KR20060080541A - 편광 필름의 제조 방법, 편광판 및 광학 적층체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 필름에 주름의 발생이나 필름의 파단이 적고, 또한, 줄이 적어 외관이 좋은 편광 필름의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

폴리비닐알콜계 필름을 팽윤 처리, 염색 처리, 붕산 처리, 수세 처리 및 건조 처리의 순으로 처리하여 편광 필름을 제조하는 방법에 있어서, 건조 처리를 필름에 장력을 부여하면서 다단계로 행하고, 건조 처리의 각 단계에서 필름의 단위 폭 당 장력이 실질적으로 일정해지도록 장력 제어하고, 또한, 후단계의 장력을 전단계의 장력 이하로 행하는 것을 특징으로 하며, 또한, 후단계에서의 건조 온도를 전단계에서의 건조 온도 이상으로 행하는 것을 특징으로 한다.

Description

편광 필름의 제조 방법, 편광판 및 광학 적층체{METHOD FOR THE PRODUCTION OF POLARIZED FILM, POLARIZING PLATE AND OPTICAL LAMINATE}

본 발명은, 필름에 주름 발생 및 필름의 파단이 적고, 또한 줄이 적어서 외관이 좋은 편광 필름의 제조 방법, 얻어지는 편광 필름의 적어도 한면에 보호 필름을 적층한 편광판, 또한, 위상차 필름, 휘도 향상 필름, 시야각 개량 필름 및 반투과 반사 필름 중 어느 하나가 단독 또는 복수 접합되어 이루어지는 광학 적층체에 관한 것이다.

편광 필름으로서는, 종래로부터 폴리비닐알콜계 필름에 이색성 색소를 흡착 배향시킨 것이 이용되고 있다. 즉 요오드를 이색성 색소로 하는 요오드계 편광 필름이나 이색성 염료를 이색성 색소로 하는 염료계 편광 필름 등이 알려져 있다. 이들 편광 필름은 통상, 그 적어도 한면, 바람직하게는 양면에 폴리비닐알콜계 수지의 수용액으로 이루어지는 접착제를 매개로 하여 트리아세틸셀룰로오스 등의 보호 필름을 접합하여 편광판이 된다.

편광 필름의 제조 방법으로서, 닙롤, 가이드롤을 사용하여 폴리비닐알콜계 필름을 상기 이색성 색소로 염색하고, 이것을 연신시키고, 이어서 요오드를 필름에 정착시키기 위해 폴리비닐알콜계 필름을 붕산 처리하고, 수세한 후, 건조하는 방법이 알려져 있다. 이 때, 처리욕 전후의 닙롤에 원주 속도차를 부여하여 필름에 장력을 가하고, 필름의 연신을 행하고, 가이드롤에 의해 필름의 반송 방향을 변경하여 처리액에의 필름의 도입, 추출을 행하고 있다.

종래, 필름의 건조 처리는 1단계로 행해지는데(예컨대, 특허 문헌 1, 특허 문헌 2 참조.), 이 때에, 필름에 주름이 발생하거나, 필름이 파단되거나 하는 경우가 있다. 또한, 얻어진 편광 필름을 형광등의 반사하에서 관찰한 경우, 줄이 다수 관찰되는 경우가 있으며, 외관이 반드시 좋지 않은 경우가 있었다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평성 제10-153709호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제2001-174634호 공보

본 발명이 해결하고자하는 주된 과제는, 필름에 주름의 발생이나, 필름의 파단이 적고, 또한 줄이 적어도 외관이 좋은 편광 필름의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명자들은 필름에 주름의 발생이나 필름의 파단이 적은 편광 필름의 제조 방법에 대해서 예의 검토를 거듭한 결과, 건조 처리를 필름에 장력을 부여하면서 다단계로 행하고, 건조 처리의 각 단계에서 필름의 단위 폭 당의 장력이 실질적으로 일정해지도록 장력 제어하고, 또한 후단계의 장력을 전단계의 장력 이하로 행하면, 필름에 주름의 발생이나 필름의 파단을 적게 제조할 수 있는 점, 또한 그 때 에, 후단계의 건조 온도를 전단계의 건조 온도 이상으로 행하면, 줄이 적고 외관이 좋은 편광 필름을 얻을 수 있다는 점을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉 본 발명의 편광 필름의 제조 방법은 폴리비닐알콜계 필름을 팽윤 처리, 염색 처리, 붕산 처리, 수세 처리 및 건조 처리의 순으로 처리하여 편광 필름을 제조하는 방법에서, 건조 처리를 필름에 장력을 부여하면서 다단계로 행하고, 건조 처리의 각 단계에서 필름의 단위 폭 당의 장력이 실질적으로 일정해지도록 장력 제어하고, 또한 후단계의 장력을 전단계의 장력 이하로 행하는 것을 특징으로 하며, 이것에 의해 필름에 주름의 발생이나 필름의 파단을 적게 제조할 수 있다.

