KR102661253B1 - 적층 필름 - Google Patents

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쇼지 소부에
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스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 보호 필름을 박리한 후의 위상차 필름에 위상차의 불균일이 생기기 어려운 적층 필름을 제공한다.
[해결 수단] 본 발명의 적층 필름(1)은, 기재 필름(5) 상에 액정 위상차층(3)을 갖는 위상차 필름(20)과, 이 액정 위상차층(5) 상에 박리 가능하게 접합된 보호 필름(7)을 구비하고, 이 액정 위상차층(3)은, 보호 필름(7)에 접하는 면의 산술 평균 기복값 Wa가 70 nm 이하인 것을 특징으로 한다.

Description

적층 필름{LAMINATED FILM}
본 발명은, 적층 필름에 관한 것으로, 자세하게는 기재 필름 상에 위상차층을 갖는 위상차 필름과, 이 위상차층 상에 박리 가능하게 접합된 보호 필름을 구비한 적층 필름에 관한 것이다.
1/4 위상차층 등의 위상차층을 갖는 위상차 필름으로서, 예컨대 특허문헌 1〔일본 특허 공개 제2016-40603의 특히 단락 0163 등〕에는, 기재 상에 중합성 액정 화합물을 중합 경화시켜 얻어지는 액정 위상차층을 갖는 것이 개시되어 있고, 이 위상차 필름의 반송시에 있어서의 주름이나 컬을 억제하기 위해서, 보호 필름을 박리 가능하게 접합하는 것도 개시되어 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2016-40603호 공보(특히 단락 0163 등)
그러나, 기재 필름 상에 액정 위상차층을 갖는 위상차 필름의 액정 위상차층 상에 보호 필름을 접합한 적층 필름은, 보호 필름을 박리한 후의 위상차 필름에 위상차의 불균일이 생기기 쉬운 것을 알 수 있었다.
따라서, 본 발명자는, 보호 필름의 박리 후에 위상차의 불균일이 생기기 어려운 적층 필름을 개발하도록 예의 검토한 결과, 본 발명에 이르렀다.
즉 본 발명은, 기재 필름 상에 액정 위상차층을 갖는 위상차 필름과,
상기 액정 위상차층 상에 박리 가능하게 접합된 보호 필름을 구비한 적층 필름으로서,
상기 액정 위상차층은, 상기 보호 필름에 접하는 면의 산술 평균 기복값 Wa가 70 nm 이하인 것을 특징으로 하는 적층 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 적층 필름에 의하면, 보호 필름을 박리한 후의 위상차 필름에 위상차의 불균일이 생기기 어렵다.
도 1은 본 발명의 적층 필름의 일례의 단면 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 적층 필름으로부터 보호 필름을 박리하여 얻어지는 위상차 필름의 일례의 단면 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 적층 필름으로부터 얻어지는 편광판의 일례의 단면 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 1의 단면도에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 적층 필름(1)은, 위상차 필름(20)을 구비한다. 이 위상차 필름(20)은 기재 필름(5) 상에 액정 위상차층(3)을 갖는다.
〔기재 필름〕
기재 필름(5)으로서는 통상, 수지로 형성된 수지 필름이 이용된다. 기재 필름을 형성하는 수지로서는, 예컨대 메타크릴산메틸계 수지, 폴리올레핀계 수지, 고리형 올레핀계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 셀룰로오스계 수지, 스티렌계 수지, 아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌계 수지, 아크릴로니트릴·스티렌계 수지, 폴리아세트산비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리아세탈계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 변성 폴리페닐렌에테르계 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리아미드이미드계 수지, 및 폴리이미드계 수지 등을 들 수 있다.
이러한 수지는, 단독으로, 또는 2종류 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 또한, 이러한 수지는, 임의의 적절한 폴리머 변성을 행하고 나서 이용할 수도 있고, 이 폴리머 변성으로서는, 예컨대, 공중합, 가교, 분자 말단 변성, 입체 규칙성 제어, 및 이종 폴리머끼리의 반응을 수반하는 경우를 포함하는 혼합 등의 변성을 들 수 있다.
이들 중에서도, 수지로서는, 메타크릴산메틸계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지, 폴리올레핀계 수지, 또는 셀룰로오스계 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 여기서 말하는 폴리올레핀계 수지는, 사슬형 폴리올레핀계 수지 및 고리형 폴리올레핀계 수지를 포함한다.
또한, 수지는, 필요에 따라서 첨가제를 함유할 수도 있다. 첨가제로서는, 예컨대, 활제, 블로킹 방지제, 열안정제, 산화방지제, 대전방지제, 내광제, 내충격성 개량제 등을 예로 들 수 있다.
이러한 수지로 형성된 수지 필름은, 원료가 되는 수지를 제막하여 얻어지는 무연신 필름이나, 제막 후에 가로 연신, 세로 연신 등의 일축 연신 처리를 실시하여 얻어지는 일축 연신 필름, 제막 후에 세로 연신하고, 계속해서 가로 연신하거나, 또는 가로 연신하고 계속해서 세로 연신하는 축차 이축 연신 처리, 세로 연신 및 가로 연신을 동시에 행하는 동시 이축 연신 처리 등의 이축 연신 처리를 실시하여 얻어지는 이축 연신 필름 등일 수 있다.
기재 필름으로서 이용되는 필름은, 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하고, 메타크릴산메틸계 수지 필름이면, 각각 상품명으로, 스미펙스(스미토모 카가쿠 가부시키가이샤 제조), 아크리라이트(등록 상표), 아크리프렌(등록 상표)(이상, 미쓰비시 레이온 가부시키가이샤 제조), 데라그라스(등록 상표)(아사히카세이 가부시키가이샤 제조), 파라그라스(등록 상표), 코모그라스(등록 상표)(이상, 가부시키가이샤 쿠라레 제조), 및 아크리뷰아(등록 상표)(가부시키가이샤 닛폰 쇼쿠바이 제조) 등을 들 수 있다. 폴리올레핀계 수지 필름이면, 각각 상품명으로, 제오노아(등록 상표)(닛폰 제온 가부시키가이샤), 아톤(등록 상표)(JSR 가부시키가이샤) 등을 들 수 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름이면, 각각 상품명으로, 노바크리아(등록 상표)(미쓰비시 카가쿠 가부시키가이샤 제조) 및 데이진 A-PET 시트(데이진 카세이 가부시키가이샤 제조) 등을 들 수 있다. 폴리프로필렌계 수지 필름이면, 각각 상품명으로, FILMAX CPP 필름(FILMAX사 제조), 선톡스(등록 상표)(선·톡스 가부시키가이샤 제조), 도셀로(등록 상표)(도셀로 가부시키가이샤 제조), 도요보 파이렌 필름(등록 상표)(도요보세키 가부시키가이샤 제조), 도레판(등록 상표)(도레이 필름 가공 가부시키가이샤 제조), 니혼폴리에이스(니혼 폴리에이스 가부시키가이샤 제조), 및 다이코(등록 상표) FC(후타무라 카가쿠 가부시키가이샤 제조) 등을 들 수 있다. 또한, 셀룰로오스계 수지 필름이면, 각각 상품명으로, 후지탁크(등록 상표) TD(후지필름 가부시키가이샤 제조), 및 KC2UA 및 코니카 미놀타 TAC 필름 KC(코니카 미놀타 가부시키가이샤 제조) 등을 들 수 있다.
기재 필름(5)은, 위상차를 나타내도 좋다. 기재 필름(5)은, λ/4판, λ/2판으로서 기능하기 위한 위상차값을 갖고 있어도 좋다. 본 발명에서는, 파장 550 nm 에서의 면내 위상차값이 100 nm 이상 150 nm 이하이면, λ/4의 위상차값을 나타낸다고 할 수 있고, 파장 550 nm에서의 면내 위상차값이 200 nm 이상 300 nm 이하이면, λ/2의 위상차값을 나타낸다고 할 수 있다.
〔액정 위상차층〕
본 발명의 적층 필름(1)을 구성하는 위상차 필름(20)은, 이러한 기재 필름(5) 상에 액정 위상차층(3)을 갖는다.
