KR20130004201A - 편광막을 가지는 적층체 스트립 롤의 제조방법 - Google Patents

Abstract

두께가 10㎛이하의 수지층으로 이루어지는 편광막을 가진 연속 웹상의 광학 필름 적층체 스트립 롤의 제조 방법을 제공한다.
연속 웹상의 열가소성 수지기재상에 폴리비닐 알코올계 수지층을 형성한 적층체에 대해, 공중 보조 연신과 붕산 수중 연신으로 이루어지는 2단계 연신에 의해, 길이 방향으로 1축 연신하고, 상기 수지층을 10㎛이하의 두께로 하는 연신 공정과, 상기 수지층에 2색성 물질을 흡착시키는 흡착 공정을 행하는 것에 의해서, 두께가 10㎛이하의 상기 수지층으로 이루어지는 편광막을 가진 연속 웹상의 광학 필름 적층체를 형성하는 단계와, 상기 연속 웹상의 광학 필름 적층체를, 길이 방향으로 평행하게, 소정의 폭으로 절단하고, 소정 폭의 연속 웹상 적층체 스트립을 형성하는 단계와, 소정 폭의 연속 웹상 적층체 스트립을 롤 모양으로 돌려 감는 단계를 포함한 적층체 스트립 롤의 제조 방법.

Description

편광막을 가지는 적층체 스트립 롤의 제조방법{Method of producing roll of laminate strip with polarizing film}

본 발명은, 편광막을 가지는 적층체 스트립 롤의 제조방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 2색성 물질을 배향시킨 폴리비닐 알코올계 수지로 이루어지는, 두께가 10㎛이하의 편광막을 가지는 광학 필름 적층체로부터 형성되는 적층제 스트립 롤의 제조방법에 관한 것이다.

필름상으로 제막된 폴리비닐 알코올계 수지(이하, 「PVA계 수지」라고 함.)의 단층체에 염색 처리 및 연신 처리를 가함으로써, PVA계 수지의 분자가 연신 방향으로 배향되며, 상기 PVA계 수지 내에 2색성 물질이 배향 상태로 흡착된, PVA계 수지층으로 이루어지는 편광막의 제조방법은 잘 알려져 있다. 이 PVA계 수지 단층막을 사용하는 종래의 방법에 의해 얻어지는 편광막의 두께는, 거의 15∼35㎛이다. 이 방법에 의하면, 단체 투과율이 42％이상이고, 편광도가 99.95％이상의 광학 특성을 가지는 편광막을 얻을 수 있으며, 이 방법으로 제조된 편광막은, 현재는, 텔레비전, 휴대 전화기, 휴대 정보 단말 그 외의 광학적 표시장치에 사용되고 있다.

그러나, PVA계 수지는 친수성(親水性)이며, 높은 흡습성을 가지기 때문에, PVA계 수지를 이용해 제조된 편광막은, 온도나 습도의 변화에 민감하고, 주위의 환경 변화에 의해 신축을 일으키기 쉬워, 그 때문에 크랙이 발생하기 쉽다는 경향이 있다. 또, 사용중의 환경 변화에 의해서 생기는 신축은, 상기 편광막이 접합되는 인접 부재에 응력을 일으키게 해 상기 인접 부재에 휨 등의 변형을 일으키게 된다.

따라서, 편광막의 신축을 억제하여, 온도나 습도의 영향을 경감하기 위해서, 통상은, 텔레비전용의 편광 필름으로서는, 편광막의 양면에, 보호 필름으로서 40∼80㎛의 TAC(트리아세틸 셀룰로오스계) 필름이 첩합된 적층체가 이용된다. 그러한 구성에 의해서도, 단층체에 의한 편광막을 이용하는 경우에는, 편광막의 박막화에 한계가 있으므로, 신축력은 무시하지 못하고, 신축의 영향을 완전하게 억제하는 것은 곤란하며, 편광막을 포함한 광학 필름 적층체에 있는 정도의 신축을 일으키는 것은 피할 수 없다. 이러한 편광막을 포함한 광학 필름 적층체에 신축이 생기면, 그 신축에 기인하는 응력이, 인접하는 부재에 휨 등의 변형을 일으키게 된다. 이 변형은, 비록 미소(微小)해도, 액정표시장치에 표시 얼룩짐을 발생시키는 원인이 된다. 따라서, 이 표시 얼룩짐의 발생을 저감시키기 위해, 편광막을 포함한 광학 필름 적층체에 사용되는 부재의 재료를 주의 깊게 선택한다, 라고 한 설계상의 배려가 필요하게 된다. 또, 이러한 편광막의 수축 응력이, 액정 표시 패널로부터의 광학 필름 적층체의 박리 등의 원인이 되기 때문에, 상기 광학 필름 적층체를 액정 표시 패널에 접합하려면, 고 접착력의 점착제가 요구되게 된다. 그렇지만, 이러한 고 접착력의 점착제를 사용하면, 액정 표시 패널에 첩합된 광학 필름 적층체의 편광막에 광학적인 결함이 있는 것이 나중의 검사에서 발견되었을 때에, 상기 광학 필름 적층체를 액정 표시 패널로부터 벗겨, 상기 액정 표시 패널에 다른 광학적 필름 적층체를 첩합하는 작업인 리워크가 곤란하게 된다, 라고 하는 문제가 있었다. 이것이 필름상으로 제막된 PVA계 수지의 단층체를 사용하는, 종래의 방법에 의해 얻어지는 편광막의 기술적 과제이다.

상술한 과제가 존재하기 때문에, 충분한 정도까지의 박막화를 달성할 수 없는, 종래의 PVA계 수지 단층체를 사용하는 편광막의 제조방법을 대신하는, 편광막의 제조방법이 요구되고 있다. 그렇지만, 필름상으로 제막된 PVA계 수지의 단층체를 사용하는 종래의 방법에서는, 두께가 10㎛이하의 편광막을 제조하는 것은 사실상 불가능하다. 그 이유는, 필름상의 PVA계 수지 단층체에 의한 편광막의 제조에 있어서는, PVA계 수지 단층체의 두께가 너무 얇아 지면, 염색공정 및／또는 연신 공정에 있어서, PVA계 수지층에 용해 및／또는 파단을 일으킬 우려가 있기 때문에, 균일한 두께의 편광막을 형성할 수 없게 되기 때문이다.

이 문제에 대처하기 위해, 열가소성 수지기재상에 PVA계 수지층을 도포 형성하고, 이 수지기재상에 형성된 PVA계 수지층을 수지기재와 함께 연신하여, 염색 처리를 가하는 것으로, 종래의 방법에 의해 얻어지는 편광막에 비해 매우 얇은 편광막을 제조하는 제조방법이 제안되고 있다. 이 열가소성 수지기재를 이용한 편광막의 제조방법은, PVA계 수지의 단층체에 의한 편광막의 제조방법에 비해, 편광막을 보다 균일하게 제조할 수 있는 가능성을 가져오는 점에서 주목된다.

예를 들면, 특허 제 4279944호 공보(특허 문헌 1)에는, 열가소성 수지 필름의 한 면에, 두께가 6㎛이상 30㎛이하의 폴리비닐 알코올계 수지층을 도공법에 의해 형성한 후, 2배 이상 5배 이하로 연신하여 상기 폴리비닐 알코올계 수지층을 투명 피막 소자층으로 함으로써, 열가소성 수지 필름층과 투명 피막 소자층의 2층으로 이루어지는 복합 필름을 형성하고, 그 다음에, 상기 2층으로 이루어지는 복합 필름의 투명 피막 소자층 측에 광학 투명 수지 필름층을, 접착제를 통하여 첩합한 후, 열가소성 수지 필름층을 박리 제거하고, 또한 투명 피막 소자층을 염색, 고정하여 편광 소자층으로 하는 편광판의 제조방법이 기재되어 있다. 이 방법에 따라 얻어지는 편광판은, 광학 투명 수지 필름층과 편광 소자층의 2층 구성이며, 특허 문헌 1의 기재에 의하면, 편광 소자의 두께는 2∼4㎛이다.

이 특허 문헌 1에 기재된 방법은, 연신을, 가열하에서, 1축 연신에 의해 행하는 것이며, 그 연신 배율은, 상술한 바와 같이 2배 이상 5배 이하의 범위가 되도록 제한된다. 특허 문헌 1은, 이 방법에 있어서, 연신 배율이 5배 이하로 제한되는 이유로서, 연신 배율이 5배를 넘는 고율 연신에서는 안정 생산이 극단적으로 곤란하게 된다, 라고 설명하고 있다. 연신할 때의 주위 온도는, 구체적으로는, 열가소성 수지 필름으로서 에틸렌-초산비닐 공중합체를 사용하는 경우에는 55℃, 무연신의 폴리프로필렌을 사용하는 경우에는 60℃, 무연신의 나일론을 사용하는 경우에는 70℃로 하고 있다. 이 특허 문헌 1에 기재된 방법은, 고온 공중 1축 연신의 수법을 채용하는 것이며, 특허 문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 연신 배율은 5배 이하로 제한되므로, 이 방법에 의해 얻어지는 2∼4㎛라고 한 극히 얇은 편광막은, 예를 들면 액정 TV와 같은 광학적 표시장치, 혹은 유기 EL표시 소자를 이용하는 광학적 표시장치에 사용되는 편광막에 바람직한 광학 특성을 만족시킬 수 없다.

열가소성 수지기재상에 PVA계 수지층을 도공에 의해 형성하고, 상기 PVA계 수지층을 기재와 함께 연신함으로써 편광막을 형성하는 방법은, 특개 2001－343521호 공보(특허 문헌 2) 및 특개 2003－43257호 공보(특허 문헌 3)에도 기재되어 있다. 이러한 특허 문헌에 기재된 방법은, 열가소성 수지기재와 상기 기재상에 도포된 PVA계 수지층으로 이루어지는 적층체를, 기재가 비정성 폴리에스테르 수지의 경우에는 70℃∼120℃의 온도에서, 1축 연신하는 것이다. 다음에, 연신에 의해서 배향된 PVA계 수지층에 염색에 의해서 2색성 물질을 흡착시킨다. 특허 문헌 2에서는, 이 1축 연신은, 세로 1축 연신 또는 가로 1축 연신의 어느 쪽이라도 좋다, 라고 기재되어 있지만, 특허 문헌 3에서는, 가로 1축 연신을 행하고, 그 가로 1축 연신 중 또는 연신 후에, 연신 방향과 직교하는 방향의 길이를 특정량 수축시키는 방법이 기재되어 있다. 그리고, 연신 배율은, 특허 문헌 2 및 3의 어느 쪽에 있어서도, 통상 4∼8배 정도로 하고 있다. 얻어지는 편광막의 두께로서, 1∼1.6㎛가 기재되어 있다.

이들 특허 문헌 2 및 3에서는, 연신 배율이 통상 4∼8배로 기술되어 있지만, 채용되어 있는 연신 방법은, 고온 공중 연신법이며, 이러한 방법으로 안정된 연신을 행할 수 있는 것은, 예를 들면 특허 문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 5배가 한도이다. 특허 문헌 2 및 3에 있어서도, 5배를 넘는 연신 배율을 고온 공중 연신법에 의해 달성하기 위한 특단의 수법은 기재되어 있지 않다. 사실, 이들 특허 문헌 2 및 3에 기재된 실시예를 보면, 특허 문헌 2에서는 5배 연신이 기재되며, 특허 문헌 3에서는 4.5배가 기재되어 있을 뿐이다. 본 발명자들은, 특허 문헌 2 및 3에 기재된 방법의 추가시험을 행하고, 여기에 기재된 방법에서는, 연신 배율이 5배를 넘는 연신은 할 수 없는 것을 확인했다. 따라서, 특허 문헌 2 및 3의 기재는, 연신 배율에 관해서는, 5배 이하의 것밖에 기재하고 있지 않다, 라고 이해해야 한다. 특허 문헌 1에 관해서 기술한 대로, 이 특허 문헌 2 및 3에 있어서도, 얻어지는 편광막의 광학 특성은, 예를 들면 액정 TV와 같은 광학적 표시장치에 사용되는 편광막에 바람직한 광학 특성을 만족시킬 수 없다.

미국 특허 제 4659523호 명세서(특허 문헌 4)는, 폴리에스테르 필름상에 도공 형성한 PVA계 수지층을, 상기 폴리에스테르 필름과 함께 1축 연신하는 것으로 이루어지는 편광막의 제조방법을 개시한다. 이 특허 문헌 4에 기재된 방법은, PVA계 수지층의 기재가 되는 폴리에스테르 필름을, 편광막과 함께 사용할 수 있는 광학적 특성을 가지는 것으로 할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하는 것으로, 박형으로 뛰어난 광학 특성을 가지는 PVA계 수지층으로 이루어지는 편광막을 제조하는 것을 의도하는 것은 아니다. 즉, 특허 문헌 4에 기재된 방법은, 편광막이 되는 PVA계 수지층과 함께 연신되는 폴리에스테르 수지 필름의 광학적 특성을 개선하려고 하는 것에 지나지 않는다. 같은 목적을 가진 편광자용 재료의 제조방법은, 특공 평 8－12296호 공보(특허 문헌 5)에도 기재되어 있다.

[특허문헌 1] 특허 4279944호 공보 [특허문헌 2] 특개 2001－343521호 공보 [특허문헌 3] 특개 2003－43257호 공보 [특허문헌 4] 미국 특허 제 4659523호 명세서 [특허문헌 5] 특공 평 8-12296호 공보 [특허문헌 6] 특개 2002－258269호 공보 [특허문헌 7] 특개 2004－078143호 공보 [특허문헌 8] 특개 2007－171892호 공보 [특허문헌 9] 특개 2004－338379호 공보 [특허문헌 10] 특개 2005－248173호 공보 [특허문헌 11] 특개 2011－2759호 공보

[비 특허문헌 1] H.W.Siesler,Adv.Polym.Sci., 65,1(1984)

열가소성 수지기재상에 PVA계 수지층을 도공 형성하고, 상기 PVA계 수지층과 열가소성 수지기재와 함께 연신하여 박형의 편광막을 제조하는 방법은, 특허 문헌 1∼5에 기재되어 있듯이 이미 알려져 있다. 그러나, 주로 액정 TV용의 표시장치로서 요구되는, 콘트라스트 비가 1000：1 이상으로, 최대 휘도 500cd／m² 이상의 광학 특성을 만족하는 표시장치에 사용할 수 있는 고기능의 편광막, 혹은 유기 EL표시 소자를 이용한 광학적 표시장치에 사용할 수 있는 광학 특성을 갖춘 편광막은, 지금까지 실현되지는 않았다.

본 발명자들은, 열심히 연구한 결과, 종래의 편광막에 비해 매우 얇고, 게다가 필요하게 되는 광학 특성을 갖춘 편광막을 가지는 광학적 표시장치를 개발하는 것에 성공했다. 본 발명은, 이 새롭게 개발된 편광막을 이용하고, 광학적 표시장치를 제조하는데 적합한 편광막을 가지는 적층제 스트립 롤을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 비정성 에스테르계 열가소성 수지기재와, 그 위에 도포 형성된 PVA계 수지층을 일체로, 공중 보조 연신과 붕산 수중 연신으로 이루어지는 2단 연신 공정으로 연신하는 것으로, 상기 PVA계 수지층에 2색성 색소에 의한 염색 처리를 실시함으로써, 두께가 10㎛이하이며, 단체 투과율(T) 및 편광도(P)에 의해서 나타내지는 광학 특성이, 광학적 표시장치에 사용되는 편광막에 요구되는 특성을 만족시킬 수 있는, 종래에 없는 편광막을 얻는 것에 성공했다.

본 발명은, 이 편광막을 이용하는 광학적 적층체 롤을 제조하는 방법이며, 연속 웹상의 열가소성 수지기재상에 폴리비닐 알코올계 수지층을 형성한 적층체에 대해, 공중 보조 연신과 붕산 수중 연신으로 이루어지는 2단계 연신에 의해, 총 연신 배율이 5배∼8.5배가 되도록 길이 방향으로 1축 연신하고, 폴리비닐 알코올계 수지층을 10㎛이하의 두께로 하는 연신 공정과, 상기 폴리비닐 알코올계 수지막에 2색성 물질을 흡착시키는 흡착 공정을 행하는 것에 의해서 형성된, 두께가 10㎛이하로 길이 방향에 흡수축을 가지는 폴리비닐 알코올계 수지층으로 이루어지는 편광막을 가진 연속 웹상의 광학 필름 적층체를 형성하는 단계를 포함한다. 그리고, 상기 연속 웹상의 광학 필름 적층체를, 길이방향으로 평행하게, 소정의 폭으로 절단하여, 적어도 1개의 소정 폭의 연속 웹상 적층체 스트립을 형성하고, 이 소정 폭의 연속 웹상 적층체 스트립을 롤 모양으로 돌려 감아, 편광막을 가지는 적층체 스트립 롤을 제조하는 방법이다.

본 발명의 방법에 있어서는, 연속 웹상의 광학 필름 적층체를 형성하는 상술한 단계 다음에, 상기 광학 필름 적층체를 롤 모양으로 돌려 감아 광학 필름 적층체 롤을 형성하고, 다음 단계에 있어서, 상기 광학 필름 적층체 롤로부터 상기 광학 필름 적층체를 조출하여 상기 절단을 행할 수 있다. 또, 본 발명에 있어서는, 상술한 절단에 의해, 복수의 소정 폭의 연속 웹상 적층체 스트립을 형성할 수 있다. 이 경우에 있어서, 복수의 소정 폭의 연속 웹상 적층체 스트립은, 서로 다른 소정 폭을 가지는 것, 또는 서로 동일한 소정 폭을 가지는 것으로 할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 연신전의 상태에 있어서, 열가소성 수지기재의 두께는, 제막되는 폴리비닐 알코올계 수지층의 두께의 6배 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 열가소성 수지기재는, 투명한 에스테르계 수지로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 형태에 있어서, 편광막은,

단체 투과율을 T, 편광도를 P로 했을 때,

P＞―(10^{0.929T―42.4}―1)×100(단, T＜42.3) 및

P≥99.9(단, T≥42.3)

의 조건을 만족하는 광학 특성을 가진다.

본 발명의 다른 바람직한 형태에 있어서, 편광막은,

단체 투과율을 T, 편광도를 P로 했을 때,

T≥42.5 및 P≥99.5

의 조건을 만족하는 광학 특성을 가진다.

공중 보조 연신시의 연신 배율은, 3.5배 이하로 하는 것이 바람직하다. 2색성 물질의 흡착은, 수용매에, 요오드 농도 0.12∼0.30 중량％의 범위의 요오드를 포함한 염색액에 폴리비닐 알코올계 수지층을 침지시키는 것에 의해서 행할 수 있다. 본 발명의 방법에 있어서는, 광학 필름 적층체를, 액체의 온도 40℃를 넘지 않는 온도의 요오드화물 염을 포함한 세정액으로 세정하는 공정을 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 방법은, 편광막의 열가소성 수지기재와는 반대측의 면에, 점착제를 통하여 세퍼레이터 필름을 적층하는 공정을 더 포함할 수 있다. 또, 편광막의 열가소성 수지기재와는 반대측의 면에, 접착제를 통하여 광학 기능 필름을 적층하는 공정을 더 포함할 수 있다. 또, 광학 기능 필름의 편광막과는 반대측의 면에, 점착제를 통하여 세퍼레이터 필름을 적층하는 공정을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 광학 기능 필름은, 3축 방향의 굴절률이 nx＞ny＞nz의 관계를 가지는 3 차원 굴절률의 2축성 위상차이 필름으로 할 수 있다. 세퍼레이터 필름은, 점착제층에 대한 접착력이 편광막 또는 광학 기능 필름의 상기 점착제층에 대한 접착력보다 약해지도록 처리함으로써, 상기 세퍼레이터 필름을 벗겼을 때, 점착제층이 편광막 또는 광학 기능 필름의 측에 남게 된다.

또, 본 발명의 방법은, 연속 웹상 적층체 스트립을 롤 모양으로 돌려 감는 단계 전에, 광학 필름 적층체에 대해서 결점 검사를 행하고, 결점이 발견되었을 때는, 그 위치를 기록하는 단계를 포함할 수 있다. 이 기록은, 광학 필름 적층체상에 마크를 교부함으로써 행할 수 있다. 혹은, 이 기록은, 결점의 위치에 관한 정보를 적어도 포함하는 결점 정보를 기록 매체에 보존함으로써 행할 수 있다. 이 경우에 있어서, 기록은, 결점의 위치에 관한 정보를 적어도 포함하는 결점 정보와 연속 웹상 적층체 스트립의 롤을 식별하는 롤 식별 정보를 기록 매체에 보존함으로써 행할 수 있다.

편광막에 바람직한 특성으로서, 본 발명자들은, 예를 들면 액정 TV와 같은 광학적 표시장치에 사용되는 편광막의 경우에는, 요구되는 광학적 특성을, 단체 투과율을 T로 하고, 편광도를 P로 했을 때, 다음 식

P＞―(10^{0.929T―42.4}―1)×100(단, T＜42.3) 및

P≥99.9(단, T≥42.3)

로 나타내지는 조건으로 설정했다.

또, 액정표시장치의 경우와는 달리, 유기 EL표시장치의 경우에는, 편광막은, 통상은 1매 사용되는 구성으로 되기 때문에, 편광막에 요구되는 광학적 특성은, 액정표시장치에 사용되는 편광막에 요구되는 광학 특성과는 다른 것이 된다. 본 발명자들은, 유기 EL표시장치에 사용되는 편광막에 요구되는 광학적 특성으로서, 단체 투과율을 T로 하고, 편광도를 P로 했을 때, T≥42.5 및 P≥99.5로 나타내지는 조건을 설정했다.

본 발명에 있어서는, 상술한 연신과 염색에 의해서, 두께가 10㎛이하이며, 단체 투과율(T) 및 편광도(P)에 의해서 나타내지는 광학 특성이, 상기의 조건을 만족하는 편광막을 실현할 수 있다. 본 발명의 바람직한 형태는, 이러한 광학 특성의 편광막을 포함한 광학적 필름의 적층체 스트립 롤을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면, 종래의 편광막에 비해 큰 폭으로 박막화되고, 게다가 필요하게 되는 광학 특성을 갖춘 편광막, 즉, 2색성 물질을 배향시킨 폴리비닐 알코올계 수지로 이루어지며, 두께가 10㎛이하의 편광막이며, 필요한 광학적 특성을 갖춘 편광막을 사용하는 광학적 필름의 적층체 스트립 롤을 얻을 수 있다.

상술한 바와 같이, 열가소성 수지기재를 이용하여 상기 기재상에 형성된 PVA계 수지층을 포함한 적층체를, 연신 배율이 5배 이상이 되도록 1축으로 연신한 사례는, 종래 기술을 기재한 문헌에서 찾아낼 수 없다.

이하, 본 발명에 사용되는 편광막의 제조 방법의 대표예 및 본 발명에 의한 광학적 필름의 적층체 스트립 롤의 제조 방법의 실시형태를, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 1은, PVA층의 두께(또는 편광막 두께)에 대한 수지기재의 적정한 두께를 나타내는 도표이다.
도 2는, 두께가 3㎛, 8㎛, 10㎛의 편광막의 편광 성능의 비교도이다.
도 3은, 단체 투과율(P)과 편광도(T)와의 관계를 나타내는 도표이다.
도 4는, 액정 표시 패널을 가지는 광학적 표시장치에 사용하는 편광막에 요구되는 광학적 성능의 범위를 나타내는 도표이다.
도 5는, 편광막 1∼7의 편광 성능의 이론치를 2색비에 의거하여 나타내는 도면이다.
도 6은, 염색욕의 요오드 농도의 차이에 의한 PVA계 수지층의 용해의 유무를 비교한 비교표이다.
도 7은, 염색욕의 요오드 농도와 PVA계 수지층에 의해 생성된 편광막의 편광 성능과의 관계를 나타내는 도표이다.
도 8은, 본 발명의 실시예가 되는 편광막의 편광 성능을 나타내는 도표이다.
도 9는, 광학 필름 적층체를 제조하기 위한 불용화 처리를 포함하지 않는 제조 공정의 개략도이다.
도 10은, 광학 필름 적층체를 제조하기 위한 불용화 처리를 포함한 제조 공정의 개략도이다.
도 11a는, 본 발명의 광학적 필름 적층체가 사용되는 유기 EL표시장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 11b는, 본 발명의 광학적 필름 적층체가 사용되는 유기 EL표시장치의 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 12는, 본 발명의 광학적 필름 적층체가 사용되는 액정표시장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 13은, 본 발명의 몇 개의 실시예에 의한 편광막의 편광 성능을 대비해 나타내는 도표이다.
도 14는, 본 발명의 다른 몇 개의 실시예에 의한 편광막의 편광 성능을 대비해 나타내는 도표이다.
도 15는, 본 발명의 실시예에 의한 편광막의 편광 성능을 나타내는 도표이다.
도 16은, 본 발명의 다른 실시예에 의한 편광막의 편광 성능을 나타내는 도표이다.
도 17은, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 편광막의 편광 성능을 나타내는 도표이다.
도 18은, 결정성 PET와 비정성 PET와 PVA계 수지의 각각의 연신 온도와 연신 가능 배율과의 상대 관계를 나타내는 도표이다.
도 19는, 결정성 PET와 비정성 PET의 Tg와 융점 Tm간에서의 온도 변화에 따르는 결정화 속도의 변화를 나타내는 도표이다.
도 20은, 비정성 PET와 PVA의 공중 고온에서의 연신 배율과 총 연신 배율의 관계를 나타내는 도표이다.
도 21은, 결정성 PET와 비정성 PET와 PVA계 수지에 관한 공중 고온에서의 연신 온도와 총 연신 가능 배율의 상대 관계를 나타내는 도표이다.
도 22는, 총 연신 배율에 대한 열가소성 수지기재로서 이용되는 PET의 배향성과 결정화도를 나타내는 도표이다.
도 23은, 1.8배의 공중 보조 연신을 행한 경우의 보조 연신 온도와 보조 연신 처리된 PET의 배향 함수와의 관계를 나타내는 도표이다.
도 24는, PVA의 결정화도와 PVA의 배향 함수와의 상대 관계를 나타내는 도표이다.
도 25는, 열가소성 수지기재를 이용하여 제조된 편광막의 제조 공정의 개략도이다.
도 26은, 2단 연신에 의하지 않는 종래의 예시적인 편광막의 편광 성능을 나타내는 도표이다.
도 27은, 2단 연신된 실시예에 있어서의, 제조되는 편광막, 또는 편광막을 포함한 광학 필름 적층체의 제조 조건의 일람표이다.
도 28은, 2단 연신된 실시예에 있어서의, 제조되는 편광막, 또는 편광막을 포함한 광학 필름 적층체의 제조 조건의 일람표이다.
도 29는, 2단 연신된 실시예와 참고예 1∼3과의 배향 함수치의 비교표이다.
도 30은, 2단 연신된 광학 필름 적층체에 대해서 결점 검사를 행하는 방법의 일 실시형태를 나타내는 광학 필름 적층체 롤의 제조 공정의 개략도이다.
도 31은, 결점 검사를 행하는 방법의 다른 실시형태를 나타내는 광학 필름 적층체 롤의 제조 공정의 개략도이다.
도 32는, 본 발명에 의한 적층체 스트립 롤의 제조 방법의 일 실시형태를 나타내는 개략 사시도이다.
도 33은, 본 발명에 의한 적층체 스트립 롤을 이용하여 액정표시장치를 제조하는 방법의 일 실시형태를 나타내는 개략도이다.
도 34는, 본 발명에 의한 광학 필름 적층체 롤의 제조 방법의 다른 실시형태를 나타내는 개략도이다.

