KR101802584B1 - 폴리비닐알코올계 수지 필름, 편광 필름 및 편광판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 용액을 이용하여 제막함으로써 얻어지는 폴리비닐알코올계 수지 필름으로서, 상기 폴리비닐알코올계 수지의 4 중량% 수용액의 점도 P(mPa·s)와 상기 폴리비닐계 수지 필름의 결정 장주기 L(㎚)이 하기 수학식 (1)의 관계를 만족하는 폴리비닐알코올계 수지 필름을 제공한다.
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Description

폴리비닐알코올계 수지 필름, 편광 필름 및 편광판{POLYVINYLALCOHOL-BASED RESIN FILM, POLARIZING FILM AND POLARIZING PLATE}

본 발명은, 폴리비닐알코올계 수지 필름, 편광 필름 및 편광판에 관한 것이다.

편광판은, 액정 표시 장치를 대표로 하는 화상 표시 장치 등에 널리 이용되고 있다. 편광판으로서는, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 요오드 등의 이색성 색소를 흡착 배향시켜 이루어진 편광 필름의 일면 또는 양면에 보호 필름을 접합한 구성의 것이 일반적이다[일본 특허 공개 제2014-59564호 공보(특허문헌 1), 일본 특허 제5390053호 공보(특허문헌 2), 일본 특허 공개 제2006-188655호 공보(특허문헌 3) 등]. 최근, 화상 표시 장치의 모바일 기기나 박형 텔레비전 등으로의 전개에 따라, 편광판, 나아가서는 편광 필름의 박막화가 점점 요구되고 있다.

그러나, 편광 필름을 박형화하면 막 강도가 저하된다고 하는 문제가 있었다. 특허문헌 1∼3에는, 폴리비닐알코올계 필름의 장주기를 조정함으로써 편광 필름의 편광 특성을 향상시키는 것에 대해서 기재되어 있지만, 막 강도를 향상시키는 수단에 대해서는 개시되어 있지 않다.

본 발명은, 박형이어도 높은 막 강도를 갖는 편광 필름을 제작할 수 있는 폴리비닐알코올계 수지 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 박형이어도 높은 막 강도를 갖는 편광 필름, 및 이러한 편광 필름을 이용한 높은 내구성을 갖는 편광판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 이하에 나타내는 폴리비닐알코올계 수지 필름, 편광 필름 및 편광판을 제공한다.

[1] 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 용액을 이용하여 제막함으로써 얻어지는 폴리비닐알코올계 수지 필름으로서,

상기 폴리비닐알코올계 수지의 4 중량% 수용액의 점도 P(mPa·s)와 상기 폴리비닐계 수지 필름의 결정 장주기 L(㎚)이 하기 수학식 (1)의 관계를 만족하는 폴리비닐알코올계 수지 필름.

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[2] [1]에 기재된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 연신 및 염색하여 얻어지는 편광 필름.

[3] 4 중량% 수용액의 점도 P'(mPa·s)와, 흡수축 방향의 장주기 L'(㎚)가 하기 수학식 (2)의 관계를 만족하는 편광 필름.

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또한, 4 중량% 수용액은, 상기 편광 필름을 80℃ 90% RH의 환경 하에 7일간 보관한 후에 조정한 것이다.

[4] 단위 두께 당 피어싱 강도(puncture strength)가 5.0 g/㎛ 이상인 [2] 또는 [3]에 기재된 편광 필름.

[5] 편광 필름과 이 편광 필름의 적어도 한쪽 면 위에 적층되는 보호 필름을 포함하는 편광판으로서,

상기 편광판으로부터 단리된 상기 편광 필름의 4 중량% 수용액의 점도 P'(mPa·s)와 상기 편광판으로부터 단리된 상기 편광 필름의 흡수축 방향의 장주기 L'(㎚)가 하기 수학식 (2)의 관계를 만족하는 편광판.

L' < 14.3 × ln(P') － 43.9 ···(2)

또한, 편광 필름의 4 중량% 수용액은, 편광판으로부터 단리된 편광 필름을 80℃ 90% RH의 환경 하에 7일간 보관한 후에 조정한 것이다.

본 발명에 따르면, 박형이어도 높은 막 강도를 갖는 편광 필름을 제작할 수 있는 폴리비닐알코올계 수지 필름을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 박형이어도 높은 막 강도를 갖는 편광 필름, 및 이러한 편광 필름을 이용한 높은 내구성을 갖는 편광판을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 편광판의 층 구성의 일례를 도시한 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 편광판의 층 구성의 다른 일례를 도시한 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 편광판의 제조 방법의 바람직한 일례를 도시한 흐름도이다.
도 4는 수지층 형성 공정에서 얻어지는 적층 필름의 층 구성의 일례를 도시한 개략 단면도이다.
도 5는 연신 공정에서 얻어지는 연신 적층 필름의 층 구성의 일례를 도시한 개략 단면도이다.
도 6은 염색 공정에서 얻어지는 편광성 적층 필름의 층 구성의 일례를 도시한 개략 단면도이다.
도 7은 제1 접합 공정에서 얻어지는 접합 필름의 층 구성의 일례를 도시한 개략 단면도이다.
도 8은 실시예 및 비교예에 있어서의 폴리비닐알코올계 수지의 점도 P와 결정 장주기 L의 관계를 도시한 도면이다.
도 9는 실시예 및 비교예에 있어서의 편광 필름의 점도 P'와 흡수축 방향의 장주기 L'의 관계를 도시한 도면이다.

<폴리비닐알코올계 수지 필름>

본 발명에 따른 폴리비닐알코올계 수지 필름은, 편광 필름의 제조에 이용되는 것으로서, 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 용액(이하, 「원료액」이라고도 함)을 이용하여 제막함으로써 얻어진다.

원료액을 이용하여 폴리비닐알코올계 수지 필름을 제막하는 방법으로서, 예컨대 다음의 방법을 들 수 있다.

[a] 원료액을 이용하여, 예컨대, 용융 압출법, 용제 캐스트법 등의 공지된 방법에 의해, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 단층 필름으로서 제작하는 방법.

[b] 기재 필름 상에 원료액을 도공하여 건조시킴으로써 폴리비닐알코올계 수지 필름을 제작하는 방법.

두께가 작은 편광 필름을 얻기 쉽고, 공정 중에 있어서의 박막의 편광 필름의 취급성도 우수하기 때문에, 상기 [b]의 제막 방법에 의해 제막된 것이 바람직하다. 상기([b]의 제막 방법에 의해 제막된 폴리비닐알코올계 수지 필름은, 기재 필름과의 적층체로서 얻어진다. 연신 전의 폴리비닐알코올계 수지 필름의 두께는, 예컨대 3∼150 ㎛ 정도이다.

상기 원료액에 이용되는 폴리비닐알코올계 수지의 4 중량% 수용액의 점도 P(mPa·s)와 본 발명에 따른 폴리비닐계 수지 필름의 결정 장주기 L(㎚)은 하기 수학식 (1)의 관계를 만족한다.

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4% 중량 수용액의 점도 P의 측정은, 콘 플레이트형의 회전 점도계를 이용하여 측정할 수 있다. 우선, 처음에 폴리비닐알코올계 수지를 24시간 정도 충분히 진공 건조시켜 수분을 제거한 후, 용해 후의 중량%가 4 중량%가 되도록 정밀 천칭으로 칭량한다. 그 후, 소정량의 순수를 첨가하여 90℃ 이상으로 가열하여 1시간 이상 충분히 용해시킨다. 이 때, 수분이 증발하여 고형분량이 목표에서 벗어나지 않도록 해야 한다. 얻어진 용액을 실온으로 되돌려 안정화시킨 후, 24시간 정도 정치시켜 거품을 뺀다. 거품이 있으면 점도를 정확하게 측정할 수 없기 때문에, 거품이 빠진 것을 확인하고 나서, 원추형의 평판 회전 점도계(콘 플레이트형)로써 점도 P를 측정한다. 또한, 측정하는 수용액의 고형분 측정을 행하여, 4 중량%에서 벗어나 있지 않은지를 확인할 필요가 있지만, 미리 건조시킨 용기에 5 ㎖ 정도 수용액을 측량하여, 수용액의 중량을 측정한 후, 105℃에서 2시간 동안 건조, 냉각시킨 후, 남은 수지의 중량을 측정한다. 이 남은 수지의 중량을 채취한 수용액에 포함되는 고형분으로서 계산하고, 이것이 4.0 중량%가 되고 있는 것을 확인한다. 고형분량이 목표보다 벗어나는 경우에는, 고형분량이 상이한 복수의 수용액을 준비하여, 횡축에 고형분량, 종축에 점도를 대수 플롯하고, 이것의 근사선(직선)으로부터 4.0 중량%에서의 점도 P를 판독하는 방법이 이용된다.

결정 장주기 L은, X선 소각 산란법으로 측정을 행함으로써 얻을 수 있다. 측정에서는, 폴리비닐알코올계 수지 필름 단막(상기 [b])의 제막 방법에 의한 경우, 적층체로부터 기재 필름을 박리하여 얻어진 폴리비닐알코올계 수지 필름)을 투과(스루)법으로 측정하고, 산란광을 2차원 평면에서 검출함으로써 2차원의 산란도를 얻는다. 이 2차원에서 얻어진 산란을 전체 둘레 방향(360도)으로 주회 적분함으로써, 1차원의 프로파일을 작성한다. 이하, 이와 같이 하여 얻은 1차원의 프로파일을 이용한다. 백그라운드 보정을 행하기 위해서, 우선, 샘플 없이 측정하여 백그라운드 산란의 1차원 프로파일을 얻는다. 다음에 샘플을 세트하여 다시 측정하고, 샘플의 1차원 프로파일을 얻는다. 이들 2개의 투과광 강도의 비로부터, 투과율을 산출한다. 이 투과율을 고려한 후, 샘플의 1차원 프로파일로부터, 백그라운드의 1차원 프로파일을 뺀 것을 샘플의 1차원 프로파일로서 채용한다. 이와 같이 하여 얻어진 종축이 산란 강도, 횡축이 산란각이 되는 1차원 프로파일에 있어서, 횡축의 산란각을 브래그의 식을 이용하여 주기 길이로 환산하고, 산란 강도의 피크 위치를 산란의 장주기(결정 장주기 L)로 하여 얻는다. 측정은 필름의 두께가 얇으면 정밀도를 얻을 수 없기 때문에, 필요에 따라 겹쳐 충분한 강도를 얻을 수 있는 막 두께로 하고 나서 행한다.

