KR102625781B1 - 광학 적층체의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열가소성 수지 기재의 투명성을 유지하면서 컬이 억제된 광학 적층체를 얻는 방법을 제공한다. 본 발명의 광학 적층체의 제조 방법은, 열가소성 수지 기재 위에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층체를 제작하는 것, 해당 폴리비닐알코올계 수지층에 연신 처리 및 염색 처리를 실시하고, 편광막을 제작하는 것, 및 해당 적층체을 접촉 가열하여 해당 열가소성 수지 기재에 결정화 처리를 실시하는 것을 포함하는 광학 적층체의 제조 방법으로서, 해당 결정화 처리가 해당 열가소성 수지 기재의 결정화 지수를 증대시켜 제1 소정값으로 하는 제1 결정화 처리 단계와, 해당 열가소성 수지 기재의 결정화 지수를 해당 제1 소정값보다도 큰 제2 소정값으로 하는 제2 결정화 처리 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 광학 적층체의 제조 방법에 관한 것이다.
대표적인 화상 표시 장치인 액정 표시 장치는, 그의 화상 형성 방식에 기인하여 액정 셀의 양측에 편광막이 배치되어 있다. 편광막의 제조 방법으로서, 예컨대 열가소성 수지 기재와 폴리비닐알코올(PVA)계 수지층을 포함하는 적층체를 연신하고, 이어서 염색액에 침지시켜 편광막을 얻는 방법이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1). 이와 같은 방법에 따르면, 두께가 얇은 편광막을 얻을 수 있기 때문에, 근래의 액정 표시 장치의 박형화에 기여할 수 있다고 하여 주목받고 있다.
그런데, 편광막은 통상적으로 염색욕이나 가교욕 등의 욕 중에 PVA계 수지막을 침지한 후, 건조 처리를 거쳐 제작된다. 그러나, 상술한 바와 같이 열가소성 수지 기재를 이용하여 편광막을 제작하는 경우, 건조 중에 컬(구체적으로는, 열가소성 수지 기재 측에 볼록의 컬)이 발생하기 쉽고, 얻어지는 광학 적층체(열가소성 수지 기재 및 편광막)의 외관 불량이 문제가 된다. 이에 대하여, 해당 컬을 억제하여 외관이 우수한 광학 적층체를 제조하는 방법으로서, 열 롤을 이용한 건조 처리를 포함하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 2). 해당 제조 방법에 따르면, 컬이 억제된 광학 적층체를 얻을 수 있다. 한편, 해당 열 롤을 이용한 건조 처리에 따르면, 열가소성 수지 기재의 투명성이 저하되는 경우가 있고, 열가소성 수지 기재를 박리 제거하지 않고 편광막의 보호 필름으로서 이용하는 관점에서 바람직하지 않다.
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 그 주된 목적은 열가소성 수지 기재의 투명성을 유지하면서 컬이 억제된 광학 적층체를 얻는 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따르면, 열가소성 수지 기재 위에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층체를 제작하는 것, 해당 폴리비닐알코올계 수지층에 연신 처리 및 염색 처리를 실시하여 편광막을 제작하는 것, 및 해당 적층체를 접촉 가열하여 해당 열가소성 수지 기재에 결정화 처리를 실시하는 것을 포함하는 광학 적층체의 제조 방법이 제공된다. 해당 결정화 처리는 해당 열가소성 수지 기재의 결정화 지수를 증대시켜 제1 소정값으로 하는 제1 결정화 처리 단계와, 해당 열가소성 수지 기재의 결정화 지수를 해당 제1 소정값보다도 큰 제2 소정값으로 하는 제2 결정화 처리 단계를 포함한다.
하나의 실시형태에서, 상기 제1 결정화 처리 단계가 상기 적층체를 50℃∼95℃의 접촉 가열 수단에 접촉시키는 것을 포함하고, 상기 제1 소정값이 0.4 이상이다.
하나의 실시형태에서, 상기 제2 결정화 처리 단계가 상기 적층체를 96℃∼120℃의 접촉 가열 수단에 접촉시키는 것을 포함하고, 상기 제2 소정값이 0.55 이상이다.
하나의 실시형태에서, 상기 제1 및 제2 결정화 처리 단계에서 상기 적층체 표면의 임의의 1점과 개개의 접촉 가열 수단과의 접촉 시간이 각각 0.1초∼5초이다.
하나의 실시형태에서, 상기 열가소성 수지 기재가 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지로부터 구성되어 있다.
하나의 실시형태에서, 상기 제1 및 제2 결정화 처리 단계가 60℃∼120℃의 분위기 온도하에서 행해진다.
하나의 실시형태에서, 상기 결정화 처리에 의한 상기 열가소성 수지 기재의 수축률이 3% 이하이다.
본 발명의 다른 국면에 따르면, 상기 광학 적층체의 제조 방법으로 광학 적층체를 제조하는 것, 및 얻어진 광학 적층체의 편광막 측에 광학 기능 필름을 형성하는 것을 포함하는, 편광판의 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 적층체를 건조시킬 때에, 열가소성 수지 기재에 대하여 제1 결정화 처리 단계 및 제2 결정화 처리 단계를 포함하는 복수 단계의 결정화 처리를 행한다. 구체적으로는, 제1 결정화 처리 단계에서 열가소성 수지 기재를 비교적 저온의 접촉 가열 수단으로 소정의 결정화 지수가 되도록 결정화시키고, 이어서, 제2 결정화 처리 단계에서 비교적 고온의 접촉 가열 수단으로 더욱 결정화를 진행시킨다. 결정화 지수가 작은 열가소성 수지 기재를 고온의 접촉 가열 수단과 접촉시키면 백탁이 생길 수 있는데, 상기와 같이 예비적인 결정화 처리 후에 고온의 접촉 가열 수단과 접촉시킴으로써, 해당 백탁의 문제를 회피하면서 효율적으로, 또한 충분히 결정화할 수 있다. 그 결과, 열가소성 수지 기재의 투명성을 유지하면서 컬이 억제된 광학 적층체를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 적층체의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 광학 적층체의 제조 방법의 결정화 처리의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 광학 적층체의 개략 단면도이다.
도 4는 열가소성 수지 기재의 결정화 지수와 내구성과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 내구성 시험 후의 적층체의 상태를 나타내는 사진이다.
도 2는 본 발명의 광학 적층체의 제조 방법의 결정화 처리의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 광학 적층체의 개략 단면도이다.
도 4는 열가소성 수지 기재의 결정화 지수와 내구성과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 내구성 시험 후의 적층체의 상태를 나타내는 사진이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태로는 한정되지 않는다.
