KR102328404B1 - 편광판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

기재 필름의 적어도 한쪽 면 상에 편광자층을 구비하는 편광성 적층 필름의 편광자층 상에, 접착제층을 통해 보호 필름을 접합하는 공정과, 상대 습도 25% 이상의 환경하에 열처리를 행하여 상기 접착제층을 건조시키는 공정과, 기재 필름을 박리 제거하는 공정을 이 순서로 포함하는 편광판의 제조 방법이 제공된다.

Description

편광판의 제조 방법{POLARIZING PLATE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 편광판의 제조 방법에 관한 것이다.

편광판은, 액정 표시 장치 등의 표시 장치, 특히 최근에 와서는 박형 텔레비전이나 각종 모바일 기기에 널리 이용되고 있다. 편광판으로서는, 편광자의 편면 또는 양면에, 접착제를 이용하여 보호 필름을 접합한 구성의 것이 일반적이다.

편광판은, 단체(單體)(단독) 필름으로 이루어지는 편광자(편광 필름)에 접착제층을 통해 보호 필름을 접합하는 방법(이하, 「단체 필름법」이라고도 한다.)으로 제조할 수 있는 것 외에, 코팅(도포)에 의해 기재(基材) 필름 상에 수지층을 형성하는 공정; 연신, 염색을 거쳐 이 수지층을 편광자층으로 하여, 편광성 적층 필름을 얻는 공정; 편광성 적층 필름의 편광자층 상에 접착제층을 통해 보호 필름을 접합하는 공정; 보호 필름 접합 후에 기재 필름을 박리 제거하는 공정을 포함하는 방법(이하, 「코팅법」이라고도 한다.)에 의해서도 제조할 수 있다. 후자의 방법은, 공정 중에 있어서의 필름의 취급성이 우수한 점이나, 박막의 편광자층을 얻기 쉬운 점에서 유리하다.

일본 특허 공개 제2009-098653호 공보(특허문헌 1) 및 일본 특허 공개 제2009-093074호 공보(특허문헌 2)에는, 코팅법과 유사한 방법에 의해 편광판을 제조하는 것이 기재되어 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2009-098653호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2009-093074호 공보

박형 텔레비전이나 모바일 기기의 보급에 따라, 편광판에 대한 박형화의 요구가 최근 점점 높아지고 있다. 그러나, 편광판을 얇게 하면 컬이 발생하기 쉽다고 하는 문제가 있었다. 편광판에 부적절한 컬이 발생하고 있으면, 점착제층에 의해 액정 셀 등의 표시 셀에 편광판을 접합하여 표시 장치로 할 때에 기포가 유입되기 쉽다. 이러한 기포가 액정 표시 장치와 같은 표시 장치에 존재하면, 점등시켰을 때에 기포에 의해 광 산란이 발생하여, 흑색 표시 상태에서 광이 누설되는(기포가 휘점이 되는) 표시상의 문제가 발생할 수 있다.

특허문헌 1 및 2에는, 전술한 코팅법과 유사한 방법에 의하면 편광판의 컬을 억제할 수 있는 것이 기재되어 있다. 그러나 이들 문헌에서 말하는 바인 컬이 억제된 편광판이란, 전술한 코팅법에 있어서의 기재 필름을 박리 제거하지 않고 그대로 편광자층의 보호 필름으로서 이용한 편광판이며, 기재 필름을 박리 제거하여 얻어지는, 편광자층과 보호 필름으로 이루어지는 편광판의 컬에 대해서는 언급되어 있지 않다.

본 발명의 목적은, 예컨대 전술한 코팅법과 같이, 편광성 적층 필름의 편광자층 상에 보호 필름을 접합한 후, 기재 필름을 박리 제거하여 편광판을 제조하는 방법으로서, 얻어지는 편광판의 컬을 억제할 수 있는 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명은 이하에 나타내는 편광판의 제조 방법을 제공한다.

[1] 기재 필름의 적어도 한쪽 면 상에 편광자층을 구비하는 편광성 적층 필름의 편광자층 상에, 접착제층을 통해 보호 필름을 접합하는 공정과,

상대 습도 25% 이상의 환경하에 열처리를 행하여 상기 접착제층을 건조시키는 공정과,

상기 기재 필름을 박리 제거하는 공정

을 이 순서로 포함하는 편광판의 제조 방법.

[2] 상기 접착제층을 형성하는 접착제가 수계 접착제인 [1]에 기재된 제조 방법.

[3] 상기 편광성 적층 필름은,

상기 기재 필름의 적어도 한쪽 면 상에 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 도공액을 도공한 후, 건조시킴으로써 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 공정과,

상기 적층 필름을 연신하여 연신 필름을 얻는 공정과,

상기 연신 필름의 폴리비닐알코올계 수지층을 이색성 색소로 염색하여 상기 편광자층을 형성함으로써 편광성 적층 필름을 얻는 공정

을 포함하는 방법에 의해 제조되는 [1] 또는 [2]에 기재된 제조 방법.

[4] 상기 보호 필름은, 셀룰로오스에스테르계 수지 또는 (메트)아크릴계 수지로 이루어지는 [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 제조 방법.

[5] 상기 편광자층의 두께가 10 ㎛ 이하인 [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재된 제조 방법.

본 발명에 따르면, 편광성 적층 필름의 편광자층 상에 보호 필름을 접합한 후, 기재 필름을 박리 제거하여, 편광자층과 그 적어도 한쪽 면에 접합되는 보호 필름으로 이루어지는 편광판을 제조하는 방법에 있어서, 얻어지는 편광판의 컬을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 편광판의 제조 방법의 바람직한 일례를 도시한 흐름도이다.
도 2는 편광성 적층 필름의 제조 방법의 바람직한 일례를 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 편광판의 제조 방법의 바람직한 다른 일례를 도시한 흐름도이다.
도 4는 수지층 형성 공정에서 얻어지는 적층 필름의 층 구성의 일례를 도시한 개략 단면도이다.
도 5는 연신 공정에서 얻어지는 연신 필름의 층 구성의 일례를 도시한 개략 단면도이다.
도 6은 염색 공정에서 얻어지는 편광성 적층 필름의 층 구성의 일례를 도시한 개략 단면도이다.
도 7은 제1 보호 필름 접합 공정에서 얻어지는 보호 필름 부착 편광성 적층 필름의 층 구성의 일례를 도시한 개략 단면도이다.
도 8은 박리 공정에서 얻어지는 편면 보호 필름 부착 편광판의 층 구성을 도시한 개략 단면도이다.
도 9는 제2 보호 필름 접합 공정에서 얻어지는 양면 보호 필름 부착 편광판의 층 구성을 도시한 개략 단면도이다.

도 1은 본 발명에 따른 편광판의 제조 방법의 바람직한 일례를 도시한 흐름도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 제조 방법은, 하기 공정:

(1) 기재 필름의 적어도 한쪽 면 상에 편광자층을 구비하는 편광성 적층 필름의 편광자층 상에, 접착제층을 통해 제1 보호 필름을 접합하는 제1 보호 필름 접합 공정 S10,

(2) 상대 습도 25% 이상의 환경하에 열처리를 행하여 접착제층을 건조시키는 건조 공정 S20,

(3) 기재 필름을 박리 제거하는 박리 공정 S30

을 포함한다.

