KR20140138752A - 편광판의 제조 방법 - Google Patents

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나오코 다케노쿠마
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스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤
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Abstract

기재 필름 (1) 의 적어도 일방의 면에 폴리비닐알코올계 수지층 (2) 을 형성하여 적층 필름 (3) 을 얻는 수지층 형성 공정, 적층 필름 (3) 을, 수지층 (2) 의 두께가 10 ㎛ 이하가 되도록 1 축 연신하여 연신 필름 (4) 을 얻는 연신 공정, 연신 필름 (4) 을 이색성 색소로 염색하여 편광자층 (5) 을 형성하고, 편광성 적층 필름 (6) 을 얻는 염색 공정, 편광성 적층 필름 (6) 에 있어서, 편광자층 (5) 의 기재 필름 (1) 과는 반대측의 면에, 투습도가 200 g/㎡/24 hrs 이하이며, 면내 위상차가 100 nm 이상이며, 또한, 편광자층 (5) 의 흡수축에 대한 지상축의 각도 θ 가 20 도 이상 70 도 이하인 방습층 (7) 을 형성하여 다층 필름 (8) 을 얻는 방습층 형성 공정, 및, 다층 필름 (8) 으로부터 기재 필름 (1) 을 박리하는 박리 공정, 을 포함하는 편광판의 제조 방법.

Description

편광판의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING POLARIZING PLATE}
본 발명은, 편광판의 제조 방법에 관한 것이다. 또, 본 발명은, 그 편광판에 점착제층을 형성한 점착제층이 형성된 편광판, 및, 그것을 사용한 화상 표시 장치에 관련된다.
액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치 등의 화상 표시 장치에는, 외광의 반사를 방지하기 위해서 그 시인 (視認) 측에 원편광판이 형성되는 경우가 있다. 이러한 원편광판은, 편광자층과 1/4 파장판 등의 위상차층을 갖는 것이며, 외부에서 화상 표시 장치 내에 입사한 광을 원편광으로 함으로써 장치 외로의 출광을 방지하고, 그 결과, 외광의 반사를 방지하는 것이기 때문에, 통상적으로, 상기 위상차층이 화상 표시 장치의 내측이 되도록 배치된다.
최근, 상기 화상 표시 장치나, 노트형 퍼스널 컴퓨터나 휴대전화 등의 모바일형 액정 표시 장치는, 소형화, 경량화가 요망되고 있고, 그들 액정 표시 장치에 사용되는 편광판 (원편광판이나 직선 편광판) 에 대해서도 가일층의 박형화, 경량화가 요구되고 있다. 또, 액정 표시 장치는, 고온, 고습 환경하에서 사용되는 경우가 있기 때문에, 편광판에도 내열성, 내습성이 요구되고 있다.
한편, 햇볕이 강한 옥외 등의 환경하에 있어서는, 그 눈부심을 해소하기 위해서, 편광 선글라스를 쓴 상태에서 액정 표시 장치가 시인되는 경우가 있다. 액정 표시 장치로부터 출사되는 광은, 통상적으로, 직선 편광이기 때문에, 편광 선글라스를 쓴 상태에서 액정 표시 장치를 시인한 경우, 편광 선글라스의 흡수축과 액정 표시 장치로부터의 직선 편광의 편광축이 이루는 각도에 따라서는, 시인성에 문제를 일으키는 경우가 있다.
이와 같은 상황하에, 박형의 편광판을 제조하는 방법으로서 특허문헌 1 에는, 기재 필름의 일방의 면에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성한 후, 연신하고, 이어서 폴리비닐알코올계 수지층의 기재 필름과는 반대측의 면에, 트리아세틸셀룰로오스 필름을 첩합 (貼合) 한 후, 기재 필름을 박리하고, 염색 처리를 실시하는 방법이 기재되어 있다. 또, 특허문헌 2 에는, 아크릴계 수지 또는 고리형 올레핀계 수지로 구성된 기재 필름의 일방의 면에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성한 후, 연신하고, 이어서 염색 처리를 실시함으로써, 상기 기재 필름이 보호 필름을 겸하는 편광판의 제조 방법이 기재되어 있다. 특허문헌 3 에는, 박육화된 편광자층의 일방의 면 (화상 표시 유닛측) 에 1/4 파장판이 형성되고, 타방의 면 (시인측) 에 용이 접착제층, 보호층 및 위상차층이 이 순서로 형성된 원편광판이 기재되어 있다.
일본 공개특허공보 2000-338329호 일본 공개특허공보 2009-98653호 특허 제4804589호
특허문헌 1 ∼ 3 에 기재된 방법에 의해 얻어지는 편광판은, 고온 고습하에서의 내열성 및 내습성의 점이나, 편광 선글라스를 썼을 때의 시인성의 점에서 반드시 충분한 것은 아니다. 또, 특허문헌 3 에 기재된 원편광판은, 전체의 층수가 많아, 두꺼운 것이었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 고온 고습하에서의 내열성 및 내습성이 우수하고, 편광 선글라스를 썼을 때의 시인성이 우수한 박형의 편광판을 제조하는 방법을 제공하는 것에 있다. 또, 본 발명의 다른 목적은, 전체의 층수 및 두께를 억제하고, 편광 선글라스를 썼을 때의 시인성을 확보하면서, 고온 고습하에서의 내열성 및 내습성이 우수한 원편광판을 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 하기의 것을 포함한다.
［1］기재 필름의 적어도 일방의 면에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 수지층 형성 공정,
상기 적층 필름을, 폴리비닐알코올계 수지층의 두께가 10 ㎛ 이하가 되도록 1 축 연신하여 연신 필름을 얻는 연신 공정,
상기 연신 필름을 이색성 색소로 염색하여 편광자층을 형성하고, 편광성 적층 필름을 얻는 염색 공정,
상기 편광성 적층 필름에 있어서, 상기 편광자층의 상기 기재 필름과는 반대측의 면에, 투습도가 200 g/㎡/24 hrs 이하이며, 면내 위상차가 100 nm 이상이며, 또한, 상기 편광자층의 흡수축에 대한 지상축의 각도 θ 가 20 도 이상 70 도 이하인 방습층을 형성하여 다층 필름을 얻는 방습층 형성 공정, 및,
상기 다층 필름으로부터 상기 기재 필름을 박리하는 박리 공정,
을 포함하는 편광판의 제조 방법.
［2］상기 방습층 형성 공정에 있어서, 상기 편광자층의 상기 기재 필름과는 반대측의 면에, 광 경화성 접착제층을 개재하여 방습층을 형성하는［1］에 기재된 편광판의 제조 방법.
［3］상기 방습층 형성 공정에 있어서, 상기 편광자층의 상기 기재 필름과는 반대측의 면에, 투습도가 200 g/㎡/24 hrs 이하이며, 면내 위상차가 100 nm 이상인 위상차 필름을, 그 지상축이 상기 편광자층의 흡수축에 대해 20 도 이상 70 도 이하의 각도 θ 가 되도록 첩합하는［1］또는［2］에 기재된 편광판의 제조 방법.
［4］상기 위상차 필름은, 편광자층에의 첩합면과는 반대측의 면에 표면 처리가 실시되어 있는 필름인［1］∼［3］중 어느 한 항에 기재된 편광판의 제조 방법.
［5］［1］∼［4］중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 제조된 편광판과,
그 편광판에 있어서의 상기 편광자층의 방습층과는 반대측의 면에 형성되어 있는 점착제층을 갖는, 점착제층이 형성된 편광판.
［6］［5］에 기재된 점착제층이 형성된 편광판과, 그 편광판의 점착제층측에서 첩합된 화상 표시 유닛을 갖는 화상 표시 장치.
［7］［5］에 기재된 점착제층이 형성된 편광판과, 그 편광판의 점착제층측에서 첩합된 위상차층을 갖는 원편광판.
［8］［7］에 기재된 원편광판과, 그 원편광판에 있어서의 상기 편광자층의 방습층과는 반대의 면에 형성되어 있는 점착제층을 갖는, 점착제층이 형성된 원편광판.
［9］［8］에 기재된 점착제층이 형성된 원편광판과, 그 원편광판의 점착제층측에서 첩합된 화상 표시 유닛을 갖는 화상 표시 장치.
［10］기재 필름의 적어도 일방의 면에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 수지층 형성 공정,
상기 적층 필름을, 폴리비닐알코올계 수지층의 두께가 10 ㎛ 이하가 되도록 1 축 연신하여 연신 필름을 얻는 연신 공정,
상기 연신 필름을 이색성 색소로 염색하여 편광자층을 형성하고, 편광성 적층 필름을 얻는 염색 공정,
상기 편광성 적층 필름에 있어서, 상기 편광자층의 상기 기재 필름과는 반대측의 면에, 투습도가 200 g/㎡/24 hrs 이하이며, 면내 위상차가 100 nm 이상이며, 또한, 상기 편광자층의 흡수축에 대한 지상축의 각도 θ 가 20 도 이상 70 도 이하인 방습층을, 광 경화성 접착제층을 개재하여 형성함으로써 다층 필름을 얻는 방습층 형성 공정, 및,
상기 다층 필름으로부터 상기 기재 필름을 박리하여 방습층이 형성된 편광 필름을 얻는 박리 공정, 및,
상기 방습층이 형성된 편광 필름에 있어서, 상기 편광자층의 상기 방습층과는 반대측의 면에, 위상차층을 형성하는 위상차층 형성 공정,
을 포함하는 원편광판의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 고온 고습하에서의 내열성 및 내습성이 우수하고, 편광 선글라스를 썼을 때의 시인성이 우수한 박형의 편광판을 제조하는 방법을 제공할 수 있다. 또, 이 방법에 의해 얻어진 편광판에 점착제층을 형성하여, 점착제층이 형성된 편광판으로 할 수 있고, 또한, 그 점착제층을 개재하여 화상 표시 패널에 첩합하여 화상 표시 장치로 할 수 있다. 그리고, 그 점착층이 형성된 편광판과 위상차층을, 그 점착제층을 개재하여 첩합함으로써, 전체의 층수 및 두께를 억제하고, 편광 선글라스를 썼을 때의 시인성을 확보하면서, 고온 고습하에서의 내열성 및 내습성이 우수한 원편광판을 제공할 수 있다. 또, 이 원편광판에 점착제층을 형성하여, 점착제층이 형성된 원편광판으로 할 수 있고, 또한, 그 점착제층을 개재하여 화상 표시 패널에 첩합하여 화상 표시 장치로 할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 제조 방법의 각 공정에서 얻어지는 필름의 단면을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2 는, 방습층의 지상축과, 편광자층의 흡수축의 관계를 나타내는 개념도이다.
도 3 은, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 편광판의 단면의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 4 는, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 편광판의 단면의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 5 는, 본 발명의 점착제층이 형성된 편광판의 단면의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 6 은, 본 발명의 화상 표시 장치의 단면의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 7 은, 본 발명의 원편광판의 단면의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 8 은, 본 발명의 원편광판의 단면의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 9 는, 본 발명의 점착제층이 형성된 원편광판의 단면의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 10 은, 본 발명의 점착제층이 형성된 원편광판의 단면의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 11 은, 본 발명의 화상 표시 장치의 단면의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 12 는, 본 발명의 화상 표시 장치의 단면의 일례를 나타내는 개념도이다.
