KR20180070601A - 광학 필름의 반송 방법 및 편광판의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
광학 필름에 접힘, 깨짐, 균열, 파단과 같은 문제점을 발생시키는 일없이 연속적으로 필름 반송할 수 있는 방법을 제공한다. 광학 필름의 반송 방법은, 한쌍의 롤(42)로 구성되는 닙 롤을 포함하는 반송 경로를 따라 광학 필름을 반송하는 방법이다. 광학 필름이 한쌍의 롤(42) 사이를 통과할 때에, 광학 필름의 폭 방향 단부에 가해지는 압력은, 광학 필름의 폭 방향 중앙부에 가해지는 압력보다 작다.
Description
본 발명은 광학 필름의 반송 방법 및 편광판의 제조 방법에 관한 것이다.
필름을 연속적으로 공급하면서, 소정의 반송 경로에 통과시켜, 복수의 롤에 접촉시키면서 필름을 연속적으로 반송하는 방법은, 필름 반송 방법으로서 일반적이다. 상기 반송 공정에서 사용되는 각종 롤에는, 필름의 편측만 지지하는 가이드 롤이나, 필름의 양측에 배치되어, 필름을 양측에서 지지하는 닙 롤 등이 있다. 이 중, 닙 롤은, 필름의 장력 조정, 필름 반송을 위한 구동, 필름에의 압박, 필름의 접합 등의 목적에서 이용된다.
예컨대, 일본 특허 공개 제2008-90271호 공보(특허문헌 1)에는, 편광자의 양면에 수성 접착제를 도포한 후, 편광자와 보호 필름을 중합시키고, 닙 롤에 통과시켜 편광판을 제조하는 방법이 개시되어 있다.
최근, 소비 전력이 작고, 저전압으로 동작하고, 경량이며 또한 박형의 화상 표시 장치(예컨대 액정 표시 장치)가, 휴대 전화, 휴대 정보 단말, 컴퓨터용의 모니터, 텔레비전 등의 정보 표시 디바이스에 널리 이용되고 있다. 이러한 정보 표시 디바이스는, 용도에 따라서는 한층 더 박형화가 요구되고, 그것을 구성하는 각종 광학 필름에 대해서도 박막화가 요구되고 있다.
그런데, 광학 필름의 박막화에 의해, 광학 필름의 폭 방향 단부에 웨이브나 컬이 생기기 쉬워졌다. 예컨대, 편광판의 제조 공정에 있어서는, 보호 필름을 편광 필름에 접합시키기 전에 가습 처리하는 경우가 있는데, 이에 의해 보호 필름의 폭 방향 단부에 웨이브나 컬이 발생하는 경우가 있다. 여기서, 웨이브란, 필름의 폭 방향 단부가, 필름의 길이 방향을 따라 요철을 형성하는 것을 말하고, 컬이란, 필름의 폭 방향 단부가, 필름의 길이 방향을 따라 필름의 한쪽의 면측에 휨을 형성하는 것을 말한다. 또한, 편광 필름에 수계 접착제를 이용하여 보호 필름을 접합한 경우에도, 얻어진 적층체 필름의 폭 방향 단부에 웨이브나 컬이 발생하는 경우가 있다. 필름의 웨이브나 컬 부분이 닙 롤 사이를 통과하였을 때, 이 부분에 압력이 가해져, 필름에 접힘이나, 그에 따른 파단, 깨짐, 균열(금)이 생기는 경우가 있다. 특히, 유연성이 작은 취약한 필름에 있어서, 이들 문제가 발생하기 쉽다.
필름에 접힘, 깨짐, 균열, 파단이 생기면, 그 부분은 결함부로서 폐기되기 때문에, 필름의 수율이 저하하며, 결함부의 제거 작업이나 공정의 재가동 준비 때문에 제조 효율이 저하한다. 또한, 필름에 균열이나 파단이 생기면, 비산한 필름의 파편에 의해 공정 내가 오염될 우려도 있다.
본 발명의 목적은 한쌍의 롤로 구성되는 닙 롤을 포함하는 반송 경로를 따라 광학 필름을 반송하는 방법으로서, 광학 필름에 접힘, 깨짐, 균열, 파단과 같은 문제점을 발생시키는 일없이 연속적으로 필름 반송할 수 있는 방법 및 필름에 접힘, 깨짐, 균열, 파단과 같은 문제점을 발생시키는 일이 없는 편광판의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명은 이하에 나타내는 광학 필름의 반송 방법을 제공한다.
[1] 한쌍의 롤로 구성되는 닙 롤을 포함하는 반송 경로를 따라 광학 필름을 반송하는 방법으로서,
상기 광학 필름이 상기 한쌍의 롤 사이를 통과할 때에, 상기 광학 필름의 폭 방향 단부에 가해지는 압력은, 상기 광학 필름의 폭 방향 중앙부에 가해지는 압력보다 작은, 광학 필름의 반송 방법.
[2] 상기 한쌍의 롤 중 적어도 하나는, 상기 광학 필름의 폭 방향 단부에 대응하는 영역의 직경이, 상기 광학 필름의 폭 방향 중앙부에 대응하는 영역의 직경보다 작은, [1]에 기재된 광학 필름의 반송 방법.
[3] 상기 한쌍의 롤 중 적어도 하나는, 일정한 직경을 갖는 제1 롤부와, 상기 제1 롤부의 양단부이면서, 상기 광학 필름의 폭 방향 단부에 대응하는 영역에 배치되고, 상기 제1 롤부보다 직경이 작은 제2 롤부를 포함하는, [2]에 기재된 광학 필름의 반송 방법.
[4] 상기 한쌍의 롤 중 적어도 하나는, 상기 광학 필름의 폭 방향 단부에 대응하는 영역에서 존재하지 않는, [1]에 기재된 광학 필름의 반송 방법.
[5] 상기 한쌍의 롤 중 한쪽의 롤은, 20°이상 160°이하의 포위각을 갖도록 상기 광학 필름을 반송하는, [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재된 광학 필름의 반송 방법.
[6] 상기 광학 필름은 접착제 또는 점착제를 통해 복수의 필름을 접합한 적층 광학 필름인, [1]∼[5] 중 어느 하나에 기재된 광학 필름의 반송 방법.