또한, 후단계에서의 건조 온도를 전단계에서의 건조 온도 이상으로 행하는 것을 특징으로 하고, 이것에 의해 줄이 적고 외관이 좋은 편광 필름을 얻을 수 있다.

건조 처리는 통상, 2 단계로 행해지며, 전단계의 장력은 600∼1500 N/m의 범위에서, 후단계의 장력은 300∼1200 N/m의 범위에서 설정되며, 또한, 전단계의 건조 온도를 50∼90℃의 범위에서, 후단계의 건조 온도를 70∼100℃의 범위에서 설정하여 행한다.

또한, 본 발명의 편광판은 상기한 바와 같이 하여 얻어지는 편광 필름의 적어도 한면에 보호 필름을 접합한 것이다. 이 보호 필름은 위상차 필름, 휘도 향상 필름, 시야각 개량 필름 및 반투과 반사 필름 중 어느 하나의 기능을 구비하고 있어도 좋다. 또한, 광학 적층체는 적어도 한면에 보호 필름을 접합한 상기 편광판에 위상차판, 휘도 향상 필름, 시야각 개량 필름 및 반투과 반사판으로부터 선택되는 적어도 1종을 접합한 것이다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명에 있어서의 폴리비닐알콜계 필름을 형성하는 폴리비닐알콜계 수지는 통상, 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화한 것이 예시된다. 비누화도로서는, 약 85 몰%이상, 바람직하게는 90 몰% 이상, 보다 바람직하게는 약 99 몰%∼100 몰%이다. 폴리아세트산비닐계 수지로서는 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 외에, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체, 예컨대, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 등을 들 수 있다. 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예컨대 불포화카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화술폰산류 등을 들 수 있다. 폴리비닐알콜계 수지의 중합도는 약 1000∼10000, 바람직하게는 약 1500∼5000 정도이다.

이들의 폴리비닐알콜계 수지는 변성되어 있어도 좋고, 예컨대, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈, 폴리비닐부티랄 등도 사용할 수 있다. 통상, 편광 필름 제조의 개시 재료로서는, 두께가 약 20 ㎛∼100 ㎛, 바람직하게는 약 30 ㎛∼80 ㎛의 폴리비닐알콜계 수지 필름의 미연신 필름을 사용한다. 공업적으로는 필름의 폭은 약 1500 mm∼4000 mm가 실용적이다.

이 미연신 필름을 팽윤 처리, 염색 처리, 붕산 처리, 수세 처리의 순으로 처리하며, 마지막으로 건조하여 얻을 수 있는 폴리비닐알콜계 편광 필름의 두께는, 예컨대 약 5 ㎛∼50 ㎛ 정도이다.

본 발명의 편광 필름은 이색성 색소를 흡착 배향시킨 폴리비닐알콜계 일축 연신 필름이지만, 그 제작 방법으로서는 크게 나누어 2개의 제조 방법이 있다. 하나는 폴리비닐알콜계 필름을 공기 혹은 불활성 가스 속에서 일축 연신 후, 팽윤 처리, 염색 처리, 붕산 처리 및 수세 처리의 순으로 용액 처리하고, 마지막으로 건조를 행하는 방법.

두 번째는 미연신 폴리비닐알콜계 필름을 수용액으로 팽윤 처리, 염색 처리, 붕산 처리 및 수세 처리의 순으로 용액 처리하고, 붕산 처리 공정 및/또는 그 전의 공정에서 습식으로 일축 연신을 행하고, 마지막으로 건조를 행하는 방법이다.

어느 쪽의 방법에서도 일축 연신은 하나의 공정으로 행하여도 좋고, 2개 이상의 공정으로 행하여도 좋지만, 복수의 공정으로 행하는 것이 바람직하다. 연신 방법은 공지한 방법을 채용할 수 있으며, 예컨대 필름을 반송하는 2개의 닙롤 간에 원주 속도차를 붙여 연신을 행하는 롤 간 연신, 특허 제2731813호 공보에 기재한 열롤 연신법, 텐터 연신법 등이 있다. 또한, 기본적으로 공정 순서는 상기한 바와 같지만, 처리욕의 수나 처리 조건 등에 제약은 없다.

또한, 상기 공정에 기재가 없는 공정을 별도의 목적으로 삽입하는 것도 물론 자유이다. 이 공정의 예로서, 붕산 처리 후에, 붕산을 함유하지 않는 요오드화물 수용액에 의한 침지 처리(요오드화물 처리) 또는 붕산을 함유하지 않는 염화아연 등을 함유하는 수용액에 의한 침지 처리(아연 처리) 공정 등을 들 수 있다.

