KR20030074126A - 편광판 보호필름 및 편광판 - Google Patents

Abstract

(과제) 강성이 다른 필름을 양면에 부착하여 편광판을 제작할 때에 문제로 되는 만곡을 억제한다.

(해결수단) 편광판 보호필름 (51) 과 편광막 (52), 강성이 큰 편광판 보호필름 (53) 을 부착하여 편광판 (50) 을 제작한다. 편광판 보호필름 (51) 으로서 미리 소정의 만곡이 있는 필름 (51) 을 사용하고, 그 만곡의 오목한 쪽의 면을 편광막 (52) 을 향해 부착함으로써, 강성의 차이에 의한 편광판의 만곡과 편광판 보호필름 (51) 의 만곡이 서로 상쇄되어 만곡이 문제로 되지 않는 편광판 (50) 을 얻을 수 있다.

Description

편광판 보호필름 및 편광판{PROTECTIVE FILM OF POLARIZING PLATE AND POLARIZING PLATE}

본 발명은 편광판 보호필름 및 그 필름을 사용한 편광판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용액제막법으로 제막된 편광판 보호필름 및 그 필름을 사용한 편광판에 관한 것이다.

퍼스널 컴퓨터, 휴대전화, 자동차 네비게이션 시스템, 박형 TV 등에 사용되는 액정표시장치는 최근 현저히 발달되었으며, 그 생산량은 현저히 증대되고 있다. 이에 수반하여 액정표시장치에 필수부재인 편광판의 생산량도 증대되었으며, 이에 따라 편광판 보호필름의 생산량ㆍ사용량도 비약적으로 증대되고 있다. 편광판 보호필름이란 폴리비닐알코올 등으로 만들어진 편광막의 양면에 붙여 편광판을 보호하고, 치수안정성을 부여하는 용도의 광학용도필름이다. 편광판 보호필름으로는 셀룰로스 아세테이트 필름이 투명성, 평활성, 광학적 등방성이 우수하기 때문에, 바람직하게 사용되고 있다.

셀룰로스 아세테이트 필름은 용액제막법에 의해 제조된다. 구체적으로는 셀룰로스 아세테이트 및 각종 첨가제를 용제에 용해한 도프를, 엔드리스의 드럼 또는 밴드 등의 표면이 평활한 지지체 위에 유연(流延)한 후에, 박취하고 추가로 건조시켜 제품으로 한다. 박취 후의 건조는 패스롤러를 통해 반송하면서 열풍건조시키는 방법이 일반적이다. 또한 그 초기단계에서는 텐터 등을 사용하여 실질적으로 무접촉 상태로 반송하면서 건조시키는 것도 행해진다. 연속제조된 필름은 통상 수지ㆍ금속ㆍ목재ㆍ두꺼운 종이 등으로 만들어진 원통형상의 권심(卷芯)에 용도, 설비능력에 따라 수백 ∼ 수천 미터의 길이로 권취된 후, 적절히 곤포(梱包)하여 제품형태로 된다.

셀룰로스 아세테이트 필름의 제막시에, 유연한 필름을 지지체로부터 박취하기 위해서는 어느 정도 고화시켜 자기(自己) 지지성을 갖게 할 필요가 있는데, 박취할 때까지의 이력에 따라 완성된 필름의 물성이 상이하다. 또한 박취한 후의 조건에 따라서도 다양하고 상이한 물성을 갖는 필름이 만들어진다.

지지체 위의 필름에 자기 지지성을 갖게 하기 위해서는 크게 다음의 두가지 방법이 있다.

(1) 지지체 위의 도프에 열풍을 쏘여 건조시켜 도프 속의 용제분을 낮추는 방법 (건조 박취법).

(2) 지지체 위의 도프를 냉각하여 겔화시키는 방법 (냉각 박취법).

상기 두 방법은 각각 일장 일단이 있으며, 현실적으로 어느 방법으로 제조된 필름이더라도 편광판용 보호필름 등의 광학용 필름으로서 시판되고 있다.

또한, 제막법의 차이에 따라서도, 완성된 필름끼리는 물성이 다르다. 건조 박취법의 필름은 일반적으로 지지체 위에서 잔류용제분을 60% 미만까지 낮춰 자기지지성을 갖게 하여 박취한다. 지지체 위에서의 건조시간이 길기 때문에 표리(表裏)의 구조차는 생기지만, 초기건조가 비교적 느리기 때문에 결정화 정도는 작고 부드럽다. 필름의 경도의 기준으로서, 유연 방향의 인장탄성률 (이하, 간단히「탄성률」이라 함) 을 취하면 대략 4 ㎬ 이하이다.

한편, 냉각 박취법의 필름은 잔류용제분 60% 이상이고, 상온에서는 자기 지지성이 없는 상태에서 냉각겔화시켜 박취한다. 그 후 텐터 등에 의해 실질적으로 비접촉상태로 양면건조시킨다. 지지체 위에서의 건조시간이 짧기 때문에,표리의 구조차가 작고, 또한 이른 단계에서 양면으로부터 고속으로 건조되기 때문에 결정화가 진행되어 일반적으로 단단하다. 탄성률은 대략 4 ㎬ 이상이다. 여기서 잔류용제분이란 절건법(絶乾法)으로 구한 것이다. 즉, 샘플링한 필름의 중량을 정밀하게 칭량하고(이 값을 A(g) 라 함) 그 후 120℃ 분위기에서 90 분간 절건한 후의 중량을 다시 정밀하게 칭량하여(이 값을 B(g) 라 함), 하기 식에 의해 구한다.

