KR102406825B1 - 편광성 적층 필름 및 편광판의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는, 기재 필름의 면에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 공정; 적층 필름을 연신하여 연신 필름을 얻는 공정; 연신 필름의 폴리비닐알코올계 수지층을 이색성 색소로 염색하여 편광자층으로 하여, 편광성 적층 필름을 얻는 공정을 포함하고, 폴리비닐알코올계 수지층이 형성되는 기재 필름 면의 산술 평균 거칠기 Ra0가 130 nm 이하인, 편광성 적층 필름의 제조 방법, 및 얻어진 편광성 적층 필름의 편광자층에 있어서의 기재 필름과는 반대쪽의 면에 제1 보호 필름을 접합하는 공정 및 기재 필름을 박리 제거하는 공정을 이 순서로 포함하는 편광판의 제조 방법이 제공된다.

Description

편광성 적층 필름 및 편광판의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING POLARIZING MULTILAYER FILM AND METHOD FOR MANUFACTURING POLARIZING PLATE}
본 발명은 편광성 적층 필름의 제조 방법 및 편광판의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 제조 방법에 의해 얻어지는 편광판 및 그것을 구비하는 표시 장치에 관한 것이다.
편광판은, 액정 표시 장치 등의 표시 장치, 특히 최근에는 박형 텔레비전이나 각종 모바일 기기에 널리 이용되고 있다. 편광판으로서는, 편광자의 일면 또는 양면에 열가소성 수지로 이루어지는 보호 필름을 접합한 구성으로 된 것이 일반적이다.
박형 텔레비전이나 모바일 기기의 보급에 따라, 편광판에 대한 박형화의 요구가 점점 높아지고 있다. 박막의 편광자를 갖는 편광판을 제조하는 방법으로서는, 본 명세서에서 「코팅법」이라고도 불리는, 기재 필름을 이용하는 방법이 알려져 있다〔예컨대, 일본 특허공개 2011-128486호 공보(특허문헌 1) 및 일본 특허공개 2013-186389호 공보(특허문헌 2)〕.
코팅법은 통상 도포에 의해서 기재 필름 상에 수지층을 형성하는 공정; 연신, 염색을 거쳐 이 수지층을 편광자층으로 하여, 편광성 적층 필름을 얻는 공정; 편광성 적층 필름의 편광자층 상에 보호 필름을 접합하는 공정; 보호 필름 접합 후에 기재 필름을 박리 제거하는 공정을 포함한다. 이 방법에 따르면, 편광자층, 나아가서는 편광판의 박막화를 용이하게 실현할 수 있음과 더불어, 박막의 편광자층 및 그 전구체가 되는 수지층은 기재 필름 또는 보호 필름에 의해서 항상 지지되고 있으며 단일체로 취급되는 일이 없기 때문에, 공정 중에 있어서의 필름의 취급성도 우수하다.
특허문헌 1 : 일본 특허공개 2011-128486호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허공개 2013-186389호 공보
편광판에는, 표시 장치 등에 실장했을 때에 노출될 수 있는 급격한 온도차에 대한 안정성을 보증하기 위해서, 히트 쇼크 시험(냉열 충격 시험)에 대한 내구성이 요구된다. 히트 쇼크 시험이란, 저온 환경 하(예컨대 -40~-30℃ 정도)에 일정 시간 노출된 후, 순식간에 고온 환경 하(예컨대 70~85℃ 정도)에 일정 시간 노출되는 조작을 교대로 반복하는 시험이다. 상기 일정 시간은 통상 30~60분이며, 「저온→고온→」을 1 사이클로 할 때, 통상 50~400 사이클 반복된다.
그러나 본 발명자에 의한 검토에 의해서, 편광자층 상에 보호 필름을 구비하는 편광판에 대해서 히트 쇼크 시험을 실시하면, 특히 그 편광판이 상술한 코팅법과 같이 기재 필름을 이용하여 제조된 것인 경우에, 온도 변화에 의한 신축에 견디지 못해 편광자층이 갈라지는 문제점(이하, 이 문제점을 「갈라짐」이라고 한다.)을 일으키기 쉽다는 것이 분명하게 되었다. 특히 이 갈라짐 문제는, 편광판 박형화의 요구에 부응하기 위해서 편광자층을 박막화한 경우나, 마찬가지로 편광판 박형화의 요구에 부응하기 위해서 편광자층의 일면 또는 양면에 접합되는 보호 필름(특히 열가소성 수지 필름과 같은 비교적 강성이 낮은 필름)을 박막화한 결과, 보호 필름에 의한 편광자층의 보강 효과가 약해지는 경우에 현저하다.
본 발명의 목적은, 상술한 코팅법과 같이, 기재 필름 상에 편광자층을 형성하여 편광성 적층 필름으로 하고, 또한 이것을 이용하여 편광판을 제조하는 방법에 있어서, 히트 쇼크 시험에서 갈라짐을 일으키기 어려운 편광판을 부여할 수 있는 편광성 적층 필름을 제조하기 위한 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 히트 쇼크 시험에 있어서 갈라짐을 일으키기 어려운 편광판을 제조하기 위한 방법을 제공하는 데에 있다. 또 다른 목적은, 히트 쇼크 시험에 있어서 갈라짐을 일으키기 어렵고, 급격한 온도차에 대한 내구성이 높은 편광판 및 이것을 이용한 표시 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명은 본 발명자에 의한 다음과 같은 검토 성과에 근거한 것이다. 즉, 본 발명자는, 기재 필름 상에 편광자층을 형성하여 편광성 적층 필름으로 하고, 그 편광자층 상에 보호 필름을 접합한 후에 기재 필름을 박리 제거하는 방법에 의해 제조되는 편광판에 있어서 편광자층에 생기는 갈라짐이, 주로 기재 필름의 박리 제거에 의해 노출되는 편광자층 측의 표면이 갖는 미소한 요철에 기인한다는 것, 또한 이 요철이 기재 필름에 있어서의 편광자층 측의 표면 상태의 영향을 받아 생긴다는 것을 알아냈다.
바꿔 말하면, 상기한 기재 필름을 이용한 제조 방법에 있어서는, 기재 필름의 박리 제거에 의해 노출되는 편광자층 측의 표면 형상이 기재 필름에 있어서의 편광자층 측의 표면 형상의 영향을 받는 것은 피할 수 없고, 그 기재 필름의 표면 형상을 반영한 것으로 되는 바, 기재 필름의 표면 형상을 반영하여, 기재 필름의 박리 제거에 의해 노출되는 편광자층 측의 표면 평활성이 손상되고, 그 산술 평균 거칠기 Ra1가 특정치를 넘거나, 또는 산술 평균 거칠기 Ra1와 보호 필름을 접합하는 측의 편광자층 면의 산술 평균 거칠기 Ra2의 차가 특정치를 넘으면, 히트 쇼크 시험에 있어서, 그 표면 요철을 기점으로 한 갈라짐을 일으키기 쉽게 되는 것이 분명하게 되었다.
본 발명은 이상과 같은 지견에 기초하여 이루어진 것으로, 다음의 편광성 적층 필름의 제조 방법, 편광판의 제조 방법, 편광판 및 표시 장치를 제공하는 것이다.
[1] 기재 필름의 면에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 공정과,
상기 적층 필름을 연신하여 연신 필름을 얻는 공정과,
상기 연신 필름의 폴리비닐알코올계 수지층을 이색성 색소로 염색하여 편광자층을 형성함으로써 편광성 적층 필름을 얻는 공정
을 포함하고,
상기 폴리비닐알코올계 수지층이 형성되는 기재 필름 면의 산술 평균 거칠기 Ra0가 130 nm 이하인, 편광성 적층 필름의 제조 방법.
[2] 상기 폴리비닐알코올계 수지층은 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 도공액을 도공함으로써 형성되는 것인, [1]에 기재된 제조 방법.
[3] [1] 또는 [2]에 기재된 편광성 적층 필름을 제조하는 공정과,
상기 편광자층에 있어서의 상기 기재 필름과는 반대쪽의 면에 제1 보호 필름을 접합하는 공정과,
상기 기재 필름을 박리 제거하는 공정
을 이 순서로 포함하는 편광판의 제조 방법.
[4] 상기 기재 필름을 박리 제거하여 얻어지는 편광판에 있어서 기재 필름의 박리 제거에 의해 나타나는 면의 산술 평균 거칠기 Ra1가 55 nm 이하인 [3]에 기재된 제조 방법.
