KR101949112B1 - 편광판 - Google Patents

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겐지 마츠노
유헤이 이노구치
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스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
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Abstract

두께 20 ㎛ 이하의 편광자층과, 활성 에너지선 경화성 접착제로 형성되는 제1 접착제층을 통해 편광자층의 한쪽 면에 적층되는 제1 보호 필름과, 수계 접착제로 형성되는 제2 접착제층을 통해 편광자층의 다른쪽 면에 적층되는 제2 보호 필름을 구비하는 편광판, 및 이것을 포함하는 점착제층 부착 편광판, 편광판 접합 기판, 액정 표시 장치 및 유기 일렉트로 루미너센스 표시 장치가 제공된다. 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름의 적어도 어느 한쪽은, 그 투습도가 1000 g/㎡ㆍ24hr 이하인 것이 바람직하다.

Description

편광판{POLARIZING PLATE}
본 발명은 편광자층의 양면에 보호 필름이 접합된 편광판에 관한 것이다.
편광판은, 액정 표시 장치 등의 표시 장치에 있어서의 편광의 공급 소자로서, 또한 편광의 검출 소자로서 널리 이용되고 있다. 편광판으로는, 편광자의 한면 또는 양면에, 접착제를 이용하여 보호 필름을 접합한 구성의 것이 일반적이다.
편광자와 보호 필름을 접합하기 위한 접착제로서, 수계 접착제를 이용하는 것이 종래 공지되어 있다. 또한, 활성 에너지선 경화성 접착제를 이용하는 것도 종래 공지되어 있다. 예컨대 일본 특허 공개 제2012-208250호 공보(특허문헌 1)에는, 편광자에 활성 에너지선 경화성 접착제로 이루어진 접착제층을 통해 보호 필름을 접합한 후, 접착제층을 경화시켜 이루어진 편광판이 개시되어 있다. 수계 접착제를 이용한 경우에는, 보호 필름에 높은 투습도가 요구되는 데 비해, 활성 에너지선 경화성 접착제를 이용한 경우에는, 보호 필름의 투습도에 제약이 없어, 이 점에서 활성 에너지선 경화성 접착제는 유리하다. 또한, 접착제층을 건조시킬 필요가 없어, 비교적 장시간을 요하는 건조 공정을 생략할 수 있는 점에서도, 활성 에너지선 경화성 접착제는 유리하다. 실제로, 특허문헌 1의 실시예에서는, 편광자의 양면의 보호 필름은, 모두 활성 에너지선 경화성 접착제를 이용하여 접합되어 있다.
<선행기술문헌>
(특허문헌 1) 특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2012-208250호 공보
현재, 편광판을 구성하는 편광자의 두께는 대체로 30 ㎛ 정도이지만, 시장으로부터의 편광판 박막화의 요구에 따라서, 편광자를 한층 더 박막화하는 것이 요구되고 있다. 그러나, 편광자의 두께를 20 ㎛ 정도 이하까지 얇게 하고, 그 양면에 활성 에너지선 경화성 접착제를 통해 보호 필름을 접합하여 접착제층을 경화시킨 편광판은, 그 표면 전체에 미세한 요철이 발생한다고 하는, 30 ㎛ 정도의 두꺼운 편광자를 이용한 경우에는 생기지 않았던 외관 불량의 문제가 생길 수 있는 것이 본 발명자들의 검토에 의해 분명해졌다.
이 미세한 요철은, 편광판을 기판(예컨대 액정 셀을 구성하는 유리 기판)과 같은 평탄면에 접합했을 때에 육안으로도 인식할 수 있는 것이며, 편광판의 외관을 악화시킨다.
따라서 본 발명의 목적은, 두께가 20 ㎛ 이하인 박막의 편광자의 양면에 접착제층을 통해 보호 필름이 적층된 편광판으로서, 전술한 미세한 요철의 발생이 억제된 외관이 양호한 편광판을 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 이하의 편광판, 점착제층 부착 편광판, 편광판 접합 기판, 액정 표시 장치 및 유기 일렉트로 루미너센스 표시 장치를 제공한다.
[1] 두께 20 ㎛ 이하의 편광자층과,
활성 에너지선 경화성 접착제로 형성되는 제1 접착제층을 통해 상기 편광자층의 한쪽 면에 적층되는 제1 보호 필름과,
수계 접착제로 형성되는 제2 접착제층을 통해 상기 편광자층의 다른쪽 면에 적층되는 제2 보호 필름
을 구비하는 편광판.
[2] 상기 제1 보호 필름 및 상기 제2 보호 필름의 적어도 어느 하나는 그 투습도가 1000 g/㎡ㆍ24hr 이하인 [1]에 기재된 편광판.
[3] 상기 제2 보호 필름은 그 투습도가 10∼1000 g/㎡ㆍ24hr인 [1] 또는 [2]에 기재된 편광판.
[4] 상기 편광자층은, 이색성 색소를 함유하는 연신된 폴리비닐알콜계 수지층인 [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 편광판.
[5] 상기 편광자층은 그 두께가 10 ㎛ 이하인 [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재된 편광판.
[6] 대각 길이가 3∼32 cm인 사각형상을 갖는 [1]∼[5] 중 어느 하나에 기재된 편광판.
[7] 상기 제1 보호 필름 또는 상기 제2 보호 필름에 있어서의 편광자층과는 반대측의 표면에 적층되는 표면 처리층을 더 구비하는 [1]∼[6] 중 어느 하나에 기재된 편광판.
[8] 상기 표면 처리층이 하드 코트층, 반사 방지층 또는 도전층인 [7]에 기재된 편광판.
[9] 상기 제1 보호 필름 또는 상기 제2 보호 필름은 두께가 50 ㎛ 이하인 [1]∼[8] 중 어느 하나에 기재된 편광판.
[10] 상기 제1 보호 필름 또는 상기 제2 보호 필름은 80℃에서의 인장 탄성률이 1500 MPa 이상인 [1]∼[9] 중 어느 하나에 기재된 편광판.
[11] [1]∼[10] 중 어느 하나에 기재된 편광판과,
상기 편광판의 상기 제1 보호 필름측에 형성된 투명 점착제층
을 구비하는 점착제층 부착 편광판.
[12] [1]∼[10] 중 어느 하나에 기재된 편광판과,
기판
을 구비하고,
상기 편광판이, 그 상기 제1 보호 필름측에서, 투명 점착제층을 통해 상기 기판의 상기 표면에 접합되어 이루어진 편광판 접합 기판.
[13] [1]∼[10] 중 어느 하나에 기재된 편광판과,
기판을 포함하는 액정 셀
을 구비하고,
상기 편광판이, 그 상기 제1 보호 필름측에서 상기 기판의 상기 표면에 접합되어 이루어지고,
표시 화면의 해상도가 300 dpi 이상인 액정 표시 장치.
[14] 상기 액정 셀이 노멀리 블랙 방식(normally black mode)의 액정 셀인 [13]에 기재된 액정 표시 장치.
[15] [1]∼[10] 중 어느 하나에 기재된 편광판과,
기판을 포함하는 유기 일렉트로 루미너센스 표시 소자
를 구비하고,
상기 편광판이, 그 상기 제1 보호 필름측에서 상기 기판의 상기 표면에 접합되어 이루어지고,
상기 제1 보호 필름은, 100∼180 nm의 면내 위상차치를 가지며, 또한 상기 편광자층의 흡수축에 대한 상기 제1 보호 필름의 지상축의 각도가 대략 45° 또는 대략 135°인 유기 일렉트로 루미너센스 표시 장치.
본 발명에 의하면, 두께가 20 ㎛ 이하인 박막의 편광자의 양면에 접착제층을 통해 보호 필름이 적층된 편광판으로서, 전술한 미세한 요철의 발생이 억제된 외관이 양호한 편광판을 제공할 수 있다.
도 1의 (a)는 본 발명에 따른 편광판의 층구성의 일례를 나타내는 개략 단면도이며, 도 1의 (b)는 본 발명에 따른 점착제층 부착 편광판 및 편광판 접합 기판의 층구성의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 편광판의 제조 방법의 바람직한 일례를 나타내는 플로우차트이다.
도 3은 수지층 형성 공정에서 얻어지는 적층 필름의 층구성의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 4는 연신 공정에서 얻어지는 연신 필름의 층구성의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 5는 염색 공정에서 얻어지는 편광성 적층 필름의 층구성의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 6은 제1 접합 공정에서 얻어지는 접합 필름의 층구성의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 7은 박리 공정에서 얻어지는 편면 보호 필름 부착 편광판의 층구성의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 8은 편광판 표면의 외관 평가 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 9는 편광판의 반사 선명도의 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 10은 편광판의 표면형상의 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 11은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 유기 일렉트로 루미너센스 표시 장치의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
이하, 실시형태를 나타내어 본 발명에 따른 편광판에 관해 상세히 설명한다.
<편광판>
도 1의 (a)는, 본 발명에 따른 편광판의 층구성의 일례를 나타내는 개략 단면도이다. 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 본 발명의 편광판(1)은, 편광자층(5)의 양면에 접착제층을 통해 보호 필름을 적층한 구성을 갖고 있고, 구체적으로는, 두께가 20 ㎛ 이하인 박막의 편광자층(5)과, 활성 에너지선 경화성 접착제로 형성되는 제1 접착제층(15)을 통해 편광자층(5)의 한쪽 면에 적층되는 제1 보호 필름(10)과, 수계 접착제로 형성되는 제2 접착제층(25)을 통해 편광자층(5)의 다른쪽 면에 적층되는 제2 보호 필름(20)을 구비한다.
이러한 구성에 의하면, 편광자층의 두께를 20 ㎛ 이하로 하고, 그 양면에 활성 에너지선 경화성 접착제를 통해 보호 필름을 접합하여 접착제층을 경화시킨 편광판에 있어서 그 보호 필름 표면에 생기는 미세한 요철에 의한 외관 불량을 효과적으로 억제, 방지할 수 있고, 특히 제2 보호 필름(20)의 외면(편광자층(5)과는 반대측의 표면)에 있어서의 미세 요철의 발생을 보다 효과적으로 억제, 방지할 수 있다.
본 발명의 편광판에 있어서, 편광자층(5)의 두께가 20 ㎛ 이하임에도 불구하고, 보호 필름 표면의 미세한 요철을 억제, 방지할 수 있는 이유는 분명하지 않지만, 활성 에너지선 경화성 접착제는 경화시에 비교적 크게 수축되는 것이기 때문에, 제2 보호 필름(20)을 수계 접착제에 의해 적층함으로써, 활성 에너지선 경화성 접착제의 수축에 의한 영향이 완화되어, 표면의 미세한 요철이 억제되는 것으로 생각된다.
도 1의 (b)는, 도 1의 (a)에 나타내는 편광판(1)을 기판(4)에 접합한 편광판 접합 기판의 일례를 나타내는 개략 단면도이다. 이 예에서는, 편광판(1)은, 그 제1 보호 필름(10)측에 투명 점착제층(3)이 형성되어 점착제층 부착 편광판을 구성하고 있다. 기판(4)으로서 유리제의 유리 기판을 이용하고 있다. 그리고, 편광판(1)은 제1 보호 필름(10)측에서, 투명 점착제층(3)을 통해 기판(4)에 접합되어 있다. 기판(4)은, 유리제의 유리 기판이어도 좋고, 수지제의 수지 기판이어도 좋고, 편광판(1)과 접합되는 쪽의 표면이 바람직하게는 평탄면으로 이루어진다.
이하에서는, 편광판(1)을 구성하는 각 구성 요소에 관해 설명한다.
(1) 편광자층
편광자층(5)은, 일축 연신된 폴리비닐알콜계 수지층에 이색성 색소를 흡착 배향시킨 것일 수 있다. 본 발명에 있어서 편광자층(5)의 두께는 20 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 15 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 11 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 10 ㎛ 이하, 특히 바람직하게는 7 ㎛ 이하이다. 편광자층(5)의 두께는, 취급이 용이한 점, 표시 장치 용도로 이용하기에 적합한 95% 이상의 편광도, 특히 액정 표시 장치 용도로 이용하기에 적합한 99.9% 이상의 편광도를 실현하기 쉬운 점에서, 통상 2 ㎛ 이상이다. 편광자층(5)의 두께를 20 ㎛ 이하로 함으로써 편광판(1)의 박막화를 실현할 수 있는 한편, 본 발명에 의하면, 이러한 박막의 편광자층(5)을 이용하는 경우라 하더라도 외관 불량(편광판(1) 표면의 요철)이 생기지 않고 그 양면에 보호 필름을 접합할 수 있다.
폴리비닐알콜계 수지층을 구성하는 폴리비닐알콜계 수지로는, 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화한 것을 이용할 수 있다. 폴리아세트산비닐계 수지로는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 외에, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체가 예시된다. 아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로는, 예컨대 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 들 수 있다.
폴리비닐알콜계 수지의 비누화도는, 80.0∼100.0 몰%의 범위일 수 있지만, 바람직하게는 90.0∼99.5 몰%의 범위이고, 보다 바람직하게는 94.0∼99.0 몰%의 범위이다. 비누화도가 80.0 몰% 미만이면, 얻어지는 편광판(1)의 내수성 및 내습열성이 저하된다. 비누화도가 99.5 몰%를 초과하는 폴리비닐알콜계 수지를 사용한 경우, 염색 속도가 느려져, 생산성이 저하됨과 함께 충분한 편광 성능을 갖는 편광자층(5)을 얻을 수 없는 경우가 있다.
비누화도란, 폴리비닐알콜계 수지의 원료인 폴리아세트산비닐계 수지에 포함되는 아세트산기(아세톡시기 : -OCOCH3)가 비누화 공정에 의해 수산기로 변화한 비율을 유닛비(몰%)로 나타낸 것이며, 하기 식 :
비누화도(몰%)=100×(수산기의 수)/(수산기의 수+아세트산기의 수)
로 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.
폴리비닐알콜계 수지는, 일부가 변성되어 있는 변성 폴리비닐알콜이어도 좋다. 예컨대, 폴리비닐알콜계 수지를 에틸렌, 프로필렌 등의 올레핀; 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 등의 불포화 카르복실산; 불포화 카르복실산의 알킬에스테르, 아크릴아미드 등으로 변성한 것을 들 수 있다. 변성의 비율은 30 몰% 미만인 것이 바람직하고, 10 몰% 미만인 것이 보다 바람직하다. 30 몰%를 초과하는 변성을 행한 경우에는, 이색성 색소를 흡착하기 어려워져, 충분한 편광 성능을 갖는 편광자층(5)을 얻을 수 없다.
폴리비닐알콜계 수지의 평균 중합도는, 바람직하게는 100∼10000이고, 보다 바람직하게는 1500∼8000이고, 더욱 바람직하게는 2000∼5000이다. 폴리비닐알콜계 수지의 평균 중합도도 JIS K 6726(1994)에 준거하여 구할 수 있다. 평균 중합도가 100 미만이면 바람직한 편광 성능을 얻는 것이 어렵고, 10000 초과이면 용매에 대한 용해성이 악화되어 폴리비닐알콜계 수지층의 형성이 어려워져 버린다.