본 발명은 이하에 나타내는 편광판의 제조 방법을 제공한다.
[7] 한쌍의 롤로 구성되는 닙 롤을 포함하는 반송 경로를 따라 원료 필름을 반송시키는 반송 공정과,
반송된 원료 필름을 이용하여 편광판을 제조하는 제조 공정을 포함하고,
상기 원료 필름이 상기 한쌍의 롤 사이를 통과할 때에, 상기 원료 필름의 폭 방향 단부에 가해지는 압력은, 상기 원료 필름의 폭 방향 중앙부에 가해지는 압력보다 작은, 편광판의 제조 방법.
본 발명은 이하에 나타내는 편광판의 제조 방법을 제공한다.
[8] 원료 필름을 이용하여 편광판을 제조하는 제조 공정과,
한쌍의 롤로 구성되는 닙 롤을 포함하는 반송 경로를 따라 편광판을 반송시키는 반송 공정을 포함하고,
상기 편광판이 상기 한쌍의 롤 사이를 통과할 때에, 상기 편광판의 폭 방향 단부에 가해지는 압력은, 상기 편광판의 폭 방향 중앙부에 가해지는 압력보다 작은, 편광판의 제조 방법.
본 발명의 방법에 따르면, 광학 필름을, 닙 롤을 포함하는 반송 경로를 따라 반송하는 경우에 있어서, 광학 필름에 접힘, 깨짐, 균열, 파단과 같은 문제점을 발생시키는 일없이 연속적으로 광학 필름을 반송할 수 있다. 이에 의해, 상기 반송 공정을 포함하는 편광판의 제조 방법에 있어서는, 필름에 접힘, 깨짐, 균열, 파단과 같은 문제점을 발생시키는 일이 없어, 상기 문제점에 따른 편광판의 수율 저하를 억제할 수도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광학 필름의 반송 방법에 이용하는 반송 장치의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 광학 필름의 반송 방법에 이용하는 롤의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 광학 필름의 반송 방법에 이용하는 롤의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 광학 필름의 반송 방법에 이용하는 롤의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 광학 필름의 폭 방향 단면도의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 광학 필름의 폭 방향 단면도의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 편광판의 제조 방법으로 제작되는 편광판의 층 구성의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 편광판의 제조 방법으로 제작되는 편광판의 층 구성의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 광학 필름의 반송 방법에 이용하는 반송 장치의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 광학 필름의 반송 방법에 이용하는 롤의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 광학 필름의 반송 방법에 이용하는 롤의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 광학 필름의 반송 방법에 이용하는 롤의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 광학 필름의 폭 방향 단면도의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 광학 필름의 폭 방향 단면도의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 편광판의 제조 방법으로 제작되는 편광판의 층 구성의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 편광판의 제조 방법으로 제작되는 편광판의 층 구성의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 광학 필름의 반송 방법에 이용하는 반송 장치의 일례를 나타내는 모식도이다.
<광학 필름의 반송 방법>
본 발명의 광학 필름의 반송 방법은, 장척의 필름을, 반송 장치에 의해 구축된 적어도 한쌍의 닙 롤을 포함하는 반송 경로를 따라(반송 경로를 통하여) 연속적으로 반송하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 광학 필름을 상기 반송 경로를 따라 연속적으로 반송하는 공정에 있어서, 광학 필름이 상기 한쌍의 닙 롤 사이를 통과할 때에, 상기 광학 필름의 폭 방향 단부에 가해지는 압력은, 상기 광학 필름의 폭 방향 중앙부에 가해지는 압력보다 작다.
전술한 바와 같이, 광학 필름의 폭 방향 단부는, 웨이브나 컬 등의 다소의 요철을 가지고 있기 때문에, 광학 필름이 닙 롤 사이를 통과할 때, 요철부에 압력이 가해져, 광학 필름에 접힘, 깨짐, 균열(금), 파단을 발생시키는 경우가 있다. 본 발명의 방법에 따르면, 광학 필름이 상기 한쌍의 닙 롤 사이를 통과할 때에, 광학 필름의 폭 방향 단부에 가해지는 압력이 작아, 요철부에 압박 부하가 걸리지 않거나, 또는 요철부에의 압박 부하가 저감되기 때문에, 상기와 같은 문제점을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 필름의 반송 방법의 일실시형태에 대해서 도 1 및 도 9를 이용하여 설명한다. 도 1 및 도 9는 각각, 본 발명에 따른 필름의 반송 방법에 이용하는 반송 장치의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 1은 장척의 광학 필름(10)이 반송 장치(A)의 반송 경로를 따라 연속적으로 반송되고 있는 모습을 나타내고 있다. 도 1에 나타내는 반송 장치(A)에 있어서 반송 경로는, 광학 필름을 그 회전에 의해 연속적으로 풀어내는 언와인딩 장치(50); 주행하는 광학 필름을 지지하는 가이드 롤(60); 한쌍의 롤로 구성되는 닙 롤(40)을 포함한다. 도시되어 있지 않지만, 반송 경로의 하류 말단에는 통상, 광학 필름을 권취하기 위한 권취 장치가 구비되어 있어, 반송 경로를 다 통과한 광학 필름은 순차 권취되어, 필름 롤이 된다. 도 1에 있어서 실선 화살표는 필름의 반송 방향 또는 언와인딩 장치의 회전 방향을 나타낸다.
광학 필름의 반송은 예컨대 다음과 같이 하여 행할 수 있다. 먼저, 장척의 광학 필름(10)을 반송 경로에 통과시켜 연속 반송을 개시한다. 장척의 광학 필름(10)은 통상, 롤형으로 권회된 필름 롤로서 준비된다. 이 필름 롤을 언와인딩 장치[언와인딩 장치(50) 또는 이것과는 별도의 언와인딩 장치]에 셋트하고, 그 언와인딩 장치로부터 광학 필름(10)을 연속적으로 풀어내면서, 도 1의 실선 화살표 방향으로 연속 반송을 행한다.
