KR20150131256A - 편광성 적층 필름 및 편광판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는, 기재 필름에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 수지층 형성 공정; 그 폴리비닐알코올계 수지층의 두께가 10 ㎛ 이하가 되도록 적층 필름을 일축 연신하여 연신 필름을 얻는 연신 공정; 그 연신 필름을, 이색성 색소를 함유하는 염색 용액에 침지하여 폴리비닐알코올계 수지층을 염색하고, 염색층을 갖는 적층 필름을 얻는 염색 공정; 및, 그 염색층을 갖는 적층 필름을, 붕산을 함유하는 가교 용액에 침지하여 폴리비닐알코올계 수지층을 가교하고, 편광자층을 형성하는 가교 공정을 구비한 편광성 적층 필름의 제조 방법을 제공하고; 가교 공정은, 함께 물 100 중량부당 붕산의 함유량이 1~20 중량부이지만, 요오드화물의 함유량이 1 중량부 미만인 수용액을 이용하는 제1 가교 공정과, 요오드화물의 함유량이 2 중량부 이상인 수용액을 이용하는 제2 가교 공정으로 나눠 행한다.

Description

편광성 적층 필름 및 편광판의 제조 방법{POLARIZING LAYERED FILM AND METHOD FOR MANUFACTURING POLARIZING PLATE}

본 발명은, 편광성 적층 필름의 제조 방법 및 편광판의 제조 방법에 관한 것이다.

편광판은, 액정 표시 장치 등의 표시 장치에 있어서의 편광 공급 소자로서, 또한 편광의 검출 소자로서 널리 이용되고 있다. 이러한 편광판으로서, 종래부터 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 편광 필름(편광자층)에 트리아세틸셀룰로오스로 이루어지는 보호 필름을 접착한 것이 사용되고 있는데, 최근, 액정 표시 장치의 노트형 퍼스널 컴퓨터나 휴대전화와 같은 모바일 기기로의 전개 등에 따라, 박육경량화가 요구되고 있다.

종래에는, 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 필름을 단독으로 연신하고 나서, 혹은 연신하면서 염색 처리나 가교 처리를 실시하여 편광 필름을 제작하고, 이것에 보호 필름 등을 적층함으로써 편광판을 제조하고 있었지만, 편광 필름 단독으로의 한계 두께까지밖에 박육화할 수 없었다. 이 때문에, 기재 필름의 표면에 편광자층이 되는 폴리비닐알코올계 수지층을 형성한 후, 기재 필름마다 폴리비닐알코올계 수지층을 건식 연신하고, 염색 처리 및 가교 처리를 실시하여 폴리비닐알코올계 수지층을 편광자층으로 함으로써, 기재 필름과 편광자층의 합계 두께를 한계까지 얇게 하여, 편광자층(편광 필름)으로서의 두께를 종래보다도 얇게 하는 방법이 제안되어 있다.

예컨대, 일본 특허공개 2009-98653호 공보(특허문헌 1)에는, 기재층과 친수성 고분자층이 적층되어 있는 적층체가 연신 처리되어 있는 연신 적층체로서, 그 친수성 고분자층에는 적어도 이색성 물질이 흡착되어 있는 연신 적층체를 함유하는 편광판에 관한 발명이 개시되어 있다. 상기한 친수성 고분자층을 이색성 물질로 염색한 후의 구체적인 가교 방법으로서, 붕산을 대표예로 하는 가교제를 1~10 중량% 및 요오드화물을 0.05~15 중량% 함유하는 10~60℃의 수용액에 침지하는 방법이 기재되어 있다.

그러나, 건식 연신 후의 폴리비닐알코올계 수지층은 결정화도가 높게 되어 있기 때문에, 붕산 가교가 일어나기 어려워지는 경향이 있고, 상기 특허문헌 1에 기재한 가교 온도에서는 충분히 가교 반응이 진행되지 않아, 충분한 편광 성능을 얻기 어렵다고 하는 문제가 있었다.

또한, 일본 특허 제4691205호 공보(특허문헌 2)에는, 연속 웨브의 비정질 에스테르계 열가소성 수지 기재에, 이색성 물질을 배향시킨 폴리비닐알코올계 수지로 이루어지는 편광막이 제막된 광학 필름 적층체의 제조 방법에 따른 발명이 개시되어 있다. 상기 폴리비닐알코올계 수지층을 이색성 물질로 염색한 후의 구체적인 가교 방법으로서, 물 100 중량부에 대하여 붕산을 4 중량부 및 요오드화칼륨을 5 중량부 함유하는 65℃의 수용액에 침지하면서 연신하는 방법이나, 물 100 중량부에 대하여 붕산을 3 중량부 및 요오드화칼륨을 3 중량부 함유하는 40℃의 수용액에 침지한 후, 이전의 방법과 동일한 물 100 중량부에 대하여 붕산을 4 중량부 및 요오드화칼륨을 5 중량부 함유하는 75℃의 수용액에 침지하면서 연신하는 방법이 기재되어 있다.

그러나, 요오드화칼륨을 포함하는 가교 용액 중에서는, 붕산 가교가 일어나기 어렵게 되는 경향이 있고, 특허문헌 2에 개시된 가교 방법에서도, 충분히 가교 반응이 진행되지 않아, 충분한 편광 성능을 얻기 어렵다고 하는 문제가 있었다.

일본 특허공개 2009-98653호 공보(단락 [0059], [0060]) 일본 특허 제4691205호 공보(단락 [0099], [0100], [0106]~[0109])

상기한 과제를 감안하여, 본 발명은, 박형이며 또한 편광 성능이 높은 편광성 적층 필름 및 편광판을 제조하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따르면, 기재 필름의 적어도 한쪽의 면에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 수지층 형성 공정; 얻어진 적층 필름을, 폴리비닐알코올계 수지층의 두께가 10 ㎛ 이하가 되도록 일축 연신하여 연신 필름을 얻는 연신 공정; 얻어진 연신 필름을, 이색성 색소를 함유하는 염색 용액에 침지하여 상기한 폴리비닐알코올계 수지층을 염색하고, 염색층을 갖는 적층 필름을 얻는 염색 공정; 및, 얻어진 염색층을 갖는 적층 필름을, 붕산을 함유하는 가교 용액에 침지하여 상기 염색된 폴리비닐알코올계 수지층을 가교하고, 편광자층을 형성하는 가교 공정을 구비하고; 상기한 가교 공정은 제1 가교 공정 및 제2 가교 공정을 이 순서로 구비하고, 상기한 염색 공정에서 얻어진 염색층을 갖는 적층 필름을, 상기 제1 가교 공정에서는, 물 100 중량부당 붕산의 함유량이 1~20 중량부이며, 요오드화물의 함유량이 1 중량부 미만인 수용액에 60℃ 이상의 온도에서 침지하고, 그리고, 상기 제2 가교 공정에서는, 물 100 중량부당 붕산의 함유량이 1~20 중량부이며, 요오드화물의 함유량이 2 중량부 이상인 수용액에 60℃ 이상의 온도에서 침지하는 편광성 적층 필름의 제조 방법이 제공된다.

이 방법에 있어서, 상기한 연신 공정은, 5배를 넘는 연신 배율로 상기한 적층 필름을 일축 연신함으로써 행해지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 어느 하나의 방법에 의해서 편광성 적층 필름을 제조하는 공정, 얻어지는 편광성 적층 필름의 기재 필름과는 반대쪽의 면에 보호 필름을 접합하는 보호 필름 접합 공정, 및, 보호 필름 접합 후에 상기한 기재 필름을 편광성 적층 필름으로부터 박리하는 기재 필름 박리 공정을 구비하는 편광판의 제조 방법도 제공된다.

본 발명은, 염색 공정에서 얻어진 염색층을 갖는 적층 필름에 대하여, 물 100 중량부당 붕산을 1~20 중량부 함유하고, 요오드화물의 함유량이 1중량부 미만인 수용액에 60℃ 이상의 온도에서 침지하는 제1 가교 공정을 행한 후, 물 100 중량부당 붕산을 1~20 중량부 및 요오드화물을 2 중량부 이상 함유하는 수용액에 60℃ 이상의 온도에서 침지하는 제2 가교 공정을 실시하는 것에 큰 특징이 있다. 이에 따라, 편광 성능이 높고, 또한 박형의 편광성 적층 필름 및 편광판을 효율적으로 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 편광성 적층 필름의 제조 방법의 일 실시형태를 도시하는 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 편광판의 제조 방법의 일 실시형태를 도시하는 흐름도이다.

이하, 적절하게 도면을 참조하면서, 본 발명에 관해서 자세히 설명한다.

[편광성 적층 필름의 제조 방법]

도 1은 편광성 적층 필름의 제조 방법의 일 실시형태를 도시하는 흐름도이다. 도 1에 도시하는 것과 같이, 이 제조 방법은, 기재 필름의 적어도 한쪽의 면에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 수지층 형성 공정(S10), 얻어진 적층 필름을, 폴리비닐알코올계 수지층의 두께가 10 ㎛ 이하가 되도록 일축 연신하여 연신 필름을 얻는 연신 공정(S20), 얻어진 연신 필름을, 이색성 색소를 함유하는 염색 용액에 침지하여 상기한 폴리비닐알코올계 수지층을 염색하고, 염색층을 갖는 적층 필름을 얻는 염색 공정(S30), 및, 얻어진 염색층을 갖는 적층 필름을, 붕산을 함유하는 가교 용액에 침지하여 상기 염색된 폴리비닐알코올계 수지층을 가교하고, 편광자층을 형성하는 가교 공정(S40)을 포함한다.

이러한 제조 방법에 의해, 기재 필름 상에, 충분한 편광 성능을 갖는 두께 10 ㎛ 이하의 편광자층을 구비한 편광성 적층 필름을 얻을 수 있다. 이 편광성 적층 필름은 후술하는 것과 같이, 편광자층을 보호 필름으로 전사하기 위한 중간체 제품으로서 이용할 수도 있고, 또한, 기재 필름이 보호 필름의 기능을 갖는 경우는, 이 편광성 적층 필름을 그대로 편광판으로서 이용할 수도 있다.