본 발명에 있어서 적합하게 이용되는 폴리비닐알콜계 수지의 시판품의 예는 모두 상품명이며, (주)쿠라레 제조의 「PVA124」(비누화도 : 98.0∼99.0 몰%), 「PVA117」(비누화도 : 98.0∼99.0 몰%), 「PVA624」(비누화도 : 95.0∼96.0 몰%), 「PVA617」(비누화도 : 94.5∼95.5 몰%); 일본합성화학공업(주) 제조의 「AH-26」(비누화도 : 97.0∼98.8 몰%), 「AH-22」(비누화도 : 97.5∼98.5 몰%), 「NH-18」(비누화도 : 98.0∼99.0 몰%), 「N-300」(비누화도 : 98.0∼99.0 몰%); 일본사쿠비ㆍ포발(주)의 「JC-33」(비누화도 : 99.0 몰% 이상), 「JM-33」(비누화도 : 93.5∼95.5 몰%), 「JM-26」(비누화도 : 95.5∼97.5 몰%), 「JP-45」(비누화도 : 86.5∼89.5 몰%), 「JF-17」(비누화도 : 98.0∼99.0 몰%), 「JF-17L」(비누화도 : 98.0∼99.0 몰%), 「JF-20」(비누화도 : 98.0∼99.0 몰%)을 포함한다.
편광자층(5)에 함유(흡착 배향)되는 이색성 색소는, 요오드 또는 이색성 유기 염료일 수 있다. 이색성 유기 염료의 구체예는, 레드 BR, 레드 LR, 레드 R, 핑크 LB, 루빈 BL, 보르도 GS, 스카이 블루 LG, 레몬 옐로우, 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, 콩고 레드, 브릴리언트 바이올렛 BK, 수프라 블루 G, 수프라 블루 GL, 수프라 오렌지 GL, 다이렉트 스카이 블루, 다이렉트 퍼스트 오렌지 S, 퍼스트 블랙을 포함한다. 이색성 색소는, 1종만을 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
(2) 제1 및 제2 보호 필름
제1 보호 필름(10) 및 제2 보호 필름(20)은 각각, 열가소성 수지, 예컨대 쇄형 폴리올레핀계 수지(폴리프로필렌계 수지 등), 고리형 폴리올레핀계 수지(노르보넨계 수지 등)와 같은 폴리올레핀계 수지; 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스디아세테이트와 같은 셀룰로오스에스테르계 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르계 수지; 폴리카보네이트계 수지; (메트)아크릴계 수지; 또는 이들의 혼합물, 공중합물 등으로 이루어진 투명 수지 필름일 수 있다. 또한, 제1 보호 필름(10) 및 제2 보호 필름(20)은, 유리 필름이어도 좋고, 제1 보호 필름(10)만이 유리 필름이고, 제2 보호 필름(20)이 투명 수지 필름이어도 좋고, 제2 보호 필름(20)만이 유리 필름이고, 제1 보호 필름(10)이 투명 수지 필름이어도 좋고, 제1 보호 필름(10) 및 제2 보호 필름(20)이 유리 필름이어도 좋다.
고리형 폴리올레핀계 수지는, 고리형 올레핀을 중합 단위로 하여 중합되는 수지의 총칭이며, 예컨대 일본 특허 공개 평1-240517호 공보, 일본 특허 공개 평3-14882호 공보, 일본 특허 공개 평3-122137호 공보 등에 기재되어 있는 수지를 들 수 있다. 고리형 폴리올레핀계 수지의 구체예를 들면, 고리형 올레핀의 개환(공)중합체, 고리형 올레핀의 부가 중합체, 고리형 올레핀과 에틸렌, 프로필렌과 같은 쇄형 올레핀과의 공중합체(대표적으로는 랜덤 공중합체), 및 이들을 불포화 카르복실산이나 그 유도체로 변성한 그라프트 중합체, 및 이들의 수소화물 등이다. 그 중에서도, 고리형 올레핀으로서 노르보넨이나 다환 노르보넨계 모노머 등의 노르보넨계 모노머를 이용한 노르보넨계 수지가 바람직하게 이용된다.
고리형 폴리올레핀계 수지는 여러가지 제품이 시판되고 있다. 고리형 폴리올레핀계 수지의 시판품의 예는 모두 상품명이며, 「Topas」(Topas Advanced Polymers GmbH사 제조, 폴리플라스틱스(주)로부터 입수 가능), 「아톤」(JSR(주) 제조), 「제오노아(ZEONOR)」(일본제온(주) 제조), 「제오넥스(ZEONEX)」(일본제온(주) 제조), 「아펠」(미쓰이화학(주) 제조)을 포함한다.
또한, 모두 상품명이며, 「에스시나」(세키스이화학공업(주) 제조), 「SCA40」(세키스이화학공업(주) 제조), 「제오노아 필름」(일본제온(주) 제조)와 같은 제막된 고리형 폴리올레핀계 수지 필름의 시판품을 보호 필름으로서 이용해도 좋다.
셀룰로오스에스테르계 수지는, 셀룰로오스와 지방산의 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. 셀룰로오스트리아세테이트는 많은 제품이 시판되고 있고, 입수 용이성이나 비용의 점에서도 유리하다. 셀룰로오스트리아세테이트의 시판품의 예는 모두 상품명이며, 「후지태크 TD80」(후지필름(주) 제조), 「후지태크 TD80UF」(후지필름(주) 제조), 「후지태크 TD80UZ」(후지필름(주) 제조), 「후지태크 TD40UZ」(후지필름(주) 제조), 「KC8UX2M」(코니카미놀타옵토(주) 제조), 「KC4UY」(코니카미놀타옵토(주) 제조)를 포함한다.
제1 보호 필름(10) 또는 제2 보호 필름(20)은, 위상차 필름, 휘도 향상 필름과 같은 광학 기능을 겸비하는 보호 필름일 수도 있다. 예컨대, 상기 재료로 이루어진 투명 수지 필름을 연신(일축 연신 또는 이축 연신 등)하거나, 그 필름 위에 액정층 등을 형성하거나 함으로써, 임의의 위상차치가 부여된 위상차 필름으로 할 수 있다. 제1 보호 필름(10)만이 광학 기능을 겸비하고 있어도 좋고, 제2 보호 필름(20)만이 광학 기능을 겸비하고 있어도 좋고, 제1 보호 필름(10) 및 제2 보호 필름(20)이 광학 기능을 겸비하고 있어도 좋다.
제1 보호 필름(10) 또는 제2 보호 필름(20)의 편광자층(5)과는 반대측의 표면에는, 하드 코트층, 방현층, 반사 방지층, 대전 방지층, 오염 방지층, 도전층 등과 같은 표면 처리층(코팅층)을 형성할 수도 있다. 보호 필름 표면에 표면 처리층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 공지된 방법을 이용할 수 있다. 이들 표면 처리층은, 제1 보호 필름(10) 및 제2 보호 필름(20)에 형성되어도 좋고, 제1 보호 필름(10)에만 형성되어도 좋지만, 바람직하게는 제2 보호 필름(20)에 형성되고, 이 때 제1 보호 필름(10)의 표면은 표면 처리층이 형성되지 않는 무처리면이어도 좋다.
제1 보호 필름(10) 또는 제2 보호 필름(20)의 편광자층(5)과는 반대측의 표면에 하드 코트층 또는 반사 방지층이 형성되어 있으면, 하드 코트층이나 반사 방지층측으로부터 편광판을 보았을 때, 보호 필름 표면에 존재하는 미세한 요철에 의한 외관 불량이 눈에 띄기 쉬워지기 때문에, 본 발명이 바람직하게 적용된다.
또한, 제1 보호 필름(10) 및/또는 제2 보호 필름(20)의 편광자층(5)과는 반대측의 표면에 도전층이 형성되어 있고, 도전층 표면이 광학적으로 투명한 수지층을 통해 커버 유리나 터치 패널과 접합되어 있으면, 대부분의 도전층은 그 굴절률에 기인하여 광의 반사율이 비교적 높기 때문에, 커버 유리나 터치 패널측으로부터 편광판을 보았을 때에, 보호 필름 표면에 존재하는 미세한 요철에 의한 외관 불량이 눈에 띄기 쉬워지는 경향이 있기 때문에, 특히 본 발명이 바람직하게 적용된다. 도전층으로는, 예컨대 ATO(산화안티몬주석), ITO(산화인듐주석) 등으로 이루어진 층 등을 들 수 있다.
제1 보호 필름(10)과 제2 보호 필름(20)은, 서로 동종의 보호 필름이어도 좋고, 이종의 보호 필름이어도 좋다. 이종의 보호 필름인 경우의 예는, 예컨대 보호 필름을 구성하는 열가소성 수지의 종류가 적어도 상이한 조합; 보호 필름의 광학 기능의 유무 또는 그 종류에 있어서 적어도 상이한 조합; 표면에 형성되는 표면 처리층의 유무 또는 그 종류에 있어서 적어도 상이한 조합을 포함한다.
제1 및 제2 보호 필름(10, 20)의 두께는, 편광판(1)의 박막화의 관점에서 얇은 것이 바람직하지만, 지나치게 얇으면 강도가 저하되어 가공성이 떨어진다. 따라서, 제1 및 제2 보호 필름(10, 20)의 두께는 5∼90 ㎛이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5∼60 ㎛, 더욱 바람직하게는 5∼50 ㎛이다.
제1 보호 필름(10) 또는 제2 보호 필름(20)이 두께 50 ㎛ 이하의 것이면, 그 표면에 미세한 요철이 발생하기 쉬워지는 경향이 있기 때문에, 본 발명이 바람직하게 적용된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 편광판(1)에 이용되는 편광자층(5)은 박막이므로, 고온 고습 환경하에서 이색성 색소의 탈색이 생기기 쉬운 경향이 있다. 따라서, 제1 및 제2 보호 필름(10, 20)의 투습도는 작을수록 바람직하다. 구체적으로는, 제1 및 제2 보호 필름(10, 20)의 투습도는, 1000 g/㎡ㆍ24hr 이하인 것이 바람직하고, 150 g/㎡ㆍ24hr 이하인 것이 보다 바람직하다.
한편, 수계 접착제로 형성되는 제2 접착제층(25)을 통하여 접합되는 제2 보호 필름(20)에 관해서는, 수계 접착제를 이용하기 때문에, 투습도가 지나치게 낮으면 접착제층의 건조에 시간이 필요하여 생산성이 저하될 수 있다. 그 때문에, 편광판(1)의 생산성의 관점에서는, 제2 보호 필름(20)의 투습도는, 10∼1000 g/㎡ㆍ24hr인 것이 바람직하고, 10∼150 g/㎡ㆍ24hr인 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 이용되는 제1 보호 필름(10) 및/또는 제2 보호 필름(20)은 인장 탄성률이 높은 편이 바람직하고, 80℃에서의 인장 탄성률이 1500 MPa 이상, 바람직하게는 2000 MPa 이상인 것이 바람직하고, 통상은 10000 MPa 이하이다. 높은 인장 탄성률의 보호 필름을 적용함으로써, 외관 불량을 효과적으로 억제, 방지할 수 있다.
(3) 제1 접착제층
제1 접착제층(15)을 형성하는 접착제는, 자외선, 가시광, 전자선, X선과 같은 활성 에너지선의 조사에 의해 경화할 수 있는 활성 에너지선 경화성 접착제이며, 제1 접착제층(15)은 그 접착제의 경화물층이다. 그 중에서도, 제1 접착제층(15)을 형성하는 접착제로는, 양이온 중합에 의해 경화하는 에폭시계 화합물을 경화성 성분으로 하는 활성 에너지선 경화성 접착제를 보다 바람직하게 이용할 수 있고, 더욱 바람직하게는 이러한 에폭시계 화합물을 경화성 성분으로 하는 자외선 경화성 접착제이다. 여기서 말하는 에폭시계 화합물이란, 분자 내에 평균 1개 이상, 바람직하게는 2개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물을 의미한다. 에폭시계 화합물은, 1종만을 단독으로 사용해도 좋고, 혹은 2종 이상을 병용해도 좋다.
적합하게 사용할 수 있는 에폭시계 화합물의 예는, 방향족 폴리올의 방향 고리에 수소화 반응을 행하여 얻어지는 지환식 폴리올에, 에피클로로히드린을 반응시킴으로써 얻어지는 수소화 에폭시계 화합물(지환식 고리를 갖는 폴리올의 글리시딜에테르); 지방족 다가 알콜 또는 그 알킬렌옥사이드 부가물의 폴리글리시딜에테르와 같은 지방족 에폭시계 화합물; 지환식 고리에 결합한 에폭시기를 분자 내에 1개 이상 갖는 에폭시계 화합물인 지환식 에폭시계 화합물을 포함한다.
활성 에너지선 경화성 접착제는, 경화성 성분으로서 라디칼 중합성인 (메트)아크릴계 화합물을 더 함유할 수도 있다. (메트)아크릴계 화합물로는, 분자 내에 적어도 1개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 (메트)아크릴레이트 모노머; 관능기 함유 화합물을 2종 이상 반응시켜 얻어지고, 분자 내에 적어도 2개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 (메트)아크릴레이트올리고머 등의 (메트)아크릴로일옥시기 함유 화합물을 들 수 있다.
활성 에너지선 경화성 접착제는, 양이온 중합에 의해 경화하는 에폭시계 화합물을 경화성 성분으로서 포함하는 경우, 광양이온 중합 개시제를 함유하는 것이 바람직하다. 광양이온 중합 개시제로는, 예컨대 방향족 디아조늄염; 방향족 요오도늄염이나 방향족 술포늄염 등의 오늄염; 철-알렌 착체 등을 들 수 있다. 또한, 활성 에너지선 경화성 접착제가 (메트)아크릴계 화합물과 같은 라디칼 중합성 경화성 성분을 함유하는 경우는, 광라디칼 중합 개시제를 함유하는 것이 바람직하다. 광라디칼 중합 개시제로는, 예컨대 아세토페논계 개시제, 벤조페논계 개시제, 벤조인에테르계 개시제, 티옥산톤계 개시제, 크산톤, 플루오렌온, 캄파퀴논, 벤즈알데히드, 안트라퀴논 등을 들 수 있다.
활성 에너지선 경화성 접착제는, 필요에 따라서, 옥세탄류, 폴리올류 등의 양이온 중합 촉진제, 광증감제, 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, 예컨대 0.01∼10 ㎛ 정도이고, 바람직하게는 0.01∼5 ㎛ 정도이고, 보다 바람직하게는 2 ㎛ 이하(예컨대 1 ㎛ 이하)이고, 또한, 바람직하게는 0.4 ㎛ 이상이다. 0.4 ㎛ 이상의 두께를 갖는 제1 접착제층(15)은, 기포를 혼입시키지 않고 형성하는 것이 비교적 용이한 점에서 유리한 한편, 두께를 크게 할수록 보호 필름 표면에 미세한 요철이 생기기 쉬워진다. 따라서, 제1 접착제층(15)의 두께를 0.4 ㎛ 이상으로 하는 경우에 특히 본 발명이 바람직하게 적용된다.
또한 제1 접착제층(15)은, 활성 에너지선 경화성 접착제로 이루어지고, 접착제가 경화할 때에 수축을 수반하기 때문에, 편광판(1)의 제1 보호 필름(10)을 위로 하여 평탄면에 놓았을 때에 오목한 형상이 되기 쉽다. 따라서, 이러한 컬을 억제하기 위해서는, 제1 접착제층(15)의 두께를 2 ㎛ 이하(예컨대 1 ㎛ 이하)로 하는 것이 바람직하다.
(4) 제2 접착제층
제2 접착제층(25)을 형성하는 수계 접착제는, 접착제 성분을 물에 용해한 것 또는 물에 분산시킨 것이다. 바람직하게 이용되는 수계 접착제는, 예컨대 주성분으로서 폴리비닐알콜계 수지 또는 우레탄 수지를 이용한 접착제 조성물이다. 수계 접착제로 형성되는 제2 접착제층(25)의 두께는 통상 1 ㎛ 이하이고, 또한 통상은 0.01 ㎛ 이상이다.