광학 필름이 닙 롤(40, 40) 사이를 통과할 때에, 광학 필름의 폭 방향 단부에 가해지는 압력은, 광학 필름의 폭 방향 중앙부에 가해지는 압력보다 작다. 여기서 닙 롤(40, 40) 사이를 통과할 때에, 광학 필름에 가해지는 압력은, 감압지 또는 압력 센서를 한쌍의 닙 롤 사이에 끼움으로써 측정되는 값이다. 예컨대, 폭 방향 단부에 가해지는 압력은, 폭 방향 중앙부에 가해지는 압력의 30％ 이하인 것이 바람직하고, 10％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 폭 방향 단부에 가해지는 압력은, 0 ㎪인 것이 가장 바람직하다.
본 발명에 따른 필름의 반송 방법의 다른 실시형태에 대해서 도 9를 이용하여 설명한다. 도 9는 본 발명에 따른 필름의 반송 방법에 이용하는 반송 장치(B)의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 9는 장척의 광학 필름(10)이 반송 장치(B)의 반송 경로를 따라 연속적으로 반송되고 있는 모습을 나타내고 있다. 도 9에 나타내는 반송 장치(B)는, 기본적인 구성은 도 1에 나타내는 반송 장치(A)와 동일하다. 반송 장치(A)와 상이한 점은, 광학 필름(10)이 한쌍의 닙 롤(40a, 40b) 중 닙 롤(40a)에 감아걸친 상태로 반송되고 있는 점이다. 반송 장치(B)에 구비되어 있는 한쌍의 닙 롤(40a, 40b)은, 예컨대 광학 필름의 반송의 방향 전환을 행하는 위치 등에 배치된다. 또한, 도 9 중, 도 1과 동일한 부호를 붙인 부재에 대해서는, 도 1에 기초하여 설명한 내용과 동일하기 때문에 그 설명을 생략하고, 이하에서는, 도 1에 나타내는 반송 장치(A)와 상이한 점에 대해서 설명한다.
반송 장치(B)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 닙 롤(40a)이 포위각(θ)을 갖도록 광학 필름(10)을 반송한다. 여기서, 포위각(θ)이란, 도 9에 나타내는 바와 같이, 광학 필름(10)과 접촉하고 있는 닙 롤의 외주면의 원호로 형성되는 중심각을 말한다. 구체적으로는, 포위각(θ)은, 포위각(θ)[°]=(광학 필름(10)이 닙 롤과 접촉하는 위치로부터 떨어지는 위치까지의 닙 롤의 원주 방향의 길이/닙 롤의 원주 길이)×360[°]의 식으로 나타낸다.
보다 상세하게는, 반송 장치(B)는 한쌍의 닙 롤(40, 40)에 있어서의 광학 필름(10)의 포위각이 실질적으로 동일한 반송 장치(A)(도 1)와는 상이하고, 한쌍의 닙 롤(40a, 40b) 중, 닙 롤(40a)에 있어서의 광학 필름(10)의 포위각이, 닙 롤(40b)에 있어서의 광학 필름(10)의 포위각보다 커지는 것 같은 상태로 광학 필름(10)을 반송한다. 반송 장치(B)와 같이 닙 롤(40a)에 감아걸쳐 광학 필름(10)을 반송하는 경우, 닙 롤(40a)의 직경 방향 중심측에 광학 필름(10)이 압박되는 압력은, 반송 장치(A)에 있어서의 닙 롤(40)의 그것보다 커진다.
본 실시형태에서는, 전술한 바와 같이, 광학 필름(10)이 닙 롤(40a, 40b) 사이를 통과할 때에 광학 필름(10)의 폭 방향 단부에 가해지는 압력이, 광학 필름(10)의 폭 방향 중앙부에 가해지는 압력보다 작아져 있다. 예컨대, 폭 방향 단부에 가해지는 압력은, 폭 방향 중앙부에 가해지는 압력의 30％ 이하인 것이 바람직하고, 10％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 폭 방향 단부에 가해지는 압력은, 0 ㎪인 것이 가장 바람직하다.
따라서, 광학 필름(10)이 한쌍의 닙 롤(40a, 40b) 사이를 통과할 때에, 광학 필름(10)이 닙 롤(40a)의 직경 방향 중심측에 상대적으로 강하게 압박되게 되어도, 광학 필름(10)의 폭 방향 단부에 가해지는 압력을 작게 할 수 있다. 이에 의해, 광학 필름(10)이 그 폭 방향 단부에 웨이브나 컬 등의 다소의 요철을 가지고 있어도, 광학 필름(10)의 폭 방향 단부의 요철부에 압박 부하가 걸리지 않거나, 또는 요철부에의 압박 부하가 저감되기 때문에, 광학 필름에 접힘, 깨짐, 균열(금), 파단이 생기는 것을 억제할 수 있다.
반송 장치(B)에서는, 광학 필름(10)이 닙 롤(40a)의 외주면에 접하여 반송되는 거리가, 다른쪽의 닙 롤(40b)의 외주면에 접하여 반송되는 거리보다 상대적으로 길어진다. 그 때문에, 닙 롤(40a, 40b)의 닙 부분으로부터의 압박 부하뿐만 아니라, 닙 롤(40a)과 광학 필름(10)의 접촉에 의해, 광학 필름(10)의 폭 방향 단부의 요철부에 압박 부하가 걸리기 쉬워질 우려가 있다. 또한, 광학 필름(10)이 닙 롤(40a)의 외주면에 접하여 반송되는 거리는, 반송 장치(A)(도 1)의 닙 롤(40)의 외주면에 접하여 반송되는 거리보다 상대적으로 길어진다. 그 때문에, 반송 장치(B)를 이용한 경우에는, 반송 장치(A)를 이용한 경우와 비교하여, 닙 롤(40a)과 광학 필름(10)의 접촉에 의해, 광학 필름(10)의 폭 방향 단부의 요철부에 압박 부하가 걸리기 쉬워질 우려가 있다.