[편광판의 제조 방법]

도 2는 편광판의 제조 방법의 일 실시형태를 도시하는 흐름도이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 이 제조 방법은, 기재 필름의 적어도 한쪽의 면에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 수지층 형성 공정(S10), 얻어진 적층 필름을, 폴리비닐알코올계 수지층의 두께가 10 ㎛ 이하가 되도록 일축 연신하여 연신 필름을 얻는 연신 공정(S20), 얻어진 연신 필름을, 이색성 색소를 함유하는 염색 용액에 침지하여 상기한 폴리비닐알코올계 수지층을 염색하고, 염색층을 갖는 적층 필름을 얻는 염색 공정(S30), 및 얻어진 염색층을 갖는 적층 필름을, 붕산을 함유하는 가교 용액에 침지하여 상기 염색된 폴리비닐알코올계 수지층을 가교하고, 편광자층을 형성하는 가교 공정(S40)을 실시한 후, 또한, 얻어진 편광성 적층 필름의 상기 기재 필름과는 반대쪽의 면에 보호 필름을 접합하는 보호 필름 접합 공정(S50), 및 보호 필름 접합 후에 상기한 기재 필름을 편광성 적층 필름으로부터 박리하는 기재 필름 박리 공정(S60)을 실시하는 것이다.

이러한 제조 방법에 의해, 보호 필름 상에 충분한 편광 성능을 갖는 두께 10 ㎛ 이하의 편광자층을 구비한 편광판을 얻을 수 있다. 이 편광판은, 예컨대, 감압식 접착제를 통해 다른 광학 필름이나 액정 셀에 접합시키는 등으로 이용할 수 있다.

이하, 도 1 및 도 2에 있어서의 S10~S60의 각 공정에 관해서 자세히 설명한다. 또 도 1 및 도 2에 있어서, S10~S40의 각 공정은, 2개의 도면에서 공통되어 있다.

[수지층 형성 공정(S10)]

수지층 형성 공정에서는, 기재 필름의 적어도 한쪽의 면에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는다.

(기재 필름)

기재 필름에 이용하는 수지로서는, 예컨대, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 연신성 등이 우수한 열가소성 수지를 들 수 있고, 유리 전이 온도(Tg) 또는 융점(Tm)에 따라서 적절한 수지를 선택하면 된다. 열가소성 수지의 구체예를 들면, 쇄상 폴리올레핀계 수지나 환상 폴리올레핀계 수지와 같은 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 등이 있다. 기재 필름은, 상술한 수지로 구성되는 단층 또는 다층일 수 있다.

쇄상 폴리올레핀계 수지로서는, 안정적으로 고배율로 연신할 수 있는 점에서, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등이 바람직하다. 또한, 프로필렌에 에틸렌을 공중합하여 얻어지는 프로필렌-에틸렌 공중합체 등도 적합하게 이용할 수 있다. 공중합은 다른 종류의 모노머라도 가능하며, 프로필렌에 공중합 가능한 에틸렌 이외의 모노머로서는, 예컨대 α-올레핀을 들 수 있다. α-올레핀은, 탄소수 4 이상의 것이며, 탄소수 4~10의 α-올레핀이 바람직하다. 탄소수 4~10의 α-올레핀의 구체예를 들면, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 및 1-데센과 같은 직쇄상 모노올레핀류; 3-메틸-1-부텐, 3-메틸-1-펜텐, 및 4-메틸-1-펜텐와 같은 분기상 모노올레핀류; 비닐시클로헥산 등이 있다. 프로필렌과 이것에 공중합 가능한 다른 모노머와의 공중합체는, 랜덤 공중합체라도 좋고, 블록 공중합체라도 좋다. 공중합체 중의 상기 다른 모노머에 유래하는 구성 단위의 함유율은, 「고분자 분석 핸드북」(1995년, 기노쿠니야쇼텐 발행)의 제616 페이지에 기재되어 있는 방법에 따라서, 적외선(IR) 스펙트럼 측정을 행함으로써 구할 수 있다.

이들 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.

또한, 프로필렌계 수지 필름을 구성하는 프로필렌계 수지의 입체 규칙성은, 실질적으로 아이소택틱 또는 신디오택틱인 것이 바람직하다. 실질적으로 아이소택틱 또는 신디오택틱의 입체 규칙성을 갖는 프로필렌계 수지로 이루어지는 필름은, 그 취급성이 비교적 양호한 동시에, 고온 환경 하에서의 기계적 강도가 우수하다.

환상 폴리올레핀계 수지로서는, 바람직하게는 노르보넨계 수지가 이용된다. 환상 폴리올레핀계 수지는, 환상 올레핀을 중합 단위로서 중합되는 수지의 총칭이며, 예컨대 일본 특허공개 평1-240517호 공보, 일본 특허공개 평3-14882호 공보, 일본 특허공개 평3-122137호 공보 등에 기재되어 있는 수지를 들 수 있다. 구체예를 들면, 환상 올레핀의 개환 (공)중합체, 환상 올레핀의 부가 중합체, 환상 올레핀과 에틸렌 또는 프로필렌과 같은 α-올레핀과의 공중합체(대표적으로는 랜덤 공중합체), 이들을 불포화 카르복실산이나 그 유도체로 변성한 그라프트 중합체, 이들의 수소화물 등이 있다. 환상 올레핀의 구체예로서는, 노르보넨계 모노머를 들 수 있다.

환상 폴리올레핀계 수지로서는 다양한 제품이 시판되고 있다. 구체적인 시판 제품의 예를 들면, TOPAS〔Topas Advanced Polymers사 제조, 일본에서는 폴리플라스틱스(주)로부터 입수할 수 있음〕, 아톤〔JSR(주) 제조〕, 제오노아(ZEONOR)〔닛폰제온(주) 제조〕, 제오넥스(ZEONEX)〔닛폰제온(주) 제조〕, 아펠〔미쓰이가가쿠(주) 제조〕 등이 있다.

폴리에스테르계 수지는, 주쇄에 에스테르 결합을 갖는 중합체이며, 구체적으로는 다가 카르복실산과 다가 알코올의 중축합체로 구성되는 경우가 많다. 폴리에스테르계 수지의 제조에 이용되는 다가 카르복실산은, 주로 2가의 디카르복실산 또는 그 에스테르이며, 예컨대, 테레프탈산, 이소프탈산, 디메틸테레프탈레이트, 나프탈렌디카르복실산디메틸 등을 들 수 있다. 또한 다가 알코올도 주로 2가의 디올이며, 예컨대, 에틸렌글리콜, 프로판디올, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 시클로헥산디메탄올 등을 들 수 있다.

폴리에스테르계 수지의 대표예로서, 테레프탈산과 에틸렌글리콜의 중축합체인 폴리에틸렌테레프탈레이트를 들 수 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트는 결정성의 수지이지만, 결정화 처리하기 전의 상태인 쪽이, 연신 등의 처리를 실시하기 쉽다. 필요하면, 연신할 때 또는 연신한 후의 열처리 등에 의해서 결정화 처리할 수 있다. 또한, 폴리에틸렌테레프탈레이트의 골격에 또 다른 종의 모노머를 공중합함으로써, 결정성을 저하한(또는 비정질로 한) 공중합 폴리에스테르도 적합하게 이용된다. 이러한 수지의 예로서, 예컨대, 시클로헥산디메탄올이나 이소프탈산을 공중합시킨 것 등을 들 수 있다. 이들 수지도 연신성이 우수하기 때문에 적합하게 이용할 수 있다.

폴리에틸렌테레프탈레이트 및 그 공중합체 이외의 구체적인 폴리에스테르계 수지로서는, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌나프탈레이트, 폴리시클로헥산디메틸테레프탈레이트, 폴리시클로헥산디메틸나프탈레이트 등을 들 수 있다. 이들의 블렌드 수지나 공중합체도 이용할 수 있다.

(메트)아크릴계 수지는, (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물을 주된 구성 모노머로 하는 중합체이다. 구체예로서는, 폴리메타크릴산메틸과 같은 폴리(메트)아크릴산에스테르, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산 공중합체, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산에스테르 공중합체, 메타크릴산메틸-아크릴산에스테르-(메트)아크릴산 공중합체, 메타크릴산메틸-스티렌 공중합체(MS 수지라고 불리는 것 등), 메타크릴산메틸과 지환족 탄화수소기를 갖는 화합물과의 공중합체(예컨대, 메타크릴산메틸-메타크릴산시클로헥실 공중합체, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산노르보르닐 공중합체 등)를 들 수 있다. 바람직하게는, 폴리(메트)아크릴산메틸과 같은, (메트)아크릴산의 C_1-6 알킬에스테르를 주성분으로 하는 중합체를 들 수 있다. (메트)아크릴계 수지의 보다 바람직한 예로서, 메타크릴산메틸을 주성분(50~100 중량%, 바람직하게는 70~100 중량%)으로 하는 메타크릴산메틸계 수지를 들 수 있다.

셀룰로오스에스테르계 수지는, 셀룰로오스의 지방산 에스테르이다. 이와 같이 셀룰로오스에스테르계 수지의 구체예로서는, 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스디아세테이트, 셀룰로오스트리프로피오네이트, 셀룰로오스디프로피오네이트 등을 들 수 있다. 또한, 이들의 공중합물이나, 수산기의 일부가 다른 기로 수식된 것 등도 들 수 있다. 이들 중에서도 셀룰로오스트리아세테이트가 특히 바람직하다. 셀룰로오스트리아세테이트 필름은 많은 제품이 시판되어 있으며, 입수 용이성이나 비용의 점에서도 유리하다. 셀룰로오스트리아세테이트 필름의 시판 제품의 예를 들면, 후지탁크 TD80, 후지탁크 TD80UF, 후지탁크 TD80UZ, 후지탁크 TD40UZ〔이상, 후지필름(주) 제조〕, KC8UX2M, KC4UY〔이상, 코니카미놀타어드밴스트레이어(주) 제조〕등이 있다.

