KR102205075B1

KR102205075B1 - 광학 필름의 제조 방법

Info

Publication number: KR102205075B1
Application number: KR1020140090755A
Authority: KR
Inventors: 미츠루 스즈키; 다쿠야 모리; 다이스케 하야시; 아츠시 무라오카; 나오 무라카미
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2013-09-04
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2021-01-19
Also published as: KR20150027685A; JP5685631B2; JP2015049476A; CN104422981A; TWI603830B; CN104422981B; US20150064348A1; TW201509628A

Abstract

본 발명은, 국소적으로 막두께가 변화한 결함이 적은 광학 필름을 제조하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 광학 필름의 제조 방법에서는, 가요성 지지체의 권회체 (2) 로부터 제막면 (11) 과 배면 (12) 을 구비하는 장척상의 지지체 (1) 가 권출되어 하류측으로 연속적으로 반송되고, 지지체 (1) 의 배면 (12) 이 세정된 후, 지지체 (1) 의 제막면 (11) 상에 수지 용액이 도포되고, 건조된다. 지지체 배면은, 지지체의 배면과 세정 롤 (41) 사이에 세정액이 공급되고, 세정 롤에 의해 세정액이 지지체 상에 펴발라짐으로써 세정된다.

Description

광학 필름의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING OPTICAL FILM}

본 발명은, 광학 필름의 제조 방법에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은, 용액 제막법에 의해 결함이 적은 고품질의 광학 필름을 제막 (製膜) 하는 방법에 관한 것이다.

폴리머 필름은, 우수한 광 투과성이나 유연성을 가짐과 함께 경량 박막화가 가능하여, 화상 표시 장치 형성용 광학 필름 (예를 들어, 위상차판, 편광자, 편광자 보호 필름 등) 으로서 널리 사용되고 있다.

폴리머 필름의 제조 방법의 하나로서, 용액 제막법 (솔벤트 캐스트법) 이 있다. 용액 제막법에서는, 용매 중에 폴리머를 용해시킨 수지 용액 (도프) 을 지지체 상에 도포한 후, 가열 등에 의해 용매가 제거된다. 용액 제막법에 의해 제막된 필름은, 막두께나 광학 특성의 균일성이 우수하기 때문에, 광학 필름의 제막에는 용액 제막법이 널리 사용되고 있다.

용액 제막에서는, 스테인리스강 등의 금속으로 이루어지는 엔드리스 벨트나 드럼 롤 등의 무단 (無端) 지지체를 사용하는 방법과, 장척의 플라스틱 필름 등의 유단 (有端) 지지체를 사용하는 방법이 있다. 무단 지지체 상에 제막하는 경우에는, 지지체로부터 도포 후의 필름 (웨브) 을 박리한 후, 건조나 연신 등의 가공이 실시된다. 필름의 두께가 작은 경우 (예를 들어 40 ㎛ 이하의 경우) 에는, 지지체로부터 박리 후의 필름은 자기 지지성이 낮아, 핸들링이 곤란해지는 경향이 있다. 그 때문에, 무단 지지체는, 막두께가 작은 필름의 제막에는 적합하지 않다.

한편, 플라스틱 필름 등의 유단 지지체 상에 제막하는 경우에는, 지지체 상에 웨브를 밀착시킨 채의 상태로, 건조나 연신 등의 공정을 실시할 수 있다. 그 때문에, 막두께가 작아 자기 지지성이 부족한 필름이어도, 유단 지지체를 사용하면, 핸들링성의 문제를 발생시키지 않고, 연신 등의 후가공도 용이하게 실시할 수 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 및 특허문헌 2).

무단 지지체, 유단 지지체 중 어느 것을 사용하는 경우에 있어서도, 지지체 상에 부착된 이물질 등이 제막시에 필름 내에 유입되어, 광학적인 결점이 되는 것이 문제시되고 있다. 지지체에 부착된 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해, 용액 제막 전 혹은 용액 제막 중에 지지체 상의 이물질을 제거하는 방법이 제안되어 있다. 이물질 제거 방법으로는, 초음파 에어를 사용하는 방법 (예를 들어 특허문헌 3), 세정 가스를 분사하는 방법 (예를 들어 특허문헌 4), 지지체를 수세하는 방법 (예를 들어 특허문헌 5), 점착 롤과 접촉시키는 방법 (예를 들어 특허문헌 6) 등이 알려져 있다.

일본 공개특허공보 2009-93074호 일본 공개특허공보 2007-331368호 일본 공개특허공보 평10-309553호 일본 공개특허공보 2009-066982호 일본 공개특허공보 2007-105662호 일본 공개특허공보 평9-304621호

최근 디스플레이의 보급이 진행됨과 함께, 광학 필름에 대한 요구 성능도 높아져 왔다. 동시에, 디스플레이의 경량화나 박형화에 대한 요구도 높아지고 있어, 종래보다 막두께가 작은 광학 필름이 사용되게 되었다. 본 발명자들의 검토에 의하면, 수지 필름 등의 유단 지지체 상에 용액 제막법에 의해 필름을 제막하면, 점상의 간섭 얼룩과 같은 결점 (이하,「스폿 얼룩」이라고 하는 경우가 있다) 이 발생하는 경우가 있고, 필름의 막두께가 작아질수록, 스폿 얼룩의 발생이 현저해지는 경향이 있었다. 스폿 얼룩이 발생한 부분은, 필름의 막두께가 국소적으로 작아졌으며, 도포 롤에 부착된 이물질에 의한 영향인 것으로 추정되었다.

