KR20140053864A

KR20140053864A - 편광판의 제조장치, 편광판의 제조방법, 편광판 및 그것을 이용한 액정 표시장치

Info

Publication number: KR20140053864A
Application number: KR1020137025090A
Authority: KR
Inventors: 아쯔시 코리; 노부치카 다카시마; 히로시 나카시마
Original assignee: 가부시키가이샤 산릿쯔
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2012-01-31
Publication date: 2014-05-08
Also published as: JP5665622B2; TWI554792B; KR101854873B1; TW201243405A; CN103502851B; WO2012120943A1; CN103502851A; JP2012189968A

Abstract

편광소자의 양면에 보호 필름을 접착제로 균일하게 첩합시킬 수 있으며, 또는 다음 접착제의 건조 또는 경화공정으로 안내시킬 때에 방향을 변환시켜도 보호 필름의 박리나 주름이 생기는 것을 방지한다.
편광소자의 띠 상 필름을 연직방향의 위에서 아래로 이동시키고, 그의 좌우로부터 제1 및 제2 보호 필름을 접착제에 의해 동시에 편광소자에 첩합시켜 적층필름을 형성하고 이 적층 필름을 2단계 이상으로 나누어 이동 방향을 연직방향으로부터 수평방향으로 방향변환시켜 이 적층 필름에 전조 또는 경화를 시행한다.

Description

편광판의 제조장치, 편광판의 제조방법, 편광판 및 그것을 이용한 액정 표시장치 {APPARATUS FOR MANUFACTURING POLARIZATION PLATE, METHOD FOR MANUFACTURING POLARIZATION PLATE, POLARIZATION PLATE, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING POLARIZATION PLATE}

본 발명은 편광판의 제조장치, 편광판의 제조방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 당해 제조방법에 의해 얻어진 편광판 및 당해 편광판을 이용한 액정 표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 박형(薄型)으로 저소비 전력이기 때문에, 텔레비전을 비롯하여 컴퓨터, 휴대전화, 카 내비게이션 시스템 등의 표시 장치로서 넓은 용도로 이용되어 있다. 이러한 액정표시장치는 주로 백 라이트 시스템과 액정패널로부터 구성된다. 액정패널은 다시 액정 셀과 그 전면(보이는 쪽의 면) 및 배후(백 라이트 시스템 쪽의 면)에, 각각 점착제 층을 개재하여 설치된 편광판으로 구성된다.

이러한 액정표시장치에 이용되는 편광판은 편광 성능을 가지는 편광소자와 편광소자의 양면에 각각 접착제층을 개재하여 설치되고, 편광소자를 보호하는 보호필름으로 구성된다. 편광소자는 일반적으로, 요오드로 염색되고, 1축 연신된 폴리비닐알코올(이하, 'PVA'라고 칭하기도 한다)계 수지로 형성된다. 보호필름은 예컨대, 폴리아세틸셀루로오스(이하, 'TAC'라 칭하기도 한다)계 수지로 형성된다.

이러한 편광판의 제조에서는 일반적으로, 띠 상의 긴 필름상으로 연속적이게 형성된다. 이 연속적인 제조에서, 편광소자와 보호필름을 접착시키는 공정은 예컨대, 특허문헌 1(일본국 특허공개 2008-90271호)에 개시되어 있는 바와 같이, 수평 방향으로 이동하는 띠 상의 긴 필름상의 편광소자의 상하로부터, 각각 띠 상의 긴 필름상의 보호필름을 공급하여 접근시키고, 그것들을 중첩하기 전에 편광소자와 보호필름의 사이에 접착제를 도포하고, 편광소자의 상하에 접착제층을 개재하여 보호필름을 겹쳐 합하고, 핀치 롤을 통과시킴으로써 압력을 가해 붙인다. 이어서, 붙인 적층 필름에 건조처리하여 접착제층을 건조시킴으로써 접착 공정이 완료된다. 접착제의 종류에 따라서는 건조 처리로 바꾸어, UV처리 등의 활성 에너지 전처리를 가함으로써 접착제층을 경화시키는 경우도 있다.

또한, 이러한 편광소자와 보호필름을 붙이는 공정은 특허문헌 2 (일본국 특허공개평 11-179871호)에 개시되어 있는 바와 같이, 띠 상의 긴 필름상의 편광소자를 수직방향, 즉 연직(鉛直) 방향으로 위에서 아래쪽 방향에 안내하고, 그 좌우로부터, 접착제를 도포하면서 보호필름을 동시에 접근시켜 붙이는 경우도 있다. 이와 같이 함으로써, 특허문헌 1에 나타나는 양면의 보호필름을 편광소자의 상하로 붙이는 경우에 비해, 접착제의 도포가 좌우로 편광소자에 대해서 대칭적으로 수행되기 때문에, 보호필름의 접착의 균일성이 향상한다.

이와 같이, 편광소자를 연직방향으로 안내시켜 그 좌우로부터 보호필름을 붙이는 경우, 연직방향의 작업 스페이스에는 한계가 있기 때문에, 보호필름의 첩합(貼合)한 후, 다음의 접착제층을 건조 또는 경화시키는 공정에서는 붙인 적층 필름을 연직방향의 이동으로부터 수평 방향의 이동으로 방향을 바꿀 필요가 있다.

그 예를 도면을 이용하여 설명한다. 도 6은 종래의 편광판의 제조장치의 일례이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 이미 요오드로 염색되고, 1축 연신된 PVA계 수지로 이루어진 띠 상의 긴 필름상의 편광소자(111)이, 가이드 롤(155)에 의해 연직방향으로 위에서 아래쪽 방향에 안내되고, 그 방향으로 좌측으로부터 제1 보호필름(114), 우측으로부터 제2 보호필름(115)이 동시에 접근되어 붙이기 직전의 편광소자(111)와 제1 보호필름(114)과의 사이, 편광소자(111)와 제2 보호필름(115)과의 사이에 각각, 제1 노즐(151), 제2 노즐(15)2에 의해 제1 접착제(112a), 제2 접착제(113a)가 도포되고, 1쌍의 핀치 롤(158a), (158b)에 의해, 편광소자(111)에, 제1 보호필름(114), 제2 보호필름(115)이 좌우 동시에 첩합(貼合)된다.