[5] 상기 기재 필름을 박리 제거하여 얻어지는 편광판에 있어서 기재 필름의 박리 제거에 의해 나타나는 면의 산술 평균 거칠기 Ra1와, 상기 편광성 적층 필름을 구성하는 편광자층에 있어서의 상기 기재 필름과는 반대쪽 면의 산술 평균 거칠기 Ra2의 차가 절대치로 15 nm 이하인 [3] 또는 [4]에 기재된 제조 방법.
[6] 상기 편광성 적층 필름을 구성하는 편광자층의 두께가 10 ㎛ 이하인 [3]~[5] 중 어느 하나에 기재된 제조 방법.
[7] 상기 제1 보호 필름이 열가소성 수지 필름인 [3]~[6] 중 어느 하나에 기재된 제조 방법.
[8] 상기 기재 필름을 박리 제거하여 얻어지는 편광판에 있어서 기재 필름의 박리 제거에 의해 나타나는 면에 열가소성 수지로 이루어지는 제2 보호 필름을 접합하는 공정을 추가로 포함하는 [3]~[7] 중 어느 하나에 기재된 제조 방법.
[9] [3]~[8] 중 어느 하나에 기재된 제조 방법에 의해 얻어지는 편광판.
[10] 적어도 한쪽의 면에 적층되는 점착제층을 구비하는 [9]에 기재된 편광판.
[11] [9] 또는 [10]에 기재된 편광판을 구비하는 표시 장치.
본 발명에 따르면, 소정의 방법에 의해서 편광성 적층 필름을 제조하고, 이것을 이용하여 편광판을 제조하기 때문에, 히트 쇼크 시험에 있어서 갈라짐을 일으키기 어렵고, 급격한 온도차에 대한 내구성이 높은 편광판 및 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 편광성 적층 필름의 제조 방법 및 편광판의 제조 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 2는 수지층 형성 공정에서 얻어지는 적층 필름의 층 구성의 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
도 3은 연신 공정에서 얻어지는 연신 필름의 층 구성의 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
도 4는 염색 공정에서 얻어지는 편광성 적층 필름의 층 구성의 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
도 5는 제1 보호 필름 접합 공정에서 얻어지는 보호 필름을 갖춘 편광성 적층 필름의 층 구성의 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
도 6은 박리 공정에서 얻어지는 일면 보호 필름을 갖춘 편광판의 층 구성을 도시하는 개략 단면도이다.
도 7은 제2 보호 필름 접합 공정에서 얻어지는 양면 보호 필름을 갖춘 편광판의 층 구성을 도시하는 개략 단면도이다.
<편광성 적층 필름의 제조 방법>
도 1을 참조하면, 편광판의 제조 중간체인 편광성 적층 필름은, 하기 공정:
기재 필름의 적어도 한쪽의 면에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 수지층 형성 공정 S10,
적층 필름을 연신하여 연신 필름을 얻는 연신 공정 S20,
연신 필름의 폴리비닐알코올계 수지층을 이색성 색소로 염색하여 편광자층을 형성함으로써 편광성 적층 필름을 얻는 염색 공정 S30
을 포함하는 방법에 의해서 제조된다.
또한, 본 발명에 있어서의 편광성 적층 필름이란, 기재 필름과, 그 적어도 한쪽의 면 위에 적층되는 편광자층을 구비하는 것이며, 또한, 보호 필름이 접합되어 있지 않은 것을 말한다. 제1 보호 필름 접합 공정 S40에서 편광자층에 제1 보호 필름을 접합하여 이루어지는 편광성 적층 필름을, 이하에서는 편광성 적층 필름과 구별하기 위해서, 「보호 필름을 갖춘 편광성 적층 필름」이라고도 한다.
(1) 수지층 형성 공정 S10
도 2를 참조하면, 본 공정은, 기재 필름(30)의 적어도 한쪽의 면에 폴리비닐알코올계 수지층(6)을 형성하여 적층 필름(100)을 얻는 공정이다. 이 폴리비닐알코올계 수지층(6)은, 연신 공정 S20 및 염색 공정 S30을 거쳐 편광자층(5)으로 되는 층이다. 폴리비닐알코올계 수지층(6)은, 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 도공액을 기재 필름(30)의 일면 또는 양면에 도공하고, 도공층을 건조시킴으로써 형성할 수 있다.
기재 필름(30)은 열가소성 수지로 구성할 수 있으며, 그 중에서도 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 연신성 등이 우수한 열가소성 수지로 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 열가소성 수지의 구체예는, 예컨대, 쇄상 폴리올레핀계 수지, 환상 폴리올레핀계 수지(노르보르넨계 수지 등)와 같은 폴리올레핀계 수지; 폴리에스테르계 수지; (메트)아크릴계 수지; 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 디아세테이트와 같은 셀룰로오스 에스테르계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리비닐알코올계 수지; 폴리아세트산비닐계 수지; 폴리아릴레이트계 수지; 폴리스티렌계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 폴리술폰계 수지; 폴리아미드계 수지; 폴리이미드계 수지; 및 이들의 혼합물, 공중합물을 포함한다.
기재 필름(30)은, 1종 또는 2종 이상의 열가소성 수지로 이루어지는 하나의 수지층으로 이루어지는 단층 구조라도 좋고, 1종 또는 2종 이상의 열가소성 수지로 이루어지는 수지층을 복수 적층한 다층 구조라도 좋다. 기재 필름(30)은, 후술하는 연신 공정 S20에서 적층 필름(100)을 연신할 때, 폴리비닐알코올계 수지층(6)을 연신하는 데 적합한 연신 온도에서 연신할 수 있는 수지로 구성되는 것이 바람직하다.
기재 필름(30)은 첨가제를 함유할 수 있다. 첨가제로서는, 예컨대, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 활제, 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.
본 발명에서, 기재 필름(30)에 있어서의 폴리비닐알코올계 수지층(6)이 형성되는 면(기재 필름(30)의 일면 또는 양면일 수 있다.)의 산술 평균 거칠기 Ra0는 130 nm 이하가 된다. 산술 평균 거칠기 Ra0를 이 범위로 조정함으로써, 편광성 적층 필름을 이용한 후술하는 제조 방법에 의해서 얻어지는 편광판에 있어서의 편광자층 측의 면을 평활하게 할 수 있기 때문에, 상술한 것과 요철을 기점으로 하는 편광자층(5)의 갈라짐을 효과적으로 억제할 수 있다. 갈라짐을 보다 효과적으로 억제한다는 관점에서, 산술 평균 거칠기 Ra0는, 바람직하게는 120 nm 이하, 보다 바람직하게는 100 nm 이하, 더욱 바람직하게는 80 nm 이하이다.
산술 평균 거칠기 Ra0(후술하는 Ra1, Ra2에 관해서도 마찬가지임)는, JIS B 0601-2001에서 규정되는 표면의 거칠기를 정의하는 지표이다. 이에 따르면, 산술 평균 거칠기가 큰 것은 표면의 요철이 많고 및/또는 큰 것이라고 말할 수 있다. 산술 평균 거칠기는 통상 각 소점(素點)의 평균 높이로부터의 고저차를 구하여 계산되기 때문에, 길이(주로 nm)를 단위로 하는 통계치이다. 산술 평균 거칠기는, 예컨대, 유겐가이샤 센소파재팬에서 판매하고 있는 PLμ2300 등의 공초점 현미경으로 표면 화상을 얻은 후, 이것을 부속된 소프트웨어를 이용하여 통계 처리를 실시함으로써 간편하게 얻을 수 있다.
기재 필름(30)의 산술 평균 거칠기 Ra0를 130 nm 이하로 조정하는 방법의 구체예를 이하에 설명하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
〔A〕 압출 성형에 의해 기재 필름(30)을 성형하는 경우에 있어서, 압출시의 수지 용융 온도와 용융 필름의 냉각에 이용하는 냉각 롤(chill roll) 온도의 차를 크게 한다. 상기 온도차를 크게 함으로써 필름 냉각시의 온도 변화량을 크게 하여 급냉하는 것은 산술 평균 거칠기의 저감에 유리하다. 수지의 열화나 과도한 점도 저하 등의 지장이 생기지 않을 정도로 수지 용융 온도를 높게 설정하여 냉각 롤을 가급적 냉각함으로써 온도차를 크게 할 수 있다.
