KR20150028766A - 편광판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

이색성 색소가 흡착 배향되어 있는 폴리비닐알콜계 수지를 포함하는 편광 필름에 아크릴계 수지 필름을 접합하여 편광판을 제조하는 방법으로서, 그 아크릴계 수지의 유리 전이 온도를 Tg로 하여, (Tg-30℃) 이상, (Tg+5℃) 이하의 범위 내의 온도로 유지된 가열로(40)에 아크릴계 수지 필름(20)을 통과시킴으로써 가열 처리를 실시하는 가열 처리 공정과, 가열 처리가 실시된 아크릴계 수지 필름(21)을 계속해서 접합 롤(50, 51)로 편광 필름(10)에 접합하는 접합 공정을 구비하는 편광판(15)의 제조방법이 제공된다.

Description

편광판의 제조방법{PROCESS FOR PRODUCING POLARIZING PLATE}

본 발명은, 폴리비닐알콜계 편광 필름에, 아크릴계 수지 필름을 보호 필름으로서 접합하여, 편광판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

편광판은, 액정 표시 장치의 구성 부재를 중심으로 널리 이용되고 있다. 편광판은 통상, 폴리비닐알콜계 수지를 포함하는 편광 필름의 적어도 한쪽 면에, 보호 필름이 적층된 상태로 유통하여, 액정 표시 장치 등에 삽입된다. 이러한 편광판을 구성하는 폴리비닐알콜계 편광 필름의 보호 필름으로서, 전통적으로 트리아세틸셀룰로오스 필름이 이용되어 왔다. 그러나, 트리아세틸셀룰로오스는 내습열성이 충분하지 않아, 트리아세틸셀룰로오스 필름을 보호 필름으로서 이용한 편광판은, 고온 조건하 및 습열 조건하에 있어서, 편광도나 색상 등의 성능이 저하되는 경우가 있었다.

따라서, 트리아세틸셀룰로오스를 대신하는 보호 필름으로서, 투명성 및 내습열성이 우수한 아크릴계 수지 필름의 사용이 검토되고 있다. 예컨대, 일본 특허 공개 제2007-25008호 공보(특허문헌 1)에는, 두께가 40 ㎛ 이하인 아크릴계 수지 필름의 양면에 열가소성 수지층을 형성하고, 양면의 열가소성 수지층은 사용전에 박리하여, 편광판의 보호 필름으로 하는 것이 개시되어 있다. 일본 특허 공개 제2007-41563호 공보(특허문헌 2)에는, 아크릴계 수지 필름/폴리에틸렌이민층/폴리비닐알콜계 수지층의 3층 구조로 이루어진 보호 필름을, 그 폴리비닐알콜계 수지층측에서 폴리비닐알콜계 편광 필름에 접합하여, 편광판으로 하는 것이 개시되어 있다. 일본 특허 공개 제2007-52404호 공보(특허문헌 3)에는, 폴리비닐알콜계 편광 필름의 한쪽 면에, 접착제층/금속염층/보호 필름의 순으로 형성하여 편광판으로 하는 것, 및 그 보호 필름을 아크릴계 수지로 구성하는 것이 개시되어 있다. 일본 특허 공개 제2009-25762호 공보(특허문헌 4)에는, 아크릴계 수지 주체의 수지 성분 100 중량부에 대하여, 금속염으로 이루어진 윤활제를 0.1~1.5 중량부 배합하여, 편광판의 보호 필름으로 하는 것이 개시되어 있다. 또한, 일본 특허 공개 제2009-163216호 공보(특허문헌 5)에는, 폴리비닐알콜계 편광 필름의 한쪽 면에, 하드코트층을 갖는 아크릴계 수지 필름으로 이루어진 방현성 필름을 적층하여, 액정 표시 장치의 시인측에 배치되는 편광판으로 하는 것이 개시되어 있고, 그 방현성 필름을 구성하는 아크릴계 수지는, 필름의 내충격성이나 제막성의 관점에서 아크릴고무 입자를 함유하는 것이 바람직하다는 취지의 기재도 있다.

아크릴계 수지 필름에 한하지 않고, 수지 필름은 일반적으로, 제조후 원기둥형의 코어에 권취되어 롤형으로 보관된다. 그리고 소정 기간 보관후에, 예컨대 감은 상태로 조여져, 롤형 필름의 최표면에 패임 등이 관찰되는 권체라고 불리는 현상이 생기는 경우가 있었다. 이러한 권체가 생기면, 그 패임 등이 결함이 되어, 광학 용도에 적용하는 것은 사실상 불가능해진다. 특히 아크릴계 수지 필름에 있어서는, 이러한 권체가 발생하기 쉬운 것이 밝혀져 왔다.

따라서 본 발명의 과제는, 권체에 의해 결함이 발생한 아크릴계 수지 필름을 이용한 경우라 하더라도, 그 결함을 수복하여, 편광 필름에 접합한 상태에서는 결함이 적은 편광판을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명에 의하면, 이색성 색소가 흡착 배향되어 있는 폴리비닐알콜계 수지를 포함하는 편광 필름에 아크릴계 수지 필름을 접합하여 편광판을 제조하는 방법으로서, 상기 아크릴계 수지 필름에, 그 유리 전이 온도를 Tg로 하여, (Tg-30℃) 이상, (Tg+5℃) 이하의 범위 내의 온도에서 가열 처리를 실시하는 가열 처리 공정과, 가열 처리가 실시된 아크릴계 수지 필름을 계속해서 편광 필름에 접합하는 접합 공정을 구비하는 편광판의 제조방법이 제공된다.

이 방법에 이용하는 아크릴계 수지 필름은, 아크릴계의 모체 수지에 고무 탄성체 입자가 배합된 아크릴계 수지 조성물로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 그 고무 탄성체 입자는, 수평균 입경이 10~300 nm의 범위 내에 있는 것, 또한 상기 아크릴계 모체 수지에 대하여 25~45 중량%의 비율로 배합되어 있는 것이 바람직하다.

이들 방법에 있어서, 가열 처리 공정은, 상기 온도로 가열된 가열로에서 행해지는 것이 바람직하다. 또한, 가열 처리 공정은, 5초 이상 60초 이하의 범위 내의 시간에서 행해지는 것이 바람직하다. 아크릴계 수지 필름은, 길이가 길고 롤형으로 감긴 상태로부터 풀리면서, 상기 가열 처리 공정, 이어서 접합 공정으로 넘겨지는 것이 바람직하다. 이 경우, 가열 처리 공정은, 가열 처리전과 가열 처리후의 아크릴계 수지 필름의 흐름 방향에 대하여 직교하는 폭방향의 치수 변화율이 0.3% 이하가 되도록 행해지는 것이 바람직하다.

본 발명의 방법에 의하면, 편광 필름과 접합하기 전의 아크릴계 수지가, 권체에 의한 결함이 생겼다 하더라도, 가열 처리를 실시한 후에 편광 필름에 접합함으로써, 결함이 적은 편광판을 제조할 수 있다. 그 때문에, 권체가 발생한 아크릴계 수지 필름의 롤이라 하더라도 사용하는 것이 가능해져, 아크릴계 수지 필름을 보호 필름으로 하는 편광판의 생산성을 각별히 높일 수 있다.

도 1은, 편광판의 제조에 이용되는 장치의 레이아웃을 모식적으로 나타내는 측면도이다.

도 1을 참조하여 본 발명을 설명한다. 본 발명에서는, 이색성 색소가 흡착 배향되어 있는 폴리비닐알콜계 수지를 포함하는 편광 필름(10)에 아크릴계 수지 필름(20)((21))을 접합하여 편광판(15)을 제조한다. 그리고, 아크릴계 수지 필름(원반 필름)(20)에는, 편광 필름(10)에 대한 접합전에 가열 처리를 실시하고, 이렇게 하여 가열 처리가 실시된 아크릴계 수지 필름(21)이 편광 필름(10)에 접합된다.

도 1에 나타내는 예에서는, 제1 조출 롤(25)로부터 풀리는 아크릴계 수지 필름(20)이 가열로(40)를 통과하여, 거기서 가열 처리가 실시된다. 이렇게 하여 가열 처리가 실시된 아크릴계 수지 필름(21)이 편광 필름(10)의 한쪽 면에 공급되고, 별도로 제2 조출 롤(35)로부터 풀리는 제2 수지 필름(30)이 편광 필름(10)의 다른 한쪽 면에 공급되어, 가열 처리가 실시된 아크릴계 수지 필름(21)/편광 필름(10)/제2 수지 필름(30)의 순서가 되도록 접합 롤(50, 51)로 접합된다. 이렇게 하여 얻어지는 편광판(15)이 제품 롤(60)에 권취되도록 되어 있다. 가열로(40)에 있어서는, 아크릴계 수지 필름(20)이 복수의 반송 롤(45, 45)에 의해 반송되도록 되어 있다. 편광 필름(10)은, 후술하는 편광 필름 제조 공정에 있어서 제조된 것이 그대로 보내어져 오는 것이 일반적이다. 도 1에 있어서, 직선 화살표는 필름의 진행 방향을, 곡선 화살표는 롤의 회전 방향을, 각각 의미한다. 도 1에 나타내는 예에서는, 가열로(40)를 통과하는 단계가 가열 처리 공정에 해당하고, 접합 롤(50, 51)에 의해 접합되는 단계가 접합 공정에 해당한다.