상기 수학식 (1)의 관계를 만족하는 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이용하여 편광 필름을 제작함으로써, 높은 막 강도의 편광 필름을 얻을 수 있다. 상기 수학식 (1)은, 실험값에 기초하여 도출된 식이다. 상기 수학식 (1)의 관계를 만족하는 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이용함으로써, 높은 막 강도의 편광 필름을 제작할 수 있는 이유에 대해서, 이하와 같이 고찰할 수 있으나, 이하의 고찰은 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

우선, 상기 원료액에 이용되는 폴리비닐알코올계 수지의 4 중량% 수용액의 점도 P는, 원료액에 이용되는 폴리비닐알코올계 수지의 수중에서의 확산 상태를 나타내고 있다고 생각된다. 폴리비닐알코올계 수지의 쇄가 보다 확산되어 존재하고 있는 것일수록 폴리비닐알코올계 수지의 쇄와 쇄의 상호 작용이 작용하여, 점도가 높게 측정된다. 점도가 높아지는 수지는, 예컨대 분자량이 큰 것이나 물과의 친화성이 높은 것 등을 들 수 있다. 분자량이 큰 것은 분자 그 자체가 커서, 원래 확산되기 쉬운 경향이 있긴 하지만, 단순히 분자량이 크면 보다 확산된다고 하는 것도 아니며, 분기쇄의 수나 분자량 분산 등에도 좌우된다. 또한, 물과의 친화성에는, 비누화도의 고저나, 공중합체라면, 공중합 조성물이나 공중합비 등에도 좌우된다. 이와 같이 쇄가 확산되는 요인은 복수 존재하지만, 어쨌든, 수중에서의 쇄의 확산의 지표가 된다고 생각된다.

다음에, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 결정 장주기 L은, X선 소각 산란 해석으로 구할 수 있는 결정-결정간의 거리이다. 이 결정-결정간의 거리는, 폴리비닐알코올계 수지의 물성에도 좌우되지만, 본 발명자들은 후술하는 바와 같이 제막시의 건조 조건에 따라서도 제어할 수 있는 것을 발견하였다. 본 발명에서는, 이용하는 폴리비닐알코올계 수지에 맞춰 결정 장주기 L이 수학식 (1)의 관계식을 만족하도록 제어한다.

수학식 (1)의 의미는, 좌변이 결정 장주기인 데 반하여, 우변은 수중에서의 폴리비닐알코올 수지의 분자쇄의 확산을 나타내는 요인이다. 분자쇄의 확산에 대하여, 장주기(즉 결정-결정간 거리)를 소정값 미만으로 제어하는 것은, 즉, 결정과 결정 사이에 존재하는 분자쇄의 양을 제어하게 되는 것으로 생각되고, 결정과 결정을 잇는 분자쇄를 소정 이상의 양으로 제어함으로써, 이들이 네트워크 형상의 메시 구조를 형성하고, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 막 강도가 높아져서, 이것을 이용하여 제작되는 편광 필름의 막 강도가 높아지는 것이라고 생각된다. 한편, 분자쇄의 확산에 대하여, 결정 장주기가 소정값 이상이 되는 경우에는, 이러한 메시 구조를 형성하는 것이 어려워, 결정이 독립된 상태가 되기 때문에 막 강도가 뒤떨어진다고 생각된다.

특히 막 두께가 얇은 편광 필름에 있어서는, 막 전체로서의 강도가 작아지기 때문에, 막 두께가 두꺼운 경우보다도 단위 두께 당 강도를 강하게 할 필요가 있다. 본 발명의 수법을 이용하면, 지금까지의 편광 필름에 비하여 단위 두께 당 필름의 강도를 높일 수 있기 때문에, 박막 편광 필름, 특히 10 ㎛ 이하의 편광 필름에 있어서, 매우 유용하다.

제막시의 건조 조건에 의해, 결정-결정간의 거리(결정 장주기)를 제어하는 방법, 및 제어할 수 있는 이유에 대해서 설명한다. 폴리비닐알코올 수지 필름의 결정-결정간의 거리(결정 장주기)를 제어하는 방법은, 예컨대, 건조의 종반에서의 함수율 30 중량% 이하의 영역의 건조 속도의 제어로 실시할 수 있지만 이것에 한정되지 않는다. 함수율이 30 중량%의 시점에서의 건조 속도로 제어할 수 있는 이유는, 이 함수율의 근방에서 결정핵이 생성되기 시작하기 때문이며, 그 근방의 건조를 천천히 실시함으로써, 결정핵의 생성이 충분히 행해지도록 하여, 결정-결정간의 거리(결정 장주기)를 짧게 할 수 있다.

함수율이 30 중량%를 초과하는 영역에서는, 폴리비닐알코올 수지는 균일 용액으로서 존재하고, 분자쇄가 균일하게 존재하고 있는 용액 상태가 안정되기 때문에, 안정된 임계 사이즈 이상의 결정핵의 생성은 거의 일어나지 않는다. 함수율이 30 중량%에 가까워지면 결정핵을 형성하여 결정화하는 쪽이 안정되게 되어 가기 때문에 안정된 임계 사이즈 이상의 결정핵 생성이 행해지게 된다. 함수율이 30 중량%를 초과하는 영역에서는 균일 용액으로 되어 있어 의도하지 않는 결정화 등이 일어나는 것을 막을 수 있기 때문이다. 함수율이 30 중량%를 하회하는 영역의 수용액은, 보관이나 수송 등의 사이에 의도하지 않게 결정화가 일어날 가능성이 높다.

한편, 30 중량%를 크게 하회하는 영역에서는, 그 이상으로 건조가 진행함으로써 양용매인 물이 적어지고, 폴리비닐알코올계 수지의 쇄의 운동성이 저하되어 임계 사이즈 이상의 안정된 핵의 생성이 일어나기 어렵게 되는 것이다. 이러한 점들을 감안하여, 함수율 30 중량% 근방의 건조 속도가 중요하다. 따라서, 원료액으로서는, 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 함수율 30 중량% 이상의 원료액을 준비하는 것이 바람직하고, 이것을 이용하여 제막한 후에 함수율 30 중량% 근방의 건조 속도를 조정함으로써, 원하는 결정-결정간의 거리(결정 장주기)를 갖는 폴리비닐알코올계 수지 필름을 얻을 수 있다.

(폴리비닐알코올계 수지)

폴리비닐알코올계 수지 필름의 제작에 이용되는 폴리비닐알코올계 수지로서는, 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화한 것을 이용할 수 있다. 폴리아세트산비닐계 수지로서는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 외에, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체가 예시된다. 아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예컨대, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 들 수 있다.

폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는, 80.0∼100.0 몰%의 범위일 수 있지만, 바람직하게는 90.0∼99.5 몰%의 범위이며, 보다 바람직하게는 94.0∼99.0 몰%의 범위이다. 비누화도가 80.0 몰% 미만이면, 얻어지는 편광 필름의 내수성이 저하되기 쉽다. 비누화도가 99.5 몰%를 초과하는 폴리비닐알코올계 수지를 사용한 경우, 염색 속도가 느려지고, 생산성이 저하됨과 동시에 충분한 편광 성능을 갖는 편광 필름을 얻을 수 없는 경우가 있다.

비누화도란, 폴리비닐알코올계 수지의 원료인 폴리아세트산비닐계 수지에 포함되는 아세트산기(아세톡시기: -OCOCH₃)가 비누화 공정에 의해 수산기로 변화된 비율을 유닛비(몰%)로 나타낸 것으로서, 하기 식으로 정의된다. 비누화도는, JIS K 6726(1994)에 준거하여 구할 수 있다. 비누화도가 높을수록 수산기의 비율이 높은 것을 나타내고 있고, 따라서 결정화를 저해하는 아세트산기의 비율이 낮은 것을 나타내고 있다.

비누화도(몰%)＝100 × (수산기의 수) ÷ (수산기의 수 ＋ 아세트산기의 수)

폴리비닐알코올계 수지는, 일부가 변성되어 있는 변성 폴리비닐알코올이어도 좋다. 변성의 비율은 30 몰% 미만인 것이 바람직하고, 10% 미만인 것이 보다 바람직하다. 30 몰%를 초과하는 변성을 행한 경우에는, 이색성 색소를 흡착하기 어려워지고, 충분한 편광 성능을 갖는 편광 필름을 쉽게 얻을 수 없는 경향이 있다.

폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는, 바람직하게는 100∼10000이고, 보다 바람직하게는 1500∼8000이며, 더욱 바람직하게는 2000∼5000이다. 폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도도 JIS K 6726(1994)에 준거하여 구할 수 있다.

<편광 필름>

본 발명의 편광 필름은, 전술한 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이용하여 제조된 것이 바람직하다. 전술한 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이용함으로써, 높은 막 강도의 편광 필름을 얻을 수 있다.

본 발명의 편광 필름은, 4 중량% 수용액의 점도 P'(mPa·s)와 흡수축 방향의 장주기 L'(㎚)가 하기 수학식 (2)의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.

L' < 14.3 × ln(P') － 43.9 ···(2)

본 발명의 편광 필름은, 전술한 폴리비닐알코올계 수지 필름을 연신 및 염색하여, 상기 수학식 (2)의 관계를 만족하는 편광 필름을 제작할 수 있다. 상기 수학식 (2)의 관계를 만족시킴으로써, 높은 막 강도의 편광 필름을 얻을 수 있다.