본 발명의 광학 적층체의 제조 방법은, 열가소성 수지 기재 위에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층체를 제작하는 것, 해당 폴리비닐알코올계 수지층에 연신 처리 및 염색 처리를 실시하여 편광막을 제작하는 것, 및 해당 적층체를 접촉 가열하여 해당 열가소성 수지 기재에 결정화 처리를 실시하는 것을 포함한다. 적층체는 대표적으로는 장척상으로 되어 있다.
A. 적층체의 제작
도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 적층체의 개략 단면도이다. 적층체(10)는 열가소성 수지 기재(11)와 PVA계 수지층(12)을 포함하고, 열가소성 수지 기재에 PVA계 수지층(12)을 형성함으로써 제작된다. PVA계 수지층(12)의 형성 방법은 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 바람직하게는 열가소성 수지 기재(11) 위에 PVA계 수지를 포함하는 도포액을 도포하고 건조함으로써 PVA계 수지층(12)을 형성한다.
상기 열가소성 수지 기재는 그의 결정화 지수(결정화 처리 전)가 0.16 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.12 이하이다. 이와 같은 열가소성 수지 기재는 건조 처리에서 결정화가 촉진되어 결정화 지수가 증가할 수 있다. 그 결과, 열가소성 수지 기재는 그의 강성이 증가하여 건조에 의한 PVA계 수지층의 수축에 견딜 수 있는 상태가 되고, 컬이 억제된다. 또한, 이와 같은 열가소성 수지 기재를 이용함으로써 적층체를 양호하게 연신할 수 있다. 구체적으로는, 후술하는 바와 같이 적층체를 연신욕(예컨대, 붕산 수용액)에 침지시켜 수중 연신하는 경우, 연신 장력이 저하되고 연신성이 향상된다.
열가소성 수지 기재는 바람직하게는 그의 흡수율이 0.2% 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.3% 이상이다. 열가소성 수지 기재는 물을 흡수하고, 물이 가소제적인 작용을 하여 가소화할 수 있다. 그 결과, 연신 응력을 대폭으로 저하시킬 수 있고, 고배율로 연신할 수 있다. 한편, 열가소성 수지 기재의 흡수율은 바람직하게는 3.0% 이하, 더욱 바람직하게는 1.0% 이하이다. 이와 같은 열가소성 수지 기재를 이용함으로써, 제조 시에 열가소성 수지 기재의 치수 안정성이 현저하게 저하되어, 얻어지는 편광막의 외관이 악화되는 등의 문제를 방지할 수 있다. 또한, 수중 연신 시에 기재가 파단되거나, 열가소성 수지 기재로부터 PVA계 수지층이 박리되거나 하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 열가소성 수지 기재의 흡수율은 예컨대, 구성 재료에 변성기를 도입함으로써 조정할 수 있다. 흡수율은 JIS K 7209에 준하여 구해지는 값이다.
열가소성 수지 기재의 유리 전이 온도(Tg)는 바람직하게는 170℃ 이하이다. 이와 같은 열가소성 수지 기재를 이용함으로써, PVA계 수지층의 결정화를 억제하면서 적층체의 연신성을 충분히 확보할 수 있다. 또한, 물에 의한 열가소성 수지 기재의 가소화와 수중 연신을 양호하게 행하는 것을 고려하면, 120℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 한편, 열가소성 수지 기재의 유리 전이 온도는 바람직하게는 60℃ 이상이다. 이와 같은 열가소성 수지 기재를 이용함으로써, 상기 PVA계 수지를 포함하는 도포액을 도포·건조할 때에, 열가소성 수지 기재가 변형(예컨대, 요철이나 처짐, 주름 등의 발생)하는 등의 문제를 방지하여 양호하게 적층체를 제작할 수 있다. 또한, PVA계 수지층의 연신을 바람직한 온도(예컨대, 60℃ 정도)에서 바람직하게 행할 수 있다. 또한, 열가소성 수지 기재의 유리 전이 온도는 예컨대, 구성 재료에 변성기를 도입하는 결정화 재료를 이용하여 가열함으로써 조정할 수 있다. 유리 전이 온도(Tg)는 JIS K 7121에 준하여 구해지는 값이다.
열가소성 수지 기재의 구성 재료는 임의의 적절한 재료를 채용할 수 있다. 바람직하게는 소망하는 결정화 지수를 갖는 수지 기재가 얻어지는 재료가 이용된다. 결정화 지수는 예컨대, 구성 재료에 변성기를 도입함으로써 조정할 수 있다. 열가소성 수지 기재의 구성 재료로서는 비정질의(결정화하지 않은) 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지가 바람직하게 이용된다. 그 중에서도 비정성의(결정화하기 어려운) 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지가 특별히 바람직하게 이용된다. 비정성의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지의 구체예로서는 디카복실산으로서 이소프탈산 및/또는 시클로헥산디카복실산을 더 포함하는 공중합체나, 글리콜로서 시클로헥산디메탄올이나 디에틸렌글리콜을 더 포함하는 공중합체를 들 수 있다.
바람직한 실시형태에서는, 열가소성 수지 기재는 이소프탈산 유닛을 포함하는 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지로 구성된다. 이와 같은 열가소성 수지 기재는 연신성이 극히 우수함과 함께, 연신 시의 결정화가 억제될 수 있기 때문이다. 이것은 이소프탈산 유닛을 도입함으로써 주쇄에 큰 굴곡을 부여함에 의한 것으로 생각된다. 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지는 테레프탈산 유닛 및 에틸렌글리콜 유닛을 포함한다. 이소프탈산 유닛의 함유 비율은, 전체 반복 단위의 합계에 대하여 바람직하게는 0.1몰% 이상, 더욱 바람직하게는 1.0몰% 이상이다. 연신성이 극히 우수한 열가소성 수지 기재를 얻을 수 있기 때문이다. 한편, 이소프탈산 유닛의 함유 비율은 전체 반복 단위의 합계에 대하여 바람직하게는 20몰% 이하, 보다 바람직하게 10몰% 이하이다. 이와 같은 함유 비율로 설정함으로써, 후술하는 결정화 처리에서 결정화 지수를 양호하게 증가시킬 수 있다.
열가소성 수지 기재의 연신 전의 두께는 바람직하게는 20㎛∼300㎛, 보다 바람직하게는 50㎛∼200㎛이다. 20㎛ 미만이면, PVA계 수지층의 형성이 곤란하게 될 우려가 있다. 300㎛를 초과하면, 예컨대 후술하는 수중 연신 처리에서 열가소성 수지 기재가 물을 흡수하는 데에 장시간을 필요로 함과 함께, 연신에 과대한 부하를 필요로 할 우려가 있다.
