KR20130080773A

KR20130080773A - 연신 필름, 편광성 연신 필름 및 이들의 제조 방법

Info

Publication number: KR20130080773A
Application number: KR20127020766A
Authority: KR
Inventors: 유이치로 구나이
Original assignee: 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2011-05-25
Publication date: 2013-07-15
Also published as: CN102754001B; CN104122616A; JP2011248293A; WO2011152436A1; US20130070186A1; US9151983B2; KR101452605B1; JP4901978B2; CN102754001A; CN104122616B; TW201204551A; TWI393635B

Abstract

본 발명은, 서로 상이한 수지로 구성되는 2개의 수지층을 포함하는, 수지층의 다층 구조를 갖는 기재 필름과, 이 기재 필름의 한쪽 면에 적층되는 폴리비닐알코올계 수지층을 구비하는 적층 필름을 일축 연신하여 이루어지는 연신 필름, 이 연신 필름에 편광 성능을 부여한 편광성 연신 필름 및 이 편광성 연신 필름을 이용한 편광판의 제조 방법이다. 상기 2개의 수지층을 구성하는 수지는, 서로 상이한 상 전이 온도를 나타내는 것이 바람직하다.

Description

연신 필름, 편광성 연신 필름 및 이들의 제조 방법{STRETCHED FILM, POLARIZING STRETCHED FILM, METHOD FOR PRODUCING THE STRETCHED FILM, AND METHOD FOR PRODUCING THE POLARIZING STRETCHED FILM}

본 발명은, 편광판의 제조에 적합하게 이용되는, 일축 연신된 폴리비닐알코올 수지층을 구비하는 연신 필름 및 편광성 연신 필름, 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 이 연신 필름이나 편광성 연신 필름을 이용한 편광판의 제조 방법에 관한 것이다.

편광판은, 액정 표시 장치에서의 편광의 공급 소자로서, 또한 편광의 검출 소자로서, 널리 이용되고 있다. 이러한 편광판으로서, 종래부터, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 편광 필름의 한면 또는 양면에 트리아세틸셀룰로오스 등으로 이루어지는 보호 필름을 접착한 것이 사용되고 있지만, 최근 액정 표시 장치의 노트형 퍼스널 컴퓨터나 휴대 전화 등 모바일 기기에의 전개, 더 나아가서는 대형 텔레비전에의 전개 등에 따라, 편광판의 박형 경량화가 요구되고 있다.

예컨대 JP2000-338329-A, JP2009-93074-A, JP2009-98653-A 및 JP2003-43257-A에는, 박형의 편광판을 제조하는 방법으로서, 단일 수지층으로 구성되는 기재 필름의 한쪽 면에 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 수지층을 형성한 후, 연신하여 얻어지는 연신 필름을 편광판의 제조에 사용하는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 연신 필름을 사용하여 편광판을 제조할 때, 특히 이용하는 연신 필름의 연신 배율이 높은 경우에는, 폴리비닐알코올계 수지층의 염색시, 필름을 닙롤 등의 롤로 권취할 때에 필름이 연신 방향으로 찢어져 버린다고 하는 문제가 있었다.

그래서 본 발명의 목적은, 기재 필름의 한쪽 면에 일축 연신된 폴리비닐알코올계 수지층이 형성되어 있는 연신 필름으로서, 편광판 또는 편광성 연신 필름을 제조할 때의 염색 공정에서, 연신 방향으로의 찢어짐을 양호하게 억제할 수 있는 연신 필름을 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은, 이 연신 필름에 편광 성능을 부여한 편광성 연신 필름 및 이 편광성 연신 필름을 이용한 편광판을 제공하는 것에 있다.

즉 본 발명은, 하기의 것을 포함한다.

[1] 서로 상이한 수지로 구성되는 2개의 수지층을 포함하는, 수지층의 다층 구조를 갖는 기재 필름과, 이 기재 필름의 한쪽 면에 적층되는 폴리비닐알코올계 수지층을 구비하는 적층 필름을 일축 연신하여 이루어지는 연신 필름.

[2] 상기 2개의 수지층을 구성하는 수지는 서로 상이한 상 전이 온도를 나타내는 [1]에 기재된 연신 필름.

여기서, 상 전이 온도란, 수지층을 구성하는 수지가 비결정성 수지인 경우에는 유리 전이 온도(Tg)를 의미하고, 결정성 수지인 경우에는 융점(Tm)을 의미한다.

[3] 상기 기재 필름에서의 수지층을 구성하는 수지가 나타내는 상 전이 온도 중, 가장 높은 상 전이 온도와, 가장 낮은 상 전이 온도의 차가 10℃ 이상인 [2]에 기재된 연신 필름.

[4] 상기 기재 필름은 3개의 수지층으로 이루어지는 [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 연신 필름.

[5] 이 3개의 수지층에서 인접하는 수지층은 서로 상이한 수지로 구성되어 있는 [4]에 기재된 연신 필름.

[6] 상기 기재 필름을 구성하는 수지층 중, 중간층을 구성하는 수지의 상 전이 온도가 다른 수지층을 구성하는 수지의 상 전이 온도보다 낮은 [5]에 기재된 연신 필름.

[7] 상기 2개의 수지층은 서로 융점이 상이한 쇄상 폴리올레핀계 수지를 포함하는 [1]∼[6] 중 어느 하나에 기재된 연신 필름.

[8] 상기 기재 필름은 상기 적층 필름에 이루어지는 일축 연신의 연신 방향과는 필름면내에서 수직인 방향으로 연신된 것인 [1]∼[7] 중 어느 하나에 기재된 연신 필름.

[9] 연신 필름에서의 상기 폴리비닐알코올계 수지층의 두께가 10 ㎛ 이하인 [1]∼[8] 중 어느 하나에 기재된 연신 필름.

[10] 상기 적층 필름의 연신 배율이 5배 초과인 [1]∼[9] 중 어느 하나에 기재된 연신 필름.

[11] [1]∼[10] 중 어느 하나에 기재된 연신 필름에서의 상기 폴리비닐알코올계 수지층이, 폴리비닐알코올계 수지층에 이색성 색소가 흡착 배향된 편광자층인 편광성 연신 필름.

[12] [1]∼[10] 중 어느 하나에 기재된 연신 필름의 제조 방법으로서, 상기 기재 필름의 한쪽 면에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 공정과, 이 적층 필름을 일축 연신하는 공정을 포함하는 연신 필름의 제조 방법.

[13] 상기 적층 필름은, 5배 초과의 연신 배율로 일축 연신되는 [12]에 기재된 연신 필름의 제조 방법.

[14] [11]에 기재된 편광성 연신 필름을 제조하기 위한 방법으로서, 상기 기재 필름의 한쪽 면에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 공정과, 이 적층 필름을 일축 연신하여 연신 필름을 얻는 공정과, 이 연신 필름의 폴리비닐알코올계 수지층을 이색성 색소로 염색하여, 염색 필름을 얻는 공정과, 이 염색 필름의 폴리비닐알코올계 수지층을, 가교제를 포함하는 용액에 침지하여 편광자층을 형성하여, 가교 필름을 얻는 공정과, 이 가교 필름을 건조하는 공정을 포함하는 편광성 연신 필름의 제조 방법.

[15] 상기 적층 필름은 5배 초과의 연신 배율로 일축 연신되는 [14]에 기재된 편광성 연신 필름의 제조 방법.

[16] [11]에 기재된 편광성 연신 필름의 편광자층에서의 기재 필름측과는 반대측 면에 보호 필름을 접합하는 공정과, 기재 필름을 박리 제거하는 공정을 포함하는 편광판의 제조 방법.

[17] 액정셀과, 이 액정셀의 적어도 한쪽 면에 적층되는 [11]에 기재된 편광성 연신 필름 또는 [14]에 기재된 방법에 의해 제조된 편광성 연신 필름을 구비하는 액정 표시 장치.

[18] 액정셀과 이 액정셀의 적어도 한쪽 면에 적층되는 [16]에 기재된 방법에 의해 제조된 편광판을 구비하는 액정 표시 장치.

[19] 서로 상이한 수지로 구성되는 2개의 수지층을 포함하는, 수지층의 다층 구조를 갖는 기재 필름과, 이 기재 필름의 한쪽 면에 적층되는 두께 3 ㎛∼30 ㎛의 폴리비닐알코올계 수지층을 구비하는 미연신의 적층 필름.

[20] 상기 2개의 수지층을 구성하는 수지는 서로 상이한 상 전이 온도를 나타내는 [19]에 기재된 적층 필름.

여기서 말하는 상 전이 온도는 상기와 동일한 의미이다.

[21] 기재 필름이 갖는 수지층을 구성하는 수지가 나타내는 상 전이 온도 중, 가장 높은 상 전이 온도와, 가장 낮은 상 전이 온도의 차가 10℃ 이상인 [20]에 기재된 적층 필름.

[22] 상기 기재 필름은 3개의 수지층으로 이루어지는 [18]∼[20] 중 어느 하나에 기재된 적층 필름.

[23] 이 3개의 수지층에서 인접하는 수지층은 서로 상이한 수지로 구성되어 있는 [22]에 기재된 적층 필름.

[24] 상기 기재 필름을 구성하는 수지층 중, 중간층을 구성하는 수지의 상 전이 온도가 다른 수지층을 구성하는 수지의 상 전이 온도보다 낮은 [22] 또는 [23]에 기재된 적층 필름.

[25] 상기 2개의 수지층은 서로 융점이 상이한 쇄상 폴리올레핀계 수지를 포함하는 [19]∼[24] 중 어느 하나에 기재된 적층 필름.

본 발명에 의하면, 박형이면서, 편광판이나 편광성 연신 필름을 제조할 때의 염색 공정에서 연신 방향으로의 찢어짐을 양호하게 억제할 수 있는 연신 필름이 제공된다. 본 발명의 연신 필름은, 편광판이나 편광성 연신 필름을 제조하기 위한 중간물(중간 제품)로서 매우 유효하고, 본 발명의 연신 필름을 이용하는 것에 의해, 수율 좋고, 안정적으로 편광판이나 편광성 연신 필름을 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 편광성 연신 필름 및 편광판은, 박형화된 것이기 때문에, 모바일 단말 등에 사용되는 액정 표시 장치에 적합하게 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 연신 필름의 바람직한 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 적층 필름의 바람직한 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명의 연신 필름의 다른 바람직한 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명의 편광성 연신 필름의 바람직한 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명의 방법에 의해 얻어지는 편광판의 바람직한 일례를 도시하는 개략 단면도이다.