특히, 결정성의 열가소성 수지를 이용하는 경우에는, 냉각 과정에서 결정화가 일어나기 때문에, 급냉에 의해 결정 성장을 억제하는 것이 산술 평균 거칠기의 저감에는 유리하다. 이용하는 열가소성 수지의 종류에 따라 다르기도 하지만, 일반적으로 상기 온도차는 100℃ 이상인 것이 바람직하고, 240℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 240℃를 넘는 것이 더욱 바람직하다. 비결정성의 열가소성 수지를 이용하는 경우에 있어서도, 수지의 냉각 과정은 기재 필름(30)의 표면 요철에 큰 영향을 주기 때문에 상기 온도차는 가급적 큰 쪽이 바람직하다.
〔B〕 조핵제(造核劑)나 그 밖의 첨가제의 첨가량을 적게 한다. 결정성의 열가소성 수지를 이용하는 경우에는, 많은 경우, 조핵제라고 불리는 결정 성장을 제어하기 위한 결정핵으로 되는 물질을 첨가하는 것이 널리 알려져 있다. 이 조핵제는, 기재 필름(30)에 강성을 부여하기 때문에 취급성이나 내열성을 향상시키는 데에는 적합하지만, 지나치게 첨가하면 압출시에 생성되는 결정량이 매우 많아지고, 그 결과, 기재 필름(30)에 표면 요철이 생기기 쉽다. 따라서, 조핵제의 첨가량은 2 중량% 이하(열가소성 수지를 100%로 하여)로 하는 것이 바람직하다. 산화방지제, 자외선 흡수제, 골재, 매트제와 같은 다른 첨가제도 표면 요철에 영향을 줄 수 있기 때문에, 그 첨가량은 20 중량% 이하로 하는 것이 바람직하다.
〔C〕 냉각 롤의 표면 조도 등을 조정한다. 매트 처리 등에 의해 냉각 롤의 표면 조도가 높은 경우에는, 거기에 접촉하는 기재 필름의 면에 요철이 생기기 쉽다. 따라서, 표면 조도가 낮은 냉각 롤을 이용하거나, 또는 표면 조도가 높은 냉각 롤을 이용하는 경우에는, 냉각 롤에 접촉하는 측과는 반대쪽의 기재 필름의 면을 폴리비닐알코올계 수지층(6)의 형성면으로 하는 것이 바람직하다. 기재 필름(30)의 양면에 폴리비닐알코올계 수지층(6)을 형성하는 경우에는, 표면 조도가 낮은 냉각 롤을 이용하는 것이 바람직하다. 냉각 롤에 접촉하는 측과는 반대쪽의 기재 필름 면의 산술 평균 거칠기는, 예컨대, 압출 다이로부터 나온 용융 수지가 냉각 롤에 접촉할 때까지 사이의 풍량이나 풍속 등의 조정에 의해 저감시킬 수 있다.
〔D〕 캐스트법에 의해 기재 필름(30)을 성형하는 경우에 있어서, 캐스트하기 위한 지지체의 표면 조도 등을 조정한다. 지지체로서는 스테인리스 벨트나 경면 롤을 이용할 수 있는데, 그 표면의 평활성이 높을수록 산술 평균 거칠기의 저감에 유리하다. 지지체에 접촉하는 측과는 반대쪽의 기재 필름 면의 산술 평균 거칠기는, 캐스트 후의 건조 조건에 크게 의존하며, 예컨대 용제의 선택이나 건조 설비의 최적화 등에 의해서 용제의 증발 속도를 조정함으로써 저감시킬 수 있다.
이어서, 기재 필름(30)에 도공하는 도공액에 관해서 설명한다. 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. 변성의 비율은 30 몰% 미만인 것이 바람직하고, 10 몰% 미만인 것이 보다 바람직하다. 30 몰%을 넘는 변성을 행한 경우에는, 이색성 색소를 흡착하기 어렵게 되어, 편광 성능이 낮아져 버리는 문제점을 일으킬 수 있다. 상술한 폴리비닐알코올계 수지 중에서도 폴리비닐알코올 수지를 이용하는 것이 바람직하다.
또한 본 명세서에서 「(메트)아크릴」이란, 아크릴 및 메타크릴에서 선택되는 적어도 한쪽을 의미한다. 「(메트)아크릴로일」 등이라고 할 때도 마찬가지다.
폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는 100~10000의 범위에 있는 것이 바람직하고, 1000~10000의 범위에 있는 것이 보다 바람직하고, 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 의해서 구할 수 있다. 평균 중합도가 100 미만이면 바람직한 편광 성능을 얻기 어렵고, 10000를 넘으면 용매에의 용해성이 악화되어, 폴리비닐알코올계 수지층(6)의 형성이 곤란하게 되어 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 또한 편광판으로 했을 때의 내수성이나 내습열성이 충분하지 않게 될 가능성이 있다. 또한, 완전 비누화품(비누화도가 100 몰%인 것)이라도 좋지만, 비누화도가 지나치게 높으면, 염색 속도가 늦어져, 충분한 편광 성능을 부여하기 위해서는 제조 시간이 길어지거나, 경우에 따라서는 충분한 편광 성능을 갖는 편광자층을 얻을 수 없거나 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 변화된 비율을 유닛비(몰%)로 나타낸 것으로, 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 높음을 나타내고 있으며, 따라서 결정화를 저해하는 아세트산기의 비율이 낮음을 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 따라서 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 적절하게 선택할 수 있다.
도공층(건조 전의 폴리비닐알코올계 수지층)의 건조 온도 및 건조 시간은 도공액에 포함되는 용매의 종류에 따라서 설정된다. 건조 온도는 예컨대 50~200℃이며, 바람직하게는 60~150℃이다. 용매가 물을 포함하는 경우, 건조 온도는 80℃ 이상인 것이 바람직하다.
폴리비닐알코올계 수지층(6)은, 기재 필름(30)의 한쪽의 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)이라면, 후술하는 연신 공정 S20 및 염색 공정 S30을 거쳐, 이색성 색소의 염색성이 양호하고 편광 성능이 우수하며, 또한 충분히 얇은(예컨대 두께 10 ㎛ 이하인) 편광자층(5)을 얻을 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지층(6)의 두께가 3 ㎛ 미만이면, 연신 후에 지나치게 얇아져 염색성이 악화되는 경향이 있다.
도공액의 도공에 앞서서, 기재 필름(30)과 폴리비닐알코올계 수지층(6)의 밀착성을 향상시키기 위해서, 적어도 폴리비닐알코올계 수지층(6)이 형성되는 측의 기재 필름(30)의 표면에, 코로나 처리, 플라즈마 처리, 플레임(화염) 처리 등을 실시하여도 좋다.
또한, 도공액의 도공에 앞서서, 기재 필름(30)과 폴리비닐알코올계 수지층(6)과의 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) 양쪽에 어느 정도 강한 밀착력을 발휘하는 성분을 포함한다. 프라이머층 형성용 도공액은 통상 이러한 밀착력을 부여하는 수지 성분과 용매를 함유한다. 수지 성분으로서는, 바람직하게는 투명성, 열안정성, 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 올리기 위해서, 프라이머층 형성용 도공액에 가교제를 첨가하여도 좋다. 가교제는, 사용하는 열가소성 수지의 종류에 따라서, 유기계, 무기계 등 공지된 것 중에서 적절한 것을 적절하게 선택한다. 가교제의 예를 들면, 에폭시계, 이소시아네이트계, 디알데히드계, 금속계(예컨대, 금속염, 금속 산화물, 금속 수산화물, 유기 금속 화합물), 고분자계의 가교제이다. 프라이머층을 형성하는 수지 성분으로서 폴리비닐알코올계 수지를 사용하는 경우는, 폴리아미드 에폭시 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 향상 효과가 작고, 1 ㎛보다 두껍게 되면, 편광판의 박막화에 불리하다.
프라이머층 형성용 도공액을 기재 필름(30)에 도공하는 방법은, 폴리비닐알코올계 수지층 형성용의 도공액과 같은 식일 수 있다. 프라이머층은, 폴리비닐알코올계 수지층 형성용의 도공액이 도공되는 면에 도공된다. 프라이머층 형성용 도공액으로 이루어지는 도공층의 건조 온도는 예컨대 50~200℃이며, 바람직하게는 60~150℃이다. 용매가 물을 포함하는 경우, 건조 온도는 80℃ 이상인 것이 바람직하다.
