KR102502463B1 - 프로텍트 필름을 갖는 편광판의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

편광판의 한 면에 프로텍트 필름을 겹쳐 한 쌍의 접합 롤 사이에 통과시킴으로써 압압하는 공정을 포함하는 프로텍트 필름을 갖는 편광판의 제조 방법으로서, 프로텍트 필름의 두께를 T1〔㎛〕, MD에 있어서의 인장 탄성율을 E1〔MPa〕, 한 쌍의 접합 롤에 통과시키기 전의 MD에 있어서의 필름 장력을 F1〔N/m〕로 하고, 편광판의 두께를 T2〔㎛〕, MD 방향에 있어서의 인장 탄성율을 E2〔MPa〕, 한 쌍의 접합 롤에 통과시키기 전의 MD에 있어서의 필름 장력을 F2〔N/m〕로 할 때, 압압하는 공정을 다음 식: F1/(E1×T1)>F2/(E2×T2)을 만족하는 조건하에서 행하는 제조 방법이 제공된다.

Description

프로텍트 필름을 갖는 편광판의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING POLARIZING PLATE WITH PROTECTIVE FILM}
본 발명은, 편광판 표면에 프로텍트 필름을 적층하여 이루어지는 프로텍트 필름을 갖는 편광판의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 스마트폰과 같은 모바일 단말은 디자인이나 휴대성의 면에서 대화면화, 슬림화가 급속히 진행되고 있다. 한정된 두께로 장시간 구동을 실현하기 위해 사용되는 편광판에 대해서도 고휘도화, 박형경량화가 요구되고 있다.
편광판으로서는 종래 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 편광 필름에 트리아세틸셀룰로오스(TAC)로 이루어지는 보호 필름을 접착제에 의해 접합한 것이 일반적으로 이용되고 있다. 그러나 최근에는 박막화, 내구성, 비용, 생산성 등의 관점에서, TAC 이외의 수지로 이루어지는 보호 필름도 사용되게 되고 있다(예컨대, 일본 특허공개 2004-245925호 공보).
편광판은 그것이 놓이는 환경에 민감하여, 환경 조건에 따라서는 활과 같이 휘는 변형을 일으키기 쉽다. 본 명세서에서는 이 변형을 「컬」이라고도 한다. 컬에는 「정(正)컬」 및 「역(逆)컬」의 두 종류가 있다. 편광판에는, 액정 셀 등의 화상 표시 소자에 접합되는 측의 제1 주면과, 이것과는 반대쪽의 제2 주면이 존재하는 바, 「정컬」이란 제1 주면 측을 볼록하게 하는 컬이며, 「역컬」이란 제2 주면 측을 볼록하게 하는 컬이다. 편광판에 역컬이 생기면, 이것을 점착제층을 통해 화상 표시 소자에 접합할 때, 접합 미스를 일으키거나, 점착제층과 화상 표시 소자와의 계면에 기포가 혼입되거나 하는 문제점을 일으키기 쉽게 된다.
그래서 본 발명은, 편광판 구조를 포함하는 광학 부재로서 역컬이 충분히 억제된 광학 부재를 제조할 수 있는 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명자는, 1) 편광판은 통상 그 표면을 보호하기 위한 박리 가능한 프로텍트 필름(표면 보호 필름이라고도 불린다.)을 점착한 프로텍트 필름을 갖는 편광판으로서 시장 유통되며, 화상 표시 소자에의 접합에 있어서도, 많은 경우, 프로텍트 필름을 갖는 편광판의 형태로 접합되는 것, 및 2) 따라서, 상기 과제의 해결을 위해서는, 프로텍트 필름을 갖는 편광판으로서 역컬이 충분히 억제되어 있으면 된다는 착상을 토대로, 더욱 예의 검토를 거듭하여 본 발명에 도달했다. 즉, 본 발명은 이하에 기재하는 프로텍트 필름을 갖는 편광판의 제조 방법을 제공한다.
[1] 편광판의 한 면에 프로텍트 필름을 겹쳐 한 쌍의 접합 롤 사이에 통과시킴으로써 압압하는 공정을 포함하는 프로텍트 필름을 갖는 편광판의 제조 방법으로서,
상기 프로텍트 필름의 두께를 T1〔㎛〕, MD에 있어서의 인장 탄성율을 E1〔MPa〕, 상기 한 쌍의 접합 롤에 통과시키기 전의 MD에 있어서의 필름 장력을 F1〔N/m〕로 하고, 상기 편광판의 두께를 T2〔㎛〕, MD 방향에 있어서의 인장 탄성율을 E2〔MPa〕, 상기 한 쌍의 접합 롤에 통과시키기 전의 MD에 있어서의 필름 장력을 F2〔N/m〕로 할 때, 상기 압압하는 공정을 하기 식(I):
Figure 112016057425879-pat00001
을 만족하는 조건 하에서 행하는 제조 방법.
[2] 상기 압압하는 공정을 하기 식(II):
Figure 112016057425879-pat00002
을 만족하는 조건 하에서 행하는 [1]에 기재한 제조 방법.
[3] 상기 편광판은, 매엽체로 했을 때에, 상기 프로텍트 필름이 겹쳐지는 쪽을 볼록하게 하는 컬을 일으키는 것인 [1] 또는 [2]에 기재한 제조 방법.
[4] 상기 편광판은, 편광 필름과, 그 한쪽의 면에 적층되는 제1 열가소성 수지 필름과, 다른 쪽의 면에 적층되는 제2 열가소성 수지 필름을 포함하는 [1]~[3] 중 어느 것에 기재한 제조 방법.
[5] 상기 제1 열가소성 수지 필름은 상기 제2 열가소성 수지 필름보다도 온도 23℃, 상대습도 55%에서의 평형 수분율이 높은 [4]에 기재한 제조 방법.
[6] 상기 제1 열가소성 수지 필름과 상기 제2 열가소성 수지 필름은 상기 평형 수분율의 차가 0.5 중량% 이상인 [5]에 기재한 제조 방법.
[7] 상기 프로텍트 필름은 상기 제1 열가소성 수지 필름 측에 배치되는 [4]~[6] 중 어느 것에 기재한 제조 방법.
[8] 상기 제1 열가소성 수지 필름은 상기 평형 수분율이 1.5 중량% 이상인 [4]~[7] 중 어느 것에 기재한 제조 방법.
[9] 상기 편광판의 두께가 100 ㎛ 이하인 [1]~[8] 중 어느 것에 기재한 제조 방법.
본 발명에 따르면, 역컬이 충분히 억제된 프로텍트 필름을 갖는 편광판을 제조할 수 있다. 이 프로텍트 필름을 갖는 편광판에 따르면, 상기 문제점을 억제하여 화상 표시 소자에의 접합을 생산성 좋게 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 프로텍트 필름을 갖는 편광판의 제조 방법의 일례를 모식적으로 도시하는 측면도이다.
도 2는 MD 컬을 설명하는 개략도로, (a)는 측면도, (b)는 평면도이다.
도 3은 편광판의 층 구성의 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
도 4는 편광판의 층 구성의 다른 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
도 5는 편광판의 층 구성의 다른 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
(1) 압압하는 공정
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 프로텍트 필름을 갖는 편광판의 제조 방법은, 편광판(2)의 한 면에 프로텍트 필름(1)을 겹쳐 한 쌍의 접합 롤(5, 5) 사이에 통과시킴으로써, 프로텍트 필름(1)과 편광판(2)과의 적층체를 위아래에서 압압하는 공정을 포함하고, 이 공정에 의해 프로텍트 필름을 갖는 편광판(3)이 제조된다. 통상, 압압하는 공정에 사용되는 프로텍트 필름(1) 및 편광판(2)은 각각 도시하지 않는 조출 롤로부터 연속적으로 풀어내어짐과 더불어 연속적으로 반송되어, 한 쌍의 접합 롤(5, 5) 사이에 도입된다. 프로텍트 필름(1) 및 편광판(2)의 반송 방향은 필름 길이 방향이며, 통상 양자의 반송 방향은 평행하다.
상기 압압하는 공정은, 프로텍트 필름(1)의 두께를 T1〔㎛〕, MD에 있어서의 인장 탄성율을 E1〔MPa〕, 한 쌍의 접합 롤(5, 5)에 통과시키기 전의 MD에 있어서의 필름 장력을 F1〔N/m〕로 하고, 편광판(2)의 두께를 T2〔㎛〕, MD 방향에 있어서의 인장 탄성율을 E2〔MPa〕, 한 쌍의 접합 롤(5, 5)에 통과시키기 전의 MD에 있어서의 필름 장력을 F2〔N/m〕로 할 때, 하기 식(I):
Figure 112016057425879-pat00003
을 만족하는 조건 하에서 행한다. 본 명세서에서 MD란, 필름의 기계 흐름 방향, 즉 필름의 길이 방향을 의미한다. MD에 직교하는 방향, 즉 필름 폭 방향을 본 명세서에서는 TD라고도 한다.
프로텍트 필름(1) 및 편광판(2)의 MD에 있어서의 인장 탄성율 E1, E2은, 23℃에 있어서의 상대습도 55%의 환경 하에서의 인장 탄성율이며, 후술하는 실시예 항의 기재 내용에 따라서 측정된다. 프로텍트 필름(1) 및 편광판(2)의 MD에 있어서의 필름 장력 F1, F2은, 한 쌍의 접합 롤(5, 5)에 통과시키기 전의 필름 장력이며, 한 쌍의 접합 롤(5, 5)과, 그 상류측이며 접합 롤(5, 5)에 가장 가까운 구동 롤(한 쌍의 닙 롤) 사이를 주행하는 필름의 장력을 가리킨다.
상기 식(I)을 만족하는 조건 하에서 프로텍트 필름(1)을 편광판(2)에 접합함으로써, 편광판(2)의 형상을, 프로텍트 필름(1)이 겹쳐지는 주면이 오목하게 되는 방향(즉, 정컬 방향)으로 교정(컬 교정)할 수 있다. 따라서, 예컨대, 압압하는 공정에 사용되는 편광판(2)이, 매엽체로 했을 때에 역컬(프로텍트 필름(1)이 겹쳐지는 주면 측을 볼록하게 하는 컬)을 일으키는 것인 경우, 본 발명에 따르면, 이 역컬을 정컬 방향으로 교정할 수 있어, 그 결과, 매엽체로 했을 때에 역컬이 충분히 억제되고 있거나, 컬을 갖지 않고 편평하거나, 또는 정컬을 갖는 프로텍트 필름을 갖는 편광판(3)을 얻을 수 있다. 얻어지는 프로텍트 필름을 갖는 편광판(3)은, 매엽체로 했을 때에, 바람직하게는 컬을 갖지 않고 편평하거나 또는 정컬을 갖고 있다.