<연신 필름>

도 1은, 본 발명의 연신 필름의 바람직한 일례를 도시하는 개략 단면도이다. 도 1에 도시되는 연신 필름(10)은, 일축 연신된 기재 필름(20)과, 이 기재 필름(20)의 한쪽 면에 적층되는 일축 연신된 폴리비닐알코올계 수지층(30)을 구비한다. 즉, 연신 필름(10)은, 도 2에 도시되는 바와 같은 기재 필름(20')과 기재 필름(20')의 한쪽 면에 적층되는 폴리비닐알코올계 수지층(30')을 구비하는 적층 필름(10')을 일축 연신하여 이루어지는 것이다. 적층 필름(10')에서 기재 필름(20')은, 수지층의 다층 구조로 이루어지고, 이 예에서, 제1 수지층(21')과 제2 수지층(22')의 2개의 수지층으로 이루어진다. 마찬가지로, 일축 연신된 기재 필름(20)은, 수지층의 다층 구조로 이루어지고, 이 예에서, 제1 수지층(21)과 제2 수지층(22)의 2개의 수지층으로 이루어진다. 제1 수지층(21)과 제2 수지층(22)[제1 수지층(21')과 제2 수지층(22')]은 서로 상이한 수지로 구성된다. 여기서, 수지가 서로 상이하다는 것은, 2개의 수지층을 적층했을 때, 한쪽 층이 다른 층과 수지에 의해 구별되는 것을 의미하고, 예컨대 수지의 종류, 수지의 구성 단위의 비율, 중합도, 수지의 물성 등이 상이한 것을 말한다. 2개의 수지층은, 바람직하게는 서로 상이한 상 전이 온도를 나타내는 수지로 구성된다. 여기서 말하는 「상 전이 온도」란, 수지층을 구성하는 수지가 비결정성 수지인 경우에는 유리 전이 온도(Tg)를 의미하고, 결정성 수지인 경우에는 융점(결정 융점)(Tm)을 의미하며, 모두 JIS K 7121에 준거하여 측정된다.

이와 같이, 본 발명의 연신 필름은, 서로 상이한 수지로 구성되는, 바람직하게는 서로 상이한 상 전이 온도를 나타내는 2개의 수지층을 포함하는 기재 필름을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이것에 의해, 폴리비닐알코올계 수지층을 갖는 연신 필름을 이용하여 편광판이나 편광성 연신 필름을 제조할 때의 염색 공정에서 연신 방향으로의 찢어짐에 대한 내성이 효과적으로 개선된다. 즉, 기재 필름 위에 폴리비닐알코올계 수지층이 형성된 적층 필름의 일축 연신은, 종래와 같이, 그 기재 필름이 단일의 수지층으로 이루어지는 경우, 연신 온도가 너무 낮으면 유동성이 낮아 기재 필름의 파단이 생기기 쉽고, 너무 높으면 기재 필름이 용융 상태가 되어 연신 불가능해지기 때문에, 기재 필름(수지층)을 구성하는 수지의 상 전이 온도[비결정성 수지인 경우에는 유리 전이 온도(Tg), 결정성 수지인 경우에는 융점(Tm)] 근방의 온도에서 행해지는 것이 통상이다. 그러나, 상 전이 온도 근방에서 일축 연신 처리를 행하면, 폴리비닐알코올계 수지층과 함께, 기재 필름도 또한 연신 방향으로 일축 배향을 발생시키기 때문에, 연신 방향으로 기재 필름, 더 나아가서는 연신 필름이 찢어지기 쉬워진다. 이것에 대하여, 전술한 바와 같은 복수의 수지층의 다층 구조를 포함하는 기재 필름을 이용한 본 발명의 연신 필름에서는, 적층 필름의 일축 연신 온도를, 복수의 수지층을 구성하는 수지가 나타내는 상 전이 온도 중, 가장 높은 상 전이 온도 근방에 설정하면, 가장 높은 상 전이 온도를 갖는 수지층 이외의 층은, 연신시 용융 상태가 되기 때문에, 일축 배향을 발생시키지 않고(또는 거의 발생시키지 않고), 강도(연신 방향으로의 찢어짐에 대한 내성)가 우수하다. 또한, 가장 높은 상 전이 온도를 나타내는 수지로 이루어지는 수지층이 지지체의 역할을 하기 때문에, 연신시, 다른 수지층이 용융 상태가 되어도, 그 형상을 유지할 수 있어, 용출하지는 않는다. 이와 같이, 본 발명의 연신 필름은, 일축 연신에 의한 배향을 발생시키지 않는 수지층에 의해, 연신 방향으로의 찢어짐에 대한 내성이 부여되어 있다. 본 발명의 연신 필름은, 편광판이나 편광성 연신 필름을 제조하기 위한 중간물(중간 제품)로서 매우 유효하다.

본 발명의 연신 필름에서 기재 필름은, 3개 이상의 수지층을 포함할 수 있다. 이 3개의 수지층에서 직접 또는 접착층을 통해 인접하는 수지층은 서로 상이한 수지로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

도 3은, 본 발명의 연신 필름의 다른 바람직한 일례를 도시하는 개략 단면도이다. 도 3에 도시되는 연신 필름(100)은, 제1 수지층(210)과 제2 수지층(220)과 제3 수지층(230)의 3층 구조로 이루어지는 일축 연신된 기재 필름(200)과, 이 기재 필름(200)의 한쪽 표면에 적층되는 일축 연신된 폴리비닐알코올계 수지층(300)을 구비하는 것이다.

이러한 3층 구조의 기재 필름(200)을 이용하는 경우에서는, 제1 수지층(210)을 구성하는 수지와 제3 수지층(230)을 구성하는 수지를 동종의 수지로 하고, 제2 수지층(220)에는 이것과는 상이한 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 대칭 구조로 하는 것에 의해, 기재 필름을 2층 구조로 하는 경우에 발생할 수 있는 기재 필름의 컬을 억제할 수 있어, 취급성을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 연신 필름에 대해서 더 상세히 설명한다.

(기재 필름)

본 발명의 연신 필름을 구성하는 기재 필름은, 전술과 같이 일축 연신된 것이며, 서로 상이한 수지로 구성되는, 바람직하게는 서로 상이한 상 전이 온도를 나타내는 2개의 수지층을 포함하고, 3개 이상의 수지층을 포함할 수도 있다. 기재 필름을 구성하는 복수의 수지층은, 각각 비결정성 수지로 이루어져도 좋고, 결정성 수지로 이루어져도 좋다.

즉, 비결정성 수지로 이루어지는 수지층만을 조합시켜도 좋고, 결정성 수지로 이루어지는 수지층만을 조합시켜도 좋으며, 또는 비결정성 수지로 이루어지는 수지층과 결정성 수지로 이루어지는 수지층을 조합하여도 좋다.

기재 필름은 서로 상이한 상 전이 온도를 나타내는 2개의 수지층을 포함하는 것이 바람직하다.

이것에 의해, 전술과 같이, 복수의 수지층을 구성하는 수지가 나타내는 상 전이 온도 중, 가장 높은 상 전이 온도 근방에서 적층 필름의 일축 연신을 행하는 것에 의해, 일축 배향을 발생시키지 않는 수지층을 갖는 것이 되기 때문에, 가장 높은 상 전이 온도를 나타내는 수지층이 배향을 발생시킴에도 불구하고, 연신 필름의 연신 방향으로의 찢어짐에 대한 내성을 향상시킬 수 있다.

기재 필름이 갖는 복수의 수지층을 구성하는 수지가 나타내는 상 전이 온도 중, 가장 높은 상 전이 온도와, 가장 낮은 상 전이 온도의 차가 클수록, 가장 높은 상 전이 온도 근방에서 적층 필름의 일축 연신을 행할 때, 가장 낮은 상 전이 온도를 나타내는 수지로 이루어지는 수지층이 용융 상태가 되기 쉽기 때문에, 이 수지층에의 배향 발현이 보다 억제되어, 연신 필름의 연신 방향으로의 찢어짐에 대한 내성을 보다 향상시킬 수 있다. 이러한 관점에서, 상기한 가장 높은 상 전이 온도와 가장 낮은 상 전이 온도의 차는, 10℃ 이상인 것이 바람직하고, 20℃ 이상인 것이 바람직하다. 한편, 이 차가 극단적으로 크면, 적층 필름의 취급성이나 일축 연신시 내열성의 저하가 염려되기 때문에, 이 차는 100℃ 이하인 것이 바람직하다.

기재 필름의 각 수지층을 구성하는 각 수지의 상 전이 온도[비결정성 수지인 경우에는 유리 전이 온도(Tg), 결정성 수지인 경우에는 융점(Tm)]는, 기재 필름의 취급성의 관점에서, 25℃ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 40℃ 이상이다.

또한, 일축 연신시 적층 필름의 내열성의 관점에서, 각 수지의 상 전이 온도는, 60℃ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80℃ 이상이다. 한편, 각 수지의 상 전이 온도는, 250℃ 이하인 것이 바람직하고, 200℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 적층 필름의 일축 연신을 행하기 위해서는, 가장 높은 상 전이 온도 근방까지 온도를 올릴 필요가 있을 때, 상 전이 온도가 250℃를 초과하는 수지층이 있으면, 이 온도 근방까지 온도를 올렸을 때에 폴리비닐알코올계 수지층에 열열화가 생길 염려가 있기 때문이다. 각 수지층을 구성하는 수지의 종류(상 전이 온도)는, 가장 높은 상 전이 온도와 가장 낮은 상 전이 온도의 차가 상기 범위가 되도록 선택되는 것이 바람직하다.

도 3에 도시되는 바와 같이, 기재 필름을 3층의 수지층으로 구성하는 경우에는, 중간의 수지층을 구성하는 수지로서 상 전이 온도가 보다 낮은 수지를 이용하고, 외측의 2층에 상 전이 온도가 보다 높은 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 적층 필름의 일축 연신시에 용융 상태가 되는 수지층을 중간에 배치하는 것에 의해, 용융 상태의 수지층을 외측의 2층으로 양호하게 유지할 수 있고, 일축 연신시의 적층 필름의 내열성을 향상시킬 수 있다. 또한, 같은 관점에서, 도 1에 도시되는 바와 같이, 기재 필름을 2층의 수지층으로 구성하는 경우에는, 상 전이 온도가 보다 낮은 수지를 포함하는 수지층을 폴리비닐알코올계 수지층측에 배치하는 것이 바람직하다.