팽윤 공정은 필름 표면의 이물 제거, 필름중의 가소제 제거, 다음 공정에서의 염색 용이성의 부여, 필름의 가소화 등의 목적으로 행해진다. 처리 조건은 이들 목적을 달성할 수 있는 범위에서, 또한 기재 필름의 극단적인 용해, 투명성 상실 등의 문제가 발생하지 않는 범위에서 결정된다. 미리 기체 중에서 연신된 필름을 팽윤시킬 경우에는, 예컨대 약 20℃∼70℃, 바람직하게는 약 30℃∼60℃의 수용액에 필름을 침지하여 행해진다. 필름의 침지 시간은 약 30초∼300초, 더욱 바람직하게는 약 60초∼240초 정도이다. 처음부터 미연신의 원반(原反) 필름을 팽윤시킬 경우에는, 예컨대 약 10℃∼50℃, 바람직하게는 약 20℃∼40℃의 수용액에 필름을 침지하여 행해진다. 필름의 침지 시간은 약 30초∼300초, 더욱 바람직하게는 약 60초∼240초 정도이다.

팽윤 처리 공정에서는 필름이 폭 방향으로 팽윤하여 필름에 주름이 생기는 등의 문제가 발생하기 쉽기 때문에, 광폭롤(익스팬더롤), 스파이럴롤, 크라운롤, 크로스가이더, 벤드바, 텐터클립 등 공지의 광폭 장치로 필름의 주름을 제거하면서 필름을 반송하는 것이 바람직하다. 욕 중의 필름 반송을 안정화시킬 목적으로, 팽윤욕 중에서의 수류를 수중 샤워로 제어하거나, EPC 장치(Edge Position Control) 장치 : 필름의 단부를 검출하고, 필름의 사행을 방지하는 장치) 등을 병용하거나 하는 것도 유용하다. 본 공정에서는 필름의 주행 방향으로도 필름이 팽윤 확대되기 때문에, 반송 방향 필름의 느슨함을 없애기 위해, 예컨대 처리조 전후 반송롤의 속도를 컨트롤하는 등의 수단을 강구하는 것이 바람직하다. 또한, 사용하는 팽윤 처리욕은 순수 이외에, 붕산(특허 공개 평성 제10-153709호 공보에 기재), 염화물(특허 공개 평성 제06-281816호 공보에 기재), 무기산, 무기염, 수용성 유기 용매, 알콜류 등을 약 0.01 중량%∼10 중량%의 범위로 첨가한 수용액도 사용할 수 있다.

이색성 색소에 의한 염색 공정은 필름에 이색성 색소를 흡착, 배향시키는 등 의 목적으로 행해진다. 처리 조건은 이들의 목적이 달성될 수 있는 범위에서, 또한 기재 필름의 극단적인 용해, 투명성 상실 등의 문제가 발생하지 않는 범위에서 결정된다. 이색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우, 예컨대, 약 10℃∼45℃, 바람직하게는 약 20℃∼35℃의 온도이며, 또한 중량비로 요오드/KI/물＝약 0.003∼0.2/약 0.1∼10/100의 농도로 약 30초∼600초, 바람직하게는 약 60초∼300초 침지 처리를 행한다. 요오드화칼륨 대신에 다른 요오드화물, 예컨대 요오드화아연 등을 이용하여도 좋다. 또한, 다른 요오드화물을 요오드화칼륨과 병용하여도 좋다. 또한, 요오드화물 이외의 화합물, 예컨대 붕산, 염화아연, 염화코발트 등을 공존시켜도 좋다. 붕산을 첨가하는 경우, 요오드를 함유하는 점에서 하기의 붕산 처리와 구별된다. 물 100 중량부에 대해서, 요오드를 약 0.003 중량부 이상 함유하고 있는 것이면 염색조라고 간주할 수 있다.

이색성 색소로서 수용성 이색성 염료를 이용하는 경우, 예컨대 약 20℃∼80℃, 바람직하게는 약 30℃∼70℃의 온도에서, 또한 중량비로 이색성 염료/물＝약0.001∼0.1/100의 농도로 약 30초∼600초, 바람직하게는 약 60초∼300초 침지 처리를 행한다. 사용하는 이색성 염료의 수용액은 염색 조제 등을 함유하고 있어도 좋으며, 예컨대 황산나트륨 등의 무기염, 계면활성제 등을 함유하고 있어도 좋다. 이색성 염료는 단독이어도 좋고, 2 종류 이상의 이색성 염료를 동시에 이용할 수도 있다.

상기한 바와 같이 염색조에서 필름을 연신시켜도 좋다. 연신은 염색조 전후의 닙롤에 원주 속도차를 갖게 하는 방법으로 행해진다. 또한, 팽윤 공정과 마찬가 지로 광폭롤(익스펜더롤), 스파이럴롤, 크라운롤, 크로스가이드, 벤드바 등을 염색욕 중 및/또는 욕 출입구에 설치할 수도 있다.

붕산 처리는 물 100 중량부에 대하여 붕산을 약 1∼10 중량부 함유하는 수용액에 이색성 색소로 염색한 폴리비닐알콜계 필름을 침지함으로써 행해진다. 이색성 요오드의 경우, 요오드화물을 약 1∼30 중량부 함유시키는 것이 바람직하다.

