KR20150028199A - 단부면 가공 편광판의 제조 방법 - Google Patents

단부면 가공 편광판의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

편광 필름 상에 (메트)아크릴계 수지 필름을 갖추는 사각형의 편광판을 복수 매 중첩하여 단부면이 노출된 편광판 적층체를 얻는 공정과, 편광판 적층체에 대하여, n매의 절삭날을 갖는 절삭 공구를 상대 이동시킴으로써 단부면을 절삭 가공하는 공정을 포함하고, 단부면이 다음 조건 (a) 및 (b)를 만족하도록 절삭 공구에 의해서 절삭 가공되는 단부면 가공 편광판의 제조 방법이 제공된다:
(a) n매의 절삭날이 단부면에 접촉하는 횟수가, 단부면의 길이 방향의 길이 100 mm 당 200∼1500회임, 및
(b) 1회의 상대 이동에 의해 절삭되는 절삭 깊이가 0.3 mm 이하임.

Description

단부면 가공 편광판의 제조 방법{METHOD FOR PREPARING END-FACE PROCESSED POLARIZING PLATE}
본 발명은 단부면 가공 편광판의 제조 방법에 관한 것이다.
편광판은 액정 표시 장치의 구성 부재로서 널리 이용되고 있다. 편광판으로서는, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 편광 필름의 적어도 한쪽의 면에 보호 필름을 적층한 것이 일반적이며, 종래, 보호 필름에는 트리아세틸셀룰로오스 필름이 이용되어 왔다. 그러나, 트리아세틸셀룰로오스는 내습열성이 충분하지 못해, 트리아세틸셀룰로오스 필름을 보호 필름에 이용한 편광판은, 고온 조건 및 습열 조건 하에서, 편광도나 색상 등의 성능이 저하되는 경우가 있었다.
그래서, 트리아세틸셀룰로오스를 대신하는 보호 필름으로서, 투명성 및 내습열성이 우수한 (메트)아크릴계 수지 필름의 사용이 제안되었다(예컨대 일본 특허공개 2010-231015호 공보).
한편, 편광판을 액정 표시 장치에 적용하는 경우, 통상은 액정 셀에 맞춰, 예컨대 직사각형 등의 소정의 형상 및 소정의 치수로 재단하고 나서 액정 셀에 접합한다. 또한, 액정 셀에 접합되는 편광판은, 가령 재단에 의해 생긴 단부면이라도, 단부면이 평활한 것이 바람직하다. 이 때문에, 재단 후의 편광판은 통상 액정 셀에 치수를 맞춰, 단부면을 매끄럽게 가공한 단부면 가공 편광판으로 하고 나서 이용된다.
편광판의 단부면을 가공하는 방법에 관해서는, 예컨대, 일본 특허공개 2012-203209호 공보, 일본 특허공개 2012-203210호 공보 및 일본 특허공개 2007-223021호 공보에 개시되어 있다. 일본 특허공개 2012-203209호 공보 및 일본 특허공개 2012-203210호 공보에는, 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 보호 필름으로 하는 편광판에 있어서, 이 편광판을 복수 매 중첩한 편광판 적층체의 단부면을 절삭 가공하여, 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 박리가 일어나지 않고, 또한, 절삭 후의 단부면을 양호한 상태로 마무리하는 단부면 가공 편광판의 제조 방법이 개시되어 있다.
일본 특허공개 2007-223021호 공보에는, 절삭날을 갖는 절삭 부재를, 중심축을 중심으로 회전시켜 시트형 부재의 단부면을 절삭 가공하는 방법에 있어서, 단부면을 양호하게 마무리하는 것 등을 목적으로 하여, 회전하는 절삭날에 의해 형성되는 절삭 영역 중, 중심축에서 떨어진 영역을 단부면에 접촉시키는 것이 기재되어 있다. 그러나, 이 방법에서는, 절삭 영역 중, 중심축에서 떨어진 근소한 영역에서 절삭 가공을 하기 때문에, 편광판을 복수 매 중첩한 편광판 적층체의 단부면을 절삭 가공하는 경우, 편광판 적층체의 높이가 한정되어 버려, 보다 많은 편광판을 중첩한 상태에서 하나로 하여 가공할 수 없어, 가공 효율이 뒤떨어진다.
보호 필름으로서의 (메트)아크릴계 수지 필름은, 상술한 것과 같은 이점이 있는 반면, 이것을 이용한 편광판은, 작은 충격에도 (메트)아크릴계 수지 필름과 편광 필름 사이에서 비교적 박리되기 쉬운 경향이 있다.
그래서 본 발명의 목적은, (메트)아크릴계 수지 필름을 보호 필름에 이용한 편광판의 단부면을 절삭 가공하여, 단부면 가공 편광판을 제조하는 방법으로서, (메트)아크릴계 수지 필름의 벗겨짐을 동반하는 일없이 단부면 가공을 할 수 있고, 단부면 가공 후에도 단부면의 내충격성 저하가 억제되어, (메트)아크릴계 수지 필름의 박리가 생기기 어려운 단부면 가공 편광판을 가공성 좋게 제조할 수 있는 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명은 이하에 나타내는 단부면 가공 편광판의 제조 방법을 제공한다.
[1] 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 편광 필름과 그 위에 접착제를 통해 적층되는 (메트)아크릴계 수지 필름을 구비하는 사각형의 편광판을 복수 매 중첩하여, 단부면이 노출된 편광판 적층체를 얻는 제1 공정과,
상기 단부면의 길이 방향을 따라서, 상기 편광판 적층체에 대하여 절삭 공구를 상대 이동시킴으로써 상기 단부면을 절삭 가공하여, 단부면 가공 편광판을 얻는 제2 공정을 포함하며,
상기 절삭 공구는, 상기 단부면에 평행하면서 상기 단부면의 길이 방향에 대략 직교하는 방향의 회전축을 회전 중심으로 하여 회전 가능하고, 상기 회전축 방향으로 뻗어 있는 n매(여기서, n은 1 이상의 정수를 나타냄)의 절삭날을 갖는 것이고,
상기 제2 공정에서 상기 단부면은, 하기 조건 (a) 및 (b)를 만족하도록, 상기 회전축을 중심으로 회전하는 상기 절삭 공구에 의해서 절삭 가공되는, 단부면 가공 편광판의 제조 방법:
(a) 상기 n매의 절삭날이 상기 단부면에 접촉하는 횟수가, 상기 단부면의 길이 방향의 길이 100 mm당 200회 이상 1500회 이하임, 및
(b) 1회의 상기 상대 이동에 의해 절삭되는 상기 단부면의 깊이 방향의 절삭 깊이가 0.3 mm 이하임.
[2] 상기 상대 이동은, 상기 단부면의 길이 방향의 한쪽 끝에서부터 다른 쪽 끝까지 행해지며, 상기 한쪽 끝에서부터 다른 쪽 끝까지의 상대 이동을 1회로 하여, 상기 단부면에 대하여 복수회 행해지는 [1]에 기재한 방법.
[3] 상기 제2 공정에서 상기 단부면은, 그 깊이 방향의 총 절삭 깊이가 0.2 mm 이상 1.5 mm 이하가 되도록 절삭 가공되는 [2]에 기재한 방법.
[4] 상기 제2 공정에서 상기 단부면은, 복수회의 상대 이동 중, 마지막 상대 이동에 의해 절삭되는 상기 단부면의 깊이 방향의 절삭 깊이가 0.01 mm 이상 0.1 mm 이하가 되도록 절삭 가공되는 [2] 또는 [3]에 기재한 방법.
[5] 상기 제2 공정에서, 상기 편광판 적층체 1개에 대하여 상기 절삭 공구를 2개 이용하여, 상기 편광판 적층체의 마주 보는 2개의 단부면이 동시에 절삭 가공되는 [1]∼[4] 중 어느 것에 기재한 방법.
[6] 상기 상대 이동은, 상기 절삭 공구의 위치를 고정한 상태에서, 상기 편광판 적층체를 이동시킴으로써 행해지는 [1]∼[5] 중 어느 것에 기재한 방법.
[7] 상기 편광판은, 상기 편광 필름의 한쪽의 면에 접착제를 통해 적층되는 상기 (메트)아크릴계 수지 필름과, 다른 쪽의 면에 접착제를 통해 적층되는 다른 투명 수지 필름을 포함하는 [1]∼[6] 중 어느 것에 기재한 방법.
[8] 상기 다른 투명 수지 필름은 환상 올레핀계 수지로 이루어지는 [7]에 기재한 방법.
[9] 상기 편광판은,
상기 다른 투명 수지 필름의 외면에 적층되는 점착제층과,
상기 점착제층의 외면에 적층되는 세퍼레이트 필름과,
상기 (메트)아크릴계 수지 필름의 외면에 적층되는 표면 보호 필름을 더 포함하는 [7] 또는 [8]에 기재한 방법.
본 발명에 따르면, 보호 필름에 (메트)아크릴계 수지 필름을 이용함에도 불구하고, 이 보호 필름과 편광 필름이 박리되는 것을 억제하면서, 가공성 좋게 단부면 가공 편광판을 제조할 수 있다. 또한, 얻어지는 단부면 가공 편광판의 단부면의 내충격성의 저하를 억제할 수 있어, (메트)아크릴계 수지 필름의 박리가 일어나기 어렵게 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 편광판 적층체 단부면을 절삭 가공하는 제2 공정 및 이 공정에 이용하는 단부면 가공 장치의 일례를 설명하기 위한 개략 사시도이다.
도 2의 (a) 및 도 2의 (b)는 본 발명에 따른 편광판 적층체 단부면을 절삭 가공하는 제2 공정의 일례를 설명하기 위한 개략 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 편광판 적층체 단부면을 절삭 가공하는 제2 공정의 다른 일례를 설명하기 위한 개략 평면도이다.
<단부면 가공 편광판의 제조 방법>
본 발명에 따른 단부면 가공 편광판의 제조 방법은, 하기 공정:
[a] (메트)아크릴계 수지 필름을 보호 필름으로 하는 사각형의 편광판을 복수 매 중첩하여, 편광판 적층체를 얻는 제1 공정, 및
[b] 얻어진 편광판 적층체의 단부면의 길이 방향을 따라서, 편광판 적층체에 대하여, 회전축을 중심으로 회전하는, 절삭날을 갖는 절삭 공구를 상대 이동시킴으로써 편광판 적층체의 단부면을 절삭 가공하는 제2 공정을 포함한다.
이하, 각 공정에 관해서 상세히 설명한다.
[제1 공정]
본 공정은, 사각형의 편광판을 복수 매 중첩하여 편광판 적층체를 얻는 공정이다. 「사각형」이란, 정사각형 또는 직사각형이며, 그 사이즈는 특별히 한정되지 않는다. 중첩되는 편광판의 매수도 특별히 한정되지 않지만, 본 발명에 따르면, 편광판 적층체가 상당한 높이를 갖는 경우라도, 양호한 마무리 상태로, 각 편광판의 단부면을 하나로 하여 가공할 수 있어, 가공 효율이 우수하다.
