KR20130016239A

KR20130016239A - 편광판, 편광판의 평가 방법 및 편광판의 제조 방법

Info

Publication number: KR20130016239A
Application number: KR1020127025062A
Authority: KR
Inventors: 기요시 무토
Original assignee: 수미토모 케미칼 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2010-03-18
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2013-02-14
Also published as: CN102792195A; TW201213475A; CN102792195B; JP2011197282A; WO2011114871A1

Abstract

편광판 전면에 발생하는 얼룩을 억제하는 것을 목적으로 하여, 본 발명의 편광판은 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 편광 필름의 한쪽 면에 수계 접착제를 통하여 보호 필름이 첩합된 편광판으로서, 편광판의 수분율 A(％), 및 23℃, 습도 50％의 환경 하에서의 편광판의 평형 함수율 B(％)는 하기 식 (1):
｜편광판의 수분율 A(％)-편광판의 평형 함수율 B(％)｜＜0.2 (1)
을 만족시킨다.

Description

편광판, 편광판의 평가 방법 및 편광판의 제조 방법{POLARIZING PLATE, METHOD FOR EVALUATING POLARIZING PLATE, AND METHOD FOR PRODUCING POLARIZING PLATE}

본 발명은 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 편광 필름의 한쪽 측에 접착제층을 통하여 보호 필름을 적층한 편광판, 편광판의 평가 방법 및 편광판의 제조 방법에 관한 것이다.

편광판은 액정 표시 장치에서의 편광의 공급 소자로서, 또 편광의 검출 소자로서 널리 이용되고 있다. 이와 같은 편광판으로서 종래 폴리비닐알코올로 이루어진 편광 필름에 트리아세틸 셀룰로오스로 이루어진 보호막을 접착한 것이 사용되고 있다. 편광판은 최근 액정 표시 장치의 노트형 퍼스널 컴퓨터나 휴대 전화 등 모바일 기기에 대한 전개, 나아가서는 대형 TV에 대한 전개 등에 수반해, 박육(薄肉) 경량화가 요구되고 있다. 또, 휴대화에 의해 사용 장소가 광범위하게 미치기 때문에 동시에 내구성의 향상도 요구되고 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에는 박육 경량화를 위해, 보호 필름을 편광 필름의 한쪽 면에만 적층시킨 편광판이 제안되고 있다. 또, 특허문헌 2에는 보호 필름을 편광 필름의 한쪽 면에만 적층시킨 편광판의 제조 방법이 제안되고 있다.

일본국 공개특허공보 「특개평 10-186133호 공보(1998년 7월 14일 공개)」 일본국 공개특허공보 「특개 2007-193333호 공보(2007년 8월 2일 공개)」

그렇지만, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재되어 있듯이, 보호 필름을 편광 필름의 한쪽 측만을 적층시킨 편광판을 제조하면, 편광판에 줄무늬 모양의 얼룩이 발생한다는 과제가 남아 있다. 이 얼룩은 편광판 전면에 형성되어 육안으로 확인하는 것이 가능하고, 형광등을 편광판 표면에서 반사시켰을 때 형광등의 상이 현저하게 뒤틀린다. 도 1은 얼룩이 발생한 편광판의 표면에 형광등을 반사시켰을 때의 상을 나타내는 화상이다. 이 도 1에 나타내는 바와 같이, 형광등의 상이 현저하게 뒤틀리고 있다는 것을 알 수 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 감안해 이루어진 것으로, 그 주된 목적은 이와 같은 얼룩의 발생을 억제한 편광판, 편광판의 평가 방법 및 편광판의 제조 방법을 실현하는 것에 있다.

본 발명자들은 상기 과제를 감안해 열심히 검토한 결과, 편광판의 수분율이 편광판 전면에 발생하는 얼룩과 관련되어 있다는 것을 알아냈다. 그리고, 편광판의 수분율과 얼룩의 관계에 주목해, 편광판의 수분율이 특정 조건을 만족시키면, 편광판 전면에 발생하는 얼룩을 억제할 수 있다는 것을 알아내어 본 발명에 이르렀다.

즉, 본 발명의 편광판은 상기 과제를 해결하기 위해서, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 편광 필름의 한쪽 면에 수계 접착제를 통하여 보호 필름이 첩합된 편광판으로서, 편광판의 수분율 A(％), 및 23℃, 습도 50％의 환경 하에서의 편광판의 평형 함수율 B(％)는 하기 식 (1):

｜편광판의 수분율 A(％)-편광판의 평형 함수율 B(％)｜＜0.2 (1)

을 만족시키는 것이다.

또, 본 발명의 편광판의 제조 방법은 상기 과제를 해결하기 위해서, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 편광 필름의 한쪽 면에 수계 접착제로 이루어진 접착제층을 통하여 보호 필름을 첩합하는 첩합 공정과, 편광 필름과 보호 필름의 첩합물을 건조시키는 건조 공정을 포함하는 편광판의 제조 방법으로서, 건조 공정을 거친 편광판의 수분율 A(％)가 23℃, 습도 50％의 환경 하에서의 평형 함수율 B(％)에 대해 하기 식 (1):

을 만족시키는 방법이다.

본 발명의 편광판의 평가 방법은 상기의 과제를 해결하기 위해서, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 편광 필름의 한쪽 면에 수계 접착제를 통하여 보호 필름이 첩합된 편광판의 평가 방법으로서, 편광판의 수분율 A(％), 및 23℃, 습도 50％의 환경 하에서의 편광판의 평형 함수율 B(％)가 하기 식 (1):

을 만족시키는지 아닌지로 편광판의 품질을 평가하는 방법이다.

본 발명에 의하면, 편광판의 수분율 A 및 편광판의 평형 함수율 B가 상기 식 (1)을 만족시키므로, 편광판 전면에 발생하는 얼룩을 억제할 수 있다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 뛰어난 점은 이하에 나타내는 기재에 의해 충분히 알 수 있을 것이다. 또, 본 발명의 이점은 첨부 도면을 참조한 다음의 설명에 의해 명백해질 것이다.

도 1은 얼룩이 발생한 편광판의 표면에 형광등을 반사시켰을 때의 상을 나타내는 화상이다.

본 발명의 편광판의 제조 방법은 기본적으로 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 편광 필름의 한쪽 면에 수계 접착제로 이루어진 접착제층을 통하여 보호 필름을 첩합하는 첩합 공정과, 편광 필름과 보호 필름의 첩합물을 건조시키는 건조 공정을 포함하는 편광판의 제조 방법으로서, 건조 공정을 거친 편광판의 수분율 A(％)가 23℃, 습도 50％의 환경 하에서의 평형 함수율 B(％)에 대해 하기 식 (1):

을 만족시키는 방법이다.

이와 같이 편광판의 수분율 A가 상기 식 (1)을 만족시킴으로써, 편광판 전면에 발생하는 얼룩을 억제하는 것이 가능하다. 이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니고, 기술한 범위 내에서 여러 가지의 변형을 가한 태양으로 실시할 수 있는 것이다. 또, 본 명세서 중에 기재된 학술문헌 및 특허문헌 모두가 본 명세서 중에서 참고로 하여 원용된다. 또한, 본 명세서에서 특별히 기술하지 않는 한, 수치 범위를 나타내는 「A~B」는 「A 이상, B 이하」인 것을 나타낸다.