박취 잔류 용제분 (%) ＝ (A － B) / A ×100

그런데, 상이한 물성의 필름을 조합하여 편광판을 제조하면 폐해가 발생하는 경우가 있다. 특히 필름의 탄성률이 다른 필름을 조합하여 편광판을 제조하는 경우에 현저히 나타난다. 도 5a 에 나타내는 바와 같이 편광판 (80) 은 표면용 편광판 보호필름 (81) 과 편광막 (82) 과 이면용 편광판 보호필름 (83) 을 사용하여 이들을 도 5b 에 나타내는 바와 같이 부착하여 형성한다. 그리고, 경시변화에 의해, 도 5c 에 나타내는 바와 같이 탄성률이 낮은 편광판 보호필름 (81) 을 부착한 면을 내측으로 하여 편광판 (80) 이 만곡 (컬) 되어 제품의 가치를 현저히 손상시켰다. 또한, 탄성률에 차이가 없더라도, 편광판의 양면에 부착되는 편광판 보호필름 (81,83) 끼리에 두께 차이가 있는 경우, 베이스 전체의 강성의 차이에 의해 동일한 현상이 발현되어, 두께가 얇은 필름 (81) 을 부착한 측을 내측으로 하여 편광판 (80) 이 만곡된다. 이것은 강성, 즉 필름 탄성률과 필름두께의 곱이 상이함으로써, 주로 환경의 변화에 수반하여 수축력(이는 예컨대 편광막의 치수변화에 기인한다)이 발생하였을 때에, 수축력에 대한 저항력이 상이하게 되기 때문에 발생하는 현상이다. 일반적으로 편광막은 폴리비닐알코올 등의 필름에 요오드나 2색성 색소 등의 편광재료를 흡착시킨 후, 종방향으로 연신하여 제작한다. 이와 같이 하여 제작된 편광막의 양면에 보호필름을 접착제를 사용하여 부착하여 편광판을 제작한 후, 경시와 함께, 주로 편광막에 잔류된 연신시의 잔류응력에 기인하여 편광막 내부에 연신방향의 수축응력이 생성된다. 이 수축응력을 눌러 이겨 수축을 최대한 작게 하는 것이 편광판 보호필름의 기능이지만, 양면에 부착된 편광판 보호필름의 강성에 차이가 있는 경우, 표리에서 미소한 수축량의 차이가 발생한다. 즉, 강성이 작은 편광판 보호필름을 부착한 면 쪽이 약간 수축량이 커지기 때문에, 이 면을 내측으로 하여 편광판의 만곡이 발생하는 것이다.

상기와 같이, 최근 갑자기 편광판의 수요가 증대하여 편광판 보호필름의 수급이 심각해진 상황에서 표리에 강성의 차이가 작은 필름을 선별하여 사용하기는 어려워지고 있다. 또한, 최근 편광판 보호필름 대신 편광막의 한쪽 면에 광학보상필름을 부착하는 경우가 많아졌다. 광학보상필름이란 편광판 보호필름 위에 광학적으로 이방성을 갖는 층을 부여한 것이며, 액정의 복굴절성에 의해, 액정패널을 비스듬한 방향에서 보았을 때에 잘 보이지 않는 문제를 해소하는 간편한 수단으로 사용되고 있다. 광학보상필름은 광학적 이방층을 갖는 것도 한 원인이 되어, 일반적으로 편광판 보호필름보다 두꺼워지는 경우가 많다. 이 같은 광학보상필름의 반대면에 편광판 보호필름을 부착하는 경우에는 어쩔 수 없이 강성이 작은 필름을 부착할 수밖에 없다. 광학보상필름에 강성을 맞추기 위해 편광판보호필름의 두께를 두껍게 하는 것은 편광판 나아가서는 액정표시장치 전체의 두께를 증가시킴으로써 상품가치를 떨어뜨리는 것이다.

본 발명은 컬을 상쇄하도록 한 편광판 보호필름 및 편광판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1 은 본 발명에 관계되는 편광판 보호필름을 제막(製膜)하는 제막 라인의 개략도이다.

도 2 는 본 발명에 관한 편광판의 층구성을 나타낸 단면도이다.

도 3 은 만곡성에 대해 설명하기 위한 개략 단면도이다.

도 4 는 본 발명에 관계되는 편광판의 다른 층구성을 나타낸 단면도이다.

도 5 는 편광판의 일 형태를 나타낸 개략 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 제막 라인 12: 도프

30: 벨트 33: 필름

34: 박취 롤러 40: 컬 컨트롤 장치

50,70: 편광판 51,53,73: 편광판 보호필름

52,72: 편광막 71: 광학보상필름

본 발명자들은 강성이 낮은 필름에 미리 만곡성을 부여해 놓고, 편광판을 제조할 때에, 전술한 바람직하지 못한 만곡을 상쇄하도록 부착함으로써 상기 문제점을 해결할 수 있음을 알아냈다. 여기서 만곡을 상쇄하도록 부착한다는 것은 필름의 만곡시, 내측에 오는 면이 편광판에 면하도록 부착하는 것을 의미한다.