본 발명에서 이용하는 편광판은, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 편광 필름과 그 위에 접착제를 통해 적층되는 (메트)아크릴계 수지 필름을 적어도 구비하는 편광판이다. 편광판의 보다 상세한 구성에 관해서는 후술한다. 본 발명에서 이용하는 편광판은 통상 기다란 편광판을 재단하여 얻어지는 것이다.
편광판 적층체의 단부면을 절삭 가공하는 후술하는 제2 공정을 설명하기 위한 도면인 도 1을 참조하면, 편광판을 복수 매 중첩하여 얻어지는 편광판 적층체(W)는, 4개의 노출된 단부면을 갖고 있고, 각 단부면은, 중첩된 각 편광판의 노출된 단부면으로 구성되어 있다. 복수 매의 편광판은, 이들의 4변이 가지런하게 되도록 중첩된다. 편광판은 자동 또는 수동으로 중첩할 수 있다.
[제2 공정]
본 공정은, 제1 공정에서 얻어진 편광판 적층체의 단부면을 절삭 공구에 의해 절삭 가공하여, 단부면 가공 편광판을 얻는 공정이다. 도 1은 본 발명에 따른 편광판 적층체 단부면을 절삭 가공하는 제2 공정 및 이 공정에 이용하는 단부면 가공 장치의 일례를 설명하기 위한 개략 사시도이다.
도 1을 참조하여, 편광판 적층체 단부면의 절삭 가공에 이용하는 단부면 가공 장치에 관해서 우선 설명한다. 단부면 가공 장치는, 예컨대 도 1에 도시되는 것과 같이, 편광판 적층체(W)를 위아래에서 가압하여, 절삭 가공 중에 편광판 적층체(W) 자체가 이동하지 않도록 또 중첩된 편광판이 틀어지지 않도록 고정하기 위한 상부 누름 도구(20) 및 하부 누름 도구(21); 하부 누름 도구(21)를 지지하여, 편광판의 적층 방향 z과 평행한 중심축을 중심으로 회전 가능한 회전 테이블(31); 상부 누름 도구(20)에 부설되며, 회전 테이블(31)과 동기하여, 이것과 같은 방향으로 회전 가능한 누름 도구(30); 편광판 적층체(W)의 단부면을 절삭 가공하기 위한 2개의 절삭 공구(절삭 회전체)(10, 11)를 구비하는 것일 수 있다.
절삭 공구(10, 11)는, 도 1에 도시하는 것과 같이, 편광판 적층체(W)의 단부면에 평행하면서 상기 단부면의 길이 방향에 대략 직교하는 방향의 회전축을 회전 중심으로 하여 회전 가능한 회전체이며, 그 외형 형상은 예컨대 원주형일 수 있다. 「단부면의 길이 방향」이란, 편광판의 적층 방향 z에 직교하는 방향이다. 「대략 직교」란, 절삭 공구(10, 11)의 회전축과 편광판의 적층 방향 z이 이루는 각도 α가 25도 이하(0도를 포함함)임을 의미한다. 원주형인 절삭 공구(10, 11)의 직경은 예컨대 5∼20 cm 정도이다.
절삭 공구(10, 11)의 회전축이 편광판의 적층 방향 z에 대하여 경사져 있으면, 절삭날(10a, 11a)의 수명 향상 또는 편광판이 점착제층을 구비하는 경우에 있어서 절삭날(10a, 11a)에 점착제가 부착되는 것을 억제한다는 관점에서 바람직한 경우가 있다. 단, 상기 각도 α가 25도를 넘으면, 절삭 공구(10, 11)의 유효 절삭 범위가 좁아져, 중첩되는 편광판의 장수가 제약된다.
2개의 절삭 공구(10, 11)는 각각, n매(n은 1 이상의 정수)의 절삭날(10a, 11a)을 갖고 있다. 절삭 공구(10, 11)를 회전시켜, 절삭날(10a, 11a)의 날끝을 편광판 적층체(W)의 노출된 단부면에 접촉시킴으로써 그 단부면을 깎아내어, 단부면 가공을 한다. 도 1에 도시되는 예에서, 절삭 공구(10, 11)가 갖는 절삭날(10a, 11a)의 수는 각각 4장이다. 절삭날(10a, 11a)은, 편광판 적층체(W)의 단부면에 접촉되는 회전체의 측면에서, 절삭 공구(10, 11)의 회전축 방향으로(예컨대 회전축과 평행하게) 뻗어 있도록 배치된다. 절삭날(10a, 11a)의 날 길이는, 중첩된 모든 편광판의 단부면을 하나로 하여 절삭 가공할 수 있도록, 편광판 적층체(W)의 높이와 동일하거나 또는 그보다 긴 것으로 한다. 절삭날(10a, 11a)이 뻗어 있는 방향을, 절삭 공구(10, 11)의 회전축에 대하여 경사지게 할 수도 있다.
절삭 공구(10, 11)가 2장 이상의 절삭날(10a, 11a)을 갖는 경우, 이들 절삭날(10a, 11a)은, 절삭 공구(10, 11)의 측면 상에서, 균등하게 배치되는 것이 바람직하다.
도 1에 도시되는 단부면 가공의 모습을 위에서(z 방향)부터 본 도면에 해당하는 도 2의 (a)를 아울러 참조하여 본 공정에서의 단부면 가공 방법에 관해서 설명하면, 우선, 상술한 것과 같이 단부면 가공 장치를 이용하여, 편광판 적층체(W)를 하부 누름 도구(21) 위에 배치하고, 상부 누름 도구(20)와 하부 누름 도구(21)에 의해 위아래에서 가압하여 고정한 후, 2개의 절삭 공구(10, 11)를 편광판 적층체(W)가 마주 보는 2개의 단부면(41, 42)(물론, 단부면(43, 44)이라도 해도 좋음)의 외측에 각각 배치한다. 이어서, 절삭 공구(10, 11)의 y 방향의 위치를 적절히 조정한 뒤에, 절삭 공구(10, 11)를 이들의 회전축을 중심으로 회전시키면서, 편광판 적층체(W)의 단부면(41, 42)의 길이 방향을 따라서(그 길이 방향에 대하여 평행하게), 편광판 적층체(W)에 대하여 절삭 공구(10, 11)를 상대 이동시킴으로써, 절삭날(10a, 11a)을 단부면(41, 42)에 접촉시켜 그 단부면을 깎아내는 절삭 가공을 실시한다.
도 1 및 도 2의 (a)에 도시하는 예에서는, 절삭 공구(10, 11)의 위치를 고정한 상태에서, 도시하지 않는 이동 수단을 이용하여, 편광판 적층체(W)를 x 방향으로 수평 이동시킴으로써, 상기한 상대 이동을 하고 있다. 이때, 절삭 공구(10, 11)의 회전 방향은 통상 편광판 적층체(W)의 이동 방향과 역방향이다. 즉, 도 2의 (a)을 참조하면, 편광판 적층체(W)의 진행 방향에 대하여, 절삭 공구(10)는 반시계 방향, 절삭 공구(11)는 시계 방향으로 회전된다. 이에 따라, 각 편광판의 단부면을 양호한 마무리 상태로 절삭 가공할 수 있다.
도 3에 도시하는 것과 같이, 상기한 상대 이동은, 편광판 적층체(W)의 위치를 고정한 상태에서, 도시하지 않는 이동 수단을 이용하여, 절삭 공구(10, 11)를 x 방향으로 수평 이동시킴으로써 이동할 수 있다. 이 경우, 도 3에 도시하는 것과 같이, 절삭 공구(10)는 반시계 방향, 절삭 공구(11)는 시계 방향으로 회전시키면서, 편광판 적층체(W)의 단부면(41, 42)을 따라서 절삭 공구(10, 11)를 좌측 방향으로 이동시키면 된다. 단, 단부면 가공 장치의 구동 제어의 관점에서, 절삭 공구(10, 11)의 위치를 고정하여, 편광판 적층체(W)를 x 방향으로 수평 이동시키면서 절삭 가공을 하는 방법이 바람직하다.
도 1 및 도 2의 (a)에 도시되는 예와 같이, 1개의 편광판 적층체(W)에 대하여 2개의 절삭 공구(10, 11)를 이용하여, 편광판 적층체(W)의 마주 보는 2개의 단부면(41, 42)을 동시에 절삭 가공하는 것은, 가공 효율의 점에서 매우 유리하다. 단, 1개의 편광판 적층체(W)에 대하여 1개의 절삭 공구를 이용하여 절삭 가공을 할 수도 있다.
상기한 상대 이동은, 통상 편광판 적층체(W)의 단부면(41, 42)의 한쪽 끝에서부터 다른 쪽 끝까지 행해지며, 이에 따라 단부면(41, 42)의 전면을 절삭 가공할 수 있다. 상기 한쪽 끝에서부터 다른 쪽 끝까지의 상대 이동을 1회라고 할 때, 동일한 단부면에 대해서, 상기한 상대 이동을 복수회 행하는, 즉, 단부면 가공을 여러 번으로 나눠 행하는 것은, (메트)아크릴계 수지 필름과 편광 필름과의 박리를 억제하면서, 표면 상태가 양호한 단부면 가공 마무리를 얻는 데에 있어서, 또한, (메트)아크릴계 수지 필름의 박리가 생기기 어려운 단부면 가공 편광판을 얻는 데에 있어서, 바람직한 방법이다.
절삭되는 단부면(41, 42)의 깊이 방향의 절삭 깊이(깎아내어지는 편광판 단부면의 두께)는, 도시하지 않는 이동 수단에 의해서, 절삭 공구(10, 11)의 y 방향에 있어서의 위치를 조정함으로써 용이하게 제어할 수 있다.
단부면(41, 42)의 절삭 가공을 끝낸 후, 이어서, 단부면(43, 44)(앞서 단부면(43, 44)의 단부면 가공을 실시한 경우에는 단부면(41, 42))의 단부면 가공을 한다. 단부면(43, 44)의 단부면 가공은, 회전 테이블(31) 및 누름 도구(30)에 의해 편광판 적층체(W)를 90도 회전시킨 후, 도 2의 (b)에 도시하는 것과 같이, 단부면(41, 42)의 경우와 같은 식으로 하여, 절삭 공구(10, 11)를 이들의 회전축을 중심으로 회전시키면서, 편광판 적층체(W)의 단부면(43, 44)의 길이 방향을 따라서(그 길이 방향에 대하여 평행하게), 편광판 적층체(W)에 대하여 절삭 공구(10, 11)를 상대 이동시킴으로써 행할 수 있다.
본 발명에서, 편광판 적층체(W)의 단부면(41, 42, 43, 44)의 절삭 가공은 다음 조건(a) 및 (b)를 만족하도록 행해진다:
(a) n매의 절삭날이 편광판 적층체(W)의 단부면에 접촉하는 횟수(n매의 절삭날의 합계 횟수이며, 이하, 「접촉 횟수」라고도 함)가, 상기 단부면의 길이 방향의 길이 100 mm당 200회 이상 1500회 이하임, 및
(b) 1회의 상대 이동에 의해 절삭되는 단부면의 깊이 방향의 절삭 깊이(이하, 「1회의 절삭 깊이」라고도 함)가 0.3 mm 이하임.