폴리카보네이트계 수지는, 주쇄에 카르보네이트 결합(-O-CO-O-)을 갖는 중합체이다. 엔지니어링 플라스틱의 일종이며, 높은 내충격성, 내열성, 난연성을 갖는 수지이다. 또한, 높은 투명성을 가지므로, 광학 용도에도 적합하게 이용된다. 광학 용도에서는, 광탄성 계수를 내리기 위해서 폴리머 골격을 수식한 것과 같은 변성 폴리카보네이트라고 불리는 수지나, 파장 의존성을 개량한 공중합 폴리카보네이트 등도 시판되어 있어, 적합하게 이용할 수 있다. 이러한 폴리카보네이트 수지는 널리 시판되고 있으며, 예컨대, 판라이트〔데이진카세이(주) 제조〕, 유피론〔미쓰비시엔지니어링플라스틱(주) 제조〕, SD 폴리카〔스미토모다우(주) 제조〕, 칼리바〔다우케미컬사 제조〕 등이 있다.

기재 필름을 구성하는 상기한 열가소성 수지에는, 임의의 적절한 첨가제가 첨가되어 있어도 좋다. 이러한 첨가제로서는, 예컨대, 자외선흡수제, 산화방지제, 윤활제, 가소제, 이형제, 착색방지제, 난연제, 핵제, 대전방지제, 안료, 착색제 등을 들 수 있다. 기재 필름 중에서 위에 예시한 열가소성 수지가 차지하는 비율은, 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 비율이 50 중량% 미만이 되면, 열가소성 수지가 본래 갖는 고투명성 등이 충분히 발현되지 않을 우려가 있기 때문이다.

기재 필름의 두께는, 적절히 결정할 수 있지만, 일반적으로는 강도나 취급성 등, 작업성의 관점에서, 1~500 ㎛인 것이 바람직하고, 나아가서는 1~300 ㎛, 특히 5~200 ㎛인 것이 보다 바람직하다. 또한, 5~150 ㎛ 범위의 두께를 갖는 기재 필름이 한층 더 바람직하다.

기재 필름은, 수지층과의 밀착성을 향상시키기 위해서, 적어도 수지층이 형성되는 쪽의 표면에, 코로나 처리, 플라즈마 처리, 화염 처리 등이 실시되어 있어도 좋다. 또한 밀착성을 향상시키기 위해서, 기재 필름의 수지층이 형성되는 쪽의 표면에, 프라이머층이나 접착제층과 같은 박층을 형성하여도 좋다. 한편, 접착제층이나 코로나 처리층 등이 형성되어 있는 경우, 기재 필름은 이들을 포함하지 않는 상태인 것을 의미한다.

(폴리비닐알코올계 수지층)

폴리비닐알코올계 수지층은 전형적으로는, 폴리비닐알코올계 수지의 분말을, 예컨대 물과 같은 용해도가 높은 용매에 용해하여 폴리비닐알코올계 수지 용액을 조제하고, 얻어진 수지 용액을 기재 필름의 적어도 한쪽의 표면에 도공하고, 용제를 증발시켜 건조함으로써, 형성된다. 이러한 방법으로 수지층을 형성함으로써, 박막화가 가능해진다. 폴리비닐알코올계 수지 용액의 기재 필름으로의 도공은, 와이어바 코팅법, 리버스 코팅이나 그라비아 코팅과 같은 롤 코팅법, 다이 코트법, 콤마 코트법, 립 코트법, 스핀 코팅법, 스크린 코팅법, 파운틴 코팅법, 디핑법, 스프레이법 등의 각종 공지된 방법 중에서 적절하게 선택하여 행하면 좋다. 건조 온도는 예컨대 50~200℃이며, 바람직하게는 60~150℃이다. 건조 시간은 예컨대 2~20분이다.

형성하는 수지층의 두께는, 3 ㎛를 넘고, 30 ㎛ 이하가 되도록 하는 것이 바람직하며, 나아가서는 5~20 ㎛의 범위가 되도록 하는 것이 보다 바람직하다. 도공에 의해서 얻어지는 수지층의 두께가 3 ㎛ 이하이면, 연신 후에 지나치게 얇아져 충분한 염색성이 유지되기 어렵게 되고, 한편 그 두께가 30 ㎛를 넘으면, 최종적으로 얻어지는 편광자층의 두께가 10 ㎛를 넘어 버리는 경우가 있다.

기재 필름과 폴리비닐알코올계 수지층의 밀착성을 향상시키기 위해서, 기재 필름의 상기 수지층을 형성하는 면에 프라이머층을 형성하여도 좋다. 프라이머층은, 폴리비닐알코올계 수지에 가교제 등을 함유하는 조성물로 형성하는 것이, 밀착성의 관점에서 바람직하다.

상기 수지층을 형성하고, 또한 프라이머층을 형성하는 경우는 그 프라이머층이 되기도 하는 폴리비닐알코올계 수지는, 폴리아세트산비닐계 수지가 비누화된 것일 수 있다. 폴리아세트산비닐계 수지로서는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 외에, 아세트산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등이 예시된다. 아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예컨대 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 들 수 있다.

수지층의 형성에 이용하는 폴리비닐알코올계 수지는, 그 비누화도가, 80 몰% 이상, 나아가서는 90 몰% 이상, 특히 94 몰% 이상인 것이 바람직하다. 비누화도가 지나치게 낮으면, 편광판으로 한 후의 내수성이나 내습열성이 충분하지 않게 될 가능성이 있다. 또한 완전 비누화 제품(비누화도가 100 몰%인 것)이라도 좋지만, 비누화도가 너무 높으면, 염색 속도가 늦어져, 충분한 편광 성능을 부여하기 위해서는 제조 시간이 길어지거나, 경우에 따라서는 충분한 편광 성능을 갖는 편광자를 얻지 못하거나 하는 경우가 있다. 그래서, 그 비누화도는 99.5 몰% 이하, 또 99 몰% 이하 또는 99.0 몰% 이하인 것이 바람직하다.

여기서 말하는 비누화도란, 폴리비닐알코올계 수지의 원료인 폴리아세트산비닐계 수지에 포함되는 아세트산기(아세톡시기: -OCOCH₃)가 비누화 처리에 의해 수산기로 변화된 비율을 유닛비(몰%)로 나타낸 것으로, 다음 식으로 정의된다.

비누화도(몰%)=〔(수산기의 수)÷(수산기의 수+아세트산기 수)〕×100

비누화도가 높을수록 수산기의 비율이 많음을 의미하고, 따라서 결정화를 저해하는 아세트산기의 비율이 적음을 의미한다. 비누화도는, JIS K 6726-1994 「폴리비닐알코올 시험 방법」에 규정되는 방법에 의해서 구할 수 있다.

또한, 본 발명에 이용하는 폴리비닐알코올계 수지는, 일부가 변성되어 있는 변성 폴리비닐알코올이라도 좋다. 예컨대, 폴리비닐알코올계 수지를, 에틸렌이나 프로필렌과 같은 올레핀류로 변성한 것, 아크릴산이나 메타크릴산, 크로톤산과 같은 불포화 카르복실산류로 변성한 것, 불포화 카르복실산의 알킬에스테르로 변성한 것, 아크릴아미드로 변성한 것 등을 들 수 있다. 변성의 비율은 30 몰% 미만인 것이 바람직하고, 10 몰% 미만인 것이 보다 바람직하다. 30 몰% 이상의 변성을 한 경우에는, 이색성 색소를 흡착하기 어렵게 되어, 편광 성능이 낮아져 버리는 문제를 일으키기 쉽다.

폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는, 통상 100~10,000 정도의 범위에 있지만, 바람직하게는 1,500~8,000, 더욱 바람직하게는 2,000~5,000의 범위이다. 여기서 말하는 평균 중합도도 JIS K 6726-1994 「폴리비닐알코올 시험 방법」에 규정되는 방법에 의해서 구할 수 있다.

이러한 특성을 갖는 폴리비닐알코올계 수지로서, 예컨대 (주)쿠라레 제조의 PVA124(비누화도 98.0~99.0몰%), PVA117(비누화도 98.0~99.0 몰%), PVA624(비누화도 95.0~96.0 몰%) 및 PVA617(비누화도 94.5~95.5 몰%); 예컨대 닛폰고세이가세이고교(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%); 예컨대 니혼사쿠비포발(주) 제조의 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 있으며, 본 발명에 있어서는 이들을 적합하게 이용할 수 있다.

[연신 공정(S20)]

연신 공정에서는, 상기 적층 필름을, 폴리비닐알코올계 수지층의 두께가 10 ㎛ 이하가 되도록 일축 연신하여 연신 필름을 제작한다. 일축 연신의 연신 배율은, 바람직하게는, 5배를 넘고, 17배 이하이며, 더욱 바람직하게는 5배를 넘고, 8배 이하이다. 연신 배율이 5배 이하이면, 폴리비닐알코올계 수지층의 배향이 충분하지 않기 때문에, 결과적으로 편광자층의 편광도가 충분히 높아지지 않는다고 하는 문제점을 일으키는 경우가 있다. 한편, 연신 배율이 17배를 넘으면, 연신시에 적층 필름의 파단이 생기기 쉬워지는 동시에, 연신 필름이 필요 이상으로 얇아져, 후속 공정에서의 가공성이나 핸들링성이 저하할 우려가 있다. 연신 공정(S20)에서의 연신 처리는, 1단계로 연신하는 것에 한정되지 않고 다단계로 연신할 수도 있다. 이 경우, 2번째 단계 이후의 연신 공정도 연신 공정(S20) 중에 실시하여도 좋지만, 염색 공정(S30)에서의 염색 처리나 가교 처리와 동시에 실시하여도 좋다. 이와 같이 다단계로 연신을 행하는 경우는, 연신 처리의 전체 단계를 합한 적산 연신 배율이 5배가 넘도록 연신 처리하는 것이 바람직하다.

본 실시형태에서의 연신 공정(S20)은, 적층 필름의 길이 방향에 대하여 행하는 세로 연신 처리나, 폭 방향에 대하여 연신하는 가로 연신 처리 등에 의해 행할 수 있다. 세로 연신 방식으로서는, 롤간 연신 방법, 압축 연신 방법 등을 들 수 있고, 가로 연신 방식으로서는 텐터법 등을 들 수 있다.