[편광막에 관련하는 기술적 배경]

편광막의 배경 기술로서, 본 발명에 이용되는 열가소성 수지기재의 재료 특성과 편광막의 편광 성능에 의해서 나타내지는 광학 특성에 대해 설명한다.

먼저, 본 발명에 이용하는데 적합한 열가소성 수지의 일반적 재료 특성을 개설한다.

열가소성 수지는, 고분자가 올바르게 규칙 배열하는 결정 상태에 있는 것과, 고분자가 올바른 규칙 배열을 가지지 않는, 혹은, 극히 일부 밖에 올바른 규칙 배열을 가지지 않는 무정형 또는 비정상태에 있는 것으로 크게 나눌 수 있다. 전자를 결정상태라고 하고, 후자를 무정형 또는 비정상태라고 한다. 이것에 대응하여, 결정 상태에는 없지만, 조건에 따라 결정 상태를 만들 수 있는 성질을 가진 열가소성 수지는, 결정성 수지로 불리며, 그러한 성질을 갖지 않는 열가소성 수지는 비정성 수지로 불린다. 또한, 결정성 수지인지 비정성 수지인지를 불문하고, 결정 상태에 없는 수지 또는 결정 상태에 이르지 않는 수지를 아모르퍼스(amorphous) 또는 비정질의 수지라고 한다. 여기에서는, 아모르퍼스 또는 비정질이라고 하는 용어는, 결정 상태를 만들지 않는 성질을 의미하는 비정성이라고 하는 용어와는 구별해서 이용된다.

결정성 수지로서는, 예를 들면 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP)을 포함한 올레핀계 수지와, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)를 포함한 에스테르계 수지가 있다. 결정성 수지의 특징 중 하나는, 일반적으로 가열 및／또는 연신 배향에 의해서 고분자가 배열하고 결정화가 진행되는 성질을 가지는 것이다. 수지의 물성은, 결정화의 정도에 따라 여러 가지로 변화한다. 한편으로, 예를 들면, 폴리프로필렌(PP) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은 결정성 수지라도, 가열 처리나 연신 배향에 의해서 일어나는 고분자의 배열을 저해함으로써, 결정화의 억제가 가능하다. 결정화가 억제된 이러한 폴리프로필렌(PP) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를, 각각 비정성 폴리프로필렌 및 비정성 폴리에틸렌 테레프탈레이트라고 하고, 이것들을, 각각 총칭하여 비정성 올레핀계 수지 및 비정성 에스테르계 수지라고 한다.

예를 들면 폴리프로필렌(PP)의 경우, 입체 규칙성이 없는 아타쿠틱(atactic) 구조로 함으로써, 결정화를 억제한 비정성 폴리프로필렌(PP)을 작성할 수 있다. 또, 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 경우, 중합 모노머로서, 이소프탈산, 1, 4－시클로헥산 디 메탄올과 같은 변성기를 공중합하는 것, 즉, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 결정화를 저해하는 분자를 공중합시킴으로써, 결정화를 억제한 비정성 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 작성할 수 있다.

다음에, 대형 액정 표시 소자에 이용할 수 있는 편광막의 광학 특성을 개설한다. 편광막의 광학 특성이란, 단적으로는, 편광도(P)와 단체 투과율(T)로 나타내는 편광 성능이다. 일반적으로, 편광막의 편광도(P)와 단체 투과율(T)과는 트레이드·오프의 관계에 있다. 이 2개의 광학 특성치는, T－P그래프에 의해 나타낼 수 있다. T－P그래프에 있어서, 플롯한 라인이 단체 투과율의 높은 방향에 있고, 한편 편광도가 높은 방향에 있을수록, 편광막의 편광 성능이 우수하게 된다.

여기서 T－P그래프를 나타내는 도 3을 참조하면, 이상적 광학 특성은, T＝50％이고, P＝100％의 경우이다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, T치가 낮으면 P치를 올리기 쉽고, T치가 높을수록 P치를 올리기 어렵다는 경향에 있다. 또한, 편광막의 편광 성능을 투과율(T)과 편광도(P)의 관계를 나타내는 도 4를 참조하면, 도 4에 라인 1 및 라인 2보다 위의 영역으로서 정해진 범위에서는, 편광막의 단체 투과율(T) 및 편광도(P)는, 액정표시장치에 필요하다고 생각되는 「요구 성능」을 만족하는 것이 되어, 이 편광막을 사용한 표시장치는, 콘트라스트비가 1000：1 이상이고, 최대 휘도가 500cd／m² 이상이 된다. 이 요구 성능은, 현재에 있어서, 혹은 장래에 있어서도, 대형 액정 표시 소자 등의 편광막성능으로서 요구되는 광학 특성이라고 생각되는 성능이다. 단체 투과율(T)의 이상치는, T＝50％이지만, 빛이 편광막을 투과할 때에, 편광막과 공기와의 계면에서 일부의 빛이 반사하는 현상이 일어난다. 이 반사 현상을 고려하면, 반사에 상당하는 양만큼 단체 투과율(T)이 감소하므로, 현실적으로 달성 가능한 T치의 최대치는 45∼46％정도이다.

또한, 편광도(P)는, 편광막의 콘트라스트비(CR)로 변환할 수 있다. 예를 들면 99.95％의 편광도(P)는, 편광막의 콘트라스트비의 2000：1에 상당한다. 이 편광막을 액정 TV용 액정 표시 패널의 양측에 이용했을 때의 표시장치의 콘트라스트비는, 1050：1이다. 여기서 표시장치의 콘트라스트비가 편광막의 콘트라스트비를 밑도는 것은, 표시 패널 내부에 있어서 편광 해소가 생기기 때문이다. 편광 해소는, 백라이트 측의 편광막을 투과해 온 빛이 셀 내부를 투과할 때에, 컬러 필터 중의 안료, 액정 분자층, TFT(박막 트랜지스터)에 의해서 빛이 산란 및／또는 반사하여, 일부의 빛의 편광 상태가 변화함으로써 생긴다. 편광막 및 표시 패널의 콘트라스트비가 모두 클수록, 액정 TV는 콘트라스트가 뛰어나 보기 쉽게 된다.

그런데, 편광막의 콘트라스트비는, 평행 투과율(Tp)을 직교 투과율(Tc)에서 제거한 값으로서 정의된다. 이것에 대해서 표시장치의 콘트라스트비는, 최대 휘도를 최소 휘도에서 제거한 값으로서 정의할 수 있다. 최소 휘도란 검정색 표시 시의 휘도이다. 일반적인 시청 환경을 상정한 액정 TV의 경우, 0.5cd／m² 이하의 최소 휘도가 요구 기준이 된다. 이것을 넘는 값으로는 색 재현성이 저하한다. 최대 휘도란 흰색 표시 시의 휘도이다. 일반적인 시청 환경을 상정한 액정 TV의 경우, 표시장치는, 최대 휘도가 450∼550cd／m²의 범위의 것이 이용된다. 이것을 밑돌면, 표시가 어두워지기 때문에 액정 TV의 시인성이 저하한다.

대형 표시 소자를 이용한 액정 TV용의 표시장치로서 요구되는 성능은, 콘트라스트비가 1000：1 이상이고, 최대 휘도가 500cd／m² 이상이다. 이것이 표시장치의 「요구 성능」이라고 생각된다. 도 4의 라인 1(T＜42.3％) 및 라인 2(T≥42.3％)는, 이 표시장치의 요구 성능을 달성하기 위해 필요하게 되는 편광막의 편광 성능의 한계치를 나타내고 있다. 이것은, 도 5에 나타내는 백라이트 측과 시인측의 편광막의 조합에 의거하는, 다음과 같은 시뮬레이션에 의해서 구해진 라인이다.

액정 TV용의 표시장치의 콘트라스트비와 최대 휘도는, 광원(백라이트)의 광량과 백라이트 측과 시인 측에 배치되는 2개의 편광막의 투과율, 액정 표시 패널의 투과율, 백라이트 측과 시인측의 2개의 편광막의 편광도, 액정 표시 패널의 편광 해소율에 의거하여 산출할 수 있다. 일반적인 액정 TV의 광원의 광량(10,000cd／m²), 액정 표시 패널의 투과율(13％) 및 편광 해소율(0.085％)의 기초 수치를 이용하여 다른 몇 개의 편광 성능의 편광막을 조합하여 각각의 조합마다 액정 TV용의 표시장치의 콘트라스트비와 최대 휘도를 산출함으로써, 요구 성능을 만족하는 도 4의 라인 1 및 라인 2를 이끌어낼 수 있다. 즉, 라인 1 및 라인 2에 이르지 않는 편광막을 사용하면, 표시장치의 콘트라스트비가 1000：1 이하이고, 최대 휘도가 500cd／m²이하가 되는 것이 나타난다. 산출에 이용한 식은 이하와 같다.

식 (1)은, 표시장치의 콘트라스트비를 구하는 식이며, 식 (2)는, 표시장치의 최대 휘도를 구하는 식이다. 식 (3)은 편광막의 2색비를 구하는 식이다.

식 (1)：CRD＝Lmax／Lmin

식 (2)：Lmax＝(LB×Tp－(LB／2×k1B×DP／100)／2×(k1F-k2F))×Tcell／100

식 (3)：DR＝A_k2／A_k1＝log(k2)／log(k1)＝log(Ts／100×(1-P/100)／T_PVA)／log(Ts／100×(1＋P／100)／T_PVA)

여기서,

Lmin＝(LB×Tc＋(LB／2×k1B×DP／100)／2×(k1F-k2F))×Tcell／100

Tp＝(k1B×k1F＋k2B×k2F)／2×T_PVA

Tc＝(k1B×k2F＋k2B×k1F)／2×T_PVA

k1＝Ts／100×(1＋P／100)／T_PVA

k2＝Ts／100×(1-P／100)／T_PVA

CRD：표시장치의 콘트라스트비

Lmax：표시장치의 최대 휘도

Lmin：표시장치의 최소 휘도

DR：편광막의 2색비

Ts：편광막의 단체 투과율

P：편광막의 편광도

k1：제 1 주 투과율

k2：제 2 주 투과율

k1F：시인측 편광막의 k1

k2F：시인측 편광막의 k2

k1B：백라이트 측 편광막의 k1

k2B：백라이트 측 편광막의 k2

Ak1：편광막의 투과축 방향의 흡광도

Ak2：편광막의 흡수축 방향의 흡광도

LB：광원의 광량(10000cd/m2)

Tc：편광막의 직교 투과율(시인측 편광판과 백라이트 측 편광판의 조합)

Tp：편광막의 평행 투과율(시인측 편광판과 백라이트 측 편광판의 조합)

Tcell：셀의 투과율(13％)

DP：셀의 편광 해소율(0.085％)

T_PVA：요오드가 흡착하고 있지않은 PVA 필름의 투과율(0.92).

도 4의 라인 1(T＜42.3％)은, 도 5에 있어서 편광막(3)으로 표시되는 직선상에 위치하는 편광막의 편광 성능에 의해서 도출된다. 도 5의 편광막(3)에 속하는 편광막 가운데, 편광 성능이 좌표(T, P)＝(42.1％, 99.95％)로 나타내지는 점D(흰 동그라미)의 편광막(D)은, 이것을 액정 TV용의 표시장치의 백라이트 측과 시인측의 양측에 이용한 경우에, 요구 성능을 달성할 수 있다.

그런데, 같은 편광막(3)에 속하는 편광막이어도, 단체 투과율이 낮은(보다 어두움) 영역에 있는, 3개의 편광막A(T＝40.6％, P＝99.998％), B(T＝41.1％, P＝99.994％), 또는 C(T＝41.6％, P＝99.98％)를 백라이트 측과 시인측의 양측에 이용한 경우, 모두, 요구 성능을 달성할 수 없다. 백라이트 측과 시인측의 어느 쪽이든 일방의 편광막으로서 편광막 A, B, 또는 C를 이용한 경우, 요구 성능을 달성하기 위해서는, 예를 들면, 타방의 편광막으로서, 편광막(4)에 속하는 편광막(E), 편광막(5)에 속하는 편광막(F), 또는 편광막(7)에 속하는 편광막(G)과 같은 편광막(3)에 비해, 단체 투과율이 높고, 적어도 편광도가 99.9％ 이상의 편광 성능이 뛰어난 편광막을 이용하는 것이 필요하게 된다.

도 5에 나타내는 편광막 1∼7의 편광 성능은, 식 (3)에 의거하여 산출된다. 식 (3)을 이용하는 것으로 편광막의 편광 성능의 지표가 되는 2색비(DR)로부터 단체 투과율(T)과 편광도(P)를 산출할 수 있다. 2색비란 편광막의 흡수축 방향의 흡광도를 투과축 방향의 흡광도에서 제한 값이다. 이 수치가 높을수록 편광 성능이 우수한 것을 나타내고 있다. 예를 들면, 편광막(3)은, 2색비가 약 94가 되는 편광 성능을 가지는 편광막으로서 산출된다. 이값을 밑도는 편광막은 요구 성능에 이르지 않는다고 하는 것이 된다.

또, 백라이트 측과 시인측의 어느 쪽이든 일방측의 편광막으로서 편광막(3)에 비해 편광 성능이 뒤떨어진다, 예를 들면, 편광막(1)에 속하는 편광막(H)(41.0％, 99.95％) 또는 편광막(2)에 속하는 편광막(J)(42.0％, 99.9％)을 이용한 경우, 식 (1)(2)에서 밝혀지는 바와 같이, 요구 성능을 달성하기 위해서는, 예를 들면, 타방측의 편광막으로서 편광막(6)에 속하는 편광막(I)(43.2％, 99.95％) 또는 편광막(7)에 속하는 편광막(K)(42.0％, 99.998％)과 같은, 편광막(3)에 비해, 편광 성능이 보다 뛰어난 편광막을 이용하지 않으면 안 된다.

액정 TV용의 표시장치의 요구 성능을 달성하기 위해서는, 백라이트 측과 시인측의 어느 쪽이든 일방측의 편광막의 편광 성능이, 적어도 편광막(3)보다 우수하지 않으면 안 된다. 도 4의 라인 1(T＜42.3％)은, 그 하한치를 나타낸다. 타방, 도 4의 라인 2(T≥42.3％)는, 편광도(P)의 하한치를 나타낸다. 백라이트 측과 시인측의 어느 쪽이든 일방측의 편광막으로서 편광도(P)가 99.9％이하의 편광막을 이용한 경우에는, 타방측의 편광막으로서 편광 성능이 아무리 뛰어난 편광막을 이용해도, 요구 성능을 달성할 수 없다.

결론으로는, 대형 표시 소자를 이용한 액정 TV용의 표시장치로서 구해지는 편광 성능을 달성하려고 하는 경우에는, 백라이트 측과 시인측의 어느 쪽이든 일방측의 편광막의 편광 성능이 적어도 라인 1(T＜42.3％) 및 라인 2(T≥42.3％)에서 나타내지는 한계를 넘는 영역에 있는 편광막, 보다 구체적으로는, 편광막(3) 보다 뛰어난 편광 성능을 가져, 편광도가 99.9％이상의 편광막인 것이 바람직한 조건이 된다.

이것에 대해서, 유기 EL표시장치에 사용되는 편광막은, 주로 1／4 파장 위상차이 필름과 조합되어 엔 편광을 형성함으로써, 내부 반사광을 차단하는 목적으로 사용되는 것이 많아, 이 경우에는, 1매의 편광막이 사용되게 된다. 따라서, 2매의 편광막을 사용하는 투과형 액정표시장치의 경우와 달리, 유기 EL표시장치에 사용되는 편광막은, 먼저 말한 바와 같이, 구해지는 광학적 요구 특성이 다른 것이 되어, 단체 투과율을 T로 하고, 편광도를 P로 했을 때, T≥42.5 및 P≥99.5로 나타나는 조건이 된다. 도 4에 유기 EL표시장치에 사용되는 편광막의 요구 특성을 상상선으로 나타낸다.

[편광막의 제조에 관한 실시예]

본 발명의 광학적 필름 적층체에 사용되는 편광막의 실시예로서, 실시예 1∼18을 나타낸다. 이러한 실시예에 있어서 제조되는 편광막의 제조 조건을, 도 27 및 도 28에 나타낸다. 또한, 대비되는 예로서 참고예 및 비교예도 작성했다. 도 29는, 제 1단의 공중 고온 연신 후에 있어서의 실시예 1∼18 및 참고예 1∼3에 의한 연신 적층체의 각각에 대하여, PET 수지기재의 배향 함수치를 나타내는 표이다.

[실시예 1]

비정성 에스테르계 열가소성 수지기재로서 이소프탈산을 6mol％ 공중합시킨 이소프탈산 공중합 폴리에틸렌 테레프탈레이트(이하, 「비정성 PET」라고 한다)의 연속 웹의 기재를 제작했다. 비정성 PET의 유리 전이 온도는 75℃이다. 연속 웹의 비정성 PET기재와 폴리비닐 알코올(이하, 「PVA」라고 한다) 층으로 이루어지는 적층체를 이하와 같이 제작했다. 덧붙여서 PVA의 유리 전이 온도는 80℃이다.

두께 200㎛의 비정성 PET기재와 중합도 1000 이상, 감화도(saponification degree) 99％ 이상의 PVA분말을 물에 용해한 4∼5중량％ 농도의 PVA수용액을 준비했다. 다음에, 상기한 두께 200㎛의 비정성 PET기재에 PVA수용액을 도포하고, 50∼60℃의 온도로 건조하여, 비정성 PET기재상에 두께 7㎛의 PVA층을 제막했다. 이하, 이것을 「비정성 PET기재에 7㎛두께의 PVA층이 제막된 적층체」 또는 「7㎛두께의 PVA층을 포함한 적층체」또는 단순히 「적층체」라고 한다.

7㎛두께의 PVA층을 포함한 적층체를, 공중 보조 연신 및 붕산 수중 연신의 2단 연신 공정을 포함한 이하의 공정을 거쳐, 3㎛두께의 편광막을 제조했다. 제 1단의 공중 보조 연신 공정에 의해서, 7㎛두께의 PVA층을 포함한 적층체를 비정성 PET기재와 일체로 연신하여, 5㎛두께의 PVA층을 포함한 연신 적층체를 생성했다. 이하, 이것을 「연신 적층체」라고 한다. 구체적으로는, 연신 적층체는, 7㎛두께의 PVA층을 포함한 적층체를 130℃의 연신 온도 환경에 설정된 오븐에 배치된 연신 장치에 걸쳐 연신 배율이 1.8배가 되도록 자유 단일축으로 연신한 것이다. 이 연신 처리에 의해서, 연신 적층체 내의 PVA층은, PVA분자가 배향된 5㎛두께의 PVA층으로 변화했다.

다음에, 염색공정에 의해서, PVA분자가 배향된 5㎛두께의 PVA층에 요오드를 흡착시킨 착색 적층체를 생성했다. 이하, 이것을 「착색 적층체」라고 한다. 구체적으로는, 착색 적층체는, 연신 적층체를 액체의 온도 30℃의 요오드 및 요오드화 칼륨을 포함한 염색액에, 최종적으로 생성되는 편광막을 구성하는 PVA층의 단체 투과율이 40∼44％가 되도록 임의의 시간, 침지하는 것에 의해서, 연신 적층체에 포함되는 PVA층에 요오드를 흡착시킨 것이다. 본 공정에 있어서, 염색액은, 물을 용매로서, 요오드 농도를 0.12∼0.30중량％의 범위 내로 하고, 요오드화 칼륨 농도를 0.7∼2.1중량％의 범위 내로 했다. 요오드와 요오드화 칼륨의 농도의 비는 1대 7이다.

덧붙여서, 요오드를 물에 용해하려면 요오드화 칼륨을 필요로 한다. 보다 상세하게는, 요오드 농도 0.30중량％, 요오드화 칼륨 농도 2.1중량％의 염색액에 연신 적층체를 60초간 침지하는 것에 의해서, PVA분자가 배향된 5㎛두께의 PVA층에 요오드를 흡착시킨 착색 적층체를 생성했다. 실시예 1에 있어서는, 요오드 농도 0.30중량％로 요오드화 칼륨 농도 2.1중량％의 염색액으로의 연신 적층체의 침지 시간을 바꾸는 것에 의해서, 최종적으로 생성되는 편광막의 단체 투과율을 40∼44％가 되도록 요오드 흡착량을 조정하여, 단체 투과율과 편광도를 달리하는 여러 가지의 착색 적층체를 생성했다.

또한, 제 2단의 붕산 수중 연신 공정에 의해서, 착색 적층체를 비정성 PET기재와 일체로 더 연신하고, 3㎛두께의 편광막을 구성하는 PVA층을 포함한 광학 필름 적층체를 생성했다. 이하, 이것을 「광학 필름 적층체」라고 한다. 구체적으로는, 광학 필름 적층체는, 착색 적층체를 붕산과 요오드화 칼륨을 포함한 액체의 온도 범위 60∼85℃의 붕산 수용액으로 설정된 처리 장치에 배치된 연신 장치에 걸쳐, 연신 배율이 3.3배가 되도록 자유 단일축으로 연신한 것이다. 보다 상세하게는, 붕산 수용액의 액체의 온도는 65℃이다. 그것은 또, 붕산 함유량을 물 100중량부에 대해서 4중량부로 하고, 요오드화 칼륨 함유량을 물 100중량부에 대해서 5중량부로 했다.

본 공정에 있어서는, 요오드 흡착량을 조정한 착색 적층체를 우선 5∼10초간 붕산 수용액에 침지했다. 그러한 후에, 그 착색 적층체를 그대로 처리 장치에 배치된 연신 장치인 주속이 다른 복수그룹의 롤 사이를 통해, 30∼90초 걸쳐 연신 배율이 3.3배가 되도록 자유 단일축으로 연신했다. 이 연신 처리에 의해서, 착색 적층체에 포함되는 PVA층은, 흡착된 요오드가 폴리 요오드 이온 착체로서 한 방향에 고차로 배향한 3㎛두께의 PVA층으로 변화했다. 이 PVA층이 광학 필름 적층체의 편광막을 구성한다.

이상과 같이 실시예 1은, 우선, 비정성 PET기재에 7㎛두께의 PVA층이 제막된 적층체를 연신 온도 130℃의 공중 보조 연신에 의해서 연신 적층체를 생성하고, 다음에, 연신 적층체를 염색에 의해서 착색 적층체를 생성하고, 게다가 착색 적층체를 연신 온도 65도의 붕산 수중 연신에 의해서 총 연신 배율이 5.94배가 되도록 비정성 PET기재와 일체로 연신된 3㎛두께의 PVA층을 포함한 광학 필름 적층체를 생성했다. 이러한 2단 연신에 의해서 비정성 PET기재에 제막된 PVA층의 PVA분자가 고차로 배향되며, 염색에 의해서 흡착된 요오드가 폴리 요오드 이온 착체로서 한 방향에 고차로 배향된 편광막을 구성하는 3㎛두께의 PVA층을 포함한 광학 필름 적층체를 생성할 수 있었다.

광학 필름 적층체의 제조에 필수의 공정은 아니지만, 세정 공정에 의해서, 광학 필름 적층체를 붕산 수용액으로부터 꺼내, 비정성 PET기재에 제막된 3㎛두께의 PVA층의 표면에 부착한 붕산을 요오드화 칼륨 수용액으로 세정했다. 그러한 후에, 세정된 광학 필름 적층체를 60℃의 온풍에 의한 건조 공정에 의해서 건조했다. 또한 세정 공정은, 붕산 석출 등의 외관 불량을 해소하기 위한 공정이다.

다음에, 첩합 및／또는 전사 공정에 의해서, 비정성 PET기재에 제막된 3㎛두께의 PVA층의 표면에 접착제를 도포하면서, 80㎛두께의 TAC(트리아세틸 셀룰로오스계) 필름을 첩합한 후, 비정성 PET기재를 박리하여, 3㎛두께의 PVA층을 80㎛두께의 TAC(트리아세틸 셀룰로오스계) 필름으로 전사했다.

