KR20080006501A - 다층 적층 필름의 제조 방법 - Google Patents

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KR20080006501A
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elastic
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유타카 후지타
가즈키 츠치모토
모리마사 와다
도모유키 세노오
다카후미 오우라
겐타로우 이케시마
도모아키 마스다
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닛토덴코 가부시키가이샤
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    • B29C66/812—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
    • B29C66/8126—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps characterised by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
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    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
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    • B29C66/8145—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the constructional aspects of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/81457—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the constructional aspects of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps comprising a block or layer of deformable material, e.g. sponge, foam, rubber
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Abstract

과제
수분율이 많은 수지 필름에 투명 필름을 부착시키는 다층 적층 필름의 제조 방법으로서, 수지 필름과 투명 필름 사이에 발생하는 기포를 억제할 수 있는 다층 적층 필름의 제조 방법을 제공하는 것.
해결 수단
수분율 1∼60 중량% 인 수지 필름의 양면에, 수분율 0.5∼5 중량% 의 제 1 투명 필름 및 제 2 투명 필름을 접착층 또는 점착층을 개재하여 부착시키는 다층 적층 필름의 제조 방법에 있어서, 수지 필름과 제 1 투명 필름을 제 1 금속 롤측이 되도록 통과시킴으로써 압착시켜 적층 필름을 형성한 후, 당해 적층 필름을 권취하지 않고, 당해 적층 필름과 제 2 투명 필름을, 제 2 금속 롤과 제 2 탄성 롤의 한 쌍의 롤간을 제 2 투명 필름이 제 2 금속 롤측이 되도록 통과시킴으로써 압착시켜 다층 적층 필름을 형성한다.

Description

다층 적층 필름의 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF MULTILAYER LAMINATED FILM}
도 1 은 본 발명의 다층 적층 필름의 제조 방법을 나타내는 개략도이다.
도 2A 는 본 발명의 다층 적층 필름의 제조 방법에 있어서의, 필름이 롤간에 침입하는 각도의 관계를 나타내는 개략도이다.
도 2B 는 본 발명의 다층 적층 필름의 제조 방법에 있어서의, 필름이 롤간에 침입하는 각도의 관계를 나타내는 개략도이다.
도 3 은 비교예의 다층 적층 필름의 제조 방법을 나타내는 개략도이다.
도 4 는 비교예의 다층 적층 필름의 제조 방법을 나타내는 개략도이다.
도 5 는 비교예의 다층 적층 필름의 제조 방법을 나타내는 개략도이다.
도 6 은 비교예의 다층 적층 필름의 제조 방법을 나타내는 개략도이다.
부호의 설명
A: 수지 필름
B1: 제 1 투명 필름
B2: 제 2 투명 필름
a1: 제 1 탄성 롤
a2: 제 2 탄성 롤
b1: 제 1 금속 롤
b2: 제 2 금속 롤
M1, M2: 각도 변경 수단
특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 평10-166519호
본 발명은, 수분율 10∼60 중량% 의 수지 필름의 양면에, 수분율 0.5∼5 중량% 의 제 1 및 제 2 투명 필름을 접착층 또는 점착층을 개재하여 부착하는 다층 적층 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 제조 방법은, 각종 다층 적층 필름의 제조에 적용할 수 있으나, 예를 들어, 수지 필름으로서 편광 필름을 이용하고 투명 필름으로서 편광 필름용의 투명 보호 필름을 이용하여, 편광판을 제조하는 방법에서 이용할 수 있다. 그 외, 식품, 의료기기 등의 포장에 사용되는 다층 적층 필름의 제조에 있어서 적용할 수 있다.
종래부터, 수지 필름의 양면에 투명 필름을 부착시켜, 다층 적층 필름을 제조하기 위해서는, 통상, 수계 접착제 또는 점착제가 이용되고 있다. 수지 필름의 양면에 투명 필름을 부착시키는 방법으로는, 예를 들어, 한 쌍의 롤간에 수지 필름을 반송함과 함께 그 양면에 투명 필름을 반송하여 투명 필름을 동시에 부착시 키는 동시 라미네이트법, 한 쌍의 롤간에 수지 필름을 반송함과 함께 그 편면에 투명 필름을 반송하여 부착시킨 후, 이어서, 수지 필름의 다른 편면에 투명 필름을 부착시키는 축차 라미네이트법이 채용되고 있다.
그러나, 상기의 라미네이트법에 의해, 수지 필름과 투명 필름을 부착시키면, 얻어지는 다층 적층 필름에 있어서의 수지 필름과 투명 필름 사이에 기포가 발생한다. 또 주름이 발생하거나 줄무늬상의 요철 불균일이 발생하기도 한다.
상기 주름의 발생 등에 관한 과제에 대해서는, 수지 필름 (함수율 0.1∼20 중량% 의 폴리비닐알코올계 필름) 과 투명 필름 (셀룰로오스계 필름) 을 소정의 니프압으로 부착시키는 방법이 제안되어 있다 (특허 문헌 1). 그러나, 이 방법에 의해서도, 다층 적층 필름에 있어서의 수지 필름과 투명 필름 사이에 발생하는 기포는 충분히 억제할 수 없다.
본 발명은, 수지 필름에 투명 필름을 부착시키는 다층 적층 필름의 제조 방법으로서, 수지 필름과 투명 필름 사이에 발생하는 기포를 억제할 수 있고, 또한 주름이나 줄무늬상의 요철 불균일의 발생을 억제할 수 있는 다층 적층 필름의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
발명의 개시
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과, 이하에 나 타내는 다층 적층 필름의 제조 방법에 의해 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명은, 수분율 10∼60 중량% 의 수지 필름의 양면에, 수분율 0.5∼5 중량% 의 제 1 및 제 2 투명 필름을 접착층 또는 점착층을 개재하여 부착시키는 다층 적층 필름의 제조 방법에 있어서,
수지 필름과 제 1 투명 필름을, 제 1 금속 롤과 제 1 탄성 롤의 한 쌍의 롤간을 제 1 투명 필름이 제 1 금속 롤측이 되도록 통과시킴으로써 압착시켜 적층 필름을 형성한 후,
당해 적층 필름을 권취하지 않고, 당해 적층 필름과 제 2 투명 필름을, 제 2 금속 롤과 제 2 탄성 롤의 한 쌍의 롤간을 제 2 투명 필름이 제 2 금속 롤측이 되도록 통과시킴으로써 압착시켜 다층 적층 필름을 형성하는 것을 특징으로 하는 다층 적층 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
상기 다층 적층 필름의 제조 방법에 있어서, 제 1 금속 롤 및 제 2 금속 롤의 적어도 어느 하나가, 철 롤 또는 스테인리스 롤인 것이 바람직하다.
상기 다층 적층 필름의 제조 방법에 있어서, 제 1 탄성 롤 및 제 2 탄성 롤은, 모두, 금속제의 심부에 고무층 또는 수지층으로 코팅된 탄성 롤인 것이 바람직하다. 상기 제 1 탄성 롤 및 제 2 탄성 롤은, 고무층 또는 수지층의 경도가, 70 이상 100 이하인 것이 바람직하다.
상기 다층 적층 필름의 제조 방법에 있어서, 제 1 탄성 롤의 변형 오목 단부 지점에 있어서의 접선과 수지 필름의 반송선이 이루는 각도 (θ1a) 와,
제 1 탄성 롤의 변형 오목 단부 지점에 있어서의 접선과 제 1 투명 필름의 반송선이 이루는 각도 (θ1b) 가,
제 1 탄성 롤의 변형 오목 단부 지점에 있어서의 접선에 대해서 역방향에 있는 것이 바람직하다.
단, 제 1 탄성 롤의 변형 오목 단부 지점은, 제 1 탄성 롤이, 제 1 금속 롤에 의해 접촉 가압됨으로써 발생하는, 제 1 탄성 롤의 변형 오목부에 있어서의, 제 1 탄성 롤과 제 1 금속 롤의 최초의 접촉점을 말한다.
수지 필름의 반송선은, 수지 필름과 제 1 탄성 롤의 최초의 접촉점에 있어서의 접선을 말한다.
제 1 투명 필름의 반송선은, 제 1 투명 필름과 제 1 금속 롤의 최초의 접촉점에 있어서의 접선을 말한다.
상기 다층 적층 필름의 제조 방법에 있어서, 수지 필름을, 제 1 금속 롤과 제 1 탄성 롤의 한 쌍의 롤간에 반송하기 전에, 제 1 탄성 롤의 변형 오목 단부 지점에 있어서의 접선과 수지 필름의 반송선이 이루는 각도 (θ1a) 를 변경하는 수단을 갖을 수 있다.
상기 다층 적층 필름의 제조 방법에 있어서, 제 2 탄성 롤의 변형 오목 단부 지점에 있어서의 접선과 적층 필름의 반송선이 이루는 각도 (θ2a) 와,
제 2 탄성 롤의 변형 오목 단부 지점에 있어서의 접선과 제 2 투명 필름의 반송선이 이루는 각도 (θ2b) 가,
제 2 탄성 롤의 변형 오목 단부 지점에 있어서의 접선에 대해서 역방향에 있 는 것이 바람직하다.
단, 제 2 탄성 롤의 변형 오목 단부 지점은, 제 2 탄성 롤이, 제 2 금속 롤에 의해 접촉 가압됨으로써 발생하는, 제 2 탄성 롤의 변형 오목부에 있어서의, 제 2 탄성 롤과 제 2 금속 롤의 최초의 접촉점을 말한다.
적층 필름의 반송선은, 적층 필름과 제 2 탄성 롤의 최초의 접촉점에 있어서의 접선을 말한다.
제 2 투명 필름의 반송선은, 제 2 투명 필름과 제 2 금속 롤의 최초의 접촉점에 있어서의 접선을 말한다.
상기 다층 적층 필름의 제조 방법에 있어서, 적층 필름을, 제 2 금속 롤과 제 2 탄성 롤의 한 쌍의 롤간에 반송하기 전에, 제 2 탄성 롤의 변형 오목 단부 지점에 있어서의 접선과 적층 필름의 반송선이 이루는 각도 (θ2a) 를 변경하는 수단을 갖을 수 있다.
상기 다층 적층 필름의 제조 방법에 있어서, 제 1 금속 롤과 제 1 탄성 롤간의 라미네이트 압력 및 제 2 금속 롤과 제 2 탄성 롤간의 라미네이트 압력 중 적어도 어느 하나가 2MPa 이상 5MPa 이하인 것이 바람직하다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하에 본 발명의 다층 적층 필름의 제조 방법을, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1 은, 본 발명의 다층 적층 필름의 제조 방법의 일례를 나타내는 것이고, 먼저, 수지 필름 (A) 과 제 1 투명 필름 (B1) 을, 제 1 탄성 롤 (a1) 과 제 1 금속 롤 (b1) 의 한 쌍의 롤간을 통과시킴으로써 압착시켜 적층 필름 (L1) 을 형성 하고 있다. 상기 한 쌍의 롤에 있어서, 수지 필름 (A) 이 제 1 탄성 롤 (a1) 측이 되고, 한편, 제 1 투명 필름 (B1) 이 제 1 금속 롤 (b1) 측이 되도록 되어 있다. 이어서, 적층 필름 (L1) 은 권취되지 않고, 당해 적층 필름 (L1 ; 수지 필름 (A) 측) 과 제 2 투명 필름 (B2) 을, 제 2 금속 롤 (b2) 과 제 2 탄성 롤 (a2) 의 한 쌍의 롤간을 통과시킴으로써 압착시켜 다층 적층 필름 (L2) 를 형성하고 있다. 다층 적층 필름 (L2) 은, 수지 필름 (A) 의 양면에, 제 1 투명 필름 (B1) 및 제 2 투명 필름 (B2) 을 갖는다. 상기 한 쌍의 롤에 있어서, 적층 필름 (L1) 이 제 2 탄성 롤 (a2) 측이 되고, 한편, 제 2 투명 필름 (B2) 이 제 2 금속 롤 (b2) 의 측이 되도록 되어 있다.
또, 도 1 에서는, 수지 필름 (A) 을, 제 1 탄성 롤 (a1) 과 제 1 금속 롤 (b1) 의 한 쌍의 롤간에 반송하기 전에, 수지 필름 (A) 의 각도 변경 수단 (M1) 이 형성되어 있다. 또, 적층 필름 (L1) 을, 제 2 탄성 롤 (a2) 과 제 2 금속 롤 (b2) 의 한 쌍의 롤간에 반송하기 전에, 적층 필름 (L1) 의 각도 변경 수단 (M2) 이 설치되어 있다. 각도 변경 수단 (M1) 에 의해, 제 1 탄성 롤 (a1) 과 제 1 금속 롤 (b1) 사이에 침입하는 수지 필름 (A) 의 각도를 제어할 수 있다. 또 각도 변경 수단 (M2) 에 의해, 제 2 탄성 롤 (a2) 과 제 2 금속 롤 (b2) 사이에 침입하는 적층 필름 (L1) 의 각도를 제어할 수 있다. 각도 변경 수단 (M1, M2) 은 도 1 에서는 한 쌍의 롤이 나타나 있고, 이것을 도 1 에 있어서 좌우로 이동시킴으로써 상기 침입 각도를 제어할 수 있다.
또한, 제 1 탄성 롤 (a1) 과 제 1 금속 롤 (b1) 의 한 쌍의 롤간에서는, 수 지 필름 (A) 과 제 1 투명 필름 (B1) 이 접착층 또는 점착층 (도시 생략) 을 개재하여 부착된다. 상기 접착층 또는 점착층은, 수지 필름 (A) 과 제 1 투명 필름 (B1) 의 적어도 어느 일방측에 형성되어 있어도 되고, 또, 수지 필름 (A) 과 제 1 투명 필름 (B1) 을 부착시키기 직전에, 농도나 점도를 조정한 접착제 (용액) 또는 점착제 (용액) 와 함께, 제 1 탄성 롤 (a1) 과 제 1 금속 롤 (b1) 의 한 쌍의 롤간을 통과시킴으로써 압착할 수 있다. 마찬가지로, 제 2 탄성 롤 (a2) 과 제 2 금속 롤 (b2) 의 한 쌍의 롤간에서는, 적층 필름 (L1) 과 제 2 투명 필름 (B2) 이 접착층 또는 점착층 (도시 생략) 을 개재하여 부착된다. 상기 접착층 또는 점착층은, 제 2 투명 필름 (B2) 에 형성되어 있어도 되고, 또, 적층 필름 (L1) 과 제 2 투명 필름 (B2) 을 부착시키기 직전에, 농도나 점도를 조정한 접착제 (용액) 또는 점착제 (용액) 와 함께, 제 2 탄성 롤 (a2) 과 제 2 금속 롤 (b2) 의 한 쌍의 롤간을 통과시킴으로써 압착할 수 있다.