기재 필름의 복수의 수지층을 구성하는 수지는, 전술한 상 전이 온도의 관계를 만족시키도록 선택되는 것이 바람직하다. 또한, 이들 수지는, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 연신성 등이 우수한 열가소성 수지인 것이 바람직하다. 열가소성 수지의 구체예를 들면, 예컨대 셀룰로오스 트리아세테이트 등의 셀룰로오스 에스테르계 수지; 폴리에스테르계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 폴리술폰계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리아미드계 수지; 폴리이미드계 수지; 쇄상 폴리올레핀계 수지, 환상 폴리올레핀계 수지(노르보르넨계 수지 등) 등의 폴리올레핀계 수지; (메트)아크릴계 수지; 폴리아릴레이트계 수지; 폴리스티렌계 수지; 폴리비닐알코올계 수지; 및 이들 혼합물 등을 들 수 있다. 특히 폴리비닐알코올계 수지를 도포하기 위한 평활성이 우수하고, 폴리비닐알코올계 수지층을 적층한 적층 필름의 연신성이 우수한 등의 이유에서, 기재 필름은, 셀룰로오스 에스테르계 수지, 쇄상 폴리올레핀계 수지, 환상 폴리올레핀계 수지 및 (메트)아크릴계 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나로 이루어지는 수지층을 포함하는 것이 바람직하다.

셀룰로오스 에스테르계 수지는, 셀룰로오스와 지방산의 에스테르이다. 셀룰로오스 에스테르계 수지의 구체예로서는, 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 디아세테이트, 셀룰로오스 트리프로피오네이트, 셀룰로오스 디프로피오네이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 셀룰로오스 트리아세테이트가 특히 바람직하다. 셀룰로오스 트리아세테이트는 많은 제품이 시판되고 있고, 입수 용이성이나 비용의 점에서도 유리하다. 셀룰로오스 트리아세테이트의 시판품의 예로서는, 모두 상품명으로, 「후지태크 TD80」[후지필름(주)제], 「후지태크 TD80UF」[후지필름(주)제], 「후지태크 TD80UZ」[후지필름(주)제], 「후지태크 TD40UZ」[후지테크(주)제], 「KC8UX2M」(코니카미놀타옵트(주)제], 「KC4UY」[코니카미놀타옵트(주)제] 등을 들 수 있다.

쇄상 폴리올레핀계 수지로서는, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지 등의 단독 중합체 외, 2종 이상의 쇄상 올레핀을 포함하는 공중합체를 들 수 있다.

환상 폴리올레핀계 수지는, 환상 올레핀을 중합 단위로서 중합되는 수지의 총칭이며, 예컨대 JPH01-240517-A, JPH03-14882-A, JPH03-122137-A 등에 기재되어 있는 수지를 들 수 있다. 환상 폴리올레핀계 수지의 구체예를 들면, 예컨대 환상올레핀의 개환 (공)중합체, 환상 올레핀의 부가 중합체, 환상 올레핀과 에틸렌, 프로필렌 등의 쇄상 올레핀과의 공중합체(대표적으로는 랜덤 공중합체), 및 이들을 불포화카르복실산이나 그 유도체로 변성한 그래프트 중합체, 및 이들의 수소화물 등이다. 그중에서도, 환상 올레핀으로서 노르보르넨이나 다환 노르보르넨계 모노머 등의 노르보르넨계 모노머를 이용한 노르보르넨계 수지가 바람직하게 이용된다.

환상 폴리올레핀계 수지로서는 여러 가지의 제품이 시판되고 있다. 환상 폴리올레핀계 수지의 시판품의 예로서는, 모두 상품명으로, 「Topas」[TOPAS ADVANCED POLYMERS GmbH사제, 폴리플라스틱스(주)로부터 입수할 수 있음], 「아톤」[JSR(주)제], 「제오노아(ZEONOR)」[니혼제온(주)제], 「제오넥스(ZEONEX)」[니혼제온(주)제], 「아펠」[미쓰이가가쿠(주)제] 등을 들 수 있다.

(메트)아크릴계 수지로서는, 임의의 적절한 (메트)아크릴계 수지를 채용할 수 있다. 예컨대 폴리메타크릴산메틸 등의 폴리(메트)아크릴산에스테르, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산 공중합체, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산에스테르 공중합체, 메타크릴산메틸-아크릴산에스테르-(메트)아크릴산공중합체, (메트)아크릴산메틸-스티렌 공중합체(MS 수지 등), 지환족 탄화수소기를 갖는 중합체(예컨대 메타크릴산메틸-메타크릴산시클로헥실 공중합체, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산노르보르닐 공중합체 등)을 들 수 있다.

바람직하게는, 폴리(메트)아크릴산메틸 등의, 알킬 부위의 탄소수가 1∼6의 폴리(메트)아크릴산알킬 등이 이용되고, 보다 바람직하게는, 메타크릴산메틸을 주성분(50 중량%∼100 중량%, 바람직하게는 70 중량%∼100 중량%)으로 하는 메타크릴산메틸계 수지가 이용된다.

상기한 열가소성 수지 중에서도, 연신성이 우수하고, 상 전이 온도의 조정이 용이하기 때문에, 기재 필름의 복수의 수지층은, 어느 것이나 쇄상 폴리올레핀계 수지를 포함하는 것이 바람직하고, 폴리프로필렌계 수지(프로필렌의 단독 중합체인 폴리프로필렌 수지나, 프로필렌을 주체로 하는 공중합체 등), 폴리에틸렌계 수지(에틸렌의 단독 중합체인 폴리에틸렌 수지나, 에틸렌을 주체로 하는 공중합체 등) 등을 포함하는 것이 보다 바람직하다.

쇄상 폴리올레핀계 수지는 결정성인 경우가 많고, 프로필렌의 단독 중합체인 폴리프로필렌 수지는, 융점(Tm)이 대략 150℃∼180℃의 범위에 있다. 에틸렌의 단독 중합체인 폴리에틸렌 수지의 경우, 그 밀도 등에 의해 융점(Tm)을 변동할 수 있지만, 대략 그 융점(Tm)은 100℃∼140℃의 범위이다. 또한, 예컨대 프로필렌에 에틸렌 등의 다른 종의 모노머를 공중합시킨 폴리프로필렌계 수지에 의하면, 프로필렌의 단독 중합체의 융점보다 낮은 융점을 얻을 수 있다. 이와 같이, 주모노머의 종류나 공중합 성분의 유무 또는 공중합 성분의 종류나 함유량 등의 조정에 의해, 수지의 상 전이 온도를 제어할 수 있다.

프로필렌에 공중합 가능한 다른 종의 모노머로서는, 예컨대 에틸렌, α-올레핀을 들 수 있다. α-올레핀으로서는, 탄소수 4 이상의α-올레핀이 바람직하게 이용되고, 보다 바람직하게는, 탄소수 4∼10의 α-올레핀이다. 탄소수 4∼10의 α-올레핀의 구체예를 들면, 예컨대 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센 등의 직쇄상 모노올레핀류; 3-메틸-1-부텐, 3-메틸-1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐 등의 분기상 모노올레핀류; 비닐시클로헥산 등이다. 프로필렌과 이것에 공중합 가능한 다른 모노머와의 공중합체는, 랜덤 공중합체여도 좋고, 블록 공중합체여도 좋다. 또한 공중합체중 이 다른 모노머 유래의 구성 단위의 함유율은, 「고분자 분석 핸드북」(1995년, 키노쿠니야쇼텐 발행)의 제616 페이지에 기재되어 있는 방법에 따라, 적외선(IR) 스펙트럼 측정을 행하는 것에 의해 구할 수 있다.

상기 중에서도, 프로필렌계 수지로서는, 프로필렌의 단독 중합체, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체, 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체, 및 프로필렌-에틸렌-1-부텐 랜덤 공중합체가 바람직하게 이용된다.

프로필렌계 수지의 입체 규칙성은, 실질적으로 아이소택틱 또는 신디오택틱인 것이 바람직하다. 실질적으로 아이소택틱 또는 신디오택틱의 입체 규칙성을 갖는 프로필렌계 수지로 이루어지는 수지층을 포함하는 기재 필름은, 그 취급성이 비교적 양호하고, 고온 환경하에서의 기계적 강도가 우수하다.

기재 필름에는, 상기한 열가소성 수지 외에, 임의의 적절한 첨가제가 첨가되어 있어도 좋다. 이러한 첨가제로서는, 예컨대 자외선 흡수제, 산화 방지제, 윤활제, 가소제, 이형제, 착색 방지제, 난연제, 핵제, 대전 방지제, 안료, 및 착색제 등을 들 수 있다. 기재 필름중 상기에서 예시한 열가소성 수지의 함유량은, 바람직하게는 50 중량%∼100 중량%, 보다 바람직하게는 50 중량%∼99 중량%, 더 바람직하게는 60 중량%∼98 중량%, 특히 바람직하게는 70 중량%∼97 중량%이다. 기재 필름중 열가소성 수지의 함유량이 50 중량% 미만인 경우, 열가소성 수지가 원래 갖는 고투명성 등이 충분히 발현되지 않을 우려가 있다.

또한, 적층 필름에서의 기재 필름은, 적층 필름의 일축 연신 방향과는 필름면내에서 수직인 방향으로 미리 연신된 것이어도 좋다. 일축 연신 방향과는 필름면내에서 수직인 방향으로 연신된다는 것은, 예컨대 적층 필름의 일축 연신을 필름 반송 방향(적층 필름의 길이 방향), 즉 세로 방향으로 행하는 세로 연신인 경우에, 가로 연신(필름 폭 방향으로의 연신)을 의미한다.

적층 필름에서의 기재 필름의 두께(연신 전)는 특별히 제한되지 않지만, 강도나 취급성 등의 작업성의 점에서 1 ㎛∼500 ㎛가 바람직하고, 1 ㎛∼300 ㎛가 보다 바람직하며, 5 ㎛∼200 ㎛가 더 바람직하고, 5 ㎛∼150 ㎛이 가장 바람직하다. 연신 필름에서의 일축 연신된 기재 필름의 두께는, 적층 필름의 두께가 상기 범위인 경우, 통상 1 ㎛∼300 ㎛가 되고, 바람직하게는 1 ㎛∼100 ㎛이다. 적층 필름 및 연신 필름을 구성하는 각 수지층의 두께에 대해서도 특별히 제한은 없지만, 연신 필름에 대하여, 충분한 연신 방향으로의 찢어짐에 대한 내성을 부여하기 위해, 연신 필름에서의 배향을 발생시키지 않는 수지층(즉, 상 전이 온도가 가장 낮은 수지층 등의 연신시에 용융 상태가 되는 수지층)의 두께는, 2 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 5 ㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 기재 필름이 3층 구조인 경우에는, 이 층 구조가 대칭이 되도록, 외측의 2층은 동등한 두께를 갖고 있는 것이 바람직하다.