[실시예 2]

실시예 2는, 실시예 1의 경우와 마찬가지로, 우선, 비정성 PET기재에 7㎛두께의 PVA층이 제막된 적층체를 생성하고, 다음에, 7㎛두께의 PVA층을 포함한 적층체를 공중 보조 연신에 의해서 배율이 1.8배가 되도록 연신한 연신 적층체를 생성하고, 그러한 후에, 연신 적층체를, 액체의 온도 30℃의 요오드 및 요오드화 칼륨을 포함한 염색액에 침지하는 것에 의해서, 요오드를 흡착시킨 PVA층을 포함한 착색 적층체를 생성했다. 실시예 2는, 실시예 1과는 다른 이하의 가교 공정을 포함한다. 그것은, 착색 적층체를 40℃의 붕산 가교 수용액에 60초간 침지하는 것에 의해서, 요오드를 흡착시킨 PVA층의 PVA분자끼리 가교 처리를 가하는 공정이다. 본 공정의 붕산 가교 수용액은, 붕산 함유량을 물 100중량부에 대해서 3중량부로 하고, 요오드화 칼륨 함유량을 물 100중량부에 대해서 3중량부로 했다.

실시예 2의 가교 공정은, 적어도 3개의 기술적 작용을 구한 것이다. 제 1은, 후속 공정의 붕산 수중 연신에 있어서 착색 적층체에 포함되는 박막화된 PVA층을 용해시키지 않도록 한 불용화 작용이다. 제 2는, PVA층에 착색된 요오드를 용출시키지 않도록 한 착색 안정화 작용이다. 제 3은, PVA층의 분자끼리를 가교하는 것에 의해서 결절점을 생성하도록 한 결절점 생성 작용이다.

실시예 2는, 다음에, 가교된 착색 적층체를, 실시예 1의 연신 온도 65℃보다 높은 75℃의 붕산 수중 연신욕에 침지하는 것에 의해서, 실시예 1의 경우와 마찬가지로, 연신 배율이 3.3배가 되도록 연신하여, 광학 필름 적층체를 생성했다. 또 실시예 2의 세정 공정, 건조 공정, 첩합 및／또는 전사 공정은, 모두 실시예 1의 경우와 같다.

또한, 붕산 수중 연신 공정에 앞서는 가교 공정에 구해지는 기술적 작용을 보다 명확하게 하기 위해, 실시예 1의 가교 되어 있지 않은 착색 적층체를 연신 온도 70∼75℃의 붕산 수중 연신욕에 침지한 경우, 착색 적층체에 포함되는 PVA층은, 붕산 수중 연신욕에 있어서 용해하여, 연신할 수 없었다.

[실시예 3]

실시예 3은, 실시예 1의 경우와 마찬가지로, 우선, 비정성 PET기재에 7㎛두께의 PVA층이 제막된 적층체를 생성하고, 다음에, 7㎛두께의 PVA층을 포함한 적층체를 공중 보조 연신에 의해서 배율이 1.8배가 되도록 연신한 연신 적층체를 생성했다. 실시예 3은, 실시예 1과는 다른 이하의 불용화 공정을 포함한다. 그것은, 연신 적층체를 액체의 온도 30℃의 붕산 불용화 수용액에 30초간 침지하는 것에 의해서, 연신 적층체에 포함되는 PVA분자가 배향된 PVA층을 불용화하는 공정이다. 본 공정의 붕산 불용화 수용액은, 붕산 함유량을 물 100중량부에 대해서 3중량부로 했다. 실시예 3의 불용화 공정에 구해지는 기술적 작용은, 적어도 후속 공정의 염색공정에 있어서, 연신 적층체에 포함되는 PVA층을 용해시키지 않도록 한 불용화이다.

실시예 3은, 다음에, 불용화된 연신 적층체를, 실시예 1의 경우와 마찬가지로, 액체의 온도 30℃의 요오드 및 요오드화 칼륨을 포함한 염색액에 침지하는 것에 의해서, 요오드를 흡착시킨 PVA층을 포함한 착색 적층체를 생성했다. 그러한 후에, 생성된 착색 적층체를 실시예 1과 같은 연신 온도인 65℃의 붕산 수중 연신욕에 침지하는 것에 의해서, 실시예 1의 경우와 마찬가지로, 연신 배율이 3.3배가 되도록 연신하여, 광학 필름 적층체를 생성했다. 또 실시예 3의 세정 공정, 건조 공정, 첩합 및／또는 전사 공정은, 모두 실시예 1의 경우와 같다.

또한, 염색공정에 앞서는 불용화 공정에 구해지는 기술적 작용을 보다 명확하게 하기 위해, 우선, 실시예 1의 불용화되어 있지 않은 연신 적층체를 염색에 의해서 착색 적층체를 생성하고, 생성된 착색 적층체를 연신 온도 70∼75℃의 붕산 수중 연신욕에 침지한 경우, 착색 적층체에 포함되는 PVA층은, 실시예 2에 나타낸 바와 같이, 붕산 수중 연신욕에 있어서 용해하여, 연신할 수 없었다.

다음에, 물을 용매로 하고, 요오드 농도를 0.30중량％로 한 실시예 1의 염색액을 대신해, 요오드 농도를 0.12∼0.25중량％로 하고, 다른 조건을 그대로 한 염색액에, 실시예 1의 불용화되어 있지 않은 연신 적층체를 침지한 경우, 연신 적층체에 포함되는 PVA층은, 염색욕에 있어서 용해하여, 염색 불능이었다. 그런데, 실시예 3의 불용화된 연신 적층체를 이용한 경우에는, 염색액의 요오드 농도를 0.12∼0.25중량％여도, PVA층은 용해하지 않고, PVA층으로의 염색은 가능했다.

염색액의 요오드 농도가 0.12∼0.25중량％여도 PVA층으로의 염색이 가능한 실시예 3에 있어서는, 연신 적층체의 염색액으로의 침지 시간을 일정하게 하여, 염색액의 요오드 농도 및 요오드화 칼륨 농도를 실시예 1에 나타낸 일정 범위 내로 변화시키는 것에 의해서, 최종적으로 생성되는 편광막의 단체 투과율을 40∼44％가 되도록 요오드 흡착량을 조정하고, 단체 투과율과 편광도를 달리하는 착색 적층체를 여러 가지 생성했다.

[실시예 4]

실시예 4는, 실시예 1의 제조 공정에 실시예 3의 불용화 공정과 실시예 2의 가교 공정을 더한 제조 공정에 의해서 생성한 광학 필름 적층체이다. 우선, 비정성 PET기재에 7㎛두께의 PVA층이 제막된 적층체를 생성하고, 다음에, 7㎛두께의 PVA층을 포함한 적층체를 공중 보조 연신에 의해서 연신 배율이 1.8배가 되도록 자유 단일축으로 연신한 연신 적층체를 생성했다. 실시예 4는, 실시예 3의 경우와 마찬가지로, 생성된 연신 적층체를 액체의 온도 30℃의 붕산 불용화 수용액에 30초간 침지하는 불용화 공정에 의해서, 연신 적층체에 포함되는 PVA분자가 배향된 PVA층을 불용화했다. 실시예 4는 또한, 불용화된 PVA층을 포함한 연신 적층체를, 실시예 3의 경우와 마찬가지로, 액체의 온도 30℃의 요오드 및 요오드화 칼륨을 포함한 염색액에 침지하는 것에 의해서 요오드를 흡착시킨 PVA층을 포함한 착색 적층체를 생성했다.

실시예 4는, 실시예 2의 경우와 마찬가지로, 생성된 착색 적층체를 40℃의 붕산 가교 수용액에 60초간 침지하는 가교 공정에 의해서, 요오드를 흡착시킨 PVA층의 PVA 분자끼리를 가교했다. 실시예 4는 또한, 가교된 착색 적층체를, 실시예 1의 연신 온도 65℃보다 높은 75℃의 붕산 수중 연신욕에 5∼10초간 침지하고, 실시예 2의 경우와 마찬가지로, 연신 배율이 3.3배가 되도록 자유 단일축으로 연신하여, 광학 필름 적층체를 생성했다. 또 실시예 4의 세정 공정, 건조 공정, 첩합 및／또는 전사 공정은, 모두 실시예 1에서 3의 경우와 같다.

또 실시예 4는, 실시예 3의 경우와 마찬가지로, 염색액의 요오드 농도가 0.12∼0.25중량％여도, PVA층은 용해할 일은 없다. 실시예 4에 있어서는, 연신 적층체의 염색액으로의 침지 시간을 일정하게 하고, 염색액의 요오드 농도 및 요오드화 칼륨 농도를 실시예 1에 나타낸 일정 범위 내로 변화시키는 것에 의해서, 최종적으로 생성되는 편광막의 단체 투과율을 40∼44％가 되도록 요오드 흡착량을 조정하여, 단체 투과율과 편광도를 달리하는 착색 적층체를 여러 가지 생성했다.

이상과 같이 실시예 4는, 우선, 비정성 PET기재에 7㎛두께의 PVA층이 제막된 적층체를 생성하고, 다음에, 7㎛두께의 PVA층을 포함한 적층체를 공중 보조 연신에 의해서 연신 배율이 1.8배가 되도록 자유 단일축으로 연신한 연신 적층체를 생성했다. 생성된 연신 적층체를 액체의 온도 30℃의 붕산 불용화 수용액에 30초간 침지하는 것에 의해서 연신 적층체에 포함되는 PVA층을 불용화했다. 불용화된 PVA층을 포함한 연신 적층체를 액체의 온도 30℃의 요오드 및 요오드화 칼륨을 포함한 염색액에 침지하는 것에 의해서 불용화된 PVA층에 요오드를 흡착시킨 착색 적층체를 생성했다. 요오드를 흡착시킨 PVA층을 포함한 착색 적층체를 40℃의 붕산 가교 수용액에 60초간 침지하는 것에 의해서, 요오드를 흡착시킨 PVA층의 PVA분자끼리를 가교했다. 가교된 PVA층을 포함한 착색 적층체를 붕산과 요오드화 칼륨을 포함한 액체의 온도 75℃의 붕산 수중 연신욕에 5∼10초간 침지하고, 그러한 후에, 붕산 수중 연신에 의해서 배율이 3.3배가 되도록 자유 단일축으로 연신한 광학 필름 적층체를 생성했다.

실시예 4는, 이와 같이 공중 고온 연신 및 붕산 수중 연신으로 이루어지는 2단 연신과 염색욕으로의 침지에 앞서는 불용화 및 붕산 수중 연신에 앞서는 가교로 이루어지는 사전 처리에 의해서, 비정성 PET기재에 제막된 PVA층의 PVA분자가 고차로 배향되며, 염색에 의해서 PVA분자에 확실히 흡착된 요오드가 폴리 요오드 이온 착체로서 한 방향에 고차로 배향된 편광막을 구성하는 3㎛두께의 PVA층을 포함한 광학 필름 적층체를 안정적으로 생성할 수 있었다.

[실시예 5]

실시예 5는, 이하의 차이점을 제외하고, 실시예 4와 같은 조건으로 제조된 광학 필름 적층체이다. 차이점은 비정성 PET기재에 제막된 PVA층의 두께에 있다. 실시예 4는, 7㎛두께의 PVA층에서 최종적으로 광학 필름 적층체에 포함되는 PVA층이 3㎛두께였다. 이것에 대해서, 실시예 5는, 12㎛두께의 PVA층에서 최종적으로 광학 필름 적층체에 포함되는 PVA층이 5㎛두께였다.

[실시예 6]

실시예 6은, 이하의 차이점을 제외하고, 실시예 4와 같은 조건으로 제조된 광학 필름 적층체이다. 차이점은 비정성 PET기재에 이용한 중합 모노머에 있다. 실시예 4는, 이소프탈산을 PET에 공중합시킨 비정성 PET기재를 이용했다. 이것에 대해서, 실시예 6은, PET에 대해서 변성기로서 1, 4－시클로헥산 디 메탄올을 공중합시킨 비정성 PET기재를 이용했다.

[실시예 7]

실시예 7은, 이하의 차이점을 제외하고, 실시예 4와 같은 조건으로 제조된 광학 필름 적층체이다. 차이점은, 총 연신 배율이 6배 또는 6배에 가까운 값이 되도록 공중 보조 연신 및 붕산 수중 연신의 각각의 연신 배율을 변화시킨 것에 있다. 실시예 4는, 공중 보조 연신 및 붕산 수중 연신의 각각의 연신 배율을 1.8배 및 3.3배로 했다. 이것에 대해서, 실시예 7은, 각각의 연신 배율을 1.2배 및 4.9배로 했다. 그런데 실시예 4의 총 연신 배율이 5.94배였다. 이것에 대해서 실시예 7의 총 연신 배율이 5.88배였다. 이것은, 붕산 수중 연신에 있어서, 연신 배율이 4.9배 이상으로 연신할 수 없었던 것에 의한다.

[실시예 8]

실시예 8은, 이하의 차이점을 제외하고, 실시예 4와 같은 조건으로 제조된 광학 필름 적층체이다. 차이점은, 총 연신 배율이 6배가 되도록 공중 보조 연신 및 붕산 수중 연신의 각각의 연신 배율을 변화시킨 것에 있다. 실시예 8은, 각각의 연신 배율을 1.5배 및 4.0배로 했다.

[실시예 9]

실시예 9는, 이하의 차이점을 제외하고, 실시예 4와 같은 조건으로 제조된 광학 필름 적층체이다. 차이점은, 총 연신 배율이 6배가 되도록 공중 보조 연신 및 붕산 수중 연신의 각각의 연신 배율을 변화시킨 것에 있다. 실시예 9는, 각각의 연신 배율을 2.5배 및 2.4배로 했다.

[실시예 10]

실시예 10은, 이하의 차이점을 제외하고, 실시예 4와 같은 조건으로 제조된 광학 필름 적층체이다. 차이점은, 실시예 4의 경우, 공중 보조 연신의 연신 온도를 130℃로 설정한 것에 대하고, 실시예 10에서는, 공중 보조 연신의 연신 온도를 95℃로 한 것에 있다.

[실시예 11]

실시예 11은, 이하의 차이점을 제외하고, 실시예 4와 같은 조건으로 제조된 광학 필름 적층체이다. 차이점은, 실시예 4의 경우, 공중 보조 연신의 연신 온도를 130℃로 설정한 것에 대하고, 실시예 11에서는, 공중 보조 연신의 연신 온도를 110℃로 한 것에 있다.

[실시예 12]

실시예 12는, 이하의 차이점을 제외하고, 실시예 4와 같은 조건으로 제조된 광학 필름 적층체이다. 차이점은, 실시예 4의 경우, 공중 보조 연신의 연신 온도를 130℃로 설정한 것에 대하고, 실시예 12에서는, 공중 보조 연신의 연신 온도를 150℃로 한 것에 있다.

[실시예 13]

실시예 13은, 이하의 차이점을 제외하고, 실시예 4와 같은 조건으로 제조된 광학 필름 적층체이다. 차이점은, 공중 보조 연신의 연신 배율이 1.8배로 붕산 수중 연신의 연신 배율을 2.8배로 변화시킨 것에 있다. 실시예 13의 경우에는, 그것에 의해서, 총 연신 배율은, 실시예 4의 경우의 약 6배(정확하게는 5.94배)인 것에 대해, 약 5배(정확하게는 5.04배)가 되었다.

[실시예 14]

실시예 14는, 이하의 차이점을 제외하고, 실시예 4와 같은 조건으로 제조된 광학 필름 적층체이다. 차이점은, 공중 보조 연신의 연신 배율이 1.8배로 붕산 수중 연신의 연신 배율을 3.1배로 변화시킨 것에 있다. 실시예 14의 경우에는, 그것에 의해서, 총 연신 배율은, 실시예 4의 경우의 약 6배(정확하게는 5.94배)인 것에 대해, 약 5.5배(정확하게는 5.58배)가 되었다.

[실시예 15]

실시예 15는, 이하의 차이점을 제외하고, 실시예 4와 같은 조건으로 제조된 광학 필름 적층체이다. 차이점은, 공중 보조 연신의 연신 배율이 1.8배로 붕산 수중 연신의 연신 배율을 3.6배로 변화시킨 것에 있다. 실시예 15의 경우, 그것에 의해서, 총 연신 배율은, 실시예 4의 경우의 약 6배(정확하게는 5.94배)인 것에 대해, 약 6.5배(정확하게는 6.48배)가 되었다.

[실시예 16]

실시예 16은, 이하의 차이점을 제외하고, 실시예 4와 같은 조건으로 제조된 광학 필름 적층체이다. 차이점은, 공중 보조 연신의 연신 방법에 있다. 실시예 4는, 공중 보조 연신에 의해서 연신 배율이 1.8배가 되도록 자유 단일축으로 연신했다. 이것에 대해서, 실시예 16은, 공중 보조 연신에 의해서 연신 배율이 1.8배가 되도록 고정 단일축으로 연신했다.

[실시예 17]

실시예 17은, 이하의 차이점을 제외하고, 실시예 16과 같은 조건으로 제조된 광학 필름 적층체이다. 차이점은, 공중 보조 연신의 연신 배율이 1.8배로 붕산 수중 연신의 연신 배율을 3.9배로 변화시킨 것에 있다. 실시예 17의 경우, 그것에 의해서, 총 연신 배율은, 실시예 16의 경우의 약 6배(정확하게는 5.94배)에 대해, 약 7배(정확하게는 7.02배)가 되었다.

[실시예 18]

실시예 18은, 이하의 차이점을 제외하고, 실시예 16과 같은 조건으로 제조된 광학 필름 적층체이다. 차이점은, 공중 보조 연신의 연신 배율이 1.8배로 붕산 수중 연신의 연신 배율을 4.4배로 변화시킨 것에 있다. 실시예 18의 경우, 그것에 의해서, 총 연신 배율은, 실시예 16의 경우의 약 6배(정확하게는 5.94배)에 대해, 약 8배(정확하게는 7.92배)가 되었다.

[비교예 1]

비교예 1은, 실시예 4와 같은 조건으로, 200㎛두께의 비정성 PET기재에 PVA 수용액을 도포하고, 건조시켜 비정성 PET기재에 7㎛두께의 PVA층을 제막한 적층체를 생성했다. 다음에, 연신 온도를 130℃로 설정한 공중 고온 연신에 의해서, 7㎛두께의 PVA층을 포함한 적층체를 연신 배율이 4.0배가 되도록 자유 단일축으로 연신한 연신 적층체를 생성했다. 이 연신 처리에 의해서, 연신 적층체에 포함되는 PVA층은, PVA분자가 배향된 3.5㎛두께의 PVA층으로 변화했다.

다음에, 연신 적층체는 염색 처리되어, PVA분자가 배향된 3.5㎛두께의 PVA층에 요오드를 흡착시킨 착색 적층체가 생성되었다. 구체적으로는, 착색 적층체는, 연신 적층체를 액체의 온도 30℃의 요오드 및 요오드화 칼륨을 포함한 염색액에, 최종적으로 생성되는 편광막을 구성하는 PVA층의 단체 투과율이 40∼44％가 되도록 임의의 시간, 침지하는 것에 의해서, 연신 적층체에 포함되는 PVA층에 요오드를 흡착시킨 것이다. 이와 같이, PVA분자가 배향된 PVA층으로의 요오드 흡착량을 조정하여, 단체 투과율과 편광도를 달리하는 착색 적층체를 여러 가지 생성했다.

또한, 착색 적층체는 가교 처리된다. 구체적으로는, 액체의 온도가 40℃이고, 물 100중량부에 대해서 붕산 3중량부를 포함하고, 물 100중량부에 대해서 요오드화 칼륨 3중량부를 포함한 붕산 가교 수용액에 60초간, 침지하는 것에 의해서 착색 적층체에 가교 처리를 가했다. 비교예 1은, 가교 처리가 실시된 착색 적층체가 실시예 4의 광학 필름 적층체에 상당한다. 따라서, 세정 공정, 건조 공정, 첩합 및／또는 전사 공정은, 모두 실시예 4의 경우와 같다.

[비교예 2]

비교예 2는, 비교예 1의 연신 적층체를 비교예 1과 같은 조건으로, 연신 배율이 4.5배, 5.0배, 6.0배가 되도록 연신한 연신 적층체를 생성했다. 비교표는, 비교예 1과 비교예 2를 포함한, 200㎛두께의 비정성 PET기재와 상기 비정성 PET기재에 제막된 PVA층에 발생한 현상을 나타낸 것이다. 이것에 의해, 연신 온도 130℃의 공중 고온 연신에 의한 연신 배율이 4.0배를 한도로 하는 것을 확인했다.

[연신에 관련하는 기술적 배경]

도 18∼도 22는, 모두 실험에 의거하여 나타낸 것이다. 우선, 도 18을 참조하면, 도 18은, 결정성 PET와 비정성 PET와 PVA계 수지의 각각의 연신 온도와 연신 가능 배율과의 상대 관계를 실험에 의거하여 나타낸 도면이다.

도 18에 있어서, 굵은 선은, 연신 온도의 변화에 따르는 비정성 PET의 연신 가능 배율의 변화를 나타낸다. 비정성 PET는, Tg가 약 75℃이며, 이것 이하의 온도로 연신할 수 없다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 공중 고온의 자유 단일축 연신에 의하면 약 110℃를 넘는 점에서 7.0배 이상으로까지 연신할 수 있다. 또한, 도 18의 가는 선은, 연신 온도의 변화에 따르는 결정성 PET의 연신 가능 배율의 변화를 나타낸다. 결정성 PET는, Tg가 약 80℃이며, 이것 이하의 온도에서는 연신할 수 없다.

다음에, 도 19를 참조하면, 도면은, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 Tg와 융점 Tm과의 사이에서의 온도 변화에 따르는 결정성 PET와 비정성 PET의 각각의 결정화 속도의 변화를 나타낸다. 도 19에 있어서, 80℃에서 110℃전후의 아모르퍼스(amorphous) 상태에 있는 결정성 PET는 120℃전후로 급속히 결정화하는 것이 이해된다.

또, 도 18에서 분명한 바와 같이, 결정성 PET에 있어서는, 공중 고온의 자유 단일축 연신에 의한 연신 가능 배율은, 4.5∼5.5배가 상한이 된다. 게다가, 적용될 수 있는 연신 온도는, 극히 한정적으로, 약 90℃에서 약 110℃까지의 온도 범위이다.

도 29에, 결정성 PET를 이용하여 공중 고온의 자유 단일축 연신을 실시한 예를, 참고예 1∼3에서 나타낸다. 이것들은, 모두, 두께 200㎛의 결정성 PET기재에, 두께 7㎛의 PVA층을 제막한 적층체를, 공중 고온 연신하는 것에 의해서 생성된, 두께 3.3㎛의 편광막이다. 각각의 연신 온도에는 차이가 있어, 연신 온도는, 참고예 1이 110℃, 참고예 2가 100℃, 참고예 3이 90℃이다. 여기서 주목해야 할 것은, 연신 가능 배율이다. 참고예 1의 연신 배율의 한계는 4.0배이며, 참고예 2및 3은 4.5배이다. 최종적으로는 적층체 자체가 파단한 것에 의해서, 이것들을 넘는 연신 처리가 불가능했다. 그렇지만, 이 결과에는, 결정성 PET기재에 제막된 PVA계 수지층 자체의 연신 가능 배율이 영향을 미치고 있을 가능성을 부정할 수 없다.

그래서 도 18을 참조하면, 이 도면에 있어서의 파선은, PVA계 수지에 속하는 PVA의 연신 가능 배율을 나타낸다. PVA계 수지의 Tg는 75∼80℃이며, 이것 이하에서 PVA계 수지로 이루어지는 단층체를 연신할 수 없다. 도 18에서 분명한 바와 같이, 공중 고온의 자유 단일축 연신에 의하면, PVA계 수지로 이루어지는 단층체의 연신 가능 배율은 5.0배를 한도로 한다. 이것에 의해, 본 발명자들은, 이하를 분명하게 할 수 있었다. 그것은, 결정성 PET 및 PVA계 수지의 각각의 연신 온도 및 연신 가능 배율의 관계로부터, 결정성 PET기재에 제막된 PVA계 수지층을 포함한 적층체의 공중 고온의 자유 단일축 연신에 의한 연신 가능 배율은, 90∼110℃의 연신 온도 범위에 있어서 4.0∼5.0배가 한도라고 하는 것이다.

다음에, 비정성 PET기재상에 PVA계 수지층을 도포 형성한 적층체를, 공중 고온의 아래에서, 자유 단일축 연신한 사례를, 이하의 표 1에 비교예 1 및 2로서 나타낸다. 비정성 PET기재에 연신 온도에 의한 한계는 없다. 비교예 1은, 200㎛두께의 비정성 PET기재에 제막된 7㎛두께의 PVA계 수지층을 포함한 적층체를, 연신 온도를 130℃로 설정한 공중 고온의 자유 단일축 연신에 의해서 생성된 편광막이다. 이때의 연신 배율은 4.0배였다.

표 1을 참조하면, 비교예 2는, 비교예 1과 마찬가지로, 200㎛두께의 비정성 PET기재에 제막된 7㎛두께의 PVA계 수지층을, 연신 배율이 4.5배, 5.0배, 6.0배가 되도록 각각을 연신하는 것에 의해서 생성된 편광막이다. 어느 비교예에 있어서도, 표 1에 나타낸 대로, 비정성 PET기재에 필름의 면내에서 연신의 불균일이 생기는지, 파단이 생겨, 한편으로, 연신 배율 4.5배로 PVA계 수지층에 파단이 생기고 있다. 이것에 의해, 연신 온도 130℃의 공중 고온 연신에 의한 PVA계 수지층의 연신 배율의 한계가 4.0배인 것을 확인했다.

