서 수화용 수용액의 pH는 3.0이상 4.0이하인 것이 요구됨을 알 수 있다.
(수화용 수용액의 온도 검토)
제3단계(필름의 수화처리)에 사용되는 수화용 수용액에 필요한 온도를 검토하기 위하여 이하의 실시예 15 및 비교예 11, 12를 수행하였다.
(실시예 15)
실시예 11에 있어서, 수화용 수용액의 온도를 90℃로 하는 이외에는 실시예 11과 동일한 처리를 수행하여 적층 편광필름을 제조하였다.
(비교예 11)
실시예 11에 있어서, 수화용 수용액의 온도를 65℃로 하는 이외에는 실시예 11과 동일한 처리를 수행하여 적층 편광필름을 제조하였다.
(비교예 12)
실시예 11에 있어서, 수화용 수용액의 온도를 75℃로 하는 이외에는 실시예 11과 동일한 처리를 수행하여 적층 편광필름을 제조하였다.
(평가)
실시예 15 및 비교예 11, 12에 관한 적층 편광필름의 편광도 및 투과율(단체투과율)을 상술한 (수화에 의한 효과의 확인)과 동일한 방법에 의하여 평가하였다. 그 결과를 표 5에 나타낸다.
T (%) P (%)
실시예 11 45.2 98.7
실시예 15 44.8 98.6
비교예 11 44.1 97.2
비교예 12 44.4 97.5
이 평가에 의하면 실시예 11, 15에서는 투과율이 44.5% 이상, 편광도가 98.0% 이상이지만, 비교예 11, 12에서는 투과율이 44.5% 미만, 편광도가 98.0% 미만이다. 따라서 수화용 수용액의 온도는 85℃ 이상 100℃ 이하인 것이 요구됨을 알 수 있다.
(수화시간)
수화에 필요한 시간을 검토하기 위하여 이하의 실시예 16~18 및 비교예 13~15를 수행하였다.
(실시예 16)
실시예 11에 있어서, 수화시간(습식 연신필름을 수화용 수용액에 함침시키는 시간)을 0.5분으로 하는 이외에는 실시예 11과 동일한 처리를 수행하여 적층 편광필름을 제조하였다.
(실시예 17)
실시예 11에 있어서, 수화시간(습식 연신필름을 수화용 수용액에 함침시키는 시간)을 1.0분으로 하는 이외에는 실시예 11과 동일한 처리를 수행하여 적층 편광필름을 제조하였다.
(실시예 18)
실시예 11에 있어서, 수화시간(습식 연신필름을 수화용 수용액에 함침시키는 시간)을 50분으로 하는 이외에는 실시예 11과 동일한 처리를 수행하여 적층 편광필름을 제조하였다.
(비교예 13)
실시예 11에 있어서, 수화시간(습식 연신필름을 수화용 수용액에 함침시키는 시간)을 0.1분으로 하는 이외에는 실시예 11과 동일한 처리를 수행하여 적층 편광필름을 제조하였다.
(비교예 14)
실시예 11에 있어서, 수화시간(습식 연신필름을 수화용 수용액에 함침시키는 시간)을 65분으로 하는 이외에는 실시예 11과 동일한 처리를 수행하여 적층 편광필름을 제조하였다.
(비교예 15)
실시예 11의 제4단계에 있어서, 습식연신필름에 수화용 수용액을 함침시키는 대신 습식연신필름을 60℃ 95RH%의 환경 하에서 15시간 정치하였다. 여기서 정치할 때에는 습식연신필름에 습식연신필름이 줄어들지 않을 정도의 힘(tension)을 걸어주었다. 이 처리 이외에는 실시예 11과 동일한 처리를 수행하였다. 이에 의해 적층 편광필름을 제조하였다.
(평가)
실시예 16~18 및 비교예 13~15에 관한 적층 편광필름의 편광도 및 투과율(단체투과율)을 상술한 (수화에 의한 효과의 확인)과 동일한 방법에 의하여 평가하였다. 그 결과를 표 6에 나타낸다.