또한, 연신 처리는, 습윤식 연신 방법과 건식 연신 방법 둘 다 채용할 수 있지만, 건식 연신 방법을 이용하는 쪽이, 적층 필름을 연신할 때의 온도를 넓은 범위에서 선택할 수 있다는 점에서 바람직하다.

연신 온도는, 폴리비닐알코올계 수지층 및 기재 필름 전체가 연신 가능한 정도로 유동성을 보이는 온도 이상으로 설정되고, 바람직하게는, 〔기재 필름의 상전이 온도-30〕℃에서 〔기재 필름의 상전이 온도+30〕℃의 범위이며, 보다 바람직하게는, 〔기재 필름의 상전이 온도-25〕℃에서 〔기재 필름의 상전이 온도+30〕℃의 범위이다. 연신 온도를 〔기재 필름의 상전이 온도-30〕℃보다 낮게 하면, 5배가 넘는 고배율 연신이 달성되기 어렵다. 연신 온도가 〔기재 필름의 상전이 온도+30〕℃를 넘으면, 기재 필름의 유동성이 지나치게 커서 연신이 곤란하게 되는 경향이 있다. 5배가 넘는 고연신 배율을 보다 달성하기 쉬우므로, 연신 온도는 상기 범위 내이며, 더욱 바람직하게는 120℃ 이상이다. 연신 처리의 온도 조정은 통상, 가열로의 온도 조정에 따른다.

[염색 공정(S30)]

염색 공정에서는, 이색성 색소를 함유하는 염색 용액에, 위의 연신 공정에서 얻어지는 연신 필름을 침지하고, 연신 필름 중의 폴리비닐알코올계 수지층을 염색하고, 염색층을 갖는 적층 필름을 얻는다. 이색성 색소로서는, 예컨대, 요오드나 이색성의 유기 염료를 이용할 수 있다. 이색성의 유기 염료로서, 예컨대, 레드 BR, 레드 LR, 레드 R, 핑크 LB, 루빈 BL, 보르도 GS, 스카이 블루 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, 스칼렛 GL, 스칼렛 KGL, 콩고 레드, 브릴리언트 바이올렛 BK, 수프라 블루 G, 수프라 블루 GL, 수프라 오렌지 GL, 다이렉트 스카이 블루, 다이렉트 퍼스트 오렌지 S, 퍼스트 블랙 등을 사용할 수 있다. 이들 이색성 유기 염료는, 시장에서 입수할 수 있다. 이색성 색소는, 1종류만을 이용하여도 좋고, 2종류 이상을 병용하여도 좋다.

염색 공정은, 예컨대, 상기 이색성 색소를 함유하는 용액(염색 용액)에, 연신 필름 전체를 침지함으로써 행해진다. 염색 용액으로서는, 상기 이색성 색소를 용매에 용해한 용액을 사용할 수 있다. 염색 용액의 용매로서, 일반적으로는 물이 사용되지만, 물과 상용성이 있는 유기 용매가 더 첨가되어도 좋다. 이색성 색소의 농도는, 0.01~10 중량%인 것이 바람직하고, 나아가서는 0.02~7 중량%, 특히 0.025~5 중량%인 것이 바람직하다.

이색성 색소로서 요오드를 사용하는 경우, 염색 효율을 더 한층 향상시킬 수 있으므로, 요오드화물을 더 첨가하는 것이 바람직하다. 이 요오드화물로서는, 예컨대, 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 이용하는 것이 바람직하다. 요오드화칼륨을 이용하는 경우, 요오드와 요오드화칼륨의 비율은 중량비로 1:5~1:100의 범위에 있는 것이 바람직하고, 나아가서는 1:6~1:80의 범위, 특히 1:7~1:70의 범위에 있는 것이 바람직하다.

염색 용액에 연신 필름을 침지하는 시간은 통상 15초~15분의 범위에 있는 것이 바람직하고, 나아가서는 30초~3분의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 또한 염색 용액의 온도는, 10~60℃의 범위에 있는 것이 바람직하고, 나아가서는 20~40℃의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다.

한편, 염색 처리를 연신 공정 전 또는 연신 공정과 동시에 행하는 것도 가능하지만, 폴리비닐알코올계 수지에 흡착시킨 이색성 색소를 양호하게 배향시키기 위해서는 미연신 필름에 연신 처리를 실시한 후에 염색 처리하는 것이 바람직하다. 이 때, 미리 목표의 배율로 연신된 것을 단순히 염색하기만 해도 좋고, 미리 저배율로 연신된 것을 염색 중에 재차 연신하여, 토탈로 목적 배율에 달하도록 하여도 좋다. 또한, 그 후의 가교 처리 중에 연신을 더 하는 경우에는, 여기서도 저배율의 연신에 그치게 해둘 수도 있다. 이 경우는, 가교 처리 후에 목적의 배율에 달하도록 적절하게 조정하면 된다.

[가교 공정(S40)]

염색 공정에 이어서 가교 공정이 실시된다. 가교 공정에서는, 가교제를 포함하는 용액(가교 용액) 중에, 위의 염색 공정에서 얻어진 염색층을 갖는 적층 필름을 침지함으로써, 가교 처리가 행해진다. 가교제로서는 일반적으로 붕산이나 붕사와 같은 붕소 화합물, 글리옥살, 글루탈알데히드 등이 알려져 있지만, 본 발명에서는 붕산을 이용한다. 물론, 붕산과 함께 다른 가교제를 존재시키는 것은 허용된다.

가교 용액에는, 붕산에 더하여, 일반적으로 요오드화물이 배합된다. 요오드화물을 존재시킴으로써, 수지층의 면내에서의 편광 특성을 보다 균일화시킬 수 있다. 요오드화물로서는, 예컨대, 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄 등이 이용되며, 그 중에서도 요오드화칼륨이 특히 바람직하게 이용된다.

가교 공정에 있어서, 용질의 종류나 농도가 다른 복수의 가교 용액을 이용함으로써, 보다 좋은 편광 성능을 얻을 수 있다. 본 발명에 있어서는, 가교 공정을 2단계로 나눠 행하고, 1번째 단계(제1 가교 공정)에서는, 요오드화물 농도가 낮거나 는 또는 실질적으로 요오드화물을 함유하지 않는 가교 용액을 이용하고, 2번째 단계(제2 가교 공정)에서는, 제1 가교 공정보다도 요오드화물 농도가 높은 가교 용액을 이용한다. 물론, 가교 공정을 3단계 이상으로 나눠 행할 수도 있지만, 그 경우에도, 제1 가교 공정을 먼저 행하고, 그 후에 제2 가교 공정을 행하도록 한다. 즉, 제1 가교 공정과 제2 가교 공정이 이 순서로 행해지도록 한다.

제1 가교 공정에서는, 물 100 중량부당 붕산의 함유량이 1~20 중량부이며, 요오드화물의 함유량이 1 중량부 미만인 수용액을 가교 용액으로서 이용하고, 거기에, 앞의 염색 공정에서 얻어진 염색층을 갖는 적층 필름을 60℃ 이상의 온도에서 침지한다. 이 제1 가교 공정에서는, 물 100 중량부당 요오드화물의 함유량을 1 중량부 미만으로 하고 있으므로, 가교 반응을 효율적으로 진행시킬 수 있다. 이와 같이, 제1 가교 공정에서 우선 가교 반응을 효율적으로 진행시키기 위해서, 거기서 이용하는 가교 용액 중의 요오드화물의 함유량은, 물 100 중량부당 1 중량부 미만으로 하지만, 바람직하게는 0.6 중량부 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.05 중량부 이하이다. 제1 가교 공정에서 이용하는 가교 용액은, 요오드화물을 함유하고 있지 않아도 좋다.

다음에, 제2 가교 공정에서는, 물 100 중량부당 붕산을 1~20 중량부 및 요오드화물을 2 중량부 이상 함유하는 수용액을 가교 용액으로서 이용하고, 거기에, 앞의 제1 가교 공정을 거친 후의 염색층을 갖는 적층 필름을 60℃ 이상의 온도에서 침지한다. 이 제2 가교 공정에서는, 물 100 중량부당 요오드화물의 함유량을 2 중량부 이상으로 하고 있으므로, 앞의 염색 공정 및 제1 가교 공정에서 폴리비닐알코올계 수지층(염색층)에 남기 쉬운 배향이 나쁜 이색성 색소가 제거되기 쉽게 된다. 그 결과, 편광 성능을 확보한 채로 투과율이 올라가기 때문에, 보다 좋은 편광 성능을 얻을 수 있다. 또한, 제2 가교 공정에서의 요오드화물 함유량을 조절함으로써, 편광성 적층 필름의 색상을 조절할 수 있다. 제2 가교 공정에서의 요오드화물의 함유량은, 물 100 중량부당 15 중량부 정도까지 허용되지만, 바람직하게는 5 중량부 이상이며, 또한 바람직하게는 8 중량부 이하이다.

가교 용액으로서, 가교제(붕산)를 용매에 용해한 용액을 사용할 수 있다. 용매로서, 본 발명에서는 물을 사용하지만, 이 가교 용액(수용액)은, 물과 상용성이 있는 유기 용매를 더 포함하고 있어도 좋다. 가교 용액에 있어서의 붕산의 농도는, 제1 가교 공정 및 제2 가교 공정 모두 물 100 중량부당 1~20 중량부로 하지만, 바람직하게는 3 중량부 이상, 보다 바람직하게는 4 중량부 이상, 더욱 바람직하게는 6 중량부 이상이며, 또한 바람직하게는 15 중량부 이하이다.

가교 용액에 염색층을 갖는 적층 필름을 침지하는 시간은, 제1 가교 공정 및 제2 가교 공정을 포함하는 가교 공정 전체의 합으로서, 통상, 15초~20분인 것이 바람직하고, 나아가서는 30초 이상, 또한 15분 이하가 되도록 하는 것이 보다 바람직하다. 가교 용액의 온도는, 60℃ 이상으로 하지만, 그 상한은 82℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 그 온도가 60℃ 미만이면, 침지 시간을 어느 정도 연장시켜도 충분한 편광 성능을 얻기 어렵게 되고, 한편 그 온도가 82℃를 넘으면, 폴리비닐알코올계 수지가 부분적으로 용출되어 염색 후의 얼룩을 발생하기 쉽다.