조건(a)에 관해서, 접촉 횟수를 200회 이상으로 하는 것은, 충분히 표면 상태가 양호한 단부면 마무리를 얻는 데에 있어서 필요하다. 또, 접촉 횟수를 1500회 이하로 함으로써, 상기 조건(b)을 만족하는 것을 전제로, 절삭 가공 중에 있어서의 (메트)아크릴계 수지 필름과 편광 필름과의 박리를 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 단부면의 내충격성 저하가 억제되고 있으므로 (메트)아크릴계 수지 필름의 박리가 일어나기 어렵고, 단부면이 양호한 상태로 마무리된 단부면 가공 편광판을 얻을 수 있다. 접촉 횟수가 1500회를 웃도는 경우에는, 편광판 적층체(W)와 절삭날 사이의 마찰열에 의해, 편광판 적층체(W)의 단부에 탄 자국이 생기는 경우도 있다. 접촉 횟수는 바람직하게는 700회 이하이다. 접촉 횟수는, 편광판 적층체(W)와 절삭 공구(10, 11) 사이의 상대 이동 속도 및/또는 절삭 공구(10, 11)의 회전 속도의 조정에 의해서 제어할 수 있다.
조건(b)에 관해서, 1회의 절삭 깊이를 0.3 mm 이하, 바람직하게는 0.28 mm 이하로 함으로써, 상기 조건(a)을 만족하는 것을 전제로, 절삭 가공 중에 있어서의 (메트)아크릴계 수지 필름과 편광 필름과의 박리를 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 단부면의 내충격성의 저하가 억제되고 있으므로 (메트)아크릴계 수지 필름의 박리가 일어나기 어렵고, 단부면이 양호한 상태로 마무리된 단부면 가공 편광판을 얻을 수 있다. 상대 이동이 1회뿐인 경우, 1회의 절삭 깊이는, 바람직하게는 0.2 mm 이상이다. 1회의 절삭 깊이가 0.2 mm 미만이면, 상대 이동이 1회뿐인 경우, 충분히 표면 상태가 양호한 단부면 마무리를 달성할 수 없는 경우가 있다.
상술한 것과 같이, 편광판 적층체(W)의 동일한 단부면에 대해서, 상기한 상대 이동을 복수회 행하는 것은 바람직한 실시형태이다. 이 경우, 복수회의 상대 이동에 의해 절삭되는 단부면의 깊이 방향의 총 절삭 깊이(이하, 「총 절삭 깊이」라고도 함)는, 0.2 mm 이상 1.5 mm 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.5 mm 이상 1.2 mm 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 총 절삭 깊이가 0.2 mm 미만이면, 충분히 표면 상태가 양호한 단부면 마무리를 달성할 수 없는 경우가 있다. 또한, 총 절삭 깊이가 1.5 mm를 넘는 경우에는, 절삭날의 열화가 현저하게 되는 동시에, 가공 시간이 길어져 가공 효율이 저하될 수 있다. 또한, 편광판 단부면에 걸리는 충격수가 과도하게 증가하여, 편광판의 단부에 크랙 등의 문제점을 일으킬 수 있다.
1회의 절삭 깊이는, 절삭 공구(10, 11)의 y 방향에 있어서의 위치 조정에 의해 제어할 수 있으며, 총 절삭 깊이는, 1회의 절삭 깊이와 상대 이동 횟수에 의해서 제어할 수 있다.
상기한 상대 이동을 복수회 행하는 경우, 마지막 상대 이동에 의해 절삭되는 단부면의 깊이 방향의 절삭 깊이(이하, 「마무리시의 절삭 깊이」라고도 함)는, 0.01 mm 이상 0.1 mm 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.02 mm 이상 0.06 mm 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 0.01 mm 미만의 정밀도로 절삭 가공을 하기는 일반적으로 어렵다. 마무리시의 절삭 깊이가 0.1 mm를 웃돌면, 얻어지는 단부면 가공 편광판에 있어서, 단부면의 내충격성의 저하를 의미 있게 저하할 수 있다.
편광판 적층체(W)와 절삭 공구(10, 11) 사이의 상대 이동 속도 및 절삭 공구(10, 11)의 회전 속도는, 상기 조건(a)을 만족하도록 조정된다. 상대 이동 속도는, 예컨대 200∼2000 mm/분의 범위(보다 전형적으로는, 500∼2000 mm/분의 범위)에서 선택할 수 있다. 상대 이동 속도가 너무 작으면, 접촉 횟수가 상기 소정의 상한을 넘는다. 또한, 편광판 적층체(W)와 절삭날 사이의 마찰열에 의해, 편광판 적층체(W)의 단부에 탄 자국이 생기는 경우도 있다. 한편, 상대 이동 속도가 너무 크면, 접촉 횟수가 상기 소정의 하한을 밑돈다. 또한, 단부면의 마무리가 불충분하게 되거나, 편광판의 단부에 크랙 등의 문제점이 생기거나 하는 경우가 있다.
절삭 공구(10, 11)의 회전 속도는, 예컨대 2000∼8000 rpm의 범위(보다 전형적으로는, 2500∼6000 rpm의 범위)에서 선택할 수 있다. 회전 속도가 너무 작으면, 접촉 횟수가 상기 소정의 하한을 밑돈다. 또한, 단부면의 마무리가 불충분하게 되거나, 편광판의 단부에 크랙 등의 문제점이 생기거나 하는 경우가 있다. 한편, 회전 속도가 너무 크면, 접촉 횟수가 상기 소정의 상한을 넘는다. 또한, 편광판 적층체(W)와 절삭날 사이의 마찰열에 의해, 편광판 적층체(W)의 단부에 탄 자국이 생기는 경우도 있다.
<편광판>
이어서, 편광판 적층체(W)를 구성하는 편광판에 관해서 설명한다. 본 발명에서 이용하는 편광판은, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 편광 필름과 그 위에 접착제를 통해 적층되는 (메트)아크릴계 수지 필름을 적어도 구비하는 것이다.
[편광 필름]
편광 필름으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 일축 연신하는 공정; 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 색소로 염색함으로써, 이색성 색소를 흡착시키는 공정; 이색성 색소가 흡착된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정; 및 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하는 공정을 거쳐 제조되는 것을 이용할 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지로서는, 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화한 것을 이용할 수 있다. 폴리아세트산비닐계 수지로서는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리초아세트산비닐 외에, 아세트산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체의 예는, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류 및 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 포함한다.
폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는 통상 85∼100 mol% 정도이며, 98 mol% 이상이 바람직하다. 폴리비닐알코올계 수지는 변성되어 있어도 좋으며, 예컨대, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말 및 폴리비닐아세탈 등을 이용할 수도 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는 통상 1000∼10000 정도이며, 1500∼5000 정도가 바람직하다.
이러한 폴리비닐알코올계 수지를 제막한 것이, 편광 필름의 원반 필름으로서 이용된다. 폴리비닐알코올계 수지를 제막하는 방법은, 특별히 한정되는 것은 아니며, 공지된 방법이 채용된다. 폴리비닐알코올계 원반 필름의 막 두께는 예컨대 10∼150 ㎛ 정도이다.
폴리비닐알코올계 수지 필름의 일축 연신은, 이색성 색소의 염색 전, 염색과 동시 또는 염색 후에 실시할 수 있다. 일축 연신을 염색 후에 실시하는 경우, 이 일축 연신은, 붕산 처리 전 또는 붕산 처리 중에 실시하여도 좋다. 또한, 이들의 복수의 단계에서 일축 연신을 실시하여도 좋다.
일축 연신함에 있어서는, 원주 속도가 다른 롤 사이에서 일축으로 연신하여도 좋고, 열 롤을 이용하여 일축으로 연신하여도 좋다. 또한, 일축 연신은, 대기 속에서 연신을 하는 건식 연신이라도 좋고, 용제를 이용하여 폴리비닐알코올계 수지 필름을 팽윤시킨 상태에서 연신을 하는 습식 연신이라도 좋다. 연신 배율은 통상 3∼8배 정도이다.
폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 색소로 염색하는 방법으로서는, 예컨대, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 색소가 함유된 수용액에 침지하는 방법이 채용된다. 이색성 색소로서, 구체적으로는 요오드나 이색성 염료가 이용된다. 한편, 폴리비닐알코올계 수지 필름은, 염색 처리 전에 물에 침지하는 처리를 실시해 두는 것이 바람직하다.
이색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우는, 통상 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 수용액에, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 이 수용액에 있어서의 요오드의 함유량은 통상 물 100 중량부당 0.01∼1 중량부 정도이다. 또한, 요오드화칼륨의 함유량은 통상 물 100 중량부당 0.5∼20 중량부 정도이다. 염색에 이용하는 수용액의 온도는 통상 20∼40℃ 정도이다. 또한, 이 수용액에의 침지 시간(염색 시간)은 통상 20∼1800초 정도이다.
한편, 이색성 색소로서 이색성 염료를 이용하는 경우는, 통상 수용성 이색성 염료를 포함하는 수용액에, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 이 수용액에 있어서의 이색성 염료의 함유량은 통상 물 100 중량부당 1×10-4∼10 중량부 정도이고, 1×10-3∼1 중량부 정도가 바람직하다. 이 수용액은, 황산나트륨 등의 무기염을 염색 조제로서 함유하고 있어도 좋다. 염색에 이용하는 이색성 염료 수용액의 온도는 통상 20∼80℃ 정도이다. 또한, 이 수용액에의 침지 시간(염색 시간)은 통상 10∼1800초 정도이다.
이색성 색소에 의한 염색 후의 붕산 처리는 통상 염색된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 함유 수용액에 침지함으로써 행할 수 있다.
붕산 함유 수용액에 있어서의 붕산의 양은 통상 물 100 중량부당 2∼15 중량부 정도이며, 5∼12 중량부가 바람직하다. 이색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우에는, 이 붕산 함유 수용액은 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하다. 붕산 함유 수용액에 있어서의 요오드화 칼륨의 양은 통상 물 100 중량부당 0.1∼15 중량부 정도이며, 5∼12 중량부 정도가 바람직하다. 붕산 함유 수용액에의 침지 시간은 통상 60∼1200초 정도이며, 150∼600초 정도가 바람직하고, 200∼400초 정도가 보다 바람직하다. 붕산 함유 수용액의 온도는 통상 50℃ 이상이며, 50∼85℃가 바람직하고, 60∼80℃가 보다 바람직하다.
붕산 처리 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름은 통상 수세 처리된다. 수세 처리는, 예컨대 붕산 처리된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 물에 침지함으로써 행할 수 있다. 수세 처리에 있어서의 물의 온도는 통상 5∼40℃ 정도이다. 또한, 침지 시간은 통상 1∼120초 정도이다.