첩합된 적층 필름(110a)은 1개의 가이드 롤 (161)에 의해, 이동 방향이, 연직방향의 위에서 아래로의 방향으로부터, 향하는 오른쪽에서 왼쪽으로의 방향, 즉, 수평 방향으로, 1회에 90도(직각) 방향 변환된다. 그 후, 건조 챔버(171)의 안을, 적층 필름(110a)을 수평 방향으로 통과시켜 적층 필름(110a)에 건조 처리를 하여, 제1 접착제(112a), 제2 접착제(113a)에 의해 형성된 제1 접착제층, 제2 접착제층에 건조처리를 수행하여 편광소자(111)과 제1, 제2 보호필름(114),(115)의 접착 공정이 완료하고, 이것에 의해, 적층 필름(110a)의 막 구성인 편광판이 얻어진다. 또, 도 6에서는 적층 필름(110a)의 막 구성의 도시는 생략하고 있다.

이러한 예로서 예를 들어, 특허문헌 3 (일본국 특허공개 2008-276136호)에서는 편광소자를 연직방향으로 안내시키고, 그 좌우로부터 보호필름을 첩합한 후, 첩합한 적층 필름을, 1개의 가이드 롤에 의해 90도 방향을 바꾸어 수평 방향이 안내하여 접착제를 경화시키는 공정으로 보내는 것이 개시되어 있다.

특허문헌 1: 일본국 특허공개 2008-90271호 공보 특허문헌 2: 일본국 특허공개평 11-179871호 공보 특허문헌 3: 일본국 특허공개 2008-276136호 공보

이와 같이, 편광소자에 보호필름을 첩합한 후, 접착제층을 건조 또는 경화시키는 공정 전에, 이 적층 필름을 1개의 가이드 롤로 90도 방향으로 전환하면, 보호필름이, 편광소자로부터 박리하거나 주름이 생기는 현상이, 발명자들에 의해 발견되었다. 특히, 방향을 변환하여 굽혀지는 방향의 안쪽의 보호필름, 도 6의 예에서는 제1 보호필름(114)으로 박리가 일어나기 쉽다. 특히, 생산 효율을 올리기 위해 필름의 반송 속도를 증대시키면, 더욱 이 현상이 일어나기 쉬워진다. 이것은 편광소자에 보호필름을 첩합한 직후는 접착제층의 건조나 경화가 시행되어 있지 않기 때문에 접착성이 불충분하고, 그러한 상태로, 1개의 가이드 롤로 1회에 90도(직각)와 같은 갑작스러운 각도로 적층 필름을 굽혔기 때문인 것으로 발명자들은 추측했다.

편광소자에 보호필름을 첩합하는 공정으로부터, 접착제층을 건조 또는 경화시키는 공정까지, 모두 수평 방향으로 안내시켜 시행하면, 이러한 문제는 생기지 않는다. 그러나, 특허문헌 1과 같이, 편광소자에 보호필름을 첩합하는 공정을, 편광소자를 수평 방향으로 안내시키고, 상하로부터 보호필름을 근접시키는 방법으로 시행하면, 접착제의 도포를 편광소자에 대해 상하로 중력의 영향에 의해 대칭적으로 균등하게 할 수 없기 때문에, 편광소자의 양면의 보호필름의 접착의 균일성이 악화된다. 그 때문에, 편광소자에 보호필름을 첩합하는 공정은 편광소자를 연직방향으로 위에서 아래로 안내하여 좌우로부터 보호필름을 첩합하는 것이 바람직하다.

그렇지만, 이와 같이 편광소자를 연직방향으로 위에서 아래로 안내하여 좌우로부터 보호필름을 첩합하고, 첩합한 적층 필름을 1개의 가이드 롤로 90도 방향 전환하고, 다음의 접착제층의 건조 또는 경화 공정에 안내하면, 위에서 설명한 바와 같이 보호필름이 편광소자로부터 박리하거나 주름이 생겨 편광판이 불량이 되어 버린다.

본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이고, 편광소자와 보호필름의 접착을 연직방향으로 위에서 아래로 안내하여 좌우로부터 보호필름을 첩합하고, 첩합한 적층 필름을, 다음의 접착제층의 건조 또는 경화 공정에 안내시키기 위해서, 수평 방향으로 방향을 변환시켜도, 보호필름의 박리나 주름이 생기지 않도록 방향 변환시키는 것을 과제로 하는 것이다.

본 발명의 편광판의 제조장치는 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 편광소자의 띠 상 필름을 연직방향의 위에서 아래로 이동시키고, 그 좌우로부터 각각 공급된 제1 보호필름 및 제2 보호필름을 접착제에 의해 동시에 상기 편광소자에 첩합하는 부와, 상기 제1 보호필름, 상기 편광소자 및 상기 제2 보호필름이 첩합된 적층 필름의 이동을, 상기 연직방향의 위에서 아래로의 이동으로부터, 수평 방향의 이동으로 방향 변환시키는 방향 변환부와, 상기 적층 필름에 상기 수평 방향의 이동으로의 방향 변환을 시행한 후, 상기 적층 필름의 상기 접착제에 건조 또는 경화를 시행하는 건조부를 적어도 가지는 편광판의 제조장치로서, 상기 방향 변환부는 복수의 가이드 롤이 설치되고, 상기 복수의 가이드 롤에 의해 상기 적층 필름의 방향 변환이 2단계 이상으로 나누어 시행되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 편광판의 제조방법은 폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 편광소자의 띠 상 필름을 연직방향의 위에서 아래로 이동시켜 공급하고, 그 좌우로부터 제1 보호필름 및 제2 보호필름을 각각 공급하고, 상기 제1 보호필름 및 상기 제2 보호필름을 접착제에 의해 동시에 상기 편광소자에 첩합하는 공정과, 상기 제1 보호필름, 상기 편광소자 및 상기 제2 보호필름이 첩합된 적층 필름의 이동을, 상기 연직방향의 위에서 아래로의 이동으로부터, 수평 방향의 이동에 방향 변환하는 방향 변환 공정과, 상기 적층 필름에 상기 수평 방향의 이동에의 방향 변환을 시행한 후, 상기 적층 필름의 상기 접착제에 건조 또는 경화를 시행하는 건조공정을 적어도 가지는 편광판의 제조방법으로, 상기 방향 변환 공정은 상기 적층 필름의 방향 변환을 2단계 이상으로 나누어 시행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 편광판은 전술한 제조방법에 의해 제조된 편광판이다.