도 1에 나타내는 예와 같이, 편광 필름(10)의 양면에 수지 필름을 접합하여 편광판(15)을 제조하는 경우는, 적어도 한쪽의 수지 필름을 아크릴계 수지로 구성하면 된다. 편광 필름(10)의 양면에 아크릴계 수지 필름을 접합하여 편광판(15)으로 하는 경우는, 이들 아크릴계 수지 필름 각각에, 본 발명에 따라서 가열 처리를 실시하고 나서 접합 공정을 실시하는 것이 바람직하다. 한편, 편광 필름(10)의 한면에만 수지 필름을 접합하여 편광판으로 하는 것도 가능하고, 그 경우는, 그 수지 필름을 아크릴계 수지로 구성하면 된다.

이하, 본 발명에 있어서 사용되는 편광 필름(10) 및 아크릴계 수지 필름(20), 그리고 임의로 사용되는 제2 수지 필름(30)에 관해 순서대로 설명하고, 그 후에 편광판의 제조방법에 관해 설명하는 것으로 한다.

[편광 필름]

편광 필름(10)은, 폴리비닐알콜계 수지 필름에 이색성 색소를 흡착 배향시켜, 소정의 편광 특성을 얻을 수 있도록 한 것이다. 이색성 색소로서 전형적으로는, 요오드나 이색성 유기 염료가 이용된다. 즉, 편광 필름에는, 폴리비닐알콜계 수지 필름에 요오드가 흡착 배향되어 있는 요오드계 편광 필름과, 폴리비닐알콜계 수지 필름에 이색성 유기 염료가 흡착 배향되어 있는 염료계 편광 필름이 있다.

편광 필름(10)을 구성하는 폴리비닐알콜계 수지는, 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화함으로써 얻어진다. 폴리아세트산비닐계 수지로는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐이나, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로서, 예컨대, 불포화 카르복실산류, 불포화 술폰산류, 올레핀류, 비닐에테르류 등을 들 수 있다. 또한, 폴리비닐알콜계 수지는 변성되어 있어도 좋고, 예컨대 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈, 폴리비닐부티랄 등도 사용할 수 있다.

편광 필름(10)은 통상, 폴리비닐알콜계 수지 필름의 수분을 조정하는 조습 공정, 폴리비닐알콜계 수지 필름을 일축 연신하는 공정, 폴리비닐알콜계 수지 필름을 이색성 색소로 염색하여 그 이색성 색소를 흡착시키는 공정, 이색성 색소가 흡착 배향된 폴리비닐알콜계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정, 붕산 처리후, 표면에 부착되어 있는 유리(遊離) 붕산 등을 씻어내는 수세 공정, 및 수세후에 건조시키는 공정을 거쳐 제조된다.

일축 연신은, 염색전에 행해도 좋고, 염색중에 행해도 좋고, 염색후의 붕산 처리중에 행해도 좋다. 이들 복수의 단계에서 일축 연신해도 좋다. 일축 연신은, 주속이 상이한 롤 사이에서 행해도 좋고, 열 롤을 이용하여 행해도 좋다. 또한, 대기중에서 연신을 행하는 건식 연신이어도 좋고, 용제로 팽윤시킨 상태로 연신을 행하는 습식 연신이어도 좋다. 연신 배율은 통상 4~8배 정도이다. 일축 연신과 염색이 실시되고, 또한 붕산 처리, 수세 및 건조가 실시되어 얻어지는 폴리비닐알콜계 편광 필름은, 그 두께를 예컨대 약 1~50 ㎛ 정도로 할 수 있지만, 바람직하게는 10~35 ㎛이다.

[아크릴계 수지 필름]

다음으로, 편광 필름(10)에 접합되는 아크릴계 수지 필름(20)에 관해 설명한다. 아크릴계 수지는 통상, 메타크릴산알킬을 주체로 하는 중합체이다. 구체적으로는, 메타크릴산알킬의 단독 중합체 또는 메타크릴산알킬을 2종 이상 이용한 공중합체이어도 좋고, 메타크릴산알킬 50 중량% 이상과 메타크릴산알킬 이외의 단량체 50 중량% 이하의 공중합체이어도 좋다. 메타크릴산알킬로는, 통상 그 알킬기의 탄소수가 1~4인 것이 이용되고, 그 중에서도 메타크릴산메틸이 바람직하게 이용된다.

또한, 메타크릴산알킬 이외의 단량체는, 분자 내에 1개의 중합성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 단관능 단량체이어도 좋고, 분자 내에 2개 이상의 중합성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 다관능 단량체이어도 좋지만, 특히 단관능 단량체가 바람직하게 이용된다. 그 예로는, 아크릴산메틸이나 아크릴산에틸과 같은 아크릴산알킬, 스티렌이나 알킬스티렌과 같은 스티렌계 단량체, 아크릴로니트릴이나 메타크릴로니트릴과 같은 불포화 니트릴 등을 들 수 있다. 공중합 성분으로서 아크릴산알킬을 이용하는 경우, 그 알킬기는 통상 탄소수 1~8 정도이다. 아크릴계 수지의 단량체 조성은, 단량체 전체의 양을 기준으로 하여, 메타크릴산알킬이 바람직하게는 70 중량% 이상, 보다 바람직하게는 80 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 90 중량% 이상이고, 더욱 바람직하게는 99 중량% 이하이다.

이 아크릴계 수지는, 글루탈이미드 유도체, 글루타르산 무수물 유도체, 락톤 고리 구조 등을 갖지 않는 것이 바람직하다. 글루탈이미드 유도체, 글루타르산 무수물 유도체, 또는 락톤 고리 구조와 같은 고리형 구조를 갖는 아크릴계 수지는, 광학 필름으로서 충분한 기계 강도 및 내습열성을 얻기 어려워지는 경향이 있다. 바꾸어 말하면, 이 아크릴계 수지는, 단량체가 실질적으로 메타크릴산알킬만으로 이루어지거나, 또는 메타크릴산알킬이 단량체 조성의 예컨대 70 중량% 이상, 바람직하게는 90 중량% 이상을 차지하고, 그것과, 실질적으로 아크릴산알킬, 스티렌계 단량체 및 불포화 니트릴에서 선택되는 단량체만과의 공중합체인 것이 바람직하다.

아크릴계 수지는, 필름에 대한 제막성이나 필름으로 했을 때의 내충격성 등의 관점에서, 상기 아크릴계의 모체 수지에, 고무 탄성체 입자가 배합된 아크릴계 수지 조성물일 수도 있다. 이 고무 탄성체 입자는, 고무 탄성을 나타내는 층을 갖는 입자이며, 고무 탄성을 나타내는 층만으로 이루어진 입자이어도 좋고, 고무 탄성을 나타내는 층과 함께 다른 층을 갖는 다층 구조의 입자이어도 좋다. 고무 탄성체로는, 예컨대, 올레핀계 탄성 중합체, 디엔계 탄성 중합체, 스티렌-디엔계 탄성 공중합체, 아크릴계 탄성 중합체 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 편광판의 보호 필름으로서 이용할 때의 표면 경도, 내광성 및 투명성의 관점에서, 아크릴계 탄성 중합체가 바람직하게 이용된다.

아크릴계 탄성 중합체는, 아크릴산알킬을 주체로 하는 중합체로 구성할 수 있다. 이것은, 아크릴산알킬의 단독 중합체이어도 좋고, 아크릴산알킬 50 중량% 이상과 그것 이외의 단량체 50 중량% 이하와의 공중합체이어도 좋다. 아크릴산알킬로는 통상, 그 알킬기의 탄소수가 4~8인 것이 이용된다. 아크릴산알킬 이외의 단량체를 공중합시키는 경우, 그 예로는, 메타크릴산메틸이나 메타크릴산에틸과 같은 메타크릴산알킬, 스티렌이나 알킬스티렌과 같은 스티렌계 단량체, 아크릴로니트릴이나 메타크릴로니트릴과 같은 불포화 니트릴 등의 단관능 단량체, 또한, (메트)아크릴산알릴이나 (메트)아크릴산메타릴과 같은 불포화 카르복실산의 알케닐에스테르, 말레산디알릴과 같은 이염기산의 디알케닐에스테르, 알킬렌글리콜디(메트)아크릴레이트와 같은 글리콜류의 불포화 카르복실산디에스테르 등의 다관능 단량체를 들 수 있다.

