KR20110108297A

KR20110108297A - 편광판

Info

Publication number: KR20110108297A
Application number: KR1020110026666A
Authority: KR
Inventors: 유우헤이 이노꾸찌; 히로아끼 다까하따; 아쯔시 히고
Original assignee: 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2011-10-05
Also published as: CN102200607A; TW201137001A; JP2011203641A; CN102200607B

Abstract

본 발명은 폴리비닐알코올계 수지 필름과, 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름에 흡착 배향한 2색성 색소를 갖는 편광 필름, 및 상기 편광 필름의 적어도 한쪽면에 접착층을 통해 접합된 투명 보호 필름을 구비하며, 상기 편광 필름의 연신축과 직교하는 방향의 수축력을 X로 하고, 상기 투명 보호 필름의 상기 편광 필름의 연신축과 직교하는 방향과 동일한 방향의 수축력을 Y로 한 경우 하기 (1)의 관계식을 충족시키는 편광판을 제공한다.

Description

편광판 {A POLARIZING PLATE}

본 발명은 내구성이 우수한 편광판에 관한 것이다.

편광판은 통상 2색성 색소가 흡착 배향한 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 편광 필름의 한쪽면 또는 양면에 접착제층을 통해 투명 수지 필름, 예를 들면 트리아세틸셀룰로오스로 대표되는 셀룰로오스계 수지 필름을 적층한 구성으로 되어 있다. 이를, 필요에 따라 다른 광학 필름을 통해 액정셀에 점착제로 접합시켜, 액정 표시 장치의 구성 부품으로 한다.

편광 필름의 제조 방법으로서, 예를 들면 일본 특허 공개 (평)10-153709호 공보(특허문헌 1)에는, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 물에 침지하여 팽윤시킨 후 요오드로 염색하고, 이어서 연신하고, 추가로 요오드를 정착시키기 위해서 붕산 처리(바꾸어 말하면, 가교에 의한 내수화 처리)하고 수세한 후 건조하는 방법이 기재되어 있다. 물에 의한 팽윤 처리는 염색에 앞서서 필름을 균일하게 팽윤시키며, 염색 시간의 단축, 염색 불균일의 개선 등을 목적으로 행해진다. 이 때, 염색 불균일 등 측면에서, 특허문헌 1에서는 팽윤 처리욕에 붕산을 함유시키고 있다. 또한, 이 특허문헌 1에서는 염색 후에 붕산을 포함하는 수용액에 필름을 침지하여 연신을 행하고, 그 후 추가로 붕산 수용액에 침지하고, 가교에 의한 내수화 처리(이 문헌에서는, 정착 내지 고정이라 함)를 행하고 있다.

일본 특허 공개 (평)7-198939호 공보(특허문헌 2)에는, 우수한 광학 특성을 가지며, 내습열성도 높은 편광판의 제조를 목적으로, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 2색성 색소를 흡착시킨 후, 붕소 화합물을 함유시키는 공정을 2개 이상 설치하고, 각각의 공정에서 붕소계 화합물 농도가 상이한 처리액에 침지함으로써, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 총 중량에 대하여 붕소 원자를 4.5 중량％ 내지 7.0 중량％ 함유시킨 편광 필름을 제조하는 방법이 기재되어 있다.

편광판의 수축력에 관련된 기술로서, 예를 들면 일본 특허 공개 제2003-185845호 공보(특허문헌 3)에는, 편광 필름의 적어도 한쪽면에 투명 수지 필름이 적층된 편광판에 대해서, 60 ℃에서 1 시간 동안 방치함으로써 발생하는 수축력이 8 N/10 mm 폭 이하가 되도록 조정하는 것이 기재되어 있다.

또한, 예를 들면 일본 특허 공개 제2004-245925호(특허문헌 4)에는, 편광판의 접착제로서 에폭시 화합물을 함유하는 무용제의 활성 에너지선 경화성 조성물의 경화물이 바람직하다는 것이 기재되어 있다.

편광 필름의 내구성을 평가하는 시험으로서, 편광판을 유리판이나 액정 패널에 접합한 상태에서 시험조에 고온의 공기를 순환시키고, 시험조 내를 70 ℃에서 약 1 시간 동안 방치한 후, 시험조에 저온의 공기를 순환시켜 시험조 내를 -35 ℃에서 약 1 시간 동안 방치하는 조작을 반복하는 히트 사이클 시험이 해당 분야에서 종래부터 행해지고 있다. 이와 같이 고온에 노출되는 상태와 저온에 노출되는 상태를 각각 1 시간마다 합계 200 사이클 반복하는 히트 사이클 시험에 가하면, 편광 필름의 연신 방향을 따라서 파단이 발생하는 경우가 있었다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 그의 목적으로 하는 것은 히트 사이클 시험에서 파단하지 않는 내구성이 우수한 편광판을 제공하는 것이다.

본 발명은 폴리비닐알코올계 수지 필름과, 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름에 흡착 배향한 2색성 색소를 갖는 편광 필름, 및 상기 편광 필름의 적어도 한쪽면에 접착층을 통해 접합된 투명 수지 필름을 구비하는 편광판으로서, 상기 편광 필름의 연신축과 직교하는 방향의 수축력을 X로 하고, 상기 투명 수지 필름의 상기 편광 필름의 연신축과 직교하는 방향의 수축력을 Y로 한 경우 하기 (1)의 관계식을 충족시킨다.

본 발명의 편광판에서, 상기 편광 필름은 붕소를 2.5 중량％ 내지 4.9 중량％ 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 편광판에서의 상기 투명 수지 필름은 20 ℃에서의 크실렌 가용분이 1 중량％ 이하인 폴리프로필렌계 수지 필름인 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 편광판에서의 상기 투명 수지 필름은 시클로올레핀계 수지로 형성된 위상차 필름이고, 면내의 위상차가 40 nm 내지 100 nm이며, 두께 방향의 위상차가 80 nm 내지 300 nm인 것도 바람직하다.

또한, 본 발명의 편광판에서의 상기 투명 수지 필름은 셀룰로오스계 수지 또는 폴리에스테르계 수지 필름인 것도 가능하다.

본 발명의 편광판에서의 상기 접착층은 에폭시 화합물을 함유하는 활성 에너지선 경화성 조성물의 경화물일 수 있다.

또한 본 발명의 편광판에서의 상기 접착층은 폴리비닐알코올계 수지 또는 우레탄계 수지를 포함하는 조성물의 경화물일 수도 있다.

또한, 상기 X는 상기 연신축 방향을 단변으로 하는 2 mm×8 mm 크기의 상기 편광 필름의 샘플을, 상기 연신축과 직교하는 방향의 치수를 일정하게 유지한 상태에서 23 ℃에서 80 ℃로 가열하고, 그 후 200 분간 유지했을 때에 상기 편광 필름의 샘플에 발생하는 상기 연신축과 직교하는 방향의 힘이고,

상기 Y는 상기 연신축 방향을 단변으로 하는 2 mm×8 mm 크기의 상기 투명 수지 필름의 샘플을, 상기 연신축과 직교하는 방향의 치수를 일정하게 유지한 상태에서 23 ℃에서 80 ℃로 가열하고, 그 후 200 분간 유지했을 때에 상기 투명 수지 필름의 샘플에 발생하는 상기 연신축과 직교하는 방향의 힘인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 히트 사이클 시험에서 파단하지 않는 내구성이 우수한 편광판을 제공할 수 있다.

도 1은 실시예 1 내지 6, 비교예 1 내지 3의 히트 사이클 시험 결과를 나타내는 그래프이고, 횡축은 편광 필름의 연신축과 직교하는 방향의 수축력(N), 종축은 투명 수지 필름의 편광 필름의 연신축과 직교하는 방향과 동일한 방향의 수축력(N)이다.

<편광판>

본 발명의 편광판은 폴리비닐알코올계 수지 필름과, 이 필름에 흡착 배향한 2색성 색소를 갖는 편광 필름, 및 상기 편광 필름의 적어도 한쪽면에 접착층을 통해 접합된 투명 수지 필름을 구비하는 편광판이다. 그리고, 상기 편광 필름의 연신축과 직교하는 방향의 수축력을 X로 하고, 상기 편광 필름의 적어도 한쪽면에 적층된 투명 수지 필름의 상기 편광 필름의 연신축과 직교하는 방향과 동일한 방향의 수축력을 Y로 한 경우에 하기 (1)의 관계식을 충족시킨다.

이 (1)의 관계식은 후술하는 실시예 1, 4, 5 및 6에 대해서, 상기에서 정의한 편광 필름의 수축력 X를 횡축, 투명 수지 필름의 수축력 Y를 종축으로 하여 플로팅하고, 이들 예에서의 수축력의 관계가 거의 한계값이 되도록 근사한 2차 곡선을 구함으로써 결정된 것이다. X, Y의 단위는 서로 동일한 힘의 단위이면 되고, 예를 들면 각각 N이다.

본 발명의 편광판에서, 투명 수지 필름은 접착층을 통해 상술한 본 발명의 편광 필름 중 어느 한쪽면에만 접합될 수도 있고, 양면에 접합될 수도 있다. 본 발명의 편광판에서, 편광 필름의 양면에 투명 수지 필름이 접착되는 경우, 그의 양쪽이 상술한 관계식을 충족시키도록 구성될 수도 있고, 한쪽 투명 수지 필름만이 상술한 관계식을 충족시키도록 구성될 수도 있지만, 양쪽이 상술한 관계식을 충족시키도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명의 편광판은 후술하는 실시예에서 실증된 바와 같이, 히트 사이클 시험에서 파단하지 않는 우수한 내구성을 갖는 것이다.

(편광 필름)

본 발명에서의 편광 필름에 이용되는 폴리비닐알코올계 수지 필름은, 구체적으로는 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화한 것이다. 폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는 85 몰％ 이상, 바람직하게는 90 몰％ 이상, 보다 바람직하게는 99 몰％ 내지 100 몰％이다. 폴리아세트산비닐계 수지에는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 이외에, 아세트산비닐과 그것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등이 있다. 아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로는, 예를 들면 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류, 불포화 아민류 등을 들 수 있다.

폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는, 통상 1000 내지 10000, 바람직하게는 1500 내지 5000이다. 이들 폴리비닐알코올계 수지는 변성될 수도 있고, 예를 들면 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈, 폴리비닐부티랄 등도 사용할 수 있다.

본 발명에서의 편광 필름은, 상술한 바와 같은 폴리비닐알코올계 수지 필름에 2색성 색소가 흡착 배향하고 있다. 2색성 색소로는, 예를 들면 요오드, 2색성 염료 등이 이용된다. 2색성 염료에는, 예를 들면 C.I. 다이렉트 레드 39 등의 디스아조 화합물, 트리스아조, 테트라키스아조 등의 화합물이 포함된다. 이러한 2색성 색소는 편광 필름을 제조할 때 종래 공지된 처리인 2색성 색소를 포함하는 처리욕 중에서 폴리비닐알코올계 수지 필름을 염색 처리함으로써 폴리비닐알코올계 수지 필름에 흡착 배향시킬 수 있다(상세에 대해서는 후술).

본 발명에서의 편광 필름은 붕소의 함유량이 2.5 중량％ 내지 4.9 중량％의 범위 내인 것이 바람직하고, 3 중량％ 내지 3.9 중량％의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 붕소의 함유량이 2.5 중량％ 미만인 경우에는 충분한 내수성이 얻어지지 않으며, 붕소의 함유량이 4.9 중량％를 초과하는 경우에는 편광판화하여 히트 사이클 시험을 행했을 때, 편광 필름의 연신 방향으로 파단이 발생하기 쉬워진다. 내수성을 유효하게 발현시키면서 히트 사이클 시험에서의 파단을 억제하기 위해서는, 편광 필름에서의 붕소의 함유량을 3 중량％ 내지 3.9 중량％, 또한 3.4 중량％ 내지 3.9 중량％의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 또한, 편광 필름에서의 붕소의 함유량은, 예를 들면 고주파 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma: ICP) 발광 분광 분석법에 의해, 편광 필름의 중량에 대한 붕소의 중량분률(％)로서 산출할 수 있다. 붕소는 편광 필름 중에 붕산 또는 그것이 폴리비닐알코올의 유닛과 가교 구조를 형성한 상태로 존재한다고 생각되지만, 여기서 말하는 붕소의 함유량은 붕소 원자 (B)로서의 값이다.

또한 본 발명에서의 편광 필름은, 연신축과 직교하는 방향의 수축력이 낮은 것이 바람직하고, 편광 필름의 수축력 X(후술)는 실용적으로는 0.1 N 내지 2.8 N의 범위 내인 것이 바람직하다. 해당 편광 필름의 수축력 X가 2.8 N을 초과하는 경우에는, 편광판화하여 히트 사이클 시험을 행했을 때, 편광 필름의 연신 방향으로 파단이 발생하기 쉬워진다. 이 수축력은 이상적으로는 0이지만, 이 수축력을 0으로 하는 것은 어렵기 때문에, 본 발명의 편광 필름의 수축력 X는 실용적으로는 0.1 N 내지 2.8 N의 범위 내인 것이 바람직하다. 또한 적어도 한쪽면에 적층된 투명 수지 필름의 수축력이 상대적으로 편광 필름의 수축력을 완화시키고 있는 것도 내구성에는 유효하다.

또한, 상기 연신축과 직교하는 방향의 수축력 X는 이하와 같이 측정할 수 있다. 우선, 연신축 방향을 단변으로 하여 2 mm×8 mm 크기의 편광 필름의 측정 샘플을 편광 필름으로부터 잘라낸다. 그리고, 열기계 분석 장치(Thermo-Mechanical Analyzer: TMA)에 의해, 해당 측정 샘플의 길이 8 mm 방향의, 즉 연신축과 직교하는 방향의 치수를 일정하게 유지한 상태에서, 수축력이 가해지지 않는 23 ℃의 상태에서 80 ℃로 가열하고, 그 후 200 분간 유지했을 때에 측정 샘플에 발생하는, 길이 8 mm 방향의 수축력을 수축력 X로 한다. 열기계 분석 장치(TMA)의 시판품으로서, 예를 들면 에스아이아이 나노테크놀로지(주)로부터 판매되고 있는 EXSTAR-6000을 들 수 있다. 또한, 투명 수지 필름과 접합시키기 전의 편광 필름으로부터 상기 샘플을 취하는 것이 바람직하지만, 편광 필름과 투명 수지 필름과 접합시킨 편광판으로부터 접착층 및 투명 수지 필름을 제거하여 편광 필름을 얻고, 이 편광 필름으로부터 상기 샘플을 잘라내어도 측정 가능하다.

