KR101947852B1 - 편광성 적층 필름 및 적층 필름 - Google Patents

Abstract

기재 필름의 적어도 한쪽 면에 편광자층을 구비하고, 기재 필름이, 서로 상이한 상전이온도를 나타내는 수지로 구성되는 2종 이상의 수지층의 적층 구조로 이루어지며, 그 중 가장 높은 상전이온도를 나타내는 수지로 구성되는 수지층을 A, 가장 낮은 상전이온도를 나타내는 수지로 구성되는 수지층을 B로 할 때, 이들을, A/B/A, 또는, B/A/B의 순으로 포함하는 편광성 적층 필름이 제공된다. 수지층 A는, 면내의 어느 한 방향으로 배향된 상태에 있고, 수지층 B는 면내에 있어서 실질적으로 무배향의 상태에 있다.

Description

편광성 적층 필름 및 적층 필름{POLARIZING LAMINATED FILM AND LAMINATED FILM}

본 발명은, 기재 필름 상에 편광자층이 적층된 편광성 적층 필름 및 그 제조중간물로서 적합한 적층 필름에 관한 것이다.

편광판은, 액정 표시 장치에 있어서의 편광의 공급 소자로서, 또한, 편광의 검출 소자로서 널리 이용되고 있다. 이러한 편광판으로서, 종래부터, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 편광 필름의 한면 또는 양면에 트리아세틸셀룰로오스 등으로 이루어진 보호 필름을 접착시킨 것이 사용되고 있지만, 최근, 액정 표시 장치의 노트형 퍼스널 컴퓨터나 휴대전화 등 모바일 기기에의 전개, 나아가서는 대형 텔레비전에의 전개 등에 따라 편광판의 박형 경량화가 요구되고 있다.

예컨대 일본 특허 공개 제2000-338329호 공보(특허문헌 1), 일본 특허 공개 제2009-093074호 공보(특허문헌 2), 일본 특허 공개 제2009-098653호 공보(특허문헌 3) 및 일본 특허 공개 제2003-043257호 공보(특허문헌 4)에는, 박형의 편광판을 제조하는 방법으로서, 단일 수지층으로 구성되는 기재 필름의 한쪽 면에 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 수지층을 형성한 후, 연신하여 얻어지는 연신 필름을 편광판의 제조에 사용하는 방법이 개시되어 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2000-338329호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제2009-093074호 공보 특허문헌 3 : 일본 특허 공개 제2009-098653호 공보 특허문헌 4 : 일본 특허 공개 제2003-043257호 공보

편광판은 일반적으로, 그 한면에 점착제층을 형성하여 점착제층이 있는 편광판으로 하고, 이 점착제층을 통해 액정 셀에 접합함으로써 액정 표시 장치 등에 삽입된다. 이러한 액정 셀에의 편광판의 접합 공정에서는, 접합된 편광판의 접합 상태에 어떠한 문제점이 있었을 경우에, 액정셀을 회수하여, 재차의 접합 공정에 이용하기 위해서, 액정 셀로부터 편광판을 점착제층마다 박리하는 이른바 리워크 공정을 실시하는 경우가 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 연신 필름으로부터 제작한 종래의 편광판은, 리워크 공정에 있어서 액정 셀로부터 편광판을 박리할 때, 편광판이 연신 필름의 연신 방향으로 인열되어 버려 용이하게 박리할 수 없다고 하는 문제가 있었다. 또한, 연신 방향으로 매우 인열되기 쉽기 때문에, 상기 리워크 공정에 한정되지 않고, 취급이 어렵다고 하는 문제도 있었다.

그래서 본 발명은, 기재 필름 상에 편광자층을 구비하는, 그 자체 편광판으로서 사용 가능한 편광성 적층 필름으로서, 상기 리워크 공정 등의 취급시에 있어서 인열에 대하여 높은 내성을 갖는(내인열성이 우수한) 편광성 적층 필름 및 그 제조 중간물로서 적합한 적층 필름의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 이하의 것을 포함한다.

[1] 기재 필름과, 상기 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 적층되는 편광자층을 구비하는 편광성 적층 필름으로서,

상기 기재 필름은, 서로 상이한 상전이온도(여기서, 상전이온도란, 수지층을 구성하는 수지가 비결정성 수지인 경우에는 유리전이온도 Tg를 의미하며, 결정성 수지인 경우에는 융점 Tm을 의미함)를 나타내는 수지로 구성되는 2종 이상의 수지층의 적층 구조로 이루어지고,

상기 기재 필름은, 상기 2종 이상의 수지층 중 가장 높은 상전이온도를 나타내는 수지로 구성되는 수지층을 A, 가장 낮은 상전이온도를 나타내는 수지로 구성되는 수지층을 B로 할 때, 이들을, A/B/A, 또는, B/A/B의 순으로 포함하며,

상기 수지층 A는 면내의 어느 한 방향으로 배향되어 있고, 또한, 상기 수지층 B는 면내에 있어서 실질적으로 무배향인 편광성 적층 필름.

[2] 상기 수지층 A를 구성하는 수지의 상전이온도와, 상기 수지층 B를 구성하는 수지의 상전이온도의 차가 10℃ 이상인 [1]에 기재된 편광성 적층 필름.

[3] 상기 수지층 A 및 B가 서로 융점이 상이한 쇄상 폴리올레핀계 수지로 이루어진 [1] 또는 [2]에 기재된 편광성 적층 필름.

[4] 상기 편광자층이, 폴리비닐알코올계 수지층에 이색성 색소가 흡착 배향된 것인 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 편광성 적층 필름.

[5] 상기 편광자층의 두께가 10 ㎛ 이하인 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 편광성 적층 필름.

[6] 상기 편광자층의 흡수축과 상기 수지층 A의 배향축이 평행한 [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 편광성 적층 필름.

[7] 적어도 한쪽 편광자층 상에 적층되는 투명 보호층을 더 구비하는 [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 기재된 편광성 적층 필름.

[8] 기재 필름과, 상기 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 적층되는 연신된 폴리비닐알코올계 수지층을 구비하는 적층 필름으로서,

상기 기재 필름은, 서로 상이한 상전이온도(여기서, 상전이온도란, 수지층을 구성하는 수지가 비결정성 수지인 경우에는 유리전이온도를 의미하며, 결정성 수지인 경우에는 융점을 의미함)를 나타내는 수지로 구성되는 2종 이상의 수지층의 적층 구조로 이루어지고,

상기 기재 필름은, 상기 2종 이상의 수지층 중 가장 높은 상전이온도를 나타내는 수지로 구성되는 수지층을 A, 가장 낮은 상전이온도를 나타내는 수지로 구성되는 수지층을 B로 할 때, 이들을, A/B/A, 또는, B/A/B의 순으로 포함하며,

상기 수지층 A는 면내의 어느 한 방향으로 배향되어 있고, 또한, 상기 수지층 B는 면내에 있어서 실질적으로 무배향인 적층 필름.

[9] 상기 수지층 A를 구성하는 수지의 상전이온도와, 상기 수지층 B를 구성하는 수지의 상전이온도의 차가 10℃ 이상인 [8]에 기재된 적층 필름.

[10] 상기 수지층 A 및 B가, 서로 융점이 상이한 쇄상 폴리올레핀계 수지로 이루어진 [8] 또는 [9]에 기재된 적층 필름.

[11] 상기 폴리비닐알코올계 수지층의 두께가 10 ㎛ 이하인 [8] 내지 [10] 중 어느 하나에 기재된 적층 필름.

[12] 상기 폴리비닐알코올계 수지층의 배향축과 상기 수지층 A의 배향축이 평행한 [8] 내지 [11] 중 어느 하나에 기재된 적층 필름.

본 발명에 따르면, 박형이면서, 리워크 공정 등의 취급시에 있어서의 내인열성이 우수한 편광성 적층 필름이 제공된다. 본 발명의 편광성 적층 필름은, 양호한 편광 성능을 갖기 때문에, 그 자체 편광판으로서 사용할 수 있거나 혹은 투명 보호층을 갖는 편광판의 제조 중간물로서 이용할 수도 있다. 본 발명의 편광성 적층 필름에 따르면, 박형이며 내구성이 높은 편광판이나 액정 표시 장치 등의 화상 표시 장치를 수율 좋게, 또한 안정되게 제조할 수 있다. 본 발명의 편광성 적층 필름을 이용한 액정 표시 장치는, 높은 콘트라스트비를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따르면, 박형이면서, 내인열성이 우수한 적층 필름이 제공된다. 본 발명의 적층 필름은, 이것에 편광 성능을 부여하기 위한 처리를 행하는 각 공정에 있어서 쉽게 인열되지 않기 때문에, 상기 편광성 적층 필름의 제조 중간물로서 매우 적합하다. 본 발명의 적층 필름에 따르면, 내인열성이 우수한 박형의 편광성 적층 필름을 수율 좋게, 또한 안정되게 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 편광성 적층 필름의 바람직한 일례를 나타낸 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 편광성 적층 필름의 다른 바람직한 일례를 나타낸 개략 단면도이다.
도 3은 기재 필름을 구성하는 수지층의 배향 상태를 측정하기 위해서 제작되는 시료를 나타낸 모식도이다.
도 4는 도 3에 도시된 시료를 이용하여, 기재 필름을 구성하는 수지층의 배향 상태를 측정하는 모습을 나타낸 모식도이다.
도 5는 본 발명에 따른 편광성 적층 필름의 다른 바람직한 일례를 나타낸 개략 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 편광성 적층 필름의 다른 바람직한 일례를 나타낸 개략 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 적층 필름의 바람직한 일례를 나타낸 개략 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 적층 필름의 다른 바람직한 일례를 나타낸 개략 단면도이다.
도 9는 실시예 3의 시료를, 그 길이 방향(연신 방향)이 편광자의 투과축에 대하여 45°의 각도를 이루는 방위로 배치했을 때의 편광 현미경 사진이다.
도 10은 실시예 3의 편광성 적층 필름의 리워크성 평가 시험 결과를 나타낸 사진이다.
도 11은 비교예 3의 편광성 적층 필름의 리워크성 평가 시험 결과를 나타낸 사진이다.

<편광성 적층 필름>

본 발명의 편광성 적층 필름은, 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 적층되는 편광자층을 구비하고 있고, 기재 필름이 서로 상이한 상전이온도를 나타내는 수지로 구성되는 2종 이상의 수지층의 적층 구조로 구성된 것이다. 2종 이상의 수지층 중 가장 높은 상전이온도를 나타내는 수지로 구성되는 수지층을 A(이하, 수지층 A라고도 함), 가장 낮은 상전이온도를 나타내는 수지로 구성되는 수지층을 B(이하, 수지층 B라고도 함)로 할 때, 기재 필름은, 이들 수지층을 A/B/A, 또는, B/A/B의 순으로 포함한다.

본 발명의 편광성 적층 필름에 있어서, 상전이온도가 상이한 2종 이상의 수지층 중, 가장 높은 상전이온도를 나타내는 수지로 구성되는 수지층 A는, 수지층 면내의 어느 한 방향으로 배향된 상태에 있고, 가장 낮은 상전이온도를 나타내는 수지로 구성되는 수지층 B는, 수지층 면내에 있어서 실질적으로 무배향의 상태에 있다.

본 발명에 따른 편광성 적층 필름의 바람직한 예를 도 1 및 도 2에 개략 단면도로 나타낸다. 도 1 및 도 2에 도시된 편광성 적층 필름(10, 10')은 모두 기재 필름(20, 20')과, 이 기재 필름(20, 20')의 한쪽 면에 적층되는 편광자층(30, 30')으로 이루어지는 것이다. 도 1에 도시된 편광성 적층 필름(10)의 기재 필름(20)은, 가장 높은 상전이온도를 나타내는 수지로 구성되는 수지층 A와, 가장 낮은 상전이온도를 나타내는 수지로 구성되는 수지층 B를 포함하여 이루어지고, 보다 구체적으로는, 수지층 A/수지층 B/수지층 A의 순으로 3층의 수지층을 적층한 적층 구조를 갖는다. 편광자층(30)은, 수지층 A 상에 적층되어 있다.

한편, 도 2에 도시된 편광성 적층 필름(10')의 기재 필름(20')은, 수지층 B/수지층 A/수지층 B의 순으로 3층의 수지층을 적층한 구조를 갖는다. 편광자층(30')은, 수지층 B 상에 적층되어 있다.

여기서 「상전이온도」란, 수지층을 구성하는 수지가 비결정성 수지인 경우에는 유리전이온도 Tg를 의미하고, 결정성 수지인 경우에는 융점(결정 융점) Tm을 의미하며, 모두 JIS K 7121에 준거하여 측정된다.

또한, 수지층이 「수지층 면내의 어느 한 방향으로 배향된 상태에 있다」, 「수지층 면내에 있어서 실질적으로 무배향의 상태에 있다」란 다음과 같이 정의된다.

우선, 도 3에 도시된 바와 같이, 편광성 적층 필름으로부터 기재 필름을 박리한 후, -90℃로 냉각시키고, 냉각된 기재 필름을, 냉동 절편기(cryo-microtome)를 이용하여 2회 절단함으로써, 폭 3 ㎛(길이 1∼2 ㎜ 정도, 두께는 기재 필름의 두께)의 기재 필름편을 잘라내어, 이것을 시료로 한다[도 3의 (a)]. 도 3의 (b)에 시료를 확대하여 도시한 사시도를 나타낸다. 이 때, 시료는, 도 4에 도시된 바와 같이, 기재 필름을 구성하는 수지층 A의 배향 방향과 시료의 길이 방향이 평행해지도록 기재 필름으로부터 잘라내어진다. 또한, 도 3 및 후술하는 도 4는, 기재 필름이 도 1과 같이, 수지층 A/수지층 B/수지층 A의 3층의 수지층으로 구성되어 있는 경우를 예를 들어 나타내고 있다.