고무 탄성체 입자는, 아크릴계 탄성 중합체의 층을 갖는 다층 구조의 입자인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 아크릴계 탄성체의 외측에 메타크릴산알킬을 주체로 하는 경질의 중합체층을 갖는 2층 구조의 것이나, 또한 아크릴계 탄성체의 내측에 메타크릴산알킬을 주체로 하는 경질의 중합체층을 갖는 3층 구조의 것을 들 수 있다. 아크릴계 탄성체의 외측 또는 내측에 형성되는 경질의 중합체층을 구성하는 메타크릴산알킬을 주체로 하는 중합체에서의 단량체 조성의 예는, 먼저 아크릴계 수지의 예로서 든 메타크릴산알킬을 주체로 하는 중합체의 단량체 조성의 예와 동일하며, 특히 메타크릴산메틸을 주체로 하는 단량체 조성이 바람직하게 이용된다. 이러한 다층 구조의 아크릴계 고무 탄성체 입자는, 예컨대 일본 특허 공보 소55-27576호 공보에 기재된 방법에 의해 제조할 수 있다.

다층 구조의 아크릴계 고무 탄성체 입자에서의 고무 탄성체층의 수평균 입경은, 10~300 nm의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 이러한 고무 탄성체 입자를 배합함으로써, 접착제를 이용하여 편광 필름에 접합했을 때, 접착층으로부터 박리되기 어려운 보호 필름을 얻을 수 있다. 이 고무 탄성체층의 평균 입경은, 바람직하게는 50 nm 이상이고, 더욱 바람직하게는 250 nm 이하이다.

고무 탄성체층의 평균 입경은, 다음과 같이 하여 측정된다. 즉, 이러한 고무 탄성체 입자를 아크릴계의 모체 수지에 혼합하여 필름화하고, 그 단면을 산화루테늄의 수용액으로 염색하면, 고무 탄성체층만이 착색되어 거의 원형으로 관찰되고, 모층의 아크릴계 수지는 염색되지 않는다. 따라서, 이와 같이 하여 염색된 필름 단면으로부터, 미크로톰 등을 이용하여 박편을 조제하여, 이것을 전자 현미경으로 관찰한다. 그리고, 무작위로 100개의 염색된 고무 탄성체 입자를 추출하여 각각의 입자경을 산출한 후, 그 수평균치를 평균 입경으로 한다. 이러한 방법으로 측정하기 때문에, 본 발명에서 규정하는 고무 탄성체층의 평균 입경은 수평균 입경이 된다.

최외층이 메타크릴산메틸을 주체로 하는 경질의 중합체이며, 그 중에 아크릴계 탄성 중합체를 감싸고 있는 고무 탄성체 입자를 이용한 경우, 그것을 아크릴계의 모체 수지에 혼합하면, 고무 탄성체 입자의 최외층이 아크릴계의 모체 수지와 혼화한다. 그 때문에, 그 단면을 산화루테늄으로 염색하여 전자현미경으로 관찰하면, 그 고무 탄성체 입자가, 최외층을 제거한 상태의 입자로서 관찰된다. 구체적으로는, 내층이 아크릴계 탄성 중합체이고, 외층이 메타크릴산메틸을 주체로 하는 경질의 중합체인 2층 구조의 고무 탄성체 입자를 이용한 경우에는, 내층의 아크릴계 탄성 중합체 부분이 염색되어 단층 구조의 입자로서 관찰되고, 또한, 최내층이 메타크릴산메틸을 주체로 하는 경질의 중합체이고, 중간층이 아크릴계 탄성 중합체이고, 최외층이 메타크릴산메틸을 주체로 하는 경질의 중합체인 3층 구조의 고무 탄성체 입자를 이용한 경우에는, 최내층의 입자 중심 부분이 염색되지 않고, 중간층의 아크릴계 탄성 중합체 부분만이 염색된 2층 구조의 입자로서 관찰되게 된다. 아크릴계 고무 탄성체 입자를 이용하는 경우, 본 발명에 있어서는, 이렇게 하여 측정되는 고무 탄성체층의 입경을, 고무 탄성체 입자의 입경이라고 간주한다.

이러한 고무 탄성체 입자는, 전술한 투명한 아크릴계의 모체 수지와의 합계량을 기준으로, 25~45 중량%의 비율로 배합되는 것이 바람직하다. 고무 탄성체 입자를 이 비율로 배합함으로써, 필름에 대한 제막성을 높이고, 얻어지는 필름의 내충격성을 높이는 효과가 발현된다.

본 발명에서 이용하는 아크릴계 수지(아크릴계의 모체 수지에 고무 탄성체가 배합된 아크릴계 수지 조성물인 경우를 포함. 이하 동일)는, 필요에 따라서, 자외선 흡수제, 적외선 흡수제, 윤활재, 형광증백제, 분산제, 열안정제, 광안정제, 대전 방지제, 산화 방지제 등의 각종 첨가제를 함유해도 좋다.

자외선 흡수제는, 파장 400 nm 이하의 자외선을 흡수하는 화합물이다. 폴리비닐알콜계 편광 필름의 보호 필름으로서 이용되는 아크릴계 수지 필름이 자외선 흡수제를 함유함으로써, 편광 필름에 이 보호 필름이 접합된 편광판의 내구성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. 자외선 흡수제로는, 벤조페논계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 아크릴로니트릴계 자외선 흡수제 등 공지된 것을 사용할 수 있다. 자외선 흡수제의 구체예를 들면, 2,2'-메틸렌비스〔4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-6-(2H-벤조트리아졸-2-일)페놀〕, 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2,4-디-tert-부틸-6-(5-클로로벤조트리아졸-2-일)페놀, 2,2'-디히드록시-4,4'-디메톡시벤조페논, 2,2',4,4'-테트라히드록시벤조페논 등이 있다. 이들 중에서도, 2,2'-메틸렌비스〔4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-6-(2H-벤조트리아졸-2-일)페놀〕은, 바람직한 자외선 흡수제의 하나이다. 자외선 흡수제의 배합량은, 얻어지는 수지 필름의 파장 370 nm 이하에서의 투과율이, 바람직하게는 10% 이하, 보다 바람직하게는 5% 이하, 더욱 바람직하게는 2% 이하가 되는 범위에서 선택할 수 있다. 자외선 흡수제를 함유시키는 방법으로는, 자외선 흡수제를 미리 아크릴계 수지 중에 배합하여 팰릿화해 두고, 이것을 용융 압출 등에 의해 필름에 성형하는 방법, 용융 압출 성형시에 직접 자외선 흡수제를 첨가하는 방법 등을 들 수 있고, 모든 방법을 사용할 수 있다.

적외선 흡수제는, 파장 800 nm 이상의 적외선을 흡수하는 화합물이다. 예컨대, 니트로소 화합물, 그 금속착염, 시아닌계 화합물, 스쿠아릴리움계 화합물, 티올니켈 착염계 화합물, 프탈로시아닌계 화합물, 나프탈로시아닌계 화합물, 트리아릴메탄계 화합물, 임모늄계 화합물, 디임모늄계 화합물, 나프토퀴논계 화합물, 안트라퀴논계 화합물, 아미노 화합물, 아미늄염계 화합물, 카본블랙, 산화인듐주석, 산화안티몬주석, 주기율표의 4A족, 5A족 또는 6A족에 속하는 금속의 산화물, 탄화물 또는 붕화물 등을 들 수 있다. 이들 적외선 흡수제는, 적외선(파장 약 800 nm~1100 nm의 범위의 광) 전체를 흡수할 수 있도록 선택하는 것이 바람직하고, 2종류 이상을 병용해도 좋다. 적외선 흡수제의 배합량은, 예컨대 얻어지는 수지 필름의 파장 800 nm 이상에서의 광선 투과율이 10% 이하가 되도록 적절하게 조정할 수 있다.

아크릴계 수지 필름에 제막하기 위한 아크릴계 수지는, 그 유리 전이 온도 Tg가 80~110℃의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 유리 전이 온도 Tg가 80℃보다 낮은 경우, 그것으로 제막되는 필름을 편광 필름에 접합하여 얻어지는 편광판은, 내열 시험에 있어서 수축량이 커져, 충분한 내열성을 얻을 수 없는 경우가 있다. 한편, 유리 전이 온도가 110℃보다 높은 경우, 권체에 의해 발생한 결함을, 후술하는 가열 처리를 실시하더라도 충분히 수복할 수 없는 경우가 있다.

또한, 이 수지로 제막되는 필름은, 표면의 경도가 높은 것, 구체적으로는 JIS K 5600-5-4 : 1999 「도료 일반 시험 방법-제5부 : 도포막의 기계적 성질-제4절 : 스크래치 경도(연필법)」에 준하여 하중 500 g에서 측정되는 연필 경도가 H 또는 그것보다 딱딱한 것이 바람직하다.