본 발명에서의 편광 필름은 두께에 대해서는 특별히 제한되지 않으며, 통상 1 ㎛ 내지 50 ㎛이다.

본 발명에서의 편광 필름은, 예를 들면 폴리비닐알코올계 수지 필름을 팽윤 처리 공정, 염색 처리 공정 및 붕산 처리 공정의 순서로 처리하고, 또한 이들 처리 공정 중 적어도 하나의 공정에서 1축 연신하는 방법으로 바람직하게 제조할 수 있다. 팽윤 처리 공정과 염색 공정 사이에 수침지 공정을 설치할 수도 있다. 본 발명에서의 편광 필름은, 상기 붕산 처리 공정에서, 물 100 중량부에 대하여 붕산을 2 중량부 내지 5 중량부 포함하는 수용액 내에서 50 ℃ 내지 70 ℃의 온도에서 행해지는 제1 붕산 처리와, 제1 붕산 처리에 이용한 수용액보다도 붕산 농도가 낮은 수용액 내에서 제1 붕산 처리보다도 낮은 온도에서 행해지는 제2 붕산 처리를 행함으로써 유리하게 제조할 수 있다.

(1) 팽윤 처리 공정

팽윤 처리 공정에서는, 우선 편광 필름의 원반이 되는 폴리비닐알코올계 수지 필름의 미연신 필름에 팽윤조로 팽윤 처리를 실시한다. 이 폴리비닐알코올계 수지 필름의 미연신 필름은, 통상 롤상으로 공급되고, 두께가 20 ㎛ 내지 100 ㎛의 범위 내, 바람직하게는 30 ㎛ 내지 80 ㎛의 범위 내이며, 공업적으로 실용적인 폭이 1500 mm 내지 6000 mm의 범위 내이다.

팽윤 처리는 필름 표면의 이물질 제거, 필름 중 가소제 제거, 후속 공정에서의 염색 용이성의 부여, 필름의 가소화 등의 목적으로 행해진다. 팽윤 처리의 조건은, 이들 목적을 달성할 수 있는 범위에서, 또한 필름의 극단적인 용해, 투명성 상실 등의 문제점이 발생하지 않는 범위에서 결정된다. 구체적으로는, 상술한 폴리비닐알코올계 수지 필름의 미연신 필름을, 예를 들면 온도 10 ℃ 내지 50 ℃, 바람직하게는 20 ℃ 내지 50 ℃의 처리욕에 침지함으로써 팽윤 처리가 행해진다. 팽윤 처리의 시간은 통상 5 초간 내지 300 초간이고, 바람직하게는 20 초간 내지 240 초간이다.

팽윤 처리 공정에서는, 필름이 폭 방향으로 팽윤하여 필름에 주름이 생기는 등의 문제가 발생하기 쉽기 때문에, 익스팬더(expander) 롤, 나선형 롤, 크라운 롤, 클로쓰 가이더(cloth guider), 밴드바, 텐터 클립 등 공지된 확폭 장치에서 필름의 주름을 제거하면서 필름을 반송하는 것이 바람직하다. 욕 중 필름 반송을 안정화시킬 목적으로, 팽윤욕 중에서의 수류를 수중 샤워로 제어하거나, EPC 장치(Edge Position Control 장치: 필름의 단부를 검출하고, 필름의 사행을 방지하는 장치) 등을 병용하는 것도 유용하다. 이 공정에서는 필름의 반송 방향으로도 필름이 팽윤 확대되기 때문에, 반송 방향의 필름의 느슨함을 없애기 위해서, 예를 들면 팽윤조의 전후에 있는 반송 롤의 속도를 조절하는 등의 수단을 꾀하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 팽윤조의 입구측 반송 롤의 주속에 대한 출구측 반송 롤의 주속의 비(이하, 롤 속도비라고도 함)를, 처리욕의 온도에 따라서 1.2배 내지 2배 정도로 하는 것이 바람직하다. 또한, 원한다면 이 공정에서 1축 연신을 실시할 수도 있다.

팽윤조에서 사용하는 처리욕에는, 순수 이외에 상기 특허문헌 1에 기재되는 바와 같은 붕산, 또한 염화물이나 그 밖의 무기염, 수용성 유기 용매, 알코올류 등을 0.01 중량％ 내지 10 중량％의 범위로 첨가한 수용액을 이용할 수도 있다. 다만, 이 팽윤조에서는 실질적으로 용해 성분이 없는 순수가 바람직하게 이용된다.

(2) 수침지 처리 공정

팽윤 처리 후 폴리비닐알코올계 수지 필름은 탈수를 행한 후, 수침지조에서 수침지 처리가 실시될 수도 있다. 이 수침지 처리는 필름 폭 방향에서의 흡수 상태를 갖추고, 필름의 기계적 물성, 또한 최종적으로 얻어지는 편광 필름의 광학 특성의 균일성을 높이기 위해서 행해진다. 이 공정에서는, 필름을 기계 방향(MD, 즉 필름의 반송 방향)에 대하여 1배 이상 1.05배 이하의 연신 배율이 되도록 처리하는 것이 바람직하다. 연신 배율이 1배라는 것은, 필름이 기계 방향에 대하여 신장도 축소도 하지 않는 것을 의미한다. 필름이 주행 방향으로 느슨하지 않을 정도의 장력을 가해 일련의 공정이 행해지기 때문에, 이 공정에서의 연신 배율이 1배를 하회한다는 것은 통상 없지만, 그의 연신 배율이 1.05배를 초과하면 얻어지는 편광 필름에서의 광학 특성의 균일성이 악화되는 경향이 있다.

수침지조 내에 수용되는 처리욕의 온도는 10 ℃ 내지 50 ℃인 것이 바람직하다. 처리욕의 온도가 10 ℃ 미만인 경우에는, 온도 제어에 대규모의 냉각 설비가 필요해지기 때문에 경제적이지 못하고, 반대로 처리욕의 온도가 50 ℃를 초과하는 경우에는 필름이 용해될 우려가 있다. 또한, 이 수침지 처리에 이용하는 처리욕은, 실질적으로 용해 성분이 없는 순수인 것이 바람직하다. 이 처리욕이 붕산 등의 약제를 포함하는 경우에는, 필름의 균일성이 손상될 우려가 있기 때문이다.

(3) 염색 처리 공정

상술한 팽윤 처리 공정 및 경우에 따라서는 그 후 수침지 처리 공정을 거친 후, 2색성 색소를 포함하는 염색조에서 필름을 염색하는 염색 처리 공정이 행해진다. 이러한 염색 처리는, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 2색성 색소를 흡착 배향시키는 목적으로 행해지고, 그 조건은 이러한 목적을 달성할 수 있는 범위로, 또한 필름의 극단적인 용해, 투명성 상실 등의 문제점이 발생하지 않는 범위로 결정된다.

2색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우에는, 예를 들면 10 ℃ 내지 50 ℃, 바람직하게는 20 ℃ 내지 40 ℃의 온도에서, 또한 물 100 중량부에 대하여 요오드를 0.003 중량부 내지 0.2 중량부 및 요오드화칼륨을 0.1 중량부 내지 10 중량부 포함하는 수용액 내에 10 초간 내지 600 초간, 바람직하게는 30 초간 내지 200 초간 침지함으로써 염색 처리가 행해진다. 요오드화칼륨 대신에 다른 요오드화물, 예를 들면 요오드화아연 등을 이용할 수도 있고, 또한 다른 요오드화물을 요오드화칼륨과 병용할 수도 있다. 또한, 요오드화물 이외의 화합물, 예를 들면 붕산, 염화아연, 염화코발트 등을 공존시킬 수도 있다. 또한, 붕산을 첨가하는 경우에도, 처리욕이 요오드를 포함한다는 점에서, 그 후의 붕산 처리와 구별된다. 물 100 중량부에 대하여 요오드를 0.003 중량부 이상 포함하고 있는 욕이면 염색욕이라 간주할 수 있다.

한편, 2색성 색소로서 수용성 2색성 염료를 이용하는 경우에는, 예를 들면 20 ℃ 내지 80 ℃, 바람직하게는 30 ℃ 내지 60 ℃의 온도에서, 또한 물 100 중량부에 대하여 2색성 염료를 0.001 중량부 내지 0.1 중량부 포함하는 수용액 내에 10 초간 내지 600 초간, 바람직하게는 20 초간 내지 300 초간 침지함으로써 염색 처리가 행해진다. 사용하는 2색성 염료의 수용액은, 염색 보조제 등을 함유할 수도 있고, 예를 들면 황산나트륨과 같은 무기염, 계면활성제 등을 함유할 수도 있다. 2색성 염료는 1종만 이용할 수도 있고, 원하는 색상에 따라서 2종 이상의 2색성 염료를 병용할 수도 있다.

또한, 염색 공정에서도 팽윤 공정과 마찬가지로 익스팬더 롤, 나선형 롤, 크라운 롤, 클로쓰 가이더, 밴드바 등을 처리욕 중 및/또는 욕 출입구에 적절하게 설치할 수도 있다. 또한, 염색 공정에서는 동시에 필름에 기계 방향으로 1축 연신을 실시하도록 할 수도 있다. 연신 배율은 예를 들면 1.1배 내지 3배의 범위가 바람직하다.

(4) 붕산 처리 공정

본 발명에서의 편광 필름은, 상술한 바와 같이 붕소의 함유량이 2.5 중량％ 내지 4.9 중량％의 범위인 것이 바람직하고, 이러한 붕소 함유량이 되도록, 상기 염색 처리 공정을 거친 폴리비닐알코올계 수지 필름에 붕산 처리가 실시된다. 이 붕산 처리는, 붕산 수용액을 포함하는 처리욕을 수용한 붕산조에 2색성 색소로 염색된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지함으로써 행해지지만, 바람직하게는 이 붕산 처리 공정을 제1 붕산 처리와, 해당 제1 붕산 처리에 이용한 수용액보다도 붕산 농도가 낮은 수용액 내에서 제1 붕산 처리보다도 낮은 온도에서 행해지는 제2 붕산 처리의 크게 2단계로 나눠 행한다.

제1 붕산 처리는 물 100 중량부에 대하여 붕산을 2 중량부 내지 5 중량부 포함하는 수용액 중에서 행해진다. 제1 붕산 처리에 이용하는 처리욕 중 붕산의 함유량이 물 100 중량부에 대하여 2 중량부 미만인 경우에는 충분한 가교 효과가 얻어지지 않으며, 5 중량부를 초과하는 경우에는 필름이 취약해져서 기계적 강도가 떨어지기 때문이다. 붕산 처리에 의한 가교 효과를 보다 유효하게 발현시키기 위해서는, 제1 붕산 처리에 이용되는 수용액은 물 100 중량부에 대하여 붕산을 3 중량부 내지 4.5 중량부 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 제1 붕산 처리는 통상 50 ℃ 내지 70 ℃, 바람직하게는 53 ℃ 내지 65 ℃의 온도에서 행해진다. 제1 붕산 처리의 온도가 50 ℃보다 낮으면 충분한 붕산 가교 반응은 진행되지 않으며, 70 ℃보다 높으면 붕산 처리욕 중에서 필름의 절단이 발생하기 쉬워져, 가공 안정성이 현저히 저하될 우려가 있다. 제1 붕산 처리에서의 처리 시간은 통상 10 초간 내지 600 초간, 바람직하게는 20 초간 내지 300 초간, 보다 바람직하게는 20 초간 내지 100 초간이다.

또한, 상술한 염색 처리 공정에서의 2색성 색소로서 요오드를 이용한 경우, 이 제1 붕산 처리에 이용하는 처리욕은, 붕산에 추가로 물 100 중량부에 대하여 요오드화물을 5 내지 20 중량부, 바람직하게는 8 중량부 내지 15 중량부 함유시킨다. 붕산 처리욕 중에서의 요오드화물이 물 100 중량부에 대하여 5 중량부 미만인 경우에는, 편광 필름의 직교 색상이 중성색이 되지 않을 우려가 있기 때문이고, 또한 붕산 처리욕 중에서의 요오드화물이 물 100 중량부에 대하여 20 중량부를 초과하는 경우에는, 붕산 가교 반응을 저해하기 때문에 바람직하지 않다. 요오드화물로는 요오드화칼륨, 요오드화아연 등을 들 수 있다. 또한, 요오드화물 이외의 화합물, 예를 들면 염화아연, 염화코발트, 염화지르코늄, 티오황산나트륨, 아황산칼륨, 아황산나트륨, 황산칼륨, 황산나트륨 등을 공존시킬 수도 있다. 필요에 따라서, 붕산과 함께 글리옥살, 글루타르알데히드 등의 가교제를 사용할 수 있다.

이 제1 붕산 처리에서 반송 방향으로 연신을 실시할 수도 있다. 이 경우, 연신 배율은 통상 1.2배 내지 3배이고, 또한 롤 사이에서 다단으로 연신을 실시할 수도 있다.

붕산 처리 공정에서의 제1 붕산 처리는 1층일 수도 있고, 다단으로 행해질 수도 있다. 제1 붕산 처리를 다단으로 행하는 경우, 처리욕 중에서의 붕산의 함유량 및 온도는, 상술한 범위 내에서 서로 상이하게 설정될 수도 있다.

붕산 처리 공정에서의 제2 붕산 처리는, 상술한 제1 붕산 처리에 이용한 수용액보다도 붕산 함유량이 낮은 수용액 내에서 제1 붕산 처리보다도 낮은 온도에서 행해진다. 제2 붕산 처리를 제1 붕산 처리에 이용한 수용액과 동일하거나 높은 붕산 함유량의 수용액을 포함하는 처리욕 중에서 행한 경우에는, 편광 필름 중 붕소 함유량과 수축 응력을 소정의 범위 내로 하는 것이 어렵고, 또한 제2 붕산 처리를 제1 붕산 처리와 동일하거나 높은 온도에서 행한 경우에도, 편광 필름 중 붕소 함유량과 수축 응력을 소정의 범위 내로 하는 것이 어려워진다.