＜편광판의 제조 방법＞
본 발명의 제조 방법은, 기재 필름의 적어도 일방의 면에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 수지층 형성 공정 (S10), 상기 적층 필름을, 폴리비닐알코올계 수지층의 두께가 10 ㎛ 이하가 되도록 1 축 연신하여 연신 필름을 얻는 연신 공정 (S20), 상기 연신 필름을 이색성 색소로 염색하여 편광자층을 형성하고, 편광성 적층 필름을 얻는 염색 공정 (S30), 상기 편광성 적층 필름에 있어서, 상기 편광자층의 상기 기재 필름과는 반대측의 면에 방습층을 형성하여 다층 필름을 얻는 방습층 형성 공정 (S40), 및, 상기 다층 필름으로부터 상기 기재 필름을 박리하는 박리 공정 (S50) 을 포함한다. 도 1 에는, 각 공정에 의해 얻어지는 필름의 단면을 모식적으로 나타낸 도면을 나타내고 있고, 이하, 도 1 도 참조하면서 본 발명의 제조 방법에 대해 상세하게 설명한다.
［수지층 형성 공정 (S10)］
수지층 형성 공정에서는, 기재 필름 (1) 의 적어도 일방의 면에 폴리비닐알코올계 수지층 (2) 을 형성하여 적층 필름 (3) 을 얻는다 (도 1(A)).
(기재 필름)
기재 필름 (1) 에 사용하는 수지로서는, 예를 들어, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 연신성 등이 우수한 열가소성 수지가 이용되고, 그들의 Tg 또는 Tm 에 따라 적절한 수지를 선택할 수 있다. 열가소성 수지의 구체예로서는, 사슬형 폴리올레핀계 수지, 고리형 폴리올레핀계 수지 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, (메트)아크릴계 수지, 셀룰로오스에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 아세트산비닐계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 및 이들의 혼합물, 공중합물 등을 들 수 있다.
기재 필름 (1) 은, 상기 서술한 수지로 구성되는 단층 또는 다층일 수 있다.
사슬형 폴리올레핀계 수지로서는, 안정적으로 고배율로 연신할 수 있는 점에서, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등이 바람직하다. 또, 프로필렌에 에틸렌을 공중합하여 얻어지는 에틸렌-프로필렌 공중합체 등도 바람직하게 사용할 수 있다. 공중합은 다른 종류의 모노머라도 가능하고, 프로필렌에 공중합 가능한 타종의 모노머로서는, 예를 들어, 에틸렌, α-올레핀을 들 수 있다. α-올레핀으로서는, 탄소수 4 이상의 α-올레핀이 바람직하고, 탄소수 4 ∼ 10 의 α-올레핀이 보다 바람직하다. 탄소수 4 ∼ 10 의 α-올레핀의 구체예로서는, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센 등의 직사슬형 모노 올레핀류 ； 3-메틸-1-부텐, 3-메틸-1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐 등의 분기형 모노 올레핀류 ； 비닐시클로헥산 등을 들 수 있다. 프로필렌과 이것에 공중합 가능한 다른 모노머의 공중합체는, 랜덤 공중합체여도 되고, 블록 공중합체여도 된다. 공중합체 중의 당해 다른 모노머 유래의 구성 단위의 함유율은, 「고분자 분석 핸드북」(1995 년, 키노쿠니야 서점 발행) 의 제 616 페이지에 기재되어 있는 방법에 따라, 적외선 (IR) 스펙트럼 측정을 실시함으로써 구할 수 있다.
상기 중에서도, 프로필렌계 수지 필름을 구성하는 프로필렌계 수지로서, 프로필렌의 단독 중합체, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체, 프로필렌-1-부텐 랜덤 공중합체, 및, 프로필렌-에틸렌-1-부텐 랜덤 공중합체가 바람직하다.
또, 프로필렌계 수지 필름을 구성하는 프로필렌계 수지의 입체 규칙성은, 실질적으로 아이소택틱 또는 신디오택틱인 것이 바람직하다. 실질적으로 아이소택틱 또는 신디오택틱의 입체 규칙성을 갖는 프로필렌계 수지로 이루어지는 프로필렌계 수지 필름은, 그 취급성이 비교적 양호함과 함께, 고온 환경하에 있어서의 기계적 강도가 우수하다.
고리형 폴리올레핀계 수지로서는, 바람직하게는 노르보르넨계 수지가 사용된다. 고리형 폴리올레핀계 수지는, 고리형 올레핀을 중합 단위로서 중합되는 수지의 총칭이며, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평1-240517호, 일본 공개특허공보 평3-14882호, 일본 공개특허공보 평3-122137호 등에 기재되어 있는 수지를 들 수 있다. 구체예로서는, 고리형 올레핀의 개환 (공) 중합체, 고리형 올레핀의 부가 중합체, 고리형 올레핀과 에틸렌, 프로필렌 등의 α-올레핀과의 공중합체 (대표적으로는 랜덤 공중합체), 및 이들을 불포화 카르복실산이나 그 유도체로 변성한 그래프트 중합체, 그리고 그들의 수소화물 등을 들 수 있다. 고리형 올레핀의 구체예로서는, 노르보르넨계 모노머를 들 수 있다.
고리형 폴리올레핀계 수지로서는 여러 가지의 제품이 시판되고 있다. 구체예로서는, Topas (등록상표) (Ticona 사 제조), 아톤 (등록상표) (JSR (주) 제조), 제오노아 (ZEONOR) (등록상표) (닛폰 제온 (주) 제조), 제오넥스 (ZEONEX) (등록상표) (닛폰 제온 (주) 제조), 아펠 (등록상표) (미츠이 화학 (주) 제조) 등을 들 수 있다.
폴리에스테르계 수지는, 에스테르 결합을 갖는 폴리머이며, 주로, 다가 카르복실산과 다가 알코올의 중축합체이다. 사용되는 다가 카르복실산에는, 주로 2 가의 디카르복실산이 사용되고, 예를 들어, 테레프탈산, 이소프탈산, 디메틸테레프탈레이트, 나프탈렌디카르복실산디메틸 등이 있다. 또, 사용되는 다가 알코올도 주로 2 가의 디올이 사용되고, 프로판디올, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 시클로헥산디메탄올 등을 들 수 있다.
폴리에스테르계 수지의 대표예로서, 테레프탈산과 에틸렌글리콜의 공중합체인 폴리에틸렌테레프탈레이트를 들 수 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트는 결정성의 수지이지만, 결정화 처리하기 전 상태의 것이 연신 등의 처리를 실시하기 쉽다. 필요하면, 연신시, 또는 연신 후의 열처리 등에 의해 결정화 처리할 수 있다. 또, 폴리에틸렌테레프탈레이트의 골격에 추가로 타종의 모노머를 공중합함으로써 결정성을 내린 (혹은, 비정성으로 한) 공중합 폴리에스테르도 바람직하게 사용된다. 이와 같은 수지의 예로서 예를 들어, 시클로헥산디메탄올이나 이소프탈산 등을 공중합한 것 등이 바람직하게 사용된다. 이들의 수지도 연신성이 우수하여 바람직하게 사용할 수 있다.
폴리에틸렌테레프탈레이트 및 그 공중합체 이외의 구체적인 수지로서는, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌나프탈레이트, 폴리시클로헥산디메틸테레프탈레이트, 폴리시클로헥산디메틸나프탈레이트 등을 들 수 있다. 이들의 블렌드 수지나, 공중합체도 바람직하게 사용할 수 있다.
(메트)아크릴계 수지로서는, 임의의 적절한 (메트)아크릴계 수지를 채용할 수 있다. 예를 들어, 폴리메타크릴산메틸 등의 폴리(메트)아크릴산에스테르, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산 공중합체, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산에스테르 공중합체, 메타크릴산메틸-아크릴산에스테르-(메트)아크릴산 공중합체, (메트)아크릴산메틸-스티렌 공중합체 (MS 수지 등), 지환족 탄화수소기를 갖는 중합체 (예를 들어, 메타크릴산메틸-메타크릴산시클로헥실 공중합체, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산노르보르닐 공중합체 등) 를 들 수 있다. 바람직하게는, 폴리(메트)아크릴산메틸 등의 폴리(메트)아크릴산 C1-6 알킬을 들 수 있다. (메트)아크릴계 수지로서, 보다 바람직하게는, 메타크릴산메틸을 주성분 (50 ∼ 100 중량％, 바람직하게는 70 ∼ 100 중량％) 으로 하는 메타크릴산메틸계 수지가 사용된다.
셀룰로오스에스테르계 수지는, 셀룰로오스와 지방산의 에스테르이다. 셀룰로오스에스테르계 수지의 구체예로서는, 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스디아세테이트, 셀룰로오스트리프로피오네이트, 셀룰로오스디프로피오네이트 등을 들 수 있다. 또, 이들의 공중합물이나, 수산기의 일부를 타종의 치환기 등으로 수식된 것 등도 들 수 있다. 이들 중에서도, 셀룰로오스트리아세테이트가 특히 바람직하다. 셀룰로오스트리아세테이트로서는 많은 제품이 시판되고 있어, 입수 용이성이나 비용의 점에서도 유리하다. 셀룰로오스트리아세테이트의 시판품의 예로서는, 후지탁 (등록상표) TD80 (후지 필름 (주) 제조), 후지탁 (등록상표) TD80UF (후지 필름 (주) 제조), 후지탁 (등록상표) TD80UZ (후지 필름 (주) 제조), 후지탁 (등록상표) TD40UZ (후지 필름 (주) 제조), KC8UX2M (코니카 미놀타 옵토 (주) 제조), KC4UY (코니카 미놀타 옵토 (주) 제조) 등을 들 수 있다.
폴리카보네이트계 수지는, 카르보네이트기를 개재하여 모노머 단위가 결합된 폴리머로 이루어지는 엔지니어링 플라스틱이며, 높은 내충격성, 내열성, 난연성을 갖는 수지이다. 또, 높은 투명성을 갖는 점에서 광학 용도로도 바람직하게 사용된다. 광학 용도로는 광 탄성 계수를 내리기 위해서 폴리머 골격을 수식한 것과 같은 변성 폴리카보네이트로 불리는 수지나, 파장 의존성을 개량한 공중합 폴리카보네이트 등도 시판되고 있어, 바람직하게 사용할 수 있다. 이와 같은 폴리카보네이트 수지는 널리 시판되고 있고, 예를 들어, 팬라이트 (등록상표) (데이진 화성 (주)), 유피론 (등록상표) (미츠비시 엔지니어링 플라스틱 (주)), SD 폴리카 (등록상표) (스미토모 다우 (주)), 카리바 (등록상표) (다우 케미컬 (주)) 등을 들 수 있다.