기재 필름을 구성하는 수지층 A의 배향 방향은, 예컨대, 후술하는 「미연신 필름」의 연신에 의해 본 발명에 따른 「적층 필름」을 제작하고, 이것을 이용하여 편광성 적층 필름을 제작한 경우에는, 상기 미연신 필름의 연신 방향이다.

기재 필름을 구성하는 수지층 A의 배향 방향이 불명확한 경우에는, 시료를 잘라내기 전에, 시판되고 있는 위상차 측정기[예컨대, 오우지케이소쿠키키(주) 제조 「KOBRA-WPR」, 오오츠카덴시(주) 제조 「RETS」 등]를 이용하여 배향 방향을 확인해 두거나 혹은 다음과 같이 하여 배향 방향을 확인해 둔다.

즉, 우선, 투과축이 서로 직교하도록 배치된 편광 현미경의 편광자와 검광자 사이에, 면내에 위상차를 가지며, 또한 그 지상축 방향(배향 방향)이 기지인 위상차 필름을, 그 면이 편광자 및 검광자의 면에 대하여 평행해지도록 배치한다. 이 때, 위상차 필름은, 그 배향 방향이 편광자의 투과축에 대하여 45°(또는 135°)의 방위각을 이루도록 배치된다. 이 상태에서는, 편광자측으로서, 위상차 필름 면에 수직인 방향으로부터 광원을 이용하여 빛을 조사하고, 검광자측으로의 투과상의 밝기를 편광 현미경으로 관찰하면, 위상차 필름을 다른 방위각으로 배치했을 때보다도 밝게 관찰된다.

이어서, 배향 방향이 불명확한 기재 필름을 편광 현미경의 편광자와 위상차 필름 사이에 배치하고, 편광 현미경의 광축과 평행한 축을 중심으로 하여 기재 필름을 회전시킨다. 기재 필름을 회전시키면서, 검광자측으로의 투과상의 밝기를 편광 현미경으로 관찰하면, 기재 필름의 배향 방향과 위상차 필름의 배향 방향이 평행해질 때, 기재 필름의 위상차와 위상차 필름의 위상차가 중첩되는 결과, 기재 필름을 개재시키지 않을 때보다도, 더욱 밝게 관찰된다. 따라서 이 경우, 기재 필름을 구성하는 수지층 A의 배향 방향은, 위상차 필름의 배향 방향과 평행한 방향이다(한편, 기재 필름의 배향 방향과 위상차 필름의 배향 방향이 직교하는 경우에는, 기재 필름을 개재시키지 않을 때보다도, 더욱 어둡게 관찰되기 때문에, 이 관찰 결과로부터 수지층 A의 배향 방향을 확인하여도 좋음).

다음에, 도 4에 도시된 바와 같이, 투과축이 서로 직교하도록 배치된 편광 현미경의 편광자와 검광자 사이에, 시료에 있어서의 대향하는 2개의 수지층 적층 단면이 각각 편광자, 검광자에 대향하도록[이 때, 시료의 폭 3 ㎛의 변은 편광 현미경의 광축 방향(빛의 진행 방향)과 평행함] 시료를 편광자 및 검광자에 대하여 평행하게 배치하고, 편광자측으로서, 시료의 수지층 적층 단면에 수직인 방향으로부터 광원을 이용하여 빛을 조사하고, 당해 크로스 니콜 하에서의 검광자측으로의 각 수지층의 투과상의 밝기를 편광 현미경으로 관찰한다. 이 관찰은, 검광자측으로서, 시료의 수지층 적층 단면에 수직인 방향(편광 현미경의 광축과 평행한 방향)으로부터 행해진다.

그리고, 상기한 상태에서, 시료의 중심을 지나 편광 현미경의 광축과 평행한 축을 중심으로 하여 시료를 회전시킴으로써, 편광자의 투과축(즉, 시료에 입사되는 편광광의 편광 방향)에 대한 시료의 길이 방향의 방위각을 변화시켜 나갔을 때(회전 전의 초기 상태의 방위각을 0°로 할 때, 적어도 방위각이 180°가 될 때까지), 방위각이 45° 증가할 때마다, 투과상이 가장 밝게 관찰될 때와, 가장 어둡게 관찰될 때가 교대로 반복되는 경우, 그 수지층은 「수지층 면내의 어느 한 방향으로 배향된 상태에 있다」고 정의된다. 이러한 크로스 니콜 하에 있어서의 투과상의 명암의 반복은, 수지층이 면내(시료의 길이 방향과 폭 방향으로 규정되는 면내)에 있어서 배향되어 있고, 배향 방향과, 그것과 직교하는 방향 사이에서 굴절률차를 발생시키고 있는 것에 기인하고 있다.

예컨대, 시료의 수지층 A가 그 길이 방향으로 배향(1축 배향)하고 있는 경우, 시료를 회전시키면, 그 배향축(배향 방향)과 편광자의 투과축(편광광의 편광 방향)이 45° 및 135°의 방위각을 이룰 때, 투과상이 가장 밝게 관찰되고, 0°, 90° 및 180°의 각도를 이룰 때, 투과상이 가장 어둡게 관찰된다.

한편, 편광자의 투과축에 대한 시료의 길이 방향의 방위각을 변화시켜 나가도, 투과상의 밝기에 변화가 확인되지 않고, 어두운 상태가 유지되고 있다고 확인되는 경우에는, 그 수지층은 「수지층 면내에 있어서 실질적으로 무배향의 상태에 있다」고 정의된다.

도 4는, 수지층 A가 길이 방향으로 배향된 시료를, 그 길이 방향이 편광자의 투과축에 대하여 45°의 방위각을 이루는 방위로 배치했을 때에, 수지층 A가 밝게 관찰되고, 무배향의 수지층 B가 어둡게 되어 있는 상태를 나타낸 것이다.

본 발명의 편광성 적층 필름은, 기재 필름을 구성하는 수지층으로서, 배향 상태에 있는 수지층 A와 실질적으로 배향되어 있지 않은 수지층 B를 포함하는 것이기 때문에, 리워크 공정 등을 포함하는 편광성 적층 필름의 취급시에 있어서 우수한 내인열성을 갖는다. 즉, 실질적으로 배향되어 있지 않고, 따라서 어느 쪽 방향에 대해서도 높은 내인열성을 나타내는 수지층 B를 포함하고 있기 때문에, 배향 방향으로 비교적 인열되기 쉬운 수지층 A 및 편광자층을 포함하고 있음에도 불구하고, 수지층 B가 편광성 적층 필름 전체에 내인열성을 부여하여, 편광성 적층 필름 전체가 수지층 A 및 편광자층의 배향 방향을 포함하는 모든 방향에 대하여 우수한 내인열성을 나타낸다. 따라서, 본 발명의 편광성 적층 필름은, 내구성이 우수한 것이다.

이것에 대하여, 단일의 수지층으로 구성되는 기재 필름 상에 폴리비닐알코올계 수지층을 갖는 필름을 연신하여 얻어지는 연신 필름을 이용한 종래의 편광판은, 기재 필름 전체가 연신 방향으로 배향되어 있기 때문에, 연신 방향으로 인열되기 쉽다고 하는 문제가 있었다.

보다 구체적으로는, 기재 필름 상에 폴리비닐알코올계 수지층을 갖는 필름의 연신은, 종래와 같이, 그 기재 필름이 단일의 수지층으로 이루어지는 경우, 연신 온도가 너무 낮으면 유동성이 낮아서 기재 필름의 파단이 발생하기 쉽고, 연신 온도가 너무 높으면 기재 필름이 과도하게 용융 상태가 되어 연신 불가능해지기 때문에, 기재 필름(수지층)을 구성하는 수지의 상전이온도(비결정성 수지인 경우에는 유리전이온도 Tg, 결정성 수지인 경우에는 융점 Tm) 근방의 온도에서 행해지는 것이 통상이다. 그러나, 상전이온도 근방에서 연신 처리를 행하면, 폴리비닐알코올계 수지층과 함께, 기재 필름도 또한 연신 방향으로 배향을 일으키기 때문에, 연신 방향으로 기재 필름, 나아가서는 연신 필름 및 이것을 이용한 편광판이 인열되기 쉬워지기 때문이다.

또한, 본 발명의 편광성 적층 필름은, 기재 필름이 수지층 A/수지층 B/수지층 A, 또는, 수지층 B/수지층 A/수지층 B와 같이, 수지층 A 및 B를 적층 방향에 관하여 대칭으로 배치한 것이기 때문에, 필름의 컬이 효과적으로 억제되어 있고, 취급이 용이하다고 하는 이점도 갖고 있다.

본 발명의 편광성 적층 필름은, 도 1 및 도 2에 도시된 예에 한정되지 않고, 예컨대, 필름의 컬 억제 등을 고려하여, 기재 필름의 양면에 편광자층을 구비하고 있어도 좋다. 또한, 수지층 A와 수지층 B 사이 및/또는 기재 필름 표면에 배치되는 다른 수지층을 포함하고 있어도 좋다. 다른 수지층의 예를 들면, 기재 필름 자체를 구성하고, 수지층 A를 구성하는 수지의 상전이온도보다 낮으며, 수지층 B를 구성하는 수지의 상전이온도보다 높은 상전이온도를 갖는 1종 또는 2종 이상의 다른 수지층(수지층 C); 편광자층과 기재 필름과의 접착을 담당하는 접착제층; 편광자층과 기재 필름 사이의 접착성을 향상시키기 위한 개재층[이접착층(易接着層), 프라이머층 등으로도 불림] 등이다. 기재 필름이 수지층 C를 포함하는 경우, 필름의 컬을 억제하는 관점에서, 상기와 마찬가지로, 기재 필름을 구성하는 3종 이상의 수지층은, 적층 방향에 관하여 대칭 구조가 되도록 배치하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 편광성 적층 필름은, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 편광자층(30, 30') 상에 적층되는 투명 보호층(40, 40')을 더 구비할 수 있다. 도 5에 도시된 편광성 적층 필름(25)은 도 1의 편광성 적층 필름(10)의 편광자층(30) 상에 투명 보호층(40)을 적층한 예이고, 도 6에 도시된 편광성 적층 필름(25')은 도 2의 편광성 적층 필름(10')의 편광자층(30') 상에 투명 보호층(40')을 적층한 예이다. 기재 필름의 양면에 편광자층을 설치하는 경우, 투명 보호층은, 한쪽의 편광자층 상에 적층되어도 좋고, 양쪽의 편광자층 상에 적층되어도 좋다.

투명 보호층은, 예컨대, 적절한 열가소성 수지로 이루어진 투명 보호 필름일 수 있는 것 외에 이 투명 보호 필름의 편광자층과는 반대측의 표면에, 하드코트층, 방현층, 반사방지층 등의 광학층을 형성한 것일 수 있다.

이하, 본 발명의 편광성 적층 필름에 대해서 더욱 상세히 설명한다.

(기재 필름)

본 발명의 편광성 적층 필름을 구성하는 기재 필름은, 전술한 바와 같이, 서로 상이한 상전이온도를 나타내는 적어도 2종류의 수지층 A 및 B를 포함하는 3층 이상의 수지층의 적층 구조로 이루어진다. 수지층 A는, 기재 필름을 구성하는 2종 이상의 수지층 중, 가장 높은 상전이온도를 나타내는 수지로 구성되는 수지층이며, 수지층 면내의 어느 한 방향으로 배향되어 있다. 수지층 B는, 2종 이상의 수지층 중, 가장 낮은 상전이온도를 나타내는 수지로 구성되는 수지층이며, 수지층 면내에 있어서 실질적으로 무배향의 상태에 있다.

기재 필름을 구성하는 3층 이상의 수지층은, 각각 비결정성 수지로 이루어져 있어도 좋고, 결정성 수지로 이루어져 있어도 좋다. 즉, 비결정성 수지로 이루어진 수지층만을 조합하여도 좋고, 결정성 수지로 이루어진 수지층만을 조합하여도 좋으며, 혹은 비결정성 수지로 이루어진 수지층과 결정성 수지로 이루어진 수지층을 조합하여도 좋다.

상기와 같은 기재 필름을 구성하는 수지층의 배향 상태는, 미리 소정의 배향 상태로 한 수지층을 적층함으로써도 달성할 수 있지만, 편광자층의 형성(편광 성능의 부여)에 필요하게 되는 연신 처리와 기재 필름을 구성하는 수지층의 소정 배향 상태의 부여를 동시에 행할 수 있기 때문에, 소정의 수지층 구성을 갖는 기재 필름 상에, 연신 처리와 이색성 색소의 흡착 배향에 의해 편광자층이 되는 수지층(폴리비닐알코올계 수지층 등)을 적층한 「미연신 필름」을 연신함으로써, 기재 필름을 구성하는 상기 수지층의 배향 상태를 부여하는 것이 적합하다. 즉, 본 발명의 편광성 적층 필름은, 상기 미연신 필름을 연신하여 얻어지는 연신 필름에 대하여, 이색성 색소의 흡착 배향 처리를 행한 것일 수 있다. 연신 필름으로서는, 후술하는 본 발명에 따른 「적층 필름」을 적합하게 이용할 수 있다. 이 연신은 통상 1축 연신이다. 이 경우, 편광자층의 흡수축과 수지층 A의 배향축(배향 방향)은 평행해진다(모두 연신 방향과 평행해짐).