(2) 연신 공정 S20
도 3을 참조하면, 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 따라서 적절하게 선택할 수 있지만, 바람직하게는, 적층 필름(100)의 원래 길이에 대하여 5배 초과 17배 이하이며, 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 17배 초과이면, 연신시에 필름의 파단이 생기기 쉽게 되는 동시에, 연신 필름(200)의 두께가 필요 이상으로 얇아져, 후속 공정에서의 가공성 및 취급성이 저하할 우려가 있다.
연신 처리는, 1 단계의 연신에 한정되지 않으며 다단으로 행할 수도 있다. 이 경우, 다단계의 연신 처리 전부를 염색 공정 S30 전에 연속적으로 행하여도 좋고, 2번째 단계 이후의 연신 처리를 염색 공정 S30에 있어서의 염색 처리 및/또는 가교 처리와 동시에 행하여도 좋다. 이와 같이 다단으로 연신 처리하는 경우는, 연신 처리의 전체 단을 합쳐서 5배 초과의 연신 배율이 되도록 연신 처리하는 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 등이라도 좋다. 세로 연신 방식으로서는, 롤을 이용하여 연신하는 롤 사이 연신, 압축 연신, 척(클립)을 이용한 연신 등을 예로 들 수 있고, 가로 연신 방식으로서는 텐터법 등을 예로 들 수 있다. 연신 처리는, 습윤식 연신 방법, 건식 연신 방법의 어느 것이나 채용할 수 있지만, 건식 연신 방법을 이용하는 쪽이, 연신 온도를 넓은 범위에서 선택할 수 있다는 점에서 바람직하다.
연신 온도는, 폴리비닐알코올계 수지층(6) 및 기재 필름(30) 전체가 연신 가능할 정도로 유동성을 보이는 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 상기 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 곤란하게 되는 경향이 있다. 연신 온도가 상전이 온도의 +30℃를 초과하면, 기재 필름(30)의 유동성이 지나치게 커 연신이 곤란하게 되는 경향이 있다. 5배 초과의 고연신 배율을 보다 달성하기 쉬우므로, 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. 롤 사이 연신 방식에 있어서는, 연신 온도의 균일성이라는 관점에서 존 가열법이 바람직하다.
연신 공정 S20에 앞서서, 적층 필름(100)을 예열하는 예열 처리 공정을 두어도 좋다. 예열 방법으로서는, 연신 처리에 있어서의 가열 방법과 같은 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 S20에 있어서의 연신 처리 후에 열고정 처리 공정을 두어도 좋다. 열고정 처리는, 연신 필름(200)의 단부를 클립에 의해 파지한 상태에서 긴장 상태로 유지하면서, 결정화 온도 이상에서 열처리를 행하는 처리이다. 이 열고정 처리에 의해서 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.
(3) 염색 공정 S30
도 4를 참조하면, 본 공정은, 연신 필름(200)의 폴리비닐알코올계 수지층(6')을 이색성 색소로 염색하여 이것을 흡착 배향시켜, 편광자층(5)으로 하는 공정이다. 본 공정을 거쳐 기재 필름(30')의 일면 또는 양면에 편광자층(5)이 적층된 편광성 적층 필름(300)를 얻을 수 있다. 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 추가로 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 더 한층 향상시킬 수 있으므로, 요오드를 함유하는 염색 용액에 요오드화물을 추가로 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 바람직하고, 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.
한편, 염색 공정 S30을 연신 공정 S20 전에 행하거나 이들 공정을 동시에 행하거나 하는 것도 가능하지만, 폴리비닐알코올계 수지층에 흡착시키는 이색성 색소를 양호하게 배향시킬 수 있도록, 적층 필름(100)에 대하여 적어도 어느 정도의 연신 처리를 실시한 후에 염색 공정 S30을 실시하는 것이 바람직하다. 즉, 연신 공정 S20에서 목표의 배율이 될 때까지 연신 처리를 실시하여 얻어지는 연신 필름(200)을 염색 공정 S30에 사용할 수 있는 것 외에, 연신 공정 S20에서 목표보다 낮은 배율로 연신 처리한 후, 염색 공정 S30 중에 총 연신 배율이 목표의 배율이 될 때까지 연신 처리를 실시할 수도 있다. 후자의 실시양태에서는, 1) 연신 공정 S20에 있어서 목표보다 낮은 배율로 연신 처리한 후, 염색 공정 S30에 있어서의 염색 처리 중에 총 연신 배율이 목표의 배율이 되도록 연신 처리를 실시하는 양태나, 후술하는 것과 같이, 염색 처리 후에 가교 처리하는 경우에는, 2) 연신 공정 S20에 있어서 목표보다 낮은 배율로 연신 처리한 후, 염색 공정 S30에 있어서의 염색 처리 중에, 총 연신 배율이 목표의 배율에 달하지 않을 정도까지 연신 처리하고, 이어서, 최종적인 총 연신 배율이 목표의 배율이 되도록 가교 처리 중에 연신 처리를 실시하는 양태 등을 예로 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. 가교제로서는 종래 공지된 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 물이 사용할 수 있지만, 물과 상용성이 있는 유기 용매를 추가로 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 면내에 있어서의 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 상술한 대로이다. 또한, 조성이 다른 2종 이상의 가교 용액을 이용하여, 가교 용액에 침지하는 처리를 2회 이상 행하여도 좋다.
염색 공정 S30 후, 후술하는 제1 보호 필름 접합 공정 S40 전에 세정 공정 및 건조 공정을 행하는 것이 바람직하다. 세정 공정은 통상 물 세정 공정을 포함한다. 물 세정 처리는, 이온교환수, 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 조합이라도 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 있지만, 편광판의 박형화라는 관점에서 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 8 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 편광자층(5)의 두께는 통상 2 ㎛ 이상이다.
편광성 적층 필름(300)이 갖는 편광자층(5)에 있어서의 기재 필름(30')과는 반대쪽 면의 산술 평균 거칠기 Ra2는, 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 도공액을 기재 필름(30)에 도공하고, 연신, 염색 공정을 거쳐 편광자층(5)이 형성되는 경우, 통상은 55 nm 이하이며, 보다 전형적으로는 40 nm 정도 이하이다.
<편광판의 제조 방법>
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 편광판의 제조 방법은, 하기 공정:
상술한 방법에 의해 제조된 편광성 적층 필름의 편광자층에 있어서의 기재 필름과는 반대쪽의 면에 제1 보호 필름을 접합하는 제1 보호 필름 접합 공정 S40,
기재 필름을 박리 제거하는 박리 공정 S50
을 이 순서로 포함한다.
제1 보호 필름 접합 공정 S40 및 박리 공정 S50을 거쳐, 편광자층의 한쪽의 면에 제1 보호 필름이 접합된 일면 보호 필름을 갖춘 편광판을 얻을 수 있다. 또한, 도 1에 도시하는 것과 같이, 박리 공정 S50 후에, 일면 보호 필름을 갖춘 편광판에 있어서의 기재 필름의 박리 제거에 의해서 나타나는 면(이하, 이 면을 「박리면」이라고도 한다.)에 제2 보호 필름을 접합하는 제2 보호 필름 접합 공정 S60을 두어, 양면 보호 필름을 갖춘 편광판을 얻더라도 좋다.
이상의 제조 방법에 따르면, 기재 필름(30)에 있어서의 산술 평균 거칠기 Ra0가 130 nm 이하인 면 위에 편광자층이 형성된 편광성 적층 필름을 이용하여 편광판(일면 또는 양면 보호 필름을 갖춘 편광판)을 제조하기 때문에, 히트 쇼크 시험에 있어서 갈라짐을 일으키기 어렵고, 급격한 온도차에 대한 내구성이 높은 편광판을 얻을 수 있다.