또한, 롤의 재질, 롤 직경, 부착시킬 때의 반송 속도 등은 적절하게 조정되고, 또 접착층 또는 점착층의 두께도 적절하게 조정할 수 있다.
상기 제 1 탄성 롤 (a1), 제 2 탄성 롤 (a2) 로는, 예를 들어, 금속제의 심부에 고무층 또는 수지층으로 코팅된 탄성 롤을 바람직하게 이용할 수 있다. 이 고무층 또는 수지층의 경도로는, 70 이상인 것이 바람직하게 이용되고, 80 이상인 것이 보다 바람직하게 이용되며, 85 이상인 것이 더욱 바람직하게 이용된다. 또, 필름 표면의 흠집을 방지하기 위해서는 100 이하, 또한 95 이하인 것이 바람직하다. 이 때의 경도로는, 예를 들어, JIS K6253 (1997) 에 개시되는 방법에 서, 시판되는 듀로메타 (타입 A) 를 이용하여 측정할 수 있다. 또한, 고무층 또는 수지층의 두께는, 면압 분포의 균일성 면에서, 1∼15㎜ 정도, 또한 3∼10㎜ 정도인 것이 바람직하다. 제 1 탄성 롤 (a1), 제 2 탄성 롤 (a2) 은 동일해도 되고, 상이해도 된다.
상기 제 1 금속 롤 (b1), 제 2 금속 롤 (b2) 의 재료로는, 예를 들어, 철, 스테인리스, 티탄, 알루미늄 등을 들 수 있다. 금속 롤로는, 비용 대 효과 및 내식성 면에서 철 롤 또는 스테인리스 롤이 적합하다. 제 1 금속 롤 (b1), 제 2 금속 롤 (b2) 은 동일해도 되고, 상이해도 된다.
또한, 상기 각 롤의 직경으로는, 직경이 작을수록 수지 필름 (A) 과 제 1 투명 필름 (B1) 또는 제 2 투명 필름 (B2) 이 접촉하는 면적이 작아지기 때문에, 상대적으로 필름면에 가해지는 압력이 높아진다. 그 때문에, 롤의 직경으로는 250㎜ 이하인 것을 이용하는 것이 바람직하고, 더욱 200㎜ 이하인 것을 이용하는 것이 보다 바람직하다. 단, 이 직경이 지나치게 작아지면, 롤의 내구성이 약해지기 때문에, 충분한 힘이 가해지지 않게 되기 때문에, 50㎜ 이상의 롤을 이용하는 것이 바람직하고, 100㎜ 이상의 롤을 이용하는 것이 보다 바람직하다.
또, 부착시킬 때의 반송 속도는, 특별히 제한되는 것이 아니고, 통상, 2m/분 ∼50m/분 정도로 조정하는 것이 바람직하다.
또, 부착시킬 때의 롤간의 라미네이트 압력은, 특별히 제한되지 않고 적절하게 설정된다. 라미네이트 압력은 조정의 용이함이나 다층 적층 필름의 생산성 면에서, 2MPa 이상 5MPa 이하 정도인 것이 바람직하고, 3MPa 이상 4MPa 이하가 보 다 바람직하다. 라미네이트 압력이 2MPa 보다 작으면 충분한 가압을 할 수 없기 때문에 필름 사이에 기포가 발생한다. 또 라미네이트 압력이 5MPa 보다 크면 롤이나 장치에 대한 부하가 지나치게 가해지기 때문에 파손의 원인이 된다. 라미네이트 압력의 측정은, 후지 사진 필름사 제조의 감압지 「프레스케일」을 이용하여, 당해 감압지의 색변화를 컴퓨터 화상 처리에 의해 2 치화하고, 그 발색 면적과 농도에 대해, 제작된 압력 표준선의 근사식으로부터 구할 수 있다.
상기 다층 적층 필름의 제조 방법에 있어서, 도 2A 에 나타내는 바와 같이, 수지 필름 (A) 의 반송 각도 (θ1a) 와 제 1 투명 필름 (B1) 의 반송 각도 (θ1b) 가, 제 1 탄성 롤 (a1) 의 변형 오목 단부 지점 (x1) 에 있어서의 접선 (y1) 에 대해서 역방향이 되도록 제어하는 것이 바람직하다. 즉, 제 1 탄성 롤 (a1) 의 변형 오목 단부 지점 (x1) 에 있어서의 접선 (y1) 과 수지 필름 (A) 의 반송선이 이루는 각도 (θ1a) 와, 제 1 투명 필름 (B1) 의 반송선이 이루는 각도 (θ1b) 가, 접선 (y1) 에 대해서 역방향이 되도록 하는 것이 바람직하다. 이로써, 수지 필름 (A) 과 제 1 투명 필름 (B1) 의 최초의 접촉 시기와, 이들 필름이 제 1 탄성 롤 (a1) 및 제 1 금속 롤에 의해 압착되는 시기의 시간을 짧게 제어할 수 있어, 이로써, 수지 필름 (A) 과 제 1 투명 필름 (B1) 사이에 발생하는 기포를 보다 억제할 수 있다. 상기 각도 (θ1a) 의 제어는, 도 1 의 각도 제어 수단 (M1) 에 의해 실시할 수 있다.
도 2A 에 있어서, 제 1 탄성 롤 (a1) 의 변형 오목 단부 지점 (x1) 은, 제 1 탄성 롤 (a1) 이, 제 1 금속 롤 (b1) 에 의해 접촉 가압됨으로써 발생하는, 제 1 탄성 롤의 변형 오목부 (z1) 에 있어서의, 제 1 탄성 롤 (a1) 과 제 1 금속 롤 (b1) 의 최초의 접촉점 (회전 방향의 최초의 접촉점) 을 말한다. 또, 수지 필름 (A) 의 반송선은, 수지 필름 (A) 과 제 1 탄성 롤 (a1) 의 최초의 접촉점에 있어서의 접선 (반송되는 수지 필름 (A) 의 연장선 상의 선) 을 말한다. 제 1 투명 필름 (B1) 의 반송선은, 제 1 투명 필름 (B1) 과 제 1 금속 롤 (b1) 의 최초의 접촉점에 있어서의 접선 (반송되는 제 1 투명 필름 (B1) 의 연장선 상의 선) 이다.
도 2A 에 있어서, 각도 (θ1a), 각도 (θ1b) 는 접선 (y1) 을 기준으로 우회전을 「+」, 좌회전을 「-」로서 나타내면, 각도 (θ1a) 는 「-」의 각도이면 특별히 제한은 없다. 각도 (θ1b) 는 「+」의 각도이면 특별히 제한은 없다.
상기에서는, 도 2A 에 대해, 수지 필름 (A) 이 반송되는 각도 (θ1a) 와 제 1 투명 필름 (B1) 이 반송되는 각도 (θ1b) 에 대해 언급하고 있지만, 마찬가지로, 도 2B 에 나타내는 바와 같이, 적층 필름 (L1) 이 반송되는 각도 (θ2a) 와 제 2 투명 필름 (B2) 이 반송되는 각도 (θ2b) 에 대해서도 제어함으로써, 적층 필름 (L1) 에 있어서의 수지 필름 (A) 과 제 2 투명 필름 (B2) 사이에 발생하는 기포를 보다 억제할 수 있다. 상기 각도 (θ2a) 의 제어는, 도 1 의 각도 제어 수단 (M2) 에 의해 실시할 수 있다.
도 2B 에 있어서, 각도 (θ2a), 각도 (θ2b) 는 접선 (y2) 을 기준으로 우회전을 「+」, 좌회전을 「-」로서 나타내면, 각도 (θ2a) 는 「+」의 각도이면 특별히 제한은 없다. 각도 (θ2b) 는 「-」의 각도이면 특별히 제한은 없다.
본 발명의 다층 적층 필름의 제조 방법에서 이용하는, 수지 필름은, 수분율 10∼60 중량% 인 것이다. 수지 필름의 수분율은, 15∼50 중량%, 또한 20∼40 중량% 인 경우에 본 발명에 바람직하게 적용된다. 한편, 제 1 및 제 2 투명 필름의 수분율은, 0.5∼5 중량%이다. 상기 투명 필름의 수분율은, 1∼3 중량% 인 경우에 본 발명에 바람직하게 적용된다. 또한, 제 1 및 제 2 투명 필름의 재료는 동일해도 되고, 상이해도 된다. 또, 수분율도 동일해도 되고, 상이해도 된다. 또한, 다층 적층 필름의 제조 방법에 있어서, 접착층 또는 점착층을 형성하는 재료는, 이용하는 수지 필름, 투명 필름에 따라 적절하게 결정된다.
이하는, 수지 필름으로는 편광 필름을 이용하고, 투명 필름으로서 편광 필름용의 투명 보호 필름을 이용하여, 접착층 또는 점착층을 개재하여 이들을 부착시켜, 편광판을 제조하는 경우에 대해 서술한다.
상기 편광 필름으로는, 폴리비닐알코올 (PVA) 계 필름 등의 폴리머 필름에, 요오드나 2 색성 염료 등의 2 색성 물질로 염색하여 1 축 연신한 것이 통상 사용된다. 이러한 편광 필름의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 5∼80㎛ 정도, 바람직하게는 40㎛ 이하인 경우의 것이 사용된다.
편광 필름의 광학 특성으로는, 편광 필름 단체로 측정했을 때의 단체 투과율이 40% 이상인 것이 바람직하고, 42∼45% 의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 또, 상기 편광 필름을 2 매 준비하고, 2 매의 편광 필름의 흡수축이 서로 90°가 되도록 중첩시켜 측정하는 직교 투과율은, 보다 작은 것이 바람직하고, 실용상, 0.00% 이상 0.050% 이하가 바람직하며, 0.030% 이하인 것이 보다 바람직하다. 편광도로는, 실용상, 99.90% 이상 100% 이하인 것이 바람직하고, 99.93% 이상 100% 이하인 것이 특히 바람직하다. 편광판으로서 측정했을 때에도 거의 이것과 동등한 광학 특성을 얻을 수 있는 것이 바람직하다.
편광 필름을 형성하는 폴리머 필름으로는, 특별히 한정되지 않고 각종의 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 폴리비닐알코올 (PVA) 계 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 계 필름, 에틸렌·아세트산 비닐 공중합체계 필름이나, 이들의 부분 비누화 필름, 셀룰로오스계 필름 등의 친수성 고분자 필름에, PVA 의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 요오드 등의 2 색성 물질에 의한 염색성이 우수하므로, PVA 계 필름을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 폴리머 필름의 재료인 폴리머의 중합도는, 일반적으로 500∼10,000 이며, 1000∼6000 의 범위인 것이 바람직하고, 1400∼4000 의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 또한 비누화 필름인 경우, 그 비누화도는, 예를 들어, 물에 대한 용해성 면에서 75몰% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 98몰% 이상이며, 98.3∼ 99.8몰% 의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다.
상기 폴리머 필름으로서 PVA 계 필름을 이용하는 경우, PVA 계 필름의 제법으로는, 물 또는 유기 용매에 용해시킨 원액을 유연 막형성하는 유연법, 캐스트법, 압출법 등 임의의 방법으로 막형성된 것을 적절하게 사용할 수 있다. 이 때의 위상차 값은, 5㎚∼100㎚ 인 것이 바람직하게 사용된다. 또, 면내 균일한 편광 필름을 얻기 위해서, PVA 계 필름 면내의 위상차 편차는 가능한 한 작은 것이 바람직하고, PVA 계 필름의 면내 위상차 편차는, 측정 파장 1000㎚ 에 있어서 10㎚ 이 하인 것이 바람직하며, 5㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다.
편광 필름과 투명 보호 필름을 부착시킬 때의 편광 필름의 수분율로는, 수분율 10∼60 중량% 이면, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 지나치게 낮으면 편광판으로 했을 때에 줄무늬상의 요철 불균일이나 기포가 발생하기 쉽고, 반대로 수분율이 지나치게 높으면 장시간의 건조 시간을 필요로 하여 과대한 건조 설비가 필요해진다. 따라서, 편광 필름에 투명 보호 필름을 부착시킬 때의 편광 필름의 수분율로는, 15∼50 중량% 로 하는 것이 바람직하고, 20∼40 중량% 로 하는 것이 보다 바람직하다. 이러한 편광 필름의 수분율은, 일반적으로 편광 필름 제조 공정 중의 건조 처리의 조건에 의해 조정할 수 있지만, 필요에 따라 별도 조습 처리 공정을 형성하여, 수욕 중으로의 침지나 물방울의 분무 또는, 재차 가열 건조나 감압 건조를 실시해도 된다.
상기 편광 필름의 제조 방법으로는, 이것에 한정되는 것은 아니지만, 일반적으로 건식 연신법과 습식 연신법으로 크게 나눌 수 있다. 습식 연신법에 의한 편광 필름의 제조 공정으로는, 그 조건에 따라 적절한 방법을 이용할 수 있지만, 예를 들어, 상기 폴리머 필름을, 팽윤, 염색, 가교, 연신, 수세 및, 건조 처리 공정으로 이루어지는 일련의 제조 공정에 의해 제조하는 방법이 일반적이다. 건조 처리 공정을 제외한 이들 각 처리 공정에서는, 각종 용액으로 이루어지는 욕 중에 침지하면서 각각 처리한다. 이 때 각각의 처리 공정에 있어서의 팽윤, 염색, 가교, 연신, 수세 및 건조의 각각의 처리 순서, 횟수 및 실시의 유무는 특별히 한정되는 것이 아니고, 몇 개의 처리를 1 처리 공정 중에서 동시에 실시해도 되고, 몇 개의 처리를 실시하지 않아도 된다. 예를 들어, 연신 처리는 염색 처리 후에 실시해도 되고, 팽윤이나 염색 처리와 동시에 연신 처리해도 되며, 또 연신 처리하고 나서 염색 처리해도 된다. 나아가 가교 처리를 연신 처리의 전후에 실시하는 것도 바람직하게 사용된다. 또, 연신 처리로는, 한정되지 않고 적절한 방법을 이용할 수 있지만, 예를 들어 롤 연신의 경우, 롤간에 있어서의 롤의 주속 차이에 의해 연신을 실시하는 방법이 이용된다. 또한 각 처리에는 적절하게 붕산이나 붕사 혹은 요오드화 칼륨 등의 첨가제를 첨가해도 된다. 따라서, 편광 필름 중에는, 필요에 따라 붕산이나 황산 아연, 염화 아연, 요오드화 칼륨 등을 함유하고 있어도 된다. 또한, 이들의 몇 개의 처리 중에서, 적절하게 흐름 방향 혹은 폭 방향으로 연신해도 되고, 각 처리마다 세면 처리를 실시해도 된다.