접착제의 주성분으로서 폴리비닐알콜계 수지를 이용하는 경우, 그 폴리비닐알콜계 수지는, 부분 비누화 폴리비닐알콜, 완전 비누화 폴리비닐알콜 외에, 카르복실기 변성 폴리비닐알콜, 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜, 메틸올기 변성 폴리비닐알콜, 아미노기 변성 폴리비닐알콜과 같은 변성된 폴리비닐알콜계 수지이어도 좋다. 폴리비닐알콜계 수지는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐을 비누화 처리하여 얻어지는 비닐알콜 호모폴리머 외에, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체를 비누화 처리하여 얻어지는 폴리비닐알콜계 공중합체이어도 좋다.
폴리비닐알콜계 수지를 접착제 성분으로 하는 수계 접착제는 통상 폴리비닐알콜계 수지의 수용액이다. 접착제 중의 폴리비닐알콜계 수지의 농도는, 물 100 중량부에 대하여, 통상 1∼10 중량부, 바람직하게는 1∼5 중량부이다.
폴리비닐알콜계 수지의 수용액으로 이루어진 접착제에는, 접착성을 향상시키기 위해, 다가 알데히드, 멜라민계 화합물, 지르코니아 화합물, 아연 화합물, 글리옥살, 수용성 에폭시 수지와 같은 경화성 성분이나 가교제를 첨가하는 것이 바람직하다. 수용성 에폭시 수지로는, 예컨대 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민 등의 폴리알킬렌폴리아민과, 아디프산 등의 디카르복실산과의 반응에서 얻어지는 폴리아미드아민에, 에피클로로히드린을 반응시켜 얻어지는 폴리아미드폴리아민에폭시 수지를 적합하게 이용할 수 있다. 이러한 폴리아미드폴리아민에폭시 수지의 시판품으로는, 「스미레즈 레진 650」(다오카화학공업(주) 제조), 「스미레즈 레진 675」(다오카화학공업(주) 제조), 「WS-525」(일본 PMC(주) 제조) 등을 들 수 있다. 이들 경화성 성분이나 가교제의 첨가량(경화성 성분 및 가교제로서 함께 첨가하는 경우에는 그 합계량)은, 폴리비닐알콜계 수지 100 중량부에 대하여, 통상 1∼100 중량부, 바람직하게는 1∼50 중량부이다. 상기 경화성 성분이나 가교제의 첨가량이 폴리비닐알콜계 수지 100 중량부에 대하여 1 중량부 미만인 경우에는, 접착성 향상의 효과가 작아지는 경향이 있고, 또한, 상기 경화성 성분이나 가교제의 첨가량이 폴리비닐알콜계 수지 100 중량부에 대하여 100 중량부를 초과하는 경우에는, 접착제층이 취약해지는 경향이 있다.
또한, 접착제의 주성분으로서 우레탄 수지를 이용하는 경우, 적당한 접착제 조성물의 예로서, 폴리에스테르계 아이오노머형 우레탄 수지와 글리시딜옥시기를 갖는 화합물의 혼합물을 들 수 있다. 폴리에스테르계 아이오노머형 우레탄 수지란, 폴리에스테르 골격을 갖는 우레탄 수지로서, 그 중에 소량의 이온성 성분(친수 성분)이 도입된 것이다. 이러한 아이오노머형 우레탄 수지는, 유화제를 사용하지 않고 직접 수중에서 유화하여 에멀젼이 되기 때문에, 수계의 접착제로서 적합하다.
<편광판의 제조 방법>
도 1의 (a)에 도시되는 본 발명의 편광판(1)은, 예컨대 다음 방법에 의해 제조할 수 있다.
〔a〕편광자층(5)으로서의 편광 성능을 갖는 폴리비닐알콜계 수지 필름(이하, 「편광 필름」이라고도 함)을 단층 필름으로 하여, 폴리비닐알콜계 수지 필름으로 제작하고, 여기에 제1 및 제2 보호 필름(10, 20)을 접합하는 방법.
〔b〕기재 필름의 적어도 한쪽 면에 폴리비닐알콜계 수지를 함유하는 도공액을 도공함으로써 폴리비닐알콜계 수지층을 형성한 후, 얻어진 적층 필름에 소정의 처리를 실시하여 폴리비닐알콜계 수지층을 편광자층(5)으로 하고, 얻어진 편광성 적층 필름에, 제1 및 제2 보호 필름(10, 20) 중의 한쪽의 보호 필름을 접합한 후 기재 필름을 박리하고, 이어서 다른쪽의 보호 필름을 접합하는 방법.
〔제조 방법〔a〕〕
제조 방법〔a〕에 이용하는 편광자층(5)으로서의 편광 필름은, 전술한 폴리비닐알콜계 수지를 제막하여 이루어진 폴리비닐알콜계 수지 필름을 출발 원료로 하여 제작할 수 있다. 폴리비닐알콜계 수지를 제막하는 방법은, 특별히 한정되지 않고, 용융 압출법, 용제 캐스트법과 같은 공지된 방법을 채택할 수 있다. 폴리비닐알콜계 수지 필름의 두께는, 예컨대 10∼150 ㎛ 정도이다.
편광 필름은, 폴리비닐알콜계 수지 필름을 일축 연신하는 공정; 폴리비닐알콜계 수지 필름을 이색성 색소로 염색함으로써 이색성 색소를 흡착시키는 공정; 이색성 색소가 흡착된 폴리비닐알콜계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정; 및 붕산 수용액에 의한 처리후에 수세하는 공정을 거쳐서 제조할 수 있다.
폴리비닐알콜계 수지 필름의 일축 연신은, 이색성 색소의 염색전, 염색과 동시 또는 염색후에 행할 수 있다. 일축 연신을 염색후에 행하는 경우, 이 일축 연신은, 붕산 처리전 또는 붕산 처리중에 행해도 좋다. 또한, 이들 복수의 단계로 일축 연신을 해도 좋다.
일축 연신시에는, 주속이 상이한 롤 사이에서 일축 연신해도 좋고, 열 롤을 이용하여 일축 연신해도 좋다. 또한, 일축 연신은, 대기중에서 연신을 행하는 건식 연신이어도 좋고, 용제를 이용하여, 폴리비닐알콜계 수지 필름을 팽윤시킨 상태로 연신을 행하는 습식 연신이어도 좋다. 연신 배율은 통상 3∼17배 정도이고, 바람직하게는 4배 이상, 또한 바람직하게는 8배 이하이다.
폴리비닐알콜계 수지 필름을 이색성 색소로 염색하는 방법으로는, 예컨대 폴리비닐알콜계 수지 필름을 이색성 색소가 함유된 수용액(염색 용액)에 침지하는 방법이 채택된다. 폴리비닐알콜계 수지 필름은, 염색 처리전에 물에 대한 침지 처리(팽윤 처리)를 실시해 놓는 것이 바람직하다.
이색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우는, 통상 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 수용액에, 폴리비닐알콜계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채택된다. 이 염색 수용액에 있어서의 요오드의 함유량은 통상 물 100 중량부당 0.01∼1 중량부 정도이다. 또한, 요오드화칼륨의 함유량은 통상 물 100 중량부당 0.5∼20 중량부 정도이다. 염색 수용액의 온도는 통상 20∼40℃ 정도이다. 또한, 염색 수용액에 대한 침지 시간(염색 시간)은 통상 20∼1800초 정도이다.
한편, 이색성 색소로서 이색성 유기 염료를 이용하는 경우는, 통상 수용성의 이색성 유기 염료를 포함하는 염색 수용액에, 폴리비닐알콜계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채택된다. 염색 수용액에 있어서의 이색성 유기 염료의 함유량은 통상 물 100 중량부당 1×10-4∼10 중량부 정도이고, 1×10-3∼1 중량부 정도가 바람직하다. 이 염색 수용액은, 황산나트륨 등의 무기염을 염색 조제로서 함유하고 있어도 좋다. 염색 수용액의 온도는 통상 20∼80℃ 정도이다. 또한, 염색 수용액에 대한 침지 시간(염색 시간)은 통상 10∼1800초 정도이다.
이색성 색소에 의한 염색후의 붕산 처리는, 염색된 폴리비닐알콜계 수지 필름을 붕산 함유 수용액에 침지함으로써 행할 수 있다.
붕산 함유 수용액에 있어서의 붕산의 양은, 통상 물 100 중량부당 2∼15 중량부 정도이고, 5∼12 중량부가 바람직하다. 이색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우에는, 이 붕산 함유 수용액은 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하다. 붕산 함유 수용액에 있어서의 요오드화칼륨의 양은, 통상 물 100 중량부당 0.1∼15 중량부 정도이고, 5∼12 중량부 정도가 바람직하다. 붕산 함유 수용액에 대한 침지 시간은 통상 60∼1200초 정도이고, 150∼600초 정도가 바람직하고, 200∼400초 정도가 보다 바람직하다. 붕산 함유 수용액의 온도는, 통상 50℃ 이상이고, 50∼85℃가 바람직하고, 60∼80℃가 보다 바람직하다.
붕산 처리후의 폴리비닐알콜계 수지 필름은 통상 수세 처리된다. 수세 처리는, 예컨대 붕산 처리된 폴리비닐알콜계 수지 필름을 물에 침지함으로써 행할 수 있다. 수세 처리에 있어서의 물의 온도는 통상 5∼40℃ 정도이다. 또한, 침지 시간은 통상 1∼120초 정도이다.
수세후에는 건조 처리가 실시되어, 편광자층(5)으로서의 편광 필름을 얻을 수 있다. 건조 처리는, 열풍 건조기나 원적외선 히터를 이용하여 행할 수 있다. 건조 처리의 온도는 통상 30∼100℃ 정도이고, 50∼80℃가 바람직하다. 건조 처리의 시간은 통상 60∼600초 정도이고, 120∼600초가 바람직하다.
건조 처리에 의해, 편광 필름의 수분율은 실용 정도로까지 저감된다. 그 수분율은 통상 5∼20 중량%이고, 8∼15 중량%가 바람직하다. 수분율이 5 중량%를 하회하면, 편광 필름의 가요성이 상실되어, 편광 필름이 그 건조후에 손상되거나, 파단되거나 하는 경우가 있다. 또한, 수분율이 20 중량%를 상회하면, 편광 필름의 열안정성이 떨어지는 경우가 있다.
상기 편광 필름(편광자층(5))의 한쪽 면에 활성 에너지선 경화성 접착제를 이용하여 제1 보호 필름(10)을 접합함과 함께, 다른쪽 면에 수계 접착제를 이용하여 제2 보호 필름(20)을 접합하고, 그 후, 얻어진 필름 적층체에 활성 에너지선을 조사하여 활성 에너지선 경화성 접착제로 이루어진 접착제층을 경화시킴으로써, 편광판(1)을 얻을 수 있다.
편광 필름(편광자층(5))에 활성 에너지선 경화성 접착제나 수계 접착제를 이용하여 제1 및 제2 보호 필름(10, 20)을 접합하는 방법으로서, 접합되는 2장의 필름의 한쪽 또는 양쪽의 접합면에 접착제를 도공하고, 그 접착제층을 통해 2장의 필름을 중합하는 방법을 들 수 있다. 접착제의 도공에는, 예컨대 유연법, 메이어바 코팅법, 그라비아 코팅법, 콤마 코터법, 닥터 블레이드법, 다이 코팅법, 딥 코팅법, 분무법 등을 채택할 수 있다. 유연법이란, 접합 대상 필름을, 대략 수직 방향, 대략 수평 방향, 또는 양자간의 경사 방향으로 이동시키면서, 그 표면에 접착제를 아래로 흘려서 확산시켜 도포하는 방법이다. 접착제층을 통해 중합되어 이루어진 필름 적층체는 통상 닙롤(접합 롤) 등에 통하여 상하로부터 압박된다.
편광 필름에 보호 필름을 접합함에 있어서, 보호 필름 또는 편광 필름의 접합면에는, 접착성을 향상시키기 위해, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 프레임(화염) 처리, 비누화 처리와 같은 이접착 처리를 행할 수 있고, 그 중에서도, 플라즈마 처리, 코로나 처리 또는 비누화 처리를 행하는 것이 바람직하다. 예컨대 보호 필름이 고리형 폴리올레핀계 수지로 이루어진 경우에는 통상 보호 필름의 접합면에 플라즈마 처리나 코로나 처리가 실시된다. 또한, 보호 필름이 셀룰로오스에스테르계 수지로 이루어진 경우에는 통상 보호 필름의 접합면에 비누화 처리가 실시된다. 비누화 처리로는, 수산화나트륨이나 수산화칼륨과 같은 알칼리 수용액에 침지하는 방법을 들 수 있다.
전술한 필름 접합을 실시한 후, 수계 접착제로 이루어진 접착제층 중에 포함되는 물을 제거하기 위해 필름 적층체를 건조시키는 건조 공정을 실시하는 것이 바람직하다. 건조는, 예컨대 필름 적층체를 건조로에 도입함으로써 행할 수 있다. 건조 온도(건조로의 온도)는, 바람직하게는 30∼90℃이다. 30℃ 미만이면, 보호 필름이 편광 필름으로부터 박리되기 쉬워지는 경향이 있다. 또한 건조 온도가 90℃를 초과하면, 열에 의해 편광 필름의 편광 성능이 열화할 우려가 있다. 건조 시간은 10∼1000초 정도로 할 수 있고, 생산성의 관점에서는, 바람직하게는 60∼750초, 보다 바람직하게는 150∼600초이다.
건조 공정후, 실온 또는 그것보다 약간 높은 온도, 예컨대 20∼45℃ 정도의 온도에서 12∼600시간 정도 양생하는 양생 공정을 설정해도 좋다. 양생 온도는, 건조 온도보다 낮게 설정되는 것이 일반적이다.
또한, 전술한 필름 접합을 실시한 후, 활성 에너지선 경화성 접착제로 이루어진 접착제층을 경화시키는 경화 공정을 실시한다. 그 접착제층의 경화는, 필름 적층체에 대하여 활성 에너지선을 조사함으로써 행할 수 있다. 활성 에너지선은 통상 제1 보호 필름(10)측으로부터 조사된다. 활성 에너지선은, 바람직하게는 자외선이다.
활성 에너지선의 광원은 특별히 한정되지 않지만, 파장 400 nm 이하에 발광 분포를 갖는 활성 에너지선이 바람직하고, 구체적으로는, 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙라이트 램프, 마이크로웨이브 여기 수은등, 메탈할라이드 램프 등이 바람직하게 이용된다.
활성 에너지선 경화성 접착제로 이루어진 접착제층에 대한 활성 에너지선 조사 강도는, 접착제의 조성에 따라 적절하게 결정되지만, 중합 개시제의 활성화에 유효한 파장 영역의 조사 강도가 0.1∼6000 mW/㎠가 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 조사 강도가 0.1 mW/㎠ 이상인 경우, 반응 시간이 지나치게 길어지지 않고, 6000 mW/㎠ 이하인 경우, 광원으로부터 복사되는 열 및 접착제의 경화시의 발열에 의한 접착제층의 황변이나 편광 필름의 열화가 생길 우려가 적다.
활성 에너지선의 조사 시간에 관해서도, 접착제의 조성에 따라 적절하게 결정되지만, 상기 조사 강도와 조사 시간의 곱으로서 표시되는 적산광량이 10∼10000 mJ/㎠가 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 적산광량이 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.
활성 에너지선의 조사는, 편광 필름의 편광도, 투과율 및 색상, 및 보호 필름의 투명성과 같은 편광판의 여러 기능이 저하되지 않는 조건으로 행하는 것이 바람직하다.