점도 P'의 측정에 이용되는 4 중량% 수용액은, 편광 필름을 80℃ 90% RH의 환경 하에 7일간 보관한 후에 조정한 것이다. 이러한 환경 하에 7일간 보관함으로써, 염색 및 가교에 의해 첨가된 요오드 및 붕산이 제거되기 때문에, 첨가되어 있는 요오드 및 붕산에 영향을 받지 않는 4 중량% 수용액의 점도 P'(mPa·s)를 측정할 수 있다. 점도 P'는, 전술한 점도 P의 측정 방법에 따라 측정한다. 편광 필름의 흡수축 방향의 장주기 L'는, 전술한 결정 장주기 L의 측정 방법에 따라 측정한다.

상기 수학식 (2)는, 실험값에 기초하여 도출된 식이다. 상기 수학식 (2)의 관계를 만족시킴으로써, 높은 막 강도의 편광 필름을 얻을 수 있는 이유에 대해서는, 전술한, 상기 수학식 (1)의 관계를 만족하는 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이용함으로써, 높은 막 강도의 편광 필름을 제작할 수 있는 이유에 대한 고찰과 동일하게 고찰할 수 있지만, 이러한 고찰은 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

편광 필름의 편광 성능에 대해서 보다 상세하게 설명하면, 편광 성능은 통상, 「시감도 보정 단체(單體) 투과율 Ty」, 「시감도 보정 편광도 Py」라고 불리는 2개의 파라미터로 평가된다. 이들 파라미터는 각각 인간의 눈의 감도가 가장 높은 550 ㎚ 부근의 가중치가 가장 커지도록 보정을 행한 가시 영역(파장 380∼780 ㎚)에 있어서의 투과율, 편광도이다. 파장 380 ㎚ 미만의 광은 인간의 눈에는 시인되지 않기 때문에, Ty 및 Py에 있어서는 고려되지 않는다.

편광 필름의 시감도 보정 단체 투과율 Ty는, 상기 편광 필름이나 이것을 포함하는 편광판이 적용되는 액정 표시 장치 등의 화상 표시 장치에 있어서 통상 구해지는 값일 수 있고, 구체적으로는 40∼47%의 범위 내인 것이 바람직하다. Ty는, 보다 바람직하게는 41∼45%의 범위 내이며, 이 경우, Ty와 Py와의 밸런스가 보다 양호해진다. Ty가 너무 높으면 Py가 저하되어 화상 표시 장치의 표시 품위가 저하된다. Ty가 과도하게 낮은 경우, 화상 표시 장치의 휘도가 저하되어 표시 품위가 저하되거나 또는 휘도를 충분히 높게 하기 위해서 투입 전력을 크게 할 필요가 생긴다. 편광 필름의 시감도 보정 편광도 Py는, 99.9% 이상인 것이 바람직하고, 99.95% 이상인 것이 보다 바람직하다.

편광 필름의 두께는 예컨대 30 ㎛ 이하, 나아가서는 20 ㎛ 이하일 수 있지만, 편광판의 박형화의 관점에서 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 8 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 편광 필름의 두께는, 통상 2 ㎛ 이상이다.

편광 필름은, 단위 두께 당 피어싱 강도가 5.0 g/㎛ 이상인 것이 바람직하고, 6.0 g/㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다. 피어싱 강도가 5.0 g/㎛ 이상이면, 히트 쇼크 시험 등의 내구성 시험에서 편광 필름의 균열의 발생률을 현저히 억제할 수 있다.

<편광판>

(1) 편광판의 층 구성

도 1은 본 발명에 따른 편광판의 층 구성의 일례를 도시한 개략 단면도이다. 도 1에 도시된 편광판(1)과 같이 본 발명의 편광판은, 편광 필름(5)과, 그 한쪽 면 위에 적층되는 제1 보호 필름(10)을 구비하는 일면 보호 필름 부착 편광판일 수 있다. 제1 보호 필름(10)은, 제1 접착제층(15)을 통해 편광 필름(5) 상에 적층할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 편광판은, 편광 필름(5)의 다른 쪽 면에 보호 필름을 더 접합한 것이어도 좋고, 구체적으로는, 도 2에 도시된 편광판(2)과 같이, 편광 필름(5)과, 그 한쪽 면 위에 적층되는 제1 보호 필름(10)과, 다른 쪽 면 위에 적층되는 제2 보호 필름(20)을 구비하는 양면 보호 필름 부착 편광판일 수도 있다. 제2 보호 필름(20)은, 제2 접착제층(25)을 통해 편광 필름(5) 상에 적층할 수 있다.

본 발명에 따른 편광판은, 액정 표시 장치와 같은 화상 표시 장치에 삽입될 때, 액정 셀과 같은 화상 표시 소자의 시인(전면)측에 배치되는 편광판이어도 좋고, 화상 표시 소자의 배면측(예컨대 액정 표시 장치의 백라이트측)에 배치되는 편광판이어도 좋다.

(2) 편광 필름

본 발명에 따른 편광판은, 편광 필름(5)으로서, 전술한 본 발명에 따른 편광 필름을 포함한다. 따라서, 편광 필름(5)의 상세한 내용에 대해서는, 전술한 기재가 인용된다. 또한, 전술한 바와 같이, 편광판을 구성하는 편광 필름(5)으로서 상기 수학식 (2)의 관계를 만족하는 편광 필름이 이용되는 것이 바람직하다. 또한, 편광판으로부터 단리된 편광 필름(5)에 대해서도 상기 수학식 (2)의 관계를 만족하는 것이 바람직하다. 이 경우, 점도 P'의 측정에 이용되는 4 중량% 수용액은, 편광판으로부터 박리된 편광 필름을 80℃ 90% RH의 환경 하에 7일간 보관한 후에 조정한 것이다. 또한, 편광판을 구성하기 전의 편광 필름의 점도 P' 및 흡수축 방향의 장주기 L'와, 이것을 이용하여 편광판을 구성하고 그 후 편광판으로부터 단리된 편광 필름의 점도 P' 및 흡수축 방향의 장주기 L'는, 거의 동일한 값이 된다.

상기와 같은 편광판은, 편광 필름의 막 강도가 높아, 히트 쇼크 시험 등의 내구성 시험에서 편광 필름의 균열의 발생률을 현저히 억제할 수 있다.

(3) 제1 보호 필름

제1 보호 필름(10)은, 투광성을 갖는(바람직하게는 광학적으로 투명한) 열가소성 수지, 예컨대, 쇄상 폴리올레핀계 수지(폴리프로필렌계 수지 등), 환상 폴리올레핀계 수지(노르보넨계 수지 등)와 같은 폴리올레핀계 수지; 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스디아세테이트와 같은 셀룰로오스에스테르계 수지; 폴리에스테르계 수지; 폴리카보네이트계 수지; (메트)아크릴계 수지; 폴리스티렌계 수지; 또는 이들의 혼합물, 공중합물 등으로 이루어진 필름일 수 있다.

제1 보호 필름(10)은, 위상차 필름, 휘도 향상 필름과 같은 광학 기능을 겸비하는 보호 필름일 수 있다. 예컨대, 상기 열가소성 수지로 이루어진 필름을 연신(1축 연신 또는 2축 연신 등)하거나, 상기 필름 상에 액정층 등을 형성하거나 함으로써, 임의의 위상차값이 부여된 위상차 필름으로 할 수 있다.

쇄상 폴리올레핀계 수지로서는, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지와 같은 쇄상 올레핀의 단독 중합체 이외에, 2종 이상의 쇄상 올레핀으로 이루어진 공중합체를 들 수 있다.

환상 폴리올레핀계 수지는, 환상 올레핀을 중합 단위로 하여 중합되는 수지의 총칭이다. 환상 폴리올레핀계 수지의 구체예를 들면, 환상 올레핀의 개환 (공)중합체, 환상 올레핀의 부가 중합체, 환상 올레핀과 에틸렌, 프로필렌과 같은 쇄상 올레핀과의 공중합체(대표적으로는 랜덤 공중합체), 및 이들을 불포화 카르복실산이나 그 유도체로 변성한 그라프트 중합체, 그리고 이들의 수소화물 등이다. 그 중에서도, 환상 올레핀으로서 노르보넨이나 다환 노르보넨계 모노머 등의 노르보넨계 모노머를 이용한 노르보넨계 수지가 바람직하게 이용된다.

셀룰로오스에스테르계 수지는, 셀룰로오스와 지방산과의 에스테르이다. 셀룰로오스에스테르계 수지의 구체예는, 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스디아세테이트, 셀룰로오스트리프로피오네이트, 셀룰로오스디프로피오네이트를 포함한다. 또한, 이들의 공중합물이나, 수산기의 일부가 다른 치환기로 수식된 것을 이용할 수도 있다. 이들 중에서도, 셀룰로오스트리아세테이트(트리아세틸셀룰로오스: TAC)가 특히 바람직하다.

폴리에스테르계 수지는 에스테르 결합을 갖는, 상기 셀룰로오스에스테르계 수지 이외의 수지로서, 다가 카르복실산 또는 그 유도체와 다가 알코올과의 중축합체로 이루어진 것이 일반적이다. 다가 카르복실산 또는 그 유도체로서는 디카르복실산 또는 그 유도체를 이용할 수 있고, 예컨대 테레프탈산, 이소프탈산, 디메틸테레프탈레이트, 나프탈렌디카르복실산디메틸 등을 들 수 있다. 다가 알코올로서는 디올을 이용할 수 있고, 예컨대 에틸렌글리콜, 프로판디올, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 시클로헥산디메탄올 등을 들 수 있다.

폴리에스테르계 수지의 구체예는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌나프탈레이트, 폴리시클로헥산디메틸테레프탈레이트, 폴리시클로헥산디메틸나프탈레이트를 포함한다.

폴리카보네이트계 수지는, 카르보네이트기를 통해 모노머 단위가 결합된 중합체로 이루어진다. 폴리카보네이트계 수지는, 폴리머 골격을 수식한 변성 폴리카보네이트라고 불리는 수지나, 공중합 폴리카보네이트 등이어도 좋다.