참고예 1∼3은 모두, 연신 온도에 차이는 있지만, 결정성 PET기재에 PVA계 수지층을 제막한 적층체에 대해, 4.0∼4.5배의 연신 처리를 가하는 것에 의해서 PVA분자를 배향시켜, 박막화한 PVA계 수지층에, 요오드를 흡착시켜 착색 적층체를 생성한 것이다. 구체적으로는, 최종적으로 생성되는 편광막을 구성하는 PVA계 수지층의 단체 투과율이 40∼44％가 되도록, 연신 적층체를 액체의 온도 30℃의 요오드 및 요오드화 칼륨을 포함한 염색액에 임의의 시간, 침지하는 것에 의해서, 연신 적층체에 포함되는 PVA계 수지층에 요오드를 흡착시켰다. 또 박막화 된 PVA계 수지층으로의 요오드 흡착량을 조정하는 것에 의해서 단체 투과율(T)과 편광도(P)를 달리하는 여러 가지의 편광막을 생성했다.

도 26을 참조하면, 도 26에 있어서의 라인 1 및 라인 2는, 본 발명의 광학적 표시장치에 사용되는 편광막에 요구되는 광학 특성을 규정하는 선이며, 편광도(P)와 투과율(T)의 관계가, 이것들 라인 1, 2보다 위에 있는 편광막은, 요구되는 광학 특성을 만족한다. 도 26에서는, 이것들 라인 1, 2와 대비하여, 참고예 1∼3의 편광막의 광학 특성을 나타내고 있다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 참고예 1∼3의 편광막은, 모두, 요구되는 광학 특성을 만족하지 않는다. 그 원인은, 결정성 PET기재에 제막된 PVA계 수지층은, 공중 고온 연신에 의해서, 어느 정도 PVA분자가 배향되지만, 그 한편으로, 공중 고온 연신은, PVA분자의 결정화를 촉진하여, 비정부분의 배향을 저해하고 있는 것이라고 추정된다.

그래서, 본 발명자들은, 본 발명에 앞서, PCT／JP2010／001460과 관련되는 국제 출원에 개시되는 편광막 및 그 제조 방법을 개발했다. 이것은, Tg이하의 연신 온도여도 PET기재에 제막된 PVA계 수지층을 포함한 적층체를 연신할 수 있다, 라고 하는 물의 가소제 기능에 주목한 지견에 의거한 것이다. 이 방법에 의해 제조되는 편광막의 일례를, 여기에서는 비교예 3으로 한다. 이 방법에 의하면, PET기재에 제막된 PVA계 수지층을 포함한 적층체는, 연신 배율 5.0배까지 연신할 수 있다.

본 발명자들은, 그 후 한층 더 연구를 진행시켜 연신 배율의 한계가 5.0배가 되는 원인은, PET기재가 결정성 PET에 의하는 것임을 확인했다. PET기재에 제막된 PVA계 수지층을 포함한 적층체는 Tg이하의 붕산 수용액으로 연신되기 때문에, PET기재가 결정성인지 비정성인지는 연신 작용에 크게 영향을 주지 않는다는 인식이었지만, 비정성 PET를 이용한 경우에는, 적층체를 연신 배율 5.5배까지 연신할 수 있는 것을 알아냈다. 이 경우, 비정성 PET를 기재로서 사용하여, 비교예 3에 나타내는 편광막의 제조 방법과 같은 방법을 적용하는 경우에 있어서, 연신 배율의 한계가 5.5배인 것의 원인은, 비결정성의 PET기재에 의한 연신 배율의 제한이 영향을 주고 있는 것이라고 추정된다.

비교예 1에 대해서는, 단체 투과율(T)과 편광도(P)를 달리하는 여러 가지의 편광막을 생성했다. 도 26에, 참고예 1∼3과 함께, 그러한 광학 특성을 나타낸다.

도 20은, 본 발명자들이, 이러한 연구 결과를 기본으로 착상을 얻은, 2단 연신에 있어서의, 공중 고온 연신의 연신 배율과 종합 연신 배율(이하, 「총 연신 배율」이라고 한다.)과의 관계를 나타낸 것이다. 가로축은, 자유 단일축 연신에 의한 연신 온도 130℃의 공중 연신에 있어서의 연신 배율이다. 세로축의 총 연신 배율은, 이하에 말하는 자유 단일축 공중 고온 연신을 포함한 2단계의 연신 처리에 의해서, 공중 고온 연신 전의 길이인 원 길이를 1로서, 최종적으로 원 길이가 몇 배 연신 되었는가를 나타내는 총 연신 배율이다. 예를 들면, 연신 온도 130℃의 공중 고온 연신에 의한 연신 배율이 2배이며, 다음의 연신 배율이 3배이면, 총 연신 배율은 6배(2×3＝6)가 된다. 공중 고온 연신에 계속되는 제 2단의 연신 공정은, 연신 온도 65℃의 붕산 수용액 중에 있어서의 자유 단일축 연신(이하, 붕산 수용액에 침지시키면서 연신하는 처리를 「붕산 수중 연신」이라고 한다.)이다. 이 두 개의 연신 방법을 조합함으로써, 도 20에 나타내는 결과를 얻을 수 있었다.

도 20의 실선은, 비정성 PET의 연신 가능 배율을 나타내고 있다. 비정성 PET의 총 연신 배율은, 공중 고온 연신하지 않고, 직접 붕산 수중 연신을 한 경우, 즉 공중 고온 연신의 배율이 1배일 때에는, 5.5배가 한도이다. 더 이상의 연신을 실시하면, 비정성 PET는 파단한다. 그렇지만, 이값은, 비정성 PET의 최소 연신 배율에 상당한다. 비정성 PET의 총 연신 배율은, 공중 고온 연신 시의 연신 배율이 커질수록 커져, 연신 가능 배율은, 10배를 넘는다.

이것에 대해서, 도 20의 파선은, 비정성 PET에 제막된 PVA계 수지층의 연신 가능 배율을 나타내고 있다. 공중 고온 연신하지 않고, 직접 붕산 수중 연신 한 경우에는, PVA계 수지층의 총 연신 배율은 최대 배율을 나타내는 7배이다. 그렇지만, 공중 고온 연신 시의 연신 배율이 커질수록 PVA계 수지층의 총 연신 배율은 작아지며, 공중 고온 연신 시의 연신 배율이 3배의 점에서는, PVA계 수지층의 종합 연신 배율이 6배를 밑돈다. PVA계 수지층의 종합 연신 배율을 6배로 하려고 하면, PVA계 수지층이 파단한다. 도 20에서 분명한 바와 같이, 비정성 PET기재에 제막된 PVA계 수지층을 포함한 적층체를 연신할 수 없게 되는 원인은, 공중 고온의 연신 배율의 크기에 따라, 비정성 PET기재에 기인하는 것이기 때문에 PVA계 수지층에 기인하는 것으로 옮기는 것에 있다. 덧붙여서, PVA의 공중 연신 배율은 4배까지이며, 그 이상은 연신 불능이다. 이 배율이, PVA의 총 연신 배율에 상당하는 것이라고 추정된다.

여기서, 도 21을 참조한다. 도 21은, 결정성 PET와 비정성 PET 및 PVA계 수지에 대해서, 공중 고온 연신과 붕산 수중 연신의 2단 연신을 행한 경우에 있어서의 총 연신 가능 배율을, 공중 고온 연신의 연신 온도와의 관계로 나타내는 것으로, 실험에 의거하는 데이터를 따라 그려진 것이다. 도 18은, 결정성 PET와 비정성 PET 및 PVA계 수지에 대해서, 공중 고온 연신의 연신 온도를 가로축에 취하고, 공중 고온 연신의 연신 가능 배율을 세로축에 나타내는 것이다. 도 21과 도 18의 차이는, 가로축이 2배의 공중 고온 연신일 때의 연신 온도를 가로축에 취하고, 공중 고온 연신과 붕산 수중 연신과의 총 연신 가능 배율을 세로축에 나타낸 것이다.

본 발명에 있어서 사용되는 편광막의 제조 방법은, 후술되는 바와 같이, 공중 고온 연신과 붕산 수중 연신과의 2단계의 연신 공정의 조합으로 이루어진다. 2단계 연신 공정의 조합은, 단순하게 상도할 수 있는 것은 아니다. 본 발명자들이 장기간에 걸쳐 열심히 연구를 거듭한 결과, 이 조합에 의해 처음으로, 이하에 기술하는 2개의 기술적 과제를 동시에 해결할 수 있다, 라고 하는 놀랄 만한 결과에 도달하기에 이르렀던 것이다. 열가소성 수지기재에 PVA계 수지층을 형성하여 연신 및 염색을 행하는 것으로 편광막을 제조하려고 하는 시도에 있어서는, 지금까지 해결 불능이라고 생각되어 온 2개의 기술적 과제가 존재한다.

제 1의 기술적 과제는, PVA계 수지의 배향성의 향상에 영향을 가지는 연신 배율 및 연신 온도가, 그 위에 PVA계 수지를 형성하는 열가소성 수지기재에 의해서 크게 제약을 받는 것이다.

제 2의 기술적 과제는, 연신 배율 및 연신 온도의 제약이라고 하는 문제를 극복할 수 있어도, PVA계 수지 및 열가소성 수지기재로서 사용되는 PET 등에서는, 결정성 수지의 결정화와 연신 가능성이 대립하는 물성이기 때문에, PVA계 수지의 연신이 PVA계 수지의 결정화에 의해서 제한되는 것이다.

제 1의 과제는 이하와 같다. 열가소성 수지기재를 이용하여 편광막을 제조하는 경우에 있어서의 제약은, 도 18에 나타내는 바와 같이, 연신 온도가 PVA계 수지의 Tg(약 75∼80℃) 이상이며, 연신 배율이 4.5∼5.0배라고 하는 PVA계 수지의 특성에 기인한다. 열가소성 수지기재로서 결정성 PET를 이용하면, 연신 온도가 90∼110℃로 더 한정된다. 적층체의 공중 고온 연신에 의해서, 그 적층체에 포함되는 열가소성 수지기재에 형성된 PVA계 수지층을 박막화한 편광막은, 이러한 제한을 피하기 어려운 것이라고 생각되어 왔다.

그 때문에, 본 발명자들은, 물의 가소제 기능에 주목하고, 공중 고온 연신을 대신할 수 있는 붕산 수중 연신 방법을 제시했다. 그렇지만, 연신 온도가 60∼85℃의 붕산 수중 연신에 의해서, 결정성 PET를 이용하면, 연신 배율의 한계가 5.0배가 되어, 비정성 PET를 이용한 경우에서도, 연신 배율의 한계가 5.5배라고 하는, 열가소성 수지기재에 기인하는 제약을 피할 수 없었다. 이것에 의해, PVA분자의 배향성 향상이 제한되어 박막화 된 편광막의 광학 특성도 한정되는 결과가 되었다. 이것이 제 1의 기술적 과제이다.

제 1의 기술적 과제의 해결 수단은, 도 22에 의해서 설명할 수 있다. 도 22는, 2개의 관련도로 이루어진다. 하나는, 열가소성 수지기재로서 이용되는 PET의 배향성을 나타내는 도면이며, 다른 하나는 PET의 결정화도를 나타내는 도면이다. 모두 가로축은, 공중 고온 연신과 붕산 수중 연신의 총 연신 배율을 나타낸다. 도 22의 파선은, 붕산 수중 연신 단독에 의한 총 연신 배율을 나타낸다. PET의 결정화도는, 결정성인지 비정성인지에 관련없이, 연신 배율이 4∼5배의 곳에서 급상승한다. 그 때문에, 붕산 수중 연신을 적용한 경우여도, 연신 배율은, 5배 또는 5.5배가 한도였다. 여기서 배향성이 상한이 되어, 연신 장력이 급상승한다. 그 결과, 연신 불능이 된다.

이것에 대해서, 도 22의 실선은, 연신 온도 110℃에서 연신 배율이 2배가 되도록 공중 고온의 자유 단일축 연신을 행하고, 다음에 연신 온도 65℃의 붕산 수중 연신을 행한 결과를 나타낸다. 결정성인지 비정성인지에 관련없이, PET의 결정화도는, 붕산 수중 연신 단독의 경우와 달리 급상승하는 일은 없었다. 그 결과, 총 연신 가능 배율은, 7배까지 높일 수 있었다. 여기서 배향성이 상한이 되어 연신 장력이 급상승한다. 이것은, 도 21에서 분명한 바와 같이, 제 1단의 연신 방법으로서 공중 고온의 자유 단일축 연신을 채용한 결과이다. 이것에 대해서, 후술되는 바와 같이, 연신을 할 때 연신 방향으로 직각인 방향의 수축을 구속하는, 이른바 고정 단일축 연신법에 따른 공중 고온 연신을 행하면, 총 연신 가능 배율을 8.5배로 할 수 있다.

도 22에 있어서, 열가소성 수지기재로서 이용되는 PET의 배향성과 결정화도와의 관계는, 공중 고온 연신에 의한 보조 연신에 의해서, 결정성인지 비정성인지에 관련없이 PET의 결정화를 억제할 수 있는 것을 확인했다. 그렇지만, 보조 연신 온도와 PET의 배향성과의 관계를 나타내는 도 23을 참조하면, 열가소성 수지기재로서 결정성 PET를 이용한 경우, 보조 연신 후의 결정성 PET의 배향성은, 90℃에서는 0.30 이상, 100℃에서는 0.20 이상, 110℃에서도 0.10 이상이다. PET의 배향성이 0.10 이상이 되면, 붕산 수용액 중에 있어서의 제 2단째의 연신에 있어서, 연신 장력이 상승하고, 연신 장치에 가해지는 부하가 크고, 제조 조건으로서는 바람직하지 않다. 도 23은, 열가소성 수지기재로서는 비정성 PET를 이용하는 것이 바람직한 것을 나타내고 있고, 또한, 보다 바람직하게는, 배향 함수가 0.10 이하의 비정성 PET이며, 더 바람직하게는 0.05 이하의 비정성 PET인 것을 시사하는 것이다.

도 23은, 1.8배의 공중 고온 연신에 있어서의 공중 연신 온도와 열가소성 수지기재로서 이용되는 PET의 배향 함수와의 관계를 나타낸 실험 데이터이다. 도 23에서 분명한 바와 같이, 붕산 수용액 중에 있어서 연신 적층체를 고배율로 연신하는 것이 가능하게 되는, 배향 함수가 0.10 이하의 PET는, 비정성 PET가 된다. 특히, 배향 함수가 0.05 이하가 되면, 붕산 수용액 중에 있어서의 제 2단째의 연신을 할 때 연신 장치에 연신 장력이 상승하는 등의 큰 부하를 가하지 않고, 안정되게 고배율로 연신할 수 있다. 이 점은, 도 29에 실시예 1∼18 및 참고예 1∼3으로서 나타내는 예에 있어서의 배향 함수치로부터도 용이하게 이해할 수 있는 것이다.

제 1의 기술적 과제를 해결하는 것에 의해서, PET기재에 기인하는 연신 배율에 대한 제약을 철거하고, 총 연신을 고배율화하는 것에 의해서 PVA계 수지의 배향성을 높일 수 있다. 그것에 의해, 편광막의 광학 특성은, 격단으로 개선된다. 그런데, 본 발명자들이 달성한 광학 특성의 개선은, 이것에 그치는 것은 아니다. 이것은, 제 2의 기술적 과제를 해결하는 것에 의해서 달성된다.

제 2의 기술적 과제는 이하와 같다. PVA계 수지나 열가소성 수지기재로서의 PET 등의 결정성 수지의 특징 중 하나는, 일반적으로 가열이나 연신 배향에 의해서 고분자가 배열하고 결정화가 진행되는 성질을 가지는 것이다. PVA계 수지의 연신은, 결정성 수지인 PVA계 수지의 결정화에 의해서 제한된다. 결정화와 연신 가능성과는 대립하는 물성이며, PVA계 수지의 결정화의 진전은 PVA계 수지의 배향성을 저해한다, 라고 하는 것이 일반적인 인식이었다. 이것이 제 2의 기술적 과제이다. 이 기술적 과제를 해결하는 수단은, 도 24에 의해서 설명할 수 있다. 도 24는, 2개의 실험 결과에 의거하여 산출된 PVA계 수지의 결정화도와 PVA계 수지의 배향 함수와의 관계를 실선과 파선으로 나타낸 것이다.

도 24의 실선은, 이하의 시료의 PVA계 수지의 결정화도와 PVA계 수지의 배향 함수와의 관계를 나타낸 것이다. 시료는, 우선, 비정성 PET기재상에 제막 된 PVA계 수지층을 포함한 적층체를 6개, 동일한 조건으로 생성했다. 준비한 6개의 PVA계 수지층을 포함한 적층체를, 각각 다른 연신 온도 80℃, 95℃, 110℃, 130℃, 150℃ 및 170℃로, 동일한 연신 배율 1.8배가 되도록, 공중 고온 연신에 의해서 연신하고, PVA계 수지층을 포함한 연신 적층체를 생성했다. 생성된 각각의 연신 적층체에 포함되는 PVA계 수지층의 결정화도와 PVA계 수지의 배향 함수를 측정 및 해석했다. 측정 방법 및 해석 방법의 자세한 것은, 후술한다.

도 24의 파선은, 실선의 경우와 마찬가지로, 이하의 시료에 있어서의 PVA계 수지의 결정화도와 PVA계 수지의 배향 함수와의 관계를 나타낸 것이다. 우선, 비정성 PET기재상에 제막된 PVA계 수지층을 포함한 적층체를 6개, 동일한 조건으로 생성함으로써, 시료를 준비했다. 준비한 6개의 PVA계 수지층을 포함한 적층체를, 각각 다른 연신 배율 1.2배, 1.5배, 1.8배, 2.2배, 2.5배, 및 3.0배가 되도록, 동일한 연신 온도 130℃로, 공중 고온 연신에 의해서 연신하여, PVA계 수지층을 포함한 연신 적층체를 생성했다. 생성된 각각의 연신 적층체에 포함되는 PVA계 수지층의 결정화도와 PVA계 수지의 배향 함수를 후술의 방법에 의해 측정 및 해석했다.

도 24의 실선에 의해서, 공중 고온 연신의 연신 온도를 높게 설정하는 쪽이, 연신 적층체에 포함되는 PVA계 수지층의 배향성이 향상하는 것을 알 수 있다. 또, 도 24의 파선에 의해서, 공중 고온 연신의 연신 배율을 고배율로 설정하는 쪽이, 연신 적층체에 포함되는 PVA계 수지층의 배향성이 향상하는 것을 알 수 있다. 제 2단의 붕산 수중 연신 전에, PVA계 수지의 배향성을 향상시켜 두는 것, 즉 PVA계 수지의 결정화도를 높여 둠으로써, 결과적으로 붕산 수중 연신 후의 PVA계 수지의 배향성도 높아진다. 또한 PVA계 수지의 배향성이 높아지는 것으로, 결과적으로 폴리 요오드 이온의 배향성도 높아지는 것을, 후술되는 실시 예의 T－P그래프로부터도 확인할 수 있다.

제 1단의 공중 고온 연신의 연신 온도를 높게 설정해 둘지 또는 연신 배율을 보다 고배율로 설정해 두는 것에 의해서, 제 2단의 붕산 수중 연신에 의해서 생성된 PVA계 수지층의 PVA분자의 배향성을, 보다 높일 수 있다, 라고 하는 예기치 않은 뛰어난 결과를 얻었다.

도 24에 나타내는 PVA계 수지의 결정화도(가로축)를 참조한다. PVA계 수지층을 포함한 연신 적층체의 염색을 위한 수용액에 침지하는 착색 공정에 있어서, PVA계 수지층의 용해 등의 불편을 일으키게 하지 않고 착색 적층체를 생성하기 위해서는, 적어도 PVA계 수지층의 결정화도가 27％이상인 것이 바람직하다. 그것에 의해 PVA계 수지층을 용해시키지 않고, PVA계 수지층을 염색할 수 있다. 또 PVA계 수지층의 결정화도를 30％이상으로 설정함으로써, 붕산 수용액 중에 있어서의 연신 온도를 보다 고온으로 할 수 있다. 그것에 의해 착색 적층체가 안정된 연신을 가능하게 하여, 편광막을 안정적으로 제작할 수 있다.

또한, PVA계 수지층의 결정화도가 37％이상이 되면, 염색성이 낮아 염색 농도를 진하게 하지 않으면 안 되며, 사용 재료도 증가하고, 염색 시간이 걸려, 생산성이 저하할 우려가 나온다. 또 PVA계 수지층의 결정화도가 40％이상이 되면, 붕산 수용액 중에서의 연신 처리에 있어서 PVA계 수지층이 파단하는 등의 불편이 생길 우려도 나온다. 따라서, PVA계 수지의 결정화도는, 27％이상에서 40％이하가 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 30％이상에서 37％이하로 설정하는 것이다.

다음에, 도 24의 PVA계 수지층의 배향 함수(세로축)를 참조한다. 비정성 PET의 수지기재를 이용하여 고기능의 편광막을 제작하기 위해서는, 적어도 PVA계 수지층의 배향 함수가 0.05 이상인 것이 바람직하다. 또, PVA계 수지층의 배향성이 0.15 이상이 되면, PVA계 수지층을 포함한 착색 적층체에 대한 붕산 수용액 중에 있어서의 연신 배율을 내릴 수 있다. 그것에 의해 광폭의 편광막의 제작이 가능하게 된다.

또한, PVA계 수지층의 배향 함수가 0.30 이상이 되면, 염색성이 낮아 염색 농도를 진하게 하지 않으면 안 되며, 사용 재료도 증가하고, 염색 시간이 걸려, 생산성이 저하할 우려가 나온다. 또 PVA계 수지층의 배향 함수가 0.35 이상이 되면, 붕산 수용액 중에 있어서의 연신 처리에 있어서 PVA계 수지층이 파단하는 등의 불편이 생길 우려가 나온다. 따라서, PVA계 수지층의 배향 함수는, 0.05 이상에서 0.35 이하가 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.15 이상에서 0.30 이하로 설정하는 것이다.

제 1의 기술적 과제의 해결 수단은, 비정성 PET기재에 제막된 PVA계 수지층을 포함한 적층체를, 미리 제 1단의 공중 고온 연신에 의해서 예비적 또는 보조적으로 연신해 두는 것에 의해서, 제 2단의 붕산 수중 연신에 의해서 비정성 PET기재의 연신 배율에 제한되지 않고, PVA계 수지층을 고배율로 연신하는 것이 가능해지며, 그것에 의해 PVA의 배향성이 충분히 향상한다, 라는 것이다.

또, 제 2의 기술적 과제의 해결 수단은, 미리 제 1단의 공중 고온 연신의 연신 온도를 예비적 또는 보조적에 의해 높은 온도로 설정해 둘지 또는 연신 배율을 예비적 또는 보조적에 의해 고배율로 설정해 두는 것이며, 이것에 의해서, 제 2단의 붕산 수중 연신에 의해서 생성된 PVA계 수지층의 PVA분자의 배향성을 보다 높일 수 있다고 하는 예기치 못한 결과가 초래되었다. 어느 경우에 있어서도, 제 1단의 공중 고온 연신이 제 2단의 붕산 수중 연신에 대한 예비적 또는 보조적인 공중 연신 수단으로서 자리 매김을 할 수 있다. 이하, 「제 1단의 공중 고온 연신」을 제 2단의 붕산 수중 연신과 대비하여 「공중 보조 연신」이라고 한다.

「공중 보조 연신」을 행하는 것에 의한, 특히 제 2의 기술적 과제의 해결 메카니즘에 대해서는, 이하와 같이 추정할 수 있다. 공중 보조 연신을 고온으로 할지 또는 고배율로 할수록, 도 24에서 확인한 바와 같이, 공중 보조 연신 후의 PVA계 수지의 배향성이 향상한다. 이것은, 고온 또는 고배율일수록 PVA계 수지의 결정화가 진행되면서 연신되기 때문에, 부분적으로 가교점이 생기면서 연신되는 것이 요인이라고 추정된다. 결과적으로 PVA계 수지의 배향성이 향상하고 있게 된다. 미리 붕산 수중 연신 전에 공중 보조 연신에 의해 PVA계 수지의 배향성을 향상시켜 두는 것으로, 붕산 수용액에 침지했을 때에, 붕산이 PVA계 수지와 가교하기 쉬워져, 붕산이 결절점이 되면서 연신되는 것이라고 추정된다. 결과적으로 붕산 수중 연신 후도 PVA계 수지의 배향성이 높아진다.

이상을 종합하면, 공중 보조 연신과 붕산 수중 연신으로 이루어지는 2단 연신 공정으로 연신을 행하는 것에 의해서, 두께가 10㎛이하이며, 단체 투과율(T) 및 편광도(P)로 나타내지는 광학 특성이, 다음 식

P＞―(10^{0.929T―42.4}―1)×100(단, T＜42.3) 및

P≥99.9(단, T≥42.3)

의 조건, 혹은, 단체 투과율을 T로 하고, 편광도를 P로 했을 때, T≥42.5 및 P≥99.5로 나타내지는 조건을 만족하도록 구성된 편광막을 얻을 수 있다. 2색성 물질은, 요오드 또는 요오드와 유기 염료의 혼합물 중 어느 쪽이라도 좋다.

단체 투과율을 T, 편광도를 P로 했을 때의 광학 특성치가 이 조건에 의해서 나타내지는 범위에 있는 편광막은, 일의적으로는, 대형 표시 소자를 이용한 액정 TV용의 표시장치로서 구해지는 성능, 혹은 유기 EL표시장치로서 구해지는 성능을 가진다. 구체적으로 말하면, 액정 TV의 경우에는, 콘트라스트비가 1000：1 이상이고, 최대 휘도가 500cd／m² 이상의 광학적 표시장치를 제조할 수 있다. 여기에서는, 이것을 「요구 성능」이라고 한다. 이 편광막은, 유기 EL표시 패널의 시인 측에 붙여지는 광학 기능 필름 적층체에 이용할 수도 있다.