(편광 필름)

편광 필름은 구체적으로는 폴리비닐알코올계 수지 필름에 1축 연신 및 2색성 색소에 의한 염색 처리를 실시하고, 그 2색성 색소를 흡착 배향시킨 필름이다. 편광 필름을 구성하는 폴리비닐알코올계 수지는 통상 폴리아세트산 비닐계 수지를 비누화함으로써 얻을 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는 통상 85몰％ 이상, 바람직하게는 90몰％ 이상, 보다 바람직하게는 99~100몰％ 이다. 폴리아세트산 비닐계 수지로는 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산 비닐 외에, 아세트산 비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체, 예를 들면 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체 등을 들 수 있다. 또, 아세트산 비닐과 공중합 가능한 다른 단량체로는 예를 들면, 불포화 카르복시산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 설폰산류 등을 들 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는 통상 1000~10000의 범위 내, 바람직하게는 1500~5000의 범위 내이다.

이들 폴리비닐알코올계 수지는 변성되어 있어도 되고, 예를 들면 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈, 폴리비닐부티랄 등도 사용할 수 있다. 통상 편광 필름 제조의 개시 재료로는 두께가 20~100㎛, 바람직하게는 30~80㎛인 폴리비닐알코올계 수지 필름의 미연신 필름을 이용한다. 공업적으로는 필름의 폭은 1500~4000㎜가 실용적이다. 편광 필름은 이 미연신 필름을 팽윤 처리, 염색 처리, 붕산 처리, 수세 처리의 순서로 처리하고, 붕산 처리까지의 공정으로 1축 연신을 실시하며, 마지막으로 건조함으로써 얻을 수 있다. 마지막에 얻어지는 편광 필름의 두께는 예를 들면 5~50㎛이다.

편광 필름의 제작 방법으로는 크게 나누어 2개의 제조 방법이 있다. 제 1 방법은 폴리비닐알코올계 수지 필름을 공기 혹은 불활성 가스 중에서 1축 연신 후, 팽윤 처리 공정, 염색 처리 공정, 붕산 처리 공정 및 수세 처리 공정의 순서로 용액 처리하고, 마지막에 건조를 행하는 방법이다. 제 2 방법은 미연신 폴리비닐알코올계 수지 필름을 수용액에서 팽윤 처리 공정, 염색 처리 공정, 붕산 처리 공정 및 수세 처리 공정의 순서로 용액 처리하고, 붕산 처리 공정 및/또는 그 이전 공정에서 습식으로 1축 연신을 실시하며, 마지막에 건조를 행하는 방법이다.

어떠한 방법에 있어서도 1축 연신은 1개의 공정으로 수행해도 되고, 2 이상의 공정으로 수행해도 되지만, 복수의 공정으로 행하는 것이 바람직하다. 연신 방법은 공지의 방법을 채용할 수 있으며, 예를 들면 필름을 반송하는 2개의 닙 롤 사이에 주속 차이를 내어 연신을 행하는 롤간 연신, 예를 들어 일본국 특허 게재 공보 「특허 제2731813호」에 기재된 것 같은 열 롤 연신법, 텐터 연신법 등이 있다. 또, 기본적으로 공정의 순서는 상술한 대로이지만, 처리욕의 수나 처리 조건 등에 제약은 없다. 또, 상기 제 1 및 제 2 방법에 기재되어 있지 않은 공정을 다른 목적으로 부가해도 된다. 이러한 공정의 예로는 붕산 처리 후에, 붕산을 포함하지 않는 요오드화물 수용액에 의한 침지 처리(요오드화물 처리), 또는 붕산을 포함하지 않는 염화아연 등을 함유하는 수용액에 의한 침지 처리(아연 처리) 등을 들 수 있다.

팽윤 처리 공정은 필름 표면의 이물 제거, 필름 중의 가소제 제거, 다음 공정에서의 염색 용이성 부여, 필름의 가소화 등의 목적으로 행해진다. 처리 조건은 이들 목적을 달성할 수 있는 범위에서, 또한 기재 필름의 극단적인 용해, 실투(失透) 등의 불편이 생기지 않는 범위에서 결정된다. 미리 기체 중에서 연신한 필름을 팽윤시키는 경우에는 예를 들면 20~70℃, 바람직하게는 30~60℃의 수용액에 필름을 침지해 행해진다. 필름의 침지 시간은 30~300초간, 바람직하게는 60~240초간이다. 또, 처음부터 미연신의 원반 필름을 팽윤시키는 경우에는 예를 들면, 10~50℃, 바람직하게는 20~40℃의 수용액에 필름을 침지해 행해진다. 필름의 침지 시간은 30~300초간, 바람직하게는 60~240초간이다.

팽윤 처리 공정에서는 필름이 폭 방향으로 팽윤하여 필름에 주름이 들어가는 등의 문제가 생기기 쉽다. 이 때문에, 확폭 롤(expander roll), 스파이럴 롤, 크라운 롤, 크로스가이더, 벤드바, 텐터크립 등의 공지의 확폭 장치로 필름의 주름을 잡으면서 필름을 반송하는 것이 바람직하다. 욕 중의 필름 반송을 안정화시킬 목적으로 팽윤욕 중에서의 수류를 수중 샤워로 제어하거나, EPC(Edge Position Control 장치：필름의 단부(端部)를 검출해, 필름의 사행을 방지하는 장치) 등을 병용하거나 하는 것도 유용하다. 본 공정에서는 필름의 반송 방향으로도 필름이 팽윤 확대하므로, 반송 방향 필름의 느슨해짐을 없애기 위해서, 예를 들어 처리조 전후의 반송 롤의 속도를 조절하는 등의 수단을 강구하는 것이 바람직하다. 또, 팽윤 처리욕으로서 순수 외에, 붕산(일본국 공개특허공보 「특개평 10-153709호 공보」에 기재), 염화물(일본국 공개특허공보 「특개평 06-281816호 공보」에 기재), 무기산, 무기염, 수용성 유기용매, 알코올류 등을 0.01~0.1 중량％의 범위로 첨가한 수용액도 사용하는 것이 가능하다.

2색성 색소에 의한 염색 처리 공정은 필름에 2색성 색소를 흡착, 배향시키는 등의 목적으로 행해진다. 처리 조건은 이들 목적을 달성할 수 있는 범위에서, 또한 기재 필름의 극단적인 용해, 실투 등의 불편이 생기지 않는 범위에서 결정된다. 2색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우, 예를 들면 10~45℃, 바람직하게는 20~35℃의 온도 조건하, 중량비로 요오드/요오드화 칼륨/물 = 0.003~0.2/0.1~10/100의 농도의 수용액을 이용하여, 30~600초간, 바람직하게는 60~300초간 침지 처리를 행한다. 요오드화 칼륨 대신에 다른 요오드화물, 예를 들면 요오드화 아연 등을 이용해도 된다. 또, 다른 요오드화물을 요오드화 칼륨과 병용해도 된다. 아울러, 요오드화물 이외의 화합물, 예를 들면 붕산, 염화아연, 염화코발트 등을 공존시켜도 된다. 붕산을 첨가하는 경우, 요오드를 포함하는 점에서 하기의 붕산 처리와 구별된다. 물 100중량부에 대해, 요오드를 0.003중량부 이상 포함하고 있는 것이면 염색 조로 간주할 수 있다.

또, 2색성 색소로서 수용성 2색성 염료를 이용하는 경우, 예를 들면 20~80℃, 바람직하게는 30~70℃의 온도 조건하, 중량비로 2색성 염료/물 = 0.001~0.1/100의 농도의 수용액을 이용하여, 30~600초, 바람직하게는 60~300초 침지 처리를 행한다. 사용하는 2색성 염료의 수용액은 염색조제 등을 함유하고 있어도 되며, 예를 들면 황산나트륨 등의 무기염, 계면활성제 등을 함유하고 있어도 된다. 2색성 염료는 단독으로 이용해도 되고, 2종류 이상의 2색성 염료를 병용할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 염색조에서 필름을 연신시켜도 된다. 이 연신은 염색조의 전후의 닙 롤에 주속 차이를 갖게 하는 등의 방법으로 행해진다. 또, 팽윤 처리 공정과 마찬가지로, 확폭 롤(expander roll), 스파이럴 롤, 크라운 롤, 크로스가이더, 벤드바 등을 염색욕 내 및/또는 욕 출입구에 설치할 수도 있다.