요오드화물로서는 요오드화칼륨, 요오드화아연 등을 들 수 있다. 또한, 요오드화물 이외의 화합물, 예컨대 염화아연, 염화코발트, 염화지르코늄, 티오황산나트륨, 아황산칼륨, 황산나트륨 등을 공존시켜도 좋다.

이 붕산 처리는 가교에 의한 내수화나 색상 조정(청색을 띄는 것을 방지하는 등) 등을 위해 실시된다. 가교에 의한 내수화를 위한 경우에는 필요에 따라서, 붕산 이외에, 또는 붕산과 함께, 글리옥살, 글루탈알데히드 등의 가교제도 사용할 수 있다.

또한, 내수화를 위한 붕산 처리를, 내수화 처리, 가교 처리, 고정화 처리 등의 명칭으로 호칭하는 경우도 있다. 또한, 색상 조정을 위한 붕산 처리를 보색 처리, 재염색 처리 등의 명칭으로 호칭하는 경우도 있다.

이 붕산 처리는 그 목적에 의해, 붕산 및 요오드화물의 농도, 처리욕의 온도를 적절하게 변경하여 행해진다.

내수화를 위한 붕산 처리, 색상 조정을 위한 붕산 처리는 특별히 구별되는 것은 아니지만, 하기의 조건으로 실시된다.

원반 필름을 팽윤, 염색, 붕산 처리하는 경우에, 붕산 처리가 가교에 의한 내수화를 목적으로 하고 있을 때는, 물 100 중량부에 대하여 붕산을 약 3∼10 중량부, 요오드화물을 약 1∼20 중량부 함유하는 붕산 처리욕을 사용하고, 통상, 약 50℃∼70℃, 바람직하게는 약 55℃∼65℃의 온도에서 행해진다. 침지 시간은 통상, 약30∼600초 정도, 바람직하게는 약 60∼420초, 보다 바람직하게는 약 90∼300초이다.

또한, 미리 연신시킨 필름에 염색, 붕산 처리를 행하는 경우, 붕산 처리욕의 온도는 통상, 약 50℃∼85℃, 바람직하게는 약 55℃∼80℃이다.

내수화를 위한 붕산 처리 후, 색상 조정을 위한 붕산 처리를 행하여도 좋다. 예컨대 이색성 염료가 요오드인 경우, 이 목적을 위해서는, 물 100 중량부에 대하여 붕산을 약 1∼5 중량부, 요오드화물을 약 3∼30 중량부 함유하는 붕산 처리욕을 사용하고, 통상, 약 10℃∼45℃의 온도에서 행해진다. 침지 시간은 통상 약 3∼300초 정도, 바람직하게는 약 10∼240초이다.

색상 조정을 위한 붕산 처리는 내수화를 위한 붕산 처리에 비해, 통상, 낮은 붕산 농도, 높은 요오드화물 농도, 낮은 온도에서 행해진다.

이들의 붕산 처리는 복수의 공정으로 행하여도 좋고, 통상, 2∼5의 공정으로 행해지는 경우도 많다. 이 경우, 사용하는 각 붕산 처리조의 수용액 조성, 온도는 상기한 범위 내에서 동일하여도 다르더라도 좋다. 상기 내수화를 위한 붕산 처리, 색상 조정을 위한 붕산 처리를 각각 복수 공정으로 행하여도 좋다.

붕산 처리 공정에 있어서도 염색 공정과 마찬가지로 필름 연신을 행하여도 좋다. 최종적인 적산 연신 배율은 약 4.5∼7.0배, 바람직하게는 약 5.0∼6.5배이 다.

붕산 처리 후, 수세 처리된다. 수세 처리는 예컨대, 내수화 및/또는 색조 조정을 위해 붕산 처리한 폴리비닐알콜계 필름을 물에 침지, 물을 샤워로서 분무 혹은 침지와 분무를 병용함으로써 행해진다. 수세 처리에 있어서의 물의 온도는 통상, 약 2∼40℃ 정도이며, 침지 시간은 약 2∼120초 정도인 것이 좋다.

연신 처리 후 각각의 공정에 있어서, 필름의 장력이 각각 실질적으로 일정해지도록 장력 제어를 행하여도 좋다.

염색 처리 공정에서 연신을 종료한 경우, 이후의 붕산 처리 공정 및 수세 처리 공정에서 장력 제어를 행한다. 염색 처리 공정의 앞 공정에서 연신이 종료되어 있는 경우에는 염색 처리 공정 및 붕산 처리 공정을 포함하는 이후의 공정에서 장력 제어를 행한다.