건조 박취법으로 제조된 필름은, 지지체 위에서의 건조가 촉진되고 있기 때문에, 박취하였을 때에 필름의 잔류용제의 두께방향분포가 크고, 제막할 때에 지지체면에 접한 면이 반대면에 비해 잔류용제분이 많다. 그 때문에, 박취한 후의 건조건공에서의 수축이 제막할 때에 지지체면에 접한 면이 반대면에 비해 커져, 그 면을 내측으로 한 만곡을 발생시킨다. 일반적으로 제조공정 중에서 예컨대 일본 특허공보 소54-26582호에 기재된 방법에 따라 그 만곡을 제거 또는 완화시키는 조작(컬 컨트롤이라고 함)을 하는 것이 보통이다. 상기 문제점을 해결하기 위해서는, 이 컬 컨트롤을 조정하여 일부러 소정의 만곡이 잔류하도록 함으로써, 강성이 높은 필름과 조합하여 편광판을 제조하여도 바람직하지 못한 컬이 없어 양호하게 사용할 수 있다. 또 여기서「컬 컨트롤을 조정한다」는 것은「컬 컨트롤 조작을 전혀 실시하지 않는다」라는 의미를 포함하는 것으로 한다.

본 발명의 편광판 보호필름은, 강성이 320 ㎪ㆍm 이하이고 또한 만곡성이 10 ㎜ 이상이다. 또 본 발명에서, 강성이란 필름의 유연방향에서의 인장탄성률 (Pa) 과 필름두께 (m) 의 곱으로서 산출되는 값이다. 또한 만곡성이란 도 3 에 나타내는 바와 같이 필름 샘플 (60) 을 유연방향 305㎜, 폭방향 254㎜ 의 장방형으로 재단하고, 수평하고 평탄한 대(台;61) 위에 컬의 내측으로 되는 면이 위로 되도록 놓고 25℃, 65 %RH 의 분위기하에서 3시간 정치하였을 때에 재단된 샘플 (60) 의 네 모서리가 다이로부터 들린 높이(도 3 에서는 필름샘플 (60) 의 앞쪽의 모서리인 높이 h1, h2 만을 나타내었다)를 평균한 값이다. 또한 상기 편광판 보호필름이 셀룰로스 아세테이트 필름인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 셀룰로스 트리아세테이트 필름이다.

상기 편광판 보호필름을 용액제막법으로 제조하고, 그 건조 박취시에는, 일반적으로 박취 잔류 용제분이 60% 미만일 때에 박취된다.

상기 편광판 보호필름의 만곡성을 컬 컨트롤 장치에 의해 조정하는 것이 바람직하다. 여기서 필름의 만곡성을 컬 컨트롤 장치에 의해 조정한다는 것에는 컬 컨트롤 조작을 전혀 실시하지 않는다는 것을 포함한다. 또한, 상기 편광판 보호필름의 만곡성이 그 필름의 제조시에 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명의 편광판은, 편광막의 적어도 한쪽 면에 전술한 어느 하나의 편광판 보호필름을 부착한 것이다. 또한, 만곡성이 20㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다. 여기서 편광판의 만곡성이란 편광막의 양면에 보호필름 등을 부착한 원반을 편광판의 형태로 재단하였을 때의 만곡성이며, 보다 상세하게는 원반의 제막방향에 대해 비스듬한 45 도 각도로 재단된 편광판을 만곡의 내측으로 되는 면이 위로 되도록 평탄하고 수평한 대 위에 놓고, 25℃, 65 %RH 의 분위기에서 48 시간 정치하였을 때에, 편광판의 대각선 중, 원반의 제막방향에 가까운 방향을 이루는 대각선 양단의 각이 만곡에 의해 다이로부터 들린 높이의 평균값을 말한다. 또한, 편광막의 한쪽 면에 전술한 어느 하나의 편광판 보호필름을 부착하고, 다른 쪽 면에는 강성이 320 ㎪ㆍm 이상인 편광판 보호필름을 부착한 것이어도, 양면의 필름강성의 차이에 의한 편광판의 만곡이 작기 때문에 바람직하다. 이 경우에는 상기 편광막의 한쪽 면에 부착된 편광판 보호필름과, 상기 다른 쪽 면에 부착된 편광판 보호필름의 강성의 차이가 20 ∼ 200 ㎪ㆍm 인 것이 보다 바람직하다.

용액제막법으로 편광판 보호필름을 제조하고, 그의 건조 박취시에 박취 잔류 용제분이 60% 미만일 때에 박취하여 얻어진 상기 편광판 보호필름을 상기 편광막의 적어도 한쪽 면에 부착하는 것이 바람직하다. 용액제막법으로 편광판 보호필름을 제조하고, 그의 냉각 박취시에 박취 잔류 용제분이 60% 이상일 때에 박취하여 얻어진 상기 편광판 보호필름을 상기 편광막이 부착된 편광판 보호필름 중 강성이 높은 필름으로서 부착하여도 양면의 필름강성의 차이에 의한 편광판의 만곡이 작기 때문에 바람직하다.