이러한 경우에도, 본 실시형태에서는, 폭 방향 단부에 가해지는 압력이, 광학 필름(10)의 폭 방향 중앙부에 가해지는 압력보다 작아져 있기 때문에, 광학 필름(10)의 폭 방향 단부에 압박 부하가 이러한 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 광학 필름에 접힘, 깨짐, 균열(금), 파단이 생기는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 광학 필름의 반송 방법은, 닙 롤을 구성하는 한쪽의 롤에 있어서의 광학 필름의 포위각(θ)이 20°이상 160°이하인 경우에 이용하면 한층 더 효과적이고, 60°이상 120°이하인 경우에 이용하면 더욱 효과적이다.
광학 필름을 반송하는 반송 경로는, 2 이상의 닙 롤 쌍을 포함하고 있어도 좋다. 이 경우, 모든 닙 롤 쌍에 대해서, 광학 필름이 닙 롤(40, 40) 또는 닙 롤(40a, 40b) 사이를 통과할 때에, 광학 필름의 폭 방향 단부에 가해지는 압력은, 광학 필름의 폭 방향 중앙부에 가해지는 압력보다 작은 것이 바람직하다.
광학 필름을 반송 경로를 따라 연속적으로 반송할 때의 필름 반송 속도는, 예컨대 2∼120 m/min의 범위이고, 바람직하게는 10∼50 m/min의 범위이다.
본 발명의 광학 필름의 반송 방법은, 광학 필름을 연속적으로 반송하는 공정 및 그 반송 공정을 포함하는 광학 필름을 이용한 모든 제조 공정에 적용할 수 있다. 이 제조 공정의 구체예를 들면, 광학 필름에 어떠한 처리(예컨대 코팅 처리나 연신 처리)를 실시하는 공정, 광학 필름을 다른 부재(필름 등)에 접합하는 공정 등이고, 본 발명의 광학 필름의 반송 방법은, 이들 제조 공정의 전후에 있어서의 광학 필름의 반송에 이용할 수 있다.
<닙 롤>
닙 롤(40, 40, 40a, 40b)은, 반송되는 필름의 상하에 배치되는 한쌍의 롤이며, 상하로부터 사이에 끼워 필름을 압박할 수 있는 것이다. 닙 롤(40, 40, 40a, 40b)은, 반송되는 필름의 장력의 조정·제어, 필름 반송을 위한 구동력, 필름 반송 속도의 제어, 필름에의 압박, 필름 반송의 방향 전환 등의 역할을 맡을 수 있다.
닙 롤(40, 40, 40a, 40b)에 대해서, 도 2∼도 6을 이용하여 설명한다. 도 2∼도 4는 각각, 닙 롤에 이용되는 롤의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 도 5 및 도 6은 각각, 광학 필름의 폭 방향 단면도의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 롤(42)은, 롤부(32)와 축(20)을 포함한다. 축(20)은 닙 롤을 회전 가능하게 지지하기 위해, 롤부(32)의 양 단부면에 결합된 축이다. 롤부(32)는, 제1 롤부(32a)와, 제1 롤부(32a)의 롤 축 방향 양 단부에 배치된 제2 롤부(32b)로 이루어진다. 제1 롤부(32a) 및 제2 롤부(32b)는, 각각 일정한 직경을 갖는 원기둥 형상이며, 회전축을 공유하고 있다. 제2 롤부(32b)의 직경(D2)은 제1 롤부(32a)의 직경(D1)보다 작다.
도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 광학 필름(10)은, 폭 방향 중앙부(10a)는 평탄하고, 폭 방향 단부(10b)에 웨이브 또는 컬을 가지고 있다. 광학 필름(10)이 닙 롤을 통과할 때에는, 롤(42)의 제1 롤부(32a)에 끼워지는 부분을 광학 필름의 폭 방향 중앙부(10a)가 통과하고, 제2 롤부(32b)에 끼워지는 부분을 광학 필름의 폭 방향 단부(10b)가 통과한다. 즉, 제1 롤부(32a)는 광학 필름의 폭 방향 중앙부(10a)에 대응하는 영역이고, 제2 롤부(32b)는 광학 필름의 폭 방향 단부(10b)에 대응하는 영역이다.
제1 롤부(32a)의 롤 축 방향을 따른 길이(L3)는, 반송되는 광학 필름(10)의 폭(W3)보다 짧고, 바람직하게는, 광학 필름의 폭 방향 중앙부(10a)의 폭(W1)보다 짧다. 이에 의해, 광학 필름(10)이 한쌍의 롤(42)로 구성되는 닙 롤 사이를 통과할 때에, 광학 필름(10)의 폭 방향 단부(10b)가, 제1 롤부(32a)보다 롤 축 방향 외측에 위치하기 때문에, 광학 필름(10)의 폭 방향 단부(10b)에는, 제1 롤부(32a)로부터의 압력이 가해지지 않고, 제2 롤부(32b)로부터의 압력이 가해지게 된다. 제2 롤부(32b) 쪽이, 제1 롤부(32a)보다 직경이 작기 때문에, 제2 롤부(32b)에 끼워지는 광학 필름(10)의 폭 방향 단부(10b)에 가해지는 압력은, 제1 롤부(32a)에 끼워지는 광학 필름(10)의 폭 방향 중앙부(10a)에 가해지는 압력보다 작아진다. 따라서, 광학 필름(10)의 폭 방향 단부(10b)에 웨이브나 컬 등의 요철이 존재하고 있어도, 닙 롤을 통과할 때에, 요철부에 가해지는 압력이 작아, 요철부가 닙 롤에 끼워지는 것에 의해 생기는, 광학 필름의 접힘, 깨짐, 균열(금), 파단을 억제할 수 있다. 제1 롤부(32a)의 롤 축 방향을 따른 길이(L3)는, 예컨대, 300 ㎜ 이상 2300 ㎜ 이하로 할 수 있다.