붕산 처리 공정이 복수의 붕산 처리 공정으로 이루어지는 경우에는, 최초 또는 앞에서 2번째 단계까지의 붕산 처리 공정에서 상기 필름을 연신하고, 연신 처리를 행한 붕산 처리 공정의 다음 붕산 처리 공정부터 수세 공정까지의 각각의 공정에서 장력 제어를 행하거나 앞에서 3번째 단계까지의 붕산 처리 공정에서 상기 필름을 연신하고, 연신 처리를 행한 붕산 처리 공정의 다음 붕산 처리 공정부터 수세 공정까지의 각각의 공정에서 장력 제어를 하는 것이 바람직하지만, 공업적으로는 최초 또는 앞에서 2번째 단계까지의 붕산 처리 공정에서 상기 필름을 연신하고, 연신 처리를 행한 붕산 처리 공정의 다음 붕산 처리 공정부터 수세 공정까지의 각각의 공정에서 장력 제어를 행하는 것이 보다 바람직하다.

붕산 처리 후에, 상기한 요오드화물 처리 또는 아연 처리를 행할 경우에는, 이들 공정에 대해서도 장력 제어를 행한다.

팽윤 처리로부터 수세 처리 각각의 공정에 있어서의 장력은 동일하여도 좋고, 다르더라도 좋다.

장력 제어에 있어서의 필름에의 장력은, 특별히 한정되는 것이 아니라, 단위 폭 당, 약 150 N/m∼2000 N/m, 바람직하게는 약 600 N/m∼1500 N/m의 범위 내에서 적절히 설정된다. 장력이 약 150 N/m을 하회하면, 필름에 주름 등이 생기기 쉽다. 한편, 장력이 약 2000 N/m을 넘으면, 필름의 파단 및 베어링의 마모에 의한 저수명화 등의 문제가 발생한다. 또한, 이 단위 폭 당의 장력은 그 공정 입구 부근의 필름 폭과 장력 검출기의 장력값으로부터 산출된다.

또한, 장력 제어를 행한 경우에, 불가피하게 약간 연신·수축되는 경우가 있지만, 본 발명에 있어서는 이것은 연신 처리에 포함하지 않는다.

본 발명에 있어서, 건조 처리는 필름에 장력을 부여하면서 다단계로 행한다. 각 단계에서 필름의 단위 폭 당의 장력이 실질적으로 일정해지도록 장력 제어하고, 또한 후단계의 장력을 전단계의 장력 이하로 행한다. 즉 각 단계에서의 필름의 단위 폭 당의 장력(N/m)을 제1 단계로부터 순서대로 N₁, N₂, N₃ …으로 하였을 때, N₁≥N₂≥N₃≥ …을 만족하도록 N₁, N₂, N₃ …을 설정한다.

이것에 의해, 필름에 주름의 발생이 적어 필름의 파단이 적도록 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 후단계에서의 건조 온도를 전단계에서의 건조 온도 이상으로 행한다.

즉 각 단계에서의 건조 온도(℃)를 제1 단계로부터 순서대로 T₁, T₂, T₃ …으로 하였을 때, T₁≤T₂≤T₃≤ …을 만족하도록 T₁, T₂, T₃ …을 설정한다.

이것에 의해, 줄이 적고 외관이 좋은 편광 필름을 얻을 수 있다.

건조 처리는 장력을 조금씩 바꾸어 많은 단수로 행하는 쪽이 바람직하지만, 설비상의 제약 등으로부터 자연히 제한되어, 통상, 2∼3단계로 행해진다. 2단으로 행해지는 경우, 전단계에 있어서의 장력은 600∼150O N/m의 범위에서 후단계에 있어서의 장력은 300∼1200 N/m의 범위에서 설정한다. 장력이 지나치게 커지면, 필름의 파단이 많아지고, 지나치게 작아지면 주름의 발생이 많아져 바람직하지 못하다.

또한, 이 때, 전단계의 건조 온도를 50∼90℃의 범위에서, 후단계의 건조 온도를 70∼100℃의 범위에서 설정한다. 온도가 지나치게 높아지면 필름의 파단이 많아지고, 또한, 광학 특성이 저하하고, 지나치게 낮아지면 줄이 많아져 바람직하지 못하다.

건조 처리 시간은 60∼600초이며, 각 단계에서의 건조 시간은 동일하여도 다르더라도 좋다. 시간이 지나치게 길면, 광학 특성이 저하되고, 지나치게 짧으면, 건조가 불충분해져 바람직하지 못하다.

본 발명에서 장력을 제어하기 위한 닙롤, 필름의 반송 방향을 제어하기 위한 가이드롤로서는 고무롤, 스테인레스스틸제 연마롤 및 스펀지 고무롤이 사용된다.

고무롤로서는 NBR 등으로 이루어지며, 그 경도가 JIS K 6301의 시험 방법으로 측정한 JIS 쇼어 C 스케일로 약 60∼90°, 바람직하게는 약 70∼80°, 표면 거칠기가 JIS B 0601(표면 거칠기)의 거칠기 곡선의 국부 피이크의 평균 간격 S로 표시하여 약 0.1∼5S, 바람직하게는 약 0.5∼1인 것이 바람직하다.