또한 도 2에 도시된 바와 같이, 편광성 적층 필름은, 전술한 코팅법과 같이, 바람직하게는 하기 공정:

[a] 기재 필름의 적어도 한쪽 면 상에 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 도공액을 도공한 후, 건조시킴으로써 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 수지층 형성 공정 S1-1,

[b] 적층 필름을 연신하여 연신 필름을 얻는 연신 공정 S1-2,

[c] 연신 필름의 폴리비닐알코올계 수지층을 이색성 색소로 염색하여 편광자층을 형성함으로써 편광성 적층 필름을 얻는 염색 공정 S1-3

을 포함하는 방법에 의해 제조된다.

이상의 제조 방법에 의해, 편광자층의 한쪽 면에 제1 보호 필름이 접합된 편면 보호 필름 부착 편광판이 얻어진다. 도 3에 도시된 바와 같이, 박리 공정 S30 후에, 편면 보호 필름 부착 편광판의 편광자층측의 면에 접착제층을 통해 제2 보호 필름을 접합하는 제2 보호 필름 접합 공정 S40을 마련하여, 양면 보호 필름 부착 편광판을 얻어도 좋다.

또한, 본 발명에서의 편광판(본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 편광판)이란, 편광자층과, 그 적어도 한쪽 면에 접착제층을 통해 적층되는 보호 필름으로 이루어지는 것(즉, 편면 보호 필름 부착 편광판 또는 양면 보호 필름 부착 편광판)이며, 그 전구체인 편광성 적층 필름에 포함되는 기재 필름을 갖지 않는 것이다. 단, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 편광판은, 이것에 다른 필름이나 층과 같은 다른 광학 부재(주변 부재)를 적층한 복합 편광판으로 하거나, 이러한 복합 편광판으로서 사용하거나 할 수 있다. 편광자층은, 일축 연신된 폴리비닐알코올계 수지층(또는 필름)에 이색성 색소를 흡착 배향시킨 것일 수 있다.

또한, 본 발명에서의 편광성 적층 필름이란, 기재 필름과, 그 적어도 한쪽 면 상에 적층되는 편광자층을 구비하는 것이며, 또한, 보호 필름이 접합되어 있지 않은 것을 말한다. 제1 보호 필름 접합 공정 S10에서 편광자층에 제1 보호 필름을 접합하여 이루어지는 편광성 적층 필름을, 이하에서는, 편광성 적층 필름과 구별하기 위해서, 「보호 필름 부착 편광성 적층 필름」이라고도 한다.

이하, 각 공정에 대해 상세히 설명한다. 또한 수지층 형성 공정 S1-1에 있어서, 폴리비닐알코올계 수지층을 기재 필름의 양면에 형성하여도 좋지만, 이하에서는 주로 편면에 형성하는 경우에 대해 설명한다.

<제1 보호 필름 접합 공정 S10>

전술한 바와 같이 편광성 적층 필름은, 바람직하게는 [a] 수지층 형성 공정 S1-1, [b] 연신 공정 S1-2, 및 [c] 염색 공정 S1-3을 포함하는 방법에 의해 제조된다.

[a] 수지층 형성 공정 S1-1

도 4를 참조하여 본 공정은, 기재 필름(30)의 적어도 한쪽 면에 폴리비닐알코올계 수지층(6)을 형성하여 적층 필름(100)을 얻는 공정이다. 이 폴리비닐알코올계 수지층(6)은, 연신 공정 S1-2 및 염색 공정 S1-3을 거쳐 편광자층(5)이 되는 층이다. 폴리비닐알코올계 수지층(6)은, 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 도공액을 기재 필름(30)의 편면 또는 양면에 도공하고, 도공층을 건조시킴으로써 형성할 수 있다.

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

또한, 본 명세서에 있어서 「(메트)아크릴」이란, 아크릴 및 메타크릴에서 선택되는 적어도 한쪽을 의미한다. 「(메트)아크릴로일」 등이라고 할 때에 대해서도 마찬가지이다.

기재 필름(30)은, 1종 또는 2종 이상의 열가소성 수지로 이루어지는 하나의 수지층으로 이루어지는 단층 구조여도 좋고, 1종 또는 2종 이상의 열가소성 수지로 이루어지는 수지층을 복수 적층한 다층 구조여도 좋다. 기재 필름(30)은, 후술하는 연신 공정 S1-2에서 적층 필름(100)을 연신할 때, 폴리비닐알코올계 수지층(6)을 연신하는 데 적합한 연신 온도에서 연신할 수 있는 수지로 구성되는 것이 바람직하다.

기재 필름(30)은, 첨가제를 함유할 수 있다. 첨가제로서는, 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)의 두께는 통상, 강도나 취급성 등의 작업성의 점에서 1∼500 ㎛이고, 바람직하게는 1∼300 ㎛, 보다 바람직하게는 5∼200 ㎛, 더욱 바람직하게는 5∼150 ㎛이다.

기재 필름(30)에 도공하는 도공액은, 바람직하게는 폴리비닐알코올계 수지의 분말을 양용매(예컨대 물)에 용해시켜 얻어지는 폴리비닐알코올계 수지 용액이다. 폴리비닐알코올계 수지로서는, 예컨대, 폴리비닐알코올 수지 및 그 유도체를 들 수 있다. 폴리비닐알코올 수지의 유도체로서는, 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈 등 외에, 폴리비닐알코올 수지를 에틸렌, 프로필렌과 같은 올레핀류로 변성한 것; 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산과 같은 불포화 카르복실산류로 변성한 것; 불포화 카르복실산의 알킬에스테르로 변성한 것; (메트)아크릴아미드로 변성한 것 등을 들 수 있다. 변성 비율은 30 몰% 미만인 것이 바람직하고, 10 몰% 미만인 것이 보다 바람직하다. 30 몰%를 초과하는 변성을 행한 경우에는, 이색성 색소를 흡착하기 어려워져, 편광 성능이 낮아져 버리는 문제가 발생할 수 있다. 전술한 폴리비닐알코올계 수지 중에서도, 폴리비닐알코올 수지를 이용하는 것이 바람직하다.

폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는, 100∼10000의 범위에 있는 것이 바람직하고, 1000∼10000의 범위에 있는 것이 보다 바람직하며, 1500∼8000의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하고, 2000∼5000의 범위에 있는 것이 가장 바람직하다. 평균 중합도는, JIS K 6726-1994 「폴리비닐알코올 시험 방법」에 규정되는 방법에 의해 구할 수 있다. 평균 중합도가 100 미만에서는 바람직한 편광 성능을 얻는 것이 곤란하고, 10000 초과에서는 용매에 대한 용해성이 악화되어, 폴리비닐알코올계 수지층의 형성이 곤란해져 버린다.

폴리비닐알코올계 수지는, 폴리아세트산비닐계 수지의 비누화품인 것이 바람직하다. 비누화도의 범위는, 80 몰% 이상, 나아가서는 90 몰% 이상, 특히 94 몰% 이상인 것이 바람직하다. 비누화도가 지나치게 낮으면, 편광성 적층 필름이나 편광판으로 했을 때의 내수성이나 내습열성이 충분하지 않게 될 가능성이 있다. 또한, 완전 비누화품(비누화도가 100 몰%인 것)이어도 좋지만, 비누화도가 지나치게 높으면, 염색 속도가 늦어져, 충분한 편광 성능을 부여하기 위해서는 제조 시간이 길어지거나, 경우에 따라서는 충분한 편광 성능을 갖는 편광자층이 얻어지지 않거나 하는 경우가 있다. 그래서, 그 비누화도는 99.5 몰% 이하, 또한 99.0 몰% 이하인 것이 바람직하다.