제2 롤부(32b)의 롤 축 방향을 따른 길이(L2)는, 반송되는 광학 필름(10)의 폭 방향 단부(10b)의 폭(W2)보다 긴 것이 바람직하다. 광학 필름(10)의 폭 방향 단부(10b)의 폭(W2)이란, 웨이브나 컬 등의 요철이 존재하는 상태에 있어서의, 폭 방향 단부(10b)의 폭 방향을 따른 거리를 의미한다. 이에 따르면, 광학 필름(10)의 폭 방향 단부(10b)는, 한쌍의 제2 롤부(32b) 사이에 형성되는 공극 내에 수용되기 때문에, 광학 필름(10)의 두께 방향에의 변형이 억제된다. 따라서, 광학 필름(10)이 닙 롤을 통과할 때에, 과도한 웨이브나 컬의 발생을 억제할 수 있어, 광학 필름의 접힘, 깨짐, 균열(금), 파단을 효과적으로 억제할 수 있다. 제2 롤부(32b)의 롤 축 방향을 따른 길이(L2)는, 예컨대, 30 ㎜ 이상 200 ㎜ 이하로 할 수 있다.
제1 롤부(32a)의 직경(D1)과, 제2 롤부(32b)의 직경(D2)의 차(L1×2)는, 20 ㎜ 이하가 바람직하고, 10 ㎜ 이하가 더욱 바람직하다. 이에 따르면, 광학 필름(10)의 폭 방향 단부(10b)의 과도한 웨이브나 컬의 발생을 억제할 수 있다. 한편, 제1 롤부(32a)의 직경(D1)과, 제2 롤부(32b)의 직경(D2)의 차는, 2 ㎜ 이상이 바람직하고, 5 ㎜ 이상이 더욱 바람직하다. 이에 따르면, 광학 필름(10)의 폭 방향 단부(10b)에 이러한 압력을 충분히 작게 할 수 있어, 폭 방향 단부(10b)의 요철부가 닙 롤에 끼워짐으로써 생기는, 광학 필름의 접힘, 깨짐, 균열(금), 파단을 억제할 수 있다.
닙 롤에 이용되는 롤의 다른 구성에 대해서, 도 3을 이용하여 설명한다. 도 3에 나타내는 롤(44)은, 롤부(34)와 축(20)을 포함하고, 롤부(34)는 제1 롤부(34a)와, 제1 롤부(34a)의 롤 축 방향 양 단부에 배치된 제2 롤부(34b)로 이루어진다. 도 3에 나타내는 롤(44)은, 기본적인 구성은 도 2에 나타내는 롤(42)과 동일하다. 롤(42)과 상이한 점은, 제2 롤부(34b)는 제1 롤부(34a)에 접하는 부분으로부터, 롤(44)의 축 방향 단부측을 향하여 직경이 작아지는 테이퍼 형상인 점이다. 또한, 도 3에서는, 테이퍼 형상의 제1 롤부(34a)에 접하는 부분으로부터, 롤(44)의 축 방향 단부까지는, 롤 회전축을 통과하는 단면에 있어서 직선으로 되어 있지만, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 제1 롤부(34a)에 접하는 부분으로부터, 롤(44)의 축 방향 단부까지는, 롤 회전축을 통과하는 단면에 있어서 곡선이며, 테이퍼 형상의 외형이 곡면으로 구성되어 있어도 좋다.
제1 롤부(34a)의 롤 축 방향을 따른 길이(L3)는, 반송되는 광학 필름(10)의 폭(W3)보다 짧고, 광학 필름의 폭 방향 중앙부(10a)의 폭(W1)보다 짧은 것이 바람직하다. 이에 의해, 광학 필름(10)이 한쌍의 롤(44)로 구성되는 닙 롤 사이를 통과할 때에, 광학 필름(10)의 폭 방향 단부(10b)가, 제1 롤부(34a)보다 롤 축 방향 외측에 위치하기 때문에, 광학 필름(10)의 폭 방향 단부에는, 제1 롤부(34a)로부터의 압력이 가해지지 않고, 제2 롤부(34b)로부터의 압력이 가해지게 된다. 제2 롤부(34b) 쪽이, 제1 롤부(34a)보다 직경이 작기 때문에, 제2 롤부(34b)에 끼워지는 광학 필름(10)의 폭 방향 단부(10b)에 가해지는 압력은, 제1 롤부(34a)에 끼워지는 광학 필름(10)의 폭 방향 중앙부(10a)에 가해지는 압력보다 작아진다. 따라서, 광학 필름(10)의 폭 방향 단부(10b)에 웨이브나 컬 등의 요철이 존재하고 있어도, 닙 롤을 통과할 때에, 요철부에 가해지는 압력이 작아, 요철부가 닙 롤에 끼워짐으로써 생기는, 광학 필름의 접힘, 깨짐, 균열(금), 파단을 억제할 수 있다. 제1 롤부(34a)의 롤 축 방향을 따른 길이(L3)는, 예컨대, 300 ㎜ 이상 2300 ㎜ 이하로 할 수 있다.
제2 롤부(34b)의 롤 축 방향을 따른 길이(L2)는, 반송되는 광학 필름(10)의 폭 방향 단부(10b)의 폭(W2)보다 긴 것이 바람직하다. 광학 필름(10)의 폭 방향 단부(10b)의 폭(W2)이란, 웨이브나 컬 등의 요철이 존재하는 상태에 있어서의, 폭 방향 단부(10b)의 폭 방향을 따른 거리를 의미한다. 이에 따르면, 광학 필름(10)의 폭 방향 단부(10b)는, 한쌍의 제2 롤부(34b) 사이에 형성되는 공극 내에 수용되기 때문에, 광학 필름(10)의 두께 방향으로의 변형이 억제된다. 따라서, 광학 필름(10)이 닙 롤을 통과할 때에, 과도한 웨이브나 컬의 발생을 억제할 수 있어, 광학 필름의 접힘, 깨짐, 균열(금), 파단을 효과적으로 억제할 수 있다. 제2 롤부(34b)의 롤 축 방향을 따른 길이(L2)는, 예컨대, 30 ㎜ 이상 200 ㎜ 이하로 할 수 있다.
제1 롤부(34a)의 직경(D1)과, 제2 롤부(34b)의 축 방향 단부의 직경(D2)의 차(L1×2)는, 20 ㎜ 이하가 바람직하고, 10 ㎜ 이하가 더욱 바람직하다. 이에 따르면, 광학 필름(10)의 폭 방향 단부(10b)의 과도한 웨이브나 컬의 발생을 억제할 수 있다. 한편, 제1 롤부(34a)의 직경(D1)과, 제2 롤부(34b)의 축 방향 단부의 직경(D2)의 차는, 2 ㎜ 이상이 바람직하고, 5 ㎜ 이상이 더욱 바람직하다. 이에 따르면, 광학 필름(10)의 폭 방향 단부(10b)에 이러한 압력을 충분히 작게 할 수 있어, 폭 방향 단부(10b)의 요철부가 닙 롤에 끼워짐으로써 생기는, 광학 필름의 접힘, 깨짐, 균열(금), 파단을 억제할 수 있다.