스테인레스스틸제 연마롤로서는, SUS304, SUS316 등으로 이루어지며, 막 두께의 균일화를 도모한 후, 그 표면 거칠기가 JIS B 0601(표면 거칠기)의 거칠기 곡선의 국부 피이크의 평균 간격 S로 표시하여 약 0.2∼1.0S인 것이 바람직하며, 또한, 그 동마찰 계수가 약 0.1∼0.4, 바람직하게는 약 0.15∼0.35인 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서의 동마찰 계수는 JIS K 7125의 시험 방법에 준거하여 폴리비닐알콜계 필름과 수중에서 측정한 값으로 나타낸다.

스펀지 고무롤로서는 스폰지의 경도가 JIS K 6301의 시험 방법으로 측정한 JIS 쇼어 C 스케일로 약 20∼60°, 바람직하게는 약 25∼50°, 밀도가 약 0.4∼0.6 g/㎤, 바람직하게는 약 0.42∼0.57 g/㎤ 및 표면 거칠기가 JIS B 0601(표면 거칠기)의 거칠기 곡선의 국부 피이크의 평균 간격 S로 표시하여 약 10∼30S, 바람직하게는 약 15∼25S인 것이 바람직하다.

이와 같이하여 제조된 편광 필름의 적어도 한 면에 보호 필름을 접착제로 접합하여 편광판를 얻을 수 있다.

보호 필름으로서는, 예컨대, 트리아세틸셀룰로오스나 디아세틸셀룰로오스와 같은 아세틸셀룰로오스계 수지로 이루어진 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르계 수지로 이 루어지는 필름, 폴리카보네이트계 수지로 이루어지는 필름, 시클로올레핀계 수지로 이루어지는 필름을 들 수 있다. 시판되고 있는 열가소성 시클로올레핀계 수지로서는, 예컨대 독일의 티코나(Ticona)사에서 판매되고 있는 「토파스」(Topas)(상표등록), 제이에스아르 가부시키가이샤에서 판매되고 있는 「아튼」(상표등록), 니혼제온 가부시키가이샤에서 판매되고 있는 「제오노아」나 「제오넥스」(모두 상표등록), 미쓰이카카쿠가부시키가이샤에서 판매되고 있는 「아펠」(상표등록) 등이 있다. 이러한 시클로올레핀계 수지를 제조막한 것을 보호 필름으로 하게 되지만, 제조막에는 용제 캐스트법, 용융 압출법 등, 공지한 방법이 적절하게 이용된다. 제조막된 시클로올레핀계 수지 필름도 시판되고 있으며, 예컨대, 세키스이카가쿠고교가부시키가이샤에서 판매되고 있는 「에스시나」나 「SCA40」 등이 있다.

보호 필름의 두께는 얇은 것이 바람직하지만, 지나치게 얇으면, 강도가 저하되고, 가공성에 뒤떨어지는 것이 되며, 한편, 지나치게 두꺼우면, 투명성이 저하되거나 적층 후에 필요한 경화 시간이 길어지거나 하는 등의 문제가 발생한다. 따라서, 보호 필름의 적당한 두께는, 예컨대 약 5∼200 ㎛ 정도이며, 바람직하게는 약10∼150 ㎛, 보다 바람직하게는 약 20∼100 ㎛이다.

접착제와 편광 필름 및/또는 보호 필름과의 접착성을 향상시키기 위해, 편광 필름 및/또는 보호 필름에 코로나 처리, 화염 처리, 플라즈마 처리, 자외선 조사, 프라이머 도포 처리, 비누화 처리 등의 표면 처리를 하여도 좋다.

보호 필름에는 안티글레어 처리, 안티리플렉션 처리, 하드코드 처리, 대전 방지 처리, 오염 방지 처리 등의 표면 처리가 단독 혹은 조합되어 실시되어 있어도 좋다. 또한, 보호 필름 및/또는 보호 필름 표면 보호층은 벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물 등의 자외선 흡수제나 페닐포스페이트계 화합물, 프탈산에스테르 화합물 등의 가소제를 갖고 있어도 좋다.

이러한 보호 필름은 편광 필름의 한 면에 접합되어 있어도 좋고, 양면에 접합되어 있어도 좋다.

편광 필름과 보호 필름은, 수용매계 접착제, 유기 용매계 접착제, 핫멜트계 접착제, 무용제계 접착제 등의 접착제를 이용하여 적층된다. 수용매계 접착제로서는 예컨대 폴리비닐알콜계 수지 수용액, 수계 이액형 우레탄계 에멀젼 접착제 등을, 유기 용매계 접착제로서는 예컨대 이액형 우레탄계 접착제 등을, 무용제계 접착제로서는 예컨대 일액형 우레탄계 접착제 등을 각각 들 수 있다. 편광 필름과의 접착면을 비누화 처리 등으로 친수화 처리한 아세틸셀룰로오스계 필름을 보호 필름으로서 이용하는 경우, 폴리비닐알콜계 수지 수용액이 접착제로서 적합하게 이용된다.