또한, 본 발명의 액정표시장치는 전술한 편광판이 이용된 액정표시장치이다.

본 발명에 의하면, 편광소자에 보호필름을 첩합할 때는 편광소자를 연직방향으로 위에서 아래로 안내하여, 좌우로부터 보호필름을 첩합하기 때문에, 좌우로 중력의 영향이 균등하기 때문에 균일하게 첩합할 수가 있으며, 이 첩합한 적층 필름을, 다음의 접착제의 건조 또는 경화 공정에 안내시키기 위해서 수평 방향으로 방향을 변환시켜도, 복수의 가이드 롤에 의해 2단계 이상으로 나누어 방향 변환시키기 때문에, 보호필름의 박리나 주름이 발생하는 것을 막아, 생산 효율을 올리기 때문에 필름의 반송속도를 증대시켜도, 안정하게 편광판을 제조하는 것을 가능하게 한다.

도 1은 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 편광판의 일례의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 편광판의 제조장치의 일례의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 편광판의 제조장치의 방향 변환부의 일례의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 편광판의 제조장치의 방향 변환부의 다른 예의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 편광판이 이용된 액정표시장치의 일례의 단면도이다.
도 6은 종래의 편광판의 제조장치의 일례의 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시의 형태를, 도면을 이용하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 편광판의 제조장치, 편광판의 제조방법에 의해 제조된 편광판의 예의 단면도이다. 편광판(10)은 편광 성능을 가지는 편광소자(11)와 편광소자(11)의 각 면에, 각각 제1 접착제층(12), 제2 접착제층(13)을 개재하여 설치되고, 편광소자(11)의 각 면을 보호하는 제1 보호필름(14), 제2 보호필름(15)으로 구성된다. 편광소자(11)는 요오드로 염색되고, 1축 연신된 PVA계 수지로 형성되어 있다. 제1, 제2 보호필름(14),(15)는 TAC계 수지로 형성되어 있다. 또, 제1 접착제층(12), 제2 접착제층(13)을 성하기 위한 제1 접착제, 제2 접착제는 PVA계 접착제가 이용되고 있다. 편광소자(11)의 막 두께는 예를 들면, 10㎛~40㎛이고, 제1, 제2 보호필름(14),(15)의 막 두께는 예를 들면, 각각 20㎛~120㎛이다.

도 2는 본 발명의 편광판의 제조장치의 일례의 단면 외략도(外略圖)이다. 도 2는 편광판의 제조장치의 일부이며, 편광소자(11)와 제1 보호필름(14), 제2 보호필름(15)을 제1 접착제(12a), 제2 접착제(13a)에 의해 첩합공정을 위한 첩합부(50)와 첩합부(50)에서 편광소자(11)와 제1 보호필름(14), 제2 보호필름(15)과의 사이에 형성된 제1 접착제층(12), 제2 접착제층(13)을 건조시키는 공정에 이용되는 건조부(70) 및 첩합부(50)와 건조부(70)의 사이에 설치되어 편광소자(11)와 제1, 제2 보호필름(14),(15)가 첩합된 편광판(10)의 구성으로 되는 적층 필름(10a)을 안내하여 적층 필름(10a)의 이동 방향을 변환하는 방향 변환부(60)로 구성된다. 또, 하기 설명에서, 오른쪽, 우측, 왼쪽, 좌측이란, 향한 쪽이 오른쪽, 우측, 왼쪽, 좌측을 나타내는 것으로 한다.

편광소자(11)와 제1, 제2 보호필름(14),(15)를 첩합하는 첩합부(50)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 편광소자(11)를 연직방향으로 위에서 아래로 공급하도록 안내하는 제1 가이드 롤(55)과 편광소자(11)의 좌측으로부터 제1 보호필름(14), 우측으로부터 제2 보호필름(15)을 공급하여, 편광소자(11)에 접근하도록 안내하는 제2 가이드 롤(56), 제3 가이드 롤(57)과 편광소자(11)와 좌우의 접근된 제1 보호필름(14), 제2 보호필름(15)과의 각각의 사이에 설치되고, 제1 접착제(12a), 제2 접착제(13a)를 공급하는 제1 노즐(51), 제2 노즐(52), 제1 접착제(12a), 제2 접착제(13a)가 도포된 편광소자(11)와 제1, 제2 보호필름(14),(15)를 좌우로부터 압력을 가해 동시에 첩합하는 1쌍의 핀치 롤(58a),(58b)로 이루어진다. 제1, 제2 노즐(51),(52)은 위에서 아래로 안내되는 편광소자(11)에 대해 좌우 각각 대칭의 위치에 설치되고, 편광소자(11)와 그 좌우에 각각 공급되는 제1, 제2 보호필름 (14),(15) 사이에 제1, 제2 접착제(12a),(13a)가 도포되도록, 분출구가 연직방향 거의 하향에 배치된다. 또한, 첩합부 (50)에는 1쌍의 핀치 롤(58a),(58b) 방향 변환부(60)와의 사이에, 예비 건조장치(59)가 설치되고 있는 것이 바람직하다. 예비 건조장치(59)는 도 2에서는 개략만 나타냈지만, 예를 들면, 온열 히터, 원적외선 히터, 또는 고온 공기의 송풍에 의한 건조장치가 예시된다.

첩합부(50)에 공급되는 편광소자(11)는 띠 상의 PVA계 수지의 필름으로 이루어지고, 이 첩합의 앞 공정에서, 요오드 등 2색성 염료로 염색되고, 1축 연신되어 있다. 이 연신된 PVA계 수지 필름의 막 두께는 예를 들면, 10㎛~40㎛이고, 그 폭은 예를 들면, 500mm~2000mm이다. 이 앞 공정에 대해서는 기존장치, 제법을 이용하여 제작할 수 있으며, 도시나 상세한 설명은 생략 하지만, 이하에 그 일례를 간단하게 설명한다.