기재 필름 (1) 에는, 상기의 열가소성 수지 외에, 임의의 적절한 첨가제가 첨가되어 있어도 된다. 이와 같은 첨가제로서는, 예를 들어, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 활제, 가소제, 이형제, 착색 방지제, 난연제, 핵제, 대전 방지제, 안료, 및 착색제 등을 들 수 있다. 기재 필름 중의 상기에서 예시한 열가소성 수지의 함유량은, 바람직하게는 50 ∼ 100 중량％, 보다 바람직하게는 50 ∼ 99 중량％, 더욱 바람직하게는 60 ∼ 98 중량％, 특히 바람직하게는 70 ∼ 97 중량％ 이다. 기재 필름 중의 열가소성 수지의 함유량이 50 중량％ 미만의 경우, 열가소성 수지가 본래 갖는 고투명성 등이 충분히 발현되지 않을 우려가 있기 때문이다.
기재 필름 (1) 의 두께는, 적절히 결정할 수 있지만, 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성의 점에서 1 ∼ 500 ㎛ 가 바람직하고, 1 ∼ 300 ㎛ 가 보다 바람직하고, 나아가서는 5 ∼ 200 ㎛ 가 바람직하다. 기재 필름의 두께는, 5 ∼ 150 ㎛ 가 가장 바람직하다.
기재 필름 (1) 은, 수지층 (2) 과의 밀착성을 향상시키기 위해서, 적어도 수지층 (2) 이 형성되는 측의 표면에, 코로나 처리, 플라즈마 처리, 화염 처리 등을 실시해도 된다. 또 밀착성을 향상시키기 위해서, 기재 필름 (1) 의 수지층 (2) 이 형성되는 측의 표면에 프라이머층, 접착제층 등의 박층을 형성해도 된다. 또한, 여기서 말하는 기재 필름 (1) 은, 접착제층이나 코로나 처리층 등은 포함하지 않는 것을 의미한다.
(폴리비닐알코올계 수지층)
폴리비닐알코올계 수지층 (2) 은, 전형적으로는, 폴리비닐알코올계 수지의 분말을 예를 들어 물 등의 용해도가 높은 용매에 용해시켜 얻은 폴리비닐알코올계 수지 용액을 기재 필름의 일방의 표면 상에 도공하고, 용제를 증발시켜 건조시킴으로써 형성된다. 수지층을 이와 같이 형성함으로써, 얇게 형성하는 것이 가능해진다. 폴리비닐알코올계 수지 용액을 기재 필름에 도공하는 방법으로서는, 와이어 바 코팅법, 리버스 코팅, 그라비아 코팅 등의 롤 코팅법, 다이 코트법, 콤마 코트법, 립 코트법, 스핀 코팅법, 스크린 코팅법, 파운틴 코팅법, 딥핑법, 스프레이법, 등을 공지된 방법으로부터 적절히 선택하여 채용할 수 있다. 건조 온도는, 예를 들어 50 ∼ 200 ℃ 이며, 바람직하게는 60 ∼ 150 ℃ 이다. 건조 시간은, 예를 들어 2 ∼ 20 분이다. 형성하는 수지층 (2) 의 두께는, 3 ㎛ 초과 또한 30 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 나아가서는 5 ∼ 20 ㎛ 가 바람직하다. 3 ㎛ 이하이면 연신 후에 너무 얇아져 염색성이 악화되어 버리고, 30 ㎛ 를 초과하면, 최종적으로 얻어지는 편광자층의 두께가 10 ㎛ 를 초과하게 되는 경우가 있다.
기재 필름 (1) 과 폴리비닐알코올계 수지층 (2) 의 밀착성을 향상시키기 위해서, 기재 필름 (1) 과 그 수지층 (2) 의 사이에 프라이머층을 형성해도 된다. 프라이머층은 폴리비닐알코올계 수지에 가교제 등을 함유하는 조성물로 형성하는 것이 밀착성의 관점에서 바람직하다.
폴리비닐알코올계 수지로서는, 폴리아세트산 비닐계 수지를 비누화한 것을 사용할 수 있다. 폴리아세트산 비닐계 수지로서는, 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산 비닐 외에, 아세트산 비닐과 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체 등이 예시된다. 아세트산 비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예를 들어, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐 에테르류, 불포화 술폰산류, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 들 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지는, 비누화가 높은 것이 바람직하다. 비누화도의 범위는, 80.0 몰％ ∼ 100.0 몰％ 인 것이 바람직하고, 90.0 몰％ ∼ 99.5 몰％ 의 범위인 것이 보다 바람직하고, 나아가서는 94.0 몰％ ∼ 99.0 몰％ 의 범위인 것이 가장 바람직하다. 비누화도가 80.0 몰％ 미만이면, 얻어지는 편광판의 내수성·내습열성이 저하될 우려가 있다. 또, 비누화도가 너무 높으면, 염색 속도가 느려지고, 충분한 편광 성능을 갖는 편광성 적층 필름이 얻어지지 않는 경우가 있다.
여기서 말하는 비누화도란, 폴리비닐알코올계 수지의 원료인 폴리아세트산 비닐계 수지에 함유되는 아세트산기가 비누화 공정에 의해 수산기로 변화한 비율을 유닛비 (몰％) 로 나타낸 것이며, 하기 식으로 정의되는 수치이다. JIS K 6726 (1994) 으로 규정되어 있는 방법으로 구할 수 있다.
비누화도 (몰％) = (수산기의 수) ÷ (수산기의 수 ＋ 아세트산기의 수) × 100
비누화도가 높을수록, 수산기의 비율이 높은 것을 나타내고 있고, 즉 결정화를 저해하는 아세트산기의 비율이 낮은 것을 나타내고 있다.
폴리비닐알코올계 수지는, 일부가 변성되어 있는 변성 폴리비닐알코올이어도 된다. 예를 들어, 폴리비닐알코올계 수지를 에틸렌, 프로필렌 등의 올레핀, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 등의 불포화 카르복실산, 불포화 카르복실산의 알킬에스테르, 아크릴아미드 등으로 변성한 것 등을 들 수 있다. 변성의 비율은 30 몰％ 미만인 것이 바람직하고, 10 ％ 미만인 것이 보다 바람직하다. 30 몰％ 를 초과하는 변성을 실시한 경우에는, 이색성 색소를 흡착하기 어려워지고, 편광 성능이 낮아져 버릴 우려가 있다.
폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도도 특별히 한정되는 것은 아니지만, 100 ∼ 10000 이 바람직하고, 1500 ∼ 8000 이 보다 바람직하고, 나아가서는 2000 ∼ 5000 인 것이 가장 바람직하다. 여기서 말하는 평균 중합도도 JIS K 6726 (1994) 에 의해 정해진 방법에 의해 구해지는 수치이다.
이와 같은 특성을 갖는 폴리비닐알코올계 수지로서는, 예를 들어 (주) 쿠라레 제조의 PVA124 (비누화도 ： 98.0 ∼ 99.0 몰％), PVA117 (비누화도 ： 98.0 ∼ 99.0 몰％), PVA624 (비누화도 ： 95.0 ∼ 96.0 몰％) 및 PVA617 (비누화도 ： 94.5 ∼ 95.5 몰％) ； 예를 들어 닛폰 합성 화학 공업 (주) 제조의 AH-26 (비누화도 ： 97.0 ∼ 98.8 몰％), AH-22 (비누화도 ： 97.5 ∼ 98.5 몰％), NH-18 (비누화도 ： 98.0 ∼ 99.0 몰％), 및 N-300 (비누화도 ： 98.0 ∼ 99.0 몰％) ； 예를 들어 닛폰 아세트비·포발 (주) 의 JC-33 (비누화도 ： 99.0 몰％ 이상), JM-33 (비누화도 ： 93.5 ∼ 95.5 몰％), JM-26 (비누화도 ： 95.5 ∼ 97.5 몰％), JP-45 (비누화도 ： 86.5 ∼ 89.5 몰％), JF-17 (비누화도 ： 98.0 ∼ 99.0 몰％), JF-17L (비누화도 ： 98.0 ∼ 99.0 몰％) 및 JF-20 (비누화도 ： 98.0 ∼ 99.0 몰％) 등을 들 수 있고, 본 발명에 있어서 바람직하게 사용할 수 있다.
［연신 공정 (S20)］
연신 공정에서는, 상기 적층 필름 (3) 을, 폴리비닐알코올계 수지층의 두께가 10 ㎛ 이하가 되도록 1 축 연신하여 연신 필름 (4) 을 얻는다 (도 1(B)). 1 축 연신의 연신 배율은, 바람직하게는, 5 배 초과 또한 17 배 이하이며, 더욱 바람직하게는 5 배 초과 또한 8 배 이하이다. 연신 배율이 5 배 이하이면, 폴리비닐알코올계 수지층이 충분히 배향하지 않기 때문에, 결과적으로, 편광자층의 편광도가 충분히 높아지지 않는 문제를 일으키는 경우가 있다. 한편, 연신 배율이 17 배를 초과하면 연신시의 적층 필름 (3) 의 파단이 생기기 쉬워짐과 동시에, 연신 필름 (4) 의 두께가 필요 이상으로 얇아져, 후공정에서의 가공성·핸들링성이 저하될 우려가 있다. 연신 공정 (S20) 에 있어서의 연신 처리는, 1 단으로의 연신에 한정되지 않고 다단으로 실시할 수도 있다. 이 경우, 2 단계째 이후의 연신 공정도 연신 공정 (S20) 중에서 실시해도 되지만, 염색 공정 (S30) 에 있어서의 염색 처리나 가교 처리와 동시에 실시되어도 된다. 이와 같이 다단으로 연신을 실시하는 경우에는, 연신 처리의 전체 단을 합해 5 배 초과의 연신 배율이 되도록 연신 처리를 실시한다.
본 실시 형태에 있어서의 연신 공정 (S20) 에 있어서는, 적층 필름 (3) 의 길이 방향에 대해 실시하는 종연신 처리나, 폭방향에 대해 연신하는 횡연신 처리 등을 실시할 수 있다. 종연신 방식으로서는, 롤간 연신 방법, 압축 연신 방법 등을 들 수 있고, 횡연신 방식으로서는 텐터법 등을 들 수 있다.
또, 연신 처리는, 습윤식 연신 방법과 건식 연신 방법 모두 채용할 수 있지만, 건식 연신 방법을 사용하는 편이, 적층 필름 (3) 을 연신할 때의 온도를 넓은 범위에서 선택할 수 있는 점에서 바람직하다.
연신 온도는, 폴리비닐알코올계 수지층 (2) 및 기재 필름 (1) 전체가 연신 가능한 정도로 유동성을 나타내는 온도 이상으로 설정되고, 바람직하게는, 기재 필름 (1) 의 상전이 온도의 -30 ℃ 내지 ＋30 ℃ 의 범위이며, 보다 바람직하게는, 기재 필름 (1) 의 상전이 온도의 -25 ℃ 내지 ＋30 ℃ 의 범위이다. 연신 온도를 상전이 온도의 -30 ℃ 보다 낮게 하면, 5 배 초과의 고배율 연신이 달성되기 어렵다. 연신 온도가 상전이 온도의 ＋30 ℃ 를 초과하면, 기재 필름의 유동성이 너무 커서 연신이 곤란해지는 경향이 있다. 5 배 초과의 고연신 배율을 보다 달성하기 쉬운 점에서, 연신 온도는 상기 범위 내이고, 더욱 바람직하게는 120 ℃ 이상이다. 연신 처리의 온도 조정은 통상적으로, 가열로의 온도 조정에 의한다.