또한, 가교 처리는, 염색 용액 중에 가교제를 배합해 둠으로써, 염색 처리와 동시에 행할 수도 있다. 본 발명에 있어서는, 염색 용액 중에 가교제를 배합해 두고, 염색 공정에서 부분적으로 가교 반응을 진행시킬 수도 있지만, 그 경우에도, 염색 공정 후에, 상술한 제1 가교 공정 및 제2 가교 공정을 포함하는 가교 공정을 행함으로써, 우수한 편광 성능을 보이는 편광성 적층 필름 또는 편광판을 얻을 수 있도록 한다. 또한, 미리 목표의 배율로 연신된 것을 단순히 가교시키기만 해도 되고, 가교 처리와 연신을 동시에 행해도 좋다. 이 경우는, 미리 연신 공정에서 저배율로 연신된 연신 필름을, 가교 처리 중에 재차 연신함으로써, 토탈로 목적 배율에 달하도록 하면 된다.

[가교 공정 후, 임의로 행해지는 공정]

가교 공정을 거친 후에는, 세정 처리 및 건조 처리를 하는 것이 바람직하다. 세정 처리는 통상 가교 공정을 거친 필름을 물로 세정함으로써 행해진다. 세정 처리에는 통상 이온 교환수나 증류수와 같은 순수가 이용된다. 거기에, 가교 공정을 거친 후의 필름을 침지함으로써, 세정 처리를 할 수 있다. 세정에 이용하는 물의 온도는, 통상 3~50℃이며, 바람직하게는 4~20℃의 범위이다. 침지 시간은, 통상 2~300초간, 바람직하게는 3~240초간이다.

세정 처리에는, 요오드화물 수용액에 의한 세정과, 물에 의한 세정을 조합시키더라도 좋다. 또한 적절히, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 프로판올, 및 부탄올과 같은 액체 알코올이 배합된 수용액을 이용할 수도 있다.

세정 처리 후에는, 건조 처리를 더 실시하는 것이 바람직하다. 건조 처리로서, 임의의 적절한 방법(예컨대, 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조)을 채용할 수 있다. 예컨대, 가열 건조의 경우의 건조 온도는, 통상 20~95℃이며, 건조 시간은, 통상 1~15분간 정도이다. 이상의 염색 공정(S30), 가교 공정(S40)에 의해, 수지층이 편광자로서의 기능을 갖게 된다. 본 명세서에 있어서는, 편광자로서의 기능을 갖는 수지층을 편광자층이라 하고, 기재 필름 상에 편광자층을 구비한 적층체를 편광성 적층 필름이라고 한다.

[보호 필름 접합 공정(S50)]

여기서는, 위에서 설명한 각 공정을 거쳐 얻어지는 편광성 적층 필름의, 기재 필름측과는 반대쪽의 편광자층 면에, 보호 필름을 접합한다. 편광자층과 보호 필름과의 접합은, 예컨대, 점착제층이나 접착제층을 통해 양자를 접합하는 방법에 의해 행할 수 있다.

(보호 필름)

보호 필름은, 광학 기능을 갖지 않는 단순한 보호 필름이어도 좋고, 위상차 필름이나 휘도 향상 필름이라고 하는 광학 기능을 더불어 갖는 필름이어도 좋다.

보호 필름의 재료는, 편광판의 분야에서 일반적으로 이용되고 있는 것을, 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 예컨대, 환상 폴리올레핀계 수지 필름, 트리아세틸셀룰로오스나 디아세틸셀룰로오스와 같은 수지로 이루어지는 셀룰로오스에스테르계 수지 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트와 같은 수지로 이루어지는 폴리에스테르계 수지 필름, 폴리카보네이트계 수지 필름, 아크릴계 수지 필름, 폴리프로필렌계 수지 필름 등을 들 수 있다.

환상 폴리올레핀계 수지는, 노르보넨과 같은 환상 올레핀을 주요한 구성 모노머로 하는 것으로, 적절한 시판 제품, 예컨대, TOPAS〔Topas Advanced Polymers사 제조, 일본에서는 폴리플라스틱스(주)에서 입수할 수 있음〕, 아톤〔JSR(주) 제조〕, 제오노아(ZEONOR)〔닛폰제온(주) 제조〕, 제오넥스(ZEONEX)〔닛폰제온(주) 제조〕, 아펠〔미쓰이가가쿠(주) 제조〕등을 적합하게 이용할 수 있다. 이러한 환상 폴리올레핀계 수지를 제막하여 필름으로 할 때는, 용제캐스트법, 용융압출법 등의 공지된 방법이 적절하게 이용된다.

환상 폴리올레핀계 수지 필름은, 일축 연신 또는 이축 연신된 것이라도 좋다. 연신함으로써 환상 폴리올레핀계 수지 필름에 임의의 위상차치를 부여할 수 있다. 연신은, 통상 필름 롤을 풀어내면서 연속적으로 행해지고, 가열로에서, 롤의 진행 방향, 그 진행 방향과 면내에서 직교하는 방향, 그 양방, 또는 진행 방향과 평행도 직교도 아닌 경사 방향으로 연신된다. 가열로의 온도는, 통상 환상 폴리올레핀계 수지의 유리 전이 온도 근방에서부터 유리 전이 온도+100℃까지의 범위이다. 연신 배율은, 하나의 방향에 대해 통상 1.1~6배, 바람직하게는 1.1~3.5배이다. 에스시나 위상차 필름〔세키스이가가쿠고교(주) 제조〕 및 제오노아 필름〔닛폰제온(주) 제조〕과 같은, 미리 제막되고 경우에 따라서는 위상차가 더욱 부여된 환상 폴리올레핀계 수지 필름의 시판 제품을 이용하여도 좋다.

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

셀룰로오스에스테르계 수지는, 셀룰로오스의 지방산 에스테르이며, 전형적인 것으로 셀룰로오스트리아세테이트가 있다. 셀룰로오스에스테르계 수지 필름으로서, 적절한 시판 제품, 예컨대, 후지탁크 TD80, 후지탁크 TD80UF, 후지탁크 TD80UZ, 후지탁크 TD40UZ〔이상, 후지필름(주) 제조〕, KC8UX2M, KC4UY〔이상, 코니카미놀타어드밴스트레이어(주) 제조〕 등을 적합하게 이용할 수 있다.

셀룰로오스에스테르계 수지 필름의 표면에는, 시야각 특성을 개량하기 위해서 액정층 등을 형성하여도 좋다. 또한, 연신하여 위상차가 부여된 것이라도 좋다. 셀룰로오스에스테르계 수지 필름은, 편광 필름과의 접착성을 높이기 위해서, 통상은 비누화 처리가 실시된다. 비누화 처리는, 수산화나트륨이나 수산화칼륨과 같은 알칼리의 수용액에 침지하는 방법에 의해 행할 수 있다.

보호 필름의 표면에는, 하드코트층, 방현층, 및 반사방지층과 같은 광학층을 형성할 수도 있다. 보호 필름 표면에 이들 광학층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 공지된 방법을 이용할 수 있다.

보호 필름의 두께는, 박형화의 요구로부터, 가능한 한 얇은 것이 바람직하고, 90 ㎛ 이하인 것이 바람직하며, 나아가서는 50 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 단, 지나치게 얇으면 강도가 저하되어 가공성에 난점이 생기기 때문에, 통상은 5 ㎛ 이상인 것이 바람직하다.

(다른 광학층)

편광판은, 실용에 있어서 다른 광학층이 적층된 복합 편광판으로서 이용할 수도 있다. 상기한 보호 필름이, 이러한 다른 광학층의 기능을 갖고 있어도 좋다.

다른 광학층의 예로서는, 어떤 종류의 편광광을 투과하고, 그것과 반대의 성질을 보이는 편광광을 반사하는 반사형 편광 필름, 표면에 요철 형상을 갖는 방현 기능을 갖춘 필름, 표면 반사 방지 기능을 갖춘 필름, 표면에 반사 기능을 갖는 반사 필름, 반사 기능과 투과 기능을 더불어 갖는 반투과 반사 필름, 시야각 보상 필름 등을 들 수 있다.

어떤 종류의 편광광을 투과하고, 그것과 반대의 성질을 보이는 편광광을 반사하는 반사형 편광 필름에 상당하는 시판 제품으로서, 예컨대, DBEF〔3M사 제조, 일본에서는 스미토모쓰리엠(주)에서 입수할 수 있음), 및 APF〔3M사 제조, 일본에서는 역시 스미토모쓰리엠(주)에서 입수할 수 있음)를 들 수 있다. 시야각 보상 필름으로서는, 기재 표면에 액정성 화합물이 도포되어, 배향되어 있는 광학 보상 필름, 폴리카보네이트계 수지로 이루어지는 위상차 필름, 환상 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름 등을 들 수 있다. 기재 표면에 액정성 화합물이 도포되어, 배향되어 있는 광학 보상 필름에 상당하는 시판 제품의 예로서, WV 필름〔후지필름(주) 제조〕, NH 필름〔JX닛코닛세키에네르기(주) 제조〕, NV 필름〔JX닛코닛세키에네르기(주) 제조〕 등이 있다. 또한, 환상 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름에 상당하는 시판 제품의 예로서, 아톤필름〔JSR(주) 제조〕, 에스시나 위상차 필름〔세키스이가가쿠고교(주) 제조〕, 제오노아 필름〔닛폰제온(주) 제조〕 등을 들 수 있다.

(점착제층)

편광자층과 보호 필름을, 점착제층을 통해 접합하는 경우, 그 점착제층을 구성하는 점착제는, 통상, 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 실리콘계 수지 등을 베이스 폴리머로 하고, 거기에, 이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 아지리딘 화합물 등의 가교제를 가한 조성물로 이루어진다. 또한, 점착제 중에 미립자를 배합하여, 광산란성을 보이는 점착제층을 형성할 수도 있다.