붕산 처리는 물 100중량부에 대해서 붕산을 1~10중량부 함유하는 수용액에 2색성 색소로 염색한 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지함으로써 행해진다. 2색성 색소가 요오드인 경우, 요오드화물을 1~30중량부 함유시키는 것이 바람직하다. 요오드화물로는 요오드화 칼륨, 요오드화 아연 등을 들 수 있다. 또, 요오드화물 이외의 화합물, 예를 들면 염화아연, 염화코발트, 염화지르코늄, 티오 황산나트륨, 아황산칼륨, 황산나트륨 등을 공존시켜도 된다.

붕산 처리는 가교에 의한 내수화나 색상 조정(푸른 빛을 띠는 것을 방지하는 등) 등 때문에 실시된다. 가교에 의한 내수화를 위해서 붕산 처리를 하는 경우에는 필요에 따라서, 붕산 이외에, 또는 붕산과 함께, 글리옥살, 글루탈 알데히드 등의 가교제도 사용할 수 있다. 또한, 내수화를 위한 붕산 처리를, 내수화 처리, 가교 처리, 고정화 처리 등의 명칭으로 호칭하는 경우도 있다. 또, 색상 조정을 위한 붕산 처리를 보색 처리, 재염색 처리 등의 명칭으로 호칭하는 경우도 있다.

이 붕산 처리는 그 목적에 따라 붕산 및 요오드화물의 농도, 처리욕의 온도를 적절히 변경해 행해진다. 내수화를 위한 붕산 처리, 색상 조정을 위한 붕산 처리는 특별히 구별되는 것은 아니지만, 하기의 조건으로 실시할 수 있다. 원반 필름을 팽윤 처리, 염색 처리, 붕산 처리하는 경우로서, 붕산 처리가 가교에 의한 내수화를 목적으로 하고 있는 경우에는 물 100중량부에 대해서 붕산을 3~10중량부, 요오드화물을 1~20중량부 함유하는 붕산 처리욕을 사용해, 통상 50~70℃, 바람직하게는 55~65℃의 온도에서 행해진다. 침지 시간은 90~300초이다. 또한, 미리 연신한 필름에 염색 처리, 붕산 처리를 행하는 경우, 붕산 처리욕의 온도는 통상 50~85℃, 바람직하게는 55~80℃이다.

내수화를 위한 붕산 처리 후, 색상 조정을 위한 붕산 처리를 행하도록 해도 된다. 예를 들면, 2색성 염료가 요오드인 경우, 그 목적을 위해서 물 100중량부에 대해서 붕산을 1~5중량부, 요오드화물을 3~30중량부 함유하는 붕산 처리욕을 사용해, 통상 10~45℃의 온도에서 처리가 행해진다. 침지 시간은 통상 3~300초, 바람직하게는 10~240초이다. 계속해서 색상 조정을 위한 붕산 처리는 내수화를 위한 붕산 처리와 비교하여, 통상 낮은 붕산 농도, 높은 요오드화물 농도, 낮은 온도에서 행해진다.

이들 붕산 처리는 복수의 공정으로 이루어져 있어도 되고, 통상 2~5의 공정으로 행해지는 경우가 많다. 이 경우, 사용하는 각 붕산 처리조의 수용액 조성, 온도는 상술한 범위 내에서 동일해도 되고 상이해도 된다. 또, 상기 내수화를 위한 붕산 처리, 색상 조정을 위한 붕산 처리를 각각 복수의 공정으로 수행해도 된다.

또한, 붕산 처리 공정에서도 염색 처리 공정과 마찬가지로 필름의 연신을 실시해도 된다. 최종적인 적산 연신 배율은 4~7배, 바람직하게는 4.5~6.5배이다. 여기서 말하는 적산 연신 배율은 원반 필름의 길이 방향 기준 길이가 모든 연신 처리 종료 후의 필름에서 얼마만큼의 길이가 되었는지를 의미한다. 예를 들면, 원반 필름에서 1m였던 부분이 모든 연신 처리 종료 후의 필름에서 5m가 되고 있으면, 그때의 적산 연신 배율은 5배가 된다.

붕산 처리 후, 수세 처리가 행해진다. 수세 처리는 내수화 및/또는 색상 조정을 위해서 붕산 처리한 폴리비닐알코올계 수지 필름을 물에 침지하거나, 물을 샤워로서 분무하거나, 혹은 침지와 분무를 병용함으로써 행해진다. 수세 처리에서의 물의 온도는 통상 2~40℃이며, 침지 시간은 2~120초이다.

여기서, 연신 처리 후의 각각의 공정에 있어서, 필름의 장력이 각각 실질적으로 일정해지도록 장력 제어를 실시해도 된다. 구체적으로는 염색 처리 공정에서 연신을 종료했을 경우, 이후의 붕산 처리 공정 및 수세 처리 공정에서 장력 제어를 행한다. 염색 처리 공정의 이전 공정에서 연신이 종료되고 있는 경우에는 염색 처리 공정 및 붕산 처리 공정을 포함하는 이후의 공정에서 장력 제어를 행한다. 붕산 처리 공정이 복수의 붕산 처리 공정으로 이루어진 경우에는 최초 또는 최초부터 2단째까지의 붕산 처리 공정으로 상기 필름을 연신하고, 연신 처리를 실시한 붕산 처리 공정의 다음의 붕산 처리 공정으로부터 수세 공정까지의 각각의 공정에서 장력 제어를 행하든지, 최초부터 3단째까지의 붕산 처리 공정에서 상기 필름을 연신하고, 연신 처리를 실시한 붕산 처리 공정의 다음의 붕산 처리 공정으로부터 수세 공정까지의 각각의 공정에서 장력 제어를 행하는 것이 바람직하지만, 공업적으로는 최초 또는 최초부터 2단째까지의 붕산 처리 공정에서 상기 필름을 연신하고, 연신 공정을 행한 붕산 처리 공정의 다음의 붕산 처리 공정으로부터 수세 공정까지의 각각의 공정에서 장력 제어를 행하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 붕산 처리 후에, 상술한 요오드화물 처리 또는 아연 처리를 행하는 경우에는 이들 공정에서도 장력 제어를 행할 수 있다.

팽윤 처리로부터 수세 처리까지의 각각의 공정에서의 장력은 동일해도 되고, 상이해도 된다. 장력 제어에 있어서의 필름에 대한 장력은 특별히 한정되는 것은 아니고, 단위 폭당 150~2000N/m, 바람직하게는 600~1500N/m의 범위 내에서 적절히 설정된다. 장력이 150N/m를 밑돌면, 필름에 주름 등이 생기기 쉬워진다. 한편, 장력이 2000N/m를 넘으면, 필름의 파단이나 베어링의 마모에 의한 저수명화 등의 문제가 발생한다. 또, 이 단위 폭당의 장력은 그 공정의 입구 부근의 필름 폭과 장력 검출기의 장력 값으로부터 산출한다. 또한, 장력 제어를 행했을 경우에, 불가피적으로 약간 연신·수축되는 경우가 있지만, 이것은 통상 연신 처리에 포함되지 않는다.