［염색 공정 (S30)］
염색 공정에서는, 연신 필름 (4) 을 이색성 색소로 염색하여 편광자층 (5) 을 형성하여, 편광성 적층 필름 (6) 을 얻는다 (도 1(C)). 이색성 색소로서는, 예를 들어, 요오드나 유기 염료 등을 들 수 있다. 유기 염료로서는, 예를 들어, 레드 BR, 레드 LR, 레드 R, 핑크 LB, 루빈 BL, 보르도 GS, 스카이블루 LG, 레몬 옐로우, 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, 스칼릿 GL, 스칼릿 KGL, 콩고 레드, 브릴리언트 바이올렛 BK, 수프라블루 G, 수프라블루 GL, 수프라오렌지 GL, 다이렉트 스카이블루, 다이렉트 퍼스트 오렌지 S, 퍼스트 블랙 등을 사용할 수 있다. 이들의 이색성 물질은, 1 종류여도 되고, 2 종류 이상을 동시에 사용해도 된다.
염색 공정은, 예를 들어, 상기 이색성 색소를 함유하는 용액 (염색 용액) 에, 연신 필름 (4) 전체를 침지함으로써 실시한다. 염색 용액으로서는, 상기 이색성 색소를 용매에 용해한 용액을 사용할 수 있다. 염색 용액의 용매로서는, 일반적으로는 물이 사용되지만, 물과 상용성이 있는 유기 용매가 추가로 첨가되어도 된다. 이색성 색소의 농도로서는, 0.01 ∼ 10 중량％ 인 것이 바람직하고, 0.02 ∼ 7 중량％ 인 것이 보다 바람직하고, 0.025 ∼ 5 중량％ 인 것이 특히 바람직하다.
이색성 색소로서 요오드를 사용하는 경우, 염색 효율을 보다 한층 향상할 수 있는 점에서, 추가로 요오드화물을 첨가하는 것이 바람직하다. 이 요오드화물로서는, 예를 들어, 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄 등을 들 수 있다. 이들 요오드화물의 첨가 비율은, 염색 용액에 있어서, 0.01 ∼ 20 중량％ 인 것이 바람직하다. 요오드화물 중에서도, 요오드화칼륨을 첨가하는 것이 바람직하다. 요오드화칼륨을 첨가하는 경우, 요오드와 요오드화칼륨의 비율은 중량비로, 1 ： 5 ∼ 1 ： 100 의 범위에 있는 것이 바람직하고, 1 ： 6 ∼ 1 ： 80 의 범위에 있는 것이 보다 바람직하고, 1 ： 7 ∼ 1 ： 70 의 범위에 있는 것이 특히 바람직하다.
염색 용액에의 연신 필름 (4) 의 침지 시간은, 특별히 한정되지 않지만, 통상적으로는 15 초 ∼ 15 분간의 범위인 것이 바람직하고, 30 초 ∼ 3 분간인 것이 보다 바람직하다. 또, 염색 용액의 온도는, 10 ∼ 60 ℃ 의 범위에 있는 것이 바람직하고, 20 ∼ 40 ℃ 의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다.
또한, 염색 처리를 연신 공정 전, 또는 동시에 실시하는 것도 가능하지만, 폴리비닐알코올계 수지에 흡착시킨 이색성 색소를 양호하게 배향시킬 수 있도록, 미연신 필름에 연신 공정을 실시한 후에 실시하는 것이 바람직하다. 이 때, 미리 목표의 배율로 연신된 것을 단순히 염색하는 것만이라도 좋고, 미리 저배율로 연신된 것을 염색 중에 재차 연신하여, 토탈로 목적의 배율에 도달하는 방법이어도 된다. 또, 추가로 그 후의 가교 처리 중에 연신을 하는 경우에는, 여기서도 저배율의 연신에 한정시켜 둘 수도 있다. 이 경우 가교 처리 후에 목적으로 배율에 도달하도록 적시 조정하면 된다.
염색 공정에 있어서, 염색에 이어 가교 처리를 실시할 수 있다. 가교 처리는, 예를 들어 가교제를 함유하는 용액 (가교 용액) 중에 연신 필름을 침지함으로써 실시할 수 있다. 가교제로서는, 종래 공지된 물질을 사용할 수 있다. 예를 들어, 붕산, 붕사 등의 붕소 화합물이나, 글리옥살, 글루타르알데히드 등을 들 수 있다. 이들은 1 종류여도 되고, 2 종류 이상을 병용해도 된다.
가교 용액으로서 가교제를 용매에 용해한 용액을 사용할 수 있다. 용매로서는, 예를 들어 물을 사용할 수 있지만, 추가로, 물과 상용성이 있는 유기 용매를 함유해도 된다. 가교 용액에 있어서의 가교제의 농도는, 이것으로 한정되는 것은 아니지만, 1 ∼ 20 중량％ 의 범위에 있는 것이 바람직하고, 6 ∼ 15 중량％ 인 것이 보다 바람직하다.
가교 용액 중에는, 요오드화물을 첨가해도 된다. 요오드화물의 첨가에 의해, 수지층의 면내에 있어서의 편광 특성을 보다 균일화시킬 수 있다. 요오드화물로서는, 예를 들어, 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄을 들 수 있다. 요오드화물의 함유량은, 0.05 ∼ 15 중량％, 보다 바람직하게는 0.5 ∼ 8 중량％ 이다.
가교 용액에의 연신 필름의 침지 시간은, 통상적으로, 15 초 ∼ 20 분간인 것이 바람직하고, 30 초 ∼ 15 분간인 것이 보다 바람직하다. 또, 가교 용액의 온도는, 10 ∼ 90 ℃ 의 범위에 있는 것이 바람직하다.
또한, 가교 처리는, 가교제를 염색 용액 중에 배합함으로써, 염색 처리와 동시에 실시할 수도 있다. 또, 미리 목표의 배율로 연신된 것을 단순히 가교시키는 것만이라도 좋고, 가교 처리와 연신을 동시에 실시해도 된다. 미리 연신 공정에 있어서 저배율로 연신된 연신 필름을, 가교 처리 중에 재차 연신함으로써, 토탈로 목적의 배율에 도달하도록 해도 된다.
마지막에 세정 처리 및 건조 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 세정 처리로서는, 물 세정 처리를 실시할 수 있다. 물 세정 처리는, 통상적으로, 이온 교환수, 증류수 등의 순수 (純水) 에 연신 필름을 침지함으로써 실시할 수 있다. 물 세정 온도는, 통상적으로 3 ∼ 50 ℃, 바람직하게는 4 ℃ ∼ 20 ℃ 의 범위이다. 침지 시간은 통상적으로 2 ∼ 300 초간, 바람직하게는 3 초 ∼ 240 초간이다.
세정 처리는, 요오드화물 용액에 의한 세정 처리와 물 세정 처리를 조합해도 되고, 적절히 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 부탄올, 프로판올 등의 액체 알코올을 배합한 용액을 사용할 수도 있다.
세정 처리 후에, 건조 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 건조 처리로서, 임의의 적절한 방법 (예를 들어, 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조) 을 채용할 수 있다. 예를 들어, 가열 건조의 경우의 건조 온도는, 통상적으로, 20 ∼ 95 ℃ 이며, 건조 시간은, 통상적으로, 1 ∼ 15 분간 정도이다. 이상의 염색 공정 (S30) 에 의해, 수지층이 편광자로서의 기능을 갖게 된다. 본 명세서에 있어서는, 편광자로서의 기능을 갖는 수지층을 편광자층이라고 하고, 기재 필름 상에 편광자층을 구비한 적층체를 편광성 적층 필름이라고 한다.
［방습층 형성 공정 (S40)］
방습층 형성 공정에서는, 상기 편광성 적층 필름 (6) 에 있어서, 상기 편광자층 (5) 의 상기 기재 필름 (1) 과는 반대측의 면에, 투습도가 200 g/㎡/24 hrs 이하이며, 면내 위상차가 100 nm 이상이며, 또한, 상기 편광자층 (5) 의 흡수축에 대한 지상축의 각도 θ 가 20 도 이상 70 도 이하인 방습층 (7) 을 형성하여 다층 필름 (8) 을 얻는다 (도 1(D)). 여기서, 편광자층 (5) 의 흡수축에 대한 방습층 (7) 의 지상축의 각도 θ 에 관해서, 도 2 를 이용하여 설명한다. 도 2(A) 는, 방습층 (7) 과 편광자층 (5) 에 대해 그들의 단면 방향에서 본 모식적인 도면이며, 도 2(B) 는, 방습층 (7) 및 편광자층 (5) 의 적층체를 방습층 (7) 측에서 그 법선 방향으로 본 모식적인 도면이다. 도 2(A) 및 도 2(B) 에 있어서, 방습층 (7) 의 지상축을 7a 로 나타내고, 편광자층 (5) 의 흡수축을 5a 로 나타낸다. 편광자층 (5) 의 흡수축 (5a) 에 대한 방습층 (7) 의 지상축 (7a) 의 각도 θ 는, 도 2(B) 에 나타내는 θ 를 의미한다.
방습층 (7) 의 투습도는, 얻어지는 편광판의 내열성, 내습성의 관점에서, 200 g/㎡/24 hrs 이상, 150 g/㎡/24 hrs 이하인 것이 바람직하다. 또, 방습층 (7) 의 위상차는, 편광 선글라스를 썼을 때의 시인성의 관점에서, 100 nm 이하인 것이 바람직하다.
방습층 (7) 의 형성 방법으로서는, (1) 상기 편광자층 (5) 의 상기 기재 필름 (1) 과는 반대측의 면에, 전술한 투습도 및 위상차를 발현할 수 있는 액정 재료 등의 위상차 발현 물질을 상기 소정의 지상축 방향이 되도록 도포하여 형성하는 방법, (2) 상기 편광자층 (5) 의 상기 기재 필름 (1) 과는 반대측의 면에, 투습도가 200 g/㎡/24 hrs 이하이며, 면내 위상차가 100 nm 이상인 위상차 필름을, 그 지상축이 상기 편광자층 (5) 의 흡수축에 대해 20 도 이상 70 도 이하의 각도 θ 가 되도록 첩합하는 방법 등을 들 수 있지만, 상기 (2) 의 방법이 바람직하게 채용된다.
위상차 필름으로서는, 통상적으로, 연신 처리에 의해 그 위상차가 부여된 필름을 들 수 있다. 위상차 필름의 지상축의 방향은, 그 위상차 필름의 재질 및 연신 방향에 의해 결정된다. 예를 들어, 종 1 축 연신 또는 횡 1 축 연신한 필름의 경우, 필름의 재질에 따라 필름의 길이 방향으로 평행 또는 수직으로 지상축을 갖게 된다. 이와 같은 위상차 필름으로서 사용하는 경우에는, 필름을 커트한 후, 그 지상축이 상기 편광자층의 흡수축에 대해 20 도 이상 70 도 이하의 방향이 되도록 첩합한다. 또, 필름의 길이 방향에 대해 지상축이 20 도 이상 70 도 이하가 되도록 경사 방향으로 1 축 연신한 필름을 위상차 필름으로서 사용하는 경우에는, 이 위상차 필름을, 길이 방향에 평행한 방향으로 흡수축을 갖는 편광성 적층 필름과 이른바 롤·투·롤 형식으로 첩합할 수 있다. 생산 효율의 관점에서는, 후자의 케이스가 바람직하다. 이와 같이 기울어진 광축을 달성하는 수법은, 특별히 한정되지 않고, 경사 연신이거나 횡연신이어도 된다. 횡연신의 경우, 의도적으로 폭방향의 보잉 형상을 강하게 함으로써, 중앙부 이외는 광축이 기울어지므로, 이 부분을 위상차 필름으로서 바람직하게 사용할 수도 있다.
