KR20130056172A - 편광판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

과제
수분율이 낮은 편광자를 사용한 경우라 하더라도, 편광자와 투명 보호 필름의 접착성이 양호한 편광판을 얻을 수 있는, 편광판의 제조 방법을 제공하는 것.
해결 수단
편광자의 적어도 일방의 면에 접착제층을 개재하여 투명 보호 필름이 형성되어 있는 편광판의 제조 방법으로서, 상기 투명 보호 필름에 편광판용의 수계 접착제를 도공한 후에 건조시켜, 투명 보호 필름 상에, 물에 대한 접촉각 변화가 30 초 이내에 일어나는 도막 상태의 접착제층을 형성하는 공정 (1), 상기 접착제층에 의해, 수분율이 12 ∼ 25 중량％ 인 편광자와 투명 보호 필름을 첩합하는 공정 (2), 및 상기 접착제층을 건조시키는 공정 (3) 을 포함한다.

Description

편광판의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING POLARIZING PLATE}

본 발명은, 편광판의 제조 방법에 관한 것이다. 또, 본 발명은 당해 편광자를 사용한 편광판, 광학 필름, 나아가서는 당해 편광자, 편광판, 광학 필름을 사용한 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치, PDP 등의 화상 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치에는, 그 화상 형성 방식으로부터 액정 패널 표면을 형성하는 유리 기판의 양측에 편광자를 배치하는 것이 필요 불가결하다. 편광자는, 일반적으로는, 폴리비닐알코올계 필름을 요오드 등의 이색성 재료로 염색한 후, 가교제를 사용하여 가교를 실시하고, 1 축 연신을 함으로써 제막(製膜)하여 얻어진다. 상기 편광자는 연신에 의해 제작되기 때문에, 수축하기 쉽다. 또, 폴리비닐알코올계 필름은 친수성 폴리머를 사용하고 있기 때문에, 특히 가습 조건하에서는 매우 변형되기 쉽다. 또한, 필름 자체의 기계적 강도가 약하기 때문에, 필름이 찢어지거나 하는 문제가 있다. 그 때문에, 편광자의 양측 또는 편측에 트리아세틸셀룰로오스 등의 투명 보호 필름을 첩합(貼合)하여, 강도를 보충한 편광판이 사용되고 있다. 상기 편광판은, 편광자와 투명 보호 필름을 접착제로 첩합함으로써 제조되고 있다.

예를 들어, 편광자와 투명 보호 필름을 첩합하여 편광판을 제조함에 있어서, 아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지 및 가교제를 함유하는 수용액에 관련된 수계 접착제를 사용하는 것이 이용되고 있다 (특허문헌 1). 당해 수계 접착제는 내습열성, 내수성이 양호하다는 것이 기재되어 있다. 또, 상기 수계 접착제로서, 접착제액의 점도가 3 ∼ 20 m㎩ㆍs (25 ℃) 인 것을 사용함으로써, 외관이 양호한 편광판이 얻어지는 것이 제안되어 있다 (특허문헌 2). 특허문헌 1, 2 에서는, 편광자 또는 투명 보호 필름에 도공된 접착제 용액에 건조를 실시하지 않고, 도공 상태인 채로, 편광자와 투명 보호 필름을 첩합하고 있다.

또, 편광자 또는 투명 보호 필름에 도공된 접착제 용액을 건조시켜 접착제층을 형성한 후에, 이들 첩합면에 수성액을 존재시킴으로써, 편광자와 투명 보호 필름을 첩합하여 편광판을 제조하는 방법이 제안되어 있다 (특허문헌 3). 특허문헌 3 은, 미리 접착제층을 형성해 둠으로써 특허문헌 1, 2 에 비해 외관 결함이 적은 편광판을 제조할 수 있다는 것이 기재되어 있다. 또, 아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지에 금속 화합물 콜로이드를 배합한 접착제는, 얻어지는 편광판의 크닉 결함을 개량할 수 있다는 것이 제안되어 있다 (특허문헌 4).

일본 공개특허공보 2005-189615호 일본 공개특허공보 2002-365432호 일본 공개특허공보 2005-128490호 일본 공개특허공보 2009-122664호

한편, 편광판의 제조시에 있어서, 편광자로서는 수분율이 낮은 편이 폴리비닐알코올계 수지의 배향성이 향상되기 때문에 광학 특성 (편광도 등) 이 양호하다. 그러나, 특허문헌 3 에서는, 미리 형성된 접착제층의 건조 정도가 높아, 접착제층은 물에 잘 녹지 않게 되어 있다. 그 때문에, 편광자의 수분율이 낮은 경우에는, 접착제층이 첨가되는 수성액에 의해 충분하게는 잘 녹지 않는 경우가 있어, 얻어지는 편광판에 있어서 편광자와 투명 보호 필름의 접착 불량을 일으키는 경우가 있었다. 또, 아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지에 금속 화합물 콜로이드를 배합한 접착제에 대해서도, 상기와 동일한 접착 불량의 문제가 있었다.