액정 위상차층(3)은, 액정 화합물이 중합하여 경화한 층을 포함하는 층이다. 액정 화합물의 종류는, 특별히 한정되지 않는다. 액정 화합물의 종류는, 그 형상으로부터, 막대형 타입(막대형 액정 화합물)과 원반형 타입(원반형 액정 화합물, 디스코틱 액정 화합물)으로 분류할 수 있다. 또한, 각각 저분자 타입과 고분자 타입이 있다. 또, 고분자란, 일반적으로 중합도가 100 이상인 것을 말한다(고분자 물리·상전이 다이나믹스, 도이 마사오 저, 2페이지, 이와나미 서점, 1992). 본 실시형태에서는, 어떤 액정 화합물도 이용할 수 있다. 또한, 2종 이상의 막대형 액정 화합물이나, 2종 이상의 원반형 액정 화합물, 또는, 막대형 액정 화합물과 원반형 액정 화합물과의 혼합물을 이용해도 좋다.
또, 막대형 액정 화합물로서는, 예컨대, 특허 공표 평11-513019호 공보의 청구항 1, 일본 특허 공개 제2005-289980호 공보의 단락[0026]∼[0098]에 기재된 것 등을 적합하게 이용할 수 있다. 원반형 액정 화합물로서는, 예컨대, 일본 특허 공개 제2007-108732호 공보의 단락[0020]∼[0067], 일본 특허 공개 제2010-244038호 공보의 단락[0013]∼[0108]에 기재된 것 등을 적합하게 이용할 수 있다.
액정 위상차층은, 중합성기를 갖는 액정 화합물(막대형 액정 화합물 또는 원반형 액정 화합물)을 이용하여 형성하는 것이 보다 바람직하다. 이것에 의해, 온도 변화나 습도 변화에 의해 액정 위상차층의 광학 특성이 변하기 어렵게 된다.
액정 화합물은, 2종류 이상을 병용할 수 있다. 그 경우, 적어도 하나가 2이상의 중합성기를 갖고 있는 것이 바람직하다. 즉, 액정 위상차층은, 중합성기를 갖는 막대형 액정 화합물 또는 중합성기를 갖는 원반형 액정 화합물이 중합에 의해서 고정되어 형성된 층인 것이 바람직하다. 이 경우, 층이 된 후에는 이미 액정성을 나타낼 필요는 없다.
막대형 액정 화합물 또는 원반형 액정 화합물에 포함되는 중합성기의 종류는, 특별히 제한되는 것은 아니고, 예컨대, 중합성 에틸렌성 불포화기나 고리중합성기 등의 부가 중합 반응이 가능한 작용기가 바람직하다. 보다 구체적으로는, 예컨대, (메트)아크릴로일기, 비닐기, 스티릴기, 알릴기 등을 예로 들 수 있다. 그 중에서도, (메트)아크릴로일기가 바람직하다. 또, (메트)아크릴로일기란, 메타크릴로일기 및 아크릴로일기의 양자를 포함하는 개념이다.
액정 위상차층의 형성 방법은, 특별히 제한되는 것은 아니고, 공지의 방법을 들 수 있다. 예컨대, 기재 필름 상에, 중합성기를 갖는 액정 화합물을 포함하는 광학 이방성 층형성용 조성물(이하, 단순히「조성물」이라고 함)을 도포하여 도막을 형성하고, 얻어진 도막에 대하여 경화 처리(자외선의 조사(광조사 처리) 또는 가열 처리)를 실시함으로써, 액정 위상차층을 형성하여, 위상차 필름을 제조할 수 있다.
조성물의 도포는, 공지의 방법, 예컨대, 와이어바 코팅법, 압출 코팅법, 다이렉트 그라비아 코팅법, 리버스 그라비아 코팅법, 및, 다이 코팅법에 의해 실시할 수 있다.
조성물은, 전술한 액정 화합물 이외의 성분을 포함할 수 있다. 예컨대, 조성물은, 중합 개시제를 포함할 수 있다. 사용되는 중합 개시제는, 중합 반응의 형식에 따라서, 예컨대, 열중합 개시제나 광중합 개시제가 선택된다. 예컨대, 광중합 개시제로서는, α-카르보닐 화합물, 아실로인에테르, α-탄화수소치환방향족아실로인 화합물, 다핵퀴논 화합물, 트리아릴이미다졸다이머와 p-아미노페닐케톤과의 조합 등을 들 수 있다. 중합 개시제의 사용량은, 조성물의 전체 고형분에 대하여, 0.01∼20 질량%인 것이 바람직하고, 0.5∼5 질량%인 것이 보다 바람직하다.
또한, 조성물은, 도공막의 균일성 및 막의 강도의 점으로부터, 중합성 모노머를 포함할 수 있다. 중합성 모노머로서는, 라디칼 중합성 또는 양이온 중합성의 화합물을 들 수 있다. 그 중에서도, 다작용성 라디칼 중합성 모노머가 바람직하다.
또, 중합성 모노머로서는, 전술한 중합성기 함유의 액정 화합물과 공중합성인 것이 바람직하다. 구체적인 중합성 모노머로서는, 예컨대, 일본 특허 공개 제2002-296423호 공보 중의 단락 [0018]∼[0020]에 기재된 것을 들 수 있다. 중합성 모노머의 사용량은, 액정 화합물의 전체 질량에 대하여, 1∼50 질량%인 것이 바람직하고, 2∼30 질량%인 것이 보다 바람직하다.
또한, 조성물은, 도공막의 균일성 및 막의 강도의 점으로부터, 계면 활성제를 포함할 수 있다. 계면 활성제로서는, 종래 공지의 화합물을 들 수 있다. 그 중에서도 특히, 불소계 화합물이 바람직하다.
또한, 조성물은, 용매를 포함할 수 있다. 용매로서 유기 용매가 바람직하게 이용된다. 유기 용매로서는, 예컨대, 아미드(예, N, N-디메틸포름아미드), 술폭시드(예, 디메틸술폭시드), 헤테로고리 화합물(예, 피리딘), 탄화수소(예, 벤젠, 헥산), 알킬할라이드(예, 클로로포름, 디클로로메탄), 에스테르(예, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산부틸), 케톤(예, 아세톤, 메틸에틸케톤), 에테르(예, 테트라히드로푸란, 1,2-디메톡시에탄)를 들 수 있다. 그 중에서도, 알킬할라이드, 케톤이 바람직하다. 또한, 2종류 이상의 유기 용매를 병용해도 좋다.
또한, 조성물은, 편광자 계면측 수직 배향제, 공기 계면측 수직 배향제 등의 수직 배향 촉진제, 및, 편광자 계면측 수평 배향제, 공기 계면측 수평 배향제 등의 수평 배향 촉진제라는 각종 배향제를 포함하고 있어도 좋다. 또한, 조성물은, 상기 성분 이외에도, 밀착 개량제, 가소제, 폴리머 등을 포함하고 있어도 좋다.
액정 위상차층은, 액정 화합물의 배향 방향을 규정하는 기능을 갖는 배향막을 포함하고 있어도 좋다. 배향막은, 일반적으로는 폴리머를 주성분으로 한다. 배향막용 폴리머 재료로서는, 다수의 문헌에 기재가 있고, 다수의 시판품을 입수할 수 있다.
또, 배향막에는, 통상 공지의 배향 처리가 실시된다. 예컨대, 러빙 처리, 편광을 비추는 광배향 처리 등을 들 수 있다. 배향막의 표면 조도의 관점으로부터, 광배향 처리가 바람직하다.
액정 위상차층(3)은, nx≒ny<nz의 관계를 갖는 포지티브 C 플레이트일 수 있다. 또한, 액정 위상차층(3)은, nx>ny≒nz의 관계를 갖는 포지티브 A 플레이트라도 좋다. 액정 위상차층(3)이 포지티브 A 플레이트인 경우, 액정 위상차층(3)은, 전술의 λ/4판이나 λ/2판일 수 있다. 또, nx는, 필름면 내에 있어서의 지상축 방향의 굴절율을 나타내고, ny는, 필름면 내로서 지상축에 직교하는 방향의 굴절율을 나타내며, nz는, 필름의 두께 방향의 굴절율을 나타낸다.
〔보호 필름〕
본 발명의 적층 필름(1)은, 이러한 위상차 필름(20)을 구성하는 액정 위상차층(3)의 상에 보호 필름(7)이 접합되어 있다.