방습층을 형성하는 재료로서는, 투습도가 200 g/㎡/24 hrs 이하가 되는 수지에서 선택할 수 있고, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등으로 구성되는 폴리에스테르계 수지 필름, 고리형 폴리올레핀계 수지 필름, 폴리카보네이트계 수지 필름, (메트)아크릴계 수지 필름, 폴리프로필렌계 수지 필름 등을 들 수 있다.
폴리에스테르계 수지는, 에스테르 결합을 갖는 폴리머이며, 주로, 다가 카르복실산과 다가 알코올의 중축합체이다. 사용되는 다가 카르복실산은, 주로 2 가의 디카르복실산이 사용되고, 예를 들어, 이소프탈산, 테레프탈산, 디메틸테레프탈레이트, 나프탈렌디카르복실산메틸 등이 있다. 또, 사용되는 다가 알코올도 주로 2 가의 디올이 사용되고, 프로판디올, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 시클로헥산디메탄올 등을 들 수 있다.
폴리에스테르계 수지의 구체예로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌나프탈레이트, 폴리시클로헥산디메틸테레프탈레이트, 폴리시클로헥산디메틸나프탈레이트, 등을 들 수 있다. 이들 블렌드 수지나, 공중합체도 바람직하게 사용할 수 있다.
고리형 폴리올레핀계 수지로서는, 적절한 시판품, 예를 들어, Topas (등록상표) (Ticona 사 제조), 아톤 (등록상표) (JSR (주) 제조), 제오노아 (ZEONOR) (등록상표) (닛폰 제온 (주) 제조), 제오넥스 (등록상표) (ZEONEX) (닛폰 제온 (주) 제조), 아펠 (등록상표) (미츠이 화학 (주) 제조) 을 바람직하게 사용할 수 있다. 이와 같은 고리형 폴리올레핀계 수지를 제막하여 필름으로 할 때에는, 용제 캐스트법, 용융 압출법 등의 공지된 방법이 적절히 사용된다. 또, 에스시나 (등록상표) (세키스이 화학공업 (주) 제조), SCA40 (세키스이 화학공업 (주) 제조), 제오노아 (등록상표) 필름 ((주) 오프테스 제조) 등의 미리 제막된 고리형 폴리올레핀계 수지제의 필름의 시판품을 사용해도 된다.
고리형 폴리올레핀계 수지 필름은, 1 축 연신 또는 2 축 연신된 것이어도 된다. 연신함으로써, 고리형 폴리올레핀계 수지 필름에 임의의 위상차값을 부여할 수 있다. 연신은, 통상적으로, 필름 롤을 권출하면서 연속적으로 실시되고, 가열로에서, 롤의 진행 방향, 그 진행 방향과 수직의 방향, 또는 그 양방으로 연신된다. 가열로의 온도는, 통상적으로, 고리형 폴리올레핀계 수지의 유리 전이 온도 근방으로부터 유리 전이 온도 ＋100 ℃ 까지의 범위이다. 연신 배율은, 하나의 방향에 대해 통상적으로 1.1 ∼ 6 배, 바람직하게는 1.1 ∼ 3.5 배이다.
고리형 폴리올레핀계 수지 필름은, 일반적으로 표면 활성이 열등하기 때문에, 편광성 적층 필름에 첩합하는 표면에는, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 프레임 (화염) 처리, 비누화 처리 등의 표면 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 비교적 용이하게 실시 가능한 플라즈마 처리, 코로나 처리가 바람직하다.
방습층의 두께는, 얻어지는 편광판의 박형화의 관점에서, 90 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 50 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 한편, 편광판을 얻는 과정에서의 기계적 강도 등의 관점에서, 5 ㎛ 이상인 것이 바람직하다.
상기 위상차 필름은, 미리, 편광자층에의 첩합면과는 반대측의 면에 표면 처리가 실시되어 있어도 된다. 표면 처리로서 예를 들어, 하드 코트층, 대전 방지층, 방오층, 반사 방지층, 방현층을 형성하는 처리 등을 들 수 있다. 이들을 복수 조합한 표면 처리여도 된다. 위상차 필름 표면에 이들의 표면 처리층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 공지된 방법을 사용할 수 있다.
(하드 코트층)
하드 코트층은, 필름의 표면 경도를 높이는 기능을 가지며, 표면의 찰과상 방지 등의 목적으로 형성된다. 하드 코트층은, JIS K 5600-5-4 에 규정되는 연필 경도 시험에서, H 또는 그것보다 단단한 값을 나타내는 것이 바람직하다. 이 하드 코트층을 형성한 경우, 제조 공정 혹은 최종 제품에 있어서, 예를 들어 표면의 오염을 제거하기 위해서 천 등으로 표면을 문질렀을 때라도, 흠이 생기기 어려운 이점이 있다. 이러한 하드 코트층을 형성하는 재료는, 일반적으로, 열이나 광에 의해 경화되는 것이다. 예를 들어, 유기 실리콘계, 멜라민계, 에폭시계, 아크릴계, 우레탄아크릴레이트계 등의 유기 하드 코트 재료나, 이산화규소 등의 무기 하드 코트 재료를 들 수 있다.
(대전 방지층)
대전 방지층은, 필름의 표면에 도전성을 부여하고, 정전기에 의한 영향을 억제하는 등의 목적으로 형성된다. 대전 방지층의 형성에는, 예를 들어, 도전성 물질 (대전 방지제) 을 함유하는 수지 조성물을 도포하는 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 상기 서술한 하드 코트층의 형성에 사용하는 하드 코트 재료에 대전 방지제를 공존시켜 둠으로써, 대전 방지성의 하드 코트층을 형성할 수 있다.
(방오층)
방오층은, 필름의 표면에 발수성, 발유성, 내한성, 방오성 등을 부여하기 위해서 형성된다. 방오층을 형성하기 위한 바람직한 재료는, 불소 함유 유기 화합물이다. 불소 함유 유기 화합물로서는, 플루오로카본, 퍼플루오로실란, 이들의 고분자 화합물 등을 들 수 있다. 방오층의 형성 방법은, 형성하는 재료에 따라, 증착이나 스퍼터링을 대표예로 하는 물리적 기상 성장법, 화학적 기상 성장법, 습식 코팅법 등을 사용할 수 있다. 방오층의 평균 두께는, 통상적으로 1 ∼ 50 nm 정도, 바람직하게는 3 ∼ 35 nm 이다.
(반사 방지층)
반사 방지층은, 필름에 입사된 외광의 반사를 방지하기 위한 층이며, 필름의 가장 외층 (외부에 노출되는 면) 에 형성된다. 이 경우, 필름 상에 직접 형성해도 되지만, 하드 코트층 등의 다른 층의 가장 표면에 형성해도 된다. 반사 방지층이 형성된 필름은, 파장 430 ∼ 700 nm 의 광에 대한 입사각 5 °에서의 반사율이 2 ％ 이하인 것이 바람직하고, 특히, 파장 550 nm 의 광에 대한 동일한 입사각에서의 반사율이 1 ％ 이하인 것이 바람직하다.
반사 방지층의 두께는, 0.01 ∼ 1 ㎛ 정도로 할 수 있지만, 0.02 ∼ 0.5 ㎛ 의 범위가 보다 바람직하다. 반사 방지층은, 그것이 형성되는 층의 굴절률보다 작은 굴절률, 구체적으로는 1.30 ∼ 1.45 의 굴절률을 갖는 저굴절률층으로 이루어지는 것, 무기 화합물로 이루어지는 박막의 저굴절률층과 무기 화합물로 이루어지는 박막의 고굴절률층을 교대로 복수 적층한 것 등일 수 있다.
상기의 저굴절률층을 형성하는 재료는, 굴절률이 작은 것이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 자외선 경화성 아크릴 수지와 같은 수지 재료, 수지 중에 콜로이달 실리카와 같은 무기 미립자를 분산시킨 하이브리드 재료, 알콕시실란을 함유하는 졸-겔 재료 등을 들 수 있다. 이와 같은 저굴절률층은, 중합이 완료된 폴리머를 도포함으로써 형성해도 되고, 전구체가 되는 모노머 또는 올리고머 상태로 도포하고, 그 후 중합 경화시킴으로써 형성해도 된다. 또, 각각의 재료는, 방오성을 부여하기 위해서, 분자 내에 불소 원자를 갖는 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.
(방현층)
방현층은, 필름 상에서의 외광의 반사를 여러 가지 각도로 분산시킴으로써, 형광등이나 태양광 등의 정반사를 저감하기 위해서 형성된다. 이로써, 형광등 등의 이미지가 잘 비치지 않게 되어, 표시 장치의 시인성이 좋아진다. 방현층은, 광 경화성 수지 중에 미립자를 분산시키는 방법이어도 되고, 엠보스법 등으로 표면에 미세한 요철 형상을 형성하는 방법이어도 된다.
방현층의 형성에 상기와 같은 미립자를 사용하는 경우, 광 경화성 수지 조성물을 구성하는 각 성분에 무기 또는 유기의 미립자를 분산시킨 후, 이 수지 조성물을 필름 상에 도포하고, 광을 조사함으로써, 투명 수지 중에 미립자가 분산된 하드 코트층 (방현층) 을 형성할 수 있다.
한편, 엠보스법에 의해 미세 표면 요철 형상을 갖는 방현층을 형성하는 경우에는, 미세 요철 형상이 형성된 금형을 이용하여, 금형의 형상을 필름 상에 형성된 수지층에 전사하면 된다. 엠보스법에 의해 미세 표면 요철 형상을 형성하는 경우, 요철 형상이 전사되는 수지층은, 무기 또는 유기의 미립자를 함유하고 있어도 되고, 함유하지 않아도 된다. 엠보스법에 의한 요철 형상의 전사는, 바람직하게는, 자외선 경화성 수지를 사용하는 UV 엠보스법이 채용된다.
방습층 형성 공정에 있어서, 상기 편광자층 (5) 의 상기 기재 필름 (1) 과는 반대측의 면에, 접착제층을 개재하여 방습층 (7) 을 형성할 수 있다. 여기서, 접착제층으로서는, 수계 접착제층 또는 광 경화성 접착제층을 들 수 있지만, 상기 서술한 여러 가지 방습층을 접착할 수 있는 점, 수분의 관여가 적어 필름의 컬을 제어하기 쉬운 점, 및, 건조를 실시하지 않아도 되는 점에서, 광 경화성 접착제층을 개재하여 방습층 (7) 을 형성하는 것이 보다 바람직하다.