본 발명은, 수분율이 낮은 편광자를 사용한 경우라 하더라도, 편광자와 투명 보호 필름의 접착성이 양호한 편광판을 얻을 수 있는, 편광판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토를 거듭한 결과, 이하에 나타내는 편광판의 제조 방법 등에 의해 상기 목적을 달성할 수 있다는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은, 편광자의 적어도 일방의 면에 접착제층을 개재하여 투명 보호 필름이 형성되어 있는 편광판의 제조 방법으로서,

상기 투명 보호 필름에 편광판용의 수계 접착제를 도공한 후에 건조시켜, 투명 보호 필름 상에, 물에 대한 접촉각 변화가 30 초 이내에 일어나는 도막 상태의 접착제층을 형성하는 공정 (1),

상기 접착제층에 의해, 수분율이 12 ∼ 25 중량％ 인 편광자와 투명 보호 필름을 첩합하는 공정 (2), 및 상기 접착제층을 건조시키는 공정 (3) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판의 제조 방법에 관한 것이다.

상기 편광판의 제조 방법에 있어서, 상기 수계 접착제로는, 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 폴리비닐알코올계 접착제인 것이 바람직하다. 상기 폴리비닐알코올계 수지는, 측사슬에 친수성의 장사슬 관능기를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 편광판의 제조 방법에서는, 공정 (1) 에 있어서, 특허문헌 3 과 마찬가지로, 투명 보호 필름에 접착제층을 형성하지만, 당해 접착제층은, 특허문헌 3 과 같이, 건조 정도가 높은 상태가 아니라, 도막 상태이다. 당해 반건조 도막 상태의 접착제층은, 예를 들어, 물에 대한 접촉각 변화까지의 시간 (물에 의해 녹기 시작하는 시간) 이 소정 시간 내에 일어나도록 도막 상태를 제어할 수 있다. 이와 같이 접착제층의 도막 상태를 제어함으로써, 수계 접착제로 형성되는 접착제층 중에서 수분을 어느 정도 확보할 수 있어, 편광자의 수분율이 낮은 경우에 있어서도, 편광자와 투명 보호 필름을 양호하게 접착시킬 수 있다.

또, 본 발명의 편광판의 제조 방법에서는, 투명 보호 필름 상에 형성되는 상기 도막 상태의 접착제층은, 접착제가 수계 접착제에 의해 형성되어 있어, 편광자 중의 수분에 의해 녹일 수 있다. 그 때문에, 본 발명의 편광판의 제조 방법에서는, 특허문헌 3 과 같이 수성액을 첨가하는 것은 특별히 필요하지 않다. 또, 상기 공정 (1) 의 도막 상태의 접착제층의 형성시에 있어서는, 당해 접착제층 중의 수분이 미리 제거되어 있다. 그 때문에, 편광자와 투명 보호 필름을 고속으로 실시할 수 있고, 건조 공정 (3) 을 효율적으로 실시할 수 있어, 생산성면에서도 유리하다.

또한, 종래의 건조 정도가 높은 상태의 접착제층에서는, 통상적으로, 편광자로는 수분율이 25 중량％ 를 초과하는 것이 필요했지만, 본 발명의 편광판의 제조 방법에서는, 수분율이 25 중량％ 이하인 편광자를 사용할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 편광판의 제조 방법에서는, 수분율이 25 중량％ 이하인 편광자를 사용할 수 있기 때문에, 얻어지는 편광판의 광학 특성 (편광도 등) 을 향상시킬 수 있다. 이러한 편광판은, 면내 균일성이 우수하고, 고해상도이며, 또한 고콘트라스트인 액정 표시 장치 (LCD), 일렉트로루미네선스 표시 장치 (ELD) 등의 화상 표시 장치를 실현할 수 있다.

본 발명에서는, 편광자의 적어도 일방의 면에 접착제층을 개재하여 투명 보호 필름이 형성되어 있는 편광판의 제조 방법을 제공한다.

편광자는, 특별히 제한되지 않고, 각종의 것을 사용할 수 있다. 편광자로는, 예를 들어, 폴리비닐알코올계 필름, 부분 포르말화 폴리비닐알코올계 필름, 에틸렌ㆍ아세트산비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드나 이색성 염료 등의 이색성 재료를 흡착시켜 1 축 연신한 것, 폴리비닐알코올의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 폴리비닐알코올계 필름과 요오드 등의 이색성 물질로 이루어지는 편광자가 바람직하다. 이들 편광자의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 일반적으로, 5 ∼ 80 ㎛ 정도이다. 편광자의 두께는, 바람직하게는 15 ∼ 35 ㎛ 이다. 편광자의 두께가 지나치게 얇으면, 투명 보호 필름과 첩합할 때에, 데미지를 받기 쉬워진다. 한편, 편광자의 두께가 지나치게 두꺼우면, 건조 효율이 악화되는 경향이 있어, 생산성면에서 바람직하지 않다.