본 발명의 편광성 적층 필름이 상기 연신 필름으로부터 형성되는 경우에 있어서의 수지층의 배향 상태에 대해서 보다 구체적으로 설명하면, 미연신 필름의 연신 온도를, 수지층 A를 구성하는 수지가 나타내는 상전이온도 근방에 설정하면, 수지층 A가 되는 층 이외의 층(특히 수지층 B가 되는 층)은, 연신시 용융 상태가 되기 때문에, 배향을 일으키지 않는다(혹은 거의 일으키지 않음). 그 결과, 수지층 A는 연신에 의해 배향 상태가 됨에도 불구하고, 편광성 적층 필름 전체적으로 연신 방향으로의 인열에 대한 내성이 부여된다.

또한, 수지층 A가 되는 층은, 연신시에 있어서 비교적 리지드한 상태를 유지하기 때문에, 연신시 용융 상태가 되는 수지층 B가 되는 층 등을 유지하는 지지체로서의 역할을 수행하고, 연신시에 있어서의 기재 필름은 그 형상을 유지할 수 있다. 이 점에 관하여, 도 1의 예와 도 2의 예를 비교하면, 도 1의 예 쪽이, 2개의 수지층 A 사이에 수지층 B가 개재되어 있기 때문에, 연신시에 있어서의 수지층 B가 되는 층의 유지성 및 이것에 따르는 연신시에 있어서의 필름의 취급성이나 내열성이 보다 우수하다고 할 수 있지만, 도 2의 예에 있어서도, 연신 온도나 수지층을 구성하는 수지의 종류의 적절한 선택에 의해 연신 처리를 양호하게 행할 수 있다.

이와 같이, 상기 미연신 필름을 연신한 연신 필름인 경우에 있어서의 본 발명의 편광성 적층 필름은, 연신에 의한 배향을 실질적으로 일으키지 않는 수지층 B에 의해, 연신 방향으로의 인열에 대한 내성이 부여되어 있다. 이러한 경우에 있어서의 수지층 A의 배향축은, 편광자층의 흡수축과 평행하다. 단, 본 발명에 있어서 수지층 A의 배향축 방향은 이것에 한정되지 않고, 수지층 면내에 있어서 어느 한 방향으로 배향축을 갖고 있으면 좋다.

수지층 A를 구성하는 수지가 나타내는 상전이온도와, 수지층 B를 구성하는 수지가 나타내는 상전이온도의 차가 클수록 수지층 A를 구성하는 수지가 나타내는 상전이온도 근방에서 미연신 필름의 연신을 행할 때, 수지층 B가 되는 층이 용융 상태가 되기 쉽기 때문에, 수지층 B로의 배향 발현이 보다 억제되어, 편광성 적층 필름의 연신 방향으로의 내인열성을 보다 향상시킬 수 있다. 이러한 관점에서, 수지층 A를 구성하는 수지가 나타내는 상전이온도와, 수지층 B를 구성하는 수지가 나타내는 상전이온도의 차는, 10℃ 이상인 것이 바람직하고, 20℃ 이상인 것이 바람직하다. 한편, 이 차가 극단적으로 크면, 미연신 필름의 취급성이나 연신시에 있어서의 미연신 필름의 내열성의 저하(예컨대, 수지층 B가 되는 층이 극단적으로 유동성이 높은 용융 상태가 되는 등)가 우려되기 때문에, 이 차는 100℃ 이하인 것이 바람직하다.

기재 필름의 각 수지층을 구성하는 각 수지의 상전이온도(비결정성 수지인 경우에는 유리전이온도 Tg, 결정성 수지인 경우에는 융점 Tm)는, 기재 필름의 취급성의 관점에서, 25℃ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 40℃ 이상이다. 또한, 연신시에 있어서의 미연신 필름의 내열성의 관점에서, 각 수지의 상전이온도는, 60℃ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80℃ 이상이다.

한편, 각 수지의 상전이온도는, 250℃ 이하인 것이 바람직하고, 200℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 미연신 필름의 연신을 행하기 위해서는, 가장 높은 상전이온도 근방까지 온도를 올릴 필요가 있는 데, 상전이온도가 250℃를 초과하는 수지층이 있으면, 이 온도 근방까지 온도를 올렸을 때에, 이색성 색소의 흡착 배향에 의해 편광자층이 되는 수지층(폴리비닐알코올계 수지층 등)에 열열화가 발생할 우려가 있기 때문이다. 각 수지층을 구성하는 수지의 종류(상전이온도)는, 가장 높은 상전이온도(수지층 A의 상전이온도)와 가장 낮은 상전이온도(수지층 B의 상전이온도)의 차가 상기 범위가 되도록 선택되는 것이 바람직하다.

기재 필름의 복수의 수지층을 구성하는 수지는, 전술한 상전이온도의 관계를 충족시키도록 선택되는 것이 바람직하다. 또한, 이들 수지는, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 연신성 등이 우수한 열가소성 수지인 것이 바람직하다. 열가소성 수지의 구체예를 들면, 예컨대, 셀룰로오스트리아세테이트 등의 셀룰로오스에스테르계 수지; 폴리에스테르계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 폴리술폰계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리아미드계 수지; 폴리이미드계 수지; 쇄상 폴리올레핀계 수지, 환상 폴리올레핀계 수지(노르보넨계 수지 등) 등의 폴리올레핀계 수지; (메트)아크릴계 수지; 폴리아릴레이트계 수지; 폴리스티렌계 수지; 폴리비닐알코올계 수지; 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 특히 폴리비닐알코올계 수지를 도포하기 위한 평활성이 우수하고, 또한, 폴리비닐알코올계 수지층을 적층한 미연신 필름의 연신성이 우수하다는 등의 이유에서, 기재 필름은, 셀룰로오스에스테르계 수지, 쇄상 폴리올레핀계 수지, 환상 폴리올레핀계 수지 및 (메트)아크릴계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나로 이루어진 수지층을 포함하는 것이 바람직하다.

셀룰로오스에스테르계 수지는, 셀룰로오스와 지방산과의 에스테르이다. 셀룰로오스에스테르계 수지의 구체예로는, 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스디아세테이트, 셀룰로오스트리프로피오네이트, 셀룰로오스디프로피오네이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 셀룰로오스트리아세테이트가 특히 바람직하다. 셀룰로오스트리아세테이트는 많은 제품이 시판되고 있고, 입수 용이성이나 비용의 점에서도 유리하다. 셀룰로오스트리아세테이트의 시판품의 예로서는, 모두 상품명으로, 「후지탁크 TD80」[후지필름(주) 제조], 「후지탁크 TD80UF」[후지필름(주) 제조], 「후지탁크 TD80UZ」[후지필름(주) 제조], 「후지탁크 TD40UZ」[후지필름(주) 제조], 「KC8UX2M」[코니카미놀타옵트(주) 제조], 「KC4UY」[코니카미놀타옵트(주) 제조] 등을 들 수 있다.

폴리에스테르계 수지는, 에스테르 결합을 주쇄에 포함하는 수지이며, 그 대표예로서, 테레프탈산과 에틸렌글리콜의 공중합체인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 들 수 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트는 결정성의 수지이지만, 결정화 처리하기 전의 상태인 것 쪽이 연신 등의 처리를 행하기 쉽다. 필요하면, 연신시, 또는 연신 후의 열처리 등에 의해 결정화 처리할 수 있다. 또한, 폴리에틸렌테레프탈레이트의 골격에 추가로 타종의 모노머를 공중합함으로써 결정성을 낮춘(혹은, 비결정성으로 한) 공중합 폴리에스테르도 적합하게 이용된다. 이러한 수지의 예로서, 예컨대, 시클로헥산디메탄올이나 이소프탈산 등을 공중합한 것 등을 들 수 있고, 이들의 수지도 연신성이 우수하여, 적합하게 이용할 수 있다. 이들과 같은 수지의 경우는, 연신 전의 상태에서 비결정성이면 유리전이온도 Tg, 연신 전의 상태에서 이미 결정화 처리가 되어 있으면 융점 Tm을 지표로 생각하면 좋다. 연신 전의 상태에서 비결정성인 것 쪽이 연신성이 우수하기 때문에, 보다 바람직하다.

또한, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 이외의 폴리에스테르계 수지로서, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리부틸렌나프탈레이트(PBN), 폴리시클로헥산디메틸테레프탈레이트(PCT), 폴리시클로헥산디메틸나프탈레이트(PCN), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리트리메틸렌나프탈레이트(PTN) 등을 적합하게 이용할 수 있다.

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

환상 폴리올레핀계 수지는, 환상 올레핀을 중합 단위로 하여 중합되는 수지의 총칭으로서, 예컨대, 일본 특허 공개 평성 제1-240517호 공보, 일본 특허 공개 평성 제3-14882호 공보, 일본 특허 공개 평성 제3-122137호 공보 등에 기재되어 있는 수지를 들 수 있다. 환상 폴리올레핀계 수지의 구체예를 들면, 예컨대, 환상 올레핀의 개환 (공)중합체, 환상 올레핀의 부가 중합체, 환상 올레핀과 에틸렌, 프로필렌 등의 쇄상 올레핀과의 공중합체(대표적으로는 랜덤 공중합체), 및 이들을 불포화 카르복실산이나 그 유도체로 변성한 그래프트 중합체, 그리고 이들의 수소화물 등이다. 그 중에서도, 환상 올레핀으로서 노르보넨이나 다환 노르보넨계 모노머 등의 노르보넨계 모노머를 이용한 노르보넨계 수지가 바람직하게 이용된다.

환상 폴리올레핀계 수지로서는 여러 가지 제품이 시판되고 있다. 환상 폴리올레핀계 수지의 시판품의 예로서는, 모두 상품명으로, 「Topas」[TOPAS ADVANCED POLYMERS GmbH사 제조, 폴리플라스틱스(주)에서 입수할 수 있음], 「아톤」[JSR(주) 제조], 「제오노아(ZEONOR)」[니폰제온(주) 제조], 「제오넥스(ZEONEX)」[니폰제온(주) 제조], 「아펠」[미쓰이카가쿠(주) 제조] 등을 들 수 있다.

(메트)아크릴계 수지로서는, 임의의 적절한 (메트)아크릴계 수지를 채용할 수 있다. 예컨대, 폴리메타크릴산메틸 등의 폴리(메트)아크릴산에스테르, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산 공중합체, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산에스테르 공중합체, 메타크릴산메틸-아크릴산에스테르-(메트)아크릴산 공중합체, (메트)아크릴산메틸-스티렌 공중합체(MS 수지 등), 지환족 탄화수소기를 갖는 중합체(예컨대, 메타크릴산메틸-메타크릴산시클로헥실 공중합체, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산노르보르닐 공중합체 등)를 들 수 있다. 바람직하게는, 폴리(메트)아크릴산메틸 등의, 알킬 부위의 탄소수가 1∼6인 폴리(메트)아크릴산알킬 등이 이용되며, 보다 바람직하게는, 메타크릴산메틸을 주성분(50∼100 중량%, 바람직하게는 70∼100 중량%)으로 하는 메타크릴산메틸계 수지가 이용된다.

상기한 열가소성 수지 중에서도, 연신성이 우수하고, 또한, 상전이온도의 조정이 용이하기 때문에, 기재 필름의 복수의 수지층은, 모두 쇄상 폴리올레핀계 수지로 이루어진 것이 바람직하고, 폴리프로필렌계 수지(프로필렌의 단독 중합체인 폴리프로필렌 수지나, 프로필렌을 주체로 하는 공중합체 등), 폴리에틸렌계 수지(에틸렌의 단독 중합체인 폴리에틸렌 수지나, 에틸렌을 주체로 하는 공중합체 등) 등으로 이루어진 것이 보다 바람직하다.

쇄상 폴리올레핀계 수지는 결정성인 경우가 많고, 프로필렌의 단독 중합체인 폴리프로필렌 수지는, 융점 Tm이 대략 150℃∼180℃의 범위에 있다. 에틸렌의 단독 중합체인 폴리에틸렌 수지의 경우, 그 밀도 등에 따라 융점 Tm이 변동할 수 있지만, 대략 그 융점 Tm은 100℃∼140℃의 범위이다. 또한, 예컨대, 프로필렌에 에틸렌 등의 타종의 모노머를 공중합시킨 폴리프로필렌계 수지에 따르면, 프로필렌의 단독 중합체의 융점보다도 낮은 융점을 얻을 수 있다. 이와 같이, 주 모노머의 종류나 공중합 성분의 유무 또는 공중합 성분의 종류나 함유량 등의 조정에 의해, 수지의 상전이온도를 제어할 수 있다.