액정 표시 패널에 이용되는 경우에는, 백라이트 측과 시인측의 어느 쪽이든 일방측에 배치되는 편광막의 편광 성능이, 적어도 이 광학적 특성을 만족하는 편광막이 아니면 안 된다. 또, 백라이트 측과 시인측의 어느 쪽이든 일방측의 편광막으로서 편광도(P)가 99.9％ 이하의 편광막을 이용한 경우에는, 타방의 편광막으로서, 편광 성능이 아무리 뛰어난 편광막을 이용해도, 요구 성능을 달성하는 것이 곤란하게 된다.

다음에, 도 1을 참조한다. 도 1은, 비정성 에스테르계 열가소성 수지기재의 두께 및 PVA계 수지층의 도공 두께(편광막 두께)가 어떠한 불편을 일으키는 원인이 될지를 검증한 결과를 나타내는 것이다. 도 1에 있어서, 가로축은, 열가소성 수지기재의 두께를 ㎛로 나타내고, 세로축은, 상기 기재상에 도공된 PVA계 수지층의 두께를 나타낸다. 세로축에 있어서, 괄호 안의 숫자는, 기재상의 PVA계 수지층이 연신되고, 염색되어 편광막이 되었을 때의 두께를 나타낸다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 기재의 두께가 PVA계 수지층의 두께의 5배 이하에서는, 반송성에 문제가 생기는 것이 염려되어 불편의 원인이 될 가능성이 있다. 또 한편, 연신되고, 염색되어 편광막이 되었을 때의 두께가 10㎛이상이 되면, 편광막의 크랙 내구성에 문제가 생기는 것이 염려된다.

열가소성 수지기재로서는, 비정성 에스테르계의 것이 바람직하고, 이런 종류의 열가소성 수지기재로서는, 이소프탈산을 공중합시킨 공중합 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 시클로헥산 디 메탄올을 공중합시킨 공중합 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 다른 공중합 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함한 비정성 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 들 수 있다. 기재는, 투명 수지로 할 수 있다. 열가소성 수지기재로서 비정성 재료를 사용하는 것에 대하여 설명해 왔지만, 연신의 조건을 적당하게 설정함으로써, 결정성 수지 재료를 사용하는 것도 가능하다.

폴리비닐 알코올계 수지에 염색시키는 2색성 물질은, 요오드 또는 요오드와 유기 염료의 혼합물인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 열가소성 수지기재상의 PVA계 수지층에 의해 형성되는 편광막에, 광학 기능 필름을 접착할 수 있다. 또, 편광막으로부터 수지기재를 벗겨, 수지기재를 벗긴 편광막의 면에, 점착제층을 통하여 세퍼레이터 필름을 박리 자유자재로 적층할 수 있다. 세퍼레이터 필름은, 점착제층에 대한 접착력이, 편광막의 점착제층에 대한 접착력보다 약해지도록 처리함으로써, 세퍼레이터 필름을 벗겼을 때, 점착제층이 편광막 측에 남도록 한다. 이 세퍼레이터 필름은, 본 발명에 의해 제조되는 광학 필름 적층체 롤을, 표시장치 제조에 사용하는 경우의 캐리어 필름으로서 사용할 수 있다. 혹은, 세퍼레이터 필름을, 편광막에 점착제층을 부여하기 위한 매체로서만, 사용할 수도 있다.

본 발명의 다른 형태로서 열가소성 수지기재, 예를 들면 비정성 에스테르계 열가소성 수지기재의 PVA계 수지층의 편광막이 형성되어 있지 않은 면에, 광학 기능 필름을 첩합하고, 상기 광학 기능 필름 위에 점착제층을 통하여 세퍼레이터를 박리 자유자재로 적층하도록 한 광학 기능 필름 적층체를 생성할 수 있다. 이 경우에 있어서, 광학 기능 필름은, 여러 가지의 광학적 기능을 달성하기 위해 표시장치 내에 배치되는 공지의 광학 기능 필름의 어느 쪽으로든 할 수 있다. 이러한 광학 기능 필름으로서는, 상술한 1／4 파장 위상차이 필름이 있다. 그 외에도, 시야각 보상의 목적으로 사용되는 여러 가지의 광학 기능 필름이 알려져 있다. 다른 형태로서, 열가소성 수지기재와는 반대측의 편광막의 면에, 광학 기능 필름을 첩합하고, 상기 광학 기능 필름 위에, 보호 필름 등의 필름을, 점착제층을 통하여 부착할 수 있다. 그리고, 그 다음에, 열 가소성 기재를 벗기고, 벗긴 후의 편광막의 면에, 점착제층을 통하여 세퍼레이터 필름을 접착할 수 있다. 결점 검사는, 이 세퍼레이터 필름을 벗긴 후에 행하고, 검사 종료 후에, 벗긴 세퍼레이터 필름 또는 따로 준비한 세퍼레이터 필름을 점착제층을 통하여 편광막에 접착한다.

상술한 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 열가소성 수지기재, 예를 들면 비정성 에스테르계 열가소성 수지기재의 두께는, 제막되는 PVA계 수지층의 두께의 6배 이상인 것이 바람직하고, 7배 이상인 것이 보다 바람직하다. PVA계 수지층에 대한 비정성 에스테르계 열가소성 수지기재의 두께가 6배 이상이면, 제조 공정의 반송시에 필름 강도가 약하게 파단하는 반송성, 액정 디스플레이의 백라이트 측과 시인측의 어느 쪽이든 일방의 편광막으로서 이용될 때의 편광막의 컬성이나 전사성 등의 불편은 생기지 않는다.

*비정성 에스테르계 열가소성 수지기재는, 배향 함수를 0.10 이하로 설정한, 공중 고온 연신 처리한 이소프탈산을 공중합시킨 공중합 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 시클로헥산 디 메탄올을 공중합시킨 공중합 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 다른 공중합 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함한 비정성 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 것이 바람직하고, 또 투명 수지로 할 수 있다.

여기서 또한, 열가소성 수지기재를 이용하고, PVA계 수지로 이루어지는 편광막을 제조하는 본 발명의 방법을 실시하는 경우에 있어서, PVA계 수지를 불용화하는 불용화 방법이, 중요한 기술적 과제의 하나로 자리매김되는 것에 대하여, 이하에 말한다.

열가소성 수지기재상에 제막된 PVA계 수지층을 연신하는 경우에 있어서, 연신 중간 생성물 또는 연신된 적층체에 포함되는 PVA계 수지층을 염색액에 용해시키지 않고, 요오드를 PVA계 수지층에 흡착시키는 것은 결코 용이한 것은 아니다. 편광막의 제조에 있어서, 박막화된 PVA계 수지층에 요오드를 흡착시키는 것은, 필수의 공정이다. 통상의 염색공정에 있어서는, 요오드 농도가 0.12∼0.25중량％의 범위에 있는 요오드 농도가 다른 복수의 염색액을 이용하고, 침지 시간을 일정하게 함에 따라 PVA계 수지층으로의 요오드 흡착량을 조정하고 있다. 이러한 통상의 염색 처리는, 편광막을 제조하는 경우에는, PVA계 수지층이 용해되기 위해 염색 불능이 된다. 여기에서는, 농도란, 전 용액량에 대한 배합 비율을 말한다. 또, 요오드 농도란, 전 용액량에 대한 요오드의 배합 비율을 말하고, 예를 들면, 요오드화 칼륨 등의 요오드화물로서 더해진 요오드의 양은 포함하지 않는다. 본 명세서의 이하에 있어서도, 농도 및 요오드 농도라고 하는 용어는 같은 의미로 이용한다.

이 기술적 과제는, 도 6에 나타낸 실험 결과로부터 분명한 바와 같이, 2색성 물질인 요오드의 농도를, 0.3중량％ 또는 그 이상으로 하는 것에 의해서 해결할 수 있다. 구체적으로는, PVA계 수지층으로 이루어지는 연신 중간 생성물을 포함한 적층체를, 요오드 농도가 다른 염색액을 이용하여 염색하고, 그 침지 시간을 조정하는 것에 의해서, 착색 중간 생성물을 포함한 착색 적층체를 생성하여, 붕산 수중 연신에 의해서 여러 가지의 편광 성능을 가지는 각각의 편광막을 생성할 수 있다.

여기서, 도 7을 참조한다. 도 7은, 요오드 농도를, 각각 0.2중량％, 0.5중량％, 1.0중량％로 조정한 편광막의 편광 성능에 유의차는 없는 것을 나타내는 것이다. 덧붙여서, 착색 중간 생성물을 포함한 착색 적층체의 생성에 있어서, 안정되고, 균일성이 뛰어난 착색을 실현하기 위해서는, 요오드 농도를 진하게 하여 얼마 안되는 침지 시간에 염색하는 것보다는, 얇게 해서 안정된 침지 시간을 확보할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 방법을 실시하는 경우에 있어서의 2개의 다른 불용화(이하,「제 1 및 제 2의 불용화」라고 한다)가, 모두 최종적으로 제조되는 편광막의 광학 특성에도 영향을 주는 것이 나타난다. 도 8은, 박막화 된 PVA계 수지층에 대한 제 1 및 제 2의 불용화의 작용의 분석 결과라고 볼 수 있다. 도 8은, 대형 표시 소자를 이용한 액정 TV용의 표시장치로서 구해지는 요구 성능을 만족하는 4개의 실시예 1∼4에 의거하여 제조된 각각의 편광막의 광학 특성을 나타내는 것이다.

실시예 1은, 제 1 및 제 2의 불용화 공정을 거치지 않고 제조된 편광막의 광학 특성이다. 이것에 대해서, 실시예 2는, 제 1의 불용화 공정을 행하지 않고, 제 2의 불용화 처리만을 행한 편광막, 실시예 3은, 제 2의 불용화 공정을 행하지 않고, 제 1의 불용화 처리만을 행한 편광막, 실시예 4는, 제 1 및 제 2의 불용화 처리가 행해진 편광막의, 각각의 광학 특성을 나타내는 것이다.

본 발명의 실시형태에 있어서, 후술하는 제 1 및 제 2의 불용화 공정을 거치지 않고 요구 성능을 만족하는 편광막을 제조할 수 있다. 그렇지만, 도 8에서 분명한 바와 같이, 실시예 1의 불용화 처리가 실시되지 않은 편광막의 광학 특성은, 실시예 2∼4의 어느 편광막의 광학 특성보다 낮다. 각각의 광학 특성치를 비교하면, 실시예 1＜실시예 3＜실시예 2＜실시예 4의 순서로 광학 특성이 높아진다. 실시예 1 및 실시예 2에 있어서는, 모두, 염색액의 요오드 농도를 0.3중량％로 설정하고, 요오드화 칼륨 농도를 2.1 중량％로 설정한 염색액을 이용했다. 이것에 대해서, 실시예 2 및 실시예 4에 있어서는, 요오드 농도를 0.12∼0.25중량％로 설정하고, 요오드화 칼륨 농도 0.84∼1.75중량％의 범위 내에서 변화시킨 복수의 염색액을 이용했다. 실시예 1 및 실시예 3의 그룹과 실시예 2 및 실시예 4의 그룹의 현저한 차이는, 전자의 착색 중간 생성물에는 불용화 처리가 실시되지 않지만, 후자의 착색 중간 생성물에는 불용화 처리가 실시되고 있는 것이다. 실시예 4에 있어서는, 착색 중간 생성물뿐만 아니라, 염색 처리 전의 연신 중간 생성물에 대해서도 불용화 처리가 실시되고 있다. 제 1 및 제 2의 불용화 처리에 의해서, 편광막의 광학 특성을 한층 향상시킬 수 있었다.

편광막의 광학 특성을 향상시키는 메카니즘은, 도 7에서 알 수 있듯이, 염색액의 요오드 농도에 의한 것이 아니다. 제 1 및 제 2의 불용화 처리에 의한 효과이다. 이 지견은, 본 발명의 제조 방법에 있어서의 제 3의 기술적 과제와 그 해결 수단으로서 자리 매김 할 수 있다.

본 발명의 실시형태에 있어서, 제 1의 불용화는, 후술하는 바와 같이, 연신 중간 생성물(또는 연신 적층체)에 포함되는 박막화된 PVA계 수지층을 용해시키지 않도록 하는 처리이다. 이것에 대해서, 가교 공정에 포함되는 제 2의 불용화는, 후속 공정의 액체의 온도 75℃의 붕산 수중 연신에 있어서 착색 중간 생성물(또는 착색 적층체)에 포함되는 PVA계 수지층에 착색된 요오드를 용출시키지 않도록 하는 착색 안정화와, 박막화된 PVA계 수지층을 용해시키지 않는 불용화를 포함한 처리이다.

그런데, 제 2 불용화 공정을 생략하면, 액체의 온도 75℃의 붕산 수중 연신에 있어서는, PVA계 수지층에 흡착시킨 요오드의 용출이 진행되어, 그것에 의해, PVA계 수지층의 용해도 진행된다. 요오드의 용출 및 PVA계 수지층의 용해를 회피하는 것은, 붕산 수용액의 액체의 온도를 내리는 것에 의해서 대응할 수 있다. 예를 들면, 액체의 온도 65℃를 밑도는 붕산 수용액에 착색 중간 생성물(또는 착색 적층체)을 침지하면서 연신할 필요가 있다. 그렇지만, 결과적으로 물의 가소제 기능이 충분히 발휘되지 않기 때문에, 착색 중간 생성물(또는 착색 적층체)에 포함되는 PVA계 수지층의 연화는 충분하게는 얻을 수 없다. 즉, 연신 성능이 저하하기 때문에, 붕산 수중 연신의 과정에서 착색 중간 생성물(또는 착색 적층체)이 파단하게 된다. 당연한 일이지만, PVA계 수지층의 소정의 총 연신 배율을 얻을 수 없게도 된다.

이하에, 도면을 참조하여 본 발명에 사용되는 편광막의 제조 방법의 예를 설명한다.

[제조 공정의 개요]

도 9를 참조하면, 도 9는, 불용화 처리 공정을 가지지 않는, 편광막(3)을 포함한 광학 필름 적층체(10)의 제조 공정의 개요도이다. 여기에서는, 상술한 실시예 1에 의거하는 편광막(3)을 포함한 광학 필름 적층체(10)의 제조 방법에 대해 설명한다.

열가소성 수지기재로서, 비정성 에스테르계의 이소프탈산을 6mol％ 공중합시킨 이소프탈산 공중합 폴리에틸렌 테레프탈레이트(이하,「비정성 PET」라고 한다)의 연속 웹의 기재를 제작했다. 유리 전이 온도가 75℃의 연속 웹의 비정성 PET기재(1)와, 유리 전이 온도가 80℃의 PVA층(2)을 포함한 적층체(7)를 이하와 같이 제작했다.

[적층체 제작 공정(A)]

우선, 200㎛두께의 비정성 PET기재(1)와, 중합도 1000 이상, 감화도 99％이상의 PVA 분말을 물에 용해한 4∼5중량％ 농도의 PVA수용액을 준비했다. 다음에, 도공 수단(21)과 건조 수단(22) 및 표면 개질 처리 장치(23)를 갖춘 적층체 제작 장치(20)에 있어서, 200㎛두께의 비정성 PET기재(1)에 PVA수용액을 도포하고, 50∼60℃의 온도로 건조하여, 비정성 PET기재(1)에 7㎛두께의 PVA층(2)을 제막했다. 후술하는 바와 같이, 이 PVA층의 두께는, 적당히 변경할 수 있다. 이하, 이와 같이 하여 얻어진 적층체를 「비정성 PET기재에 PVA층이 제막된 적층체(7)」, 「PVA층을 포함한 적층체(7)」, 또는 단지 「적층체(7)」라고 한다.

PVA층을 포함한 적층체(7)는, 공중 보조 연신 및 붕산 수중 연신의 2단 연신 공정을 포함한 이하의 공정을 거쳐, 최종적으로 3㎛두께의 편광막(3)으로서 제조된다. 본 발명은, 두께가 10㎛이하의 편광막을 사용하는 것이지만, PET기재(1) 상에 제막되는 PVA계 수지층의 두께를 적당히 변경하는 것에 의해서, 두께 10㎛이하의 임의의 두께의 편광막을 작성할 수 있다.

[공중 보조 연신 공정(B)]

제 1단의 공중 보조 연신 공정(B)에 의해서, 7㎛두께의 PVA층(2)을 포함한 적층체(7)를 비정성 PET기재(1)와 일체로 연신하고, 5㎛두께의 PVA층(2)을 포함한 「연신 적층체(8)」를 생성했다. 구체적으로는, 오븐(33) 내에 연신 수단(31)이 배치된 공중 보조 연신 처리 장치(30)에 있어서, 7㎛두께의 PVA층(2)을 포함한 적층체(7)를 130℃의 연신 온도 환경에 설정된 오븐(33) 내에서 연신 수단(31)을 통해, 연신 배율이 1.8배가 되도록, 자유 단일축 연신하여, 연신 적층체(8)를 생성했다. 이 단계에서, 오븐(30)에 병설시킨 권취 장치(32)에 감아 연신 적층체(8)의 롤(8＇)을 제조할 수 있다.

여기서, 자유단 연신과 고정단 연신에 대해 개설한다. 긴 필름을 반송 방향으로 연신하면, 연신할 방향에 대해서 수직 방향 즉 폭 방향으로 필름이 수축한다. 자유단 연신은, 이 수축을 억제하지 않고 연신하는 방법을 말한다. 또, 세로 일축 연신이란, 세로 방향으로만 연신하는 연신 방법이다. 자유 단일축 연신은, 일반적으로 연신 방향에 대해서 수직 방향으로 일어나는 수축을 억제하면서 연신하는 고정 단일축 연신과 대비되는 것이다. 이 자유 단일축의 연신 처리에 의해서, 적층체(7)에 포함되는 7㎛두께의 PVA층(2)은, PVA분자가 연신 방향으로 배향된 5㎛두께의 PVA층(2)으로 이루어진다.

[염색공정(C)]

다음에, 염색공정(C)에 의해서, PVA분자가 배향된 5㎛두께의 PVA층(2)에 2색성 물질의 요오드를 흡착시킨 착색 적층체(9)를 생성했다. 구체적으로는, 염색액(41)의 염색욕(42)을 갖춘 염색 장치(40)에 있어서, 염색 장치(40)에 병설된 롤(8＇)을 장착한 조출 장치(43)로부터 조출되는 연신 적층체(8)를 액체의 온도 30℃의 요오드 및 요오드화 칼륨을 포함한 염색액(41)에, 최종적으로 생성되는 편광막(3)을 구성하는 PVA층의 단체 투과율이 40∼44％가 되도록 임의의 시간, 침지하는 것에 의해서, 연신 적층체(8)의 배향된 PVA층(2)에 요오드를 흡착시킨 착색 적층체(9)를 생성했다.

본 공정에 있어서, 염색액(41)은, 연신 적층체(8)에 포함되는 PVA층(2)을 용해시키지 않도록 하기 위해, 요오드 농도가 0.30중량％인 수용액으로 했다. 또, 염색액(41)은, 요오드를 물에 용해시키기 위한 요오드화 칼륨 농도가 2.1중량％가 되도록 조정했다. 요오드와 요오드화 칼륨의 농도의 비는 1대 7이다. 보다 상세하게는, 요오드 농도 0.30중량％, 요오드화 칼륨 농도 2.1중량％의 염색액(41)에 연신 적층체(8)를 60초간 침지하는 것에 의해서, PVA분자가 배향된 5㎛두께의 PVA층(2)에 요오드를 흡착시킨 착색 적층체(9)를 생성했다. 실시예 1에 있어서는, 요오드 농도 0.30중량％, 요오드화 칼륨 농도 2.1중량％의 염색액(41)으로의 연신 적층체(8)의 침지 시간을 바꾸는 것에 의해서, 최종적으로 생성되는 편광막(3)의 단체 투과율을 40∼44％가 되도록 요오드 흡착량을 조정하여, 단체 투과율과 편광도를 달리하는 여러 가지의 착색 적층체(9)를 생성했다.

[붕산 수중 연신 공정(D)]

제 2단의 붕산 수중 연신 공정에 의해서, 요오드를 배향시킨 PVA층(2)을 포함한 착색 적층체(9)를 더 연신하고, 3㎛두께의 편광막(3)을 구성하는 요오드를 배향시킨 PVA층을 포함한 광학 필름 적층체(10)를 생성했다. 구체적으로는, 붕산 수용액(51)의 붕산욕(52)과 연신 수단(53)을 갖춘 붕산 수중 연신 처리 장치(50)에 있어서, 염색 장치(40)로부터 연속적으로 조출된 착색 적층체(9)를 붕산과 요오드화 칼륨을 포함한 액체의 온도 65℃의 연신 온도 환경에 설정된 붕산 수용액(51)에 침지하고, 다음에 붕산 수중 처리 장치(50)에 배치된 연신 수단(53)을 통해, 연신 배율이 3.3배가 되도록 자유 단일축으로 연신하는 것에 의해서, 광학 필름 적층체(10)를 생성했다.

보다 상세하게는, 붕산 수용액(51)은, 물 100중량부에 대해서 붕산을 4중량부 포함하고, 물 100중량부에 대해서 요오드화 칼륨을 5중량부 포함하도록 조정했다. 본 공정에 있어서는, 요오드 흡착량을 조정한 착색 적층체(9)를, 우선 5∼10초간 붕산 수용액(51)에 침지했다. 그 다음에, 그 착색 적층체(9)를, 그대로 붕산 수중 처리 장치(50)의 연신 수단(53)인 주속이 다른 복수 그룹의 롤 사이를 통해, 30∼90초 걸쳐 연신 배율이 3.3배가 되도록 자유 단일축으로 연신했다. 이 연신 처리에 의해서, 착색 적층체(9)에 포함되는 PVA층은, 흡착된 요오드가 폴리 요오드 이온 착체로서 한 방향에 고차로 배향한 3㎛두께의 PVA층으로 변화했다. 이 PVA층이 광학 필름 적층체(10)의 편광막(3)을 구성한다.

이상과 같이 실시예 1에 있어서는, 비정성 PET기재(1)에 7㎛두께의 PVA층(2)이 제막된 적층체(7)를 연신 온도 130℃에서 공중 보조 연신하여 연신 적층체(8)를 생성하고, 다음에, 연신 적층체(8)를 염색하여 착색 적층체(9)를 생성하고, 한층 더 착색 적층체(9)를 연신 온도 65도에서 붕산 수중 연신하고, 총 연신 배율이 5.94배가 되도록 비정성 PET기재와 일체로 연신된 3㎛두께의 PVA층을 포함한 광학 필름 적층체(10)를 생성했다. 이러한 2단 연신에 의해서, 비정성 PET기재(1)에 제막된 PVA층(2)에 있어서 PVA분자가 고차로 배향되어, 염색에 의해서 흡착된 요오드가 폴리 요오드 이온 착체로서 한 방향에 고차로 배향된 편광막(3)을 구성하는 3㎛두께의 PVA층을 포함한 광학 필름 적층체(10)를 생성할 수 있었다. 바람직하게는, 이것에 계속되는 세정, 건조, 전사 공정에 의해서, 생성된 광학 필름 적층체(10)는 완성된다. 세정 공정(G), 건조 공정(H), 한층 더 전사 공정(I)에 대한 자세한 것은, 불용화 처리 공정을 장착한 실시예 4에 의거하는 제조 공정과 아울러 설명한다.

[다른 제조 공정의 개요]

도 10을 참조하면, 도 10은, 불용화 처리 공정을 가지는, 편광막(3)을 포함한 광학 필름 적층체(10)의 제조 공정의 개요도이다. 여기에서는, 실시예 4에 의거하는 편광막(3)을 포함한 광학 필름 적층체(10)의 제조 방법에 대해 개설한다. 도 10에서 분명한 바와 같이, 실시예 4에 의거하는 제조 방법은, 염색공정 전의 제 1 불용화 공정과 붕산 수중 연신 공정 전의 제 2 불용화를 포함한 가교 공정이, 실시예 1에 의거하는 제조 공정에 장착된 제조 공정을 상정하면 좋다. 본 공정에 장착된, 적층체의 작성 공정(A), 공중 보조 연신 공정(B), 염색공정(C) 및 붕산 수중 연신 공정(D)은, 붕산 수중 연신 공정용의 붕산 수용액의 액체의 온도의 차이를 제외하고, 실시예 1에 의거하는 제조 공정과 같다. 이 부분의 설명은, 간략화하여, 오로지, 염색공정 전의 제 1 불용화 공정과 붕산 수중 연신 공정 전의 제 2 불용화를 포함한 가교 공정에 대해서 설명한다.

[제 1 불용화 공정(E)]

제 1 불용화 공정은, 염색공정(C) 전의 불용화 공정(E)이다. 실시예 1의 제조 공정과 마찬가지로, 적층체의 작성 공정(A)에 있어서, 비정성 PET기재(1)에 7㎛두께의 PVA층(2)이 제막된 적층체(7)를 생성하고, 다음에, 공중 보조 연신 공정(B)에 있어서, 7㎛두께의 PVA층(2)을 포함한 적층체(7)를 공중 보조 연신하여, 5㎛두께의 PVA층(2)을 포함한 연신 적층체(8)를 생성했다. 다음에, 제 1 불용화 공정(E)에 있어서, 롤(8＇)을 장착한 조출 장치(43)로부터 조출되는 연신 적층체(8)에 불용화 처리를 가해, 불용화된 연신 적층체(8＇＇)를 생성했다. 당연한 일이면서, 이 공정으로 불용화된 연신 적층체(8＇＇)는, 불용화된 PVA층(2)을 포함한다. 이하, 이것을 「불용화된 연신 적층체(8＇＇)」라고 한다.