폴리비닐알코올계 필름을 요오드로 염색하여 1 축 연신한 편광자는, 예를 들어, 폴리비닐알코올을 요오드의 수용액에 침지함으로써 염색하고, 원래 길이의 3 ∼ 7 배로 연신함으로써 제작할 수 있다. 필요에 따라 붕산이나 요오드화칼륨 등의 수용액에 침지할 수도 있다. 또한 필요에 따라 염색 전에 폴리비닐알코올계 필름을 물에 침지하여 수세해도 된다. 폴리비닐알코올계 필름을 수세함으로써 폴리비닐알코올계 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있는 것 외에, 폴리비닐알코올계 필름을 팽윤시킴으로써 염색의 얼룩 등의 불균일을 방지하는 효과도 있다. 연신은 요오드로 염색한 후에 실시해도 되고, 염색하면서 연신해도 되고, 또 연신하고 나서 요오드로 염색해도 된다. 붕산이나 요오드화칼륨 등의 수용액 중이나 수욕 중에서도 연신할 수 있다.

또, 편광자로는, 수분율이 12 ∼ 25 중량％ 인 것이 사용된다. 본 발명에서는, 편광자의 수분율이, 25 중량％ 이하인 저수분율에 있어서도 사용할 수 있다. 또한, 편광자의 수분율은, 23 중량％ 이하에 있어서도 사용할 수 있다. 편광자의 수분율은 낮은 편이, 광학 특성이 양호한 편광판이 얻어지는 점에서 바람직하다. 또, 건조 공정 (3) 에서의 건조 효율이 향상되어, 생산 속도를 높일 수 있는 생산성면에서 바람직하다. 한편, 편광자의 수분율이 지나치게 낮으면, 편광자의 필름으로서의 강성이 높아져, 데미지를 받기 쉬우며 외관 결점이 발생하기 쉬워진다. 이러한 점에서, 편광자의 수분율은 12 중량％ 이상인 것이 바람직하고, 나아가서는 중량％ 이상인 것이 바람직하다. 이와 같은 편광자의 수분율은, 일반적으로 편광자의 제조 공정 중의 건조 처리의 조건에 의해 조정할 수 있지만, 필요에 따라 별도로 조습 처리 공정을 마련하여, 수욕 중으로의 침지나 수적의 분무, 또는 다시 가열 건조나 감압 건조를 실시해도 된다.

상기 편광자의 편면 또는 양면에 형성되는 투명 보호 필름을 형성하는 재료로는, 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차단성, 등방성 등이 우수한 것이 바람직하다. 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 폴리머, 디아세틸셀룰로오스나 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 폴리머, 폴리스티렌이나 아크릴로니트릴ㆍ스티렌 공중합체 (AS 수지) 등의 스티렌계 폴리머, 폴리카보네이트계 폴리머 등을 들 수 있다. 또, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 내지는 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌ㆍ프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀계 폴리머, 염화비닐계 폴리머, 나일론이나 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 폴리머, 이미드계 폴리머, 술폰계 폴리머, 폴리에테르술폰계 폴리머, 폴리에테르에테르케톤계 폴리머, 폴리페닐렌술파이드계 폴리머, 비닐알코올계 폴리머, 염화비닐리덴계 폴리머, 비닐부티랄계 폴리머, 아릴레이트계 폴리머, 폴리옥시메틸렌계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 또는 상기 폴리머의 블렌드물 등도 상기 투명 보호 필름을 형성하는 폴리머의 예로서 들 수 있다. 또한, 편광자에는, 통상적으로, 투명 보호 필름이 접착제층에 의해 첩합되는데, 투명 보호 필름으로서, (메트)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화성 수지를 사용할 수 있다. 투명 보호 필름 중에는 임의의 적절한 첨가제가 1 종류 이상 함유되어 있어도 된다. 첨가제로는, 예를 들어, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 활제, 가소제, 이형제, 착색 방지제, 난연제, 핵제, 대전 방지제, 안료, 착색제 등을 들 수 있다. 투명 보호 필름 중의 상기 열가소성 수지의 함유량은, 바람직하게는 50 ∼ 100 중량％, 보다 바람직하게는 50 ∼ 99 중량％, 더욱 바람직하게는 60 ∼ 98 중량％, 특히 바람직하게는 70 ∼ 97 중량％ 이다. 투명 보호 필름 중의 상기 열가소성 수지의 함유량이 50 중량％ 이하인 경우, 열가소성 수지가 본래 갖는 고투명성 등을 충분히 발현하지 못할 우려가 있다.

본 발명의 투명 보호 필름으로는, 셀룰로오스 수지 (폴리머), 폴리카보네이트 수지 (폴리머), 고리형 폴리올레핀 수지 (시클로계 내지는 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀) 및 (메트)아크릴 수지에서 선택되는 어느 적어도 1 개를 사용하는 것이 바람직하다. 특히 트리아세틸셀룰로오스로 이루어지는 보호 필름을 사용한 경우에 본 발명의 효과는 현저하다.

투명 보호 필름의 두께는, 적절히 결정할 수 있지만, 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성, 박층성 등의 면에서 1 ∼ 500 ㎛ 정도이다. 특히 1 ∼ 300 ㎛ 가 바람직하고, 5 ∼ 200 ㎛ 가 보다 바람직하다.