본 발명자의 검토에 따르면, 상기 식(I)의 좌변, 우변은 각각 서로 접합될 때의 프로텍트 필름(1), 편광판(2)의 일그러짐 상태를 나타내는 지표가 된다. 상기 식(I)을 만족하는 조건 하에서 프로텍트 필름(1)을 편광판(2)에 접합함으로써 편광판(2)을 정컬 방향으로 교정할 수 있는 것은, 접합 후에 작용하는 일그러짐을 해소하고자 하는 힘이 프로텍트 필름(1)에 있어서 보다 커지기 때문이라고 생각된다.
상기 식(I)의 관계는, 프로텍트 필름(1) 및/또는 편광판(2)의 두께, MD에 있어서의 인장 탄성율 및 한 쌍의 접합 롤(5, 5)에 통과시키기 전의 MD에 있어서의 필름 장력에서 선택되는 1 또는 2 이상의 요소를 조정함으로써 실현할 수 있다. 조정되는 요소는, 바람직하게는 프로텍트 필름(1) 및/또는 편광판(2)의 필름 장력을 포함한다.
여기서 컬에 관해서 설명한다. 컬이란, 편광판(2)이나 프로텍트 필름을 갖는 편광판(3) 등의 광학 부재(광학 필름)가 활 같이 휘는 변형을 말하며, 이 변형은 통상 광학 부재의 매엽체에 있어서 생긴다. 컬은 광학 부재가 박막이 될수록 생기기 쉬운 경향이 있다.
컬은, 광학 부재가 갖는 대향하는 2개의 주면 중 어느 쪽을 볼록하게 하여 컬로 할지에 따라서 「정컬」과 「역컬」의 두 종류로 분류할 수 있다. 액정 셀 등의 화상 표시 소자에 접합되는 쪽의 주면을 제1 주면으로 하고, 이것과는 반대쪽의 주면을 제2 주면으로 할 때, 「정컬」이란 제1 주면 측을 볼록하게 하는 컬이며, 「역컬」이란 제2 주면 측을 볼록하게 하는 컬이다. 본 발명에 따른 제조 방법에 사용되는 편광판(2)은, 매엽체로 했을 때에, 전형적으로는 역컬(프로텍트 필름(1)이 겹치지는 주면 측을 볼록하게 하는 컬)을 일으키는 것이다.
또 컬은, 매엽체인 광학 부재의 어느 단부(변)에 생기고 있는지에 따라서, 「MD 컬」과 「TD 컬」의 두 종류로 분류할 수 있다. 도 2를 참조하면, 볼록 측의 면을 아래로 하여 평탄한 대 위에 컬된 광학 부재의 매엽체를 놓았을 때, 「MD 컬」이란 MD에 있어서의 단부(전형적으로는 양단부)가 일어나는 컬이며, 「TD 컬」이란 TD에 있어서의 단부(전형적으로는 양단부)가 일어나는 컬이다. 본 발명에 따른 제조 방법은 MD 컬의 교정에 특히 유리하다.
편광판(2)이나 프로텍트 필름을 갖는 편광판(3) 등의 광학 부재가 가질 수 있는 컬의 평가(정컬, 역컬, MD 컬, TD 컬의 종별의 인정이나 그 컬량)는, 얻어진 광학 부재로부터 재단한 매엽체에 관해서 행한다. 이 매엽체는, 대향하는 한 쌍의 변이 MD와 평행하고, 나머지의 대향하는 한 쌍의 변이 TD와 평행한 사각형의 매엽체이며, MD 길이는 300 mm, TD 길이는 200 mm로 한다.
본 발명에 따르면, 매엽체로 했을 때에 역컬이 충분히 억제되고 있는, 바람직하게는 컬을 갖지 않고 편평하거나, 또는 정컬을 갖는 프로텍트 필름을 갖는 편광판(3)을 얻을 수 있다. 이 프로텍트 필름을 갖는 편광판(3)에 따르면, 점착제층을 통해 화상 표시 소자에 접합할 때, 접합 미스를 일으키거나, 점착제층과 화상 표시 소자와의 계면에 기포가 혼입되거나 하는 문제점을 효과적으로 억제할 수 있어, 프로텍트 필름을 갖는 편광판(3)과 화상 표시 소자와의 접합을 생산성 좋게 실시할 수 있다. 또한, 프로텍트 필름을 갖는 편광판(3)에 생기고 있는 컬이 정컬인 한은, 그 컬량이 비교적 크더라도, 상기 문제점 및 생산성의 점에서 특별히 문제는 없다. 본 발명에 의해 얻어지는 프로텍트 필름을 갖는 편광판(3)은, 상기 문제점을 억제할 수 있을(바람직하게는 상기 문제점을 일으키지 않을) 정도로 역컬을 갖고 있어도 좋다.
본 발명에 의한 정컬 방향으로의 교정량은, 일그러짐의 지표인 상기 식(I)의 좌변과 우변의 차에 의존하며, 이 차가 클수록 교정량은 큰 경향이 있다. 압압하는 공정에 사용되는 편광판(2)이 매엽체로 했을 때에 어느 정도 컬되는 것인지에 따라 다르기도 하지만, 얻어지는 프로텍트 필름을 갖는 편광판(3)을, 역컬을 갖는 것이 아니라, 편평하거나 또는 정컬을 갖는 것으로 하기 위해서, 상기 압압하는 공정을 하기 식(II):
Figure 112016057425879-pat00004
을 만족하는 조건 하에서 행하는 것이 바람직하다. 압압하는 공정에 사용되는 편광판(2)이 큰 역컬을 갖는 경우에는, 얻어지는 프로텍트 필름을 갖는 편광판(3)을 편평하거나 또는 정컬을 갖는 것으로 하기 위해서, 상기 식(II)의 좌변을 55보다 크게(예컨대 60 이상, 70 이상, 80 이상, 100 이상, 130 이상, 160 이상 또는 180 이상으로) 해야만 하는 경우가 있다. 상기 식(II)의 좌변은 예컨대 1000 이하라도 좋다.
상기 식(I)의 좌변 및 우변은 각각 통상 1×10-5~1000×10-5이며, 5×10-5~500×10-5라도 좋다.
편광판(2)의 한 면에 프로텍트 필름(1)을 겹쳐 한 쌍의 접합 롤(5, 5) 사이에 통과시킴에 있어서는, 프로텍트 필름(1)이 갖는 점착제층이 편광판(2)의 상기 한 면에 접하게 겹쳐진다. 프로텍트 필름(1)과 편광판(2)과의 적층에 앞서서, 프로텍트 필름(1)의 점착제층 및 편광판(2)의 적어도 어느 한쪽의 접합면에 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 플레임(화염) 처리, 비누화 처리와 같은 표면 활성화 처리를 실시하여도 좋다.
한 쌍의 접합 롤(5, 5)에 의해 압압하는 공정에 있어서, 프로텍트 필름(1)과 편광판(2)과의 적층체에 주어지는 압력(닙압)은 예컨대 0.01~0.5 MPa이며, 0.05~0.3 MPa라도 좋다. 닙압은 통상 얻어지는 프로텍트 필름을 갖는 편광판(3)의 컬에 큰 영향을 주지 않는다. 접합 롤(5, 5)로서는, 표면이 금속(SUS 등의 합금을 포함한다.)이나 고무제인 것 등 종래 공지된 것을 사용할 수 있다.
(2) 프로텍트 필름
프로텍트 필름(1)은 통상 기재 필름과 그 위에 적층되는 점착제층으로 구성된다. 프로텍트 필름(1)은, 편광판(2)의 표면을 보호하기 위한 필름이며, 통상 예컨대 화상 표시 소자 등에 프로텍트 필름을 갖는 편광판(3)이 접합된 후에 그것이 갖는 점착제층마다 박리 제거된다. 기재 필름은, 열가소성 수지, 예컨대, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 환상 폴리올레핀계 수지 등의 폴리올레핀계 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 폴리카보네이트계 수지; (메트)아크릴계 수지 등으로 구성할 수 있다. 점착제층은, (메트)아크릴계 점착제, 에폭시계 점착제, 우레탄계 점착제 및 실리콘계 점착제 등으로 구성할 수 있다. 또, 폴리프로필렌계 수지 및 폴리에틸렌계 수지 등의 자기 점착성을 갖는 수지층으로 구성할 수도 있다. 주로, 기재 필름의 재질의 선택 등에 의해, MD 방향에 있어서의 인장 탄성율 E1을 조정할 수 있다.
또 본 명세서에서 「(메트)아크릴계 수지」란, 아크릴계 수지 및 메타크릴계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 나타낸다. 그 밖의 「(메트)」를 붙인 용어에서도 마찬가지이다.
프로텍트 필름(1)의 두께 T1는, 예컨대 5~200 ㎛일 수 있고, 바람직하게는 10~150 ㎛이며, 보다 바람직하게는 20~120 ㎛이고, 더욱 바람직하게는 25~100㎛(예컨대 90 ㎛ 이하, 나아가서는 75㎛ 이하)이다. 두께 T1가 5 ㎛ 미만인 경우에는, 편광판(2)의 보호가 불충분하게 되는 경우가 있고, 또 취급성의 면에서도 불리하다. 두께 T1가 200 ㎛를 넘는 것은 비용이나 프로텍트 필름(1)의 리워크성의 면에서 불리하다. 또 두께 T1가 200 ㎛를 넘는 경우, 상기 식(I) 및/또는 식(II)의 관계식을 충족하기가 어렵게 되기 쉽다.
(3) 편광판
편광판(2)은 적어도 편광 필름을 포함하는 편광 소자이며, 통상은 편광 필름의 적어도 한쪽의 면에 적층되는, 보호 필름 등의 열가소성 수지 필름을 추가로 포함한다. 보호 필름은 편광 필름의 보호를 담당하는 광학 필름이다.
(3-1) 편광판의 구성예
편광판(2)은, 편광 필름 및 보호 필름 이외의 층 또는 필름, 예컨대 편광 필름 이외의 다른 광학 기능을 갖는 광학층 또는 광학 필름을 포함할 수 있다. 상기 다른 광학 기능을 갖는 광학층 또는 광학 필름의 예는 위상차 필름(또는 위상차층), 휘도 향상 필름 등이다. 보호 필름을 포함하는 각종 광학 필름은 접착제층 또는 점착제층을 통해 편광 필름 상에 적층 접합할 수 있다. 또 편광판(2)은 하드코트층, 방현층, 반사방지층, 대전방지층, 방오층과 같은 표면처리층(코팅층)을 갖고 있어도 좋다.