T (%) P (%)
실시예 11 45.2 98.7
실시예 16 44.7 98.7
실시예 17 44.8 98.6
실시예 18 44.8 98.6
비교예 13 44.4 97.9
비교예 14 44.5 97.9
비교예 15 45.5 96.3
이 평가에 의하면 실시예 11, 16~18에서는 투과율이 44.5% 이상, 편광도가 98.0% 이상이지만, 비교예 13~15에서는 편광도가 98.0% 미만이다. 따라서 수화는 산성 분위기에서 수행할 필요가 있으며, 수화시간은 0.5분~60분인 것이 요구됨을 알 수 있다.
(습식연신시의 온도)
제3단계(습식연신)에 사용되는 붕산 수용액에 필요한 온도를 검토하기 위하여 이하의 실시예 19, 비교예 16, 17을 수행하였다.
(실시예 19)
실시예 11에 있어서, 습식연신시의 붕산 수용액 온도를 55℃로 하는 이외에는 실시예 11과 동일한 처리를 수행하여 적층 편광필름을 제조하였다.
(비교예 16)
실시예 11에 있어서, 습식연신시의 붕산 수용액 온도를 75℃로 하는 이외에는 실시예 11과 동일한 처리를 수행하여 적층 편광필름을 제조하였다.
(비교예 17)
실시예 11에 있어서, 습식연신시의 붕산 수용액 온도를 85℃로 하는 이외에는 실시예 11과 동일한 처리를 수행하여 적층 편광필름을 제조하였다.
(평가)
실시예 19 및 비교예 16, 17에 관한 적층편광필름의 편광도 및 (단체투과율)을 상술한 (수화에 의한 효과의 확인)과 동일한 방법에 의하여 평가하였다. 그 결과를 표 7에 나타낸다.
T (%) P (%)
실시예 11 45.2 98.7
실시예 19 44.8 98.1
비교예 16 44.8 97.8
비교예 17 44.8 97.2
이 평가에 의하면, 실시예 11, 19에서는 투과율이 44.5% 이상, 편광도가 98.0% 이상이지만, 비교예 16, 17에서는 편광도가 98.0% 미만이다. 따라서, 습식연신시의 붕산 수용액의 온도는 65℃이하인 것이 요구됨을 알 수 있다.
이상과 같이 본 실시형태에 관한 폴리엔계 편광필름의 제조방법은 수화처리와 중화처리 사이에 수화필름을 붕산 염료욕에 침지하는 처리를 수행하기 때문에 투과율 및 편광도를 높은 값으로 유지하면서 투과광을 백색광에 근접시킬 수 있다.
또한 본 실시형태는 습식연신 후(또는 수화처리 후)에 중화처리를 수행하기 때문에 폴리엔계 편광필름의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한 중화처리와 습식연신처리를 별도 욕에서 수행하기 때문에 이들 처리를 효율적으로 수행할 수 있다.
또한 본 실시형태에서는 습식연신처리 전 또는 후에 필름의 수화처리를 수행한다. 이 때문에 본 실시형태에 관한 폴리엔계 편광필름의 제조방법은 투과율 44.5% 이상인 동시에 편광도 98.0% 이상이라는 매우 높은 투과율을 실현하면서 편광도 또한 높은 값을 실현할 수 있다. 또한 본 실시형태에 관한 폴리엔계 편광필름의 제조방법은 편광필름을 박막화(구체적으로는 10㎛ 이하의 막두께로 하는)할 수 있다. 즉, 본 실시형태에서는 화학특성이 양호한 편광필름을 제조할 수 있다.
또한 본 실시형태에서는 산촉매 및 폴리비닐알콜을 포함하는 코팅액을 사용하여 폴리비닐알콜 필름을 제조하는 단계를 포함한다.
따라서 폴리비닐알콜필름 내에 고농도의 산촉매를 균일하게 분산시킬 수 있기 때문에 종래와 같이 환경 온도 등을 정확히 제어하지 않고도 다수의 탄소 이중결합이 균일하게 형성된 폴리엔계 편광필름을 제조할 수 있다. 따라서 본 실시형태에 관한 제조방법에 의하면 고편광도 및 고투과율을 양립시킨 폴리엔계 편광필름, 즉 광학특성이 양호한 편광필름을 안정하게 제조할 수 있는 것이 가능해진다. 또한 본 실시형태에 관한 폴리엔계 편광필름은 신뢰성(안정성)이 요오드형 편광필름보다도 뛰어나다.