또한, 편광자의 양측에 투명 보호 필름을 형성하는 경우, 그 표리에서 동일한 폴리머 재료로 이루어지는 보호 필름을 사용해도 되고, 상이한 폴리머 재료 등으로 이루어지는 투명 보호 필름을 사용해도 된다.

투명 보호 필름의 편광자와 접착하는 면에는, 이(易)접착 처리를 실시할 수 있다. 이접착 처리로는, 플라스마 처리, 코로나 처리 등의 드라이 처리, 알칼리 처리 (비누화 처리) 등의 화학 처리, 이접착제층을 형성하는 코팅 처리 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 이접착제층을 형성하는 코팅 처리나 알칼리 처리가 바람직하다. 이접착제층의 형성에는, 폴리올 수지, 폴리카르복실산 수지, 폴리에스테르 수지 등의 각종의 이접착 재료를 사용할 수 있다. 또한, 이접착제층의 두께는, 통상적으로, 0.001 ∼ 10 ㎛ 정도, 나아가서는 0.001 ∼ 5 ㎛ 정도, 특히 0.001 ∼ 1 ㎛ 정도로 하는 것이 바람직하다.

상기 투명 보호 필름의 편광자를 접착시키지 않는 면에는, 하드 코트층이나 반사 방지 처리, 스티킹 방지나, 확산 내지 안티글레어를 목적으로 한 처리를 실시한 것이어도 된다.

또한, 상기 반사 방지층, 스티킹 방지층, 확산층이나 안티글레어층 등은, 투명 보호 필름 그 자체에 형성할 수 있는 것 외에, 별도로 광학층으로서 투명 보호 필름과는 별체의 것으로서 형성할 수도 있다.

상기 편광자와 투명 보호 필름을 첩합하는 접착제층의 형성에 사용하는 접착제로는, 수계 접착제가 사용된다.

수계 접착제로는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 비닐 폴리머계, 젤라틴계, 비닐계 라텍스계, 폴리우레탄계, 이소시아네이트계, 폴리에스테르계, 에폭시계 등을 예시할 수 있다. 상기 수계 접착제로는, 비닐 폴리머를 함유하는 접착제 등을 사용하는 것이 바람직하고, 비닐 폴리머로는, 폴리비닐알코올계 수지가 바람직하다. 특히 편광자로서 폴리비닐알코올계의 폴리머 필름을 사용하는 경우에는, 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 접착제를 사용하는 것이, 접착성면에서 바람직하다.

폴리비닐알코올계 수지는, 폴리아세트산비닐을 비누화하여 얻어진 폴리비닐알코올；그 유도체；추가로 아세트산비닐과 공중합성을 갖는 단량체의 공중합체의 비누화물；폴리비닐알코올을 아세탈화, 우레탄화, 에테르화, 그래프트화, 인산에스테르화 등을 한 변성 폴리비닐알코올을 들 수 있다. 상기 단량체로는, (무수) 말레산, 푸마르산, 크로톤산, 이타콘산, (메트)아크릴산 등의 불포화 카르복실산 및 그 에스테르류；에틸렌, 프로필렌 등의 α-올레핀, (메트)알릴술폰산(소다), 술폰산소다(모노알킬말레이트), 디술폰산소다알킬말레이트, N-메틸올아크릴아미드, 아크릴아미드알킬술폰산알칼리염, N-비닐피롤리돈, N-비닐피롤리돈 유도체 등을 들 수 있다. 이들 폴리비닐알코올계 수지는 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 병용할 수 있다.

상기 폴리비닐알코올계 수지는 특별히 한정되지 않지만, 접착성면에서는, 평균 중합도 100 ∼ 5000 정도, 바람직하게는 1000 ∼ 4000, 평균 비누화도 85 ∼ 100 몰％ 정도, 바람직하게는 90 ∼ 100 몰％ 이다.

상기 폴리비닐알코올계 수지는, 측사슬에 친수성의 장사슬 관능기를 갖는 것이 바람직하다. 상기 측사슬에 갖는 친수성의 장사슬 관능기로는, 예를 들어, 아세토아세틸기, 카르보닐기 등을 들 수 있다. 측사슬에 친수성의 장사슬 관능기 (예를 들어, 아세토아세틸기) 를 갖는 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 접착제는, 내구성을 향상시키는 점에서 보다 바람직하다. 또, 측사슬에 친수성의 장사슬 관능기를 갖는 폴리비닐알코올계 수지는, 친수성을 갖기 때문에, 팽윤성이 우수하고, 물의 흡수성이 양호하여, 물의 존재로 인해 팽윤되기 쉽기 때문에 (녹기 쉽기 때문에), 편광자의 수분율이 낮은 경우에 있어서도 양호한 접착성을 얻는 데에 있어서 바람직하다.

아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지는, 폴리비닐알코올계 수지와 디케텐을 공지된 방법으로 반응시켜 얻어진다. 예를 들어, 폴리비닐알코올계 수지를 아세트산 등의 용매 중에 분산시켜 두고, 이것에 디케텐을 첨가하는 방법, 폴리비닐알코올계 수지를 디메틸포름아미드 또는 디옥산 등의 용매에 미리 용해시켜 두고, 이것에 디케텐을 첨가하는 방법 등을 들 수 있다. 또, 폴리비닐알코올에 디케텐 가스 또는 액상 디케텐을 직접 접촉시키는 방법을 들 수 있다.