상기 PVA계 수지는 임의의 적절한 수지를 채용할 수 있다. 예컨대, 폴리비닐 알코올, 에틸렌-비닐알코올 공중합체를 들 수 있다. 폴리비닐알코올은 폴리초산비닐을 비누화함으로써 얻어진다. 에틸렌-비닐알코올 공중합체는 에틸렌-초산비닐 공중합체를 비누화함으로써 얻어진다. PVA계 수지의 비누화도는 통상적으로 85몰%∼100몰%이고, 바람직하게는 95.0몰%∼99.95몰%, 더욱 바람직하게는 99.0몰%∼99.93몰%이다. 비누화도는 JIS K 6726-1994에 준하여 구할 수 있다. 이와 같은 비누화도의 PVA계 수지를 이용함으로써, 내구성이 우수한 편광막을 얻을 수 있다. 비누화도가 지나치게 높은 경우에는 겔화되어 버릴 우려가 있다.
PVA계 수지의 평균 중합도는 목적에 따라서 적절하게 선택될 수 있다. 평균 중합도는 통상적으로 1000∼10000이고, 바람직하게는 1200∼4500, 더욱 바람직하게는 1500∼4300이다. 또한, 평균 중합도는 JIS K 6726-1994에 준하여 구할 수 있다.
상기 도포액은 대표적으로는 상기 PVA 수지를 용매에 용해시킨 용액이다. 용매로서는 예컨대 물, 디메틸설폭사이드, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 각종 글리콜류, 트리메틸올프로판 등의 다가 알코올류, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민 등의 아민류를 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 이용할 수 있다. 이들 중에서도 바람직하게는 물이다. 용액의 PVA계 수지 농도는 용매 100중량부에 대하여 바람직하게는 3중량부∼20중량부이다. 이와 같은 수지 농도이면, 열가소성 수지 기재에 밀착한 균일한 도포막을 형성할 수 있다.
상기 도포액에는 첨가제가 포함되어 있어도 된다. 첨가제로서는 예컨대 가소제, 계면활성제 등을 들 수 있다. 가소제로서는 예컨대 에틸렌글리콜이나 글리세린 등의 다가 알코올을 들 수 있다. 계면활성제로서는 예컨대 비이온 계면활성제를 들 수 있다. 이들은 얻어지는 PVA계 수지층의 균일성이나 염색성, 연신성을 보다 한층 향상시킬 목적으로 사용될 수 있다. 또한, 첨가제로서는 예컨대 이접착 성분을 들 수 있다. 이접착 성분을 이용함으로써, 수지 기재와 PVA계 수지층과의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 예컨대 수지 기재로부터 PVA계 수지층이 벗겨지는 등의 문제를 억제하여 후술하는 염색, 수중 연신을 양호하게 행할 수 있다. 이접착 성분으로서는 예컨대 아세토아세틸 변성 PVA 등의 변성 PVA가 이용된다. 게다가 또한, 첨가제로서는 요오드화 칼륨, 요오드화 나트륨, 요오드화 리튬, 염화 나트륨 등의 할로겐화물, 요소 등을 들 수 있다. 이들을 첨가함으로써 광학 특성(예컨대, 단체 투과율)을 향상시킬 수 있다. 첨가제의 배합량은 목적 등에 따라서 적절하게 설정될 수 있다.
도포액의 도포 방법으로서는 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 예컨대 롤 코트법, 스핀 코트법, 와이어 바 코트법, 딥 코트법, 다이 코트법, 커튼 코트법, 스프레이 코트법, 나이프 코트법(콤마 코트법 등) 등을 들 수 있다.
상기 도포액의 도포·건조 온도는 바람직하게는 50℃ 이상이다.
PVA계 수지층의 연신 전의 두께는 바람직하게는 3㎛∼40㎛, 더욱 바람직하게는 3㎛∼20㎛이다.
PVA계 수지층을 형성하기 전에, 열가소성 수지 기재에 표면 처리(예컨대, 코로나 처리 등)를 실시하여도 되고, 열가소성 수지 기재 위에 이접착층을 형성하여도 된다. 이와 같은 처리를 행함으로써, 열가소성 수지 기재와 PVA계 수지층과의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
B. 편광막의 제작
편광막은 대표적으로는 상기 열가소성 수지 기재 위에 형성된 PVA계 수지층에 연신 처리 및 염색 처리를 실시함으로써 제작된다. PVA계 수지층에는 연신 처리 및 염색 처리 이외에, PVA계 수지층을 편광막으로 하기 위한 처리가 적절하게 실시될 수 있다. 해당 편광막으로 하기 위한 처리로서는, 예컨대 불용화 처리, 가교 처리, 세정 처리 등을 들 수 있다. 이들 처리는 목적에 따라서 선택할 수 있다. 또한 처리 순서, 처리의 타이밍, 처리 횟수 등의 처리 조건을 적절하게 설정할 수 있다. 이하, 각각의 처리에 대하여 설명한다.
(염색 처리)
상기 염색 처리는 대표적으로는 PVA계 수지층을 이색성 물질로 염색함으로써 행한다. 바람직하게는 PVA계 수지층에 이색성 물질을 흡착시킴으로써 행한다. 당해 흡착 방법으로서는 예컨대, 이색성 물질을 포함하는 염색액에 PVA계 수지층(적층체)을 침지시키는 방법, PVA계 수지층에 상기 염색액을 도공하는 방법, 상기 염색액을 PVA계 수지층에 분무하는 방법 등을 들 수 있다. 바람직하게는 염색액에 적층체를 침지시키는 방법이다. 이색성 물질이 양호하게 흡착할 수 있기 때문이다.
상기 이색성 물질로서 요오드를 이용하는 경우, 상기 염색액은 바람직하게는 요오드 수용액이다. 요오드의 배합량은 물 100중량부에 대하여 바람직하게는 0.1중량부∼0.5중량부이다. 요오드의 물에 대한 용해도를 높이기 위하여, 요오드 수용액에 요오드화물을 배합하는 것이 바람직하다. 요오드화물로서는 예컨대 요오드화 칼륨, 요오드화 리튬, 요오드화 나트륨, 요오드화 아연, 요오드화 알루미늄, 요오드화 납, 요오드화 구리, 요오드화 바륨, 요오드화 칼슘, 요오드화 주석, 요오드화 티탄 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 바람직하게는 요오드화 칼륨이다. 요오드화물의 배합량은 물 100중량부에 대하여 바람직하게는 0.02중량부∼20중량부, 보다 바람직하게는 0.1중량부∼10중량부이다.
염색액의 염색 시의 액온은, PVA계 수지의 용해를 억제하기 위하여 바람직하게는 20℃∼50℃이다. 염색액에 PVA계 수지층을 침지시키는 경우, 침지 시간은 PVA계 수지층의 투과율을 확보하기 위하여 바람직하게는 5초∼5분이다. 또한, 염색 조건(농도, 액온, 침지 시간)은 최종적으로 얻어지는 편광막의 편광도 또는 단체 투과율이 소정의 범위가 되도록 설정할 수 있다. 하나의 실시형태에서는, 얻어지는 편광막의 편광도가 99.98% 이상이 되도록 침지 시간을 설정한다. 다른 실시형태에서는, 얻어지는 편광막의 단체 투과율이 40%∼45%가 되도록 침지 시간을 설정한다.