또한 본 실시형태에서는 폴리비닐알콜 필름의 건식연신과 탈수처리를 별도 공정으로 수행하는 단계를 포함하기 때문에 이 점에 있어서도 높은 투과율 및 편광도를 가지는 편광필름을 제조할 수 있다.
따라서 이와 같은 고 편광도 및 고 투과율을 갖는 폴리엔계 편광필름은 이후 보급이 예상되는 유기발광표시장치(유기발광다이오드를 사용한 유기발광표시장치)의 반사방지 적층편광필름에 적합하다. 즉, 편광필름을 유기발광표시장치에 적용하는 경우, 편광필름에는 높은 투과율 및 편광도 외에 높은 신뢰성도 요구된다. 이에 대해 본 실시형태에 관한 폴리엔계 편광필름은 중화처리가 되어 있기 때문에 고온고습에 대한 내구성(신뢰성)이 강하다. 또한 본 실시형태에 관한 폴리엔계 편광필름은 높은 투과율 및 편광도를 갖는다. 즉, 본 실시형태에 관한 폴리엔계 편광필름은 화학특성이 양호할 뿐 아니라 신뢰성도 크다. 따라서 본 실시형태에 관한 폴리엔계 편광필름은 유기발광표시장치에 적합하며, 본 실시형태에 관한 폴리엔계 편광필름을 유기발광표시장치에 적용하여 유기발광표시장치에 요구되는 광학특성(고투과율, 고편광도 및 고신뢰성)을 모두 만족시킬 수 있는 유기발광표시장치가 제공된다.
또한 산촉매는 저휘발성의 산촉매이기 때문에 폴리엔 생성시에 증발되기 어렵다. 따라서 본 실시형태에 관한 제조방법은 폴리엔 생성시에 있어서도 폴리비닐알콜 내의 산농도를 보다 균일하게 할 수 있다.
또한 산촉매는 100℃에서의 중량감소율이 3질량% 미만이기 때문에, 폴리엔 생성시에 증발하기 어렵다. 따라서 본 실시형태에 관한 제조방법은 폴리엔 생성시에 있어서도 폴리비닐알콜 내의 산농도를 보다 균일하게 할 수 있다.
또한, 산촉매는 유기산이기 때문에 폴리엔 생성시에 증발하기 어렵다. 따라서 본 실시형태에 관한 제조방법은 폴리엔 생성시에 있어서도 폴리비닐알콜 내의 산농도를 보다 균일하게 할 수 있다.
또한, 유기산은 카르복실기 및 설포기로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 관능기를 가지기 때문에 폴리엔 생성시에 증발되기 어렵다. 따라서 본 실시형태에 관한 제조방법은 폴리엔 생성시에 있어서도 폴리비닐알콜 내의 산농도를 보다 균일하게 할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 관한 제조방법에서는 코팅액은 폴리비닐알콜의 질량에 대하여 산촉매를 2질량% 이상 10질량% 이하로 함유하고, 바람직하게는 4.0질량% 이상 10.0질량% 이하로 함유한다. 따라서 본 실시형태에 관한 제조방법은 보다 고 편광도 및 고투과율의 폴리엔계 편광필름을 제조할 수 있다.
또한 산촉매의 함유량은 폴리비닐알콜의 질량에 대하여 5질량%이기 때문에 본 실시형태에 관한 제조방법은 보다 고 편광도 및 고 투과율의 폴리엔계 편광필름을 제조할 수 있다.
또한 본 실시형태에 관한 제조방법은 폴리엔계 편광필름을 박막화할 수 있다. 구체적으로는 본 실시형태에 관한 제조방법은 폴리엔계 편광필름의 막두께 10㎛ 미만으로 할 수 있다. 이에 의하여 폴리엔계 편광필름을 대화면 유기발광표시장치에 적용하는 경우에도 폴리엔계 편광필름의 수축을 저감할 수 있으며, 나아가 유기발광표시장치의 휨을 저감할 수 있다.