그래서, 본 발명자들은, 도포 롤에 부착된 이물질을 제거하기 위해, 이물질 제거용 블레이드 (스크레이퍼) 를 도포 롤에 접촉시킴으로써 롤 표면의 청소를 실시하면서 용액 도포에 의한 제막을 실시하여, 스폿 얼룩의 저감을 시도하였다. 그러나, 롤 표면을 청소하는 방법에서는, 스폿 얼룩의 저감 효과를 명확하게 확인할 수 없었다.

이와 같은 과제를 감안하여, 본 발명은, 지지체 상으로의 용액 제막에 의한 광학 필름의 제막에 있어서, 국소적으로 막두께가 작아지는「스폿 얼룩」결함의 발생을 저감시켜, 고품질의 광학 필름을 얻는 것을 목적으로 한다.

상기를 감안하여 검토한 결과, 지지체를 조출하고 나서 도프를 도포할 때까지의 동안에 지지체의 제막면과 반대측의 면 (배면 (背面)) 을 인라인 세정함으로써, 스폿 얼룩이 저감되는 것을 알아냈다. 더욱 검토한 결과, 세정액을 개재하여 지지체의 배면과 롤을 접촉시키면서 웨트 세정함으로써, 스폿 얼룩이 대폭 저감되는 것을 알아내어, 본 발명에 이르렀다.

본 발명은, 광학 필름의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 광학 필름의 제조 방법에서는, 가요성 지지체의 권회체로부터 장척상의 지지체가 권출 (卷出) 되어 하류측으로 연속적으로 반송된다 (조출 공정). 지지체는, 제막면인 제 1 주면 (主面) 과, 제막면의 배면인 제 2 주면을 갖는다. 본 발명의 제조 방법에서는, 지지체의 제 2 주면이 세정되고 (세정 공정), 그 후, 지지체의 제 1 주면 상에 수지 용액이 도포되고, 건조되어 (제막 공정), 광학 필름이 얻어진다.

세정 공정에서는, 지지체의 배면과 세정 롤 사이에 세정액이 공급되고, 세정 롤에 의해 세정액이 지지체 상에 펴발라짐으로써 세정이 실시된다. 세정 롤은, 표면에 요철 패턴을 갖는 것이 바람직하고, 그 중에서도, 요철 패턴의 볼록부가 롤의 둘레 방향과 비평행하게 연장되어 있는 것이 바람직하게 사용된다. 이와 같이, 본 발명에서는, 세정 롤과 지지체의 배면을 세정액을 개재하여 접촉시키면서 웨트 세정이 실시됨으로써, 지지체의 배면에 부착된 이물질이 제거되어, 스폿 얼룩이 감소하는 것으로 생각된다.

본 발명에 사용되는 세정 롤의 예로는, 그라비아 롤이나 마이어 바 롤 등을 들 수 있다. 또, 세정액으로는, 물보다 비점이 낮은 고휘발성 액체가 바람직하게 사용된다.

본 발명의 제조 방법에 의하면, 국소적으로 필름의 막두께가 작아지는「스폿 얼룩」결함의 발생이 억제된 고품질의 광학 필름이 얻어진다. 일반적으로, 지지체 상에 제막되는 필름의 두께가 작을수록 스폿 얼룩이 발생하기 쉽고, 특히 막두께가 40 ㎛ 이하인 경우에 그 영향이 심각해지는 경향이 있다. 이에 대하여, 본 발명의 제조 방법에 의하면, 지지체 상에 제막된 필름의 건조 후의 막두께가 40 ㎛ 이하인 경우에도, 스폿 얼룩의 발생을 저감시킬 수 있다.

도 1 은 광학 필름 제막 장치의 일 실시형태를 나타내는 모식도이다.
도 2 는 그라비아 롤의 표면 형상을 설명하기 위한 모식적 평면도이다.
도 3a 는 마이어 바 롤의 표면 형상을 설명하기 위한 모식적 평면도이다.
도 3b 는 도 3a 의 마이어 바 롤의 B1-B2 선에 있어서의 단면도이다.

도 1 은 본 발명의 광학 필름의 제조에 사용되는 제막 장치의 일 실시형태를 나타내는 모식도이다. 도 1 에 나타내는 제막 장치 (100) 에서는, 장척상의 지지체의 권회체 (2) 가 조출부 (10) 에 세팅되어 있다. 권회체 (2) 로부터 권출된 지지체 (1) 는, 조출부 (10) 로부터 제막 장치의 하류측으로 연속적으로 반송되고, 가이드 롤러 (51, 52, 53) 를 거쳐, 가이드 롤러 (53) 의 하류측에 형성된 세정부 (40) 에 반송된다 (조출 공정). 세정부 (40) 에서 지지체 (1) 의 배면이 세정된다 (세정 공정). 세정 후의 지지체 (1) 는, 다시 하류측으로 반송되고, 가이드 롤러 (54) 를 거쳐, 제막부 (60) 에 반송되어 제막이 실시된다 (제막 공정).

[지지체]

지지체 (1) 는 가요성을 갖는 것이면 되며, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차폐성, 등방성 등이 우수한 것이 바람직하게 사용된다. 지지체는 제 1 주면, 제 2 주면을 갖고 있으며, 제 1 주면 상에 광학 필름이 제막된다. 이하, 본 명세서에 있어서는, 제 1 주면을「제막면」이라고 하고, 그 반대측의 면인 제 2 주면을「배면」이라고 한다.