닙 롤에 이용되는 롤의 다른 구성에 대해서, 도 4를 이용하여 설명한다. 도 4에 나타내는 롤(46)은, 롤부(36)와 축(20)을 포함하고, 롤부(36)는, 일정 직경을 갖는 원주형의 제1 롤부(36a)로 이루어진다. 즉, 롤(46)은, 제1 롤부(36a)만으로 이루어지며, 제1 롤부(36a)보다 직경이 작은 제2 롤부를 포함하지 않는다.
제1 롤부(36a)의 롤 축 방향을 따른 길이(L3)는, 반송되는 광학 필름(10)의 폭(W3)보다 짧고, 바람직하게는 광학 필름의 폭 방향 중앙부(10a)의 폭(W1)보다 짧다. 이에 의해, 광학 필름(10)이 한쌍의 롤(46)로 구성되는 닙 롤 사이를 통과할 때에, 광학 필름(10)의 폭 방향 단부(10b)가, 제1 롤부(36a)보다 롤 축 방향 외측에 위치하기 때문에, 필름(10)의 폭 방향 단부(10b)에 웨이브나 컬 등의 요철이 존재하고 있어도, 닙 롤을 통과할 때에, 요철부에 압력이 가해지지 않아, 요철부가 닙 롤에 끼워짐으로써 생기는, 광학 필름의 접힘, 깨짐, 균열(금), 파단을 억제할 수 있다.
상기에서는, 한쌍의 롤로 구성되는 닙 롤에 있어서, 롤의 양방이, 도 2∼도 4로 나타내는 롤인 경우를 설명하였지만, 적어도 한쪽의 롤이, 도 2∼도 4에 나타내는 형상의 롤이면, 광학 필름이 한쌍의 롤 사이를 통과할 때에, 광학 필름의 폭 방향 단부에 가해지는 압력을, 상기 광학 필름의 폭 방향 중앙부에 가해지는 압력보다 작게 할 수 있다. 바람직하게는, 한쌍의 롤로 구성되는 닙 롤에 있어서, 양방의 롤이 도 2∼도 4에 나타내는 형상의 롤이다. 또한, 한쌍의 롤에 있어서, 도 2∼도 4의 롤을 조합하여 이용할 수도 있다.
상기한 반송 장치(B)(도 9)와 같이, 한쌍의 닙 롤(40a, 40b) 각각의 포위각이 상이한 상태로 광학 필름(10)이 반송되는 경우에는, 포위각이 상대적으로 큰 측의 닙 롤(40a)의 직경 방향 중심을 향하여 광학 필름(10)이 압박된 상태로 반송된다. 그 때문에, 광학 필름(10)의 폭 방향 단부에 가해지는 압력을 작게 하기 위해, 한쌍의 닙 롤 중, 적어도 포위각이 상대적으로 큰 닙 롤에, 도 2∼도 4에 나타내는 형상의 롤을 이용하는 것이 바람직하다.
닙 롤(40, 40, 40a, 40b)의 재질은, 금속이나 고무일 수 있다. 한쌍의 닙 롤(40, 40, 40a, 40b)은 서로 동일한 재질로 이루어져 있어도 좋고, 상이한 재질로 이루어져 있어도 좋다. 닙 롤(40, 40, 40a, 40b)의 직경은 특별히 제한되지 않지만, 통상 100∼700 ㎜φ의 범위이고, 바람직하게는 150∼400 ㎜φ의 범위이다.
닙 롤(40, 40a, 40b)이 고무 롤인 경우, 표면에 배치되는 고무층은, 클로로프렌 고무(CR), 실리콘 고무(Si), 천연 고무(NR), 스티렌부타디엔 고무(SBR), 니트릴 고무(NBR), 에틸렌프로필렌 고무(EPDM), 불소 고무(FPM), 부틸 고무(IIR), 우레탄 고무(U), 클로로술폰화폴리에틸렌(CSM) 등일 수 있다. 고무 롤의 표면 경도는, 바람직하게는 20∼95도이고, 보다 바람직하게는 40∼90도이다.
한쌍의 닙 롤(40, 40, 40a, 40b) 중 적어도 한쪽이 금속 롤 또는 고경도의 고무 롤인 경우, 광학 필름(10)의 폭 방향 단부(10b)에 접힘, 깨짐, 균열, 파단이 발생하기 쉬워진다. 따라서 본 발명의 방법은 이러한 경우에 특히 유효하다.
<광학 필름>
본 발명에 있어서 사용할 수 있는 광학 필름으로서는, 편광자(편광 필름); 보호 필름; 위상차 필름; 기재 표면에 액정성 화합물이 도포되어, 배향되어 있는 광학 보상 필름; 어떤 종류의 편광광을 투과하며, 그것과 반대의 성질을 나타내는 편광광을 반사하는 반사형 편광 필름; 표면에 요철 형상을 갖는 방현 기능을 갖는 필름; 표면 반사 방지 기능을 갖는 필름; 표면에 반사 기능을 갖는 반사 필름; 반사 기능과 투과 기능을 더불어 갖는 반투과 반사 필름; 시야각 보상 필름 등을 들 수 있다.
편광자로서는, 폴리비닐알코올계 수지층에 요오드가 흡착 배향하고 있는 것을 들 수 있다.
보호 필름으로서는, 투광성을 갖는(바람직하게는 광학적으로 투명한) 열가소성 수지, 예컨대, 쇄형 폴리올레핀계 수지(폴리프로필렌계 수지 등), 환형 폴리올레핀계 수지(노르보넨계 수지 등)와 같은 폴리올레핀계 수지; 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스에스테르계 수지; 폴리에스테르계 수지; 폴리카보네이트계 수지; (메타)아크릴계 수지; 폴리스티렌계 수지; 또는 이들의 혼합물, 공중합물 등으로 이루어지는 필름을 들 수 있다.