프로필렌에 공중합 가능한 타종의 모노머로서는, 예컨대, 에틸렌, α-올레핀을 들 수 있다. α-올레핀으로서는, 탄소수 4 이상의 α-올레핀이 바람직하게 이용되고, 보다 바람직하게는, 탄소수 4∼10의 α-올레핀이다. 탄소수 4∼10의 α-올레핀의 구체예를 들면, 예컨대, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센 등의 직쇄상 모노올레핀류; 3-메틸-1-부텐, 3-메틸-1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐 등의 분기상 모노올레핀류; 비닐시클로헥산 등이다. 프로필렌과 이것에 공중합 가능한 다른 모노머와의 공중합체는, 랜덤 공중합체여도 좋고, 블록 공중합체여도 좋다. 또한, 공중합체 중의 상기 다른 모노머 유래의 구성 단위의 함유율은, 「고분자 분석 핸드북」(1995년, 키노쿠니야쇼텐 발행)의 제616 페이지에 기재되어 있는 방법에 따라, 적외선(IR) 스펙트럼 측정을 행함으로써 구할 수 있다.

상기 중에서도, 폴리프로필렌계 수지로서는, 프로필렌의 단독 중합체, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체, 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체, 및, 프로필렌-에틸렌-1-부텐 랜덤 공중합체가 바람직하게 이용된다.

폴리프로필렌계 수지의 입체 규칙성은, 실질적으로 이소택틱 또는 신디오택틱인 것이 바람직하다. 실질적으로 이소택틱 또는 신디오택틱의 입체 규칙성을 갖는 폴리프로필렌계 수지로 이루어진 수지층을 포함하는 기재 필름은, 그 취급성이 비교적 양호하고, 고온 환경 하에 있어서의 기계적 강도가 우수하다.

기재 필름에는, 상기한 열가소성 수지 이외에, 임의의 적절한 첨가제가 첨가되어 있어도 좋다. 이러한 첨가제로는 예컨대 자외선흡수제, 산화방지제, 윤활제, 가소제, 이형제, 착색방지제, 난연제, 핵제, 대전방지제, 안료, 및 착색제 등을 들 수 있다. 기재 필름 중의 상기에서 예시한 열가소성 수지의 함유량은, 바람직하게는 50∼100 중량%, 보다 바람직하게는 50∼99 중량%, 더욱 바람직하게는 60∼98 중량%, 특히 바람직하게는 70∼97 중량%이다. 기재 필름 중의 열가소성 수지의 함유량이 50 중량% 미만인 경우, 열가소성 수지가 원래 갖는 고투명성 등이 충분히 발현되지 않을 우려가 있다.

또한, 미연신 필름에 있어서의 기재 필름은, 연신 공정에 있어서의 연신 방향에 대하여 필름 면내에 있어서 수직인 방향으로 미리 연신된 것이어도 좋다. 연신 방향에 대하여 필름 면내에 있어서 수직인 방향으로 연신한다고 하는 것은, 예컨대, 미연신 필름의 연신을 필름 반송 방향(미연신 필름의 길이 방향), 즉, 세로 방향으로 행하는 세로 연신인 경우에 있어서의 가로 연신(필름 폭 방향으로의 연신)을 의미한다.

미연신 필름에 있어서의 기재 필름의 두께(연신 전)는 특별히 제한되지 않지만, 강도나 취급성 등의 작업성의 점에서 1∼500 ㎛가 바람직하고, 1∼300 ㎛가 보다 바람직하며, 5∼200 ㎛가 더욱 바람직하고, 5∼150 ㎛가 가장 바람직하다.

편광성 적층 필름 및 후술하는 적층 필름에 있어서의 기재 필름의 두께는 통상 1∼300 ㎛이며, 바람직하게는 1∼100 ㎛이다. 편광성 적층 필름 및 적층 필름이 미연신 필름의 연신을 거쳐 제작되는 경우에 있어서, 미연신 필름의 두께가 상기 범위인 경우, 편광성 적층 필름 및 적층 필름의 두께는 통상 1∼300 ㎛의 범위 내가 된다.

미연신 필름 그리고 편광성 적층 필름 및 적층 필름을 구성하는 각 수지층의 두께에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 충분한 내인열성을 부여하기 위해서, 편광성 적층 필름 및 적층 필름에 있어서의 실질적으로 배향을 일으키지 않는 수지층 B의 두께는, 2 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 5 ㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 도 1 및 도 2에 도시된 예에 있어서, 기재 필름의 수지층 구조가 대칭이 되도록, 기재 필름의 외측의 2층은 동등한 두께를 갖고 있는 것이 바람직하다.

복수의 수지층을 포함하는 본 발명에 따른 기재 필름은, 미연신의 것으로서, 예컨대 다층 압출 성형기를 이용한 공압출 성형법 등에 의해 용이하게 제작할 수 있다. 혹은, 미리 소정의 배향 상태로 한 복수의 수지층을 적층하여 기재 필름으로 할 수도 있다.

(편광자층)

편광자층은, 편광 성능을 갖는 어떠한 층이어도 좋지만, 전형적으로는, 연신된 폴리비닐알코올계 수지층에 이색성 색소가 흡착 배향된 것이다. 이 연신은 통상 1축 연신이다. 편광자층은, 기재 필름의 한면 또는 양면에 적층된다.

편광자층을 형성하는 폴리비닐알코올계 수지로서는 예컨대 폴리비닐알코올 수지 및 그 유도체를 들 수 있다. 폴리비닐알코올 수지의 유도체로서는, 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈 등 이외에, 폴리비닐알코올 수지를 에틸렌, 프로필렌 등의 올레핀, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 등의 불포화 카르복실산, 불포화 카르복실산의 알킬에스테르, 아크릴아미드 등으로 변성한 것을 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리비닐알코올 수지를 이용하는 것이 바람직하다.

폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는, 100∼10000이 바람직하고, 1000∼10000이 보다 바람직하다. 평균 중합도가 100 미만에서는 바람직한 편광 특성을 얻는 것이 곤란하다. 10000 초과에서는 물에 대한 용해성이 악화되어 폴리비닐알코올계 수지층의 형성이 곤란해져 버린다. 폴리비닐알코올계 수지의 평균 비누화도는, 80∼100 몰%가 바람직하고, 94 몰% 이상이 보다 바람직하다. 평균 비누화도가 80 몰% 미만에서는, 바람직한 편광 특성을 얻는 것이 곤란하다.

폴리비닐알코올계 수지 중에는, 필요에 따라, 가소제, 계면활성제 등의 첨가제가 첨가되어 있어도 좋다. 가소제로서는, 폴리올 또는 그 축합물 등을 이용할 수 있고, 예컨대 글리세린, 디글리세린, 트리글리세린, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등이 예시된다. 첨가제의 배합량은 특별히 제한되지 않지만, 폴리비닐알코올계 수지 중 20 중량% 이하로 하는 것이 적합하다.

편광자층 및 후술하는 적층 필름에 있어서의 폴리비닐알코올계 수지층의 두께는, 박형화의 관점에서 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 적층 필름으로의 염색성, 그리고 편광성 적층 필름 및 적층 필름의 박형화의 관점에서, 1∼10 ㎛인 것이 보다 바람직하며, 2∼8 ㎛인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 미연신 필름에 있어서의 폴리비닐알코올계 수지층의 두께는, 3∼30 ㎛인 것이 바람직하고, 5∼20 ㎛인 것이 보다 바람직하다.

후술하는 바와 같이, 미연신 필름에 있어서의 폴리비닐알코올계 수지층의 형성은, 기재 필름의 한면에 직접 폴리비닐알코올계 수지 용액을 도공, 건조시킴으로써 행할 수 있지만, 이 경우, 폴리비닐알코올계 수지층과 기재 필름의 밀착성을 향상시키기 위해서, 기재 필름 표면에 프라이머층(이접착층)을 형성하여도 좋다. 또한, 폴리비닐알코올계 수지층은, 기재 필름 상에 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 필름을 접착시킴으로써 형성할 수도 있지만, 이 경우, 필름간의 접착에는 접착제를 이용할 수 있다.

(투명 보호층)

투명 보호층은, 적어도 한쪽의 편광자층 상에 임의로 형성되는 층으로서(도 5 및 도 6 참조), 예컨대, 적절한 열가소성 수지로 이루어진 투명 보호 필름일 수 있는 것 이외에 이 투명 보호 필름의 편광자층과는 반대측의 표면에, 하드코트층, 방현층, 반사방지층 등의 광학층을 형성한 것일 수 있다.

투명 보호층을 갖는 편광성 적층 필름은, 투명 보호층을 갖지 않는 편광성 적층 필름과 마찬가지로, 편광판으로서 이용할 수 있는 것 이외에 기재 필름을 박리하여 투명 보호층을 갖는 편광판을 제작하기 위한 제조 중간물로서도 유용하다.

상기 투명 보호 필름으로서는, 쇄상 폴리올레핀계 수지(폴리프로필렌계 수지 필름 등), 환상 폴리올레핀계 수지(노르보넨계 수지 등) 등의 폴리올레핀계 수지; 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스디아세테이트와 같은 수지로 이루어진 셀룰로오스에스테르계 수지 필름; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트와 같은 수지로 이루어진 폴리에스테르계 수지 필름; 폴리카보네이트계 수지 필름; 아크릴계 수지 필름 등을 들 수 있다.

환상 폴리올레핀계 수지로서는, 적절한 시판품, 예컨대, 모두 상품명으로, 「Topas」[TOPAS ADVANCED POLYMERS GmbH사 제조, 폴리플라스틱스(주)에서 입수할 수 있음], 「아톤」[JSR(주) 제조], 「제오노아(ZEONOR)」[니폰제온(주) 제조], 「제오넥스(ZEONEX)」[니폰제온(주) 제조], 「아펠」[미쓰이카가쿠(주) 제조] 등을 적합하게 이용할 수 있다. 이러한 환상 폴리올레핀계 수지를 제막하여 필름으로 할 때에는, 용제 캐스트법, 용융 압출법 등의 공지된 방법이 적절하게 이용된다. 또한, 모두 상품명으로, 「에스시나」[세키스이카가쿠고교(주) 제조], 「SCA40」[세키스이카가쿠고교(주) 제조], 「제오노아 필름」[니폰제온(주) 제조] 등의 제막된 환상 폴리올레핀계 수지제의 필름의 시판품을 이용하여도 좋다.

환상 폴리올레핀계 수지 필름은, 1축 연신 또는 2축 연신된 것이어도 좋다. 연신함으로써, 환상 폴리올레핀계 수지 필름에 임의의 위상차값을 부여할 수 있다. 연신은 통상 필름 롤을 권출(卷出)하면서 연속적으로 행해지고, 가열로에서, 롤의 진행 방향, 그 진행 방향과 수직인 방향, 또는 그 양쪽으로 연신된다. 가열로의 온도는 통상 환상 폴리올레핀계 수지의 유리전이온도 근방에서 유리전이온도+100℃까지의 범위이다. 연신 배율은, 하나의 방향에 대해 통상 1.1∼6배, 바람직하게는 1.1∼3.5배이다.

환상 폴리올레핀계 수지 필름은, 일반적으로 표면 활성이 뒤떨어지기 때문에, 편광자층에 접착되는 표면에는, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 프레임(화염) 처리, 비누화 처리 등의 표면 처리를 행하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 비교적 용이하게 실시 가능한 플라즈마 처리, 코로나 처리가 적합하다.

셀룰로오스에스테르계 수지 필름으로서는, 적절한 시판품, 예컨대, 모두 상품명으로, 「후지탁크 TD80」[후지필름(주) 제조], 「후지탁크 TD80UF」[후지필름(주) 제조], 「후지탁크 TD80UZ」[후지필름(주) 제조], 「후지탁크 TD40UZ」[후지필름(주) 제조], 「KC8UX2M」[코니카미놀타옵트(주) 제조], 「KC4UY」[코니카미놀타옵트(주) 제조] 등을 적합하게 이용할 수 있다.

셀룰로오스에스테르계 수지 필름의 표면에는, 시야각 특성을 개량하기 위해서 액정층 등을 형성하여도 좋다. 또한, 위상차를 부여하기 위해서, 연신된 셀룰로오스에스테르계 수지 필름을 투명 보호 필름으로서 이용하여도 좋다. 셀룰로오스에스테르계 수지 필름은, 편광자층과의 밀착성을 높이기 위해서, 통상은 비누화 처리가 행해진다. 비누화 처리로서는, 수산화나트륨이나 수산화칼륨과 같은 알칼리의 수용액에 침지하는 방법을 채용할 수 있다.

투명 보호 필름은 얇은 것이 바람직하지만, 너무 얇으면 강도가 저하되고, 가공성이 뒤떨어진다. 한편, 너무 두꺼우면, 투명성이 저하되거나, 적층 후에 필요한 양생 시간이 길어지거나 하는 등의 문제가 발생한다. 따라서, 투명 보호 필름의 두께는, 80 ㎛ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 5∼60 ㎛이다. 또한, 편광성 적층 필름 및 편광판의 박형화의 관점에서는, 편광자층과 투명 보호 필름의 합계 두께는, 100 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 90 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 80 ㎛ 이하이다.

편광성 적층 필름의 편광자층과 투명 보호 필름과의 접합은, 접착제 또는 점착제를 이용하여 행할 수 있다.

<적층 필름>

본 발명의 적층 필름은, 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 적층되는 연신된 폴리비닐알코올계 수지층을 구비하고 있고, 기재 필름이 서로 상이한 상전이온도를 나타내는 수지로 구성되는 2종 이상의 수지층의 적층 구조로 구성된 것이다. 기재 필름은, 2종 이상의 수지층 중 가장 높은 상전이온도를 나타내는 수지로 구성되고, 수지층 면내의 어느 한 방향으로 배향된 상태에 있는 수지층 A, 및, 가장 낮은 상전이온도를 나타내는 수지로 구성되고, 수지층 면내에 있어서 실질적으로 무배향의 상태에 있는 수지층 B를, A/B/A, 또는, B/A/B의 순으로 포함한다. 「상전이온도」, 「수지층 면내의 어느 한 방향으로 배향된 상태에 있다」, 「수지층 면내에 있어서 실질적으로 무배향의 상태에 있다」의 정의는 상기와 동일하다.