(연신 처리)
적층체의 연신 방법으로서는 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 구체적으로는 고정단 연신(예컨대, 텐터 연신기를 이용하는 방법)이어도 되고, 자유단 연신(예컨대, 원주 속도가 상이한 롤 사이에 적층체를 통과시켜 1축 연신하는 방법)이어도 된다. 또한, 동시 2축 연신(예컨대, 동시 2축 연신기를 이용하는 방법)이어도 되고, 순차 2축 연신이어도 된다. 적층체의 연신은 한 단계로 행하여도 되고, 다단계로 행하여도 된다. 다단계로 행하는 경우, 후술하는 적층체의 연신 배율(최대 연신 배율)은 각 단계의 연신 배율의 곱이다.
연신 처리는 적층체를 연신욕에 침지시키면서 행하는 수중 연신 방식이어도 되고, 공중 연신 방식이어도 된다. 바람직하게는 수중 연신 처리를 적어도 1회 실시하고, 더욱 바람직하게는 수중 연신 처리와 공중 연신 처리를 조합한다. 수중 연신에 따르면, 상기 수지 기재나 PVA계 수지층의 유리 전이 온도(대표적으로는 80℃ 정도)보다도 낮은 온도에서 연신할 수 있고, PVA계 수지층을 그의 결정화를 억제하면서 고배율로 연신할 수 있다. 그 결과, 우수한 광학 특성(예컨대, 편광도)을 갖는 편광막을 제조할 수 있다.
적층체의 연신 방향으로서는 임의의 적절한 방향을 선택할 수 있다. 하나의 실시형태에서는, 장척상의 적층체의 길이 방향으로 연신한다. 구체적으로는, 적층체를 길이 방향으로 반송하고, 그의 반송 방향(MD)이다. 다른 실시형태에서는, 장척상의 적층체의 폭 방향으로 연신한다. 구체적으로는, 적층체를 길이 방향으로 반송하고, 그의 반송 방향(MD)과 직교하는 방향(TD)이다.
적층체의 연신 온도는 수지 기재의 형성 재료, 연신 방식 등에 따라서 임의의 적절한 값으로 설정할 수 있다. 공중 연신 방식을 채용하는 경우, 연신 온도는 바람직하게는 수지 기재의 유리 전이 온도(Tg) 이상이고, 더욱 바람직하게는 수지 기재의 유리 전이 온도(Tg) +10℃ 이상, 특히 바람직하게는 Tg +15℃ 이상이다. 한편, 적층체의 연신 온도는 바람직하게는 170℃ 이하이다. 이와 같은 온도에서 연신함으로써, PVA계 수지의 결정화가 급속히 진행되는 것을 억제하여, 당해 결정화에 의한 문제(예컨대, 연신에 의한 PVA계 수지층의 배향을 방해함)를 억제할 수 있다.
연신 방식으로서 수중 연신 방식을 채용하는 경우, 연신욕의 액온은 바람직하게는 40℃∼85℃, 보다 바람직하게는 50℃∼85℃이다. 이와 같은 온도이면, PVA계 수지층의 용해를 억제하면서 고배율로 연신할 수 있다. 구체적으로는, 상술한 바와 같이 수지 기재의 유리 전이 온도(Tg)는 PVA계 수지층의 형성과의 관계에서, 바람직하게는 60℃ 이상이다. 이 경우, 연신 온도가 40℃를 하회하면, 물에 의한 수지 기재의 가소화를 고려하여도 양호하게 연신할 수 없을 우려가 있다. 한편, 연신욕의 온도가 고온이 될수록, PVA계 수지층의 용해성이 높아져서 우수한 광학 특성을 얻을 수 없을 우려가 있다.
수중 연신 방식을 채용하는 경우, 적층체를 붕산 수용액 중에 침지시켜 연신하는 것이 바람직하다(붕산 수중 연신). 연신욕으로서 붕산 수용액을 이용함으로써, PVA계 수지층에 연신 시에 걸리는 장력을 견디는 강성과, 물에 용해되지 않는 내수성을 부여할 수 있다. 구체적으로는, 붕산은 수용액 중에서 테트라히드록시붕산 음이온을 생성하여 PVA계 수지와 수소 결합에 의해 가교될 수 있다. 그 결과, PVA계 수지층에 강성과 내수성을 부여하여 양호하게 연신할 수 있고, 우수한 광학 특성을 갖는 편광막을 제작할 수 있다.
상기 붕산 수용액은 바람직하게는 용매인 물에 붕산 및/또는 붕산염을 용해시킴으로써 얻어진다. 붕산 농도는 물 100중량부에 대하여 바람직하게는 1중량부∼10중량부이다. 붕산 농도를 1중량부 이상으로 함으로써 PVA계 수지층의 용해를 효과적으로 억제할 수 있고, 보다 고 특성의 편광막을 제작할 수 있다. 또한, 붕산 또는 붕산염 이외에 붕사 등의 붕소 화합물, 글리옥살, 글루타르알데히드 등을 용매에 용해시켜 얻어진 수용액도 이용할 수 있다.
바람직하게는 상기 연신욕(붕산 수용액)에 요오드화물을 배합한다. 요오드화물을 배합함으로써, PVA계 수지층에 흡착시킨 요오드의 용출을 억제할 수 있다. 요오드화물의 구체예는 상술한 바와 같다. 요오드화물의 농도는 물 100중량부에 대하여 바람직하게는 0.05중량부∼15중량부, 보다 바람직하게는 0.5중량부∼8중량부이다.
적층체의 연신욕에의 침지 시간은 바람직하게는 15초∼5분이다.
적층체의 연신 배율(최대 연신 배율)은 적층체의 원래 길이에 대하여 바람직하게는 5.0배 이상이다. 이와 같은 높은 연신 배율은, 예컨대 수중 연신 방식(붕산 수중 연신)을 채용함으로써 달성될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 '최대 연신 배율'이란, 적층체가 파단되기 직전의 연신 배율을 말하며, 별도로 적층체가 파단되는 연신 배율을 확인하여, 그 값보다도 0.2 낮은 값을 말한다.
바람직하게는, 수중 연신 처리는 염색 처리 후에 행한다.
(불용화 처리)
상기 불용화 처리는 대표적으로는 붕산 수용액에 PVA계 수지층을 침지시킴으로써 행한다. 특히 수중 연신 방식을 채용하는 경우, 불용화 처리를 실시함으로써 PVA계 수지층에 내수성을 부여할 수 있다. 당해 붕산 수용액의 농도는 물 100중량부에 대하여 바람직하게는 1중량부∼4중량부이다. 불용화욕(붕산 수용액)의 액온은 바람직하게는 20℃∼40℃이다. 바람직하게는, 불용화 처리는 적층체 제작 후, 염색 처리나 수중 연신 처리 전에 행한다.