구체적으로는, 붕산 불용화 수용액(61)을 갖춘 불용화 처리 장치(60)에 있어서, 연신 적층체(8)를 액체의 온도 30℃의 붕산 불용화 수용액(61)에 30초간 침지한다. 이 공정에 이용되는 붕산 불용화 수용액(61)은, 물 100중량부에 대해서 붕산을 3중량부 포함하는(이하, 「붕산 불용화 수용액」이라고 한다.) 것이다. 이 공정은, 적어도 직후의 염색공정(C)에 있어서, 연신 적층체(8)에 포함되는 5㎛두께의 PVA층을 용해시키지 않기 위한 불용화 처리를 가하는 것을 목적으로 한다.

연신 적층체(8)는, 불용화 처리된 후에, 염색공정(C)으로 보내진다. 이 염색공정(C)에 있어서는, 실시예 1의 경우와 달리, 0.12∼0.25중량％의 범위에서 요오드 농도를 변화시킨 복수의 염색액을 준비했다. 이러한 염색액을 이용하여, 불용화된 연신 적층체(8＇＇)의 염색액으로의 침지 시간을 일정하게 하고, 최종적으로 생성되는 편광막의 단체 투과율을 40∼44％가 되도록 요오드 흡착량을 조정하여, 단체 투과율과 편광도를 달리하는 여러 가지의 착색 적층체(9)를 생성했다. 요오드 농도가 0.12∼0.25중량％의 염색액에 침지해도, 불용화된 연신 적층체(8＇＇)에 포함되는 PVA층이 용해할 일은 없었다.

[제 2 불용화를 포함한 가교 공정(F)]

이하에 설명하는 가교 공정(F)은, 이하의 목적에서 보아, 제 2 불용화 공정을 포함하는 것이라고 할 수 있다. 가교 공정은, 제 1에, 후속 공정의 붕산 수중 연신 공정(D)에 있어서, 착색 적층체(9)에 포함되는 PVA층을 용해시키지 않도록 하는 불용화와, 제 2에, PVA층에 착색된 요오드를 용출시키지 않도록 하는 착색 안정화와, 제 3에, PVA층의 분자끼리를 가교함으로써 결절점을 생성하는 결절점의 생성을 달성하는 것이고, 제 2 불용화는, 이 제 1과 제 2의 결과를 실현하는 것이다.

가교 공정(F)은, 붕산 수중 연신 공정(D)의 전 공정으로서 행해진다. 상술한 염색공정(C)에 있어서 생성된 착색 적층체(9)에 가교 처리를 가하는 것에 의해서, 가교된 착색 적층체(9＇)가 생성된다. 이 가교된 착색 적층체(9＇)는, 가교된 PVA층(2)을 포함한다. 구체적으로는, 붕산과 요오드화 칼륨으로 이루어지는 수용액(이하, 「붕산 가교 수용액」이라고 한다)(71)을 수용하는 가교 처리 장치(70)에 있어서, 착색 적층체(9)를 40℃의 붕산 가교 수용액(71)에 60초간 침지하여, 요오드를 흡착시킨 PVA층의 PVA분자끼리를 가교함으로써, 가교된 착색 적층체(9＇)가 생성된다. 이 공정에서 사용되는 붕산 가교 수용액은, 물 100중량부에 대해서 붕산을 3중량부 포함하고, 물 100중량부에 대해서 요오드화 칼륨을 3중량부 포함한다.

붕산 수중 연신 공정(D)에 있어서, 가교된 착색 적층체(9＇)를 75℃의 붕산 수용액에 침지하고, 연신 배율이 3.3배가 되도록 자유 단일축으로 연신하는 것에 의해서, 광학 필름 적층체(10)가 생성된다. 이 연신 처리에 의해서, 착색 적층체(9＇)에 포함되는 요오드를 흡착시킨 PVA층(2)은, 흡착된 요오드가 폴리 요오드 이온 착체로서 한 방향에 고차로 배향한 3㎛두께의 PVA층(2)으로 변화한다. 이 PVA층이, 광학 필름 적층체(10)의 편광막(3)을 구성한다.

실시예 4에 있어서는, 우선, 비정성 PET기재(1)에 7㎛두께의 PVA층(2)이 제막된 적층체(7)를 생성하고, 다음에, 적층체(7)를 연신 온도 130℃의 공중 보조 연신에 의해서 연신 배율이 1.8배가 되도록 자유 단일축 연신하여, 연신 적층체(8)를 생성했다. 생성된 연신 적층체(8)를 액체의 온도 30℃의 붕산 불용화 수용액(61)에 30초간 침지하는 것에 의해서 연신 적층체에 포함되는 PVA층을 불용화했다. 이것이 불용화된 연신 적층체(8＇＇)이다. 불용화된 연신 적층체(8＇＇)를 액체의 온도 30℃의 요오드 및 요오드화 칼륨을 포함한 염색액에 침지하는 것에 의해서, 불용화된 PVA층에 요오드를 흡착시킨 착색 적층체(9)를 생성했다. 요오드를 흡착시킨 PVA층을 포함한 착색 적층체(9)를 40℃의 붕산 가교 수용액(71)에 60초간 침지하여, 요오드를 흡착시킨 PVA층의 PVA분자끼리를 가교했다. 이것이 가교된 착색 적층체(9＇)이다. 가교된 착색 적층체(9＇)를 붕산과 요오드화 칼륨을 포함한 액체의 온도 75℃의 붕산 수중 연신욕(51)에 5∼10초간 침지하고, 그 다음에, 붕산 수중 연신에 의해서 연신 배율이 3.3배가 되도록 자유 단일축으로 연신하여, 광학 필름 적층체(10)를 생성했다.

이와 같이, 실시예 4는, 공중 고온 연신 및 붕산 수중 연신으로 이루어지는 2단 연신과, 염색욕으로의 침지에 앞서는 불용화 및 붕산 수중 연신에 앞서는 가교로 이루어지는 사전 처리에 의해서, 비정성 PET기재(1) 상에 제막된 PVA층(2)에 있어서의 PVA분자가 고차로 배향되며, 염색에 의해서 PVA분자에 확실히 흡착된 요오드가 폴리 요오드 이온 착체로서 한 방향에 고차로 배향된 편광막을 구성하는 3㎛두께의 PVA층을 포함한 광학 필름 적층체(10)를 안정적으로 생성할 수 있었다.

[세정 공정(G)]

실시예 1 또는 4의 착색 적층체(9) 또는 가교된 착색 적층체(9＇)는, 붕산 수중 연신 공정(D)에 있어서 연신 처리되어, 붕산 수용액(51)으로부터 꺼내진다. 꺼내진 편광막(3)을 포함한 광학 필름 적층체(10)는, 바람직하게는, 그대로의 상태로, 세정 공정(G)으로 보내진다. 세정 공정(G)은, 편광막(3)의 표면에 부착한 불요 잔존물을 씻어 버리는 것을 목적으로 한다. 세정 공정(G)을 생략하여, 꺼내진 편광막(3)을 포함한 광학 필름 적층체(10)를 직접 건조 공정(H)으로 보낼 수도 있다. 그렇지만, 이 세정 처리가 불충분하다면, 광학 필름 적층체(10)의 건조 후에 편광막(3)으로부터 붕산이 석출하기도 한다. 구체적으로는, 광학 필름 적층체(10)를 세정 장치(80)로 보내, 편광막(3)의 PVA가 용해하지 않도록, 액체의 온도 30℃의 요오드화 칼륨을 포함한 세정액(81)에 1∼10초간 침지한다. 세정액(81) 안의 요오드화 칼륨 농도는, 0.5∼10중량％ 정도이다.

[건조 공정(H)]

세정된 광학 필름 적층체(10)는, 건조 공정(H)으로 보내지며 여기서 건조된다. 그 다음에, 건조된 광학 필름 적층체(10)는, 건조 장치(90)에 병설된 권취 장치(91)에 의해서, 연속 웹의 광학 필름 적층체(10)로서 감겨져, 편광막(3)을 포함한 광학 필름 적층체(10)의 롤이 생성된다. 건조 공정(H)으로서 임의의 적절한 방법, 예를 들면, 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조를 채용할 수 있다. 실시예 1 및 실시예 4는 어느 것에 있어서도, 오븐의 건조 장치(90)에 있어서, 60℃의 온풍으로, 240초간 건조를 행했다.

[첩합／전사 공정(I)]

본 발명의 바람직한 실시형태는, 상술한 바와 같이, 공중 보조 연신과 붕산 수중 연신으로 이루어지는 2단계 연신 공정으로 연신됨으로써, 광학 특성이 상술한 소망한 조건을 만족하도록 구성된, 2색성 물질을 배향시킨 폴리비닐 알코올계 수지로 이루어지는 편광막을 사용하는 광학 필름 적층체 롤의 제조 방법을 제공하는 것이다.

이 광학 필름 적층체를 형성하기 위해, 예를 들면 비정성 PET기재와 같은 열가소성 수지기재상에 제막된, 두께 10㎛이하의 예를 들면 상술한 실시예에 의해 제조된 두께 3㎛의 편광막(3)을 포함한 광학 필름 적층체(10)가, 결점 검사를 거친 후, 롤 모양으로 감겨져, 광학 필름 적층체의 롤이 된다. 이 본 발명의 방법에 의해 형성되는 광학 필름 적층체 롤은, 예를 들면 도 10에 나타내는 첩합／전사 공정(I)에 있어서 사용된다. 이 첩합／전사 공정(I)에 있어서는, 광학 필름 적층체(10)는, 롤로부터 조출되며, 이 롤로부터 조출된 광학 필름 적층체(10)에 대해, 이하와 같은 첩합 처리와 전사 처리를 동시에 행할 수 있다.

제조되는 편광막(3)의 두께는, 연신에 의한 박막화에 의해서 10㎛이하, 통상은, 불과 2∼5㎛정도에 지나지 않는 상태로 된다. 이러한 얇은 편광막(3)을 단층체로서 취급하는 것은 어렵다. 따라서, 편광막(3)은, 상기 편광막이 제막된 열가소성 기재, 예를 들면 비정성 PET기재상에 그대로 남겨진 상태로, 광학 필름 적층체(10)로서 취급하는지, 또는, 다른 광학 기능 필름(4)에 첩합／전사하는 것에 의해서 광학 기능 필름 적층체(11)로서 취급하게 된다.

도 9 및 도 10에 나타내는 첩합／전사 공정(I)에 있어서는, 연속 웹의 광학 필름 적층체(10)에 포함되는 편광막(3)과, 별도로 준비되는 광학 기능 필름(4)을 첩합하면서 감고, 그 감기 공정에 있어서, 편광막(3)을 광학 기능 필름(4)으로 전사하면서 비정성 PET기재를 박리함으로써, 광학 기능 필름 적층체(11)가 생성된다. 구체적으로는, 첩합／전사 장치(100)에 포함되는 조출／첩합 장치(101)에 의해서 광학 필름 적층체(10)가 롤로부터 조출되며, 조출된 광학 필름 적층체(10)의 편광막(3)이, 권취／전사 장치(102)에 의해서 광학 기능 필름(4)에 전사되며, 그 과정에서, 편광막(3)이 기재(1)로부터 박리되어, 광학 기능 필름 적층체(11)가 생성된다.

건조 공정(H)에 있어서 권취 장치(91)에 의해서 롤 모양으로 감겨진 광학 필름 적층체(10), 혹은 첩합／전사 공정(I)에 의해서 생성되는 광학 기능 필름 적층체(11)는, 여러 가지 다른 형태로 할 수 있다.

[여러 가지 제조 조건에 의한 편광막의 광학 특성]

(1)불용화 공정에 의한 편광막의 광학 특성의 향상(실시예 1∼4)

이미 도 8을 이용하여 설명한 대로, 실시예 1∼4에 의거하여 제조된 각각의 편광막은, 모두 상술한 기술적 과제를 극복하는 것이며, 이러한 광학 특성은, 대형 표시 소자를 이용한 액정 TV용의 광학적 표시장치로서 구해지는 요구 성능을 만족하는 것이다. 또한, 도 8에서 분명한 바와 같이, 실시예 1의 불용화 처리가 실시되지 않은 편광막의 광학 특성은, 제 1 불용화 처리 및／또는 제 2 불용화 처리가 실시된 실시예 2∼4의 편광막의 광학 특성의 어느 쪽보다도 낮다. 각각의 광학 특성을 비교하면, (실시예 1)＜(제 1 불용화 처리만이 실시된 실시예 3)＜(제 2 불용화 처리만이 실시된 실시예 2)＜(제 1 및 제 2 불용화 처리가 실시된 실시예 4)의 순서로 광학 특성이 높아진다. 편광막(3)을 포함한 광학 필름 적층체(10)의 제조 공정에 더해, 제 1 및／또는 제 2 불용화 공정을 가지는 제조 방법에 따라 제조된 편광막은, 그러한 광학 특성을 한층 향상시킬 수 있다.

(2)PVA계 수지층의 두께에 의한 편광막의 광학 특성으로의 영향(실시예 5)

실시예 4에 있어서는, 두께 7㎛의 PVA층을 연신하여 두께 3㎛의 편광막이 형성되었다. 이것에 대해서, 실시예 5는, 먼저 두께 12㎛의 PVA층을 형성하고, 이 PVA층을 연신하여 두께 5㎛의 편광막을 형성했다. 그 밖에는, 동일한 조건으로 편광막을 제조했다.

(3)비정성 PET기재를 달리한 편광막의 광학 특성으로의 영향(실시예 6)

실시예 4에 있어서 이소프탈산을 PET에 공중합시킨 비정성 PET기재를 이용한 것에 대하여, 실시예 6에 있어서는, PET에 대해서 변성기로서 1, 4－시클로헥산 디 메탄올을 공중합시킨 비정성 PET기재를 이용했다. 실시예 6에 있어서는, 이 점을 제외하고 실시예 4와 동일한 조건으로 편광막을 제조했다.

도 13을 참조하면, 실시예 4∼6에 의거하는 방법에 의해 제조된 편광막의 광학 특성에 유의차가 없는 것을 알 수 있다. 이것은, PVA계 수지층의 두께 및 비정성 에스테르계 열가소성 수지의 종류가 얻어진 편광막의 광학 특성에, 인식할 수 있을 정도의 영향을 주지 않는 것을 나타내는 것이라고 생각된다.

(4)공중 보조 연신 배율에 의한 편광막의 광학 특성의 향상(실시예 7∼9)

실시예 4에 있어서는, 제 1단의 공중 보조 연신 및 제 2단의 붕산 수중 연신의 각각의 연신 배율이 1.8배 및 3.3배였지만, 실시예 7∼9에 있어서는, 각각의 연신 배율을 1.2배 및 4.9배와, 1.5배 및 4.0배와, 2.5배 및 2.4배로 했다. 이러한 실시예에 있어서는, 이 점을 제외하고, 실시예 4와 같은 조건으로 편광막을 제조했다. 예를 들면, 공중 보조 연신의 연신 온도는 130℃이며, 액체의 온도 75℃의 붕산 수용액을 이용하여 붕산 수중 연신을 행했다. 실시예 8, 9의 총 연신 배율은, 6.0배가 되고, 실시예 4에 있어서 공중 보조 연신 배율 1.8배로 했을 때의 총 연신 배율 5.94배에 필적하는 것이었다. 그렇지만, 이것에 대해서, 실시예 7의 총 연신 배율은, 5.88배가 한계였다. 이것은, 붕산 수중 연신에 있어서, 연신 배율을 4.9배 이상으로 할 수 없었던 결과이다. 이것은, 도 20을 이용하여 설명한, 제 1단의 공중 보조 연신 배율과 총 연신 배율과의 상관관계에 미치는 비정성 PET의 연신 가능 배율의 영향으로 추정된다.

도 14를 참조하면, 실시예 7∼9에 의한 편광막은, 모두, 실시예 4의 경우와 마찬가지로, 두께가 10㎛이하의 편광막의 제조에 관련하는 기술적 과제를 극복하고, 광학적 표시장치에 필요한 요구 성능을 만족하는 광학 특성을 가진다. 각각의 광학 특성을 비교하면, 실시예 7＜실시예 8＜실시예 4＜실시예 9의 순서로 광학 특성이 높아진다. 이것은, 제 1단의 공중 보조 연신의 연신 배율이 1.2배에서 2.5배의 범위 내로 설정된 경우에, 제 2단의 붕산 수중 연신에 의한 최종적인 총 연신 배율이 동일한 정도로 설정되었다고 해도, 제 1단의 공중 보조 연신이 고 연신 배율로 설정된 편광막일 수록, 광학 특성이 높아지는 것을 나타내고 있다. 편광막(3)을 포함한 광학 필름 적층체(10)의 제조 공정에 있어서, 제 1의 공중 보조 연신을 고 연신 배율로 설정하는 것에 의해서, 제조되는 편광막, 또는 편광막을 포함한 광학 필름 적층체는, 그러한 광학 특성을 한층 향상시킬 수 있다.

(5)공중 보조 연신 온도에 의한 편광막의 광학 특성의 향상(실시예 10∼12)

실시예 4에 있어서는 공중 보조 연신 온도를 130℃로 설정한 것에 대하고, 실시예 10∼12에 있어서는, 각각의 공중 보조 연신 온도를 95℃, 110℃, 150℃로 설정했다. 모두 PVA의 유리 전이 온도(Tg)보다 높은 온도이다. 이러한 실시예에 있어서는, 이 점을 제외하고, 예를 들면 공중 보조 연신 배율을 1.8배로 하는 점, 붕산 수중 연신에 있어서의 연신 배율을 3.3배로 하는 점을 포함하여, 실시예 4와 같은 조건으로 편광막을 제조했다. 실시예 4의 공중 보조 연신 온도는 130℃이다. 실시예 4를 포함하여, 이러한 실시예는, 연신 온도를 95℃, 110℃, 130℃ 및 150℃로 하는 것의 차이를 제외하면, 제조 조건은 모두 같다.

도 15를 참조하면, 실시예 4, 10∼12에 의한 편광막은, 모두, 두께가 10㎛이하의 편광막의 제조에 관련하는 기술적 과제를 극복하여, 광학적 표시장치에 필요한 요구 성능을 만족하는 광학 특성을 가진다. 각각의 광학 특성을 비교하면, 실시예 10＜실시예 11＜실시예 4＜실시예 12의 순서로 광학 특성이 높아진다. 이것은, 제 1단의 공중 보조 연신 온도를 유리 전이 온도보다 높고, 95℃배에서 150℃로 차례차례 높아지도록 온도 환경을 설정한 경우에는, 제 2단의 붕산 수중 연신에 의한 최종적인 총 연신 배율이 같게 설정되었다고 해도, 제 1단의 공중 보조 연신 온도가 보다 높게 설정된 편광막일 수록, 광학 특성이 높아지는 것을 나타내고 있다. 편광막(3)을 포함한 광학 필름 적층체(10)의 제조 공정에 있어서, 제 1의 공중 보조 연신 온도를 보다 높게 설정하는 것에 의해서, 제조되는 편광막, 또는 편광막을 포함한 광학 필름 적층체는, 그러한 광학 특성을 한층 향상시킬 수 있다.

(6)총 연신 배율에 의한 편광막의 광학 특성의 향상(실시예 13∼15)

실시예 4에 있어서는, 제 1단의 공중 보조 연신 배율이 1.8배 및 제 2단의 붕산 수중 연신 배율이 3.3배로 설정되었다. 이것에 대해서, 실시예 13∼15에 있어서는, 각각의 제 2단의 붕산 수중 연신 배율만을, 2.1배, 3.1배, 3.6배로 했다. 이것은, 실시예 13∼15에 있어서의 총 연신 배율이, 5.04배(약 5배), 5.58배(약 5.5배), 6.48배(약 6.5배)가 되도록 설정한 것을 의미하는 것이다. 실시예 4의 총 연신 배율은 5.94배(약 6배)이다. 실시예 4를 포함하여, 이러한 실시예는, 5배, 5.5배, 6.0배, 6.5배의 총 연신 배율의 차이를 제외하면 제조 조건은 모두 같다.

도 16을 참조하면, 실시예 4, 13∼15의 편광막은, 모두, 두께가 10㎛이하의 편광막의 제조에 관련하는 기술적 과제를 극복하여, 액정표시장치에 필요한 요구 성능을 만족하는 광학 특성을 가진다. 각각의 광학 특성을 비교하면, 실시예 13＜실시예 14＜실시예 4＜실시예 15의 순서로 광학 특성이 높아진다. 이것은, 어느 제 1단의 공중 보조 연신 배율을 1.8배로 설정하여, 총 연신 배율을 5배, 5.5배, 6.0배, 6.5배로 차례차례 높아지도록 제 2단의 붕산 수중 연신 배율만을 설정한 경우에는, 최종적인 총 연신 배율이 보다 높게 설정된 편광막일 수록, 광학 특성이 높아지는 것을 나타내고 있다. 편광막(3)을 포함한 광학 필름 적층체(10)의 제조 공정에 있어서, 제 1단의 공중 보조 연신과 제 2단의 붕산 수중 연신과의 총 연신 배율을 보다 높게 설정함으로써, 제조되는 편광막, 또는 편광막을 포함한 광학 필름 적층체는, 그러한 광학 특성을 한층 향상시킬 수 있다.

(7)고정 단일축 연신에 있어서의 총 연신 배율에 의한 편광막의 광학 특성의 향상(실시예 16∼18)

실시예 16∼18은, 이하의 차이점을 제외하고, 실시예 4와 동일한 조건으로 제조된 광학 필름 적층체이다. 차이점은, 공중 보조 연신의 연신 방법에 있다. 실시예 4에 있어서는 자유 단일축에 의한 연신 방법이 이용되고 있음에 대해, 실시예 16∼18에 있어서는, 모두 고정 단일축에 의한 연신 방법을 채용하고 있다. 이러한 실시예는, 모두 제 1단의 공중 보조 연신 배율을 1.8배로 설정하고, 각각의 제 2단의 붕산 수중 연신 배율만을 3.3배, 3.9배, 4.4배로 했다. 이것에 의해, 실시예 16의 경우, 총 연신 배율이 5.94배(약 6배)이며, 실시예 17의 경우에는, 7.02배(약 7배), 한층 더 실시예 18의 경우에는, 7.92배(약 8배)가 된다. 실시예 16∼18은, 이 점을 제외하면 제조 조건은 모두 같다.

도 17을 참조하면, 실시예 16∼18에 의한 편광막은, 모두, 두께가 10㎛이하의 편광막의 제조에 관련하는 기술적 과제를 극복하고, 광학적 표시장치에 필요하게 되는 요구 성능을 만족하는 광학 특성을 가진다. 각각의 광학 특성을 비교하면, 실시예 16＜실시예 17＜실시예 18의 순서로 광학 특성이 높아진다. 이것은, 어느 제 1단의 공중 보조 연신 배율을 1.8배로 설정하고, 총 연신 배율을 6배, 7배, 8배로 차례차례 높아지도록 제 2단의 붕산 수중 연신 배율만을 설정한 경우에는, 최종적인 총 연신 배율이 보다 높게 설정된 편광막일 수록, 광학 특성이 높아지는 것을 나타내고 있다. 편광막(3)을 포함한 광학 필름 적층체(10)의 제조 공정에 있어서, 고정 단일축 연신 방법에 따르는 제 1단의 공중 보조 연신과 제 2단의 붕산 수중 연신과의 총 연신 배율을 보다 높게 설정함으로써, 제조되는 편광막, 또는 편광막을 포함한 광학 필름 적층체는, 그러한 광학 특성을 한층 향상시킬 수 있다. 또한, 제 1단의 공중 보조 연신에 고정 단일축 연신 방법을 이용하는 경우에는, 제 1단의 공중 보조 연신에 자유 단일축 연신 방법을 이용하는 경우에 비해, 최종적인 총 연신 배율을 보다 높게 할 수 있는 것도 확인했다.

[비교예 3]

비교예 3은, 비교예 1의 경우와 같은 조건으로, 200㎛두께의 PET기재에 PVA 수용액을 도포하여, 건조시켜 PET기재에 7㎛두께의 PVA층을 제막한 적층체를 생성했다. 다음에, 적층체를, 액체의 온도 30℃의 요오드 및 요오드화 칼륨을 포함한 염색액에 침지하는 것에 의해서, 요오드를 흡착시킨 PVA층을 포함한 착색 적층체를 생성했다. 구체적으로는, 착색 적층체는, 적층체를 액체의 온도 30℃의 0.3중량％ 농도의 요오드 및 2.1중량％ 농도의 요오드화 칼륨을 포함한 염색액에, 최종적으로 생성되는 편광막을 구성하는 PVA층의 단체 투과율이 40∼44％가 되도록 임의의 시간, 침지하는 것에 의해서, 연신 적층체에 포함되는 PVA층에 요오드를 흡착시킨 것이다. 다음에, 연신 온도를 60℃로 설정한 붕산 수중 연신에 의해서, 요오드를 흡착시킨 PVA층을 포함한 착색 적층체를 연신 배율이 5.0배가 되도록 자유 단일축으로 연신하는 것으로, PET 수지기재와 일체로 연신된 3㎛두께의 PVA층을 포함한 광학 필름 적층체를 여러 가지 생성했다.