아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지의 아세토아세틸기 변성도는, 0.1 몰％ 이상이면 특별히 제한은 없다. 0.1 몰％ 미만에서는 접착제층의 내수성이 불충분하여 부적당하다. 아세토아세틸기 변성도는, 바람직하게는 0.1 ∼ 40 몰％ 정도, 더욱 바람직하게는 1 ∼ 20 몰％, 특히 바람직하게는 2 ∼ 7 몰％ 이다. 아세토아세틸기 변성도가 40 몰％ 를 초과하면, 내수성의 향상 효과가 작다. 아세토아세틸기 변성도는 NMR 에 의해 측정한 값이다.

또, 상기 수계 접착제로 형성되는 접착제층은, 그 수용액의 조제시에는, 필요에 따라, 가교제나 다른 첨가제, 산 등의 촉매도 배합할 수 있다.

가교제로는, 폴리비닐알코올계 접착제에 사용되고 있는 것을 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 폴리비닐알코올계 수지와 반응성을 갖는 관능기를 적어도 2 개 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 에틸렌디아민, 트리에틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민 등의 알킬렌기와 아미노기를 2 개 갖는 알킬렌디아민류；톨릴렌디이소시아네이트, 수소화톨릴렌디이소시아네이트, 트리메틸올프로판톨릴렌디이소시아네이트 어덕트, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 메틸렌비스(4-페닐메탄트리이소시아네이트), 이소포론디이소시아네이트 및 이들의 케톡심 블록물 페놀 블록물 등의 이소시아네이트류；에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 글리세린디 또는 트리글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 디글리시딜아닐린, 디글리시딜아민 등의 에폭시류；포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 부틸알데히드 등의 모노알데히드류；글리옥살, 말론디알데히드, 숙신디알데히드, 글루타르디알데히드, 말레인디알데히드, 프탈디알데히드 등의 디알데히드류；메틸올우레아, 메틸올멜라민, 알킬화메틸올우레아, 알킬화메틸올화멜라민, 아세토구아나민, 벤조구아나민과 포름알데히드의 축합물 등의 아미노-포름알데히드 수지；아세트산지르코늄, 질산지르코늄, 탄산지르코늄, 수산화지르코늄, 산염화지르코늄 등의 지르코늄 화합물；글리옥실산 금속염 (금속으로는, 예를 들어, 리튬, 나트륨, 칼륨 등의 알칼리 금속, 마그네슘, 칼슘 등의 알칼리 토금속, 티탄, 지르코늄, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리 등의 천이 금속, 아연, 알루미늄 등을 들 수 있다), 글리옥실산아민염 (아민으로는, 예를 들어, 암모니아, 모노메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민 등을 들 수 있다) 등의 글리옥실산염； 1 개 이상의 염기성기와 1 개 이상의 산성기를 갖는 아미노산 또는 함황 아미노산；디메톡시에탄알, 디에톡시에탄알, 디알콕시에탄알 등의 아세탈 화합물；또한 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 철, 니켈 등의 2 가 금속, 또는 3 가 금속의 염 및 그 산화물을 들 수 있다. 이들은 1 종 단독으로 또는 2 종 이상을 병용할 수 있다. 이들 중에서도 1 개 이상의 염기성기와 1 개 이상의 산성기를 갖는 아미노산 또는 함황 아미노산을 사용하는 것이 바람직하다. 염기성기로는 아미노기가 바람직하고, 산성기로는 카르복실기 또는 술포기가 바람직하다. 상기 아미노산으로는, 예를 들어, 글리신, 알라닌, 페닐알라닌, 발린, 류신, 이소류신, 리신, 프롤린, 세린, 트레오닌, 트립토판, 히스티딘, 티로신, 아르기닌, 아스파라긴, 아스파르트산, 아스파탐, 글루타민, 글루타민산, 및 이들 아미노산과 (메트)아크릴산의 공중합체 등을 들 수 있다. 상기 함황 아미노산으로는, 예를 들어, 메티오닌, 시스테인, 시스틴, 및 타우린 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 특히 타우린 등의 술포기를 갖는 함황 아미노산을 사용하는 것이 바람직하다. 또, 가교제로는, 실란 커플링제, 티탄 커플링제 등의 커플링제를 사용할 수 있다.

상기 가교제의 배합량은, 폴리비닐알코올계 수지의 종류 등에 따라 적절히 설계할 수 있지만, 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대해, 통상적으로, 0.1 ∼ 50 중량부 정도, 바람직하게는 0.2 ∼ 30 중량부 정도, 더욱 바람직하게는 0.5 ∼ 20 중량부이다. 이러한 범위에 있어서, 양호한 접착성이 얻어진다.