지지체로는, 예를 들어, 수지 필름, 금속박, 종이, 천, 및 이들의 적층체 등이 사용된다. 그 중에서도, 표면 평활성이 우수하고, 또한 지지체 자체로부터의 이물질의 발생이 적은 점에서, 수지 필름이 바람직하게 사용된다.

지지체 필름을 구성하는 수지 재료로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르류 ; 디아세틸셀룰로오스나 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머 ; 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 폴리머 ; 폴리스티렌이나 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체 등의 스티렌계 폴리머 ; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌·프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀 ; 폴리노르보르넨 등의 고리형 폴리올레핀 ; 나일론이나 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 폴리머 ; 폴리카보네이트 ; 염화비닐 ; 이미드계 폴리머 ; 술폰계 폴리머 ; 폴리에테르술폰 ; 폴리에테르에테르케톤 ; 폴리페닐렌술파이드 ; 비닐알코올계 폴리머 ; 염화비닐리덴 ; 에폭시계 폴리머 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 용액 제막시의 용매에 용해되지 않는 것이 바람직하게 사용된다.

지지체는 무색 투명해도 되고, 유색 혹은 불투명한 것이어도 된다. 지지체 상에 필름을 형성한 후, 지지체와 그 위에 형성된 필름의 적층체가 적층 광학 필름으로서 실용에 제공되는 경우, 지지체는 투명하고 또한 광학 특성이 균일한 것이 바람직하게 사용된다. 지지체의 표면에는, 접착 용이 처리, 이형 처리, 대전 방지 처리, 블로킹 방지 처리 등이 실시되어 있어도 된다. 또, 블로킹 방지 등의 목적으로, 지지체의 폭 방향의 단부에는 엠보스 가공 (널링) 등이 실시되어 있어도 된다.

지지체는, 자기 지지성과 가요성을 겸비하는 것이면, 그 두께는 특별히 한정되지 않는다. 지지체의 두께는, 일반적으로 20 ㎛ ∼ 200 ㎛ 정도이며, 30 ㎛ ∼ 150 ㎛ 가 바람직하고, 35 ㎛ ∼ 100 ㎛ 가 보다 바람직하다. 장척 필름과 같은 유단 지지체 상에 용액 제막법에 의해 제막을 실시하는 경우, 지지체의 길이가 유한하기 때문에, 연속 제막 가능한 길이가 제한된다. 일반적으로, 조출부 (10) 나 제막 후의 권취부 (도시 생략) 는, 가대 (架臺) 에 세팅되는 권회체의 중량이나 직경의 상한이 정해져 있다. 그 때문에, 지지체의 두께가 작으면, 연속 제막 길이를 크게 할 수 있어, 생산성의 향상이 도모된다. 따라서, 제막성이나 핸들링성을 저해하지 않는 범위에서, 지지체의 두께는 가능한 한 작은 것이 바람직하다.

한편, 본 발명자들의 검토에 의하면, 지지체의 두께가 작은 경우에 스폿 얼룩의 발생수가 증대되는 경향이 보여졌다. 그 반면, 이후에 상세히 서술하는 바와 같이, 본 발명에서는, 제막 전에 소정의 방법으로 지지체의 배면을 세정함으로써, 지지체의 두께가 작은 경우에도 스폿 얼룩의 발생이 억제된다.

[세정부]

지지체 (1) 의 반송 경로에 있어서, 조출부 (10) 와 제막부 (60) 사이에 세정부 (40) 가 형성되어 있다. 세정부 (40) 에서는, 지지체 (1) 의 배면 (12) 과 세정 롤 (41) 을 세정액을 개재하여 접촉시키면서 웨트 세정이 실시된다. 본 발명에 있어서는, 세정 롤과 지지체 배면 사이에 공급된 세정액이 세정 롤에 의해 지지체 상에 펴발라질 때, 세정액과 지지체의 계면에 전단력이 부여됨으로써, 지지체에 부착된 이물질 등이 효율적으로 세정 제거되어, 스폿 얼룩이 억제되는 것으로 추정된다.

도 1 에 나타내는 형태에서는, 세정부 (40) 는, 지지체 (1) 의 제막면 (11) 에 접촉하도록 형성된 백업 롤 (42) 과 지지체 (1) 의 배면 (12) 에 접촉하도록 형성된 세정 롤 (41) 을 구비한다. 세정 팬 (48) 내에는 세정액 (47) 이 저류되어 있고, 세정 롤 (41) 의 표면에 부착된 세정액은, 잉여분을 독터 블레이드 (44) 로 긁어 떨어뜨리고, 지지체 (1) 의 배면 (12) 으로 유도된다.

＜세정 롤＞

세정 롤 (41) 로는, 나이프 롤 (콤마 롤), 키스 롤, 그라비아 롤, 마이어 바 롤 등, 용액 코팅에 사용되는 각종 롤이 사용된다. 세정 롤은 회전 롤이어도 되고 무회전 롤이어도 된다. 세정 롤이 회전 롤인 경우, 회전 방향은 정회전, 역회전 중 어느 것이어도 된다.