(메트)아크릴계 수지는, (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물을 주된 구성 모노머로 하는 수지이다. (메트)아크릴계 수지의 구체예는, 예컨대, 폴리메타크릴산메틸과 같은 폴리(메트)아크릴산에스테르; 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산 공중합체; 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산에스테르 공중합체; 메타크릴산메틸-아크릴산에스테르-(메트)아크릴산 공중합체; (메트)아크릴산메틸-스티렌 공중합체(MS 수지 등); 메타크릴산메틸과 지환족 탄화수소기를 갖는 화합물과의 공중합체(예컨대, 메타크릴산메틸-메타크릴산시클로헥실 공중합체, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산노르보르닐 공중합체 등)를 포함한다. 바람직하게는, 폴리(메트)아크릴산메틸과 같은 폴리(메트)아크릴산C_1-6알킬에스테르를 주성분으로 하는 중합체가 이용되며, 보다 바람직하게는, 메타크릴산메틸을 주성분(50∼100 중량%, 바람직하게는 70∼100 중량%)으로 하는 메타크릴산메틸계 수지가 이용된다.

제1 보호 필름(10)에 있어서의 편광 필름(5)과는 반대측의 표면에는, 하드코트층, 방현층, 반사 방지층, 대전 방지층, 방오층과 같은 표면 처리층(코팅층)을 형성할 수도 있다. 또한 제1 보호 필름(10)은, 활제, 가소제, 분산제, 열안정제, 자외선 흡수제, 적외선 흡수제, 대전 방지제, 산화 방지제와 같은 첨가제를 1종 또는 2종 이상 함유할 수 있다.

제1 보호 필름(10)의 두께는, 편광판의 박형화의 관점에서, 바람직하게는 90 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 50 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 30 ㎛ 이하이다. 제1 보호 필름(10)의 두께는, 강도 및 취급성의 관점에서, 통상 5 ㎛ 이상이다.

(4) 제1 접착제층

제1 접착제층(15)은, 편광 필름(5)의 한쪽 면에 제1 보호 필름(10)을 접착 고정하기 위한 층이다. 제1 접착제층(15)을 형성하는 접착제는, 자외선, 가시광, 전자선, X선과 같은 활성 에너지선의 조사에 의해 경화하는 경화성 화합물을 함유하는 활성 에너지선 경화성 접착제나, 폴리비닐알코올계 수지와 같은 접착제 성분을 물에 용해 또는 분산시킨 수계 접착제일 수 있다.

제1 접착제층(15)을 형성하는 활성 에너지선 경화성 접착제로서는, 양호한 접착성을 보이기 때문에, 양이온 중합성의 경화성 화합물 및/또는 라디칼 중합성의 경화성 화합물을 포함하는 활성 에너지선 경화성 접착제 조성물을 바람직하게 이용할 수 있다. 활성 에너지선 경화성 접착제는, 상기 경화성 화합물의 경화 반응을 개시하기 위한 양이온 중합 개시제 및/또는 라디칼 중합 개시제를 더 포함할 수 있다.

양이온 중합성의 경화성 화합물로서는, 예컨대, 에폭시계 화합물(분자 내에 1개 또는 2개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물)이나, 옥세탄계 화합물(분자 내에 1개 또는 2개 이상의 옥세탄 고리를 갖는 화합물), 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 라디칼 중합성의 경화성 화합물로서는, 예컨대, (메트)아크릴계 화합물(분자 내에 1개 또는 2개 이상의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 화합물)이나, 라디칼 중합성의 이중 결합을 갖는 그 밖의 비닐계 화합물, 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 양이온 중합성의 경화성 화합물과 라디칼 중합성의 경화성 화합물을 병용하여도 좋다.

활성 에너지선 경화성 접착제는, 필요에 따라, 양이온 중합 촉진제, 이온 트랩제, 산화 방지제, 연쇄 이동제, 점착 부여제, 열가소성 수지, 충전제, 유동 조정제, 가소제, 소포제, 대전 방지제, 레벨링제, 용제 등의 첨가제를 함유할 수 있다.

제1 접착제층(15)의 두께는, 통상 0.001∼5 ㎛ 정도이며, 바람직하게는 0.01∼3 ㎛이다.

(5) 제2 보호 필름

도 2에 도시된 양면 보호 필름 부착 편광판(2)이 갖는 제2 보호 필름(20)은, 제1 보호 필름(10)과 마찬가지로, 위에서 예시한 열가소성 수지로 이루어진 필름일 수 있고, 위상차 필름, 휘도 향상 필름과 같은 광학 기능을 겸비하는 보호 필름이어도 좋다. 제2 보호 필름(20)이 가질 수 있는 표면 처리층 및 필름의 두께 등에 대해서는, 제1 보호 필름(10)에 대해서 설명한 위의 기재가 인용된다. 제1 보호 필름(10)과 제2 보호 필름(20)은 서로 동종의 수지로 이루어진 보호 필름이어도 좋고, 이종의 수지로 이루어진 보호 필름이어도 좋다.

(6) 제2 접착제층

제2 접착제층(25)은, 편광 필름(5)의 다른 쪽 면에 제2 보호 필름(20)을 접착 고정하기 위한 층이다. 제2 접착제층(25)의 상세한 내용에 대해서는, 전술한 제1 접착제층(15)에 대한 기재가 인용된다. 제2 접착제층(25)을 형성하는 접착제는, 제1 접착제층(15)을 형성하는 접착제와 동일한 조성을 갖고 있어도 좋고 상이한 조성을 갖고 있어도 좋다.

(7) 점착제층

도 1에 도시된 일면 보호 필름 부착 편광판(1)에 있어서의 편광 필름(5) 상에, 또는 도 2에 도시된 양면 보호 필름 부착 편광판(2)에 있어서의 제1 보호 필름(10) 혹은 제2 보호 필름(20) 상에, 편광판을 다른 부재(예컨대 액정 표시 장치에 적용하는 경우에 있어서의 액정 셀)에 접합하기 위한 점착제층을 적층하여도 좋다. 점착제층을 형성하는 점착제는 통상 (메트)아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 실리콘계 수지 등을 베이스 폴리머로 하고, 거기에, 이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 아지리딘 화합물과 같은 가교제를 첨가한 점착제 조성물로 이루어진다. 또한, 미립자를 함유시켜 광산란성을 나타내는 점착제층으로 할 수도 있다. 점착제층의 두께는 통상 1∼40 ㎛이며, 바람직하게는 3∼25 ㎛이다.

(8) 그 밖의 광학층

본 발명에 따른 편광판은, 그 제1 및/또는 제2 보호 필름(10, 20)이나 편광 필름(5) 상에 적층되는 다른 광학층을 더 포함할 수 있다. 다른 광학층으로서는, 어떤 종류의 편광광을 투과하고, 그것과 반대의 성질을 나타내는 편광광을 반사하는 반사형 편광 필름; 표면에 요철 형상을 갖는 방현 기능 부착 필름; 표면 반사 방지 기능 부착 필름; 표면에 반사 기능을 갖는 반사 필름; 반사 기능과 투과 기능을 겸비하는 반투과 반사 필름; 시야각 보상 필름 등을 들 수 있다.

<폴리비닐알코올계 수지 필름, 편광 필름 및 편광판의 제조 방법>

본 발명의 폴리비닐알코올계 수지 필름, 편광 필름 및 편광판은, 도 3에 도시된 방법에 의해 적합하게 제조할 수 있다. 도 3에 도시된 제조 방법은, 하기 공정:

(1) 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 도공액(원료액)을 도공한 후, 건조시킴으로써 폴리비닐알코올계 수지 필름을 형성하여 적층 필름을 얻는 수지층 형성 공정 S10,

(2) 적층 필름을 연신하여 기재 필름 상에 연신된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 갖는 연신 필름을 얻는 연신 공정 S20,

(3) 연신 필름의 폴리비닐알코올계 수지 필름을 요오드로 염색하여 편광 필름(편광자층)을 형성함으로써 편광성 적층 필름을 얻는 염색 공정 S30,

(4) 편광성 적층 필름의 편광 필름 상에 보호 필름을 접합하여 접합 필름을 얻는 제1 접합 공정 S40,

(5) 접합 필름으로부터 기재 필름을 박리 제거하여 일면 보호 필름 부착 편광판을 얻는 박리 공정 S50

을 이 순서로 포함한다.

도 2에 도시된 양면 보호 필름 부착 편광판(2)을 제조하는 경우에는, 박리 공정 S50 후에,

(6) 일면 보호 필름 부착 편광판의 편광 필름면에 보호 필름을 접합하는 제2 접합 공정 S60

을 더 포함한다.

이하, 도 4∼도 7을 참조하면서 각 공정에 대해서 설명한다. 또한, 수지층 형성 공정 S10에 있어서, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 기재 필름의 양면에 형성하여도 좋지만, 이하에서는 주로 일면에 형성하는 경우에 대해서 설명한다.

(1) 수지층 형성 공정 S10

도 4를 참조해 보건대, 본 공정은, 기재 필름(30)의 적어도 한쪽 면에 폴리비닐알코올계 수지 필름(6)을 형성하여 적층 필름(100)을 얻는 공정이다. 이 폴리비닐알코올계 수지 필름(6)은, 연신 공정 S20을 거쳐 폴리비닐알코올계 수지 필름(6')이 되고, 또한 염색 공정 S30을 거쳐 편광 필름(5)이 되는 층이다. 폴리비닐알코올계 수지 필름(6)은, 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 도공액을 기재 필름(30)의 일면 또는 양면에 도공하고, 도공층을 건조시킴으로써 형성할 수 있다. 이러한 도공에 의해 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하는 방법은, 박막의 편광 필름(5)을 얻기 쉽다는 점에서 유리하다.