여기서, 편광자층의 갈라짐 및 본 발명에 의한 갈라짐 억제 효과에 관해서 더욱 자세히 설명한다. 히트 쇼크 시험에 있어서 냉열을 반복하면, 플라스틱 폴리머로 이루어지는 편광판의 각 층은 열팽창에 의해 신축을 반복하게 된다. 또한, 보호 필름 등이 성형시의 왜곡을 갖고 있는 경우나, 이것을 구성하는 폴리머가 배향되어 있는 경우에는 완화 거동도 더해지기 때문에, 사이클마다 필름의 치수 그 자체가 서서히 변화해 나간다(통상은 줄어든다). 또한 편광자층에 있어서도, 열팽창에 의한 신축에 더하여, 배향 완화에 의한 수축이나 붕산에 의한 가교 수축 등의 힘이 작용하여, 그 자신이 꽤 강하게 수축하고자 한다.
히트 쇼크 시험에 있어서 편광판은, 편광자층의 수축하고자 하는 수축력과 그 주위에 배치되는 각 층의 복잡한 움직임의 불일치에 의한 왜곡에 기인하여, 사이클을 거듭해 갈 때마다 매우 높은 내부 응력을 생기게 된다. 편광자층의 갈라짐은, 이 내부 응력에 의해서 고도로 배향한 폴리비닐알코올계 수지의 배향 방향을 따라서 편광자층이 갈라져 버리는 문제점이다.
이와 같이 갈라짐의 요인에는, 편광자층 자신이 갖는 수축 응력 외에, 보호 필름 및 시험시에 편광판이 접합되는 유리 기판(실용에 있어서의 액정 셀 등의 표시 셀을 상정한 것이다.)과 같은 주위 부재와의 왜곡(즉, 이들 주위 부재의 성질)을 들 수 있지만, 실제로 갈라짐이 생기려면, 많은 경우, 이들 요인에 의해서 생기는 내부 응력이 특이적으로 집중하여, 갈라짐의 기점으로 되어 버리는 결함 부위가 편광판에 존재할 필요가 있다는 것, 편광판에 있어서의 박리면의 표면 요철이 상기 결함 부위를 형성할 수 있다는 것을 본 발명자는 알아냈다. 이러한 결함 부위가 존재하면, 내부 응력이 비교적 낮더라도 갈라짐을 일으키는 경우가 있다.
본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니지만, 편광판에 있어서의 박리면의 표면 요철이 기점이 되어 갈라짐을 일으키는 메카니즘은 다음과 같은 것으로 추정된다. 박리면에 편광자층의 두께보다도 충분히 작은 요철이 존재하는 경우, 그 면에 접착제를 이용하여 보호 필름을 접합하거나, 그 면에 점착제층을 통해 유리 기판을 접합하거나 할 때에 인간의 눈이나 결함 검사기 등으로는 검출할 수 없을 정도의 작은 공극부가 생겨 버리는 경우가 있다. 이 공극부의 사이즈는 수 ㎛ 정도로 작기 때문에, 공극부를 형성하는 편광자층 부분은, 편광자층이 갖는 수축 응력을 그대로 유지하고 있다고 생각된다. 한편, 공극부가 존재하는 부위는, 접착제층이나 점착제층을 통한 보호 필름 또는 유리 기판에 의한 보강 효과를 향수할 수 없기 때문에, 그 부위는 편광판 중에서도 특히 취약부로서 존재하여, 갈라짐의 기점이 되기 쉽다고 생각된다. 실제로, 갈라짐을 일으킨 편광판의 단면을 주사형 전자현미경 등으로 해석하면, 갈라짐 부분에 수 ㎛ 정도의 공극부를 검출할 수 있다. 상술한 것과 같이, 이 공극부는, 인간의 눈이나 결함 검사기 등으로 검출할 수 있는 레벨의 크기에는 없기 때문에, 공극부를 갖는 편광판을 결함품으로서 배제한다고 하는 대책을 강구하기는 어렵다.
본 발명에 따르면, 편광자층이 형성되는 기재 필름 면의 산술 평균 거칠기 Ra0를 130 nm 이하로 함으로써, 얻어지는 편광판에 있어서의 박리면의 산술 평균 거칠기 Ra1를, 편광성 적층 필름을 구성하는 편광자층에 있어서의 기재 필름과는 반대쪽 면의 산술 평균 거칠기 Ra2에 가깝게 하는 것, 즉 산술 평균 거칠기 Ra1를 작게 하는 것이 가능하므로, 편광자층의 두께가 예컨대 10 ㎛ 이하로 박막이라도, 상기와 같은 검출할 수 없을 정도로 작은, 갈라짐의 기점으로 되기 쉬운 공극부의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 기재 필름 상에 편광자층을 형성하여 편광성 적층 필름으로 하고, 그 편광자층 상에 보호 필름을 접합한 후에 기재 필름을 박리 제거하는 방법에 의해 편광판을 제조하는 경우, 박리면의 표면 상태가 기재 필름의 표면 상태의 영향을 받는 것은 피할 수 없으며, 이 점은 상기 특허문헌 2에서도 나와 있다. 그러나, 특허문헌 2에 기재된 발명이 주목하고 있는 것은, 기재 필름의 표면이나 내부에 존재하는, 알아볼 수 있을 정도로 큰 이물(먼지 등)이나 상처 등이며, 이들을 반영하여 생긴 요철이나 상처를 갖는 편광자층의 면을 표시 셀과는 반대쪽으로 향하게 하여 표시 장치를 구축하는 것을 취지로 하는 것이다. 또한 특허문헌 2에 기재된 발명은, 편광자층의 갈라짐이 아니라, 편광자층의 요철이나 상처가 휘점이 되어 표시 장치의 시인성이 저하하는 것을 문제 삼고 있고, 또한 이러한 요철이나 상처를 억제하는 방법을 제공하는 것도 아니다.
애당초 본 발명자의 검토에 의해, 시인할 수 있을 정도로 큰 수십 ㎛ 이상의 결함(예컨대 이물)은, 갈라짐의 기점을 제공하는 결함 부위로는 되지 않는다는 것이 분명하게 되었다. 이것은, 박막(예컨대 10 ㎛ 이하)의 편광자층에 있어서 수십 ㎛ 이상의 결함은, 편광자층의 두께 방향에 관해서, 편광자층의 대부분 또는 전체로 치환되어 점유하고 있으며, 결함부에 편광자층이 거의 존재하지 않으므로, 그 결함부에 있어서 편광자층 자신이 갖는 수축 응력은 전혀 작용하지 않거나 또는 매우 작다는 것에 의한 것으로 추측된다. 이에 대하여, 본 발명이 주목하고 있는 수십 ㎛가 되지 않는 시인할 수 없는 레벨의 미소한 표면 요철(예컨대, 50 ㎛ 이하의 미소한 표면 요철이며, 나노 오더의 미소한 표면 요철도 포함하는 요철)은, 그 표면이 유리 기판 측에 배치되는지, 그 반대쪽에 배치되는지에 상관없이, 히트 쇼크 시험에 있어서 갈라짐의 요인이 될 수 있는 것이다.
(1) 제1 보호 필름 접합 공정 S40
도 5를 참조하면, 본 공정은, 편광성 적층 필름(300)의 편광자층(5)에 있어서의 기재 필름(30')과는 반대쪽의 면에 제1 접착제층(15)을 통해 제1 보호 필름(10)을 접합하여, 보호 필름을 갖춘 편광성 적층 필름(400)을 얻는 공정이다. 편광성 적층 필름(300)이 기재 필름(30')의 양면에 편광자층(5)을 갖는 경우는 통상 양면의 편광자층(5) 상에 각각 보호 필름이 접합된다. 이 경우, 이들 보호 필름은 동종의 보호 필름이라도 좋고, 이종의 보호 필름이라도 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; 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 디아세테이트와 같은 셀룰로오스 에스테르계 수지; 폴리에스테르계 수지; 폴리카보네이트계 수지; (메트)아크릴계 수지; 폴리스티렌계 수지; 또는 이들의 혼합물, 공중합물 등을 예로 들 수 있다.
제1 보호 필름(10)은, 위상차 필름, 휘도 향상 필름과 같은 광학 기능을 더불어 갖는 보호 필름일 수도 있다. 예컨대, 상기 열가소성 수지로 이루어지는 필름을 연신(일축 연신 또는 이축 연신 등)하거나, 상기 필름 상에 액정층 등을 형성하거나 함으로써, 임의의 위상차치가 부여된 위상차 필름으로 할 수 있다.
쇄상 폴리올레핀계 수지로서는, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지와 같은 쇄상 올레핀의 단독 중합체 외에, 2종 이상의 쇄상 올레핀으로 이루어지는 공중합체를 예로 들 수 있다.