팽윤 처리 공정으로는, 예를 들어, 상기 폴리머 필름을 물로 채운 처리욕(팽윤욕) 중에 침지한다. 이로써 폴리머 필름이 수세되어, 폴리머 필름 표면의 더러움이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있음과 함께, 폴리머 필름을 팽윤시킴으로써 염색 불균일 등의 불균일성을 방지하는 효과를 기대할 수 있다. 이 팽윤욕 중에는, 글리세린이나 요오드화 칼륨 등을 적절하게 첨가해도 되고, 첨가되는 농도는, 글리세린은 5 중량% 이하, 요오드화 칼륨은 10 중량% 이하인 것이 바람직하다. 팽윤욕의 온도는 20∼50℃ 정도이며, 팽윤욕에 대한 침지 시간은 2∼180 초간 정도이다. 또, 이 팽윤욕 중에서 폴리머 필름을 연신해도 되고, 그 때의 연신 배율은 1.1∼3.5 배 정도이다.
염색 처리 공정으로는, 예를 들어 상기 폴리머 필름을, 요오드 등의 2 색성 물질을 함유하는 처리욕 (염색욕) 에 침지함으로써 염색하는 방법을 들 수 있다. 상기 2 색성 물질로는, 종래 공지된 물질을 사용할 수 있고, 예를 들어, 요오드나 유기 염료 등을 들 수 있다. 유기 염료로는, 예를 들어, 레드 BR, 레드 LR, 레드 R, 핑크 LB, 루빈 BL, 보르도 GS, 스카이블루 LG, 레몬옐로우, 블루 BR, 블루 2R, 네이비 RY, 그린 LG, 바이올렛 LB, 바이올렛 B, 블랙 H, 블랙 B, 블랙 GSP, 옐로 3G, 옐로 R, 오렌지 LR, 오렌지 3R, 스칼렛 GL, 스칼렛 KGL, 콩고 레드, 브릴리언트 바이올렛 BK, 스프러블 G, 스프러블 GL, 스프라오렌지 GL, 다이렉트 스카이블루, 다이렉트 퍼스트 오렌지 S, 퍼스트 블랙 등을 사용할 수 있다. 이들 2 색성 물질은, 1 종류이어도 되고, 2 종류 이상을 병용하여 이용하여도 된다. 그 중에서도 본 발명에서는, 편광도 등의 광학 특성이 우수하고 본 발명에 의한 줄무늬상의 요철 불균일의 저감 효과를 얻을 수 있기 쉬우므로, 요오드를 이용하는 것이 바람직하다.
염색욕의 용액으로는, 상기 2 색성 물질을 용매에 용해한 용액을 사용할 수 있다. 용매로는 순수 등의 물이 일반적으로 사용되지만, 물과 상용성이 있는 유기 용매가 추가로 첨가되어도 된다. 2 색성 물질의 농도로는 0.010∼10 중량% 정도이다. 이 염색욕으로의 폴리머 필름의 침지 시간은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 0.5∼20분 정도이며, 염색욕의 온도는 5∼42℃ 정도이다. 이 염색욕 중에서는 폴리머 필름을 연신해도 되고, 이전 처리 공정에 있어서의 연신 배율과 적산한 누적 연신 배율은 1.1∼3.5배 정도이다.
또 상기 2 색성 물질로서 요오드를 사용하는 경우, 염색 효율을 보다 더욱 향상시킬 수 있는 점에서, 염색욕 중에 추가로 요오드화물을 첨가하는 것이 바람직하다. 이 요오드화물로는, 예를 들어 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 요오드화물의 첨가 비율은, 상기 염색욕에 있어서, 0.010∼10 중량% 정도이면 된다. 그 중에서도, 요오드화 칼륨을 첨가하는 것이 바람직하고, 요오드와 요오드화 칼륨의 비율 (중량비) 은, 1:5∼1:100 의 범위에 있는 것이 바람직하다. 또, 필름 면내의 균일성을 향상시키는 것을 목적으로 하여, 붕소 화합물 등의 가교제를 적절하게 첨가해도 된다.
또, 염색 처리로는, 상기 서술한 바와 같은 염색욕에 침지하는 방법 이외에, 예를 들어, 2 색성 물질을 함유하는 수용액을 상기 폴리머 필름에 도포 또는 분무하는 방법이어도 되고, 상기 폴리머 필름 제막시에 2 색성 물질을 미리 혼합해 두는 방법을 이용하여도 된다.
가교 처리 공정으로는, 예를 들어, 가교제를 함유하는 처리욕 (가교욕) 중에 폴리머 필름을 침지시켜 처리한다. 가교제로는, 종래 공지된 물질을 사용할 수 있다. 예를 들어, 붕산, 붕사 등의 붕소 화합물이나, 글리옥살, 글루탈알데히드 등을 들 수 있다. 이들은 1 종류이어도 되고, 2 종류 이상을 병용해도 된다. 2 종류 이상을 병용하는 경우에는, 예를 들어, 붕산과 붕사의 조합이 바람직하고, 또, 그 첨가 비율 (몰비) 은, 4:6∼9:1 정도이다. 가교욕의 용매로는, 일반적으로 순수 등의 물이 사용되지만, 물과 상용성이 있는 유기 용매를 함유해도 된다. 가교욕 중의 가교제 농도는 1∼10 중량% 정도이다.
상기 가교욕 중에는, 편광 필름 면내가 균일한 특성을 얻을 수 있는 점에서, 요오드화물을 첨가해도 된다. 이 요오드화물로는, 예를 들어, 요오드화 칼륨, 요오드화 리튬, 요오드화 나트륨, 요오드화 아연, 요오드화 알루미늄, 요오드화 납, 요오드화 구리, 요오드화 바륨, 요오드화 칼슘, 요오드화 주석, 요오드화 티탄을 들 수 있고, 이 함유량은 0.05∼15 중량%, 보다 바람직하게는 0.5∼8 중량% 이다. 그 중에서도, 붕산과 요오드화 칼륨의 조합이 바람직하고, 붕산과 요오드화 칼륨의 비율 (중량비) 은, 1:0.1∼1:3.5 의 범위에 있는 것이 바람직하며, 1:0.5∼1:2.5 의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 가교욕의 온도는 통상 20∼70℃, 침지 시간은 통상 1초∼15분 정도이다. 또한 가교 처리도 염색 처리와 마찬가지로, 가교제 함유 용액을 도포 또는 분무하는 방법을 이용하여도 되고, 가교 처리와 동시에 연신 처리를 실시해도 된다. 이 때의 누적 연신 배율은 1.1∼3.5 배 정도이다.
연신 처리 공정으로는, 습식 연신법의 경우, 처리욕 (연신욕) 중에 침지한 상태에서 누적 연신 배율이 2∼7 배 정도가 되도록 연신한다. 연신욕의 용액으로는, 물, 에탄올 혹은 각종 유기 용매 등의 용매 중에, 각종 금속염이나, 요오드, 붕소 또는 아연의 화합물을 첨가한 용액이 바람직하게 사용된다. 그 중에서도, 붕산 및/또는 요오드화 칼륨을 각각 2∼18 중량% 정도 첨가한 용액을 이용하는 것이 바람직하다. 이 붕산과 요오드화 칼륨을 동시에 이용하는 경우에는, 그 함유 비율 (중량비) 은 1:0.1∼1:4 정도가 바람직하다. 이 연신욕의 온도는 40∼ 67℃ 정도가 바람직하다.
수세 처리 공정으로는, 예를 들어, 처리욕 (수세욕) 중에 폴리머 필름을 침지함으로써, 이것보다 이전 처리에서 부착된 붕산 등의 불요 잔존물을 씻어낼 수 있다. 상기 수용액에는, 요오드화물을 첨가해도 되고, 예를 들어, 요오드화 나트륨이나 요오드화 칼륨이 바람직하게 사용된다. 수세욕의 온도는 10∼60℃ 정도이다. 이 수세 처리의 횟수는 특별히 한정되지 않고 복수회 실시해도 되며, 각 수세욕 중의 첨가물의 종류나 농도는 적절하게 조정하는 것이 바람직하다.
또한, 폴리머 필름을 각 처리욕에서 꺼낼 때에는, 적하 (滴下) 의 발생을 방지하기 위해서, 종래 공지된 핀치 롤 등의 액 제거 롤을 이용하여도 되고, 에어나이프로 액을 제거하는 등의 방법에 의해, 여분의 수분을 제거해도 된다.
건조 처리 공정으로는, 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조 등의 종래 공지된 건조 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어 가열 건조에서는, 가열 온도는 20∼80℃ 정도이며, 건조 시간은 1∼10 분간 정도이다. 또, 이 건조 처리 공정에 있어서도 적절하게 연신할 수 있다.
또한, 상기 처리 공정에 의해 얻어진 편광 필름의 최종적인 연신 배율 (총 연신 배율) 로는 3∼7 배인 것이 바람직하다. 총 연신 배율이 3 배 미만에서는, 고편광도의 편광 필름을 얻는 것이 어렵고, 7 배를 초과하면, 필름은 파단하기 쉬워진다.
또, 편광 필름의 제조 방법은 상기 제조 방법에 한정되지 않고, 수분율 10∼60 중량% 를 만족하면, 다른 제조 방법을 이용하여 편광 필름을 제조해도 된다. 예를 들어, 건식 연신법이나, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 등의 폴리머 필름에 2 색성 물질을 반죽하여, 제막, 연신한 것이어도 되고, 1 축 방향으로 배향한 액정을 호스트로 하여, 여기에 2 색성 염료를 게스트로 한 O 타입인 것 (미국 특허 5,523,863호, 일본 특허공표공보 평3-503322호), 2 색성의 라이오트로픽 액정 등을 이용한 E 타입인 것 (미국 특허 6,049,428호) 을 들 수 있다.
상기 투명 보호 필름으로는, 편광 필름의 보호를 목적으로 하기 때문에, 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 등방성 등이 우수한 것이 바람직하다. 투명 보호 필름의 두께는 일반적으로 1∼300㎛ 정도이며, 5∼100㎛ 정도인 것이 보다 바람직하다. 또, 편광 특성이나 내구성 및 접착 특성 향상 등의 면에서, 투명 보호 필름 표면을 코로나 처리, 플라즈마 처리, 프레임 처리, 오존 처리, 프라이머 처리, 글로우 처리, 비누화 처리에 의해 표면 개질 처리를 실시해도 된다. 이들 표면 개질 처리 중에서도, 알칼리 등으로 비누화 처리하는 것이 바람직하다. 이러한 투명 보호 필름의 투습도는, 온도 40℃ 상대 습도 90% 에 있어서의 JIS Z0208 (컵법) 에 준한 측정에 의하면, 0.5×5000g/㎡·24h 정도이다.
투명 보호 필름을 형성하는 재료로는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 폴리머, 디아세틸 셀룰로오스나 트리아세틸 셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 폴리머, 폴리스티렌이나 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체 (AS 수지) 등의 스티렌계 폴리머, 폴리카보네이트계 폴리머를 들 수 있다. 또, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 내지는 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌·프로 필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀계 폴리머, 염화 비닐계 폴리머, 나일론이나 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 폴리머, 이미드계 폴리머, 술폰계 폴리머, 폴리에테르술폰계 폴리머, 폴리에테르에테르케톤계 폴리머, 폴리페닐렌술피드계 폴리머, 비닐알코올계 폴리머, 염화 비닐리덴계 폴리머, 비닐부티랄계 폴리머, 알릴레이트계 폴리머, 폴리옥시메틸렌계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 또는 상기 폴리머의 블렌드물 등도 상기 보호 필름을 형성하는 폴리머의 예로서 들 수 있다. 투명 보호 필름 중에는 임의의 적절한 첨가제가 1 종류 이상 포함되어 있어도 된다. 첨가제로는, 예를 들어, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 활제, 가소제, 이형제, 착색 방지제, 난연제, 핵제, 대전 방지제, 안료, 착색제 등을 줄 수 있다. 투명 보호 필름 중의 상기 열가소성 수지의 함유량은, 바람직하게는 50∼100 중량%, 보다 바람직하게는 50∼99 중량%, 더욱 바람직하게는 60∼98 중량%, 특히 바람직하게는 70∼97 중량%이다. 투명 보호 필름 중의 상기 열가소성 수지의 함유량이 50 중량% 이하인 경우, 열가소성 수지가 본래 갖는 고투명성 등을 충분히 발현할 수 없을 우려가 있다.
또, 투명 보호 필름으로는, 일본 공개특허공보 2001-343529호 (WO01/37007) 에 기재된 폴리머 필름, 예를 들어, (A) 측쇄에 치환 및/또는 비치환 이미드기를 갖는 열가소성 수지와, (B) 측쇄에 치환 및/또는 비치환 페닐 그리고 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 함유하는 수지 조성물을 들 수 있다. 구체예로는 이소부틸렌과 N-메틸말레이미드로 이루어지는 상호 공중합체와 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체를 함유하는 수지 조성물의 필름을 들 수 있다. 필름은 수지 조성물의 혼합 압출물 등으로 이루어지는 필름을 이용할 수 있다. 이들 필름은 위상차가 작고, 광탄성 계수가 작기 때문에 편광판의 변형에 의한 휨 등의 문제를 해소할 수 있고, 또 투습도가 작기 때문에 가습 내구성이 우수하다.
이 보호 필름을 편광 필름의 양면에 부착시키는 경우, 그 편면마다 각각 상이한 특성을 갖는 것을 이용하여도 된다. 그 특성으로는, 예를 들어, 두께, 재질, 광 투과율, 인장 탄성률 혹은 광학 기능층의 유무 등을 들 수 있다.