제2 붕산 처리는, 제1 붕산 처리에서 이용한 수용액 내의 물 100 중량부에 대한 붕산 함유량보다도 0.5 중량부 이상(보다 바람직하게는 1 중량부 이상) 낮은 붕산 함유량의 수용액 내에서, 제1 붕산 처리에서의 온도보다도 5 ℃ 이상(보다 바람직하게는 10 ℃ 이상) 낮은 온도에서 행해지는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 제2 붕산 처리에 이용하는 수용액 내의 붕산 함유량은, 물 100 중량부에 대하여 통상 1 중량부 내지 4 중량부, 바람직하게는 1 중량부 내지 3 중량부의 범위 내이며, 제1 붕산 처리에 이용된 수용액 내의 붕산 함유량보다도 낮아지도록 선택된다. 또한, 제2 붕산 처리에서의 온도는, 그의 하한이 붕산이 완전히 용해되는 온도 이상일 필요가 있어, 붕산 함유량에 의존한다. 구체적으로는, 제2 붕산 처리는 20 ℃ 내지 45 ℃의 범위 내이며, 제1 붕산 처리의 온도보다도 낮은 온도에서 행해진다.

또한, 제2 붕산 처리 시간은 통상 1 초간 내지 300 초간 정도, 바람직하게는 2 초간 내지 100 초간이다. 제2 붕산 처리에서도, 제1 붕산 처리와 마찬가지로 처리욕에 요오드화물이 첨가될 수도 있고, 이 경우 편광 필름의 직교 색상을 중성색으로 하는 관점에서, 요오드화물의 함유량은 물 100 중량부에 대하여 5 중량부 내지 20 중량부의 범위 내인 것이 바람직하다. 또한 제2 붕산 처리시에도 제1 붕산 처리의 경우와 마찬가지로 반송 방향으로 연신을 실시할 수도 있고, 이 경우 연신 배율은 통상 1.1배 내지 1.3배이다.

또한, 제2 붕산 처리도, 상술한 제1 붕산 처리와 마찬가지로 1층일 수도 있고, 다단으로 행해질 수도 있다. 제2 붕산 처리를 다단으로 행하는 경우에도, 처리욕 중에서의 붕산의 함유량 및 온도는 상술한 범위 내에서 서로 다르게 설정될 수도 있다.

(5) 수세 처리 공정

붕산 처리 공정 후, 통상 수세 처리가 실시된다. 수세 처리는, 예를 들면 붕산 처리된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 물에 침지하는 방법, 물을 샤워로서 분무하는 방법, 또는 침지와 분무를 병용하는 방법 등에 의해서 행해진다. 수세 처리에서의 물의 온도는 통상 2 ℃ 내지 40 ℃이고, 처리 시간은 통상 2 초간 내지 120 초간이다. 수세 처리는 1단일 수도 있지만, 다단일 수도 있다. 다단의 경우에는 어느 하나의 조에서 무기염의 수용액으로 수세 처리할 수도 있다. 무기염으로는, 예를 들면 요오드화칼륨, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 염화아연, 황산나트륨, 아황산나트륨 등으로부터 선택된다. 이들 무기염은 1종일 수도 있고, 복수종 병용할 수도 있다. 또한, 이 수세조에서 연신될 수도 있고, 예를 들면 1.05배 내지 1.2배로 연신될 수도 있다. 또한, 이 수세조에서는 장력이 부여되어 있으며, 그의 장력은 예를 들면 300 N/m 내지 1000 N/m이다.

또한, 본 발명에서의 편광 필름을 제조할 때 필름의 반송 속도는 적절하게 선택되지만, 예를 들면 수세 처리 후 필름 주행 속도로서 5 m/분 내지 50 m/분이다. 50 m/분보다 빠르면, 롤 상에서 필름이 미끄러지기 때문에, 안정된 연신이 불가능하다는 등의 문제점이 발생하기 쉽다.

(6) 건조 처리 공정

수세 처리 후 필름은, 통상 건조로에 유도되어 건조 처리가 실시된다. 이 건조는 통상 40 ℃ 내지 100 ℃의 온도, 바람직하게는 50 ℃ 내지 100 ℃의 온도로 유지된 건조로 내에서 30 초간 내지 600 초간 정도 행해진다. 건조로는 복수개 있을 수도 있으며, 각각의 온도가 동일하거나 상이할 수도 있다. 복수의 건조로를 이용하여 건조하는 경우에는, 바람직하게는 건조로 전단으로부터 건조로 후단을 향해서 온도가 높아지도록 온도 경사를 가하는 것이 좋다.

(7) 1축 연신

본 발명에서의 편광 필름을 제조할 때에는, 상술한 팽윤 처리 공정, 염색 처리 공정 및 붕산 처리 공정 중 적어도 하나의 공정에서 1축 연신을 행한다. 이 1축 연신은 하나의 공정에서 행할 수도 있고, 어느 2개의 공정에서 행할 수도 있으며, 모든 공정에서 행할 수도 있지만, 염색 처리 공정 및 붕산 처리 공정에서 1축 연신을 행하는 것이 바람직하다. 연신은, 예를 들면 조 입구측의 반송 롤과 조 출구측의 반송 롤에 주속차를 가하는 방법 등에 의해서 행할 수 있다.

본 발명에서의 편광 필름을 제조할 때에, 팽윤 처리 공정으로부터 수세 처리 공정에 이르는 최종적인 적산 연신 배율은 4.5배 내지 8배인 것이 바람직하고, 5배 내지 7배인 것이 보다 바람직하다. 여기서 말하는 적산 연신 배율은, 원반 필름의 길이 방향 기준 길이가 모든 연신 처리 종료 후 필름에서 어느 만큼의 길이가 되는지를 의미하고, 팽윤 처리 공정이나 수침지 처리 공정에서 연신된 경우에는, 이들의 연신도 포함시킨 값이 된다. 예를 들면, 원반 필름에서 1 m였던 부분이 모든 연신 처리 종료 후 필름에서 5 m로 되어 있으면, 그 때 적산 연신 배율은 5배가 된다.

(투명 수지 필름)

본 발명의 편광판에서 편광 필름의 적어도 한쪽면에 접합되는 상기 투명 수지 필름으로는, 예를 들면 폴리프로필렌계 수지 필름, 시클로올레핀계 수지 필름, 셀룰로오스계 수지 필름, 폴리에스테르계 수지 필름, 폴리카르보네이트계 수지 필름, 아크릴계 수지 필름 등 해당 분야에서 종래부터 널리 이용되고 있는 필름을 들 수 있다.

그 중에서도, 본 발명에서 편광 필름의 적어도 한쪽면에 접합되는 투명 수지 필름으로는, 이하의 (i) 내지 (iv)로부터 선택되는 적어도 어느 하나가 바람직하다.

(i) 20 ℃에서의 크실렌 가용분이 1 중량％ 이하인 폴리프로필렌계 수지 필름,

(ii) 면내의 위상차가 40 nm 내지 100 nm이고, 두께 방향의 위상차가 80 nm 내지 300 nm인 시클로올레핀계 수지 위상차 필름,

(iii) 셀룰로오스계 수지 필름,

(iv) 폴리에스테르계 수지 필름.

(i) 프로필렌계 수지 필름

본 발명의 편광판에서의 투명 수지 필름에 이용될 수 있는 폴리프로필렌계 수지 필름을 구성하는 폴리프로필렌계 수지로는, 크실렌 가용분이 바람직하게는 1 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 0.8 중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.5 중량％ 이하인 폴리프로필렌계 수지가 이용된다. 폴리프로필렌계 수지 필름의 크실렌 가용분이 1 중량％를 초과하면, 편광판이 고온 환경하에 노출된 경우 폴리프로필렌계 수지 필름 표면의 백화가 발생하여, 편광판의 투과율이 유의하게 저하된다. 이러한 고온 환경하에서의 폴리프로필렌계 수지 필름 표면의 백화는, 이 수지 필름 중에 존재하는 저분자량 성분이나 입체 규칙성이 떨어지는 성분에 의한 블리딩아웃에 기인하는 것으로 여겨진다. 이러한 저분자량 성분의 전형적인 예를 들면, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 어택틱성의 저분자량 올리고머 등을 들 수 있다.

폴리프로필렌계 수지 필름의 크실렌 가용분[중량％]은 다음과 같이 하여 측정된다. 우선 폴리프로필렌계 수지 필름 5 g을 비등 크실렌 500 ㎖에 첨가하고, 완전히 용해시킨 후, 20 ℃까지 강온하고, 20 ℃에서 4 시간 동안 유지한다. 이어서, 해당 크실렌액을 여과하여 석출물과 여과액으로 분리하고, 여과액으로부터 용매를 제거하고, 추가로 감압하에 70 ℃에서 건조시킴으로써, 건고된 크실렌 용해 성분을 얻는다. 크실렌 가용분은 이하의 식으로부터 구해진다.

폴리프로필렌계 수지는 프로필렌의 단독 중합체일 수도 있고, 프로필렌과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체일 수도 있다. 또한, 이들을 병용할 수도 있다. 프로필렌에 공중합 가능한 다른 단량체로는, 예를 들면 에틸렌, α-올레핀을 들 수 있다. α-올레핀은 탄소수 4 이상이고, 바람직하게는 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀이다. 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀의 구체예를 들면, 예를 들면 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센 등의 직쇄상 모노올레핀류; 3-메틸-1-부텐, 3-메틸-1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐 등의 분지상 모노올레핀류; 비닐시클로헥산 등이다. 프로필렌과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체는 랜덤 공중합체일 수도 있고, 블록 공중합체일 수도 있다.

폴리프로필렌계 수지로서 상기 공중합체를 이용하는 경우에는, 크실렌 가용분이 1 중량％ 이하인 폴리프로필렌계 수지가 비교적 얻어지기 쉽기 때문에, 프로필렌에 공중합되는 다른 단량체의 공중합 비율을 8 중량％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 4 중량％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 공중합체 중 해당 다른 단량체 유래의 구성 단위의 함유율은 "고분자 분석 핸드북"(1995년, 기노쿠니자카 서점 발행)의 제616페이지에 기재되어 있는 방법에 따라서, 적외선(IR) 스펙트럼 측정을 행함으로써 구할 수 있다.

상기 중에서도, 폴리프로필렌계 수지 필름을 구성하는 폴리프로필렌계 수지로서, 프로필렌의 단독 중합체, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체, 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체 및 프로필렌-에틸렌-1-부텐 랜덤 공중합체가 바람직하게 이용된다. 이들 단독 중합체 및 공중합체는 적절한 중합 촉매의 선택 등에 의해, 크실렌 가용분이 감소된 중합체가 비교적 얻어지기 쉽다. 특히, 프로필렌의 단독 중합체로 함으로써 크실렌 가용분이 감소된 중합체가 보다 얻어지기 쉬운 경향이 있다.

또한, 폴리프로필렌계 수지 필름을 구성하는 폴리프로필렌계 수지의 입체 규칙성은, 실질적으로 이소택틱 또는 신디오택틱인 것이 바람직하다. 실질적으로 이소택틱 또는 신디오택틱의 입체 규칙성을 갖는 폴리프로필렌계 수지로 이루어지는 폴리프로필렌계 수지 필름은, 그의 취급성이 비교적 양호할 뿐 아니라, 고온 환경하에서의 기계적 강도가 우수하다. 또한, 이러한 입체 규칙성을 갖는 폴리프로필렌계 수지는, 그의 중합 단계에서 편광판의 백화의 원인이 되는 어택틱성의 저분자량 성분의 발생이 비교적 적어, 고온 환경하에서의 투과율의 저하가 억제된 편광판이 얻어지기 쉽다.

본 발명에서 폴리프로필렌계 수지는, 공지된 중합용 촉매를 이용하여 중합된 중합체 또는 공중합체일 수도 있고, 중합용 촉매로는, 예를 들면 다음과 같은 것을 들 수 있다.

(1) 마그네슘, 티탄 및 할로겐을 필수 성분으로 하는 고체 촉매 성분으로 이루어지는 Ti-Mg계 촉매,

(2) 마그네슘, 티탄 및 할로겐을 필수 성분으로 하는 고체 촉매 성분에 유기 알루미늄 화합물과, 필요에 따라서 전자 공여성 화합물 등의 제3 성분을 조합한 촉매계,

(3) 메탈로센계 촉매 등.

상기 (1)의 고체 촉매 성분으로는, 예를 들면 일본 특허 공개 (소)61-218606호 공보, 일본 특허 공개 (소)61-287904호 공보, 일본 특허 공개 (평)7-216017호 공보 등에 기재된 촉매계를 들 수 있다. 또한, 상기 (2)의 촉매계에서의 유기 알루미늄 화합물의 바람직한 예로는 트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리에틸알루미늄과 디에틸알루미늄클로라이드와의 혼합물, 테트라에틸디알루목산 등을 들 수 있고, 전자 공여성 화합물의 바람직한 예로는 시클로헥실에틸디메톡시실란, tert-부틸프로필디메톡시실란, tert-부틸에틸디메톡시실란, 디시클로펜틸디메톡시실란 등을 들 수 있다.

또한, 상기 (3)의 메탈로센계 촉매로는, 예를 들면 일본 특허 제2587251호 공보, 일본 특허 제2627669호 공보, 일본 특허 제2668732호 공보 등에 기재된 촉매계를 들 수 있다.

상기 중에서는, 크실렌 가용분이 감소된 중합체 또는 공중합체가 얻어지기 쉽기 때문에, 메탈로센계 촉매가 바람직하게 이용된다.

폴리프로필렌계 수지는, 예를 들면 헥산, 헵탄, 옥탄, 데칸, 시클로헥산, 메틸시클로헥산, 벤젠, 톨루엔, 크실렌과 같은 탄화수소 화합물로 대표되는 불활성 용제를 이용하는 용액 중합법, 액상의 단량체를 용제로서 이용하는 괴상 중합법, 기체의 단량체를 그대로 중합시키는 기상 중합법 등에 의해서 제조할 수 있다. 이들 방법에 의한 중합은 회분식으로 행할 수도 있고, 연속식으로 행할 수도 있다.