보호 필름(7)은, 단층으로 형성되어도 좋고, 복수의 층으로 형성되어도 좋다. 점착제층을 포함하고 있어도 좋고, 점착제층을 갖지 않아도 좋다. 보호 필름을 박리한 후의 액정 위상차층에 있어서의 풀 남음 등의 불량이 저감될 수 있는 점에서, 자기 점착성의 층을 갖는 보호 필름이 바람직하다. 보호 필름을 형성하는 재료로서는, 상기 기재 필름을 형성하는 재료와 마찬가지의 수지를 들 수 있고, 그 중에서도 폴리올레핀계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지가 바람직하다.
보호 필름으로서, 시판품으로서 입수할 수 있는 것을 이용할 수 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지의 필름을 갖는 시판품의 예로서는, 도요보세키 가부시키가이샤 제조 「코스모샤인(등록 상표) A4100」을 들 수 있다. 폴리에틸렌계 수지의 필름을 갖는 시판품의 예로서는, Tredegar Film Products Corporation 제조「Force Field(등록 상표) 1035」, 도레이 필름 가공 가부시키가이샤 제조「도레텍(등록 상표)」을 들 수 있다.
보호 필름(7)은, 액정 위상차층(3)의 상에 박리 가능하게 접합된다.
박리 가능하게 접합하기 위해서는, 보호 필름이 점착제층을 포함하는 경우에는, 그 점착력을 적절하게 선택하면 좋고, 보호 필름이 자기 점착성의 층을 갖는 경우는, 그 점착력을 적절하게 선택하면 좋다.
점착력이 비교적 낮은 보호 필름을 선택하여 사용하는 것에 의해, 보호 필름은 박리 가능하게 접합될 수 있다.
〔액정 위상차층의 산술 평균 기복값 Wa〕
본 발명의 적층 필름(1)에서는, 액정 위상차층(3)이 보호 필름(7)과 접하고 있다. 액정 위상차층(3)의 보호 필름(7)에 접하는 면은, 기재 필름측과는 반대측의 면이다. 액정 위상차층(3)의 보호 필름(7)에 접하는 면의 산술 평균 기복값 Wa가 70 nm 이하이고, 바람직하게는 50 nm 이하이며, 통상은 0 nm 이상이다.
액정 위상차층(3)의 산술 평균 기복값 Wa는, 히타치 하이텍 사이언스 제조 주사형 백색 간섭 현미경(VS1000)을 이용하여, 측정 범위를 X=4000 μm 이상, Y=2000 μm 이상의 범위로 하고, 컷오프값 100 μm의 조건으로 측정하는 방법에 의해 측정할 수 있다.
액정 위상차층(3)의 보호 필름과 접하는 면의 산술 평균 기복값 Wa를 상기 범위로 하기 위해서는, 예컨대 보호 필름(7)의 위상차 필름(20)이 적층되는 측의 면은, 표면 요철의 주기 f(μm)에 대한 일차원 파워 스펙트럼을 H2(f)로 했을 때에 하기 식 (1)을 만족하는 것이 바람직하다. 파워 스펙트럼은, 후술의 실시예에 기재된 방법으로 측정을 할 수 있다. H2(425)/H2(212)의 하한값은, 특별히 한정되지 않지만, 2 이상으로 할 수 있다.
H2(425)/H2(212)<10 (1)
액정 위상차층(3)의 보호 필름과 접하는 면의 산술 평균 기복값 Wa를 상기 범위로 하기 위해서는, 예컨대 보호 필름(7)으로서, 액정 위상차층에 접합되는 측의 표면의 산술 평균 기복값 Wa7가 200 nm 이하인 것을 선택하고, 이것을 액정 위상차층(3) 상에 접합하는 것도 바람직하다. 보호 필름(7)의 액정 위상차층에 접합되는 측의 표면의 산술 평균 기복값 Wa7는 150 nm 이하인 것이 바람직하고, 100 nm 이하라도 좋고, 이상적으로는 0(제로) nm이지만, 통상 50 nm 이상이다. 보호 필름의 산술 평균 기복값 Wa7는, 상기한 액정 위상차층과 마찬가지로 하여 측정할 수 있다.
보호 필름(7)으로서, 상기 시판의 보호 필름을 사용한 경우는, 등급이나 로트마다 표면 형상이 상이한 일이 있기 때문에, 상기 산술 평균 기복값 Wa7를 만족하는 보호 필름을 선택하여 사용한다. 또한, 보호 필름(7)의 한쪽의 표면과 다른쪽의 표면에서, 표면 형상이 상이한 경우는, 상기 산술 평균 기복값 Wa7를 만족하는 측의 표면을 위상차 필름(20)측으로 하여 접합하면 좋다.
이러한 표면 형상의 보호 필름(7)을 위상차 필름(20)에 중합하고, 계속해서 바람직하게는 압박함으로써, 상기 산술 평균 기복값 Wa를 만족하는 소망의 표면 형상을 위상차 필름에 전사시킬 수 있다. 압박할 때의 압박 압력은 통상 0.01 MPa∼0.02 MPa이며, 압박 온도는 통상 50℃∼70℃이며, 압박 시간은 통상 1시간 이상 4시간 이하이다.
또한, 보호 필름(7) 및 위상차 필름(20)이 장척형인 경우에는, 양 필름(7, 20)을 장척형으로 중합하여, 롤에 권취하고, 상기 압박 온도로 유지해도 좋다. 롤에 권취할 때의 장력을 강하게 함으로써, 롤에 권취된 보호 필름(7) 및 위상차 필름(20)이 서로 압박하는 압박 압력을 상기 압력으로 할 수 있어, 소망의 표면 형상을 위상차 필름에 전사시킬 수 있다.
〔적층 필름의 제조 방법〕
본 발명의 적층 필름(1)은, 예컨대 이하의 공정(1)〔액정 위상차층 형성 공정〕및 공정(2)〔보호 필름 접합 공정〕을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
공정(1) : 기재 필름 상에 액정 화합물을 포함하는 조성물을 도포하고, 중합시킴으로써 액정 위상차층을 형성하여, 위상차 필름을 얻는 공정
공정(2) : 위상차 필름 상에 보호 필름을 접합하여, 적층 필름을 얻는 공정
이하, 각 공정에 관해서 설명한다.
공정(1)〔액정 위상차층 형성 공정〕
공정(1)은, 기재 필름(5) 상에 액정 위상차층(3)을 형성하여 위상차 필름(20)을 제조하는 액정 위상차층 형성 공정이다.
통상은 우선, 기재 필름(5) 상에 액정 화합물을 배향시키기 위한 배향막(도시하지 않음)을 형성한다. 배향막으로서는, 배향성 폴리머를 포함하는 배향막, 광배향막 및 표면에 요철 패턴이나 복수의 홈을 형성하여 배향시키는 그루브 배향막 등을 들 수 있고, 종래 공지의 방법에 의해 형성할 수 있다.
계속해서, 배향막 상에 액정 화합물을 포함하는 조성물을 도포하고, 필요에 따라 용제를 건조시킨 후, 액정 화합물을 중합시킨다. 액정 화합물의 중합은, 중합성 작용기를 갖는 화합물을 중합시키는 공지의 방법에 의해 행할 수 있다. 구체적으로는, 열중합 및 광중합을 들 수 있고, 중합의 용이함의 관점에서, 광중합이 바람직하다. 광중합은, 액정 화합물에 자외선 등의 활성 에너지선을 조사함으로써 행할 수 있다. 활성 에너지선은, 기재 필름측에서 조사해도 좋고, 액정 화합물측에서 조사해도 좋고, 기재 필름측과 액정 화합물측 양방으로부터 조사해도 좋다.
공정(2)〔보호 필름 접합 공정〕
공정(2)는, 공정(1)에서 얻은 위상차 필름(20) 상에 보호 필름(7)을 접합하여, 적층 필름(1)을 얻는 보호 필름 접합 공정이다. 보호 필름(7)을 위상차 필름(20) 상에 접합함으로써, 위상차 필름(20)의 보존이나 운반 시의 취급을 용이하게 하거나, 위상차 필름(20)을 중합하거나 롤형으로 감거나 하여 보존할 때에 위상차 필름(20)끼리의 블로킹을 방지하거나, 위상차 필름(20) 상에 먼지 등이 부착되어 결함이 되는 것을 방지하거나 할 수 있다. 보호 필름(7)은, 위상차 필름에 있어서의 액정 위상차층(3) 상에 접합한다. 보호 필름(7) 및 위상차 필름(20)으로서 장척형인 것을 이용한 경우에는, 양 필름(7, 20)을 한 쌍의 접합 롤 사이에 끼워넣음으로써 장척형인 채로 접합할 수 있다. 접합 후의 적층 필름(1)은 롤형으로 권취해도 좋다.