(가교 처리)
상기 가교 처리는 대표적으로는 붕산 수용액에 PVA계 수지층을 침지시킴으로써 행한다. 가교 처리를 실시함으로써, PVA계 수지층에 내수성을 부여할 수 있다. 당해 붕산 수용액의 농도는 물 100중량부에 대하여 바람직하게는 1중량부∼4중량부이다. 또한, 상기 염색 처리 후에 가교 처리를 행하는 경우, 추가로 요오드화물을 배합하는 것이 바람직하다. 요오드화물을 배합함으로써, PVA계 수지층에 흡착시킨 요오드의 용출을 억제할 수 있다. 요오드화물의 배합량은 물 100중량부에 대하여 바람직하게는 1중량부∼5중량부이다. 요오드화물의 구체예는 상술한 바와 같다. 가교욕(붕산 수용액)의 액온은 바람직하게는 20℃∼50℃이다. 바람직하게는, 가교 처리는 수중 연신 처리 전에 행한다. 바람직한 실시형태에서는, 염색 처리, 가교 처리 및 수중 연신 처리를 이 순서로 행한다.
(세정 처리)
상기 세정 처리는 대표적으로는 요오드화 칼륨 수용액에 PVA계 수지층을 침지시킴으로써 행한다.
상기 각종 처리를 거쳐 제작되는 편광막은, 실질적으로는 이색성 물질이 흡착 배향된 PVA 수지막이다. 편광막의 두께는 대표적으로 25㎛ 이하이고, 바람직하게는 15㎛ 이하, 보다 바람직하게는 10㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 7㎛ 이하, 특히 바람직하게는 5㎛ 이하이다. 한편, 편광막의 두께는 바람직하게는 0.5㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1.5㎛ 이상이다. 편광막은 바람직하게는 파장 380nm∼780nm의 어느 파장에서 흡수 이색성을 나타낸다. 편광막의 단체 투과율은 바람직하게는 40.0% 이상, 보다 바람직하게는 41.0% 이상, 더욱 바람직하게는 42.0% 이상, 특히 바람직하게는 43.0% 이상이다. 편광막의 편광도는 바람직하게는 99.8% 이상, 보다 바람직하게는 99.9% 이상, 더욱 바람직하게는 99.95% 이상이다.
C. 결정화 처리
상기 결정화 처리는 적층체를 접촉 가열 수단에 접촉시킴으로써 행한다. 적층체를 접촉 가열 수단과 접촉시킴으로써, 적층체의 건조 및 열가소성 수지 기재의 결정화가 진행되는 결과, 컬을 억제하여 외관이 우수한 광학 적층체를 제조할 수 있다.
상기 접촉 가열 수단으로서는 열 롤(가열한 반송 롤), 열 플레이트, 전열선 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 열 롤이 바람직하다. 열 롤에 적층체를 따르게 한 상태에서 건조함(열 롤 건조 방식)으로써, 상기 열가소성 수지 기재의 결정화를 효율적으로 촉진시켜서 결정화 지수를 증가시킬 수 있다. 그 결과, 열가소성 수지 기재는, 그의 강성이 증가되어 건조에 의한 PVA계 수지층의 수축에 견딜 수 있는 상태가 되고, 컬이 억제된다. 또한, 열 롤을 이용함으로써, 적층체를 편평한 상태로 유지하면서 건조할 수 있기 때문에, 컬 뿐만 아니라 주름의 발생도 억제할 수 있다. 적층체의 접촉 가열 수단과의 접촉면은 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 접촉 가열 수단과 적층체의 열가소성 수지 기재면을 접촉시킨다.
본 발명에서는, 상기 결정화 처리가 열가소성 수지 기재의 결정화 지수를 증대시켜서 제1 소정값으로 하는 제1 결정화 처리 단계와, 열가소성 수지 기재의 결정화 지수를 제1 소정값보다도 큰 제2 소정값으로 하는 제2 결정화 처리 단계를 포함한다. 필요에 따라, 열가소성 수지 기재의 결정화 지수를 더욱 증대시키는 하나 이상의 추가의 결정화 처리 단계를 포함하고 있어도 된다. 이하, 접촉 가열 수단으로서 열 롤을 이용한 결정화 처리에 대하여 설명하지만, 열 롤 이외의 접촉 가열 수단을 이용한 결정화 처리에서도 유사한 설명을 적용할 수 있다.
제1 결정화 처리 단계는 대표적으로는 상기 적층체를 적어도 하나의 50℃∼95℃의 열 롤에 접촉시키는 것을 포함하고, 바람직하게는 상기 적층체를 복수의 50℃∼95℃의 열 롤에 접촉시키는 것을 포함한다. 복수의 열 롤을 이용함으로써 결정화도를 정밀하게 제어할 수 있다.
제1 결정화 처리 단계에서의 열 롤의 온도는 바람직하게는 60℃∼93℃, 보다 바람직하게는 80℃∼90℃이다. 열 롤 수는 특별히 제한되지 않고, 통상적으로 2개∼20개, 바람직하게는 3개∼15개 형성된다. 적층체와 개개의 열 롤과의 접촉 시간은 각각 바람직하게는 0.1초∼5초이다.
복수의 열 롤을 이용하는 경우, 이들 열 롤은 동일한 또는 상이한 온도로 설정될 수 있다. 상이한 온도로 설정되는 경우, 프로세스 상류 측에 배치된 열 롤로부터 하류 측에 배치된 열 롤을 향하여 온도가 높아지도록 설정되는 것이 바람직하다. 온도가 낮은 열 롤로부터 순서대로 적층체와 접촉하는 것은, 적층체의 폭 방향의 수축이나 단부의 컬 등을 억제하는 데에 유효할 수 있다.
상기 제1 소정값, 즉, 제1 결정화 처리 단계 종료 시의 열가소성 수지 기재의 결정화 지수는 예컨대 0.35 이상이고, 바람직하게는 0.38 이상, 보다 바람직하게는 0.40 이상(예컨대, 0.43 이상 또는 0.45 이상)이다. 이와 같은 결정화 지수로 한 후에, 제2 결정화 처리 단계로 진행함으로써, 고온(예컨대, 96℃ 이상)의 열 롤에 접촉시킨 경우이어도 열가소성 수지 기재의 백탁을 방지하면서 결정화를 진행시켜 내구성을 향상시킬 수 있다. 한편, 상기 제1 소정값의 상한은, 최종적으로(제2 결정화 처리 단계 후에) 구해지는 결정화 지수를 고려하여 적절하게 설정되는 것이고, 특별히 제한되지 않지만, 생산성의 관점에서 예컨대 0.55 이하일 수 있다.