지지체의 세정 효율을 높이는 관점에서, 세정 롤의 표면에는 요철이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 세정 롤 표면의 요철 패턴은, 볼록부가 롤의 둘레 방향과 비평행하게 연장되어 있는 것이 바람직하다. 세정 롤 (41) 의 둘레 방향과 비평행하게 연장되는 볼록부가 지지체의 배면과 접촉함으로써, 지지체에 부착된 이물질 등이 보다 효율적으로 세정 제거되어, 스폿 얼룩이 억제되는 경향이 있다.

둘레 방향과 비평행한 방향으로 연장되는 볼록부를 갖는 롤로는, 예를 들어, 그라비아 롤, 마이어 바 롤, 엠보스 롤 등을 들 수 있다. 지지체를 손상시키지 않고 세정액을 지지체 배면에 펴바를 수 있는 점에서, 세정 롤로는, 그라비아 롤 및 마이어 바 롤이 특히 바람직하게 사용된다.

도 2 는 그라비아 롤의 표면의 요철 패턴 형상의 일례를 나타내는 평면도이다. 그라비아 롤 (140) 의 표면에는, 오목부 (그라비아 홈) (141) 와 볼록부 (142) 가 패턴상으로 형성되어 있다. 세정 롤로서 그라비아 롤이 사용되는 경우, 이 오목부에 모인 액이 지지체 표면에 접함과 함께, 지지체 표면에 부착된 이물질이 볼록부와의 접촉에 의해 긁어 떨어뜨려져 이물질이 제거되는 것으로 생각된다. 또한, 도 2 에서는, 그라비아 패턴 형상으로서, 사각형 (스퀘어형) 의 것이 도시되어 있지만, 볼록부가 비스듬한 방향으로 연장되어 있으면, 그라비아 패턴의 형상은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 삼각형, 허니컴형 등의 다각 형상이나 사선 형상이나 파선 형상 등의 선상이어도 된다.

도 3a 는 마이어 바 롤 (240) 의 표면의 요철 패턴 형상의 일례를 나타내는 평면도이고, 도 3b 는 B1-B2 선에 있어서의 단면도이다. 마이어 바 롤은, 롤 본체 (실린더) (241) 의 표면에 와이어 등의 세선 (242) 을 나선상으로 권회한 것으로서, 세선 (242) 에 의해 둘레 방향과 비평행한 방향으로 연장되는 볼록부가 형성되어 있다. 세정 롤로서 마이어 바 롤이 사용되는 경우, 인접하는 세선 (242) 의 간극에 모인 액이 지지체 표면에 접함과 함께, 지지체 표면에 부착된 이물질이 나선상으로 권회된 세선 (242) 과의 접촉에 의해 긁어 떨어뜨려져 이물질이 제거되는 것으로 생각된다. 또한, 도 3a 및 도 3b 에서는, 1 조 (條) 의 세선 (242) 이 실린더에 권회된 형태가 도시되어 있지만, 마이어 바는 다조 (多條) 의 세선이 권회된 것이어도 된다. 세선 (242) 은 간극없이 권회되어 있어도 되고, 일정한 간격으로 권회되어 있어도 된다. 인접하는 세선 간의 간격은, 세선의 폭과 동일한 정도 혹은 그 이하가 바람직하다.

세정 롤 표면의 볼록부의 높이는 특별히 한정되지 않지만, 일반적인 그라비아 롤이나 마이어 바 롤 등의 볼록부의 높이와 동일하게, 0.1 ㎛ ∼ 10 ㎛ 정도의 범위가 바람직하다. 볼록부의 높이가 과도하게 작으면 세정 효과가 불충분해지는 경우가 있다. 한편, 볼록부 높이가 지나치게 크면, 세정액의 전개 (展開) 두께가 커지기 때문에, 세정 효율이 저하되거나, 세정액의 건조에 장시간을 필요로 하여, 생산 효율을 저하시키는 경우가 있다.

＜세정액＞

세정 공정에서는, 세정 롤 (41) 과 지지체 (1) 의 배면 (12) 사이에 세정액이 공급된다. 세정 롤 (41) 과 지지체 (1) 의 배면 (12) 이 접함으로써, 지지체의 배면에 세정액이 펴발라져, 세정이 실시된다. 세정액은 액체로서, 지지체 (1) 를 용해시키지 않는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 물, 유기 용매, 물과 유기 용매의 혼합물 등이 사용된다.

조출부 (10) 에서 제막부 (60) 까지의 반송 경로 상에서의 인라인 세정을 효율적으로 실시하는 관점에서, 세정액으로는, 저비점이고 휘발성이 높은 액체가 바람직하게 사용된다. 고휘발성의 액체로는, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올 등의 알코올류 ; 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤류 ; 클로로포름, 디클로로메탄, 디클로로에탄 등의 할로겐화 알킬류 ; 디에틸에테르, 에틸프로필에테르, 에틸이소프로필에테르 등의 에테르류 등을 들 수 있다. 또, 이들 유기 용매의 혼합물이나, 이들 유기 용매와 물의 혼합물 등을 사용할 수도 있다. 또, 세정력의 향상 등을 목적으로 하여, 계면 활성제나 친수성 유기 화합물 등이 세정액 중에 첨가되어도 된다. 친수성 유기 화합물로는, 수산기, 아미노기, 아미드기, 이미노기, 이미드기, 니트로기, 시아노기, 이소시아네이트기, 카르복실기, 에스테르기, 에테르기, 카르보닐기, 술폰산기, SO 기 등을 갖는 유기 화합물을 들 수 있다.