본 발명의 투명 보호 필름으로는, 셀룰로오스 수지 (폴리머), 폴리카보네이트 수지 (폴리머), 환상 폴리올레핀 수지 (시클로계 내지는 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀) 및 (메트)아크릴 수지로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 이용하는 것이 바람직하다. 특히 트리아세틸 셀룰로오스로 이루어지는 보호 필름을 이용한 경우에 본 발명의 효과는 현저하다.
셀룰로오스 수지는, 셀룰로오스와 지방산의 에스테르이다. 이와 같은 셀룰로오스 에스테르계 수지의 구체예로는, 트리아세틸 셀룰로오스, 디아세틸 셀룰로오스, 트리프로피오닐 셀룰로오스, 디프로피오닐 셀룰로오스 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 트리아세틸 셀룰로오스가 특히 바람직하다. 트리아세틸 셀룰로오스는 많은 제품이 시판되어 있고, 입수 용이성이나 코스트 면에서도 유리하다. 트리아세틸 셀룰로오스의 시판품의 예로는, 후지 필름사 제조의 상품명 「UV-50」, 「UV-80」, 「SH-80」, 「TD-80U」, 「TD-TAC」, 「UZ-TAC」 나, 코니카사 제조의 「KC 시리즈」등을 들 수 있다. 일반적으로 이들 트리아세틸 셀룰로오스는, 면내 위상차 (Re) 는 거의 제로이지만, 두께 방향 위상차 (Rth) 는, ∼60㎚ 정 도를 가지고 있다.
또한, 두께 방향 위상차가 작은 셀룰로오스 수지 필름은, 예를 들어, 상기 셀룰로오스 수지를 처리함으로써 얻을 수 있다. 예를 들어 시클로펜타논, 메틸에틸케톤 등의 용제를 도공한 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 스테인리스 등의 기재 필름을, 일반적인 셀룰로오스계 필름에 부착시켜, 가열 건조 (예를 들어 80∼150℃ 에서 3∼10 분간 정도) 시킨 후, 기재 필름을 박리하는 방법 ; 노르보르넨계 수지, (메트)아크릴계 수지 등을 시클로펜타논, 메틸에틸케톤 등의 용제에 용해시킨 용액을 일반적인 셀룰로오스 수지 필름에 도공하여 가열 건조 (예를 들어 80∼150℃ 에서 3∼10 분간 정도) 시킨 후, 도공 필름을 박리하는 방법 등을 들 수 있다.
또, 두께 방향 위상차가 작은 셀룰로오스 수지 필름으로는, 지방 치환도를 제어한 지방산 셀룰로오스계 수지 필름을 이용할 수 있다. 일반적으로 사용되는 트리아세틸 셀룰로오스에서는 아세트산 치환도가 2.8 정도이지만, 바람직하게는 아세트산 치환도를 1.8∼2.7 로 제어함으로써 Rth 를 작게 할 수 있다. 상기 지방산 치환 셀룰로오스계 수지에, 디부틸프탈레이트, p-톨루엔술폰아닐리드, 시트르산 아세틸트리에틸 등의 가소제를 첨가함으로써, Rth 를 작게 제어할 수 있다. 가소제의 첨가량은, 지방산 셀룰로오스계 수지 100 중량부에 대해서, 바람직하게는 40 중량부 이하, 보다 바람직하게는 1∼20 중량부, 더욱 바람직하게는 1∼15 중량부이다.
환상 폴리올레핀 수지의 구체적으로는, 바람직하게는 노르보르넨계 수지이 다. 환상 올레핀계 수지는, 환상 올레핀을 중합 단위로 하여 중합되는 수지의 총칭이며, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평1-240517호, 일본 공개특허공보 평3-14882호, 일본 공개특허공보 평3-122137호 등에 기재되어 있는 수지를 들 수 있다. 구체예로는, 환상 올레핀의 개환 (공)중합체, 환상 올레핀의 부가 중합체, 환상 올레핀과 에틸렌, 프로필렌 등의 α-올레핀과 그 공중합체 (대표적으로는 랜덤 공중합체), 및, 이들을 불포화 카르복실산이나 그 유도체로 변성한 그래프트 중합체, 그리고, 그들의 수소화물 등을 들 수 있다. 환상 올레핀의 구체예로는, 노르보르넨계 모노머를 들 수 있다.
환상 폴리올레핀 수지로는, 여러 가지 제품이 시판되고 있다. 구체예로는, 닛폰 제온 주식회사 제조의 상품명 「제오넥스」, 「제오노아」, JSR 주식회사 제조의 상품명 「아톤」, TICONA 사 제조의 상품명 「토파스」, 미츠이 화학 주식회사 제조의 상품명 「APEL」를 들 수 있다.
(메트)아크릴계 수지로는, Tg (유리 전이 온도) 가 바람직하게는 115℃ 이상, 보다 바람직하게는 120℃ 이상, 더욱 바람직하게는 125℃ 이상, 특히 바람직하게는 130℃ 이상이다. Tg 가 115℃ 이상일 때, 편광판의 내구성이 우수해질 수 있다. 상기 (메트)아크릴계 수지의 Tg 의 상한치는 특별히 한정되지 않지만, 성형성당 면에서, 바람직하게는 170℃ 이하이다. (메트)아크릴계 수지로부터는, 면내 위상차 (Re), 두께 방향 위상차 (Rth) 가 거의 제로인 필름을 얻을 수 있다.
(메트)아크릴계 수지로는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서, 임의의 적절한 (메트)아크릴계 수지를 채용할 수 있다. 예를 들어, 폴리메타크릴산 메틸 등의 폴리(메트)아크릴산 에스테르, 메타크릴산 메틸-(메트)아크릴산 공중합, 메타크릴산 메틸-(메트)아크릴산 에스테르 공중합체, 메타크릴산 메틸-아크릴산 에스테르-(메트)아크릴산 공중합체, (메트)아크릴산 메틸-스티렌 공중합체 (MS 수지 등), 지환족 탄화수소기를 갖는 중합체 (예를 들어, 메타크릴산 메틸-메타크릴산 시클로헥실 공중합체, 메타크릴산 메틸-(메트)아크릴산 노르보르닐 공중합체 등) 를 들 수 있다. 바람직하게는, 폴리(메트)아크릴산 메틸 등의 폴리(메트)아크릴산 C1-6 알킬을 들 수 있다. 보다 바람직하게는 메타크릴산 메틸을 주성분 (50∼100 중량%, 바람직하게는 70∼100중량%) 으로 하는 메타크릴산 메틸계 수지를 들 수 있다.
(메트)아크릴계 수지의 구체예로서, 예를 들어, 미츠비시 레이온 주식회사 제조의 아크릴펫트 VH 나 아크릴펫트 VRL20A, 일본 공개특허공보 2004-70296호에 기재된 분자 내에 환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지, 분자 내 가교나 분자 내환 반응에 의해 얻을 수 있는 고 Tg (메트)아크릴 수지계를 들 수 있다.
(메트)아크릴계 수지로서 락톤환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지를 이용할 수도 있다. 높은 내열성, 높은 투명성, 2 축 연신함으로써 높은 기계적 강도를 갖기 때문이다.
락톤환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지로는, 일본 공개특허공보 2000-230016호, 일본 공개특허공보 2001-151814호, 일본 공개특허공보 2002-120326호, 일본 공개특허공보 2002-254544호, 일본 공개특허공보 2005-146084호 등에 기재된, 락톤환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지를 들 수 있다.
락톤환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지는, 바람직하게는 하기 일반식 (화 1) 로 표시되는 환의(環擬) 구조를 갖는다.
[화학식 1]
Figure 112007050900139-PAT00001
식 중, R1, R2 및 R3 은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼20 의 유기잔기를 나타낸다. 또한, 유기잔기는 산소 원자를 함유하고 있어도 된다.
락톤환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지의 구조 중의 일반식 (화학식 1) 으로 표시되는 락톤환 구조의 함유 비율은, 바람직하게는 5∼90 중량%, 보다 바람직하게는 10∼70 중량%, 더욱 바람직하게는 10∼60 중량%, 특히 바람직하게는 10∼50 중량% 이다. 락톤환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지 구조 중의 일반식 (화학식 1) 으로 표시되는 락톤환 구조의 함유 비율이 5 중량% 보다 적으면내열성, 내용제성, 표면 경도가 불충분해질 우려가 있다. 락톤환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지의 구조 중의 일반식 (화학식 1) 로 표시되는 락톤환 구조의 함유 비율이 90 중량% 보다 많으면 성형 가공성이 부족해질 우려가 있다.
락톤환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지는, 질량 평균 분자량 (중량 평균 분자량이라고 칭하는 경우도 있다) 이, 바람직하게는 1000∼2000000, 보다 바람직 하게는 5000∼1000000, 더욱 바람직하게는 10000∼500000, 특히 바람직하게는 50000∼500000 이다. 질량 평균 분자량이 상기 범위로부터 벗어나면, 성형 가공성면에서 바람직하지 않다.
락톤환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지는, Tg 가 바람직하게는 115℃ 이상, 보다 바람직하게는 120℃ 이상, 더욱 바람직하게는 125℃ 이상, 특히 바람직하게는 130℃ 이상이다. Tg 가 115℃ 이상이므로, 예를 들어, 투명 보호 필름으로서 편광판에 조립한 경우에, 내구성이 우수한 것이 된다. 상기 락톤환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지의 Tg 의 상한치는 특별히 한정되지 않지만, 성형성 등의 면에서, 바람직하게는 170℃ 이하이다.
락톤환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지는, 사출 성형에 의해 얻어지는 성형품의, ASTM-D-1003 에 준한 방법으로 측정되는 전광선 투과율이, 높으면 높을수록 바람직하고, 바람직하게는 85% 이상, 보다 바람직하게는 88% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상이다. 전광선 투과율은 투명성의 기준이며, 전광선 투과율이 85% 미만이면, 투명성이 저하될 우려가 있다.
상기 투명 보호 필름은, 정면 위상차가 40㎚ 미만, 또한, 두께 방향 위상차가 80㎚ 미만인 것이 통상적으로 사용된다. 정면 위상차 Re 는 Re=(nx-ny)×d 로 표시된다. 두께 방향 위상차 Rth 는, Rth=(nx-nz)×d 로 표시된다. 또, Nz 계수는, Nz=(nx-nz)/(nx-ny) 로 표시된다. [단, 필름의 지상축 방향, 진상축 방향 및 두께 방향의 굴절률을 각각 nx, ny, nz 로 하고, d(㎚) 는 필름의 두께로 한다. 지상축 방향은, 필름 면내의 굴절률의 최대가 되는 방향으로 한다. ]. 또한, 투명 보호 필름은, 가능한 한 착색이 없는 것이 바람직하다. 두께 방향의 위상차 값이 -90㎚∼+75㎚ 인 보호 필름이 바람직하게 사용된다. 이러한 두께 방향의 위상차 값 (Rth) 이 -90㎚∼+75㎚ 인 것을 사용함으로써, 투명 보호 필름에 기인하는 편광판의 착색 (광학적인 착색) 을 거의 해소할 수 있다. 두께 방향 위상차 값 (Rth) 은, 더욱 바람직하게는 -80㎚∼+60㎚, 특히 -70㎚∼+45㎚ 가 바람직하다.
한편, 상기 투명 보호 필름으로서, 정면 위상차가 40㎚ 이상 및/또는, 두께 방향 위상차가 80㎚ 이상인 위상차를 갖는 위상차판을 이용할 수 있다. 정면 위상차는, 통상, 40∼200㎚ 의 범위로, 두께 방향 위상차는, 통상, 80∼300㎚ 의 범위로 제어된다. 투명 보호 필름으로서 위상차판을 이용하는 경우에는, 당해 위상차판이 투명 보호 필름으로서도 기능하기 때문에 박형화를 도모할 수 있다.
위상차판으로는, 고분자 소재를 1 축 또는 2 축 연신 처리하여 이루어지는 복굴절성 필름, 액정 폴리머의 배향 필름, 액정 폴리머의 배향층을 필름으로 지지된 것 등을 들 수 있다. 위상차판의 두께도 특별히 제한되지 않지만, 20∼150㎛ 정도가 일반적이다.
고분자 소재로는, 예를 들어, 폴리비닐알코올, 폴리비닐부티랄, 폴리메틸비닐에테르, 폴리히드록시에틸아크릴레이트, 히드록시에틸 셀룰로오스, 히드록시프로필 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 폴리카보네이트, 폴리알릴레이트, 폴리술폰, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌술파이드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리알릴술폰, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 셀룰로오스 수지, 환상 폴리올레핀 수지 (노르보르넨계 수지), 또는 이들의 2 원계, 3 원계 각종 공중합체, 그래프트 공중합체, 블렌드물 등을 들 수 있다. 이들 고분자 소재는 연신 등에 의해 배향물 (연신 필름) 이 된다.
액정 폴리머로는, 예를 들어, 액정 배향성을 부여하는 공액성의 직선상 원자단 (메소겐) 이 폴리머의 주쇄나 측쇄에 도입된 주쇄형이나 측쇄형의 각종의 것 등을 들 수 있다. 주쇄형의 액정 폴리머의 구체예로는, 굴곡성을 부여하는 스페이서부에서 메소겐기를 결합한 구조의, 예를 들어 네마틱 배향성의 폴리에스테르계 액정성 폴리머, 디스코틱 폴리머나 콜레스테릭 폴리머 등을 들 수 있다. 측쇄형의 액정 폴리머의 구체예로는, 폴리실록산, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트 또는 폴리마로네이트를 주쇄 골격으로 하고, 측쇄로서 공액성의 원자단으로 이루어지는 스페이서부를 통하여 네마틱 배향 부여성의 파라 치환 환상 화합물 단위로 이루어지는 메소겐부를 갖는 것 등을 들 수 있다. 이들 액정 폴리머는, 예를 들어, 유리판 상에 형성된 폴리이미드나 폴리비닐알코올 등의 박막의 표면을 러빙 처리한 것, 산화 규소를 사방 증착한 것 등의 배향 처리면 상에 액정성 폴리머의 용액을 전개하여 열처리함으로써 실시된다.
위상차판은, 예를 들어 각종 파장판이나 액정층의 복굴절에 의한 착색이나 시각 등의 보상을 목적으로 한 것 등의 사용 목적에 따라 적절하게 위상차를 갖는것이면 되고, 2 종 이상의 위상차판을 적층하여 위상차 등의 광학 특성을 제어한 것 등이어도 된다.