접착제로서 이용하는 폴리비닐알콜계 수지에는 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐을 비누화 처리하여 얻어지는 비닐알콜호모폴리머 외에, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체를 비누화 처리하여 얻어지는 비닐알콜계 공중합체, 나아가서는 이들 수산기를 부분적으로 변성한 변성 폴리비닐알콜계 중합체 등이 있다. 이 접착제에는 다가알데히드, 수용성 에폭시 화합물, 멜라민계 화합물 등을 첨가제로서 이용하여도 좋다.

편광 필름과 보호 필름을 접합하는 방법은 특별히 한정되는 것이 아니라, 예 컨대 편광 필름 또는 보호 필름의 표면에 접착제를 균일하게 도포하고, 도포면에 다른 한쪽 필름을 겹쳐서 롤 등에 의해 접합하고, 건조하는 방법 등을 들 수 있다.

통상, 접착제는 조제 후, 약 15∼40℃의 온도하에서 도포되고, 접합 온도는 통상 약 15∼30℃ 정도의 범위이다. 접합 후는 건조 처리를 행하여, 접착제 중에 함유되는 물 등의 용제를 제거하지만, 이 때의 건조 온도는 통상 약 30∼85℃, 바람직하게는 약 40∼80℃의 범위이다. 그 후, 약 15∼85℃, 바람직하게는 약 20∼50℃, 보다 바람직하게는 약 35∼45℃의 온도 환경하이며, 통상 약 1∼90일간 정도 경화하여 접착제를 경화시켜도 좋다. 이 경화 기간이 길면, 생산성이 나빠지기 때문에, 경화 기간은 약 1∼30일간 정도, 바람직하게는 약 1∼7일간이다.

이리 하여, 접착제층을 통해 편광 필름의 한면 또는 양면에 보호 필름이 접합된 편광판을 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서는, 보호 필름에 위상차 필름으로서의 기능, 휘도 향상 필름으로서의 기능, 반사 필름으로서의 기능, 반투과 반사 필름으로서의 기능, 확산 필름으로서의 기능, 광학 보상 필름으로서의 기능 등, 광학적 기능을 갖게 할 수도 있다. 이 경우, 예컨대 보호 필름의 표면에 위상차 필름, 휘도 향상 필름, 반사 필름, 반투과 반사 필름, 확산 필름, 광학 보상 필름 등의 광학 기능성 필름을 적층 함으로써, 이러한 기능을 갖게 할 수 있는 것 외에 보호 필름 자체에 이러한 기능을 부여할 수도 있다. 또한, 휘도 향상 필름의 기능을 갖는 확산 필름 등과 같이 복수의 기능을 보호 필름 자체에 갖게 하여도 좋다.

예컨대, 상기한 보호 필름에, 특허 제2841377호 공보, 특허 제3094113호 공 보 등에 기재한 연신 처리를 실시하거나, 특허 제3168850호 공보 등에 기재된 처리를 실시하거나 함으로써, 위상차 필름으로서의 기능을 부여할 수 있다. 또한, 상기한 보호 필름에, 특허 공개 제2002-169025호 공보나 특허 공개 제2003-29030호 공보에 기재되는 바와 같은 방법으로 미세 구멍을 형성함으로써, 또한 선택 반사의 중심 파장이 다른 2층 이상의 콜레스테릭 액정층을 중첩함으로써, 휘도 향상 필름으로서의 기능을 부여할 수 있다.

상기한 보호 필름에 증착이나 스퍼터링 등으로 금속 박막을 형성함으로써, 반사 필름 또는 반투과 반사 필름으로서의 기능을 부여할 수 있다. 상기한 보호 필름에 미립자를 함유하는 수지 용액을 코팅함으로써, 확산 필름으로서의 기능을 부여할 수 있다. 또한, 상기한 보호 필름에 디스코틱 액정성 화합물 등의 액정성 화합물을 코팅하여 배향시킴으로써, 광학 보상 필름으로서의 기능을 부여할 수 있다. 또한, 적당한 접착제를 이용하여, 상품명 : DBEF(쓰리엠 가부시키가이샤제) 등의 휘도 향상 필름, 상품명 : WV 필름(후지샤신필름 가부시키가이샤제) 등의 시야각 개량 필름, 상품명 : 스미카레이트(상표등록)(스미토모카가쿠고교 가부시키가이샤) 등의 위상차 필름 등의 시판되고 있는 광학 기능성 필름을 편광 필름에 직접 접합하여도 좋다.

[실시예]

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들의 예에 따라 한정되는 것이 아니다.