수계 접착제란, 예를 들어, 폴리비닐알코올계 수지 수용액, 수계 2 액형 우레탄계 에멀션 접착제 등을 들 수 있다. 그 중에서도 폴리비닐알코올계 수지 수용액이 바람직하게 사용된다. 접착제로서 사용하는 폴리비닐알코올계 수지에는, 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산 비닐을 비누화 처리하여 얻어지는 비닐 알코올 호모폴리머 외에, 아세트산 비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체를 비누화 처리하여 얻어지는 비닐 알코올계 공중합체, 나아가서는 그들의 수산기를 부분적으로 변성한 변성 폴리비닐알코올계 중합체 등이 있다. 수계 접착제에는, 다가 알데히드, 수용성 에폭시 화합물, 멜라민계 화합물, 지르코니아 화합물, 아연 화합물 등이 첨가제로서 첨가되어도 된다. 이와 같은 수계의 접착제를 사용한 경우, 그것으로부터 얻어지는 접착제층은, 통상적으로 1 ㎛ 보다 훨씬 얇고, 통상적인 광학 현미경으로 단면을 관찰해도, 그 접착제층은 사실상 관찰되지 않는다.
수계 접착제를 사용한 필름의 첩합 방법은 특별히 한정되는 것이 아니고, 필름의 표면에 접착제를 균일하게 도포, 또는, 흘려 넣고, 도포면에 다른 일방의 필름을 겹쳐서 롤 등에 의해 첩합하여, 건조시키는 방법 등을 들 수 있다. 통상적으로, 접착제는, 그 조제 후, 15 ∼ 40 ℃ 의 온도하에서 도포되고, 첩합 온도는, 통상적으로 15 ∼ 30 ℃ 의 범위이다.
수계 접착제를 사용하는 경우에는, 필름을 첩합한 후, 수계 접착제 중에 함유되는 물을 제거하기 위해, 건조시킨다. 건조로의 온도는, 30 ℃ ∼ 90 ℃ 가 바람직하다. 30 ℃ 미만이면 접착면이 박리되기 쉬워지는 경향이 있다. 90 ℃ 이상이면 열에 의해 편광자 등이 광학 성능이 열화될 우려가 있다. 건조 시간은 10 ∼ 1000 초로 할 수 있다.
건조 후는 추가로, 실온 또는 그것보다 약간 높은 온도, 예를 들어, 20 ∼ 45 ℃ 정도의 온도에서 12 ∼ 600 시간 정도 양생해도 된다. 양생시의 온도는, 건조시에 채용한 온도보다 낮게 설정되는 것이 일반적이다.
광 경화성 접착제란, 자외선 등의 활성 에너지선을 조사함으로써 경화되는 접착제이며, 예를 들어, 중합성 화합물 및 광 중합 개시제를 함유하는 것, 광 반응성 수지를 함유하는 것, 바인더 수지 및 광 반응성 가교제를 함유하는 것 등을 들 수 있다. 상기 중합성 화합물로서는, 광 경화성 에폭시계 모노머, 광 경화성 아크릴계 모노머, 광 경화성 우레탄계 모노머 등의 광 중합성 모노머나, 그들 모노머에서 유래하는 올리고머 등을 들 수 있다. 상기 광 중합 개시제로서는, 자외선 등의 활성 에너지선을 조사하여 중성 라디칼, 아니온 라디칼, 카티온 라디칼과 같은 활성종을 발생하는 물질을 함유하는 것을 들 수 있다. 중합성 화합물 및 광 중합 개시제를 함유하는 광 경화성 접착제로서, 광 경화성 에폭시계 모노머 및 광 카티온 중합 개시제를 함유하는 것이 바람직하다.
광 경화성 접착제로 필름 첩합하는 방법으로서는, 종래 공지된 방법을 사용할 수 있고, 예를 들어, 유연법, 마이어바 코트법, 그라비아 코트법, 콤마 코터법, 독터 블레이드법, 다이 코트법, 딥 코트법, 분무법 등에 의해, 필름의 접착면에 접착제를 도포하여, 2 매의 필름을 중첩시키는 방법을 들 수 있다. 유연법이란, 피도포물인 2 매의 필름을, 대략 수직 방향, 대략 수평 방향, 또는 양자간의 경사 방향으로 이동시키면서, 그 표면에 접착제를 유하(流下)하여 확산 분포시키는 방법이다.
필름의 표면에 접착제를 도포한 후, 닙 롤 등으로 사이에 두어 필름 첩합시킴으로써 접착된다. 또, 이 적층체를 롤 등으로 가압하여 균일하게 펴서 넓히는 방법도 바람직하게 사용할 수 있다. 이 경우, 롤의 재질로서는 금속이나 고무 등을 사용하는 것이 가능하다. 또한, 이 적층체를 롤과 롤의 사이에 통과시켜, 가압하여 펴서 넓히는 방법도 바람직하게 채용된다. 이 경우, 이들 롤은 동일한 재질이어도 되고, 상이한 재질이어도 된다. 상기 닙 롤 등을 이용하여 첩합된 후의 접착제층의, 건조 또는 경화 전의 두께는, 5 ㎛ 이하 또한 0.01 ㎛ 이상인 것이 바람직하다.
필름의 접착 표면에는, 접착성을 향상시키기 위해서, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 프레임 (화염) 처리, 비누화 처리 등의 표면 처리를 적절히 실시해도 된다. 비누화 처리로서는, 수산화나트륨이나 수산화칼륨과 같은 알칼리의 수용액에 침지하는 방법을 들 수 있다.
접착제로서 광 경화성 수지를 사용한 경우에는, 필름을 적층 후, 활성 에너지선을 조사함으로써 광 경화성 접착제를 경화시킨다. 활성 에너지선의 광원은 특별히 한정되지 않지만, 파장 400 nm 이하로 발광 분포를 갖는 활성 에너지선이 바람직하고, 구체적으로는, 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙 라이트 램프, 마이크로 웨이브 여기(勵起) 수은등, 메탈 할라이드 램프 등이 바람직하게 사용된다.
광 경화성 접착제에 대한 광 조사 강도는, 광 경화성 접착제의 조성에 따라 적절히 결정되고, 특별히 한정되지 않지만, 중합 개시제의 활성화에 유효한 파장 영역의 조사 강도가 0.1 ∼ 6000 mW/c㎡ 인 것이 바람직하다. 조사 강도가 0.1 mW/c㎡ 이상인 경우, 반응 시간이 너무 길어지지 않고, 6000 mW/c㎡ 이하인 경우, 광원으로부터 복사되는 열 및 광 경화성 접착제의 경화시의 발열에 의한 에폭시 수지의 황변이나 편광 필름의 열화를 일으킬 우려가 적다. 광 경화성 접착제에 대한 광 조사 시간은, 경화시키는 광 경화성 접착제에 따라 적용되는 것으로서 특별히 한정되지 않지만, 상기의 조사 강도와 조사 시간의 곱으로서 나타내는 적산 광량이 10 ∼ 10000 mJ/c㎡ 가 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 광 경화성 접착제에 대한 적산 광량이 10 mJ/c㎡ 이상인 경우, 중합 개시제 유래의 활성종을 충분량 발생시켜 경화 반응을 보다 확실하게 진행시킬 수 있고, 10000 mJ/c㎡ 이하인 경우, 조사 시간이 너무 길어지지 않아, 양호한 생산성을 유지할 수 있다. 또한, 활성 에너지선 조사 후의 접착제층의 두께는, 통상적으로 0.001 ∼ 5 ㎛ 정도이며, 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상이고 또한 2 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상이고 또한 1 ㎛ 이하이다.
활성 에너지선의 조사에 의해 편광자층이나 방습층을 포함하는 필름의 광 경화성 접착제를 경화시키는 경우, 편광자층의 편광도, 투과율 및 색상, 그리고 방습층의 투명성 등, 편광판의 제기능이 저하되지 않는 조건으로 경화를 실시하는 것이 바람직하다.
［박리 공정 (S50)］
박리 공정에서는, 다층 필름 (8) 으로부터 상기 기재 필름 (1) 을 박리하여 편광판 (9) 을 얻는다 (도 1(E)). 기재 필름 (1) 의 박리 방법은 특별히 한정되는 것이 아니고, 그대로 박리해도 되고, 한 번 롤상으로 권취한 후, 별도로 박리 공정을 설치하여 박리해도 된다.
＜편광판, 점착제층이 형성된 편광판＞
전술한 S10 ∼ S50 의 공정을 거쳐 편광판 (9) 을 얻을 수 있다. 여기서, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 편광판 (9) 에 대해, 도 3 ∼ 도 6 을 참조하면서 설명한다. 본 발명의 편광판 (9) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 방습층 (7) 및 편광자층 (5) 을 갖는 것이다. 또, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 방현층 (7) 과 편광자층 (5) 의 사이에 접착제층 (10) 이 개재된 것이 바람직하다. 또한, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 편광자층 (5) 의 방습층 (7) 과는 반대측의 면에 점착제층 (11) 을 형성하고, 점착제층이 형성된 편광판 (20) 으로 할 수 있다. 이 점착제층이 형성된 편광판 (20) 은, 점착제층 (11) 측에서 화상 표시 유닛 (12) 과 첩합하여, 화상 표시 장치 (30) 로 할 수 있다.
편광판 (9) 의 시인도 보정 단체 투과율 (Ty) 은 40 ％ 이상이며, 또한 시 감도 보정 편광도 (Py) 는 99.9 ％ 이상이다. 편광판 (9) 은, 화상 표시 장치의 편광판으로서 사용할 수 있다. 편광판 (9) 이 상기 서술한 바와 같은 광학 특성을 가짐으로써, 편광판 (9) 을 화상 표시 장치의 편광판으로서 사용한 경우에 양호한 콘트라스트비의 표시가 얻어진다.
점착제층이 형성된 편광판 (20) 에 사용되는 점착제로서는, 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 실리콘계 수지 등을 베이스 폴리머로 하고, 그 베이스 폴리머에, 이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 아지리딘 화합물 등의 가교제를 첨가한 조성물 등을 들 수 있다. 또한 그 베이스 폴리머에 미립자를 함유하여 광 산란성을 나타내는 점착제층으로 할 수도 있다.
점착제층 (11) 의 두께는 1 ∼ 40 ㎛ 인 것이 바람직하지만, 가공성, 내구성 의 특성을 저해하지 않는 범위에서, 얇게 도포하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 ∼ 25 ㎛ 이다. 3 ∼ 25 ㎛ 이면 양호한 가공성을 가지며, 또한 편광 필름의 치수 변화를 억제하는데 있어서도 바람직한 두께이다. 점착제층 (11) 이 1 ㎛ 미만이면 점착성이 저하되고, 40 ㎛ 를 초과하면 점착제가 비어져 나오는 등의 문제를 일으키기 쉬워진다.
편광자층 (5) 상에 점착제층 (11) 을 형성하는 방법은 특별히 한정되는 것이 아니고, 편광자층 (5) 상에, 상기한 베이스 폴리머를 비롯한 각 성분을 함유하는 용액을 도포하고, 건조시켜 점착제층 (11) 을 형성한 후, 세퍼레이터나 타종의 필름과 첩합시켜도 되고, 세퍼레이터 상에 점착제층을 형성한 후, 편광자층면에 첩부하여 적층해도 된다. 또, 점착제층을 편광자층면에 형성할 때에는 필요에 따라, 편광자층면 또는 점착제층의 편방 혹은 양방에 밀착 처리, 예를 들어, 코로나 처리 등을 실시해도 된다.