＜세정 방법＞

세정 방법은, 세정 롤 (41) 과 지지체 (1) 의 배면 (12) 사이에 공급된 세정액을 지지체 상에 펴바르는 방법이면 특별히 한정되지 않는다. 세정액을 세정 롤과 지지체 사이에 공급하는 방법도 특별히 한정되지 않는다. 도 1 에서는, 세정 팬 (48) 내의 세정액 (47) 에 세정 롤 (41) 을 직접 접촉시키는 형태 (다이렉트 그라비아법) 가 도시되어 있지만, 예를 들어, 세정 팬 내의 세정액에 다른 롤 (오프셋 롤) 을 접촉시키고, 오프셋 롤 표면에 부착된 세정액을 오프셋 롤과 접하도록 배치된 세정 롤로 이동시키는 방법 (오프셋 그라비아) 등을 채용할 수도 있다. 세정 롤 (41) 의 표면에 세정액을 부착시키는 방법 이외에, 지지체 (1) 가 세정 롤 (41) 과 접하기 전에 슬롯 다이나 스프레이 등에 의해 지지체 (1) 의 배면 (12) 에 세정액을 도포하는 방법, 세정 팬 내에서 지지체를 주행시키는 방법, 스프레이 등에 의해 세정 롤 (41) 표면에 세정액을 부착시키는 방법 등에 의해, 세정 롤 (41) 과 지지체 (1) 의 배면 (12) 사이에 세정액을 공급할 수도 있다.

지지체 (1) 는, 세정 롤 (41) 과 접촉하면서 하류측 (도 1 의 좌측) 으로 반송되기 때문에, 세정 롤 (41) 과 지지체 사이에 공급된 세정액은 필연적으로 지지체 표면에 펴발라진다. 세정 롤 (41) 과 지지체 (1) 의 배면 (12) 은 직접 접해도 되고, 갭을 갖고 있어도 된다. 세정 롤과 지지체의 배면의 갭은, 예를 들어 0.1 ㎛ ∼ 10 ㎛ 정도가 바람직하다. 갭이 과도하게 큰 경우에는, 롤과 지지체가 세정액을 개재하여 접촉할 때의 계면에서의 전단력이 작아져, 세정 효율이 저하되는 경향이 있다. 세정 롤이 표면에 요철 패턴을 갖는 경우, 전술한 바와 같이, 롤 표면의 볼록부의 높이에 의해, 세정 롤과 지지체의 갭을 원하는 범위로 조정할 수 있다. 세정 롤이 표면에 요철 패턴을 갖지 않은 경우에는, 세정 롤과 지지체의 상대적인 위치 관계에 의해 갭을 조정할 수 있다.

도 1 에서는, 세정부 (40) 에서, 지지체 (1) 의 배면 (12) 이 세정 롤 (41) 과 접촉하고, 제막면 (11) 이 백업 롤 (42) 과 접하는 형태가 도시되어 있지만, 지지체 (1) 의 배면 (12) 과 세정 롤 (41) 이 세정액을 개재하여 접하도록 지지체의 반송 경로가 구성되어 있으면, 세정부 (40) 에 있어서의 백업 롤은 반드시 필요하지는 않다. 또, 백업 롤 (42) 대신에, 표면에 요철을 갖는 롤 등을 사용하여 지지체 (1) 의 배면 (12) 과 동시에 제막면 (11) 에 대한 세정이 실시되어도 된다.

세정부 (40) 에서 배면 (12) 이 세정된 지지체 (1) 는, 가이드 롤러 (54) 를 거쳐 제막부 (60) 로 반송된다. 또한, 세정부 (40) 에서 제막부 (60) 로 지지체가 반송되는 동안에 지지체 표면에 부착된 세정액의 건조가 실시되어도 된다. 건조 방법은 특별히 한정되지 않으며, 클린 에어를 분사하는 방법이나, 가열 오븐 내에 지지체를 통과시키는 방법 등을 들 수 있다.

[제막부]

제막부 (60) 에서는, 지지체 (1) 의 제막면 (11) 상에 도프 (68) 가 펴발라지고, 통상적인 방법에 따라 제막이 실시된다. 도 1 에서는, 나이프 롤 코터가 도시되어 있다. 이 롤 코터에서는, 지지체 (1) 의 배면 (12) 을 백업 롤 (62) 과 접촉시키면서, 액 댐 (67) 내의 도프 (68) 와 접촉시키고, 나이프 롤 (61) 로 도프의 액 제거를 실시함으로써 도막의 두께가 조정된다.

제막부 (60) 에 있어서의 제막 방법은, 나이프 롤 코트에 한정되지 않으며, 키스 롤 코트, 그라비아 코트, 리버스 코트, 스프레이 코트, 마이어 바 코트, 에어 나이프 코트, 커튼 코트, 립 코트, 다이 코트 등의 각종 방법이 사용된다.

도프 (68) 는, 광학 필름을 형성하기 위한 수지 재료의 용액 (수지 용액) 으로서, 필요에 따라, 색소, 레벨링제, 가소제, 자외선 흡수제, 열화 방지제 등의 첨가제를 함유하고 있어도 된다. 광학 필름을 형성하기 위한 수지 재료로는, 투명 폴리머가 바람직하고, 예를 들어, 지지체 필름을 구성하는 수지 재료로서 전술한 것 등이 바람직하게 사용된다. 또, 목적으로 하는 광학 필름의 광학 특성 등에 따라, 복수의 수지 재료를 혼합하여 사용할 수도 있다. 도프의 고형분이나 점도 등은, 수지의 종류나 분자량, 광학 필름의 두께, 제막 방법 등에 따라 적절히 설정된다.