폴리프로필렌계 수지의 크실렌 가용분을 1 중량％ 이하로 감소시키는 방법으로는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 중합 단계에서 폴리프로필렌계 수지의 중합도를 높게 하고, 상대적으로 저분자량 성분의 비율을 낮추는 방법, 중합에 의해 얻어진 폴리프로필렌계 수지를 용매로 세정하고, 저분자량 성분 등의 용매 가용 성분을 추출 제거하는 방법, 및 이들 방법의 조합 등 당업자에게는 공지된 방법을 들 수 있다. 또한, 예를 들면 중합용 촉매를 적절히 선택하고, 폴리프로필렌계 수지의 입체 규칙성을 이소택틱 또는 신디오택틱으로 제어하는 것 및/또는 프로필렌 단독으로 중합시키는 것 등에 의해 얻어지는 폴리프로필렌계 수지의 크실렌 가용분이 1 중량％ 이하가 되는 경우에는, 중합에 의해 얻어진 폴리프로필렌계 수지의 크실렌 가용분을 감소시키는 처리는 반드시 필요한 것은 아니다.

본 발명에 이용되는 폴리프로필렌계 수지는 JIS K 7210에 준거하여, 온도 230 ℃, 하중 21.18 N으로 측정되는 용융 유동 속도(MFR)가 0.1 g/10 분 내지 200 g/10 분의 범위 내인 것이 바람직하고, 0.5 g/10 분 내지 50 g/10 분의 범위 내인 것이 보다 바람직하며, 0.5 g/10 분 내지 15 g/10 분의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. MFR이 이 범위 내에 있는 폴리프로필렌계 수지를 이용함으로써, 압출기에 큰 부하를 가하지 않고, 균일한 폴리프로필렌계 수지 필름을 얻을 수 있다.

폴리프로필렌계 수지에는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 공지된 첨가물이 배합될 수도 있다. 첨가물로는, 예를 들면 산화 방지제, 자외선 흡수제, 대전 방지제, 윤활제, 조핵제, 방담제, 블로킹 방지제 등을 들 수 있다. 산화 방지제로는, 예를 들면 페놀계 산화 방지제, 인계 산화 방지제, 황계 산화 방지제, 힌더드 아민계 광 안정제 등을 들 수 있고, 또한 1 분자 중에 예를 들면, 페놀계의 산화 방지 기구와 인계의 산화 방지 기구를 겸비한 유닛을 갖는 복합형의 산화 방지제도 사용할 수 있다. 자외선 흡수제로는, 예를 들면 2-히드록시벤조페논계나 히드록시페닐벤조트리아졸계 등의 자외선 흡수제, 벤조에이트계의 자외선 흡수제 등을 들 수 있다. 대전 방지제는 중합체형, 올리고머형, 단량체형 중 어느 하나일 수도 있다. 윤활제로는 에루크산아미드나 올레산아미드 등의 고급 지방산 아미드, 스테아르산 등의 고급 지방산 및 그의 염 등을 들 수 있다. 블로킹 방지제로는 구상 또는 그것에 가까운 형상의 미립자가 무기계, 유기계를 막론하고 사용할 수 있다.

조핵제는 무기계 조핵제, 유기계 조핵제 중 어느 것일 수도 있다. 무기계 조핵제로는 탈크, 클레이, 탄산칼슘 등을 들 수 있다. 또한, 유기계 조핵제로는 방향족 카르복실산의 금속염류, 방향족 인산의 금속염류 등의 금속염류, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리-3-메틸부텐-1, 폴리시클로펜텐, 폴리비닐시클로헥산 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 유기계 조핵제가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 상기 금속염류 및 고밀도 폴리에틸렌이다. 또한, 폴리프로필렌계 수지에 대한 조핵제의 첨가량은 0.01 중량％ 내지 3 중량％가 바람직하고, 0.05 중량％ 내지 1.5 중량％이면 더욱 바람직하다. 이상의 첨가물은 복수종이 병용될 수도 있다.

본 발명의 편광판에 바람직하게 이용되는 폴리프로필렌계 수지 필름으로 이루어지는 투명 수지 필름은, 상기 폴리프로필렌계 수지를 제막함으로써 얻을 수 있다. 이러한 폴리프로필렌계 수지 필름으로 이루어지는 투명 수지 필름은, 구체적으로는 JIS K 7105에 따라서 측정되는 전체 헤이즈값이 10 ％ 이하, 바람직하게는 7 ％ 이하인 것과 같이 투명성이 우수한 것이 바람직하다.

폴리프로필렌계 수지 필름으로 이루어지는 투명 수지 필름의 두께는 5 ㎛ 내지 200 ㎛ 정도인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 10 ㎛ 이상이고, 또한 보다 바람직하게는 150 ㎛ 이하이다.

폴리프로필렌계 수지의 제막 방법으로는, 특별히 제한되지 않지만, 용융 수지로부터의 압출 성형법, 유기 용제에 용해시킨 수지를 평판 상에 유연하고, 용제를 제거하여 제막하는 용제 캐스팅법 등을 들 수 있으며, 이들 제막 방법에 따르면, 면내 위상차가 실질적이지 않은 폴리프로필렌계 수지 필름을 얻을 수 있다.

압출 성형에 의해 폴리프로필렌계 수지 필름을 제조하는 방법에 대해서 자세히 설명한다. 이 방법에서는, 폴리프로필렌계 수지는 압출기 중에서 스크류의 회전에 의해서 용융 혼련되고, T 다이로부터 시트상으로 압출된다. 압출되는 용융상 시트의 온도는 180 ℃ 내지 300 ℃ 정도이다. 이 때 용융상 시트의 온도가 180 ℃를 하회하면 연전성(延展性)이 불충분하고, 얻어지는 필름의 두께가 불균일해져, 위상차 불균일이 있는 필름이 될 가능성이 있다. 또한, 그의 온도가 300 ℃를 초과하면, 수지의 열화나 분해가 발생하기 쉽고, 시트 중에 기포가 발생하거나 탄화물이 포함되는 경우가 있다.

압출기는 단축 압출기일 수도 2축 압출기일 수도 있다. 예를 들면, 단축 압출기를 이용하는 경우에는, 스크류의 길이 L과 직경 D의 비인 L/D가 24 내지 36 정도, 수지 공급부에서의 나사 홈의 공간 용적 V₁과 수지 계량부에서의 나사 홈의 공간 용적 V₂의 비(V₁/V₂)인 압축비가 1.5 내지 4 정도이며, 풀플라이트 타입, 배리어 타입, 또한 덜메이지형, 단일 멜트형, 또는 매독형과 같은 혼련 부분을 갖는 타입 등의 스크류를 사용할 수 있다. 폴리프로필렌계 수지의 열화나 분해를 억제하고 균일하게 용융 혼련한다는 관점에서는 L/D가 28 내지 36이고, 압축비 V₁/V₂가 2 내지 3인 스크류를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 폴리프로필렌계 수지의 열화나 분해를 억제하기 위해, 호퍼로부터 질소 퍼징 등을 하여 압출기 내의 산소를 방출하는 것이 바람직하다. 또한, 압출기의 선단에 1 mmφ 내지 5 mmφ 정도의 오리피스를 설치하여, 압출기 선단 부분의 수지 압력을 높이는 것도 바람직하다. 오리피스의 설치에 의해 압출기 선단 부분의 수지 압력을 높이는 것은, 해당 선단 부분에서의 배압을 높이는 것을 의미하고, 이에 따라 압출의 안정성을 향상시킬 수 있다. 이용하는 오리피스의 직경은, 보다 바람직하게는 2 mmφ 내지 4 mmφ이다.

압출에 사용되는 T 다이는 유로가 코트 행거상이고, T 다이 슬릿부의 폭 방향에서 용융 폴리프로필렌계 수지의 유속, 압력 등이 균일하게 설계된 것을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 수지의 유로 표면에 미소한 단차나 흠집이 없는 것이 바람직하며, 그의 립 부분은 용융한 폴리프로필렌계 수지와의 마찰계수가 작은 재료로 도금 또는 코팅되며, 립 선단이 0.3 mmφ 이하로 연마된 날카로운 엣지 형상인 것이 바람직하다. 마찰계수가 작은 재료로는 텅스텐카바이드계의 세라믹 재료나 불소계의 특수 도금 등을 들 수 있다. 이러한 T 다이를 이용함으로써 잔여물의 발생을 억제할 수 있고, 동시에 다이 라인을 억제할 수 있기 때문에, 외관의 균일성이 우수한 수지 필름이 얻어지기 쉽다.

또한, 폴리프로필렌계 수지의 압출 변동을 억제하는 관점에서, 압출기와 T 다이 사이에 어댑터를 통해 기어 펌프를 부착하는 것이 바람직하다. 또한 폴리프로필렌계 수지 중에 있는 이물질을 제거하기 위해, 리프 디스크 필터를 부착하는 것이 바람직하다.

원하는 폴리프로필렌계 수지 필름은 T 다이로부터 압출된 용융상 시트를, 금속제 냉각 롤(틸 롤 또는 캐스팅 롤이라고도 함)에 밀착시키면서 이동시키고, 냉각 고화시킴으로써 얻을 수 있다.

이러한 용융 압출법에 의해 폴리프로필렌계 수지 필름을 제조함에 있어서는, 가공 속도나 냉각 롤의 직경에 따라서도 다르지만, 냉각 롤에 의한 냉각 과정에서, 그의 냉각 롤의 온도를 30 ℃ 이하로 하고, 압출된 용융 시트상의 폴리프로필렌계 수지를 급격히 냉각하는 것이 바람직하다. 이 때, 압출된 용융 시트상의 폴리프로필렌계 수지의 냉각 롤에 대한 밀착 방법이, 얻어지는 폴리프로필렌계 수지 필름의 헤이즈값에 영향을 미치는 경우가 있다. 용융 시트상의 폴리프로필렌계 수지를 냉각 롤에 밀착시키는 방법 중 바람직한 형태를 예를 들면,

a) 용융 시트상의 폴리프로필렌계 수지에 정전기를 부여하고, 표면 상태가 경면(鏡面)인 냉각 롤에 밀착시켜 냉각하는 방법,

b) 용융 시트상의 폴리프로필렌계 수지를 탄성 변형 가능한 롤 또는 금속 벨트 사이에서 협압하고, 냉각 롤에 밀착시켜 냉각하는 방법,

c) 용융 시트상의 폴리프로필렌계 수지를 에어챔버법에 의해 표면 상태가 세미매트인 냉각 롤에 밀착시켜 냉각하는 방법

등이 있다.

상기 a)의 정전기에 의해 용융 시트상의 폴리프로필렌계 수지를 냉각 롤에 밀착시켜 냉각하는 방법은 정전 피닝법이라 하는 것으로, T 다이로부터 압출된 용융 시트상의 폴리프로필렌계 수지의 귀부만을 정전기로 대전시키고, 냉각 롤에 밀착시키는 엣지 피닝법과, T 다이와 평행하게 배치한 전극으로부터 용융 시트상물의 폭 방향 전체 면에 정전기를 부여하는 전체 면 피닝법이 있다. 폴리프로필렌계 수지는 정전기에 의한 냉각 롤에의 밀착성이 부족하기 때문에, 냉각을 안정화하기 쉽다는 관점에서 전면 피닝법이 바람직하게 적용된다.

상기 b)의 방법에서는, T 다이로부터 압출된 용융상 시트를 금속제 냉각 롤과, 그의 금속제 냉각 롤의 주위 방향에 압접하여 회전하는 탄성체를 포함하는 터치 롤 또는 벨트 사이에서 협압하고, 냉각 고화시켜 필름을 얻게 된다. 터치 롤을 이용하는 경우에는, 고무 등의 탄성체가 그대로 표면으로 되어 있는 것일 수도 있고, 탄성체 롤의 표면을 금속 슬리브로 이루어지는 외통으로 피복한 것일 수도 있다. 탄성체 롤의 표면이 금속 슬리브로 이루어지는 외통으로 피복된 터치 롤을 이용하는 경우에는, 통상 금속제 냉각 롤과 터치 롤 사이에, 폴리프로필렌계 수지의 용융상 시트를 직접 끼워 냉각한다. 한편, 표면이 탄성체로 되어 있는 터치 롤을 이용하는 경우에는, 폴리프로필렌계 수지의 용융상 시트와 터치 롤 사이에 열가소성 수지의 2축 연신 필름을 개재시켜 협압할 수도 있다. 벨트(무단 벨트)를 이용하는 경우에는, 금속제의 무단 벨트를 2개의 롤 사이에 가설하고, 이들 2개의 롤을 동일한 방향으로 회전시킴으로써 금속 벨트도 회전시키고, 용융상 시트를 금속제 냉각 롤에 압박하면서 냉각 고화시키면 된다.

폴리프로필렌계 수지의 용융상 시트를 상기한 바와 같은 냉각 롤과 터치 롤 또는 벨트로 끼워 냉각 고화시킬 때에는, 냉각 롤 및 터치 롤 또는 벨트의 표면 온도를 낮게 하고, 용융상 시트를 급냉시키는 것이 바람직하다. 예를 들면, 각각의 표면 온도는 0 ℃ 내지 30 ℃의 범위로 조정되는 것이 바람직하다. 이들 표면 온도가 30 ℃를 초과하면, 용융상 시트의 냉각 고화에 시간이 걸리기 때문에, 폴리프로필렌계 수지 중 결정 성분이 성장하게 되어, 얻어지는 필름은 투명성이 떨어지게 되는 경우가 있다. 한편, 이들의 표면 온도가 0 ℃를 하회하면, 금속제 냉각 롤의 표면이 결로하여 물방울이 부착되어, 얻어지는 필름의 외관을 악화시키는 경향이 있다.

사용하는 금속제 냉각 롤은, 그의 표면 상태가 폴리프로필렌계 수지 필름의 표면에 전사되기 때문에, 그의 표면에 요철이 있는 경우에는 얻어지는 폴리프로필렌계 수지 필름의 두께 정밀도를 저하시킬 가능성이 있다. 따라서, 금속제 냉각 롤의 표면은 가능한 한 경면 상태인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 금속제 냉각 롤의 표면의 조도는, 최대 높이의 표준수열로 나타내어 0.3 S 이하인 것이 바람직하고, 또한 0.1 S 내지 0.2 S인 것이 보다 바람직하다.