즉, 본 발명의 적층 필름은, 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 적층되는 층이, 이색성 색소의 흡착 배향에 의해 편광자층이 되는 연신된 폴리비닐알코올계 수지층인 것 이외에는 상기 편광성 적층 필름과 동일한 구성을 갖고 있다. 따라서, 본 발명의 적층 필름은, 그 폴리비닐알코올계 수지층을 이색성 색소의 흡착 배향에 의해 편광자층으로 하여, 본 발명의 편광성 적층 필름을 얻기 위한 제조 중간물로서 매우 유효하다.

본 발명에 따른 적층 필름의 바람직한 예를 도 7 및 도 8에 개략 단면도로 나타낸다. 도 7 및 도 8에 도시된 적층 필름(15, 15')은 모두, 기재 필름(20, 20')과, 이 기재 필름(20, 20')의 한쪽 면에 적층되는 연신된 폴리비닐알코올계 수지층(35, 35')으로 이루어지는 것이다. 도 7에 도시된 적층 필름(15)의 기재 필름(20)은, 수지층 A/수지층 B/수지층 A의 순으로 3층의 수지층을 적층한 적층 구조를 갖는다. 폴리비닐알코올계 수지층(35)은, 수지층 A 상에 적층되어 있다.

한편, 도 8에 도시된 적층 필름(15')의 기재 필름(20')은, 수지층 B/수지층 A/수지층 B의 순으로 3층의 수지층을 적층한 구조를 갖는다. 폴리비닐알코올계 수지층(35')은, 수지층 B 상에 적층되어 있다.

본 발명의 적층 필름은, 상기 편광성 적층 필름과 마찬가지로, 실질적으로 무배향의 수지층 B에 기인하여, 모든 방향에 대하여 우수한 내인열성을 갖고 있고, 이것을 제조 중간물로서 얻어지는 편광성 적층 필름도 또한 우수한 내인열성을 갖는다.

또한, 본 발명의 적층 필름에 의하면, 편광성 적층 필름을 제조할 때의 이색성 색소의 염색 공정에 있어서도 쉽게 인열되지 않기 때문에, 편광성 적층 필름을 수율 좋게, 또한 안정되게 제조할 수 있다. 이것에 대하여, 단일의 수지층으로 구성되는 기재 필름 상에 폴리비닐알코올계 수지층을 갖는 필름을 연신하여 얻어지는 종래의 연신 필름을 이용하여 편광판을 제조하는 경우에는, 기재 필름 전체가 연신 방향으로 배향되어 있기 때문에, 특히, 이용하는 연신 필름의 연신 배율이 높은 경우에는, 폴리비닐알코올계 수지층의 염색시에 있어서, 필름을 닙롤 등의 롤로 권취할 때에 필름이 연신 방향으로 인열되어 버려, 원하는 편광판을 얻기가 어렵다고 하는 문제가 있었다.

또한, 본 발명의 적층 필름은, 상기 편광성 적층 필름과 마찬가지로, 기재 필름이 수지층 A/수지층 B/수지층 A, 또는, 수지층 B/수지층 A/수지층 B와 같이, 수지층 A 및 B를 적층 방향에 관하여 대칭으로 배치한 것이기 때문에, 필름의 컬이 효과적으로 억제되어 있고, 취급이 용이하다고 하는 이점도 갖고 있다.

본 발명의 적층 필름은, 도 7 및 도 8에 도시된 예에 한정되지 않고, 예컨대, 필름의 컬 억제 등을 고려하여, 기재 필름의 양면에 폴리비닐알코올계 수지층을 구비하고 있어도 좋다. 또한, 수지층 A와 수지층 B 사이 및/또는 기재 필름 표면에 배치되는 다른 수지층을 포함하고 있어도 좋다. 다른 수지층의 예를 들면, 기재 필름 자체를 구성하고, 수지층 A를 구성하는 수지의 상전이온도보다 낮으며, 수지층 B를 구성하는 수지의 상전이온도보다 높은 상전이온도를 갖는 1종 또는 2종 이상의 다른 수지층(수지층 C); 폴리비닐알코올계 수지층과 기재 필름과의 접착을 담당하는 접착제층; 폴리비닐알코올계 수지층과 기재 필름 사이의 접착성을 향상시키기 위한 개재층(이접착층, 프라이머층 등이라고도 불림) 등이다. 기재 필름이 수지층 C를 포함하는 경우, 필름의 컬을 억제하는 관점에서, 기재 필름을 구성하는 3종 이상의 수지층은, 적층 방향에 관하여 대칭 구조가 되도록 배치하는 것이 바람직하다.

본 발명의 적층 필름은, 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 적층되는 층이, 이색성 색소의 흡착 배향에 의해 편광자층이 되는 연신된 폴리비닐알코올계 수지층인 것 이외에는, 상기 편광성 적층 필름과 동일한 구성을 갖고 있다. 따라서, 기재 필름 및 폴리비닐알코올계 수지층에 대한 상세한 내용은, 기본적으로 상기 편광성 적층 필름에 있어서의 설명이 인용된다(단, 적층 필름에 있어서 폴리비닐알코올계 수지층에는 이색성 색소가 흡착 배향되어 있지 않음).

적층 필름은, 미리 소정의 배향 상태로 한 수지층을 적층하여 얻어지는 기재 필름 상에, 연신된 폴리비닐알코올계 수지층(필름)을 적층함으로써 얻을 수도 있지만, 소정의 수지층 구성을 갖는 기재 필름 상에, 폴리비닐알코올계 수지층을 적층한 「미연신 필름」을 연신함으로써 얻을 수도 있다. 이 연신은 통상 1축 연신이다. 이 경우, 폴리비닐알코올계 수지층의 배향축과 수지층 A의 배향축은 평행해진다(모두 연신 방향과 평행해짐). 단, 본 발명에 있어서 수지층 A의 배향축 방향은 이것에 한정되지 않고, 수지층 면내에 있어서 어느 한 방향으로 배향축을 갖고 있으면 되고, 폴리비닐알코올계 수지층의 배향축과 상이하여도 좋다.

이러한 연신에 의해 얻어지는 적층 필름은, 연신에 의한 배향을 실질적으로 일으키지 않는 수지층 B에 의해, 연신 방향으로의 인열에 대한 내성이 부여되어 있다.

<편광성 적층 필름 및 적층 필름의 제조 방법>

본 발명의 편광성 적층 필름 및 적층 필름은, 상기한 바와 같이, 미리 소정의 구성을 구비하도록 조제된 각 층(기재 필름을 구성하는 수지층 및 편광자층 또는 연신된 폴리비닐알코올계 수지층)을 적층함으로써도 제조할 수 있지만, 소정의 수지층 구성을 갖는 기재 필름 상에, 폴리비닐알코올계 수지층을 적층한 미연신 필름을 연신하는 공정을 거쳐 제조할 수도 있다. 즉, 본 발명의 적층 필름은, 하기 공정:

(a) 소정의 수지층 구성을 갖는 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 미연신 필름을 얻는 공정,

(b) 미연신 필름을 연신하는 공정,

을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있고, 본 발명의 편광성 적층 필름은, 상기 공정 (a) 및 (b)에 이어서 하기 공정:

(c) 얻어진 적층 필름의 폴리비닐알코올계 수지층을 이색성 색소로 염색하여, 염색 필름을 얻는 공정,

(d) 염색 필름의 폴리비닐알코올계 수지층을, 가교제를 포함하는 용액에 침지하여 편광자층을 형성하고, 가교 필름을 얻는 공정,

(e) 가교 필름을 건조시키는 공정,

을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다.

이하, 각 공정에 대해서 설명한다.

[공정 (a)]

공정 (a)에서 이용하는 「소정의 수지층 구성을 갖는 기재 필름」이란, 수지층 A가 되는 층(수지층 A') 및 수지층 B가 되는 층(수지층 B')을, A'/B'/A', 또는, B'/A'/B'의 순으로 포함하는 3층 이상의 수지층의 적층 구조로 이루어진 필름이다. 이 기재 필름은 기본적으로 미연신의 필름이지만, 상기한 바와 같이, 연신 공정[공정 (b)]에 있어서의 연신 방향에 대하여 필름 면내에 있어서 수직인 방향으로 미리 연신된 것이어도 좋다.

폴리비닐알코올계 수지층은, 바람직하게는, 폴리비닐알코올계 수지의 분말을 양용매에 용해시켜 얻은 폴리비닐알코올계 수지 용액을 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 도공하고, 건조에 의해 용제를 증발시킴으로써 형성된다. 이러한 방법에 따르면, 폴리비닐알코올계 수지층을 얇게 형성하는 것이 가능해지기 때문에 편광성 적층 필름의 박형화에 유리하다. 폴리비닐알코올계 수지 용액을 기재 필름에 도공하는 방법으로는, 와이어-바 코팅법, 리버스 코팅, 그라비아 코팅 등의 롤 코팅법, 스핀 코팅법, 스크린 코팅법, 파운틴 코팅법, 디핑법, 스프레이법 등의 공지된 방법으로부터 적절하게 선택할 수 있다. 건조 온도는, 예컨대 50℃∼200℃이며, 바람직하게는 60℃∼150℃이다. 건조 시간은, 예컨대 5∼30분이다.

폴리비닐알코올계 수지층을 형성하기 전에, 기재 필름의 폴리비닐알코올계 수지층이 형성되는 쪽의 표면에, 밀착성을 향상시키는 것을 목적으로 하여 프라이머층(이접착층)을 미리 형성해 두어도 좋다. 프라이머층은, 예컨대 폴리비닐알코올계 수지와 가교제를 포함하는 용액을, 상기와 동일한 방법으로 도공하고, 건조시킴으로써 형성할 수 있다. 또한, 상기 표면에, 코로나 처리, 플라즈마 처리, 화염 처리 등의 표면 처리를 행하여도 좋다.

또한, 전술한 바와 같이, 폴리비닐알코올계 수지층은, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 필름을 기재 필름의 적어도 한쪽 표면 상에 접착시킴으로써 형성하는 것도 가능하다.

[공정 (b)]

공정 (b)는, 기재 필름 및 폴리비닐알코올계 수지층을 구비하는 미연신 필름을 연신하는 공정이다. 이 연신은 통상 1축 연신이다. 미연신 필름의 연신 배율은, 원하는 편광 특성에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 바람직하게는, 미연신 필름의 원길이에 대하여 3배 초과 17배 이하이며, 보다 바람직하게는 5배 초과 8배 이하이다. 연신 배율이 3배 이하이면, 폴리비닐알코올계 수지층이 충분히 배향되지 않기 때문에, 결과적으로, 편광성 적층 필름의 편광도가 충분히 높아지지 않는다. 한편, 연신 배율이 17배를 초과하면 연신시에 미연신 필름의 파단이 생기기 쉬워짐과 동시에, 미연신 필름의 두께가 필요 이상으로 얇아져, 후공정에서의 가공성 및 취급성이 저하될 우려가 있다. 본 발명에 있어서는, 상기와 같은 복수의 수지층으로 이루어진 기재 필름을 이용하기 때문에, 연신 배율을 5배 초과로 한 경우라도, 연신에 의해 얻어지는 본 발명에 따른 적층 필름은, 연신 방향으로의 인열에 대하여 높은 내성을 갖는다. 따라서, 높은 편광 특성을 나타내고, 높은 내구성을 구비하는 편광성 적층 필름 및 편광판을 제공할 수 있다.

연신 처리는, 1단에서의 연신에 한정되지 않고 다단으로 행할 수도 있다. 이 경우, 연신 처리의 전체 단을 합쳐 3배 초과의 연신 배율이 되도록 연신 처리를 행하는 것이 바람직하다.

연신 방식은 특별히 한정되지 않고, 세로 연신 방식, 가로 연신 방식, 오버 피드 가로 연신 방식, 동시 2축 연신 방식, 경사 연신 방식 등의 여러 가지 연신 방식을 적용할 수 있다. 연신 방법으로는, 롤간 연신 방법, 압축 연신 방법, 텐터를 이용한 연신 방법 등을 들 수 있다.

연신 처리는, 습윤식 연신 방법, 건식 연신 방법 모두를 채용할 수 있지만, 건식 연신 방법을 이용하는 쪽이, 미연신 필름을 연신할 때의 온도를 넓은 범위에서 선택할 수 있다는 점에서 바람직하다.

연신 온도는, 기재 필름이 갖는 복수의 수지층 중, 가장 높은 상전이온도를 나타내는 수지로 구성되는 수지층(즉 수지층 A가 되는 수지층 A')을 제외하고, 적어도 가장 낮은 상전이온도를 나타내는 수지로 구성되는 수지층(즉 수지층 B가 되는 수지층 B')이 (녹아내리게 되지 않을 정도로) 용융 상태가 되는 온도 이상으로서, 수지층 A를 구성하는 수지의 상전이온도(=수지층 A'를 구성하는 수지의 상전이온도)의 근방에 설정되는 것이 바람직하고, 구체적으로는, (수지층 A를 구성하는 수지의 상전이온도-30℃)∼(수지층 A를 구성하는 수지의 상전이온도+30℃)의 범위가 바람직하다. 연신 온도를(수지층 A를 구성하는 수지의 상전이온도-30℃)보다 낮게 하면, 고배율 연신이 곤란해진다. 연신 온도가 (수지층 A를 구성하는 수지의 상전이온도+30℃)를 초과하면, 기재 필름의 유동성이 너무 커서 연신이 곤란해지는 경향이 있다.