비누화도란, 폴리비닐알코올계 수지의 원료인 폴리아세트산비닐계 수지에 포함되는 아세트산기(아세톡시기: -OCOCH₃)가 비누화 처리에 의해 수산기로 변화한 비율을 유닛비(몰%)로 나타낸 것이며, 하기 식:

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

으로 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.

폴리아세트산비닐계 수지로서는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 외에, 아세트산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등이 예시된다. 아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예컨대, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류, 암모늄기를 갖는 (메트)아크릴아미드류 등을 들 수 있다.

도공액은 필요에 따라, 가소제, 계면활성제 등의 첨가제를 함유하고 있어도 좋다. 가소제로서는, 폴리올 또는 그 축합물 등을 이용할 수 있으며, 예컨대 글리세린, 디글리세린, 트리글리세린, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등이 예시된다. 첨가제의 배합량은, 폴리비닐알코올계 수지의 20 중량% 이하로 하는 것이 적합하다.

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

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

폴리비닐알코올계 수지층(6)은, 기재 필름(30)의 한쪽 면에만 형성하여도 좋고, 양면에 형성하여도 좋다. 양면에 형성하면, 1장의 편광성 적층 필름(300)으로부터 2장의 편광판을 얻을 수 있기 때문에, 편광판의 생산 효율의 면에서도 유리하다.

적층 필름(100)에 있어서의 폴리비닐알코올계 수지층(6)의 두께는, 3∼30 ㎛인 것이 바람직하고, 5∼20 ㎛인 것이 보다 바람직하다. 이 범위 내의 두께를 갖는 폴리비닐알코올계 수지층(6)이면, 후술하는 연신 공정 S1-2 및 염색 공정 S1-3을 거쳐, 이색성 색소의 염색성이 양호하고 편광 성능이 우수하며, 또한 충분히 얇은 (예컨대 두께 10 ㎛ 이하의) 편광자층(5)을 얻을 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지층(6)의 두께가 3 ㎛ 미만이면, 연신 후에 지나치게 얇아져 염색성이 악화되는 경향이 있다.

도공액의 도공에 앞서, 기재 필름(30)과 폴리비닐알코올계 수지층(6)의 밀착성을 향상시키기 위해서, 적어도 폴리비닐알코올계 수지층(6)이 형성되는 쪽의 기재 필름(30)의 표면에, 코로나 처리, 플라즈마 처리, 플레임(화염) 처리 등을 행하여도 좋다.

또한, 도공액의 도공에 앞서, 기재 필름(30)과 폴리비닐알코올계 수지층(6)의 밀착성을 향상시키기 위해서, 기재 필름(30) 상에 프라이머층 등을 통해 폴리비닐알코올계 수지층(6)을 형성하여도 좋다.

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

프라이머층의 강도를 높이기 위해서, 프라이머층 형성용 도공액에 가교제를 첨가하여도 좋다. 가교제는, 사용하는 열가소성 수지의 종류에 따라, 유기계, 무기계 등 공지된 것 중에서 적절한 것을 적절히 선택한다. 가교제의 예를 들면, 예컨대, 에폭시계, 이소시아네이트계, 디알데히드계, 금속계(예컨대, 금속염, 금속 산화물, 금속 수산화물, 유기 금속 화합물), 고분자계의 가교제이다. 프라이머층을 형성하는 수지 성분으로서 폴리비닐알코올계 수지를 사용하는 경우에는, 폴리아미드에폭시 수지, 메틸올화 멜라민 수지, 디알데히드계 가교제, 금속 킬레이트 화합물계 가교제 등이 적합하게 이용된다.

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

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

[b] 연신 공정 S1-2

도 5를 참조하여 본 공정은, 기재 필름(30) 및 폴리비닐알코올계 수지층(6)으로 이루어지는 적층 필름(100)을 연신하여, 연신된 기재 필름(30') 및 폴리비닐알코올계 수지층(6')으로 이루어지는 연신 필름(200)을 얻는 공정이다. 연신 처리는 통상, 일축 연신이다.

적층 필름(100)의 연신 배율은, 원하는 편광 특성에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 바람직하게는, 적층 필름(100)의 원래 길이에 대해 5배 초과 17배 이하이고, 보다 바람직하게는 5배 초과 8배 이하이다. 연신 배율이 5배 이하이면, 폴리비닐알코올계 수지층(6')이 충분히 배향되지 않기 때문에, 편광자층(5)의 편광도가 충분히 높아지지 않는 경우가 있다. 한편, 연신 배율이 17배를 초과하면, 연신 시에 필름의 파단이 발생하기 쉬워지고, 연신 필름(200)의 두께가 필요 이상으로 얇아져, 후속 공정에서의 가공성 및 취급성이 저하될 우려가 있다.

연신 처리는, 1단으로의 연신에 한정되지 않고 다단으로 행할 수도 있다. 이 경우, 다단계의 연신 처리 모두를 염색 공정 S1-3 전에 연속적으로 행하여도 좋고, 2번째 단계 이후의 연신 처리를 염색 공정 S1-3에 있어서의 염색 처리 및/또는 가교 처리와 동시에 행하여도 좋다. 이와 같이 다단으로 연신 처리를 행하는 경우에는, 연신 처리의 전체 단계를 합쳐 5배를 초과하는 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 폭 방향으로 연신하는 가로 연신 또는 경사 연신 등이어도 좋다. 세로 연신 방식으로서는, 롤을 이용하여 연신하는 롤간 연신, 압축 연신, 척(클립)을 이용한 연신 등을 들 수 있고, 가로 연신 방식으로서는, 텐터법 등을 들 수 있다. 연신 처리는, 습윤식 연신 방법, 건식 연신 방법의 어느 것이라도 채용할 수 있지만, 건식 연신 방법을 이용하는 편이, 연신 온도를 넓은 범위에서 선택할 수 있다는 점에서 바람직하다.

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

연신 온도를 상전이 온도의 -30℃보다 낮게 하면, 5배를 초과하는 고배율 연신이 달성되기 어렵거나, 또는, 기재 필름(30)의 유동성이 지나치게 낮아 연신 처리가 곤란해지는 경향이 있다. 연신 온도가 상전이 온도의 +30℃를 초과하면, 기재 필름(30)의 유동성이 지나치게 커서 연신이 곤란해지는 경향이 있다. 5배를 초과하는 고연신 배율을 보다 달성하기 쉬운 점에서, 연신 온도는 상기 범위 내이며, 더욱 바람직하게는 120℃ 이상이다.

연신 처리에 있어서의 적층 필름(100)의 가열 방법으로서는, 존 가열법(예컨대, 열풍을 불어 넣어 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 방식에서는, 연신 온도의 균일성의 관점에서 존 가열법이 바람직하다.

연신 공정 S1-2에 앞서, 적층 필름(100)을 예열하는 예열 처리 공정을 마련하여도 좋다. 예열 방법으로서는, 연신 처리에 있어서의 가열 방법과 동일한 방법을 이용할 수 있다. 예열 온도는, 연신 온도의 -50℃ 내지 ±0℃의 범위인 것이 바람직하고, 연신 온도의 -40℃ 내지 -10℃의 범위인 것이 보다 바람직하다.