광학 필름의 특성은, 막두께에 의존하는 경우가 많다. 예를 들어, 광학 보상 필름의 리타데이션값은, 복굴절과 두께의 곱으로 나타낸다. 또, 편광판 등의 흡광도는, 흡광 계수와 두께의 곱으로 나타낸다. 그 때문에, 광학 필름의 특성을 균일하게 하기 위해서는, 제막시의 막두께가 균일한 것이 바람직하다. 막두께를 균일하게 하기 위해서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 지지체 (1) 의 배면 (12) 을 백업 롤 (62) 로 지지하면서 제막이 실시되는 것이 바람직하다.

한편, 백업 롤 (62) 과 지지체 (1) 의 배면 (12) 사이에 이물질이 존재하면, 그 가압에 의해 지지체 (1) 의 제막면 (11) 이 볼록상으로 변형된다. 그 위에 도프가 도포되면, 지지체가 변형된 부분의 도포 두께가 국소적으로 작아져, 스폿 얼룩을 발생시키는 것으로 생각된다. 이에 대하여, 본 발명에서는, 지지체 (1) 의 배면 (12) 을 인라인으로 세정함으로써, 부착 이물질이 제거되기 때문에, 백업 롤로 지지체를 지지하면서 용액 제막을 실시하는 경우에도, 스폿 얼룩의 발생이 억제되는 것으로 추정된다.

제막 두께는, 목적으로 하는 광학 필름의 특성 등에 따라, 예를 들어, 건조 후의 막두께가 1 ㎛ ∼ 200 ㎛ 정도가 되도록 설정된다. 일반적으로는, 광학 필름의 건조 후의 막두께가 40 ㎛ 이하인 경우, 스폿 얼룩의 발생이 현저해지는 경향이 있다. 한편, 본 발명에서는 상기 세정 공정을 거침으로써, 광학 필름의 건조 후의 막두께가 40 ㎛ 이하인 경우에도 스폿 얼룩의 발생이 억제된다. 그 때문에, 본 발명의 제조 방법은, 특히 막두께가 작은 광학 필름의 제조에 바람직하게 사용된다. 본 발명의 제조 방법은, 광학 필름의 건조 후의 막두께가 40 ㎛ 이하인 경우의 스폿 얼룩 억제에 있어서 특히 효과적이며, 예를 들어, 광학 필름의 막두께가 30 ㎛ 이하인 경우나, 20 ㎛ 이하인 경우, 15 ㎛ 이하인 경우, 10 ㎛ 이하인 경우에 있어서도, 스폿 얼룩을 억제할 수 있다.

[도포 후의 공정]

지지체 (1) 의 제막면 (11) 상에 도포된 도프의 도막은, 지지체 (1) 와 함께 건조로 (20) 내로 반송되고, 용매가 제거되어 필름이 형성된다. 건조 후의 필름은, 그대로 지지체 (1) 와 밀착시킨 상태로 권취되어도 된다. 지지체와 필름을 박리한 후, 양자를 따로 권취해도 된다. 또, 지지체로부터 박리 후의 필름을 추가로 건조나 연신 등의 다른 공정에 제공할 수도 있다.

지지체와 밀착시킨 상태로 권취된 필름은, 지지체와 일체로 광학 필름으로서 실용에 제공해도 된다. 또, 지지체 상에 필름을 밀착시킨 상태로 연신 등의 다른 공정에 제공할 수도 있다. 그 후, 지지체와 필름을 일체로 광학 필름으로서 사용해도 되고, 지지체로부터 박리하여 광학 필름으로서 사용해도 된다. 또, 다른 필름 기재 등에 전사하여 사용해도 되고, 필름 상에 추가로 다른 코팅층 등을 도포할 수도 있다.

이와 같이 하여 얻어지는 본 발명의 광학 필름은, 스폿 얼룩이 저감되고, 광학적 결함이 적기 때문에, 화상 표시 장치용 광학 필름으로서 사용할 수 있다. 화상 표시 장치용 광학 필름으로는, 구체적으로는, 위상차판 등의 광학 보상 필름, 편광자, 편광자 보호 필름 등을 들 수 있다.

실시예

이하에 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명하는데, 본 발명은 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

＜도프의 조제＞

2,2'-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플루오로프로판 2 무수물 (6FDA) 과 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노비페닐 (TFMB) 의 축중합물을 탈수시켜 얻어진 폴리이미드 (중량 평균 분자량 : 120,000) 를, 메틸이소부틸케톤 (MIBK) 에 용해시켜, 고형분 농도 15 중량％ 의 폴리이미드 용액 (도프) 을 조제하였다.