또한 탈수반응은 폴리비닐알콜 필름을 오일배스에 침지하여 이루어지므로 고편광도 및 고투과율의 폴리엔계 편광필름을 용이하게 제조할 수 있다. 또한 이 관점에 의하여 제조된 폴리엔계 편광필름은 품질이 안정된다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 이들 예에 한정되지 않는다. 본 발명에 속하는 기술 분야에 있어서 통상의 지식을 갖는 자라면 특허청구범위에 기재된 기술적 사상의 범위 내에 있어서 각종의 변형예 또는 수정예를 도출할 수 있음이 명확하며, 이들에 있어서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라 이해될 것이다.
10 적층 편광필름
11 폴리엔계 편광 필름
12, 14 UV 접착층
13 보호필름
15 위상차 필름
16 감압접착층

Claims (17)

  1. 산촉매를 포함하는 폴리비닐알콜 필름에 탈수반응을 일으켜 탈수필름을 제조하는 단계와,
    상기 탈수필름에 pH 3.0 이상 4.0 이하, 85℃ 이상 100℃ 이하의 수화용 수용액을 0.5~60분 함침하여 수화 필름을 제조하는 단계와,
    상기 수화 필름을 55℃ 이상 65℃ 이하의 산성 수용액 중에서 습식연신하는 단계를 포함하는 폴리엔계 편광필름의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리엔계 편광필름의 제조방법은 상기 탈수필름을 제조하는 단계 이전에 산촉매 및 폴리비닐알콜을 포함하는 코팅액으로부터 상기 산촉매를 포함하는 폴리비닐알콜 필름을 제조하는 단계를 더 포함하는 폴리엔계 편광필름의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 산촉매는 100℃에서의 중량 감소율이 0질량% 이상 3질량% 미만인 폴리엔계 편광필름의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 산촉매는 카르복실기 또는 설포(sulfo)기를 포함하는 폴리엔계 편광필름의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 탈수필름을 제조하는 단계는 산촉매를 포함하는 폴리비닐알콜 필름을 건식연신하고, 폴리비닐알콜 필름에 포함된 산촉매를 이용하여 폴리비닐알콜 필름에 탈수반응을 일으키는 폴리엔계 편광필름의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 탈수필름을 제조하는 단계는 산촉매를 포함하는 폴리비닐알콜 필름을 건식연신하는 동시에 폴리비닐알콜 필름에 포함된 산촉매를 이용하여 폴리비닐알콜 필름에 탈수반응을 일으키는 폴리엔계 편광필름의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 습식연신하는 단계 이전에 수화필름을 붕산 및 염료를 포함하는 붕산 염료욕에 침지하여 수화 염색 필름을 제조하는 단계를 더 포함하는 폴리엔계 편광필름의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 붕산 염료욕의 pH는 3.0~4.0인 것을 특징으로 하는 폴리엔계 편광필름의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 붕산 염료욕에 포함되는 염료는 흡광도가 최대가 되는 파장 λmax가 350nm~450nm의 범위 내의 값인 것을 특징으로 하는 폴리엔계 편광필름의 제조방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 붕산 염료욕에 포함되는 염료는 이색비가 5.0 이상 10 이하인 것을 특징으로 하는 폴리엔계 편광필름의 제조방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 붕산 염료욕에 포함되는 염료는 C.I. Direct Yellow 44, 및 C.I. Direct Orange 39로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 폴리엔계 편광필름의 제조방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 염료의 상기 붕산 염료욕에 대한 첨가량은 상기 폴리엔계 편광필름의 최대 흡광도가 2.0~4.0이 되는 첨가량으로 조정되는 것을 특징으로 하는 폴리엔계 편광필름의 제조방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 폴리엔계 편광필름의 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 폴리엔계 편광필름.
  14. 제13항에 있어서,
    두께가 0㎛ 초과 10㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 폴리엔계 편광필름.
  15. 제13항에 기재된 폴리엔계 편광필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 편광필름.
  16. 제15항에 기재된 적층 편광필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 표시장치는 유기발광 다이오드를 사용한 유기발광 표시장치인 것을 특징으로 하는 표시장치.
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