또한, 연신 공정 S1-2에 있어서의 연신 처리 후에, 열고정 처리 공정을 마련하여도 좋다. 열고정 처리는, 연신 필름(200)의 단부를 클립에 의해 파지한 상태에서 긴장 상태로 유지하면서, 결정화 온도 이상에서 열처리를 행하는 처리이다. 이 열고정 처리에 의해 폴리비닐알코올계 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.

[c] 염색 공정 S1-3

도 6을 참조하여 본 공정은, 연신 필름(200)의 폴리비닐알코올계 수지층(6')을 이색성 색소로 염색하고 이것을 흡착 배향시켜, 편광자층(5)으로 하는 공정이다. 본 공정을 거쳐 기재 필름(30')의 편면 또는 양면에 편광자층(5)이 적층된 편광성 적층 필름(300)이 얻어진다. 이색성 색소로서는, 구체적으로는 요오드 또는 이색성 유기 염료를 이용할 수 있다.

염색 공정은, 이색성 색소를 함유하는 용액(염색 용액)에 연신 필름(200) 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. 염색 용액에 있어서의 이색성 색소의 농도는, 0.01∼10 중량%인 것이 바람직하고, 0.02∼7 중량%인 것이 보다 바람직하며, 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. 요오드화물로서는, 예컨대 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄 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 바람직하며, 1:7∼1:70의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하다. 염색 용액의 온도는, 10∼60℃의 범위에 있는 것이 바람직하고, 20∼40℃의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다.

또한, 염색 공정 S1-3을 연신 공정 S1-2 전에 행하거나, 이들 공정을 동시에 행하거나 하는 것도 가능하지만, 폴리비닐알코올계 수지층에 흡착시키는 이색성 색소를 양호하게 배향시킬 수 있도록, 적층 필름(100)에 대해 적어도 어느 정도의 연신 처리를 행한 후에 염색 공정 S1-3을 실시하는 것이 바람직하다. 즉, 연신 공정 S1-2에서 목표의 배율이 될 때까지 연신 처리를 행하여 얻어지는 연신 필름(200)을 염색 공정 S1-3에 제공할 수 있는 것 외에, 연신 공정 S1-2에서 목표보다 낮은 배율로 연신 처리를 행한 후, 염색 공정 S1-3 중에 총 연신 배율이 목표의 배율이 될 때까지 연신 처리를 행할 수도 있다. 후자의 실시양태로서는, 1) 연신 공정 S1-2에 있어서 목표보다 낮은 배율로 연신 처리를 행한 후, 염색 공정 S1-3에 있어서의 염색 처리 중에 총 연신 배율이 목표의 배율이 되도록 연신 처리를 행하는 양태나, 후술하는 바와 같이, 염색 처리 후에 가교 처리를 행하는 경우에는, 2) 연신 공정 S1-2에 있어서 목표보다 낮은 배율로 연신 처리를 행한 후, 염색 공정 S1-3에 있어서의 염색 처리 중에, 총 연신 배율이 목표의 배율에 도달하지 않을 정도까지 연신 처리를 행하고, 계속해서, 최종적인 총 연신 배율이 목표의 배율이 되도록 가교 처리 중에 연신 처리를 행하는 양태 등을 들 수 있다.

염색 공정 S1-3은, 염색 처리에 이어서 실시되는 가교 처리 공정을 포함할 수 있다. 가교 처리는, 가교제를 포함하는 용액(가교 용액) 중에 염색된 필름을 침지함으로써 행할 수 있다. 가교제로서는, 종래 공지의 물질을 사용할 수 있으며, 예컨대, 붕산, 붕사와 같은 붕소 화합물, 글리옥살, 글루타르알데히드 등을 들 수 있다. 가교제는 1종만을 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다.

가교 용액은, 구체적으로는 가교제를 용매에 용해한 용액일 수 있다. 용매로서는, 예컨대 물을 사용할 수 있으나, 물과 상용성이 있는 유기 용매를 더 포함하여도 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. 요오드화물로서는, 예컨대 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄 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 용액의 온도는, 10∼90℃의 범위에 있는 것이 바람직하다.

가교 처리는, 가교제를 염색 용액 중에 배합함으로써, 염색 처리와 동시에 행할 수도 있다. 또한, 가교 처리 중에 연신 처리를 행하여도 좋다. 가교 처리 중에 연신 처리를 실시하는 구체적 양태는 전술한 바와 같다. 또한, 조성이 상이한 2종 이상의 가교 용액을 이용하여, 가교 용액에 침지하는 처리를 2회 이상 행하여도 좋다.

염색 공정 S1-3 후, 제1 보호 필름을 접합하기 전에 세정 공정 및 건조 공정을 행하는 것이 바람직하다. 세정 공정은 통상, 물 세정 공정을 포함한다. 물 세정 처리는, 이온 교환수, 증류수와 같은 순수에 염색 처리 후의 또는 가교 처리 후의 필름을 침지함으로써 행할 수 있다. 물 세정 온도는, 통상 3∼50℃, 바람직하게는 4∼20℃의 범위이다. 세정 공정은, 물 세정 공정과 요오드화물 용액에 의한 세정 공정의 조합이어도 좋다.

세정 공정 후에 행해지는 건조 공정으로서는, 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조 등의 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 예컨대 가열 건조의 경우, 건조 온도는 통상 20∼95℃이다.

편광성 적층 필름(300)이 갖는 편광자층(5)의 두께는 예컨대 30 ㎛ 이하, 나아가서는 20 ㎛ 이하일 수 있으나, 편광판의 박형화의 관점에서 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 8 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 편광자층(5)의 두께는 통상, 2 ㎛ 이상이다.

제1 보호 필름 접합 공정 S10에서는, 도 7을 참조하여, 상기 편광성 적층 필름(300)의 편광자층(5) 상에, 접착제층(15)을 통해 제1 보호 필름(10)을 접합하여, 보호 필름 부착 편광성 적층 필름(400)을 얻는다. 편광성 적층 필름(300)이 기재 필름(30')의 양면에 편광자층(5)을 갖는 경우에는 통상, 양면의 편광자층(5) 상에 각각 보호 필름이 접합된다. 이 경우, 이들 보호 필름은 동종의 보호 필름이어도 좋고, 이종의 보호 필름이어도 좋다.

제1 보호 필름(10)을 구성하는 재료는, 투광성을 갖는(바람직하게는 광학적으로 투명한) 열가소성 수지인 것이 바람직하고, 이러한 수지로서, 예컨대, 쇄상 폴리올레핀계 수지(폴리프로필렌계 수지 등), 환상 폴리올레핀계 수지(노르보르넨계 수지 등)와 같은 폴리올레핀계 수지; 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스디아세테이트와 같은 셀룰로오스에스테르계 수지; 폴리에스테르계 수지; 폴리카보네이트계 수지; (메트)아크릴계 수지; 폴리스티렌계 수지; 또는 이들의 혼합물, 공중합물 등을 들 수 있다.