＜폴리이미드 필름의 제막＞

지지체 필름으로서, 두께 75 ㎛ 의 2 축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 (미츠비시 수지사 제조, 상품명 : 다이아포일 T302) 을 사용하였다. 지지체 필름의 권회체를 도 1 에 모식적으로 나타내는 제막 장치의 조출부 (10) 에 세팅하고, 지지체 필름을 조출하여 주행시키면서, 이소프로필알코올을 세정액으로 하여 지지체 필름의 배면측에 그라비아 롤을 접촉시킴으로써, 지지체 배면의 세정을 실시하였다. 세정 후의 기재의 제막면 상에 상기 도프를 건조 후의 막두께가 6 ㎛ 가 되도록 도포하고, 150 ℃ 에서 건조시켰다. 얻어진 폴리이미드 필름은 지지체와 함께 권취하였다.

[실시예 2]

상기 실시예 1 에 있어서, 지지체 필름의 배면측에 추가하여, 제막면측도 이소프로필알코올을 세정액으로 하여 그라비아 롤을 접촉시키면서 세정을 실시하였다. 즉, 실시예 2 에서는, 지지체 필름의 배면 및 제막면의 양면에 대하여, 그라비아 롤을 접촉시키면서 세정을 실시하였다. 그 후, 실시예 1 과 동일하게 도프의 도포 및 건조를 실시하여, 폴리이미드 필름을 얻었다.

[실시예 3, 4]

그라비아 롤 대신에 마이어 바 롤을 사용하였다. 그 이외에는, 실시예 1, 2 와 동일하게 세정을 실시한 후, 도프의 도포 및 건조를 실시하여, 폴리이미드 필름을 얻었다. 즉, 실시예 3 에서는, 지지체 필름의 배면에 대하여 마이어 바 롤을 접촉시키면서 세정이 실시되고, 실시예 4 에서는 지지체 필름의 양면에 대하여 마이어 바 롤을 접촉시키면서 세정이 실시되었다.

[비교예 1]

지지체 필름의 배면, 제막면 모두에 대해서도 세정을 실시하지 않고, 실시예 1 과 동일하게 도프의 도포 및 건조를 실시하여, 폴리이미드 필름을 얻었다.

[비교예 2]

상기 실시예 2 에 있어서, 지지체 필름의 배면측의 세정을 실시하지 않고, 지지체 필름의 제막면만에 대하여 그라비아 롤을 접촉시키면서 세정을 실시하였다. 그 후, 실시예 1 과 동일하게 도프의 도포 및 건조를 실시하여, 폴리이미드 필름을 얻었다.

[비교예 3]

상기 실시예 4 에 있어서, 지지체 필름의 배면측의 세정을 실시하지 않고, 지지체 필름의 제막면만에 대하여 마이어 바 롤을 접촉시키면서 세정을 실시하였다. 그 후, 실시예 1 과 동일하게 도프의 도포 및 건조를 실시하여, 폴리이미드 필름을 얻었다.

[비교예 4]

비교예 1 과 동일하게, 지지체 필름의 배면, 제막면 모두에 대해서도 세정을 실시하지 않고, 실시예 1 과 동일하게 도프의 도포 및 건조를 실시하여, 폴리이미드 필름을 얻었다. 비교예 4 에서는, 도프 도포시에 지지체의 배면에 접하는 백업 롤에 스크레이퍼를 접촉시켜, 백업 롤을 항상 청소하면서 제막을 실시하였다.

[비교예 5]

제막 장치의 제막부의 직전에서 지지체의 배면과 접촉하는 가이드 롤을 점착 롤로 변경하고, 점착 롤과의 접촉에 의한 지지체의 배면의 세정을 실시하였다. 한편, 비교예 5 에서는, 세정 롤을 사용한 세정은 실시되지 않았다. 그 이외에는 실시예 1 과 동일하게 도프의 도포 및 건조를 실시하여, 폴리이미드 필름을 얻었다.

[비교예 6]

제막 장치의 제막부의 직전에서 지지체의 제막면과 접촉하는 가이드 롤을 점착 롤로 변경하고, 점착 롤과의 접촉에 의한 지지체의 제막면의 세정을 실시하였다. 한편, 비교예 6 에서는, 세정 롤을 사용한 세정은 실시되지 않았다. 그 이외에는 실시예 1 과 동일하게 도프의 도포 및 건조를 실시하여, 폴리이미드 필름을 얻었다.

[비교예 7]

제막 장치의 제막부의 직전에서 지지체의 배면과 접촉하는 가이드 롤 및 제막면과 접촉하는 가이드 롤의 각각을 점착 롤로 변경하고, 점착 롤과의 접촉에 의한 지지체의 배면 및 제막면의 세정을 실시하였다. 한편, 비교예 7 에서는, 세정 롤을 사용한 세정은 실시되지 않았다. 그 이외에는 실시예 1 과 동일하게 도프의 도포 및 건조를 실시하여, 폴리이미드 필름을 얻었다.

[비교예 8]

실시예 1 과 동일하게, 이소프로필알코올을 세정액으로 하여 그라비아 롤을 접촉시키면서 지지체 필름의 배면측을 세정하였다. 그 후, 도프를 도포하지 않고, 일단 지지체 필름을 권취하였다 (오프 라인 세정). 권취 후의 지지체 필름을 다시 제막 장치에 세팅하고, 지지체 필름의 배면, 제막면 모두에 대해서도 세정을 실시하지 않고, 도프의 도포 및 건조를 실시하여, 폴리이미드 필름을 얻었다.