편광 필름 제작 공정의 마지막에는 건조 처리가 행해진다. 건조 처리는 장력을 조금씩 바꾸어 많은 단수로 행하는 쪽이 바람직하지만, 설비상의 제약 등으로부터 통상 2~3단으로 행해진다. 2단으로 행해지는 경우, 전단에서의 장력은 600~1500N/m의 범위로부터, 후단에서의 장력은 300~1200N/m의 범위로부터 설정되는 것이 바람직하다. 장력이 너무 커지면, 필름의 파단이 많아지고, 너무 작아지면 주름의 발생이 많아져 바람직하지 않다. 또, 전단의 건조 온도를 30~90℃의 범위로부터, 후단의 건조 온도를 50~100℃의 범위로부터 설정하는 것이 바람직하다. 온도가 너무 높아지면 필름의 파단이 많아지고, 또 광학 특성이 저하되며, 온도가 너무 낮아지면 줄무늬가 많아져 바람직하지 않다. 건조 처리 시간은 예를 들어, 60~600초로 할 수 있으며, 각 단에서의 건조 시간은 동일해도 되고 상이해도 된다. 시간이 너무 길면 생산성의 면에서 바람직하지 않고, 시간이 너무 짧으면 건조가 불충분해져 바람직하지 않다.

이렇게 하여, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 1축 연신, 2색성 색소에 의한 염색 처리 및 붕산 처리가 실시되어 편광 필름이 얻어진다. 이 편광 필름의 두께는 통상 5~40㎛의 범위 내이다.

(보호 필름)

본 발명의 편광판에서는 상술한 편광 필름의 한쪽 면에 접착제를 통하여 보호 필름이 적층된다. 보호 필름으로는 예를 들면, 시클로올레핀계 수지 필름, 트리아세틸 셀룰로오스, 디아세틸 셀룰로오스 등의 아세트산 셀룰로오스계 수지 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지 필름, 폴리카보네이트계 수지 필름, 아크릴계 수지 필름, 폴리프로필렌계 수지 필름 등, 당 분야에서 종래로부터 널리 이용되어 오고 있는 필름을 들 수 있다.

본 발명에서의 보호 필름에 이용될 수 있는 시클로올레핀계 수지는 적절한 시판품, 예를 들면, Topas(Ticona사제, 등록상표), 아톤(ARTON)(JSR(주)제, 등록상표), 제오노아(ZEONOR)(일본 제온(주)제, 등록상표), 제오넥스(ZEONEX)(일본 제온(주)제, 등록상표), 아펠(미츠이 화학(주)제, 등록상표) 등을 매우 적합하게 이용할 수 있다. 이와 같은 시클로올레핀계 수지를 제막해 필름으로 할 경우에는 용제 캐스트법, 용융 압출법 등의 공지의 방법이 적절히 이용된다. 또, 예를 들면 에스시나(세키스이 화학공업(주)제), SCA40(세키스이 화학공업(주)제, 등록상표), 제오노아 필름((주)오프테스제, 등록상표) 등의 미리 제막된 시클로올레핀계 수지제의 필름의 시판품을 이용해도 된다.

또, 시클로올레핀계 수지 필름은 1축 연신 또는 2축 연신된 것이어도 된다. 연신함으로써 시클로올레핀계 수지 필름에 임의의 위상차 값을 부여할 수 있다. 연신은 통상 필름 롤을 권출(卷出)하면서 연속적으로 행해지고, 가열로에서 롤의 진행 방향, 그 진행 방향과 수직인 방향, 혹은 그 양쪽 모두로 연신된다. 가열로의 온도는 통상 시클로올레핀계 수지의 유리 전이 온도 근방으로부터 유리 전이 온도＋100℃까지의 범위가 채용된다. 연신의 배율은 통상 1.1~6배, 바람직하게는 1.1~3.5배이다.

시클로올레핀계 수지 필름은 일반적으로 표면 활성이 뒤떨어지기 때문에, 편광 필름과 접착시키는 표면에는 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 플레임(화염) 처리, 비누화 처리 등의 표면 처리를 행하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 비교적 용이하게 실시 가능한 플라즈마 처리, 코로나 처리가 매우 적합하다.

또, 본 발명에서의 보호 필름에 이용될 수 있는 아세트산 셀룰로오스계 수지 필름으로는 적절한 시판품, 예를 들면, 후지택(등록상표) TD80(후지 필름(주)제), 후지택(등록상표) TD80UF(후지필름(주)제), 후지택(등록상표) TD80UZ(후지필름(주)제), 후지택(등록상표) TD40UZ(후지필름(주)제), KC8UX2M(코니카미놀타옵트(주)제), KC4UY(코니카미놀타옵트(주)제) 등을 들 수 있다.

아세트산 셀룰로오스계 수지 필름의 표면에는 용도에 따라, 방현 처리, 하드 코트 처리, 대전 방지 처리, 반사 방지 처리 등의 표면 처리가 실시되어도 된다. 또, 시야각 특성을 개량하기 위해서 액정층 등을 형성시켜도 된다. 또, 위상 차이를 부여하기 위해서 셀룰로오스계 수지 필름을 연신시켜도 된다. 또, 이 아세트산 셀룰로오스계 수지 필름은 편광 필름과의 접착성을 높이기 위해서 통상 비누화 처리가 실시된다. 비누화 처리로는 수산화 나트륨이나 수산화 칼륨과 같은 알칼리 수용액에 침지하는 방법을 채용할 수 있다.

상술한 바와 같은 보호 필름은 롤 상태로 있으면, 필름끼리가 접착하여 블로킹을 일으키기 쉬운 경향이 있다. 그러므로, 보호 필름은 롤 단부에 요철 가공을 하거나, 단부에 리본을 삽입하거나, 프로텍트 필름을 첩합하거나 하여 롤 말림으로 된다.

보호 필름의 두께는 얇은 것이 바람직하지만, 너무 얇으면 강도가 저하되어 가공성이 뒤떨어진다. 한편, 보호 필름의 두께가 너무 두꺼우면, 투명성이 저하하되나 적층 후에 필요한 양생 시간이 길어지거나 하는 등의 문제가 발생한다. 따라서, 보호 필름의 적당한 두께는 예를 들면 5~100㎛ 정도이고, 바람직하게는 10~80㎛, 보다 바람직하게는 20~40㎛이다.

(접착제층)

본 발명의 편광판에 있어서, 편광 필름과 보호 필름은 수계 접착제로 이루어진 접착제층을 통하여 첩합된다. 편광 필름과 보호 필름을 첩합하는 접착제로는 예를 들면, 수용매계 접착제, 유기용매계 접착제, 핫멜트계 접착제, 무용제계 접착제 등이 이용된다. 수용매계 접착제로는 예를 들면, 폴리비닐알코올계 수지 수용액, 수계 2액형 우레탄계 에멀젼 접착제 등을 들 수 있다. 또, 유기용매계 접착제로는 예를 들면, 2액형 우레탄계 접착제 등을 들 수 있다. 또, 무용제계 접착제로는 예를 들면 1액형 우레탄계 접착제 등을 들 수 있다.

편광 필름과의 접착면을 비누화 처리 등으로 친수화 처리된 아세트산 셀룰로오스계 필름을 보호 필름으로 하여 이용하는 경우, 폴리비닐알코올계 수지 수용액이 접착제로서 매우 적합하게 이용된다. 접착제로서 이용되는 폴리비닐알코올계 수지로는 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산 비닐을 비누화 처리해 얻어지는 비닐알코올 호모폴리머 외에, 아세트산 비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체를 비누화 처리해 얻어지는 비닐알코올계 공중합체, 나아가 이들 수산기를 부분적으로 변성한 변성 폴리비닐알코올계 중합체 등을 들 수 있다. 수계 접착제에는 다가 알데히드, 수용성 에폭시 화합물, 멜라민계 화합물, 산화 지르코늄 화합물, 아연 화합물 등이 첨가제로서 첨가되어도 된다. 이와 같은 접착제를 이용했을 경우, 그리고 나서 얻어지는 접착제층은 통상 1㎛ 이하가 되어, 통상의 광학 현미경으로 단면을 관찰해도 그 접착제층은 사실상 관찰되지 않는다.