복수의 수지층을 포함하는 본 발명에 따른 기재 필름에서의 각각의 수지층끼리는 직접 또는 접착층을 통해 적층되고, 예컨대 다층 압출 성형기를 이용한 공압출 성형법 등에 의해 용이하게 제작할 수 있다.

기재 필름은, 폴리비닐알코올계 수지층과의 밀착성을 향상시키기 위해, 적어도 폴리비닐알코올계 수지층이 형성되는 측 표면에, 코로나 처리, 플라즈마 처리, 화염 처리 등을 행하여도 좋다.

(폴리비닐알코올계 수지층)

본 발명의 연신 필름을 구성하는 폴리비닐알코올계 수지층은, 전술과 같이 일축 연신된 것이며, 기재 필름의 한쪽 면에 형성된다. 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하는 폴리비닐알코올계 수지로서는, 예컨대 폴리비닐알코올 수지 및 그 유도체를 들 수 있다. 폴리비닐알코올 수지의 유도체로서는, 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈 등 외, 폴리비닐알코올 수지를 에틸렌, 프로필렌 등의 올레핀, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 등의 불포화카르복실산, 불포화카르복실산의 알킬에스테르, 아크릴아미드 등으로 변성한 것을 들 수 있다. 전술한 폴리비닐알코올계 수지 재료 중에서도, 폴리비닐알코올 수지를 이용하는 것이 바람직하다.

폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는, 100∼10000이 바람직하고, 1000∼10000이 보다 바람직하다. 평균 중합도가 100 미만에서는 바람직한 편광 특성을 얻는 것이 곤란하다. 10000 초과에서는 물에 대한 용해성이 악화되어 폴리비닐알코올계 수지층의 형성이 곤란해진다. 폴리비닐알코올계 수지의 평균 비누화도는 80 몰%∼100 몰%가 바람직하고, 98 몰% 이상이 보다 바람직하다. 평균 비누화도가 80 몰% 미만에서는, 바람직한 편광 특성을 얻는 것이 곤란하다.

전술한 폴리비닐알코올계 수지중에는, 필요에 따라, 가소제, 계면활성제 등의 첨가제가 첨가되어 있어도 좋다. 가소제로서는, 폴리올 및 그 축합물 등을 이용할 수 있고, 예컨대 글리세린, 디글리세린, 트리글리세린, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등이 예시된다. 첨가제의 배합량은 특별히 제한되지 않지만, 폴리비닐알코올계 수지중 20 중량% 이하로 하는 것이 적합하다.

적층 필름에서의 폴리비닐알코올계 수지층의 두께는 3 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하가 바람직하고, 5 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하가 보다 바람직하다. 3 ㎛ 미만이면 연신 후에 너무 얇아져 염색성이 현저히 악화되어 버리고, 30 ㎛를 초과하면, 편광판의 두께가 두꺼워지기 때문에 바람직하지 않다. 같은 이유에서, 연신 필름에서의 일축 연신된 폴리비닐알코올계 수지층의 두께는, 1 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 2 ㎛ 이상 8 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.

후술하는 바와 같이, 적층 필름에서의 폴리비닐알코올계 수지층의 형성은, 기재 필름의 한면에 직접, 폴리비닐알코올계 수지 용액을 도공, 건조하는 것에 의해 행할 수 있지만, 이 경우, 폴리비닐알코올계 수지층과 기재 필름과의 밀착성을 향상시키기 위해, 기재 필름 표면에 프라이머층 등의 박층을 형성하여도 좋다. 또한 폴리비닐알코올계 수지층은, 기재 필름 위에 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 필름을 접착하는 것에 의해 형성할 수도 있지만, 이 경우, 필름간의 접착에는 접착제를 이용할 수 있다.

연신 필름에서의 폴리비닐알코올계 수지층은, 연신 방향으로 일축 배향된 것이다. 폴리비닐알코올계 수지층의 배향 상태는, 예컨대 기재 필름으로부터 박리하여 시판되는 자동 복굴절 측정 장치[오지케이소쿠키키(주)제: KOBAR-WPR] 등으로 측정할 수 있다. 또한, 기재 필름을 박리할 수 없는 경우에는, 기재 필름만을 녹이는 유기 용매를 사용하여 기재 필름을 제거하여 폴리비닐알코올계 수지층을 단리함으로써, 마찬가지로 하여 측정하는 것이 가능하다.

<연신 필름의 제조 방법>

본 발명의 연신 필름은, 기재 필름과 이 기재 필름의 한쪽 표면에 적층되는 폴리비닐알코올계 수지층을 구비하는 적층 필름을 일축 연신하는 것에 의해 제작할 수 있다. 즉, 본 발명의 연신 필름의 제조 방법은, 하기의 공정을 포함한다.

(a) 기재 필름의 한쪽 면에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 공정,

(b) 이 적층 필름을 일축 연신하는 공정.

상기 공정 (a)에서, 폴리비닐알코올계 수지층은, 바람직하게는, 폴리비닐알코올계 수지의 분말을 양용매에 용해시켜 얻은 폴리비닐알코올계 수지 용액을 기재 필름의 한쪽 면에 도공하고, 건조에 의해 용제를 증발시키는 것에 의해 형성된다.

이러한 방법에 의하면, 폴리비닐알코올계 수지층을 얇게 형성하는 것이 가능해진다. 폴리비닐알코올계 수지 용액을 기재 필름에 도공하는 방법으로서는, 와이어바 코팅법, 리버스 코팅, 그라비아 코팅 등의 롤 코팅법, 스핀 코팅법, 스크린 코팅법, 파운틴 코팅법, 디핑법, 스프레이법 등의 공지의 방법으로부터 적절하게 선택할 수 있다. 건조 온도는, 예컨대 50℃∼200℃이고, 바람직하게는 60℃∼150℃이다. 건조 시간은, 예컨대 5∼30분이다.

폴리비닐알코올계 수지층을 형성하기 전에, 기재 필름의 폴리비닐알코올계 수지층이 형성되는 측의 표면에, 밀착성을 향상시키는 것을 목적으로서 프라이머층을 미리 형성해 두어도 좋다. 프라이머층은, 예컨대 폴리비닐알코올계 수지와 가교제를 포함하는 용액을, 상기와 같은 방법으로 도공하고, 건조시키는 것에 의해 형성할 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 폴리비닐알코올계 수지층은, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 필름을 기재 필름의 한쪽 표면 위에 접착하는 것에 의해 형성하는 것도 가능하다.

상기 공정 (b)는, 기재 필름 및 폴리비닐알코올계 수지층을 구비하는 적층 필름을 일축 연신하는 공정이다. 적층 필름의 연신 배율은, 원하는 편광 특성에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 바람직하게는, 적층 필름의 원래 길이에 대하여 5배 초과 17배 이하이며, 보다 바람직하게는 5배 초과 8배 이하이다. 연신 배율이 5배 이하이면, 폴리비닐알코올계 수지층이 충분히 배향하지 않기 때문에, 결과로서, 편광 필름의 편광도가 충분히 높아지지 않는다. 한편, 연신 배율이 17배를 초과하면 연신시의 적층 필름의 파단이 생기기 쉬워지는 동시에, 적층 필름의 두께가 필요 이상으로 얇아져, 후속 공정에서의 가공성·취급성이 저하될 우려가 있다. 본 발명에서는, 상기와 같은 복수의 수지층으로 이루어지는 기재 필름을 이용하기 때문에, 연신 배율을 5배 초과로 한 경우라도, 얻어지는 연신 필름은, 연신 방향으로의 찢어짐에 대한 높은 내성을 갖는다. 따라서, 본 발명에 의하면, 높은 편광 특성을 나타내면서, 높은 내구성을 구비하는 편광판 및 편광성 연신 필름을 제공할 수 있다.

일축 연신 처리는, 일단에서의 연신에 한정되지 않고 다단으로 행할 수도 있다. 이 경우, 연신 처리의 전체단을 합쳐 5배 초과의 연신 배율이 되도록 연신 처리를 행하는 것이 바람직하다.

본 발명에서의 일축 연신은, 적층 필름의 길이 방향(필름 반송 방향)으로 연신을 행하는 세로 연신인 것이 바람직하다. 세로 연신 방식으로서는, 롤간 연신 방법, 압축 연신 방법, 텐터를 이용한 연신 방법 등을 들 수 있다. 또한 일축 연신은, 세로 연신 처리에 한정되지 않고, 경사 연신 등이어도 좋다.

연신 처리는, 습윤식 연신 방법과 건식 연신 방법 모두 채용할 수 있지만, 건식 연신 방법을 이용하는 편이, 적층 필름을 연신할 때의 온도를 넓은 범위로부터 선택할 수 있는 점에서 바람직하다.

연신 온도는, 통상 기재 필름이 갖는 복수의 수지층을 구성하는 수지가 나타내는 상 전이 온도 중, 가장 높은 상 전이 온도 근방에 설정되고, 구체적으로는 (가장 높은 상 전이 온도 - 30℃)∼(가장 높은 상 전이 온도 + 5℃)의 범위가 바람직하고, (가장 높은 상 전이 온도 - 25℃)∼(가장 높은 상 전이 온도)의 범위가 보다 바람직하다. 연신 온도를 (가장 높은 상 전이 온도 - 30℃)보다 낮게 하면, 5배 초과의 고배율 연신이 곤란해진다. 연신 온도가 (가장 높은 상 전이 온도 + 5℃)를 초과하면, 기재 필름의 유동성이 너무 커서 연신이 곤란해지는 경향이 있다. 또한 연신 온도는 상기 범위 내로서, 더 바람직하게는 120℃ 이상이다. 연신 온도가 120℃ 이상인 경우, 5배 초과의 고연신 배율이어도 연신 처리에 곤란성을 수반하지 않기 때문이다. 연신 처리의 온도 조정은, 통상, 가열로의 온도 조정에 의한다.