제2 결정화 처리 단계는 대표적으로는 상기 적층체를 적어도 하나의 96℃∼120℃의 열 롤에 접촉시키는 것을 포함한다. 제2 열 롤의 온도는 바람직하게는 100℃∼115℃, 보다 바람직하게는 105℃∼115℃이다. 열 롤 수는 특별히 제한되지 않고, 통상적으로 1개∼10개, 바람직하게는 1개∼5개 형성된다. 적층체와 열 롤과의 접촉 시간(복수 있는 경우는 개개의 열 롤과의 접촉 시간)은 바람직하게는 0.1초∼5초이다.
상기 제2 소정값, 즉, 제2 결정화 처리 단계 종료 시의 열가소성 수지 기재의 결정화 지수는 예컨대 0.52 이상이고, 바람직하게는 0.55 이상이며, 보다 바람직하게는 0.60 이상(예컨대, 0.65 이상 또는 0.70 이상)이다. 이와 같은 결정화 지수로 함으로써 충분한 내구성을 얻을 수 있다. 한편, 상기 제2 소정값의 상한은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 생산성 및 적층체의 외관을 바람직한 상태로 유지하는 관점에서, 예컨대 0.8 이하로 할 수 있다.
제2 결정화 처리 단계에서는, 열가소성 수지 기재의 결정화 지수를 상기 제1 소정값으로부터 0.12 이상 증대시키는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.15∼0.30 증대시킨다. 고온의 열 롤을 이용하여 효율적으로 결정화를 진행시킴으로써 높은 생산성을 실현할 수 있다.
제1 결정화 처리 및 제2 결정화 처리에서의 열 롤의 온도, 열 롤의 수, 열 롤과의 접촉 시간 등을 조정함으로써 열가소성 수지 기재의 결정화 지수를 제어할 수 있다. 적층체와 제1 결정화 처리 및 제2 결정화 처리에서의 열 롤과의 접촉 시간의 합계(총 접촉 시간)는 바람직하게는 3초∼50초, 보다 바람직하게는 4초∼20초, 더욱 바람직하게는 5초∼15초이다.
도 2는 결정화 처리의 일례를 나타내는 개략도이다. 도시예에서는, 오븐(200a) 내에 반송 롤(R1∼R4)이 형성되어 있고, 오븐(200b) 내에 반송 롤(R5∼R6)이 형성되어 있다. 반송 롤(R1∼R4)의 2개 이상이 50℃∼95℃로 가열되어 제1 열 롤로 되어 있고, R5∼R6의 적어도 하나가 96℃∼120℃로 가열되어 제2 열 롤로 되어 있다. 적층체(10)를, 소정의 온도로 가열된 반송 롤(R1∼R4) 및 가이드 롤(G1∼G4)에 의해 반송하면서 열가소성 수지 기재를 소망하는 결정화 지수까지 결정화시켜 제1 결정화 처리를 행하고, 이어서 반송 롤(R5∼R6) 및 가이드 롤(G5∼G6)에 의해 반송하면서 열가소성 수지 기재의 결정화 지수를 더욱 증대시켜서 제2 결정화 처리를 행한다. 제1 및 제2 결정화 처리가 종료된 적층체(10)는 가이드 롤(G7∼G8)을 거쳐 스트레이트 패스(straight path)로 송출된다. 또한, 도시예와는 상이하게, 제1 결정화 처리와 제2 결정화 처리를 같은 오븐 내에서(즉, 같은 분위기 온도에서) 행하여도 되고, 제1 결정화 처리 또는 제2 결정화 처리의 일부를 상이한 온도에서 행하여도 된다.
열 롤은 도시예와 같이 가열로(예컨대, 오븐) 내에 형성하여도 되고, 도시예와는 상이하게 통상의 제조 라인(실온 환경하)에 형성하여도 된다. 바람직하게는 가열로 내에 형성된다. 가열로 내의 분위기 온도는 바람직하게는 60℃∼120℃, 보다 바람직하게는 80℃∼110℃이다. 가열로는 송풍 수단을 구비하고 있어도 된다. 열 롤에 의한 건조와 열풍 건조를 병용함으로써, 열 롤 간에서의 가파른 온도 변화를 억제할 수 있고, 폭 방향의 수축을 용이하게 제어할 수 있다.
상기 결정화 처리에 의한 열가소성 수지 기재의 수축률[(제1 결정화 처리 전의 열가소성 수지 기재의 폭 - 제1 결정화 처리 후의 열가소성 수지 기재의 폭)/제1 결정화 처리 전의 열가소성 수지 기재의 폭 × 100]은 바람직하게는 3% 이하, 보다 바람직하게는 2% 이하이다.
바람직하게는, 상기 편광막의 제작에서의 연신 처리는 수중 연신(붕산 수중 연신) 처리를 포함한다. 이와 같은 실시형태에 따르면, 상술한 바와 같이, 높은 연신 배율을 달성하여 열가소성 수지 기재의 배향성이 향상될 수 있다. 배향성이 높은 상태에서, 결정화 처리에 의해 열가소성 수지 기재에 열이 가해지면, 결정화가 급격하게 진행되어 결정화 지수가 현격하게 증가될 수 있다. 상기 수중 연신(붕산 수중 연신) 처리 후의 열가소성 수지 기재의 결정화 지수는 바람직하게는 0.25∼0.35 정도이다.
D. 광학 적층체
본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 적층체는, 상기 편광막 및 소정 의 결정화 지수를 갖는 상기 열가소성 수지 기재를 포함한다. 광학 적층체는 필요에 따라서 다른 부재를 더 포함할 수 있다.
도 3(a) 및 (b)는 각각, 하나의 바람직한 실시형태에 의한 광학 적층체의 개략 단면도이다. 광학 적층체(100a)는 열가소성 수지 기재(11')와 편광막(12')과 점착제층(13)과 세퍼레이터(14)를 이 순서로 포함한다. 광학 적층체(100b)는 열가소성 수지 기재(11')와 편광막(12')과 접착제층(15)과 광학 기능 필름(16)과 점착제층(13)과 세퍼레이터(14)를 이 순서로 포함한다. 본 실시형태에서는, 상기 열가소성 수지 기재를, 얻어진 편광막(12')으로부터 박리시키지 않고, 그대로 광학 부재로서 이용하고 있다. 열가소성 수지 기재(11')는 예컨대, 편광막(12')의 보호 필름으로서 기능할 수 있다.