(프로텍트 필름)

본 발명의 편광판에서는 편광 필름에서의 보호 필름과 반대측의 면에 박리 가능한 프로텍트 필름이 첩합되어 있다. 이 프로텍트 필름은 예를 들면, 편광판을 액정 표시 장치에 첩합할 때까지 편광 필름에서의 보호 필름과 반대측의 면을 상처 등으로부터 보호한다. 그리고, 첩합을 행할 때 박리된다.

프로텍트 필름과 편광 필름 사이의 박리력은 0.01~5N/25㎜이고, 바람직하게는 0.01~2N/25㎜, 보다 바람직하게는 0.01~0.5N/25㎜이다. 박리력이 0.01N/25㎜ 미만이면, 편광 필름과 프로텍트 필름의 밀착력이 작기 때문에 프로텍트 필름에 부분적인 벗겨짐이 발생하는 일이 있다. 또, 박리력이 5N/25㎜를 넘으면, 편광 필름으로부터 프로텍트 필름을 박리하는 것이 곤란해지기 때문에 바람직하지 않다.

프로텍트 필름의 재질로는 핸들링이 용이하고, 어느 정도의 투명성이 확보되는 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 수지 등이 바람직하다. 그리고, 이들 1종 또는 2종 이상의 수지를 단층 또는 다층 모양으로 성형한 필름을 프로텍트 필름으로서 이용할 수 있다.

이와 같은 프로텍트 필름으로는 구체적으로는 폴리에틸렌 수지 필름 표면에 점착제층이 형성되어 있는 사니테크트((주)산에이화연으로부터 판매, 등록상표), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지 필름 표면에 점착제층이 형성되어 있는 E-마스크(닛토전공(주)제, 등록상표), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지 필름 표면에 점착제층이 형성되어 있는 마스택(후지모리공업(주)제, 등록상표) 등의 시판품을 들 수 있다.

이들 중에서도, 그것 단독으로 편광 필름에 대해서 점착성을 가지는 자기 점착성의 프로텍트 필름은 프로텍트 필름 표면의 점착제층을 보호할 필요성이 없다는 점으로부터 간편하고, 보다 매우 적합하게 사용할 수 있다. 상기 편광 필름에 대해서 바람직한 박리력을 나타내는 자기 점착성 수지 필름의 시판품으로는 예를 들어, 폴리에틸렌 수지로 이루어진 토오레텍(토오레(주)제, 등록상표) 등을 들 수 있다.

(첩합 공정)

본 발명의 편광판의 제조 방법에서는 편광 필름의 한쪽 면에 수계 접착제로 이루어진 접착제층을 통하여 보호 필름을 첩합한다(첩합 공정).

편광 필름과 보호 필름을 첩합하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 편광 필름 및/또는 보호 필름의 표면에 접착제를 균일하게 도포하고, 도포면에 또 한쪽의 필름을 포개어 롤 등에 의해 첩합하고 건조하는 방법 등을 들 수 있다. 통상 접착제는 그 조제 후, 15~40℃의 온도 하에서 도포되고, 첩합 온도는 통상 15~30℃의 범위이다.

또, 첩합 공정에 이용하는 수계 접착제의 성분 농도는 9.2％ 미만이며, 바람직하게는 9.0％ 이하, 보다 바람직하게는 3.0％~8.8％이다. 수계 접착제의 성분 농도의 특히 바람직한 범위는 7.5％~8.8％이다. 수계 접착제의 성분 농도가 9.2％ 이상인 경우, 후술하는 실시예와 같이 편광판 전면에 얼룩이 발생하기 때문에 바람직하지 않다.

(건조 공정)

본 발명의 편광판의 제조 방법에서는 편광 필름과 보호 필름을 첩합한 후, 수계 접착제 중에 포함되는 물을 제거하기 위해 적층 필름을 건조시킨다. 건조는 적절한 온도로 유지된 건조로를 연속적으로 통과시킴으로써 행해지고, 예를 들어, 건조로 내를 연속해 통과시키면서, 건조 후의 편광판을 롤 모양으로 권취해 감으로써 행할 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 편광판의 제조 방법은 상기 건조 공정이 50℃ 미만의 온도로 유지된 건조로에 합계 체류 시간이 150초 이상이 되도록 체류시키는 저온 건조 공정과, 50℃ 이상의 온도로 유지된 건조로에 합계 체류 시간이 150초 이하가 되도록 체류시키는 고온 건조 공정을 포함하는 것이 바람직하다.

저온 건조 공정은 50℃ 미만의 온도로 유지된 건조로에 합계 체류 시간이 150초 이상이 되도록 체류시켜 건조를 행하는 공정이다. 저온 건조 공정에서의 건조 온도가 50℃를 넘는 경우에는 저온 건조 공정이 존재하지 않기(상기 건조는 고온 건조 공정에 해당하게 됨) 때문에, 제조된 편광판에 현저하게 큰 역컬(평면상에 편광 필름측을 아래쪽 면으로, 보호 필름측을 위쪽 면으로 설치했을 때에 오목형이 되는 컬)이 관찰되어, 조건에 따라서 편광판은 판 모양의 형태로 머무를 수 없어 통 모양이 되는 경우가 있다. 역컬을 유효하게 억제하는 데는 저온 건조 공정에서의 건조 온도는 49℃ 이하인 것이 바람직하다. 또, 저온 건조 공정에서의 건조 온도는 편광 필름과 보호 필름이 박리하기 쉬워지는 것을 방지하는 관점에서는 30℃ 이상인 것이 바람직하고, 40℃ 이상인 것이 보다 바람직하다.

저온 건조 공정에서의 건조 시간은 150초 이상이면 되지만, 생산성의 관점으로부터 통상은 1200초 이하이다. 건조 시간이 150초 미만인 경우에는 고온 건조 공정을 거칠 때에 역컬이 커지는 경향이 있다.

또, 고온 건조 공정은 50℃ 이상의 온도로 유지된 건조로에 합계 체류 시간이 150초 이하가 되도록 체류시키는 공정이다. 고온 건조 공정에서의 건조 온도가 50℃ 미만인 경우에는 고온 건조 공정이 존재하지 않기(상기 건조는 저온 건조 공정에 해당하게 됨) 때문에, 편광판의 건조를 충분히 행하려고 하면, 장시간의 건조를 필요로 해 생산상의 문제가 있다. 또, 고온 건조 공정에서의 건조 온도는 편광 필름의 수축에 기인하는 현저한 만곡이 발생하는 것을 방지하는 관점에서는 고온 건조 공정에서의 건조 온도는 60℃ 이하인 것이 바람직하다.

고온 건조 공정에서의 건조 시간은 150초 이하이면 되지만, 한정된 시간 중에 건조를 행하려고 하면, 건조 부족에 의해 편광판 전면에 얼룩이 발생하는 경향에 있기 때문에, 통상은 20초 이상이다. 고온 건조 공정에서의 건조 시간이 150초를 넘는 경우에는 역컬이 커지는 경향이 있다. 또, 고온 건조 공정에서의 건조 시간이 0초인 경우(즉, 고온 건조 공정이 존재하지 않는 경우)에는 역컬은 발생하지 않지만, 건조 온도가 낮기 때문에 편광판의 건조를 충분히 행하려고 하면 장시간의 건조를 필요로 해 생산상의 문제가 있다.