본 발명의 편광판의 제조 방법은, 투명 보호 필름에 접착제를 도공하고, 투명 보호 필름 상에 접착제층을 형성하는 공정 (1), 상기 접착제층에 의해 편광자와 투명 보호 필름을 첩합하는 공정 (2), 및 상기 접착제층을 건조시키는 공정 (3) 을 포함한다. 이러한 제조 방법에 의해, 편광자의 적어도 일방의 면에 접착제층을 개재하여 투명 보호 필름이 형성되어 있는 편광판이 얻어진다.

상기 공정 (1) 에서는, 투명 보호 필름에 접착제를 도공한 후에 건조시켜, 투명 보호 필름 상에 도막 상태의 접착제층을 형성한다.

상기 접착제의 투명 보호 필름에 대한 도공은, 건조 공정 (3) 후의 접착제층의 두께가 10 ∼ 300 ㎚ 정도가 되도록 실시하는 것이 바람직하다. 접착제층의 두께는, 균일한 면내 두께를 얻는 것과, 충분한 접착력을 얻는 관점에서 10 ∼ 200 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 특히 바람직하게는 20 ∼ 150 ㎚ 이다. 접착제층의 두께가 10 ㎚ 미만인 경우에는 접착력이 충분하지 않고, 300 ㎚ 를 초과하는 경우에는 광학 신뢰성 및 내습 접착력이 저하되는 경향이 있다.

접착제층의 두께를 조정하는 방법으로는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어, 접착제 용액의 고형분 농도나 접착제의 도공 장치를 조정하는 방법을 들 수 있다. 이와 같은 접착제층 두께의 측정 방법으로는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, SEM (Scanning Electron Microscopy) 이나, TEM (Transmission Electron Microscopy) 에 의한 단면 관찰 측정이 바람직하게 사용된다.

상기 접착제의 도공 조작은 특별히 제한되지 않아, 그라비아 도공법, 다이 도공법, 롤 도공법, 분무 도공법, 침지 도공법 등의 각종 수단을 채용할 수 있지만, 균일하게 접착제를 도공할 수 있는 것으로부터 그라비아 도공법, 다이 도공법이 바람직하다.

또, 상기 공정 (1) 에서는, 투명 보호 필름 상에 형성되는 점착제층이 반건조의 도막 상태가 되도록 제어가 이루어진다. 구체적으로는, 물에 대한 접촉각 변화가 30 초 이내에 일어나는 도막 상태의 점착제층을 형성한다. 상기 접착제층의 도막 상태는, 접착제층의 물에 대한 접촉각의 변화 시간을 기준으로 하여 판단된다. 즉, 상기 접착제층의 도막 상태는, 물에 대한 접착제층의 팽윤 시간 (접착제층이 녹기 시작하는 시간) 을 나타내는 지표라고 할 수 있다. 상기 접착제층의 물에 대한 접촉각의 변화 시간은, 구체적으로는, 접착제층의 물의 접촉각 (초기의 접착각) 이, 접착제층에 물이 접촉하고 나서, 10°변화할 때까지의 시간이다. 상기 접촉각의 변화 시간은, 30 초 이하이고, 15 초 이하인 것이 바람직하다. 상기 접촉각의 변화 시간이 30 초 이하이면, 편광자의 수분율이 낮은 경우라 하더라도, 편광자 중의 수분에 의해 접착제층을 팽윤시켜 접착성을 향상시킬 수 있다. 또, 상기 접촉각의 변화 시간은, 짧을수록 접착제층이 물에 의해 빨리 녹는 것을 의미하며, 고속 생산성의 관점에서 바람직하다. 한편, 상기 접촉각의 변화 시간이 30 초를 초과하면, 편광자의 수분율이 낮은 경우에는, 편광자의 수분에 의해 접착제층을 팽윤시키는 것이 곤란하여, 접착 불량을 발생시켜 버린다.

상기 도막 상태의 접착제층의 형성은, 예를 들어, 투명 보호 필름에 도공된 접착제를 건조시킴으로써 실시한다. 건조 조건은, 접착제의 종류 등에 따라 결정되지만, 건조 온도는 30 ∼ 100 ℃ 가 바람직하고, 나아가서는 40 ∼ 90 ℃ 가 바람직하다. 또, 건조 시간은 1 ∼ 100 초간인 것이 바람직하고, 나아가서는 20 ∼ 80 초간인 것이 바람직하다.

상기 공정 (1) 에 의해, 투명 보호 필름 상에 상기 도막 상태의 접착제층을 형성한 후에는, 상기 접착제층에 의해 편광자와 투명 보호 필름을 첩합하는 공정 (2) 를 실시한다. 공정 (2) 에 있어서의 첩합법은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 롤 라미네이터 등에 의한 첩합법을 채용할 수 있다. 또한, 편광자의 양면에, 투명 보호 필름을 형성하는 경우에는, 동시 또는 축차 중 어느 첩합법을 채용할 수 있다.

이어서, 첩합 공정 (2) 후에는, 건조 공정 (3) 을 실시한다. 건조 공정 (3) 에 의해, 상기 반건조 도막 상태의 접착제층으로부터, 접착제층이 형성되고, 편광자의 적어도 일방의 면에, 당해 접착제층을 개재하여 투명 보호 필름이 형성되어 있는 편광판이 얻어진다.