<편광성 연신 필름 및 그 제조 방법>

도 4는, 본 발명의 편광성 연신 필름의 바람직한 일례를 도시하는 개략 단면도이다. 도 4에 도시되는 편광성 연신 필름(15)은, 일축 연신된 기재 필름(20)과, 이 기재 필름(20)의 한쪽 면에 적층되는 일축 연신되고 이색성 색소가 흡착 배향된 폴리비닐알코올계 수지층을 포함하는 편광자층(35)을 구비한다. 즉, 도 4에 도시되는 편광성 연신 필름(15)은, 도 1에 도시되는 연신 필름(10)에서의 폴리비닐알코올계 수지층(30)에 이색성 색소를 흡착 배향시킨 것이다. 본 발명의 편광성 연신 필름은, 이색성 색소를 흡착 배향시킨 것이기 때문에 편광 특성을 나타내고, 따라서 이것을 편광판으로서 이용할 수 있거나, 또는 보호 필름을 구비하는 편광판의 중간물로서도 이용할 수 있다. 또한 도 4에서는, 기재 필름이 2층 구조인 예를 나타내고 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 전술한 연신 필름과 같이, 3층 이상의 수지층을 포함할 수도 있다. 본 발명의 편광성 연신 필름은, 박형이면서, 편광 성능 및 내구성이 우수하다. 또한, 본 발명의 편광성 연신 필름을 편광판으로서 이용한 액정 표시 장치는, 높은 콘트라스트비를 나타낸다.

본 발명의 편광성 연신 필름은, 전술한 연신 필름을 이용하여 효율적으로 제작하는 것이 가능하고, 구체적으로는, 하기 공정을 포함하는 방법에 의해 제작할 수 있다.

(a') 기재 필름의 한쪽 면에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 공정,

(b') 이 적층 필름을 일축 연신하여 연신 필름을 얻는 공정,

(c') 이 연신 필름의 폴리비닐알코올계 수지층을 이색성 색소로 염색하여, 염색 필름을 얻는 공정,

(d') 이 염색 필름의 폴리비닐알코올계 수지층을, 가교제를 포함하는 용액에 침지하여 편광자층을 형성하여, 가교 필름을 얻는 공정과,

(e') 이 가교 필름을 건조하는 공정.

상기 공정 (a') 및 (b')는, 상기 공정 (a) 및 (b)와 마찬가지이기 때문에 설명은 생략한다. 상기 공정 (c')는, 연신 필름의 폴리비닐알코올 수지층을, 이색성 색소로 염색하고, 이것을 흡착 배향시키는 공정이다. 이색성 색소로서는, 예컨대 요오드나 유기 염료 등을 들 수 있다. 유기 염료로서는, 예컨대 레드 BR, 레드 LR, 레드 R, 핑크 LB, 루빈 BL, 보르도 GS, 스카이블루 LG, 레몬옐로우, 블루 BR, 블루 2R, 네이비 RY, 그린 LG, 바이올렛 LB, 바이올렛 B, 블랙 H, 블랙 B, 블랙 GSP, 옐로우 3G, 옐로우 R, 오렌지 LR, 오렌지 3R, 스칼렛 GL, 스칼렛 KGL, 콩고 레드, 브릴리언트 바이올렛 BK, 수프라 블루 G, 수프라 블루 GL, 수프라 오렌지 GL, 다이렉트 스카이블루, 다이렉트 퍼스트 오렌지 S, 퍼스트 블랙 등을 사용할 수 있다. 이들 이색성 물질 각각은, 단독으로 사용하여도 좋고, 다른 1종 이상과 병용하여도 좋다.

염색 공정은, 예컨대 상기 이색성 색소를 함유하는 용액(염색 용액)에, 연신 필름 전체를 침지하는 것에 의해 행할 수 있다. 염색 용액으로서는, 상기 이색성 물질을 용매에 용해한 용액을 사용할 수 있다. 염색 용액의 용매로서는, 일반적으로는 물이 사용되지만, 물과 상용성이 있는 유기 용매가 더 첨가되어도 좋다. 이색성 물질의 농도는, 0.01 중량%∼10 중량%인 것이 바람직하고, 0.02 중량%∼7 중량%인 것이 보다 바람직하며, 0.025 중량%∼5 중량%인 것이 특히 바람직하다.

이색성 색소로서 요오드를 사용하는 경우, 염색 효율을 한층 더 향상시킬 수 있기 때문에, 요오드화물을, 요오드를 함유하는 염색 용액에 더 첨가하는 것이 바람직하다. 이 요오드화물로서는, 예컨대 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄 등을 들 수 있다. 염색 용액에서의 요오드화물의 농도는, 0.01 중량%∼10 중량%인 것이 바람직하다. 요오드화물 중에서도, 요오드화칼륨을 첨가하는 것이 바람직하다. 요오드화칼륨을 첨가하는 경우, 요오드와 요오드화칼륨의 비율은 중량비로, 1:5∼1:100의 범위에 있는 것이 바람직하고, 1:6∼1:80의 범위에 있는 것이 보다 바람직하며, 1:7∼1:70의 범위에 있는 것이 특히 바람직하다.

염색 용액에의 적층 필름의 침지 시간은, 특별히 한정되지 않지만, 15초∼15분간의 범위인 것이 바람직하고, 1분∼3분간인 것이 보다 바람직하다. 또한 염색 용액의 온도는, 10℃∼60℃의 범위에 있는 것이 바람직하고, 20℃∼40℃의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다.

또한, 염색 공정을 일축 연신 공정 전 또는 동시에 행하는 것도 가능하지만, 폴리비닐알코올계 수지층에 흡착시킨 이색성 색소를 양호하게 배향시킬 수 있도록, 적층 필름에 일축 연신 공정을 실시한 후에 행하는 것이 바람직하다.

상기 공정 (d')는, 이색성 색소로 염색시켜 얻어진 염색 필름의 폴리비닐알코올계 수지층에 대하여, 가교 처리를 행하여, 폴리비닐알코올계 수지층을 편광자층으로 하는 가교 필름을 얻는 공정이다. 가교 공정은, 예컨대 가교제를 포함하는 용액(가교 용액)중에 염색 필름을 침지하는 것에 의해 행할 수 있다. 가교제로서는, 종래 공지의 물질을 사용할 수 있다. 예컨대 붕산, 붕사 등의 붕소 화합물이나, 글리옥살, 글루타르알데히드 등을 들 수 있다. 이들 각각은 단독으로 사용하여도 좋고, 다른 1종 이상과 병용하여도 좋다.

가교 용액으로서는, 가교제를 용매에 용해한 용액을 사용할 수 있다. 용매로서는, 예컨대 물을 사용할 수 있지만, 물과 상용성이 있는 유기 용매를 더 포함하여도 좋다. 가교 용액에서의 가교제의 농도는, 1 중량%∼10 중량%의 범위에 있는 것이 바람직하고, 2 중량%∼6 중량%인 것이 보다 바람직하다.

가교 용액에는, 요오드화물을 첨가하여도 좋다. 요오드화물의 첨가에 의해, 편광자층의 면내에서의 편광 특성을 보다 균일화시킬 수 있다. 요오드화물로서는, 예컨대 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄을 들 수 있다. 요오드화물의 농도는 0.05 중량%∼15 중량%, 보다 바람직하게는 0.5 중량%∼8 중량%이다.

가교 용액에의 염색 필름의 침지 시간은, 통상 15초∼20분간인 것이 바람직하고, 30초∼15분간인 것이 보다 바람직하다. 또한, 가교 용액의 온도는, 10℃∼80℃의 범위에 있는 것이 바람직하다.

또한, 가교 공정은, 가교제를 염색 용액중에 배합하는 것에 의해, 염색 공정과 동시에 행할 수도 있다. 또한 가교 공정과 일축 연신 공정을 동시에 행하여도 좋다.

얻어진 가교 필름은, 통상, 세정을 행한 후, 건조된다[상기 공정(e')]). 세정은, 이온 교환수, 증류수 등의 순수에 가교 필름을 침지하는 것에 의해 행할 수 있다. 물 세정 온도는, 통상 3℃∼50℃, 바람직하게는 4℃∼20℃의 범위이다. 침지 시간은, 통상 2∼300초간, 바람직하게는 5∼240초간이다. 세정은 요오드화물 용액에 의한 세정 처리와 물 세정 처리를 조합하여도 좋고, 적절히 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올, 부탄올, 프로판올 등의 액체 알코올을 배합한 용액을 이용할 수도 있다.

건조 방법으로서는, 임의의 적절한 방법(예컨대 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조)을 채용할 수 있다. 예컨대 가열 건조의 경우의 건조 온도는 통상 20℃∼95℃이며, 건조 시간은 통상 1∼15분간 정도이다.

<편광판의 제조 방법>

상기 본 발명의 편광성 연신 필름은, 보호 필름을 접착한 편광판을 제조하기 위한 중간물로서 유용하고, 이것을 이용하는 것에 의해, 원하는 편광판을 효율적으로 수율 좋게 제조할 수 있다. 도 5에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 편광판(25)은, 편광자층(35)의 한쪽 면에 보호 필름이 적층된 구성을 가지며, 기재 필름을 갖지 않는다. 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 편광판은, 박형이면서, 편광 성능 및 내구성이 우수하다. 또한 본 발명에 따른 편광판을 이용한 액정 표시 장치는, 높은 콘트라스트비를 나타낸다.

편광판은, 상기 본 발명의 편광성 연신 필름을 이용하여, 하기 공정을 포함하는 방법에 의해 제작할 수 있다.

(A) 편광성 연신 필름의 편광자층에서의 기재 필름측과는 반대측 면에 보호 필름을 접합하는 공정,

(B) 기재 필름을 박리 제거하는 공정.

상기 공정 (A)에서 사용하는 보호 필름으로서는, 쇄상 폴리올레핀계 수지(폴리프로필렌계 수지 필름 등), 환상 폴리올레핀계 수지(노르보르넨계 수지 등) 등의 폴리올레핀계 수지; 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 디아세테이트와 같은 수지를 포함하는 셀룰로오스 에스테르계 수지 필름; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트와 같은 수지를 포함하는 폴리에스테르계 수지 필름, 폴리카보네이트계 수지 필름, 아크릴계 수지 필름 등을 들 수 있다.