본 발명의 편광판의 제조 방법에 있어서, 저온 건조 공정 및 고온 건조 공정은 이 순서대로 행해도 되고, 반대로 행해도 되며, 복수 회의 저온 건조 공정 및 고온 건조 공정을 순차 조합해도 된다. 고온 건조 공정을 최초로 행하면, 편광판의 광학 특성, 특히 직교하는 색상이 푸르러지기 쉬운 경향이 있기 때문에 건조 공정은 저온 건조 공정이 먼저 행해지는 것이 바람직하고, 특히 저온 건조 공정, 고온 건조 공정, 저온 건조 공정의 순서로 행해지는 것이 바람직하다. 또한, 저온 건조 공정 및 고온 건조 공정을 복수 회 행하는 경우에는 상술한 건조 시간은 각각의 저온 건조 공정의 합계 시간, 각각의 고온 건조 공정의 합계 시간인 것으로 한다. 즉, 상술한 바와 같이 저온 건조 공정, 고온 건조 공정, 저온 건조 공정의 순서로 건조 공정이 행해지는 경우에는 저온 건조 공정의 건조 시간은 최초의 저온 건조 공정의 건조 시간과 마지막 저온 건조 공정의 건조 시간의 합계 시간이 해당된다.

본 발명의 편광판의 제조 방법에서의 건조 공정에 이용되는 건조로는 상술한 바와 같은 저온 건조 공정 및 고온 건조 공정을 매우 적합하게 행하는 관점에서는 건조 온도를 30~60℃의 범위(보다 바람직하게는 40~60℃)에서 설정할 수 있는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 즉, 저온 건조 공정의 바람직한 건조 온도의 하한값인 30℃와 고온 건조 공정의 바람직한 건조 온도의 상한값인 60℃의 범위 내에서, 건조를 행할 수 있도록 설정 가능한 건조로가 매우 적합하게 이용될 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 온도가 30℃ 미만인 경우에는 편광 필름과 보호 필름의 사이에서 박리하기 쉬워지는 경향이 있고, 또 60℃를 넘는 경우에는 편광 필름의 수축에 기인하는 현저한 만곡이 발생할 우려가 있기 때문이다. 건조로에서의 적층 필름의 합계 체류 시간은 예를 들어, 150초를 초과하고 1200초 이하로 할 수 있으며, 특히 생산성의 관점에서는 170~600초의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 편광판의 제조 방법에서는 상술한 건조 공정 후에, 실온 또는 그것보다 약간 높은 온도, 예를 들어 20~45℃ 정도의 온도에서 12~600시간 정도 양생해도 된다. 양생할 때의 온도는 건조시에 채용한 온도보다도 낮게 설정되는 것이 일반적이다.

(그 외의 공정)

이와 같이 하여 얻어진 편광판은 통상 그 적어도 한쪽 측에 점착제층이 형성된다. 편광판의 편광 필름면에 점착제층을 형성하는 경우, 이를 위해 이용되는 점착제는 23~80℃의 온도 범위에서 모두 0.15~1MPa의 저장 탄성률을 가지는 것이 바람직하다. 통상의 광학 필름 용도로 이용되고 있는 점착제는 그 저장 탄성률이 기껏해야 0.1MPa 정도이고, 이것에 비해 높은 값이 되는 점착제가 편광 필름면에는 매우 적합하게 이용된다. 점착제의 저장 탄성률을 상술한 범위 내로 함으로써, 고온 환경 하에서 발생하는 편광 필름의 수축에 수반하는 치수 변화를 작게 억제할 수 있어 양호한 내구성이 얻어진다. 점착제의 저장 탄성률은 예를 들어, DYNAMIC ANALYZER RDA II(REOMETRIC사제)를 이용하여 시험편을 8㎜φ×1㎜ 두께의 원주로 하여, 1Hz의 주파수로 함으로써 구할 수 있다.

한편, 편광판의 보호 필름면에 형성되는 점착제로는 상술한 저장 탄성률이 높은 것 외에, 그것보다 낮은 저장 탄성률을 나타내는 것, 예를 들어, 통상의 광학 필름에 이용되는 0.1MPa 정도 또는 이것 이하의 저장 탄성률을 나타내는 점착제도 사용할 수 있다.

본 발명에 이용되는 점착제로는 예를 들어, 아크릴계, 고무계, 우레탄계, 실리콘계, 폴리비닐에테르계 수지 등을 들 수 있다. 또, 에너지선 경화형, 열경화형 등의 점착제는 특히 상술한 저장 탄성률이 높은 점착제로서 유용하다. 이들 중에서도 투명성, 내후성, 내열성 등이 뛰어난 아크릴계를 베이스 폴리머로 한 점착제가 매우 적합하다.

아크릴계 점착제는 특별히 제한되는 것은 아니지만, (메타)아크릴산 부틸, (메타)아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 이소옥틸, (메타)아크릴산 2-에틸헥실과 같은 (메타)아크릴산 에스테르계 베이스 폴리머나, 이들 (메타)아크릴산 에스테르 등을 2종류 이상 이용한 공중합계 베이스 폴리머가 매우 적합하게 이용된다. 또한, 이들 베이스 폴리머 중에 극성 모노머가 공중합되어 있다. 극성 모노머로는 예를 들어, (메타)아크릴산, (메타)아크릴산 2-히드록시프로필, (메타)아크릴산 히드록시에틸, (메타)아크릴아미드, N,N-디메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, 글리시딜 (메타)아크릴레이트와 같은 카르복실기, 수산기, 아미드기, 아미노기, 에폭시기 등의 관능기를 가지는 모노머를 들 수 있다.

이들 아크릴계 점착제는 단독으로도 물론 사용 가능하지만, 통상은 가교제가 병용된다. 가교제로는 2가 또는 다가의 금속염으로서, 카르복실기와의 사이에서 카르복실산 금속염을 형성하는 것, 폴리아민 화합물로서 카르복실기와의 사이에서 아미드 결합을 형성하는 것, 폴리에폭시 화합물이나 폴리올 화합물로서 카르복실기와의 사이에서 에스테르 결합을 형성하는 것, 폴리이소시아네이트 화합물로서 카르복실기와의 사이에서 아미드 결합을 형성하는 것 등이 예시된다. 그 중에서도, 폴리이소시아네이트 화합물이 유기계 가교제로서 널리 사용되고 있다.

에너지선 경화형 점착제란, 자외선이나 전자선 등의 에너지선의 조사를 받아 경화하는 성질을 가지고 있으며, 에너지선 조사 전에도 점착성을 가져 필름 등의 피착체에 밀착되고, 에너지선의 조사에 의해 경화하여 밀착력의 조정을 할 수 있는 성질을 가지는 점착제이다. 에너지선 경화형 점착제로는 특히 자외선 경화형 점착제를 이용하는 것이 바람직하다. 에너지선 경화형 점착제는 일반적으로는 아크릴계 점착제와 에너지선 중합성 화합물을 주성분으로 한다. 통상은 추가로 가교제가 배합되어 있으며, 또 필요에 따라서 광중합 개시제나 광증감제를 배합할 수도 있다.

점착제 조성물에는 상술한 베이스 폴리머 및 가교제 외, 필요에 따라서 점착제의 점착력, 응집력, 점착성, 탄성률, 유리 전이 온도 등을 조정하기 위해서, 예를 들어 천연물이나 합성물인 수지류, 점착성 부여 수지, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 염료, 안료, 소포제, 부식 억제제, 광중합 개시제 등의 적절한 첨가제를 배합할 수도 있다. 또한, 미립자를 함유시켜 광산란성을 나타내는 점착제층으로 할 수도 있다.