탄성 변형 가능한 터치 롤을 이용하는 경우, 금속제 냉각 롤과 닙 부분을 형성하는 터치 롤은, 그의 탄성체에서의 표면 경도가 JIS K 6301에 규정되는 스프링식 경도 시험(A형)으로 측정되는 값이고, 65 내지 80도의 범위에 있는 것이 바람직하며, 70 내지 80도의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 이러한 표면 경도를 갖는 고무 롤을 이용함으로써, 용융상 시트에 가해지는 선압을 균일하게 유지하는 것이 용이해지고, 또한 금속제 냉각 롤과 터치 롤 사이에 용융상 시트의 뱅크(수지 저장소)를 만들지 않고 필름으로 성형하는 것이 용이해진다.

용융상 시트를 협압할 때의 압력(선압)은, 금속제 냉각 롤에 대하여 터치 롤 또는 벨트를 압박하는 압력에 의해 결정된다. 선압은 50 N/cm 내지 300 N/cm로 하는 것이 바람직하고, 100 N/cm 내지 250 N/cm로 하는 것이 보다 바람직하다. 선압을 상기 범위로 함으로써, 뱅크를 형성하지 않고, 일정한 선압을 유지하면서 폴리프로필렌계 수지 필름을 제조하는 것이 용이해진다.

금속제 냉각 롤과 터치 롤 사이에서, 폴리프로필렌계 수지의 용융상 시트와 동시에 열가소성 수지의 2축 연신 필름을 협압하는 경우, 이 2축 연신 필름을 구성하는 열가소성 수지는 폴리프로필렌계 수지와 견고하게 열융착하지 않는 수지이면 되고, 구체적으로는 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리염화비닐, 폴리비닐알코올, 에틸렌-비닐알코올 공중합체, 폴리아크릴로니트릴 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 습도나 열 등에 의한 치수 변화가 적은 폴리에스테르가 가장 바람직하다. 이 형태에서 이용하는 2축 연신 필름의 두께는 통상 5 ㎛ 내지 50 ㎛ 정도이고, 바람직하게는 10 ㎛ 내지 30 ㎛이다.

상기 c)의 에어챔버법이란, 냉각 롤의 필름 접촉점을 따라 설치된 에어챔버 내에 공기를 송입하고, 공기 정압을 이용하여 필름을 냉각 롤에 밀착시키는 방법이다. 에어챔버법에서는, 필름의 귀부의 네크인 방지 또는 귀부의 안정성 확보를 위해, 에어노즐을 이용하여 필름의 귀부를 다른 부위보다 먼저 냉각 롤에 밀착시키는 것이 바람직하다. 에어노즐 대신에 공기가 아닌, 정전기에 의해 냉각 롤에 밀착시키는 정전 피닝 방식의 노즐을 이용할 수도 있다.

에어챔버 내의 압력은 300 Pa 이하가 바람직하고, 200 Pa 이하인 것이 보다 바람직하다. 압력이 300 Pa를 초과하면, 에어챔버 밖으로 공기가 유출되어, 압출된 용융 시트상의 폴리프로필렌계 수지를 흔들고, 이에 따라 필름의 두께 정밀도를 저하시킬 가능성이 있다.

에어챔버법으로 이용되는 냉각 롤은 경면 롤이 아닌, 세미매트의 냉각 롤인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 냉각 롤의 JIS B 0601에 준거한 표면조도(최대 높이 R_max)가 0.5 내지 2 ㎛의 범위에 있는 것이 바람직하고, 0.8 내지 1.5 ㎛의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 표면조도(R_max)가 0.5 ㎛ 미만이면, 용융 시트상의 폴리프로필렌계 수지와 냉각 롤 사이에 공기가 침입한 경우, 그의 공기가 빠져나가지 않고, 이에 따라 폴리프로필렌계 수지 필름 표면에 요철이 발생하여 외관 불량을 일으킬 가능성이 있다. 또한, 표면조도(R_max)가 2 ㎛를 초과하면, 냉각 롤에의 밀착에 의해 폴리프로필렌계 수지 필름 표면에 냉각 롤 표면의 요철이 전사되고, 마찬가지로 외관 불량을 일으킬 가능성이 있다. 얻어지는 폴리프로필렌계 수지 필름의 표면조도 및 투명성 측면에서도, 냉각 롤의 표면 상태는 크레이프인 것이 바람직하다.

용융 압출법에서는, T 다이의 립으로부터 용융상 시트가 금속제 냉각 롤과 접촉하기까지의 거리(에어갭)를 200 mm 이하로 하는 것이 바람직하고, 160 mm 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. T 다이로부터 압출된 용융상 시트는, 립부터 롤까지의 사이에 연신되어 배향이 발생하기 쉬워진다. 에어갭을 상기한 바와 같이 짧게 함으로써 배향이 보다 작은 필름을 얻을 수 있다. 에어갭의 하한값은, 사용하는 금속제 냉각 롤의 직경 및 사용하는 립의 선단 형상, 또한 터치 롤을 이용하는 경우에는 그의 직경에 따라 저절로 정해지고, 통상 50 mm 이상이다.

또한, 용융 압출법에 의해 폴리프로필렌계 수지 필름을 제조할 때의 가공 속도는, 용융상 시트를 냉각 고화하기 위해서 필요한 시간에 따라 결정된다. 사용하는 금속제 냉각 롤의 직경이 커지면, 용융상 시트가 그의 냉각 롤과 접촉하고 있는 거리가 길어지기 때문에, 보다 고속으로 제조가 가능해진다. 구체적으로는, 600 mmφ의 금속제 냉각 롤을 이용하는 경우, 가공 속도는 최대 50 m/분 정도로 할 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 용융 압출법에 의해 얻어지는 필름은, 필요에 따라서 단부를 슬릿한 후, 권취기에 권취할 수 있다. 이 때, 롤상의 폴리프로필렌계 수지 필름을 사용하기까지의 사이에, 그의 표면을 보호하기 위해서 그의 한쪽면 또는 양면에 별도의 열가소성 수지로 이루어지는 표면 보호 필름을 접합시킨 상태에서 권취할 수도 있다. 폴리프로필렌계 수지의 용융상 시트를 열가소성 수지로 이루어지는 2축 연신 필름과 함께 금속제 냉각 롤과 터치 롤 사이에서 협압한 경우에는, 그의 2축 연신 필름을 한쪽 표면 보호 필름으로 할 수도 있다. 이와 같이 하여, 폴리프로필렌계 수지 필름으로 이루어지는 투명 수지 필름을 제작할 수 있다.

(ii) 시클로올레핀계 수지 필름

본 발명의 편광판에서의 투명 수지 필름에 이용될 수 있는 시클로올레핀계 수지란, 예를 들면 노르보르넨, 다환 노르보르넨계 단량체와 같은 환상 올레핀(시클로올레핀) 단량체 유래의 유닛을 갖는 열가소성의 수지(열가소성 시클로올레핀계 수지라고도 함)이다. 본 발명에서 시클로올레핀계 수지는 상기 시클로올레핀의 개환 중합체 또는 2종 이상의 시클로올레핀을 이용한 개환 공중합체의 수소 첨가물일 수도 있고, 시클로올레핀과 쇄상 올레핀, 비닐기를 갖는 방향족 화합물 등과의 부가 공중합체일 수도 있다. 또한, 극성기가 도입되어 있는 것도 유효하다.

본 발명에서의 시클로올레핀계 수지 필름은, 적어도 한 방향으로 연신되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 적절한 광학 보상 기능이 부여되고, 액정 표시 장치의 시야각 확대에 기여할 수 있다. 본 발명에 이용될 수 있는 시클로올레핀계 수지 필름은, 면내 지상축(遲相軸) 방향의 굴절률을 n_x, 면내에서 그것과 직교하는 방향(진상축(進相軸) 방향)의 굴절률을 n_y 및 두께 방향의 굴절률을 n_z, 필름의 두께를 d로 하는 경우, 이하의 식으로 각각 표시되는 필름의 면내 위상차값 R₀ 및 두께 방향 위상차값 R_th는, 면내 위상차값 R₀이 바람직하게는 40 내지 100 nm(보다 바람직하게는 40 nm 내지 100 nm)의 범위 내이고, 또한 두께 방향 위상차값 R_th가 바람직하게는 80 nm 내지 300 nm(보다 바람직하게는 100 nm 내지 250 nm)의 범위 내이다.

면내 위상차값 R₀이 40 nm 미만 또는 100 nm를 초과하면, 패널에 대한 시야각 보상능이 저하되는 경향이 있다. 두께 방향 위상차값 R_th가 80 nm 미만 또는 300 nm를 초과하면, 상기와 마찬가지로 패널에 대한 시야각 보상능이 저하되는 경향이 있다. 또한, 상술한 면내 위상차값 R₀ 및 두께 방향 위상차값 R_th는, 예를 들면 KOBRA 21ADH(오지 게이소꾸 기끼(주) 제조)를 이용하여 측정할 수 있다.

시클로올레핀계 수지 필름의 두께는 너무 두꺼우면 가공성이 떨어지게 되고, 또한 투명성이 저하되거나, 편광판의 중량이 커지는 등의 문제가 발생하기 쉽다.

따라서 시클로올레핀계 수지 필름의 두께는 40 ㎛ 내지 80 ㎛ 정도인 것이 바람직하다.

시클로올레핀계 수지는 적절한 시판품, 예를 들면 토파스(Topas)(토파스 어드번스드 폴리머스 게엠베하(Topas Advanced Polymers GmbH) 제조), 아톤(JSR (주) 제조), 제오노어(ZEONOR)(니혼제온(주) 제조), 제오넥스(ZEONEX)(니혼제온(주) 제조), 아펠(미쓰이 가가꾸(주) 제조) 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 이러한 시클로올레핀계 수지를 제막하여 필름으로 할 때에는, 용제 캐스팅법, 용융 압출법 등의 공지된 방법이 적절하게 이용된다. 또한, 예를 들면 에스시나(세끼스이 가가꾸 고교(주) 제조), SCA40(세끼스이 가가꾸 고교(주) 제조), 아톤 필름(JSR (주) 제조), 제오노어 필름(니혼제온(주) 제조) 등의 미리 제막되어, 위상차가 부여된 시클로올레핀계 수지 필름의 시판품을 이용할 수도 있다.

(iii) 셀룰로오스계 수지 필름

본 발명의 편광판에서의 투명 수지 필름에 이용될 수 있는 셀룰로오스계 수지는, 셀룰로오스의 부분 또는 완전 에스테르화물의 필름이며, 예를 들면 셀룰로오스의 아세트산에스테르, 프로피온산에스테르, 부티르산에스테르, 이들의 혼합 에스테르 등을 포함하는 필름을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 트리아세틸셀룰로오스 필름, 디아세틸셀룰로오스 필름, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 필름, 셀룰로오스아세테이트부티레이트 필름 등을 들 수 있다.

본 발명에 이용되는 셀룰로오스계 수지 필름은 상술한 바와 같이 정의되고, 마찬가지로 하여 측정될 수 있는 면내 위상차값 R₀이 바람직하게는 0 내지 20 nm(보다 바람직하게는 0 nm 내지 5 nm)의 범위 내이며, 두께 방향 위상차값 R_th가 바람직하게는 20 nm 내지 70 nm(보다 바람직하게는 30 nm 내지 50 nm)의 범위 내이다.

본 발명에 이용되는 셀룰로오스계 수지 필름은, 그의 두께에 대해서는 특별히 제한되지 않지만, 20 ㎛ 내지 90 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 30 ㎛ 내지 90 ㎛의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 셀룰로오스계 수지 필름의 두께가 20 ㎛ 미만인 경우에는 취급성이 떨어지는 경향이 있고, 한편 90 ㎛를 초과하는 경우에는 가공성이 떨어지게 되고, 얻어진 편광판의 중량이 커지는 등의 우려가 있기 때문이다.

이러한 셀룰로오스에스테르계 수지 필름으로는, 적절한 시판품, 예를 들면 후지테크 TD80(후지 필름(주) 제조), 후지테크 TD80UF(후지 필름(주) 제조), 후지테크 TD80UZ(후지 필름(주) 제조), KC8UX2M(코니카 미놀타 옵토(주) 제조), KC8UY(코니카 미놀타 옵토(주) 제조) 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 셀룰로오스계 수지를 제막하여 필름으로 하는 경우에는 용제 캐스팅법, 용융 압출법 등의 공지된 방법을 적절하게 사용할 수 있다.

(iv) 폴리에스테르계 수지 필름

본 발명의 편광판에서의 투명 수지 필름에 이용될 수 있는 폴리에스테르계 수지 필름으로는, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름 등을 들 수 있지만, 그 중에서도 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 특히 바람직하게 사용할 수 있다.

폴리에틸렌테레프탈레이트란, 반복 단위의 80 몰％ 이상이 에틸렌테레프탈레이트로 구성되는 수지이다. 다른 공중합 성분으로는 이소프탈산, 4,4'-디카르복시디페닐, 4,4'-디카르복시벤조페논, 비스(4-카르복시페닐)에탄, 아디프산, 세박산, 5-나트륨술포이소프탈산, 1,4-디카르복시시클로헥산 등의 디카르복실산 성분, 또한 예를 들면 프로필렌글리콜, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 디에틸렌글리콜, 시클로헥산디올, 비스페놀 A의 에틸렌옥사이드 부가물, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 등의 디올 성분을 들 수 있다. 이들 디카르복실산 성분 및 글리콜 성분은 필요에 따라 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 또한, p-히드록시벤조산 및 p-β-히드록시에톡시벤조산 등의 히드록시카르복실산을 공중합 성분으로 하는 것도 가능하다. 이러한 다른 공중합 성분은 소량의 아미드 결합, 우레탄 결합, 에테르 결합, 카르보네이트 결합 등을 함유하는 화합물을 포함할 수도 있다.