화상 표시 유닛 (12) 으로서는, 예를 들어, 유리 기판의 사이에 액정 셀을 구비하는 액정 패널이나, 유기 EL 소자 등을 들 수 있다. 액정 셀로서는, 종래 공지된 각종 구동 방식의 것을 사용할 수 있다.
또, 편광판 (9) 에 있어서, 방습층 (7) 의 편광자층 (5) 과는 반대측의 면에, 필요에 따라 다른 광학층을 형성할 수 있다. 여기서 말하는 다른 광학층으로서는, 예를 들어, 어느 종류의 편광광을 투과하고, 그것과 반대의 성질을 나타내는 편광광을 반사하는 반사형 편광 필름, 표면에 요철 형상을 갖는 방현 기능이 부여된 필름, 표면 반사 방지 기능이 부여된 필름, 표면에 반사 기능을 갖는 반사 필름, 반사 기능과 투과 기능을 겸비하는 반투과 반사 필름, 시야각 보상 필름을 들 수 있다.
어느 종류의 편광광을 투과하고, 그것과 반대의 성질을 나타내는 편광광을 반사하는 반사형 편광 필름에 상당하는 시판품으로서는, 예를 들어 DBEF (3M 사 제조, 스미토모 3M (주) 로부터 입수 가능), APF (3M 사 제조, 스미토모 3M (주) 로부터 입수 가능) 를 들 수 있다. 시야각 보상 필름으로서는 기재 표면에 액정성 화합물이 도포되어, 배향되어 있는 광학 보상 필름, 폴리카보네이트계 수지로 이루어지는 위상차 필름, 고리형 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름을 들 수 있다. 기재 표면에 액정성 화합물이 도포되어, 배향되어 있는 광학 보상 필름에 상당하는 시판품으로서는, WV 필름 (후지 필름 (주) 제조), NH 필름 (신닛폰 석유 (주) 제조), NR 필름 (신닛폰 석유 (주) 제조) 등을 들 수 있다. 또, 고리형 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름에 상당하는 시판품으로서는, 아톤 (등록상표) 필름 (JSR (주) 제조), 에스시나 (등록상표) (세키스이 화학공업 (주) 제조), 제오노아 (등록상표) 필름 ((주) 오프테스 제조) 등을 들 수 있다.
＜원편광판의 제조 방법＞
본 발명의 원편광판의 제조 방법은, 기재 필름의 적어도 일방의 면에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 수지층 형성 공정 (S10), 상기 적층 필름을, 폴리비닐알코올계 수지층의 두께가 10 ㎛ 이하가 되도록 1 축 연신하여 연신 필름을 얻는 연신 공정 (S20), 상기 연신 필름을 이색성 색소로 염색하여 편광자층을 형성하고, 편광성 적층 필름을 얻는 염색 공정 (S30), 상기 편광성 적층 필름에 있어서, 상기 편광자층의 상기 기재 필름과는 반대측의 면에, 광 경화성 접착제층을 개재하여, 방습층을 형성함으로써 다층 필름을 얻는 방습층 형성 공정 (S40), 상기 다층 필름으로부터 상기 기재 필름을 박리하여 방습층이 형성된 편광 필름을 얻는 박리 공정 (S50), 및, 상기 방습층이 형성된 편광 필름에 있어서, 상기 편광자층의 상기 방습층과는 반대측의 면에, 위상차층을 형성하는 위상차층 형성 공정 (S60) 을 포함한다. 수지층 형성 공정 (S10), 연신 공정 (S20), 염색 공정 (S30), 방습층 형성 공정 (S40), 및 박리 공정 (S50) 에 대해서는, 상기 편광판의 제조 방법과 동일하기 때문에, 위상차층 형성 공정 (S60) 에 대해, 이하 상세하게 설명한다. 또한, 상기 편광판의 제조 방법에 있어서의 박리 공정에서 얻어지는 편광판 (9) 을, 본 원편광판의 제조 방법에 있어서의 박리 공정에서 얻어지는 방습층이 형성된 편광 필름으로 간주할 수 있다.
［위상차층 형성 공정 (S60)］
위상차층 형성 공정에서는, 방습층이 형성된 편광 필름 (9) 에 있어서, 편광자층 (5) 의 방습층 (7) 과는 반대측의 면에, 위상차층 (13) 을 형성한다 (도 7). 여기서, 위상차층 (13) 을 형성하는데 있어서, 점착제층 (11) 을 개재하여 형성하는 것이 바람직하다. 또, 위상차층 (13) 에 더하여, 제 2 위상차층 (13b) (도 8) 을 형성하는 경우에는, 추가로 점착제층 (11b) 을 개재하여 적층하는 것이 바람직하다.
(위상차층 (13))
위상차층 (13) 은, 외부로부터 화상 표시 장치 내에 입사한 광을 원편광으로 함으로써 장치 외로의 출광을 방지하고, 그 결과, 외광의 반사를 방지하는 기능을 발휘시키기 위한 층이다. 그 때문에, 통상적으로, 위상차층 (13) 은, 화상 표시 장치의 내측이 되도록 배치된다. 위상차층 (13) 은, 당해 층을 갖는 원편광판의 용도 등에 의해, 1/2 파장판, 1/4 파장판, 1/5 파장판, 1/6 파장판 등에서 적절히 선택된다. 예를 들어, 도 7 에 나타내는 바와 같이 위상차층 (13) 을 1 층 갖는 경우에는, 위상차층 (13) 으로서 1/4 파장판이 바람직하다. 또, 도 8 에 나타내는 바와 같이 위상차층 (13) 에 더하여, 제 2 위상차층 (13b) 을 갖는 경우에는, 위상차층 (13) 으로서 1/2 파장판이 바람직하고, 제 2 위상차층 (13b) 으로서는 1/4 파장판이 바람직하다. 도 8 과 같은 위상차층을 2 층 갖는 구성은, 가시광이 넓은 파장 영역에 걸쳐서 원편광을 만들어 낼 수 있는 점에서 바람직하다.
위상차층으로서는, 예를 들어, 트리아세틸셀룰로오스계 수지, 폴리카보네이트계 수지 또는 고리형 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름을 들 수 있다. 고리형 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름에 상당하는 시판품으로서는, 아톤 (등록상표) 필름 (JSR (주) 제조), 에스시나 (등록상표) (세키스이 화학공업 (주) 제조), 제오노아 (등록상표) 필름 ((주) 오프테스 제조) 등을 들 수 있다.
위상차층 (13) 은, 도 7 및 도 8 에 나타내는 바와 같이, 점착제층 (11) 을 개재하여 적층할 수 있다. 또, 위상차층을 2 층 갖는 경우에는, 그것들을 순차, 점착제층 (11, 11b) 을 개재하여 적층할 수 있다. 점착제층을 구성하는 점착제로서는, 종래 공지된 적절한 점착제를 사용할 수 있고, 예를 들어, 아크릴계 점착제, 우레탄계 점착제, 실리콘계 점착제 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 투명성, 점착력, 신뢰성, 리워크성 등의 관점에서, 아크릴계 점착제가 바람직하게 사용된다. 점착제층은, 상기 점착제를 필름의 표면에 다이 코터나 그라비아 코터 등에 의해 도포하여, 건조시키는 방법에 의해 형성할 수 있다. 또, 이형 처리가 실시된 플라스틱 필름 (세퍼레이트 필름으로 불린다) 상에 형성된 시트상 점착제를 필름의 표면에 전사하는 방법에 의해서도 형성할 수 있다. 점착제층의 두께에 대해서도 특별히 제한은 없지만, 2 ∼ 40 ㎛ 의 범위 내인 것이 바람직하다.
＜원편광판, 점착제층이 형성된 원편광판, 화상 표시 장치＞
액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치 등의 화상 표시 장치에는, 외광의 반사를 방지하기 위해서 그 시인측에 원편광판이 형성되는 경우가 있다. 이러한 원편광판은, 편광자층과 1/4 파장판 등의 위상차층을 갖는 것이며, 외부로부터 화상 표시 장치 내에 입사한 광을 원편광으로 함으로써 장치 외로의 출광을 방지하고, 그 결과, 외광의 반사를 방지하는 것이기 때문에, 통상적으로, 상기 위상차층이 화상 표시 장치의 내측이 되도록 배치된다.
전술한 S10 ∼ S60 의 공정을 거쳐 원편광판 (20) 을 얻을 수 있다. 또한, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 위상차층 (13) 의 편광자층 (5) 과는 반대측의 면에 점착제층 (11b) 을 형성하고, 점착제층이 형성된 원편광판 (50) 으로 할 수 있다. 또, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 제 2 위상차층 (13b) 을 형성하는 경우에는, 위상차층 (13b) 의 편광자층 (5) 과는 반대측의 면에 점착제층 (11c) 을 형성하고, 점착제층이 형성된 원편광판 (50) 으로 할 수 있다. 이 점착제층이 형성된 원편광판 (50) 은, 도 11 및 도 12 에 나타내는 바와 같이, 점착제층 (11b, 11c) 측에서 화상 표시 유닛 (12) 과 첩합하여, 화상 표시 장치 (30) 로 할 수 있다.
또, 원편광판 (40) 에 있어서, 방습층 (7) 의 편광자층 (5) 과는 반대측의 면에, 필요에 따라 다른 광학층을 형성할 수 있다. 여기서 말하는 다른 광학층으로서는, 편광판 (9) 의 경우와 마찬가지로, 예를 들어, 어느 종류의 편광광을 투과하고, 그것과 반대의 성질을 나타내는 편광광을 반사하는 반사형 편광 필름, 표면에 요철 형상을 갖는 방현 기능이 부여된 필름, 표면 반사 방지 기능이 부여된 필름, 표면에 반사 기능을 갖는 반사 필름, 반사 기능과 투과 기능을 겸비하는 반투과 반사 필름, 시야각 보상 필름을 들 수 있다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 한층 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들의 예에 의해 한정되는 것은 아니다.
［실시예 1］
(기재 필름)
기재 필름으로서, 두께 110 ㎛ 의 미연신의 폴리프로필렌 (PP) 필름 (융점 ： 163 ℃) 을 사용했다.
(프라이머층 형성 공정)
폴리비닐알코올 분말 (닛폰 합성 화학 공업 (주) 제조, 평균 중합도 1100, 비누화도 99.5 몰％, 상품명 ： Z-200) 을 95 ℃ 의 열수에 용해시켜 농도 3 중량％ 의 수용액을 조제했다. 얻어진 수용액에 폴리비닐알코올 분말 6 중량부에 대해 5 중량부의 가교제 (스미토모 화학 (주) 제조, 상품명 ： 스미레이즈 (등록상표) 레진 650) 를 혼합했다. 얻어진 혼합 수용액을, 코로나 처리를 실시한 기재 필름 상에 마이크로 그라비아 코터를 이용하여 도공하고, 80 ℃ 에서 10 분간 건조시켜 두께 0.2 ㎛ 의 프라이머층을 형성했다.