편광 필름에 대하여 제1 보호 필름(10) 및 제2 보호 필름(20)을 적층시킴에 있어서, 어느 한쪽의 보호 필름을 편광 필름에 적층시킨 후에 다른쪽의 보호 필름을 적층하도록 해도 좋고, 양쪽의 보호 필름을 실질적으로 동시에 편광 필름에 적층하도록 해도 좋지만, 바람직하게는, 수계 접착제를 이용하여 제2 보호 필름(20)을 적층한 후에, 활성 에너지선 경화성 접착제를 이용하여 제1 보호 필름(10)을 적층한다. 먼저 제2 보호 필름(20)을 적층하고, 편광 필름 단독보다 두께가 큰 필름 적층체를 형성해 놓음으로써, 제1 보호 필름(10)을 접합하고, 활성 에너지선 경화성 접착제를 경화시킬 때에 편광 필름이나 보호 필름에 생기는 전술한 변형을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 이에 따라, 편광판 표면에 생기는 미세한 요철을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
제1 및 제2 보호 필름(10, 20)의 접합, 상기 건조 공정, 및 상기 경화 공정의 순서는 여러가지 양태일 수 있다. 예컨대,
1) 제1 및 제2 보호 필름(10, 20)을 동시에 접합한 후, 건조 공정, 경화 공정을 순서대로 행하는 양태,
2) 제1 및 제2 보호 필름(10, 20)을 동시에 접합한 후, 경화 공정, 건조 공정을 순서대로 행하는 양태,
3) 제2 보호 필름(20)의 접합, 건조 공정, 제1 보호 필름(10)의 접합, 경화 공정을 순서대로 행하는 양태,
4) 제2 보호 필름(20)의 접합, 제1 보호 필름(10)의 접합, 건조 공정, 경화 공정을 순서대로 행하는 양태,
5) 제2 보호 필름(20)의 접합, 제1 보호 필름(10)의 접합, 경화 공정, 건조 공정을 순서대로 행하는 양태,
6) 제1 보호 필름(10)의 접합, 경화 공정, 제2 보호 필름(20)의 접합, 건조 공정을 순서대로 행하는 양태,
7) 제1 보호 필름(10)의 접합, 제2 보호 필름(20)의 접합, 건조 공정, 경화 공정을 순서대로 행하는 양태,
8) 제1 보호 필름(10)의 접합, 제2 보호 필름(20)의 접합, 경화 공정, 건조 공정을 순서대로 행하는 양태
를 들 수 있다. 제1 및 제2 보호 필름(10, 20)의 접합을 차례대로 행하는 경우, 전술한 이유에서 3), 4) 또는 5)의 양태가 바람직하다.
이와 같이 하여 얻어지는 편광판(1)에 있어서의 편광자층(5)의 가열 수축력은, 제1 보호 필름(10) 및 제2 보호 필름(20)을 녹여 편광자층(5)만을 취출하고, 그 흡수축 방향(연신 방향)을 긴 변으로 하여, 폭 2 mm, 길이 8 mm의 필름을 절취하여 측정용 샘플로 하고, 이 샘플의 치수를 일정하게 유지한 채 80℃에서 240분간 가열했을 때에 발생한 길이 8 mm 방향의 수축력으로서 측정할 수 있고, 그 값은, 예컨대 0.5 N∼3.0 N, 바람직하게는 1.0 N∼2.0 N이다.
〔제조 방법〔b〕〕
도 2는, 제조 방법〔b〕에 의한 편광판의 제조 방법의 바람직한 실시형태를 나타내는 플로우차트이다. 도 2에 도시되는 제조 방법은, 하기 공정 :
(1) 기재 필름의 적어도 한쪽 면에 폴리비닐알콜계 수지를 함유하는 도공액을 도공한 후, 건조시킴으로써 폴리비닐알콜계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 수지층 형성 공정 S10,
(2) 적층 필름을 연신하여 연신 필름을 얻는 연신 공정 S20,
(3) 연신 필름의 폴리비닐알콜계 수지층을 이색성 색소로 염색하여 편광자층을 형성함으로써 편광성 적층 필름을 얻는 염색 공정 S30,
(4) 편광성 적층 필름의 편광자층 위에 제1 및 제2 보호 필름 중 어느 하나를 접합하여 접합 필름을 얻는 제1 접합 공정 S40,
(5) 접합 필름으로부터 기재 필름을 박리 제거하여 편면 보호 필름 부착 편광판을 얻는 박리 공정 S50,
(6) 편면 보호 필름 부착 편광판의 편광자층면에 다른쪽의 보호 필름을 접합하는 제2 접합 공정 S60
을 이 순으로 포함한다. 이하, 도 3∼도 7을 참조하면서 각 공정에 관해 설명한다.
(1) 수지층 형성 공정 S10
도 3을 참조하여, 본 공정은, 기재 필름(30)의 적어도 한쪽 면에 폴리비닐알콜계 수지층(6)을 형성하여 적층 필름(100)을 얻는 공정이다. 이 폴리비닐알콜계 수지층(6)은, 연신 공정 S20 및 염색 공정 S30을 거쳐서 편광자층(5)이 되는 층이다. 폴리비닐알콜계 수지층(6)은, 폴리비닐알콜계 수지를 함유하는 도공액을 기재 필름(30)의 한면 또는 양면에 도공하고, 도공층을 건조시킴으로써 형성할 수 있다. 이러한 도공에 의해 폴리비닐알콜계 수지층을 형성하는 방법은, 박막의 편광자층(5)을 얻기 쉬운 점에서 유리하다.
(기재 필름)
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 쇄형 폴리올레핀계 수지, 고리형 폴리올레핀계 수지(노르보넨계 수지 등)와 같은 폴리올레핀계 수지; 폴리에스테르계 수지; (메트)아크릴계 수지; 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스디아세테이트와 같은 셀룰로오스에스테르계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리비닐알콜계 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 구조이어도 좋고, 1종 또는 2종 이상의 열가소성 수지로 이루어진 수지층을 복수 적층한 다층 구조이어도 좋다.
쇄형 폴리올레핀계 수지로는, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지와 같은 쇄형 올레핀의 단독 중합체 외에, 2종 이상의 쇄형 올레핀으로 이루어진 공중합체를 들 수 있다. 쇄형 폴리올레핀계 수지로 이루어진 기재 필름(30)은, 안정적으로 고배율로 연신하기 쉬운 점에서 바람직하다. 그 중에서도 기재 필름(30)은, 폴리프로필렌계 수지(프로필렌의 단독 중합체인 폴리프로필렌 수지나, 프로필렌을 주체로 하는 공중합체), 폴리에틸렌계 수지(에틸렌의 단독 중합체인 폴리에틸렌 수지나, 에틸렌을 주체로 하는 공중합체)로 이루어진 것이 보다 바람직하다.
기재 필름(30)을 구성하는 열가소성 수지로서 적합하게 이용되는 예의 하나인 프로필렌을 주체로 하는 공중합체는, 프로필렌과 이것에 공중합 가능한 다른 모노머의 공중합체이다.
프로필렌에 공중합 가능한 다른 모노머로는, 예컨대 에틸렌, α-올레핀을 들 수 있다. α-올레핀으로는, 탄소수 4 이상의 α-올레핀이 바람직하게 이용되고, 보다 바람직하게는 탄소수 4∼10의 α-올레핀이다. 탄소수 4∼10의 α-올레핀의 구체예는, 예컨대 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센과 같은 직쇄형 모노올레핀류; 3-메틸-1-부텐, 3-메틸-1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐과 같은 분기형 모노올레핀류; 비닐시클로헥산을 포함한다. 프로필렌과 이것에 공중합 가능한 다른 모노머의 공중합체는, 랜덤 공중합체이어도 좋고, 블록 공중합체이어도 좋다.
상기 다른 모노머의 함유량은, 공중합체 중, 예컨대 0.1∼20 중량%이고, 바람직하게는 0.5∼10 중량%이다. 공중합체 중의 다른 모노머의 함유량은, 「고분자 분석 핸드북」(1995년, 키노쿠니야 서점 발행)의 제616페이지에 기재되어 있는 방법에 따라서, 적외선(IR) 스펙트럼 측정을 행함으로써 구할 수 있다.
상기 중에서도, 폴리프로필렌계 수지로는, 프로필렌의 단독 중합체, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체, 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 또는 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 기재 필름(30)은, 그 취급성이 비교적 양호함과 함께, 고온 환경하에서의 기계적 강도가 우수하다.
폴리에스테르계 수지는, 에스테르 결합을 갖는 수지이며, 다가 카르복실산 또는 그 유도체와 다가 알콜의 중축합체로 이루어진 것이 일반적이다. 다가 카르복실산 또는 그 유도체로는 2가의 디카르복실산 또는 그 유도체를 이용할 수 있고, 예컨대 테레프탈산, 이소프탈산, 디메틸테레프탈레이트, 나프탈렌디카르복실산디메틸 등을 들 수 있다. 다가 알콜로는 2가의 디올을 이용할 수 있고, 예컨대 에틸렌글리콜, 프로판디올, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 시클로헥산디메탄올 등을 들 수 있다.
폴리에스테르계 수지의 대표예로서, 테레프탈산과 에틸렌글리콜의 중축합체인 폴리에틸렌테레프탈레이트를 들 수 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트는 결정성의 수지이지만, 결정화 처리하기 전의 상태의 것인 편이, 연신 등의 처리를 실시하기 쉽다. 필요하다면, 연신시 또는 연신후의 열처리 등에 의해 결정화 처리할 수 있다. 또한, 폴리에틸렌테레프탈레이트의 골격에 다른 종류의 모노머를 더 공중합함으로써, 결정성을 낮춘(또는 비정질로 한) 공중합 폴리에스테르도 적합하게 이용된다. 이러한 수지의 예로서, 예컨대 시클로헥산디메탄올이나 이소프탈산을 공중합시킨 것 등을 들 수 있다. 이들 수지도 연신성이 우수하기 때문에, 적합하게 이용할 수 있다.
폴리에틸렌테레프탈레이트 및 그 공중합체 이외의 폴리에스테르계 수지의 구체예를 들면, 예컨대 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌나프탈레이트, 폴리시클로헥산디메틸테레프탈레이트, 폴리시클로헥산디메틸나프탈레이트 및 이들의 혼합물, 공중합물 등을 들 수 있다.
(메트)아크릴계 수지는, (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물을 주요 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 화합물의 공중합체(예컨대, 메타크릴산메틸-메타크릴산시클로헥실 공중합체, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산노르보닐 공중합체 등)를 포함한다. 바람직하게는, 폴리(메트)아크릴산메틸과 같은 폴리(메트)아크릴산 C1 -6 알킬에스테르를 주성분으로 하는 중합체가 이용되고, 보다 바람직하게는, 메타크릴산메틸을 주성분(50∼100 중량%, 바람직하게는 70∼100 중량%)으로 하는 메타크릴산메틸계 수지가 이용된다.
폴리카보네이트계 수지는, 카보네이트기를 통해 모노머 단위가 결합된 중합체로 이루어진 엔지니어링 플라스틱이며, 높은 내충격성, 내열성, 난연성, 투명성을 갖는 수지이다. 기재 필름(30)을 구성하는 폴리카보네이트계 수지는, 광탄성 계수를 낮추기 위해 폴리머 골격을 수식한 변성 폴리카보네이트라고 불리는 수지나, 파장 의존성을 개량한 공중합 폴리카보네이트 등이어도 좋다.
폴리카보네이트계 수지는 여러가지 제품이 시판되고 있다. 폴리카보네이트계 수지의 시판품의 예로는, 모두 상품명이며, 「팬라이트」(데이진카세이(주) 제조), 「유필론」(미쓰비시엔지니어링플라스틱(주) 제조), 「SD 폴리카」(스미토모다우(주) 제조), 「캘리버」(다우케미컬(주) 제조) 등을 들 수 있다.
이들 중에서도, 연신성이나 내열성 등의 관점에서, 폴리프로필렌계 수지가 바람직하게 이용된다.
기재 필름(30)에 이용할 수 있는 고리형 폴리올레핀계 수지 및 셀룰로오스에스테르계 수지에 관해서는, 보호 필름에 관해 설명한 사항이 인용된다. 또한, 기재 필름(30)과 관련하여 위에서 설명한 바와 같은 쇄형 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, (메트)아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지는, 보호 필름의 구성 재료로서도 사용할 수 있다.
기재 필름(30)에는, 상기 열가소성 수지 외에, 임의의 적절한 첨가제가 첨가되어 있어도 좋다. 이러한 첨가제로는, 예컨대 자외선 흡수제, 산화 방지제, 윤활제, 가소제, 이형제, 착색 방지제, 난연제, 핵제, 대전 방지제, 안료 및 착색제 등을 들 수 있다. 기재 필름(30) 중의 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(30) 중의 열가소성 수지의 함유량이 50 중량% 미만인 경우, 열가소성 수지가 원래 갖는 고투명성 등이 충분히 발현되지 않을 우려가 있다.
기재 필름(30)의 두께는 적절하게 결정할 수 있지만, 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성의 점에서 1∼500 ㎛이 바람직하고, 1∼300 ㎛이 보다 바람직하고, 나아가 5∼200 ㎛이 바람직하고, 5∼150 ㎛이 가장 바람직하다.
기재 필름(30)의 인장 탄성률은 80℃에 있어서 100 MPa∼1500 MPa가 바람직하고, 140 MPa∼1000 MPa가 보다 바람직하고, 나아가 150 MPa∼500 MPa가 보다 바람직하다. 그 인장 탄성률이 지나치게 작으면 연신 가공시에 기재 필름(30)의 경도가 부족하여 주름 등의 결함 발생이 생기기 쉬워지고, 지나치게 높으면 연신에 있어서의 가공성이 나빠진다.
인장 탄성률은, 기재 필름(30)을 소정 크기의 시험편으로 절취하여 인장 시험을 행함으로써 구할 수 있다. 80℃에서의 인장 탄성률을 구하기 위해서는 항온조를 구비하는 인장 시험기를 이용한다.
(폴리비닐알콜계 수지를 함유하는 도공액)
도공액은, 바람직하게는 폴리비닐알콜계 수지의 분말을 양용매(예컨대 물)에 용해시켜 얻어지는 폴리비닐알콜계 수지 용액이다.
도공액은 필요에 따라서, 가소제, 계면 활성제 등의 첨가제를 함유하고 있어도 좋다. 가소제로는, 폴리올 또는 그 축합물 등을 이용할 수 있고, 예컨대 글리세린, 디글리세린, 트리글리세린, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등이 예시된다. 첨가제의 배합량은, 폴리비닐알콜계 수지의 20 중량% 이하로 하는 것이 적합하다.
(도공액의 도공 및 도공층의 건조)
상기 도공액을 기재 필름(30)에 도공하는 방법은, 와이어바 코팅법; 리버스 코팅, 그라비아 코팅과 같은 롤코팅법; 다이 코팅법; 콤마 코팅법; 립 코팅법; 스핀 코팅법; 스크린 코팅법; 파운틴 코팅법; 딥핑법; 스프레이법 등의 방법에서 적절하게 선택할 수 있다.
기재 필름(30)의 양면에 도공액을 도공하는 경우, 전술한 방법을 이용하여 한면씩 순서대로 행할 수도 있고, 딥핑법이나 스프레이 코팅법이나 그 밖의 특수한 장치를 이용하여, 기재 필름(30)의 양면에 동시에 도공할 수도 있다.