환상 폴리올레핀계 수지로서는, 적절한 시판품, 예컨대 모두 상품명으로, 「Topas」[TOPAS ADVANCED POLYMERS GmbH사제, 폴리플라스틱스(주)로부터 입수할 수 있음], 「아톤」[JSR(주)제], 「제오노아(ZEONOR)」[니혼제온(주)제], 「제오넥스(ZEONEX)」[니혼제온(주)제], 「아펠」[미쓰이가가쿠(주)제] 등을 적합하게 이용할 수 있다.

이러한 환상 폴리올레핀계 수지를 제막하여 필름으로 할 때는, 용제 캐스트법, 용융 압출법 등의 공지의 방법이 적절하게 이용된다. 또한, 모두 상품명으로, 에스시나[세키스이가가쿠고교(주)제], SCA40[세키스이가가쿠고교(주)제], 제오노아 필름[(주)오프테스제] 등의 제막된 환상 폴리올레핀계 수지제의 필름의 시판품을 이용하여도 좋다.

환상 폴리올레핀계 수지 필름은, 일축 연신 또는 이축 연신된 것이어도 좋다. 연신함으로써, 환상 폴리올레핀계 수지 필름에 임의의 위상차값을 부여할 수 있다. 연신은, 통상 필름 롤을 감아내면서 연속적으로 행해지며, 가열로에서, 롤의 진행 방향, 그 진행 방향과 수직 방향, 또는 그 양방으로 연신된다.

가열로의 온도는, 통상 환상 폴리올레핀계 수지의 유리 전이 온도 근방으로부터 유리 전이 온도 + 100℃까지의 범위이다. 연신의 배율은, 한 방향에 대해 통상 1.1∼6배, 바람직하게는 1.1∼3.5배이다.

환상 폴리올레핀계 수지 필름은, 일반적으로 표면 활성이 뒤떨어지기 때문에, 편광자층과 접착되는 표면에는, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 프레임(화염) 처리, 비누화 처리 등의 표면 처리를 행하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 비교적 용이하게 실시 가능한 플라즈마 처리, 코로나 처리가 적합하다.

셀룰로오스 에스테르계 수지 필름으로서는, 적절한 시판품, 예컨대 모두 상품명으로, 후지태크 TD80[후지필름(주)제], 후지태크 TD80UF[후지필름(주)제], 후지태크 TD80UZ[후지필름(주)제], 후지태크 TD40UZ[후지필름(주)제], KC8UX2M[코니카미놀타옵트(주)제], KC4UY[코니카미놀타옵트(주)제] 등을 적합하게 이용할 수 있다.

셀룰로오스 에스테르계 수지 필름의 표면에는, 시야각 특성을 개량하기 위해 액정층 등을 형성하여도 좋다. 또한, 위상차를 부여하기 위해, 연신된 셀룰로오스 에스테르계 수지 필름을 보호 필름으로서 이용하여도 좋다. 셀룰로오스 에스테르계 수지 필름은, 편광자층과의 접착성을 높이기 위해, 통상은 비누화 처리가 실시된다. 비누화 처리로서는, 수산화나트륨이나 수산화칼륨과 같은 알칼리의 수용액에 침지하는 방법을 채용할 수 있다.

보호 필름은 얇은 것이 바람직하지만, 너무 얇으면, 강도가 저하되어, 가공성이 뒤떨어진다. 한편, 너무 두꺼우면, 투명성이 저하되거나, 적층 후에 필요한 양생 시간이 길어지는 등의 문제가 생긴다. 따라서, 보호 필름의 두께는 80 ㎛ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 ㎛∼60 ㎛이다. 또한, 편광판의 박형화의 관점에서는, 편광자층과 보호 필름의 합계의 두께(즉 편광판의 두께)는, 100 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 90 ㎛ 이하, 더 바람직하게는 80 ㎛ 이하이다.

보호 필름의 편광자층과는 반대측 표면에, 하드코트층, 방현층, 반사방지층 등의 광학층을 형성할 수도 있다. 보호 필름 표면에 이들 광학층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법을 이용할 수 있다.

편광성 연신 필름의 편광자층과 보호 필름과의 접합은, 접착제 또는 점착제를 이용하여 행할 수 있다. 접착제로서는, 예컨대 폴리비닐알코올계 수지 수용액, 수계 이액형 우레탄계 에멀전 접착제 등의 수계 접착제를 들 수 있다. 보호 필름으로서 비누화 처리 등으로 친수화 처리된 셀룰로오스 에스테르계 수지를 이용하는 경우, 접착제로서, 폴리비닐알코올계 수지 수용액이 적합하게 이용된다. 접착제로서 이용하는 폴리비닐알코올계 수지에는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐을 비누화 처리하여 얻어지는 비닐알코올 호모폴리머 외, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체를 비누화 처리하여 얻어지는 비닐알코올계 공중합체, 더 나아가서는 이들의 수산기를 부분적으로 변성한 변성 폴리비닐알코올계 중합체 등이 있다. 수계 접착제에는, 다가 알데히드, 수용성 에폭시 화합물, 멜라민계 화합물, 지르코니아 화합물, 아연 화합물 등이 첨가제로서 첨가되어도 좋다. 수계 접착제를 이용한 경우, 그로부터 얻어지는 접착제층은, 통상 1 ㎛ 이하이다.

수계 접착제를 이용하여 편광자층과 보호 필름을 접합하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니며, 예컨대 유연법, 메이어바 코트법, 그라비아 코트법, 콤마코터법, 닥터블레이드법, 다이코트법, 딥코트법, 분무법 등에 의해, 편광자층 및/또는 보호 필름의 접착면에 접착제를 도포하고, 도포면에 다른 한쪽 필름을 겹쳐 롤 등을 이용하여 접합하고, 건조하는 방법 등을 들 수 있다. 유연법이란, 피도포물인 편광자층 또는 보호 필름을, 대략 수직 방향, 대략 수평 방향, 또는 양자 사이의 경사 방향으로 이동시키면서, 그 표면에 접착제를 흘려내려 확산 분포시키는 방법이다. 통상, 수계 접착제는, 그 조제 후, 15℃∼40℃의 온도하에서 도포되고, 접합 온도는 통상 15℃∼30℃의 범위이다.

접착제를 도포한 후, 편광자층 및 보호 필름을 중첩시키고, 닙롤 등에 의해 사이에 끼워 필름을 접합한다. 닙롤을 이용한 접합은, 예컨대 접착제를 도포한 후, 롤 등으로 가압하여 균일하게 눌러 펴는 방법, 접착제를 도포한 후, 롤과 롤 사이에 통과시키고, 가압하여 눌러 펴는 방법 등을 채용할 수 있다. 전자의 경우, 롤의 재질로서는 금속이나 고무 등을 이용하는 것이 가능하다. 또한, 후자의 경우, 복수의 롤은 동일한 재질이어도 좋고, 다른 재질이어도 좋다.

수계 접착제를 사용하는 경우는, 편광자층과 보호 필름을 접합한 후, 수계 접착제중에 포함되는 물을 제거하기 위해, 적층된 필름을 건조시킨다. 건조 온도는 바람직하게는 30℃∼90℃이다. 30℃ 미만이면, 편광자층과 보호 필름이 박리하기 쉬워지는 경향이 있다. 또한 90℃ 이상이면, 열에 의해 편광 성능이 열화될 우려가 있다. 건조 시간은 10∼1000초로 할 수 있고, 특히 생산성의 관점에서는, 바람직하게는 60∼750초, 보다 바람직하게는 150∼600초이다.

건조 후는 또한, 실온 또는 그것 보다 약간 높은 온도, 예컨대 20℃∼45℃ 정도의 온도에서 12∼600 시간 정도 양생하여도 좋다. 양생 온도는, 건조시에 채용한 온도보다 낮게 설정되는 것이 일반적이다.

또한, 편광자층과 보호 필름을 접합할 때의 접착제로서, 광경화성 접착제를 이용할 수도 있다. 광경화성 접착제로서는, 예컨대 광경화성 에폭시 수지와 광 양이온 중합개시제와의 혼합물 등을 들 수 있다.

광경화성 접착제를 이용하는 경우는, 편광자층과 보호 필름을 상기와 마찬가지로 하여 접합한 후, 활성 에너지선을 조사하는 것에 의해 광경화성 접착제를 경화시킨다. 활성 에너지선의 광원은 특별히 한정되지 않지만, 파장 400 ㎚ 이하에 발광 분포를 갖는 활성에너지선이 바람직하고, 구체적으로는 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙라이트 램프, 마이크로 웨이브 여기 수은등, 메탈할라이드 램프 등이 바람직하게 이용된다.

광경화성 접착제에의 광 조사 강도는, 광경화성 접착제의 조성에 의해 적절하게 결정되고, 특별히 한정되지 않지만, 중합개시제의 활성화에 유효한 파장 영역의 조사 강도가 0.1 mW/㎠∼6000 mW/㎠인 것이 바람직하다. 조사 강도가 0.1 mW/㎠ 이상인 경우, 반응 시간이 너무 길어지지 않고, 6000 mW/㎠ 이하인 경우, 광원으로부터 복사되는 열 및 광경화성 접착제의 경화시의 발열에 의한 에폭시 수지의 황변이나 편광 필름의 열화를 발생시킬 우려가 적다. 광경화성 접착제에의 광조사 시간은, 경화시키는 광경화성 접착제에 따라 적용되는 것으로서 특별히 한정되지 않지만, 상기한 조사 강도와 조사 시간의 곱으로서 나타내어지는 적산 광량이 10 mJ/㎠∼10000 mJ/㎠가 되도록 설정되는 것이 바람직하다.

광경화성 접착제에의 적산 광량이 10 mJ/㎠ 이상인 경우, 중합개시제 유래의 활성종을 충분량 발생시켜 경화 반응을 보다 확실하게 진행시킬 수 있고, 10000 mJ/㎠ 이하인 경우, 조사 시간이 너무 길어지지 않아, 양호한 생산성을 유지할 수 있다. 또한, 경화 후의 접착제층의 두께는, 통상 0.001 ㎛∼5 ㎛ 정도이며, 바람직하게는 0.01 ㎛∼2 ㎛, 더 바람직하게는 0.01 ㎛∼1 ㎛이다.

활성에너지선의 조사에 의해 광경화성 접착제를 경화시키는 경우, 편광자층의 편광도, 투과율 및 색상, 및 보호 필름의 투명성 등, 편광판의 여러 기능이 저하되지 않는 조건으로 경화하는 것이 바람직하다.