점착제층의 두께는 1~40 ㎛인 것이 바람직하지만, 가공성과 내구성을 포함하는 특성을 손상시키지 않는 범위에서 얇게 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3~25 ㎛이다. 3~25 ㎛라는 두께는, 양호한 가공성을 가지면서 또한 편광자층의 치수 변화를 억제하는 데에도 적합하다. 점착제층의 두께가 1 ㎛를 하회하면 점착성이 저하하고, 한편 40 ㎛를 넘으면 점착제가 비어져 나오는 등의 문제점을 일으키기 쉽게 된다.

보호 필름이나 편광자층에의 점착제층의 형성은, 보호 필름 또는 편광자층에, 상기한 베이스 폴리머를 비롯한 각 성분을 포함하는 점착제 용액을 도포하고, 건조시킴으로써 행해도 좋고, 세퍼레이터 상에 형성된 점착제층을, 보호 필름면 또는 편광자층면으로 이설(移設)하는 방법에 의해 행해도 좋다. 전자의 보호 필름 또는 편광자층에 직접 점착제층을 형성한 경우는, 그 점착제층에 세퍼레이터를 접합시키고, 다른 한쪽의 필름에 접합시킬 때까지, 그 표면을 임시로 부착하여 보호하는 것이 통례이지만, 세퍼레이터의 접합을 생략하고, 그 점착제층에 직접 다른 한쪽의 필름을 접합시켜도 좋다. 또한, 후자의 세퍼레이터 상에 형성된 점착제층을 이설하는 경우는, 다른 한쪽의 필름에 접합시킬 때에, 그 세퍼레이터를 박리하게 된다. 보호 필름 또는 편광자층에 직접 점착제 용액을 도포하여 점착제층을 형성하는 경우는, 그 보호 필름 또는 편광자층의 점착제층 형성면에, 또한 세퍼레이터 상에 형성된 점착제층을 보호 필름 또는 편광자층에 이설하는 경우는, 보호 필름 혹은 편광자층의 점착제층 형성면, 및/또는 점착제층의 접합면에, 필요에 따라 밀착 처리, 예컨대, 코로나 처리 등을 실시하여도 좋다. 한쪽의 필름에 형성된 점착제층을 다른 한쪽의 필름에 접합시킬 때도 마찬가지로 상기 다른 한쪽의 필름의 접합면 및/또는 점착제층의 접합면에, 필요에 따라 밀착 처리를 실시할 수 있다.

(접착제층)

편광자층과 보호 필름을, 접착제층을 통해 접합하는 경우, 그 접착제층을 구성하는 접착제는, 예컨대, 폴리비닐알코올계 수지 수용액, 수계 이액형 우레탄계 에멀젼 접착제 등일 수 있다. 그 중에서도, 폴리비닐알코올계 수지 수용액이 적합하게 이용된다. 접착제로서 이용하는 폴리비닐알코올계 수지에는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐을 비누화 처리하여 얻어지는 비닐알코올호모폴리머 외에, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체를 비누화 처리하여 얻어지는 비닐알코올계 공중합체, 나아가서는 이들의 수산기를 부분적으로 변성한 변성 폴리비닐알코올계 중합체 등이 있다. 수계 접착제에는, 다가 알데히드, 수용성 에폭시 화합물, 멜라민계 화합물, 지르코니아 화합물, 아연 화합물 등이 첨가제로서 첨가되어도 좋다. 이러한 수계의 접착제를 이용한 경우, 그 다음에 얻어지는 접착제층은, 통상 1 ㎛보다도 훨씬 얇고, 통상의 광학현미경으로 단면을 관찰하더라도 그 접착제층은 사실상 관찰되지 않는다.

수계 접착제를 이용한 필름의 접합은, 그 접착제를 통해 양 필름을 접합시켜, 롤 등에 의해 가압하여 건조하는 방법 등에 의해 행할 수 있다. 예컨대, 한쪽 필름의 표면에 접착제를 균일하게 도포한 후, 거기에 다른 한쪽의 필름을 중첩시키는 방법이나, 양 필름 사이에 접착제를 유입시키는 방법이 채용된다. 접착제는, 통상 그 조제 후 15~40℃의 온도 하에서 도포되고, 접합 온도는 통상 15~30℃의 범위이다.

수계 접착제를 사용하는 경우는, 필름을 접합한 후, 접착제 중에 포함되는 물을 제거하기 위해서 건조시킨다. 건조로의 온도는 30~90℃가 바람직하다. 건조 온도가 30℃를 하회하면, 접착면이 박리되기 쉽게 되는 경향이 있다. 한편, 그 온도가 90℃를 넘으면, 열에 의해서 편광자층 등의 광학 성능이 열화될 우려가 있다. 건조 시간은 10~1,000초로 할 수 있다.

건조 후에는 또한 실온 또는 그것보다 약간 높은 온도, 예컨대, 20~45℃ 정도의 온도에서 12~600시간 정도 양생하여도 좋다. 양생할 때의 온도는, 건조시에 채용한 온도보다도 낮게 설정되는 것이 일반적이다.

또한, 비수계의 접착제로서 광경화성 접착제를 이용할 수도 있다. 광경화성 접착제로서는, 예컨대, 광경화성 에폭시 화합물과 광양이온 중합개시제와의 혼합물 등을 들 수 있다.

광경화성 접착제란, 자외선 등의 활성 에너지선을 조사함으로써 경화하는 접착제이며, 예컨대, 중합성 화합물 및 광중합 개시제를 포함하는 것, 광반응성 수지를 포함하는 것, 바인더 수지 및 광반응성 가교제를 포함하는 것 등을 들 수 있다. 상기 중합성 화합물로서는, 광경화성 에폭시계 모노머, 광경화성 아크릴계 모노머, 광경화성 우레탄계 모노머 등의 광중합성 모노머나, 이들 모노머에 유래하는 올리고머 등을 들 수 있다. 또한 광중합 개시제로서는, 자외선 등의 활성 에너지선의 조사를 받아, 중성 라디칼, 음이온 라디칼, 양이온 라디칼이라는 활성종을 발생하는 물질을 포함하는 것을 들 수 있다. 중합성 화합물 및 광중합 개시제를 포함하는 광경화성 접착제로서, 광경화성 에폭시계 모노머 및 광양이온 중합개시제를 포함하는 것이 바람직하다.

광경화성 접착제를 이용한 필름의 접합은, 예컨대, 유연법, 메이어바코트법, 그라비아코트법, 콤마코터법, 닥터블레이드법, 다이코트법, 딥코트법, 분무법 등에 의해, 필름의 접착면에 접착제를 도포하고, 2장의 필름을 중첩시키는 방법에 의해 행할 수 있다. 유연법이란, 피도포물인 2장의 필름을, 대략 수직 방향, 대략 수평 방향, 또는 양자 사이의 비스듬한 방향으로 이동시키면서, 그 표면에 접착제를 흘려 떨어뜨려 확포(擴布)시키는 방법이다.

필름의 표면에 접착제를 도포한 후, 닙롤 등으로 사이에 끼워 필름을 접합시킴으로써 접착된다. 또한, 이 적층체를 롤 등으로 가압하여 균일하게 넓히는 방법도 적합하게 사용할 수 있다. 이 경우, 롤의 재질은 금속이나 고무 등일 수 있다. 또한, 이 적층체를 롤과 롤 사이에 통과시키고, 가압하여 넓히는 방법도 바람직하게 채용된다. 이 경우, 2개의 롤은 동일한 재질이라도 좋고, 다른 재질이라도 좋다. 닙롤 등을 이용하여 접합된 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 적절하게 실시하여도 좋다. 비누화 처리는, 수산화나트륨이나 수산화칼륨과 같은 알칼리의 수용액에 침지하는 방법에 의해 행할 수 있다.

접착제로서 광경화성 접착제를 이용한 경우는, 필름을 적층한 후, 활성 에너지선을 조사함으로써 광경화성 접착제를 경화시킨다. 활성 에너지선의 광원은 특별히 한정되지 않지만, 파장 400 nm 이하에 발광 분포를 갖는 자외선이 바람직하고, 구체적으로는 저압수은등, 중압수은등, 고압수은등, 초고압수은등, 케미컬 램프, 블랙 라이트 램프, 마이크로웨이브 여기 수은등, 메탈 할라이드 램프 등이 바람직하게 이용된다.

광경화성 접착제에 빛을 조사하는 강도는, 광경화성 접착제의 조성에 의해서 적절하게 결정되며, 특별히 한정되지 않지만, 중합개시제의 활성화에 유효한 파장 영역의 조사 강도가 0.1~6,000 mW/cm²가 되도록 하는 것이 바람직하다. 조사 강도를 이 범위에 넣으면, 반응 시간이 지나치게 길어지지 않고, 또한 광원으로부터 복사되는 열 및 광경화성 접착제의 경화시의 발열에 의한 경화성 화합물의 황변이나 편광자층의 열화를 발생시킬 우려가 적다. 광경화성 접착제에 빛을 조사하는 시간은, 경화시키는 접착제에 따라 적용되는 것이며, 역시 특별히 한정되지 않지만, 상기한 조사 강도와 조사 시간과의 곱으로 나타내어지는 적산 광량이 10~10,000 mJ/cm²가 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 광경화성 접착제에의 적산 광량을 이 범위에 넣으면, 중합개시제 유래의 활성종을 충분량 발생시켜 경화 반응을 보다 확실하게 진행시킬 수 있고, 또한 조사 시간이 지나치게 길어지지 않고, 양호한 생산성을 유지할 수 있다. 활성 에너지선 조사 후의 접착제층의 두께는, 통상 0.001~5 ㎛ 정도이며, 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상이고 또한 2 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상이며 또한 1 ㎛ 이하이다.

활성 에너지선의 조사에 의해서 편광자층이나 보호 필름을 포함하는 필름의 광경화성 접착제를 경화시키는 경우, 편광자층의 편광도, 투과율 및 색상, 그리고 보호 필름의 투명성 등, 편광판의 제반 기능이 저하되지 않는 조건으로 경화를 행하는 것이 바람직하다.