기재 필름(30)은 열가소성 수지로 구성할 수 있고, 그 중에서도 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 연신성 등이 우수한 열가소성 수지로 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 열가소성 수지의 구체예는, 예컨대, 쇄상 폴리올레핀계 수지, 환상 폴리올레핀계 수지(노르보넨계 수지 등)와 같은 폴리올레핀계 수지; 폴리에스테르계 수지; (메트)아크릴계 수지; 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스디아세테이트와 같은 셀룰로오스에스테르계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리비닐알코올계 수지; 폴리아세트산비닐계 수지; 폴리아릴레이트계 수지; 폴리스티렌계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 폴리술폰계 수지; 폴리아미드계 수지; 폴리이미드계 수지; 및 이들의 혼합물, 공중합물을 포함한다.

기재 필름(30)은, 1종 또는 2종 이상의 열가소성 수지로 이루어진 하나의 수지층으로 이루어진 단층 구조여도 좋고, 1종 또는 2종 이상의 열가소성 수지로 이루어진 수지층을 복수 적층한 다층 구조여도 좋다. 기재 필름(30)은, 후술하는 연신 공정 S20에서 적층 필름(100)을 연신할 때, 폴리비닐알코올계 수지층(6)을 연신하는 데 적합한 연신 온도에서 연신할 수 있는 수지로 구성되는 것이 바람직하다.

기재 필름(30)은, 첨가제를 함유할 수 있다. 첨가제의 구체예는, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 활제, 가소제, 이형제, 착색 방지제, 난연제, 핵제, 대전 방지제, 안료, 및 착색제를 포함한다.

기재 필름(30)의 두께는 통상, 강도나 취급성 등의 점에서 1∼500 ㎛이며, 바람직하게는 1∼300 ㎛, 보다 바람직하게는 5∼200 ㎛, 더욱 바람직하게는 5∼150 ㎛이다.

기재 필름(30)에 도공하는 도공액은, 바람직하게는 폴리비닐알코올계 수지의 분말을 양용매(예컨대 물)에 용해시켜 얻어지는 폴리비닐알코올계 수지 용액이다. 폴리비닐알코올계 수지의 상세한 내용은 전술한 바와 같다. 도공액은 필요에 따라, 가소제, 계면활성제 등의 첨가제를 함유하고 있어도 좋다.

상기 도공액을 기재 필름(30)에 도공하는 방법은, 와이어 바 코팅법; 리버스 코팅, 그라비아 코팅과 같은 롤 코팅법; 다이 코트법; 콤마 코트법; 립 코트법; 스핀 코팅법; 스크린 코팅법; 파운틴 코팅법; 디핑법; 스프레이법 등의 방법으로부터 적절하게 선택할 수 있다.

도공층(건조 전의 폴리비닐알코올계 수지층)의 건조 온도 및 건조 시간은 도공액에 포함되는 용매의 종류에 따라 설정된다. 건조 온도는, 예컨대 50∼200℃이며, 바람직하게는 60∼150℃이다. 용매가 물을 포함하는 경우, 건조 온도는 80℃ 이상인 것이 바람직하다.

폴리비닐알코올계 수지 필름(6)은, 기재 필름(30)의 한쪽 면에만 형성하여도 좋고, 양면에 형성하여도 좋다. 양면에 형성하면 편광성 적층 필름(300)(도 6 참조)의 제조시에 발생할 수 있는 필름의 컬을 억제할 수 있고, 1장의 편광성 적층 필름(300)으로부터 2장의 편광판을 얻을 수 있기 때문에, 편광판의 생산 효율의 면에서도 유리하다.

적층 필름(100)에 있어서의 폴리비닐알코올계 수지 필름(6)의 두께는, 바람직하게는 3∼30 ㎛이며, 보다 바람직하게는 5∼20 ㎛이다. 이 범위 내의 두께를 갖는 폴리비닐알코올계 수지층(6)이라면, 후술하는 연신 공정 S20 및 염색 공정 S30을 거쳐 요오드의 염색성이 양호하고 편광 성능이 우수하며, 또한 충분히 얇은(예컨대 두께 10 ㎛ 이하의) 편광 필름(5)을 얻을 수 있다

도공액의 도공에 앞서, 기재 필름(30)과 폴리비닐알코올계 수지 필름(6)과의 밀착성을 향상시키기 위해서, 적어도 폴리비닐알코올계 수지 필름(6)이 형성되는 쪽의 기재 필름(30)의 표면에, 코로나 처리, 플라즈마 처리, 프레임(화염) 처리 등을 행하여도 좋다. 또한, 동일한 이유로, 기재 필름(30) 상에 프라이머층 등을 통해 폴리비닐알코올계 수지 필름(6)을 형성하여도 좋다.

프라이머층은, 프라이머층 형성용 도공액을 기재 필름(30)의 표면에 도공한 후, 건조시킴으로써 형성할 수 있다. 이 도공액은, 기재 필름(30)과 폴리비닐알코올계 수지 필름(6) 양쪽에 어느 정도 강한 밀착력을 발휘하는 성분을 포함하고, 통상은, 이러한 밀착력을 부여하는 수지 성분과 용매를 포함한다. 수지 성분으로서는, 바람직하게는 투명성, 열안정성, 연신성 등이 우수한 열가소성 수지가 이용되며, 예컨대 (메트)아크릴계 수지, 폴리비닐알코올계 수지 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 양호한 밀착력을 부여하는 폴리비닐알코올계 수지가 바람직하게 이용된다. 보다 바람직하게는, 폴리비닐알코올 수지이다. 용매로서는 통상 상기 수지 성분을 용해할 수 있는 일반적인 유기 용매나 수계 용매가 이용되지만, 물을 용매로 하는 도공액으로 프라이머층을 형성하는 것이 바람직하다.

프라이머층의 강도를 높이기 위해서, 프라이머층 형성용 도공액에 가교제를 첨가하여도 좋다. 가교제의 구체예는, 에폭시계, 이소시아네이트계, 디알데히드계, 금속계(예컨대, 금속염, 금속산화물, 금속수산화물, 유기금속 화합물), 고분자계의 가교제를 포함한다. 프라이머층을 형성하는 수지 성분으로서 폴리비닐알코올계 수지를 사용하는 경우는, 폴리아미드에폭시 수지, 메틸올화멜라민 수지, 디알데히드계 가교제, 금속 킬레이트 화합물계 가교제 등이 적합하게 이용된다.

프라이머층의 두께는, 0.05∼1 ㎛ 정도인 것이 바람직하고, 0.1∼0.4 ㎛인 것이 보다 바람직하다. 0.05 ㎛보다 얇아지면, 기재 필름(30)과 폴리비닐알코올계 수지층(6)과의 밀착력 향상의 효과가 작고, 1 ㎛보다 두꺼워지면, 편광판의 박막화가 불리하다.

프라이머층 형성용 도공액을 기재 필름(30)에 도공하는 방법은, 폴리비닐알코올계 수지층 형성용의 도공액과 동일할 수 있다. 프라이머층 형성용 도공액으로 이루어진 도공층의 건조 온도는, 예컨대 50∼200℃이며, 바람직하게는 60∼150℃이다. 용매가 물을 포함하는 경우, 건조 온도는 80℃ 이상인 것이 바람직하다.

(2) 연신 공정 S20

도 5를 참조해 보건대, 본 공정은, 기재 필름(30) 및 폴리비닐알코올계 수지 필름(6)으로 이루어진 적층 필름(100)을 연신하고, 연신된 기재 필름(30') 상에, 연신된 폴리비닐알코올계 수지 필름(6')을 갖는 연신 필름(200)을 얻는 공정이다. 연신 처리는 통상 1축 연신이다.

적층 필름(100)의 연신 배율은, 원하는 편광 특성에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 바람직하게는, 적층 필름(100)의 원 길이에 대하여 1.1배∼17배이며, 보다 바람직하게는, 1.5배∼8배이다. 연신 배율이 17배를 초과하면, 연신시에 필름의 파단이 생기기 쉬워짐과 동시에, 연신 필름(200)의 두께가 필요 이상으로 얇아져서 후 공정에서의 가공성 및 취급성이 저하될 우려가 있다.

연신 처리는, 일단으로의 연신에 한정되지 않고 다단으로 행할 수도 있다. 이 경우, 다단계의 연신 처리 전부를 염색 공정 S30 전에 연속적으로 행하여도 좋고, 2번째 단계 이후의 연신 처리를 염색 공정 S30에 있어서의 염색 처리 및/또는 가교 처리와 함께 행하여도 좋다. 이와 같이 다단으로 연신 처리를 행하는 경우는, 연신 처리의 전체 단계를 합쳐서 4배 초과의 연신 배율이 되도록 연신 처리를 행하는 것이 바람직하다.

연신 처리는, 필름 길이 방향(필름 반송 방향)으로 연신하는 세로 연신일 수 있는 것 이외에, 필름 폭 방향으로 연신하는 가로 연신 또는 경사 연신 등이어도 좋다. 세로 연신 방식으로서는, 롤을 이용하여 연신하는 롤간 연신, 압축 연신, 척(클립)을 이용한 연신 등을 들 수 있고, 가로 연신 방식으로서는, 텐터법 등을 들 수 있다. 연신 처리는, 습윤식 연신 방법, 건식 연신 방법 중 어느 것이나 채용할 수 있지만, 건식 연신 방법을 이용하는 쪽이, 연신 온도를 넓은 범위에서 선택할 수 있다는 점에서 바람직하다.

연신 온도는, 폴리비닐알코올계 수지층(6) 및 기재 필름(30) 전체가 연신 가능할 정도로 유동성을 나타내는 온도 이상으로 설정되며, 바람직하게는 기재 필름(30)의 상전이 온도(융점 또는 유리 전이 온도)의 -30℃∼+30℃의 범위이고, 보다 바람직하게는 -30℃∼+5℃의 범위이고, 더욱 바람직하게는 -25℃∼+0℃의 범위이다. 기재 필름(30)이 복수의 수지층으로 이루어진 경우, 상기 상전이 온도는 상기 복수의 수지층이 나타내는 상전이 온도 중, 가장 높은 상전이 온도를 의미한다.