위상차판은, nx=ny>nz, nx>ny>nz, nx>ny=nz, nx>nz>ny, nz=nx>ny, nz>nx>ny, nz>nx=ny 의 관계를 만족하는 것을, 각종 용도에 따라 선택하여 사용할 수 있다. 또한, ny=nz 란, ny 와 nz 가 완전하게 동일한 경우뿐만 아니라, 실질적으로 ny 와 nz 가 동일한 경우도 포함한다.
예를 들어, nx>ny>nz 를 만족하는 위상차판에서는, 정면 위상차는 40∼100㎚, 두께 방향 위상차는 100∼320㎚, Nz 계수는 1.8∼4.5 를 만족하는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, nx>ny=nz 를 만족하는 위상차판 (포지티브 A 플레이트) 에서는, 정면 위상차는 100∼200㎚ 를 만족하는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, nz=nx>ny 를 만족하는 위상차판 (네거티브 A 플레이트) 에서는, 정면 위상차는 100∼200㎚ 를 만족하는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, nx>nz>ny 를 만족하는 위상차판에서는, 정면 위상차는 150∼300㎚, Nz 계수는 0 초∼0.7 을 만족하는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 또, 상기와 같이, 예를 들어, nx=ny>nz, nz>nx>ny, 또는 nz>nx=ny 를 만족하는 것을 이용할 수 있다.
투명 보호 필름은, 적용되는 액정 표시 장치에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들어, VA (Vertical Alig㎚ent, MVA, PVA 를 포함한다) 인 경우에는, 편광판의 적어도 편면 (셀측) 의 투명 보호 필름이 위상차를 가지고 있는 쪽이 바람직하다. 구체적인 위상차로서, Re=0∼240㎚, Rth=0∼500㎚ 의 범위인 것이 바람직하다. 3 차원 굴절률로 말하면, nx>ny=nz, nx>ny>nz, nx>nz>ny, nx=ny>nz (1 축, 2 축, Z 화, 네거티브 C-플레이트) 인 경우가 바람직하다. 액정 셀의 상하로 편광판을 사용할 때, 액정 셀의 상하 모두, 위상차를 가지고 있는, 또는 상하 몇 개의 투명 보호 필름이 위상차를 가지고 있어도 된다.
예를 들어, IPS (In-Plane Switing, FFS 포함한다) 인 경우, 편광판의 편방의 투명 보호 필름이 위상차를 가지고 있는 경우, 가지지 않은 경우의 모두 사용할 수 있다. 예를 들어, 위상차를 가지지 않은 경우에는, 액정 셀의 상하 (셀측) 모두 위상차를 가지지 않은 경우가 바람직하다. 위상차를 가지고 있는 경우에는, 액정 셀의 상하 모두 위상차를 가지고 있는 경우, 상하 중 한쪽이 위상차를 가지고 있는 경우가 바람직하다 (예를 들어, 상측에 Z 화, 하측에 위상차 없음인 경우나, 상측에 A-플레이트, 하측에 포지티브 C-플레이트인 경우). 위상차를 가지고 있는 경우, Re=-500∼500㎚, Rth=-500∼500㎚ 의 범위가 바람직하다. 3 차원 굴절률로 말하면, nx>ny=nz, nx>nz>ny, nz>nx=ny, nz>nx>ny (1 축, Z 화, 포지티브 C-플레이트, 포지티브 A-플레이트) 가 바람직하다.
또한, 상기 위상차를 갖는 필름은, 위상차를 가지지 않는 투명 보호 필름에, 별도로 부착시켜 상기 기능을 부여할 수 있다.
상기 편광 필름과 투명 보호 필름의 부착에 이용하는 접착층 또는 점착층은 광학적으로 투명하면 특별히 제한되지 않고 수계, 용제계, 핫멜트계, 라디칼 경화형의 각종 형태의 것이 사용되나, 수계 접착제 또는 라디칼 경화형 접착제가 바람직하다.
접착층을 형성하는 수계 접착제로는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 비닐폴리머계, 젤라틴계, 비닐계 라텍스계, 폴리우레탄계, 이소시아네이트계, 폴리에스테르계, 에폭시계 등을 예시할 수 있다. 이러한 수계 접착제로 이 루어지는 접착층은, 수용액의 도포 건조층 등으로 하여 형성할 수 있지만, 그 수용액을 조제할 때에는, 필요에 따라, 가교제나 다른 첨가제, 산 등의 촉매도 배합할 수 있다. 상기 수계 접착제로는, 비닐 폴리머를 함유하는 접착제 등을 이용하는 것이 바람직하고, 비닐 폴리머로는 폴리비닐알코올계 수지가 바람직하다. 또 폴리비닐알코올계 수지에는, 붕산이나 붕사, 글루타르알데히드나 멜라민, 옥살산 등의 수용성 가교제를 함유할 수 있다. 특히 편광 필름으로서 폴리비닐알코올계의 폴리머 필름을 이용하는 경우에는, 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 접착제를 이용하는 것이 접착성 면에서 바람직하다. 또한, 아세트아세틸기를 갖는 폴리비닐알코올계 수지를 함유한 접착제가 내구성을 향상시키는 점에서 보다 바람직하다.
상기 폴리비닐알코올계 수지는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 접착성 면에서 평균 중합도 100∼3000 정도, 평균 비누화도는 85∼100몰% 정도가 바람직하다. 또 접착제 수용액의 농도로는, 목표로 하는 접착층의 두께에 따라 적절하게 결정하면 되기 때문에, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 0.1∼15 중량% 인 것이 바람직하고, 0.5∼10 중량% 인 것이 보다 바람직하다. 이 용액 농도가 너무 높으면 점도가 지나치게 높아지기 때문에 , 줄무늬상의 요철 불균일이 발생하기 쉬워지고, 용액 농도가 지나치게 낮으면 도포성이 나빠져 불균일해지기 쉬워진다.
폴리비닐알코올계 수지는, 폴리아세트산 비닐을 비누화하여 얻어진 폴리비닐알코올 ; 그 유도체 ; 추가로 아세트산 비닐과 공중합성을 갖는 단량체와의 공중합체의 비누화물 ; 폴리비닐알코올을 아세탈화, 우레탄화, 에테르화, 그래프트화, 인 산 에스테르화 등 한 변성 폴리비닐알코올을 들 수 있다. 상기 단량체로는, (무수)말레산, 푸말산, 크로톤산, 이타콘산, (메트)아크릴산 등의 불포화 카르복실산 및 그 에스테르류 ; 에틸렌, 프로필렌 등의 α-올레핀, (메트)알릴술폰산(소다), 술폰산소다 (모노알킬말레이트), 디술폰산소다알킬말레이트, N-메틸올아크릴아미드, 아크릴아미드알킬술폰산 알칼리염, N-비닐피롤리돈, N-비닐피롤리돈 유도체 등을 들 수 있다. 이들 폴리비닐알코올계 수지는 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 병용할 수 있다.
아세트아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지는, 폴리비닐알코올계 수지와 디케텐을 공지된 방법으로 반응하여 얻을 수 있다. 예를 들어, 폴리비닐알코올계 수지를 아세트산 등의 용매 중에 분산시켜 두고, 여기에 디케텐을 첨가하는 방법, 폴리비닐알코올계 수지를 디메틸포름아미드 또는 디옥산 등의 용매에 미리 용해해 두고, 여기에 디케텐을 첨가하는 방법 등을 들 수 있다. 또 폴리비닐알코올에 디케텐 가스 또는 액상 디케텐을 직접 접촉시키는 방법을 들 수 있다.
아세트아세텔기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지의 아세트아세틸기 변성도는, 0.1몰% 이상이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 0.1몰% 미만에서는, 접착층의 내수성이 불충분하고 부적당하다. 아세트아세틸기 변성도는, 바람직하게는 0.1∼40몰% 정도, 더욱 바람직하게는 1∼20몰%, 특히 바람직하게는 2∼7몰% 이다. 아세트아세틸기 변성도가 40몰% 를 초과하면 가교제와의 반응점이 적어져, 내수성의 향상 효과가 작다. 이러한 아세트아세틸기 변성도는 핵자기 공명 장치 (NMR : Nuclear Magnetic Resonance) 를 이용하여 측정할 수 있다.
가교제로는, 일반적으로 접착제로 이용되고 있는 것을 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있고, 예를 들어 상기와 같은 폴리비닐알코올계 수지를 이용한 접착제인 경우, 폴리비닐알코올계 수지와 반응성을 갖는 관능기를 적어도 2 개 갖는 화합물이 바람직하게 사용할 수 있다. 예를 들어, 에틸렌디아민, 트리에틸렌디아민, 헥사메틸렌 디아민 등의 알킬렌기와 아미노기를 2 개 갖는 알킬디아민류 ; 톨릴렌디이소시아네이트, 수소화톨릴렌디이소시아네이트, 트리메틸올프로판톨릴렌디이소시아네이트애덕트, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 메틸렌비스(4-페닐메탄트리이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 및 이들의 케토옥심블록물 또는 페놀블록물 등의 이소시아네이트류 ; 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜 에테르, 글리세린디 또는 트리글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜 에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜 에테르, 디글리시딜아닐린, 디글리시딜아민 등의 에폭시류 ; 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 부틸알데히드 등의 모노알데히드류 ; 글리옥살, 마론디알데히드, 숙신디알데히드류, 글루탈 디알데히드, 말레인디알데히드, 프탈디알데히드 등의 디알데히드류 ; 메틸올 우레아, 메틸올 멜라민, 알킬화 메틸올 우레아, 알킬화 메틸올 멜라민, 아세토구아나민, 벤조구아나민과 포름알데히드의 축합물 등의 아미노포름알데히드 수지 : 또한 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 철, 니켈 등의 2 가 금속, 또는 3 가금속의 염 및 그 산화물을 들 수 있다. 이들 중에서도, 아미노포름알데히드 수지, 특히 메틸올기를 갖는 메틸올 화합물이 바람직하다.
가교제의 배합량은, 일반적으로 수지 100 중량부에 대해서 0.1∼35 중량부 정도이며, 10∼25 중량부의 것이 바람직하게 사용되나, 접착제의 내구성을 중시하는 경우에는, 접착제의 조제로부터 접착층으로 할 때까지의 시간 (사용 가능 시간)이 짧아지는 것 대신에 30 중량부 이상 46 중량부 이하, 보다 바람직하게는 32 중량부 이상 40 중량부 이하의 가교제를 배합하는 것도 유효하다.
라디칼 경화형 접착제로는, 전자선 경화형, 자외선 경화형 등의 활성 에너지선 경화형, 열 경화형 등의 각종의 것을 예시할 수 있지만, 단시간에 경화 가능한 활성 에너지선 경화형이 바람직하다. 특히, 전자선 경화형이 바람직하다.
경화성 성분으로는, (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물, 비닐기를 갖는 화합물을 들 수 있다. 이들 경화성 성분은, 단관능 또는 2 관능 이상의 모두 이용할 수 있다. 또 이들 경화성 성분은, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 이들 경화성 성분으로는, 예를 들어, (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물이 바람직하고, 예를 들어, 각종의 에폭시(메트)아크릴레이트, 우레탄(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트나, 각종의 (메트)아크릴레이트계모노머 등을 들 수 있다.
상기 경화성 성분 중에서도, 에폭시(메트)아크릴레이트, 특히, 방향환 및 히드록시기를 갖는 단관능의 (메트)아크릴레이트가 바람직하다. (메트)아크릴레이트는, 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트를 의미한다. 본 발명에서는 (메트)아크릴레이트는 이 의미이다.
방향환 및 히드록시기를 갖는 단관능의 (메트)아크릴레이트는, 방향환 및 히드록시기를 갖는, 각종 단관능의 (메트)아크릴레이트를 이용할 수 있다. 히드 록시기는, 방향환의 치환기로서 존재해도 되지만, 본 발명에서는, 방향환과 (메트)아크릴레이트를 결합하는 유기기 (탄화수소기, 특히, 알킬렌기에 결합한 것) 로서 존재하는 것이 바람직하다.
상기 방향환 및 히드록시기를 갖는 단관능의 (메트)아크릴레이트로는, 예를 들어, 방향환을 갖는 단관능의 에폭시 화합물과, (메트)아크릴산의 반응물을 들 수 있다. 방향환을 갖는 단관능의 에폭시 화합물로는, 예를 들어, 페닐글리시딜 에테르, t-부틸페닐글리시딜 에테르, 페닐폴리에틸렌글리콜글리시딜 에테르 등을 들 수 있다. 방향환 및 히드록시기를 갖는 단관능의 (메트)아크릴레이트의 구체예로는, 예를 들어, 2-히드록시-3-페녹시프로필(메트)아크릴레이트, 2-히드록시-3-t-부틸페녹시프로필(메트)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페닐폴리에틸렌글리콜프로필(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
또, (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물로는, 질소 함유 모노머 및/또는 카르복실기 모노머가 바람직하게 사용된다. 이들 모노머는, 접착성 면에서 바람직하다.
질소 함유 모노머로는, 예를 들어, N-아크릴로일모르폴린, N-아크릴로일피페리딘, N-메타크릴로일피페리딘, N-아크릴로일피롤리딘 등의 모르폴린환, 피페리딘 환, 피롤리딘환, 피페라진환 등의 복소환을 갖는 복소환 함유 아크릴 모노머를 들 수 있다. 또, 질소 함유 모노머로는, 예를 들어, 말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, N-페닐말레이미드 ; (메트)아크릴아미드, N,N-디메틸(메트)아크릴아미드, N,N-디에틸(메트)아크릴아미드, N-헥실(메트)아크릴아미드, N-메틸(메트)아크 릴아미드, N-부틸(메트)아크릴아미드, N-부틸(메트)아크릴아미드나 N-메틸올(메트)아크릴아미드, N-메틸올프로판(메트)아크릴아미드, N-이소프로필아크릴아미드, N-메틸올(메트)아크릴아미드, N-히드록시에틸(메트)아크릴아미드, N-메틸올-N-프로판(메트)아크릴아미드 등의 (N-치환)아미드계 모노머 ; (메트)아크릴산 아미노에틸, (메트)아크릴산아미노프로필, (메트)아크릴산N,N-디메틸아미노에틸, (메트)아크릴산t-부틸아미노에틸, 3-(3-피디니딜)프로필(메트)아크릴레이트 등의 (메트)아크릴산 알킬아미노알킬계 모노머 ; N-(메트)아크릴로일옥시메틸렌숙신이미드 또는 N-(메트)아크릴로일-6-옥시헥사메틸렌숙신이미드, N-(메트)아크릴로일-8-옥시옥타메틸렌숙신이미드 등의 숙신이미드계 모노머 등을 들 수 있다. 질소 함유 모노머는, 예를 들어, 복소환 함유 아크릴 모노머가 바람직하고, 특히 N-아크릴로일 모르폴린이 바람직하다.