편광판(2)의 두께 T2는 통상 200 ㎛ 이하이며, 박막화의 관점에서, 바람직하게는 125 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 100 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 75 ㎛ 이하이다. 두께 T2가 작을수록 편광판(2)은 그 매엽체에 있어서 컬을 일으키기 쉽게 되지만, 본 발명에 따르면, 편광판(2)의 두께 T2가 얇고, 편광판(2)이 매엽체로 했을 때에 역컬을 일으키는 것이라도, 이 역컬을 정컬 방향으로 효과적으로 교정할 수 있다. 박막화 및 광학 특성의 관점에서, 편광판(2)을 매엽체로 했을 때의 컬을 편평하게 또는 정컬로 하기 위해서 편광 필름 및 보호 필름의 기계 특성을 조정하는 것은 곤란하지만, 프로텍트 필름은 통상 예컨대 화상 표시 소자 등에 프로텍트 필름을 갖는 편광판(3)이 접합된 후에 박리 제거되는 것이기 때문에, 컬 교정을 목적으로 한 기계 특성의 조정이 가능하다.
편광판(2)의 층 구성의 예를 도 3~도 5을 참조하여 설명하지만, 층 구성은 이들 예에 한정되는 것이 아니다. 도 3에 도시되는 편광판(2a)은, 편광 필름(10); 편광 필름(10)의 한쪽의 면에 접합되는 제1 열가소성 수지 필름(20); 편광 필름(10)의 다른 쪽의 면에 접합되는 제2 열가소성 수지 필름(30); 제2 열가소성 수지 필름(30)의 외면에 적층되는 점착제층(40); 점착제층(40)의 외면에 적층되는 세퍼레이트 필름(50)을 포함한다. 세퍼레이트 필름(50)은 점착제층(40)의 표면(외면)을 보호하기 위한 박리 가능한 필름이다. 제1 및 제2 열가소성 수지 필름(20, 30)은 예컨대 보호 필름이다.
도 4에 도시되는 편광판(2b)과 같이, 제1 및 제2 열가소성 수지 필름(20, 30)의 한쪽이 생략되어도 좋다. 편광판(2b)에서는 제2 열가소성 수지 필름(30)이 생략되어 있고, 편광 필름(10)의 외면(제1 열가소성 수지 필름(20)이 적층되는 면과는 반대쪽의 면)에 직접 점착제층(40)이 접합되어 있다. 이러한 편광 필름(10)의 한쪽의 면에만 열가소성 수지 필름을 갖는 편광판은 편광판의 박막화에 유리하다. 편광 필름(10)의 한쪽의 면에만 열가소성 수지 필름이 적층되는 경우에는 편광판(2)은 그 매엽체에 있어서 컬을 일으키기 쉽게 되지만, 본 발명에 따르면, 편광 필름(10)의 한쪽의 면에만 열가소성 수지 필름이 적층 접합됨으로써 편광판(2)이 매엽체로 했을 때에 역컬을 일으키는 것이라도, 이 역컬을 정컬 방향으로 효과적으로 교정할 수 있다.
또 도 5에 도시되는 편광판(2c)과 같이, 점착제층(40) 및 세퍼레이트 필름(50)이 생략되어도 좋다. 편광판(2)은, 상기 압압하는 공정에 사용되는 프로텍트 필름(1)과는 다른 프로텍트 필름을 미리 한쪽 면에 갖고 있어도 좋다. 이 경우, 얻어지는 프로텍트 필름을 갖는 편광판(3)은 양면에 프로텍트 필름을 갖는 편광판이다.
도 3~도 5에서 도시하지는 않았지만, 편광 필름(10)과 제1 및 제2 열가소성 수지 필름(20, 30)은 바람직하게는 접착제를 이용하여 접합할 수 있다.
(3-2) 편광 필름
편광 필름(10)은, 일축 연신된 폴리비닐알코올계 수지 필름에 이색성 색소를 흡착 배향시킨 것일 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지 필름을 구성하는 폴리비닐알코올계 수지로서는, 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화한 것을 이용할 수 있다. 폴리아세트산비닐계 수지로서는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 외에, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체가 예시된다. 아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예컨대, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류, 암모늄기를 갖는 (메트)아크릴아미드류 등을 들 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는 80.0~100.0 몰%의 범위일 수 있는데, 바람직하게는 90.0~100.0 몰%의 범위이며, 보다 바람직하게는 98.0~100.0 몰%의 범위이다. 비누화도가 80.0 몰% 미만이면, 얻어지는 편광판(2)의 내수성 및 내습열성이 저하할 수 있다.
비누화도란, 폴리비닐알코올계 수지의 원료인 폴리아세트산비닐계 수지에 포함되는 아세트산기(아세톡시기: -OCOCH3)가 비누화 공정에 의해 수산기로 변화된 비율을 유닛비(몰%)로 나타낸 것으로, 하기 식:
비누화도(몰%)=100×(수산기의 수)/(수산기의 수+아세트산기의 수)
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.
폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는 바람직하게는 100~10000이며, 보다 바람직하게는 1500~8000이고, 더욱 바람직하게는 2000~5000이다. 폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도도 JIS K 6726(1994)에 준거하여 구할 수 있다. 평균 중합도가 100 미만이면 바람직한 편광 성능을 얻기가 어렵고, 10000을 넘으면 용매에의 용해성이 악화되어, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 형성이 곤란하게 될 수 있다.
편광 필름(10)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, 스카이블루 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, 콩고레드, 브릴리언트 바이올렛 BK, 수프라 블루 G, 수프라 블루 GL, 수프라 오렌지 GL, 다이렉트 스카이블루, 다이렉트 퍼스트 오렌지 S, 퍼스트 블랙을 포함한다. 이색성 색소는 1종만을 단독으로 이용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다. 이색성 색소는 바람직하게는 요오드이다.
편광 필름(10)은, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 일축 연신하는 공정; 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 색소로 염색함으로써 이색성 색소를 흡착시키는 공정; 이색성 색소가 흡착된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 가교 처리하는 공정; 및 가교 처리 후에 수세하는 공정을 거쳐 제조할 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지 필름은 상술한 폴리비닐알코올계 수지를 제막한 것이다. 제막 방법은, 특별히 한정되는 것이 아니라, 용융압출법, 용제캐스트법과 같은 공지된 방법을 채용할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지 필름의 두께는 예컨대 10~150 ㎛ 정도이며, 바람직하게는 50 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 35 ㎛ 이하이다.
폴리비닐알코올계 수지 필름의 일축 연신은, 이색성 색소의 염색 전, 염색과 동시 또는 염색 후에 행할 수 있다. 일축 연신을 염색 후에 행하는 경우, 이 일축 연신은 가교 처리 전 또는 가교 처리 중에 행하여도 좋다. 또 이들의 복수의 단계에서 일축 연신을 행하여도 좋다.
일축 연신함에 있어서는, 원주 속도가 다른 롤 사이에서 일축으로 연신하여도 좋고, 열 롤을 이용하여 일축으로 연신하여도 좋다. 또, 일축 연신은, 대기 중에서 연신하는 건식 연신이라도 좋고, 용액 중에서 폴리비닐알코올계 수지 필름의 연신을 행하는 습식 연신이라도 좋다. 연신 배율은 통상 3~8배 정도이다.
폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 색소로 염색하는 방법으로서는, 예컨대, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 색소가 함유된 수용액(염색 용액)에 침지하는 방법이 채용된다. 폴리비닐알코올계 수지 필름은, 염색 처리 전에 물에의 침지 처리(팽윤 처리)를 실시해 두는 것이 바람직하다.
이색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우는, 통상 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 수용액에, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 이 염색 수용액에 있어서의 요오드의 함유량은 물 100 중량부당 통상 0.01~1 중량부이다. 또 요오드화칼륨의 함유량은 물 100 중량부당 통상 0.5~20 중량부이다. 염색 수용액의 온도는 통상 20~40℃ 정도이다.
한편, 이색성 색소로서 이색성 유기 염료를 이용하는 경우는, 통상 수용성의 이색성 유기 염료를 포함하는 염색 수용액에, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 염색 수용액에 있어서의 이색성 유기 염료의 함유량은 물 100 중량부당 통상 1×10-4~10 중량부이며, 바람직하게는 1×10-3~1 중량부이다. 이 염색 수용액은 황산나트륨 등의 무기염을 염색 조제로서 함유하고 있어도 좋다. 염색 수용액의 온도는 통상 20~80℃ 정도이다.
이색성 색소에 의한 염색 후의 가교 처리는, 염색된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 가교제 함유 수용액에 침지함으로써 행할 수 있다. 가교제의 적합한 예는 붕산이지만, 붕사와 같은 붕소 화합물, 글리옥살, 글루타르알데히드 등의 다른 가교제를 이용할 수도 있다. 가교제는 1종만을 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다.
가교제 함유 수용액에 있어서의 가교제의 양은 물 100 중량부당 통상 2~15 중량부이며, 바람직하게는 5~12 중량부이다. 이색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우, 이 가교제 함유 수용액은 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하다. 가교제 함유 수용액에 있어서의 요오드화칼륨의 양은 물 100 중량부당 통상 0.1~15 중량부이며, 바람직하게는 5~12 중량부이다. 가교제 함유 수용액의 온도는 통상 50℃ 이상이며, 바람직하게는 50~85℃이다.
가교 처리 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름은 통상 수세 처리된다. 수세 처리는, 예컨대, 가교 처리된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 물에 침지함으로써 행할 수 있다. 수세 처리에 있어서의 물의 온도는 통상 1~40℃ 정도이다.
수세 후에 건조 처리를 실시하여 편광 필름(10)을 얻을 수 있다. 건조 처리는, 열풍 건조기에 의한 건조, 열 롤에 접촉시킴에 의한 건조, 원적외선 히터에 의한 건조 등일 수 있다. 건조 처리의 온도는 통상 30~100℃ 정도이며, 50~90℃가 바람직하다.