폴리에틸렌테레프탈레이트의 제조법으로는, 테레프탈산과 에틸렌글리콜을 직접 반응시키는 이른바 직접 중합법, 테레프탈산의 디메틸에스테르와 에틸렌글리콜을 에스테르 교환 반응시키는 이른바 에스테르 교환 반응법 등의 임의의 제조법을 적용할 수 있다. 또한, 공지된 첨가제를 필요에 따라서 함유시킬 수 있다. 예를 들면, 윤활제, 블로킹 방지제, 열 안정제, 산화 방지제, 대전 방지제, 내광제, 내충격성 개선제 등을 함유시킬 수도 있다. 다만, 광학 용도에서는 투명성이 필요해지기 때문에, 첨가제의 첨가량은 최소한으로 억제하는 것이 바람직하다.

상기 원료 수지를 필름상으로 성형하고 연신 처리를 실시함으로써, 연신된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 제작할 수 있다. 연신은 MD 방향(유동 방향) 또는 TD 방향(유동 방향과 직교하는 방향)으로 연신하는 1축 연신, MD 방향과 TD 방향 쌍방으로 연신하는 2축 연신, MD 방향도 TD 방향도 아닌 방향으로 연신하는 경사 연신 등, 어느 방법으로나 행할 수 있다. 이러한 연신 조작을 실시함으로써, 기계적 강도가 높은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 얻을 수 있다. 이와 같이 연신된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 특히 2축 연신된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름은, 본 발명의 편광판을 이용한 액정 표시 장치에서 간섭 불균일이 보이기 어려운 경향이 있기 때문에 바람직하다.

폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 투명 보호 필름으로서 이용하는 경우, 그의 두께는 20 ㎛ 내지 50 ㎛의 범위에 있는 것이 바람직하다. 두께가 20 ㎛ 미만인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 이용하면, 필름의 취급이 어려워지는 경향이 있고, 한편 두께가 50 ㎛를 초과하는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 이용하면, 박육화(薄肉化)의 장점이 약해지게 된다.

폴리에틸렌테레프탈레이트 필름은 0.1 ％ 내지 40 ％의 범위로 헤이즈를 부여하여 사용할 수 있고, 바람직한 헤이즈값은 0.1 ％ 내지 10 ％의 범위, 또한 0.1 ％ 내지 5 ％의 범위이다. 헤이즈값은 JIS K 7136에 규정되는 바와 같이, 전체 광선 투과율에 대한 확산 투과율의 비로서 정의되며, 시판되고 있는 헤이즈미터로 측정할 수 있다.

폴리에틸렌테레프탈레이트 필름은 면내 위상차값 R₀이 1,000 nm 이상인 것이 바람직하고, 3,000 nm 이상인 것이 보다 바람직하다. 면내 위상차값 R₀이 1,000 nm 미만인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 이용한 경우에는, 정면에서 착색이 눈에 띄는 경향이 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 면내 위상차값 R₀의 상한은 10,000 nm 정도까지로 충분하다.

폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에는, 접착 용이층이 부여될 수도 있다. 접착 용이층이란, 편광 필름과 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름과의 접착성을 향상시키기 위해서 설치되는 층이다. 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 접착 용이층을 형성하기 위해서는, 예를 들면 모든 연신 공정이 종료된 필름에 접착 용이층을 형성하는 방법, 폴리에틸렌테레프탈레이트를 연신하는 공정 중(즉, 세로 연신 공정과 가로 연신 공정 사이)에 접착 용이층을 형성하는 방법, 편광 필름에 접착되기 직전 또는 접착된 후에 접착 용이층을 형성하는 방법 등을 채용할 수 있다. 2축 연신 필름으로 하는 경우에는, 생산성 측면에서 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 세로 연신한 후에 접착 용이층을 형성하고, 계속해서 가로 연신하는 방법이 바람직하게 채용된다. 접착 용이층은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 양면, 또는 접착제를 통해 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 편광 필름과 접착되는 한쪽면에 부여할 수 있다. 접착 용이층을 구성하는 성분은, 예를 들면 극성기를 골격에 갖고, 비교적 저분자량이고 유리 전이 온도도 비교적 낮은 폴리에스테르계 수지, 우레탄계 수지, 아크릴계 수지 등일 수 있다. 또한 필요에 따라서, 가교제, 유기 또는 무기 충전재, 계면활성제, 윤활제 등을 함유할 수도 있다.

이러한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름은 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하고, 예를 들면 각각 상품명으로 다이아호일(미쓰비시 쥬시(주) 제조), 포스파탄(미쓰비시 쥬시(주) 제조), 퓨전(미쓰비시 쥬시(주) 제조), 데이진 테트론 필름(데이진 듀퐁 필름(주) 제조), 메리넥스(데이진 듀퐁 필름(주) 제조), 마일라(데이진 듀퐁 필름(주) 제조), 테플렉스(데이진 듀퐁 필름(주) 제조), 도요보 에스테르 필름(도요보세끼(주) 제조), 도요보 에스페트 필름(도요보세끼(주) 제조), 코스모샤인(도요보세끼(주) 제조), 클리스파(도요보세끼(주) 제조), 루미라(도레이 필름 가꼬(주) 제조), 엠블론(유니티카(주) 제조), 엠블렛(유니티카(주) 제조), 스카이롤(SKC사 제조), 코필((주)고합 제조), 서통 폴리에스테르 필름((주)서통 제조), 다이꼬 폴리에스테르 필름(후따무라 가가꾸(주) 제조) 등을 들 수 있다.

본 발명의 편광판에 이용되는 투명 수지 필름은 필요에 따라서 첨가제를 함유할 수 있다. 첨가제로는, 예를 들면 윤활제, 블로킹 방지제, 열 안정제, 산화 방지제, 대전 방지제, 내광제 및 내충격성 개선제 등을 들 수 있다. 그의 첨가량은, 광학 물성에 악영향을 미치지 않는 범위로 억제하는 것이 바람직하다.

접착제와 편광 필름 및/또는 투명 수지 필름과의 접착성을 향상시키기 위해서, 편광 필름 및/또는 투명 수지 필름에 코로나 처리, 화염 처리, 플라즈마 처리, 자외선 처리, 프라이머 도포 처리, 비누화 처리 등의 표면 처리를 실시할 수도 있다.

또한, 투명 수지 필름에는 방현(防眩) 처리, 비반사 처리, 하드 코팅 처리, 대전 방지 처리, 방오 처리 등의 표면 처리가 각각 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 실시될 수도 있다. 또한, 투명 수지 필름은 벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물 등의 자외선 흡수제나, 페닐포스페이트계 화합물, 프탈산에스테르 화합물 등의 가소제를 함유할 수도 있다.

투명 수지 필름에서의, 편광 필름의 연신축과 직교하는 방향의 수축력 Y는 이하와 같이 측정할 수 있다. 우선, 편광 필름과 접합시킬 때의 투명 수지 필름의 방향을 고려하여 편광 필름의 연신축 방향을 단변으로 하여 2 mm×8 mm 크기의 투명 수지 필름의 측정 샘플을 투명 수지 필름으로부터 잘라낸다. 그리고, 열기계 분석 장치(Thermo-Mechanical Analyzer: TMA)에 의해, 해당 측정 샘플의 길이 8 mm 방향의, 즉 연신축과 직교하는 방향의 치수를 일정하게 유지한 상태에서, 수축력이 가해지지 않는 23 ℃의 상태에서 80 ℃로 가열하고, 그 후 200 분간 유지했을 때에 측정 샘플에 발생하는 길이 8 mm 방향의 수축력을 수축력 Y로 한다. 또한, 편광 필름과 접합시키기 전의 투명 수지 필름으로부터 상기 샘플을 잘라내는 것이 바람직하지만, 편광 필름과 투명 수지 필름을 접합시킨 편광판으로부터 접착층 및 편광 필름을 제거하여 투명 수지 필름을 얻고, 이 투명 수지 필름으로부터 상기 샘플을 잘라내어도 측정 가능하다.

(접착층)

본 발명의 편광판에서는, 상술한 편광 필름의 적어도 한쪽면에 접착층을 통해 투명 수지 필름이 접합된다. 예를 들면, 상술한 편광 필름의 한쪽면에 접착층을 통해 폴리프로필렌계 수지 필름을 접합하고, 또한 해당 편광 필름의 다른쪽의 면에 접착제를 통해 노르보르넨계 수지 필름을 접합할 수 있다. 본 발명의 편광판은 편광 필름의 양면에 동종의 접착제를 이용할 수도 있고, 또한 각각 이종의 접착제를 이용할 수도 있다. 접착제로는 접착제층을 얇게 하는 관점에서는, 수계의 것, 즉 접착제 성분을 물에 용해시킨 것 또는 물에 분산시킨 것을 들 수 있다. 예를 들면, 주성분으로서 폴리비닐알코올계 수지 또는 우레탄 수지를 이용한 조성물을 바람직한 접착제로서 들 수 있다.

접착제의 주성분으로서 폴리비닐알코올계 수지를 이용하는 경우, 해당 폴리비닐알코올계 수지는 부분 비누화 폴리비닐알코올, 완전 비누화 폴리비닐알코올 이외에, 카르복실기 변성 폴리비닐알코올, 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올, 메틸올기 변성 폴리비닐알코올, 아미노기 변성 폴리비닐알코올 등의 변성된 폴리비닐알코올계 수지일 수도 있다. 이 경우, 폴리비닐알코올계 수지의 수용액이 접착제로서 이용된다. 접착제 중 폴리비닐알코올계 수지의 농도는, 물 100 중량부에 대하여, 통상 1 중량부 내지 10 중량부, 바람직하게는 1 중량부 내지 5 중량부이다.

폴리비닐알코올계 수지의 수용액으로 이루어지는 접착제에는, 접착성을 높이기 위해서 글리옥살, 수용성 에폭시 수지 등의 경화성 성분 또는 가교제를 첨가하는 것이 바람직하다. 수용성 에폭시 수지로는, 예를 들면 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민 등의 폴리알킬렌폴리아민과, 아디프산 등의 디카르복실산과의 반응에서 얻어지는 폴리아미드아민에, 에피클로로히드린을 반응시켜 얻어지는 폴리아미드폴리아민 에폭시 수지를 바람직하게 사용할 수 있다. 이러한 폴리아미드폴리아민 에폭시 수지의 시판품으로는, 스미레즈 레진 650(스미까 켐텍스(주) 제조), 스미레즈 레진 675(스미까 켐텍스(주) 제조), WS-525(닛본 PMC(주) 제조) 등을 들 수 있다. 이들 경화성 성분 또는 가교제의 첨가량(동시에 첨가하는 경우에는 그의 합계량)은, 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대하여, 통상 1 중량부 내지 100 중량부, 바람직하게는 1 중량부 내지 50 중량부이다. 상기 경화성 성분 또는 가교제의 첨가량이 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대하여 1 중량부 미만인 경우에는, 접착성 향상의 효과가 작아지는 경향이 있고, 또한 상기 경화성 성분 또는 가교제의 첨가량이 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대하여 100 중량부를 초과하는 경우에는, 접착제층이 취약해지는 경향이 있기 때문이다.

또한 접착제의 주성분으로서 우레탄 수지를 이용하는 경우, 적당한 접착제 조성물의 예로서, 폴리에스테르계 이오노머형 우레탄 수지와 글리시딜옥시기를 갖는 화합물과의 혼합물을 들 수 있다. 여기서 말하는 폴리에스테르계 이오노머형 우레탄 수지란, 폴리에스테르 골격을 갖는 우레탄 수지이며, 그 중에 소량의 이온성 성분(친수 성분)이 도입된 것이다. 이러한 이오노머형 우레탄 수지는 유화제를 사용하지 않고 직접 수중에서 유화하여 에멀전이 되기 때문에, 수계의 접착제로서 바람직하다.

폴리에스테르계 이오노머형 우레탄 수지 그것 자체는 공지이고, 예를 들면 일본 특허 공개 (평)7-97504호 공보에는 페놀계 수지를 수성 매체 중에 분산시키기 위한 고분자 분산제의 예로서 기재되어 있으며, 일본 특허 공개 제2005-70140호 공보, 일본 특허 공개 제2005-208456호 공보에는 폴리에스테르계 이오노머형 우레탄 수지와 글리시딜옥시기를 갖는 화합물과의 혼합물을 접착제로서, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 편광 필름에 시클로올레핀계 수지 필름을 접합하는 형태가 나타나 있다.

편광 필름에 상술한 투명 수지 필름을 접합하는 방법은, 통상 일반적으로 알려져 있는 것일 수 있고, 예를 들면 유연법, 메이어 바 코팅법, 그라비아 코팅법, 콤마 코팅법, 닥터 블레이드법, 다이 코팅법, 침지 코팅법, 분무법 등에 의해서 편광 필름 및/또는 거기에 접합되는 필름의 접착면에 접착제를 도포하고, 양자를 중첩시키는 방법을 들 수 있다. 유연법이란, 피도포물인 필름을 대략 수직 방향, 대략 수평 방향 또는 양자 사이인 경사 방향으로 이동시키면서, 그의 표면에 접착제를 유하하여 확포시키는 방법이다. 접착제를 도포한 후, 편광 필름과 그것에 접합되는 필름을 닙 롤 등에 의해 끼우고 접합시킨다. 또한, 편광 필름과 투명 수지 필름 사이에 상기 광 경화성 접착제를 적하한 후, 롤 등으로 가압하여 균일하게 눌러 넓히는 방법에서, 롤의 재질로는 금속이나 고무 등을 이용하는 것이 가능하고, 2개의 롤 사이를 통과시킬 때에 이용하는 각 롤은 동일한 재질일 수도 있으며, 상이한 재질일 수도 있다.

편광 필름에 접착제층을 통해 투명 수지 필름을 접합함에 있어서, 접합되는 양 필름의 한쪽 또는 쌍방의 접합면에는 접착성을 높이기 위해 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 플레임(화염) 처리, 비누화 처리 등의 표면 처리를 적절하게 실시할 수도 있다. 비누화 처리로는 수산화나트륨이나 수산화칼륨과 같은 알칼리의 수용액에 침지하는 방법을 들 수 있다.

편광 필름의 한쪽면 또는 양면에 각각 접착제층을 통해 투명 수지 필름을 적층한 후에는, 건조하여 접착제층을 경화시킨다. 이 건조 처리는, 예를 들면 열풍을 분사함으로써 행해지고, 그의 온도는 통상 40 ℃ 내지 100 ℃의 범위 내이며, 바람직하게는 60 ℃ 내지 100 ℃의 범위 내이다. 또한, 건조 시간은 통상 20 초간 내지 1200 초간이다.