상기 광학 적층체를 구성하는 각 층의 적층에는 도시예에 한정되지 않고, 임의의 적절한 점착제층 또는 접착제층이 이용된다. 점착제층은 대표적으로는 아크릴계 점착제로 형성된다. 접착제층으로서는 대표적으로는 PVA계 접착제로 형성된다. 상기 광학 기능 필름은 예컨대 편광막 보호 필름, 위상차 필름 등으로서 기능할 수 있다. 상기 광학 기능 필름(예컨대, 편광막 보호 필름)을 포함하는 광학 적층체(편광판)는 예컨대, 상기 결정화 처리가 실시된 광학 적층체의 편광막 측에 임의의 적절한 점착제층 또는 접착제층을 개재하여 광학 기능 필름을 적층함으로써 얻을 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 특성의 측정 방법은 이하와 같다.
1. 두께
디지털 마이크로 미터(안리츠사 제조, 제품명 "KC-351C")를 이용하여 측정 하였다.
2. 열가소성 수지 기재의 결정화 지수
PerkinElmer사 제조 FT-IR(푸리에 변환 적외선 분광 광도계)를 이용하여, 다중 전반사 장치(ATR)를 장착하여 분해능 4cm-1, 적산 횟수 32회로 측정한, PET 스펙트럼의 결정 밴드 유래 피크 1340cm-1의 피크 강도와 벤젠 환의 비 이색성 밴드로 된 1410cm-1의 피크 강도를 이용하여, 하기 식으로 PET 필름의 결정화 지수를 측정하였다.
결정화 지수=1340cm-1의 피크 강도/1410cm-1의 피크 강도
3. 열가소성 수지 기재의 유리 전이 온도(Tg)
JIS K 7121에 준하여 측정하였다.
[실시예 1]
열가소성 수지 기재로서 두께 100㎛, 결정화 지수 0∼0.1, Tg 75℃의 이소프탈산 유닛을 5몰% 공중합시킨 비정질(amorphous)의 폴리에틸렌테레프탈레이트(IPA 공중합 PET)를 이용하였다. 이 필름의 표면에 코로나 처리(58W/m2/min)를 행하였다. 아세토아세틸 변성 PVA(일본합성화학공업사 제조, 상품명: 고세화이머 Z200,평균 중합도: 1200, 비누화도: 98.5몰% 이상, 아세토아세틸화도: 5%)와 PVA(평균 중합도: 4200, 비누화도: 99.2몰%)를 1:9의 비율로 포함하는 PVA계 수지를 준비하고, 해당 PVA계 수지 100중량부에 대하여 요오드화 칼륨 13중량부를 첨가하여 PVA계 수지 수용액을 조제하였다(PVA계 수지 농도: 5.5중량%). 이 수용액을 건조 후의 두께가 13㎛가 되도록 수지 기재의 코로나 처리면에 도포하고, 60℃의 분위기 하에서 열풍 건조에 의해 10분간 건조하여 적층체를 제작하였다. 얻어진 적층체를 우선 공기 중 140℃에서 2.4배로 연신하였다(공중 보조 연신).
이어서, 적층체를, 액온 30℃의 불용화욕(물 100중량부에 대하여 붕산을 3중량부 배합하여 얻어진 붕산 수용액)에 30초간 침지시켰다(불용화 처리).
이어서, 요오드와 요오드화 칼륨을 포함하는 액온 30℃의 염색욕에 염색하고, 최종적으로 얻어지는 편광막의 단체 투과율(Ts)이 40∼45%가 되도록 침지 시켰다. 염색액은, 물을 용매로 하고, 요오드 농도를 0.1∼0.4중량%의 범위 내로 하며, 요오드화 칼륨 농도를 0.7∼2.8중량%의 범위 내로 하고, 요오드와 요오드화 칼륨의 농도의 비는 1:7로 하였다(염색 처리).
이어서, 적층체를 액온 30℃의 붕산 수용액에 60초간 침지하여 요오드를 흡착시킨 PVA 수지층에 가교 처리를 실시하였다. 본 공정의 붕산 수용액은, 붕산 함유량을 물 100중량부에 대하여 3중량부로 하고, 요오드화 칼륨 함유량을 물 100중량부에 대하여 3중량부로 하였다(가교 처리).
그 후, 적층체를 액온 70℃의 붕산 수용액(물 100중량부에 대하여 붕산을 4중량부 배합하고, 요오드화 칼륨을 5중량부 배합하여 얻어진 수용액)에 침지시키면서, 원주 속도가 상이한 롤 사이에서 종방향으로 1축 연신을 행하였다(수중 연신 처리). 이 때의 연신 배율을 2.3배로 하였다(최종적인 연신 배율 5.5배).
그 후, 적층체를 세정욕(물 100중량에 대하여 요오드화 칼륨을 4중량부 배합하여 얻어진 수용액으로 세정한다(세정 공정).
그 후, 도 2에 나타내는 바와 같이, 오븐 내에 형성된 열 롤로 반송시키면서 적층체를 건조시킴과 함께 열가소성 수지 기재를 결정화시켰다. 여기에서, R1∼R4의 온도를 85℃로 설정하고, R5의 온도를 100℃로 설정하며, R6의 온도를 50℃로 설정하였다. 또한, 제1 결정화 처리용 오븐 내의 분위기 온도가 90℃가 되도록 열풍을 송풍하고, 제2 결정화 처리용 오븐 내의 분위기 온도가 95℃가 되도록 열풍을 송풍하였다. 적층체와 열 롤과의 접촉 시간(적층체의 임의의 1점과 개개의 열 롤과의 접촉 시간)은, 열 롤(R1∼R4)과의 접촉 시간이 각각 2.5초(합계 10초)이고, 열 롤(R5)과의 접촉 시간은 2.5초이었다.
이와 같이 하여, 열가소성 수지 기재 위에 두께 5㎛의 편광막을 제작하였다(목표 투과율 42.5%). 또한, 수중 연신 처리 후의 열가소성 수지 기재의 결정화 지수는 약 0.28이었다.
계속해서, 얻어진 적층체의 편광막 측에 UV 경화형 접착제를 개재하여 보호 필름(아크릴계, 두께 40㎛)을 롤-투-롤 방식으로 첩합하였다.
[실시예 2]
상류 측으로부터 1번째의 롤(R1)의 온도 조절을 끊고, 롤(R2∼R4)의 온도를 90℃로 설정하며, 적층체와 열 롤(R2∼R4)과의 접촉 시간을, 각각 3초(합계: 9초)로 하고, 열 롤(R5∼R6)과의 접촉 시간을 각각 3초(합계: 6초)로 한 것, 및 제2 결정화 처리용 오븐 내의 분위기 온도가 100℃가 되도록 열풍을 송풍한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 광학 적층체를 제작하였다.
[실시예 3]
R5의 온도를 105℃로 설정한 것, 및 제1 결정화 처리용 오븐 내의 분위기 온도가 95℃가 되도록 열풍을 송풍하고, 제2 결정화 처리용 오븐 내의 분위기 온도가 100℃가 되도록 열풍을 송풍한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 광학 적층체를 제작하였다.