환상 폴리올레핀계 수지는, 환상 올레핀을 중합 단위로 하여 중합되는 수지의 총칭이다. 환상 폴리올레핀계 수지의 구체예를 들면, 환상 올레핀의 개환 (공)중합체, 환상 올레핀의 부가 중합체, 환상 올레핀과 에틸렌, 프로필렌과 같은 쇄상 올레핀과의 공중합체(대표적으로는 랜덤 공중합체) 및 이들을 불포화 카르복실산이나 그 유도체로 변성한 그라프트 중합체, 그리고 이들의 수소화물 등이다. 그 중에서도 환상 올레핀으로서 노르보르넨이나 다환 노르보르넨계 모노머 등의 노르보르넨계 모노머를 이용한 노르보르넨계 수지가 바람직하게 이용된다.
셀룰로오스 에스테르계 수지는 셀룰로오스와 지방산과의 에스테르이다. 셀룰로오스 에스테르계 수지의 구체예는, 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 디아세테이트, 셀룰로오스 트리프로피오네이트, 셀룰로오스 디프로피오네이트를 포함한다. 또한, 이들의 공중합물이나 수산기의 일부가 다른 치환기로 수식된 것을 이용할 수도 있다. 이들 중에서도 셀룰로오스 트리아세테이트(트리아세틸셀룰로오스: TAC)가 특히 바람직하다.
폴리에스테르계 수지는 에스테르 결합을 갖는 수지이며, 다가 카르복실산 또는 그 유도체와 다가 알코올과의 중축합체로 이루어지는 것이 일반적이다. 다가 카르복실산 또는 그 유도체로서는 2가의 디카르복실산 또는 그 유도체를 이용할 수 있으며, 예컨대 테레프탈산, 이소프탈산, 디메틸테레프탈레이트, 나프탈렌디카르복실산디메틸 등을 들 수 있다. 다가 알코올로서는 2가의 디올을 이용할 수 있으며, 예컨대 에틸렌글리콜, 프로판디올, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 시클로헥산디메탄올 등을 들 수 있다.
폴리에스테르계 수지의 구체예는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌 나프탈레이트, 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 등이라도 좋다.
(메트)아크릴계 수지는, (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물을 주된 구성 모노머로 하는 수지이다. (메트)아크릴계 수지의 구체예는, 예컨대, 폴리메타크릴산메틸과 같은 폴리(메트)아크릴산 에스테르; 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산 공중합체; 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산 에스테르 공중합체; 메타크릴산메틸-아크릴산 에스테르-(메트)아크릴산 공중합체; (메트)아크릴산메틸-스티렌 공중합체(MS 수지 등); 메타크릴산메틸과 지환족 탄화수소기를 갖는 화합물과의 공중합체(예컨대, 메타크릴산메틸-메타크릴산 시클로헥실 공중합체, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산 노르보르닐 공중합체 등)를 포함한다. 바람직하게는, 폴리(메트)아크릴산메틸과 같은 폴리(메트)아크릴산 C1- 6알킬 에스테르를 주성분으로 하는 중합체가 이용되며, 보다 바람직하게는, 메타크릴산메틸을 주성분(50~100 중량%, 바람직하게는 70~100 중량%)으로 하는 메타크릴산메틸계 수지가 이용된다.
또한, 이상에 기재한 각 열가소성 수지에 관한 설명은, 기재 필름(30)을 구성하는 열가소성 수지에 관해서도 적용할 수 있다.
제1 보호 필름(10)의 편광자층(5)과는 반대쪽의 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 박형화라는 관점에서 얇은 것이 바람직하지만, 지나치게 얇으면 강도가 저하하여 가공성이 뒤떨어진다. 따라서, 제1 보호 필름(10)의 두께는 5~90 ㎛ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 5~60 ㎛, 더욱 바람직하게는 5~50 ㎛이다. 제1 보호 필름(10)의 두께가 30 ㎛ 이하라도, 본 발명에 따르면 히트 쇼크 시험에 있어서의 편광자층의 갈라짐을 효과적으로 억제할 수 있다.
제1 접착제층(15)을 형성하는 접착제로서는, 예컨대 수계 접착제 또는 광경화성 접착제를 이용할 수 있다. 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 셀룰로오스 에스테르계 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 단량체와의 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 도공하여, 이들 필름을 접착제층을 통해 접합하고, 바람직하게는 접합 롤 등을 이용하여 가압하여 밀착시킴으로써 접합 공정이 실시된다. 수계 접착제(광경화성 접착제에 관해서도 마찬가지임)의 도공 방법은 특별히 제한되지 않고, 유연법(流延法), 메이어바 코트법, 그라비아 코트법, 콤마 코터법, 닥터 플레이트법, 다이 코트법, 딥 코트법, 분무법 등의 종래 공지된 방법을 이용할 수 있다.
수계 접착제를 이용하는 경우, 상술한 접합을 실시한 후, 수계 접착제 중에 포함되는 물을 제거하기 위해서 필름을 건조시키는 건조 공정을 실시하는 것이 바람직하다. 건조는 예컨대 필름을 건조로에 도입함으로써 행할 수 있다. 건조 온도(건조로의 온도)는 바람직하게는 30~90℃이다. 30℃ 미만이면, 제1 보호 필름(10)이 편광자층(5)으로부터 벗겨지기 쉽게 되는 경향이 있다. 또한 건조 온도가 90℃를 초과하면, 열에 의해서 편광자층(5)의 편광 성능이 열화될 우려가 있다. 건조 시간은 10~1000초 정도로 할 수 있고, 생산성의 관점에서는, 바람직하게는 60~750초, 보다 바람직하게는 150~600초이다.
건조 공정 후, 실온 또는 그보다 약간 높은 온도, 예컨대 20~45℃ 정도의 온도에서 12~600시간 정도 양생하는 양생 공정을 두어도 좋다. 양생 온도는 건조 온도보다도 낮게 설정되는 것이 일반적이다.
광경화성 접착제란, 자외선과 같은 광을 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 모노머에 유래하는 올리고머를 예로 들 수 있다. 광중합 개시제로서는, 자외선과 같은 광의 조사에 의해 중성 라디칼, 음이온 라디칼, 양이온 라디칼과 같은 활성종을 발생하는 물질을 포함하는 것을 예로 들 수 있다. 중합성 화합물 및 광중합 개시제를 포함하는 광경화성 접착제로서, 광경화성 에폭시계 모노머 및 광양이온성 중합 개시제를 포함하는 것을 바람직하게 이용할 수 있다.
광경화성 접착제를 이용하는 경우, 상술한 접합을 실시한 후, 필요에 따라서 건조 공정을 행하고(광경화성 접착제가 용매를 포함하는 경우 등), 이어서 광을 조사함으로써 광경화성 접착제를 경화시키는 경화 공정을 행한다. 조사하는 광은 특별히 한정되지 않지만, 파장 400 nm 이하에 발광 분포를 갖는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 광원으로서 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙 라이트 램프, 마이크로파 여기 수은등, 메탈 할라이드 램프 등이 바람직하게 이용된다.
편광자층(5) 상에 제1 보호 필름(10)을 접합함에 있어서, 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 있으며, 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, 셀룰로오스 에스테르계 수지로 이루어지는 경우에는, 통상 비누화 처리가 행해진다. 비누화 처리로서는, 수산화나트륨이나 수산화칼륨과 같은 알칼리 수용액에 침지하는 방법을 들 수 있다.
(2) 박리 공정 S50
도 6을 참조하면, 본 공정은, 제1 보호 필름 접합 공정 S40 후에, 기재 필름(30')을 박리 제거하는 공정이다. 본 공정에서 일면 보호 필름을 갖춘 편광판(1)을 얻을 수 있다. 편광성 적층 필름(300)이 기재 필름(30')의 양면에 편광자층(5)을 가지고, 이들 양쪽의 편광자층(5)에 보호 필름을 접합한 경우에는, 이 박리 공정 S50에 의해, 1장의 편광성 적층 필름(300)으로부터 2장의 일면 보호 필름을 갖춘 편광판(1)을 얻을 수 있다.
기재 필름(30')을 박리 제거하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니며, 통상의 점착제를 갖춘 편광판에서 행해지는 세퍼레이터(박리 필름)의 박리 공정과 같은 방법으로 박리할 수 있다. 기재 필름(30')은, 제1 보호 필름 접합 공정 S40 후, 그대로 곧바로 박리하여도 좋고, 제1 보호 필름 접합 공정 S40 후, 한 번 롤 형상으로 감고, 그 후의 공정에서 풀어내면서 박리하여도 좋다.