얻어진 적층 필름으로부터, 보호 필름(7)을 박리하여, 위상차 필름(20)을 얻을 수 있다. 박리 방법은, 특별히 제한되지 않지만, 예컨대 보호 필름(7)과 위상차 필름(20)을 장척형인 채로 접합한 경우에는, 롤로부터 권출하고, 보호 필름(7) 또는 위상차 필름(20)을 롤에 감아주면서 박리해도 좋다. 또한, 박리한 보호 필름(7)은, 롤에 권취해도 좋다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 이와 같이 하여 얻어지는 위상차 필름(20)은, 기재 필름(5) 상에 액정 위상차층(3)을 갖는 것이고, 이 액정 위상차층(3)은, 기재 필름(5)측과는 반대측의 표면의 산술 평균 기복값 Wa가 70 nm 이하이며, 바람직하게는 50 nm 이하이며, 통상은 0 nm 이상이다.
보호 필름(7)을 박리한 후의 위상차 필름(20)은, 기재 필름(3)측에 보호 필름을 박리 가능하게 접합해도 좋다. 기재 필름(3)측에 보호 필름을 접합함으로써, 기재 필름(3)을 보호하여 상처 등을 방지할 수 있다.
보호 필름(7)을 박리한 후의 액정 위상차층(3)의 표면에는, 보호 필름(7)을 접합하기 위한 점착제, 보호 필름(7)에 함유되어 있던 산화방지제 등이 남아 있어도 좋다.
〔편광판〕
도 3에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 적층 필름(1)은, 예컨대 위상차 필름(20)의 기재 필름(5)측에 편광자(4)를 적층하여 편광판(100)으로 할 수 있다. 도 3에는, 이와 같이 하여 얻어지는 편광판(100)의 단면을 모식적으로 도시한다. 이 편광판(100)은, 위상차 필름(20)과 편광자(4)가 접착제층(10)을 개재하여 적층된 구성이다. 위상차 필름(20)은, 기재 필름(5) 상에 액정 위상차층(3)을 갖는 구성이다. 편광자(4)는, 이 위상차 필름(20)의 기재 필름(5)측에 적층되어 있다. 편광판(100)의 액정 위상차층(3) 상에는, 보호 필름(7)이 박리 가능하게 접합되어 있어도 좋다.
〔편광자〕
편광자(4)는, 예컨대 폴리비닐알코올계 수지 필름을 일축 연신하는 공정, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 2색성 색소로 염색함으로써 2색성 색소를 흡착시키는 공정, 2색성 색소가 흡착된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정, 및 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하는 공정을 거쳐 제조되는 것이다.
폴리비닐알코올계 수지로서는, 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화한 것을 이용할 수 있다. 폴리아세트산비닐계 수지로서는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐의 외에, 아세트산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예컨대, 불포화카복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화술폰산류, 및 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 들 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는, 통상, 85∼100 mol% 정도이며, 98 mol% 이상이 바람직하다. 이 폴리비닐알코올계 수지는 변성되어 있어도 좋고, 예컨대, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말이나 폴리비닐아세탈 등도 이용할 수 있다. 또한 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는, 통상, 1,000∼10,000 정도이며, 1,500∼5,000 정도가 바람직하다.
폴리비닐알코올계 수지를 제막한 것이, 편광자의 원반(原反) 필름으로서 이용된다. 폴리비닐알코올계 수지를 제막하는 방법은, 공지의 방법으로 제막할 수 있다. 폴리비닐알코올계 원반 필름의 막 두께는, 얻어지는 편광자의 두께를 15 μm 이하로 하는 것을 고려하면, 5∼35 μm 정도인 것이 바람직하고, 5∼20 μm인 것이 보다 바람직하다. 원반 필름의 막 두께가 35 μm 이상이면, 편광자를 제조할 때의 연신 배율을 높게 해야 하고, 또한 얻어지는 편광자의 치수 수축이 커지는 경향이 있다. 한편, 원반 필름의 막 두께가 5 μm 이하이면, 연신을 실시할 때의 핸들링성이 저하되고, 제조 중에 절단 등의 문제점이 발생하기 쉬어지는 경향이 있다.
폴리비닐알코올계 수지 필름의 일축 연신은, 2색성 색소의 염색 전, 염색과 동시, 또는 염색의 후에 행할 수 있다. 일축 연신을 염색의 후에 행하는 경우에는, 이 일축 연신은, 붕산 처리의 전 또는 붕산 처리 중에 행해도 좋다. 또한, 이들의 복수의 단계에서 일축 연신을 행해도 좋다.
일축 연신에 있어서는, 주속이 상이한 롤 사이에서 일축으로 연신해도 좋고, 열 롤을 이용하여 일축으로 연신해도 좋다. 또한, 일축 연신은, 대기 중에서 연신을 하는 건식 연신이라도 좋고, 용제를 이용하여, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 팽윤시킨 상태로 연신을 행하는 습식 연신이라도 좋다. 연신 배율은, 통상, 3∼8배 정도이다.
폴리비닐알코올계 수지 필름을 2색성 색소로 염색하는 방법으로서는, 예컨대, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 2색성 색소가 함유된 수용액에 침지하는 방법이 채용된다. 2색성 색소로서, 구체적으로는, 요오드나 2색성 염료가 이용된다. 또, 폴리비닐알코올계 수지 필름은, 염색 처리의 전에 물로의 침지 처리를 실시해 두는 것이 바람직하다.
2색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우는, 통상, 요오드 및 요오드화 칼륨을 함유하는 수용액에, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 이 수용액에 있어서의 요오드의 함유량은, 통상, 물 100 중량부당 0.01∼1 중량부 정도이다. 또한, 요오드화칼륨의 함유량은, 통상, 물 100 중량부당 0.5∼20 중량부 정도이다. 염색에 이용하는 수용액의 온도는, 통상, 20∼40℃ 정도이다. 또한, 이 수용액으로의 침지 시간(염색 시간)은, 통상, 20∼1,800초 정도이다.
한편, 2색성 색소로서 2색성 염료를 이용하는 경우는, 통상, 수용성 2색성 염료를 포함하는 수용액에, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 이 수용액에 있어서의 2색성 염료의 함유량은, 통상, 물 100 중량부당 1×10-4∼10 중량부 정도이며, 1×10-3∼1 중량부 정도가 바람직하다. 이 수용액은, 황산나트륨 등의 무기염을 염색 조제로서 함유하고 있어도 좋다. 염색에 이용하는 2색성 염료 수용액의 온도는, 통상, 20∼80℃ 정도이다. 또한, 이 수용액으로의 침지 시간(염색 시간)은, 통상, 10∼1,800초 정도이다.
2색성 색소에 의한 염색 후의 붕산 처리는, 통상, 염색된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 함유 수용액에 침지함으로써 행할 수 있다.
붕산 함유 수용액에 있어서의 붕산의 양은, 통상, 물 100 중량부당, 2∼15 중량부 정도이며, 5∼12 중량부가 바람직하다. 2색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우에는, 이 붕산 함유 수용액은 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하다. 붕산 함유 수용액에 있어서의 요오드화칼륨의 양은, 통상, 물 100 중량부당, 0.1∼15 중량부 정도이며, 5∼12 중량부 정도가 바람직하다. 붕산 함유 수용액으로의 침지 시간은, 통상, 60∼1,200초 정도이며, 150∼600초 정도가 바람직하고, 200∼400초 정도가 보다 바람직하다. 붕산 함유 수용액의 온도는, 통상, 50℃ 이상이며, 50∼85℃가 바람직하고, 60∼80℃가 보다 바람직하다.
붕산 처리 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름은, 통상, 수세 처리된다. 수세 처리는, 예컨대, 붕산 처리된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 물에 침지함으로써 행할 수 있다. 수세 처리에 있어서의 물의 온도는, 통상, 5∼40℃ 정도이다. 또한, 침지 시간은, 통상, 1∼120초 정도이다.