연신 처리의 온도 조정은, 통상, 가열로의 온도 조정에 따르지만, 가열로의 온도와 필름의 실온은 반드시 일치하는 것은 아니라는 것, 및, 수지에는 분자량 등에 분포가 있어, 반드시 상전이온도에 도달한 시점에서 즉각 녹아내리게 되는 것은 아니라는 것 때문에, 상전이온도보다도 고온으로 설정한 상태에서 연신을 실시하는 경우도 있다. 즉, 실질적으로 필름이 녹아내리게 되는 온도보다도 낮은 온도를 상황에 따라 선택하면 좋다.

[공정 (c)]

공정 (c)는, 연신하여 얻어지는 적층 필름의 폴리비닐알코올 수지층을, 이색성 색소로 염색하여, 이것을 흡착 배향시키는 공정이다. 이색성 색소로서는 예컨대 요오드나 유기 염료 등을 들 수 있다. 유기 염료로서는 예컨대 레드 BR, 레드 LR, 레드 R, 핑크 LB, 루빈 BL, 보르도 GS, 스카이블루 LG, 레몬옐로우, 블루 BR, 블루 2R, 네이비 RY, 그린 LG, 바이올렛 LB, 바이올렛 B, 블랙 H, 블랙 B, 블랙 GSP, 옐로우 3G, 옐로우 R, 오렌지 LR, 오렌지 3R, 스칼렛 GL, 스칼렛 KGL, 콩고레드, 브릴리언트 바이올렛 BK, 수프라블루 G, 수프라블루 GL, 수프라오렌지 GL, 다이렉트 스카이블루, 다이렉트 퍼스트 오렌지 S, 퍼스트 블랙 등을 사용할 수 있다. 이들 이색성 물질은, 1종만을 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다.

염색 공정은, 예컨대, 상기 이색성 색소를 함유하는 용액(염색 용액)에, 적층 필름 전체를 침지함으로써 행할 수 있다. 염색 용액으로서는, 상기 이색성 색소를 용매에 용해한 용액을 사용할 수 있다. 염색 용액의 용매로서는, 일반적으로는 물이 사용되지만, 물과 상용성이 있는 유기 용매가 더 첨가되어도 좋다. 이색성 색소의 농도는, 0.01∼10 중량%인 것이 바람직하고, 0.02∼7 중량%인 것이 보다 바람직하며, 0.025∼5 중량%인 것이 특히 바람직하다.

이색성 색소로서 요오드를 사용하는 경우, 염색 효율을 한층 더 향상시킬 수 있기 때문에, 요오드화물을, 요오드를 함유하는 염색 용액에 더 첨가하는 것이 바람직하다. 이 요오드화물로서는 예컨대 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화연, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄 등을 들 수 있다. 염색 용액에 있어서의 요오드화물의 농도는 0.01∼10 중량%인 것이 바람직하다. 요오드화물 중에서도, 요오드화칼륨을 첨가하는 것이 바람직하다. 요오드화칼륨을 첨가하는 경우, 요오드와 요오드화칼륨의 비율은 중량비로 1:5∼1:100의 범위에 있는 것이 바람직하고, 1:6∼1:80의 범위에 있는 것이 보다 바람직하며, 1:7∼1:70의 범위에 있는 것이 특히 바람직하다.

염색 용액에의 적층 필름의 침지 시간은, 특별히 한정되지 않지만, 15초∼15분간의 범위인 것이 바람직하고, 30초∼3분간인 것이 보다 바람직하다. 또한, 염색 용액의 온도는, 10℃∼60℃의 범위에 있는 것이 바람직하고, 20℃∼40℃의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다.

또한, 염색 공정을 연신 공정 전 또는 동시에 행하는 것도 가능하지만, 폴리비닐알코올계 수지층에 흡착시킨 이색성 색소를 양호하게 배향시킬 수 있도록, 미연신 필름에 연신 공정을 행한 후에 행하는 것이 바람직하다. 이 때, 미리 목표의 연신 배율로 연신된 것을 염색하여도 좋고, 미리 목표의 연신 배율보다도 저배율로 연신된 것을 염색하면서 목표의 연신 배율이 되도록 재차 연신하여도 좋다.

[공정 (d)]

공정 (d)는, 이색성 색소로 염색시켜 얻어진 염색 필름의 폴리비닐알코올계 수지층에 대하여, 가교 처리를 행하고, 폴리비닐알코올계 수지층을 편광자층으로 하는 가교 필름을 얻는 공정이다. 가교 공정은, 예컨대, 가교제를 포함하는 용액(가교 용액) 중에 염색 필름을 침지함으로써 행할 수 있다. 가교제로서는, 종래 공지된 물질을 사용할 수 있다. 예컨대, 붕산, 붕사 등의 붕소 화합물이나, 글리옥살, 글루탈알데히드 등을 들 수 있다. 이들은 1종만을 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다.

가교 용액으로서는, 가교제를 용매에 용해한 용액을 사용할 수 있다. 용매로서는 예컨대 물을 사용할 수 있지만, 물과 상용성이 있는 유기 용매를 더 포함하여도 좋다. 가교 용액에 있어서의 가교제의 농도는, 특별히 한정되지 않지만, 1∼20 중량%인 것이 바람직하고, 6∼15 중량%인 것이 보다 바람직하다.

가교 용액에는, 요오드화물을 첨가하여도 좋다. 요오드화물의 첨가에 의해, 편광자층의 면내에 있어서의 편광 특성을 보다 균일화시킬 수 있다. 요오드화물로서는 예컨대 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화연, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄을 들 수 있다. 요오드화물의 농도는, 바람직하게는 0.05∼15 중량%, 보다 바람직하게는 0.5∼8 중량%이다.

가교 용액에의 염색 필름의 침지 시간은, 15초∼20분간인 것이 바람직하고, 30초∼15분간인 것이 보다 바람직하다. 또한, 가교 용액의 온도는, 10℃∼90℃의 범위에 있는 것이 바람직하다.

또한, 가교 공정은, 가교제를 염색 용액 중에 배합함으로써, 염색 공정과 동시에 행할 수도 있다. 또한, 가교 공정과 연신 공정을 동시에 행하여도 좋다. 이 때, 미리 목표의 연신 배율로 연신된 것을 가교시켜도 좋고, 미리 목표의 연신 배율보다도 저배율로 연신된 것을 가교시키면서 목표의 연신 배율이 되도록 재차 연신하여도 좋다.

[공정 (e)]

얻어진 가교 필름은, 통상, 세정을 행한 후, 건조된다. 세정은, 이온 교환수, 증류수 등의 순수에 가교 필름을 침지함으로써 행할 수 있다. 수세정 온도는, 통상 3℃∼50℃, 바람직하게는 4℃∼20℃의 범위이다. 침지 시간은, 통상 2∼300초간, 바람직하게는 5∼240초간이다. 세정은, 요오드화물 용액에 의한 세정 처리와 수세정 처리를 조합하여도 좋고, 적절히 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 부탄올, 프로판올 등의 액체 알코올을 배합한 용액을 이용할 수도 있다.

건조 방법으로는, 임의의 적절한 방법(예컨대, 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조)을 채용할 수 있다. 예컨대, 가열 건조의 경우의 건조 온도는 통상 20℃∼95℃이며, 건조 시간은 통상 1∼15분간 정도이다.

<편광판>

상기 편광성 적층 필름은, 그 자체 편광판으로서 사용할 수 있지만, 투명 보호층을 적층한 상태로 한 후, 편광자층으로부터 기재 필름을 박리하여, 투명 보호층을 갖는 편광판으로 할 수 있다. 편광성 적층 필름을 이용함으로써, 박형이며 내구성이 높고, 양호한 편광 성능을 갖는 투명 보호층을 갖는 편광판을 효율적으로 수율 좋게 제조할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 편광판을 이용한 액정 표시 장치는, 높은 콘트라스트비를 나타낸다.

투명 보호층을 갖는 편광판은, 상기 본 발명의 편광성 적층 필름을 이용하여, 하기 공정을 포함하는 방법에 의해 제작할 수 있다.

(A) 편광성 적층 필름의 편광자층에 있어서의 기재 필름측과는 반대측의 면에 투명 보호층을 접합하는 공정,

(B) 기재 필름을 박리 제거하는 공정.

도면을 참조하면, 예컨대 도 1에 도시된 편광성 적층 필름(10)의 편광자층(30) 상에 투명 보호층(40)을 접합하여 도 5에 도시된 편광성 적층 필름(25)으로 한 후, 기재 필름(20)을 박리함으로써, 「투명 보호층/편광자층」의 적층 구조로 이루어진 편광판을 얻을 수 있다. 기재 필름의 양면의 각각에 편광자층 및 투명 보호층을 적층한 편광성 적층 필름으로부터는, 2지점의 편광자층-기재필름 계면에서의 박리에 의해, 「투명 보호층/편광자층」의 적층 구조로 이루어진 2개의 편광판을 얻을 수 있다.

공정 (A)에서 사용하는 투명 보호층으로서는, 앞서 설명한 투명 보호 필름(투명 보호 필름의 편광자층과는 반대측의 표면에, 하드코트층, 방현층, 반사방지층 등의 광학층을 형성한 것을 포함함)을 이용할 수 있다.

편광성 적층 필름의 편광자층과 투명 보호 필름의 접합은, 접착제 또는 점착제를 이용하여 행할 수 있다. 접착제로는 예컨대 폴리비닐알코올계 수지 수용액, 수계 이액형 우레탄계 에멀젼 접착제 등의 수계 접착제를 들 수 있다. 투명 보호 필름으로서 비누화 처리 등으로 친수화 처리된 셀룰로오스에스테르계 수지를 이용하는 경우, 접착제로서, 폴리비닐알코올계 수지 수용액이 적합하게 이용된다. 접착제로서 이용하는 폴리비닐알코올계 수지에는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐을 비누화 처리하여 얻어지는 비닐알코올 호모폴리머 외에, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체를 비누화 처리하여 얻어지는 비닐알코올계 공중합체, 나아가서는 이들의 수산기를 부분적으로 변성한 변성 폴리비닐알코올계 중합체 등이 있다. 수계 접착제에는, 다가 알데히드, 수용성 에폭시 화합물, 멜라민계 화합물, 지르코니아 화합물, 아연 화합물 등이 첨가제로서 첨가되어도 좋다. 수계 접착제를 이용한 경우, 그것으로부터 얻어지는 접착제층은, 통상 1 ㎛ 이하이다.

수계 접착제를 이용하여 편광자층과 투명 보호 필름을 접합하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 유연법, 메이어 바 코트법, 그라비아 코트법, 콤마 코터법, 닥터 블레이드법, 다이 코트법, 딥 코트법, 분무법 등에 의해, 편광자층 및/또는 투명 보호 필름의 표면에 접착제를 균일하게 도포하고, 도포면에 다른 한쪽의 필름을 겹쳐 롤 등을 이용하여 접합하고, 건조시키는 방법 등을 들 수 있다. 유연법이란, 피도포물인 편광자층 또는 투명 보호 필름을, 대략 수직 방향, 대략 수평 방향, 또는 양자간의 경사 방향으로 이동시키면서, 그 표면에 접착제를 유하하여 확포(擴布)시키는 방법이다. 통상, 수계 접착제는, 그 조제 후, 15℃∼40℃의 온도 하에서 도포되며, 접합 온도는, 통상 15℃∼30℃의 범위이다.

접착제를 도포한 후, 편광자층과 투명 보호 필름을 중첩시키고, 닙롤 등에 의해 사이에 끼워 필름의 접합을 행한다. 닙롤을 이용한 접합은, 예컨대, 접착제를 도포한 후, 롤 등으로 가압하여 균일하게 펴서 넓히는 방법, 접착제를 도포한 후, 롤과 롤 사이에 통과시키고, 가압하여 펴서 넓히는 방법 등을 채용할 수 있다. 전자의 경우에 있어서, 롤의 재질로서는 금속이나 고무 등을 이용하는 것이 가능하다. 또한, 후자의 경우, 복수의 롤은 동일한 재질이어도 좋고, 상이한 재질이어도 좋다.

수계 접착제를 사용하는 경우는, 편광자층과 투명 보호 필름을 접합한 후, 수계 접착제 중에 포함되는 물을 제거하기 위해서, 적층된 필름을 건조시킨다. 건조 온도는, 바람직하게는 30℃∼90℃이다. 30℃ 미만이면, 편광자층과 투명 보호 필름이 박리되기 쉬어지는 경향이 있다. 또한, 90℃ 이상이면, 열에 의해 편광 성능이 열화할 우려가 있다. 건조 시간은 10∼1000초로 할 수 있고, 특히 생산성의 관점에서는, 바람직하게는 60∼750초, 보다 바람직하게는 150∼600초이다.

건조 후에는 실온 또는 그것보다 약간 높은 온도, 예컨대, 20℃∼45℃ 정도의 온도에서 12∼600시간 정도 더 양생하여도 좋다. 양생 온도는, 건조시에 채용한 온도보다도 낮게 설정되는 것이 일반적이다.