수세 후에는 건조 처리가 실시되어, 편광 필름을 얻을 수 있다. 편광 필름의 두께는 통상 5∼40 ㎛ 정도이다. 건조 처리는, 열풍 건조기나 원적외선 히터를 이용하여 처리할 수 있다. 건조 처리 온도는 통상 30∼100℃ 정도이며, 50∼80℃가 바람직하다. 건조 처리 시간은 통상 60∼600초 정도이며, 120∼600초가 바람직하다.
건조 처리에 의해, 편광 필름의 수분율은 실용 정도로까지 저감된다. 그 수분율은 통상 5∼20 중량%이며, 8∼15 중량%가 바람직하다. 수분율이 5 중량%를 밑돌면, 편광 필름의 가요성을 잃어버려, 편광 필름이 그 건조 후에 손상되거나 파단되거나 하는 경우가 있다. 또한, 수분율이 20 중량%를 웃돌면, 편광 필름의 열안정성이 뒤떨어지는 경우가 있다.
[(메트)아크릴계 수지 필름]
(메트)아크릴계 수지 필름을 구성하는 (메트)아크릴계 수지란, 메타크릴계 수지 및 필요에 따라 첨가되는 첨가제 등을 혼합하고, 용융 혼련하여 얻어지는 재료를 의미한다. 이러한 (메트)아크릴계 수지 필름을 보호 필름으로서 이용함으로써, 편광판 및 이것을 액정 셀에 접합하여 얻어지는 액정 패널의 내습열성 및 기계적 강도를 보다 향상시킬 수 있는 동시에, 액정 패널의 한층 더 박육화를 달성할 수 있게 된다. 한편, 본 명세서에서, (메트)아크릴이란 메타크릴 및/또는 아크릴을 말하며, (메트)아크릴레이트란 메타크릴레이트 및/또는 아크릴레이트를 말하고, (메트)아크릴산이란 메타크릴산 및/또는 아크릴산을 말한다.
상기 메타크릴계 수지란, 메타크릴산에스테르를 주체로 하는 중합체이다. 메타크릴계 수지는, 1 종류의 메타크릴산에스테르의 단독 중합체라도 좋고, 메타크릴산에스테르와 다른 중합성 모노머와의 공중합체라도 좋다. 다른 중합성 모노머로서는, 주체와는 상이한 다른 메타크릴산에스테르, 아크릴산에스테르 등을 들 수 있다. 메타크릴산에스테르로서는, 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산부틸 등의 메타크릴산알킬을 들 수 있고, 그 알킬기의 탄소수는 통상 1∼4 정도이다.
아크릴산에스테르로서는, 아크릴산알킬이 바람직하고, 예컨대, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산n-프로필, 아크릴산이소프로필, 아크릴산n-부틸, 아크릴산이소부틸, 아크릴산tert-부틸, 아크릴산2-에틸헥실, 아크릴산시클로헥실 등을 들 수 있고, 그 알킬기의 탄소수는 통상 1∼8 정도이며, 바람직하게는 1∼4이다. 이 알킬기는, 예컨대 2-히드록시에틸기와 같이, 그것을 구성하는 적어도 하나의 수소가 히드록실기로 치환되어 있어도 좋다. (메트)아크릴계 수지에서, 아크릴산에스테르는, 1종만을 단독으로 이용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다.
이들 외에, 분자 내에 중합성 탄소-탄소 이중 결합을 적어도 1개 갖는 화합물도 메타크릴산에스테르와 공중합 가능한 다른 중합성 모노머로 될 수 있다. 이러한 화합물로서는, 예컨대, 분자 내에 중합성의 탄소-탄소 이중 결합을 1개 갖는 단관능 모노머나, 분자 내에 중합성의 탄소-탄소 이중 결합을 적어도 2개 갖는 다관능 모노머를 들 수 있지만, 단관능 모노머가 바람직하게 이용된다. 단관능 모노머의 예로서는, 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔, 할로겐화스티렌, 히드록시스티렌과 같은 방향족 비닐 화합물; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴과 같은 비닐시안 화합물; 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레산, 무수이타콘산과 같은 불포화산; N-메틸말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, N-페닐말레이미드와 같은 말레이미드; 메타알릴알코올, 알릴알코올과 같은 알릴알코올; 아세트산비닐, 염화비닐, 에틸렌, 프로필렌, 4-메틸-1-펜텐, 2-히드록시메틸-1-부텐, 메틸비닐케톤, N-비닐피롤리돈, N-비닐카르바졸 등을 들 수 있다.
또한, 다관능 모노머의 예로서는, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 부탄디올디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트와 같은 다가 알코올의 폴리 불포화 카르복실산에스테르; 아크릴산알릴, 메타크릴산알릴, 계피산알릴과 같은 불포화 카르복실산의 알케닐에스테르; 프탈산디알릴, 말레산디알릴, 트리알릴시아누레이트, 트리알릴이소시아누레이트와 같은 다염기산의 폴리알케닐에스테르, 디비닐벤젠과 같은 방향족 폴리알케닐 화합물 등을 들 수 있다.
이상에 설명한 다른 중합성 모노머는, 1종만을 단독으로 공중합시켜도 좋고, 2종 이상을 병용하여 공중합시켜도 좋다.
(메트)아크릴계 수지는, 중합에 사용하는 전체 모노머량을 기준으로, 바람직하게는 메타크릴산알킬에스테르가 50∼100 중량%, 다른 중합성 모노머가 0∼50 중량%이며, 보다 바람직하게는 메타크릴산알킬에스테르 50∼99.9 중량%, 다른 중합성 모노머가 0.1∼50 중량%이다.
또한 (메트)아크릴계 수지는, 필름의 내구성을 높일 수 있으므로, 고분자 주쇄에 고리 구조를 갖고 있어도 좋다. 고리 구조는, 환상 산무수물 구조, 환상 이미드 구조 및 락톤환 구조 등의 복소환 구조인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 무수글루타르산 구조 및 무수호박산 구조 등의 환상 산무수물 구조, 글루타르이미드 구조 및 호박산이미드 구조 등의 환상 이미드 구조, 부티로락톤 및 발레로락톤 등의 락톤환 구조를 들 수 있다. 고분자 주쇄에 있어서의 고리 구조의 함유량을 높게 하면, (메트)아크릴계 수지의 글라스 전이 온도를 높일 수 있다.
(메트)아크릴계 수지의 고분자 주쇄에의 환상 산무수물 구조 및 환상 이미드 구조의 도입은, 무수말레산이나 말레이미드 등의 환상 구조를 갖는 모노머를 공중합시키는 방법, 중합 후 탈수·탈메탄올 축합 반응에 의해 환상 산무수물 구조를 도입하는 방법, 환상 구조에 아미노 화합물을 반응시켜 환상 이미드 구조를 도입하는 방법 등, 공지된 방법에 의해서 행할 수 있다.
또한, (메트)아크릴계 수지의 고분자 주쇄에의 락톤환 구조의 도입은, 고분자쇄에 히드록실기와 에스테르기를 갖는 (메트)아크릴계 수지를 조제한 후, 이 수지에 있어서의 히드록실기와 에스테르기를, 가열에 의해, 필요에 따라서 유기인 화합물과 같은 촉매의 존재 하에 고리화 축합시키는 방법에 의해서 도입할 수 있다. 고분자쇄에 히드록실기와 에스테르기를 갖는 (메트)아크릴계 수지의 조제는, 예컨대, 2-(히드록시메틸)(메트)아크릴산메틸, 2-(히드록시메틸)(메트)아크릴산에틸, 2-(히드록시메틸)(메트)아크릴산이소프로필, 2-(히드록시메틸)(메트)아크릴산n-부틸, 2-(히드록시메틸)(메트)아크릴산tert-부틸과 같은 히드록실기와 에스테르기를 갖는 (메트)아크릴산에스테르를 (메트)아크릴계 수지의 공중합에 사용함으로써 얻을 수 있다. 락톤환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지의 보다 구체적인 조제 방법은, 예컨대 일본 특허공개 2007-254726호 공보에 기재되어 있다.
이상에 설명한 메타크릴산에스테르, 또는 주체가 되는 메타크릴산에스테르와 다른 중합성 모노머를 포함하는 단량체 조성물을 라디칼 중합시킴으로써, (메트)아크릴계 수지를 조제할 수 있다. (메트)아크릴계 수지를 조제할 때, 필요에 따라서 용제나 중합개시제를 사용하여도 좋다.
(메트)아크릴계 수지 필름은, 상기한 (메트)아크릴계 수지에 더하여, 그 이외의 다른 수지를 포함하고 있어도 좋다. 상기 다른 수지의 함유율은, 수지의 총량을 기준으로, 바람직하게는 0∼50 중량%, 보다 바람직하게는 0∼25 중량%, 더욱 바람직하게는 0∼10 중량%이다. 이 다른 수지는, 예컨대, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리(4-메틸-1-펜텐)과 같은 올레핀계 폴리머; 염화비닐, 염소화비닐 수지와 같은 함할로겐계 폴리머; 폴리스티렌, 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체와 같은 스티렌계 폴리머; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트와 같은 폴리에스테르; 방향족 디올과 방향족 디카르복실산으로 이루어지는 폴리아릴레이트; 폴리젖산, 폴리부틸렌숙시네이트와 같은 생분해성 폴리에스테르; 폴리카보네이트; 나일론6, 나일론66, 나일론610과 같은 폴리아미드; 폴리아세탈; 폴리페닐렌옥사이드; 폴리페닐렌술피드; 폴리에테르에테르케톤; 폴리에테르니트릴; 폴리술폰; 폴리에테르술폰; 폴리옥시펜딜렌; 폴리아미드이미드 등일 수 있다.
(메트)아크릴계 수지 필름은, 필름의 내충격성이나 제막성의 점에서, 아크릴 고무 입자를 함유하는 것이 바람직하다. (메트)아크릴계 수지에 포함될 수 있는 아크릴 고무 입자의 양은, (메트)아크릴계 수지 100 중량%에 대하여, 바람직하게는 5 중량% 이상, 보다 바람직하게는 10 중량% 이상이다. 아크릴 고무 입자의 양의 상한은 임계적이지 않지만, 아크릴 고무 입자의 양이 지나치게 많으면, 필름의 표면 경도가 저하되고, 또한 필름에 표면 처리를 실시하는 경우, 표면 처리제 중의 유기 용제에 대한 내용제성이 저하한다. 따라서, (메트)아크릴계 수지에 포함될 수 있는 아크릴 고무 입자의 양은, 80 중량% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 60 중량% 이하이다.
상기 아크릴 고무 입자는, 아크릴산에스테르를 주체로 하는 탄성 중합체를 필수 성분으로 하는 입자이며, 실질적으로 이 탄성 중합체만으로 이루어지는 단층 구조의 것이라도 좋고, 이 탄성 중합체를 하나의 층으로 하는 다층 구조의 것이라도 좋다. 이 탄성 중합체로서, 구체적으로는, 아크릴산알킬 50∼99.9 중량%와, 이것과 공중합 가능한 다른 비닐계 단량체를 적어도 1 종류 0∼49.9 중량%와, 공중합성의 가교성 단량체 0.1∼10 중량%로 이루어지는 단량체의 중합에 의해 얻어지는 가교 탄성 공중합체가 바람직하게 이용된다.