[기재 필름 박리 공정(S60)]

본 실시형태의 편광판의 제조 방법에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 보호 필름을 편광자층에 접합하는 보호 필름 접합 공정(S50) 후, 기재 필름 박리 공정(S60)을 행한다. 수지층 형성 공정에서 이용한 기재 필름은, 여기서 편광성 적층 필름으로부터 박리된다. 기재 필름의 박리 방법은 특별히 한정되지 않고, 통상의 점착제를 갖는 편광판에서 행해지는 세퍼레이터의 박리 공정과 같은 방법을 채용할 수 있다. 보호 필름 접합 공정(S50) 후, 그대로 곧 기재 필름을 박리하여도 좋고, 한 번 롤 형상으로 권취한 후, 따로 박리 공정을 두어 기재 필름을 박리하여도 좋다.

기재 필름을 박리한 후에는, 편광자층 또는 그 표면에 얇게 형성된 프라이머층이 노출되게 되지만, 그대로 편광판으로서 이용할 수 있다. 이 경우는, 그 편광자층 또는 프라이머층의 표면에, 액정 셀 등의 표시 소자, 또는 다른 광학 필름에 접합시키기 위한 점착제층을 형성하는 것이 통례이다. 또한, 기재 필름의 박리에 의해 노출된 편광자층 또는 프라이머층의 표면에, 접착제를 이용하여 별도의 보호 필름을 접합시켜, 편광자층이 2장의 보호 필름으로 샌드위치된 구조의 편광판으로 할 수도 있다. 이 경우는, 한쪽의 보호 필름면에, 액정 셀 등의 표시 소자, 또는 다른 광학 필름에 접합시키기 위한 점착제층을 형성하는 것이 통례이다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예를 도시하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들의 예에 의해 한정되는 것은 아니다. 예 중, 함유량 내지 사용량을 나타내는 % 및 부는, 특기하지 않는 한 중량 기준이다.

[실시예 1]

(기재 필름)

기재 필름으로서, 110 ㎛의 두께를 갖는 미연신 폴리프로필렌 필름(융점 163℃)을 이용하였다.

(프라이머층 형성 공정)

평균 중합도 1,100이고 비누화도 99.5 몰%인 폴리비닐알코올 분말〔닛폰고세이가가쿠고교(주) 제조의 "Z-200"〕를 95℃의 열수에 용해시켜 농도 3%의 폴리비닐알코올 수용액을 조제했다. 얻어진 수용액에 수용성 에폭시 수지의 30% 수용액인 가교제〔다오카가가쿠고교(주) 제조의 "스미레즈레진 650"〕를 폴리비닐알코올의 고형분 6부에 대하여 5부의 비율로 혼합했다. 얻어진 혼합 수용액을, 코로나 처리가 실시된 상기 기재 필름 상에 마이크로 그라비아 코터를 이용하여 도공하고, 80℃에서 10분간 건조시켜 두께 0.2 ㎛의 프라이머층을 형성했다.

(폴리비닐알코올계 수지층 형성 공정)

평균 중합도 2,400이고 비누화도 98.0~99.0 몰%인 폴리비닐알코올 분말〔(주)쿠라레 제조의 "PVA124"〕을 95℃의 열수에 용해시켜 농도 8%의 폴리비닐알코올 수용액을 조제했다. 얻어진 수용액을 상기 프라이머층 위에 립 코터를 이용하여 도공하고, 80℃에서 20분간 건조시켜 기재 필름, 프라이머층 및 폴리비닐알코올계 수지층의 3층으로 이루어지는 적층 필름을 제작했다. 폴리비닐알코올계 수지층의 두께는 10 ㎛였다.

(연신 공정)

위에서 얻어진 적층 필름에 대하여, 160℃에서 5.8배의 자유단 일축 연신을 실시하여 연신 필름을 얻었다. 연신 후의 폴리비닐알코올계 수지층의 두께는 5.0 ㎛였다.

(염색 공정)

위에서 얻어진 연신 필름을, 이하에 나타내는 조성으로 26~30℃로 유지된 염색 용액에 60~180초간으로 설정된 소정 시간 침지하여 염색한 후, 10℃의 순수로 여분의 요오드액을 씻어 버렸다. 염색 용액에 침지하는 시간 및 요오드 농도는, 최종적으로 얻어지는 편광판의 후술하는 방법에 의해서 구해지는 시감도 보정 단일체 투과율(Ty)이 42.0% 부근이 되도록 미조정했다.

〈염색 용액〉

물 100부

요오드 0.25~0.6부

요오드화칼륨 10부

(가교 공정)

계속해서, 이하에 나타내는 조성을 가지며, 76℃로 유지된 제1 가교 용액에 240초 침지하고(제1 가교 공정), 그 후, 이하에 나타내는 조성을 가지며, 역시 76℃로 유지된 제2 가교 용액에 60초 침지했다(제2 가교 공정). 계속해서 10℃의 순수로 10초간 세정하고, 마지막으로 80℃에서 200초간 건조시켰다. 이상의 조작에 의해, 수지층으로 편광자층을 형성하고, 편광성 적층 필름을 얻었다.

〈제1 가교 용액〉

물 100부

붕산 9.5부

〈제2 가교 용액〉

물 100부

붕산 9.5부

요오드화칼륨 10부

(보호 필름 접합 공정)

평균 중합도 1,800의 폴리비닐알코올 분말〔(주)쿠라레 제조의 "KL-318"〕을 95℃의 열수에 용해시켜 농도 3%의 폴리비닐알코올 수용액을 조제했다. 얻어진 수용액에, 앞선 프라이머층 형성 공정에서 이용한 것과 동일한 가교제 "스미레즈레진 650"을, 폴리비닐알코올의 고형분 2부에 대하여 1부의 비율로 혼합하여, 접착제 용액으로 했다. 이 폴리비닐알코올계 접착제를 편광성 적층 필름의 편광자층에 도포한 후, 거기에 트리아세틸셀룰로오스로 이루어지는 보호 필름〔코니카미놀타어드밴스트레이어(주) 제조의 "KC4UY")를 접합하여, 보호 필름/접착제층/편광자층/프라이머층/기재 필름으로 이루어지는 다층 필름을 얻었다.

(기재 필름 박리 공정)

위에서 얻어진 다층 필름으로부터 기재 필름을 박리하고, 보호 필름/접착제층/편광자층/프라이머층으로 이루어지는 편광판을 제작했다. 기재 필름은, 위의 다층 필름으로부터 용이하게 박리할 수 있다.

얻어진 편광판의 광학 특성을, 적분구를 갖는 분광광도계〔니혼분코(주) 제조의 「V7100」〕로 측정한 바, Py=99.997%, 단일체 a=-0.83, 단일체 b=4.44, 평행 a=-1.32, 평행 b=7.78, 직교 a=0.60, 직교 b=-0.05가 되었다.

[실시예 2]

가교 공정에서의 제1 가교 용액의 조성을, 물 100부에 대하여 붕산 9.5부 및 요오드화칼륨 0.5부로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제작했다. 얻어진 편광판의 광학 특성을, 적분구를 갖는 분광광도계로 측정한 바, Py=99.997%, 단일체 a=-0.81, 단일체 b=4.36, 평행 a=-1.28, 평행 b=7.62, 직교 a=0.23, 직교 b=0.01이 되었다.

[실시예 3]

가교 공정에서의 제1 가교 용액의 조성을, 물 100부에 대하여 붕산 9.5부 및 요오드화칼륨 0.9부로 한 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제작했다. 얻어진 편광판의 광학 특성을, 적분구를 갖는 분광광도계로 측정한 바, Py=99.995%, 단일체 a=-0.82, 단일체 b=4.44, 평행 a=-1.29, 평행 b=7.73, 직교 a=0.33, 직교 b=-0.11이 되었다.

[실시예 4]

가교 공정에서의 제2 가교 용액의 요오드화칼륨량을, 물 100부에 대하여 7부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제작했다. 얻어진 편광판의 광학 특성을, 적분구를 갖는 분광광도계로 측정한 바, Py=99.995%, 단일체 a=-0.92, 단일체 b=3.78, 평행 a=-1.52, 평행 b=6.65, 직교 a=0.00, 직교 b=0.09가 되었다.

[실시예 5]

가교 공정에서의 제2 가교 용액의 요오드화칼륨량을, 물 100부에 대하여 5부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제작했다. 얻어진 편광판의 광학 특성을, 적분구를 갖는 분광광도계로 측정한 바, Py=99.995%, 단일체 a=-1.09, 단일체 b=3.74, 평행 a=-1.84, 평행 b=6.56, 직교 a=0.24, 직교 b=-0.38이 되었다.

[실시예 6]

가교 공정에서의 제1 가교 용액의 온도를 78℃, 거기에 침지하는 시간을 120초로 하고, 제2 가교 용액의 온도를 78℃로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제작했다. 얻어진 편광판의 광학 특성을, 적분구를 갖는 분광광도계로 측정한 바, Py=99.995%, 단일체 a=-0.57, 단일체 b=3.90, 평행 a=-0.92, 평행 b=6.87, 직교 a=1.05, 직교 b=0.18이 되었다.

[실시예 7]

가교 공정에서의 제1 가교 용액의 온도를 78℃, 거기에 침지하는 시간을 120초로 하고, 제2 가교 용액의 조성을 물 100부에 대하여 붕산 9.5부 및 요오드화칼륨 6.8부로 하고, 온도를 70℃로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제작했다. 얻어진 편광판의 광학 특성을, 적분구를 갖는 분광광도계로 측정한 바, Py=99.995%, 단일체 a=-0.82, 단일체 b=3.25, 평행 a=-1.41, 평행 b=5.78, 직교 a=0.79, 직교 b=-0.40이 되었다.

[실시예 8]

가교 공정에서의 제1 가교 용액의 온도를 78℃, 거기에 침지하는 시간을 120초로 하고, 제2 가교 용액의 조성을 물 100부에 대하여 붕산 9.5부 및 요오드화칼륨 4.9부로 하고, 온도를 70℃로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제작했다. 얻어진 편광판의 광학 특성을, 적분구를 갖는 분광광도계로 측정한 바, Py=99.995%, 단일체 a=-0.89, 단일체 b=2.99, 평행 a=-1.55, 평행 b=5.33, 직교 a=0.66, 직교 b=-0.91가 되었다.