또한 이 필름은, 유연성의 관점에서, JIS K 7171 : 2008 「플라스틱-굽힘 특성을 구하는 방법」에 준하여 측정되는 굽힘 탄성률이 1,500 MPa 이하인 것이 바람직하다. 이 굽힘 탄성률은, 보다 바람직하게는 1,300 MPa 이하, 더욱 바람직하게는 1,200 MPa 이하이다. 이 굽힘 탄성률은, 아크릴계 수지의 종류나, 고무 탄성체 입자의 유무, 또한 고무 탄성체 입자가 배합되어 있는 경우는 그 종류나 양 등에 따라 변동하며, 예컨대, 아크릴계 수지로서, 메타크릴산알킬의 단독 중합체를 이용하는 것보다, 메타크릴산알킬과 아크릴산알킬 등과의 공중합체를 이용하는 편이, 일반적으로 굽힘 탄성률은 작아진다. 또한, 고무 탄성체 입자의 함유량이 많아질수록, 일반적으로 굽힘 탄성률은 작아진다. 한편, 고무 탄성체 입자로서, 상기 3층 구조의 아크릴계 탄성 중합체 입자를 이용하는 것보다, 상기 2층 구조의 아크릴계 탄성 중합체 입자를 이용하는 편이, 일반적으로 굽힘 탄성률은 작아지고, 단층 구조의 아크릴계 탄성 중합체 입자를 이용하는 편이, 굽힘 탄성률은 한층 더 작아진다. 또한, 고무 탄성체 입자 중의 탄성체층의 평균 입경이 작을수록, 또는 탄성체의 양이 많을수록, 일반적으로 굽힘 탄성률은 작아진다. 따라서, 아크릴계 수지의 종류, 나아가 고무 탄성체 입자의 종류 및/또는 양을 상기 소정의 범위 중에서 조정하여, 굽힘 탄성률이 1,500 MPa 이하가 되도록 하면 된다.

아크릴계 수지 필름은, 아크릴계 수지로 형성되는 층을 하나의 층으로 하는 다층 구조로 할 수도 있다. 수지 필름을 다층 구성으로 하는 경우, 상기 아크릴계 수지의 층 이외에 존재할 수 있는 층은, 그 조성에 특별한 한정은 없다. 또한, 2종 이상의 아크릴계 수지 필름이 적층된 구성으로 할 수도 있고, 그 경우, 고무 탄성체 입자나 상기 첨가제의 각 층에서의 함유량을 상이하게 해도 좋다. 예컨대, 자외선 흡수제 및/또는 적외선 흡수제를 함유하는 층을 사이에 두고, 자외선 흡수제 및 적외선 흡수제를 함유하지 않는 층이 적층되어 있는 구성도 채택할 수 있다.

이상 설명한 아크릴계 수지를 제막함으로써, 본 발명에 이용하는 아크릴계 수지 필름을 제조할 수 있다. 이 아크릴계 수지 필름은, 폴리비닐알콜계 편광 필름의 보호 필름으로서 이용되기 때문에, 그 두께는 5~200 ㎛ 정도의 범위에서 임의로 선택할 수 있다. 그 두께는, 바람직하게는 10 ㎛ 이상이고, 더욱 바람직하게는 150 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 100 ㎛ 이하이다.

제막에는, 지금까지 설명한 아크릴계 수지를 용융 압출하고, 2개의 금속제 롤 사이에 끼워 넣은 상태로 행하는 방법이 바람직하게 채택된다. 이 경우, 금속제 롤은, 경면 롤인 것이 바람직하고, 이에 따라, 표면 평활성이 우수한 수지 필름을 얻을 수 있다. 아크릴계 수지 필름을 다층 구성으로 제조하는 경우는, 아크릴계 수지의 층이 1층 또는 2층 이상이 되도록 다층 공압출하 제막하면 된다.

[아크릴계 수지 필름에 임의로 부가할 수 있는 기능]

아크릴계 수지 필름에는, 액정 모듈의 조립 공정에서의 표면의 스크래치 방지의 관점에서, 하드코트 처리를 실시할 수 있다. 또한, 대전 방지 처리 등의 표면 처리를 실시할 수도 있다. 또, 편광판에서의 대전 방지 기능은, 아크릴계 수지 필름에 표면 처리를 실시함으로써 부여할 수 있는 것 외에, 점착제층 등, 이 아크릴계 수지 필름이 접합된 편광판의 다른 부분에 부여할 수도 있다. 아크릴계 수지 필름에 대한 표면 처리로는, 그 밖에 반사 방지 처리나 방오 처리 등도 들 수 있다. 나아가, 시인성 향상, 외광의 비침 방지, 프리즘 시트와 컬러 필터의 간섭에 의한 무아레(moire) 저감 등의 관점에서, 방현 처리를 실시할 수도 있다.

[임의로 접합되는 제2 수지 필름]

도 1에서는, 편광 필름(10)의 한쪽 면에, 상기에서 설명한 아크릴계 수지 필름(20)((21))을 접합하여 편광판으로 하는 것이지만, 편광 필름(10)의 다른쪽 면에는 제2 수지 필름(30)을 접합할 수 있다. 제2 수지 필름(30)은, 아크릴계 수지로 구성해도 좋고, 그것 이외의 수지로 구성해도 좋다. 제2 수지 필름(30)이 될 수 있는 아크릴계 수지 이외의 수지의 예를 들면, 트리아세틸셀룰로오스를 대표예로 하는 셀룰로오스에스테르계 수지, 노르보넨계 수지나 폴리프로필렌계 수지를 대표예로 하는 폴리올레핀계 수지 등이 있다.

제2 수지 필름(30)은, 위상차가 부여되어 있어도 좋다. 위상차는, 수지 필름에 일축 또는 이축의 연신을 실시함으로써 부여할 수 있다. 얻어지는 편광판(15)을 액정 셀에 접합하여 액정 패널 내지 액정 표시 장치로 하는 경우, 특히 제2 수지 필름(30)측을 액정 셀에 접합하는 경우는, 그 제2 수지 필름(30)에 위상차를 부여하여, 액정 셀의 광학 보상의 기능을 겸하게 하는 것이 유효하다.

[편광판의 제조방법]

편광 필름(10)의 한쪽 면에 아크릴계 수지 필름(20)((21))을 접합하고, 필요에 따라서 편광 필름(10)의 다른쪽 면에는 제2 수지 필름(30)을 접합하여 편광판(15)을 제조하는 것이지만, 본 발명에서는, 아크릴계 수지 필름(20)에 가열 처리가 실시되고, 그 가열 처리가 실시된 아크릴계 수지 필름(21)이 편광 필름(10)에 접합된다. 제2 수지 필름(30)도 아크릴계 수지로 구성하는 경우는, 그것도 가열 처리를 실시하고 나서 편광 필름(10)에 접합하는 것이 바람직하다.

이 가열 처리는, 아크릴계 수지 필름(20)의 유리 전이 온도를 Tg로 하여, (Tg-30℃) 이상, (Tg+5℃) 이하의 범위 내의 온도에서 행해진다. 이 범위의 온도에서 가열 처리를 실시함으로써, 아크릴계 수지 필름(20)에 전술한 권체에 의한 결함이 생겼더라도, 그것을 수복하여 편광판(15)에는 그 결함이 나타나기 어렵게 할 수 있다. 가열 처리의 온도가 (Tg-30℃)를 하회하면, 아크릴계 수지 필름(20)에 발생한 권체에 의한 결함의 수복이 불충분해져, 그것을 편광 필름(10)에 접합하여 얻어지는 편광판(15)에도 결함이 나타나기 쉬워진다. 한편, 그 온도가 (Tg+5℃)를 상회하면, 아크릴계 수지 필름(20)에 변형이 생기기 쉬워, 가열 처리된 아크릴계 수지 필름(21)의 기계적 및 광학적 균일성이 손상될 가능성이 있다. 이러한 변형의 가능성도 최대한 적게 하는 관점에서, 가열 처리의 온도는 Tg 이하로 하는 것이 바람직하다.

이 가열 처리는, 도시한 바와 같이, 상기 온도로 가열된 가열로(40)에 아크릴계 수지 필름(20)을 통과시킴으로써 행해지는 것이 바람직하다. 또한 가열 처리의 시간은, 5초 이상 60초 이하의 범위 내가 되도록 하는 것이 바람직하다. 가열 처리의 시간이 5초를 하회하면, 아크릴계 수지 필름(20)에 생긴 권체에 의한 결함을 충분히 수복할 수 없게 될 가능성이 있다. 한편, 그 시간이 60초를 넘으면, 아크릴계 수지 필름(20)이 연신되어 버려, 필름의 폭이 좁아질 가능성이 있다.

이 가열 처리는, 아크릴계 수지 필름(20)에 발생한 권체에 의한 결함을 수복하기 위한 것이기 때문에, 편광 필름(10)에 접합하기 직전에 행해지는 것이 바람직하다. 또한 동일한 관점에서, 아크릴계 수지 필름(20)은, 길이가 길고 롤형으로 감긴 상태, 구체적으로는, 도시하는 바와 같이 제1 조출 롤(25)에 감긴 상태로부터 풀리면서 상기 가열 처리가 실시되고, 계속해서 편광 필름(10)에 대한 접합에 이용되는 것이 바람직하다. 이와 같이 길이가 긴 수지 필름을 대상으로 하는 경우는, 가열 처리전의 아크릴계 수지 필름(20)과 가열 처리후의 아크릴계 수지 필름(21)에서, 필름의 폭방향의 치수 변화율이 0.3% 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 필름의 흐름 방향에 대하여 직교하는 방향(즉, 필름의 폭방향)의 치수 변화율(수축률)이 커지는 것은, 그 필름이 연신되어 있는 것에 이어져, 편광판 보호 필름으로서의 광학 특정에 변화를 생기게 할 가능성이 있고, 생산면에서도 지장을 초래할 수 있다.