상기 아크릴산알킬로서는, 예컨대, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산부틸, 아크릴산2-에틸헥실 등을 들 수 있고, 그 알킬기의 탄소수는 통상 1∼8 정도이다. 또한, 상기 아크릴산알킬과 공중합 가능한 다른 비닐계 단량체로서는, 분자 내에 중합성 탄소-탄소 이중 결합을 1개 갖는 화합물을 들 수 있고, 보다 구체적으로는, 메타크릴산메틸과 같은 메타크릴산에스테르, 스티렌과 같은 방향족 비닐 화합물, 아크릴로니트릴과 같은 비닐시안 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 상기 공중합성의 가교성 단량체로서는, 분자 내에 중합성 탄소-탄소 이중 결합을 적어도 2개 갖는 가교성의 화합물을 들 수 있고, 보다 구체적으로는, 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트나 부탄디올디(메트)아크릴레이트와 같은 다가 알코올의 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴산알릴이나 (메트)아크릴산메타알릴과 같은 (메트)아크릴산의 알케닐에스테르, 디비닐벤젠 등을 들 수 있다.
(메트)아크릴계 수지 필름에는, 상기 아크릴 고무 입자 이외에, 통상의 첨가제, 예컨대, 자외선흡수제, 유기계 염료, 안료, 무기계 색소, 산화방지제, 대전방지제, 계면활성제 등을 함유시켜도 좋다. 그 중에서도 자외선흡수제는, 내후성을 높이는 데에 있어서 바람직하게 이용된다. 자외선흡수제의 예로서는, 2,2'-메틸렌비스[4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-6-(2H-벤조트리아졸-2-일)페놀], 2-(5-메틸-2-히드록시페닐)-2H-벤조트리아졸, 2-[2-히드록시-3,5-비스(α,α-디메틸벤질)페닐]-2H-벤조트리아졸, 2-(3,5-디-tert-부틸-2-히드록시페닐)-2H-벤조트리아졸, 2-(3-tert-부틸-5-메틸-2-히드록시페닐)-5-클로로-2H-벤조트리아졸, 2-(3,5-디-tert-부틸-2-히드록시페닐)-5-클로로-2H-벤조트리아졸, 2-(3,5-디-tert-아밀-2-히드록시페닐)-2H-벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-5'-tert-옥틸페닐)-2H-벤조트리아졸과 같은 벤조트리아졸계 자외선흡수제; 2-히드록시-4-메톡시벤조페논, 2-히드록시-4-옥틸옥시벤조페논, 2,4-디히드록시벤조페논, 2-히드록시-4-메톡시-4'-클로로벤조페논, 2,2'-디히드록시-4-메톡시벤조페논, 2,2'-디히드록시-4,4'-디메톡시벤조페논과 같은 2-히드록시벤조페논계 자외선흡수제; p-tert-부틸페닐살리실산에스테르, p-옥틸페닐살리실산에스테르와 같은 살리실산페닐에스테르계 자외선흡수제 등을 들 수 있고, 필요에 따라서 이들의 2종 이상을 이용하여도 좋다. (메트)아크릴계 수지 필름에 자외선흡수제가 포함되는 경우, 그 양은, (메트)아크릴계 수지 100 중량%에 대하여, 통상 0.1 중량% 이상, 바람직하게는 0.3 중량% 이상이며, 또한 바람직하게는 2 중량% 이하이다.
(메트)아크릴계 수지 필름의 제작에는 종래 공지된 제막 방법을 채용할 수 있다. (메트)아크릴계 수지 필름은 다층 구조를 갖고 있어도 좋고, 다층 구조의 (메트)아크릴계 수지 필름은, 피드 블록을 이용하는 방법, 멀티매니폴드 다이를 이용하는 방법 등, 일반적으로 알려진 여러 가지 방법을 이용할 수 있다. 그 중에서도, 예컨대 피드 블록을 통해 적층하고, T 다이로부터 다층 용융 압출 성형하여, 얻어지는 적층 필름 형상물의 적어도 한 면을 롤 또는 벨트에 접촉시켜 제막하는 방법은, 표면 성형이 양호한 필름을 얻을 수 있다는 점에서 바람직하다. 특히, (메트)아크릴계 수지 필름의 표면 평활성 및 표면 광택성을 향상시킨다는 관점에서는, 상기 다층 용융 압출 성형하여 얻어지는 적층 필름 형상물의 양면을 롤 표면 또는 벨트 표면에 접촉시켜 필름화하는 방법이 바람직하다. 이때에 이용하는 롤 또는 벨트에 있어서, (메트)아크릴계 수지와 접하는 롤 표면 또는 벨트 표면은, (메트)아크릴계 수지 필름 표면에의 평활성 부여를 위해, 그 표면이 경면으로 되어 있는 것이 바람직하다.
(메트)아크릴계 수지 필름은, 원하는 광학 특성이나 기계 특성을 갖는 필름을 얻기 위해서, 이상과 같이 하여 제작된 필름에 대하여 연신 처리를 실시한 것이라도 좋다. 연신 처리로서는 일축 연신이나 이축 연신 등을 들 수 있다. 연신 방향으로서는, 미연신 필름의 기계 유동 방향(MD), 이것에 직교하는 방향(TD), 기계 유동 방향(MD)에 사교하는 방향 등을 들 수 있다. 이축 연신은, 2개의 연신 방향으로 동시에 연신하는 동시 이축 연신이라도 좋고, 소정 방향으로 연신한 후에 다른 방향으로 연신하는 축차 이축 연신이라도 좋다.
연신 처리는, 예컨대 출구 측의 원주 속도를 크게 한 2 쌍 이상의 닙 롤을 이용하여, 길이 방향(기계 유동 방향: MD)으로 연신하거나, 미연신 필름의 양 측단을 척으로 파지하여 기계 유동 방향에 직교하는 방향(TD)으로 넓히거나 함으로써 처리할 수 있다.
연신 처리는, 하기 식:
연신 배율(%)=100×{(연신 후의 길이)-(연신 전의 길이)}/연신 전의 길이
로 구해지는 연신 배율이, 0%보다 크고 300% 이하인 것이 바람직하고, 100∼250%인 것이 보다 바람직하다. 연신 배율이 300%를 웃돌면, 막 두께가 얇아져 파단되기 쉽게 되거나, 취급성이 저하하거나 한다.
또한, 원하는 광학 특성이나 기계 특성을 부여하기 위해서, 연신 처리 대신에, 또는 이와 함께, 열수축성 필름을 (메트)아크릴계 수지 필름에 접합하여, 필름을 수축시키는 처리를 하여도 좋다.
(메트)아크릴계 수지 필름의 두께는 얇은 쪽이 바람직하지만, 지나치게 얇으면 강도가 저하되어 가공성이 뒤떨어지게 되고, 한편 지나치게 두꺼우면 투명성이 저하되거나, 편광판의 중량이 커지거나 한다. 그래서, 그 필름의 적당한 두께는, 예컨대 5∼200 ㎛ 정도이며, 바람직하게는 10∼150 ㎛, 보다 바람직하게는 20∼100 ㎛이다.
[투명 수지 필름]
편광판은, 편광 필름에 있어서의 (메트)아크릴계 수지 필름과는 반대쪽의 면에 접착제를 통해 적층되는 투명 수지 필름을 가질 수 있다. 투명 수지 필름은, 보호 필름 또는 다른 광학 필름일 수 있는데, 이것이 액정 셀 측에 배치되는 경우는, 액정 표시 모드(TN 모드, VA 모드, IPS 모드 등)에 따라 다르기도 하지만, 무배향 필름 또는 위상차 특성을 보이는 광학 보상 필름(위상차 필름)인 것이 바람직하다. 투명 수지 필름은, (메트)아크릴계 수지 필름이라도 좋고, (메트)아크릴계 수지 필름과는 다른 투명 수지 필름이라도 좋다.
투명 수지 필름은, 상기한 (메트)아크릴계 수지 필름 외에, 예컨대 환상 올레핀계 수지 필름, 셀룰로오스계 수지 필름, 폴리카보네이트계 수지 필름, 쇄상 폴리올레핀계 수지 필름(폴리에틸렌계 수지 필름, 폴리프로필렌계 수지 필름 등), 폴리에스테르계 수지 필름(폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름 등) 등일 수 있다.
환상 올레핀계 수지 필름은 환상 올레핀계 수지로 이루어지는 필름이다. 환상 올레핀계 수지란, 예컨대, 노르보르넨이나 다환 노르보르넨계 모노머와 같은, 환상 올레핀으로 이루어지는 모노머의 유닛을 갖는 열가소성 수지이다. 환상 올레핀계 수지는, 상기 환상 올레핀의 개환 중합체나 2종 이상의 환상 올레핀을 이용한 개환 공중합체의 수소 첨가물일 수 있는 것 외에, 환상 올레핀과 쇄상 올레핀이나 비닐기를 갖는 방향족 화합물과의 부가 공중합체라도 좋다. 또한, 극성기가 도입되어 있는 것도 유효하다.
환상 올레핀계 수지가, 환상 올레핀과 쇄상 올레핀이나 비닐기를 갖는 방향족 화합물과의 공중합체인 경우, 쇄상 올레핀의 예로서는, 에틸렌이나 프로필렌 등을 들 수 있고, 비닐기를 갖는 방향족 화합물의 예로서는, 스티렌, α-메틸스티렌, 핵 알킬 치환 스티렌 등을 들 수 있다. 이러한 공중합체에 있어서, 환상 올레핀으로 이루어지는 모노머의 유닛은 50 몰% 이하, 예컨대 15∼50 몰% 정도라도 좋다. 특히, 환상 올레핀과 쇄상 올레핀과 비닐기를 갖는 방향족 화합물과의 삼원 공중합체로 하는 경우, 환상 올레핀으로 이루어지는 모노머의 유닛은, 이와 같이 비교적 적은 양일 수 있다. 이러한 삼원 공중합체에 있어서, 쇄상 올레핀으로 이루어지는 모노머의 유닛은 통상 5∼80 몰% 정도, 비닐기를 갖는 방향족 화합물로 이루어지는 모노머의 유닛은 통상 5∼80 몰% 정도이다.
시판되는 열가소성 환상 올레핀계 수지로서, 「Topas」(TOPAS ADVANCED POLYMERS GmbH사 제조, 폴리플라스틱스(주)로부터 입수할 수 있음), 「아톤」(JSR(주) 제조), 「제오노아(ZEONOR)」(닛폰제온(주)), 「제오넥스(ZEONEX)」(닛폰제온(주) 제조), 「아펠」(미쓰이가가쿠(주) 제조) 등(모두 상품명)이 있다.