건조 후 접착제층의 두께는, 통상 0.01 ㎛ 내지 5 ㎛ 정도이고, 바람직하게는 2 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 1 ㎛ 이하이다. 접착제층의 두께가 0.01 ㎛ 미만인 경우에는, 접착이 불충분할 우려가 있고, 또한 접착제층의 두께가 5 ㎛를 초과하면, 편광판의 외관 불량이 발생할 우려가 있다.

접합 후, 실온 또는 그것보다 약간 높은 온도에서 적어도 반일, 통상은 수일간 양생을 실시하여 충분한 접착 강도가 얻어지도록 할 수도 있다. 바람직한 양생 온도는 30 ℃ 내지 50 ℃의 범위이고, 더욱 바람직하게는 35 ℃ 내지 45 ℃이다. 양생 온도가 50 ℃를 초과하면, 롤 권취 상태에서 이른바 "권취 얽힘"이 발생하기 쉬워진다. 또한, 양생시 습도는 적당하게 있어도 관계없고, 상대습도가 0 ％ 내지 70 ％의 범위에 있으면 된다. 양생 시간은 통상 1일간 내지 10일간, 바람직하게는 2일간 내지 7일간이다.

또한 본 발명의 편광판에서의 접착제에는, 광 경화성 접착제를 이용할 수도 있다. 광 경화성 접착제로는, 예를 들면 광 경화성 에폭시 수지와 광 양이온 중합 개시제를 포함하는 혼합물을 들 수 있다. 이 경우에는, 활성 에너지선을 조사함으로써 광 경화성 접착제를 경화시킨다. 활성 에너지선의 광원은 특별히 한정되지 않지만, 파장 400 nm 이하로 발광 분포를 갖는 활성 에너지선이 바람직하고, 구체적으로는 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙라이트 램프, 마이크로 웨이브 여기 수은등, 메탈할라이드 램프 등이 바람직하다. 광 경화성 접착제에 대한 광 조사 강도, 조사 시간은 광 경화성 접착제의 조성에 따라 적절하게 결정된다. 활성 에너지선 조사 후 접착제층의 두께는, 통상 0.01 ㎛ 내지 10 ㎛ 정도이고, 바람직하게는 0.1 ㎛ 이상, 또한 바람직하게는 5 ㎛ 이하이다.

활성 에너지선의 조사에 의해서 광 경화성 접착제를 경화시키는 경우, 편광 필름의 편광도, 투과율 및 색상, 및 투명 수지 필름의 투명성과 같은 편광판의 다양한 기능이 저하되지 않는 조건으로 경화를 행하는 것이 바람직하다.

상기한 광 경화성 에폭시 수지와 광 양이온 중합 개시제를 포함하는 혼합물로 이루어지는 접착제와 프로필렌계 수지 필름의 조합은, 접착 강도의 측면에서 바람직하다. 이 광 경화성 접착제는 활성 에너지선을 조사함으로써 경화된다.

광 경화성 에폭시 수지로는, 예를 들면 지환식 에폭시 화합물을 바람직하게 사용할 수 있고, 3,4-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 1,2-에폭시-4-비닐시클로헥산, 1,2-에폭시-1-메틸-4-(1-메틸에폭시에틸)시클로헥산, 3,4-에폭시시클로헥실메틸 메타크릴레이트, 2,2-비스(히드록시메틸)-1-부탄올의 4-(1,2-에폭시에틸)-1,2-에폭시시클로헥산 부가물, 에틸렌 비스(3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트), 옥시디에틸렌 비스(3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트), 1,4-시클로헥산디메틸 비스(3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트) 및 3-(3,4-에폭시시클로헥실메톡시카르보닐)프로필 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트 등을 들 수 있다. 지환식 에폭시 화합물과 그것 이외의 활성 에너지선 경화성 화합물을 병용할 수도 있다. 병용되는 활성 에너지선 경화성 화합물의 예를 들면, 지환식 에폭시 화합물 이외의 에폭시 화합물이 있다. 지환식 에폭시 화합물 이외의 에폭시 화합물로는, 예를 들면 수산기를 갖는 방향족 화합물 또는 쇄상 화합물의 글리시딜에테르화물, 아미노기를 갖는 화합물의 글리시딜아미노화물, C-C 이중 결합을 갖는 쇄상 화합물의 에폭시화물 등을 들 수 있다. 또한, 상기 지환식 에폭시 화합물 이외의 활성 에너지선 경화성 화합물로서, 옥세탄 화합물을 이용할 수도 있다. 옥세탄 화합물의 병용에 의해, 활성 에너지선 경화성 수지 조성물의 경화 속도를 향상시킬 수 있다.

광 양이온 중합 개시제는 가시광선, 자외선, X선, 전자선 등의 활성 에너지선의 조사에 의해서 양이온종 또는 루이스산을 발생하여, 에폭시기의 중합 반응을 개시시키는 것이다.

활성 에너지선의 조사에 의해 양이온종이나 루이스산을 발생시키는 화합물로는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 방향족 디아조늄염; 방향족 요오도늄염이나 방향족 술포늄염과 같은 오늄염; 철-아렌 착체 등을 들 수 있다.

방향족 디아조늄염으로는, 예를 들면 벤젠디아조늄 헥사플루오로안티모네이트, 벤젠디아조늄 헥사플루오로포스페이트, 벤젠디아조늄 헥사플루오로보레이트 등을 들 수 있다.

방향족 요오도늄염으로는, 예를 들면 디페닐요오도늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 디페닐요오도늄 헥사플루오로포스페이트, 디페닐요오도늄 헥사플루오로안티모네이트, 디(4-노닐페닐)요오도늄 헥사플루오로포스페이트 등을 들 수 있다.

방향족 술포늄염으로는, 예를 들면 트리페닐술포늄 헥사플루오로포스페이트, 트리페닐술포늄 헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐술포늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 디페닐[4-(페닐티오)페닐]술포늄 헥사플루오로안티모네이트, 4,4'-비스[디페닐술포니오]디페닐술피드 비스헥사플루오로포스페이트, 4,4'-비스[디(β-히드록시에톡시)페닐술포니오]디페닐술피드 비스헥사플루오로안티모네이트, 4,4'-비스[디(β-히드록시에톡시)페닐술포니오]디페닐술피드 비스헥사플루오로포스페이트, 7-[디(p-톨루일)술포니오]-2-이소프로필티오크산톤 헥사플루오로안티모네이트, 7-[디(p-톨루일)술포니오]-2-이소프로필티오크산톤 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 4-페닐카르보닐-4'-디페닐술포니오-디페닐술피드 헥사플루오로포스페이트, 4-(p-tert-부틸페닐카르보닐)-4'-디페닐술포니오-디페닐술피드 헥사플루오로안티모네이트, 4-(p-tert-부틸페닐카르보닐)-4'-디(p-톨루일)술포니오-디페닐술피드 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 등을 들 수 있다.

철-아렌 착체로는, 예를 들면 크실렌-시클로펜타디에닐철(II)헥사플루오로안티모네이트, 쿠멘-시클로펜타디에닐철(II)헥사플루오로포스페이트, 크실렌-시클로펜타디에닐철(II)-트리스(트리플루오로메틸술포닐)메타나이드 등을 들 수 있다.

이들 양이온 중합 개시제는 각각 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다. 그 중에서도, 특히 방향족 술포늄염은 300 nm 이상의 파장 영역에서도 자외선 흡수 특성을 갖기 때문에 경화성이 우수하고, 양호한 기계 강도나 접착 강도를 갖는 경화물층을 제공할 수 있기 때문에 바람직하게 이용된다.

양이온 중합 개시제의 배합량은, 활성 에너지선 경화성 화합물의 합계 100 중량부에 대하여, 통상 0.5 중량부 내지 20 중량부이고, 1 중량부 내지 15 중량부가 바람직하다. 그의 양이 0.5 중량부를 하회하면 경화가 불충분해지고, 경화물층의 기계 강도나 접착 강도가 저하되는 경우가 있다. 또한, 그의 양이 20 중량부를 초과하면, 경화물층 중 이온성 물질이 증가함으로써 경화물층의 흡습성이 높아지고, 얻어지는 편광판의 내구 성능이 저하되는 경우가 있다.

본 발명에서 이용되는 에폭시 화합물을 포함하는 활성 에너지선 경화성 수지 조성물은 필요에 따라서 광 증감제를 함유할 수 있다. 광 증감제를 사용함으로써 반응성이 향상되고, 경화물층의 기계 강도나 접착 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.

광 증감제로는, 예를 들면 카르보닐 화합물, 유기 황 화합물, 과황화물, 산화환원계 화합물, 아조 및 디아조 화합물, 할로겐 화합물, 광 환원성 색소 등을 들 수 있다.

구체적인 광 증감제의 예를 들면, 벤조인메틸에테르, 벤조인이소프로필에테르 및 α,α-디메톡시-α-페닐아세토페논 등의 벤조인 유도체; 벤조페논, 2,4-디클로로벤조페논, o-벤조일벤조산메틸, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논 및 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 등의 벤조페논 유도체; 2-클로로안트라퀴논 및 2-메틸안트라퀴논 등의 안트라퀴논 유도체; N-메틸아크리돈 및 N-부틸아크리돈 등의 아크리돈 유도체; α,α-디에톡시아세토페논 등의 아세토페논 유도체; 크산톤 유도체; 플루오레논 유도체; 9,10-디부톡시안트라센 등의 안트라센 화합물; 2-클로로티오크산톤 및 2-이소프로필티오크산톤 등의 티오크산톤 유도체; 벤질 화합물; 우라닐 화합물 등이 있다.

광 증감제는 각각 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다. 광 증감제의 배합량은 활성 에너지선 경화성 화합물의 합계 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 20 중량부가 바람직하다.

상술한 바와 같이 본 발명의 편광판은 상기 (1)의 관계식을 충족시킬 필요가 있다. 예를 들면, 복수의 편광 필름의 수축력 X나 복수의 투명 수지 필름의 수축력 Y를 각각 미리 측정해 놓고, (1)의 관계식을 충족시키는 편광 필름과 투명 수지 필름과의 조합을 발견하고, 이들을 조합하여 편광판을 제조하면 (1)의 관계식을 충족시키는 편광판을 용이하게 얻을 수 있다. 편광 필름이나 투명 수지 필름의 수축력은 두께, 수지의 종류, 수지의 중합도, 붕산 농도 등의 첨가물의 양 등의 각종 매개변수를 단독으로 또는 임의의 조합으로 변경함으로써 용이하게 변경할 수 있다.

<액정 표시 장치에의 적용>

본 발명의 편광판에서, 액정 표시 장치에 적용할 때에 액정셀측이 되는 면에는, 통상 점착제층이 설치된다. 예를 들면, 편광 필름의 한쪽면에 앞서 설명한 소정의 면내 위상차값 및 두께 방향 위상차값을 갖는 시클로올레핀계 수지 필름을 접합한 경우에는, 해당 시클로올레핀계 수지 필름의 외면(편광 필름에 접합된 측과는 반대측의 면)에 점착제층을 설치하는 것이 바람직하다. 이러한 점착제층에 이용되는 점착제로는, 종래 공지된 적절한 점착제를 특별히 제한없이 사용할 수 있고, 예를 들면 아크릴계 점착제, 우레탄계 점착제, 실리콘계 점착제 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 투명성, 점착력, 신뢰성, 리워크성 등의 측면에서 아크릴계 점착제가 바람직하게 이용된다. 점착제층은 이러한 점착제를, 예를 들면 유기 용제 용액의 형태로 이용하고, 그것을 기재 필름 상에 다이 코터나 그라비아 코터 등에 의해서 도포하고, 건조시키는 방법에 의해서 설치할 수 있는 것 이외에, 이형 처리가 실시된 플라스틱 필름(세퍼레이트 필름이라 함) 상에 형성된 시트상 점착제를 기재 필름에 전사하는 방법에 의해서도 설치할 수 있다. 점착제층의 두께에 대해서도 특별히 제한은 없지만, 일반적으로 2 ㎛ 내지 40 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하다.

시클로올레핀계 수지 필름의 외면에 상술한 점착제층이 형성되는 경우, 해당 점착제층을 통해 광학 기능성 필름이 점착될 수도 있다. 이러한 형태에 이용되는 광학 기능성 필름으로는, 예를 들면 기재 표면에 액정성 화합물이 도포되고, 배향되어 있는 광학 보상 필름, 폴리카르보네이트계 수지 그 밖의 투명 수지로 이루어지는 위상차 필름 등을 들 수 있다. 기재 표면에 액정성 화합물이 도포되고, 배향되어 있는 광학 보상 필름에 상당하는 시판품으로는, WV 필름(후지 필름(주) 제조), NH 필름(신닛본 세끼유(주) 제조), LC 필름(신닛본 세끼유(주) 제조) 등을 들 수 있다.

또한, 본 발명의 편광판을 액정셀의 배면측 편광판에 이용하는 경우, 그의 액정셀에 면하는 측과 반대측의 투명 수지 필름(보호 필름)면에는, 다른 광학 기능성 필름을 점착할 수도 있다. 이러한 광학 기능성 필름의 예를 들면, 어느 종류의 편광광을 투과하고, 그것과 반대 성질을 나타내는 편광광을 반사하는 반사형 편광 필름, 표면에 반사 기능을 갖는 반사 필름, 반사 기능과 투과 기능을 겸비한 반투과 반사 필름 등이 있다. 어느 종류의 편광광을 투과하고, 그것과 반대 성질을 나타내는 편광광을 반사하는 반사형 편광 필름에 상당하는 시판품으로는, 예를 들면 DBEF(3M사 제조, 일본에서는 스미또모 쓰리엠(주)으로부터 입수할 수 있음) 등을 들 수 있다.

한편, 본 발명의 편광판을 액정셀의 전방면측 편광판에 이용하는 경우, 그의 액정셀에 면하는 측과 반대측의 투명 수지 필름(보호 필름)면에도 다른 광학 기능성 필름을 점착할 수 있다. 이러한 광학 기능성 필름의 예를 들면, 표면에 요철 형상을 갖는 방현 기능이 부가된 필름, 표면 반사 방지 기능이 부가된 필름 등이 있다.