「가열 처리가 실시된 아크릴계 수지 필름(21)을 계속해서 편광 필름(10)에 접합한다」란 통상, 그 아크릴계 수지 필름(21)을, 롤에 권취하여 보관하지 않고 편광 필름(10)에 접합하는 것을 의미한다.

이렇게 하여 가열 처리가 실시된 아크릴계 수지 필름(21)은, 편광 필름(10)에 접합된다. 아크릴계 수지 필름(21)에 전술한 방현 처리가 실시되어 있는 경우는, 그 방현 처리층과는 반대측의 면에서 편광 필름(10)에 접합된다. 편광 필름(10)의 다른쪽 면에 제2 수지 필름(30)을 접합하는 경우에는, 도시한 바와 같이, 가열 처리가 실시된 아크릴계 수지 필름(21) 및 제2 수지 필름(30)의 접합을, 접합 롤(50, 51)에 의해 동시에 행하는 것이 바람직하다. 접합에 앞서, 아크릴계 수지 필름(21) 및 제2 수지 필름(30)의 각각 편광 필름(10)에 대한 접합면에는, 코로나 방전 처리와 같은 물리적 또는 물리 화학적인 이접착 처리를 실시해 놓는 것이 바람직하다. 이접착 처리를 실시함으로써, 편광 필름과 그 양면에 접합되는 필름(21, 30)의 접착력을 높일 수 있다. 코로나 방전 처리란, 전극 사이에 고전압을 가하여 방전하고, 전극 사이에 배치된 수지 필름을 활성화하는 처리이다. 코로나 방전 처리의 효과는, 전극의 종류, 전극 간격, 전압, 습도, 사용하는 수지 필름의 종류 등에 따라서도 상이하지만, 예컨대 전극 간격을 1~5 mm, 이동 속도를 3~20 m/분 정도로 설정하는 것이 바람직하다.

편광 필름(10)과 아크릴계 수지 필름(21)의 접합, 편광 필름(10)과 제2 수지 필름(30)의 접합에는, 일반적으로 접착제가 이용된다. 전술한 이접착 처리를 실시한 경우는, 그 처리면에 접착제를 통해 편광 필름이 접합된다.

접착제로는, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 시아노아크릴레이트계 수지, 아크릴아미드계 수지 등을 접착제 성분으로 하는 것을 이용할 수 있다. 바람직하게 이용되는 접착제의 하나는, 무용제형의 접착제이다. 무용제형의 접착제는, 유의량의 용제를 포함하지 않고, 가열 또는 활성 에너지선(예컨대 자외선, 가시광, 전자선, X선 등)의 조사에 의해 반응 경화하는 경화성 성분(모노머 또는 올리고머)을 포함하고, 그 경화성 성분의 경화에 의해 접착제층을 형성하는 것이며, 전형적으로는, 가열이나 활성 에너지선의 조사에 의해 반응 경화하는 경화성 성분과, 중합 개시제를 포함하여 구성된다. 무용제형 접착제 중에서는, 반응성의 관점에서, 양이온 중합으로 경화하는 것이 바람직하고, 특히 에폭시 화합물을 경화성 성분으로 하는 무용제형의 에폭시계 접착제는, 편광 필름(10)과, 아크릴계 수지 필름(21) 및 제2 수지 필름(30)이 되는 그 밖의 수지 필름과의 접착성이 우수하기 때문에, 바람직하게 이용된다.

무용제형의 에폭시계 접착제에 함유되는 경화성 성분인 에폭시 화합물은, 양이온 중합에 의해 경화하는 것이 바람직하고, 특히 내후성이나 굴절률 등의 관점에서, 분자 내에 방향 고리를 포함하지 않는 에폭시 화합물을 이용하는 것이 보다 바람직하다. 이러한 분자 내에 방향 고리를 포함하지 않는 에폭시 화합물로서, 방향족 에폭시 화합물의 수소화물, 지환식 에폭시 화합물, 지방족 에폭시 화합물 등을 예시할 수 있다. 또, 경화성 성분인 에폭시 화합물은, 통상 분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 갖는다.

우선, 방향족 에폭시 화합물의 수소화물에 관해 설명한다. 방향족 에폭시 화합물의 수소화물은, 방향족 에폭시 화합물의 원료인 방향족 폴리히드록시 화합물을 촉매의 존재하 및 가압하에, 방향 고리에 대하여 선택적으로 수소화 반응을 행하여 얻어지는 핵수소 첨가 폴리히드록시 화합물을, 글리시딜에테르화하는 방법에 의해 얻을 수 있다. 방향족 에폭시 화합물로는, 예컨대 비스페놀 A의 디글리시딜에테르, 비스페놀 F의 디글리시딜에테르, 및 비스페놀 S의 디글리시딜에테르와 같은 비스페놀형 에폭시 화합물; 페놀노볼락에폭시 수지, 크레졸노볼락에폭시 수지 및 히드록시벤즈알데히드페놀노볼락에폭시 수지와 같은 노볼락형의 에폭시 수지; 테트라히드록시디페닐메탄의 글리시딜에테르, 테트라히드록시벤조페논의 글리시딜에테르 및 에폭시화폴리비닐페놀과 같은 다관능형의 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들의 원료이며, 비스페놀류를 대표예로 하는 방향족 폴리히드록시 화합물을 상기와 같이 핵수소 첨가하고, 그 수산기에 에피클로로히드린을 반응시키면, 방향족 에폭시 화합물의 수소화물을 얻을 수 있다. 그 중에서도, 방향족 에폭시 화합물의 수소화물로서, 수소화된 비스페놀 A의 디글리시딜에테르가 바람직하다.

다음으로, 지환식 에폭시 화합물에 관해 설명한다. 지환식 에폭시 화합물이란, 지환식 고리에 결합한 에폭시기를 1개 이상 갖는 에폭시 화합물을 의미하며, 「지환식 고리에 결합한 에폭시기를 1개 이상 갖는다」란, 하기 식으로 표시되는 구조를 갖는 것을 의미한다. 식 중의 m은 2~5의 정수이다.

따라서, 지환식 에폭시 화합물이란, 상기 식으로 표시되는 구조를 1개 이상 가지며, 그것을 포함하여 분자 내에 합계 2개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물이다. 보다 구체적으로는, 상기 식에서의 (CH₂)_m 중의 1개 또는 복수개의 수소원자를 제거한 형태의 기가 다른 화학 구조에 결합한 화합물이, 지환식 에폭시 화합물이 될 수 있다. (CH₂)_m 중의 1개 또는 복수개의 수소원자는, 메틸기나 에틸기 등의 직쇄상 알킬기로 적절하게 치환되어 있어도 좋다. 이러한 지환식 에폭시 화합물 중에서도, 에폭시시클로펜탄 고리(상기 식에 있어서 m=3인 것)나 에폭시시클로헥산 고리(상기 식에 있어서 m=4인 것)를 갖는 에폭시 화합물은, 접착 강도가 우수한 접착제를 얻을 수 있기 때문에, 보다 바람직하게 이용된다. 이하에, 적합한 지환식 에폭시 화합물의 구체적인 예를 든다. 여기서는, 우선 화합물명을 들고, 그 후 각각에 대응하는 화학식을 나타내는 것으로 하고, 화합물명과 그것에 대응하는 화학식에는 동일한 부호를 붙인다.

A : 3,4-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트,

B : 3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸 3,4-에폭시-6-메틸시클로헥산카르복실레이트,

C : 에틸렌비스(3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트),

D : 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트,

E : 비스(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸)아디페이트,

F : 디에틸렌글리콜비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸에테르),

G : 에틸렌글리콜비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸에테르),

H : 2,3,14,15-디에폭시-7,11,18,21-테트라옥사트리스피로-[5.2.2.5.2.2]헨이코산 (이 화합물은 또한, 3,4-에폭시시클로헥산스피로-2',6'-디옥산스피로-3'',5''-디옥산스피로-3''',4'''-에폭시시클로헥산으로도 명명할 수 있음),

I : 3-(3,4-에폭시시클로헥실)-8,9-에폭시-1,5-디옥사스피로[5.5]운데칸,

J : 4-비닐시클로헥센디옥사이드,

K : 비스-2,3-에폭시시클로펜틸에테르,

L : 디시클로펜타디엔디옥사이드 등.

또한, 지방족 에폭시 화합물은, 지방족 다가 알콜 또는 그 알킬렌옥사이드 부가물의 폴리글리시딜에테르일 수 있다. 보다 구체적으로는, 1,4-부탄디올의 디글리시딜에테르, 1,6-헥산디올의 디글리시딜에테르, 글리세린의 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판의 트리글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜의 디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜의 디글리시딜에테르, 에틸렌글리콜이나 프로필렌글리콜 및 글리세린과 같은 지방족 다가 알콜에 1종 또는 2종 이상의 알킬렌옥사이드(에틸렌옥사이드나 프로필렌옥사이드)를 부가함으로써 얻어지는 폴리에테르폴리올의 폴리글리시딜에테르 등을 들 수 있다.