실시예 1

두께 75 ㎛의 폴리비닐알콜 필름(쿠라레비닐론 VF-PS#7500, 중합도 2,400, 비누화도 99.9 몰% 이상)을 30℃의 순수에, 필름이 느슨해지지 않도록 긴장 상태를 유지한채로 대략 130초간 침지하여 필름을 충분히 팽윤시켰다.

다음에 요오드/요오드화칼륨/물이 중량비로 0.02/1.5/100의 수용액에 침지하면서, 일축 연신을 행하였다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물이 중량비로 10/5/100의 60℃ 수용액에 침지, 내수화 처리하면서 원반으로부터의 적산 연신 배율이 5.9배가 될 때까지 일축 연신을 행하였다. 또한, 요오드화칼륨/붕산/물이 중량비로 20/3/100의 수용액에 30℃에서 대략 30초간 침지하고, 또한, 10℃의 순수로 대략 10초간 세정하였다.

다음에, 수세한 필름을 제1 건조 처리에서 850 N/m의 장력을 부여하면서, 80℃에서 120초간 건조한 후, 연속하여 제2 건조 처리에서 필름에 670 N/m의 장력을 부여하면서, 85℃초간 건조하여 편광 필름을 얻었다.

이 편광 필름의 양면에 폴리비닐알콜계 접착제를 도포하고, 보호 필름(표면에 비누화 처리를 실시한 트리아세틸셀룰로오스 필름(두께 80 ㎛)을 양면에 접합하여 편광판으로 하였다.

건조 공정에서의 필름에의 주름의 발생이 적고, 필름의 파단은 발생하지 않았다. 또한, 얻어진 편광판을 형광등의 반사하에서 관찰한 바, 줄이 적고, 외관이 좋은 것이었다.

비교예 1

제1 건조 처리에서 필름에 걸리는 장력을 670 N/m, 제2 건조 처리에서 필름 에 걸리는 장력을 850 N/m으로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 편광판을 제작하였다.

건조 공정에서 필름에의 주름의 발생이 많고, 필름의 파단이 발생하였다. 또한, 얻어진 편광판을 형광등의 반사하에서 관찰한 바, 줄은 적었다.

비교예 2

제1 건조 처리에서의 온도를 85℃, 제2 건조 처리에서의 온도를 80℃로 하고 이외는 비교예 1과 마찬가지로 하여 편광판을 제작하였다.

건조 공정에 있어서의 필름에의 주름의 발생이 많고, 필름의 파단이 발생하였다. 또한, 얻어진 편광판을 형광등의 반사하에서 관찰한 바, 줄이 많고 외관이 나빴다.

본 발명의 방법에 의해서, 편광 필름에 주름의 발생이 적고, 필름의 파단을 적게 제조할 수 있으며, 또한, 줄이 적어 외관이 좋은 편광 필름을 제조할 수 있다. 줄이 적고 외관이 좋은 편광 필름으로 제작되는 편광판, 광학 적층체를 액정 표시 장치에 사용함으로써, 고품위의 액정 표시를 얻을 수 있다.

Claims (7)

1. 폴리비닐알콜계 필름을 팽윤 처리, 염색 처리, 붕산 처리, 수세 처리 및 건조 처리의 순으로 처리하여 편광 필름을 제조하는 방법에 있어서, 건조 처리를 필름에 장력을 부여하면서 다단계로 행하고, 건조 처리의 각 단계에서 필름의 단위 폭 당의 장력이 실질적으로 일정해지도록 장력 제어하고, 또한 후단계의 장력을 전단계의 장력 이하로 행하는 것을 특징으로 하는 편광 필름의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 후단계에서의 건조 온도를 전단계에서의 건조 온도 이상으로 행하는 것을 특징으로 하는 편광 필름의 제조 방법.
3. 제1항에 있어서, 건조 처리를 2 단계로 행하고, 전단계에서의 장력을 600∼1500 N/m의 범위에서, 후단계에서의 장력을 300∼1200 N/m의 범위에서 설정하여 행하는 것인 편광 필름의 제조 방법.
4. 제2항에 있어서, 건조 처리를 2 단계로 행하고, 전단계의 건조 온도를 50∼90℃의 범위에서, 후단계의 건조 온도를 70∼100℃의 범위에서 설정하여 행하는 것인 편광 필름의 제조 방법.
5. 제1항 내지 제3항에 기재한 방법에 의해 제조되어 이루어지는 편광 필름의 적어도 한면에 보호 필름을 접합하여 이루어지는 편광판.
6. 제5항에 있어서, 상기 보호 필름이 위상차 필름, 휘도 향상 필름, 시야각 개량 필름 및 반투과 반사 필름 중 어느 하나의 기능을 갖추고 있는 것인 편광판.
7. 제5항에 기재한 편광판과, 위상차 필름, 휘도 향상 필름, 시야각 개량 필름 및 반투과 반사 필름으로부터 선택되는 적어도 1종을 접합하여 이루어지는 광학 적층체.