또한, 편광자층과 보호 필름과의 접합에 있어서는, 편광자층 및/또는 보호 필름의 접착면에, 접착성을 향상시키기 위해, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 프레임(화염) 처리, 비누화 처리 등의 표면 처리를 필요에 따라 실시하여도 좋다.

비누화 처리로서는, 수산화나트륨이나 수산화칼륨과 같은 알칼리의 수용액에 침지하는 방법을 들 수 있다.

한편, 보호 필름과 편광자층의 접합에 이용되는 점착제는, 통상 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 실리콘계 수지 등을 베이스 폴리머로 하고, 이것에, 이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 아지리딘 화합물 등의 가교제를 가한 조성물을 포함한다. 미립자를 더 함유하여 광산란성을 나타내는 점착제층으로 할 수도 있다.

점착제층의 두께는 1 ㎛∼40 ㎛인 것이 바람직하지만, 가공성, 내구성 등을 손상하지 않는 범위에서 얇게 형성하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 ㎛∼25 ㎛이다. 3 ㎛∼25 ㎛이면, 양호한 가공성을 가지며, 편광자층의 치수 변화를 억제하는 데에 있어서도 적합하다. 점착제층의 두께가 1 ㎛ 미만이면 점착성이 저하되고, 40 ㎛를 초과하면 점착제가 비어져 나오는 등의 문제점을 발생시키기 쉬워진다.

점착제에 의해 보호 필름과 편광자층을 접합하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니며, 보호 필름면 또는 편광자층면에, 상기한 베이스 폴리머를 비롯하는 각 성분을 포함하는 용액(점착제 조성물)을 도포하고, 건조하여 점착제층을 형성한 후, 보호 필름과 편광자층을 접합시켜도 좋고, 세퍼레이터(박리 필름) 위에 점착제층을 형성한 후, 보호 필름면 또는 편광자층면에 전사하여, 보호 필름과 편광자층을 접합시켜도 좋다.

또한, 편광자층과 보호 필름을 점착제층을 통해 접합함에 있어서는, 밀착성을 향상시키기 위해, 편광자층 및/또는 보호 필름의 접합면, 또는 점착제층의 한면 또는 양면에, 코로나 처리 등의 표면 처리를 필요에 따라 실시하여도 좋다.

상기 공정 (B)는, 공정 (A)에서 얻어지는 기재 필름/편광자층/보호 필름을 구비하는 적층체로부터, 기재 필름을 박리 제거하는 공정이다. 기재 필름을 박리하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 통상의 점착제를 갖는 편광판에서 행해지는 세퍼레이터(박리 필름)의 박리 공정과 같은 방법으로 박리할 수 있다. 보호 필름의 접합 후, 그대로 바로 기재 필름을 박리하여도 좋고, 보호 필름을 접합 후, 한번 롤 형상으로 권취한 후, 후속 공정에서 감아내면서 기재 필름을 박리하여도 좋다.

이상과 같이 하여 제조되는 편광판에는, 실용에 있어서 다른 광학층을 적층하여도 좋다. 또한, 상기 보호 필름이 이들 광학층의 기능을 갖고 있어도 좋다. 다른 광학층으로서는, 어느 종의 편광광을 투과하고, 그것과 반대 성질을 나타내는 편광광을 반사하는 반사형 편광 필름; 표면에 요철 형상을 갖는 방현 기능을 갖는 필름; 표면 반사 방지 기능을 갖는 필름; 표면에 반사 기능을 갖는 반사 필름; 반사 기능과 투과 기능을 함께 갖는 반투과 반사 필름; 시야각 보상 필름을 들 수 있다.

어느 종의 편광광을 투과하고, 그것과 반대 성질을 나타내는 편광광을 반사하는 반사형 편광 필름에 상당하는 시판품으로서는, 예컨대 「DBEF」[3M사제, 스미토모스리엠(주)으로부터 입수 가능], 「APF」[3M사제, 스미토모스리엠(주)으로부터 입수 가능]를 들 수 있다. 또한, 시야각 보상 필름으로서는, 기재 표면에 액정성 화합물이 도포되고 배향되어 있는 광학 보상 필름, 폴리카보네이트계 수지로 이루어지는 위상차 필름, 환상 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름을 들 수 있다. 기재 표면에 액정성 화합물이 도포되고 배향되어 있는 광학 보상 필름에 상당하는 시판품으로서는, 「WV 필름」[후지필름(주)제], NH 필름[신니혼세키유(주)제], NR 필름[신니혼세키유(주)제] 등을 들 수 있다. 또한, 환상 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름에 상당하는 시판품으로서는, 「아톤 필름」[JSR(주)제], 「에스시나」[세키스이가가쿠고교(주)제], 「제오노아 필름」[(주)오프테스제] 등을 들 수 있다.

<액정 표시 장치>

본 발명의 액정 표시 장치는, 전술한 편광성 연신 필름 또는 편광판을 구비하는 것을 특징으로 한다. 구체적으로는, 본 발명의 액정 표시 장치는, 액정셀과, 이 액정셀의 한면(시인측, 배면측 중 어느 것이어도 좋음) 또는 양면에 적층된 전술한 편광성 연신 필름 또는 편광판을 구비하는 액정 패널을 포함한다. 액정셀로서는, 종래 공지의 각종 구동 방식의 것을 이용할 수 있다. 또한, 본 발명의 액정 표시 장치는, 전술한 편광성 연신 필름 또는 편광판을 구비하는 것 이외는, 종래 공지의 구성으로서 좋다. 본 발명의 액정 표시 장치는, 박형화가 도모되어 있으며, 편광성 연신 필름 또는 편광판의 우수한 편광 성능에 기인하여, 높은 콘트라스트비를 나타낸다.

[실시예]

이하, 실시예를 나타내어 본 발명을 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것은 아니다.

〔연신 필름의 제작〕

<실시예 1>

(1) 기재 필름의 제작

에틸렌 유닛을 약 5 중량% 포함하는 프로필렌/에틸렌의 랜덤 공중합체[스미토모가가쿠(주)제 「스미토모 노브렌 W151」, 융점(Tm)=138℃]로 이루어지는 수지층의 양측에 프로필렌의 단독 중합체인 호모폴리프로필렌[스미토모가가쿠(주)제 「스미토모 노브렌 FLX80E4」, 융점(Tm)=163℃]으로 이루어지는 수지층을 배치한 3층 구조의 기재 필름을, 다층 압출 성형기를 이용한 공압출 성형에 의해 제작하였다. 얻어진 기재 필름의 합계 두께는 90 ㎛이며, 각 층의 두께 비(FLX80E4/W151/FLX80E4)는 3/4/3이었다.

(2) 프라이머층의 형성

폴리비닐알코올 분말[니혼합성가가쿠고교(주)제, 「Z-200」, 평균 중합도 1100, 평균 비누화도 99.5 몰%]을 95℃의 열수에 용해하여, 농도 3 중량%의 폴리비닐 알코올 수용액을 조제하였다. 얻어진 수용액에 가교제[스미토모가가쿠(주)제, 「스미레즈 레진 650」]를 폴리비닐알코올 분말 6 중량부에 대하여 5 중량부를 혼합하였다.

얻어진 혼합 수용액을, 코로나 처리를 실시한 상기 기재 필름의 코로나 처리면 위에 마이크로 그라비아 코터를 이용하여 도공하고, 80℃에서 10분간 건조시키는 것에 의해, 두께 0.2 ㎛의 프라이머층을 형성하였다.

(3) 폴리비닐알코올계 수지층의 형성

폴리비닐알코올 분말[쿠라레(주)제 「PVA124」, 평균 중합도 2400, 평균 비누화도 98.0 몰%∼99.0 몰%]을 95℃의 열수에 용해하여, 농도 8 중량%의 폴리비닐알코올 수용액을 조제하였다. 얻어진 수용액을, 상기 프라이머층 위에 립코터를 이용하여 도공하고, 80℃에서 2분간, 70℃에서 2분간, 이어서 60℃에서 4분간의 조건하에서 건조시키는 것에 의해, 기재 필름/프라이머층/폴리비닐알코올계 수지층을 포함하는 3층 구조의 적층 필름을 제작하였다. 폴리비닐알코올계 수지층의 두께는 9.8 ㎛였다.

(4) 연신 필름의 제작

상기 적층 필름을 160℃의 연신 온도에서 5.8배로 자유단 세로 일축 연신하여, 연신 필름을 얻었다. 얻어진 연신 필름의 두께는 28.5 ㎛이며, 폴리비닐알코올계 수지층의 두께는 4.2 ㎛였다.

<실시예 2>

에틸렌의 단독 중합체인 리니어 저밀도 폴리에틸렌[스미토모가가쿠(주)제 「FV401」, 융점(Tm)=119℃]으로 이루어지는 수지층의 양측에, 프로필렌의 단독 중합체인 호모폴리프로필렌[스미토모가가쿠(주)제 「스미토모 노브렌 FLX80E4」, 융점(Tm)=163℃]으로 이루어지는 수지층을 배치한 3층 구조의 기재 필름을 이용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 연신 필름을 제작하였다. 얻어진 기재 필름의 합계 두께는 90 ㎛이며, 각 층의 두께 비(FLX80E4/FV401/FLX80E4)는 3/4/3이었다.

<실시예 3>

에틸렌의 단독 중합체인 리니어 저밀도 폴리에틸렌[스미토모가가쿠(주)제 「FV441-0」, 융점(Tm)=111℃]으로 이루어지는 수지층의 한쪽에, 프로필렌의 단독 중합체인 호모폴리프로필렌[스미토모가가쿠(주)제 「스미토모 노브렌 FLX80E4」, 융점(Tm)=163℃]으로 이루어지는 수지층을 배치한 2층 구조의 기재 필름을 이용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 연신 필름을 제작하였다. 얻어진 기재 필름의 합계 두께는 90 ㎛이며, 각 층의 두께비(FV441-0/FLX80E4)는 4/6이었다. 폴리비닐알코올계 수지층은, 폴리에틸렌으로 이루어지는 수지층 위에 형성하였다.

<비교예 1>

호모폴리프로필렌[스미토모가가쿠(주)제 「스미토모 노브렌 FLX80E4」, 융점(Tm)=163℃]으로 이루어지는 단층의 기재 필름을 이용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 두께 95 ㎛의 적층 필름을 제작하였다. 이어서, 실시예 1과 같은 조건으로 자유단 세로 일축 연신 처리를 행하여, 두께 30.1 ㎛의 연신 필름을 얻었다. 연신 필름에서의 폴리비닐알코올계 수지층의 두께는 4.5 ㎛였다.