이상 설명한 에폭시 화합물은, 1종만을 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 조합시켜 이용해도 좋다.

무용제형의 에폭시계 접착제에 포함되는 에폭시 화합물의 에폭시당량은, 통상30~3,000 g/당량, 바람직하게는 50~1,500 g/당량의 범위이다. 에폭시당량이 30 g/당량을 하회하면, 그 접착제층을 경화시킨 후의 편광판의 가요성이 저하되거나, 접착 강도가 저하되거나 할 가능성이 있다. 한편, 에폭시당량이 3,000 g/당량을 초과하면, 에폭시계 접착제에 함유되는 다른 성분과의 상용성이 저하될 가능성이 있다.

무용제형의 에폭시계 접착제는, 상기 에폭시 화합물을 양이온 중합시키기 위해, 통상은 양이온 중합 개시제를 포함한다. 양이온 중합 개시제는, 가시광선, 자외선, X선, 전자선 등의 활성 에너지선의 조사 또는 가열에 의해, 양이온종 또는 루이스산을 발생하여, 에폭시기의 중합 반응을 개시시키는 것이다. 이들 어느 타입의 양이온 중합 개시제를 이용해도 좋지만, 잠재성이 부여되어 있는 것이 작업성의 관점에서 바람직하다. 또, 이하에서는, 가시광선, 자외선, X선, 전자선 등의 활성 에너지선의 조사에 의해 양이온종 또는 루이스산을 발생하여, 에폭시기의 중합 반응을 개시시키는 양이온 중합 개시제를 광양이온 중합 개시제라고도 칭한다.

광양이온 중합 개시제를 사용하면, 상온에서의 접착제 성분의 경화가 가능해지기 때문에, 편광 필름의 내열성 혹은 팽창에 의한 왜곡을 고려할 필요가 감소하여, 거기에 접합되는 수지 필름을, 밀착성 좋게 편광 필름 상에 형성할 수 있다. 또한, 광양이온 중합 개시제를 이용하면, 광으로 촉매적으로 작용하기 때문에, 에폭시계 접착제에 혼합하더라도 보존 안정성이나 작업성이 우수하다.

광양이온 중합 개시제로는, 예컨대 방향족 디아조늄염; 방향족 요오드늄염이나 방향족 술포늄염과 같은 오늄염; 철-아렌 착체 등을 이용할 수 있다. 이들 광양이온 중합 개시제는, 각각 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 혼합하여 이용해도 좋다. 이들 중에서도, 특히 방향족 술포늄염은, 300 nm 이상의 파장 영역에서도 자외선 흡수 특성을 갖기 때문에, 경화성이 우수하고, 양호한 기계 강도나 접착 강도를 갖는 경화물을 부여할 수 있기 때문에, 바람직하게 이용된다.

이들 광양이온 중합 개시제는, 시판품으로서 용이하게 입수하는 것이 가능하고, 예컨대 모두 상품명이며, 니혼카야쿠(주)에서 판매하고 있는 "카야라드 PCI-220", 및 "카야라드 PCI-620", 유니온카바이트사에서 판매하고 있는 "UVI-6990", (주) ADEKA에서 판매하고 있는 "아데카옵토머 SP-150" 및 "아데카옵토머 SP-170", 니혼소다(주)에서 판매하고 있는 "CI-5102", "CIT-1370", "CIT-1682", "CIP-1866S", "CIP-2048S" 및 "CIP-2064S", 미도리화학(주)에서 판매하고 있는 "DPI-101", "DPI-102", "DPI-103", "DPI-105", MPI-103", "MPI-105", "BBI-101", "BBI-102", "BBI-103", "BBI-105", "TPS-101", "TPS-102", "TPS-103", "TPS-105", "MDS-103", "MDS-105", "DTS-102" 및 "DTS-103", 로디어사에서 판매하고 있는 "PI-2074" 등을 들 수 있다.

광양이온 중합 개시제의 배합량은, 경화성 성분인 에폭시 화합물 100 중량부에 대하여, 통상 0.5~20 중량부이고, 바람직하게는 1 중량부 이상, 더욱 바람직하게는 15 중량부 이하이다.

무용제형의 에폭시계 접착제는, 광양이온 중합 개시제에 더하여, 필요에 따라서 광증감제를 함유할 수 있다. 광증감제를 사용함으로써 반응성이 향상되고, 경화물의 기계 강도나 접착 강도를 향상시킬 수 있다. 광증감제로는, 예컨대, 카르보닐 화합물, 유기 황화합물, 과황화물, 레독스계 화합물, 아조 및 디아조 화합물, 할로겐 화합물, 광환원성 색소 등을 들 수 있다. 광증감제를 배합하는 경우, 그 양은 에폭시 화합물 100 중량부에 대하여 0.1~20 중량부 정도이다.

또한, 가열에 의해 양이온종 또는 루이스산을 발생하여, 에폭시기의 중합 반응을 개시시키는 열양이온 중합 개시제로는, 예컨대, 벤질술포늄염, 티오페늄염, 티올라늄염, 벤질암모늄염, 피리디늄염, 히드라지늄염, 카르복실산에스테르, 술폰산에스테르, 아민이미드 등을 들 수 있다. 이들 열양이온 중합 개시제도 시판품으로서 용이하게 입수할 수 있고, 예컨대 모두 상품명이며, (주) ADEKA에서 판매하고 있는 "아데카옵톤 CP77" 및 "아데카옵톤 CP66", 니혼소다(주)에서 판매하고 있는 "CI-2639" 및 "CI-2624", 산신화학공업(주)에서 판매하고 있는 "산에이드 SI-60L", "산에이드 SI-80L" 및 "산에이드 SI-100L" 등을 들 수 있다. 이들 열양이온 중합 개시제는, 각각 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 혼합하여 이용해도 좋다. 또한, 광양이온 중합 개시제와 열양이온 중합 개시제를 병용할 수도 있다.

무용제형의 에폭시계 접착제는, 옥세탄류나 폴리올류 등 양이온 중합을 촉진하는 화합물을 더 함유해도 좋다.

무용제형의 에폭시계 접착제를 이용하는 경우, 편광 필름(10)과 수지 필름(21 또는 30)의 접착은, 그 접착제를 수지 필름 및/또는 편광 필름의 접착면에 도포하고, 양자를 접합함으로써 행할 수 있다. 수지 필름 및/또는 편광 필름에 무용제형의 에폭시계 접착제를 도공하는 방법에 특별한 한정은 없고, 예컨대 닥터블레이드, 와이어바, 다이코터, 콤마코터, 그라비아코터 등 여러가지 도공 방식을 이용할 수 있다. 또한, 각 도공 방식에는 각각 최적의 점도 범위가 있기 때문에, 소량의 용제를 이용하여 점도 조정을 행해도 좋다. 이것을 위해 이용하는 용제는, 편광 필름의 광학 성능을 저하시키지 않고 에폭시계 접착제를 양호하게 용해하는 것이면 되며, 예컨대 톨루엔으로 대표되는 탄화수소류, 아세트산에틸로 대표되는 에스테르류 등의 유기 용제를 사용할 수 있다.

미경화의 에폭시계 접착제로 이루어진 접착제층을 통해 편광 필름(10)에 수지 필름(21, 30)을 접합한 후에는, 활성 에너지선을 조사하거나 또는 가열함으로써 그 접착제층을 경화시켜, 수지 필름을 편광 필름 상에 고착시킨다. 활성 에너지선의 조사에 의해 경화시키는 경우, 바람직하게는 자외선이 이용된다. 구체적인 자외선 광원으로는, 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 블랙라이트 램프, 메탈할라이드 램프 등을 들 수 있다. 활성 에너지선, 예컨대 자외선의 조사 강도나 조사량은, 양이온 중합 개시제를 충분히 활성화시키고, 또한 경화후의 접착제층이나 편광 필름, 광학 필름에 악영향을 주지 않도록 적절하게 선택된다. 또한, 가열에 의해 경화시키는 경우는, 일반적으로 알려진 방법으로 가열할 수 있고, 그 때의 온도나 시간도, 양이온 중합 개시제를 충분히 활성화시키고, 또한 경화후의 접착제층이나 편광 필름, 광학 필름에 악영향을 주지 않도록 적절하게 선택된다.

이상과 같이 하여 얻어진 에폭시계 접착제의 경화물로 이루어진 접착제층은, 그 두께를 통상 0.1~50 ㎛ 정도의 범위로 할 수 있고, 바람직하게는 1 ㎛ 이상이다. 또한, 1~20 ㎛, 나아가 2~10 ㎛의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다.