또한, 본 발명의 편광판은 상기 편광판 보호필름 중 강성이 높은 편광판 필름 대신에, 광학보상필름을 사용해도 된다. 또 본 발명에서 광학보상필름이란 도 4 에 나타내는 바와 같이 편광판 보호필름 (71a) 위에 광학이방성층 (71b) 을 형성한 것을 의미하고 있다.

발명의 실시형태

[폴리머]

본 발명에 사용되는 폴리머는 특별히 한정되는 것은 아니다. 그러나, 셀룰로스 아실레이트를 사용하는 것이 바람직하고, 특히 아세틸화도 59.0 ∼ 62.5 의 셀룰로스 트리아세테이트 (이하, TAC 라고 함) 를 사용하는 것이 보다 바람직하다. TAC 로 제막된 TAC 필름을 사용하여 구성된 편광판 보호필름은 광학특성의 기능, 치수안정성이 우수하다.

[용제]

본 발명에 사용되는 도프를 조제하기 위한 용제(溶劑)는, 공지된 어느 용제라도 사용할 수 있다. 특히 메틸렌클로라이드 (디클로르메탄) 등의 할로겐화 탄화수소류, 에스테르류, 에테르류, 알코올류 등이 바람직하게 사용되지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한 이들 용제를 복수 혼합시킨 용제로부터 도프를 조제하고, 그 도프로 필름을 제막할 수도 있다.

[첨가제]

도프에는, 공지된 첨가제 중 어느 것이라도 첨가시킬 수 있다. 첨가제로는 가소제, 자외선흡수제, 매트제 등을 들 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 도프 중에는 다른 첨가제로서 탈크 등을 첨가할 수도 있다. 이들 첨가제는 도프를 조제할 때에 동시에 혼합할 수도 있다. 또한, 도프를 조제한 후, 이송할 때에 정지형 혼합기 등을 사용하여 인라인 혼합할 수도 있다.

[도프의 조제]

전술한 폴리머, 첨가제를 전술한 용제에 투입한 후에, 공지된 어느 한 용해방법에 의해 용해시켜 도프를 조제한다. 이 도프는 여과에 의해 이물을 제거하는 것이 일반적이다. 여과에는 여과지, 여과포, 부직포, 금속메시, 소결금속, 다공판 등의 공지된 각종 여과재를 사용할 수 있다. 여과함으로써, 도프 중의 이물, 미용해물을 제거할 수 있어, 제품필름 중의 이물에 의한 결함을 경감할 수 있다.

또한, 한번 용해된 도프를 가열하여, 추가로 용해도의 향상을 도모할 수도 있다. 가열에는 정치한 탱크내에서 교반하면서 가열하는 방법, 다관식, 정지형 혼합기가 구비된 재킷배관 등의 각종 열교환기를 사용하여 도프를 이송하면서 가열하는 방법 등이 있다. 또한, 가열공정후에 냉각공정을 마련하여, 장치 내부를 가압함으로써, 도프의 비점 이상의 온도로 가열할 수도 있다. 이들 가열처리를 실시함으로써, 미소한 미용해물을 완전히 용해할 수 있어, 필름의 이물감소, 여과의 부하경감을 도모할 수 있다.

[용액제막방법]

도 1 은 필름의 제막 라인 (10) 의 개략도를 나타내고 있다. 믹싱탱크 (11) 내에 투입된 도프 (12) 는 교반날개 (13) 에 의해 교반되어 균일하게 조제된다. 도프 (12) 는 펌프 (14) 에 의해 스톡탱크 (15) 로 송액된다. 스톡탱크 (15) 로부터 펌프 (16) 에 의해 여과장치 (17,18,19) 로 보내져 불순물이 제거되고, 일정한 유량으로 유연대(流延台) (20) 에 보내진다. 유연대 (20) 의 상류측에는, 자외선 흡수제용 탱크 (21) 가 접속되어 있다. 이 자외선 흡수제용탱크 (21) 내에는 자외선 흡수제 용액 (22) 이 투입되어 있다. 자외선 흡수제 용액 (22) 은 자외선 흡수제용 탱크 (21) 로부터 펌프 (23) 에 의해 도프 (12) 중으로 공급되고, 스태틱 믹서 (24) 에 의해 균일화된다. 그리고, 도프 (12) 는 유연대 (20) 로부터 벨트 (30) 위로 유연되고, 도시하지 않은 구동장치에 의해 회전구동되는 회전롤러 (31,32) 에 의해 이동되면서 벨트 (30) 위에서 서서히 용제가 휘발되어 필름 (33) 이 형성된다.

필름 (33) 을 벨트 (30) 에서 박취할 때에, 건조 박취법의 경우에는, 벨트 (30) 위의 도프 (12) 에 열풍을 쏘여 건조시켜, 박취용제잔류분을 60% 미만까지 저하시킨 후에 박취 롤러 (34) 로 박취하는 것이 바람직하다. 이 경우에는 비교적 부드러운 (탄성률이 대략 4 ㎬ 이하) 필름 (33) 이 얻어진다.

또한, 냉각 박취법의 경우에는, 일반적으로 벨트 (30) 대신에 내부에 냉매를 통과시켜 표면을 냉각시킬 수 있도록 한 드럼 위에 도프를 유연시키고, 박취용제잔류분이 60% 이상이며 상온에서 통상 자기 지지성이 없는 상태로, 냉각겔화시킴으로써 자기 지지성을 갖게 하여 박취한 후에, 텐터식 건조기 (35) 에 보내지고, 양단을 지지하여 장력이 부여되면서 건조된다. 이 경우에는, 양면으로부터 고속으로 건조되기 때문에, 비교적 단단한 (탄성률이 대략 4㎬ 이상) 필름 (33) 이 얻어진다.