[비교예 9]

상기 비교예 8 에 있어서, 그라비아 롤 대신에 마이어 바 롤을 사용하여, 지지체 필름의 배면측을 오프 라인 세정한 후, 일단 지지체 필름을 권취하였다. 권취 후의 지지체 필름을 다시 제막 장치에 세팅하고, 지지체 필름의 배면, 제막면 모두에 대해서도 세정을 실시하지 않고, 도프의 도포 및 건조를 실시하여, 폴리이미드 필름을 얻었다.

[평가]

암실 내에서, 상기 각 실시예 및 비교예에서 얻어진 폴리이미드로 이루어지는 광학 필름을 지지체 필름과 적층시킨 채의 상태에서, 폴리이미드 필름측으로부터 백색광을 조사하여, 막두께 변화에 의해 반사광에 고리형의 간섭 무늬가 발생한 지점의 유무를 육안으로 확인하였다. 1 ㎡ 의 영역에 있어서의 고리형의 간섭 무늬가 발생한 지점의 수를 카운트하고, 이것을 스폿 얼룩 수로 하였다. 각 실시예 및 비교예에 있어서의 세정 조건과 스폿 얼룩 수의 일람을 표 1 에 나타낸다.

비교예 2, 3 에서는, 기재의 제막면의 세정이 실시되었지만, 세정이 실시되지 않은 비교예 1 과 대비하여 스폿 얼룩 수의 명확한 변화는 보이지 않았다. 또, 백업 롤을 청소한 비교예 4, 및 제막면을 점착 롤로 세정한 비교예 6 에서도, 스폿 얼룩 수의 명확한 변화는 보이지 않았다.

그 반면, 인라인으로 배면의 세정이 실시된 실시예 1 ∼ 4 및 비교예 5, 7 에서는, 스폿 얼룩 수가 대폭 저감되었다. 한편, 오프 라인으로 배면의 세정이 실시된 비교예 8, 9 에서는, 스폿 얼룩 수의 명확한 변화는 보이지 않았다. 이들의 결과로부터, 지지체의 배면을 인라인 세정함으로써, 스폿 얼룩이 대폭 저감되는 것을 알 수 있다.

점착 롤과 접촉시킴으로써 지지체의 배면의 세정이 실시된 비교예 5, 7 에 있어서의 스폿 얼룩 수는, 1 ㎡ 당 각각 6 개 및 7 개였다. 스폿 얼룩에 의한 불량이 1 ㎡ 당 6 개 지점 존재하는 경우, 광학 필름을 5 인치의 화면 사이즈의 화상 표시 장치 (1 ㎡ 당 약 140 피스) 에 사용하면, 불량률 약 4 ％ 에 상당한다. 그러나, 화면 사이즈가 11 인치인 경우에는 불량률이 약 20 ％ 가 되고, 화면 사이즈가 20 인치 이상이 되면 불량률이 거의 100 ％ 로 상승한다. 따라서, 광학 필름을 대형의 화상 표시 장치의 형성에 사용하는 경우, 점착 롤에 의한 세정에서는, 스폿 얼룩에 의한 불량률이 높아, 양품의 광학 필름의 피스를 얻는 것이 매우 곤란한 것을 알 수 있다.

그 반면, 실시예 1 ∼ 4 와 같이, 세정액을 개재하여 롤과 지지체를 접촉시켜, 지지체 배면의 웨트 세정을 실시함으로써, 스폿 얼룩이 거의 없고, 대형의 화상 표시 장치의 형성에도 바람직하게 사용할 수 있는 고품질의 광학 필름이 얻어지는 것을 알 수 있다.

1 : 지지체
11 : 제막면 (제 1 주면)
12 : 배면 (제 2 주면)
2 : 권회체
10 : 조출부
20 : 건조로
40 : 세정부
41 : 세정 롤
42 : 백업 롤
44 : 독터 블레이드
47 : 세정 팬
48 : 세정액
51 ∼ 54 : 가이드 롤러
60 : 제막부
61 : 코팅 롤
62 : 백업 롤
67 : 액 댐
68 : 도프
140 : 그라비아 롤
141 : 오목부
142 : 볼록부
240 : 마이어 바 롤
241 : 실린더
242 : 세선 (볼록부)

Claims

광학 필름의 제조 방법으로서,
가요성 지지체의 권회체로부터 제 1 주면과 제 2 주면을 구비하는 장척상의 지지체가 권출되어 하류측으로 연속적으로 반송되는 조출 공정;
세정 롤에 의해 상기 지지체의 제 2 주면이 세정되는 세정 공정; 및
상기 지지체의 제 1 주면 상에 수지 용액이 도포되고 건조되는 제막 공정을 갖고,
상기 세정 공정에 있어서, 상기 세정 롤의 표면에 세정액을 부착시키고, 상기 세정 롤의 표면에 부착된 세정액이 상기 지지체의 제 2 주면과 세정 롤 사이에 공급되고, 상기 세정 롤에 의해 상기 세정액이 지지체 상에 펴발라짐으로써 상기 지지체의 세정이 실시되는, 광학 필름의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 세정 롤은 표면에 요철 패턴을 갖고, 상기 요철 패턴의 볼록부가 롤의 둘레 방향과 비평행하게 연장되어 있는, 광학 필름의 제조 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 세정 롤이 그라비아 롤 또는 마이어 바 롤인, 광학 필름의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세정액이 물보다 비점이 낮은 액체인, 광학 필름의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제막 공정에 있어서, 건조 후의 막두께가 40 ㎛ 이하가 되도록 상기 수지 용액의 도포가 실시되는, 광학 필름의 제조 방법.