수세 후는 건조 처리가 실시되어, 편광자가 얻어진다. 건조 처리는, 열풍 건조기나 원적외선 히터를 이용하여 행할 수 있다. 건조 처리의 온도는, 통상, 30∼100℃ 정도이며, 50∼80℃가 바람직하다. 건조 처리의 시간은, 통상, 60∼600초 정도이며, 120∼600초가 바람직하다.
건조 처리에 의해서, 편광자의 수분율은 실용 정도까지 저감된다. 그 수분율은, 통상, 5∼20 중량%이며, 8∼15 중량%가 바람직하다. 수분율이 5 중량%를 하회하면, 편광자의 가요성이 잃어지고, 편광자가 그 건조 후에 손상되거나, 파단되거나 하는 경우가 있다. 또한, 수분율이 20 중량%를 상회하면, 편광자의 열안정성이 뒤떨어지는 경우가 있다.
또한, 편광자의 제조 공정에서의 폴리비닐알코올계 수지 필름의 연신, 염색, 붕산 처리, 수세 공정, 건조 공정은, 예컨대, 일본 특허 공개 제2012-159778호에 기재되어 있는 방법에 준하여 행해도 좋다. 이 문헌 기재의 방법에서는, 기재 필름으로의 폴리비닐알코올계 수지의 코팅에 의해, 편광자가 되는 폴리비닐알코올계 수지층을 형성한다.
〔편광자 보호 필름〕
편광자(4)는, 그대로 단층으로 기재 필름(5)에 적층되어도 좋지만, 통상은 편광자 보호 필름(도시하지 않음)과 적층한 뒤에 기재 필름(5)에 적층된다.
편광자 보호 필름은, 수지 필름으로 구성되고, 더 투명한 수지 필름으로 구성할 수 있다. 특히, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차폐성 등이 우수한 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 본 명세서에 있어서, 투명한 수지 필름이란 가시광 영역에 있어서 단체 투과율이 80% 이상인 수지 필름인 것을 말한다.
편광자 보호 필름을 형성하는 수지로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 메타크릴산메틸계 수지, 폴리올레핀계 수지, 고리형 올레핀계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 셀룰로오스계 수지, 스티렌계 수지, 아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌계 수지, 아크릴로니트릴·스티렌계 수지, 폴리아세트산비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리아세탈계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 변성 폴리페닐렌에테르계 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리아미드이미드계 수지, 및 폴리이미드계 수지 등으로 이루어지는 필름을 들 수 있다. 이들의 수지 필름은, 원료 수지에 의해서 제막되는 필름이나, 제막 후에 가로 연신하여 얻어지는 일축 연신 필름, 제막 후에 세로 연신하고, 계속해서 가로 연신하여 얻어지는 이축 연신 필름 등일 수 있다.
이러한 수지는, 단독으로, 또는 2종류 이상을 조합시켜 이용할 수 있다. 또한, 이러한 수지는, 임의의 적절한 폴리머 변성을 행하고 나서 이용할 수도 있고, 이 폴리머 변성으로서는, 예컨대, 공중합, 가교, 분자 말단 변성, 입체 규칙성 제어, 및 이종 폴리머끼리의 반응을 수반하는 경우를 포함하는 혼합 등의 변성을 들 수 있다.
이들 중에서도, 편광자 보호 필름의 재료로서는, 메타크릴산메틸계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지, 폴리올레핀계 수지, 또는 셀룰로오스계 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 여기서 말하는 폴리올레핀계 수지는, 사슬형 폴리올레핀계 수지 및 고리형 폴리올레핀계 수지를 포함한다.
편광자 보호 필름으로서 이용되는 필름은, 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하고, 메타크릴산메틸계 수지 필름이면, 각각 상품명으로, 스미펙스(스미토모카가쿠 가부시키가이샤 제조), 아크리라이트(등록 상표), 아크리프렌(등록 상표)(이상, 미쓰비시레이온 가부시키가이샤 제조), 데라그라스(등록 상표)(아사히카세이 가부시키가이샤 제조), 파라그라스(등록 상표), 코모그라스(등록 상표)(이상, 가부시키가이샤 쿠라레 제조), 및 아크리뷰아(등록 상표)(가부시키가이샤 니혼 쇼쿠바이 제조) 등을 들 수 있다. 폴리올레핀계 수지 필름이면, 각각 상품명으로, 제오노아(등록 상표)(닛폰 제온 가부시키가이샤), 아톤(등록 상표)(JSR 가부시키가이샤) 등을 들 수 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름이면, 각각 상품명으로, 노바크리아(등록 상표)(미쓰비시카가쿠 가부시키가이샤 제조) 및 데이진 A-PET 시트(데이진 카세이 가부시키가이샤 제조) 등을 들 수 있다. 폴리프로필렌계 수지 필름이면, 각각 상품명으로, FILMAX CPP 필름(FILMAX사 제조), 선톡스(등록 상표)(선·톡스 가부시키가이샤 제조), 도셀로(등록 상표)(도셀로 가부시키가이샤 제조), 도요보 파이렌 필름(등록 상표)(도요보세키 가부시키가이샤 제조), 도레판(등록 상표)(도레이 필름 가공 가부시키가이샤 제조), 니혼폴리에이스(일본폴리에이스 가부시키가이샤 제조), 및 다이코(등록 상표) FC(후타무라 카가쿠가부시키가이샤 제조) 등을 들 수 있다. 또한, 셀룰로오스계 수지 필름이면, 각각 상품명으로, 후지탁크(등록 상표) TD(후지 필름 가부시키가이샤 제조), 및 KC2UA 및 코니카 미놀타 TAC 필름 KC(코니카 미놀타 가부시키가이샤 제조) 등을 들 수 있다.
또한, 편광자 보호 필름은, 필요에 따라서 첨가제를 함유할 수도 있다. 첨가제로서는, 예컨대, 활제, 블로킹 방지제, 열안정제, 산화방지제, 대전방지제, 내광제, 내충격성 개량제 등을 예로 들 수 있다.
편광자 보호 필름의 두께는, 1∼50 μm라도 좋고, 10∼40 μm라도 좋고, 10∼35 μm라도 좋다.
편광자 보호 필름은, 편광자와의 접합에 앞서, 비누화 처리, 코로나 처리, 또는 플라즈마 처리 등을 실시해 두어도 좋다. 편광자 보호 필름에는, 또, 도전층, 하드코트층, 방현층 및 저반사층 등의 기능층을 마련할 수 있다.
편광자 보호 필름은 통상, 편광자 접착제층(도시하지 않음)을 개재하여 편광자(4)와 적층된다. 편광자 접착제층은 편광자 보호 필름과 편광자를 접착하기 위한 층으로서, 접착제가 경화한 층이다. 접착제는 활성 에너지선 경화형 접착제라도 좋고, 수계 접착제라도 좋다. 편광자 보호 필름은 편광자(4)의 양면에 각각 적층되어도 좋고, 한면에만 적층되어도 좋다.
〔접착제층〕
도 3에 나타내는 편광판(100)에 있어서, 기재 필름(5)과 편광자(4)는, 접착제층(10)을 개재하여 적층되어 있다. 이 접착제층(10)은, 접착제가 경화한 층이다. 접착제는, 활성 에너지선 경화형 접착제라도 좋고, 수계 접착제라도 좋다. 또, 접착제층(10)은, 상기의 편광자 보호 필름이나, 이것을 편광자와 적층하기 위한 편광자 접착층을 더욱 개재하여 편광자(4)와 적층되어도 좋다.
활성 에너지선 경화형 접착제란, 전자선, 자외선과 같은 활성 에너지선을 조사함으로써 경화하는 접착제를 말하고, 예컨대 중합성 화합물 및 광중합 개시제를 포함하는 것, 광반응성 수지를 포함하는 것, 바인더 수지 및 광반응성 가교제를 포함하는 것 등을 예로 들 수 있다. 중합성 화합물로서는, 광경화성 에폭시계 화합물; 광경화성 아크릴계 화합물 등의 광경화성 비닐 화합물; 광경화성 우레탄계 화합물을 예로 들 수 있다. 광중합 개시제로서는, 광양이온 중합 개시제(예컨대, 광경화성 에폭시계 화합물을 이용하는 경우)나, 광라디칼 중합 개시제(예컨대, 광경화성 아크릴계 화합물을 이용하는 경우)를 예로 들 수 있다.