도공층(건조전의 폴리비닐알콜계 수지층)의 건조 온도 및 건조 시간은 도공액에 포함되는 용매의 종류에 따라서 설정된다. 건조 온도는, 예컨대 50∼200℃이고, 바람직하게는 60∼150℃이다. 용매가 물을 포함하는 경우, 건조 온도는 80℃ 이상인 것이 바람직하다. 건조 시간은, 예컨대 2∼20분이다.
폴리비닐알콜계 수지층(6)은, 기재 필름(30)의 한쪽 면에만 형성해도 좋고, 양면에 형성해도 좋다. 양면에 형성하면 편광성 적층 필름의 제조시에 발생할 수 있는 필름의 컬을 억제할 수 있음과 함께, 1장의 편광성 적층 필름으로부터 2장의 편광판을 얻을 수 있기 때문에, 편광판의 생산 효율의 면에서도 유리하다.
적층 필름(100)에 있어서의 폴리비닐알콜계 수지층(6)의 두께는, 3∼60 ㎛인 것이 바람직하고, 3∼30 ㎛인 것이 보다 바람직하고, 5∼20 ㎛인 것이 보다 바람직하다. 이 범위내의 두께를 갖는 폴리비닐알콜계 수지층(6)이라면, 후술하는 연신 공정 S20 및 염색 공정 S30을 거쳐서, 이색성 색소의 염색성이 양호하고 편광 성능에 우수하며, 또한 충분히 두께가 작은 편광자층(5)을 얻을 수 있다. 폴리비닐알콜계 수지층(6)의 두께가 60 ㎛를 초과하면, 편광자층(5)의 두께가 20 ㎛를 초과하는 경우가 있다. 또한, 폴리비닐알콜계 수지층(6)의 두께가 3 ㎛ 미만이면, 연신후에 지나치게 얇아져 염색성이 악화되는 경향이 있다.
도공액의 도공에 앞서, 기재 필름(30)과 폴리비닐알콜계 수지층(6)의 밀착성을 향상시키기 위해, 적어도 폴리비닐알콜계 수지층(6)이 형성되는 쪽의 기재 필름(30)의 표면에, 코로나 처리, 플라즈마 처리, 프레임(화염) 처리 등을 실시해도 좋다.
또한, 도공액의 도공에 앞서, 기재 필름(30)과 폴리비닐알콜계 수지층(6)의 밀착성을 향상시키기 위해, 기재 필름(30) 위에 프라이머층이나 접착제층을 통해 폴리비닐알콜계 수지층(6)을 형성해도 좋다.
(프라이머층)
프라이머층은, 프라이머층 형성용 도공액을 기재 필름(30)의 표면에 도공한 후, 건조시킴으로써 형성할 수 있다. 프라이머층 형성용 도공액은, 기재 필름(30)과 폴리비닐알콜계 수지층(6)의 양쪽에 어느 정도 강한 밀착력을 발휘하는 성분을 포함한다. 프라이머층 형성용 도공액은 통상 이러한 밀착력을 부여하는 수지 성분과 용매를 함유한다. 수지 성분으로는, 바람직하게는 투명성, 열안정성, 연신성 등이 우수한 열가소 수지가 이용되고, 예컨대 (메트)아크릴계 수지, 폴리비닐알콜계 수지 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 양호한 밀착력을 부여하는 폴리비닐알콜계 수지가 바람직하게 이용된다.
폴리비닐알콜계 수지로는, 예컨대 폴리비닐알콜 수지 및 그 유도체를 들 수 있다. 폴리비닐알콜 수지의 유도체로는, 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈 등 외에, 폴리비닐알콜 수지를 에틸렌, 프로필렌과 같은 올레핀류로 변성한 것; 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산과 같은 불포화 카르복실산류로 변성한 것; 불포화 카르복실산의 알킬에스테르로 변성한 것; 아크릴아미드로 변성한 것 등을 들 수 있다. 전술한 폴리비닐알콜계 수지 중에서도, 폴리비닐알콜 수지를 이용하는 것이 바람직하다.
용매로는 통상, 상기 수지 성분을 용해할 수 있는 일반적인 유기 용매나 수계 용매가 이용된다. 용매의 예를 들면, 예컨대 벤젠, 톨루엔, 크실렌과 같은 방향족 탄화수소류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤과 같은 케톤류; 아세트산에틸, 아세트산이소부틸과 같은 에스테르류; 염화메틸렌, 트리클로로에틸렌, 클로로포름과 같은 염소화탄화수소류; 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올과 같은 알콜류이다. 단, 유기 용매를 포함하는 프라이머층 형성용 도공액을 이용하여 프라이머층을 형성하면, 기재 필름(30)을 용해시켜 버리는 경우도 있기 때문에, 기재 필름(30)의 용해성도 고려하여 용매를 선택하는 것이 바람직하다. 환경에 미치는 영향도 고려하면, 물을 용매로 하는 도공액으로 프라이머층을 형성하는 것이 바람직하다.
프라이머층의 강도를 높이기 위해, 프라이머층 형성용 도공액에 가교제를 첨가해도 좋다. 가교제는, 사용하는 열가소성 수지의 종류에 따라서, 유기계, 무기계 등 공지된 것 중에서 적절한 것을 적절하게 선택한다. 가교제의 예를 들면, 예컨대 에폭시계, 이소시아네이트계, 디알데히드계, 금속계의 가교제이다.
에폭시계 가교제로는, 일액 경화형, 이액 경화형을 모두 이용할 수 있고, 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 글리세린디- 또는 트리-글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 디글리시딜아닐린, 디글리시딜아민 등을 들 수 있다.
이소시아네이트계 가교제로는, 톨릴렌디이소시아네이트, 수소화톨릴렌디이소시아네이트, 트리메틸올프로판-톨릴렌디이소시아네이트 어덕트, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 메틸렌비스(4-페닐메탄)트리이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 및 이들의 케토옥심 블록물 또는 페놀 블록물 등을 들 수 있다.
디알데히드계 가교제로는, 글리옥살, 말론디알데히드, 숙신디알데히드, 글루탈디알데히드, 말레디알데히드, 프탈디알데히드 등을 들 수 있다.
금속계 가교제로는, 예컨대 금속염, 금속 산화물, 금속 수산화물, 유기 금속 화합물을 들 수 있다. 금속염, 금속 산화물, 금속 수산화물로는, 예컨대 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 철, 니켈, 지르코늄, 티탄, 규소, 붕소, 아연, 구리, 바나듐, 크롬, 주석과 같은 2가 이상의 원자가를 갖는 금속의 염, 산화물 및 수산화물을 들 수 있다.
유기 금속 화합물이란, 금속 원자에 직접 유기기가 결합하고 있거나, 또는, 산소 원자나 질소 원자 등을 통해 유기기가 결합하고 있는 구조를 분자 내에 적어도 1개 갖는 화합물이다. 유기기란, 적어도 탄소 원소를 포함하는 1가 또는 다가의 기를 의미하며, 예컨대 알킬기, 알콕시기, 아실기 등일 수 있다. 또한 결합이란, 공유 결합만을 의미하는 것은 아니고, 킬레이트형 화합물과 같은 배위에 의한 배위 결합이어도 좋다.
유기 금속 화합물의 적합한 예는, 유기 티타늄 화합물, 유기 지르코늄 화합물, 유기 알루미늄 화합물, 유기 규소 화합물을 포함한다. 유기 금속 화합물은, 1종만을 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
유기 티타늄 화합물로는, 예컨대 테트라노르말부틸티타네이트, 테트라이소프로필티타네이트, 부틸티타네이트다이머, 테트라(2-에틸헥실)티타네이트, 테트라메틸티타네이트와 같은 티탄오르토에스테르류; 티탄아세틸아세토네이트, 티탄테트라아세틸아세토네이트, 폴리티탄아세틸아세토네이트, 티탄옥틸렌글리콜레이트, 티탄락테이트, 티탄트리에탄올아미네이트, 티탄에틸아세토아세테이트와 같은 티탄킬레이트류; 폴리히드록시티탄스테아레이트와 같은 티탄아실레이트류 등을 들 수 있다.
유기 지르코늄 화합물로는, 예컨대 지르코늄노르말프로피오네이트, 지르코늄노르말부틸레이트, 지르코늄테트라아세틸아세토네이트, 지르코늄모노아세틸아세토네이트, 지르코늄비스아세틸아세토네이트, 지르코늄아세틸아세토네이트비스에틸아세토아세테이트 등을 들 수 있다.
유기 알루미늄 화합물로는, 예컨대 알루미늄아세틸아세토네이트, 알루미늄 유기산 킬레이트 등을 들 수 있다. 유기 규소 화합물로는, 예컨대 먼저 유기 티타늄 화합물 및 유기 지르코늄 화합물에 있어서 예시한 배위자가 규소에 결합한 화합물을 들 수 있다.
이상의 저분자계 가교제 외에도, 메틸올화멜라민 수지, 폴리아미드에폭시 수지와 같은 고분자계 가교제를 이용할 수도 있다. 폴리아미드에폭시 수지의 시판품의 예를 들면, 다오카화학공업(주)에서 판매하고 있는 「스미레즈 레진 650(30)」이나 「스미레즈 레진 675」(모두 상품명) 등이다.
프라이머층을 형성하는 수지 성분으로서 폴리비닐알콜계 수지를 사용하는 경우는, 폴리아미드에폭시 수지, 메틸올화멜라민 수지, 디알데히드계 가교제, 금속 킬레이트 화합물계 가교제 등이 가교제로서 적합하게 이용된다.
프라이머층 형성용 도공액 중의 수지 성분과 가교제의 비율은, 수지 성분 100 중량부에 대하여, 가교제 0.1∼100 중량부 정도의 범위에서, 수지 성분의 종류나 가교제의 종류 등에 따라서 적절하게 결정하면 되고, 특히 0.1∼50 중량부 정도의 범위에서 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 프라이머층 형성용 도공액은, 그 고형분 농도가 1∼25 중량% 정도가 되도록 하는 것이 바람직하다.
프라이머층의 두께는, 0.05∼1 ㎛ 정도인 것이 바람직하고, 0.1∼0.4 ㎛인 것이 보다 바람직하다. 0.05 ㎛보다 얇아지면, 기재 필름(30)과 폴리비닐알콜계 수지층(6)의 밀착력 향상의 효과가 작고, 1 ㎛보다 두꺼워지면, 편광판의 박막화에 불리하다.
프라이머층 형성용 도공액을 기재 필름(30)에 도공하는 방법은, 폴리비닐알콜계 수지층 형성용의 도공액과 동일할 수 있다. 프라이머층은, 폴리비닐알콜계 수지층 형성용의 도공액이 도공되는 면(기재 필름(30)의 한면 또는 양면)에 도공된다. 프라이머층 형성용 도공액으로 이루어진 도공층의 건조 온도 및 건조 시간은 도공액에 포함되는 용매의 종류에 따라서 설정된다. 건조 온도는, 예컨대 50∼200℃이고, 바람직하게는 60∼150℃이다. 용매가 물을 포함하는 경우, 건조 온도는 80℃ 이상인 것이 바람직하다. 건조 시간은, 예컨대 30초∼20분이다.
프라이머층을 형성하는 경우, 기재 필름(30)에 대한 도공의 순서는 특별히 제약되지 않고, 예컨대 기재 필름(30)의 양면에 폴리비닐알콜계 수지층(6)을 형성하는 경우에는, 기재 필름(30)의 양면에 프라이머층을 형성한 후, 양면에 폴리비닐알콜계 수지층(6)을 형성해도 좋고, 기재 필름(30)의 한쪽 면에 프라이머층, 폴리비닐알콜계 수지층(6)을 순서대로 형성한 후, 기재 필름(30)의 다른쪽 면에 프라이머층, 폴리비닐알콜계 수지층(6)을 순서대로 형성해도 좋다.
(2) 연신 공정 S20
도 4를 참조하여, 본 공정은, 기재 필름(30) 및 폴리비닐알콜계 수지층(6)으로 이루어진 적층 필름(100)을 연신하여, 연신된 기재 필름(30') 및 폴리비닐알콜계 수지층(6')으로 이루어진 연신 필름(200)을 얻는 공정이다.
적층 필름(100)의 연신 배율은, 원하는 편광 특성에 따라서 적절하게 선택할 수 있지만, 바람직하게는, 적층 필름(100)의 원래 길이에 대하여 5배 초과 17배 이하이고, 보다 바람직하게는 5배 초과 8배 이하이다. 연신 배율이 5배 이하이면, 폴리비닐알콜계 수지층(6)이 충분히 배향되지 않기 때문에, 편광자층(5)의 편광도가 충분히 높아지지 않는 경우가 있다. 한편, 연신 배율이 17배를 초과하면, 연신시에 필름의 파단이 생기기 쉬워짐과 함께, 연신 필름(200)의 두께가 필요 이상으로 얇아져, 후속 공정에서의 가공성 및 취급성이 저하될 우려가 있다. 연신 처리는 통상 일축 연신이다.
연신 처리는, 1단계의 연신에 한정되지 않고 다단계로 행할 수도 있다. 이 경우, 다단계의 연신 처리의 전부를 염색 공정 S30의 전에 연속적으로 행해도 좋고, 2단계 이후의 연신 처리를 염색 공정 S30에서의 염색 처리 및/또는 가교 처리와 동시에 행해도 좋다. 이와 같이 다단계로 연신 처리를 행하는 경우는, 연신 처리의 전단계를 합하여 5배 초과의 연신 배율이 되도록 연신 처리를 행하는 것이 바람직하다.
연신 처리는, 필름 길이 방향(필름 반송 방향)으로 연신하는 세로 연신일 수 있는 것 외에, 필름 폭방향으로 연신하는 가로 연신 또는 경사 연신 등이어도 좋다. 세로 연신 방식으로는, 롤을 이용하여 연신하는 롤간 연신, 압축 연신, 척(클립)을 이용한 연신 등을 들 수 있고, 가로 연신 방식으로는, 텐터법 등을 들 수 있다. 연신 처리는, 습윤식 연신 방법, 건식 연신 방법을 모두 채택할 수 있지만, 건식 연신 방법을 이용하는 편이, 연신 온도를 넓은 범위에서 선택할 수 있는 점에서 바람직하다.
연신 온도는, 폴리비닐알콜계 수지층(6) 및 기재 필름(30) 전체가 연신 가능할 정도로 유동성을 나타내는 온도 이상으로 설정되고, 바람직하게는 기재 필름(30)의 상전이 온도(융점 또는 유리 전이 온도)의 -30℃부터 +30℃의 범위이고, 보다 바람직하게는 -30℃부터 +5℃의 범위이고, 더욱 바람직하게는 -25℃부터 +0℃의 범위이다. 기재 필름(30)이 복수의 수지층으로 이루어진 경우, 상기 상전이 온도는 그 복수의 수지층이 나타내는 상전이 온도 중 가장 높은 상전이 온도를 의미한다.
연신 온도를 상전이 온도의 -30℃보다 낮게 하면, 5배 초과의 고배율 연신이 달성되기 어렵거나, 또는, 기재 필름(30)의 유동성이 지나치게 낮아 연신 처리가 어려워지는 경향이 있다. 연신 온도가 상전이 온도의 +30℃를 초과하면, 기재 필름(30)의 유동성이 지나치게 커서 연신이 어려워지는 경향이 있다. 5배 초과의 고연신 배율을 보다 달성하기 쉽기 때문에, 연신 온도는 상기 범위내이며, 더욱 바람직하게는 120℃ 이상이다. 연신 온도가 120℃ 이상인 경우, 5배 초과의 고연신 배율이라 하더라도 연신 처리에 어려움을 수반하지 않기 때문이다.