[실시예 4]
열 롤(R1∼R4)의 온도를 65℃로 설정하고, R5의 온도를 110℃로 설정한 것, 및 제2 결정화 처리용 오븐 내의 분위기 온도가 100℃가 되도록 열풍을 송풍한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 광학 적층체를 제작하였다.
[실시예 5]
R5의 온도를 90℃로 설정한 것, 및 제2 결정화 처리용 오븐 내의 분위기 온도가 90℃가 되도록 열풍을 송풍한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 광학 적층체를 제작하였다.
[비교예 1]
분위기 온도가 60℃가 되도록 열풍이 송풍된 오븐 내에서, 적층체를 1개의 열 롤(110℃)과 3초간 접촉시켜 결정화 처리를 행한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 광학 적층체를 제작하였다.
각 실시예 및 비교예에서 얻어진 광학 적층체의 내구성 및 열가소성 수지 기재의 투명성의 평가 결과를, 각 결정화 처리 후의 결정화 지수 및 처리 조건과 함께 표 1에 나타낸다. 또한, 내구성 및 열가소성 수지 기재의 투명성의 평가 방법은 이하와 같다.
1. 내구성
얻어진 광학 적층체의 아크릴 보호 필름면에 아크릴계 점착제를 적층하고, 유리에 첩합하여 유리 부착의 편광판을 제작하고, 60℃, 90%RH의 항온항습조에 500시간 투입하여, 광학 적층체의 단부로부터 열가소성 수지 기재가 박리하는지 여부를 관찰하였다. 박리가 확인된 경우에는, 열가소성 수지 기재의 광학 적층체 단부로부터의 박리량(mm)을 계측하였다.
2. 열가소성 수지 기재의 투명성
얻어진 광학 적층체에 대하여 JIS K7136에 준거하여 측정한 헤이즈를 열가소성 수지 기재의 헤이즈로 하여 이하의 기준에 따라서 평가하였다.
헤이즈가 2% 미만 … 우수
헤이즈가 2% 이하 3% 미만 … 양호
헤이즈가 3% 이상 … 불량
[표 1]
실시예 1∼5의 광학 적층체는 어느 것도 헤이즈가 3 미만이고, 열가소성 수지 기재의 투명성이 유지되고 있었다. 그 중에서도, 제1 결정화 처리 후의 열가소성 수지 기재의 결정화 지수가 0.40 이상이고, 제2 결정화 처리 후의 열가소성 수지 기재의 결정화 지수가 0.55 이상인 실시예 1∼3에서는, 광학 적층체의 내구성도 우수하고, 나아가 열가소성 수지 기재의 헤이즈가 1.5% 이하이며, 외관이 극히 양호하였다. 실시예 5의 광학 적층체는 열가소성 수지 기재의 헤이즈가 1.0% 이하로 극히 우수한 외관을 가지고 있었지만, 내구성 시험에서 열가소성 수지 기재의 단부로부터의 박리가 근소하게 확인되었다. 한편, 단계적인 결정화 처리를 행하지 않은 비교예 1의 광학 적층체는, 열 가소성 수지 기재의 헤이즈가 3% 이상이고, 백탁이 생겨 있었다.
[참고예 1]
여러 가지 조건으로 결정화 처리를 행한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 열가소성 수지 기재의 결정화 지수가 0.35, 0.43, 0.51, 0.55 또는 0.60∼0.69인 광학 적층체를 얻었다. 해당 광학 적층체를 80℃의 항온조, 85℃의 항온조, 60℃, 90%RH의 항온항습조 또는 60℃, 95%RH의 항온항습조에 투입하고 500시간 경과 후의 광학 적층체에서의 열가소성 수지 기재의 단부로부터의 박리량(mm)을 계측하였다. 결과를 도 4에 나타낸다. 또한, 박리가 생기지 않은 광학 적층체의 사진 및 박리가 생겨 있는 광학 적층체의 사진을 도 5(a) 및 (b)에 각각 나타낸다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 결정화 지수가 0.55 이상인 경우, 열가소성 수지 기재의 박리가 생기지 않았다.
본 발명의 편광막은 액정 텔레비전, 액정 디스플레이, 휴대 전화, 디지털 카메라, 비디오 카메라, 휴대 게임기, 카 네비게이션, 복사기, 프린터, 팩스, 시계, 전자 레인지 등의 액정 패널에 바람직하게 이용된다.
10 적층체
11 열가소성 수지 기재
12 폴리비닐알코올계 수지층
100 광학 적층체
11 열가소성 수지 기재
12 폴리비닐알코올계 수지층
100 광학 적층체
Claims (8)
- 결정화 지수가 0.16 이하인 열가소성 수지 기재 위에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층체를 제작하는 것,
상기 폴리비닐알코올계 수지층에 연신 처리 및 염색 처리를 실시하여 편광막을 제작하는 것, 및
상기 적층체를 접촉 가열하여 상기 열가소성 수지 기재에 결정화 처리를 실시하는 것을 포함하는, 광학 적층체의 제조 방법으로서,
상기 결정화 처리가 상기 열가소성 수지 기재의 결정화 지수를 증대시켜 제1 소정값으로 하는 제1 결정화 처리 단계와, 상기 열가소성 수지 기재의 결정화 지수를 상기 제1 소정값보다도 큰 제2 소정값으로 하는 제2 결정화 처리 단계를 포함하고,
상기 열가소성 수지 기재가 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지로 구성되고,
상기 제1 결정화 처리 단계가 상기 적층체를 50℃ 내지 95℃의 접촉 가열 수단에 접촉시키는 것을 포함하고,
상기 제1 소정값이 0.40~0.55이고,
상기 제2 결정화 처리 단계가 상기 적층체를 96℃~120℃의 접촉 가열 수단과 접촉시키는 것을 포함하고,
상기 제2 소정값이 0.52~0.8이고,
상기 제2 소정값과 제1 소정값의 차이는 0.12 이상인,
광학 적층체의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 소정값이 0.43~0.55인, 광학 적층체의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2 소정값이 0.55~0.8인, 광학 적층체의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 결정화 처리 단계가 60℃∼120℃의 분위기 온도 하에서 행해지는, 광학 적층체의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 결정화 처리 단계에서, 상기 적층체 표면의 임의의 1점과 개개의 상기 접촉 가열 수단과의 접촉 시간이 각각 0.1초∼5초인, 광학 적층체의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 결정화 처리에 의한 상기 열가소성 수지 기재의 수축률이 3% 이하인, 광학 적층체의 제조 방법. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법으로 광학 적층체를 제조하는 것, 및
얻어진 광학 적층체의 편광막 측에 광학 기능 필름을 형성하는 것을 포함하는, 편광판의 제조 방법. - 삭제
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