본 발명의 방법은, 후술하는 건조 공정 S20에 있어서 건조 환경의 상대 습도를 소정의 범위로 한다고 하는 수단을 채용하여 컬의 억제를 도모하는 것이기 때문에, 보호 필름의 종류에 상관없이, 얻어지는 편광판의 컬을 억제할 수 있다고 하는 이점이 있다. 그 중에서도, 셀룰로오스에스테르계 수지(예컨대 셀룰로오스트리아세테이트)나 (메트)아크릴계 수지(예컨대 폴리메틸메타크릴레이트 수지)와 같은 투습도가 높은 보호 필름을 이용한 경우, 수분율의 변화에 의한 치수차가 크기 때문에, 정컬 방향으로 교정하는 힘이 커서, 본 발명의 메리트가 크다.

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

쇄상 폴리올레핀계 수지로서는, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지와 같은 쇄상 올레핀의 단독중합체 외에, 2종 이상의 쇄상 올레핀으로 이루어지는 공중합체를 들 수 있다.

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

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.

폴리에스테르계 수지는 에스테르 결합을 갖는 수지이며, 다가 카르복실산 또는 그 유도체와 다가 알코올의 중축합체로 이루어지는 것이 일반적이다. 다가 카르복실산 또는 그 유도체로서는 2가의 디카르복실산 또는 그 유도체를 이용할 수 있고, 예컨대 테레프탈산, 이소프탈산, 디메틸테레프탈레이트, 나프탈렌디카르복실산디메틸 등을 들 수 있다. 다가 알코올로서는 2가의 디올을 이용할 수 있고, 예컨대 에틸렌글리콜, 프로판디올, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 시클로헥산디메탄올 등을 들 수 있다.

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

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

(메트)아크릴계 수지는, (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물을 주된 구성 모노머로 하는 수지이다. (메트)아크릴계 수지의 구체예는, 예컨대, 폴리메타크릴산메틸과 같은 폴리(메트)아크릴산에스테르; 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산 공중합체; 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산에스테르 공중합체; 메타크릴산메틸-아크릴산에스테르-(메트)아크릴산 공중합체; (메트)아크릴산메틸-스티렌 공중합체(MS 수지 등); 메타크릴산메틸과 지환족 탄화수소기를 갖는 화합물의 공중합체(예컨대, 메타크릴산메틸-메타크릴산시클로헥실 공중합체, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산노르보르닐 공중합체 등)를 포함한다. 바람직하게는, 폴리(메트)아크릴산메틸과 같은 폴리(메트)아크릴산 C_1-6 알킬에스테르를 주성분으로 하는 중합체가 이용되고, 보다 바람직하게는, 메타크릴산메틸을 주성분(50∼100 중량%, 바람직하게는 70∼100 중량%)으로 하는 메타크릴산메틸계 수지가 이용된다.

또한, 이상에 나타낸 각 열가소성 수지에 대한 설명은, 기재 필름(30)을 구성하는 열가소성 수지에 대해서도 적용할 수 있다.

제1 보호 필름(10)의 편광자층(5)과는 반대측의 표면에는, 하드 코트층, 방현층, 반사 방지층, 대전 방지층, 방오층과 같은 표면 처리층(코팅층)을 형성할 수도 있다. 보호 필름 표면에 표면 처리층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 공지된 방법을 이용할 수 있다.

제1 보호 필름(10)의 두께는, 편광판의 박형화의 관점에서 얇은 것이 바람직하지만, 지나치게 얇으면 강도가 저하되어 가공성이 뒤떨어진다. 따라서, 제1 보호 필름(10)의 두께는 5∼90 ㎛ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 5∼60 ㎛, 더욱 바람직하게는 5∼50 ㎛이다.

접합에 이용하는 접착제로서는, 건조 공정(용제의 제거)을 필요로 하는 접착제가 이용되며, 예컨대 수계 접착제 또는 용제(유기 용제 등) 함유의 광경화성 접착제를 이용할 수 있다. 바람직하게는 수계 접착제이다. 수계 접착제로서는, 폴리비닐알코올계 수지 수용액으로 이루어지는 접착제, 수계 이액형 우레탄계 에멀젼 접착제 등을 들 수 있다. 특히, 제1 보호 필름(10)으로서 비누화 처리 등으로 표면 처리(친수화 처리)된 셀룰로오스에스테르계 수지 필름을 이용하는 경우에는, 폴리비닐알코올계 수지 수용액으로 이루어지는 수계 접착제를 이용하는 것이 바람직하다.

폴리비닐알코올계 수지로서는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐을 비누화 처리하여 얻어지는 비닐알코올 호모폴리머 외에, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체를 비누화 처리하여 얻어지는 폴리비닐알코올계 공중합체 또는 이들의 수산기를 부분적으로 변성한 변성 폴리비닐알코올계 중합체 등을 이용할 수 있다. 수계 접착제는, 다가 알데히드, 수용성 에폭시 화합물, 멜라민계 화합물, 지르코니아 화합물, 아연 화합물 등의 첨가제를 포함할 수 있다.

수계 접착제를 편광성 적층 필름(300)의 편광자층(5) 및/또는 제1 보호 필름(10)의 접합면에 도공하고, 이들 필름을 접착제층을 통해 접합하며, 바람직하게는 접합 롤 등을 이용해서 가압하여 밀착시킴으로써 접합 공정이 실시된다. 수계 접착제(광경화성 접착제에 대해서도 동일함)의 도공 방법은 특별히 제한되지 않고, 유연법(流延法), 메이어바 코트법, 그라비아 코트법, 콤마 코터법, 닥터 블레이드법, 다이 코트법, 딥 코트법, 분무법 등의 종래 공지된 방법을 이용할 수 있다.

편광자층(5) 상에 제1 보호 필름(10)을 접합할 때에, 제1 보호 필름(10)의 접합면에는, 편광자층(5)과의 접착성을 향상시키기 위해서, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 플레임(화염) 처리, 비누화 처리 등의 표면 처리(이접착 처리)를 행할 수 있고, 그 중에서도, 플라즈마 처리, 코로나 처리 또는 비누화 처리를 행하는 것이 바람직하다. 예컨대 제1 보호 필름(10)이 환상 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 경우, 통상 플라즈마 처리나 코로나 처리가 행해진다. 또한, 셀룰로오스에스테르계 수지로 이루어지는 경우에는, 통상 비누화 처리가 행해진다. 비누화 처리로서는, 수산화나트륨이나 수산화칼륨과 같은 알칼리 수용액에 침지하는 방법을 들 수 있다.

광경화성 접착제란, 자외선과 같은 활성 에너지선을 조사함으로써 경화하는 접착제를 말하며, 예컨대, 중합성 화합물 및 광중합 개시제를 포함하는 것, 광반응성 수지를 포함하는 것, 바인더 수지 및 광반응성 가교제를 포함하는 것 등을 들 수 있다. 중합성 화합물로서는, 광경화성 에폭시계 모노머, 광경화성 아크릴계 모노머, 광경화성 우레탄계 모노머와 같은 광중합성 모노머나, 광중합성 모노머에서 유래하는 올리고머를 들 수 있다. 광중합 개시제로서는, 자외선과 같은 활성 에너지선의 조사에 의해 중성 라디칼, 음이온 라디칼, 양이온 라디칼과 같은 활성종을 발생시키는 물질을 포함하는 것을 들 수 있다. 중합성 화합물 및 광중합 개시제를 포함하는 광경화성 접착제로서, 광경화성 에폭시계 모노머 및 광양이온 중합 개시제를 포함하는 것을 바람직하게 이용할 수 있다.