카르복실기 모노머로는, 예를 들어, (메트)아크릴산, 카르복시에틸(메트)아크릴레이트, 카르복시펜틸(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 아크릴산이 바람직하다.
상기의 외, (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물로는, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 이소옥틸(메트)아크릴레이트, 이소노닐(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트 등의 탄소수는 1∼12 의 알킬(메트)아크릴레이트 ; (메트)아크릴산 메톡시에틸, (메트)아크릴산에톡시에틸 등의 (메트)아크릴산 알콕시알킬계 모노머 ; (메트)아크릴산2-히드록시에틸, (메트)아크릴산2-히드록시프로필, (메트)아크릴 산4-히드록시부틸, (메트)아크릴산6-히드록시헥실, (메트)아크릴산8-히드록시옥틸, (메트)아크릴산10-히드록시데실, (메트)아크릴산12-히드록시라우릴 또는 (4-히드록시메틸시클로헥실)-메틸아크릴레이트 등의 히드록실기 함유 모노머 ; 무수 말레산, 무수 이타콘산 등의 산무수물기 함유 모노머 아크릴산의 카프로락톤 부가물 ; 스티렌 술폰산이나 알릴 술폰산, 2-(메트)아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, (메트)아크릴아미드프로판술폰산, 술포프로필(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴로일옥시나프탈렌술폰산 등의 술폰산기 함유 모노머 ; 2-히드록시에틸아크릴로일포스페이트 등의 인산기 함유 모노머 등을 들 수 있다.
상기 경화성 성분으로는, 방향환 및 히드록시기를 갖는 단관능의 (메트)아크릴레이트, 질소 함유 모노머, 카르복실기 모노머가 바람직하게 사용된다. 이들 성분을, 경화성 성분으로서 50 중량% 이상을 함유하는 것이, 편광 필름 및 투명 보호 필름에 대해서 접착성의 양호한 접착층을 갖는 편광판을 얻는 데 바람직하다. 또한 도공성, 가공성 등의 면에서도 바람직하다. 상기 경화성 성분의 비율은, 60 중량% 이상인 것이 바람직하고, 또 70 중량% 이상인 것이 바람직하며, 나아가서는 80 중량% 이상인 것이 바람직하다.
상기 경화성 성분으로는, 2 관능 이상의 경화성 성분을 이용할 수 있다. 2 관능 이상의 경화성 성분으로는, 2 관능 이상의 (메트)아크릴레이트, 특히 2 관능 이상의 에폭시(메트)아크릴레이트가 바람직하다. 2 관능 이상의 에폭시(메트)아크릴레이트는, 다관능의 에폭시 화합물과 (메트)아크릴산의 반응에 의해 얻을 수 있다. 다관능의 에폭시 화합물은, 각종의 것을 예시할 수 있다. 다관능 의 에폭시 화합물로는, 예를 들어, 방향족 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지를 들 수 있다.
방향족 에폭시 수지로는, 예를 들어, 비스 페놀 A 의 디글리시딜 에테르, 비스페놀 F 의 디글리시딜 에테르, 비스페놀 S 의 디글리시딜 에테르와 같은 비스 페놀형 에폭시 수지 ; 페놀노볼락 에폭시 수지, 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 히드록시 벤즈알데히드 페놀노볼락 에폭시 수지와 같은 노볼락형의 에폭시 수지 ; 테트라히드록시페닐메탄의 글리시딜 에테르, 테트라히드록시벤조페논의 글리시딜 에테르, 에폭시화 폴리비닐 페놀과 같은 다관능형의 에폭시 수지 등을 들 수 있다.
지환식 에폭시 수지로는, 상기 방향족 에폭시 수지의 수첨물, 시클로헥산계, 시클로헥실메틸 에스테르계, 시클로헥실메틸에테르계, 스피로계, 트리시클로데칸계 등의 에폭시 수지를 들 수 있다.
지방족 에폭시 수지로는, 지방족 다가 알코올 또는 그 알킬렌옥사이드 부가물의 폴리글리시딜 에테르를 들 수 있다. 이들의 예로는, 1,4-부탄디올의 디글리시딜 에테르, 1,6-헥산디올의 디글리시딜 에테르, 글리세린의 트리글리시딜 에테르, 트리메틸올프로판의 트리글리시딜 에테르, 폴리에틸렌글리콜의 디글리시딜 에테르, 프로필렌글리콜의 디글리시딜 에테르, 에틸렌글리콜이나 프로필렌글리콜, 글리세린과 같은 지방족 다가 알코올에 1 종 또는 2 종 이상의 알킬렌옥사이드 (에틸렌옥사이드나 프로필렌옥사이드) 를 부가함으로써 얻어지는 폴리에테르폴리올의 폴리글리시딜 에테르 등을 들 수 있다.
상기 에폭시 수지의, 에폭시 당량은, 통상 30∼3000g/당량, 바람직하게는 50 ∼1500g/당량의 범위이다.
상기 2 관능 이상의 에폭시(메트)아크릴레이트는, 지방족 에폭시 수지의 에폭시(메트)아크릴레이트가 바람직하고, 특히, 2 관능의 지방족 에폭시 수지의 에폭시(메트)아크릴레이트가 바람직하다.
상기 경화성 성분 중에서, (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물, 특히, 방향환 및 히드록시기를 갖는 단관능의 (메트)아크릴레이트, 질소 함유 (메트)아크릴레이트, 카르복실기 함유 (메트)아크릴레이트는, 전자선 경화형 접착제로서 적절하고, 당해 접착제를 이용함으로써, 편광 필름 및 투명 보호 필름에 대해서 양호한 접착성을 갖는 편광판을 얻을 수 있다. 예를 들어, 저수분율의 편광 필름을 이용했을 경우에도, 또 투명 보호 필름으로서 투습도가 낮은 재료를 이용했을 경우에도, 본 발명의 접착제는 이들에 대해서 양호한 접착성을 나타내고, 그 결과 치수 안정성이 양호한 편광판을 얻을 수 있다.
경화형 접착제는, 경화성 성분을 함유하지만, 상기 성분에 추가하여, 경화 타입에 따라 라디칼 개시제를 첨가한다. 상기 접착제를 전자선 경화형으로 이용하는 경우에는, 상기 접착제에는 라디칼 개시제를 함유시키는 것은 특별히 필요하지 않지만, 자외선 경화형, 열 경화형으로 이용하는 경우에는 라디칼 개시제가 사용된다. 라디칼 개시제의 사용량은 경화성 성분 100 중량부당, 통상 0.1∼10 중량부 정도, 바람직하게는 0.5∼3 중량부이다.
또 상기 접착제에는, 금속 화합물 필러를 함유시킬 수 있다. 금속 화합물 필러에 의해, 접착층의 유동성을 제어할 수 있고, 막두께를 안정화시켜, 양호한 외관을 가지며, 면내가 균일하여 접착성의 편차가 없는 편광판을 얻을 수 있다.
금속 화합물 필러는, 각종의 것을 이용할 수 있다. 금속 화합물로는, 예를 들어, 알루미나, 실리카, 지르코니아, 티타니아, 규산 알루미늄, 탄산칼슘, 규산 마그네슘 등의 금속 산화물 ; 탄산아연, 탄산발륨, 인산칼슘 등의 금속염 ; 셀라이트, 탤크, 클레이, 카올린 등의 광물을 들 수 있다. 또, 이들 금속 화합물 필러는, 표면 개질된 것을 이용할 수 있다.
금속 화합물 필러의 평균 입자 직경은, 통상, 1∼1000㎚ 정도이며, 1∼500㎚, 또한 10∼200㎚, 또한 10∼100㎚ 인 것이 바람직하다. 금속 화합물 필러의 평균 입자 직경이 상기 범위이면, 접착층 중에 있어서, 금속 화합물을 대략 균일하게 분산시킬 수 있고, 접착성을 확보하고, 또한 양호한 외관으로, 면내의 균일한 접착성을 얻을 수 있다.
금속 화합물 필러의 배합량은, 접착제 성분 100 중량부에 대해서, 100 중량부 이하의 비율로 배합하는 것이 바람직하다. 또 금속 화합물 필러의 배합 비율을 상기 범위로 함으로써, 편광 필름과 투명 보호 필름의 접착성을 확보하면서, 또한 양호한 외관으로, 면내의 균일한 접착성을 얻을 수 있다. 금속 화합물 필러의 배합 비율은, 1∼100 중량부인 것이 바람직하고, 또한 2∼50 중량부, 또한 5∼30 중량부인 것이 바람직하다. 금속 화합물 필러의 배합 비율이, 접착제 성분 100 중량부에 대해서, 100 중량부를 초과하면, 접착제 중에 있어서의 접착제 성분의 비율이 작아져 접착성 면에서 바람직하지 않다. 또한, 금속 화합물 필러의 배합 비율은 특별히 제한되지 않지만, 접착성을 확보하면서, 또한 양호한 외관 으로 면내의 균일한 접착성을 얻기 위해서는, 상기 범위의 하한치로 하는 것이 바람직하다.
또, 접착층 또는 점착층의 형성에는, 무용제 또는 저용제 상태로 부착할 수 있는 드라이 라미네이트법을 바람직하게 이용할 수 있다. 이 드라이 라미네이트법으로는, 종래 공지된 드라이 라미네이트용 접착제 및 부착 방법을 이용하면 좋지만, 본 발명에 추가하여 이 방법을 이용할 수 있다. 이로써, 더욱 줄무늬상의 요철 불균일 등을 저감시키는 효과가 있다.
상기 드라이 라미네이트용 접착제로는, 2 액 경화형 접착제, 2 액 용제형 접착제, 1 액 무용제형 접착제 등을 들 수 있다. 2 액 경화형 접착제로는 아크릴계, 2 액 용제형 접착제로는, 폴리에스테르계, 방향족 폴리에스테르계, 지방족 폴리에스테르계, 폴리에스테르/폴리우레탄계, 폴리에테르/폴리우레탄계, 1 액 무용제형 접착제 (습기 경화형 타입) 로는 폴리에테르/폴리우레탄계 등의 수지를 이용할 수 있다.
상기 접착층 또는 점착층은, 필요하면 적절하게 첨가제를 함유하는 것이어도 된다. 첨가제의 예로는, 카르보닐 화합물 등으로 대표되는 전자선에 의한 경화 속도나 감도를 높이는 증감제, 실란 커플링제, 티탄 커플링제 등의 커플링제, 에틸렌옥시드로 대표되는 접착 촉진제, 투명 보호 필름과의 젖음성을 향상시키는 첨가제, 아크릴록시기 화합물이나 탄화수소계 (천연, 합성 수지) 등으로 대표되고, 기계적 강도나 가공성 등을 향상시키는 첨가제, 자외선 흡수제, 노화 방지제, 염료, 가공 보조제, 이온 트랩제, 산화 방지제, 점착 부여제, 충전제 (금속 화합물 필러 이외), 가소제, 레벨링제, 발포 억제제, 대전 방지할, 내열 안정제, 내가수분해 안정제 등의 안정제 등을 들 수 있다.
상기 편광 필름의 양면에 투명 보호 필름을 접착층 또는 점착층을 개재하여 부착시킴으로써, 편광판을 얻을 수 있지만, 접착층 또는 점착층과, 투명 보호 필름 또는 편광 필름 사이에는 하도층이나 접착 용이 처리층 등을 형성해도 된다.
상기 제조 방법에 의해 형성되는 접착층이 수계 접착제 등에 의해 형성되는 경우에는, 상기 접착층의 두께는, 30∼300㎚ 인 것이 바람직하다. 상기 접착층의 두께는, 더욱 바람직하게는 60∼250㎚ 이다. 한편, 접착층이 경화형 접착제에 의해 형성되는 경우에는, 상기 접착층의 두께는, 0.1∼200㎛ 인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.5∼50㎛, 더욱 바람직하게는 0.5∼10㎛ 이다.
상기 편광판에는, 추가로 적어도 1 층의 각종 광학 기능층을 적층한 광학 필름으로서 이용할 수 있다. 이 광학 기능층으로는, 예를 들어, 하드 코트 처리층이나 반사 방지 처리층, 스티킹 방지 처리층이나, 확산층 또는 안티글레어 처리층 등의 표면 처리층이나, 시각 보상이나 광학 보상 등을 목적으로 한 배향 액정층을 들 수 있다. 또한 편광 변환 소자, 반사판이나 반투과판, 위상차판 (1/2 나 1/4 등의 파장판 (λ판) 을 포함한다), 시각 보상 필름, 휘도 향상 필름 등의 화상 표시 장치 등의 형성에 사용되는 광학 필름을 1 층 또는 2 층 이상 적층한 것도 들 수 있다. 특히 상기 편광판에, 반사판 또는 반투과 반사판이 적층되어 이루어지는 반사형 편광판 또는 반투과형 편광판, 위상차판이 적층되어 이루어지는 타원 편광판 또는 원편광판, 시각 보상층 또는 시각 보상 필름이 적층되는 광시야각 편 광판, 혹은 휘도 향상 필름이 적층되어 이루어지는 편광판이 바람직하게 사용된다.
상기 광학 기능층을 적층하는 경우에는, 일반적으로, 상기 표면 처리층이나 배향 액정층은 편광판 등의 필름 상에 직접 적층하면 되지만, 각종 필름으로 이루어지는 광학 기능층은 상기의 접착층 또는 점착층을 개재하여 적층하는 방법이 바람직하게 사용된다. 이 때의 접착층 또는 점착층으로는, 특히 점착제로 이루어지는 점착층이 바람직하게 사용된다.
점착제로 이루어지는 점착층으로는, 예를 들어, 아크릴계, 실리콘계, 폴리에스테르계, 폴리우레탄계, 폴리에테르계, 고무계 등의 종래에 준한 적절한 점착제로 형성할 수 있다. 이 점착제로는, 흡습에 의한 발포 현상이나 박리 현상의 방지, 열팽창차 등에 의한 광학 특성의 저하나 액정 셀의 휨 방지, 나아가서는 고품질로 내구성이 우수한 화상 표시 장치의 형성성 등의 점에 의해, 흡습률이 낮고 내열성이 우수한 점착층인 것이 바람직하고, 또, 편광판 등의 광학 특성의 변화를 방지하는 점에서, 경화나 건조시에 고온의 프로세스를 필요로 하지 않는 것이고, 장시간의 경화 처리나 건조 시간을 필요로 하지 않는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 편광판이나 광학 필름에는 아크릴계 점착제가 바람직하게 사용된다. 또, 상기 점착제에는 미립자를 첨가하여 광확산성을 나타내는 점착층 등으로 할 수도 있다.