롤 상으로 감겨진 띠 상의 긴 PVA계 수지 필름원반으로부터 PVA계 수지 필름을 꺼내, 순수 중에 팽윤시킨다. 이어서, 요오드의 요오드화칼륨 수용액 중에 침지하여, PVA계 수지 필름을 요오드로 염색한다. 그 다음에, 요오드로 염색된 PVA계 수지 필름을 붕산이 함유된 수용액에 침지하여 가교 처리를 수행한다. 이어서, 이 PVA계 수지 필름을 소정의 배율로 1축 연신한다. 연신 배율은 예를 들어, 4배~7배이다. 연신은 2단계 이상 걸쳐 시행하여도 좋고, 염색 전 또는 염색과 동시에 시행하여도 좋고, 가교 처리공정에서 시행하여도 좋다. 이때, 가교 처리는 염색과 동시, 또는 염색 후에 시행하여도 좋다. 그 후, PVA계 수지 필름을 건조시켜 편광 성능을 가지는 편광소자(11)를 얻어, 첩합부(50)에 공급된다.

첩합부(50)에 공급된 띠 상의 긴 필름상인 편광소자(11)는 제1 가이드 롤(55)에 의해, 연직방향 하향에 안내된다. 편광소자(11)의 이동 속도는 예를 들어, 10m/분~50m/분이다. 그 좌우로부터 공급되는 제1, 제2 보호필름(14),(15)은 모두 TAC계 수지로 이루어지고, 각각, 띠 상의 긴 필름으로서 공급되며, 그 폭은 모두 편광소자(11)의 폭에 대응하고 있고, 그의 막 두께는 예를 들어, 20㎛~120㎛이고, 또 그의 이동 속도도 편광소자(11)의 이동 속도에 맞추어져 있다. 각각의 TAC계 수지의 PVA계 수지와의 접착면은 접착성을 향상시키기 위해, 검화 처리나 코로나 방전 처리가 시행되어 있어도 좋다.

첩합부(50)에서 편광소자(11)와 그의 좌우의 제1, 제2 보호필름(14),(15)를 첩합하는 공정에서는 연직방향의 위로부터 아래 방향으로 이동하는 편광소자(11)에 대해, 그의 왼쪽 경사 위 방향으로부터 제1 보호필름(14)이, 오른쪽 경사 위 방향으로부터 제2 보호필름(15)이, 각각 대칭적으로 편광소자(11)에 서서히 근접하여 이동해 공급된다. 그리고, 그의 첩합하기 직전에, 편광소자(11)와 제1 보호필름(14) 사이, 편광소자(11)와 제2 보호필름(15)과의 사이에, 각각, 제1, 제2 노즐(51),(52)로부터, 제1, 제2 접착제(12a),(13a)가 공급되어 도포된다. 제1, 제2제의 접착제(12a),(13a)는 제1, 제2 노즐(51),(52)로부터 연직방향 거의 아래 방향으로 적하되어, 편광소자(11)의 표면, 또는 제1, 제2 보호필름(14),(15)의 각각의 표면, 또는 근접하여 접촉한 시점에서의 편광소자(11)와 제1, 제2 보호필름(14),(15)의 각각의 사이에 도포된다. 제1, 제2 접착제(12a),(13a)의 도포는 편광소자(11)와 좌측의 제1 보호필름(14), 편광소자(11)와 우측의 제2 보호필름(15)에서 실질적으로 편광소자(11)에 대해 좌우 대칭에 시행되기 때문에, 도포의 좌우에서의 균일성은 양호하다.

제1, 제2 접착제(12a),(13a)는 모두 PVA계 수지의 접착제가 이용된다. PVA계 수지는 친수성이 높기 때문에, 용매는 주로 물이 이용된다. 즉, PVA계 수지의 수용액으로 되는 접착제가, 제1, 제2 노즐(51),(52)로부터 적하된다. 이 제1, 제2 접착제(12a),(13a)에 의해, 편광소자(11)와 제1 보호필름(14), 제2 보호필름(15)의 각각의 사이에 제1 접착제층(12), 제2 접착제층(13)이 형성된다. 즉, 이 첩합 공정에 의해, 편광소자(11)와 그의 각 면에 각각 제1 접착제층(12), 제2 접착제층(13)을 개재하여, 제1 보호필름(14), 제2 보호필름(15)이 첩합된, 편광판(10)의 막 구성으로 되는 적층 필름(10a)이 형성된다. 또, 도 2에서는 적층 필름(10a)의 막 구성의 도시는 생략되어 있다. 첩합 공정에서는 예비 건조장치(59)에 의한 예비 건조공정이 포함되는 것이 바람직하다. 예비 건조공정은 1쌍의 핀치 롤(58a), (58b)에 의해 적층 필름(10a)이 형성된 후, 방향 변환부(60)에 의한 방향 변환 전에 시행되고, 제1 접착제층(12), 제2 접착제층(13)의 건조의 일부를, 건조부(70)의 건조공정에 앞서, 예비적으로 시행하는 것이다. 예비 건조공정은 예비 건조장치(59) 내를 적층 필름(10a)이 연직방향으로 통과시켜 시행하는 것이고, 그의 건조 방식으로서는 온열 건조 방식, 원적외선에 의한 건조 방식, 또는 고온의 공기에 의한 건조 방식이 예시된다.