연신 온도를 상전이 온도의 -30℃보다 낮게 하면, 4배 초과의 고배율 연신이 달성되기 어렵거나, 또는, 기재 필름(30)의 유동성이 지나치게 낮아 연신 처리가 곤란해지는 경향이 있다. 연신 온도가 상전이 온도의 +30℃를 초과하면, 기재 필름(30)의 유동성이 지나치게 커서 연신이 곤란해지는 경향이 있다. 4배 초과의 고연신 배율을 보다 달성하기 쉽기 때문에, 연신 온도는 상기 범위 내이며, 더욱 바람직하게는 120℃ 이상이다.

연신 처리에 있어서의 적층 필름(100)의 가열 방법으로서는, 존 가열법(예컨대, 열풍을 송풍하여 정해진 온도로 조정한 가열로와 같은 연신 존 내에서 가열하는 방법); 롤을 이용하여 연신하는 경우에 있어서, 롤 자체를 가열하는 방법; 히터 가열법(적외선 히터, 할로겐 히터, 패널 히터 등을 적층 필름(100)의 상하에 설치하여 복사열로 가열하는 방법) 등이 있다. 롤간 연신 방식에 있어서는, 연신 온도의 균일성의 관점에서 존 가열법이 바람직하다.

또한, 연신 온도란, 존 가열법의 경우, 존 내(예컨대 가열로 내)의 분위기 온도를 의미하고, 히터 가열법에 있어서도 로 내에서 가열을 행하는 경우는 로 내의 분위기 온도를 의미한다. 또한, 롤 자체를 가열하는 방법의 경우는, 롤의 표면 온도를 의미한다.

연신 공정 S20에 앞서, 적층 필름(100)을 예열하는 예열 처리 공정을 마련하여도 좋다. 예열 방법으로서는, 연신 처리에 있어서의 가열 방법과 동일한 방법을 이용할 수 있다. 예열 온도는, 연신 온도의 -50℃∼±0℃의 범위인 것이 바람직하고, 연신 온도의 -40℃∼-10℃의 범위인 것이 보다 바람직하다.

또한, 연신 공정 S20에 있어서의 연신 처리 후에, 열 고정 처리 공정을 마련하여도 좋다. 열 고정 처리는, 연신 필름(200)의 단부를 클립에 의해 파지한 상태에서 긴장 상태로 유지하면서, 결정화 온도 이상으로 열처리를 행하는 처리이다. 이 열 고정 처리에 의해 연신된 폴리비닐알코올계 수지 필름(6')의 결정화가 촉진된다. 열 고정 처리의 온도는, 연신 온도의 -0℃∼-80℃의 범위인 것이 바람직하고, 연신 온도의 -0℃∼-50℃의 범위인 것이 보다 바람직하다.

(3) 염색 공정 S30

도 6을 참조해 보건대, 본 공정은, 연신 필름(200)의 폴리비닐알코올계 수지 필름(6')을 요오드로 염색하여 이것을 흡착 배향시켜, 편광 필름(5)으로 하는 공정이다. 본 공정을 거쳐 기재 필름(30')의 일면 또는 양면에 편광 필름(5)이 적층된 편광성 적층 필름(300)을 얻을 수 있다.

염색 공정은, 요오드를 함유하는 용액(염색 수용액)에 연신 필름(200) 전체를 침지함으로써 행할 수 있다. 염색 수용액으로서는, 요오드를 용매에 용해한 용액을 사용할 수 있다. 용매로서는, 일반적으로는 물이 사용되지만, 물과 상용성이 있는 유기 용매가 더 첨가되어도 좋다. 염색 수용액에 있어서의 요오드의 농도는, 바람직하게는 0.01∼10 중량%이며, 보다 바람직하게는 0.02∼7 중량%이다.

염색 효율을 향상시킬 수 있기 때문에, 염색 수용액에 요오드화물을 더 첨가하는 것이 바람직하다. 요오드화물로서는, 예컨대 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄 등을 들 수 있다. 염색 수용액에 있어서의 요오드화물의 농도는, 바람직하게는 0.01∼20 중량%이다. 요오드화물 중에서도 요오드화칼륨을 첨가하는 것이 바람직하다. 요오드화칼륨을 첨가하는 경우, 요오드와 요오드화칼륨의 비율은 중량비로, 바람직하게는 1:5∼1:100이며, 보다 바람직하게는 1:6∼1:80이다. 염색 수용액의 온도는, 바람직하게는 10∼60℃이며, 보다 바람직하게는 20∼40℃이다.

염색 공정 S30은, 염색 처리에 이어서 실시되는 가교 처리 공정을 포함할 수 있다. 가교 처리는, 가교제를 용매에 용해한 용액(가교 용액) 중에 염색된 필름을 침지함으로써 행할 수 있다. 가교제로서는, 예컨대, 붕산, 붕사와 같은 붕소 화합물, 글리옥살, 글루타르알데히드 등을 들 수 있다. 가교제는 1종만을 사용하여도 좋고 2종 이상을 병용하여도 좋다. 가교 용액의 용매로서는, 물을 사용할 수 있지만, 물과 상용성이 있는 유기 용매를 더 포함하여도 좋다. 가교 용액에 있어서의 가교제의 농도는, 바람직하게는 0.2∼20 중량%이며, 보다 바람직하게는 0.5∼10 중량%이다.

가교 용액은 요오드화물을 더 포함할 수 있다. 요오드화물의 첨가에 의해, 편광 필름(5)의 면내에서의 편광 성능을 보다 균일화시킬 수 있다. 요오드화물의 구체예는 상기와 동일하다. 가교 용액에 있어서의 요오드화물의 농도는, 바람직하게는 0.05∼15 중량%이고, 보다 바람직하게는 0.5∼8 중량%이다. 가교 용액의 온도는, 바람직하게는 1∼90℃이다.

또한, 가교 처리는, 가교제를 염색 수용액 중에 배합함으로써, 염색 처리와 동시에 행할 수도 있다. 또한, 조성이 상이한 2종 이상의 가교 용액을 이용하여, 가교 용액에 침지하는 처리를 2회 이상 행하여도 좋다.

염색 공정 S30 후, 후술하는 제1 접합 공정 S40 전에 세정 공정 및 건조 공정을 행하는 것이 바람직하다. 세정 공정은 통상, 수(水)세정 공정을 포함한다. 수세정 처리는, 이온 교환수, 증류수와 같은 순수에 염색 처리 후의 또는 가교 처리 후의 필름을 침지함으로써 행할 수 있다. 수세정 온도는, 통상 3∼50℃, 바람직하게는 4∼20℃이다. 세정 공정은, 수세정 공정과 요오드화물 용액에 의한 세정 공정의 조합이어도 좋다. 세정 공정 후에 행해지는 건조 공정으로서는, 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조 등의 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 예컨대 가열 건조의 경우, 건조 온도는 통상 20∼95℃이다.

(4) 제1 접합 공정 S40

도 7을 참조해 보건대, 본 공정은, 편광성 적층 필름(300)의 편광 필름(5) 상에, 즉, 편광 필름(5)의 기재 필름(30')측과는 반대측의 면에 접착제층을 통해 보호 필름을 접합함으로써 접합 필름(400)을 얻는 공정이다. 도 7에는 제1 접착제층(15)을 통해 제1 보호 필름(10)을 접합하는 예를 나타내고 있지만, 양면 보호 필름 부착 편광판(2)을 제조하는 경우에는, 제2 접착제층(25)을 통해 제2 보호 필름(20)을 접합하도록 하여도 좋다. 제1 접착제층(15)이나 제2 접착제층(25)을 형성하는 접착제에 대해서는 전술한 바와 같다.

또한, 편광성 적층 필름(300)이 기재 필름(30')의 양면에 편광 필름(5)을 갖는 경우는 통상, 양면의 편광 필름(5) 상에 각각 보호 필름이 접합된다. 이 경우, 이들의 보호 필름은 동종의 보호 필름이어도 좋고, 이종의 보호 필름이어도 좋다.

활성 에너지선 경화성 접착제를 이용하여, 제1 보호 필름(10)을 접합하는 경우를 예로, 보호 필름의 접합 접착 방법에 대해서 설명하면, 제1 접착제층(15)이 되는 활성 에너지선 경화성 접착제를 통해 제1 보호 필름(10)을 편광 필름(5) 상에 적층한 후, 자외선, 가시광, 전자선, X선과 같은 활성 에너지선을 조사하여 접착제층을 경화시킨다. 그 중에서도 자외선이 적합하며, 이 경우의 광원으로서는, 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙 라이트 램프, 마이크로웨이브 여기 수은등, 메탈 할라이드 램프 등을 이용할 수 있다.

편광 필름(5)에 보호 필름을 접합하는 데 있어서, 보호 필름 및/또는 편광 필름(5)의 접합면에는, 편광 필름(5)과의 접착성을 향상시키기 위해서, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 프레임(화염) 처리, 비누화 처리와 같은 표면 처리(접착 용이 처리)를 행할 수 있고, 그 중에서도, 플라즈마 처리, 코로나 처리 또는 비누화 처리를 행하는 것이 바람직하다.

(5) 박리 공정 S50

본 공정은, 접합 필름(400)으로부터 기재 필름(30')을 박리 제거하는 공정이다. 이 공정을 거쳐 도 1과 동일한 일면 보호 필름 부착 편광판을 얻을 수 있다. 편광성 적층 필름(300)이 기재 필름(30')의 양면에 편광 필름(5)을 가지며, 이들 양쪽의 편광 필름(5)에 보호 필름을 접합한 경우에는, 이 박리 공정 S50에 의해, 1장의 편광성 적층 필름(300)으로부터 2장의 일면 보호 필름 부착 편광판을 얻을 수 있다.