수계 접착제는, 이것에 포함되는 수분을 건조함으로써 경화하는 접착제층이며, 예컨대 폴리비닐알코올계 수지 수용액으로 이루어지는 접착제, 수계 2액형 우레탄계 에멀젼 접착제 등을 들 수 있다. 그 중에서도 폴리비닐알코올계 수지 수용액으로 이루어지는 수계 접착제가 적합하게 이용된다.
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 그들의 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.
상기 접착제는, 첨가제를 포함하고 있어도 좋다. 첨가제로서는, 이온 트랩제, 산화방지제, 연쇄 이동제, 증감제, 점착 부여제, 열가소성 수지, 충전제, 유동 조정제, 가소제, 소포제 등을 들 수 있다.
접착제층(10)의 두께는, 접착제를 경화시킬 때나 건조시킬 때의 수축을 작게 하고, 편광판의 요철을 저감시키기 쉬운 관점으로부터, 예컨대 5 μm 이하이며, 2 μm 이하인 것이 바람직하고, 1 μm 이하라도 좋다. 또한, 충분한 접착력을 발현시키는 관점에서, 통상 접착제층의 두께는 0.01 μm 이상이다.
〔편광판의 제조 방법〕
이러한 편광판은, 예컨대 이하의 공정(3)〔보호 필름 박리 공정〕및 공정(4)〔위상차 필름 적층 공정〕을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
공정(3)〔보호 필름 박리 공정〕
공정(3)은, 적층 필름으로부터, 보호 필름을 박리하여, 위상차 필름을 얻는 공정이다.
박리 방법은, 특별히 제한되지 않지만, 예컨대 적층 필름이 장척형인 경우에는, 보호 필름 또는 위상차 필름을 롤에 감아주면서 박리해도 좋다. 또한, 박리한 보호 필름은, 권취해도 좋다.
공정(4)〔편광자 접합 공정〕
공정(4)는, 접착제를 개재하여 위상차 필름 상에 편광자를 접합하여, 편광판을 얻는 공정이다.
접착제는, 위상차 필름에 도포해도 좋고, 편광자에 도포해도 좋고, 위상차 필름 및 편광자의 양방에 도포해도 좋다. 또한, 위상차 필름에 있어서의 편광자로의 접합면은 기재 필름측의 면이라도 좋고, 액정 위상차층측의 면이라도 좋다. 접착제로서 수계 접착제를 사용한 경우는, 건조함으로써 위상차 필름과 편광자를 접착할 수 있다. 접착제로서 활성 에너지선 경화형 접착제를 사용한 경우는, 자외선 등의 활성 에너지선을 조사함으로써 위상차 필름과 편광자를 접착할 수 있다.
수계 접착제를 사용하는 경우, 건조는 예컨대 접합 후의 필름을 건조로에 도입함으로써 행할 수 있다. 건조 온도(건조로의 온도)는, 바람직하게는 30∼90℃ 이다. 30℃ 미만이면, 위상차 필름과 편광자가 박리하기 쉬워지는 경향이 있다. 또한 건조 온도가 90℃를 넘으면, 열에 의해서 편광자의 편광 성능이 열화될 우려가 있다. 건조 시간은 10∼1000초 정도로 할 수 있다.
건조 공정 후, 실온 또는 그것보다 약간 높은 온도, 예컨대 20∼45℃ 정도의 온도로 12∼600시간 정도 양생하는 양생 공정을 마련해도 좋다. 양생 온도는, 건조 온도보다도 낮게 설정되는 것이 일반적이다.
활성 에너지선은, 위상차 필름측에서 조사해도 좋고, 편광자측에서 조사해도 좋고, 위상차 필름측과 편광자측의 양방에서 조사해도 좋다.
활성 에너지선 경화형 접착제로의 활성 에너지선의 조사 강도는, 활성 에너지선 경화형 접착제의 조성에 의해서 적절하게 결정된다. 중합 개시제의 활성화에 유효한 파장 영역의 조사 강도가 0.1∼6000 mW/cm2가 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 조사 강도가 0.1 mW/cm2 이상인 경우, 반응 시간이 지나치게 길어지지 않고, 6000 mW/cm2 이하인 경우, 선원으로부터 복사되는 열 및 활성 에너지선 경화형 접착제의 경화시의 발열에 의한 활성 에너지선 경화형 접착제의 황변이나 편광자의 열화가 생길 우려가 적다.
활성 에너지선 경화형 접착제로의 광조사 시간에 관해서도, 활성 에너지선 경화형 접착제의 조성에 따라 적절하게 결정된다. 상기 조사 강도와 조사 시간의 곱으로서 표시되는 적산 광량이 10∼10000 mJ/cm2가 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 적산 광량이 10 mJ/cm2 이상인 경우, 중합 개시제 유래의 활성종을 충분량 발생시켜 경화 반응을 보다 확실히 진행시킬 수 있고, 10000 mJ/cm2 이하인 경우, 조사시간이 지나치게 길어지지 않고, 양호한 생산성을 유지할 수 있다.
위상차 필름 상에 편광자를 접합함에 있어서, 위상차 필름 표면에는, 편광자와의 접착성을 향상시키기 위해서, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 프레임(화염) 처리, 비누화 처리 등의 표면 처리(이(易)접착 처리)를 행할 수 있다. 예컨대 위상차 필름이 고리형 폴리올레핀계 수지를 포함하는 경우, 플라즈마 처리나 코로나 처리를 행하는 것이 바람직하다. 또한, 위상차 필름이, 셀룰로오스에스테르계 수지로 이루어지는 경우에는, 비누화 처리를 하는 것이 바람직하다. 비누화 처리로서는, 수산화나트륨이나 수산화칼륨과 같은 알칼리 수용액에 침지하는 방법을 들 수 있다.
공정(4)에서는, 편광자를 단층으로 위상차 필름에 접합해도 좋다. 또한, 미리 편광자 보호 필름을 편광자에 적층해 두고, 이것을 위상차 필름에 접합하여, 편광판을 얻을 수도 있다. 보호 필름과 편광자를 접합하는 방법으로서는, 상기 위상차 필름과 편광자를 접합하는 방법과 마찬가지의 방법을 들 수 있다. 또한, 보호 필름, 편광자, 및 위상차 필름을 3장 동시로 접합하여, 편광판을 얻을 수 있다.
공정(3)〔보호 필름 박리 공정〕과 공정(4)〔편광자 접합 공정〕은, 이 순서로 행함으로써, 보호 필름을 박리하고 나서〔공정(3)〕, 위상차 필름과 편광자를 접합해도 좋고〔공정(4)〕, 역의 순서, 즉 공정(4)에 의해 위상차 필름과 편광자를 접합하고 나서, 공정(3)에 의해 보호 필름을 박리해도 좋다. 즉, 공정(3)과 공정(4)의 순서는 임의이다.
〔점착제층〕
편광판(100)은, 위상차 필름(20)측에 더욱 점착제층(6)을 구비하고 있어도 좋다. 점착제층(6)은 점착제로 이루어지는 층이며, 이 점착제층(6)을 개재하여 편광판(100)을 액정 셀 등의 화상 표시 소자에 접합할 수 있다. 점착제층의 두께는 통상 5 μm∼25 μm, 바람직하게는 10 μm∼25 μm이다.
점착제층(6)을 형성하는 점착제로서는, 예컨대, 아크릴계 중합체, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리비닐에테르, 아세트산비닐/염화비닐코폴리머, 변성 폴리올레핀, 에폭시계, 불소계, 천연 고무, 합성 고무 등의 고무계 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 것을 적절하게 선택하여 이용할 수 있다. 점착제로서는, 특히, 광학적 투명성이 우수하고, 적절한 습윤성과 응집성과 접착성의 점착 특성을 나타내고, 내후성이나 내열성 등이 우수한 것이 바람직하다.
점착제에는 이밖에, 각종의 첨가제가 배합되어 있어도 좋다. 첨가제로서, 실란 커플링제나 대전방지제를 들 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들의 예에 의해 규정되는 것은 아니다. 예 중, 함유량 없이 사용량을 나타내는 % 및 부는, 특기 없는 한 중량 기준이다. 또, 실시예에서 이용한 평가 방법은, 이하와 같다.