편광 필름(10)의 두께는 통상 2~40 ㎛ 정도이다. 편광판(2)의 박막화의 관점에서, 편광 필름(10)의 두께는 바람직하게는 20 ㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 15 ㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는 10 ㎛ 이하이다. 편광 필름(10)의 두께가 작을수록 편광판(2)은 그 매엽체에 있어서 컬을 일으키기 쉽게 되지만, 본 발명에 따르면, 편광 필름(10)의 두께가 작고, 편광판(2)이 매엽체로 했을 때에 역컬을 일으키는 것이라도, 이 역컬을 정컬 방향으로 효과적으로 교정할 수 있다.
(3-3) 제1 및 제2 열가소성 수지 필름
제1 및 제2 열가소성 수지 필름(20, 30)은, 각각 독립적으로, 투광성을 갖는 열가소성 수지, 바람직하게는 광학적으로 투명한 열가소성 수지로 구성되는 필름이다. 제1 및 제2 열가소성 수지 필름(20, 30)을 구성하는 열가소성 수지는, 예컨대, 쇄상 폴리올레핀계 수지(폴리프로필렌계 수지 등), 환상 폴리올레핀계 수지(노르보르넨계 수지 등)와 같은 폴리올레핀계 수지; 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스계 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 메타크릴산메틸계 수지와 같은 (메트)아크릴계 수지; 폴리스티렌계 수지; 폴리염화비닐계 수지; 아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌계 수지; 아크릴로니트릴·스티렌계 수지; 폴리아세트산비닐계 수지; 폴리염화비닐리덴계 수지; 폴리아미드계 수지; 폴리아세탈계 수지; 변성 폴리페닐렌에테르계 수지; 폴리술폰계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 폴리아릴레이트계 수지; 폴리아미드이미드계 수지; 폴리이미드계 수지 등일 수 있다.
쇄상 폴리올레핀계 수지로서는, 폴리에틸렌수지, 폴리프로필렌 수지와 같은 쇄상 올레핀의 단독 중합체 외에, 2종 이상의 쇄상 올레핀으로 이루어지는 공중합체를 예로 들 수 있다. 보다 구체적인 예는, 폴리프로필렌계 수지(프로필렌의 단독 중합체인 폴리프로필렌 수지나 프로필렌을 주체로 하는 공중합체), 폴리에틸렌계 수지(에틸렌의 단독 중합체인 폴리에틸렌 수지나 에틸렌을 주체로 하는 공중합체)를 포함한다.
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.
셀룰로오스계 수지란, 면화 린터나 목재 펄프(활엽수 펄프, 침엽수 펄프) 등의 원료 셀룰로오스로부터 얻어지는 셀룰로오스의 수산기에 있어서의 수소 원자의 일부 또는 전부가 아세틸기, 프로피오닐기 및/또는 부티릴기로 치환된, 셀룰로오스 유기산 에스테르 또는 셀룰로오스 혼합 유기산 에스테르를 말한다. 예컨대, 셀룰로오스의 아세트산에스테르, 프로피온산에스테르, 부티르산에스테르 및 이들의 혼합 에스테르 등으로 이루어지는 것을 들 수 있다. 그 중에서도 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트부틸레이트가 바람직하다.
폴리에스테르계 수지는, 에스테르 결합을 갖는, 상기 셀룰로오스계 수지 이외의 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. 적합한 폴리에스테르계 수지의 예는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함한다.
폴리카보네이트계 수지는, 카르보네이트를 통해 모노머 단위가 결합된 중합체로 이루어지는 엔지니어링 플라스틱이며, 높은 내충격성, 내열성, 난연성, 투명성을 갖는 수지이다. 폴리카보네이트계 수지는, 광탄성 계수를 내리기 위해서 폴리머 골격을 수식한 것과 같은 변성 폴리카보네이트라고 불리는 수지나, 파장 의존성을 개량한 공중합 폴리카보네이트 등이라도 좋다.
(메트)아크릴계 수지는 (메트)아크릴계 모노머 유래의 구성 단위를 포함하는 중합체이다. 이 중합체는 전형적으로는 메타크릴산에스테르를 포함하는 중합체이다. 바람직하게는 메타크릴산에스테르에 유래하는 구조 단위의 비율이, 전체 구조 단위에 대하여 50 중량% 이상 포함하는 중합체이다. (메트)아크릴계 수지는, 메타크릴산에스테르의 단독 중합체라도 좋고, 다른 중합성 모노머 유래의 구성 단위를 포함하는 공중합체라도 좋다. 이 경우, 다른 중합성 모노머 유래의 구성 단위의 비율은, 바람직하게는 전체 구조 단위에 대하여 50 중량% 이하이다.
(메트)아크릴계 수지를 구성할 수 있는 메타크릴산에스테르로서는, 메타크릴산알킬에스테르가 바람직하다. 메타크릴산알킬에스테르로서는, 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산n-프로필, 메타크릴산이소프로필, 메타크릴산n-부틸, 메타크릴산이소부틸, 메타크릴산t-부틸, 메타크릴산2-에틸헥실, 메타크릴산시클로헥실, 메타크릴산2-히드록시에틸과 같은 알킬기의 탄소수가 1~8인 메타크릴산알킬에스테르를 들 수 있다. 메타크릴산알킬에스테르에 포함되는 알킬기의 탄소수는 바람직하게는 1~4이다. (메트)아크릴계 수지에 있어서, 메타크릴산에스테르는 1종만을 단독으로 이용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다.
(메트)아크릴계 수지를 구성할 수 있는 상기 다른 중합성 모노머로서는, 아크릴산에스테르 및 그 밖의 분자 내에 중합성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물을 예로 들 수 있다. 다른 중합성 모노머는 1종만을 단독으로 이용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다. 아크릴산에스테르로서는 아크릴산알킬에스테르가 바람직하다. 아크릴산알킬에스테르로서는, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산n-프로필, 아크릴산이소프로필, 아크릴산n-부틸, 아크릴산이소부틸, 아크릴산t-부틸, 아크릴산2-에틸헥실, 아크릴산시클로헥실, 아크릴산2-히드록시에틸과 같은 알킬기의 탄소수가 1~8인 아크릴산알킬에스테르 등을 들 수 있다. 아크릴산알킬에스테르에 포함되는 알킬기의 탄소수는 바람직하게는 1~4이다. (메트)아크릴계 수지에 있어서, 아크릴산에스테르는 1종만을 단독으로 이용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다.
그 밖의 분자 내에 중합성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물로서는, 에틸렌, 프로필렌, 스티렌 등의 비닐계 화합물이나, 아크릴로니트릴과 같은 비닐시안 화합물을 예로 들 수 있다. 그 밖의 분자 내에 중합성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물은, 1종만을 단독으로 이용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다.
제1 및 제2 열가소성 수지 필름(20, 30)은, 편광 필름(10)의 한쪽의 면에 적층 접합되는, 편광 필름(10)을 보호하기 위한 보호 필름일 수 있다. 제1 또는 제2 열가소성 수지 필름(20, 30)은, 위상차 필름, 휘도 향상 필름과 같은 광학 기능을 더불어 갖는 보호 필름일 수도 있다. 예컨대, 상기 재료로 이루어지는 열가소성 수지 필름을 연신(일축 연신 또는 이축 연신 등)하거나, 이 필름 상에 액정층 등을 형성하거나 함으로써, 임의의 위상차값이 부여된 위상차 필름으로 할 수 있다. 제1 및/또는 제2 열가소성 수지 필름(20, 30)은, 그 표면에 적층되는, 하드코트층, 방현층, 반사방지층, 대전방지층, 방오층과 같은 표면처리층(코팅층)을 갖고 있어도 좋다.
제1 및 제2 열가소성 수지 필름(20, 30)의 두께는 통상 1~100 ㎛이지만, 강도나 취급성 등의 관점에서 5~60 ㎛인 것이 바람직하고, 5~50 ㎛인 것이 보다 바람직하다. 이 범위 내의 두께라면, 편광 필름(10)을 기계적으로 보호하여, 편광판(2)이 습열 환경 하에 노출되었을 때의 편광 필름(10)의 수축을 억제할 수 있다. 제1 열가소성 수지 필름(20)이나 제2 열가소성 수지 필름(30)의 두께가 작을수록 편광판(2)은 그 매엽체에 있어서 컬을 일으키기 쉽게 되지만, 본 발명에 따르면, 제1 열가소성 수지 필름(20)이나 제2 열가소성 수지 필름(30)의 두께가 예컨대 40 ㎛ 이하, 나아가서는 30 ㎛ 이하로 얇고, 편광판(2)이 매엽체로 했을 때에 역컬을 일으키는 것이라도, 이 역컬을 정컬 방향으로 효과적으로 교정할 수 있다.
도 3 및 도 5에 도시되는 편광판(2a, 2c)과 같이, 편광 필름(10)의 한쪽의 면에 제1 열가소성 수지 필름(20)을 갖추고, 다른 쪽의 면에 제2 열가소성 수지 필름(30)을 갖추는 경우에 있어서, 제1 열가소성 수지 필름(20)과 제2 열가소성 수지 필름(30)은 동종의 열가소성 수지로 구성되어 있어도 좋고, 이종의 열가소성 수지로 구성되어 있어도 좋지만, 이종의 열가소성 수지로 구성되어 있는 경우 등, 양면에 접합되는 열가소성 수지 필름의 평형 수분율이나 투습도가 서로 다른 경우에는, 편광판(2)의 매엽체에 컬이 특히 발생하기 쉽기 때문에, 이러한 경우에 본 발명은 특히 유리하다.
예컨대, 제1 열가소성 수지 필름(20)으로서, 제2 열가소성 수지 필름(30)보다도 평형 수분율이 높은 필름을 이용할 수 있다. 편광 필름(10)의 양면에 접합되는 제1 열가소성 수지 필름(20)과 제2 열가소성 수지 필름(30)과의 평형 수분율의 차가 클수록 편광판(2)은 그 매엽체에 있어서 컬을 일으키기 쉽게 되지만, 본 발명에 따르면, 이 평형 수분율의 차가 0.5 중량% 이상, 나아가서는 1 중량% 이상, 또 나아가서는 1.5 중량% 이상이며, 편광판(2)이 매엽체로 했을 때에 역컬을 일으키는 것이라도, 이 역컬을 정컬 방향으로 효과적으로 교정할 수 있다.