<건조 공정 S20>

본 공정에 있어서, 보호 필름 부착 편광성 적층 필름(400)의 접착제층(15)의 건조를 행하여, 접착제층(15) 중의 용제(수계 접착제라면 물, 광경화성 접착제라면 예컨대 유기 용제)를 제거한다. 이 때, 본 발명에서는 건조를 위한 열처리를 상대 습도 25% 이상의 환경하에 행한다. 이러한 환경하에 건조 처리를 실시함으로써, 기재 필름(30')을 박리 제거하는 박리 공정 S30을 거쳐 제조되는 편광판(전술한 바와 같이, 여기서 말하는 편광판이란, 편광자층과, 그 적어도 한쪽 면에 접착제층을 통해 적층되는 보호 필름으로 이루어지는 것을 의미하고 있음)의 컬을 효과적으로 억제할 수 있다. 상대 습도 25% 미만의 환경하에서 건조 처리를 실시한 경우에는, 컬 억제 효과가 확인되지 않는다.

여기서, 편광판의 컬 및 본 발명의 컬 억제 효과에 대해 설명을 덧붙인다. 컬이란, 편광판과 같은 필름(적층 필름을 포함함)이 활 형상으로(혹은 현저한 경우에는 통 형상으로) 만곡되는 현상이다. 편광자층(5)의 한쪽 면에 접착제층(15)을 통해 제1 보호 필름(10)을 접합하여 이루어지는 편면 보호 필름 부착 편광판에 관해 말하면, 제1 보호 필름(10)측을 내측으로 하여 컬하고 있는 상태를 정(正)컬이라고 하고, 편광자층(5)측을 내측으로 하여 컬하고 있는 상태를 역(逆)컬이라고 한다.

편광판에 있어서 컬이 문제가 되는 것은, 액정 셀 등의 표시 셀에 점착제층을 통해 편광판을 접합할 때에 그 편광판에 컬이 발생하고 있는 경우이다. 즉, 액정 셀 등의 표시 셀에 접합하는 시점에 있어서 편광판은 통상, 각종 필름이나 층과 같은 다른 주변 부재가 접합되어 복합 편광판으로 되어 있기 때문에, 이 복합 편광판에 있어서 컬을 억제하는 것이 중요하다. 주변 부재로서는, 보호 필름 상에 접합되는 손상 방지용의 프로텍트 필름; 보호 필름 상(예컨대, 양면 보호 필름 부착 편광판의 경우) 또는 편광자층 상(예컨대, 편면 보호 필름 부착 편광판의 경우)에 적층되는, 편광판을 표시 셀이나 다른 광학 부재에 접합하기 위한 점착제층; 점착제층의 외면에 적층되는 세퍼레이트 필름; 보호 필름 상(예컨대, 양면 보호 필름 부착 편광판의 경우) 또는 편광자층 상(예컨대, 편면 보호 필름 부착 편광판의 경우)에 적층되는, 위상차 필름과 같은 광학 보상 필름이나, 그 밖의 광학 기능성 필름; 보호 필름 상에 적층되는 표면 처리층 등을 들 수 있다.

복합 편광판은, 컬이 없이 플랫하거나, 또는 복합 편광판이 갖는 점착제층측을 외측(볼록)으로 하여 약간 컬하고 있는 정도가 딱 좋다. 이에 따라, 표시 셀에 복합 편광판을 접합할 때에, 점착제층과 표시 셀 사이에 기포가 혼입되는 것을 억제할 수 있어, 표시 장치에 표시상의 문제가 발생하거나, 접합면의 단부에 불량이 발생하는 문제가 발생하거나 하는 것을 억제할 수 있다. 반대로, 점착제층측을 내측(오목)으로 하여 복합 편광판이 컬하고 있으면, 접합 시에 기포가 유입되기 쉬워, 상기 문제가 발생할 가능성이 높다.

주변 부재를 접합할 때에, 의도적으로 복합 편광판의 컬량을 억제하거나, 컬 방향을 교정하거나 하는 것은 어느 정도는 가능하지만, 역시, 편광자층의 적어도 한쪽 면에 보호 필름을 접합하여 이루어지는 편광판의 상태에서 컬이 작지 않으면 복합 편광판의 컬을 컨트롤하는 것은 어렵다. 따라서, 편광자층의 적어도 한쪽 면에 보호 필름을 접합하여 이루어지는 편광판 그 자체의 컬을 억제하는 것이 중요하다.

즉, 편광자층의 적어도 한쪽 면에 보호 필름을 접합하여 이루어지는 편광판의 컬은, 정컬인지 역컬인지에 관계없이, 주변 부재의 접합에 의해 교정 가능한 정도까지 작게 되는 것이 바람직하며, 가능한 한 플랫한 것이 보다 바람직하다. 본 발명에 의하면 이것을 실현할 수 있다. 특히, 종래의 코팅법에 있어서는, 편광자층에 보호 필름을 접합한 후에 기재 필름을 박리 제거하면, 얻어지는 편광판은 역컬 방향으로 크게 컬하는 경향이 있었지만, 본 발명에 따르면, 특히 이 역컬을 효과적으로 억제할 수 있다.

종래의 코팅법에 있어서 역컬이 발생하기 쉬운 것은, 기재 필름에 의한 구속력이 작용하고 있기 때문이라고 생각된다. 코팅법에 의해 형성된 편광성 적층 필름에 있어서 편광자층은, 기재 필름의 강성에 의해 수축되어 있지 않은 상태로 되어 있고, 보호 필름 접합 후에 기재 필름을 박리 제거하면 편광자층에 수축이 발생하기 때문이라고 생각된다. 또한, 이에 비해, 단체(단독) 필름으로 이루어지는 편광자(편광 필름)에 접착제층을 통해 보호 필름을 접합하는 단체 필름법의 경우에는, 보호 필름 접합 전에 수분 증발, 건조, 장력 컨트롤 등으로 편광자가 충분히 수축하고 있기 때문에, 보호 필름 접합 후에도 편광자에 그다지 치수 변화가 일어나지 않아, 애당초 컬의 문제는 발생하기 어렵다.

건조를 위한 열처리를 상대 습도 25% 이상의 환경하에 행한 후에 기재 필름(30')을 박리 제거하는 본 발명의 방법에 의해 역컬을 효과적으로 억제할 수 있는 것은 다음 이유에 기인한 것으로 추정된다. 즉, 건조 공정에서의 열처리에 의해 접착제층(15)이 충분히 고화 또는 경화하기 위해서는 어느 정도의 시간을 필요로 하는 바, 충분히 고화 또는 경화되기까지 사이에 제1 보호 필름(10)의 수분율이 크게 저하되어 버리면 상기 필름이 수축하고, 충분히 수축한 상태로 제1 보호 필름(10)은 편광자층(5)에 접합·고정된다. 이 경우, 얻어지는 편광판에 있어서 제1 보호 필름(10)이 수축하려고 하는 힘은 거의 발생하지 않는다. 이것에 대해 본 발명에서는, 제1 보호 필름(10)으로부터의 수분 증발 비산을 억제하면서 건조 처리를 행할 수 있기 때문에, 얻어지는 편광판에 있어서 제1 보호 필름(10)이 수축하려고 하는 힘, 즉 정컬 방향으로 교정하려고 하는 힘이 작용한다. 이 힘이 역컬을 억제한다.