본 발명의 편광판은, 상술한 바와 같이 액정 표시 장치에 바람직하게 적용할 수 있다. 액정 표시 장치에 적용하는 경우에는, 편광판의 한쪽면에 설치된 점착제층을 통해 액정셀에 접합된다.

특히, 편광 필름의 한쪽면에 소정의 면내 위상차값 및 두께 방향 위상차값을 갖는 시클로올레핀계 수지 필름을 접합한 경우에는, 그의 시클로올레핀계 수지 필름의 외면에 설치된 점착제층을 액정셀의 배면에 접합하여 액정 패널로 하고, 백 라이트 등과 조합하여 액정 표시 장치가 된다. 이러한 본 발명의 편광판을 적용한 액정 표시 장치는, 본 발명의 편광판이 액정셀의 배면에 접합된 액정 패널을 구비함으로써, 박육화에 대응하면서 충분한 기계적 강도를 갖게 된다. 또한, 편광 필름의 한쪽면에 폴리에스테르계 수지 필름을 접합한 경우에는, 해당 폴리에스테르계 수지 필름측을 액정셀 배면측의 백 라이트측에 배치함으로써, 액정 패널과 백 라이트 시스템이 접촉할 가능성을 감소시킬 수 있다. 이러한 액정 표시 장치에는, 종래 공지된 적절한 구성을 채용할 수 있고, 액정 표시 장치가 액정 패널 이외에 통상 구비하는 각종 구성 부재(광 확산판, 백 라이트 등)를 채용할 수 있다. 또한 액정 패널은, 통상 액정셀의 전방면측에도 편광판을 설치하지만, 이 액정셀의 전방면측에 설치하는 편광판에 대해서는 특별히 제한되지 않으며, 종래 공지된 적절한 편광판을 사용할 수 있다. 또한, 상술한 액정셀, 액정 패널의 "배면측"이란, 액정 패널을 액정 표시 장치에 탑재했을 때의 백 라이트측을 의미하고, 액정셀, 액정 패널의 "전방면측"이란, 액정 패널을 액정 표시 장치에 탑재했을 때의 시인측을 의미한다.

[실시예]

이하에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 자세히 설명하지만, 본 발명이 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

폴리비닐알코올의 원반 필름으로는 중합도 2400, 비누화도 99.9 몰％, 두께 60 ㎛, 폭 3000 mm 길이의 폴리비닐알코올 필름((주)쿠라레에서 입수)을 이용하였다. 이 원반 필름으로부터 이하의 조작을 거쳐 편광 필름을 제작하였다. 연신은 이하에 나타내는 각 공정에서의 처리조 전후의 구동 닙 롤에 주속차를 가하여 행하였다.

우선, 원반 필름이 느슨하지 않도록 필름의 긴장 상태를 유지한 상태에서, 32 ℃의 순수가 포함된 팽윤조에 80 초간 침지하여, 필름을 충분히 팽윤시켰다. 팽윤조에서의 팽윤에 따른 입구와 출구의 롤 속도비는 1.2였다. 닙 롤에서의 탈수를 행한 후, 30 ℃의 순수가 포함된 수침지조에 160 초간 침지하였다. 이 조 중에서의 기계 방향의 연신 배율은 1.04배로 하였다. 이어서, 요오드/요오드화칼륨/물이 중량비로 0.02/1.5/100인 수용액이 포함된 염색조에 침지하면서, 연신 배율 약 1.6배로 1축 연신을 행하였다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물이 중량비로 12/4.0/100인 수용액이 포함된 붕산조에 56.5 ℃에서 130 초간 침지하면서(제1 붕산 처리), 원반으로부터의 적산 연신 배율이 5.3배가 될 때까지 1축 연신을 행하였다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물이 중량비로 12/1.5/100인 수용액이 포함된 붕산조에 30 ℃에서 60 초간 침지하였다(제2 붕산 처리). 또한, 수세조에서 10 ℃의 순수로 약 16 초간 세정하고, 그 후 약 60 ℃의 건조로, 이어서 약 85 ℃의 건조로를 순차 통과시키고, 이들 건조로에서의 체류 시간을 합계 160 초간으로 하여 건조를 행하였다. 이와 같이 하여 요오드가 흡착 배향된 두께 28 ㎛의 편광 필름을 얻었다.

얻어진 편광 필름에 대해서, 고주파 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma: ICP) 발광 분광 분석법에 의해 분석하고, 편광 필름의 중량에 대한 붕소의 중량분률(％)을 산출한 바, 붕소 함유량은 3.5 ％였다.

또한, 얻어진 편광 필름에 대해서 편광 필름의 연신 방향(흡수축)과 직교하는 방향의 가열 수축력을 측정하였다. 측정에 있어서는, 연신축 방향을 단변으로 하여 폭 2 mm, 길이 8 mm의 필름을 잘라내고 측정용 샘플로 하였다. 상기 샘플을 열기계 분석 장치(Thermo-Mechanical Analyzer: TMA)(EXSTAR-6000(에스아이아이 나노테크놀로지(주) 제조)에 세트하여, 길이 8 mm 방향의 치수를 일정하게 유지한 상태에서 23 ℃에서부터 80 ℃로 가열하고, 그 후 200 분간 유지했을 때에 발생한 길이 8 mm 방향의 수축력(X)을 측정한 바, 1.5 N이었다.

이 편광 필름의 한쪽면에 두께 50 ㎛의 폴리프로필렌 투명 수지 필름을, 다른 면에는 노르보르넨계 수지 2축 연신 위상차 필름(정면 위상차값: 63 nm, 두께 방향 위상차값: 225 nm)을, 각각 에폭시계 자외선 경화형 접착제를 통해 적층한 후, 메탈할라이드 램프를 노르보르넨계 수지 2축 연신 위상차 필름측으로부터 조사하고, 양면의 접착제를 경화시켜 편광판을 얻었다. 에폭시계 자외선 경화형 접착제로는, 접착제 성분으로서 다이셀 가가꾸 고교(주) 제조의 상품명 "셀록사이드 2021P"를 함유하고, 광 양이온 중합 개시제로서 (주) 아데카(ADEKA) 제조의 상품명 "아데카 옵톤 CP77"을 함유하는 무용제형 에폭시계 접착제를 이용하였다. 또한, 여기서 이용한 폴리프로필렌 투명 수지 필름에 관하여, 편광 필름과의 접착 상태에서의 위치 관계를 기준으로, 편광 필름의 연신축 방향을 단변으로 하는 폭 2 mm, 길이 8 mm의 샘플을 잘라내고, 단독으로 상술한 편광 필름의 샘플과 마찬가지로 23 ℃에서 80 ℃로 가열하고, 그 후 200 분간 유지했을 때에 발생한 길이 8 mm 방향의 수축력(Y)을 측정한 바, 0.1 N이었다.

얻어진 편광판을, 그의 위상차 필름측에서 점착제를 통해 유리판에 접합하고, -35 ℃로 1 시간 동안 유지하는 과정과 70 ℃로 1 시간 동안 유지하는 과정을 1 사이클로 하는 히트 사이클 시험을 행하였다. 그 결과, 200 사이클 반복하여도 편광 필름은 파단하지 않았다.

<실시예 2>

폴리프로필렌으로 이루어지는 투명 수지 필름으로서 두께 75 ㎛인 것(실시예 1과 동일하게 하여 측정한 수축력(Y)이 6.1 N)을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다. 얻어진 편광판에 대해서, 실시예 1과 동일하게 하여 히트 사이클 시험을 행하였다.

<실시예 3>

폴리프로필렌으로 이루어지는 투명 수지 필름으로서 두께 100 ㎛인 것(실시예 1과 동일하게 하여 측정한 수축력(Y)이 7.2 N)을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다. 얻어진 편광판에 대해서, 실시예 1과 동일하게 하여 히트 사이클 시험을 행하였다.

<실시예 4>

폴리비닐알코올의 원반 필름으로서, 닛본 고세이 가가꾸 고교 가부시끼가이샤에서 입수한 두께 60 ㎛ 길이의 폴리비닐알코올 필름을 이용하고, 그 밖에는 실시예 1과 동일하게 하여 편광 필름을 제작하였다. 이 편광 필름의 실시예 1과 동일하게 하여 측정한 수축력(X)은 1.83 N이었다. 이 편광 필름을 사용한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 편광판을 제작하였다. 얻어진 편광판에 대해서, 실시예 1과 동일하게 하여 히트 사이클 시험을 행하였다.

<실시예 5>

폴리비닐알코올의 원반 필름으로서, 중합도 2400, 비누화도 99.9 몰％, 두께 75 ㎛, 폭 3000 mm 길이의 폴리비닐알코올 필름((주)쿠라레에서 입수)을 이용하고, 그 밖에는 실시예 1과 동일하게 하여 편광 필름을 제작하였다. 이 편광 필름의 실시예 1과 동일하게 하여 측정한 수축력(X)은 2.10 N이었다. 이 편광 필름을 이용하여 폴리프로필렌으로 이루어지는 투명 수지 필름 대신에, 두께 38 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 투명 수지 필름으로서 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다. 또한, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(투명 수지 필름)의 실시예 1과 동일하게 하여 측정한 수축력(Y)은 17.5 N이었다. 얻어진 편광판에 대해서, 실시예 1과 동일하게 하여 히트 사이클 시험을 행하였다.

<실시예 6>

폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 대신에, 두께 80 ㎛의 트리아세틸셀룰로오스 필름을 투명 수지 필름으로서 사용한 것 이외에는, 실시예 5와 동일하게 하여 편광판을 제작하였다. 또한, 여기서 이용한 트리아세틸셀룰로오스 필름(투명 수지 필름)의 실시예 1과 동일하게 하여 측정한 수축력(Y)은 22.4 N이었다. 얻어진 편광판에 대해서, 실시예 1과 동일하게 하여 히트 사이클 시험을 행하였다.

<비교예 1>

실시예 5에서 제작한 편광 필름(실시예 1과 동일하게 하여 측정한 수축력 X=2.10 N)을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다. 얻어진 편광판에 대해서, 실시예 1과 동일하게 하여 히트 사이클 시험을 행한 바, 200 사이클에서 편광 필름이 파단하였다.

<비교예 2>

폴리프로필렌으로 이루어지는 투명 수지 필름으로서, 실시예 2에서 이용한 것과 동일한 두께 75 ㎛의 것(실시예 1과 동일하게 하여 측정한 수축력 Y=6.1 N)을 사용한 것 이외에는, 비교예 1과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다. 얻어진 편광판에 대해서, 실시예 1과 동일하게 하여 히트 사이클 시험을 행한 바, 200 사이클에서 편광 필름이 파단하였다.

<비교예 3>

폴리프로필렌으로 이루어지는 투명 수지 필름으로서, 실시예 3에서 이용한 것과 동일한 두께 100 ㎛의 것(실시예 1과 동일하게 하여 측정한 수축력 Y=7.2 N)을 사용한 것 이외에는, 비교예 1과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다. 얻어진 편광판에 대해서, 실시예 1과 동일하게 하여 히트 사이클 시험을 행한 바, 200 사이클에서 편광 필름이 파단하였다.

실시예 1 내지 6, 비교예 1 내지 3의 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 실시예 1 내지 6, 비교예 1 내지 3의 히트 사이클 시험 결과를, 횡축은 편광 필름의 연신축과 직교하는 방향의 수축력(N), 종축은 투명 수지 필름의 편광 필름의 연신축과 직교하는 방향과 동일한 방향의 수축력(N)으로서 나타낸 그래프를 도 1에 나타내었다.

또한, 표 1 중, PP는 폴리프로필렌, TAC는 트리아세틸셀룰로오스, PET는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 나타낸다.

본 발명에 따르면, 히트 사이클 시험에서 파단이 일어나지 않는 편광판이 얻어진다. 이 편광판은 액정 표시 장치를 비롯한 각종 표시 장치에 유효하게 적용할 수 있다.

Claims

폴리비닐알코올계 수지 필름과, 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름에 흡착 배향한 2색성 색소를 갖는 편광 필름, 및
상기 편광 필름의 적어도 한쪽면에 접착층을 통해 접합된 투명 수지 필름을 구비하며,
상기 편광 필름의 연신축과 직교하는 방향의 수축력을 X로 하고, 상기 투명 수지 필름의 상기 편광 필름의 연신축과 직교하는 방향의 수축력을 Y로 한 경우 하기 (1)의 관계식을 충족시키는 편광판.
제1항에 있어서, 상기 편광 필름은 붕소를 추가로 2.5 중량％ 내지 4.9 중량％ 포함하는 편광판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 투명 수지 필름은 20 ℃에서의 크실렌 가용분이 1 중량％ 이하인 폴리프로필렌계 수지 필름인 편광판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 투명 수지 필름은 시클로올레핀계 수지로 형성된 위상차 필름이고, 면내의 위상차가 40 nm 내지 100 nm이며, 두께 방향의 위상차가 80 nm 내지 300 nm인 편광판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 투명 수지 필름은 셀룰로오스계 수지 또는 폴리에스테르계 수지 필름인 편광판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접착층이 에폭시 화합물을 함유하는 활성 에너지선 경화성 조성물의 경화물인 편광판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접착층이 폴리비닐알코올계 수지 또는 우레탄계 수지를 포함하는 조성물의 경화물인 편광판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 X는 상기 연신축 방향을 단변으로 하는 2 mm×8 mm 크기의 상기 편광 필름의 샘플을, 상기 연신축과 직교하는 방향의 치수를 일정하게 유지한 상태에서 23 ℃에서 80 ℃로 가열하고, 그 후 200 분간 유지했을 때에 상기 편광 필름의 샘플에 발생하는 상기 연신축과 직교하는 방향의 힘이고,
상기 Y는 상기 연신축 방향을 단변으로 하는 2 mm×8 mm 크기의 상기 투명 수지 필름의 샘플을, 상기 연신축과 직교하는 방향의 치수를 일정하게 유지한 상태에서 23 ℃에서 80 ℃로 가열하고, 그 후 200 분간 유지했을 때에 상기 투명 수지 필름의 샘플에 발생하는 상기 연신축과 직교하는 방향의 힘인 편광판.