점착제층의 두께는 1~40㎛인 것이 바람직하지만, 본 발명의 목적인 박형 편광판을 얻기 위해서는 가공성, 내구성의 특성을 해치지 않는 범위에서, 얇게 도포하는 것이 바람직하고, 양호한 가공성을 유지하며, 또한 편광자의 치수 변화를 억제하는 점에서 보다 바람직하게는 3~25㎛이다. 점착제층이 너무 얇으면 점착성이 저하되고, 너무 두꺼우면 점착성이 넘치는 등의 문제를 일으키기 쉬워진다.

또한, 본 발명의 편광판의 제조 방법에 있어서, 점착제층을 형성하는 방법으로는 특별히 제한되는 것은 아니고, 편광판의 한쪽 측 또는 양측(편광 필름면, 보호 필름면, 또는 이들 양쪽 모두)에 상기한 베이스 폴리머를 비롯한 각 성분을 포함하는 용액을 도포하고, 건조해 점착제층을 형성한 후, 실리콘계 등의 이형 처리가 실시되어 있는 세퍼레이터를 적층하여 얻어도 되고, 세퍼레이터 상에 점착제층을 형성한 후, 편광판의 편광 필름면, 보호 필름면, 또는 이들 양쪽 모두에 전사해 적층해도 된다. 또, 점착제층을 편광판 상에 형성할 때, 필요에 따라서 편광판의 점착제층 형성면 및 점착제층의 적어도 한쪽에 밀착 처리, 예를 들어 코로나 처리 등을 실시해도 된다. 또한, 형성된 점착제층의 표면은 통상 이형 처리가 실시된 세퍼레이터 필름으로 보호되어 있고, 세퍼레이터 필름은 액정 셀이나 다른 광학 필름 등에 이 편광판을 첩합하기 전에 벗겨진다.

(본 발명의 편광판)

본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 편광판은 수분율 A(％), 및 23℃, 습도 50％의 환경 하에서의 평형 함수율 B(％)가 하기 식 (1):

을 만족시키는 것이다. 즉, 수분율 A와 평형 수분율 B의 차이의 절대값이 0.2 미만인 것이다.

여기서 말하는 「수분율 A(％)」란, 건조 공정을 거쳐 얻어진 편광판을 광투과법에 의해 측정한 값(적외선 수분율계를 이용해 측정한 값)을 의미한다. 편광판의 수분율(A)은 예를 들면, 이하와 같이 하여 측정할 수 있다.

우선, 편광판의 수분율을 광투과법에 의해 측정하고, 다음에 이 편광판을 건조 중량법(105℃에서 1시간 건조시켜 건조 전후의 중량 차이에 의해 수분율을 구함)에 의해 수분율을 구한다. 여러 가지의 수분율의 편광판에 대하여 동일한 조작을 행하면, 환산 식을 얻을 수 있다. 얻어진 환산 식을 이용함으로써, 적외선 수분율계를 이용하여 105℃에서 1시간 건조에 의한 수분율을 건조 중량법에 의해 어림잡을 수 있다.

적외선 수분율계로의 수분율 측정 방법은 장치 메이커의 취급 설명서에 준해 측정하면 된다. 적외선 수분율계로는 쿠라보우 RX-300이나 후지워크 IM-3SCV 등을 들 수 있다.

또, 「평형 함수율 B(％)」란, 편광판을 23℃, 50％ RH의 환경 하에서 평형에 이르렀을 때의 수분율을 의미한다. 편광판은 23℃, 50％ RH라는 일정한 환경 하에 두면, 수분율이 변동되는 대로 수분율이 평형 상태가 된다. 평형 함수율이란, 이 평형 상태에 있는 수분율을 의미한다. 구체적으로는 편광판을 23℃, 50％ RH의 클린 룸에서 7일간 유지시켰을 때의 수분율을 의미한다. 또한, 「평형 함수율」은 상기 「수분율 A(％)」와 마찬가지로 광투과법에 의해 측정한 값(인라인 수분율계를 이용해 측정한 값)이다. 또, 본 발명의 편광판의 수분율이란, 편광판을 구성하는 각각의 부재의 수분율을 의미하는 것은 아니고, 각각의 구성 부재(적어도 편광 필름, 접착제층 및 보호 필름)가 조합되어 이루어진 편광판의 「수분율」을 의미한다.

후술하는 실시예에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 편광판은 상기와 같이 정의한 「수분율 A(％)」 및 「평형 함수율 B(％)」에 대해서, 상기 식 (1)을 만족시키면, 전면에 얼룩이 생기지 않는 편광판을 실현할 수 있다. 「수분율 A와 평형 수분율 B의 차이의 절대값」은 바람직하게는 0.15 미만, 보다 바람직하게는 0.12 미만, 특히 바람직하게는 0.08 미만이다.

또, 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 편광판은 통상 대형의 롤 재료나 시트 재료의 형태를 가지고 있으며, 원하는 형상과 투과축을 가지는 편광판을 얻기 위해서는 예리한 칼날을 가진 절단 공구에 의해 절단(칩 컷)된다. 이 때문에, 절단해 얻어지는 편광판 칩에는 외주 단부에서 편광 필름이 외부로 노출된 상태가 생겨 버린다.

이 상태의 편광판 칩을, 예를 들어 히트 쇼크 시험 등의 내구성 시험을 거치게 하면, 일반적으로 사용되고 있는 편광판, 즉, 편광 필름의 양면을 셀룰로오스계 수지 필름 등으로 보호한 편광판에 비해, 박리나 크랙이라는 문제가 생기기 쉬운 경향이 있다. 이와 같은 문제를 회피하기 위해, 본 발명에서 얻어진 편광판 칩은 외주 단면을 플라이 컷법 등으로 연속적으로 절삭하는 쪽이 바람직하다.

(본 발명의 편광판의 평가 방법)

상기 식 (1)은 편광판의 평가 방법에 이용하는 것이 가능하다. 즉, 본 발명의 편광판의 평가 방법은 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 편광 필름의 한쪽 면에 수계 접착제를 통하여 보호 필름이 첩합된 편광판의 평가 방법으로서,

편광판의 수분율 A(％), 및 23℃, 습도 50％의 환경 하에서의 편광판의 평형 함수율 B(％)가 하기 식 (1):

이것에 의해, 편광판 전면에 얼룩이 있는지 없는지를 적확하게 평가할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면 편광판의 수분율 A 및 편광판의 평형 함수율 B가 상기 식 (1)을 만족시키므로, 편광판 전면에 발생하는 얼룩을 억제할 수 있다.

또, 본 발명의 편광판은 상기 보호 필름이 아세트산 셀룰로오스계 수지로 이루어진 필름인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 편광판의 제조 방법에서는 상기 첩합 공정에서 이용되는 수계 접착제의 성분 농도가 9.2％ 미만인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 편광판의 제조 방법에서는 상기 건조 공정이 50℃ 미만의 온도로 유지된 건조로에 합계 체류 시간이 150초 이상이 되도록 체류시키는 저온 건조 공정과, 50℃ 이상의 온도로 유지된 건조로에 합계 체류 시간이 150초 이하가 되도록 체류시키는 고온 건조 공정을 포함하는 것이 바람직하다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것은 아니다. 예 중, 함유량 내지 사용량을 나타내는 ％ 및 부는 특별한 언급이 없는 한 중량 기준이다.