본 발명에 따르면, 편광자층(5)이 형성되는 면의 산술 평균 거칠기 Ra0가 130 nm 이하인 기재 필름(30)을 이용하여 편광성 적층 필름(300)을 제조하고, 이것을 이용하여 편광판을 제조하기 때문에, 박리면의 산술 평균 거칠기 Ra1가 편광성 적층 필름(300)을 구성하는 편광자층(5)에 있어서의 기재 필름(30')과는 반대쪽 면의 산술 평균 거칠기 Ra2에 가깝고, 즉 산술 평균 거칠기 Ra1가 작은 일면 보호 필름을 갖춘 편광판(1)을 얻을 수 있다. 이 일면 보호 필름을 갖춘 편광판(1)은, 히트 쇼크 시험에 있어서 갈라짐을 일으키기 어렵고, 급격한 온도차에 대한 내구성이 높다.
갈라짐을 효과적으로 억제한다는 관점에서, 산술 평균 거칠기 Ra1와 산술 평균 거칠기 Ra2의 차는 절대치로 15 nm 이하인 것이 바람직하고, 12 nm 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한 같은 이유에서, 산술 평균 거칠기 Ra1는 55 nm 이하인 것이 바람직하고, 50 nm 이하인 것이 보다 바람직하다.
<제2 보호 필름 접합 공정 S50>
도 1 및 도 7을 참조하면, 일면 보호 필름을 갖춘 편광판(1)의 박리면에 제2 접착제층(25)을 통해 제2 보호 필름(20)을 접합하는 본 공정을 실시하면, 양면 보호 필름을 갖춘 편광판(2)을 얻을 수 있다. 이 양면 보호 필름을 갖춘 편광판(2)도 또한 히트 쇼크 시험에 있어서 갈라짐을 일으키기 어렵고, 급격한 온도차에 대한 내구성이 높은 것이다.
제2 보호 필름(20) 및 이것을 접합하는 제2 접착제층(25)에 관해서는, 제1 보호 필름(10) 및 제1 접착제층(15)에 관해서 기술한 기재 내용이 인용된다. 제1 보호 필름(10)과 제2 보호 필름(20)은 상호 동종의 보호 필름이라도 좋고, 이종의 보호 필름이라도 좋다. 제1 접착제층(15)과 제2 접착제층(25)은 상호 동종의 접착제로 형성되어도 좋고, 이종의 접착제로 형성되어도 좋다.
이상과 같이 하여 얻어지는 일면 보호 필름을 갖춘 편광판(1), 양면 보호 필름을 갖춘 편광판(2)은, 주변 부재를 접합하여 복합 편광판으로 하거나, 이러한 복합 편광판으로서 사용하거나 할 수 있다. 주변 부재로서는, 보호 필름 상에 접합되는 상처 방지용의 프로텍트 필름; 보호 필름 상(예컨대, 양면 보호 필름을 갖춘 편광판(2)의 경우) 또는 편광자층(5) 상(예컨대, 일면 보호 필름을 갖춘 편광판(1)의 경우)에 적층되는, 편광판을 표시 셀이나 다른 광학 부재에 접합하기 위한 점착제층; 점착제층의 외면에 적층되는 세퍼레이트 필름; 보호 필름 상(예컨대, 양면 보호 필름을 갖춘 편광판(2)의 경우) 또는 편광자층(5) 상(예컨대, 일면 보호 필름을 갖춘 편광판(1)의 경우)에 적층되는, 위상차 필름과 같은 광학 보상 필름이나, 그 밖의 광학 기능성 필름을 들 수 있다.
주변 부재의 일례인 점착제층은, 양면 보호 필름을 갖춘 편광판(2)에 있어서는 어느 한 보호 필름의 외면에 적층할 수 있고, 일면 보호 필름을 갖춘 편광판(1)에 있어서는 예컨대 박리면에 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 가한 점착제 조성물로 이루어진다. 또한 미립자를 함유하여 광산란성을 보이는 점착제층으로 할 수도 있다. 점착제층의 두께는 통상 1~40 ㎛이며, 바람직하게는 3~25 ㎛이다.
또한, 주변 부재의 다른 일례인 광학 기능성 필름으로서는, 어느 종류의 편광광을 투과하고, 그것과 반대의 성질을 보이는 편광광을 반사하는 반사형 편광 필름; 표면에 요철 형상을 갖는 방현 기능을 갖춘 필름; 표면 반사 방지 기능을 갖춘 필름; 표면에 반사 기능을 갖는 반사 필름; 반사 기능과 투과 기능을 더불어 갖는 반투과 반사 필름; 시야각 보상 필름 등을 예로 들 수 있다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것은 아니다.
이하의 실시예 및 비교예에 있어서 산술 평균 거칠기 Ra는, 유겐가이샤 센소파재팬에서 판매하고 있는 PLμ2300를 이용하여 표면 화상을 얻은 후, 이것을 부속된 소프트웨어를 이용하여 통계 처리함으로써 구했다. 렌즈는 20배, 관찰 면적은 636.61 ㎛×477.25 ㎛로 했다.
<실시예 1>
(1) 기재 필름의 제작
에틸렌 유닛을 약 5 중량% 포함하는 프로필렌/에틸렌의 랜덤 공중합체(스미토모카가쿠(주) 제조의 「스미토모노브렌 W151」, 융점 Tm=138℃)로 이루어지는 수지층의 양면에 프로필렌의 단독 중합체인 호모폴리프로필렌(스미토모카가쿠(주) 제조의 「스미토모노브렌 FLX80E4」, 융점 Tm=163℃)으로 이루어지는 수지층을 배치한 3층 구조의 기재 필름을, 다층 압출 성형기를 이용한 공압출 성형에 의해 제작했다. 기재 필름의 합계 두께는 90 ㎛이고, 각 층의 두께 비(FLX80E4/W151/FLX80E4)는 3/4/3이었다. 조핵제는 사용하지 않았다.
공압출시의 수지 용융 온도는 275℃로 하고, 용융 필름의 냉각에 이용하는 냉각 롤의 온도는 25℃로 했기 때문에, 냉각시의 온도차는 250℃였다. 또한, 폴리비닐알코올계 수지층이 형성되는 측의 기재 필름의 면은 산술 평균 거칠기 Ra0가 55.0 nm였다.
(2) 프라이머층 형성 공정
폴리비닐알코올 분말(닛폰고세이카가쿠고교(주) 제조의 「Z-200」, 평균 중합도 1100, 비누화도 99.5 몰%)을 95℃의 열수에 용해하여, 농도 3 중량%의 폴리비닐알코올 수용액을 조제했다. 얻어진 수용액에 가교제(다오카카가쿠고교(주) 제조의 「스미레즈레진 650」)를 폴리비닐알코올 분말 6 중량부에 대하여 5 중량부의 비율로 혼합하여, 프라이머층 형성용 도공액을 얻었다.
이어서, 상기 (1)에서 제작한 기재 필름의 한쪽 면(산술 평균 거칠기 Ra0가 55.0 nm인 면)에 코로나 처리를 실시한 후, 그 코로나 처리한 면에 마이크로그라비아 코터를 이용하여 상기 프라이머층 형성용 도공액을 도공하고, 80℃에서 10분간 건조시킴으로써 두께 0.2 ㎛의 프라이머층을 형성했다.
(3) 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 했다.
상기 (2)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.
(4) 연신 필름의 제작(연신 공정)
상기 (3)에서 제작한 적층 필름에 대하여, 플로우팅의 세로 일축 연신 장치를 이용하여 160℃에서 5.8배의 자유단 일축 연신을 실시하여 연신 필름을 얻었다. 연신 후의 폴리비닐알코올계 수지층의 두께는 6.2 ㎛였다.
(5) 편광성 적층 필름의 제작(염색 공정)
상기 (4)에서 제작한 연신 필름을, 요오드와 요오드화칼륨을 포함하는 30℃의 염색 수용액(물 100 중량부당 요오드를 0.6 중량부, 요오드화칼륨을 10 중량부 포함한다.)에 약 180초간 침지하여 폴리비닐알코올계 수지층의 염색 처리를 실시한 후, 10℃의 순수로 여분의 염색 수용액을 씻어냈다.