또한, 편광 필름(10)과, 아크릴계 수지 필름(21) 및/또는 제2 수지 필름(30)의 접합에 이용할 수 있는 다른 바람직한 접착제로서, 수계의 접착제, 즉, 접착제 성분을 물에 용해한 것, 또는 이것을 물에 분산시킨 것을 들 수 있다. 수계의 접착제를 이용하면, 접착제층의 두께를 보다 작게 할 수 있다. 수계 접착제의 예를 들면, 접착제 성분으로서, 수용성의 가교성 에폭시 수지, 혹은 친수성의 우레탄계 수지를 함유하는 것이 있다.

수용성의 가교성 에폭시 수지로는, 예컨대 디에틸렌트리아민이나 트리에틸렌테트라민과 같은 폴리알킬렌폴리아민과, 아디프산과 같은 디카르복실산과의 반응으로 얻어지는 폴리아미드폴리아민에, 에피클로로히드린을 반응시켜 얻어지는 폴리아미드에폭시 수지를 들 수 있다. 이러한 폴리아미드에폭시 수지의 시판품으로는, 모두 상품명이며, 스미카켐텍스(주)에서 판매하고 있는 "스미레진 650" 및 "스미레진 675" 등이 있다.

접착제 성분으로서 수용성의 가교성 에폭시 수지를 이용하는 경우는, 도공성과 접착성을 더욱 향상시키기 위해, 폴리비닐알콜계 수지 등의 다른 수용성 수지를 혼합하는 것이 바람직하다. 폴리비닐알콜계 수지는, 부분 비누화 폴리비닐알콜이나 완전 비누화 폴리비닐알콜 외에, 카르복실기 변성 폴리비닐알콜, 아세트아세틸기 변성 폴리비닐알콜, 메틸올기 변성 폴리비닐알콜 및 아미노기 변성 폴리비닐알콜과 같은 변성된 폴리비닐알콜계 수지이어도 좋다. 그 중에서도, 아세트산비닐과 불포화 카르복실산 또는 그의 염의 공중합체의 비누화물, 즉, 카르복실기 변성 폴리비닐알콜이 바람직하게 이용된다. 또, 여기서 말하는 「카르복실기」란, -COOH 및 그의 염을 포함하는 개념이다.

시판하고 있는 적합한 카르복실기 변성 폴리비닐알콜의 예를 들면, 모두 상품명이며, (주)쿠라레에서 판매하고 있는 "쿠라레포발 KL-506", "쿠라레포발 KL-318" 및 "쿠라레포발 KL-118", 니혼고세이화학공업(주)에서 판매하고 있는 "고세날 T-330" 및 "고세날 T-350", 덴키화학공업(주)에서 판매하고 있는 "DR-0415", 니혼사쿠비ㆍ포발(주)에서 판매하고 있는 "AF-17", "AT-17" 및 "AP-17" 등이 있다.

수용성의 가교성 에폭시 수지를 포함하는 접착제는, 상기 에폭시 수지 및 필요에 따라서 더해지는 폴리비닐알콜계 수지 등의 다른 수용성 수지를 물에 용해하여, 접착제 수용액으로서 조제할 수 있다. 이 경우, 수용성의 가교성 에폭시 수지는, 물 100 중량부에 대하여 0.2~2 중량부 정도의 범위의 농도로 하는 것이 바람직하다. 또한, 폴리비닐알콜계 수지를 배합하는 경우, 그 양은, 물 100 중량부에 대하여 1~10 중량부 정도, 나아가 1~5 중량부 정도로 하는 것이 바람직하다.

한편, 우레탄계 수지를 포함하는 수계의 접착제를 이용하는 경우, 적당한 우레탄 수지의 예로서, 아이오노머형의 우레탄 수지, 특히 폴리에스테르계 아이오노머형 우레탄 수지를 들 수 있다. 여기서, 아이오노머형이란, 골격을 구성하는 우레탄 수지 중에, 소량의 이온성 성분(즉 친수 성분)이 도입된 것이다. 또한, 폴리에스테르계 아이오노머형 우레탄 수지란, 폴리에스테르 골격을 갖는 우레탄 수지이며, 그 중에 소량의 이온성 성분(친수 성분)이 도입된 것이다. 이러한 아이오노머형 우레탄 수지는, 유화제를 사용하지 않고 직접 수중에서 유화하여 에멀젼이 되기 때문에, 수계의 접착제로서 적합하다. 폴리에스테르계 아이오노머형 우레탄 수지의 시판품으로서, 예컨대 모두 상품명이며, DIC(주)에서 판매하고 있는 "하이드란 AP-20" 및 "하이드란 APX-101H" 등이 있고, 모두 에멀젼의 형태로 입수할 수 있다.

아이오노머형의 우레탄 수지를 접착제 성분으로 하는 경우, 이소시아네이트계 등의 가교제를 더 배합하는 것이 바람직하다. 이소시아네이트계 가교제는, 분자 내에 이소시아네이트기(-NCO)를 적어도 2개 갖는 화합물이며, 그 예로는, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 페닐렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트 및 이소포론디이소시아네이트와 같은 폴리이소시아네이트 단량체 외에, 이들의 복수 분자가 트리메틸올프로판과 같은 다가 알콜에 부가한 어덕트체, 디이소시아네이트 3분자가 각각의 편말단 이소시아네이트기의 부분에서 이소시아누레이트 고리를 형성한 3관능의 이소시아누레이트체, 및 디이소시아네이트 3분자가 각각의 편말단 이소시아네이트기의 부분에서 수화ㆍ탈탄산하여 형성되는 뷰렛체와 같은 폴리이소시아네이트 변성체 등이 있다. 적합하게 사용할 수 있는 시판하는 이소시아네이트계 가교제로서, 예컨대 DIC(주)에서 "하이드란 어시스터 C-1"의 상품명으로 판매하고 있는 것 등이 있다.

아이오노머형의 우레탄 수지를 포함하는 수계 접착제를 이용하는 경우는, 점도와 접착성의 관점에서, 그 우레탄 수지의 농도가 10~70 중량% 정도, 나아가 20 중량% 이상, 또한 50 중량% 이하가 되도록, 수중에 용해 또는 분산시킨 것이 바람직하다. 이소시아네이트계 가교제를 배합하는 경우, 그 배합량은, 우레탄계 수지 100 중량부에 대하여 이소시아네이트계 가교제가 5~100 중량부 정도가 되도록 적절하게 선택된다.

이러한 수계의 접착제를 이용하는 경우, 편광 필름(10)과, 가열 처리가 실시된 아크릴계 수지 필름(21) 및/또는 제2 수지 필름(30)의 접착은, 그 접착제를, 편광 필름(10) 및/또는 거기에 접합되는 필름(21, 30)의 접착면에 도포하고, 양자를 접합함으로써 행할 수 있다. 보다 구체적으로는, 편광 필름(10) 및/또는 거기에 접합되는 필름(21, 30)에 수계의 접착제를, 예컨대 닥터블레이드, 와이어바, 다이코터, 콤마코터, 그라비아코터 등의 도공 방식으로 균일하게 도포한 후, 도포면에 다른 하나의 필름을 겹쳐서 롤 등에 의해 접합하고 건조시키는 방법 등을 들 수 있다. 건조는, 예컨대 60~100℃ 정도의 온도에서 행할 수 있다. 접착성을 보다 높이기 위해, 건조후, 실온보다 약간 높은 온도, 예컨대 30~50℃ 정도의 온도에서 1~10일간 정도 양생하는 것이 바람직하다.

편광 필름(10)의 한쪽 면에, 아크릴계 수지 필름(21)을 접합하고, 편광 필름(10)의 다른쪽 면에 접합되는 제2 수지 필름을 아크릴계 수지 필름으로 구성하는 경우 및 아크릴계 수지 이외의 수지 필름으로 구성하는 경우의 어느 경우라도, 편광 필름(10)의 양면에 접합되는 필름의 접착에 동일한 접착제를 이용해도 좋고, 상이한 접착제를 이용해도 좋다. 단, 제조 공정의 간략화 및 편광판의 구성 부재의 삭감을 위해서는, 적당한 접착력을 얻을 수 있는 한, 동일한 접착제를 이용하는 것이 바람직하다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것은 아니다. 예 중 사용량을 나타내는 부는, 특별히 기재하지 않는 한 중량 기준이다.

[실시예 1]

(아크릴계 수지와 아크릴계 고무 탄성체 입자)

메타크릴산메틸/아크릴산메틸의 중량비 96/4의 공중합체를, 아크릴계의 모체 수지로 했다. 또한, 최내층이, 메타크릴산메틸에 소량의 메타크릴산알릴을 이용하여 중합된 경질의 중합체, 중간층이, 아크릴산부틸을 주성분으로 하고, 또한 스티렌 및 소량의 메타크릴산알릴을 이용하여 중합된 연질의 탄성체, 최외층이, 메타크릴산메틸에 소량의 아크릴산에틸을 이용하여 중합된 경질의 중합체로 이루어진 3층 구조의 고무 탄성체 입자로서, 중간층인 탄성체까지의 평균 입경이 240 nm인 것을 아크릴계 고무 탄성체 입자로 했다.