건조를 위한 열처리는, 상대 습도 50% 이하의 환경하에 행하는 것이 바람직하고, 상대 습도 40% 이하의 환경하에 행하는 것이 보다 바람직하다. 상대 습도가 50%를 초과하면, 특히 수계 접착제를 이용하는 경우에 있어서 접착제층(15)의 건조가 불량(미달)이 되는 경우가 있다. 상대 습도를 40% 이상, 나아가서는 50% 이상으로 하여 건조 처리를 실시할 수도 있지만, 그 경우에는, 건조 불량을 방지하기 위해서, 후술하는 바람직한 범위 내에서 건조 온도를 높게 설정하는 것이 바람직하다.

건조 온도는 30∼80℃인 것이 바람직하다. 건조 온도가 30℃ 미만이면, 접착제층(15)의 건조가 불충분해지고, 제1 보호 필름(10)이 편광자층(5)으로부터 박리되기 쉬워진다. 또한, 25% 이상의 상대 습도 하에서 건조 온도가 80℃를 초과하면, 공기 중에 존재하는 수분량이 지나치게 많아지기 때문에, 건조 공정에 제공되는 보호 필름 부착 편광성 적층 필름(400)을 이 건조 환경에 둔 순간에 필름이 결로하거나, 건조용 장치(건조로)의 출입구 부근의 국소적인 저온 부분에 결로가 발생하거나 하여, 접착제층(15)의 건조에 악영향을 부여할 우려가 있다.

접착제층(15)의 건조는, 보호 필름 부착 편광성 적층 필름(400)을, 온습도를 조정 가능한 건조로에 도입함으로써 행할 수 있다. 건조로 내를 상대 습도를 별도 부설한 조습기로 조정하도록 하여도 좋다.

건조 공정 후, 실온 또는 그것보다 약간 높은 온도, 예컨대 20∼45℃ 정도의 온도에서 양생하는 양생 공정을 마련하여도 좋다. 양생 온도는, 건조 온도보다 낮게 설정되는 것이 일반적이다.

접착제로서 광경화성 접착제를 이용한 경우에는, 건조 공정을 실시한 후, 활성 에너지선을 조사함으로써 광경화성 접착제를 경화시키는 경화 공정을 행한다. 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, 블랙라이트 램프, 마이크로웨이브 여기 수은등, 메탈할라이드 램프 등이 바람직하게 이용된다.

<박리 공정 S30>

도 8을 참조하여 본 공정은, 건조 공정 S20 후에, 기재 필름(30')을 박리 제거하는 공정이다. 본 공정에서 편면 보호 필름 부착 편광판(1)이 얻어진다. 편광성 적층 필름(300)이 기재 필름(30')의 양면에 편광자층(5)을 갖고, 이들 양방의 편광자층(5)에 보호 필름을 접합한 경우에는, 이 박리 공정 S30에 의해, 1장의 편광성 적층 필름(300)으로부터 2장의 편면 보호 필름 부착 편광판(1)이 얻어진다.

기재 필름(30')을 박리 제거하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니며, 통상의 점착제 부착 편광판에서 행해지는 세퍼레이터(박리 필름)의 박리 공정과 동일한 방법으로 박리할 수 있다. 기재 필름(30')은, 건조 공정 S20 후, 그대로 바로 박리해도 좋고, 건조 공정 S20 후, 한번 롤 형상으로 감고, 그 후의 공정에서 풀면서 박리하여도 좋다.

<제2 보호 필름 접합 공정 S40>

도 3 및 도 9를 참조하여, 편면 보호 필름 부착 편광판(1)에 있어서의 편광자층(5)측의 면에 접착제층(25)을 통해 제2 보호 필름(20)을 접합하는 본 공정을 실시하면, 양면 보호 필름 부착 편광판(2)을 얻을 수 있다. 제2 보호 필름(20) 및 이것을 접합하는 접착제층(25)에 대해서는, 제1 보호 필름(10) 및 접착제층에 대해 설명한 기술이 인용된다. 제1 보호 필름(10)과 제2 보호 필름(20)은, 서로 동종의 보호 필름이어도 좋고, 이종의 보호 필름이어도 좋다. 접착제층(15)과 접착제층(25)은, 서로 동종의 접착제로 형성되어도 좋고, 이종의 접착제로 형성되어도 좋다.

접착제층(15)의 건조와 마찬가지로 접착제층(25)의 건조 공정에 있어서도 상대 습도 25% 이상의 환경하에서 건조를 위한 열처리를 실시하면, 양면 보호 필름 부착 편광판(2)에 있어서의 컬을 더욱 개선할 수 있는 경우가 있다.

전술한 바와 같이, 얻어진 편면 보호 필름 부착 편광판(1), 양면 보호 필름 부착 편광판(2)은, 위에서 예시한 바와 같은 주변 부재를 접합하여 복합 편광판으로 하거나, 이러한 복합 편광판으로서 사용하거나 할 수 있다.

주변 부재의 일례인 점착제층은, 양면 보호 필름 부착 편광판(2)에 있어서는 어느 하나의 보호 필름의 외면에 적층할 수 있고, 편면 보호 필름 부착 편광판(1)에 있어서는, 예컨대 편광자층의 보호 필름과는 반대측의 면에 적층할 수 있다. 점착제층을 형성하는 점착제는 통상, (메트)아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 실리콘계 수지 등을 베이스 폴리머로 하고, 거기에, 이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 아지리딘 화합물과 같은 가교제를 첨가한 점착제 조성물로 이루어진다. 또한 미립자를 함유하여 광 산란성을 나타내는 점착제층으로 할 수도 있다. 점착제층의 두께는 통상, 1∼40 ㎛이고, 바람직하게는 3∼25 ㎛이다.

또한, 주변 부재의 다른 일례인 광학 기능성 필름으로서는, 어떤 종류의 편광광을 투과시키고, 그것과 반대의 성질을 나타내는 편광광을 반사시키는 반사형 편광 필름; 표면에 요철 형상을 갖는 방현 기능을 갖는 필름; 표면 반사 방지 기능을 갖는 필름; 표면에 반사 기능을 갖는 반사 필름; 반사 기능과 투과 기능을 겸비하는 반투과 반사 필름; 시야각 보상 필름 등을 들 수 있다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 더 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것이 아니다.

<실시예 1>

(1) 프라이머층 형성 공정

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

다음에, 기재 필름으로서 두께 110 ㎛의 미연신의 폴리프로필렌(PP) 필름(융점: 163℃)을 준비하고, 그 편면에 코로나 처리를 행한 후, 그 코로나 처리면에 마이크로 그라비아 코터를 이용하여 상기 프라이머층 형성용 도공액을 도공하고, 80℃에서 10분간 건조시킴으로써, 두께 0.2 ㎛의 프라이머층을 형성하였다.

(2) 적층 필름의 제작(수지층 형성 공정)

폴리비닐알코올 분말((주)쿠라레 제조의 「PVA124」, 평균 중합도 2400, 비누화도 98.0∼99.0 몰%)을 95℃의 열수에 용해하여, 농도 8 중량%의 폴리비닐알코올 수용액을 조제하고, 이것을 폴리비닐알코올계 수지층 형성용 도공액으로 하였다.