그리고, 필름 (33) 은 복수의 롤러 (36) 가 구비된 건조영역 (37) 에서 추가로 건조된 후, 냉각영역 (38) 을 통과하여 상온까지 냉각된다. 냉각영역 (38) 으로부터 송출된 필름 (33) 은 그 폭이 정렬되도록 귀절단장치 (39) 에 의해 귀절단이 행해진 후에, 컬 컨트롤 장치 (40) 에 의해 원하는 컬이 실시된다. 또한, 본 발명에서 필름의 컬(만곡성)이 10 ㎜ 이상이면 컬 컨트롤 장치 (40) 에 의해 컬을 실시하는 공정을 생략할 수도 있다. 마지막으로 필름 (33) 은 권취기 (41) 에 의해 권취된다.

필름 (33) 에 만곡성을 갖게 하기 위해서는, 제막공정에서 자연스럽게 발생하는 만곡성을 이용하는 것이 간편하다. 또한, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 컬 컨트롤 장치 (40) 에 의해 원하는 만곡성을 부여할 수도 있다. 여기서 컬 컨트롤 방법으로는, 직접 증기를 불어 넣는 방법, 고온고습한 습열풍을 불어 넣는 방법, 유기용제증기 (예컨대, 디클로르메탄, 메탄올, 아세톤 등) 를 불어 넣는 방법, 유기용제 (예컨대 디클로르메탄, 메탄올, 아세톤 등) 를 도포한 후 건조시키는 방법 또는 필름의 한쪽 면을 가열한 후에 급속냉각시키는 방법 등을 들 수 있지만, 이들 방법에 한정되는 것은 아니다.

전술한 실시형태에서는, 필름 (33) 의 만곡성은 유연시에 벨트 (30) 에 접하고 있던 면이 내측으로 되도록 만곡되는 것이었으나, 만곡시 내측으로 되는 면이 편광막측으로 되도록 부착되는 것이라면, 필름의 만곡은 어느 쪽 면이 내측으로 오더라도 상관없다. 본 발명의 필름을 편광막의 양면에 부착하는 경우에는, 필름의 동일면이 편광막에 면하도록 부착함으로써, 양면의 필름의 만곡성이 서로 상쇄되어, 결과적으로 얻어진 편광판의 만곡성이 작아진다. 따라서, 본 발명의 필름은 강성이 강한 필름과 조합하지 않아도 사용할 수 있어, 사용시의 융통성에 악영향을 미치지 않는다.

전술한 방법에 의해 제막된 필름 (33) 은 도 2 에 나타내는 바와 같은 편광판 보호필름 (51) 으로서 사용할 수 있다. 도 2a 에 나타내는 바와 같이 본 발명의 편광판 보호필름 (51) 과 강성이 큰 필름 (53) 으로 편광막 (52) 을 사이에 두고 부착 (도 2b 참조) 하기 때문에, 종래의 필름과는 달리, 본 발명의 필름은 미리 편광판이 만곡되려고 하는 방향의 반대방향으로 만곡을 갖고 있으므로, 편광막의 수축에 기인하는 힘과 필름의 만곡력이 서로 상쇄되어, 결과적으로 도 2c 에 나타내는 바와 같이 경시에도 상관없이 만곡이 없는, 또는 실용에 지장을 주지 않을 정도로 작은 편광판 (50) 이 얻어지는 것이다. 일반적으로, 본 발명에서 얻어지는 필름의 강성은 320 ㎪ㆍm 이하이고, 본 필름과 조합되는 강성이 큰 필름의 강성은 320 ㎪ㆍm 이상이다. 또한, 이 양자의 강성의 차이가 20 ㎪ㆍm 이하일 때에는 부착에 수반되는 만곡의 문제는 일반적으로 문제가 되지 않는다. 또한 양자를 부착하여 편광막으로 한다. 부착 직후에는 필름은 만곡이 없는 평탄한 것이 얻어지지만, 전술한 바와 같은 원리에 의해, 경시에 수반하여 편광막에 수축력이 작용하여, 양면의 보호필름의 강성이 상이하기 때문에, 편광판의 양면에 약간의 수축량의 차이가 발생함으로써, 편광판에 만곡이 발생하려고 한다. 그러나 강성의 차이가 200 ㎪ㆍm 이상일 때에는 본 발명에 따르더라도 편광판의 만곡이 커 본 발명의 효과는 없다.

한편, 생산이나 수급의 형편에 따라, 본 발명의 필름을 편광막의 양면에 부착하여 편광판을 제작할 수도 있다. 이 경우에는, 양면에 부착하는 필름의 편광막에 부착하는 면을 합침으로써, 필름의 만곡이 서로 상쇄되어 결과적으로 만곡이 없는 편광막이 얻어진다. 이와 같이 하여 본 발명의 필름은 강성이 높은 필름과 조합하여 사용할 수도 있고 본 발명의 필름끼리를 조합하여 사용할 수도 있어 생산이나 수급에 대해 융통성을 갖는다.