＜ 실시예 1＞

평균 중합도 약 2400, 비누화도 99.9몰％ 이상이고, 두께 75㎛인 폴리비닐알코올 필름을 건식으로 약 5배로 1축 연신하고, 긴장 상태를 더 유지한 채로 60℃의 순수에 1분간 침지한 후, 요오드/요오드화 칼륨/물의 중량비가 0.1/5/100인 수용액에 28℃에서 60초간 침지했다. 그 후, 요오드화 칼륨/붕산/물의 중량비가 10.5/7.5/100인 수용액에 72℃에서 300초간 침지했다. 계속해서, 10℃의 순수로 5초간 세정한 후, 90℃에서 180초간 건조하여, 폴리비닐알코올에 요오드가 흡착 배향된 편광 필름을 얻었다.

별도로 100부의 물에 완전 비누화 폴리비닐알코올(쿠라레포발 117H, (주)쿠라레제) 3.2부, 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올(고세파이마(등록상표) Z-200, 일본 합성화학공업(주)제) 3.2부, 염화아연(나카라이테스크(주)로부터 판매) 0.19부, 글리옥살(나카라이테스크(주)로부터 판매) 1.5부를 용해시켜 폴리비닐알코올계 수지 접착제를 조제했다. 또한, 이 접착제에서의 성분 농도는 7.5％이다.

먼저 얻어진 편광 필름의 한쪽 면에, 트리아세틸 셀룰로오스 필름 표면에 반사 방지층이 형성된, 두께 40㎛의 보호 필름(40KSPLR, 토판 인쇄(주)제；이하, 보호 필름 1로 기재함)을 상기 접착제를 통해 닙 롤에 의해 첩합했다. 첩합물의 장력을 430N/m로 유지하면서, 40℃에서 16초, 55℃에서 72초, 45℃에서 139초, 45℃에서 140초 건조해 편광판을 얻었다. 즉, 50℃ 미만에서 295초 건조하고(저온 건조 공정), 50℃ 이상에서 72초 건조시켰다(고온 건조 공정).

＜ 실시예 5＞

편광 필름의 한쪽 면에 첩합하는 보호 필름의 종류를, 트리아세틸 셀룰로오스 필름 표면에 하드 코트층이 형성된 두께 40㎛의 보호 필름(40CHC, 톳판 인쇄(주)제；이하, 보호 필름 2로 기재함) 대신에 실시예 1과 동일한 조건으로 편광판을 제작했다.

＜ 실시예 2~4, 6 및 비교예 1, 2＞

이하, 표 1에 나타내는 바와 같이, 보호 필름의 종류와 접착제의 성분 농도를 조합해 편광판을 제작하고, 수분율 A, 수분율 A와 평형 함수율 B의 차이, 및 편광판의 외관을 평가했다. 표 1에 실시예 1~6 및 비교예 1, 2에서 이용한 폴리비닐알코올계 수지 접착제의 조성 및 성분 농도를 나타낸다. 또한, 표 중, 「완전 비누화 폴리비닐알코올」, 「아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올」, 「염화아연」 및 「글리옥살」은 실시예 1과 동일한 것을 이용하고 있다. 또, 이들 화합물의 조성은 100부의 물에 대한 조성이다.

＜평가 방법＞

실시예 1~6 및 비교예 1, 2에서 제작한 편광판을 쿠라시키방적 주식회사제 RX-300을 이용해 수분율 A를 측정했다. 또한, 본 장치는 사전에 요구된 건조 중량법(105℃, 1시간) 수분율 값의 환산 식이 입력되어 있으며, 건조 중량법에 상당하는 수분율이 표시된다.

실시예 1~6 및 비교예 1, 2에서 제작한 편광판으로부터 시험편을 잘라내어, 상기 시험편을 23℃, 습도 50％ RH의 클린 룸에서 7일간 유지해, 상기와 동일한 방법으로 수분율을 측정해 평형 함수율 B로 했다. 그리고, 얻어진 수분율 A 및 평형 함수율 B의 측정값으로부터 수분율 A와 평형 함수율 B의 차이를 산출했다. 또, 편광판의 외관은 육안 관찰에 의해 평가했다.

결과는 실시예 1, 5의 결과도 포함하여 표 2에 나타냈다. 표 중, 「수분율 A와 평형 수분율 B의 차이」는 상술한 방법으로 측정한 평형 함수율 B와 수분율 A에 대해서 「수분율 A-평형 수분율 B」의 계산값이다. 「＋」의 부호는 수분율 A가 평형 수분율 B보다도 큰 것을 의미하고, 「-」의 부호는 수분율 A가 평형 수분율 B보다도 작은 것을 의미한다. 또한, 표 중, 괄호 안의 숫자는 절대값이다.

표 2에 나타내는 바와 같이, 수분율 A와 평형 수분율 B의 차이의 절대값이 0.2를 넘는 비교예 1 및 2의 편광판에서는 전면에 외관 얼룩이 관찰되었다. 한편, 수분율 A와 평형 수분율 B의 차이의 절대값이 0.2 미만인 실시예 1~6의 편광판에서는 전면에 외관 얼룩이 관찰되지 않았다. 따라서, 수분율 A와 평형 수분율 B의 차이의 절대값이 0.2 미만이라는 조건을 만족시키면, 편광판의 전면에 발생하는 외관 얼룩을 억제할 수 있다고 생각되었다.

산업상 이용 가능성

본 발명은 전면의 얼룩의 발생을 억제한 편광판을 제조할 수 있는 수단을 제공한다. 그러므로, 본 발명은 편광판을 이용하는 산업에서 광범위하게 이용될 수 있다.

Claims

폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 편광 필름의 한쪽 면에 수계 접착제를 통하여 보호 필름이 첩합된 편광판으로서,
편광판의 수분율 A(％), 및 23℃, 습도 50％의 환경 하에서의 편광판의 평형 함수율 B(％)는 하기 식 (1):
｜편광판의 수분율 A(％)-편광판의 평형 함수율 B(％)｜＜0.2 (1)
을 만족시키는 편광판.
청구항 1에 있어서,
상기 보호 필름이 아세트산 셀룰로오스계 수지로 이루어진 필름인 편광판.
폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 편광 필름의 한쪽 면에 수계 접착제로 이루어진 접착제층을 통하여 보호 필름을 첩합하는 첩합 공정과, 편광 필름과 보호 필름의 첩합물을 건조시키는 건조 공정을 포함하는 편광판의 제조 방법으로서,
건조 공정을 거친 편광판의 수분율 A(％)가 23℃, 습도 50％의 환경 하에서의 평형 함수율 B(％)에 대해 하기 식 (1):
｜편광판의 수분율 A(％)-편광판의 평형 함수율 B(％)｜＜0.2 (1)
을 만족시키는 편광판의 제조 방법.
청구항 3에 잇어서,
상기 첩합 공정에서 이용되는 수계 접착제의 성분 농도가 9.2％ 미만인 편광판의 제조 방법.
청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
상기 건조 공정이 50℃ 미만의 온도로 유지된 건조로에 합계 체류 시간이 150초 이상이 되도록 체류시키는 저온 건조 공정과, 50℃ 이상의 온도로 유지된 건조로에 합계 체류 시간이 150초 이하가 되도록 체류시키는 고온 건조 공정을 포함하는 편광판의 제조 방법.
폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 편광 필름의 한쪽 면에 수계 접착제를 통하여 보호 필름이 첩합된 편광판의 평가 방법으로서,
편광판의 수분율 A(％), 및 23℃, 습도 50％의 환경 하에서의 편광판의 평형 함수율 B(％)가 하기 식 (1):
｜편광판의 수분율 A(％)-편광판의 평형 함수율 B(％)｜＜0.2 (1)
을 만족시키는지 아닌지로 편광판의 품질을 평가하는 편광판의 평가 방법.