[참고예 1]

참고예 1은, 수지기재로서, 결정성 폴리에틸렌 테레프탈레이트(이하, 「결정성 PET」라고 한다)의 연속 웹의 기재를 이용하여 200㎛두께의 결정성 PET기재에 PVA수용액을 도포하고, 건조시켜 결정성 PET기재에 7㎛두께의 PVA층을 제막한 적층체를 생성했다. 결정성 PET의 유리 전이 온도는 80℃이다. 다음에, 생성된 적층체를 110℃로 설정한 공중 고온 연신에 의해서 연신 배율이 4.0배가 되도록 자유 단일축으로 연신한 연신 적층체를 생성했다. 이 연신 처리에 의해서, 연신 적층체에 포함되는 PVA층은, PVA분자가 배향된 3.3㎛두께의 PVA층으로 변화했다. 참고예 1의 경우, 연신 온도 110℃의 공중 고온 연신에 있어서, 적층체를 4.0배 이상으로 연신할 수 없었다.

연신 적층체는, 다음의 염색공정에 의해서, PVA분자가 배향된 3.3㎛두께의 PVA층에 요오드를 흡착시킨 착색 적층체에 생성되었다. 구체적으로는, 착색 적층체는, 연신 적층체를 액체의 온도 30℃의 요오드 및 요오드화 칼륨을 포함한 염색액에, 최종적으로 생성되는 편광막을 구성하는 PVA층의 단체 투과율이 40∼44％가 되도록 임의의 시간, 침지하는 것에 의해서, 연신 적층체에 포함되는 PVA층에 요오드를 흡착시킨 것이다. 이와 같이, PVA분자가 배향된 PVA층으로의 요오드 흡착량을 조정하여, 단체 투과율과 편광도를 달리하는 착색 적층체를 여러 가지 생성했다. 다음에, 생성된 착색 적층체를 가교 처리한다. 구체적으로는, 액체의 온도가 40℃로, 물 100중량부에 대해서 붕산 3중량부를 포함하고, 물 100중량부에 대해서 요오드화 칼륨 3중량부를 포함한 붕산 가교 수용액에 60초간, 침지하는 것에 의해서 착색 적층체에 가교 처리를 가했다. 참고예 1은, 가교 처리가 실시된 착색 적층체가 실시예 4의 광학 필름 적층체에 상당한다. 따라서, 세정 공정, 건조 공정, 첩합 및／또는 전사 공정은, 모두 실시예 4의 경우와 같다.

[참고예 2]

참고예 2는, 수지기재로서 참고예 1의 경우와 마찬가지로, 결정성 PET기재를 이용하여 200㎛두께의 결정성 PET기재에 7㎛두께의 PVA층을 제막한 적층체를 생성했다. 다음에, 생성된 적층체를 100℃의 공중 고온 연신에 의해서 연신 배율이 4.5배가 되도록 자유 단일축으로 연신한 연신 적층체를 생성했다. 이 연신 처리에 의해서, 연신 적층체에 포함되는 PVA층은, PVA분자가 배향된 3.3㎛두께의 PVA층으로 변화했다. 참고예 2의 경우, 연신 온도 100℃의 공중 고온 연신에 있어서, 적층체를 4.5배 이상으로 연신할 수 없었다.

다음에, 연신 적층체로부터 착색 적층체를 생성했다. 착색 적층체는, 연신 적층체를 액체의 온도 30℃의 요오드 및 요오드화 칼륨을 포함한 염색액에, 최종적으로 생성되는 편광막을 구성하는 PVA층의 단체 투과율이 40∼44％가 되도록 임의의 시간, 침지하는 것에 의해서, 연신 적층체에 포함되는 PVA층에 요오드를 흡착시킨 것이다. 참고예 2는, 참고예 1의 경우와 마찬가지로, PVA분자가 배향된 PVA층으로의 요오드 흡착량을 조정하여, 단체 투과율과 편광도를 달리하는 착색 적층체를 여러 가지 생성했다.

[참고예 3]

참고예 3은, 수지기재로서 참고예 1 또는 2의 경우와 마찬가지로, 결정성 PET기재를 이용하여 200㎛두께의 결정성 PET기재에 7㎛두께의 PVA층을 제막한 적층체를 생성했다. 다음에, 생성된 적층체를 액체의 온도 30℃의 요오드 및 요오드화 칼륨을 포함한 염색액에, 최종적으로 생성되는 편광막을 구성하는 PVA층의 단체 투과율이 40∼44％가 되도록 임의의 시간, 침지하는 것에 의해서, 적층체에 포함되는 PVA층에 요오드를 흡착시킨 착색 적층체를 여러 가지 생성했다. 그러한 후에, 생성된 착색 적층체를 90℃의 공중 고온 연신에 의해서, 연신 배율이 4.5배가 되도록 자유 단일축으로 연신하고, 착색 적층체로부터 편광막에 상당하는 요오드를 흡착시킨 PVA층을 포함한 연신 적층체를 생성했다. 이 연신 처리에 의해서, 착색 적층체로부터 생성된 연신 적층체에 포함되는 요오드를 흡착시킨 PVA층은, PVA분자가 배향된 3.3㎛두께의 PVA층으로 변화했다. 참고예 3의 경우, 연신 온도 90℃의 공중 고온 연신에 있어서, 적층체를 4.5배 이상으로 연신할 수 없었다.

[측정 방법]

[두께의 측정]

비정성 PET기재, 결정성 PET기재 및 PVA층의 두께는, 디지털 마이크로미터(안리츠사 제품 KC－351C)를 이용하여 측정했다.

[투과율 및 편광도의 측정]

편광막의 단체 투과율(T), 평행 투과율(Tp), 직교 투과율(Tc)은, 자외 가시 분광 광도계(일본 분광사 제품 V7100)를 이용하여 측정했다. 이러한 T, Tp, Tc는, JISZ 8701의 2도 시야(C광원)에 의해 측정하여 시감도 보정을 행한 Y치이다. 편광도 P를 상기의 투과율을 이용하여 다음 식에 의해 구했다.

편광도 P(％)＝｛(Tp－Tc)／(Tp＋Tc)｝^1/2×100

(PET의 배향 함수의 평가방법)

측정 장치는, 푸리에 변환 적외 분광 광도계(FT－IR)(Perkin Elmer사 제품, 상품명：「SPECTRUM2000」)을 이용했다. 편광을 측정광으로서 전반사 감쇠 분광(ATR：attenuated total reflection) 측정에 의해, PET 수지층 표면의 평가를 행했다. 배향 함수의 산출은 이하의 순서로 행했다. 측정 편광을 연신 방향에 대해서 0°와 90°로 한 상태에서 측정을 행했다. 얻어진 스펙트럼의 1340cm^-1의 흡수 강도를 이용하고, 이하에 적은 (식 4)(출전：H. W. Siesler,Adv. Polym. Sci., 65,1(1984))에 따라 산출했다. 또한, f＝1일 때 완전 배향, f＝0일 때 랜덤이 된다. 또, 1340cm^-1의 피크는, PET의 에틸렌글리콜 유닛의 메틸렌기 기인의 흡수라고 하고 있다.

(식 4) f＝(3＜cos²θ＞－1)／2

＝[(R－1)(R₀＋2)]／[(R＋2)(R₀－1)]

＝(1－D)／[c(2D＋1)]

＝－2×(1－D)／(2D＋1)

단

c＝(3 cos²β－1)／2

β＝90deg

θ：연신 방향에 대한 분자 쇠사슬의 각도

β：분자 쇠사슬 축에 대한 천이 쌍극자 모멘트의 각도

R⁰＝2cot²β

1／R＝D＝(I⊥)／(I／／)

(PET가 배향하는 만큼 D의 값이 커진다.)

I⊥：편광을 연신 방향과 수직 방향으로 입사하여 측정했을 때의 흡수 강도

I／／：편광을 연신 방향과 평행 방향으로 입사하여 측정했을 때의 흡수 강도

(PVA의 배향 함수의 평가방법)

측정 장치는, 푸리에 변환 적외 분광 광도계(FT－IR)(Perkin Elmer사 제품, 상품명：「SPECTRUM2000」)을 이용했다. 편광을 측정광으로서 전반사 감쇠 분광(ATR：attenuated total reflection) 측정에 의해, PVA 수지층 표면의 평가를 행했다. 배향 함수의 산출은 이하의 순서로 행했다. 측정 편광을 연신 방향에 대해서 0°와 90°로 한 상태에서 측정을 행했다. 얻어진 스펙트럼의 2941cm^-1의 흡수 강도를 이용하고, 이하에 적은(식 4)(출전：H. W. Siesler,Adv. Polym. Sci., 65, 1(1984))에 따라 산출했다. 또, 아래와 같이 강도(I)는 3330cm^-1을 참조 피크로서 2941cm^-1／3330cm^-1의 값을 이용했다. 또한, f＝1일 때 완전 배향, f＝0일 때 랜덤이 된다. 또, 2941cm^-1의 피크는, PVA의 주 쇠사슬(－CH2－)의 진동 기인의 흡수라고 하고 있다.

(식 4) f＝(3＜cos²θ＞－1)／2

＝[(R－1)(R₀＋2)]／[(R＋2)(R₀－1)]

＝(1－D)／[c(2D＋1)]

＝－2×(1－D)／(2D＋1)

단

c＝(3cos²β－1)／2

β＝90deg

θ：연신 방향에 대한 분자 쇠사슬의 각도

β：분자 쇠사슬 축에 대한 천이 쌍극자 모멘트의 각도

R₀＝2cot²β

1／R＝D＝(I⊥)／(I／／)

(PVA가 배향하는 만큼 D의 값이 커진다.)

I⊥：편광을 연신 방향과 수직 방향으로 입사하여 측정했을 때의 흡수 강도

I／／：편광을 연신 방향과 평행 방향으로 입사하여 측정했을 때의 흡수 강도

(PVA의 결정화도의 평가방법)

측정 장치는, 푸리에 변환 적외 분광 광도계(FT－IR)(Perkin Elmer사 제품, 상품명：「SPECTRUM2000」)을 이용했다. 편광을 측정광으로서 전반사 감쇠 분광(ATR：attenuated total reflection) 측정에 의해, PVA수지층 표면의 평가를 행했다. 결정화도의 산출은 이하의 순서로 행했다. 측정 편광을 연신 방향에 대해서 0°와 90°로 한 상태에서 측정을 행했다. 얻어진 스펙트럼의 1141cm^-1 및 1440cm^-1의 강도를 이용하여, 다음 식에 따라 산출했다. 사전에, 1141cm^-1의 강도의 크기가 결정 부분의 양과 상관성이 있는 것을 확인하고 있고, 1440cm^-1을 참조 피크로서 아래와 같이 식에서 결정화 지수를 산출하고 있다. (식 6) 더욱, 결정화도가 기존의 PVA샘플을 이용하여, 사전에 결정화 지수와 결정화도의 검량선을 작성하고, 검량선을 이용하여 결정화 지수로부터 결정화도를 산출하고 있다.(식 5)

(식 5) 결정화도＝63.8×(결정화 지수)－44.8

(식 6) 결정화 지수＝((I(1141cm^-1)0°＋2×I(1141cm^-1)90°)/3)/((I(1440cm^-1)0°＋2×I(1440cm^-1)90°)/3)

단

I(1141cm^-1)0°：편광을 연신 방향과 평행 방향으로 입사하여 측정했을 때의 1141cm^-1의 강도

I(1141cm^-1)90°：편광을 연신 방향과 수직 방향으로 입사하여 측정했을 때의 1141cm^-1의 강도

I(1440cm^-1)0°：편광을 연신 방향과 평행 방향으로 입사하여 측정했을 때의 1440cm_-1의 강도

I(1440cm^-1) 90°：편광을 연신 방향과 수직 방향으로 입사하여 측정했을 때의 1440cm^-1의 강도

[편광막의 사용예]

도 11 및 도 12에, 상술한 편광막을 사용한 광학적 표시장치의 실시 형태를 예시적으로 나타낸다.

도 11a는, 유기 EL표시장치의 가장 기본적인 실시형태의 일례를 나타내는 단면도이며, 이 표시장치(200)는, 유기 EL표시 패널인 광학적 표시 패널(201)을 갖추고, 상기 표시 패널(201)의 일방 면에, 광학적으로 투명한 점착제층(202)을 통하여 편광막(203)이 접합된다. 상기 편광막(203)의 외측의 면에는, 1／4 파장 위상차이 필름(204)이 접착된다. 임의이지만, 광학적 표시장치의 시인측이 되는 1／4 파장 위상차이 필름(204)의 외측에는, 파선으로 나타내는 바와 같이, 투명한 윈도(205)를 배치할 수 있다. 이 구성은, 편광 선글라스를 사용하는 경우에 유용하다.

도 11b는, 유기 EL표시장치의 다른 실시 형태를 나타내는 단면도이며, 이 표시장치(200a)는, 유기 EL표시 패널인 광학적 표시 패널(201a)을 갖추고, 상기 표시 패널(201a)의 일방 면에, 광학적으로 투명한 점착제층(202a)을 통하여 1／4 파장 위상차이 필름(204a)이 접합된다. 상기 1／4 파장 위상차이 필름(204a)의 외측의 면에는, 편광막(203a)이 접착된다. 편광막(203a)의 외측의 면에는 더욱 보호층(206)이 접착된다. 임의이지만, 광학적 표시장치(200a)의 시인측이 되는 보호층(206)의 외측에는, 파선으로 나타내는 바와 같이, 투명한 윈도(205a)를 배치할 수 있다. 이 실시형태에 있어서는, 편광막(203a)을 통해 직선 편광이 된 외광은, 1／4 파장 위상차이 필름(204a)에 의해 엔 편광으로 변환된다. 이 구성은, 외광이 광학적 표시 패널(201a)의 표면 및 이면 전극, 그 외의 내부 반사면 등에 의해 반사되어 광학적 표시장치(200a)의 시인측으로 돌아오는 것을 저지할 수 있어, 외광의 내부 반사 방지에 유효하다.

층이나 막 등을 접합 또는 접착시키는 재료로서는, 예를 들면 아크릴계 집합체, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리 에테르, 불소계나 고무계, 이소시아네이트계, 폴리비닐 알코올계, 젤라틴계, 비닐계 라텍스계, 수계 폴리에스테르 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 것을 적당하게 선택하여 이용할 수 있다.

편광막(203)은, 상술한 바와 같이, 두께 10㎛이하로, 상술한 광학 특성을 만족시키는 것이다. 이 편광막(203)은, 종래 이런 종류의 광학적 표시장치에 사용되고 있는 편광막에 비해 매우 얇기 때문에, 온도 또는 습도 조건으로 발생하는 신축에 의한 응력이 극히 작아진다. 따라서, 편광막의 수축에 의해서 생기는 응력이 인접하는 표시 패널(201)에 휨 등의 변형을 일으키게 할 가능성이 큰 폭으로 경감되어 변형에 기인하는 표시 품질의 저하를 큰 폭으로 억제하는 것이 가능하게 된다. 이 구성에 있어서, 점착제층(202)으로서, 확산 기능을 갖춘 재료를 사용할지, 혹은, 점착제층과 확산제층의 2층 구성으로 할 수도 있다.

점착제층(202)의 접착력을 향상시키는 재료로서, 예를 들면 특개 2002－258269호 공보(특허 문헌 6), 특개 2004－078143호 공보(특허 문헌 7), 특개 2007－171892호 공보(특허 문헌 8)에 기재가 있는 앵커층을 설치할 수도 있다. 바인더 수지로서는 점착제의 투묘력을 향상할 수 있는 층이라면 특히 제한은 없고, 구체적으로는, 예를 들면, 에폭시계 수지, 이소시아네이트계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 분자 중에 아미노기를 포함한 폴리머류, 에스테르 우레탄계 수지, 옥사조린기 등을 함유하는 각종 아크릴계 수지 등의 유기 반응성기를 가지는 수지(폴리머)를 이용할 수 있다.

또, 상기 앵커층에는, 대전(帶電) 방지성을 부여하기 위해, 예를 들면 특개 2004－338379호 공보(특허 문헌 9)에 기재가 있듯이 대전 방지제를 첨가할 수도 있다. 대전 방지성 부여를 위한 대전 방지제로서는, 이온성 계면활성제계, 폴리 아닐린, 폴리 티오펜(thiophene), 폴리 피롤, 폴리 키노키사린 등의 도전성 폴리머계, 산화 주석, 산화 안티몬, 산화 인듐 등의 금속 산화물계 등이 주어지지만, 특히 광학 특성, 외관, 대전 방지 효과 및 대전 방지 효과의 가열, 가습시에서의 안정성이라고 하는 관점부터, 도전성 폴리머계가 바람직하게 사용된다. 이 중에서도, 폴리 아닐린, 폴리 티오펜 등의 수용성 도전성 폴리머, 혹은 수분산성 도전성 폴리머가 특히 바람직하게 사용된다. 대전 방지층의 형성 재료로서 수용성 도전성 폴리머나 수분산성 도전성 폴리머를 이용한 경우, 도공을 할 때 유기용제에 의한 광학 필름기재로의 변질을 억제할 수 있다.

도 12는, 광학적 표시 패널로서 투과형 액정 표시 패널(301)을 갖추는 광학적 표시장치(300)의 실시형태를 나타낸다. 이 구성에 있어서는, 액정 표시 패널(301)의 시인측의 면에, 점착제층(302)을 통하여 제 1의 편광막(303)이 접합되며, 상기 제 1의 편광막(303)에 역 접착층(307)을 통하여 보호층(304)이 접합된다. 보호층(304)에는 1／4 파장 위상차이 층(309)이 접합된다. 1／4 파장 위상차이 층(309)에는, 임의이지만, 대전 방지층(308)이 형성된다. 1／4 파장 위상차이 층(309)의 외측에는, 이것도 임의이지만, 윈도(305)가 배치된다. 액정 표시 패널(301)의 타방면에는, 제 2의 점착제층(302a)을 통하여 제 2의 편광막(303a)이 배치된다. 제 2의 편광막(303a)의 뒤편에는, 투과형 액정표시장치에 있어서 주지하는 바와 같이, 백 라이트(310)가 배치된다.

[발명의 실시형태]

다음에, 본 발명의 일 실시형태를 도 30에 대해 설명한다. 도 9에 대해 이미 설명한 바와 같이, 예를 들면 비정성 PET로 이루어지는 열가소성 수지기재(1)에, PVA층의 제막공정(20), 공중 보조 연신 공정(30) 및 붕산 수중 연신 공정(50)을 행함으로써, 상기 수지기재(1) 상에 1축 연신 PVA층으로 이루어지는 편광막(3)이 형성된 광학 필름 적층체(10)가 얻어진다. 이 광학 필름 적층체(10)는, 그대로의 상태에서, 혹은, 도 9 및 도 10에 공정(I)으로서 나타난 박리／첩합 공정에 의해, 다른 광학 기능 필름(4)이 편광막(3) 상에 첩합되며, 기재(1)가 벗겨진 광학 기능 필름 적층체(11)로서 다음 공정으로 보낼 수 있지만, 여기에서는, 기재(1)와 편광막(3)으로 이루어지는 광학 필름 적층체(10)가 다음 공정으로 보내지는 예를 설명한다.

광학 필름 적층체(10)는, 도시하고 있지 않지만, 상기 광학 필름 적층체(10)의 롤(91)로부터 조출되어 길이 방향으로 보내지면서, 기준점 인자부(110)를 통하며 제어장치(200)의 제어부(200a)로부터 주어지는 구동 신호에 의해, 기준점 인자부(110)가 작동하며, 기재(1)상에 기준점이 인자된다. 기준점 인자부(110)의 하류 측에는 기준점 읽기 수단(111) 및 결점 검출 수단(112)이 배치되어 있다. 결점 검출 수단(112)은, 광원(112a)과, 광원(112a)으로부터 조사되어 광학 필름 적층체(10)를 투과한 빛을 검출하는 수광 수단(112b)을 갖춘다. 결점 검출 수단(112)은, 광학 필름 적층체(10)에 존재하는 결점이 검출되었을 때, 기준점 읽기 수단(111)에 의해 읽어내진 기준점의 통과시점으로부터 결점 검출의 시점까지의 광학 필름 적층체(10)의 전송량에 관한 정보를 제어장치(200)의 제어부(200a)로 보낸다. 제어부(200a)는, 광학 필름 적층체(10)의 전송량에 관한 정보에 의거하여, 기준점으로부터 검출된 결점까지의 광학 필름 적층체(10)의 길이를 연산하고, 그 정보를 제어장치(200)의 기억부(200b)에 저장한다.

또한 광학 필름 적층체(10)는, 세퍼레이터 필름부 스테이션(230)으로 보내진다. 이 세퍼레이터 필름부 스테이션(230)에서는, 롤(231a)로부터 조출된 세퍼레이터 필름(231)이 안내 롤(232)을 거쳐 광학 필름 적층체(10)의 아래쪽과 겹쳐지는 상태로, 쌍을 이루는 부착 롤러(233, 234) 간의 nucleus initialization program으로 이송된다. 세퍼레이터 필름(231)이 롤러(233, 234) 권의 nucleus initialization program으로 들어가기 직전에, 상기 세퍼레이터 필름(231)과 광학 필름 적층체(10)와의 사이에 점착제(235)가 층 모양으로 공급되어 세퍼레이터 필름(231)은, 부착 롤러(233, 234) 간에 있어서, 상기 점착제층(235)에 의해 광학 필름 적층체(10)에 부착되며, 세퍼레이터 필름부 광학 필름 적층체(240)가 형성된다. 이 세퍼레이터 필름부 광학 필름 적층체(240)는, 제 2차 결점 검출 수단(250)을 거쳐 보내져 롤(260)에 감겨진다. 제 2차 결점 검출 수단(250)은, 기준점 읽기 수단(251)과, 광원(252) 및 수광 수단(253)으로 구성된다. 수광 수단(253)은, 광원(252)으로부터 조사되며, 세퍼레이터 필름부 광학 필름 적층체(240)의 세퍼레이터 필름(231)에 의해 반사된 빛을 수광하고, 결점을 검출한다. 결점 검출 수단(250)은, 세퍼레이터 필름부 광학 필름 적층체(240)의 세퍼레이터 필름(231)에 존재하는 결점이 검출되었을 때, 기준점 읽기 수단(251)에 의해 읽어내진 기준점의 통과시점으로부터 결점 검출의 시점까지의 세퍼레이터 필름부 광학 필름 적층체(240)의 전송량에 관한 정보를 제어장치(300)의 제어부(300a)로 보낸다. 제어부(300a)는, 세퍼레이터 필름부착 광학 필름 적층체(240)의 전송량에 관한 정보에 의거하여, 기준점으로부터 검출된 결점까지의 적층체(240)의 길이를 연산하고, 그 정보를 제어장치(300)의 기억부(300b)에 저장하도록 작동한다. 이 결점 위치 정보는, 제어부(300a)로부터의 지시에 의해, 결점 마크 인자 수단(270)을 작동시키고, 적층체(240) 상의 결점 위치에 결점 마크를 인자하도록 사용할 수 있다. 혹은, 제어부(300a)로부터의 정보에 의해, 적층체(240)의 롤(260)을 식별하는 식별 정보를 인자하도록 구성할 수도 있다. 이 경우에는, 결점 위치 정보는, 롤(260)의 식별 정보와 관련시켜, 제어장치(300)의 기억부(300b)에 저장된다.

도 31은, 본 발명의 다른 실시형태를 나타내는 것으로, 광학 필름 적층체(10)는, 제 1차의 결점 검출을 거치지 않고, 그대로 세퍼레이터 필름부 스테이션(230)으로 보내진다. 다음에, 박리 롤러(237, 238)를 가지는 박리 스테이션(236)에 있어서, 세퍼레이터 필름부 광학 필름 적층체(240)로부터 세퍼레이터 필름(231)이 벗겨진다. 세퍼레이터 필름(231)이 붙여진 세퍼레이터 필름부 광학 필름 적층체(240)에 있어서는, 세퍼레이터 필름(231)과 점착제층(235)과의 사이의 접착력은, 점착제층(235)과 편광막(3)과의 사이의 접착력보다 약하다. 따라서, 세퍼레이터 필름(231)이 편광막(3)으로부터 벗겨질 때, 점착제층(235)은 편광막(3)의 측에 남겨지고, 점착제층부 광학 필름 적층체(10a)가 된다.

이 점착제층부 광학 필름 적층체(10a)는, 다음에 기준점 인자부(311)를 통해, 제어장치(200)의 제어부(200a)로부터 주어지는 구동 신호에 의해, 기준점 인자부(311)가 작동하고, 기재(1) 상에 기준점이 인자된다. 그 후, 점착제층부 광학 필름 적층체(10a)는, 결점 검출부(310)를 통한다. 이 결점 검출부(310)는, 기준점 인자부(311)의 하류측에 배치된 기준점 읽기 수단(312)과, 광원(313)과, 상기 광원(313)으로부터 조사되며, 점착제층부 광학 필름 적층체(10a)를 투과한 빛을 검출하는 수광 수단(314)을 갖춘다. 결점 검출부(310)는, 점착제층부 광학 필름 적층체(10a)에 존재하는 결점이 검출되었을 때, 기준점 읽기 수단(311)에 의해 읽어내진 기준점의 통과시점으로부터 결점 검출의 시점까지의 점착제층부 광학 필름 적층체(10a)의 전송량에 관한 정보를 제어장치(200)의 제어부(200a)로 보낸다. 제어부(200a)는, 점착제층부 광학 필름 적층체(10a)의 전송량에 관한 정보에 의거하고, 기준점으로부터 검출된 결점까지의 적층체(10a)의 길이를 연산하여, 그 정보를 제어장치(200)의 기억부(200b)에 저장한다.

도 30에 관련하여 설명한 바와 같이, 결점 위치 정보는, 제어부(200a)로부터의 지시에 의해, 결점 마크 인자 수단(270)을 작동시키고, 적층체(240) 상의 결점 위치에 결점 마크를 인자하도록 사용할 수 있다. 혹은, 제어부(200a)로부터의 정보에 의해, 적층체(240)의 롤(260)을 식별하는 식별 정보를 인자하도록 구성할 수도 있다. 이 경우에는, 상술한 바와 같이, 결점 위치 정보는, 롤(260)의 식별 정보와 관련시켜, 제어장치(200)의 기억부(200b)에 저장된다.