본 명세서에 있어서 필름의 평형 수분율은 건조중량법에 의해서 측정되며, 구체적으로는, 하기 식:
평형 수분율(중량%)={(건조 처리 전의 필름 중량-건조 처리 후의 필름 중량)/건조 처리 전의 필름 중량}×100
에 따라서 구해진다. 여기서 건조 처리 전의 필름 중량은, 온도 23℃, 상대 습도 55%의 환경 하에서 필름을 24시간 보관한 후의 중량이며, 건조란, 필름을 105℃에서 2시간 건조시키는 처리를 말한다. 평형 수분율의 차가 0.5 중량% 이상인 열가소성 수지 필름의 조합으로서는, 예컨대, 셀룰로오스계 수지 필름(TAC 필름 등)과 환상 폴리올레핀계 수지 필름과의 조합, 셀룰로오스계 수지 필름(TAC 필름 등)과 (메트)아크릴계 수지 필름과의 조합, 셀룰로오스계 수지 필름(TAC 필름 등)과 폴리에스테르계 수지 필름과의 조합, 셀룰로오스계 수지 필름(TAC 필름 등)과 쇄상 폴리올레핀계 수지 필름과의 조합, (메트)아크릴계 수지 필름과 환상 폴리올레핀계 수지와의 조합, (메트)아크릴계 수지 필름과 폴리에스테르계 수지 필름과의 조합 등을 예로 들 수 있다. 제1 열가소성 수지 필름(20)과 제2 열가소성 수지 필름(30)의 평형 수분율의 차는 통상 5 중량% 이하이며, 바람직하게는 2.5 중량% 이하이다.
제1 열가소성 수지 필름(20)의 평형 수분율은 예컨대 1.5 중량% 이상이며, 2 중량% 이상이라도 좋다. 제1 열가소성 수지 필름(20)의 평형 수분율은 통상 5 중량% 이하이다.
제1 열가소성 수지 필름(20)으로서, 제2 열가소성 수지 필름(30)보다도 평형 수분율이 높은 필름을 이용하는 경우에 있어서, 제2 열가소성 수지 필름(30)의 평형 수분율은 통상 0.1~1.5 중량%이며, 바람직하게는 0.1~1 중량%이다. 이러한 평형 수분율을 달성할 수 있는 제2 열가소성 수지 필름(30)을 구성하는 열가소성 수지의 예는, 환상 폴리올레핀계 수지, (메트)아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 쇄상 폴리올레핀계 수지 등이다.
열가소성 수지 필름의 평형 수분율은, 그 재질(필름을 구성하는 열가소성 수지의 종류) 외에, 필름의 두께, 필름 표면에 부설할 수 있는 표면처리층(코팅층)의 유무나 재질 등에 따라서 조정할 수도 있다.
제1 열가소성 수지 필름(20)으로서, 제2 열가소성 수지 필름(30)보다도 평형 수분율이 높은 필름을 이용하는 경우, 편광판(2)에 생기기 쉬운 역컬을 정컬 방향으로 교정한다고 하는 관점에서, 통상은, 상기 압압하는 공정에 있어서 프로텍트 필름(1)은, 편광판(2)에 있어서의 제1 열가소성 수지 필름(20) 측에 배치된다.
또 예컨대 제1 열가소성 수지 필름(20)으로서, 제2 열가소성 수지 필름(30)보다도 투습도가 높은 필름을 이용할 수 있다. 편광 필름(10)의 양면에 접합되는 제1 열가소성 수지 필름(20)과 제2 열가소성 수지 필름(30)과의 투습도의 차가 클수록 편광판(2)은 그 매엽체에 있어서 컬을 일으키기 쉽게 되지만, 본 발명에 따르면, 이 투습도의 차가 30 g/(㎡·24 hr) 이상, 나아가서는 50 g/(㎡·24 hr) 이상, 또 나아가서는 100 g/(㎡·24 hr) 이상이며, 편광판(2)이 매엽체로 했을 때에 역컬을 일으키는 것이라도, 이 역컬을 정컬 방향으로 효과적으로 교정할 수 있다.
본 명세서에 있어서 필름의 투습도는, JIS Z 0208에 규정되는 컵법에 의해 측정되는 온도 40℃, 상대습도 90%에서의 투습도이다. 투습도의 차가 30 g/(㎡·24 hr) 이상인 열가소성 수지 필름의 조합으로서는, 예컨대, 셀룰로오스계 수지 필름(TAC 필름 등)과 환상 폴리올레핀계 수지 필름과의 조합, 셀룰로오스계 수지 필름(TAC 필름 등)과 (메트)아크릴계 수지 필름과의 조합, 셀룰로오스계 수지 필름(TAC 필름 등)과 폴리에스테르계 수지 필름과의 조합, 셀룰로오스계 수지 필름(TAC 필름 등)과 쇄상 폴리올레핀계 수지 필름과의 조합, (메트)아크릴계 수지 필름과 환상 폴리올레핀계 수지와의 조합, (메트)아크릴계 수지 필름과 폴리에스테르계 수지 필름과의 조합 등을 들 수 있다. 제1 열가소성 수지 필름(20)과 제2 열가소성 수지 필름(30)의 투습도의 차는 통상 5000 g/(㎡·24 hr) 이하이다.
제1 열가소성 수지 필름(20)의 투습도는 예컨대 300 g/(㎡·24 hr) 이상이며, 400 g/(㎡·24 hr) 이상이라도 좋다. 투습도가 300 g/(㎡·24 hr) 이상인 것은, 수계 접착제를 이용하여 제1 열가소성 수지 필름(20)과 편광 필름(10)을 접합하는 경우에 있어서, 수계 접착제로 이루어지는 층을 효율적으로 건조시킬 수 있어, 생산성을 높일 수 있다는 점에서도 유리하다. 제1 열가소성 수지 필름(20)의 투습도는 통상 5000 g/(㎡·24 hr) 이하이다.
제1 열가소성 수지 필름(20)으로서, 제2 열가소성 수지 필름(30)보다도 투습도가 높은 필름을 이용하는 경우에 있어서, 제2 열가소성 수지 필름(30)의 투습도는 통상 1~350 g/(㎡·24 hr)이며, 바람직하게는 5~200 g/(㎡·24 hr)이다. 이러한 투습도를 달성할 수 있는 제2 열가소성 수지 필름(30)을 구성하는 열가소성 수지의 예는, 환상 폴리올레핀계 수지, (메트)아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 쇄상 폴리올레핀계 수지 등이다.
열가소성 수지 필름의 투습도는, 그 재질(필름을 구성하는 열가소성 수지의 종류) 외에, 필름의 두께, 필름 표면에 부설할 수 있는 표면처리층(코팅층)의 유무나 재질 등에 의해서도 조정할 수 있다.
제1 열가소성 수지 필름(20)으로서, 제2 열가소성 수지 필름(30)보다도 투습도가 높은 필름을 이용하는 경우, 편광판(2)에 생기기 쉬운 역컬을 정컬 방향으로 교정한다고 하는 관점에서, 통상은, 상기 압압하는 공정에 있어서 프로텍트 필름(1)은, 편광판(2)에 있어서의 제1 열가소성 수지 필름(20) 측에 배치된다.
상술한 것과 같이, 편광 필름(10)과 제1 및 제2 열가소성 수지 필름(20, 30)은 접착제를 이용하여 접합할 수 있다. 편광 필름(10)에 제1, 제2 열가소성 수지 필름(20, 30)을 적층 접합하기에 앞서서, 편광 필름(10) 및/또는 제1, 제2 열가소성 수지 필름(20, 30)의 접합면에, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 플레임(화염) 처리, 비누화 처리와 같은 표면 활성화 처리를 실시하여도 좋다. 이 표면 활성화 처리에 의해, 편광 필름(10)과 제1, 제2 열가소성 수지 필름(20, 30)과의 접착성을 높일 수 있다.
접착제로서는, 수계 접착제, 활성 에너지선 경화성 접착제 또는 열경화성 접착제를 이용할 수 있고, 바람직하게는 수계 접착제, 활성 에너지선 경화성 접착제이다. 편광 필름(10)의 양면에 열가소성 수지 필름을 적층 접합하는 경우에 있어서 양면의 접착제는 동종의 접착제라도 좋고 이종의 접착제라도 좋다. 이종의 접착제를 이용하는 경우에는 편광판(2)은 그 매엽체에 있어서 컬을 일으키기 쉽게 되지만, 본 발명에 따르면, 이종의 접착제를 이용함으로써 편광판(2)이 매엽체로 했을 때에 역컬을 일으키는 것이라도, 이 역컬을 정컬 방향으로 효과적으로 교정할 수 있다.
수계 접착제는, 접착제 성분을 물에 용해한 것 또는 물에 분산시킨 것이다. 바람직하게 이용되는 수계 접착제는, 예컨대, 주성분으로서 폴리비닐알코올계 수지 또는 우레탄 수지를 이용한 접착제 조성물이다.
접착제의 주성분으로서 폴리비닐알코올계 수지를 이용하는 경우, 그 폴리비닐알코올계 수지는, 부분 비누화 폴리비닐알코올, 완전 비누화 폴리비닐알코올과 같은 폴리비닐알코올 수지일 수 있는 것 외에, 카르복실기 변성 폴리비닐알코올, 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올, 메틸올기 변성 폴리비닐알코올, 아미노기 변성 폴리비닐알코올과 같은 변성된 폴리비닐알코올계 수지라도 좋다. 폴리비닐알코올계 수지는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐을 비누화 처리하여 얻어지는 비닐알코올 호모폴리머 외에, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체를 비누화 처리하여 얻어지는 폴리비닐알코올계 공중합체라도 좋다.
폴리비닐알코올계 수지를 접착제 성분으로 하는 수계 접착제는 통상 폴리비닐알코올계 수지의 수용액이다. 접착제 중의 폴리비닐알코올계 수지의 농도는, 물 100 중량부에 대하여 통상 1~10 중량부, 바람직하게는 1~5 중량부이다.
폴리비닐알코올계 수지의 수용액으로 이루어지는 접착제는, 접착성을 향상시키기 위해서, 다가 알데히드, 멜라민계 화합물, 지르코니아 화합물, 아연 화합물, 글리옥살, 글리옥살 유도체, 수용성 에폭시 수지와 같은 경화성 성분이나 가교제를 함유하는 것이 바람직하다. 수용성 에폭시 수지로서는, 예컨대 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민 등의 폴리알킬렌폴리아민과, 아디프산 등의 디카르복실산과의 반응으로 얻어지는 폴리아미드아민에, 에피클로로히드린을 반응시켜 얻어지는 폴리아미드폴리아민에폭시 수지를 적합하게 이용할 수 있다. 이러한 폴리아미드폴리아민에폭시 수지의 시판 제품으로서는, 「스미레즈레진 650」(다오카카가쿠고교(주) 제조), 「스미레즈레진 675」(다오카카가쿠고교(주) 제조), 「WS-525」(닛폰PMC(주) 제조) 등을 들 수 있다. 이들 경화성 성분이나 가교제의 첨가량(경화성 성분 및 가교제로서 함께 첨가하는 경우에는 그 합계량)은, 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대하여 통상 1~100 중량부, 바람직하게는 1~50 중량부이다. 상기 경화성 성분이나 가교제의 첨가량이 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대하여 1 중량부 미만인 경우에는, 접착성 향상 효과가 작아지는 경향이 있고, 또한 상기 첨가량이 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대하여 100 중량부를 넘는 경우에는, 접착제층이 취약하게 되는 경향이 있다.