기재 필름(30')을 박리 제거하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 통상의 점착제 부착 편광판에서 행해지는 세퍼레이터(박리 필름)의 박리 공정과 동일한 방법으로 박리할 수 있다. 기재 필름(30')은, 제1 접합 공정 S40 후, 그 상태에서 바로 박리하여도 좋고, 제1 접합 공정 S40 후, 한 번 롤형으로 권취되고, 그 후의 공정에서 풀어내면서 박리하여도 좋다.

(6) 제2 접합 공정 S60

본 공정은, 일면 보호 필름 부착 편광판의 편광 필름(5) 상에, 즉 제1 접합 공정 S40에서 접합한 보호 필름과는 반대측의 면에, 보호 필름을 더 접합하여, 도 2에 도시된 구성의 양면 보호 필름 부착 편광판(2)을 얻는 공정이다. 제1 접합 공정 S40에서 제1 보호 필름(10)이 접합되는 경우에는, 본 공정에서 제2 보호 필름(20)이 접합되고, 제1 접합 공정 S40에서 제2 보호 필름(20)이 접합되는 경우에는, 본 공정에서 제1 보호 필름(10)이 접합된다. 제2 접착제층(25)을 통한 제2 보호 필름(20)의 접합은, 제1 보호 필름(10)의 접합과 동일하게 하여 행할 수 있다.

이상, 기재 필름 상에 도공한 폴리비닐알코올계 수지층으로 편광 필름을 형성하고, 계속해서 편광판을 제조하는 방법에 대해서 상세히 설명하였지만, 이것으로 제한되는 것은 아니며, 상기 (b)의 제막 방법에 의해 제막된 단체(단독) 필름으로 이루어진 편광 필름(5)에 제1 보호 필름(10), 또는 제1 및 제2 보호 필름(10, 20)을 접합하여 편광판을 제조하여도 좋다.

단체(단독) 필름으로 이루어진 폴리비닐알코올계 수지 필름(6') 및 편광 필름(5)은, 예컨대 용융 압출법, 용제 캐스트법과 같은 공지된 방법에 의해 폴리비닐알코올계 수지 필름을 제작하는 공정; 폴리비닐알코올계 수지 필름을 1축 연신하여 폴리비닐알코올계 수지 필름(6')을 얻는 공정; 폴리비닐알코올계 수지 필름을 요오드로 염색하고, 이것을 흡착시키는 공정; 요오드가 흡착된 연신된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정; 및, 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하여 편광 필름(5)을 얻는 공정에 의해 제조할 수 있다. 1축 연신은, 요오드의 염색 전에, 염색과 동시에, 또는 염색 후에 행할 수 있다. 1축 연신을 염색 후에 행하는 경우, 이 1축 연신은, 붕산 처리 전에 또는 붕산 처리 중에 행하여도 좋다. 또한, 이들 복수의 단계에서 1축 연신을 행하여도 좋다.

제1 및 제2 보호 필름(10, 20) 쌍방을 접합하여 양면 보호 필름 부착 편광판을 제조하는 경우에 있어서, 이들 보호 필름은, 접착제층을 통해 순차 접합되어도 좋고, 동시에 접합되어도 좋다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들의 예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

(1) 프라이머층 형성 공정

폴리비닐알코올 분말(니혼고세이카가쿠고교(주) 제조의 「Z-200」, 평균 중합도 1100, 비누화도 99.5 몰%)을 95℃의 열수에 용해하여, 농도 3 중량%의 폴리비닐알코올 수용액을 조제하였다. 얻어진 수용액에 가교제(타오카카가쿠고교(주) 제조의 「스미레즈레진 650」)를 폴리비닐알코올 분말 6 중량부에 대하여 5 중량부의 비율로 혼합하여, 프라이머층 형성용 도공액을 얻었다.

다음에, 기재 필름으로서 두께 90 ㎛의 미연신 폴리프로필렌(PP) 필름(융점: 163℃)을 준비하고, 그 일면에 코로나 처리를 행한 후, 그 코로나 처리면에 직경이 작은 그라비아 코터를 이용하여 상기 프라이머층 형성용 도공액을 도공하고, 80℃에서 10분간 건조시킴으로써, 두께 0.2 ㎛의 프라이머층을 형성하였다.

(2) 적층 필름의 제작(수지층 형성 공정)

4 중량% 수용액의 점도가 80 mPa·sec인 폴리비닐알코올계 수지 분말을 95℃의 열수에 용해하여, 농도 7.5 중량%의 폴리비닐알코올 수용액을 조제하고, 이것을 폴리비닐알코올계 수지층 형성용 도공액으로 하였다.

상기 (1)에서 제작한 프라이머층을 갖는 기재 필름의 프라이머층 표면에 다이 코터를 이용하여 상기 폴리비닐알코올계 수지층 형성용 도공액을 130 ㎛의 두께로 도공한 후, 70℃의 열풍을 송풍하면서 건조를 실시하였다. 건조시에는, 수분율을 적외선 다성분계(CHINO사 제조의 「IRMA-5162S」)로 모니터링하면서 풍속을 변화시켜, 함수율이 30 중량%인 시점에서의 건조 속도가 1.30 중량%/sec가 되도록 제어하였다. 그 후, 함수율 30 중량%에서 10 중량%까지의 건조 속도의 평균값이 1.35 중량%/sec가 되도록 제어하면서 건조를 계속하고, 함수율이 4.86 중량%가 될 때까지 건조를 행하였다. 건조 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름의 막두께는 9.2 ㎛였다. 이와 같이 하여, 기재 필름/프라이머층/폴리비닐알코올계 수지 필름으로 이루어진 적층 필름을 얻었다.

(3) 연신 필름의 제작(연신 공정)

상기 (2)에서 제작한 적층 필름에 대하여, 플로팅의 세로 1축 연신 장치를 이용하여(공중 연신), 공중 연신시의 최대 온도 150℃에서 5.3배의 자유단 1축 연신을 실시하고, 기재 필름 상에 연신된 폴리비닐알코올계 수지 필름이 설치된 연신 필름을 얻었다. 연신 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름의 두께는 5.1 ㎛였다.

(4) 편광성 적층 필름의 제작(염색 공정)

상기 (3)에서 제작한 연신 적층 필름을, 요오드와 요오드화칼륨을 포함하는 30℃의 염색 수용액(물 100 중량부당 요오드를 0.6 중량부, 요오드화칼륨을 10.0 중량부 포함함)에 180초 정도 침지하여 염색한 후, 10℃의 순수로 여분의 염색 수용액을 씻어내었다.

계속해서, 붕산을 포함하는 78℃의 제1 가교 수용액(물 100 중량부당 붕산을 10.4 중량부 포함함)에 120초간 침지하고, 계속해서, 붕산 및 요오드화칼륨을 포함하는 70℃의 제2 가교 수용액(물 100 중량부당 붕산을 5.0 중량부, 요오드화칼륨을 12.0 중량부 포함함)에 60초간 침지하고, 또한 10℃의 순수에 약 10초간 침지하여 가교 처리를 행하였다. 그 후 즉시 에어블로워를 이용하여 양면에 부착된 액체를 제거하고, 편광 필름을 포함하는 편광성 적층 필름을 얻었다.

(5) 일면 보호 필름 부착 편광판의 제작(제1 접합 공정, 박리 공정)

상기 (4)에서 제작한 편광성 적층 필름의 편광 필름 상에, 자외선 경화성 접착제(ADEKA(주) 제조의 「KR-75T」)로 이루어진 접착제층을 통해 접합면에 코로나 처리를 행한 보호 필름[환상 시클로올레핀으로 이루어진 보호 필름(니폰제온(주) 제조의 「ZF14」)]을 접합하였다. 계속해서, 고압 수은 램프를 이용하여 자외선을 조사함으로써 접착제층을 경화시키고, 보호 필름/접착제층/편광 필름/기재 필름의 층 구성으로 이루어진 접합 필름을 얻었다(제1 접합 공정). 그 후, 얻어진 접합 필름으로부터 기재 필름을 박리 제거하고, 일면 보호 필름 부착 편광판을 얻었다(박리 공정).

(6) 양면 보호 필름 부착 편광판의 제작(제2 접합 공정)

상기 (5)에서 제작한 일면 보호 필름 부착 편광판의 기재 필름을 박리한 편광 필름의 면에도 접합면에 코로나 처리를 행한 보호 필름[환상 시클로올레핀으로 이루어진 보호 필름(니폰제온(주) 제조의 「ZF14」)]을 접합하고, 양면 보호 필름 부착 편광판을 얻었다(제2 접합 공정).

<실시예 2∼7, 비교예 1∼5>

실시예 2∼7 및 비교예 1∼5는 상기 (2)의 공정에서 이용한 폴리비닐알코올계 수지 분말의 4 중량% 수용액의 점도가 표 1에 나타내는 값이고, 또한, 상기 (2)의 공정에서의 건조 속도를 적절하게 조정함으로써 폴리비닐알코올계 수지 필름의 결정 장주기를 표 1에 나타내는 값이 되도록 한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리비닐알코올계 수지 필름, 편광 필름, 양면 보호 필름 부착 편광판을 얻었다.