<비교예 2>

에틸렌 유닛을 약 5 중량% 포함하는 프로필렌/에틸렌의 랜덤 공중합체[스미토모가가쿠(주)제 「스미토모 노브렌 W151」, 융점(Tm)=138℃]로 이루어지는 단층의 기재 필름을 이용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 두께 95 ㎛의 적층 필름을 제작하였다. 이어서, 실시예 1과 같은 조건으로 자유단 세로 일축 연신 처리를 행하여, 두께 30.1 ㎛의 연신 필름을 얻었다. 연신 필름에서의 폴리비닐알코올계 수지층의 두께는 4.5 ㎛였다.

(연신 필름의 인열 강도의 측정)

상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 연신 필름의 인열 강도를 다음의 방법으로 측정하였다. 우선, 연신 필름의 짧은 변 단부의 중앙(필름 폭방향의 중앙)으로부터, 커터를 이용하여 연신 방향과 평행하게 절단선을 넣었다. 다음에, 만능 인장 시험기[(주)시마즈 제작소제 「오토그래프 AG-I」]를 이용하여, 이 절단선의 기점으로부터 연신 필름을 인열하고, 그 때의 인열 강도를 같은 장치를 이용하여 측정하였다. 필름 인열시의 속도는 300 ㎜/min으로 하였다. 본 측정에 의해, 각 인열 거리(절단선의 기점으로부터의 인열된 필름의 거리)에서의 인열 강도가 얻어지지만, 인장 시험기를 이용한 인열 강도 측정에 있어서는, 어느 정도의 인열 거리에 도달하여 필름의 인열 각도가 안정될 때까지는, 인열 강도가 높게 나오는 경우가 많다. 따라서, 본 측정에서는, 이 부분을 제외하고, 인열 강도가 안정되어 있는 영역에서의 인열 강도의 평균값을 구하여, 이것을 인열 강도로 하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[표 1]

표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1∼3의 연신 필름은, 비교예 1 및 2와 비교하여, 연신 방향으로의 찢어짐에 대하여 높은 내성을 갖는 것이 확인되었다.

〔편광성 연신 필름의 제작〕

<실시예 4>

실시예 1∼3에서 얻어진 연신 필름을 이용하여, 다음 수순으로 편광성 연신 필름을 제작하였다. 우선, 연신 필름을 60℃의 온욕에 60초간 침지한 후, 30℃의 요오드와 요오드화칼륨을 포함하는 수용액인 30℃의 염색 용액에 150초간 정도 침지하여, 폴리비닐알코올계 수지층의 염색을 행하고, 이어서 10℃의 순수로 여분의 요오드액을 씻어 버렸다. 다음에, 붕산과 요드화칼륨을 포함하는 수용액인 76℃의 가교 용액에 600초간 침지시켰다. 그 후, 10℃의 순수로 4초간 세정하고, 마지막에 50℃에서 300초간 건조시키는 것에 의해, 편광성 연신 필름을 얻었다.

실시예 1∼3 중 어떤 연신 필름을 이용한 경우라도, 편광성 연신 필름을 제작할 때까지의 각 공정에서, 연신 필름의 찢어짐 등의 문제점은 생기지 않고, 안정적으로 편광성 연신 필름을 제작할 수 있었다.

〔편광판의 제작〕

<실시예 5>

실시예 4에서 얻어진 각 편광성 연신 필름을 이용하여, 다음 수순으로 편광판을 제작하였다. 우선, 폴리비닐알코올 분말[(주)쿠라레제 「KL-318」, 평균 중합도 1800]을 95℃의 열수에 용해하고, 농도 3 중량%의 폴리비닐알코올 수용액을 조제하였다. 얻어진 수용액에 가교제[스미토모가가쿠(주)제 「스미레즈 레진 650」]를 폴리비닐알코올 분말 2 중량부에 대하여 1 중량부 혼합하고, 접착제 용액으로 하였다.

다음에, 실시예 4에서 얻어진 편광성 연신 필름의 폴리비닐알코올계 수지층 위에, 상기 접착제 용액을 도포한 후, 트리아세틸셀룰로오스(TAC)로 이루어지는 보호 필름[코니카미놀타옵트(주)제 「KC4UY」]을 접합하고, 보호 필름/접착제층/편광자층/프라이머층/기재 필름의 5층을 포함하는 편광판을 얻었다. 얻어진 편광판으로부터 기재 필름을 박리하고, 보호 필름/접착제층/편광자층/프라이머층의 4층을 포함하는 편광판을 제작하였다. 기재 필름은 용이하게 박리할 수 있었다.

10, 100: 연신 필름
10': 적층 필름
15: 편광성 연신 필름
20, 200: 일축 연신된 기재 필름
20': 기재 필름
21, 21', 210: 제1 수지층
22, 22', 220: 제2 수지층
25: 편광판
30, 300: 일축 연신된 폴리비닐알코올계 수지층
30': 폴리비닐알코올계 수지층
35: 편광자층
40: 보호 필름
230: 제3 수지층

Claims

서로 상이한 수지로 구성되는 2개의 수지층을 포함하는, 수지층의 다층 구조를 갖는 기재 필름과, 상기 기재 필름의 한쪽 면에 적층되는 폴리비닐알코올계 수지층을 구비하는 적층 필름을 일축 연신하여 이루어지는 연신 필름.
제1항에 있어서, 상기 2개의 수지층을 구성하는 수지는, 서로 상이한 상 전이 온도(여기서, 상 전이 온도란, 수지층을 구성하는 수지가 비결정성 수지인 경우에는 유리 전이 온도를 의미하고, 결정성 수지인 경우에는 융점을 의미함)를 나타내는 것인 연신 필름.
제2항에 있어서, 상기 기재 필름에서의 수지층을 구성하는 수지가 나타내는 상 전이 온도 중, 가장 높은 상 전이 온도와, 가장 낮은 상 전이 온도의 차가 10℃ 이상인 것인 연신 필름.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재 필름은 3개의 수지층으로 이루어지는 것인 연신 필름.
제4항에 있어서, 이 3개의 수지층에서 인접하는 수지층은 서로 상이한 수지로 구성되어 있는 것인 연신 필름.
제5항에 있어서, 상기 기재 필름을 구성하는 수지층 중, 중간층을 구성하는 수지의 상 전이 온도가 다른 수지층을 구성하는 수지의 상 전이 온도보다 낮은 것인 연신 필름.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2개의 수지층은, 서로 융점이 상이한 쇄상 폴리올레핀계 수지를 포함하는 것인 연신 필름.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재 필름은, 상기 일축 연신의 연신 방향과는 필름면내에서 수직인 방향으로 연신된 것인 연신 필름.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 연신 필름에서의 상기 폴리비닐알코올계 수지층의 두께가 10 ㎛ 이하인 것인 연신 필름.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적층 필름의 연신 배율이 5배 초과인 것인 연신 필름.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 연신 필름에서의 상기 폴리비닐알코올계 수지층이, 폴리비닐알코올계 수지층에 이색성 색소가 흡착 배향된 편광자층인 편광성 연신 필름.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 연신 필름을 제조하기 위한 방법으로서,
상기 기재 필름의 한쪽 면에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 공정과,
상기 적층 필름을 일축 연신하는 공정
을 포함하는 연신 필름의 제조 방법.
제12항에 있어서, 상기 적층 필름은 5배 초과의 연신 배율로 일축 연신되는 것인 연신 필름의 제조 방법.
제11항에 기재된 편광성 연신 필름을 제조하기 위한 방법으로서,
상기 기재 필름의 한쪽 면에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 공정과,
상기 적층 필름을 일축 연신하여 연신 필름을 얻는 공정과,
상기 연신 필름의 상기 폴리비닐알코올계 수지층을 이색성 색소로 염색하여, 염색 필름을 얻는 공정과,
상기 염색 필름의 상기 폴리비닐알코올계 수지층을, 가교제를 포함하는 용액에 침지하여 편광자층을 형성하여, 가교 필름을 얻는 공정과,
상기 가교 필름을 건조하는 공정
을 포함하는 편광성 연신 필름의 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 적층 필름은 5배 초과의 연신 배율로 일축 연신되는 것인 편광성 연신 필름의 제조 방법.
제11항에 기재된 편광성 연신 필름의 편광자층에서의 기재 필름측과는 반대측 면에 보호 필름을 접합하는 공정과,
기재 필름을 박리 제거하는 공정
을 포함하는 편광판의 제조 방법.
액정셀과, 상기 액정셀의 적어도 한쪽 면에 적층되는 제11항에 기재된 편광성 연신 필름 또는 제14항에 기재된 방법에 의해 제조된 편광성 연신 필름을 구비하는 것인 액정 표시 장치.
액정셀과, 상기 액정셀의 적어도 한쪽 면에 적층되는 제16항에 기재된 방법에 의해 제조된 편광판을 구비하는 것인 액정 표시 장치.
서로 상이한 수지로 구성되는 2개의 수지층을 포함하는, 수지층의 다층 구조를 갖는 기재 필름과, 상기 기재 필름의 한쪽 면에 적층되는 두께 3 ㎛∼30 ㎛의 폴리비닐알코올계 수지층을 구비하는 미연신의 적층 필름.
제19항에 있어서, 상기 2개의 수지층을 구성하는 수지는, 서로 상이한 상 전이 온도(여기서, 상 전이 온도란, 수지층을 구성하는 수지가 비결정성 수지인 경우에는 유리 전이 온도를 의미하고, 결정성 수지인 경우에는 융점을 의미함)를 나타내는 것인 적층 필름.
제20항에 있어서, 상기 기재 필름이 갖는 수지층을 구성하는 수지가 나타내는 상 전이 온도 중, 가장 높은 상 전이 온도와, 가장 낮은 상 전이 온도의 차가 10℃ 이상인 것인 적층 필름.
제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재 필름은 3개의 수지층으로 이루어지는 것인 적층 필름.
제22항에 있어서, 이 3개의 수지층에서 인접하는 수지층은 서로 상이한 수지로 구성되어 있는 것인 적층 필름.
제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 기재 필름을 구성하는 수지층 중, 중간층을 구성하는 수지의 상 전이 온도가 다른 수지층을 구성하는 수지의 상 전이 온도보다 낮은 것인 적층 필름.
제19항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2개의 수지층은, 서로 융점이 상이한 쇄상 폴리올레핀계 수지를 포함하는 것인 적층 필름.