또, 접착제의 주성분으로서 우레탄 수지를 이용하는 경우의 적합한 예로서, 폴리에스테르계 아이오노머형 우레탄 수지와 글리시딜옥시기를 갖는 화합물과의 혼합물을 들 수 있다. 폴리에스테르계 아이오노머형 우레탄 수지란, 폴리에스테르 골격을 갖는 우레탄 수지이며, 그 속에 소량의 이온성 성분(친수 성분)이 도입된 것이다. 이러한 아이오노머형 우레탄 수지는, 유화제를 사용하지 않고서 직접 수중에서 유화되어 에멀젼으로 되기 때문에, 수계의 접착제로서 적합하다.
수계 접착제를 사용하는 경우는, 편광 필름(10)과 제1 및/또는 제2 열가소성 수지 필름(20, 30)을 접합한 후, 수계 접착제 중에 포함되는 물을 제거하기 위한 건조 공정을 실시하는 것이 바람직하다. 건조 공정 후, 예컨대 20~45℃의 온도에서 양생하는 양생 공정을 두어도 좋다.
활성 에너지선 경화성 접착제는, 자외선, 가시광, 전자선, X선과 같은 활성 에너지선의 조사에 의해서 경화하는 접착제이다. 활성 에너지선 경화성 접착제를 이용하는 경우, 편광판(2)이 갖는 접착제층은 그 접착제의 경화물층이다.
활성 에너지선 경화성 접착제는, 양이온 중합에 의해서 경화하는 에폭시계 화합물을 경화성 성분으로서 함유하는 접착제일 수 있으며, 바람직하게는 이러한 에폭시계 화합물을 경화성 성분으로서 함유하는 자외선 경화성 접착제이다. 여기서 말하는 에폭시계 화합물이란, 분자 내에 평균 1개 이상, 바람직하게는 2개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물을 의미한다. 에폭시계 화합물은 1종만을 사용여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다.
적합하게 사용할 수 있는 에폭시계 화합물의 구체예는, 방향족 폴리올의 방향환에 수소화 반응을 행하여 얻어지는 지환식 폴리올에, 에피클로로히드린을 반응시킴으로써 얻어지는 수소화에폭시계 화합물(지환식환을 갖는 폴리올의 글리시딜에테르); 지방족 다가 알코올 또는 그 알킬렌옥사이드 부가물의 폴리글리시딜에테르와 같은 지방족 에폭시계 화합물; 지환식환에 결합한 에폭시기를 분자 내에 1개 이상 갖는 에폭시계 화합물인 지환식 에폭시계 화합물을 포함한다.
활성 에너지선 경화성 접착제는, 경화성 성분으로서, 상기 에폭시계 화합물 대신에 또는 이것과 함께 라디칼 중합성인 (메트)아크릴계 화합물을 함유할 수 있다. (메트)아크릴계 화합물로서는, 분자 내에 적어도 1개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 (메트)아크릴레이트 모노머; 작용기 함유 화합물을 2종 이상 반응시켜 얻어지며, 분자 내에 적어도 2개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 (메트)아크릴레이트 올리고머 등의 (메트)아크릴로일옥시기 함유 화합물을 예로 들 수 있다.
활성 에너지선 경화성 접착제는, 양이온 중합에 의해서 경화하는 에폭시계 화합물을 경화성 성분으로서 포함하는 경우, 광양이온 중합개시제를 함유하는 것이 바람직하다. 광양이온 중합개시제로서는, 예컨대, 방향족 디아조늄염; 방향족 요오도늄염이나 방향족 술포늄염 등의 오늄염; 철-알렌 착체 등을 들 수 있다. 또, 활성 에너지선 경화성 접착제가 (메트)아크릴계 화합물과 같은 라디칼 중합성 경화성 성분을 함유하는 경우는, 광라디칼 중합개시제를 함유하는 것이 바람직하다. 광라디칼 중합개시제로서는, 예컨대, 아세토페논계 개시제, 벤조페논계 개시제, 벤조인에테르계 개시제, 티오크산톤계 개시제, 크산톤, 플루오레논, 캄파퀴논, 벤즈알데히드, 안트라퀴논 등을 들 수 있다.
편광 필름(10)과 제1 및/또는 제2 열가소성 수지 필름(20, 30)과의 적층 접합에 활성 에너지선 경화성 접착제를 이용하는 경우에는, 적층 접합 후, 필요에 따라서 건조 공정을 행하고, 이어서 활성 에너지선을 조사함으로써 활성 에너지선 경화성 접착제를 경화시키는 경화 공정을 행한다. 활성 에너지선의 광원은 특별히 한정되지 않지만, 파장 400 nm 이하에 발광 분포를 갖는 자외선이 바람직하고, 구체적으로는, 저압수은등, 중압수은등, 고압수은등, 초고압수은등, 케미컬 램프, 블랙라이트 램프, 마이크로웨이브 여기 수은등, 메탈할라이드 램프 등을 이용할 수 있다.
활성 에너지선 경화성 접착제로 이루어지는 접착제층에의 활성 에너지선 조사 강도는 접착제의 조성에 따라 적절하게 결정되는데, 중합개시제의 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 필름(10)의 열화를 일으킬 우려가 적다.
활성 에너지선의 조사 시간에 관해서도 접착제의 조성에 의해서 적절하게 결정되는데, 상기 조사 강도와 조사 시간의 곱으로서 나타내어지는 적산 광량이 10~10000 mJ/㎠가 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 적산 광량이 10 mJ/㎠ 이상인 경우, 중합개시제 유래의 활성종을 충분한 양 발생시켜 경화 반응을 보다 확실하게 진행시킬 수 있고, 10000 mJ/㎠ 이하인 경우, 조사 시간이 지나치게 길어지지 않고, 편광판(2)의 양호한 생산성을 유지할 수 있다.
(3-4) 점착제층 및 세퍼레이트 필름
도 3 및 도 4에 도시하는 것과 같이 편광판(2)은 점착제층(40)을 포함할 수 있다. 이 점착제층(40)은, 제1 혹은 제2 열가소성 수지 필름(20, 30) 또는 편광 필름(10)의 표면에 직접 적층할 수 있으며, 프로텍트 필름을 갖는 편광판(3)을 화상 표시 소자(예컨대 액정 셀)에 접합하기 위해 이용할 수 있다.
프로텍트 필름을 갖는 편광판(3)을 화상 표시 소자(예컨대 액정 셀)에 접합하기 위한 점착제층(40)은, 액정 셀 등의 화상 표시 소자에 접합되는 쪽의 편광판의 주면(제1 주면) 측에 배치된다. 예컨대 편광판(2)이 제1 및 제2 열가소성 수지 필름(20, 30)을 포함하고, 제1 열가소성 수지 필름(20)으로서 제2 열가소성 수지 필름(30)보다도 평형 수분율 및/또는 투습도가 높은 필름을 이용하는 경우, 점착제층(40)은 제2 열가소성 수지 필름(30) 측에 배치할 수 있다.
점착제층(40)은, (메트)아크릴계, 고무계, 우레탄계, 에스테르계, 실리콘계, 폴리비닐에테르계와 같은 수지를 주성분(베이스 폴리머)으로 하는 점착제 조성물로 구성할 수 있다. 그 중에서도, 투명성, 내후성, 내열성 등이 우수한 (메트)아크릴계 수지를 베이스 폴리머로 하는 점착제 조성물이 적합하다. 점착제 조성물은 활성 에너지선 경화형, 열 경화형이라도 좋다.
점착제 조성물에 이용되는 (메트)아크릴계 수지로서는, 예컨대, (메트)아크릴산부틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산이소옥틸, (메트)아크릴산2-에틸헥실과 같은 (메트)아크릴산에스테르의 1종 또는 2종 이상을 모노머로 하는 중합체 또는 공중합체가 적합하게 이용된다. (메트)아크릴계 수지에는 극성 모노머를 공중합시키는 것이 바람직하다. 극성 모노머로서는, 예컨대, (메트)아크릴산, (메트)아크릴산2-히드록시프로필, (메트)아크릴산히드록시에틸, (메트)아크릴아미드, N,N-디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, 글리시딜(메트)아크릴레이트와 같은, 카르복실기, 수산기, 아미드기, 아미노기, 에폭시기 등을 갖는 모노머를 들 수 있다.
점착제 조성물은 상기 베이스 폴리머만을 포함하는 것이라도 좋지만, 통상은 가교제를 추가로 함유한다. 가교제로서는, 2가 이상의 금속 이온으로서, 카르복실기와의 사이에서 카르복실산금속염을 형성하는 것; 폴리아민 화합물로서, 카르복실기와의 사이에서 아미드 결합을 형성하는 것; 폴리에폭시 화합물이나 폴리올로서, 카르복실기와의 사이에서 에스테르 결합을 형성하는 것; 폴리이소시아네이트 화합물로서, 카르복실기와의 사이에서 아미드 결합을 형성하는 것이 예시된다. 그 중에서도 폴리이소시아네이트 화합물이 바람직하다.
활성 에너지선 경화형 점착제 조성물이란, 자외선이나 전자선과 같은 활성 에너지선의 조사를 받아 경화하는 성질을 갖고 있고, 활성 에너지선 조사 전이라도 점착성을 가져 필름 등의 피착체에 밀착시킬 수 있으며, 활성 에너지선의 조사에 의해서 경화하여 밀착력을 조정할 수 있는 성질을 갖는 점착제 조성물이다. 활성 에너지선 경화형 점착제 조성물은 자외선 경화형인 것이 바람직하다. 활성 에너지선 경화형 점착제 조성물은, 베이스 폴리머, 가교제에 더하여, 활성 에너지선 중합성 화합물을 추가로 함유한다. 또한 필요에 따라서 광중합개시제나 광증감제 등을 함유시키는 경우도 있다.