환상 올레핀계 수지 필름은, 연신함으로써 임의의 위상차 값을 부여할 수 있다. 이에 따라, 적절한 광학 보상 기능이 부여되어, 액정 표시 장치의 시야각 확대에 기여할 수 있다. 연신된 환상 올레핀계 수지 필름의 면내 위상차 값 R0은, 40∼100 nm인 것이 바람직하고, 40∼80 nm인 것이 보다 바람직하다. 면내 위상차 값 R0이 40 nm 미만 또는 100 nm를 넘으면, 액정 패널에 대한 시야각 보상능이 저하되는 경향이 있다. 또한, 연신된 환상 올레핀계 수지 필름의 두께 방향 위상차 값 Rth은, 80∼300 nm인 것이 바람직하고, 100∼250 nm인 것이 보다 바람직하다. 두께 방향 위상차 값 Rth이 80 nm 미만 또는 300 nm를 넘으면, 상기와 같이 액정 패널에 대한 시야각 보상능이 저하되는 경향이 있다.
연신된 환상 올레핀계 수지 필름의 면내 위상차 값 R0 및 두께 방향 위상차 값 Rth은, 각각 하기 식(1) 및 식(2):
R0=(nx-ny)×d (1)
Rth=[(nx+ny)/2-nz]×d (2)
로 나타내어지며, 예컨대 KOBRA21ADH(오지게이소쿠기키(주) 제조)를 이용하여 측정할 수 있다. 상기 식(1), 식(2)에서, nx는 연신된 환상 올레핀계 수지 필름의 면내 지상축 방향의 굴절율, ny는 면내 진상축 방향(면내 지상축 방향과 직교하는 방향)의 굴절율, nz는 연신된 환상 올레핀계 수지 필름의 두께 방향의 굴절율, d는 연신된 환상 올레핀계 수지 필름의 두께이다.
환상 올레핀계 수지 필름의 연신은, 통상 필름 롤을 풀어내면서 연속적으로 이루어지고, 가열로에 의해, 롤의 진행 방향 혹은 진행 방향과 수직 방향으로 연신된다. 가열로의 온도는, 환상 올레핀계 수지의 글라스 전이 온도 근방에서부터 글라스 전이 온도보다도 100℃ 정도 높은 범위가 통상 채용된다. 연신 배율은, 통상 1.1∼6배, 바람직하게는 1.1∼3.5배이다. 제막, 연신된 환상 올레핀계 수지 필름도 시판되고 있으며, 모두 상품명으로 「에스시나」(세키스이가가쿠고교(주) 제조), 「SCA40」(세키스이가가쿠고교(주) 제조), 「제오노아필름」(닛폰제온(주) 제조) 등이 있다.
환상 올레핀계 수지 필름은, 일반적으로 표면 활성이 뒤떨어지기 때문에, 편광 필름과 접착되는 표면에는, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 플레임(화염) 처리, 비누화 처리와 같은 표면 처리를 하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 비교적 용이하게 실시할 수 있는 플라즈마 처리나 코로나 처리가 적합하다.
환상 올레핀계 수지 필름의 두께는 얇은 쪽이 바람직하지만, 지나치게 얇으면 강도가 저하하여 가공성이 뒤떨어지게 되고, 한편 지나치게 두꺼우면 투명성이 저하하거나, 편광판의 중량이 커지거나 한다. 그래서, 그 필름의 적당한 두께는, 예컨대 5∼200 ㎛ 정도이며, 바람직하게는 10∼150 ㎛, 보다 바람직하게는 20∼100 ㎛이다.
셀룰로오스계 수지 필름은, 통상 셀룰로오스의 부분 또는 완전 아세트산에스테르화물인 셀룰로오스계 수지로 이루어지는 것으로, 예컨대 트리아세틸셀룰로오스 필름이나 디아세틸셀룰로오스 필름, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 필름 등을 들 수 있다. 트리아세틸셀룰로오스 필름의 시판 제품에는, 모두 상품명으로 「후지타크 TD80」(후지필름(주) 제조), 「후지타크 TD80UF」(후지필름(주) 제조), 「후지타크 TD80UZ」(후지필름(주) 제조), 「후지타크 TD40UZ」(후지필름(주) 제조), 「KC8UX2M」(코니카미놀타옵트(주) 제조), 「KC4UY」(코니카미놀타옵트(주) 제조), 「KC8UY」(코니카미놀타옵트(주) 제조) 등이 있다.
셀룰로오스계 수지 필름의 표면에는, 용도에 따라서, 방현 처리, 하드 코트 처리, 대전 방지 처리, 반사 방지 처리와 같은 표면 처리가 실시되어도 좋다. 셀룰로오스계 수지 필름에도, 연신함으로써 임의의 위상차 값을 부여할 수 있다.
셀룰로오스계 수지 필름은, 편광 필름과의 접착성을 높이기 위해서, 통상은 비누화 처리가 실시된다. 비누화 처리로서는, 수산화나트륨이나 수산화칼륨과 같은 알칼리 수용액에 침지하는 방법을 채용할 수 있다.
셀룰로오스계 수지 필름의 두께는 얇은 쪽이 바람직하지만, 지나치게 얇으면 강도가 저하하여 가공성이 뒤떨어지게 되고, 한편 지나치게 두꺼우면 투명성이 저하하거나, 편광판의 중량이 커지거나 한다. 그래서, 그 필름의 적당한 두께는, 예컨대 5∼200 ㎛ 정도이며, 바람직하게는 10∼150 ㎛, 보다 바람직하게는 20∼100 ㎛이다.
[접착제]
상기한 (메트)아크릴계 수지 필름이나 투명 수지 필름은, 접착제를 통해 편광 필름에 접합된다. 편광 필름과 (메트)아크릴계 수지 필름과의 접착에 이용하는 접착제 및 편광 필름과 투명 수지 필름과의 접착에 이용하는 접착제는, 이종이라도 좋고, 동종이라도 좋다. 시공의 용이성 등을 고려하면, 양면 모두 동일한 접착제를 이용하는 것이 유리하다.
접착제로서는, 접착제층을 얇게 한다는 관점에서는, 수계인 것, 즉, 접착제 성분을 물에 용해한 것 또는 물에 분산시킨 것을 들 수 있다. 예컨대, 주성분으로서 폴리비닐알코올계 수지 또는 우레탄 수지를 이용한 조성물을 바람직한 접착제로서 들 수 있다.
접착제의 주성분으로서 폴리비닐알코올계 수지를 이용하는 경우, 그 폴리비닐알코올계 수지는, 부분 비누화 폴리비닐알코올, 완전 비누화 폴리비닐알코올 외에, 카르복실기 변성 폴리비닐알코올, 아세트아세틸기 변성 폴리비닐알코올, 메틸올기 변성 폴리비닐알코올, 아미노기 변성 폴리비닐알코올과 같은 변성된 폴리비닐알코올계 수지라도 좋다. 이 경우, 폴리비닐알코올계 수지의 수용액이 접착제로서 이용된다. 접착제 중의 폴리비닐알코올계 수지의 농도는, 물 100 중량부에 대하여, 통상 1∼10 중량부, 바람직하게는 1∼5 중량부이다.
폴리비닐알코올계 수지의 수용액으로 이루어지는 접착제에는, 접착성을 향상시키기 위해서, 글리옥살, 수용성 에폭시 수지 등의 경화성 성분이나 가교제를 첨가하는 것이 바람직하다. 수용성 에폭시 수지로서는, 예컨대 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민과 같은 폴리알킬렌폴리아민과, 아디프산과 같은 디카르복실산과의 반응으로 얻어지는 폴리아미드아민에, 에피클로로히드린을 반응시켜 얻어지는 폴리아미드폴리아민 에폭시 수지를 적합하게 이용할 수 있다. 이러한 폴리아미드폴리아민 에폭시 수지의 시판 제품으로서는, 「스미레즈레진 650」(스미카켐텍스(주) 제조), 「스미레즈레진 675」(스미카켐텍스(주) 제조), 「WS-525」(닛폰PMC(주) 제조) 등을 들 수 있다. 이들 경화성 성분이나 가교제의 첨가량(경화성 성분 및 가교제로서 함께 첨가하는 경우에는 그 합계량)은, 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대하여, 통상 1∼100 중량부, 바람직하게는 1∼50 중량부이다. 상기 경화성 성분이나 가교제의 첨가량이 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대하여 1 중량부 미만인 경우에는, 접착성 향상 효과가 작아지는 경향이 있고, 또한, 상기 경화성 성분이나 가교제의 첨가량이 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대하여 100 중량부를 넘는 경우에는, 접착제층이 취약하게 되는 경향이 있다.
또한 접착제의 주성분으로서 우레탄 수지를 이용하는 경우, 적당한 접착제 조성물의 예로서, 폴리에스테르계 아이오노머형 우레탄 수지와 글리시딜옥시기를 갖는 화합물과의 혼합물을 들 수 있다. 폴리에스테르계 아이오노머형 우레탄 수지란, 폴리에스테르 골격을 갖는 우레탄 수지이며, 그 속에 소량의 이온성 성분(친수 성분)이 도입된 것이다. 이러한 아이오노머형 우레탄 수지는, 유화제를 사용하지 않고서 직접 수중에서 유화하여 에멀젼으로 되기 때문에, 수계의 접착제로서 적합하다.
폴리에스테르계 아이오노머형 우레탄 수지 그 자체는 공지이며, 예컨대 일본 특허공개 평7-97504호 공보에는, 페놀계 수지를 수성 매체 속에 분산시키기 위한 고분자 분산제의 예로서 기재되어 있고, 또한 일본 특허공개 2005-70140호 공보, 일본 특허공개 2005-208456호 공보에는, 폴리에스테르계 아이오노머형 우레탄 수지와 글리시딜옥시기를 갖는 화합물과의 혼합물을 접착제로 하여, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 편광 필름에 환상 올레핀계 수지 필름을 접합하는 형태가 기재되어 있다.
편광 필름에, 상술한 (메트)아크릴계 수지 필름이나 투명 수지 필름을 접합하는 방법으로서는, 통상 일반적으로 알려져 있는 것이면 되며, 예컨대 유연법, 메이어바코트법, 그라비아코트법, 콤마코터법, 닥터블레이드법, 다이코트법, 딥코트법, 분무법 등에 의해서 편광 필름 및/또는 거기에 접합되는 필름의 접착면에 접착제를 도포하여, 양자를 중합시키는 방법을 들 수 있다. 유연법이란, 피도포물인 필름을, 대략 수직 방향, 대략 수평 방향 또는 양자 사이의 비스듬한 방향으로 이동시키면서, 그 표면에 접착제를 흘러 떨어트려 확포(擴布)시키는 방법이다.
상술한 방법으로 접착제를 도포한 후, 편광 필름과 거기에 접합되는 필름을 닙 롤 등에 의해 사이에 끼워 접합시킨다. 또한, 편광 필름과 거기에 접합되는 필름 사이에 접착제를 적하한 후, 이 적층체를 롤 등으로 가압하여 균일하게 눌러 넓히는 방법도 적합하게 사용할 수 있다. 이 경우, 롤의 재질로서는 금속이나 고무 등을 이용할 수 있다. 또한, 편광 필름과 거기에 접합되는 필름 사이에 접착제를 적하한 후, 이 적층체를 롤과 롤 사이에 통과시켜, 가압하여 눌러 넓히는 방법도 바람직하게 채용된다. 이 경우, 이들 롤은 동일한 재질이라도 좋고, 다른 재질이라도 좋다.