도 4 에 편광판 (70) 의 다른 실시형태를 나타낸다. 전술한 필름 (33) 을 편광판 보호필름 (71a) 으로서 사용하고, 그 필름 (71a) 위에 디스코틱 액정을 배향시킨 광학이방성층 (71b) 을 형성하여, 광학보상필름 (71) 으로서 편광막 (72) 의 한쪽 면에 형성하고 있다. 또한, 편광막 (72) 의 다른 면에는, 전술한 필름 (33) 을 사용하여 편광판 보호필름 (73) 을 형성하고 있다. 또한, 본 발명에 관계되는 필름 (33) 은 그 위에 방현층(防眩層)을 형성한 반사방지막 등의 광기능성 막으로서 사용할 수도 있다. 이들 제품으로부터는 액정표시장치의 일부를 구성할 수도 있다.

[실시예]

이하, 실시예 및 비교예를 들겠지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예 1 에 대해 상세히 설명하고, 그 밖의 실시예 및 비교예에서는 각각 대응하는 실시예와 동일한 조건에 대해서는 설명을 생략하였다.

[실시예1]

〈원료도프의 조제〉

(미립자 분산액 a 의 조제)

실리카 (일본 아에로질 (주) 제조 아에로질 R972)2.00중량%

셀룰로스 아세테이트 (아세틸화도 61.0%)2.00중량%

트리페닐포스페이트0.16중량%

비페닐디페닐포스페이트0.08중량%

메틸렌클로라이드88.10중량%

메탄올7.66중량%

의 용액을 조제하고, 마멸분쇄기를 이용하여 체적평균입경 0.5㎛ 가 되도록 분산시켰다. 여기서 체적평균입경은 호리바 제작소 제조 입도분포측정장치 LA920 으로 측정한 값을 사용하였다.

(원료도프 A 의 조제)

셀룰로스 트리아세테이트 (아세틸화도 61.0%)89.3중량%

트리페닐포스페이트7.1중량%

비페닐디페닐포스페이트3.6중량%

의 고형분 100중량부에 대해,

디클로르메탄92중량%

메탄올8중량%

의 혼합용제를 적절히 첨가하고 교반용해하여 도프를 조제하였다. 도프의 고형분농도는 18.5% 였다. 또한 이 도프의 고형분 100중량부에 대해 상기 미립자 분산액 a 를 6.5중량부 첨가하여 교반혼합한 후, 여과지 (토요 여과지 (주) 제조, #63) 로 여과한 후 다시 소결금속필터 (닛뽕 세이센 (주) 제조 06N, 공칭 구멍직경 10㎛) 로 여과하고, 추가로 메시필터 (닛뽕 폴 (주) 제조 RM, 공칭 구멍직경 45μ) 로 여과하였다.

(자외선 흡수제 용액 b 의 조제)

2(2'-히드록시-3',5'-디-tert-부틸페닐)-5-클로르벤조트릴아졸 5.83중량%

2(2'-히드록시-3',5'-디-tert-아밀페닐)벤조트리아졸 11.66중량%

셀룰로스아세테이트 (아세틸화도 61.0%) 1.48중량%

트리페닐포스페이트 0.12중량%

비페닐디페닐포스페이트 0.06중량%

디클로르메탄 74.38중량%

메탄올 6.47중량%

상기 처방으로 자외선 흡수제 용액을 조제하고, 후지 사진 필름 (주) 제조 아스트로 포아 10㎛ 필터로 여과하였다.

상기 도프 A 에 대해, 스태틱 믹서를 사용하여, 상기 자외선 흡수제 용액 b 를, 도프 중의 고형분에 대한 자외선 흡수제량을 중량% 로 표시된 값이 1.04 로 되도록 조절하면서 도프의 배관경로에 있어서 첨가, 혼합하였다.

이 도프를 도 1 에 나타낸 제막 라인 (10) 에 사용하여, 권취된 필름의 평균두께가 80㎛ 가 되도록 유연하고, 자기 지지성을 가질 때까지 열풍 건조시켜 필름 (33) 으로서 박리하였다. 여기에서, 박리된 필름을 샘플링하고, 박취 잔류 용제분을 측정하였다. 얻어진 박취 잔류 용제분은 39% 였다. 이 필름 (33) 을 텐터 (35) 에 도입하고, 양단을 지지하여 장력을 부여하면서 건조시켰다. 이후 건조영역 (37) 에서 건조시켜 권취하였다. 건조영역 (37) 에서 필름표면온도를 최고 130℃ 까지 가열하였다. 그 다음, 냉각영역 (38) 을 통과시켜 필름을 상온까지 냉각시킨 후, 귀절단장치 (39) 로 제품필름폭이 1340㎜ 가 되도록 귀절단을 실시하고, 직경 168㎜ 의 FRP 수지제 권심을 구비한 권취기 (41) 에 권취하였다.