점착제 조성물은, 광산란성을 부여하기 위한 미립자, 비드(수지 비드, 글래스 비드 등), 유리 섬유, 베이스 폴리머 이외의 수지, 점착성 부여제, 충전제(금속 가루나 그 밖의 무기 분말 등), 산화 방지제, 자외선 흡수제, 염료, 안료, 착색제, 소포제, 부식 방지제, 광중합개시제 등의 첨가제를 포함할 수 있다.
점착제층(40)은, 상기 점착제 조성물의 유기 용제 희석액을 편광판(2)의 점착제층 형성면(즉, 편광 필름(10) 또는 제1 혹은 제2 열가소성 수지 필름(20, 30)) 상에 도포하여 건조시킴으로써 형성할 수 있다. 혹은, 상기 점착제 조성물의 유기 용제 희석액을 세퍼레이트 필름(예컨대 세퍼레이트 필름(50)) 상에 도포하고, 건조시켜 점착제층을 형성한 후, 이것을 편광판(2)의 점착제층 형성면에 전사하여도 좋다. 어느 방법에서나, 점착제층(40)의 외면에 세퍼레이트 필름을 점착하여, 사용시까지 점착제층(40)을 보호해 두는 것이 바람직하다. 활성 에너지선 경화형 점착제 조성물을 이용한 경우는, 형성된 점착제층에 활성 에너지선을 조사함으로써 원하는 경화도를 갖는 경화물로 할 수 있다. 점착제층(40)의 두께는 통상 1~40 ㎛이지만, 편광판(2)의 박막화의 관점에서, 3~25 ㎛로 하는 것이 바람직하다.
세퍼레이트 필름(50)은, 점착제층(40)을 화상 표시 소자(예컨대 액정 셀)에 접합할 때까지 그 표면을 보호하기 위해서 점착되는 필름이다. 세퍼레이트 필름(50)은 통상 한 면에 이형(離型) 처리가 실시된 열가소성 수지 필름으로 구성되고, 그 이형 처리면이 점착제층(40)에 접합된다. 세퍼레이트 필름(50)을 구성하는 열가소성 수지는, 예컨대, 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌과 같은 폴리프로필렌계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트와 같은 폴리에스테르계 수지 등일 수 있다. 세퍼레이트 필름(50)의 두께는 예컨대 10~100 ㎛이다.
(3-5) 편광판의 그 밖의 구성 요소
편광판(2)은 상기 이외의 다른 구성 요소를 포함할 수 있다. 다른 구성 요소로서는, 편광 필름(10) 이외의 다른 광학 기능을 갖는 광학층 또는 광학 필름을 예로 들 수 있고, 그 구체예는 위상차 필름, 휘도 향상 필름 등의 광학 필름이다. 다른 광학 필름은 점착제층이나 접착제층을 통해 적층 접합할 수 있다.
또 편광판(2)은, 상기 압압하는 공정에 사용되는 프로텍트 필름(1)과는 다른 프로텍트 필름을 포함할 수 있다. 이 프로텍트 필름은 편광판(2)의 한쪽의 표면에 배치된다. 이 프로텍트 필름의 구성에 관해서는 상술한 프로텍트 필름(1)에 관한 기술이 인용된다.
(3-6) 편광판의 컬
상술한 것과 같이 본 발명에 따르면, 편광판(2)을 정컬 방향으로 교정할 수 있고, 이에 의해, 매엽체로 했을 때에 역컬이 충분히 억제되고 있는, 바람직하게는 컬을 갖지 않고 편평하거나, 또는 정컬을 갖는 프로텍트 필름을 갖는 편광판(3)을 얻을 수 있다. 본 발명에 따른 제조 방법은, 편광판(2)이 매엽체로 했을 때에 역컬(프로텍트 필름(1)이 겹쳐지는 주면 측을 볼록하게 하는 컬)을 일으키는 것인 경우(나아가서는, 역컬이면서 MD 컬을 일으키는 것인 경우)에 특히 유리하다.
위에서는, 매엽체로 했을 때에 역컬이 생기기 쉬운 편광판(2)의 형태의 하나로서, 제1 열가소성 수지 필름(20)과 제2 열가소성 수지 필름(30)이 서로 다른 평형 수분율 및/또는 투습도를 갖는 경우를 예로 들었지만, 이것에 한정되지 않고, 역컬은, 편광판(2)이 편광 필름(10)을 기준으로 비대칭의 층 구성을 갖는 경우 등에도 생기기 쉽다.
역컬을 일으키기 쉬운 편광판(2)의 구성예는 다음과 같다.
(a) 편광 필름(10)의 한 면에만 열가소성 수지 필름(보호 필름 등)이 접합되어 있는 구성,
(b) 편광 필름(10)의 한쪽의 면에 보호 필름이 접합되어 있고, 다른 쪽의 면에 보호 필름 이외의 광학 필름(휘도 향상 필름 등)이 접합되어 있는 구성,
(c) 편광 필름(10)의 양면에 접합되는 열가소성 수지 필름(보호 필름 등)의 구성(수지 종류, 두께, 평형 수분율, 투습도, 표면처리층의 유무 등)이 서로 다른 구성,
(d) 편광 필름(10)의 양면에 열가소성 수지 필름(보호 필름 등)을 접합하기 위한 접착제층이 서로 이종의 접착제로 형성되는 구성,
(e) 편광 필름(10)의 양면에 열가소성 수지 필름(보호 필름 등)이 접합되어 있으면서 또한 한쪽의 열가소성 수지 필름 상에 다른 광학 필름이 접합되어 있는 구성,
(f) 그 밖에, 편광 필름(10)을 기준으로, 일측에 있어서의 필름 및 층의 합계수와, 타측에 있어서의 필름 및 층의 합계수가 다른 구성.
(4) 그 밖의 공정
본 발명에 따른 제조 방법은, 상기 압압하는 공정에 의해서 얻어지는 프로텍트 필름을 갖는 편광판(3)을 재단하여, 프로텍트 필름을 갖는 편광판(3)의 매엽체를 얻는 공정을 추가로 포함할 수 있다. 재단에는, 시어 커터 등 통상 이용되는 재단 장치를 이용할 수 있다.
매엽체의 형상은 특별히 제한되지 않지만, 통상은 사각형 형상이며, 긴 변과 짧은 변을 갖는 사각형 형상인 것이 바람직하고, 장방형인 것이 보다 바람직하다. 이 매엽체는, 통상, 대향하는 한 쌍의 변이 MD와 평행하고, 나머지의 대향하는 한 쌍의 변이 TD와 평행하게 되도록 재단되는데, 각 변이 MD 또는 TD에서 기울어진 방향이 되도록 재단되어도 좋다. 매엽체의 긴 변 및 짧은 변의 길이는 특별히 제한되지 않지만, 통상 긴 변은 50 mm 이상이고, 짧은 변은 30 mm 이상이다. 컬은 매엽체의 사이즈가 클수록 생기기 쉽다. 사이즈(긴 변 및/또는 짧은 변)가 너무 작은 경우에는, 컬 문제 그 자체가 일어나기 어렵다.
[실시예]
이하, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해서 한정되는 것은 아니다. 또, 이하의 예에서 평형 수분율, 투습도, 두께 및 인장 탄성율, 그리고 필름 장력 및 컬량은 이하의 방법에 따라서 측정했다.
(1) 필름의 평형 수분율
MD 길이 150 mm×TD 길이 100 mm의 시험편을 잘라냈다. 온도 23℃, 상대습도 55%의 환경 하에 24시간 보관한 후의 필름 중량을 측정했다. 그 후, 105℃에서 2시간 건조 처리하고, 건조 처리 후의 필름 중량을 측정했다. 건조 전후의 필름 중량으로부터, 하기 식:
평형 수분율(중량%)={(건조 처리 전의 필름 중량-건조 처리 후의 필름 중량)/건조 처리 전의 필름 중량}×100
에 기초하여 평형 수분율을 구했다.
(2) 필름의 투습도
JIS Z 0208에 규정되는 컵법에 의해, 온도 40℃, 상대습도 90%에서의 투습도〔g/(㎡·24 hr)〕를 측정했다.
(3) 편광판 및 필름의 두께
(주)니콘 제조의 디지털 마이크로미터 「MH-15M」을 이용하여 측정했다.
(4) 편광판 및 프로텍트 필름의 MD에 있어서의 인장 탄성율
MD 길이 100 mm×TD 길이 25 mm의 장방형의 시험편을 잘라냈다. 이어서, 인장 시험기〔(주)시마즈세이사쿠쇼 제조 AUTOGRAPH AG-1S 시험기〕의 상하 그립퍼로, 그립퍼 간격이 5 cm가 되도록 상기 시험편의 긴 변 방향 양끝을 사이에 끼워, 23℃, 상대습도 55%의 환경 하에, 인장 속도 1 mm/분으로 시험편을 MD(시험편의 길이 방향)으로 잡아당겨, 얻어지는 응력-일그러짐 곡선에 있어서의 초기 직선의 기울기로부터, 23℃, 상대습도 55%에서의 MD에 있어서의 인장 탄성율〔MPa〕을 산출했다.
(5) 편광판 및 프로텍트 필름의 MD에 있어서의 필름 장력
편광판과 프로텍트 필름을 접합하기 위한 한 쌍의 접합 롤과, 그 상류측이며 접합 롤에 가장 가까운 한 쌍의 닙 롤과의 사이를 주행하는 편광판 및 프로텍트 필름의 필름 장력〔N/m〕을, 접합 롤과 접합 롤에 가장 가까운 한 쌍의 닙 롤과의 사이에 설치된 텐션 검출 롤을 이용하여 측정했다.
(6) 프로텍트 필름을 갖는 편광판 및 편광판의 컬량
얻어진 프로텍트 필름을 갖는 편광판으로부터, MD 길이 300 mm×TD 길이 200 mm의 장방형의 시험편을 잘라내고, 온도 23℃, 상대습도 55%의 환경 하에서 24시간 방치했다. 이 시험편을 그 오목면을 위로 하여, 즉 4개의 끝변이 일어난 상태가 되도록 기준면(수평한 대) 위에 놓았다. 이 상태에서 시험편의 4개의 각(角)의 각각에 관해서 기준면으로부터의 높이를 측정하여, 이들 4개의 각의 높이의 평균으로서 컬량〔mm〕을 구했다. 컬량이 플러스의 값인 경우는, 제1 열가소성 수지 필름 측이 오목하게 되어 있음을 의미하고(정컬), 마이너스의 값인 경우는, 제2 열가소성 수지 필름 측이 오목하게 되어 있음을 의미한다(역컬). 또한, 실시예 2의 프로텍트 필름을 갖는 편광판은, 제1 열가소성 수지 필름 측, 제2 열가소성 수지 필름 측의 어느 쪽을 위로 하여도 컬을 일으키지 않았다.