연신 처리에서의 적층 필름(100)의 가열 방법으로는, 존 가열법(예컨대, 열풍을 불어넣어 소정의 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. 이 경우, 2개의 닙롤쌍은 온도 조절한 연신 존 내에 설치해도 좋고, 연신 존 밖에 설치해도 좋지만, 적층 필름(100)과 닙롤의 점착을 방지하기 위해서 연신 존 밖으로 설치하는 쪽이 바람직하다.
또, 연신 온도란, 존 가열법의 경우, 존 내(예컨대 가열로 내)의 분위기 온도를 의미하며, 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 설정해도 좋다. 예열 방법으로는, 연신 처리에서의 가열 방법과 동일한 방법을 이용할 수 있다. 연신 처리 방식이 롤간 연신인 경우, 예열은, 상류측의 닙롤을 통과하기 전, 통과중, 통과한 후의 어느 타이밍에 행해도 좋다. 연신 처리 방식이 열롤 연신인 경우에는, 예열은 열롤을 통과하기 전의 타이밍에 행하는 것이 바람직하다. 연신 처리 방식이 척을 이용한 연신인 경우에는, 예열은, 척간 거리를 넓히기 전의 타이밍에 행하는 것이 바람직하다. 예열 온도는, 연신 온도의 -50℃부터 ±0℃의 범위인 것이 바람직하고, 연신 온도의 -40℃부터 -10℃의 범위인 것이 보다 바람직하다.
또한, 연신 공정 S20에서의 연신 처리후에 열고정 처리 공정을 설정해도 좋다. 열고정 처리는, 연신 필름(200)의 단부를 클립에 의해 파지한 상태로 긴장 상태로 유지하면서, 결정화 온도 이상에서 열처리를 행하는 처리이다. 이 열고정 처리에 의해, 폴리비닐알콜계 수지층(6')의 결정화가 촉진된다. 열고정 처리의 온도는, 연신 온도의 -0℃∼-80℃의 범위인 것이 바람직하고, 연신 온도의 -0℃∼-50℃의 범위인 것이 보다 바람직하다.
(3) 염색 공정 S30
도 5를 참조하여, 본 공정은, 연신 필름(200)의 폴리비닐알콜계 수지층(6')을 이색성 색소로 염색하여 이것을 흡착 배향시켜 편광자층(5)으로 하는 공정이다. 본 공정을 거쳐서 기재 필름(30')의 한면 또는 양면에 편광자층(5)이 적층된 편광성 적층 필름(300)을 얻을 수 있다.
염색 공정은, 이색성 색소를 함유하는 용액(염색 용액)에 연신 필름(200) 전체를 침지함으로써 행할 수 있다. 염색 용액으로는, 상기 이색성 색소를 용매에 용해한 용액을 사용할 수 있다. 염색 용액의 용매로는, 일반적으로는 물이 사용되지만, 물과 상용성이 있는 유기 용매가 더 첨가되어도 좋다. 염색 용액에 있어서의 이색성 색소의 농도는, 0.01∼10 중량%인 것이 바람직하고, 0.02∼7 중량%인 것이 보다 바람직하고, 0.025∼5 중량%인 것이 더욱 바람직하다.
이색성 색소로서 요오드를 사용하는 경우, 염색 효율을 한층 더 향상시킬 수 있기 때문에, 요오드를 함유하는 염색 용액에 요오드화물을 더 첨가하는 것이 바람직하다. 요오드화물로는, 예컨대 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티타늄 등을 들 수 있다. 염색 용액에 있어서의 요오드화물의 농도는, 0.01∼20 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 바람직하고, 1:7∼1:70의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하다.
염색 용액에 대한 연신 필름(200)의 침지 시간은, 통상 15초∼15분간의 범위이며, 30초∼3분간인 것이 바람직하다. 또한, 염색 용액의 온도는, 10∼60℃의 범위에 있는 것이 바람직하고, 20∼40℃의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다.
또, 염색 공정 S30 중에 연신 필름(200)에 대하여 추가의 연신 처리를 더 실시해도 좋다. 이 경우의 실시양태로는, 1) 상기 연신 공정 S20에 있어서, 목표보다 낮은 배율로 연신 처리를 행한 후, 염색 공정 S30에서의 염색 처리중에, 총연신 배율이 목표 배율이 되도록 연신 처리를 행하는 양태나, 후술하는 바와 같이, 염색 처리후에 가교 처리를 행하는 경우에는, 2) 상기 연신 공정 S20에 있어서, 목표보다 낮은 배율로 연신 처리를 행한 후, 염색 공정 S30에서의 염색 처리중에, 총연신 배율이 목표 배율에 도달하지 않을 정도까지 연신 처리를 행하고, 이어서, 최종적인 총연신 배율이 목표 배율이 되도록 가교 처리중에 연신 처리를 행하는 양태 등을 들 수 있다.
염색 공정 S30은, 염색 처리에 이어서 실시되는 가교 처리 공정을 포함할 수 있다. 가교 처리는, 가교제를 포함하는 용액(가교 용액) 중에 염색된 필름을 침지함으로써 행할 수 있다. 가교제로는, 종래 공지된 물질을 사용할 수 있고, 예컨대 붕산, 붕사와 같은 붕소 화합물, 글리옥살, 글루탈알데히드 등을 들 수 있다. 가교제는 1종만을 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
가교 용액은, 구체적으로는 가교제를 용매에 용해한 용액일 수 있다. 용매로는, 예컨대 물을 사용할 수 있지만, 물과 상용성이 있는 유기 용매를 더 포함해도 좋다. 가교 용액에 있어서의 가교제의 농도는, 1∼20 중량%의 범위인 것이 바람직하고, 6∼15 중량%의 범위인 것이 보다 바람직하다.
가교 용액은 요오드화물을 포함할 수 있다. 요오드화물의 첨가에 의해, 편광자층(5)의 면내에서의 편광 성능을 보다 균일화시킬 수 있다. 요오드화물로는, 예컨대 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티타늄 등을 들 수 있다. 가교 용액에 있어서의 요오드화물의 농도는, 0.05∼15 중량%인 것이 바람직하고, 0.5∼8 중량%인 것이 보다 바람직하다.
가교 용액에 대한 염색된 필름의 침지 시간은, 통상 15초∼20분간이며, 30초∼15분간인 것이 바람직하다. 또한, 가교 용액의 온도는, 10∼90℃의 범위에 있는 것이 바람직하다.
또 가교 처리는, 가교제를 염색 용액 중에 배합함으로써, 염색 처리와 동시에 행할 수도 있다. 또한, 가교 처리중에 연신 처리를 행해도 좋다. 가교 처리중에 연신 처리를 실시하는 구체적 양태는 전술한 바와 같다.
염색 공정 S30의 후, 후술하는 제1 접합 공정 S40의 전에 세정 공정 및 건조 공정을 행하는 것이 바람직하다. 세정 공정은 통상 물세정 공정을 포함한다. 물세정 처리는, 이온 교환수, 증류수와 같은 순수에 염색 처리후의 또는 가교 처리후의 필름을 침지함으로써 행할 수 있다. 물세정 온도는, 통상 3∼50℃, 바람직하게는 4∼20℃의 범위이다. 물에 대한 침지 시간은 통상 2∼300초간, 바람직하게는 3∼240초간이다.
세정 공정은, 물세정 공정과 요오드화물 용액에 의한 세정 공정의 조합이어도 좋다. 또한, 물세정 공정에서 사용하는 세정액이나, 요오드화물 용액에 의한 세정 처리에서 사용하는 세정액에는, 물 외에, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알콜, 부탄올, 프로판올과 같은 액체 알콜을 적절하게 함유시킬 수 있다.
세정 공정의 후에 행해지는 건조 공정으로는, 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조 등의 임의의 적절한 방법을 채택할 수 있다. 예컨대 가열 건조의 경우, 건조 온도는 통상 20∼95℃이며, 건조 시간은 통상 1∼15분간 정도이다.
(4) 제1 접합 공정 S40
도 6을 참조하여, 본 공정은, 편광성 적층 필름(300)의 편광자층(5) 위, 즉, 편광자층(5)의 기재 필름(30')측과는 반대측의 면에 제1 및 제2 보호 필름(10, 20) 중 어느 한쪽을 접합하여 접합 필름(400)을 얻는 공정이다. 편광성 적층 필름(300)이 기재 필름(30')의 양면에 편광자층(5)을 갖는 경우는 통상, 양면의 편광자층(5) 위에 각각 보호 필름이 접합된다. 이 경우, 이들 보호 필름은 동종의 보호 필름이어도 좋고, 이종의 보호 필름이어도 좋다.
본 공정에서 접합되는 보호 필름은, 제1 보호 필름(10) 및 제2 보호 필름(20)의 어느 것이어도 좋지만, 바람직하게는, 도 6의 예와 같이 수계 접착제를 이용하여 제2 보호 필름(20)을 접합한다. 이것은, 제조 방법〔b〕에 있어서는, 기재 필름(30')이 편광성 적층 필름(300)에 포함되어 있고, 기재 필름(30')은 연신에 있어서의 가공성을 위해 인장 탄성률이 작아, 제1 보호 필름(10)을 제1 접합 공정 S40에서 접합하면, 활성 에너지선 경화성 접착제를 경화시킬 때에 편광자층(5)이나 보호 필름에 생기는 변형, 나아가서는 편광판(1)의 표면에 생기는 미세한 요철을 억제하는 효과가 약해지기 때문이다. 수계 접착제를 이용하여 제2 보호 필름(20)을 접합함으로써, 상기와 같은 이유로, 후술하는 제2 접합 공정 S60에 있어서 제1 보호 필름(10)을 접합하여, 활성 에너지선 경화성 접착제를 경화시킬 때에 편광자층(5)이나 보호 필름에 생긴 변형, 나아가서는 편광판 표면에 생기는 미세한 요철을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
수계 접착제를 이용하여 제2 보호 필름(20)을 접합하는 방법 및 활성 에너지선 경화성 접착제를 이용하여 제1 보호 필름(10)을 접합하는 방법에 관해서는, 상기 제조 방법〔a〕에 관해 설명한 내용이 인용된다.
(5) 박리 공정 S50
도 7을 참조하여, 본 공정은, 제1 및 제2 보호 필름(10, 20)의 어느 하나를 접합하여 얻어진 접합 필름(400)으로부터 기재 필름(30')을 박리 제거하는 공정이다. 이 공정을 거쳐서, 편광자층(5)의 한면에 보호 필름이 적층된 편면 보호 필름 부착 편광판(500)을 얻을 수 있다. 편광성 적층 필름(300)이 기재 필름(30')의 양면에 편광자층(5)을 가지며, 이들 양쪽의 편광자층(5)에 보호 필름을 접합한 경우에는, 이 박리 공정 S50에 의해, 1장의 편광성 적층 필름(300)으로부터 2장의 편면 보호 필름 부착 편광판(500)을 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 S40의 후, 그대로 바로 박리해도 좋고, 제1 접합 공정 S40의 후, 한번 롤형상으로 감고, 그 후의 공정에서 풀어서 박리해도 좋다.
(6) 제2 접합 공정 S60
본 공정은, 편면 보호 필름 부착 편광판의 편광자층(5) 위, 즉 제1 접합 공정 S40에서 접합한 보호 필름과는 반대측의 면에, 다른 한쪽의 보호 필름을 접착제를 이용하여 접합하여, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같은 편광판(1)을 얻는 공정이다. 제1 접합 공정 S40에서 제2 보호 필름(20)을 접합한 경우에는, 본 공정에서는 활성 에너지선 경화성 접착제를 이용하여 제1 보호 필름(10)을 접합한다. 제1 접합 공정 S40에서 제1 보호 필름(10)을 접합한 경우에는, 본 공정에서는 수계 접착제를 이용하여 제2 보호 필름(20)을 접합한다.
활성 에너지선 경화성 접착제를 이용하여 제1 보호 필름(10)을 접합하는 방법 및 수계 접착제를 이용하여 제2 보호 필름(20)을 접합하는 방법에 관해서는, 상기 제조 방법〔a〕에 관해 설명한 내용이 인용된다.
<점착제층 부착 편광판>
본 발명의 편광판(1)은, 그 제1 보호 필름(10) 또는 제2 보호 필름(20)의 외면(편광자층(5)과는 반대측의 표면)에 투명 점착제층(3)을 형성하여 점착제층 부착 편광판으로 할 수 있다. 이 투명 점착제층(3)은, 유리 기판과 같은 기판(4)에 편광판(1)을 접합하기 위해 이용할 수 있다. 편광판(1)이 투명 점착제층(3)을 통해 기판(4)에 접합된 적층체를 본 명세서에서는 편광판 접합 기판이라고도 한다. 점착제층 부착 편광판에 있어서, 제1 보호 필름(10)측 또는 제2 보호 필름(20)측의 어느 쪽에 투명 점착제층(3)을 형성해도 좋지만, 전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 특히 제2 보호 필름(20)의 외면(편광자층(5)과는 반대측의 표면)에 있어서의 미세 요철의 발생을 보다 효과적으로 억제, 방지할 수 있기 때문에, 바람직하게는 제1 보호 필름(10)의 외면에 투명 점착제층(3)을 형성하여, 점착제층 부착 편광판에 있어서, 미세 요철의 발생이 보다 효과적으로 억제, 방지된 제2 보호 필름(20)의 외면을 외측으로 향하게 한 구성으로 한다.
점착제층 부착 편광판에 있어서의 투명 점착제층(3)의 외면에는 통상, 투명 점착제층(3)을 먼지와 같은 이물질로부터 보호하기 위한, 소위 박리 필름이 접착된다. 박리 필름은, 투명 점착제층(3)을 통해 편광판(1)을 유리 기판 등의 기판(4)에 접합하기 전에 박리된다.
점착제층 부착 편광판이 접합되는 유리 기판은 통상 무기 유리 또는 유기 유리로 이루어지며, 평탄면으로 이루어진 표면을 갖는 기판이다. 유리 기판 이외의 기판도 통상, 평탄면으로 이루어진 표면을 갖는 기판이다. 이 평탄면에 점착제층 부착 편광판을 적층할 수 있다. 기판의 평탄면에 점착제층 부착 편광판을 적층하면, 편광판측에서 편광판 접합 기판을 보았을 때, 보호 필름 표면에 존재하는 미세한 요철에 의한 외관 불량이 눈에 띄기 쉬워지기 때문에, 본 발명이 바람직하게 적용된다. 평탄면이란, JIS B 0601-2001에서 규정되는 산술 평균 거칠기 Ra가 200 nm 이하, 바람직하게는 10 nm 이하, 이상적으로는 0 mm인 면을 의미한다. 산술 평균 거칠기 Ra는, 공촛점 현미경을 이용하여 측정할 수 있다. 점착제층 부착 편광판이 접합되는 유리 기판은, 예컨대 액정 셀, 유기 일렉트로 루미너센스(EL) 표시 소자와 같은 화상 표시 소자를 구성하는 기판이어도 좋다.