(1) 두께:
가부시키가이샤 니콘 제조의 디지털마이크로미터 MH-15M을 이용하여 측정했다.
(2) 면내 레타데이션 Re 및 두께 방향 레타데이션 Rth:
평행 니콜 회전법을 원리로 하는 위상차계, 오우지케이소쿠키키 가부시키가이샤 제조의 KOBRA-WPR를 이용하여, 23℃에 있어서의 파장 590 nm의 광으로 측정했다.
(3) 보호 필름의 표면의 주기 f(μm)에 대한 일차원 파워 스펙트럼: H2(f)
공초점 간섭 현미경인 PLμNEOX(센소파·재팬 제조)를 사용하여, 표면의 요철을 주사했다. 얻어진 요철의 데이터를 해석하고, 주기 212 μm 및 주기 425 μm에서의 H2(212) 및 H2(425)를 산출했다.
(4) 산술 평균 기복값: Wa7 및 Wa
주사형 백색 간섭 현미경인 VS1000(가부시키가이샤 히타치 하이텍 사이언스 제조)을 사용하여, 각 실시예에서 이용한 보호 필름에 관해서, 액정 위상차층과 접합하는 측의 면의 산술 평균 기복값 Wa7를 측정했다. 마찬가지로 하여, 각 실시예에서 얻은 적층 필름에 관해서, 보호 필름을 박리하고, 노출한 액정 위상차층의 산술 평균 기복값 Wa를 측정했다. 또, 측정 범위는 X=4000 μm 이상, Y=2000 μm 이상의 범위로 하고, 컷오프값은 100 μm로 했다.
(5) 위상차의 불균일의 평가
백라이트 상에, 2장의 편광판을, 서로 평행하게, 또한 서로의 흡수축이 직교하는 크로스 니콜의 관계가 되도록 배치한다. 이 2장의 편광판 사이에, 보호 필름을 박리한 상태로, 실시예에서 얻은 위상차 필름을 2장의 편광판과 평행해지도록 둔다. 계속해서, 백라이트를 점등시킨 상태로, 백라이트로부터 편광판, 위상차 필름 및 편광판을 투과하는 광을 육안으로 정면에서 관찰하면서, 위상차 필름을 면내에서 회전시키고, 투과하는 광이 가장 어두워지는 위치에 고정한다. 그 후, 백라이트로부터 먼 쪽의 편광판에 대하여, 정면에서 경사 30∼60도의 방향으로부터 육안으로 검사를 행하고, 위상차의 불균일(농담 불균일)을 시인할 수 있는지 아닌지 판단한다.
참고예 1
이하의 각 부재를 준비했다.
〔편광자〕
(1) 프라이머층 형성 공정
폴리비닐알코올 분말(니혼고세이카가쿠고교 가부시키가이샤 제조의「Z-200」, 평균 중합도 1100, 비누화도 99.5몰%)을 95℃의 열수에 용해하고, 농도 3 중량%의 폴리비닐알코올 수용액을 조제했다. 얻어진 수용액에 가교제(다오카카가쿠고교 가부시키가이샤 제조의「스미레즈레진 650」)를 폴리비닐알코올 분말 6 중량부에 대하여 5 중량부의 비율로 혼합하여, 프라이머층 형성용 도공액을 얻었다.
두께 90 μm의 미연신의 폴리프로필렌(PP) 필름(융점: 163℃)을 준비하고, 그 한면에 코로나 처리를 실시한 후, 그 코로나 처리면에 소직경 그라비아 코터를 이용하여 상기 프라이머층 형성용 도공액을 도공하고, 80℃에서 10분간 건조시킴으로써, 두께 0.2 μm의 프라이머층을 형성하여 프라이머층 부착 PP 필름을 얻었다.
(2) 적층 필름의 제작
폴리비닐알코올 분말(가부시키가이샤 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 (1)에서 제작한 프라이머 부착 PP 필름의 프라이머층 표면에 립 코터를 이용하여 상기 폴리비닐알코올계 수지층 형성용 도공액을 도공하고, 그 후, 80℃에서 20분간 건조시킴으로써, 프라이머층 상에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여, PP 필름/프라이머층/폴리비닐알코올계 수지층으로 이루어지는 적층 PP 필름을 얻었다.
(3) 연신 필름의 제작
상기 (2)에서 제작한 적층 PP 필름에 대하여, 플로우팅의 세로 일축 연신 장치를 이용하여 160℃에서 5.8배의 자유단 일축 연신을 실시하고, 연신 PP 필름을 얻었다. 연신 후의 폴리비닐알코올계 수지층의 두께는 6.1 μm였다.
(4) 편광성 적층 PP 필름의 제작
상기 (3)에서 제작한 연신 PP 필름을, 요오드와 요오드화칼륨을 포함하는 30℃의 염색 수용액(물 100 중량부당 요오드를 0.6 중량부, 요오드화칼륨을 10 중량부 포함함)에 약 180초간 침지하여 폴리비닐알코올계 수지층의 염색 처리를 행했다. 10℃의 순수로 여분인 염색 수용액을 씻어 버렸다.
붕산을 포함하는 78℃의 제1 가교 수용액(물 100중량부당 붕산을 9.5 중량부 포함함)에 120초간 침지하여, 계속해서, 붕산 및 요오드화칼륨을 포함하는 70℃의 제2 가교 수용액(물 100 중량부당 붕산을 9.5 중량부, 요오드화칼륨을 4 중량부 포함함)에 60초간 침지하고 가교 처리를 행했다. 그 후, 10℃의 순수로 10초간 세정하고, 마지막으로 40℃에서 300초간 건조시킴으로써, PP 필름/프라이머층/편광자(4)로 이루어지는 편광성 적층 PP 필름을 얻었다.
〔편광자 보호 필름〕
닛폰 제온 가부시키가이샤의 고리형 올레핀계 수지 필름의 한면에 하드코트층을 마련한 하드코트층 부착 고리형 올레핀계 수지 필름을 준비했다. 두께는 50 μm였다.
〔보호 필름〕
이하의 3종류의 보호 필름(7)을 준비했다. 모두 폴리에틸렌 수지를 포함하고, 자기 점착성의 층을 표층에 갖는 보호 필름이다.
보호 필름 A : 트레데가사 제조「Force Field 1035」
보호 필름 B : 도레이 필름 가공 가부시키가이샤 제조「도레텍(등록 상표) 7332 K」
보호 필름 C : 도레이 필름 가공 가부시키가이샤 제조「도레텍(등록 상표) 7832 C」
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〔위상차 필름〕
기재 필름(5)으로서, 닛폰 제온 가부시키가이샤 제조의 고리형 올레핀계 수지 필름을 준비했다. 이 기재 필름(5)은 장척형이며, 그 두께는 20 μm였다. 이 기재 필름(5)은, λ/4판이었다. 이 기재 필름(5)의 한면에 코로나 처리를 했다. 코로나 처리를 실시한 면에, 막 두께가 1 μm가 되도록 수직 배향막용의 조성물을 도공했다. 도공막에 대하여 온도 100℃에서 120초간의 열처리를 실시하여 배향막을 형성했다. 수직 배향막용의 조성물은 닛산카가쿠 가부시키가이샤 제조인 선에버 SE610을 사용했다.
상기에서 형성한 배향막의 위에, 조제한 광중합성 네마틱 액정 화합물(멜크사 제조, RMM28B)을 함유하는 조성물을 도포했다. 조성물은, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)를 용매로서 포함하고, 광중합 개시제로서 이르가큐어(Irg-907)를 포함한다. 이 조성물의 조성은 이하와 같다.
광중합성 네마틱 액정 화합물〔RMM28B〕: 20 중량부
광중합 개시제〔이르가큐어(Irg-907)〕: 1 중량부
용매〔프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트〕: 80 중량부
도포 후의 도포층에 온도 90℃에서 120초간 건조 처리를 실시했다. 그 후, 자외선(UV) 조사에 의해 액정 화합물을 중합시켜, 두께 1 μm의 액정 화합물이 경화한 액정 위상차층(3)을 형성했다. 액정 위상차층 전체의 두께는 2 μm였다. 액정 위상차층(3)은, 포지티브 C 플레이트였다. 이와 같이 하여, 기재 필름(5)과 액정 위상차층(3)으로 이루어지는 위상차 필름(20)을 얻었다. 위상차 필름의 탄성률은 23℃에 있어서, MD 방향, TD 방향 각각 1900 MPa, 2300 MPa였다. 이 위상차 필름(20)은, 가시광의 파장 영역에 있어서, λ/4 파장판으로서 기능할 수 있는 것이며, 두께 방향으로도 위상차를 나타냈다.