[폴리비닐알코올계 수지 필름의 결정 장주기의 측정]

상기 (2)에서 얻어진 폴리비닐알코올계 수지 필름의 결정 장주기 L을 투과법의 X선 소각 산란 측정에 의해 구하였다. 소각 산란 X선 해석 장치(Bruker AXS사 제조의 "NANO-STAR")를 이용하여, 선원에 Cu-Kα(파장 0.154 nm)를 이용하였다. 카메라 길이를 1060 ㎚로 조정하고, 검출기에는 2차원의 PSPC(위치 민감형 비례 계수관 검출기)를 이용하였다. 측정은 실온, 진공 분위기 하에서 행하고, 노광 시간을 30분으로 하였다. 우선 처음에 샘플을 설치하지 않고 백그라운드 측정을 행하고, 얻어진 2차원의 산란 데이터를 전체 둘레 방향으로 적분하여, 1차원 프로파일을 얻었다. 다음에, 적층 필름으로부터 기재 필름을 박리하여 얻어진 폴리비닐알코올계 수지 필름 64장을 세로 방향을 가지런히 하여 겹쳐 평가용 샘플로 하였다. 평가용 샘플의 측정 후에도 동일하게 전체 둘레 방향으로 적분하여 1차원 프로파일을 얻었다. 백그라운드 측정시의 투과 광강도와 평가용 샘플 측정시의 투과 광강도로부터 평가용 샘플의 투과율을 산출하고, 이것을 고려한 후에, 평가용 샘플의 1차원 프로파일로부터, 백그라운드의 1차원 프로파일을 차감하여 평가용 샘플의 1차원 산란 프로파일로 하였다. 회절각(2θ)으로 약 1.1도 부근에 주기 구조에 기인하는 피크가 보여, 이것을 브래그의 식에 의해 주기 길이로 환산하였다. 이러한 주기 길이를 폴리비닐알코올계 수지의 결정 장주기 L로 하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[편광 필름의 피어싱 강도의 측정]

상기 (4)에서 얻어진 편광성 적층 필름으로부터 기재 필름을 박리하고, 편광 필름을 추출하여 평가용 샘플을 얻었다. 우선, 평가용 샘플의 편광 필름의 두께를 접촉식 막두께계(니콘(주) 제조의 상품명 "DIGIMICRO MH-15M")로 측정하였다. 그 후, 선단 직경 1 ㎜φ, 0.5 R의 니들을 장착한 카토테크(주) 제조의 핸디 압축 시험기 "KES-G5 니들 관통력 측정 사양"을 사용하고, 온도 23±3℃의 환경 하에, 피어싱 속도 0.33 cm/초의 측정 조건 하에서 편광 필름에 대하여 피어싱을 행하여, 편광 필름을 관통했을 때의 니들에 가해진 힘을 측정하였다. 이 측정을 평가 샘플 12장에 대하여 행하고, 그 평균값을 그 샘플의 측정값으로 하였다. 이러한 측정값을 편광 필름의 두께로 나눔으로써 단위 두께 당 피어싱 강도를 산출하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[편광판의 히트 쇼크 시험]

상기 (6)에서 얻어진 양면 보호 필름 부착 편광판의 제2 접합 공정으로 접합한 보호 필름의 표면에 코로나 처리를 행한 후, 아크릴계 점착제(린텍(주) 제조의 「P-3132」)를 접합하였다. 얻어진 점착제층 부착 편광판을, 대각 5인치 사이즈의 편광판 칩으로 재단하고, 이 편광판 칩에 대해서, 그 점착제층을 이용하여 유리에 접합하고, 평가용 샘플을 얻었다. 그 후, (주)에스펙 제조의 냉열 충격 시험기(TSA-301 L-W)로써, 저온측 -40℃에서 30분간 유지한 후, 고온측 85℃에서 30분간 유지하는 것을 1 사이클로 하고, 이것을 150 사이클 행하는 히트 쇼크 시험을 행하였다. 히트 쇼크 시험 중, 상온에 노출시키지 않았다.

평가용 샘플 50장에 대해서, 각각 150 사이클의 히트 쇼크 시험을 행하여, 평가용 샘플 50장 중, 편광 필름에 크랙형의 외관 결함의 발생을 육안으로 확인한 장수를 표 1의 「히트 쇼크 시험」 란에 나타내었다. 예컨대, 실시예 1의 "0/50"은, 평가 샘플 50장 중, 크랙형의 외관 결함의 발생을 육안으로 확인할 수 있었던 장수는, 0장이었던 것을 의미한다.

[편광판을 구성하는 편광 필름의 장주기의 측정]

상기 (6)에서 얻어진 양면 보호 필름 부착 편광판으로부터, 시클로헥산을 이용하여 2장의 보호 필름을 용해 제거하여 편광 필름을 단리하였다. 얻어진 편광 필름 64장을 흡수축 방향(세로 방향)을 가지런히 하여 겹쳐 평가용 샘플로 하였다. 이러한 평가용 샘플에 대해서, 전술한 폴리비닐알코올계 수지 필름의 결정 장주기의 측정과 동일한 방법으로, X선 소각 산란 측정으로 측정을 실시하였다. 단, 노광 시간은 60분으로 하였다. 얻어진 2차원의 산란 패턴은, 흡수축 방향으로부터 20도 기운 위치에 주기 길이 피크가 검출되었다. 흡수축 방향의 1차원 산란 프로파일을 얻기 위해서, 흡수축 방향 ±5도의 범위의 산란을 적분하여 프로파일을 얻었다. 또한, 백그라운드의 보정을 실시하기 위해서, 평가용 샘플을 설치하지 않은 상태에서의 측정도 실시하여, 동일한 각도 범위를 적분하여 흡수축 방향의 프로파일을 얻었다. 이들을 투과율을 고려하여 차감하여, 평가용 샘플의 흡수축 방향의 1차원 프로파일을 얻었다. 이러한 프로파일에 기초하여, 브래그의 식에 의해 주기 길이로 환산하였다. 이러한 주기 길이를, 편광 필름의 흡수축 방향의 장주기 L'로 하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

마찬가지로, 주기 길이 방향(흡수축 방향으로부터 20도 기운 방향)에 대해서도 1차원 프로파일을 얻기 위해서, 주기 길이의 중심 방향으로부터 ±5도의 범위를 적분하고, 동일하게 주기 길이 방향의 프로파일을 얻었다. 이러한 프로파일에 기초하여, 브래그의 식에 의해 주기 길이로 환산하였다. 이러한 주기 길이를, 편광 필름의 주기 길이 방향의 장주기로 하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[편광판을 구성하는 편광 필름의 4 중량% 수용액의 점도의 측정]

상기 (6)에서 얻어진 양면 보호 필름 부착 편광판으로부터, 시클로헥산을 이용하여 2장의 보호 필름을 용해 제거하여 편광 필름을 단리하였다. 단리한 편광 필름을 80℃ 90% RH로 조습(調濕)한 오븐 내에 현수하여, 7일간 정도 습열 처리하였다. 이에 따라 요오드 및 붕산이 제거되어 투명한 필름을 얻을 수 있었다. 얻어진 투명한 필름을 용해하여 4 중량% 수용액을 조정하고, 그 점도 P'를 측정하였다. 점도 P'의 측정 방법은 전술한 바와 같다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[고찰]

도 8은 실시예 1∼7(피어싱 강도가 5.0 g/㎛ 이상이며, 히트 쇼크 시험으로 편광 필름의 외관 결함이 관찰되지 않은 시험예) 및 비교예 1∼5(피어싱 강도가 5.0 g/ ㎛ 미만이고, 히트 쇼크 시험으로 외관 결함이 관찰된 시험예)의 폴리비닐알코올계 수지 필름에 대해서, 점도 P를 횡축으로 하고, 결정 장주기 L을 종축으로 하여 플롯한 그래프를 나타낸다. 도 8에 있어서, 실시예 1∼7은 「○」로 플롯하고, 비교예 1∼5는 「×」로 플롯하였다. 도 8로부터, L ＝ 6.7909 × ln(P) － 17.337의 곡선이 실시예 및 비교예의 경계선으로서 적절하다는 것을 확인할 수 있다.

도 9는 실시예 1∼7 및 비교예 1∼5의 편광판으로부터 단리된 편광 필름에 대해서, 점도 P'를 횡축으로 하고, 흡수축 방향의 장주기 L'를 종축으로 플롯한 그래프를 나타낸다. 도 9에 있어서, 실시예 1∼7은 「○」로 플롯하고, 비교예 1∼5는 「×」로 플롯하였다. 도 9로부터, L' ＝ 14.3 × ln(P') － 43.9의 곡선이 실시예 및 비교예의 경계선으로서 적절하다는 것을 확인할 수 있다.

Claims (10)

1. 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 용액을 이용하여 제막함으로써 얻어지는 폴리비닐알코올계 수지 필름의 제조 방법으로서,
   상기 폴리비닐알코올계 수지의 4 중량% 수용액의 점도 P(mPa·s)와 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름의 진공 분위기 하에 측정한 결정 장주기 L(㎚)이 하기 수학식 (1)의 관계를 만족하도록 제막하는 공정을 포함하는, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 제조 방법:
   L < 6.7909 × ln(P) - 17.337 ···(1)
2. 제1항에 있어서, 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름의 두께가 30 ㎛ 이하인, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 제조 방법.
3. 제1항에 기재된 제조 방법에 의해 폴리비닐알코올계 수지 필름을 얻는 공정,
   상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 연신하는 공정 및 염색하는 공정
   을 포함하는, 편광 필름의 제조 방법.
4. 제3항에 있어서, 단위 두께 당 피어싱 강도가 5.0 g/㎛ 이상인, 편광 필름의 제조 방법.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 편광 필름의 두께가 10 ㎛ 이하인, 편광 필름의 제조 방법.
6. 4 중량% 수용액의 점도 P'(mPa·s)와 진공 분위기 하에 측정한 흡수축 방향의 장주기 L'(㎚)가 하기 수학식 (2)의 관계를 만족하는 편광 필름:
   L' < 14.3 × ln(P') - 43.9 ···(2)
7. 제6항에 있어서, 단위 두께 당 피어싱 강도가 5.0 g/㎛ 이상인 편광 필름.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 편광 필름의 두께가 10 ㎛ 이하인 편광 필름.
9. 편광 필름과 상기 편광 필름의 적어도 한쪽 면 위에 적층되는 보호 필름을 포함하는 편광판으로서,
   상기 편광판으로부터 단리된 상기 편광 필름의 4 중량% 수용액의 점도 P'(mPa·s)와 상기 편광판으로부터 단리된 상기 편광 필름의 진공 분위기 하에 측정한 흡수축 방향의 장주기 L'(㎚)가 하기 수학식 (2)의 관계를 만족하는 편광판:
   L' < 14.3 × ln(P') - 43.9 ···(2)
10. 제9항에 있어서, 상기 편광 필름의 두께가 10 ㎛ 이하인 편광판.

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