〈편광막의 작성〉

(주) 쿠라레 제조 PVA 필름 (75㎛) 을 요오드 0.3g/L, 요오드화칼륨 18.0g/L 의 수용액에 25℃ 에서 침지하고, 추가로 붕산 80g/L, 요오드화칼륨 30g/L, 염화제일철 10g/L, 50℃ 의 수용액 중에서 5.0배로 연신하였다. 60℃ 에서 5분간 건조시켰다. 이와 같이 하여 작성한 편광막에 PVA ((주) 쿠라레 제조 PVA-117H) 4% 수용액을 접착제로 하여 감화처리한 셀룰로스 아세테이트 필름을 부착하여 편광판을 제작하였다. 한쪽 면에는 상기 방법을 이용하여 제조한 필름을, 유연시 벨트 (30) 에 접하고 있던 면이 편광막측이 되도록 부착하고, 다른 한쪽 면에는 후지 사진 필름 (주) 제조 TD80UF (탄성률 4.1 ㎬, 두께 80㎛, 필름 강성 328 ㎪ㆍm) 를 부착하였다.

[실시예2]

실시예 1 의 셀룰로스 아세테이트 필름의 제막시에, 원료도프 A 의 조제에 사용한 용제를

디클로르메탄85중량%

메탄올15중량%

로 하고, 박취 잔류 휘발분이 44% 였던 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다.

[실시예3]

실시예 2 의 셀룰로스 아세테이트 필름의 제막시에 박취 잔류 용제분이 31% 였던 것 이외에는 실시예 2 와 동일하게 하여 편광판을 제작하였다.

[비교예1]

실시예 1 의 셀룰로스 아세테이트 필름의 제막시에, 제조중의 필름이 냉각영역에 들어가기 직전에, 컬 컨트롤을 실시한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다. 여기서 컬 컨트롤은 필름을 반송한 상태에서 필름온도를 95℃ 로 유지하면서 유연시 지지체에 접촉하지 않았던 면측에 120℃ 의 증기를 1㎏/㎡ 의 양으로 불어 넣고, 추가로 실내온도를 65 ∼ 85℃ 로 유지한 영역을 30초 이상 반송함으로써 행하였다.

[실시예4]

실시예 3 의 셀룰로스 아세테이트 필름의 제막시에, 비교예 1 과 동일한 방법으로 컬 컨트롤을 실시한 것 이외에는 실시예 3 과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다.

[실시예5]

후술하는 비교예 2 의 셀룰로스 아세테이트 필름의 제작시에, 유연시 지지체에 접하고 있던 면측에 비교예 1 과 동일한 방법으로 컬 컨트롤을 실시한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다.

[실시예6]

실시예 1 에서, 대향면에 TD80UF 대신에 후지 사진 필름 (주) 제조 WV 필름(두께 110㎛, 탄성률 3.6 ㎬, 강성 396 ㎪ㆍm) 을 부착한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다.

[비교예2]

실시예 1 의 셀룰로스 아세테이트 필름의 제막시에, 박취 후의 건조온도를 최대 80℃ 로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다.

[비교예3]

필름두께가 30㎛ 인 것을 제외하고, 실시예 1 과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다.

[비교예4]

비교예 1 에서, 실시예 6 과 동일하게, 대향면에 TD80UF 대신에 후지 사진 필름 (주) 제조 WV 필름을 부착한 것 이외에는 비교예 1 과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다.

〈편광판의 평가〉

각각에 있어서, 얻어진 필름의 탄성률 및 자기 만곡성, 및 편광판이 경시에 따라 발현하는 만곡성을 평가하였다. 필름의 탄성률은 텐시론으로 필름 샘플을 유연방향으로 인장하여 구한 값을 사용하였다. 필름의 강성은 필름의 두께를 ㎛ 로 표시한 값과, 상기에서 측정한 필름의 탄성률을 ㎬ 로 표시한 값의 곱으로 구하였다. 단위는 ㎪ㆍm 가 된다.

필름의 만곡성은 다음과 같이 평가하였다. 필름을 유연방향 305㎜, 폭방향 254㎜ 의 장방형으로 재단한다. 이것을 25℃, 65%RH 의 분위기하에서 수평하고 평활한 대 위에, 필름의 유연시 지지체에 접촉하고 있던 면을 위로 되도록 정치하여 3시간 방치한다. 필름이 만곡되어 그 네 모서리가 대로부터 들리므로, 들린 높이를 스케일로 측정하고, 네 모서리의 값을 평균한 값을 ㎜ 로 나타낸 것을 만곡성의 값으로 하였다. 또한 편광판의 만곡성은 다음과 같이 하여 측정하였다. 장변이 305㎜, 단변이 254㎜ 인 장방형 샘플을, 각 변이 편광막의 제막방향에 대해 45 도의 각도를 이루도록 재단하여 작성하고, 이것을 수평하고 평탄한 대 위에 만곡의 내측으로 되는 면이 위로 되도록 정치하고, 25℃, 65%RH 의 분위기하에서 48 시간 습도 조절(調濕)한다. 습도 조절된 샘플의 2 개의 대각선 중, 편광막의 제막방향에 가까운 각도를 이루는 대각선의 양단의 2 개의 각이 만곡에 의해 대로부터 들린 높이를 측정하고 이것을 평균하여 편광판의 만곡성의 값으로 하였다. 얻어진 평가결과를 표 1 에 나타낸다.