상기 건조 공정 (3) 의 건조 조건은, 건조 온도 40 ∼ 100 ℃ 에서, 건조 시간 1 ∼ 10 분간이다. 건조 온도는 50 ∼ 90 ℃ 인 것이 바람직하고, 나아가서는 60 ∼ 80 ℃ 인 것이 바람직하다. 또, 건조 시간은 2 ∼ 9 분간인 것이 바람직하고, 나아가서는 3 ∼ 8 분간인 것이 바람직하다.

본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 편광판은, 실용시에 다른 광학층과 적층한 광학 필름으로서 사용할 수 있다. 그 광학층에 대해서는 특별히 한정은 없지만, 예를 들어 반사판이나 반투과판, 위상차판 (1/2 이나 1/4 등의 파장판을 포함한다), 시각 보상 필름 등의 액정 표시 장치 등의 형성에 사용되는 경우가 있는 광학층을 1 층 또는 2 층 이상 사용할 수 있다. 특히, 본 발명의 편광판에 추가로 반사판 또는 반투과 반사판이 적층되어 이루어지는 반사형 편광판 또는 반투과형 편광판, 편광판에 추가로 위상차판이 적층되어 이루어지는 타원 편광판 또는 원 편광판, 편광판에 추가로 시각 보상 필름이 적층되어 이루어지는 광시야각 편광판, 혹은 편광판에 추가로 휘도 향상 필름이 적층되어 이루어지는 편광판이 바람직하다.

본 발명의 편광판 또는 광학 필름은 액정 표시 장치 등의 각종 장치의 형성 등에 바람직하게 사용할 수 있다. 액정 표시 장치의 형성은, 종래에 준하여 실시할 수 있다. 즉, 액정 표시 장치는, 일반적으로, 액정 셀과 편광판 또는 광학 필름, 및 필요에 따른 조명 시스템 등의 구성 부품을 적절히 조립하여 구동 회로를 장착하는 것 등에 의해 형성되는데, 본 발명에 있어서는, 본 발명에 의한 편광판 또는 광학 필름을 사용하는 점을 제외하고 특별히 한정은 없어, 종래에 준할 수 있다. 액정 셀에 대해서도, 예를 들어 TN 형이나 STN 형, π 형 등의 임의인 타입의 것을 사용할 수 있다.

액정 셀의 편측 또는 양측에 편광판 또는 광학 필름을 배치한 액정 표시 장치나, 조명 시스템에 백라이트 혹은 반사판을 사용한 것 등의 적절한 액정 표시 장치를 형성할 수 있다. 그 경우, 본 발명에 의한 편광판 또는 광학 필름은 액정 셀의 편측 또는 양측에 설치할 수 있다. 양측에 편광판 또는 광학 필름을 형성하는 경우, 그것들은 동일한 것이어도 되고, 상이한 것이어도 된다. 또한, 액정 표시 장치의 형성시에는, 예를 들어 확산판, 안티글레어층, 반사 방지막, 보호판, 프리즘 어레이, 렌즈 어레이 시트, 광확산판, 백라이트 등의 적절한 부품을 적절한 위치에 1 층 또는 2 층 이상 배치할 수 있다.

실시예

이하에 실시예 및 비교예를 이용하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예 및 비교예에 의해 한정되는 것은 아니다.

(편광자의 수분율 측정 방법)

얻어진 편광 필름으로부터, 180 ㎜ × 500 ㎜ 의 샘플을 잘라내어, 그 초기 중량 (W (g)) 을 측정하였다. 그 샘플을 120 ℃ 의 건조기 내에서 2 시간 방치한 후, 건조 후 중량 (D (g)) 을 측정하였다. 이들 측정값으로부터, 하기 식에 의해 수분율을 구하였다.

수분율 (％) = {(W - D)/W} × 100

(편광자의 제작)

두께 75 ㎛ 의 폴리비닐알코올 필름 ((주) 쿠라레 제조 : VF-PS7500, 폭 1000 ㎜) 을 사용하여, 30 ℃ 에서의 순수 중에 60 초간 침지하면서 연신 배율 2.5 배까지 연신하고, 30 ℃ 의 요오드 수용액 (중량비 : 순수/요오드 (I)/요오드화칼륨 (KI) = 100/0.01/1) 중에서 45 초간 염색하고, 4 중량％ 붕산 수용액 중에서 연신 배율이 5.8 배가 되도록 연신하고, 순수 중에 10 초간 침지한 후, 필름의 장력을 유지한 채로 60 ℃ 에서 3 분간 건조시켜 편광자를 얻었다. 이 편광자의 두께는 25 ㎛, 수분율은 12 중량％ 였다. 이것을 편광자 (1) 로 한다.

상기 편광자 (1) 의 제작에 있어서, 건조 조건을 바꾼 것 이외에는, 편광자 (1) 과 동일하게 하여 수분율이 상이한 편광자 (2) 내지 (5) 를 제작하였다. 건조 조건과, 수분율을 하기에 나타낸다.

편광자 (2) : 건조 조건 (40 ℃ 에서 30 초), 수분율 20 중량％.