〔실시예 1〕
(적층 필름의 제조)
상기에서 준비한 보호 필름 A(7)을, 표 1에 나타내는 표면 형상을 측정한 면이 액정 위상차층(3)과의 접합면이 되도록, 상기에서 얻은 위상차 필름(20)의 액정 위상차층(3) 상에 접합하여, 도 1에 나타내는 구성의 적층 필름(1)〔보호 필름 A(7)/액정 위상차층(3)/기재 필름(5)〕을 얻었다.
상기에서 얻은 적층 필름(1)〔보호 필름 A(7)/액정 위상차층(3)/기재 필름(5)〕을 30장 준비하고, 이들을 중합하여, 압박 압력 0.017 MPa, 압박 온도 60℃, 압박 시간 3시간으로 압박하고, 계속해서 보호 필름 A(7)을 박리하여 나타난 액정 위상차층(3)의 표면의 산술 평균 기복값 Wa를 측정한 바, 55 nm 였다.
이 편광판(100)을 구성하는 위상차 필름(20)의 위상차의 불균일을 평가한 바, 육안으로 위상차의 불균일은 확인할 수 없었다.
(편광판의 제조)
상기에서 준비한 편광자 보호 필름〔하드코트층 부착 고리형 올레핀계 수지 필름〕의 하드코트층과는 반대측의 면에 코로나 처리를 실시했다. 코로나 처리를 실시한 면에, 소직경 그라비아 코터를 이용하여 자외선 경화성 접착제를 도공했다. 이 자외선 경화형 접착제의 조성은 이하와 같다.
3',4'-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트〔상품명「CEL2021P」, 가부시키가이샤 다이셀 제조) : 70 중량부,
네오펜틸글리콜디글리시딜에테르〔상품명「EX-211」, 나가세켐텍스 가부시키가이샤 제조〕: 20 중량부,
2-에틸헥실글리시딜에테르〔상품명「EX-121」, 나가세켐텍스 가부시키가이샤 제조〕: 10 중량부,
광양이온 중합 개시제〔상품명「CPI-100P」, 산아프로 가부시키가이샤 제조〕: 2.2 중량부
도공 후, 접합 롤을 이용하여, 자외선 경화성 접착제를 개재하여, 상기에서 얻은 편광성 적층 PP 필름의 편광자(4) 상에 편광자 보호 필름을 접합했다. 계속해서 자외선 조사에 의해 자외선 경화성 접착제를 경화시켜 편광자 접착제층을 형성하여, 편광자 보호 필름/편광자 접착제층/편광자(4)/프라이머층/PP 필름의 층 구성으로 이루어지는 접합 필름을 얻었다. 이 접합 필름의 편광자 접착제층의 두께는, 0.8 μm였다.
얻어진 접합 필름으로부터 PP 필름을 박리 제거했다. PP 필름은 용이하게 박리되어, 편광자 보호 필름/편광자 접착제층/편광자(4)/프라이머층의 층 구성으로 이루어지는 한면 편광자 보호 필름 부착 편광판을 얻었다.
상기에서 얻은 적층 필름(1)에 있어서의 기재 필름(5)〔고리형 올레핀계 수지 필름〕상에, 코로나 처리를 실시한다. 코로나 처리를 실시한 면에, 소직경 그라비아 코터를 이용하여 상기와 동일한 자외선 경화성 접착제를 도공한다. 도공 후, 접합 롤을 이용하여, 자외선 경화성 접착제를 개재하여, 상기 한면 편광자 보호 필름 부착 편광판의 프라이머층 상에 적층 필름(1)을 접합하고, 자외선 조사에 의해 자외선 경화성 접착제를 경화시켜 접착제층(10)을 형성한다.
그 후, 보호 필름 A(7)을 박리하면, 편광자 보호 필름/편광자 접착제층/편광자(4)/프라이머층/접착제층(10)/기재 필름(5)/액정 위상차층(3)으로 이루어지는 편광판(100)이 얻어진다(도 2). 이 편광판(100)은, 위상차 필름의 위상차의 불균일에 기인하는 불균일이 없고, 전면에 걸쳐 균일한 편광 성능을 나타낸다.
〔실시예 2〕
보호 필름 A 대신에 보호 필름 C를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 적층 필름(1)을 제작하고, 얻어진 적층 필름(1)을 30장 중합하여, 실시예 1과 동일하게 압박하고, 계속해서 보호 필름 A(7)을 박리하여 나타난 액정 위상차층(3)의 표면의 산술 평균 기복값 Wa를 측정한 바, 65 nm였다.
이 편광판(100)을 구성하는 위상차 필름(20)의 위상차의 불균일을 평가한 바, 육안으로 위상차의 불균일은 확인할 수 없었다.
〔비교예 1〕
보호 필름 A 대신에 보호 필름 B를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 적층 필름(1)을 제작하고, 얻어진 적층 필름(1)을 30장 중합하여, 실시예1과 동일하게 하여 압박하고, 계속해서 보호 필름 A(7)을 박리하여 나타난 액정 위상차층(3)의 표면의 산술 평균 기복값 Wa를 측정한 바, 84 nm였다.
이 위상차 필름(20)의 위상차의 불균일을 평가한 바, 육안으로 위상차의 불균일이 확인되었다.
실시예 1에서 얻은 적층 필름 대신에 상기에서 얻은 적층 필름을 이용하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 조작하여 얻어지는 편광판(100)은, 위상차 필름(20)의 위상차의 불균일에 기인하는 편광 성능의 불균일이 생긴다.
1 : 적층 필름
3 : 액정 위상차층
4 : 편광자
6 : 점착제층
5 : 기재 필름
7 : 보호 필름
10 : 접착제층
20 : 위상차 필름

Claims (5)

  1. 기재 필름 상에 액정 위상차층을 갖는 위상차 필름과,
    상기 액정 위상차층 상에 박리 가능하게 접합된 보호 필름
    을 구비한 적층 필름으로서,
    상기 기재 필름은 수지 필름이고, λ/4판으로서 기능하며,
    상기 액정 위상차층은, 포지티브 C 플레이트이고, 상기 보호 필름에 접하는 면의 산술 평균 기복값 Wa가 70 nm 이하인 것을 특징으로 하는 적층 필름.
  2. 기재 필름 상에 액정 위상차층을 갖는 위상차 필름의 상기 액정 위상차층 상에 보호 필름을 박리 가능하게 접합하여 제1항에 기재된 적층 필름을 제조하는 방법으로서,
    상기 보호 필름의 상기 위상차 필름이 적층되는 측의 면은, 표면 요철의 주기 f(μm)에 대한 일차원 파워 스펙트럼을 H2(f)로 했을 때에 식 (1)
    H2(425)/H2(212)<10 (1)
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 상기 적층 필름의 제조 방법.
  3. 기재 필름 상에 액정 위상차층을 갖는 위상차 필름과 편광자가 접착제층을 개재하여 적층된 편광판을 제조하는 방법으로서,
    제1항에 기재된 적층 필름으로부터 보호 필름을 박리하는 보호 필름 박리 공정과,
    접착제를 개재하여 상기 위상차 필름 상에 편광자를 접합하는 편광자 접합 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 편광판의 제조 방법.
  4. 기재 필름 상에 액정 위상차층을 갖는 위상차 필름과, 편광자가 접착제층을 개재하여 적층되고,
    상기 기재 필름은 수지 필름이고, λ/4판으로서 기능하며,
    상기 액정 위상차층은, 포지티브 C 플레이트이고, 기재 필름측과 반대측의 면의 산술 평균 기복값 Wa가 70 nm 이하인 것을 특징으로 하는 편광판.
  5. 기재 필름 상에 액정 위상차층을 갖는 위상차 필름으로서,
    상기 기재 필름은 수지 필름이고, λ/4판으로서 기능하며,
    상기 액정 위상차층은, 포지티브 C 플레이트이고, 상기 기재 필름측과는 반대측의 표면의 산술 평균 기복값 Wa가 70 nm 이하인 것을 특징으로 하는 위상차 필름.
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