편광 필름에 대하여 (메트)아크릴계 수지 필름 및 투명 수지 필름을 적층시키는 순서는, 특별히 한정되는 것이 아니라, 어느 한쪽의 필름을 편광 필름에 적층시킨 후에 다른 쪽의 필름을 적층시키는 방법을 채용하여도 좋고, 양 필름을 실질적으로 동시에 편광 필름에 적층시키는 방법을 채용하여도 좋다.
또한, 접착제층의 표면에는, 접착성을 향상시키기 위해서, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 플레임(화염) 처리, 비누화 처리와 같은 표면 처리를 적절하게 실시하여도 좋다. 비누화 처리로서는, 수산화나트륨이나 수산화칼륨과 같은 알칼리의 수용액에 침지하는 방법을 들 수 있다.
상기 수계 접착제를 통해 접합된 적층체는 통상 건조 처리가 실시되어, 접착제층의 건조, 경화가 이루어진다. 건조 처리는 예컨대 열풍을 분무함으로써 처리할 수 있다. 건조 온도는 40∼100℃ 정도, 바람직하게는 60∼100℃의 범위에서 적절하게 선택된다. 건조 시간은 예컨대 20∼1200초 정도이다. 건조 후의 접착제층의 두께는 통상 0.001∼5 ㎛ 정도이며, 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상, 또한 바람직하게는 2 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 1 ㎛ 이하이다. 접착제층의 두께가 지나치게 커지면, 편광판의 외관 불량으로 되기 쉽다.
건조 처리 후, 실온 이상의 온도에서 적어도 반나절, 통상은 수일 동안 이상 양생하여 충분한 접착 강도를 얻더라도 좋다. 이러한 양생은, 전형적으로는, 롤형으로 권취된 상태에서 행해진다. 바람직한 양생 온도는 30∼50℃의 범위이며, 더욱 바람직하게는 35∼45℃이다. 양생 온도가 50℃를 넘으면, 롤 권취 상태에서, 소위 「타이트한 감김」(tight winding)이 일어나기 쉽게 된다. 한편, 양생시의 습도는, 특별히 한정되지 않지만, 상대 습도가 0∼70% RH 정도의 범위가 되도록 선택되는 것이 바람직하다. 양생 시간은 통상 1∼10일 정도, 바람직하게는 2∼7일 정도이다.
또한 접착제로서는, 활성 에너지선 경화성 접착제를 이용할 수도 있다. 활성 에너지선 경화성 접착제의 경화에 이용되는 활성 에너지선은, 예컨대 X선, 자외선, 가시광선이다. 그 중에서도, 취급의 용이성, 접착제 조성물의 조제의 용이성 및 그 안정성, 그리고, 그 경화 성능의 관점에서, 자외선이 바람직하게 이용된다. 활성 에너지선 경화성 접착제를 이용하면, 상기한 수계 접착제를 이용한 경우에 비해, 건조 처리를 할 필요가 없기 때문에 공정이 짧아 에너지 효율이 높아진다. 건조 시간은, (메트)아크릴계 수지 필름을 이용한 경우, 길어지는 경향이 있기 때문에, (메트)아크릴계 수지 필름을 포함하는 본 발명의 편광판에 있어서 접착제층에 활성 에너지선 경화성 접착제를 채용하는 것은 특히 유효하다.
광경화성 접착제로서는, 예컨대 광경화성 에폭시 수지와 광양이온 중합개시제 등과의 혼합물(즉, 에폭시계의 광경화성 접착제), 광경화성 (메트)아크릴계 수지와 광라디칼 중합개시제 등과의 혼합물(즉, (메트)아크릴계의 광경화성 접착제) 등을 들 수 있다. 이들 광경화성 접착제는 각각 단독으로 사용하여도 좋고, 병용하여도 좋다. 광경화성 접착제는, 활성 에너지선을 조사함으로써 경화시킬 수 있다. 활성 에너지선의 광원은 특별히 한정되지 않지만, 파장 400 nm 이하에 발광 분포를 갖는 활성 에너지선(자외선)이 바람직하고, 구체적으로는, 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙 라이트 램프, 마이크로 웨이브 여기 수은등, 메탈 할라이드 램프 등이 바람직하다.
광경화성 접착제에의 광조사 강도는, 그 광경화성 접착제의 조성에 따라 적절하게 결정되며, 특별히 한정되지 않지만, 중합개시제의 활성화에 유효한 파장 영역의 조사 강도가 0.1∼6000 mW/㎠인 것이 바람직하다. 이 조사 강도가 0.1 mW/㎠ 이상임으로써, 반응 시간이 지나치게 길어지지 않고, 6000 mW/㎠ 이하임으로써, 광원으로부터 복사되는 열 및 광경화성 접착제의 경화시의 발열에 의한 에폭시 수지의 황변이나 편광 필름의 열화를 일으킬 우려가 적다. 광경화성 접착제에의 광조사 시간은, 경화시키는 광경화성 접착제마다 제어되는 것이며 특별히 제한되지 않지만, 상기 조사 강도와 조사 시간과의 곱으로서 나타내어지는 적산 광량이 10∼10000 mJ/㎡가 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 광경화성 접착제에의 적산 광량이 10 mJ/㎡ 이상임으로써, 중합개시제 유래의 활성종을 충분량 발생시켜 경화 반응을 보다 확실하게 진행시킬 수 있고, 또한, 10000 mJ/㎡ 이하임으로써, 조사 시간이 지나치게 길어지지 않고, 양호한 생산성을 유지할 수 있다. 한편, 활성 에너지선 조사 후의 접착제층의 두께는 통상 0.001∼5 ㎛ 정도이며, 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상 2 ㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상 1 ㎛ 이하이다.
활성 에너지선의 조사에 의해서 광경화성 접착제를 경화시키는 경우, 상기 편광 필름의 편광도, 투과율 및 색상, 그리고 (메트)아크릴계 수지 필름 및 투명 수지 필름의 투명성 등의 편광판의 제반 기능이 저하되지 않는 조건으로 경화를 하는 것이 바람직하다.
[점착제층]
편광판은, 투명 수지 필름의 외측(즉 편광 필름 측과는 반대쪽의 표면)에, 그 편광판을 액정 셀에 접합하기 위한 점착제층을 갖출 수 있다. 점착제층에 이용되는 점착제로서는, 종래 공지된 적절한 점착제를 특별히 제한 없이 이용할 수 있으며, 예컨대 아크릴계 점착제, 우레탄계 점착제, 실리콘계 점착제, 폴리에스테르계 점착제, 폴리아미드계 점착제, 폴리에테르계 점착제, 불소계 점착제, 고무계 점착제 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 투명성, 점착력, 신뢰성, 리워크성 등의 관점에서, 아크릴계 점착제가 바람직하게 이용된다. 점착제층은, 점착제를, 예컨대 유기 용제 용액 형태로 이용하여, 그것을 투명 수지 필름 상에 다이코터나 그라비아코터 등에 의해서 도포하고, 건조시키는 방법에 의해서 형성할 수 있는 것 외에, 이형 처리가 실시된 플라스틱 필름(세퍼레이트 필름이라고 불림) 상에 형성된 시트형 점착제를 투명 수지 필름에 전사하는 방법에 의해서도 형성할 수 있다. 어느 방법을 취하더라도, 점착제층의 표면에 세퍼레이트 필름이 점착되어 있는 것이 바람직하다. 점착제층의 두께에 관해서도 특별히 제한은 없지만, 일반적으로 2∼40 ㎛ 범위 내인 것이 바람직하다.
세퍼레이트 필름의 구성 재료는, 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌과 같은 폴리프로필렌계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르계 수지 등일 수 있다. 그 중에서도, 폴리에틸렌테레프탈레이트의 연신 필름이 바람직하다.
세퍼레이트 필름에 부여되는 이형 처리층은, 이형성을 갖는 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니며, 경화형 실리콘 수지를 주성분으로 하는 타입이라도 좋고, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 알키드 수지 등의 유기 수지와의 그라프트 중합 등에 의한 변성 실리콘 타입 등을 사용하여도 좋지만, 이들 중에서도, 경화형 실리콘 수지를 주성분으로 한 타입이 바람직하다.
[표면 보호 필름]
편광판은, (메트)아크릴계 수지 필름의 외면에 적층되는 표면 보호 필름(프로텍트 필름이라고 불림)을 구비할 수 있다. 이 표면 보호 필름은, (메트)아크릴계 수지 필름의 손상이나 이물의 부착을 막기 위한 것으로, 통상, 점착제층을 통해 (메트)아크릴계 수지 필름 상에 적층된다.
표면 보호 필름의 구성 재료로서는, 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌과 같은 폴리프로필렌계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르계 수지 등을 들 수 있지만, 그 중에서도, 투습성이나 기계적 강도의 관점에서 폴리에틸렌테레프탈레이트의 연신 필름이 바람직하다.
표면 보호 필름을 점착하기 위한 점착제층에 관한 구체적인 설명은, 전술한 점착제층에 관한 기재가 인용된다. 표면 보호 필름에 부여되는 이형 처리층에 관한 구체적인 설명에 대해서도, 전술한 세퍼레이트 필름에 부여되는 이형 처리층에 관한 기재가 인용된다.
예
이하, 실시예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것이 아니다.
<제조예 : 단부면 가공용 편광판의 제작>
다음 수순으로 (메트)아크릴계 수지 필름을 갖추는 단부면 가공용 편광판을 제작했다. 평균 중합도 약 2400, 비누화도 99.9 몰% 이상이며 두께 75 ㎛의 폴리비닐알코올 필름을, 30℃의 순수에 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.02/2/100인 수용액에 30℃에서 침지했다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 12/5/100인 수용액에 56.5℃에서 침지했다. 이어서, 8℃의 순수로 세정한 후, 65℃에서 건조하여, 폴리비닐알코올에 요오드가 흡착 배향된 편광 필름을 얻었다. 연신은, 주로 요오드 염색 및 붕산 처리 공정에서 행하고, 토탈 연신 배율은 5.3배였다.
얻어진 편광 필름의 한쪽의 면에, 두께 80 ㎛의 (메트)아크릴계 수지 필름(수지 조성물 전체에 대하여 아크릴형 고무 입자를 30 중량% 첨가한 아크릴 수지 필름)을, 다른 쪽의 면에, 두께 50 ㎛의 환상 올레핀계 수지로 이루어지는 광학 보상 필름을, 각각 그 접합면에 코로나 처리를 실시한 후, 광경화형 접착제(에폭시계의 광경화성 접착제)를 통해 접착하여, 편광판을 얻었다.