상기 (1)에서 제작한 프라이머층을 갖는 기재 필름의 프라이머층 표면에 립 코터를 이용하여 상기 폴리비닐알코올계 수지층 형성용 도공액을 도공한 후, 80℃에서 20분간 건조시킴으로써, 프라이머층 상에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여, 기재 필름/프라이머층/폴리비닐알코올계 수지층으로 이루어지는 적층 필름을 얻었다.

(3) 연신 필름의 제작(연신 공정)

상기 (2)에서 제작한 적층 필름에 대해, 텐터 장치를 이용하여 160℃에서 5.8배의 자유단 일축 연신을 실시하여, 연신 필름을 얻었다. 연신 후의 폴리비닐알코올계 수지층의 두께는 3.0 ㎛였다.

(4) 편광성 적층 필름의 제작(염색 공정)

상기 (3)에서 제작한 연신 필름을, 요오드와 요오드화칼륨을 포함하는 26℃의 염색 수용액(물 100 중량부당 요오드를 0.35 중량부, 요오드화칼륨을 10 중량부 포함함)에 침지하여 염색 처리를 행한 후, 붕산 및 요오드화칼륨을 포함하는 78℃의 가교 수용액(물 100 중량부당 붕산을 9.5 중량부, 요오드화칼륨을 5 중량부 포함함)에 300초간 침지하여 가교 처리를 행하였다. 그 후, 8℃의 순수로 10초간 세정하고, 마지막으로 40∼50℃에서 200초간 건조시킴으로써, 기재 필름/프라이머층/편광자층으로 이루어지는 편광성 적층 필름을 얻었다.

(5) 편광판의 제작(보호 필름 접합 공정, 건조 공정 및 박리 공정)

폴리비닐알코올 분말((주)쿠라레 제조의 「KL-318」, 평균 중합도 1800)을 95℃의 열수에 용해하여, 농도 3 중량%의 폴리비닐알코올 수용액을 조제하였다. 얻어진 수용액에 가교제(타오카카가쿠 고교(주) 제조의 「스미레즈 레진 650」)를 폴리비닐알코올 분말 2 중량부에 대해 1 중량부의 비율로 혼합하여, 접착제 수용액으로 하였다.

다음에, 상기 (4)에서 제작한 편광성 적층 필름의 편광자층의 외면(접합면)에 상기 접착제 수용액을 도공한 후, 보호 필름[트리아세틸셀룰로오스(TAC)로 이루어지는 투명 보호 필름(코니카미놀타옵토(주) 제조의 「KC4UY」), 두께 40 ㎛]을 접합하고, 한 쌍의 접합 롤 사이에 통과시킴으로써 압착하였다. 계속해서, 60℃ 35% RH로 조정한 건조로 내에 도입하고, 10분간 열처리를 행함으로써 접착제층을 건조시켜, 기재 필름/프라이머층/편광자층/접착제층/보호 필름으로 이루어지는 보호 필름 부착 편광성 적층 필름을 얻었다.

마지막으로, 보호 필름 부착 편광성 적층 필름으로부터 기재 필름을 박리 제거하였다. 기재 필름은 용이하게 박리되어, 편면 보호 필름 부착 편광판을 얻었다.

<실시예 2, 비교예 1∼2>

접착제층의 건조 조건을 표 1에 나타내는 바와 같이 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 편면 보호 필름 부착 편광판을 제작하였다.

[편광판의 컬량의 측정 및 그 평가]

얻어진 편면 보호 필름 부착 편광판으로부터, 흡수축 방향(MD) 80 ㎜×투과축 방향(TD) 80 ㎜의 시험편을 잘라내고, 25℃ 55% RH의 환경하에서 24시간 방치하였다. 이 시험편은, 편광자층측을 내측으로 하여 컬하고 있는 역컬을 갖고 있고, 기준면(수평한 대) 상에 오목면을 위로 해 두면, 대향하는 2개의 단변(端邊)이 솟아올라, 시험편은 통 형상이 된다(솟아오른 2개의 단변은 접촉하지 않을 정도임). 이 상태에서 시험편이 형성하는 통 형상에 있어서의 양 말단에서의 직경을 측정하고, 이들의 평균으로서 컬량을 구하여, 하기 평가 기준에 따라 컬의 억제 정도를 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 컬량이 작을수록 역컬이 강하고, 컬량이 클수록 역컬은 약하다.

A: 컬량이 17 ㎜ 이상이며, 편광판의 컬이 충분히 억제되어 있다.

B: 컬량이 17 ㎜ 미만이며, 편광판의 컬이 현저하다.

상기 평가 기준은 다음의 이유에 기인한다. 상기 컬량이 17 ㎜ 이상일 때, 편면 보호 필름 부착 편광판의 보호 필름 외면에 손상 방지용의 프로텍트 필름(점착제층 부착 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름)을 접합하면, 거의 플랫한 복합 편광판을 얻을 수 있었다. 또한 이 복합 편광판의 편광자층 외면에 액정 셀에 접합하기 위한 점착제층을 접합하여도 복합 편광판은 거의 플랫한 상태를 유지하였다.

이에 비해, 상기 컬량이 17 ㎜ 미만일 때, 보호 필름 외면에 프로텍트 필름을 접합하여도, 얻어진 복합 편광판은 역컬 방향으로 컬하고 있었다. 또한 이 복합 편광판의 편광자층 외면에 액정 셀에 접합하기 위한 점착제층을 접합하여도 역컬의 상태를 유지하였다. 또한, 23℃ 55% RH의 환경하에 수일간 방치하고 나서 다시 관찰한 결과, 역컬이 더 커지는 문제가 발생하고 있었다.

1: 편면 보호 필름 부착 편광판, 2: 양면 보호 필름 부착 편광판, 5: 편광자층, 6: 폴리비닐알코올계 수지층, 6': 연신된 폴리비닐알코올계 수지층, 10: 제1 보호 필름, 15, 25: 접착제층, 20: 제2 보호 필름, 30: 기재 필름, 30': 연신된 기재 필름, 100: 적층 필름, 200: 연신 필름, 300: 편광성 적층 필름, 400: 보호 필름 부착 편광성 적층 필름

Claims (7)

1. 기재 필름의 적어도 한쪽 면 상에 편광자층을 구비하는 편광성 적층 필름의 편광자층 상에, 접착제층을 통해 보호 필름을 접합하는 공정과,
   상대 습도 25% 이상 50% 이하 및 건조 온도 30℃ 이상 80℃ 이하의 환경하에 열처리를 행하여 상기 접착제층을 건조시키는 공정과,
   상기 기재 필름을 박리 제거하는 공정
   을 이 순서로 포함하는 편광판의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 접착제층을 형성하는 접착제가 수계 접착제인 제조 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 편광성 적층 필름은,
   상기 기재 필름의 적어도 한쪽 면 상에 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 도공액을 도공한 후, 건조시킴으로써 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 공정과,
   상기 적층 필름을 연신하여 연신 필름을 얻는 공정과,
   상기 연신 필름의 폴리비닐알코올계 수지층을 이색성 색소로 염색하여 상기 편광자층을 형성함으로써 편광성 적층 필름을 얻는 공정
   을 포함하는 방법에 의해 제조되는 제조 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 보호 필름은, 셀룰로오스에스테르계 수지 또는 (메트)아크릴계 수지로 이루어지는 제조 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편광자층의 두께가 10 ㎛ 이하인 제조 방법.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 상기 건조 온도가 60℃ 이상 80℃ 이하인 제조 방법.

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