이 첩합 공정 후, 이 적층 필름(10a) 중의 제1 접착제층(12), 제2 접착제층(13)을 건조시켜 용매를 휘발시킨다. 그것이 건조공정에서, 도 2의 건조부(70)에 의해 시행되어진다. 도 2에서는 개략만 나타내지만, 건조부(7O)는 제1 접착제층(12), 제2 접착제층(13) 중의 용매를 기화시켜 건조시키기 위한 건조 챔버(71)로 되고, 예를 들면, 건조 챔버의 내부에, 도시하지 않았으나, 온열 히터, 원적외선 히터, 또는 고온 공기를 송풍하는 건조장치가 배치되고 있어 적층 필름(10a)이, 건조 챔버(71) 내를 수평 방향으로 통과하도록 구성된다. 건조 방식으로서는 온열 건조 방식, 원적외선에 의한 건조 방식, 또는 고온의 공기에 의한 건조 방식이 예시된다. 이 건조부(70)에 의해, PVA계 수지에 의한 제1 접착제층(12), 제2 접착제층(13) 중의 용매인 수분이 휘발하여 제거, 건조되어 접착이 완료한다. 즉, 전술한 첩합 공정과 이 건조공정에 의해, 편광소자(11)와 제1, 제2 보호필름(14),(15)와의 접착 공정을 달성되어 편광판(10)인 적층 필름(10a)을 얻을 수 있다. 이 후, 도시하지 않았으나, 띠 상의 적층 필름(10a)은 편광판(10)으로서 소정의 형상으로 절단된다. 또, 도 2에서는 건조 챔버(71) 내를 적층 필름(10a)이 수평 방향으로 이동하는 경우를 예시했지만, 건조 효율을 올리기 위해서, 건조 챔버(71) 내에서 상하 또는 경사 상하 등으로 이동을 반복하는 등, 이동 방향을 변화시켜도 좋다.

전술한 바와 같이, 첩합부(50)는 편광소자(11)의 양면에의 제1, 제2 접착제(12a),(13a)의 도포가 균일하게 행해지도록, 편광소자(11)를 연직방향의 위에서 아래로 이동시키는 것이 바람직하다. 또, 이와 같이 함으로써, 편광판의 제조장치의 수평 방향의 설치 면적을 절약할 수 있다. 그러나, 연직방향으로 설치할 수 있는 거리에도 한계가 있기 때문에, 다음 건조부(70)에서는 적층 필름(10a)은 수평 방향으로 이동시킨다. 건조부(70)에서는 중력에 의한 용매 성분의 액의 불균일을 막고, 또, 주름 등의 외관 불량의 발생을 막기 위해, 수평 방향의 이동이 바람직하다. 또, 통상, 건물의 높이에도 제한이 있기 때문에, 건조부(70)에서는 적층 필름(10a)은 수평 방향으로 이동시키는 것이 바람직하다.

그 때문에, 첩합 공정 후, 건조공정 전에, 방향 변환부(60)에 의해, 적층 필름(10a)의 이동 방향을 연직방향으로부터 수평 방향으로 방향을 바꿀 필요가 있다. 이것을 방향 변환 공정이라 한다. 본 발명에 의한 편광판의 제조장치의 방향 변환부(60)에서는 적층 필름(10a)의 방향을 변경시키기 위한 방향 변환 가이드 롤이 적어도 2개, 배치된다.

도 2에서의 방향 변환부(60)에서는 본 발명의 방향 변환 가이드 롤의 배치의 일례를 나타내고 있다. 도 2에서는 건조부(70)는 첩합부(50)의 좌측으로 배치되었을 경우를 나타내므로, 본 발명의 방향 변환부(60)는 적층 필름(10a)을 향하여 좌측으로 방향 변환시키는 예로 설명하지만, 건조부(70)가 향하는 우측으로 배치되어 적층 필름(10a)을 향하여 우측으로 방향 변환시키는 경우에서도, 좌우를 대칭적으로 해석하는 것에 의해, 완전히 동일하게 설명된다.

도 2에서는 방향 변환부(60)에, 방향 변환 가이드 롤이 2개 배치된 예를 나타낸다. 이것을 제1 방향 변환 가이드 롤(61), 제2 방향 변환 가이드 롤(62)로 한다. 제1 방향 변환 가이드 롤(61)은 첩합부(50)의 하부, 적층 필름(10a)의 연직방향의 이동 방향을 따라 좌면에 배치된다. 제2 방향 변환 가이드 롤(62)은 제1 방향 변환 가이드 롤(61)의 경사 좌측 하부, 수평 방향으로 방향 변화되는 적층 필름(10a)의 표면에 배치된다. 적층 필름(10a)은 이 2개의 방향 변환 가이드 롤에 의해, 순차적으로 방향 변환되어 안내되지만, 전체적으로는 연직방향으로부터 수평 방향으로, 즉, 실질적으로 90도 방향으로 변환된다. 다만, 이와 같이 2단계로 나누어 방향 변환을 하기 때문에, 각각의 방향 변환 가이드 롤에서의 적층 필름(10a)의 굽어지는 각도를 90도(직각)보다 큰 각도로 할 수 있고, 결국 1개의 방향 변환 가이드 롤에서의 적층 필름(10a)의 휨을 완화시킬 수가 있다. 그 때문에, 종래 기술과 같이, 적층 필름을 1회로 90도 굽힐 때에 발생하는 보호필름의 편광소자로부터의 박리를 막을 수가 있다. 여기서, 굽어지는 각도란 해당하는 방향 변환 가이드 롤을 통과하기 전의 적층 필름(10a)의 이동 방향의 직선과 통과 후의 적층 필름(10a)의 이동 방향의 직선이 이루는 방향 변환 가이드 롤 측의 각도로 한다.

여기서, 제1 방향 변환 가이드 롤(61), 제2 방향 변환 가이드 롤(62)은 통상의 가이드 롤을 이용할 수 있으며, 표면의 재질은 수지제이어도 좋고, 금속제이어도 좋다. 그 단면은 원형으로 그 직경은 예를 들어 100mm~45Omm이고, 보다 바람직하기로는 200mm~300mm이고, 그의 폭은 적층 필름(10a)의 폭보다 큰 것이다. 또, 제1 방향 변환 가이드 롤(61), 제2 방향 변환 가이드 롤(62)은 회전 구동기구를 가지는 것이 바람직하고, 또, 온도 제어기구를 가지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1 방향 변환 가이드 롤(61), 제2 방향 변환 가이드 롤(62)의 온도는 각각, 바람직하기로는 35℃~45℃의 범위의 어느 온도로, 한층 더 바람직하기로는 40℃로 제어되어 있다. 제1 방향 변환 가이드 롤(61), 제2 방향 변환 가이드 롤(62)은 동일 직경, 재질, 기구의 것을 이용해도 좋고, 다른 직경, 재질, 기구의 것을 이용해도 좋다.