<실시예 1>
(A) 편광 필름의 제작
장척의 폴리비닐알코올 필름(평균 중합도: 약 2400, 비누화도: 99.9 몰% 이상, 두께: 30 ㎛)을 연속적으로 반송하면서 건식으로 약 4배로 일축 연신하고, 또 긴장 상태를 유지한 채로 40℃의 순수에 1분간 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.1/5/100인 수용액에 28℃에서 60초간 침지했다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 10.5/7.5/100인 수용액에 68℃에서 300초간 침지했다. 이어서, 5℃의 순수로 5초간 세정한 후, 70℃에서 180초간 건조하여, 일축 연신된 폴리비닐알코올 필름에 요오드가 흡착 배향된 장척의 편광 필름을 얻었다. 편광 필름의 두께는 11.1 ㎛였다.
(B) 편광판의 제작
상기 (A)에서 얻어진 편광 필름을 연속적으로 반송함과 더불어, 장척의 제1 열가소성 수지 필름〔코니카미놀타옵트(주) 제조의 TAC 필름 「KC2UAW」에 하드코트층이 형성된 필름, 두께: 32.4 ㎛, 평형 수분율: 1.9 중량%, 투습도: 455 g/(㎡·24 hr)〕 및 장척의 제2 열가소성 수지 필름〔JSR(주) 제조의 환상 폴리올레핀계 수지 필름인 상품명 「FEKB015D3」, 두께: 15.1 ㎛, 평형 수분율: 0.8 중량%, 투습도: 115 g/(㎡·24 hr)〕을 연속적으로 반송하여, 편광 필름과 제1 열가소성 수지 필름과의 사이 및 편광 필름과 제2 열가소성 수지 필름과의 사이에 수계 접착제를 주입하면서, 접합 롤 사이로 지나게 하여 제1 열가소성 수지 필름/수계 접착제층/편광 필름/수계 접착제층/제2 열가소성 수지 필름으로 이루어지는 적층 필름을 얻었다. 이어서, 얻어진 적층 필름을 반송하고, 열풍 건조기에 통과시켜 80℃, 300초의 가열 처리를 실시함으로써 수계 접착제층을 건조시켜, 편광판을 얻었다. 상기한 수계 접착제에는, 폴리비닐알코올 분말〔닛폰고세이카가쿠고교(주) 제조의 상품명 「고세파이마」, 평균 중합도 1100〕을 95℃의 열수에 용해하여 얻어진 농도 3 중량%의 폴리비닐알코올 수용액에 가교제〔닛폰고세이카가쿠고교(주) 제조의 글리옥실산나트륨〕를 폴리비닐알코올 분말 10 중량부에 대하여 1 중량부의 비율로 혼합한 수용액을 이용했다.
편광판의 두께 T2는 58.6 ㎛, MD에 있어서의 인장 탄성율 E2은 6540 MPa였다. 상기한 방법에 따라서 편광판의 컬량을 측정한 바, -10 mm(역컬)였다.
(C) 프로텍트 필름을 갖는 편광판의 제작
상기 (B)에서 얻어진 편광 필름을 연속적으로 반송함과 더불어, 장척의 프로텍트 필름〔기재 필름이 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지고, 그 위에 (메트)아크릴계 점착제층을 갖는 프로텍트 필름, 총 두께 T1: 57.3 ㎛, MD에 있어서의 인장 탄성율 E1: 2521 MPa〕을 연속적으로 반송하고, 이들을 겹쳐 접합 롤 사이에 통과시킴으로써 프로텍트 필름과 편광판과의 적층체를 위아래에서 압압하여, 프로텍트 필름을 갖는 편광판을 제작했다. 프로텍트 필름은, 그 점착제층을 통해 편광판의 제1 열가소성 수지 필름(TAC 필름)면에 접합되어 있다. 또한, 접합 롤에 의해서 프로텍트 필름과 편광판과의 적층체에 주어지는 압력(닙압)은 0.1 MPa이며, 이 수치는 하기의 실시예 및 비교예에서도 대략 동일하다.
편광판 및 프로텍트 필름의 MD에 있어서의 필름 장력, 상기 식(I)의 좌변에 105를 곱한 것, 우변에 105를 곱한 것, 및 이들의 차, 프로텍트 필름을 갖는 편광판의 컬량을 표 1에 나타낸다. 표 1에서 「Δ」는, 상기 식(I)의 좌변에 105를 곱한 것과 우변에 105를 곱한 것의 차, 즉, 상기 식(II)의 좌변을 나타낸다.
<실시예 2~5>
편광판 및 프로텍트 필름의 MD에 있어서의 필름 장력을 표 1에 나타내는 것과 같이 한 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 하여, 프로텍트 필름을 갖는 편광판을 제작했다. 상기 식(I)의 좌변에 105를 곱한 것, 우변에 105를 곱한 것, 및 이들의 차, 프로텍트 필름을 갖는 편광판의 컬량을 표 1에 나타낸다.
<실시예 6>
기재 필름이 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지고, 그 위에 (메트)아크릴계 점착제층을 가지며, 총 두께 T1가 69.3 ㎛, MD에 있어서의 인장 탄성율 E1이 2743 MPa인 장척의 프로텍트 필름을 사용하여, 편광판 및 프로텍트 필름의 MD에 있어서의 필름 장력을 표 1에 나타내는 것과 같이 한 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 하여 프로텍트 필름을 갖는 편광판을 제작했다. 상기 식(I)의 좌변에 105를 곱한 것, 우변에 105를 곱한 것, 및 이들의 차, 프로텍트 필름을 갖는 편광판의 컬량을 표 1에 나타낸다.
<실시예 7>
제2 열가소성 수지 필름〔닛폰제온(주) 제조의 환상 폴리올레핀계 수지 필름 인 상품명 「ZF14-023」, 두께: 22.9 ㎛, 평형 수분율: 0.1 중량%, 투습도: 17 g/(㎡·24 hr)〕을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 하여, 두께 T2가 66.8 ㎛이며, MD에 있어서의 인장 탄성율 E2이 6080 MPa인 편광판을 제작했다. 상기한 방법에 따라서 편광판의 컬량을 측정한 바, -6 mm(역컬)였다.
이어서, 위에서 얻어진 편광판을 이용한 것, 그리고 편광판 및 프로텍트 필름의 MD에 있어서의 필름 장력을 표 1에 나타내는 것과 같이 한 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 하여, 프로텍트 필름을 갖는 편광판을 제작했다. 상기 식(I)의 좌변에 105를 곱한 것, 우변에 105를 곱한 것, 및 이들의 차, 프로텍트 필름을 갖는 편광판의 컬량을 표 1에 나타낸다.
<비교예 1>
제1 열가소성 수지 필름으로서, 코니카미놀타옵트(주) 제조의 TAC 필름「KC2UAW」〔두께: 25.5 ㎛, 평형 수분율: 3.0 중량%, 투습도: 1207 g/(㎡·24 hr)〕을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 하여, 두께 T2가 51.7 ㎛이고, MD 에 있어서의 인장 탄성율 E2이 6839 MPa인 편광판을 제작했다. 상기한 방법에 따라서 편광판의 컬량을 측정한 바, -13 mm(역컬)였다.
이어서, 위에서 얻어진 편광판을 이용한 것, 그리고 편광판 및 프로텍트 필름의 MD에 있어서의 필름 장력을 표 1에 나타내는 것과 같이 한 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 하여, 프로텍트 필름을 갖는 편광판을 제작했다. 상기 식(I)의 좌변에 105를 곱한 것, 우변에 105를 곱한 것, 및 이들의 차, 프로텍트 필름을 갖는 편광판의 컬량을 표 1에 나타낸다.
Figure 112016057425879-pat00005
1: 프로텍트 필름, 2, 2a, 2b, 2c: 편광판, 3: 프로텍트 필름을 갖는 편광판, 5: 접합 롤, 10: 편광 필름, 20: 제1 열가소성 수지 필름, 30: 제2 열가소성 수지 필름, 40: 점착제층, 50: 세퍼레이트 필름.

Claims (9)

  1. 편광판의 한 면에 프로텍트 필름을 겹쳐 한 쌍의 접합 롤 사이에 통과시킴으로써 압압하는 공정을 포함하는 프로텍트 필름을 갖는 편광판의 제조 방법으로서,
    상기 프로텍트 필름의 두께를 T1〔㎛〕, MD에 있어서의 인장 탄성율을 E1〔MPa〕, 상기 한 쌍의 접합 롤에 통과시키기 전의 MD에 있어서의 필름 장력을 F1〔N/m〕로 하고, 상기 편광판의 두께를 T2〔㎛〕, MD 방향에 있어서의 인장 탄성율을 E2〔MPa〕, 상기 한 쌍의 접합 롤에 통과시키기 전의 MD에 있어서의 필름 장력을 F2〔N/m〕로 할 때, 상기 압압하는 공정을 하기 식(I):
    Figure 112022132045553-pat00015

    을 만족하는 조건 하에서 행하고,
    상기 편광판은, 편광 필름과, 그 한쪽의 면에 적층되는 제1 열가소성 수지 필름과, 다른 쪽의 면에 적층되는 제2 열가소성 수지 필름을 포함하며,
    상기 제1 열가소성 수지 필름은, 상기 제2 열가소성 수지 필름보다도 온도 23℃, 상대습도 55%에서의 평형 수분율이 높고,
    상기 제1 열가소성 수지 필름과 상기 제2 열가소성 수지 필름은 상기 평형 수분율의 차가 0.5 중량% 이상 1.8 중량% 이하이며,
    상기 프로텍트 필름은 상기 제1 열가소성 수지 필름 측에 배치되는 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압압하는 공정을 하기 식(II):
    Figure 112022132045553-pat00016

    를 만족하는 조건 하에서 행하는 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 편광판은, 매엽체로 했을 때에, 상기 프로텍트 필름이 겹쳐지는 쪽을 볼록하게 하는 컬을 일으키는 것인 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 열가소성 수지 필름은 온도 23℃, 상대습도 55%에서의 평형 수분율이 1.5 중량% 이상인 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 편광판의 두께가 100 ㎛ 이하인 제조 방법.
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