[표 1]

	필름탄성률㎬	필름두께㎛	필름강성㎪ㆍm	대향면 필름강성㎪ㆍm	필름강성의 차이㎪ㆍm	필름만곡성㎜	편광판 만곡성㎜	적합여부
실시예 1	3.4	80	272.0	328.0	56.0	27.0	11.5	○
실시예 2	3.8	80	304.0	328.0	24.0	37.0	8.0	○
실시예 3	3.8	80	304.0	328.0	24.0	40.8	4.0	○
실시예 4	3.7	80	296.0	328.0	32.0	22.5	14.0	○
실시예 5	3.3	80	264.0	328.0	64.0	18.0	15.0	○
실시예 6	3.4	80	272.0	396.0	124.0	27.0	13.5	○
비교예 1	3.4	80	272.0	328.0	56.0	2.3	61.5	×
비교예 2	3.6	80	288.0	328.0	40.0	0.3	66.5	×
비교예 3	3.4	30	102.0	328.0	226.0	35.0	41.0	×
비교예 4	3.4	80	272.0	396.0	124.0	2.3	68.0	×

편광판의 실용상 허용되는 만곡성은 20㎜ 이하이고, 15㎜ 이하가 바람직하고, 10㎜ 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 필름 (편광판 보호필름) 의 만곡성이10㎜, 바람직하게는 20㎜ 를 초과함으로써 편광판의 만곡성이 양호해지고, 30㎜ 이상에서 더욱 바람직하고, 40㎜ 이상에서 가장 바람직하다는 것이 본 실시예를 통해 실증되었다.

단, 필름강성의 차이가 200 ㎪ㆍm 을 초과하면 그 차이가 너무 크기 때문에 본 발명의 효과를 발휘할 수 없다. 또한, 필름강성의 차이가 20 ㎪ㆍm 이하에서는 강성의 차이가 작아 편광판의 만곡성은 일반적으로 문제가 되지 않고, 공지된 편광판의 제조방법을 적용할 수 있다.

비교예 2 와 실시예 5 의 비교에서, 그 차이는 컬 컨트롤의 유무 뿐이지만, 필름의 탄성률이 상이하다. 이것은 컬 컨트롤 조작에 의해, 필름 특히 컬 컨트롤 조작을 실시한 면 근방의 물성이 변화되고, 그럼으로써 강성이 낮아진 것이다. 따라서, 컬 컨트롤은 물성면에 대해서는 불리한 방향이며, 만곡성 부여 효과를 감소시키는 방향으로 작용하는 것이다. 따라서 컬 컨트롤을 부여하지 않고 소정의 만곡성을 얻는 것이 바람직하다. 필름의 만곡성은 너무 크면 편광판 제조공정에서의 반송시에 접힘ㆍ주름이 발생되기 쉬워져 제조효율에 악영향을 미친다. 이러한 관점에서 필름의 만곡성은 80㎜ 이하가 바람직하고, 65㎜ 이하가 더욱 바람직하다.

이상과 같이, 본 발명의 편광판에 따르면, 제 1 편광판 보호필름에 미리 소정의 만곡을 갖게 하였으므로, 강성이 높은 제 2 편광판 보호필름 또는 광학보상필름과 조합하여 편광판을 제작하여도 완성된 편광판의 만곡을 억제할 수 있다.

Claims (12)

1. 강성이 320 ㎪ㆍm 이하이고 또한 만곡성이 10㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 편광판 보호필름.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 편광판 보호필름이 셀룰로스 아세테이트 필름인 것을 특징으로 하는 편광판 보호필름.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 편광판 보호필름을 용액제막법으로 제조하고,

   그의 건조 박취(剝取)시에, 박취 잔류 용제분이 60% 미만일 때에 박취하여 얻어진 것을 특징으로 하는 편광판 보호필름.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 편광판 보호필름의 만곡성을 컬 컨트롤 장치에 의해 조정한 것을 특징으로 하는 편광판 보호필름.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 편광판 보호필름의 만곡성이 그 필름의 제조시에 구비된 것을 특징으로하는 편광판 보호필름.
6. 편광막의 적어도 한쪽 면에 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 편광판 보호필름을 부착한 것을 특징으로 하는 편광판.
7. 제 6 항에 있어서,

   만곡성이 20㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 편광판.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

   편광막의 한쪽 면에 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 편광판 보호필름을 부착하고,

   다른 쪽 면에는 강성이 320 ㎪ㆍm 이상인 편광판 보호필름을 부착한 것을 특징으로 하는 편광판.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 편광막의 한쪽 면에 부착된 편광판 보호필름과, 상기 다른 쪽 면에 부착된 편광판 보호필름의 강성의 차이가 20 ∼ 200 ㎪ㆍm 인 것을 특징으로 하는 편광판.
10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

    용액제막법으로 편광판 보호필름을 제조하고,

    그의 건조 박취시에, 박취 잔류 용제분이 60% 미만일 때에 박취하여 얻어진 상기 편광판 보호필름을 상기 편광막의 적어도 한쪽 면에 부착한 것을 특징으로 하는 편광판.
11. 제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

    용액제막법으로 편광판 보호필름을 제조하고,

    그의 냉각 박취시에, 박취 잔류 용제분이 60% 이상일 때에 박취하여 얻어진 상기 편광판 보호필름을 상기 편광막에 부착된 편광판 보호필름 중 강성이 높은 필름으로서 부착한 것을 특징으로 하는 편광판.
12. 제 6 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 편광판 보호필름 중 강성이 높은 편광판 보호필름 대신에, 광학보상필름을 사용한 것을 특징으로 하는 편광판.