이 접착층 또는 점착층은 필요에 따라 필요한 면에 형성하면 되고, 예를 들어, 본 발명과 같은 편광 필름과 보호 필름으로 이루어지는 편광판에 대해 언급하면, 필요에 따라 편광판의 편면 또는 양면, 즉, 보호 필름에서는 편광 필름과 접착 되는 반대측 면에 접착층 또는 점착층을 형성하면 된다. 이와 같이 광학 기능층을 적층하기 위해서 이용하는 경우의 점착제로 이루어지는 접착층 또는 점착층의 건조 후 두께로는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 일반적으로 1∼500㎛ 정도이며, 5∼200㎛ 가 바람직하고, 10∼100㎛ 인 것이 보다 바람직하다. 접착층 또는 점착층의 두께를 이 범위로 함으로써, 편광판이나 광학 기능층의 치수 거동에 수반하는 응력을 완화시킬 수 있다.
상기 점착제로 이루어지는 점착층이 표면에 노출되는 경우에는, 그 점착층을 실용에 제공하기까지의 오염 방지 등을 목적으로 하여 세퍼레이터로 임시 부착 커버하는 것이 바람직하다. 세퍼레이터는, 상기의 보호 필름 등에 준한 적절한 필름에, 필요에 따라 실리콘계나 장쇄 알킬계, 불소계나 황화 몰리브덴 등의 적절한 박리제에 의한 박리 코트를 형성한 것을 이용하는 것이 바람직하다.
하드 코트 처리는 편광판 표면의 흠집 방지 등을 목적으로 실시되는 것으로서, 예를 들어 아크릴계, 실리콘계 등의 적절하게 자외선 경화형 수지에 의한 경도나 미끄러짐 특성 등이 우수한 경화 피막을 보호 필름의 표면에 부가하는 방식 등으로 형성할 수 있다. 반사 방지 처리는, 편광판 표면에서의 외광의 반사 방지를 목적으로 실시되는 것으로서, 종래에 준한 반사 방지막 등의 형성에 의해 달성할 수 있다. 또, 스티킹 방지 처리는 인접층과의 밀착 방지를 목적으로 실시된다.
안티글레어 처리는 편광판의 표면에서 외광이 반사되어, 편광판 투과광의 시인을 저해하는 것을 방지하는 목적으로 실시되는 것으로서, 예를 들어, 샌드블라스 트 방식이나 엠보싱 가공 방식에 의한 조면화 방식이나 투명 미립자의 배합 방식 등의 적절한 방식으로 보호 필름 표면에 미세 요철 구조를 부여함으로써 형성할 수 있다. 상기 표면 미세 요철 구조를 형성하기 위해서 함유시키는 미립자로는, 예를 들어 평균 입경이 0.5∼50㎛ 의 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화 주석, 산화 인듐, 산화 카드뮴, 산화 안티몬 등으로 이루어지고, 도전성을 갖는 것도 있는 무기계 미립자, 가교 또는 미가교의 폴리머 등으로 이루어지는 유기계 미립자 등의 투명 미립자가 사용된다. 표면 미세 요철 구조를 형성하는 경우, 미립자의 사용량은, 표면 미세 요철 구조를 형성하는 투명 수지 100 중량부에 대해서 일반적으로 2∼70 중량부 정도이다. 안티글레어층은, 편광판 투과광을 확산하여 시각 등을 확대하기 위한 확산층 (시각 확대 기능 등) 을 겸하는 것이어도 된다.
또한, 상기 반사 방지층, 스티킹 방지층, 확산층이나 안티글레어층 등의 광학 기능층은, 편광판에 직접 형성할 수 있는 것 외에 별도로, 편광판과는 별체의 필름으로서 형성할 수도 있다.
반사형 편광판은 편광판에 반사층을 형성한 것으로, 시인측 (표시측) 으로부터의 입사광을 반사시켜 표시하는 타입의 액정 표시 장치 등을 형성하기 위한 것이고, 백라이트 등의 광원을 생략할 수 있어, 액정 표시 장치의 박형화를 도모하는 등의 이점을 갖는다. 반사형 편광판의 형성은, 필요에 따라 보호 필름 등을 통하여 편광판의 편면에 금속 등으로 이루어지는 반사층을 부설하는 방식 등의 적절한 방식으로 실시할 수 있다.
또한, 반투과형 편광판은, 상기에 있어서 반사층에서 광을 반사하고, 또한 투과되는 하프밀러 등의 반투과형 반사층으로 함으로써 얻을 수 있다. 반투과형 편광판은 통상, 액정 셀의 안측에 형성되어, 액정 표시 장치 등을 비교적 밝은 분위기에서 사용하는 경우에는, 시인측 (표시측) 으로부터의 입사광을 반사시켜 화상을 표시하고, 비교적 어두운 분위기에서는, 반투과형 편광판의 백사이드에 내장되어 있는 백라이트 등의 내장 광원을 사용하여 화상을 표시하는 타입의 액정 표시 장치 등을 형성할 수 있다.
편광판에 추가로 위상차판이 적층되는 타원 편광판 또는 원 편광판에 대해서 설명한다. 직선 편광을 타원 편광 또는 원편광으로 바꾸거나 타원 편광 또는 원편광을 직선 편광으로 바꾸거나, 혹은 직선 편광의 편광 방향을 바꾸는 경우에, 위상차판 등이 사용된다. 특히, 직선 편광을 원 편광으로 바꾸거나, 원편광을 직선 편광으로 바꾸거나 하는 위상차판으로는, 이른바 1/4 파장판 (λ/4 판이라고도 한다) 이 사용된다. 1/2 파장판 (λ/2 판이라고도 한다) 은, 통상, 직선 편광의 편광 방향을 바꾸는 경우에 사용된다.
원 편광판은 슈퍼 트위스트 네마틱 (STN) 형 액정 표시 장치의 액정층의 복굴절에 의해 발생한 착색 (파랑 또는 노랑) 을 보상 (방지) 하여, 상기 착색이 없는 흑백 표시하는 경우 등에 유효하게 사용된다. 또한 3 차원의 굴절률을 제어한 것은, 액정 표시 장치의 화면을 경사 방향에서 보았을 때에 발생하는 착색도 보상 (방지) 할 수 있어 바람직하다. 원 편광판은, 예를 들어 화상이 컬러 표시가 되는 반사형 액정 표시 장치의 화상의 색조를 정돈하는 경우 등에 유효하게 이 용되고, 또, 반사 방지의 기능도 갖는다.
위상차판으로는, 폴리머 필름을 1 축 또는 2 축 연신 처리하여 이루어지는 복굴절성 필름, 액정 모노머를 배향시킨 후, 가교, 중합시킨 배향 필름, 액정 폴리머의 배향 필름, 액정 폴리머의 배향층을 필름으로 지지한 것 등 공지된 필름을 들 수 있다.
위상차판은, 예를 들어 각종 파장판이나 액정층의 복굴절에 의한 착색이나 시각 등의 보상을 목적으로 한 것 등의 사용 목적에 따른 적절한 위상차를 갖는 것이면 되고, 2 종 이상의 위상차판을 적층하여 위상차 등의 광학 특성을 제어한 것 등이어도 된다.
시각 보상 필름은, 액정 표시 장치의 화면을, 화면에 수직이 아니고 약간 기운 방향에서 본 경우라도, 화상이 비교적 선명히 보이도록 시야각을 넓히기 위한 필름이다. 액정 셀에 의한 위상차에 기초하는 시인각의 변화에 의한 착색 등의 방지나 양호한 시인의 시야각 확대 등을 목적으로 한 적절한 것을 이용할 수 있다. 또, 양호한 시인의 넓은 시야각을 달성하는 점 등에서, 액정 폴리머의 배향층, 특히 디스코틱 액정 폴리머의 경사 배향층으로 이루어지는 광학적 이방성층을 트리아세틸 셀룰로오스 필름으로 지지한 광학 보상 위상차판이 바람직하게 이용될 수 있다.
편광 변환 소자로는, 예를 들어, 이방성 반사형 편광 소자나 이방성 산란형 편광 소자 등을 들 수 있다. 예를 들어, 닛토 전공 제조의 PCF 시리즈나 3M 사 제조의 DBEF 시리즈 등을 들 수 있다. 또, 이방성 반사형 편광 소자로서 반사 형 그리드 편광자도 바람직하게 이용할 수 있다. 그 예로는, Moxtek 제조의 Micro Wires 등을 들 수 있다. 한편, 이방성 산란형 편광 소자로는, 예를 들어, 3M 사 제조의 DRPF 등을 들 수 있다.
편광판과 휘도 향상 필름을 부착시킨 편광판은, 통상 액정 셀의 안쪽 사이드에 형성되어 사용된다. 휘도 향상 필름은, 액정 표시 장치 등의 백라이트나 안측으로부터의 반사 등에 의해 자연광이 입사되면 소정 편광축의 직선 편광 또는 소정 방향의 원편광을 반사시키고, 다른 광은 투과하는 특성을 나타내는 것으로, 휘도 향상 필름을 편광판과 적층한 편광판은, 백라이트 등의 광원으로부터의 광을 입사시켜 소정 편광 상태의 투과광을 얻음과 함께, 상기 소정 편광 상태 이외의 광은 투과시키지 않고 반사된다. 이 휘도 향상 필름 면에서 반사된 광을 다시 그 안측에 형성된 반사층 등을 개재하여 반전시켜 휘도 향상 필름에 재입사시키고, 그 일부 또는 전부를 소정 편광 상태의 광으로서 투과시켜 휘도 향상 필름을 투과시키는 광의 증량을 도모함과 함께, 편광 필름에 흡수시키기 어려운 편광을 공급하여, 액정 화상 표시 등에 이용할 수 있는 광량의 증대를 도모함에 따라 휘도를 향상시킬 수 있는 것이다.
또, 본 발명의 편광판은, 상기의 편광 분리형 편광판과 같이, 편광판과 2 층 또는 3 층 이상의 광학 기능층을 적층한 것으로 이루어져 있어도 된다. 따라서, 상기의 반사형 편광판이나 반투과형 편광판과 위상차판을 조합한 반사형 타원 편광판이나 반투과형 타원 편광판 등이어도 된다.
편광판에 상기 광학 기능층을 적층한 광학 필름은, 액정 표시 장치 등의 제 조 과정에서 순차 별개로 적층하는 방식으로도 형성할 수 있지만, 미리 적층하여 광학 필름으로 한 것은, 품질의 안정성이나 조립 작업 등이 우수하고 액정 표시 장치 등의 제조 공정을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 적층에는 접착층 등의 적절한 접착 수단을 이용할 수 있다. 상기의 편광판과 다른 광학 기능층을 접착할 때에는, 그들 광학축은 목적으로 하는 위상차 특성 등에 따라 적절한 배치 각도로 할 수 있다.
또한, 상기의 편광판, 광학 기능층이나 접착제, 점착층 등의 각 층은, 예를 들어, 살리실산 에스테르계 화합물이나 벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물이나 시아노 아크릴레이트계 화합물, 니켈 착염계 화합물 등의 자외선 흡수제로 처리하는 방식 등의 적절한 방식에 의해 자외선 흡수능을 갖게한 것이어도 된다.
본 발명에 의한 편광판은 액정 표시 장치 (LCD), 일렉트로 루미네선스 표시 장치 (ELD) 등의 화상 표시 장치의 형성에 바람직하게 이용할 수 있다.
편광판은 액정 표시 장치의 형성 등에 바람직하게 이용할 수 있고, 예를 들어, 액정 셀의 편측 혹은 양측으로 편광판을 배치하여 이루어지는 반사형이나 반투과형, 혹은 투과·반사 양용형 등의 액정 표시 장치에 이용할 수 있다. 액정 셀 기판은, 플라스틱 기판, 유리 기판 중 어느 하나이어도 된다. 액정 표시 장치를 형성하는 액정 셀은 임의이며, 예를 들어 박막 트랜지스터 형태로 대표되는 액티브 매트릭스 구동형인 것, 트위스트 네마틱형나 슈퍼 트위스트 네마틱형으로 대표되는 단순 매트릭스 구동형인 것 등 적절한 타입의 액정 셀을 이용한 것이어도 좋다.
또, 액정 셀의 양측으로 편광판이나 광학 필름을 형성한 경우, 그들은 동일한 것이어도 되고, 상이해도 된다. 또한 액정 표시 장치를 형성할 때에는, 예를 들어 프리즘 어레이 시트나 렌즈 어레이 시트, 광확산판이나 백라이트 등의 적절한 부품을 적절한 위치에 1 층 또는 2 층 이상 배치할 수 있다.
실시예
이하에 실시예 및 비교예를 이용하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예 및 비교예에 의해 한정되는 것은 아니다.
(편광 필름의 수분율 측정 방법)
얻어진 편광 필름으로부터, 180㎜×500㎜ 의 샘플을 잘라내어, 그 초기 중량 (W(g)) 을 측정하였다. 그 샘플을 120℃ 의 건조기 내에서 2 시간 방치한 후, 건조 후 중량 (D(g)) 을 측정하였다. 이들 측정치로, 하기 식에 의해 수분율을 구하였다.
수분율 (%)={(W-D)/W}×100
(편광 필름의 제작)
두께 75㎛ 의 폴리비닐알코올 필름 ((주) 쿠라레 제조 : VF-PS7500, 폭 10 00㎜) 을 이용하여, 30℃ 의 순수 중에 60 초간 침지하면서 연신 배율 2.5 배까지 연신하고, 30℃ 의 요오드 수용액 (중량비 : 순수/요오드 (I)/요오드화 칼륨 (KI)=100/0.01/1) 중에서 45 초간 염색하고, 4 중량% 붕산 수용액 중에서 연신 배율이 5.8 배가 되도록 연신하여, 순수 중에 10 초간 침지한 후, 필름의 장력을 유지한 채로 40℃ 에서 3 분간 건조시켜 편광 필름을 얻었다. 이 편광 필름의 두 께는 25㎛, 수분율은 30 중량% 이었다.