본 발명자들은 더욱이 이 2개의 방향 변환 가이드 롤보다 바람직한 배치를 연구했다. 이것을, 도 3으로 설명한다. 도 3은 도 2의 방향 변환부(60)만을 발췌하여 도시한 것이다. 본 발명자들은 보호필름의 박리를 막기 위해서는 특히, 제1 방향 변환 가이드 롤(61)에 의한 굽어지는 각도θ가 중요한 것을 찾아냈다. 그의 바람직한 범위를, 알기 쉽게 하기 위해, 굽어지는 각도 θ의 보각 θ' (θ+θ'=180°)으로 나타낸다. 즉, θ'는 제1 방향 변환 가이드 롤(61)에 의해 적층 필름(10a)이 방향 변환되는 연직 방향으로부터의 각도를 나타낸다. 제1 방향 변환 가이드 롤(61)에서 보호필름의 박리를 발생시키지 않게 하기에는 θ'는 가능한 한 O에 가까운 편이 좋지만, 그 경우, 제2 방향 변환 가이드 롤(62)에서의 굽어지는 각도가 급하게 되고, 거기서 보호필름의 박리가 발생한다. 이러한 요인을 감안하여 본 발명자들이 연구 조사한 결과, 보호필름의 박리를 발생하지 않는 θ'는 35°<θ'<70°이고, 보다 바람직하기로는 40°<θ'<65°이다. 예를 들면, θ'=30°일 때에는 박리가 발생하고, θ'=45°, θ'=60°일 때에는 박리나 주름의 발생은 없었다. 또, 제1 방향 변환 가이드 롤(61), 제2 방향 변환 가이드 롤(62)의 중심 사이의 거리는 연직 방향으로 나타내면, 250mm~l000mm의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하기로는 300mm~5OOmm이다.

전술한 실시의 형태에서는 방향 변환부(60)에, 2개의 방향 변환 가이드 롤을 배치했을 경우를 설명했지만, 본 발명에서는 3개 이상의 방향 변환 가이드 롤을 배치해도 좋다. 전술한 도 3의 예에, 다시 제3 방향 변환 가이드 롤(63)을 가하여 3개의 방향 변환 가이드 롤을 배치한 방향 변환부(60)의 일례를 도 4에 나타낸다. 도 4는 방향 변환부(60)만을 발췌하여 도시한 다른 예이다. 도 3의 예와 같이, 제1 방향 전환 가이드 롤(61)이 적층 필름(10a)의 연직 방향의 이동 방향을 따라 좌면에 배치되고, 제2 방향 변환 가이드 롤(62)이 제1 방향 변환 가이드 롤(61)의 경사 좌측 하부, 수평 방향으로 방향 변화된 적층 필름(10a)의 표면에 배치된다. 그리고, 제3 방향 변환 가이드 롤(63)이, 제1 방향 변환 가이드 롤(61)과 제2 방향 변환 가이드 롤(62)의 사이에 배치된다. 3개의 방향 변환 가이드 롤의 각각의 굽어지는 각은 모두 90도보다 크고, 180도보다 작다. 제2 방향 변환 가이드 롤(62)에 의해, 적층 필름(10a)의 이동 방향이 수평 방향으로 변환된다. 이와 같이, 방향 변환 가이드 롤을 3개 배치하는 것에 의해, 도 3의 방향 변환 가이드 롤을 2개 배치했을 경우에 비해, 각각의 방향 변환 가이드 롤에 의한 적층 필름(10a)의 휨을 한층 더 완화시킬 수가 있고, 보호필름의 박리를 더 막을 수가 있다.

본 발명에서는 방향 변환부(60)로 더욱이 4개 이상의 방향 변환 가이드 롤을 배치해도 좋다. 이와 같이 3개 이상 배치했을 경우에서도, 최초의 방향 변환 가이드 롤, 즉, 제1 방향 변환 가이드 롤(61)에 의한 적층 필름(10a)의 굽어지는 각 θ가 중요하고, 전술한 바와 같이, θ의 보각θ', (θ+θ'=180°)로 표시되면, 바람직하기로는 35°<θ'<70°이고, 보다 바람직하기로는 40°<θ'<65°이다. 방향 변환 가이드 롤을 3개 이상 배치했을 경우도, 어느 방향 변환 가이드 롤도, 전술한 제1, 제2 가이드 롤(61),(62)과 같은 것을 이용할 수가 있다. 각각의 가이드 롤의 직경, 재질, 기구는 동일하여도 좋고, 상이하여도 좋다. 또, 도 3, 도 4에서도, 적층 필름(10a)의 막 구성의 도시는 생략하고 있다.

제1 보호필름(14), 제2 보호필름(15)은 TAC계 수지인 경우를 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 제1 보호필름(14), 제2 보호필름(15)의 한편 또는 양쪽 모두에, TAC계 수지외, 노르보르넨 등 시클로올레핀계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)계 수지, 아크릴계 수지를 이용해도 좋고, 이들의 적층 막을 이용하여도 좋다. 또, 제1 보호필름(14), 제2 보호필름(15)으로 동일한 재질의 것을 이용해도 좋고, 상이한 재질의 것을 이용해도 좋다. 또, 제1, 제2 보호필름(14),(15)의 한쪽 또는 양쪽 모두가 위상차(位相差) 필름이어도 좋다. 또, 제1, 제2 보호필름(14),(15)의 한쪽 또는 양쪽 모두에, 방현성(防眩性), 반사 방지 기능이나 광학적 번짐의 완화를 위해서, 그 표면에 AG(안티그레아) 층이 설치되고 있어도 좋고, AG처리가 시행되어 있어도 좋으며, 또 필름의 내부에 헤이즈를 갖게 해도 좋다. 또, 제1, 제2 보호필름(14),(15)의 한쪽 또는 양쪽 모두에 대전 방지처리가 시행되어 있어도 좋다.

또, 제1 접착제(12a), 제2 접착제(13a)는 친수성의 PVA계 수지의 경우에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 제1 보호필름(14)과 제2 보호필름(15)의 재질에 따라 임의의 것, 예를 들어 아크릴계 접착제, 우레탄계 접착제 등을 이용할 수가 있으며, 각각의 접착제에 따라 유기용매 등의 적절한 용매를 이용할 수가 있다. 또, 제1 접착제(12a), 제2 접착제(13a)는 동일한 것을 이용해도 좋고, 다른 것을 이용해도 좋다.