[비교예 1]

가교 공정에서, 제2 가교 공정을 행하지 않고, 가교 용액의 조성을 물 100부에 대하여 붕산 9.5부 및 요오드화칼륨 10부로 하고, 거기에 침지하는 시간을 300초로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제작했다. 얻어진 편광판의 광학 특성을, 적분구를 갖는 분광광도계로 측정한 바, Py=99.993%, 단일체 a=-0.74, 단일체 b=3.86, 평행 a=-1.20, 평행 b=6.77, 직교 a=0.19, 직교 b=-0.10이 되었다.

[비교예 2]

가교 공정에서, 제2 가교 공정을 행하지 않고, 가교 용액의 조성을 물 100부에 대하여 붕산 9.5부 및 요오드화칼륨 5부로 하고, 거기에 침지하는 시간을 300초로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제작했다. 얻어진 편광판의 광학 특성을, 적분구를 갖는 분광광도계로 측정한 바, Py=99.994%, 단일체 a=-0.87, 단일체 b=3.06, 평행 a=-1.49, 평행 b=5.44, 직교 a=0.14, 직교 b=-0.25가 되었다.

[비교예 3]

가교 공정에서, 제2 가교 공정을 행하지 않고, 가교 용액의 조성을 물 100부에 대하여 붕산 9.5부 및 요오드화칼륨 5부로 하고, 온도를 78℃, 거기에 침지하는 시간을 300초로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제작했다. 얻어진 편광판의 광학 특성을, 적분구를 갖는 분광광도계로 측정한 바, Py=99.991%, 단일체 a=-0.79, 단일체 b=2.31, 평행 a=-1.41, 평행 b=4.20, 직교 a=1.12, 직교 b=-2.54가 되었다.

[비교예 4]

가교 공정에서, 제2 가교 공정을 행하지 않고, 가교 용액의 조성을 물 100부에 대하여 붕산 9.5부 및 요오드화칼륨 5부로 하고, 온도를 78℃, 거기에 침지하는 시간을 300초로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제작했다. 얻어진 편광판의 광학 특성을, 적분구를 갖는 분광광도계로 측정한 바, Py=99.979%, 단일체 a=-0.62, 단일체 b=1.77, 평행 a=-1.15, 평행 b=3.30, 직교 a=2.15, 직교 b=-5.26이 되었다.

[비교예 5]

가교 공정에서, 제2 가교 공정을 행하지 않고, 가교 용액의 조성을 물 100부에 대하여 붕산 9.5부 및 요오드화칼륨 0부로 하고, 거기에 침지하는 시간을 300초로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제작했다. 얻어진 편광판의 광학 특성을, 적분구를 갖는 분광광도계로 측정한 바, Py=99.800%, 단일체 a=0.00, 단일체 b=-0.69, 평행 a=-0.91, 평행 b=0.54, 직교 a=20.63, 직교 b=-41.13이 되었다.

[비교예 6]

가교 공정에서의 제2 가교 용액의 온도를 50℃로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제작했다. 얻어진 편광판의 광학 특성을, 적분구를 갖는 분광광도계로 측정한 바, Py=99.991%, 단일체 a=-1.00, 단일체 b=3.55, 평행 a=-1.71, 평행 b=6.30, 직교 a=0.25, 직교 b=-0.54가 되었다.

[비교예 7]

가교 공정에서의 제1 가교 용액의 온도를 50℃, 그리고 제2 가교 용액의 온도를 50℃로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제작했다. 얻어진 편광판의 광학 특성을, 적분구를 갖는 분광광도계로 측정한 바, Py=99.930%, 단일체 a=-1.19, 단일체 b=5.03, 평행 a=-1.78, 평행 b=8.38, 직교 a=0.22, 직교 b=-0.41이 되었다.

[편광 성능의 측정]

편광판의 광학 특성은, 적분구를 갖는 분광광도계〔니혼분코(주) 제조의 「V7100」〕로 측정했다. 측정에 있어서, 편광판은 그 보호 필름측을 디텍터측으로 하고, 프라이머층측에서 빛이 입사되도록 분광광도계에 셋트했다. 구체적인 측정 방법에 관해서 설명하면, 380~780 nm의 파장 범위에서 MD 투과율과 TD 투과율을 구하고, 이하에 나타내는 식(1) 및 식(2)에 기초하여 각 파장에 있어서의 단일체 투과율 및 편광도를 산출하고, 또한 JIS Z 8701: 1999 「색의 표시 방법-XYZ 표색계 및 X₁₀Y₁₀Z₁₀ 표색계」의 2도 시야(C 광원)에 의해 시감도 보정을 하여, 시감도 보정 단일체 투과율(Ty) 및 시감도 보정 편광도(Py)를 구했다. 전술한 것과 같이, 이렇게 해서 구해지는 시감도 보정 단일체 투과율(Ty)이 42.0% 부근이 되도록, 염색 공정에서의 염색 용액에 침지하는 시간을 조정하고 있다. 또한, 얻어진 시감도 보정 편광도(Py)를, 가교 공정에서의 주된 조건과 함께 표 1에 나타내었다.

여기서, 「MD 투과율」이란, 글랜 톰슨 프리즘(Glan-Thompson prism)으로부터 나오는 편광의 방향과 편광판 샘플의 투과축을 평행하게 했을 때의 투과율이며, 또한 「TD 투과율」이란, 글랜 톰슨 프리즘으로부터 나오는 편광의 방향과 편광판 샘플의 투과축을 직교시켰을 때의 투과율이며, 이하의 식(1) 및 (2)에 있어서는 각각, 「MD」 및 「TD」라고 기재한다.

단일체 투과율(%)=(MD+TD)÷ 2…… 식(1)

편광도(%)=〔(MD-TD)÷(MD+TD)〕×100…… 식(2)

[색상의 측정]

편광판의 단일체 색상(단일체 a, 단일체 b), 평행 색상(평행 a, 평행 b), 및 직교 색상(직교 a, 직교 b)도, 적분구를 갖는 분광광도계〔니혼분코(주) 제조의 「V7100」〕로 측정했다. 여기서, 직교 색상이란, 투과축이 직교하는 2장의 편광판에 빛을 입사했을 때의 투과광의 색상을 의미하고, 평행 색상이란, 투과축이 평행한 2장의 편광판에 빛을 입사했을 때의 투과율의 색상을 의미한다. 또한, 단일체 색상이란, 1장의 편광판에 빛을 입사했을 때의 투과광의 색상을 의미한다. a치 및 b치는, 헌터 Lab 표색계에서 표현되는 색의 값이며, JIS-Z8729J에 준거하여 계산된다. 색상 a치가 높은 것은 적색을, 낮은 것은 녹색을 나타낸다. 한편, 색상 b치가 높은 것은 황색을, 낮은 것은 청색을 나타낸다. 또한, 0에 가까울수록 모두 무채색에 가까운 것을 나타낸다.

표 1에 나타내는 것과 같이, 본 발명에 따라서 가교 공정을 2단계로 행하고, 각각의 요오드화물 농도 및 온도를 소정 조건으로 함으로써, 얻어지는 편광판의 시감도 보정 편광도 Py를 한층 더 높일 수 있다.

편광판의 용도로부터 보면, 예컨대, LCD 용도의 편광판은, 흑색 표시가 편광판의 직교 색상에 의존하기 때문에, 명료하게 원래의 색을 표시할 수 있도록 직교 색상이 뉴트럴 회색인 것이 요구되는 경우가 있다(직교 a, 직교 b가 제로 부근). 한편, OLED 반사 방지 용도의 편광판은, 발광 강도를 올림으로써 발광 소자의 단수명화를 막기 위해서, 특별히 수명이 짧은 청색광 파장 영역에서의 단일체 투과율이 높은 것이 바람직한 경우가 있다(단일체 b가 작음). 본 발명의 방법에 의해, 시감도 보정 편광도가 우수하고, 상기와 같은 용도에도 따른 색상의 편광판을 제조할 수 있다.

Claims (3)

1. 기재 필름의 적어도 한쪽의 면에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하여 적층 필름을 얻는 수지층 형성 공정,
   얻어진 적층 필름을, 폴리비닐알코올계 수지층의 두께가 10 ㎛ 이하가 되도록 일축 연신하여 연신 필름을 얻는 연신 공정,
   얻어진 연신 필름을, 이색성 색소를 함유하는 염색 용액에 침지하여 상기 폴리비닐알코올계 수지층을 염색하고, 염색층을 갖는 적층 필름을 얻는 염색 공정, 및
   얻어진 염색층을 갖는 적층 필름을, 붕산을 함유하는 가교 용액에 침지하여 상기 염색된 폴리비닐알코올계 수지층을 가교하고, 편광자층을 형성하는 가교 공정을 구비하고,
   상기 가교 공정은 제1 가교 공정 및 제2 가교 공정을 이 순서로 구비하고, 상기 염색 공정에서 얻어지는 염색층을 갖는 적층 필름을, 상기 제1 가교 공정에서는, 물 100 중량부당 붕산의 함유량이 1~20 중량부이며, 요오드화물의 함유량이 1 중량부 미만인 수용액에 60℃ 이상의 온도에서 침지하고, 그리고, 상기 제2 가교 공정에서는, 물 100 중량부당 붕산의 함유량이 1~20 중량부이며, 요오드화물의 함유량이 2 중량부 이상인 수용액에 60℃ 이상의 온도에서 침지하는 편광성 적층 필름의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 연신 공정은, 5배가 넘는 연신 배율로 상기 적층 필름을 일축 연신함으로써 행해지는 편광성 적층 필름의 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 기재된 방법에 의해서 편광성 적층 필름을 제조하는 공정, 얻어지는 편광성 적층 필름의 상기 기재 필름과는 반대쪽의 면에 보호 필름을 접합하는 보호 필름 접합 공정, 및
   보호 필름 접합 후에 상기 기재 필름을 상기 편광성 적층 필름으로부터 박리하는 기재 필름 박리 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 편광판의 제조 방법.

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