이어서, 붕산을 포함하는 78℃의 제1 가교 수용액(물 100 중량부당 붕산을 9.5 중량부 포함한다.)에 120초간 침지하고, 이어서, 붕산 및 요오드화칼륨을 포함하는 70℃의 제2 가교 수용액(물 100 중량부당 붕산을 9.5 중량부, 요오드화칼륨을 4 중량부 포함한다.)에 60초간 침지하여 가교 처리를 실시했다. 그 후, 10℃의 순수로 10초간 세정하고, 마지막으로 40℃에서 300초간 건조시킴으로써, 기재 필름/프라이머층/편광자층으로 이루어지는 편광성 적층 필름을 얻었다.
얻어진 편광성 적층 필름에 있어서, 편광자층에 있어서의 기재 필름과는 반대쪽 면의 산술 평균 거칠기 Ra2를 측정한 바, 38.5 nm였다.
(6) 편광판의 제작(보호 필름 접합 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 조제했다. 얻어진 수용액에 가교제(다오카카가쿠고교(주) 제조의 「스미레즈레진 650」)를 폴리비닐알코올 분말 2 중량부에 대하여 1 중량부의 비율로 혼합하여, 접착제 수용액으로 했다.
이어서, 상기 (5)에서 제작한 편광성 적층 필름의 편광자층에 있어서의 기재 필름과는 반대쪽의 면에 상기 접착제 수용액을 도공한 후, 보호 필름〔트리아세틸셀룰로오스(TAC)로 이루어지는 투명 보호 필름(코니카미놀타옵트(주) 제조의 「KC4UY」), 두께 40 ㎛〕을 접합하고, 80℃의 오븐에서 2분간 건조시켜, 기재 필름/프라이머층/편광자층/접착제층/보호 필름으로 이루어지는 보호 필름을 갖춘 편광성 적층 필름을 얻었다.
이어서, 보호 필름을 갖춘 편광성 적층 필름으로부터 기재 필름을 박리 제거했다. 기재 필름은 용이하게 박리되어, 일면 보호 필름을 갖춘 편광판을 얻었다. 편광자층의 두께는 6.7 ㎛였다.
얻어진 일면 보호 필름을 갖춘 편광판에 있어서, 기재 필름의 박리 제거에 의해서 나타난 박리면의 산술 평균 거칠기 Ra1를 측정한 바, 38.7 nm였다. 마지막으로, 이 박리면에 (메트)아크릴계의 점착제층을 설치하여, 점착제층을 갖춘 편광판으로 했다.
<실시예 2>
표층이 되는 2개의 호모폴리프로필렌층에, 고밀도 폴리에틸렌으로 이루어지는 조핵제를 호모폴리프로필렌에 대하여 1 중량% 첨가한 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 기재 필름을 제작하고, 이 기재 필름을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 점착제층을 갖춘 편광판을 제작했다.
<실시예 3>
표층이 되는 2개의 호모폴리프로필렌층에, 고밀도 폴리에틸렌으로 이루어지는 조핵제를 호모폴리프로필렌에 대하여 2 중량% 첨가한 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 기재 필름을 제작하고, 이 기재 필름을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 점착제층을 갖춘 편광판을 제작했다.
<비교예 1>
공압출시의 수지 용융 온도는 265℃로 한 것 이외에는 실시예 3과 같은 식으로 기재 필름을 제작하고, 이 기재 필름을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 점착제층을 갖춘 편광판을 제작했다.
<비교예 2>
표층이 되는 2개의 호모폴리프로필렌층에, 고밀도 폴리에틸렌으로 이루어지는 조핵제를 호모폴리프로필렌에 대하여 3 중량% 첨가한 것 이외에는 비교예 1과 같은 식으로 기재 필름을 제작하고, 이 기재 필름을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 점착제층을 갖춘 편광판을 제작했다.
<비교예 3>
공압출시의 수지 용융 온도는 260℃로 한 것 이외에는 비교예 2와 같은 식으로 기재 필름을 제작하고, 이 기재 필름을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 점착제층을 갖춘 편광판을 제작했다.
기재 필름 제작시의 조핵제의 첨가량, 냉각시의 온도차, 그리고 산술 평균 거칠기 Ra0, Ra1 및 Ra2를 표 1에 정리했다.
〔히트 쇼크 시험〕
실시예·비교예에서 얻어진 편광판을 4.4" 사이즈(50 mm×100 mm)로 칩 절단하고, 이것을 그 점착제층을 이용하여 코닝 유리에 접합했다. 이 유리 접합 샘플을 50장 준비하여, 이들을 냉열 충격 시험기에 넣고, 「-40℃의 조에서 30분간 유지한 후, 순간적으로 85℃의 조로 옮겨 30분간 유지한다」는 조작을 1 사이클로 하여, 이것을 400 사이클 반복하는 히트 쇼크 시험을 실시했다. 50장의 샘플에 있어서의 편광자층의 갈라짐 개수를 눈으로 보아 카운팅하여, 갈라짐의 개수를 1 ㎡ 당 개수로 환산했다. 시험 도중, 100 사이클, 250 사이클 경과시에 샘플을 꺼내고, 같은 식으로 1 ㎡ 당 갈라짐 개수를 구했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[표 1]
Figure 112016081908984-pct00001
얻어진 일면 보호 필름을 갖춘 편광판의 보호 필름 측에 (메트)아크릴계의 점착제층을 설치하여 점착제층을 갖춘 편광판으로 하고, 위와 같은 식으로 히트 쇼크 시험을 실시하여도, 갈라짐 개수는 각각 실시예 1~3, 비교예 1~3와 실질적으로 동일했다.
1: 일면 보호 필름을 갖춘 편광판
2: 양면 보호 필름을 갖춘 편광판
5: 편광자층
6: 폴리비닐알코올계 수지층
6': 연신된 폴리비닐알코올계 수지층
10: 제1 보호 필름
15: 제1 접착제층
20: 제2 보호 필름
25: 제2 접착제층
30: 기재 필름
30': 연신된 기재 필름
100: 적층 필름
200: 연신 필름
300: 편광성 적층 필름
400: 보호 필름을 갖춘 편광성 적층 필름.

Claims (11)

  1. 기재 필름의 면에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 공정과,
    상기 적층 필름을 연신하여 연신 필름을 얻는 공정과,
    상기 연신 필름의 폴리비닐알코올계 수지층을 이색성 색소로 염색하여 편광자층을 형성함으로써 편광성 적층 필름을 얻는 공정과
    상기 편광자층에 있어서의 상기 기재 필름과는 반대쪽의 면에 제1 보호 필름을 접합하는 공정과,
    상기 기재 필름을 박리 제거하는 공정
    을 이 순서로 포함하고,
    상기 폴리비닐알코올계 수지층이 형성되는 기재 필름 면의 산술 평균 거칠기 Ra0가 130 nm 이하이고,
    상기 기재 필름을 박리 제거하여 얻어지는 편광판에 있어서 기재 필름의 박리 제거에 의해 나타나는 면의 산술 평균 거칠기 Ra1가 55 nm 이하인, 편광판의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리비닐알코올계 수지층은 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 도공액을 도공함으로써 형성되는 것인 제조 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 기재 필름을 박리 제거하여 얻어지는 편광판에 있어서 기재 필름의 박리 제거에 의해 나타나는 면의 산술 평균 거칠기 Ra1와, 상기 편광성 적층 필름을 구성하는 편광자층에 있어서의 상기 기재 필름과는 반대쪽 면의 산술 평균 거칠기 Ra2의 차가 절대치로 15 nm 이하인 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 편광성 적층 필름을 구성하는 편광자층의 두께가 10 ㎛ 이하인 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 보호 필름이 열가소성 수지 필름인 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기재 필름을 박리 제거하여 얻어지는 편광판에 있어서 기재 필름의 박리 제거에 의해 나타나는 면에 열가소성 수지로 이루어지는 제2 보호 필름을 접합하는 공정을 추가로 포함하는 제조 방법.
  9. 제1항에 기재된 제조 방법에 의해 얻어지는 편광판.
  10. 제9항에 있어서, 적어도 한쪽의 면에 적층되는 점착제층을 구비하는 편광판.
  11. 제9항 또는 제10항에 기재된 편광판을 구비하는 표시 장치.
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