또한, 편광자층과 투명 보호 필름을 접합할 때의 접착제로서, 광경화성 접착제를 이용할 수도 있다. 광경화성 접착제로서는 예컨대 광경화성 에폭시 수지와 광양이온 중합 개시제와의 혼합물 등을 들 수 있다.

광경화성 접착제를 이용하는 경우는, 편광자층과 투명 보호 필름을 상기와 동일하게 하여 접합한 후, 활성 에너지선을 조사함으로써 광경화성 접착제를 경화시킨다. 활성 에너지선의 광원은 특별히 한정되지 않지만, 파장 400 ㎚ 이하에 발광 분포를 갖는 활성 에너지선이 바람직하고, 구체적으로는, 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙 라이트 램프, 마이크로웨이브 여기 수은등, 메탈할라이드 램프 등이 바람직하게 이용된다.

광경화성 접착제에의 광조사 강도는, 광경화성 접착제의 조성에 따라 적절하게 결정되며, 특별히 한정되지 않지만, 중합 개시제의 활성화에 유효한 파장 영역의 조사 강도가 0.1∼6000 mW/㎠인 것이 바람직하다. 조사 강도가 0.1 mW/㎠ 이상인 경우, 반응 시간이 지나치게 길어지지 않고, 6000 mW/㎠ 이하인 경우, 광원으로부터 복사되는 열 및 광경화성 접착제의 경화시의 발열에 의한 에폭시 수지의 황변이나 편광자층의 열화를 일으킬 우려가 적다. 광경화성 접착제에의 광조사 시간은, 경화시키는 광경화성 접착제에 따라 적용되는 것으로서 특별히 한정되지 않지만, 상기한 조사 강도와 조사 시간과의 곱으로서 표시되는 적산 광량이 10∼10000 mJ/㎠가 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 광경화성 접착제에의 적산 광량이 10 mJ/㎠ 이상인 경우, 중합 개시제 유래의 활성종을 충분량 발생시켜 경화 반응을 보다 확실하게 진행시킬 수 있고, 10000 mJ/㎠ 이하인 경우, 조사 시간이 지나치게 길어지지 않아 양호한 생산성을 유지할 수 있다. 또한, 경화 후의 접착제층의 두께는, 통상 0.001∼5 ㎛ 정도이며, 바람직하게는 0.01∼2 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.01∼1 ㎛이다.

활성 에너지선의 조사에 의해 광경화성 접착제를 경화시키는 경우, 편광자층의 편광도, 투과율 및 색상, 그리고 투명 보호 필름의 투명성 등, 편광판의 여러 가지 기능이 저하되지 않는 조건으로 경화를 행하는 것이 바람직하다.

또한, 편광자층과 투명 보호 필름과의 접합에 있어서는, 편광자층 및/또는 투명 보호 필름의 접착면에, 접착성을 향상시키기 위해서, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 프레임(화염) 처리, 비누화 처리 등의 표면 처리를 필요에 따라 행하여도 좋다. 비누화 처리로서는, 수산화나트륨이나 수산화칼륨과 같은 알칼리 수용액에 침지하는 방법을 들 수 있다.

한편, 편광자층과 투명 보호 필름과의 접합에 이용되는 점착제는, 통상, 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 실리콘계 수지 등을 베이스 폴리머로 하고, 이것에, 이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 아지리딘 화합물 등의 가교제를 첨가한 조성물로 이루어진다. 미립자를 더 함유하여 광산란성을 나타내는 점착제층으로 할 수도 있다.

점착제층의 두께는 1∼40 ㎛인 것이 바람직하지만, 가공성, 내구성 등을 손상시키지 않는 범위에서 얇게 형성하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3∼25 ㎛이다. 3∼25 ㎛이면, 양호한 가공성을 가지며, 또한 편광자층의 치수 변화를 억제하는 데에도 적합하다. 점착제층의 두께가 1 ㎛ 미만이면 점착성이 저하되고, 40 ㎛를 초과하면 점착제가 비어져나오는 등의 문제를 발생시키기 쉬워진다.

점착제에 의해 편광자층과 투명 보호 필름을 접합하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 편광자층면 또는 투명 보호 필름면에, 상기한 베이스 폴리머를 비롯한 각 성분을 포함하는 용액(점착제 조성물)을 도포하고, 건조시켜 점착제층을 형성한 후, 편광자층과 투명 보호 필름을 접합시켜도 좋고, 세퍼레이터(박리 필름) 상에 점착제층을 형성한 후, 이 점착제층을 편광자층면 또는 투명 보호 필름면에 전사하여, 편광자층과 투명 보호 필름을 접합시켜도 좋다.

또한, 편광자층과 투명 보호 필름을 점착제층을 통해 접합시키는데 있어서는, 밀착성을 향상시키기 위해서, 편광자층 및/또는 투명 보호 필름의 접합면 혹은 점착제층의 한면 혹은 양면에, 코로나 처리 등의 표면 처리를 필요에 따라 행하여도 좋다.

상기 공정 (B)는, 편광자층으로부터 기재 필름을 박리 제거하는 공정이다. 기재 필름을 박리하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 통상의 점착제가 부착된 편광판으로 행해지는 세퍼레이터(박리 필름)의 박리 공정과 동일한 방법에 의해 박리할 수 있다. 투명 보호층을 접합한 후, 그대로 즉시 기재 필름을 박리하여도 좋고, 투명 보호층을 접합한 후, 한번 롤 형상으로 권취한 후, 후공정에서 권출하면서 기재 필름을 박리하여도 좋다.

이상과 같이 하여 제조되는 편광판에는, 실용에 있어서 다른 광학층을 적층하여도 좋다. 또한, 투명 보호층이 이들 광학층의 기능을 겸비하고 있어도 좋다. 다른 광학층으로서는, 전술한 하드코트층, 방현층, 반사방지층 이외에, (1) 어떤 종류의 편광광을 투과하고, 그것과 반대의 성질을 나타내는 편광광을 반사하는 반사형 편광 필름; (2) 표면에 요철 형상을 갖는 방현 기능을 구비한 필름; (3) 표면 반사 방지 기능을 구비한 필름; (4) 표면에 반사 기능을 갖는 반사 필름; (5) 반사 기능과 투과 기능을 겸비하는 반투과 반사 필름; (6) 시야각 보상 필름을 들 수 있다. 이들 (1)∼(6)의 필름은, 편광판으로서 사용하는 편광성 적층 필름에도 적용할 수 있다.

어떤 종류의 편광광을 투과하고, 그것과 반대의 성질을 나타내는 편광광을 반사하는 반사형 편광 필름에 해당하는 시판품으로는, 예컨대, 「DBEF」[3M사 제조, 스미토모쓰리엠(주)에서 입수 가능], 「APF」[3M사 제조, 스미토모쓰리엠(주)에서 입수 가능]를 들 수 있다. 또한, 시야각 보상 필름으로서는, 기재 표면에 액정성 화합물이 도포되고, 배향되어 있는 광학 보상 필름, 폴리카보네이트계 수지로 이루어진 위상차 필름, 환상 폴리올레핀계 수지로 이루어진 위상차 필름을 들 수 있다. 기재 표면에 액정성 화합물이 도포되고, 배향되어 있는 광학 보상 필름에 해당하는 시판품으로는, 「WV 필름」[후지필름(주) 제조], 「NH 필름」[신니혼세키유(주) 제조], 「NR 필름」[신니혼세키유(주) 제조] 등을 들 수 있다. 또한, 환상 폴리올레핀계 수지로 이루어진 위상차 필름에 해당하는 시판품으로는, 「아톤 필름」[JSR(주) 제조], 「에스시나」[세키스이카가쿠고교(주) 제조], 「제오노아 필름」[니폰제온(주) 제조] 등을 들 수 있다.

<액정 표시 장치>

전술한 편광성 적층 필름 또는 편광판은, 액정 표시 장치 등의 화상 표시 장치에 적합하게 적용할 수 있다. 액정 표시 장치에 적용했을 경우에 있어서 액정 표시 장치는, 액정 셀의 한면(시인측, 배면측 중 어느 것이어도 좋음) 또는 양면에 적층된 전술한 편광성 적층 필름 또는 편광판을 구비하는 액정 패널을 포함한다. 액정 셀로서는, 종래 공지된 각종 구동 방식의 것을 이용할 수 있다. 이 액정 표시 장치는, 전술한 편광성 적층 필름 또는 편광판을 구비하는 것 이외에는 종래 공지된 구성이어도 좋다. 본 발명의 편광성 적층 필름 또는 편광판을 구비하는 액정 표시 장치는, 박형화가 도모되어 있고, 편광성 적층 필름 또는 편광판의 우수한 편광 성능에 기인하여 높은 콘트라스트비를 나타낸다.

실시예

이하, 실시예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[적층 필름의 제작]

<실시예 1>

(1) 기재 필름의 제작

에틸렌 유닛을 약 5 중량% 포함하는 프로필렌/에틸렌의 랜덤 공중합체[스미토모카가쿠(주) 제조 「스미토모노브렌 W151」, 융점 Tm=138℃]로 이루어진 수지층의 양측에 프로필렌의 단독 중합체인 호모폴리프로필렌[스미토모카가쿠(주) 제조 「스미토모노브렌 FLX80E4」, 융점 Tm=163℃]으로 이루어진 수지층을 배치한 3층 구조의 기재 필름을, 다층 압출 성형기를 이용한 공압출 성형에 의해 제작하였다. 얻어진 기재 필름의 합계 두께는 100 ㎛이며, 각 층의 두께 비(FLX80E4/W151/FLX80E4)는 3/4/3이었다.

(2) 프라이머층의 형성

폴리비닐알코올 분말[니혼고세이카가쿠고교(주) 제조 「Z-200」, 평균 중합도 1100, 평균 비누화도 99.5몰%]을 95℃의 열수에 용해하여, 농도 3 중량%의 폴리비닐알코올 수용액을 조제하였다. 얻어진 수용액에 가교제[스미토모카가쿠(주) 제조 「스미레즈레진 650」]를 폴리비닐알코올 분말 6 중량부에 대하여 5 중량부 혼합하였다. 얻어진 혼합 수용액을, 코로나 처리를 행한 상기 기재 필름의 코로나 처리면 상에 마이크로 그라비아 코터를 이용하여 도공하고, 80℃에서 10분간 건조시킴으로써, 두께 0.5 ㎛의 프라이머층을 형성하였다.

(3) 폴리비닐알코올계 수지층의 형성

폴리비닐알코올 분말[쿠라레(주) 제조「PVA124」, 평균 중합도 2400, 평균 비누화도 98.0∼99.0 몰%]을 95℃의 열수에 용해하여, 농도 8 중량%의 폴리비닐알코올 수용액을 조제하였다. 얻어진 수용액을, 상기 프라이머층 상에 립 코터를 이용하여 도공하고, 80℃에서 2분간, 70℃에서 2분간, 계속해서 60℃에서 4분간의 조건 하에서 건조시킴으로써, 기재 필름/프라이머층/폴리비닐알코올계 수지층으로 이루어진 3층 구조의 미연신 필름을 제작하였다. 폴리비닐알코올계 수지층의 두께는 11.2 ㎛였다.

(4) 적층 필름의 제작

상기 미연신 필름을 160℃의 연신 온도에서 5.8배로 자유단 세로 1축 연신하여, 적층 필름을 얻었다. 얻어진 적층 필름의 두께는 55.5 ㎛이며, 폴리비닐알코올계 수지층의 두께는 5.2 ㎛였다. 얻어진 적층 필름에 있어서, 필름의 컬은 확인되지 않았다.

<실시예 2>

에틸렌의 단독 중합체인 선형 저밀도 폴리에틸렌[스미토모카가쿠(주) 제조 「FV401」, 융점 Tm=119℃]으로 이루어진 수지층의 양측에, 프로필렌의 단독 중합체인 호모폴리프로필렌[스미토모카가쿠(주) 제조 「스미토모 노브렌 FLX80E4」, 융점 Tm=163℃]으로 이루어진 수지층을 배치한 3층 구조의 기재 필름을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 적층 필름을 제작하였다. 얻어진 적층 필름의 합계 두께는 90 ㎛이고, 각 층의 두께 비(FLX80E4/FV401/FLX80E4)는 3/4/3이었다. 얻어진 적층 필름에 있어서, 필름의 컬은 확인되지 않았다.

<비교예 1>

호모폴리프로필렌[스미토모카가쿠(주) 제조 「스미토모 노브렌 FLX80E4」, 융점 Tm=163℃]으로 이루어진 단층의 기재 필름을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 두께 105 ㎛의 미연신 필름을 제작하였다. 이어서, 실시예 1과 동일한 조건으로 자유단 세로 1축 연신 처리를 행하여, 두께 50.1 ㎛의 적층 필름을 얻었다. 적층 필름에 있어서의 폴리비닐알코올계 수지층의 두께는 5.5 ㎛였다.

<비교예 2>

에틸렌 유닛을 약 5 중량% 포함하는 프로필렌/에틸렌의 랜덤 공중합체[스미토모카가쿠(주) 제조 「스미토모 노브렌 W151」, 융점 Tm=138℃]로 이루어진 단층의 기재 필름을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 두께 105 ㎛의 미연신 필름을 제작하였다. 이어서, 실시예 1과 동일한 조건으로 자유단 세로 1축 연신 처리를 행하고, 두께 50.5 ㎛의 적층 필름을 얻었다. 적층 필름에 있어서의 폴리비닐알코올계 수지층의 두께는 5.5 ㎛였다.