환형 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름에 상당하는 시판품으로서는, 「아톤 필름」(JSR(주) 제조), 「에스시나」(세키스이카가쿠코교(주) 제조), 「제오노어 필름」(니폰제온(주) 제조) 등을 들 수 있다.
광학 보상 필름에 상당하는 시판품으로서는, 「WV 필름」(후지 필름(주) 제조), 「NH 필름」(신니혼세키유(주) 제조), 「NR 필름」(신니혼세키유(주) 제조) 등을 들 수 있다.
반사형 편광 필름에 상당하는 시판품으로서는, 예컨대, 「DBEF」(3M사 제조, 스미토모스리엠(주)으로부터 입수 가능), 「APF」(3M사 제조, 스미토모스리엠(주)으로부터 입수 가능)를 들 수 있다.
시야각 보상 필름으로서는, 기재 표면에 액정성 화합물이 도포되어, 배향되어 있는 광학 보상 필름, 폴리카보네이트계 수지로 이루어지는 위상차 필름, 환형 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 위상차 필름을 들 수 있다.
광학 필름은, 상기 어느 하나의 광학 필름만으로 이루어지는 단층 광학 필름이어도 좋고, 2층, 3층 또는 그 이상의 다층 구조로 이루어지는 적층 광학 필름이어도 좋다.
적층 광학 필름으로서는, 예컨대, 편광 필름에 수계 접착제를 통해 보호 필름을 접합한 것을 들 수 있다. 이 경우, 각 필름의 수분에 의한 팽창률의 차에 의해, 적층 필름의 폭 방향 단부에 웨이브나 컬이 발생하기 쉽다. 이 문제점은, 특히 편광 필름의 양면에, 각각 상이한 보호 필름(예컨대, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름과 환형 폴리올레핀계 수지(COP) 필름)을 수계 접착제를 통해 접합한 경우에 현저하다. 본 발명은 이러한 문제점이 생기기 쉬운 광학 필름에 적합하게 적용된다.
또한, 적층 광학 필름으로서, 접착제나 점착제를 통해 복수의 필름을 접합한 것을 이용하는 경우에 있어서도, 본 발명의 광학 필름의 반송 방법을 적합하게 이용할 수 있다. 이러한 적층 광학 필름은, 접착제나 점착제가 건조, 경화 등이 되기 전의 변형되기 쉬운 상태에서는 특히, 반송 시에 이러한 압력에 의해 적층 광학 필름의 단부로부터 접착제나 점착제가 비어져 나오는 경우가 있다. 이러한 접착제나 점착제의 비어져 나옴은, 적층 광학 필름의 반송 경로나 제조 경로의 오염이나, 적층 광학 필름의 외표면의 오염을 야기한다.
그래서, 이러한 적층 광학 필름을 반송 경로를 따라 연속적으로 반송하는 공정에 있어서, 본 발명의 닙 롤을 이용함으로써, 적층 광학 필름의 폭 방향 단부에 가해지는 압력을, 적층 광학 필름의 폭 방향 중앙부에 가해지는 압력보다 작게 할 수 있다. 이에 의해, 적층 광학 필름의 단부로부터 접착제나 점착제가, 적층 광학 필름의 폭 방향 외측으로 압출되는 것을 억제하여, 접착제나 점착제가 적층 광학 필름의 단부로부터 비어져 나오는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 접착제나 점착제의 비어져 나옴에 의한 적층 광학 필름의 반송 경로나 제조 경로의 오염이나, 적층 광학 필름의 외표면의 오염을 억제할 수 있다.
후술하는 편광판의 제조 방법에 있어서는, 편광자와 보호 필름을 접착제를 통해 접합한다. 그 때문에, 특히 접착제가 경화하기 전의 반송 공정에 있어서 본 발명의 광학 필름의 반송 방법을 이용함으로써, 편광판의 단부로부터 접착제가 비어져 나오는 것을 방지하여, 편광판의 제조 경로의 오염이나 편광판의 외표면의 오염을 억제할 수 있다.
<편광판의 제조 방법>
본 발명의 편광판의 제조 방법은, 한쌍의 롤로 구성되는 닙 롤을 포함하는 반송 경로를 따라 원료 필름을 반송시키는 반송 공정과, 반송된 원료 필름을 이용하여 편광판을 제조하는 제조 공정을 포함한다. 반송 공정에 있어서, 원료 필름이 한쌍의 롤 사이를 통과할 때에, 원료 필름의 폭 방향 단부에 가해지는 압력은, 원료 필름의 폭 방향 중앙부에 가해지는 압력보다 작다.
반송 공정에 있어서 이용하는 롤은, 상기 광학 필름의 반송 방법에서 이용하는 롤과 동일한 것을 이용할 수 있다. 이에 의해, 원료 필름이 상기 한쌍의 닙 롤 사이를 통과할 때에, 원료 필름의 폭 방향 단부에 가해지는 압력이 작아, 요철부에 압박 부하가 걸리지 않거나, 또는 요철부에의 압박 부하가 저감되기 때문에, 요철부에 압력이 가해짐으로써, 원료 필름에 접힘, 깨짐, 균열(금), 파단이 생기는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 편광판의 제조 방법은, 원료 필름을 이용하여 편광판을 제조하는 제조 공정과, 한쌍의 롤로 구성되는 닙 롤을 포함하는 반송 경로를 따라 편광판을 반송시키는 반송 공정을 포함한다. 반송 공정에 있어서, 편광판이 한쌍의 롤 사이를 통과할 때에, 편광판의 폭 방향 단부에 가해지는 압력은, 편광판의 폭 방향 중앙부에 가해지는 압력보다 작다.