더욱이 제1 접착제(12a), 제2 접착제(13a)로서 자외선 등의 활성 에너지선 경화형의 접착제를 이용할 수 있다. 이 경우, 도시하지 아니하였으나, 도 2의 편광판의 제조장치에서, 건조부(70)의 건조 챔버(71)에 바꾸어, 자외선 등의 활성 에너지선에 의해 접착제를 경화시키는 활성 에너지선 경화장치를 배치시키고, 건조 처리에 바꾸어 접착제로 경화 처리를 수행하는 것으로 한다. 즉, 건조부(70)는 접착제를 경화시키는 경화 장치로 구성되어도 좋고, 또, 접착제의 건조공정은 접착제를 경화시키는 공정으로 할 수가 있다. 활성 에너지선 경화형의 접착제의 예로서 자외선(UV) 경화형 에폭시계 접착제를 들 수 있으며, 활성 에너지선 경화장치의 예로서 자외선 경화 장치를 들 수 있다. 자외선(UV) 경화형 접착제는 접착이 빠르기 때문에, 원래 방향 변환에 의한 보호필름의 박리는 일어나기 어렵지만, 본 발명을 적용함으로써 보호필름의 박리의 발생을 한층 더 억제할 수가 있다. 또, 이와 같이 활성 에너지선 경화형의 접착제를 이용했을 경우는 예비 건조장치(59)는 생략할 수가 있다.

다음에, 본 발명의 편광판의 제조장치, 편광판의 제조방법을 이용하여 제조된 본 발명의 편광판(10)을 이용한 본 발명의 액정표시장치에 대해서 설명한다. 도 5는 본 발명의 액정표시장치를 구성하는 액정패널(20)을 나타낸다. 액정표시장치는, 그 이외, 액정패널(20)의 배후 쪽에 배치된 백 라이트 시스템으로 이루어지지만, 공지의 구성을 취할 수 있기 때문에, 도시 및 설명을 생략한다.

액정패널(20)은 액정 셀(21)과 액정 셀(21)의 전면측(시인측, 즉 백 라이트 시스템과는 반대측)의 면에 제1 점착제 층(22f)를 개재하여 첩합된 제1 편광판(10f), 액정 셀(21)의 배후측(즉, 백 라이트 시스템 측)의 면에 제2 점착제층(22r)을 개재하여 첩합된 제2 편광판(10r)로 구성된다.

제1 편광판(10f), 제2 편광판(10r)은 그의 편광 축이, 크로스니콜로 배치되어 있다. 액정 셀(21)은 TN형, STN형, VA형, IPS형의 어느 것이라도 좋고, 공지의 것을 이용할 수 있으므로. 그 설명 및 내부 구조의 도시를 생략한다. 본 발명의 액정표시장치의 액정패널(20)에서는 제1 편광판(10f), 제2 편광판(10r)의 어느 쪽의 한쪽, 또는 양쪽 모두에, 본 발명에 의한 편광판(10)이 이용되면 좋다. 또, 도 5에서는 제1 편광판(10f), 제2 편광판(10r)의 막 구성을 생략하고 있다. 제1 점착제 층(22f), 제2 점착제층(22r)(이하, 제1 점착제 층(22f), 제2 점착제층(22r)를 구별하지 않고, 점착제층으로 설명한다)를 구성하는 각각의 점착제에 대해서도, 공지의 것을 이용할 수가 있다. 예를 들면, 아크릴계 점착제, 우레탄계 점착제, 실리콘계 점착제 등을 들 수 있다. 또, 자외선(UV) 컷 기능을 가지는 점착제를 이용해도 좋다.

점착제 층은 제조상은 일반적으로는 편광판 메이커에 의해 미리 형성되고 있는 것이 많다. 즉, 편광소자(11)와 제1, 제2 보호필름(14),(15)의 접착이 완료하여 편광판(10)의 막 구성의 띠 상의 길이가 긴 적층 필름(10a)을 얻은 후, 절단하기 전에, 이 적층 필름(10a)의 액정 셀(21)에 첩합하여야 하는 면에 점착제 층을 도포하여 형성하고, 점착제 층의 표면에 박리 필름(도시하지 않음)을 첩합하고, 그 후, 첩합하여야 하는 액정 셀(21)의 형상에 따라, 점착제 층과 박리필름도 모두 절단하여 편광판(10)의 한쪽 면에 점착제 층과 박리필름의 형성된 시트 상의 편광판 제품을 얻는다. 이것을 액정패널 제조 라인에 집어넣고, 그곳에서, 편광판(10)의 표면상에 형성된 점착제 층에 의해 편광판(10)과 액정 셀(21)과의 첩합이 실시된다. 여기서, 박리필름은 점착제 층의 표면을 보호하기 위해서 설치된 것이고, 액정 셀(21)에 편광판(10)을 첩합하기 직전에 박리 제거된다. 또, 띠 상의 길이가 긴 적층 필름(10a)의 액정 셀(21)에 첩합되어야 하는 면에 점착제 층과 박리필름을 형성한 후, 완전하게 절단하지 않고, 예를 들면, 박리필름 및 점착제 층의 부분에만 첩합해야 하는 액정 셀(21)의 형상에 따라 절단면을 형성해 놓고(하프 컷), 띠 상의 긴 필름인 채, 롤 상으로 한 편광판 제품으로서 액정패널 제조 라인에 공급하고, 그곳에서, 액정 셀(21)에 첩합하기 직전에 롤로부터 꺼내 박리필름을 제거하고, 액정 셀(21)의 형상에 따라 완전하게 절단하여 첩합해도 좋다.

이상, 본 발명의 실시의 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 변경이 가능하다.