<화상 표시 장치>
본 발명에 따른 화상 표시 장치는, 상기 본 발명의 편광판(1)과 화상 표시 소자를 구비하는 것이다. 전술한 바와 같이 편광판(1)은, 투명 점착제층(3)을 통해 화상 표시 소자의 한면 또는 양면에 접합되고, 바람직하게는 그 제1 보호 필름(10)측에서 화상 표시 소자의 표면에 접합된다. 도 11 및 도 12에, 본 발명에 따른 화상 표시 장치의 예를 나타낸다. 도 11은 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 개략 단면도이며, 도 12는 유기 EL 표시 장치의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 11에 도시되는 액정 표시 장치는, 액정 셀(8); 액정 셀(8)의 전면(시인측)에 투명 점착제층(3)을 통해 적층되는 본 발명에 따른 편광판(1); 액정 셀(8)의 배면(백라이트측)에 투명 점착제층(3)을 통해 적층되는 배면측 편광판(40); 배면측 편광판(40)의 배면측에 배치되는 백라이트(50)을 포함한다. 액정 셀(8)은, 2장의 유리 기판 사이에 액정층을 개재시킨 종래 공지된 구성일 수 있다. 편광판(1) 및 배면측 편광판(40)은, 이 유리 기판의 표면에 투명 점착제층(3)을 통하여 접합할 수 있다. 배면측 편광판(40) 및 백라이트(50)도 종래 공지된 구성인 것이어도 좋지만, 전면측 편광판뿐만 아니라 배면측 편광판(40)에도 본 발명에 따른 편광판(1)을 이용해도 좋다.
본 발명에 의하면, 특히 제2 보호 필름(20)의 외면(편광자층(5)과는 반대측의 표면)에 있어서의 미세 요철의 발생을 보다 효과적으로 억제, 방지할 수 있기 때문에, 바람직하게는, 편광판(1)을 그 제1 보호 필름(10)측에서 액정 셀(8)의 시인측에 접합하고, 제2 보호 필름(20)의 외면이 액정 셀(8)과는 반대측(즉 시인측)을 향하도록 액정 표시 장치를 구성한다.
투명 점착제층(3)을 통해 편광판(1)이 적층되는 액정 셀(8)의 유리 기판면이 평탄하면, 편광판(1)측에서 액정 표시 장치를 보았을 때, 보호 필름 표면에 존재하는 미세한 요철에 의한 외관 불량이 눈에 띄기 쉬워지지만, 본 발명에 의하면, 유리 기판면이 평탄하더라도 외관이 양호한 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
편광판(1)을 구성하는 제2 보호 필름(20)의 표면에, 표면 처리층, 특히는 하드 코트층, 반사 방지층, 도전층 등이 형성되어 있는 경우에는, 제2 보호 필름(20)의 표면에 미세한 요철이 발생하면, 이것이 더욱 눈에 띄기 쉬워지기 때문에, 본 발명의 구성이 바람직하게 적용된다.
도 12에 도시되는 유기 EL 표시 장치는, 유기 EL 표시 소자(9); 유기 EL 표시 소자(9)의 전면(시인측)에 투명 점착제층(3)을 통해 적층되는 본 발명에 따른 편광판(1)을 포함한다. 유기 EL 표시 소자(9)는, 유기 발광 재료로 이루어진 발광층이나 필요에 따라서 형성되는 그 밖의 유기층을 한쌍의 전극 사이에 끼운 종래 공지된 구성일 수 있다. 통상은, 적어도 한쪽의 전극 위에 유리 기판과 같은 기판이 적층된다. 편광판(1)은, 이 유리 기판의 표면에 투명 점착제층(3)을 통해 접합할 수 있다.
유기 EL 표시 장치에 있어서, 편광판(1)이 구비하는 보호 필름 중 유기 EL 표시 소자(9)측의 보호 필름은, 면내 위상차를 갖는 보호 필름(위상차 필름)이 된다. 이 보호 필름의 면내 위상차치 R0은 통상 100∼180 nm의 범위이다. 또한, 유기 EL 표시 소자(9)측의 보호 필름(위상차 필름)은, 편광자층(5)의 흡수축에 대한 그 보호 필름의 지상축의 각도가 대략 45° 또는 대략 135°가 되도록 편광자층(5) 위에 적층된다. 대략 45° 또는 대략 135°란, 45°±10° 또는 135°±10°(바람직하게는 45°±5° 또는 135°±5°)을 의미한다. 즉, 이 경우의 편광판(1)은, 타원(원) 편광판이다. 유기 EL 표시 소자(9)의 시인측에 이러한 편광판(1)을 적층함으로써, 유기 EL 표시 장치에 반사 방지 기능을 부여할 수 있다. 또, 면내 위상차치 R0은, 하기 식:
R0=(nx-ny)×d
로 정의된다. 상기 식에 있어서, nx는 면내 지상축 방향의 굴절률, ny는 면내 진상축 방향(면내 지상축 방향과 직교하는 방향)의 굴절률, d는 보호 필름의 두께이다.
본 발명에 의하면, 특히 제2 보호 필름(20)의 외면(편광자층(5)과는 반대측의 표면)에 있어서의 미세 요철의 발생을 보다 효과적으로 억제, 방지할 수 있기 때문에, 바람직하게는, 편광판(1)을 그 제1 보호 필름(10)측에서 유기 EL 표시 소자(9)의 시인측에 접합하고, 제2 보호 필름(20)의 외면이 유기 EL 표시 소자(9)와는 반대측(즉 시인측)을 향하도록 유기 EL 표시 장치를 구성한다.
투명 점착제층(3)을 통해 편광판(1)이 적층되는 유기 EL 표시 소자(9)의 유리 기판면이 평탄하면, 편광판(1)측에서 유기 EL 표시 장치를 보았을 때, 보호 필름 표면에 존재하는 미세한 요철에 의한 외관 불량이 눈에 띄기 쉬워지지만, 본 발명에 의하면, 유리 기판면이 평탄하더라도 외관이 양호한 유기 EL 표시 장치를 제공할 수 있다.
편광판(1)을 구성하는 제2 보호 필름(20)의 표면에, 표면 처리층, 특히는 하드 코트층, 반사 방지층, 도전층 등이 형성되어 있는 경우에는, 제2 보호 필름(20)의 표면에 미세한 요철이 발생하면, 이것이 더욱 눈에 띄기 쉬워지기 때문에, 본 발명의 구성이 바람직하게 적용된다.
화상 표시 장치가 예컨대 다음과 같은 구성인 경우, 시인측의 보호 필름 표면에 존재하는 미세한 요철에 의한 외관 불량이 눈에 띄기 쉬워지기 때문에, 본 발명에 따른 편광판이 바람직하게 적용된다.
〔A〕화상 표시 장치가 휴대형(모바일형)인 경우. 이 경우, 비교적 가까운 거리에서 화면을 응시하기 때문에, 약간의 미세 요철이라도 외관 불량으로서 인식되기 쉽다. 휴대형의 화상 표시 장치에 적용되는 편광판의 형상ㆍ사이즈는, 예컨대 대각 길이가 3∼32 cm인 사각형상이고, 바람직하게는 대각 길이가 7∼15 cm인 사각형상이다.
〔B〕화상 표시 장치의 표시 화면의 해상도가 높은 경우나, 컬러 표시 가능한 것인 경우. 이러한 경우도, 표시 화상이 깨끗하기 때문에 미세한 요철이 눈에 띄기 쉽다. 해상도가 높은 경우란, 예컨대 해상도가 300 dpi 이상인 경우이다.
〔C〕화상 표시 장치가, 전압을 인가하지 않은 상태에서는 화상 표시가 흑표시가 되는 노멀리 블랙 방식의 액정 셀을 이용한 액정 표시 장치인 경우. 이 경우, 화상을 끈 상태에서는 완전한 흑표시가 되기 때문에, 미세한 요철이 눈에 띄기 쉽다.
〔D〕화상 표시 소자의 전면(시인)측에 배치되는 편광판에 있어서의 시인측의 보호 필름의 외면(편광자층과는 반대측의 표면)에 하드 코트층 또는 반사 방지층이 형성되는 경우. 이 경우에도 미세한 요철이 눈에 띄기 쉬워진다.
〔E〕화상 표시 소자의 전면(시인)측에 배치되는 편광판의 시인측이 공기층으로 되어 있는 경우. 이 경우에도 미세한 요철이 눈에 띄기 쉬워진다. 이러한 구성의 화상 표시 장치로는, 상기 편광판의 시인측이 대기에 노출되어 있는 구성인 것, 상기 편광판의 시인측에 공기층을 통해 커버 유리, 터치 패널 등의 투명판이 배치된 구성인 것을 들 수 있다.
〔F〕화상 표시 소자의 전면(시인)측에 배치되는 편광판에 있어서의 시인측의 보호 필름의 외면(편광자층과는 반대측의 표면)에 도전층이 형성되어 있는 경우. 이 경우에도, 대부분의 도전층은 그 굴절률에 기인하여 광의 반사율이 비교적 높기 때문에, 미세한 요철이 눈에 띄기 쉬워진다. 도전층으로는, 예컨대 ATO(산화안티몬주석), ITO(산화인듐주석) 등으로 이루어진 층 등을 들 수 있다.
실시예
이하, 실시예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것이 아니다.
<참고예>
(1) 편광자층(편광 필름)의 제작
평균 중합도 약 2400, 비누화도 99.9 몰% 이상이며 두께 75 ㎛의 폴리비닐알콜 필름을, 건식으로 약 5배로 일축 연신하고, 또한 긴장 상태를 유지한 채로 60℃의 순수에 1분간 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.05/5/100인 수용액에 28℃에서 60초간 침지했다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 8.5/8.5/100인 수용액에 72℃에서 300초간 침지했다. 계속해서, 26℃의 순수로 20초간 세정한 후 65℃로 건조시켜, 일축 연신된 폴리비닐알콜 필름에 요오드가 흡착 배향되어 있는 편광 필름을 제작했다. 편광 필름의 두께는 28 ㎛였다.
(2) 자외선 경화성 접착제의 조제
이하의 각 성분을 혼합하고, 탈포하여, 자외선 경화성 수지 접착제를 액체 상태로 조제했다.
3,4-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트 75부
1,4-부탄디올디글리시딜에테르 20부
2-에틸헥실글리시딜에테르 5부
트리아릴술포늄 헥사플루오로포스페이트계의 광양이온 중합 개시제 2.25부.
또, 광양이온 중합 개시제는, 50% 프로필렌카보네이트용액의 형태로 입수한 것을 사용했다. 위에 나타낸 배합량(2.25부)은 고형분량이다.
(3) 보호 필름의 접합
두께 40 ㎛의 제2 보호 필름〔코니카미놀타옵토(주) 제조의 TAC 필름인 상품명 「KC4UY」〕을 준비하여, 그 한쪽 면에 상기에서 조제한 자외선 경화성 접착제를 마이크로 그라비아 코터를 이용하여 도공하고, 상기 편광 필름의 한쪽 면에 접합했다. 그 후, 퓨전 UV 시스템사 제조의 자외선 램프 「D 밸브」가 부착된 벨트 컨베이어 부착 자외선 조사 장치를 이용하여, 적산 광량이 250 mJ/㎠가 되도록 자외선을 조사하여 자외선 경화성 접착제를 경화시켰다. 다음으로, 두께 23 ㎛의 제1 보호 필름〔일본제온(주) 제조의 고리형 폴리올레핀계 수지 필름인 상품명 「제오노아 필름 ZF14-023」의 접합면에 코로나 처리를 실시한 것〕을 준비하여, 그 코로나 처리면에 동일한 자외선 경화성 접착제를 마이크로 그라비아 코터를 이용하여 도공하고, 이것을 편광 필름의 다른쪽 면에 접합한 후에, 동일하게 자외선을 조사하여 자외선 경화성 접착제를 경화시켰다. 이렇게 해서, 제2 보호 필름(40 ㎛)/자외선 경화성 접착제층/편광 필름(28 ㎛)/자외선 경화성 접착제층/제1 보호 필름(23 ㎛)의 층구성으로 이루어진 편광판을 얻었다. 경화후의 접착제층의 두께는 모두 1.0 ㎛였다.
<비교예 1>
(1) 프라이머층 형성 공정
폴리비닐알콜 분말〔일본합성화학공업(주) 제조의 상품명 「Z-200」, 평균 중합도 1100, 비누화도 99.5 몰%〕을 95℃의 열수에 용해하여, 농도 3 중량%의 폴리비닐알콜 수용액을 조제했다. 얻어진 수용액에 가교제〔다오카화학공업(주) 제조의 상품명 「스미레즈 레진 650」〕를 폴리비닐알콜 분말 6 중량부에 대하여 5 중량부의 비율로 혼합하여, 프라이머층 형성용 도공액을 얻었다.
기재 필름〔두께 110 ㎛의 미연신의 폴리프로필렌 필름, 융점 : 163℃〕을 준비하여, 그 한면에 코로나 처리를 실시하고, 이어서 그 코로나 처리면에 마이크로 그라비아 코터를 이용하여 상기 프라이머층 형성용 도공액을 도공하고, 80℃에서 10분간 건조시킴으로써, 두께 0.2 ㎛의 프라이머층을 형성했다. 기재 필름의 80℃에서의 인장 탄성률을 항온조를 구비하는 (주)시마즈제작소 제조의 만능 시험기 「오토그래프 AG-I」를 이용하여 측정한 바, 200 MPa였다.
(2) 수지층 형성 공정
폴리비닐알콜 분말〔(주)쿠라레 제조의 상품명 「PVA124」, 평균 중합도 2400, 비누화도 98.0∼99.0 몰%〕을 95℃의 열수에 용해하여, 농도 8 중량%의 폴리비닐알콜 수용액을 조제하고, 이것을 폴리비닐알콜계 수지층 형성용 도공액으로 했다.
상기 (1)에서 제작한 프라이머층을 갖는 기재 필름의 프라이머층 표면에 립 코터를 이용하여 상기 폴리비닐알콜계 수지층 형성용 도공액을 도공하고, 80℃에서 2분간 건조시킴으로써, 기재 필름/프라이머층/폴리비닐알콜계 수지층으로 이루어진 3층의 적층 필름을 제작했다.
(3) 연신 공정
텐터 장치를 이용하여, 상기 (2)에서 제작한 적층 필름에 대하여 160℃에서 5.8배의 자유단 일축 연신을 실시하여 연신 필름을 얻었다. 연신후의 폴리비닐알콜계 수지층의 두께는 6.1 ㎛였다.
(4) 염색 공정
상기 (3)에서 제작한 연신 필름을 요오드와 요오드화칼륨을 포함하는 30℃의 염색 수용액(물 100 중량부당 요오드 0.35 중량부, 요오드화칼륨 10 중량부 포함)에 침지하여 폴리비닐알콜계 수지층의 염색 처리를 행했다. 이어서, 10℃의 순수로 여분의 염색 용액을 씻어냈다. 계속해서, 붕산과 요오드화칼륨을 포함하는 76℃의 가교 수용액(물 100 중량부당 붕산 9.5 중량부, 요오드화칼륨 5 중량부 포함)에 300초간 침지하여 가교 처리를 행했다. 그 후, 10℃의 순수로 10초간 세정하고, 80℃에서 200초간 건조시킴으로써, 기재 필름의 한면에 편광자층을 갖는 편광성 적층 필름을 얻었다.
(5) 제1 접합 공정
참고예에서 이용한 것과 동일한 제2 보호 필름의 한쪽 면에, 참고예에서 이용한 것과 동일한 자외선 경화성 접착제를 마이크로 그라비아 코터를 이용하여 도공하고, 상기 (4)에서 제작한 편광성 적층 필름의 편광자층에 있어서의 기재 필름과는 반대측의 면에 접합했다. 다음으로, 기재 필름측으로부터, 참고예와 동일한 조건으로 자외선을 조사하여 접착제층을 경화시켜, 기재 필름/프라이머층/편광자층/자외선 경화성 접착제층/제2 보호 필름으로 이루어진 5층의 필름을 얻었다. 편광자층의 두께는 6.1 ㎛였다.