(아크릴계 수지 필름의 제작)

상기 아크릴계 수지와 상기 아크릴계 고무 탄성체 입자가 전자/후자=70/30의 중량비로 배합되어 있는 팰릿을 이축 압출기로 용융 혼련하면서, 그 100부에 대하여 윤활제인 스테아르산 0.05부를 더하고 혼합하여 아크릴계 수지 조성물의 팰릿으로 했다. 이 아크릴계 수지 조성물의 유리 전이 온도 Tg를, 세이코 인스트루(주) 제조의 시차 주사 열량계(DSC)로 측정한 결과 106℃였다. 이 팰릿을 65 mmφ의 일축 압출기에 투입하여 설정 온도 275℃의 T형 다이를 통해 압출하고, 압출된 필름형 용융 수지의 양면을, 45℃로 온도 설정된 경면을 갖는 2개의 폴리싱 롤 사이에 끼워 넣고 냉각시켜, 아크릴계 수지 필름을 제작했다. 얻어진 필름은, 직경 6인치(15.2 cm)의 코어에 권취했다.

(아크릴계 수지 필름의 가열 처리와 편광판화)

상기에서 얻어진 아크릴계 수지 필름을 롤로부터 풀어내어, 길이 방향으로 500 N의 장력을 가하면서, 85℃(Tg-21℃)로 유지된 가열로를 17초에 걸쳐 통과시켜 가열 처리를 실시했다. 필름이 가열로를 나온 후의 폭방향의 치수 수축률은 0.2%였다. 가열로를 나온 후의 필름에 계속해서 코로나 방전 처리를 실시하여, 그대로 권취하지 않고, 다음 편광 필름에 대한 접합에 이용했다. 폴리비닐알콜에 요오드가 흡착 배향되어 있는 두께 약 30 ㎛의 편광 필름의 한면에, 상기 가열 처리 및 코로나 방전 처리가 실시된 아크릴계 수지 필름의 코로나 방전 처리면을, 편광 필름의 다른 면에는, 코로나 방전 처리가 실시된 노르보넨계 수지 필름의 코로나 방전 처리면을, 각각 접착제를 통하여 접합하고, 접착제를 경화시켜 편광판을 제작했다.

(편광판의 재단 및 검품)

상기에서 얻어진 편광판으로부터, 작두를 이용하여 와이드 46형 텔레비전(약 103 cm×약 59 cm)의 크기로 100장 재단했다. 이렇게 하여 재단된 100장의 편광판에 관해, 아크릴계 수지 필름 기인의 요철 결함이 나타나 있는 편광판을 세었다. 그 결과, 편광판 9장에 아크릴계 수지 필름 기인의 결함이 관찰되었다.

[실시예 2]

가열 처리를 실시할 때의 장력을 500 N으로부터 300 N으로 변경한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 편광판을 제작하고, 재단하여 검사를 행했다. 이 때, 아크릴계 수지 필름이 가열로를 나온 후의 폭방향의 치수 수축률은 0.2%였다. 검사의 결과, 편광판 9장에 아크릴계 수지 필름 기인의 결함이 관찰되었다.

[실시예 3]

가열 처리를 실시하는 가열로의 온도를 85℃로부터 95℃(Tg-11℃)로 변경하고, 그 때의 필름에 가하는 장력을 500 N으로부터 300 N으로 변경한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 편광판을 제작하고, 재단하여 검사를 행했다. 이 때에도, 아크릴계 수지 필름이 가열로를 나온 후의 폭방향의 치수 수축률은 0.2%였다. 검사의 결과, 편광판 1장에 아크릴계 수지 필름 기인의 결함이 관찰되었다.

[비교예 1]

가열 처리를 실시하는 가열로의 온도를 85℃로부터 23℃(Tg-83℃)로 변경한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 편광판을 제작하고, 재단하여 검사를 행했다. 이 때, 아크릴계 수지 필름이 가열로를 나온 후의 폭방향의 치수 수축률은 0.1%였다. 검사의 결과, 편광판 90장에 아크릴계 수지 필름 기인의 결함이 관찰되었다.

[비교예 2]

가열 처리를 실시하는 가열로의 온도를 85℃로부터 75℃(Tg-31℃)로 변경한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 편광판을 제작하고, 재단하여 검사를 행했다. 이 때, 아크릴계 수지 필름이 가열로를 나온 후의 폭방향의 치수 수축률은 0.1%였다. 검사의 결과, 편광판 27장에 아크릴계 수지 필름 기인의 결함이 관찰되었다.

[비교예 3]

가열 처리를 실시하는 가열로의 온도를 85℃로부터 75℃(Tg-31℃)로 변경하고, 그 때의 필름에 가하는 장력을 500 N으로부터 300 N으로 변경한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 편광판을 제작하고, 재단하여 검사를 행했다. 이 때, 아크릴계 수지 필름이 가열로를 나온 후의 폭방향의 치수 수축률은 0.1%였다. 검사의 결과, 편광판 26장에 아크릴계 수지 필름 기인의 결함이 관찰되었다.

이상의 실시예 및 비교예에서의 주요 변동 조건과 결과를 표 1에 정리했다. 표 1 중 「편광판 검사 결과」의 「판정」의 란은, 검사한 편광판 100장 중 결함이 보인 매수가 20장 이하(결함율 20% 이하)이면, 대략 양호를 의미하는 「○」로 하고, 결함이 보인 매수가 20장 초과(결함율 20% 초과)이면, 불량을 의미하는 「×」로 하여 표시했다.

표 1에 나타내는 바와 같이, 가열로의 온도를 23℃(실온)로 한 비교예 1은, 사실상 가열 처리를 실시하지 않은 예에 해당하지만, 이 경우는 대부분의 편광판에 결함이 보이고, 이것은, 아크릴계 수지 필름에 발생했던 권체에 의한 결함이, 그대로 편광판으로 옮겨진 것을 의미한다. 가열로의 온도를 75℃로 높인 비교예 2 및 3에서는, 비교예 1에 비교하면 결함이 보인 편광판의 수가 감소하여, 아크릴계 수지 필름에 발생했던 권체에 의한 결함이, 가열 처리에 의해 어느 정도 수복된 것이 인정되지만, 아직 충분하지는 않다.

이에 비해, 가열로의 온도를 (Tg-30℃) 이상으로 한 실시예 1~3에서는, 아크릴계 수지 필름의 권체에 의한 결함이 대폭 수복되어, 편광판의 결함율이 20% 이하(10% 이하)로 되어 있는 것을 알 수 있다. 가열 처리중의 필름에 가하는 장력을 처리 온도에 따라서 적절하게 조절해 주면, 가열 처리에 의한 필름 폭방향의 치수 변화율(수축률)도 작게 억제할 수 있다.

본 발명의 방법에 의하면, 편광 필름과 접합하기 전의 아크릴계 수지가, 권체에 의한 결함이 생겼더라도, 가열 처리를 실시한 후에 편광 필름에 접합함으로써, 결함이 적은 편광판을 제조할 수 있다. 그 때문에, 권체가 발생한 아크릴계 수지 필름의 롤이라 하더라도 사용하는 것이 가능해져, 아크릴계 수지 필름을 보호 필름으로 하는 편광판의 생산성을 각별히 높일 수 있다.

10 : 편광 필름
15 : 편광판
20 : 아크릴계 수지 필름(가열 처리전의 원반 필름)
21 : 가열 처리가 실시된 아크릴계 수지 필름
25 : 제1 조출 롤
30 : 제2 수지 필름
35 : 제2 조출 롤
40 : 가열로
45 : 반송 롤
50, 51 : 접합 롤
60 : 제품 롤

Claims (6)

1. 이색성 색소가 흡착 배향되어 있는 폴리비닐알콜계 수지를 포함하는 편광 필름에 아크릴계 수지 필름을 접합하여 편광판을 제조하는 방법으로서,
   상기 아크릴계 수지 필름에, 그 유리 전이 온도를 Tg로 하여, (Tg-30℃) 이상, (Tg+5℃) 이하의 범위 내의 온도에서 가열 처리를 실시하는 가열 처리 공정과, 가열 처리가 실시된 아크릴계 수지 필름을 계속해서 상기 편광 필름에 접합하는 접합 공정을 구비하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 아크릴계 수지 필름은, 아크릴계의 모체 수지에, 수평균 입경이 10~300 nm의 범위 내에 있는 고무 탄성체 입자가 25~45 중량%의 비율로 배합된 아크릴계 수지 조성물로 형성되어 있는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가열 처리 공정은 상기 온도로 가열된 가열로에서 행해지는 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 처리 공정은 5초 이상 60초 이하의 범위 내의 시간에서 행해지는 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 아크릴계 수지 필름은, 길이가 길고 롤형으로 감긴 상태로부터 풀리면서, 상기 가열 처리 공정, 이어서 상기 접합 공정으로 넘겨지는 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 가열 처리 공정은, 가열 처리전과 가열 처리후의 상기 아크릴계 수지 필름의 흐름 방향에 대하여 직교하는 폭방향의 치수 변화율이 0.3% 이하가 되도록 행해지는 방법.

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