(접착층이 부착된 투명 보호 필름의 작성)
PVA 수지 (일본 합성 화학 공업 (주) 제조 : 고세놀) 100 중량부와 가교제(다이닛폰 잉크 화학 공업 (주) 제조 : 워터졸) 35 중량부를 순수 3760 중량부 중에 용해시켜 접착제를 조제하였다. 이 접착제를, 두께 80㎛ 의 트리아세틸 셀룰로오스 (TAC) 필름 (후지 사진 필름사 제조 : UZ-80T, 수분율 1.4 중량%) 의 편면측에 슬롯 다이로 도포 후, 85℃ 에서 1 분간 건조시켜, 두께 0.1㎛ 의 접착층을 갖는, 접착층이 부착된 TAC 필름을 얻었다.
실시예 1
(편광판의 제작)
도 1 에 나타내는 방법으로, 편광판을 제작하였다. 수지 필름 (A) 에는 상기 편광 필름을 이용하고, 제 1 투명 필름 (B1) 및 제 2 투명 필름 (B2) 에는 상기 접착층이 부착된 TAC 필름을 이용하였다. 접착층이 부착된 TAC 필름은, TAC 필름측이 제 1 금속 롤 (b1), 제 2 금속 롤 (b2) 측이 되도록 반송하였다. 제 1 금속 롤 (b1), 제 2 금속 롤 (b2) 로서 직경 200㎜ 의 철 롤을 이용하였다. 제 1 탄성 롤 (a1), 제 2 탄성 롤 (a2) 로서 철심의 주위에 고무층 (경도 90도, 두께 3㎜) 을 갖는 구성의 직경 200㎜ 의 롤을 이용하였다.
제 1 탄성 롤과 제 1 금속 롤의 롤간에, 편광 필름과 접착층이 부착된 TAC 필름을 반송하여, 이들을 압착하고, 편광 필름의 편면에 TAC 필름을 부착시켜 적층 필름(도 1 의 적층 필름 (L1)) 을 얻었다. 이 때, 제 1 탄성 롤과 제 1 금속 롤의 라미네이트 압력은 3.5MPa 이며, 제 1 탄성 롤은 제 1 금속 롤과의 가압에 의해 오목 변형되었다. 도 2A 에 나타내는 바와 같은, 오목 단부 지점 (x1) 을 확인하였다. 편광 필름은, 제 1 탄성 롤의 변형 오목 단부 지점에 있어서의 접선 (y1) 과 편광 필름의 반송선이 이루는 각도 (θ1a) 가 -11.1°가 되도록 반송하였다. 한편, 제 1 투명 필름은, 오목 단부 지점 (x1) 과 제 1 투명 필름의 반송선이 이루는 각도 (θ1b) 가 +94°가 되도록 반송하였다. 또한, 상기 각도는, 접선 (y1) 을 기준으로 하여, 우회전을 (+), 좌회전을 (-) 로 하는 각도이다.
그 후, 적층 필름을 권취하지 않고, 제 2 탄성 롤과 제 2 금속 롤의 롤간에, 적층 필름과 접착층부의 TAC 필름을 반송하여, 이들을 압착하고, 편광 필름의 양면에 TAC 필름을 부착시킨 편광판 (도 1 의 다층 적층 필름 (L2) 에 상당) 을 얻었다. 이 때, 제 2 탄성 롤과 제 2 금속 롤의 라미네이트 압력은 3.5MPa 이며, 제 2 탄성 롤은 제 2 금속 롤과의 가압에 의해 오목 변형하였다. 도 2B 에 나타내는 바와 같이, 오목 단부 지점 (x2) 을 확인하였다. 적층 필름은, 제 2 탄성 롤의 변형 오목 단부 지점에 있어서의 접선 (y2) 과 적층 필름의 반송선이 이루는 각도 (θ2a) 가, +11.1°가 되도록 반송하였다. 한편, 제 2 투명 필름은, 오목 단부 지점 (x2) 과 제 2 투명 필름의 반송선이 이루는 각도 (θ2b) 가, -94°가 되도록 반송하였다. 또한, 상기 각도는, 접선 (y2) 을 기준으로 하여, 우회전을 (+), 좌회전을 (-) 로 하는 각도이다.
상기에 있어서, 각 필름의 반송 속도는, 30m/분이었다. 또한, 상기에서 얻어진 편광판은, 부착 후에 80℃ 에서 2 분간 건조시켰다.
실시예 2∼18
실시예 1 에 있어서, 접선 (y1) 에 대한 각 필름의 반송선이 이루는 각도 (θ1a), (θ1b), 접선 (y2) 에 대한 각 필름의 반송선이 이루는 각도 (θ2a), (θ2b) 또는 라미네이트 압력을 표 1 에 나타내는 바와 같이 바꾼 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 편광판을 얻었다.
실시예 19
실시예 16 에 있어서, 제 1 및 제 2 탄성 롤의 고무층의 경도를 65 도인 것에 바꾼 것 이외에는 실시예 16 과 동일하게 하여 편광판을 얻었다.
실시예 20
실시예 16 에 있어서, 제 1 및 제 2 탄성 롤의 고무층의 경도를 75 도인 것으로 바꾼 것 이외에는 실시예 16 과 동일하게 하여 편광판을 얻었다.
비교예 1∼9
실시예 1 에 있어서, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 도 1 의 방법으로 바꾸고, 도 3∼6 에 기재된 방법을 채용하여, 각 롤과 각 필름의 관계를 변화시킨 것, 접선 (y1) 에 대한 각 필름의 반송선이 이루는 각도 (θ1a), (θ1b), 접선 (y2) 에 대한 각 필름의 반송선이 이루는 각도 (θ2a), (θ2b) 또는 라미네이트 압력을 표 1 에 나타내는 바와 같이 바꾼 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 편광판을 얻었다.
실시예 및 비교예에서 제작한 편광판에 대하여, 하기 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타내었다.
(기포의 확인)
얻어진 편광판으로부터 500㎜×300㎜ 의 샘플을 잘라내어, 편광 필름과 TAC 필름 사이의 기포의 수를 확인하였다.
Figure 112007050900139-PAT00002
표 1 중, *1 : 편광 필름과 제 1 금속 롤의 사이에 기포가 끼여들어 반송되어, 기포의 요철 흔적이 생긴 편광판으로 된 것, *2 : 정확한 선압을 조제 (調製) 하지 못하고, 주름이 생긴 편광판으로 된 것을 나타낸다.
상기 표 1 의 결과로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의하면, 수지 필름 (편광 필름) 과 투명 필름 (투명 보호 필름) 사이에 발생하는 기포를 억제하여, 다층 적층 필름을 제조할 수 있다. 또, 실시예 1∼7 과 실시예 8∼15 의 비교로부터, 접선 (y1) 에 대한 각 필름의 반송선이 이루는 각도 (θ1a), (θ1b), 접선 (y2) 에 대한 각 필름의 반송선이 이루는 각도 (θ2a), (θ2b) 를 제어함으로써 보다 기포를 억제할 수 있다.
상기 본 발명의 다층 적층 필름의 제조 방법에서는, 축차 라미네이트법을 채용함과 함께, 각 필름의 부착에는, 탄성 롤과 금속 롤을 조합한 한 쌍의 롤을 이용하고 있다. 그리고, 수지 필름과 투명 필름을 부착할 때에는, 또 수지 필름과 투명 필름을 부착시킨 적층 필름에 있어서의 수지 필름측과 투명 필름을 부착할 때에는, 모두, 투명 필름이 금속 롤측이 되도록 통과시키고 있다. 이러한 롤의 조합에 의해, 함수 (含水) 하는 수지 필름에는 금속 롤이 접촉하지 않게 되고, 또한, 탄성 롤의 탄성력에 의해, 수지 필름과 투명 필름이 부착되기 때문에, 수지 필름과 투명 필름 사이에 발생하는 기포를 억제하여, 다층 적층 필름을 제조할 수 있다. 또, 주름이 발생하거나 줄무늬상의 요철 불균일이 발생하거나 하는 것도 억제할 수 있다.
상기 본 발명의 다층 적층 필름의 제조 방법에 있어서, 수지 필름의 반송 각도 (θ1a) 와 제 1 투명 필름의 반송 각도 (θ1b) 가, 제 1 탄성 롤의 변형 오목 단부 지점에 있어서의 접선에 대해서 역방향이 되도록 함으로써, 또, 적층 필름의 반송 각도 (θ2a) 와 제 2 투명 필름의 반송 각도 (θ2b) 가, 제 2 탄성 롤의 변형 오목 단부 지점에 있어서의 접선에 대해서 역방향이 되도록, 반송되는 각 필름의 각도를 제어함으로써, 수지 필름과 제 1 투명 필름의 최초의 접촉 시기 또는 적층 필름과 제 2 투명 필름의 최초의 접촉 시기와, 각각의 필름이 롤에 의해 압착되는 시기의 시간을 짧게 제어할 수 있어, 수지 필름과 투명 필름 사이에 발생하는 기포를 보다 억제할 수 있다.
상기 다층 적층 필름의 제조 방법은, 수지 필름으로서 편광 필름을 이용하고, 투명 필름으로서 편광 필름용의 투명 보호 필름을 이용하여, 편광판을 제조하는 방법에 있어서 적합하고, 각 필름 사이에 기포의 발생이 없고, 또 주름의 발생이나 줄무늬상의 요철 불균일이 없는 외관이 양호한 편광판을 얻을 수 있다. 이러한 편광판은, 면내 균일성이 우수하고 고해상도이며, 또한 고콘트라스트 액정 표시 장치 (LCD), 일렉트로 루미네선스 표시 장치 (ELD) 등의 화상 표시 장치를 실현할 수 있다.

Claims (9)

  1. 수분율 10∼60 중량% 의 수지 필름의 양면에, 수분율 0.5∼5 중량% 의 제 1 투명 필름 및 제 2 투명 필름을 접착층 또는 점착층을 개재하여 부착하는 다층 적층 필름의 제조 방법에 있어서,
    수지 필름과 제 1 투명 필름을, 제 1 금속 롤과 제 1 탄성 롤의 한 쌍의 롤간을 제 1 투명 필름이 제 1 금속 롤측이 되도록 통과함으로써 압착시켜 적층 필름을 형성한 후,
    당해 적층 필름을 권취하지 않고, 당해 적층 필름과 제 2 투명 필름을, 제 2 금속 롤과 제 2 탄성 롤의 한 쌍의 롤간을 제 2 투명 필름이 제 2 금속 롤측에 되도록 통과함으로써 압착시켜 다층 적층 필름을 형성하는 것을 특징으로 하는 다층 적층 필름의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 금속 롤 및 제 2 금속 롤 중 적어도 어느 하나가, 철 롤 또는 스테인리스 롤인 것을 특징으로 하는 다층 적층 필름의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제 1 탄성 롤 및 제 2 탄성 롤은, 모두, 금속제의 심부에 고무층 또는 수지층으로 코팅된 탄성 롤인 것을 특징으로 하는 다층 적층 필름의 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    제 1 탄성 롤 및 제 2 탄성 롤은, 고무층 또는 수지층의 경도가, 70 이상 100 이하인 것을 특징으로 하는 다층 적층 필름의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    제 1 탄성 롤의 변형 오목 단부 지점에 있어서의 접선과 수지 필름의 반송선이 이루는 각도 (θ1a) 와,
    제 1 탄성 롤의 변형 오목 단부 지점에 있어서의 접선과 제 1 투명 필름의 반송선이 이루는 각도 (θ1b) 가,
    제 1 탄성 롤의 변형 오목 단부 지점에 있어서의 접선에 대해서 역방향에 있는 것을 특징으로 하는 다층 적층 필름의 제조 방법.
    단, 제 1 탄성 롤의 변형 오목 단부 지점은, 제 1 탄성 롤이, 제 1 금속 롤에 의해 접촉 가압됨으로써 발생하는, 제 1 탄성 롤의 변형 오목부에 있어서의, 제 1 탄성 롤과 제 1 금속 롤의 최초의 접촉점을 말한다.
    수지 필름의 반송선은, 수지 필름과 제 1 탄성 롤의 최초의 접촉점에 있어서의 접선을 말한다.
    제 1 투명 필름의 반송선은, 제 1 투명 필름과 제 1 금속 롤의 최초의 접촉점에 있어서의 접선을 말한다.
  6. 제 1 항에 있어서,
    수지 필름을, 제 1 금속 롤과 제 1 탄성 롤의 한 쌍의 롤간에 반송하기 전에, 제 1 탄성 롤의 변형 오목 단부 지점에 있어서의 접선과 수지 필름의 반송선이 이루는 각도 (θ1a) 를 변경하는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 다층 적층 필름의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    제 2 탄성 롤의 변형 오목 단부 지점에 있어서의 접선과 적층 필름의 반송선이 이루는 각도 (θ2a) 와,
    제 2 탄성 롤의 변형 오목 단부 지점에 있어서의 접선과 제 2 투명 필름의 반송선이 이루는 각도 (θ2b) 가,
    제 2 탄성 롤의 변형 오목 단부 지점에 있어서의 접선에 대해서 역방향에 있는 것을 특징으로 하는 다층 적층 필름의 제조 방법.
    단, 제 2 탄성 롤의 변형 오목 단부 지점은, 제 2 탄성 롤이, 제 2 금속 롤에 의해 접촉 가압됨으로써 발생하는, 제 2 탄성 롤의 변형 오목부에 있어서의, 제 2 탄성 롤과 제 2 금속 롤의 최초의 접촉점을 말한다.
    적층 필름의 반송선은, 적층 필름과 제 2 탄성 롤의 최초의 접촉점에 있어서의 접선을 말한다.
    제 2 투명 필름의 반송선은, 제 2 투명 필름과 제 2 금속 롤의 최초의 접촉점에 있어서의 접선을 말한다.
  8. 제 1 항에 있어서,
    적층 필름을, 제 2 금속 롤과 제 2 탄성 롤의 한 쌍의 롤간에 반송되기 전에, 제 2 탄성 롤의 변형 오목 단부 지점에 있어서의 접선과 적층 필름의 반송선이 이루는 각도 (θ2a) 를 변경하는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 다층 적층 필름의 제조 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 금속 롤과 제 1 탄성 롤간의 라미네이트 압력 및 제 2 금속 롤과 제 2 탄성 롤간의 라미네이트 압력의 적어도 어느 하나가 2MPa 이상 5MPa 이하인 것을 특징으로 하는 다층 적층 필름의 제조 방법.
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