[편광성 적층 필름의 제작]

<실시예 3>

실시예 1에서 얻어진 적층 필름을 이용하여 다음 절차에 의해 편광성 적층 필름을 제작하였다. 우선, 적층 필름을 60℃의 온욕에 60초간 침지한 후, 30℃의 요오드와 요오드화칼륨을 포함하는 수용액인 30℃의 염색 용액에 150초간 정도 침지하여 폴리비닐알코올계 수지층의 염색을 행하고, 이어서 10℃의 순수로 여분의 요오드액을 씻어내었다. 다음에, 붕산과 요오드화칼륨을 포함하는 수용액인 76℃의 가교 용액에 600초간 침지시켰다. 그 후, 10℃의 순수로 4초간 세정하고, 마지막으로 50℃에서 300초간 건조시킴으로써, 편광성 적층 필름을 얻었다. 얻어진 편광성 적층 필름에 있어서, 필름의 컬은 확인되지 않았다.

<실시예 4, 비교예 3∼4>

실시예 1의 적층 필름 대신에 실시예 2, 비교예 1 또는 비교예 2의 적층 필름을 이용한 것 이외에는 실시예 3과 동일하게 하여 편광성 적층 필름을 제작하였다(각각 실시예 4, 비교예 3, 비교예 4로 함). 얻어진 편광성 적층 필름에 있어서는 모두 필름의 컬은 확인되지 않았다.

실시예 3 및 4에 있어서는, 편광성 적층 필름을 제작할 때까지의 각 공정에 있어서, 적층 필름의 인열 등의 문제는 발생하지 않고, 안정되게 편광성 적층 필름을 제작할 수 있었다. 한편, 비교예 3 및 4에 있어서는, 편광성 적층 필름을 얻을 때까지의 라인 중에서 부분적으로 연신 방향으로 인열이 발생하였다. 또한, 비교예 3 및 4에 대해서는, 인열이 발생하지 않는 부분을 이용하여 하기의 평가를 행하였다.

[편광성 적층 필름의 평가]

(1) 기재 필름을 구성하는 수지층의 배향 상태의 측정

상기에서 제작한 편광성 적층 필름으로부터 기재 필름을 박리한 후, -90℃로 냉각시키고, 냉각된 기재 필름을, 냉동 절편기를 이용하여 길이 방향이 편광성 적층 필름의 연신 방향과 평행이 되도록 2회 절단함으로써, 폭 3 ㎛(길이 1∼2 ㎜ 정도, 두께는 기재 필름의 두께)의 기재 필름편(시료)을 잘라내었다(도 3 참조). 이어서, 이 시료를 이용하여, 전술한 측정 방법에 따라, 기재 필름을 구성하는 수지층의 배향 상태를 확인하였다.

그 결과, 실시예 3 및 4에서 제작한 편광성 적층 필름에 있어서의 기재 필름의 외측의 2개의 수지층(「FLX80E4」)에 대해서는, 시료를 1회전시켜, 편광자의 투과축에 대한 시료의 길이 방향(연신 방향)의 방위각을 변화시켜 나갔을 때, 방위각이 45° 증가할 때마다 투과상이 가장 밝게 관찰될 때와, 가장 어둡게 관찰될 때가 교대로 반복되는 것이 확인되어, 연신 방향(시료의 길이 방향)으로 배향되어 있는 것을 알 수 있었다. 한편, 실시예 3 및 4의 어느 것에 있어서도, 기재 필름의 중앙의 수지층(실시예 3: 「W151」, 실시예 4: 「FV401」)에 대해서는, 편광자의 투과축에 대한 시료의 길이 방향의 방위각을 변화시켜도, 투과상의 밝기에 변화가 확인되지 않고, 캄캄한 상태가 유지되어 있는 것이 확인되어, 실질적으로 무배향인 것을 알 수 있었다.

도 9는 실시예 3의 시료를, 그 길이 방향(연신 방향)이 편광자의 투과축에 대하여 45°의 각도를 이루는 방위로 배치했을 때의 편광 현미경 사진이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 기재 필름의 외측의 2개의 수지층(「FLX80E4」)은 밝게 관찰되고 있는 한편, 중앙의 수지층(「W151」)은 캄캄하게 관찰되고 있다.

이것에 대하여, 비교예 3 및 4에서 제작한 편광성 적층 필름에 있어서의 기재 필름(모두 단일의 수지층으로 이루어짐)에 있어서는, 편광자의 투과축에 대한 시료의 길이 방향(연신 방향)의 방위각을 변화시켜 나갔을 때, 방위각이 45° 증가할 때마다, 투과상이 가장 밝게 관찰될 때와, 가장 어둡게 관찰될 때가 교대로 반복되는 것이 확인되었기 때문에, 기재 필름 전체가 연신 방향으로 배향되어 있는 것을 알 수 있었다. 이상의 결과를 표 1에 정리하였다.

(2) 인열 강도의 측정

상기에서 제작한 편광성 적층 필름의 인열 강도를 다음 방법에 의해 측정하였다. 우선, 편광성 적층 필름의 짧은 변 단부의 중앙(필름 폭 방향의 중앙)으로부터, 커터를 이용하여 연신 방향과 평행하게 칼자국을 내었다. 다음에, 만능 인장 시험기[(주) 시마즈세이사쿠쇼 제조 「오토그라프 AG-I」]를 이용하여, 이 칼자국의 기점으로부터 편광성 적층 필름을 인열하고, 그 때의 인열 강도를, 동 장치를 이용하여 측정하였다. 필름 인열시의 속도는 300 ㎜/min으로 하였다. 본 측정에 의해, 각 인열 거리(칼자국의 기점으로부터의 인열된 필름의 거리)에 있어서의 인열 강도를 얻을 수 있지만, 인장 시험기를 이용한 인열 강도 측정에 있어서는, 어느 정도의 인열 거리에 도달하여 필름의 인열 각도가 안정될 때까지는, 인열 강도가 높게 나오는 경우가 많다. 따라서, 본 측정에서는, 이 부분을 제외하고, 인열 강도가 안정되어 있는 영역에 있어서의 인열 강도의 평균값을 구하여, 이것을 인열 강도로 하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

(3) 리워크성의 평가

상기에서 제작한 편광성 적층 필름을 100 ㎜×60 ㎜의 사이즈로 잘라내고, 그 편광자층의 외측 표면에 두께 25 ㎛의 시트형 점착제를 접합하고, 이 점착제를 통해 편광성 적층 필름을 시판되고 있는 액정 셀[SONY(주)에서 판매되고 있는 PSP-3000을 분해하여 꺼낸 것]의 표면에 접합하였다. 그 후, 50℃, 5기압에서 20분간, 압착 처리를 행한 후, 2일간 실온에서 정치하였다.

또한, 상기 시트형 점착제는, 아크릴산부틸/아크릴산 공중합체에 우레탄 아크릴레이트 올리고머 및 이소시아네이트계 가교제를 첨가한 점착제 조성물로부터 형성된 것으로서, 저장 탄성률은 23℃에 있어서 0.41 MPa, 80℃에 있어서 0.19 MPa였다.

액정 셀로부터 편광성 적층 필름을, 손으로 박리하는 시험을 실시하여 리워크성을 평가한 결과, 실시예 3 및 4의 편광성 적층 필름은, 인열되지 않고 양호하게 박리할 수 있는 것이 확인되었다. 한편, 비교예 3 및 4의 편광성 적층 필름은, 박리 도중에 연신 방향으로 인열(파단이 생김), 리워크하는 것이 곤란하였다. 이상의 결과를 표 1에 정리하였다.

도 10은, 실시예 3의 편광성 적층 필름의 리워크성 평가 시험 결과를 나타내는 사진이며, 편광성 적층 필름이, 파단되지 않고 양호하게 박리되고 있는 것을 알 수 있었다. 도 11은, 비교예 3의 편광성 적층 필름의 리워크성 평가 시험 결과를 나타내는 사진이다. 박리 도중에 연신 방향으로 인열된 부분이 액정 셀로부터 박리되지 않고, 띠 형상으로 되어 액정 셀 상에 잔존하고 있다.

[표 1]

이상과 같이, 실시예 1∼4의 편광성 적층 필름 및 적층 필름은, 기재 필름이 배향되어 있는 수지층과 무배향의 수지층으로 구성되어 있는 것에 기인하여, 비교예 1∼4에 비하여, 연신 방향으로의 인열에 대하여 높은 내성을 갖는 것이 확인되었다.

[편광판의 제작]

<실시예 5>

기재 필름의 양면에 프라이머층을 형성하고, 이 양 프라이머층의 각각에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 적층 필름을 얻었다. 이어서, 실시예 3과 동일하게 하여 편광성 적층 필름을 제작하였다.

폴리비닐알코올 분말[(주) 쿠라레 제조 「KL-318」, 평균 중합도 1800]을 95℃의 열수에 용해하고, 농도 3 중량%의 폴리비닐알코올 수용액을 조제하였다. 얻어진 수용액에 가교제[스미토모카가쿠(주) 제조 「스미레즈레진 650」]를 폴리비닐알코올 분말 2 중량부에 대하여 1 중량부 혼합하여, 접착제 용액으로 하였다.

다음에, 상기에서 얻어진 편광성 적층 필름의 각각의 폴리비닐알코올계 수지층 상에, 상기 접착제 용액을 도포한 후, 트리아세틸셀룰로오스(TAC)로 이루어진 투명 보호 필름[코니카미놀타옵트(주) 제조 「KC4UY」]을 접합하고, 투명 보호 필름/접착제층/편광자층/프라이머층/기재필름/프라이머층/편광자층/접착제층/투명 보호 필름의 9층으로 이루어진 투명 보호 필름이 구비된 편광성 적층 필름을 얻었다. 얻어진 투명 보호 필름이 구비된 편광성 적층 필름으로부터, 2지점의 프라이머층-기재필름 계면에서의 박리에 의해 기재 필름을 제거하고, 투명 보호 필름/접착제층/편광자층/프라이머층의 4층으로 이루어진 2개의 편광판을 제작하였다. 기재 필름은 용이하게 박리할 수 있었다.

10, 10', 25, 25': 편광성 적층 필름
15, 15': 적층 필름
20, 20': 기재 필름
30, 30': 편광자층
35, 35': 연신된 폴리비닐알코올계 수지층
40, 40': 투명 보호층

Claims (12)

1. 기재 필름과, 상기 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 적층되는 편광자층을 구비하는 편광성 적층 필름으로서,
   상기 기재 필름은, 서로 상이한 상전이온도(여기서, 상전이온도란, 수지층을 구성하는 수지가 비결정성 수지인 경우에는 유리전이온도를 의미하며, 결정성 수지인 경우에는 융점을 의미함)를 나타내는 수지로 구성되는 2종 이상의 수지층의 적층 구조로 이루어지고,
   상기 기재 필름은, 상기 2종 이상의 수지층 중 가장 높은 상전이온도를 나타내는 수지로 구성되는 수지층을 A, 가장 낮은 상전이온도를 나타내는 수지로 구성되는 수지층을 B로 할 때, 이들을, A/B/A의 순으로 포함하며,
   상기 수지층 A는 면내의 어느 한 방향으로 배향되어 있고, 또한, 상기 수지층 B는 면내에 있어서 실질적으로 무배향인 편광성 적층 필름.
2. 제1항에 있어서, 상기 수지층 A를 구성하는 수지의 상전이온도와, 상기 수지층 B를 구성하는 수지의 상전이온도의 차가 10℃ 이상인 편광성 적층 필름.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 편광자층이, 폴리비닐알코올계 수지층에 이색성 색소가 흡착 배향된 것인 편광성 적층 필름.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 편광자층의 두께가 10 ㎛ 이하인 편광성 적층 필름.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 편광자층의 흡수축과 상기 수지층 A의 배향축이 평행한 편광성 적층 필름.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 한쪽 편광자층 상에 적층되는 투명 보호층을 더 구비하는 편광성 적층 필름.
7. 기재 필름과, 상기 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 적층되는 연신된 폴리비닐알코올계 수지층을 구비하는 적층 필름으로서,
   상기 기재 필름은, 서로 상이한 상전이온도(여기서, 상전이온도란, 수지층을 구성하는 수지가 비결정성 수지인 경우에는 유리전이온도를 의미하며, 결정성 수지인 경우에는 융점을 의미함)를 나타내는 수지로 구성되는 2종 이상의 수지층의 적층 구조로 이루어지고,
   상기 기재 필름은, 상기 2종 이상의 수지층 중 가장 높은 상전이온도를 나타내는 수지로 구성되는 수지층을 A, 가장 낮은 상전이온도를 나타내는 수지로 구성되는 수지층을 B로 할 때, 이들을, A/B/A의 순으로 포함하며,
   상기 수지층 A는 면내의 어느 한 방향으로 배향되어 있고, 또한, 상기 수지층 B는 면내에 있어서 실질적으로 무배향인 적층 필름.
8. 제7항에 있어서, 상기 수지층 A를 구성하는 수지의 상전이온도와, 상기 수지층 B를 구성하는 수지의 상전이온도의 차가 10℃ 이상인 적층 필름.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 폴리비닐알코올계 수지층의 두께가 10 ㎛ 이하인 적층 필름.
10. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 폴리비닐알코올계 수지층의 배향축과 상기 수지층 A의 배향축이 평행한 적층 필름.
11. 삭제
12. 삭제

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