편광자 (3) : 건조 조건 (40 ℃ 에서 20 초), 수분율 25 중량％.

편광자 (4) : 건조 조건 (40 ℃ 에서 60 초), 수분율 10 중량％.

(접착제 A 의 조제)

PVA 수지 (닛폰 합성 화학 공업 (주) 제조 : 에코마티) 100 중량부와 가교제 (다이닛폰 잉크 화학 공업 (주) 제조 : 워터 졸) 35 중량부를 순수 3760 중량부 중에 용해시켜 접착제 A 를 조제하였다.

(접착제 B 의 조제)

PVA 수지 (닛폰 합성 화학 공업 (주) 제조 : 고세파이머 Z : 아세토아세틸기 함유) 100 중량부와 가교제 (다이닛폰 잉크 화학 공업 (주) 제조 : 워터 졸) 35 중량부를 순수 3760 중량부 중에 용해시켜 접착제 B 를 조제하였다.

(접착제 C 의 조제)

상기 접착제 B (수용액) 100 중량부에 대해, 알루미나 콜로이드 수용액 (평균 입자경 15 ㎚, 고형분 농도 10 중량％, 정(正)전하) 18 중량부를 첨가하여, 접착제 C 를 조제하였다.

실시예 1

(편광판의 제작)

상기 접착제 A 를, 두께 80 ㎛ 의 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 필름 (후지 사진 필름사 제조 : UZ-80T, 수분율 1.4 중량％) 의 편면측에 슬롯 다이로 도공 후, 65 ℃ 에서 1 분간 건조시켜, 두께 0.1 ㎛ 의 도막 상태의 접착제층을 갖는, 접착제층 부착 TAC 필름을 얻었다. 이어서, 상기 편광자의 양면에 접착제층 부착 TAC 필름을 롤기로 첩합하였다. 그 후, 80 ℃ 에서 5 분간의 건조 공정을 실시하여 편광판을 제작하였다.

실시예 2 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 5

실시예 1 에 있어서, 접착제의 종류, 편광자의 종류 (수분율) 를 표 1 에 나타내는 바와 같이 바꾼 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법에 의해 편광판을 제작하였다.

상기 실시예 및 비교예에서 얻어진, 편광판에 대하여 이하의 평가를 실시하였다. 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.

<물의 접촉각 변화 시간>

투명 보호 필름에 형성한, 반건조 도막 상태의 점착제층에 대하여, 물을 접촉시켜, 물의 접촉각을 시간의 경과에 따라 관찰하였다. 상기 접착제층에 대한 물이 접촉한 시점의 접촉각 (초기 각도) 으로부터, 접촉각이 10°변화할 때까지의 시간을 측정하였다. 접촉각의 측정, 접촉각의 변화의 확인 (시간의 측정) 은, 액적법에 의한 동적 접촉각법 (쿄와 과학 제조, 접촉각계) 에 의해 실시하였다.

<접착성>

얻어진 편광판의 단(端)으로부터, 편광자와 투명 보호 필름의 계면 박리를 실시하여, 박리된 것은 「×」, 박리되지 않은 것은 「○」로 하였다.

<편광도의 측정>

편광판의 편광도는, 380 ∼ 780 ㎚ 의 파장광에 있어서의 분광 투과율을 적분구 부착 분광 광도계 (닛폰 분광 주식회사 제조의 V7100) 를 사용하여 측정하였다.

또한, 편광도는, 2 장의 동일한 편광판을 양자의 투과축이 평행해지도록 중첩한 경우의 투과율 (평행 투과율 : Tp), 및 양자의 투과축이 직교하도록 중첩한 경우의 투과율 (직교 투과율 : Tc) 을 이하의 식에 적용함으로써 구해지는 것이다.

편광도 (％) = {(Tp - Tc)/(Tp + Tc)}^1/2 × 100

각 투과율은 JIS Z 8701 의 2 도 시야 (C 광원) 에 의해 측정하여 시감도 보정을 실시한 Y 값이다. 표에는 단체(單體) 투과율이 42.8 ％ 일 때의 편광도를 나타낸다.

Claims (3)

1. 편광자의 적어도 일방의 면에 접착제층을 개재하여 투명 보호 필름이 형성되어 있는 편광판의 제조 방법으로서,
   상기 투명 보호 필름에 편광판용의 수계 접착제를 도공한 후에 건조시켜, 투명 보호 필름 상에, 물에 대한 접촉각 변화가 30 초 이내에 일어나는 도막 상태의 접착제층을 형성하는 공정 (1),
   상기 접착제층에 의해, 수분율이 12 ∼ 25 중량％ 인 편광자와 투명 보호 필름을 첩합하는 공정 (2), 및 상기 접착제층을 건조시키는 공정 (3) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 수계 접착제가, 폴리비닐알코올계 수지를 함유하는 폴리비닐알코올계 접착제인 것을 특징으로 하는 편광판의 제조 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 폴리비닐알코올계 수지가, 측사슬에 친수성의 장사슬 관능기를 갖는 것을 특징으로 하는 편광판의 제조 방법.