(폴리비닐알코올계 수지층 형성 공정)
폴리비닐알코올 분말 (쿠라레 (주) 제조, 평균 중합도 2400, 비누화도 98.0 ∼ 99.0 몰％, 상품명 ： PVA124) 을 95 ℃ 의 열수 중에 용해시켜 농도 8 중량％ 의 폴리비닐알코올 수용액을 조제했다. 얻어진 수용액을 상기 프라이머층 상에 립 코터를 이용하여 도공하고 80 ℃ 에서 20 분간 건조시켜, 기재 필름, 프라이머층, 폴리비닐알코올계 수지층으로 이루어지는 3 층의 적층 필름을 제조했다.
(연신 공정)
상기 적층 필름을, 텐터 장치를 이용하여 160 ℃ 에서 5.8 배의 자유단 1 축 연신을 실시하여, 연신 필름을 얻었다. 연신 후의 폴리비닐알코올계 수지층의 두께는 5.0 ㎛ 였다.
(염색 공정)
상기 연신 필름을 26 ℃ 의 요오드와 요오드화칼륨의 혼합 수용액인 염색 용액에 90 초 침지하여 염색한 후, 10 ℃ 의 순수로 여분의 요오드액을 씻어 흘렸다. 이어서 76 ℃ 의 붕산과 요오드화칼륨의 혼합 수용액인 가교 용액에 300 초 침지시켰다. 그 후 10 ℃ 의 순수로 10 초간 세정하고, 마지막에 80 ℃ 에서 200 초간 건조시켰다. 이상의 공정에 의해 수지층으로부터 편광자층을 형성하여, 편광성 적층 필름을 얻었다. 각 용액의 배합 비율은 이하이다.
＜염색 용액＞
물 ： 100 중량부
요오드 ： 0.35 중량부
요오드화칼륨 ： 10 중량부
＜가교 용액＞
물 ： 100 중량부
붕산 ： 9.5 중량부
요오드화칼륨 ： 5 중량부
(방습층 형성 공정)
상기 편광성 적층 필름에 있어서, 편광자층의 기재 필름과는 반대측의 면에, 광 경화성 접착제 (아데카옵토마 KR­25T) 를 도포한 후, 그 도포면에, 방습층으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 (투습도 33 g/㎡/24 hrs, 두께 25 ㎛) 을, 그 지상축이 상기 편광자층의 흡수축에 대해 45 도의 각도가 되도록 첩합하고, 방습층, 접착제층, 편광자층, 프라이머층, 기재 필름의 5 층으로 이루어지는 다층 필름을 얻었다. 얻어진 다층 필름으로부터 기재 필름을 박리하고, 방습층, 접착제층, 편광자층, 프라이머층의 4 층으로 이루어지는 편광판을 얻었다.
［실시예 2］
방습층으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 (투습도 140 g/㎡/24 hrs, 두께 5 ㎛) 을 사용한 점 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 편광판을 얻었다.
［실시예 3］
방습층으로서 시클로올레핀 폴리머로 이루어지는 필름 (투습도 110 g/㎡/24 hrs, 두께 20 ㎛) 을 사용한 점 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 편광판을 얻었다.
［비교예 1］
방습층으로서 트리아세틸셀룰로오스 필름 (투습도 827 g/㎡/24 hrs, 두께 42 ㎛) 을 사용한 점 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 편광판을 얻었다.
［비교예 2］
방습층으로서 트리아세틸셀룰로오스 필름 (투습도 827 g/㎡/24 hrs, 두께 42 ㎛) 을 사용한 점, 및, 접착제로서 수계 접착제를 사용한 점 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 편광판을 얻었다. 수계 접착제로서는, 폴리비닐알코올 분말 ((주) 쿠라레 제조 「KL-318」, 평균 중합도 1800) 을 95 ℃ 의 열수에 용해하여, 농도 3 중량％ 의 폴리비닐알코올 수용액을 조제하고, 얻어진 수용액에 가교제 (스미토모 화학 (주) 제조 「스미레이즈 레진 650」) 를 폴리비닐알코올 분말 2 중량부에 대해 1 중량부 혼합하여, 접착제 용액으로 했다.
(편광 성능의 측정)
실시예 1 ∼ 3 및 비교예 1 ∼ 2 에서 얻어진 편광판의 광학 특성을, 적분구가 부착된 분광 광도계 (닛폰 분광 (주) 제조, V7100) 로 측정했다. 파장 380 nm ∼ 780 nm 의 범위에 있어서 MD 투과율과 TD 투과율을 구하고, 이하에 나타내는 식 (1), 식 (2) 에 기초하여 각 파장에 있어서의 단체 투과율, 편광도를 산출하고, 또한 JISZ 8701 의 2 도 시야 (C 광원) 에 의해 시감도 보정을 실시하고, 시감도 보정 단체 투과율 (Ty) 및 시감도 보정 편광도 (Py) 를 구했다. 또한, 편광판의 측정은 방습층측을 디텍터측으로 하여, 프라이머층측으로부터 광이 입광하도록 기기에 세트했다.
상기에 있어서, 「MD 투과율」 이란, 글랜톰슨 프리즘으로부터 나오는 편광의 방향과 편광판 샘플의 투과축을 평행으로 했을 때의 투과율이며, 식 (1), 식 (2) 에 있어서는 「MD」 라고 나타낸다. 또, 「TD 투과율」이란, 글랜톰슨 프리즘으로부터 나오는 편광의 방향과 편광판 샘플을 투과축을 직교로 했을 때의 투과율이며, 식 (1), 식 (2) 에 있어서는 「TD」 라고 나타낸다.
단체 투과율 (％) = (MD ＋ TD)/2 ····식 (1)
편광도 (％) =｛(MD - TD)/(MD ＋ TD)｝× 100 ··식 (2)
(내열, 내습성 시험)
실시예 1 ∼ 3 및 비교예 1 ∼ 2 에서 얻어진 편광판을 60 ℃, 90 ％ RH 의 환경하에 750 시간 두고, 그 후의 편광판에 대해 Py, Ty 를 구했다. 그 평가 결과에 대해, 표 1 에 나타낸다. 또한, 표 1 중, 개시시 Ty (％) 및 개시시 Py (％) 는, 시험 개시시의 Ty (％) 및 Py (％) 를 의미하고, 종료시 Py (％) 는 시험 종료시의 Py (％) 를 의미하고, ΔPy (％) 는, 종료시 Py (％) 로부터 개시시 Py (％) 를 뺀 차분을 의미한다.
Figure pct00001
［실시예 4］
방습층인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 지상축이, 편광자층의 흡수축에 대해 0 도에서 90 도까지의 10 도 단위가 되도록, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 편광성 적층 필름에 각각 첩합하고, 얻어지는 각각의 편광판에 대해 선글라스 착용시의 시인성을 평가했다. 시인성이 좋은 것을 「○」, 시인성이 나쁜 것을 「×」 로 했다. 그 결과를 표 2 에 나타낸다.
Figure pct00002
1 : 기재 필름
2 : 폴리비닐알코올계 수지층
3 : 적층 필름
4 : 연신 필름
5 : 편광자층
6 : 편광성 적층 필름
7 : 방습층
8 ; 다층 필름
9, 9b ; 편광판
10 : 접착제층
11, 11b, 11c ; 점착제층
12 : 화상 표시 유닛
13, 13b : 위상차층
20 : 점착제층이 형성된 편광판
30 : 화상 표시 장치
40 : 원편광판
50 : 점착제층이 형성된 원편광판

Claims (10)

  1. 기재 필름의 적어도 일방의 면에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 수지층 형성 공정,
    상기 적층 필름을, 폴리비닐알코올계 수지층의 두께가 10 ㎛ 이하가 되도록 1 축 연신하여 연신 필름을 얻는 연신 공정,
    상기 연신 필름을 이색성 색소로 염색하여 편광자층을 형성하고, 편광성 적층 필름을 얻는 염색 공정,
    상기 편광성 적층 필름에 있어서, 상기 편광자층의 상기 기재 필름과는 반대측의 면에, 투습도가 200 g/㎡/24 hrs 이하이며, 면내 위상차가 100 nm 이상이며, 또한, 상기 편광자층의 흡수축에 대한 지상축의 각도 θ 가 20 도 이상 70 도 이하인 방습층을 형성하여 다층 필름을 얻는 방습층 형성 공정, 및,
    상기 다층 필름으로부터 상기 기재 필름을 박리하는 박리 공정,
    을 포함하는 편광판의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방습층 형성 공정에 있어서, 상기 편광자층의 상기 기재 필름과는 반대측의 면에, 광 경화성 접착제층을 개재하여 방습층을 형성하는, 편광판의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 방습층 형성 공정에 있어서, 상기 편광자층의 상기 기재 필름과는 반대측의 면에, 투습도가 200 g/㎡/24 hrs 이하이며, 면내 위상차가 100 nm 이상인 위상차 필름을, 그 지상축이 상기 편광자층의 흡수축에 대해 20 도 이상 70 도 이하의 각도 θ 가 되도록 첩합하는, 편광판의 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위상차 필름은, 편광자층에의 첩합면과는 반대측의 면에 표면 처리가 실시되어 있는 필름인, 편광판의 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 제조된 편광판과,
    그 편광판에 있어서의 상기 편광자층의 방습층과는 반대측의 면에 형성되어 있는 점착제층을 갖는, 점착제층이 형성된 편광판.
  6. 제 5 항에 기재된 점착제층이 형성된 편광판과, 그 편광판의 점착제층측에서 첩합된 화상 표시 유닛을 갖는, 화상 표시 장치.
  7. 제 5 항에 기재된 점착제층이 형성된 편광판과, 그 편광판의 점착제층측에서 첩합된 위상차층을 갖는, 원편광판.
  8. 제 7 항에 기재된 원편광판과, 그 원편광판에 있어서의 상기 편광자층의 방습층과는 반대의 면에 형성되어 있는 점착제층을 갖는, 점착제층이 형성된 원편광판.
  9. 제 8 항에 기재된 점착제층이 형성된 원편광판과, 그 원편광판의 점착제층측에서 첩합된 화상 표시 유닛을 갖는, 화상 표시 장치.
  10. 기재 필름의 적어도 일방의 면에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 수지층 형성 공정,
    상기 적층 필름을, 폴리비닐알코올계 수지층의 두께가 10 ㎛ 이하가 되도록 1 축 연신하여 연신 필름을 얻는 연신 공정,
    상기 연신 필름을 이색성 색소로 염색하여 편광자층을 형성하고, 편광성 적층 필름을 얻는 염색 공정,
    상기 편광성 적층 필름에 있어서, 상기 편광자층의 상기 기재 필름과는 반대측의 면에, 투습도가 200 g/㎡/24 hrs 이하이며, 면내 위상차가 100 nm 이상이며, 또한, 상기 편광자층의 흡수축에 대한 지상축의 각도 θ 가 20 도 이상 70 도 이하인 방습층을, 광 경화성 접착제층을 개재하여 형성함으로써 다층 필름을 얻는 방습층 형성 공정, 및,
    상기 다층 필름으로부터 상기 기재 필름을 박리하여 방습층이 형성된 편광 필름을 얻는 박리 공정, 및,
    상기 방습층이 형성된 편광 필름에 있어서, 상기 편광자층의 상기 방습층과는 반대측의 면에, 위상차층을 형성하는 위상차층 형성 공정,
    을 포함하는 원편광판의 제조 방법.
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