10: 편광판
10a: 적층 필름
10f: 제1 편광판
10r: 제2 편광판
11: 편광소자
12: 제1 접착제층
12a: 제1 접착제
13: 제2 접착제층
13a: 제2 접착제
14: 제1 보호필름
15: 제2 보호필름
20: 액정패널
21: 액정 셀
22f: 제1 점착제 층
22r: 제2 점착제 층
50: 첩합부
51: 제1 노즐
52: 제2 노즐
55: 제1 가이드 롤
56: 제2 가이드 롤
57: 제3 가이드 롤
58a: 핀치 롤
58b: 핀치 롤
59: 예비 건조장치
60: 방향 변환부
61: 제1 방향 변환 가이드 롤
62: 제2 방향 변환 가이드 롤
63: 제3 방향 변환 가이드 롤
70: 건조부
71: 건조 챔버
110a: 적층 필름
111: 편광소자
112a: 제1 접착제
113a: 제2 접착제
114: 제1 보호필름
115: 제2 보호필름
151: 제1 노즐
152: 제2 노즐
155: 가이드 롤
158a: 핀치 롤
158b: 핀치 롤
161: 가이드 롤
171: 건조 챔버

Claims

폴리비닐알코올계 수지로 되는 편광소자의 띠 상 필름을 연직방향의 위에서 아래로 이동시키고, 그의 좌우로부터 각각 공급된 제1 보호필름 및 제2 보호필름을 접착제에 의해 동시에 상기 편광소자에 첩합하는 첩합부와,
상기 제1 보호필름, 상기 편광소자 및 상기 제2 보호필름이 첩합된 적층 필름의 이동을, 상기 연직방향의 위에서 아래로의 이동으로부터, 수평 방향의 이동에 방향 변환시키는 방향 변환부와,
상기 적층 필름에 상기 수평 방향의 이동에의 방향 변환을 시행한 후, 상기 적층 필름의 상기 접착제에 건조 또는 경화를 시행하는 건조부
를 적어도 가지는 편광판의 제조장치로서,
상기 방향 변환부는 복수의 가이드 롤이 설치되어 상기 복수의 가이드 롤에 의해 상기 적층 필름의 방향 변환이 2단계 이상으로 나누어 시행하도록 구성한 것을 특징으로 하는 편광판의 제조장치.
제1항에 있어서, 상기 복수의 가이드 롤의 각각은 회전구동기구가 갖춰져 있는 편광판의 제조장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 가이드 롤의 각각은 온도제어기구가 갖춰져 있는 편광판의 제조장치.
제1항 내지 제3항의 어느 1항에 있어서, 상기 복수의 가이드 롤은 상기 연직방향의 위에서 아래로 이동하는 상기 적층 필름을 경사 방향에 방향 변환시키는 제1 가이드 롤과, 상기 제1 가이드 롤에 의해 경사 방향에 방향 변환된 상기 적층 필름을 상기 수평 방향으로 방향 변환하는 제2 가이드 롤로 구성되고, 상기 적층 필름의 방향 변환이 2단계로 나누어 시행되도록 구성된 편광판의 제조장치.
제1항 내지 제3항의 어느 1항에 있어서, 상기 복수의 가이드 롤은 상기 연직방향의 위에서 아래로 이동하는 상기 적층 필름을 경사 방향에 방향 변환시키는 제1 가이드 롤과, 상기 적층 필름을 상기 수평 방향으로 방향 변환하는 제2 가이드 롤과, 상기 제1 가이드 롤과 상기 제 2의 가이드 롤과의 사이에 설치되고, 또한 별도의 1개 또는 복수의 가이드 롤로 구성되며, 상기 적층 필름의 방향 변환이 3단계 이상으로 나누어 시행되도록 구성된 편광판의 제조장치.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 제1 가이드 롤에 의한 상기 적층 필름의 방향 변환되는 상기 연직방향으로부터의 각도는 35°내지 70°인 편광판의 제조장치.
폴리비닐알코올계 수지로 이루어진 편광소자의 띠 상 필름을 연직방향의 위에서 아래로 이동시켜 공급하고, 그의 좌우로부터 제1 보호필름 및 제2 보호필름을 각각 공급하고, 상기 제1 보호필름 및 상기 제2 보호필름을 접착제에 의해 동시에 상기 편광소자에 첩합하는 첩합 공정과,
상기 제1 보호필름, 상기 편광소자 및 상기 제2 보호필름이 첩합된 적층 필름의 이동을 상기 연직방향의 위에서 아래로의 이동으로부터, 수평 방향의 이동으로 방향 변환할 방향 변환 공정과,
상기 적층 필름에 상기 수평 방향의 이동에의 방향 변환을 시행한 후, 상기 적층 필름의 상기 접착제에 건조 또는 경화를 시행하는 건조공정을 적어도 가지는 편광판의 제조방법으로,
상기 방향 변환 공정은 상기 적층 필름의 방향 변환을 2단계 이상으로 나누어 시행하는 것을 특징으로 하는 편광판의 제조방법.
제7항에 있어서, 상기 방향 변환 공정은 상기 적층 필름의 방향 변환을 2단계로 나누어 시행하는 공정이고, 상기 연직방향의 위에서 아래로 이동하는 상기 적층 필름을 경사 방향에 방향 변환하는 제1 방향 변환과, 상기 제1 방향 변환에 의해 경사 방향에 방향 변환된 상기 적층 필름을 상기 수평 방향으로 방향 변환하는 제2 방향 변환으로 이루어진 편광판의 제조방법.
제7항에 있어서, 상기 방향 변환 공정은 상기 적층 필름의 방향 변환을 3단계 이상으로 나누어 시행하는 공정이고, 상기 연직방향의 위에서 아래로 이동하는 상기 적층 필름을 경사 방향에 방향 변환하는 제1 방향 변환과, 상기 적층 필름을 상기 수평 방향으로 방향 변환하는 제2 방향 변환과, 상기 제1 방향 변환과 상기 제 2의 방향 변환과의 사이에 상기 적층 필름에 시행하고, 더욱이 별도의 1회 또는 수회의 방향 변환으로 이루어진 편광판의 제조방법.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제1 방향 변환에 의한 상기 적층 필름의 방향 변환되는 상기 연직방향으로부터의 각도는 35°내지 70°인 편광판의 제조방법.
제7항 내지 제10항의 어느 1항 기재의 편광판의 제조방법으로 제조된 편광판.
제11항 기재의 편광판을 이용한 액정표시장치.