그 다음에, 적층체(10a)에는, 세퍼레이터 필름(231)이 다시 부착된다. 이 세퍼레이터 필름(231)은, 먼저 세퍼레이터 필름부 광학 필름 적층체(240)로부터 벗겨진 세퍼레이터 필름이어도 좋고, 따로 설치한 롤로부터 조출되는 필름이어도 좋다. 도 31에서는, 이 부착 스테이션을, 세퍼레이터 필름부착 스테이션(230)과 동일한 부호로 나타내, 상세한 설명은 생략한다. 세퍼레이터 필름(231)이 부착된 세퍼레이터 필름부 광학 필름 적층체(240)는 롤(260)로서 감겨진다.

도 32는, 본 발명에 의한 절단 공정의 일 실시형태를 나타내는 사시도이다. 예를 들면, 도 30 또는 도 31의 공정에 의해 형성된 세퍼레이터 필름부 광학 필름 적층체(240)의 롤(260)이 적층체 조출 장치(400)에 설치된다. 이 장치(400)는, 롤(260)을 회전 자유자재로 지지하는 지지축(401)을 갖추고 있고, 상기 장치(400) 내에는, 롤(260)로부터 조출되는 적층체(240)가 전송 경로로 사행하는 것을 억제하기 위한 사행 제어장치(402)가 설치된다. 이 사행 제어장치(402)는, 적층체(240)의 가장자리에 접촉하여 상기 가장자리의 위치를 검출하는 가장자리 센서(402a)를 갖추고, 이 센서(402a)에 의해 검출된 가장자리의 위치에 따라 지지축(401)의 축 방향 위치를 조절하는 신호를 생성한다.

도시한 실시형태에서는, 적층체(240)의 편광막(3)이 장변과 단변을 가지는 직사각형 형상의 액정 표시 패널에 부착되도록 구성된 광학적 표시장치의 제조에 관련하여, 편광막을 적절한 치수로 절단하기 위해 설치된 절단 장치(500)가 설치된다. 이 절단 장치(500)는, 광폭의 세퍼레이터 필름부 광학 필름 적층체(240)를 액정 표시 패널의 장변과 단변에 각각 대응하는 폭의 광학 필름 적층체 스트립에 절단하도록 구성되어 있다.

도 32에 있어서, 세퍼레이터 필름부 광학 필름 적층체(240)의 롤(260)로부터 조출된 적층체(240)는, 사행 제어장치(402)에 의해 사행이 억제되고, 쌍의 전송 롤러(501, 502)에 의해, 길이 방향으로 보내진다. 전송 롤러(501, 502)의 하류측에는, 3매의 원반상 회전 절단 칼날(503a, 503b, 503c)이 가로방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 절단 칼날(503a)은, 적층체(240)의 가장자리(240a)를 소정 폭만 잘라 떨어뜨리는 위치에 배치된다. 절단 칼날(503a)과 절단 칼날(503b)과의 사이의 간격은, 상기 적층체(240)의 편광막(3)이 부착되는 액정 표시 패널의 단변의 치수에 대응하는 거리가 되도록 설정된다. 마찬가지로, 절단 칼날(503b)과, 절단 칼날(503c)과의 사이의 간격은, 상기 적층체(240)의 편광막(3)이 부착되는 액정 표시 패널의 장변의 치수에 대응하는 거리가 되도록 설정된다. 또, 절단 칼날(503c)은, 적층체(240)의 가장자리(240a)와는 반대측의 가장자리를 잘라 떨어뜨리는 작용도 완수한다.

절단 칼날(503a)과 절단 칼날(503b)에 의해, 액정 표시 패널의 단변에 대응하는 폭의 적층체 스트립(510a)이 형성되며, 절단 칼날(503b)과. 절단 칼날(503c)에 의해 장변 대응의 폭을 가지는 적층체 스트립(510b)이 형성된다. 장변 대응 폭의 적층체 스트립(510b)은, 그대로 전송 롤러(511, 512)에 의해 길이 방향으로 보내지고, 롤(520)에 감긴다. 단변 대응 폭의 적층체 스트립(510a)은, 안내 롤러(513)에 의해, 장변 대응 폭의 적층체 스트립(510b)보다 높은 위치로 안내되며, 전송 롤러(514, 515)에 의해 길이 방향으로 보내져, 롤(521)에 감긴다.

본 발명에 의하면, 상술한 실시형태에서도 이해되는 대로, 연속 웹상의 광학 필름 적층체, 즉 세퍼레이터 필름부착 적층체를, 편광막(3)의 연신 방향인 길이 방향으로 평행하게, 소정의 폭으로 절단하고, 소정 폭의 연속 웹상 적층체 스트립을 형성하므로, 편광막(3)의 흡수축의 방향은, 높은 정밀도로 적층체 스트립의 길이 방향에 일치하게 된다. 종래는, 폭이 넓은 광학 필름 적층체를 롤 모양으로 감은 상태로 소정 폭으로 절단하고 있었지만, 이 방법에서는, 높은 정밀도로 편광막의 흡수축을 스트립의 길이 방향으로 일치시킬 수 없었다. 상기 실시형태를 참조하여 상술한 본 발명의 방법은, 롤 상태로 절단하는 종래의 방법에 비해, 현격히 높은 정밀도를 가져온다. 상술한 실시형태에 있어서, 절단 칼날(503a, 503b, 503c)을 등 간격으로 배치하면, 동일 폭의 2개의 적층체 스트립이 얻어진다. 또, 절단 칼날을 2매 사용하면, 1개의 적층체 스트립이 형성된다.

도 33은, 도 32를 참조하여 상술한 공정에 의해 제조된 적층체 스트립 롤(520, 521)을 사용하고, 편광막(3)을 액정 표시 패널(600)의 양면에, 편광막(3)의 흡수축을 직교시켜 붙임으로써, 액정 표시 유닛(610)을 제조하는 공정을 개략적으로 나타내는 것이다. 도 33을 참조하면, 장변 대응 폭의 적층체 스트립(510b)은, 롤(520)로부터 조출되어 길이 방향으로 보내진다. 롤(520)로부터 조출된 적층체 스트립(510b)은, 결점 마크 읽기 수단(620) 하에 결점 마크가 읽힌다. 결점 마크가 검출되지 않는 경우에는, 적층체 스트립(510b)에는 결점이 존재하지 않는다고 판단되고, 액정 표시 패널(600)의 단변에 대응하는 길이 방향 간격으로, 적층체 스트립(510b)에, 길이 방향에 대해서 직각의 방향인 폭 방향으로, 기재(1)의 표면으로부터 편광막(3) 및 점착제층(231)을 통해, 세퍼레이터 필름(231)의 면에 이르는 깊이까지 슬릿(621)이 형성된다. 이 슬릿에 의해 형성되는 절삭 깊이를 「하프 컷」이라고 부른다. 이 하프 컷에 의해 적층체 스트립(510b)의 길이 방향으로 인접하는 2개의 위치에 형성되는 슬릿(621)의 사이에는, 기재(1)와 편광막(3) 및 점착제층(231)으로 이루어지는 편광막 적층체 시트(622)가 형성된다. 이 편광막 적층체 시트(622)는, 점착제층(235)에 의해 세퍼레이터 필름(231)에 부착한 상태에 있다.

슬릿(621)이 형성된 적층체 스트립(510b)은, 편광막 첩합 스테이션(650)으로 보내진다. 편광막 첩합 스테이션(650)에는, 액정 표시 패널(600)이, 적층체 스트립(510b)과는 반대측으로부터, 적층체 스트립(510b) 상의 편광막 적층체 시트(622)와 동기한 관계로 보내지며, 편광막 적층체 시트(622)는, 세퍼레이터 필름(231)으로부터 벗겨지고, 액정 표시 패널(600)의 위쪽 면에 부착된다. 편광막(3)이 일방 면에 부착된 액정 표시 패널(600)은, 상기 액정 표시 패널(600)이 부착 스테이션(650)으로 전송된 방향에 대해서 직각 방향으로, 반전 선회부(660)로 보내진다.

또한, 단변 대응 폭의 적층체 스트립(510a)은, 롤(521)로부터 조출되어 길이 방향으로 보내진다. 롤(521)로부터 조출된 적층체 스트립(510a)은, 결점 마크 읽기 수단(623)을 통해 결점 마크가 읽힌다. 여기서, 결점 마크가 검출되지 않는 경우에는, 적층체 스트립(510a)에는 결점이 존재하지 않는 것이라고 판단되고, 액정 표시 패널(600)의 장변에 대응하는 길이 방향 간격으로, 적층체 스트립(510a)에, 길이 방향에 대해서 직각의 방향인 폭 방향으로, 기재(1)의 표면으로부터 편광막(3) 및 점착제층(231)을 통해, 세퍼레이터 필름(231)의 면에 이르는 깊이까지, 슬릿(624)이 하프 컷에 의해 형성된다. 이 하프 컷에 의해 적층체 스트립(510a)의 길이 방향으로 인접하는 2개의 위치에 형성되는 슬릿(624)의 사이에는, 기재(1)와 편광막(3) 및 점착제층(235)으로 이루어지는 편광막 적층체 시트(625)가 형성된다. 이 편광막 적층체 시트(625)는, 점착제층(235)에 의해 세퍼레이터 필름(231)에 부착한 상태에 있다.

슬릿(624)이 형성된 적층체 스트립(510a)은, 제 2의 편광막 첩합 스테이션(651)으로 보내진다. 편광막 첩합 스테이션(651)에는, 편측 면에 편광막 시트(622)가 첩합된 액정 표시 패널(600)이, 적층체 스트립(510a)에 대해서 직교하는 방향으로, 적층체 스트립(510a) 상의 편광막 적층체 시트(625)와 동기한 관계로, 반전 선회부(660)에 있어서, 반대로 반전되는 한편, 90° 선회된 상태로 보내진다. 제 2의 편광막 첩합 스테이션(651)에 있어서, 편광막 적층체 시트(625)는, 세퍼레이터 필름(231)으로부터 벗겨지고, 액정 표시 패널(600)의, 반전에 의해 위쪽이 된 면에 부착된다. 이 공정에 의해, 액정 표시 패널(600)의 양측의 면에는, 편광막(3)이, 서로의 흡수축을 직교시킨 관계에서 부착되게 된다.

적층체 스트립(510a)에 있어서, 결점 마크가 검출되면, 결점 마크의 하류측 테두리부로부터 소정 거리만큼 하류측으로 떨어진 위치와, 상기 결점 마크의 상류 측 테두리부로부터 소정 거리만큼 상류측으로 떨어진 위치의 2개소에 있어서, 하프 컷에 의해, 적층체 스트립(510a)에, 슬릿(624a, 624b)이 형성된다. 이러한 슬릿(624a, 624b) 간에 형성되는 편광막 적층체 시트(625a)는, 불량 시트로서, 편광막 첩합 스테이션으로 보내지지 않고, 도시하지 않는 불량 시트 배출 기구에 의해, 불량 시트 배출 경로로 배출된다. 통상은, 슬릿(624a, 624b) 간에 형성되는 편광막 적층체 시트(625a)는, 2개의 인접하는 슬릿(624) 간에 형성되는 정상적인 편광막 적층체 시트(625) 보다 길이가 짧다. 따라서, 불량 시트로서 폐기되는 재료를 감소시킬 수 있다. 그러나, 결점이 적층체 스트립(510a)의 길이 방향으로 계속 되는 긴 크기의 것인 경우, 또는, 복수의 결점이 적층체 스트립(510a)의 길이 방향으로 줄지어 존재하는 경우에는, 불량의 편광막 적층체 시트(625a)는, 정상적인 편광막 적층체 시트(625) 보다 길어진다. 이러한 경우에는, 불량 시트의 배출을 용이하게 하기 위해, 긴 불량의 편광막 적층체 시트(625a)의 중간부에 추가의 슬릿을 형성하고, 불량 편광막 시트의 길이를 짧게 할 수 있다.

적층체 스트립(510b)에 있어서도, 결점 마크가 검출되면, 결점 마크의 하류 측 테두리부로부터 소정 거리만큼 하류측으로 떨어진 위치와, 상기 결점 마크의 상류측 테두리부로부터 소정 거리만큼 상류측으로 떨어진 위치의 2개소에 있어서, 하프 컷에 의해, 적층체 스트립(510b)에, 슬릿(621a, 621b)이 형성된다. 이러한 슬릿(621a, 621b) 간에 형성되는 편광막 적층체 시트(622a)는, 불량 시트로서, 편광막 첩합 스테이션으로 보내지지 않고, 도시하지 않은 불량 시트 배출 기구에 의해, 불량 시트 배출 경로로 배출된다.

도 34는, 도 30, 31에 나타내는 실시형태와는 달라, 광학 필름 적층체로부터 기재(1)가 박리되는 실시형태를 나타낸다. 이 실시형태에서는, 광학 필름 적층체(10)의 편광막(3)의 면에 광학 기능 필름(800)이 접착제(801)에 의해 접착된다. 이 광학 기능 필름(800)은, 1／4 파장 위상차이 필름, 시야각 보상 필름, 그 외, 광학적 표시장치의 분야에서 사용되는 광학 기능 필름의 어느 것이라도 좋다. 광학 기능 필름(800) 위에, 세퍼레이터 필름(231)이 점착제(235)에 의해 접합된다. 세퍼레이터 필름(231)은, 롤(231a)로부터 조출되며, 안내 롤(233)을 거쳐 보내지고, 쌍의 첩합 롤러(233, 234)에 의해 광학 기능 필름(800) 위에 첩합되고, 세퍼레이터 필름부 광학 필름 중간 적층체(240b)가 형성된다. 광학 기능 필름(800)과 세퍼레이터 필름(231)이 접착된 다음에, 연신에 사용한 열가소성 수지기재(1)가, 박리 롤러(810, 811)에 있어서 편광막(3)으로부터 벗겨져, 세퍼레이터 필름부 광학 필름 중간 적층체(240c)가 형성된다. 벗겨진 기재(1)는, 안내 롤러(812)를 거쳐 롤(813)에 감긴다.

기재(1)가 벗겨진 세퍼레이터 부착 광학 필름 중간 적층체(240c)는, 세퍼레이터 필름(231)의 면 위에, 기준점 인자 수단(710)에 의해 기준점을 나타내는 마크(M)가 인자된다. 그 다음에, 세퍼레이터 필름부 광학 필름 중간 적층체(240c)는, 측장 롤러(711)를 통해 제 2의 세퍼레이터 필름부 스테이션(700)으로 보내진다. 측장 롤러(711)는, 적층체(240c)의 전송량을 계측하고, 계측 신호를 기억 연산부(720)의 적층체 전송량 연산 수단(720a)으로 보낸다.

제 2의 세퍼레이터 필름부 스테이션(700)에서는, 롤(703a)로부터 조출된 제 2의 세퍼레이터 필름(703)이, 세퍼레이터 필름부 광학 필름 중간 적층체(240c)의 기재(1)가 벗겨진 면과 겹쳐지도록 전송되며, 점착제층(704)을 통하여, 부착롤러(701, 702)에 의해 편광막(3)에 부착되며, 제 2 세퍼레이터 필름부 광학 필름 적층체(240d)가 형성된다.

이 광학 필름 적층체(240d)는, 박리 롤러(910, 911)를 통과하는 위치에서 세퍼레이터 필름(703)이 벗겨지고, 세퍼레이터 필름부 광학 필름 중간 적층체(240c)의 편광막(3)에 점착제층(704)이 부착한 층 구성의 적층체(240e)가 된다. 벗겨진 세퍼레이터 필름(703)은, 롤(703a)에 감긴다. 또한, 적층체(240e)는, 결점 검사 스테이션(730)을 거쳐 보호 필름부착 스테이션(740)으로 보내지며, 상기 스테이션(740)에 있어서, 적층체(240e)의 편광막(3)의 면에 있는 점착제층(704)을 통하여 첩합롤러(742, 743)에 의해, 보호 필름(741)이 적층체에 접합되고, 보호 필름부 광학 필름 적층체(240f)가 형성된다. 이와 같이 하여 형성된 보호 필름부 광학 필름 적층체(240f)는, 롤(260A)에 감긴다.

이 실시형태에서는, 결점 검사 스테이션(730)은, 기준점 읽기 수단(731)과, 광원(732) 및 광 검지 부재(733)로 이루어지는 투과광 검출 방식의 광학적 결점 검출 수단에 의해 구성된다. 기준점 읽기 수단(731)의 읽기 신호는, 기억 연산부(720)의 기준점 읽기 시간 기억 수단(720b)으로 보내지고, 기준점이 검출된 시각이 기억된다. 광학적 결점 검출 수단으로부터의 결점 검출 신호는, 기억 연산부(720)의 결점 검출 시간 연산 수단(720c)으로 보내지며, 상기 결점 검출 시간 연산 수단(720c)은, 그 결점이 검출된 시각을 연산하여 기억한다. 적층체 전송량 연산 수단(720a)과, 기준점 읽기 시간 기억 수단(720b) 및 결점 검출 시간 연산 수단(720c)으로부터의 신호는, 광학 필름 적층체 형성장치에 설치된 제어장치(770)의 결점 위치 연산부(772)에 입력되며, 결점 위치 연산부(772)는, 이러한 입력을 받아, 기준점 마크(M)로부터의 결점의 위치를 연산하고, 결점 위치 신호를, 기억 연산부(720)의 결점 위치 기억부(720d)로 보낸다. 결점 위치 기억부(720d)에 기억된 결점 위치의 정보는, 제어장치(770)와는 다른 정보 기억 매체(790)에 저장된다.

제어장치(770)에 설치된 식별 정보 변환 수단(773a)이, 롤 식별 정보 인자 수단(762a)을 작동시키고, 적층체(240f)의 세퍼레이터 필름(231) 상에, 상기 광학 필름 적층체(240a)를 식별하기 위한 식별 정보(I)를 인자한다. 정보 기억 매체(790)는, 이 식별 정보를 결점 위치 정보와 관련시켜 기억한다. 따라서, 광학 필름 적층체 롤(260A)을 이용하는 다음 공정에 있어서, 상기 롤(260A)의 결점 위치를 상기 정보 기억 매체(790)로부터 읽어낼 수 있다.

이상, 본 발명을 특정의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명했지만, 본 발명은, 도시하여 설명한 구성 이외에도, 무수한 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명은, 도시하여 설명한 구성으로 한정되는 것이 아니고, 그 범위는, 첨부한 특허 청구의 범위 및 그 균등 범위에 의해서만 정해져야 하는 것이다.

1. 기재 2. PVA계 수지층
3. 편광막 4. 광학 기능 필름
5. 제 2 광학 기능 필름 7. PVA계 수지층을 포함한 적층체
8. 연신 적층체 8＇. 연신 적층체의 롤
8＇＇. 불용화된 연신 적층체 9. 착색 적층체
9＇. 가교된 착색 적층체 10. 광학 필름 적층체
10a. 점착제층 부착 광학필름 적층체 11. 광학 기능 필름 적층체
20. 적층체 제작 장치 21. 도공 수단
22. 건조 수단 23. 표면 개질 처리 장치
30. 공중 보조 연신 처리 장치 31. 연신 수단
32. 권취 장치 33. 오븐
40. 염색 장치 41. 염색액
42. 염색욕 43. 조출 장치
50. 붕산 수중 처리 장치 51. 붕산 수용액
52. 붕산욕 53. 연신 수단
60. 불용화 처리 장치 61. 붕산 불용화 수용액
70. 가교 처리 장치 71. 붕산 가교 수용액
80. 세정 장치 81. 세정액
90. 건조 장치 91. 권취 장치
100. 첩합／전사 장치 101. 조출／첩합 장치
102. 권취／전사 장치 (A) 적층체 제작 공정
(B) 공중 보조 연신 공정 (C) 염색공정
(D) 붕산 수중 연신 공정 (E) 제 1 불용화 공정
(F) 제 2 불용화를 포함한 가교 공정 (G) 세정 공정
(H) 건조 공정 (I) 첩합／전사 공정
230. 세퍼레이터 필름부착 스테이션 260, 260A. 광학필름 적층체 롤
310. 결점 검출부 520, 521. 적층체 스트립 롤
621. 슬릿 770. 제어장치

Claims (10)

1. 긴 변 치수와 짧은 변 치수를 가지는 직사각형 모양의 액정 표시 패널의 2개의 표면의 적어도 한쪽에 첩부하기 위한 편광막을 가지는 적층체 스트립 롤의 제조 방법이며,
   연신에 의해 두께가 10㎛ 이하가 되도록 형성된 폴리비닐 알코올계 수지막에, 2색성 물질을 흡착시킴으로써, 두께가 10㎛ 이하이고, 단체 투과율을 T, 편광도를 P라고 했을 때,
   P＞―(10^{0.929T―42.4}―1)×100(단, T＜42.3) 및
   P≥99.9(단, T≥42.3)
   로 나타내지는 광학특성을 가지는 편광막을 형성함으로써, 적어도 상기 편광막을 포함하는 연속 웹상의 광학 필름 적층체를 형성하는 단계와,
   상기 광학 필름 적층체에, 점착제층을 통하여, 이 점착제층에 대한 접착력이 상기 광학 필름 적층체와 상기 점착제층과의 사이의 접착력보다 약한 캐리어 필름을 박리 가능하게 첩부하여, 캐리어 필름 붙임 광학 필름 적층체를 형성하는 단계와,
   상기 캐리어 필름 붙임 광학 필름 적층체를, 길이 방향으로 평행하게, 상기 액정 표시 패널의 상기 긴 변 치수와 상기 짧은 변 치수의 한쪽에 대응하는 소정의 폭으로 절단하여, 적어도 한 개의 소정 폭의 연속 웹상의 적층체 스트립을 형성하는 단계와,
   상기 소정 폭의 연속 웹상의 적층체 스트립을 롤 모양으로 돌려 감는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광막을 가지는 적층체 스트립 롤의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 연속 웹상의 광학 필름 적층체를 형성하는 단계 후에, 상기 광학 필름 적층체를 롤 모양으로 돌려 감아 광학 필름 적층체 롤을 형성하고, 다음 단계에 있어서, 상기 광학 필름 적층체 롤로부터 상기 광학 필름 적층체를 조출하여 상기 절단을 행하는 것을 특징으로 하는 적층체 스트립 롤의 제조 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 절단에 의해, 복수의 소정 폭의 연속 웹상 적층체 스트립이 형성되는 것을 특징으로 하는 적층체 스트립 롤의 제조방법.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 복수의 소정 폭의 연속 웹상 적층체 스트립은, 서로 다른 소정 폭을 가지는 것인 것을 특징으로 하는 적층체 스트립 롤의 제조방법.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 복수의 소정 폭의 연속 웹상 적층체 스트립은, 서로 동일한 소정 폭을 가지는 것인 것을 특징으로 하는 적층체 스트립 롤의 제조방법.
6. 긴 변 치수와 짧은 변 치수를 가지는 직사각형 모양의 유기 EL 표시 패널의 한쪽의 표면에 첩부하기 위한 편광막을 가지는 적층체 스트립 롤의 제조 방법이며,
   연신에 의해 두께가 10㎛ 이하가 되도록 형성된 폴리비닐 알코올계 수지막에, 2색성 물질을 흡착시킴으로써, 두께가 10㎛ 이하이고, 단체 투과율을 T, 편광도를 P라고 했을 때,
   P＞―(10^{0.929T―42.4}―1)×100(단, T＜42.3) 및
   P≥99.9(단, T≥42.3)
   로 나타내지는 광학특성을 가지는 편광막을 형성함으로써, 적어도 상기 편광막을 포함하는 연속 웹상의 광학 필름 적층체를 형성하는 단계와,
   상기 광학 필름 적층체에, 점착제층을 통하여, 이 점착제층에 대한 접착력이 상기 광학 필름 적층체와 상기 점착제층과의 사이의 접착력보다 약한 캐리어 필름을 박리 가능하게 첩부하여, 캐리어 필름 붙임 광학 필름 적층체를 형성하는 단계와,
   상기 캐리어 필름 붙임 광학 필름 적층체를, 길이 방향으로 평행하게, 상기 액정 표시 패널의 상기 긴 변 치수와 상기 짧은 변 치수의 한쪽에 대응하는 소정의 폭으로 절단하여, 적어도 한 개의 소정 폭의 연속 웹상의 적층체 스트립을 형성하는 단계와,
   상기 소정 폭의 연속 웹상의 적층체 스트립을 롤 모양으로 돌려 감는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광막을 가지는 적층체 스트립 롤의 제조방법.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 연속 웹상의 광학 필름 적층체를 형성하는 단계 후에, 상기 광학 필름 적층체를 롤 모양으로 돌려 감아 광학 필름 적층체 롤을 형성하고, 다음 단계에 있어서, 상기 광학 필름 적층체 롤로부터 상기 광학 필름 적층체를 조출하여 상기 절단을 행하는 것을 특징으로 하는 적층체 스트립 롤의 제조 방법.
8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
   상기 절단에 의해, 복수의 소정 폭의 연속 웹상 적층체 스트립이 형성되는 것을 특징으로 하는 적층체 스트립 롤의 제조방법.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 복수의 소정 폭의 연속 웹상 적층체 스트립은, 서로 다른 소정 폭을 가지는 것인 것을 특징으로 하는 적층체 스트립 롤의 제조방법.
10. 제 8항에 있어서,
    상기 복수의 소정 폭의 연속 웹상 적층체 스트립은, 서로 동일한 소정 폭을 가지는 것인 것을 특징으로 하는 적층체 스트립 롤의 제조방법.

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