이어서, 얻어진 편광판의 (메트)아크릴계 수지 필름의 외면에, 아크릴계 점착제층을 갖는 표면 보호 필름(연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름)을, 또한, 환상 올레핀계 수지로 이루어지는 광학 보상 필름의 외면에는, 두께 20 ㎛의 아크릴계 점착제층을 형성하고, 또한, 그 점착제층의 외면에 이형 처리가 실시된 세퍼레이트 필름(연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름)을 접합시켰다. 그 후, 1031 mm×588 mm 사이즈로 재단하여 단부면 가공용 편광판을 얻었다.
<실시예 1>
상기 제조예에서 얻어진 400장의 단부면 가공용 편광판을 4 변을 가지런히 하여 적층하여, 편광판 적층체(W)를 얻었다. 이어서, 도 1에 도시되는 단부면 가공 장치를 이용하여, 편광판 적층체(W)를 단부면 가공 장치에 고정한 후, 도 2의 (a), 이어서 도 2의 (b)에 도시하는 단부면 가공 방법으로 4개의 단부면(41, 42, 43, 44) 전부에 대해서 절삭 가공을 실시했다. 4개의 단부면(41, 42, 43, 44)의 가공 조건은 전부 같게 했다.
구체적으로는, 절삭 공구(10, 11)를 이들의 회전축을 중심으로 회전시키면서, 절삭 공구(10, 11)의 위치를 고정한 상태에서 편광판 적층체(W)를 x 방향으로 수평 이동시킴으로써, 편광판 적층체(W)의 단부면(41, 42)의 길이 방향에 대하여 평행하게, 편광판 적층체(W)에 대하여 절삭 공구(10, 11)를 상대 이동시키고, 절삭날(10a, 11a)을 단부면(41, 42)에 접촉시켜 그 단부면을 깎아내는 절삭 가공을 실시했다. 편광판 적층체(W)의 이동 방향 및 절삭 공구(10, 11)의 회전 방향은, 도 2의 (a)와 같이 했다. 상기 상대 이동은, 각 단부면의 한쪽 끝에서부터 다른 쪽 끝까지 행하고, 상기 상대 이동(절삭 가공)을 동일한 단부면에 대해서 합계 5회 반복했다.
이어서, 회전 테이블(31) 및 누름 도구(30)에 의해 편광판 적층체(W)를 90도 회전시킨 후, 단부면(41, 42)의 경우와 같은 식으로 하여, 절삭 공구(10, 11)를 이들의 회전축을 중심으로 회전시키면서, 절삭 공구(10, 11)의 위치를 고정한 상태에서 편광판 적층체(W)를 x 방향으로 수평 이동시킴으로써, 편광판 적층체(W)의 단부면(43, 44)의 길이 방향에 대하여 평행하게, 편광판 적층체(W)에 대하여 절삭 공구(10, 11)를 상대 이동시키고, 절삭날(10a, 11a)을 단부면(43, 44)에 접촉시켜 그 단부면을 깎아내는 절삭 가공을 실시했다. 편광판 적층체(W)의 이동 방향 및 절삭 공구(10, 11)의 회전 방향은, 도 2의 (b)와 같이 했다. 상기 상대 이동은, 각 단부면의 한쪽 끝에서부터 다른 쪽 끝까지 행하고, 상기 상대 이동(절삭 가공)을 동일한 단부면에 대해서 합계 5회 반복했다.
단부면 가공 장치의 구성 및 단부면 가공의 각종 조건은 다음과 같다.
·절삭 공구(10, 11): 측면에 1장의 절삭날을 갖는 원주형 회전체,
·절삭 공구(10, 11)의 회전축과 절삭날이 뻗는 방향이 이루는 각도: 0도,
·절삭 공구(10, 11)의 회전축과 편광판의 적층 방향 z이 이루는 각도 α: 0도,
·절삭 공구(10, 11)의 회전 속도: 하기 표 1과 같음(5000 rpm),
·상대 이동의 횟수: 각 단부면에 관해서 5회,
·편광판 적층체(W)와 절삭 공구(10, 11) 사이의 상대 이동 속도: 하기 표 1과 같음(500 mm/분),
·위에서 정의되는 접촉 횟수: 1000회,
·위에서 정의되는 1회의 절삭 깊이: 하기 표 1과 같음,
·위에서 정의되는 총 절삭 깊이: 하기 표 1과 같음(1.00 mm),
·위에서 정의되는 마무리시의 절삭 깊이: 하기 표 1과 같음(0.04 mm).
어느 절삭 가공 중에서나, 각 편광판의 단부에 (메트)아크릴계 수지 필름의 박리는 인정되지 않고, 또한, 양호한 마무리 상태로, 각 편광판의 단부면을 하나로 하여 가공할 수 있었다.
<비교예 1>
상대 이동의 횟수, 1회의 절삭 깊이 및 마무리시의 절삭 깊이를 표 1과 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 같은 식으로 하여 단부면(41, 42, 43, 44) 전부에 대해서 절삭 가공을 실시했다. 어느 절삭 가공 중에서나, 각 편광판의 단부에 (메트)아크릴계 수지 필름의 박리는 인정되지 않고, 또한, 양호한 마무리 상태로, 각 편광판의 단부면을 하나로 하여 가공할 수 있었다.
(단부면 가공 편광판의 내충격성 평가)
실시예 1에서 얻어진 단부면 가공 편광판에 관해서, 편광판 단부에서 (메트)아크릴계 수지 필름의 박리가 생기지 않는 가장 큰 충격 에너지(이하, 「최대 충격 에너지」라고 함)를 측정하여, 단부면 가공 편광판 단부의 내충격성을 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 구체적인 측정 절차는 다음과 같다.
단부면 가공 편광판을 25 mm(MD)×50 mm(TD)의 사이즈로 컷트하여, 측정 샘플로 했다. 이 측정 샘플을, 단면 충격 시험기(스테프네스테스터)[구마가이리키고교(주)사 제조 「No.2049-M」]의 시험대에 고정한 후, 추를 단 진자를, 진자의 최하점에 위치하는 측정 샘플의 MD의 단부면에 낙하시켜 그 단부면에 충격을 가하고, 그 단부면을 광학현미경으로 관찰하여, (메트)아크릴계 수지 필름과 편광 필름 사이의 박리의 유무를 확인했다. 동일한 충격량에 의한 시험을 5회 반복하고, 그 중 2회 박리가 생긴 경우를 「박리 있음」으로 했다. 그리고, 진자에 의한 충격량을 여러 가지로 변경하여 같은 시험을 하여, 상기한 최대 충격 에너지(mJ)를 구했다. 진자에 의한 충격량은, 진자에 다는 추의 중량, 진자의 회전축에서부터 추까지의 거리, 진자의 낙하 시작 위치의 조정에 의해서 변화시켰다. 이용한 단면 충격 시험기가 측정할 수 있는 충격 에너지의 상한은 19.4 mJ이다.
비교예 1에서 얻어진 단부면 가공 편광판은, 실시예 1에 비해서 매우 작은 최대 충격 에너지를 보였다.
Figure pat00001
<실시예 2∼4, 비교예 2>
접촉 횟수 및 상대 이동 속도를 표 2와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 같은 식으로 하여 단부면(41, 42, 43, 44) 전부에 관해서 절삭 가공을 실시했다. 상대 이동의 횟수는 모두 5회이다. 어느 절삭 가공 중에서나, 각 편광판의 단부에 (메트)아크릴계 수지 필름의 박리는 인정되지 않고, 또한, 양호한 마무리 상태로, 각 편광판의 단부면을 하나로 하여 가공할 수 있었다. 표 2에는, 참조를 위해, 실시예 1도 아울러 나타내고 있다.
Figure pat00002
표 2에서, 「>19.4」라는 것은, 이용한 단면 충격 시험기가 측정할 수 있는 충격 에너지의 상한 19.4 mJ에서도 박리가 생기지 않았음을 의미한다.

Claims (9)

  1. 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 편광 필름과 그 위에 접착제를 통해 적층되는 (메트)아크릴계 수지 필름을 구비하는 사각형의 편광판을 복수 매 중첩하여, 단부면이 노출된 편광판 적층체를 얻는 제1 공정과,
    상기 단부면의 길이 방향을 따라서, 상기 편광판 적층체에 대하여 절삭 공구를 상대 이동시킴으로써 상기 단부면을 절삭 가공하여, 단부면 가공 편광판을 얻는 제2 공정을 포함하며,
    상기 절삭 공구는, 상기 단부면에 평행하면서 상기 단부면의 길이 방향에 대략 직교하는 방향의 회전축을 회전 중심으로 하여 회전 가능하고, 상기 회전축 방향으로 뻗어 있는 n매(여기서, n은 1 이상의 정수를 나타냄)의 절삭날을 갖는 것이고,
    상기 제2 공정에서 상기 단부면은, 하기 조건을 만족하도록, 상기 회전축을 중심으로 회전하는 상기 절삭 공구에 의해서 절삭 가공되는 단부면 가공 편광판의 제조 방법:
    (a) 상기 n매의 절삭날이 상기 단부면에 접촉하는 횟수가, 상기 단부면의 길이 방향의 길이 100 mm당 200회 이상 1500회 이하임, 및
    (b) 1회의 상기 상대 이동에 의해 절삭되는 상기 단부면의 깊이 방향의 절삭 깊이가 0.3 mm 이하임.
  2. 제1항에 있어서, 상기 상대 이동은, 상기 단부면의 길이 방향의 한쪽 끝에서부터 다른 쪽 끝까지 행해지고, 상기 한쪽 끝에서부터 다른 쪽 끝까지의 상대 이동을 1회로 하여, 상기 단부면에 대하여 복수회 행해지는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 공정에서 상기 단부면은, 그 깊이 방향의 총 절삭 깊이가 0.2 mm 이상 1.5 mm 이하가 되도록 절삭 가공되는 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제2 공정에서 상기 단부면은, 복수회의 상대 이동 중, 마지막 상대 이동에 의해 절삭되는 상기 단부면의 깊이 방향의 절삭 깊이가 0.01 mm 이상 0.1 mm 이하가 되도록 절삭 가공되는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 공정에서, 상기 편광판 적층체 1개에 대하여 상기 절삭 공구를 2개 이용하여, 상기 편광판 적층체의 마주 보는 2개의 단부면이 동시에 절삭 가공되는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 상대 이동은, 상기 절삭 공구의 위치를 고정한 상태에서, 상기 편광판 적층체를 이동시킴으로써 행해지는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 편광판은, 상기 편광 필름의 한쪽의 면에 접착제를 통해 적층되는 상기 (메트)아크릴계 수지 필름과, 다른 쪽의 면에 접착제를 통해 적층되는 다른 투명 수지 필름을 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 다른 투명 수지 필름은 환상 올레핀계 수지로 이루어지는 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 편광판은,
    상기 다른 투명 수지 필름의 외면에 적층되는 점착제층과,
    상기 점착제층의 외면에 적층되는 세퍼레이트 필름과,
    상기 (메트)아크릴계 수지 필름의 외면에 적층되는 표면 보호 필름을 더 포함하는 방법.
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