(6) 박리 공정 및 제2 접합 공정
상기 (5)에서 제작한 5층 구조의 필름으로부터 기재 필름을 박리 제거하여, 편면 보호 필름 부착 편광판을 얻었다. 기재 필름은 용이하게 박리할 수 있었다. 다음으로, 참고예에서 이용한 것과 동일한 제1 보호 필름의 한쪽 면에, 참고예에서 이용한 것과 동일한 자외선 경화성 접착제를 마이크로 그라비아 코터를 이용하여 도공하고, 이것을 상기 편면 보호 필름 부착 편광판에 있어서의 프라이머층면에 접합했다. 다음으로, 제1 보호 필름측으로부터, 참고예와 동일한 조건으로 자외선을 조사하여 접착제층을 경화시켜, 도 1의 (a)와 동일한 구성의 편광판을 얻었다. 경화후의 접착제층의 두께는 모두 1.0 ㎛였다.
<실시예 1>
(1) 편광성 적층 필름의 제작
비교예 1과 동일하게 하여, 기재 필름의 한면에 편광자층을 갖는 편광성 적층 필름을 얻었다.
(2) 제1 접합 공정
폴리비닐알콜 분말〔(주)쿠라레 제조의 상품명 「KL-318」, 평균 중합도 1800〕을 95℃의 열수에 용해하여, 농도 3 중량%의 폴리비닐알콜 수용액을 조제했다. 얻어진 수용액에 가교제〔다오카화학공업(주) 제조의 상품명 「스미레즈 레진 650」〕를 폴리비닐알콜 분말 2 중량부에 대하여 1 중량부의 비율로 혼합하여, 수계 접착제로 했다.
상기 (1)에서 제작한 편광성 적층 필름의 편광자층에 있어서의 기재 필름과는 반대측의 면에, 상기 수계 접착제를 그라비아 코터를 이용하여 도공했다. 이어서, 그 도공면에 참고예에서 이용한 것과 동일한 제2 보호 필름을 접합했다. 그 후, 80℃에서 5분간의 건조 처리를 행하여, 기재 필름/프라이머층/편광자층/수계 접착제층/제2 보호 필름으로 이루어진 5층의 필름을 얻었다. 편광자층의 두께는 6.1 ㎛였다.
(3) 박리 공정 및 제2 접합 공정
상기 (2)에서 제작한 5층 구조의 필름으로부터 기재 필름을 박리 제거하여, 편면 보호 필름 부착 편광판을 얻었다. 기재 필름은 용이하게 박리할 수 있었다. 다음으로, 참고예에서 이용한 것과 동일한 제1 보호 필름의 한쪽 면에, 참고예에서 이용한 것과 동일한 자외선 경화성 접착제를 마이크로 그라비아 코터를 이용하여 도공하여, 이것을 상기 편면 보호 필름 부착 편광판에 있어서의 프라이머층면에 접합했다. 다음으로, 제1 보호 필름측으로부터, 참고예와 동일한 조건으로 자외선을 조사하여 접착제층을 경화시켜, 도 1의 (a)와 동일한 구성의 편광판을 얻었다. 경화후의 접착제층의 두께는 모두 1.0 ㎛였다.
<실시예 2>
(1) 편광자층(편광 필름)의 제작
평균 중합도 약 2400, 비누화도 99.9 몰% 이상이며 두께 30 ㎛의 폴리비닐알콜 필름을, 건식으로 약 4배로 일축 연신하고, 또한 긴장 상태를 유지한 채로 40℃의 순수에 1분간 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.05/10/100인 수용액에 28℃에서 60초간 침지했다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 8.5/7.5/100인 수용액에 68℃에서 300초간 침지했다. 계속해서, 10℃의 순수로 20초간 세정한 후 65℃로 건조시켜, 일축 연신된 폴리비닐알콜 필름에 요오드가 흡착 배향하고 있는 편광 필름을 제작했다. 편광 필름의 두께는 11 ㎛였다.
(2) 제2 보호 필름의 접합
상기 편광 필름의 한면에, 실시예 1에서 이용한 것과 동일한 수계 접착제를 그라비아 코터를 이용하여 도공했다. 이어서, 그 도공면에 두께 23 ㎛의 제2 보호 필름〔일본제온(주) 제조의 고리형 폴리올레핀계 수지 필름인 상품명 「제오노아 필름 ZF14-023」의 접합면에 코로나 처리를 실시한 것〕을 접합했다. 그 후, 40℃에서 1분간의 건조 처리를 행하여, 편광 필름/수계 접착제층/제2 보호 필름으로 이루어진 편면 보호 필름 부착 편광판을 얻었다.
(3) 제1 보호 필름의 접합
두께 25 ㎛의 제1 보호 필름〔미쓰비시수지(주) 제조의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 접합면에 코로나 처리를 실시한 것〕을 준비하고, 그 코로나 처리면에 참고예에서 이용한 것과 동일한 자외선 경화성 접착제를 마이크로 그라비아 코터를 이용하여 도공하고, 이것을 상기 (2)에서 제작한 편면 보호 필름 부착 편광판의 편광 필름면에 접합했다. 다음으로, 제2 보호 필름측으로부터, 참고예와 동일한 조건으로 자외선을 조사하여 접착제층을 경화시켜, 도 1의 (a)와 동일한 구성의 편광판을 얻었다. 경화후의 자외선 경화성 접착제층의 두께는 1.0 ㎛였다.
<비교예 2>
(1) 편광자층(편광 필름)의 제작
실시예 2와 동일하게 하여 편광 필름을 제작했다.
(2) 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름의 접합
실시예 2에서 이용한 것과 동일한 제1 보호 필름〔미쓰비시수지(주) 제조 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 접합면에 코로나 처리를 실시한 것〕 및 제2 보호 필름(일본제온(주) 제조 「제오노아 필름 ZF14-023」의 접합면에 코로나 처리를 실시한 것)을 준비하고, 각각의 코로나 처리면에 참고예에서 이용한 것과 동일한 자외선 경화성 접착제를 마이크로 그라비아 코터를 이용하여 도공하고, 상기 편광 필름의 한면에 제1 보호 필름을, 반대면에 제2 보호 필름을 각각 접합했다. 다음으로, 제2 보호 필름측으로부터 참고예와 동일한 조건으로 자외선을 조사함으로써 접착제층을 경화시켜, 편광판을 얻었다.
〔편광판의 평가〕
(1) 편광판 표면의 외관 평가
도 8은, 편광판 표면의 외관 평가 방법을 설명하기 위한 모식도이며, 도 8의 (a)는 그 측면도, 도 8의 (b)는 그 평면도이다. 도 8을 참조하여, 편광판 표면의 외관 평가는 다음과 같이 하여 행했다. 우선, 편광판을 세로 100 mm×가로 100 mm의 사이즈로 절취하여, 이것을 평가용 샘플(1a)로 했다. 이 평가용 샘플(1a)의 제1 보호 필름측을 투명 점착제층(3)을 통해 두께 2 mm의 평탄한 흑색 아크릴판(2)에 접합했다.
흑색 아크릴판(2)에 접합한 평가용 샘플(1a)을 형광등(60)이 켜진 실내에 두었다. 형광등(60)의 위치는, 흑색 아크릴판(2)으로부터 2 m의 높이로 했다. 이 상태에서, 형광등(60)으로부터의 광을 평가용 샘플(1a)의 표면에서 반사시킴으로써(61은 평가용 샘플(1a)의 표면에 입사하는 입사광을 나타내고, 62는 그 반사광을 나타낸다), 평가용 샘플(1a)의 표면에 나타나 있는 형광등의 투영 이미지(A)의 부분을 육안으로 관찰했다. 평가용 샘플(1a)은, 그 편광자층의 흡수축(B)의 방향이, 형광등(60)과 관찰자(X)를 연결하는 선과 평행해지는 방향으로 설치했다.
편광판 표면의 외관 평가 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1에 있어서 A는, 원형의 오목한 모양이 관찰되지 않고, 평가용 샘플(1a)의 표면이 평탄하게 보이는 것을 나타내고, B는, 원형의 오목 모양이 관찰된 것을 나타낸다. 비교예 1에서는, 평가용 샘플(1a)의 표면 전체에, 약 1 mm 직경의 소보로형으로 일정하지 않은 원형의 오목한 모양이 관찰되었다.
(2) 반사 선명도의 측정에 의한 편광판 표면의 요철의 평가
도 9는, 편광판의 반사 선명도의 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이며, 도 9의 (a)는 그 측면도, 도 9의 (b)는 그 평면도이다. 도 9를 참조하여, 편광판의 반사 선명도는 다음과 같이 하여 측정했다. 우선, 편광판을 세로 100 mm×가로 100 mm의 사이즈로 절취하여, 이것을 평가용 샘플(1a)로 했다. 이 평가용 샘플(1a)의 제1 보호 필름측을 투명 점착제층(3)을 통해 두께 2 mm의 평탄한 흑색 아크릴판(2)에 접합했다.
상기 흑색 아크릴판(2)에 접합한 평가용 샘플(1a)에 관해, JIS K 7374〔플라스틱-이미지 선명도를 구하는 방법〕의 「반사법」의 항에 따라서, 스가시험기(주) 제조의 사상성 측정기 「ICM-1T」를 이용하고, 평가용 샘플(1a)의 표면에 광원(70)으로부터 입사각 45°의 광을 조사하여(입사광(71)), 그 반사광(72)의 광량을 광학 빗(80)을 통과시켜 측정함으로써 반사 선명도(%)를 구했다. 광학 빗의 폭은 0.125 mm로 했다. 평가용 샘플(1a)은, 그 편광자층의 흡수축(B)의 방향이, 입사광(71) 및 검출하는 반사광(72)을 포함하는 평면과 평행해지는 방향으로 설치했다. 평가용 샘플(1a)의 표면의 평탄성이 높을수록 반사 선명도는 커진다. 반사 선명도의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
[표 1]
Figure 112018030876759-pat00001
(3) 표면형상의 측정에 의한 편광판 표면의 요철의 평가
도 10은, 편광판의 표면형상의 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이며, 도 10의 (a)는 그 측면도, 도 10의 (b)는 그 평면도이다. 도 10을 참조하여, 편광판의 표면형상은 다음과 같이 하여 측정했다. 우선, 편광판을 세로 100 mm×가로 100 mm의 사이즈로 절취하여, 이것을 평가용 샘플(1a)로 했다. 이 평가용 샘플(1a)의 제1 보호 필름측을 투명 점착제층(3)을 통해 두께 2 mm의 평탄한 흑색 아크릴판(2)에 접합했다.
SENSOFAR사 제조의 「이미징 프로파일러 PLμ2300」을 이용하여, 공촛점 모드에 의해, 평가용 샘플(1a)의 표면의 높이 변화를 길이 8000 ㎛(도 10에서의 측정 개소 R)에 걸쳐서 측정했다. 얻어진 결과로부터, 표면 거칠기의 파라미터인 산술 평균 거칠기 Ra(nm), 단면 곡선의 최대 곡깊이 PV(nm) 및 제곱 평균 거칠기 Rms(nm)를 구했다. 참고예, 비교예 1, 실시예 1 및 실시예 2에서 얻은 편광판에 관한 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
[표 2]
Figure 112018030876759-pat00002
(4) 편광판을 구성하는 편광자층의 수축력의 측정
실시예 2에서 얻어진 편광판의 제1 및 제2 보호 필름을 녹여 편광자층만을 취출하고, 그 흡수축 방향(연신 방향)의 가열 수축력을 측정했다. 측정에 있어서는, 연신 흡수축 방향을 긴 변으로 하여, 폭 2 mm, 길이 8 mm의 필름을 절취하여 측정용 샘플로 했다. 그 샘플을 열기계 분석 장치(Thermo-Mechanical Analyzer : TMA)〔에스아이아이 나노테크놀로지(주) 제조의 「EXSTAR-6000」〕에 셋팅하여, 치수를 일정하게 유지한 채, 80℃에서 240분간 가열했을 때에 발생한 길이 8 mm 방향의 수축력을 측정한 바, 1.7 N이었다.
1 : 편광판, 1a : 평가용 샘플, 2 : 흑색 아크릴판, 3 : 투명 점착제층, 4 : 기판, 5 : 편광자층, 6 : 폴리비닐알콜계 수지층, 6' : 연신된 폴리비닐알콜계 수지층, 8 : 액정 셀, 9 : 유기 일렉트로 루미너센스 표시 소자, 10 : 제1 보호 필름, 15 : 제1 접착제층, 20 : 제2 보호 필름, 25 : 제2 접착제층, 30 : 기재 필름, 30' : 연신된 기재 필름, 40 : 배면측 편광판, 50 : 백라이트, 60 : 형광등, 61 : 입사광, 62 : 반사광, 70 : 광원, 71 : 입사광, 72 : 반사광, 80 : 광학 빗, 100 : 적층 필름, 200 : 연신 필름, 300 : 편광성 적층 필름, 400 : 접합 필름, 500 : 편면 보호 필름 부착 편광판, A : 형광등의 투영 이미지, B : 편광자층의 흡수축, R : 측정 개소, X : 관찰자.

Claims (15)

  1. 수계 접착제를 통해 두께 20 ㎛ 이하의 편광자층의 한쪽 면에 제2 보호 필름을 접합한 후, 건조시키는 공정과,
    활성 에너지선 경화성 접착제를 통해 상기 편광자층의 다른쪽 면에 제1 보호 필름을 접합하는 공정과,
    투명 점착제층을 구비하는 공정을 순서대로 포함하고,
    투명 점착제층을 구비하는 공정이 편광판의 제1 보호 필름 측에 투명 점착제층을 구비하는 공정인 것인 편광판의 제조 방법.
  2. 기재 필름과 두께 20 ㎛ 이하의 편광자층을 구비하는 편광성 적층 필름의 편광자층 위에 수계 접착제를 통해 제2 보호 필름을 접합한 후, 건조시켜 접합 필름을 얻는 공정과,
    상기 접합 필름으로부터 상기 기재 필름을 박리하여 편면 보호 필름 부착 편광판을 얻는 공정과,
    상기 편면 보호 필름 부착 편광판의 편광자층 위에 활성 에너지선 경화성 접착제를 통해 제1 보호 필름을 접합하는 공정과,
    투명 점착제층을 구비하는 공정을 포함하고,
    투명 점착제층을 구비하는 공정이 편광판의 제1 보호 필름 측에 투명 점착제층을 구비하는 공정인 것인 편광판의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 보호 필름과 상기 제2 보호 필름의 적어도 어느 한쪽은, 그 투습도가 1000 g/㎡ㆍ24hr 이하인 것인 편광판의 제조 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 보호 필름은 그 투습도가 10∼1000 g/㎡ㆍ24hr인 것인 편광판의 제조 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 편광자층은 이색성 색소를 함유하는 연신 된 폴리비닐알콜계 수지층인 것인 편광판의 제조 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 편광자층은 그 두께가 10 ㎛ 이하인 것인 편광판의 제조 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 편광판은 대각 길이가 3~32 cm인 사각형 형상을 갖는 것인 편광판의 제조 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 편광판은 상기 제1 보호 필름 또는 상기 제2 보호 필름의 편광자층과는 반대측의 표면에 적층되는 표면 처리층을 더 구비하는 것인 편광판의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 표면 처리층이 하드 코트층, 반사 방지층 또는 도전층인 것인 편광판의 제조 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 보호 필름 또는 상기 제2 보호 필름은 두께가 50 ㎛ 이하인 것인 편광판의 제조 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 보호 필름 또는 상기 제2 보호 필름은 80℃에서의 인장 탄성률이 1500 MPa 이상인 편광판의 제조 방법.
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