반송 공정에 있어서 이용하는 롤은, 상기 광학 필름의 반송 방법에서 이용하는 롤과 동일한 것을 이용할 수 있다. 이에 의해, 편광판이 상기 한쌍의 닙 롤 사이를 통과할 때에, 편광판의 폭 방향 단부에 가해지는 압력이 작아, 요철부에 압박 부하가 걸리지 않거나, 또는 요철부에의 압박 부하가 저감되기 때문에, 요철부에 압력이 가해짐으로써, 편광판에 접힘, 깨짐, 균열(금), 파단이 생기는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
<편광판>
(1) 편광판의 구성
도 7은 본 발명의 편광판의 제조 방법에 따라 제작되는 편광판의 층 구성의 일례를 나타내는 개략 단면도이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 편광판(1)은, 편광자(편광 필름)(5)와, 그 한쪽의 면에 제1 접착제층(15)을 통해 적층되는 제1 보호 필름(110)과, 다른쪽의 면에 제2 접착제층(25)을 통해 적층되는 제2 보호 필름(120)을 구비하는 양면 보호 필름을 갖는 편광판일 수 있다. 편광판(1)은, 제1 보호 필름(110) 및/또는 제2 보호 필름(120) 상에 적층되는 다른 광학층이나 점착제층 등을 더 가지고 있어도 좋다.
또한 편광판은, 도 8에 나타내는 편광판(2)과 같이, 편광자(5)와, 그 한쪽의 면에 제1 접착제층(15)을 통해 적층되는 제1 보호 필름(110)을 구비하는 편면 보호 필름을 갖는 편광판이어도 좋다. 편광판(2)은, 제1 보호 필름(110) 및/또는 편광자(5) 상에 적층되는 다른 광학층(또는 광학 필름)이나 점착제층 등을 더 가지고 있어도 좋다. 다른 광학층으로서는, 전술한 여러 가지의 광학 필름을 들 수 있다.
이하에, 편광판의 원료 필름인 편광자, 보호 필름 및 편광자 중 편면 또는 양면에 보호 필름을 접합한 적층 광학 필름에 대해서 설명한다.
(2) 편광자
편광자(5)로서는, 폴리비닐알코올계 수지층에 요오드가 흡착 배향하고 있는 것이 이용된다. 이러한 편광자로서는, 예컨대, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 일축 연신하는 공정; 폴리비닐알코올계 수지 필름을 요오드로 염색함으로써, 요오드를 흡착시키는 공정; 요오드가 흡착된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정; 및 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하는 공정을 포함하는 방법에 따라 제조할 수 있는 편광 필름을 이용할 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지로서는, 폴리초산비닐계 수지를 비누화한 것을 이용할 수 있다. 폴리초산비닐계 수지로서는, 초산비닐의 단독 중합체인 폴리초산비닐 외에, 초산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 초산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체의 예는, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류 및 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 포함한다.
폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는 통상, 85∼100 ㏖％ 정도이고, 98 ㏖％ 이상이 바람직하다. 폴리비닐알코올계 수지는 변성되어 있어도 좋고, 예컨대, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말 또는 폴리비닐아세탈 등을 이용할 수도 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는 통상, 1000∼10000 정도이고, 1500∼5000 정도가 바람직하다. 폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는, JIS K 6726에 준거하여 구할 수 있다.
이러한 폴리비닐알코올계 수지를 막 제조한 것이, 편광자(5)(편광 필름)의 원반 필름으로서 이용된다. 폴리비닐알코올계 수지를 제막하는 방법은, 특별히 한정되는 것이 아니며, 공지의 방법이 채용된다. 폴리비닐알코올계 원반 필름의 막 두께는, 예컨대 10∼150 ㎛ 정도이다.
폴리비닐알코올계 수지 필름의 일축 연신은, 요오드의 염색 전, 염색과 동시, 또는 염색 후에 행할 수 있다. 일축 연신을 염색 후에 행하는 경우, 이 일축 연신은, 붕산 처리 전 또는 붕산 처리 중에 행하여도 좋다. 또한, 이들의 복수의 단계에서 일축 연신을 행하여도 좋다.
일축 연신에 있어서는, 주속이 상이한 롤 사이에서 일축으로 연신하여도 좋고, 열 롤을 이용하여 일축으로 연신하여도 좋다. 또한 일축 연신은, 대기 중에서 연신을 행하는 건식 연신이어도 좋고, 용제를 이용하여 폴리비닐알코올계 수지 필름을 팽윤시킨 상태로 연신을 행하는 습식 연신이어도 좋다. 연신 배율은 통상 3∼8배 정도이다.
폴리비닐알코올계 수지 필름을 요오드로 염색하는 방법으로서는, 예컨대, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 요오드가 함유된 수용액(염색욕)에 침지하는 방법이 채용된다. 또한, 폴리비닐알코올계 수지 필름은, 염색 처리 전에 물에의 침지 처리를 실시해 두는 것이 바람직하다.
요오드에 의한 염색 처리로서는 통상, 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 염색욕에, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하는 방법이 채용된다. 이 염색욕에 있어서의 요오드의 함유량은 물 100 중량부당 0.01∼1 중량부 정도일 수 있다. 요오드화칼륨의 함유량은 물 100 중량부당 0.5∼20 중량부 정도일 수 있다. 또한 염색욕의 온도는 20∼40℃ 정도일 수 있다.
요오드에 의한 염색 후의 붕산 처리로서는 통상, 염색된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 함유 수용액(가교욕)에 침지하는 방법이 채용된다. 이 가교욕은, 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하다. 가교욕에 있어서의 붕산의 양은 물 100 중량부당 1∼15 중량부 정도일 수 있고, 요오드화칼륨의 양은 물 100 중량부당 0.1∼15 중량부 정도일 수 있다. 가교욕의 온도는 50℃ 이상일 수 있고, 예컨대 50∼85℃이다.
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. 침지 시간은 통상, 1∼120초 정도이다.
수세 후에 건조 처리를 실시하여, 편광자(5)가 얻어진다. 건조 처리는, 열풍건조기나 원적외선 히터를 이용하여 행할 수 있다. 편광자(5)의 두께는 15 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 10 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 편광자(5)의 두께를 15 ㎛ 이하로 함으로써 편광판(1, 2)의 박막화를 실현할 수 있다. 편광자(5)의 두께는 통상 5 ㎛ 이상이다.
(3) 제1 및 제2 보호 필름
제1 및 제2 보호 필름(110, 120)은 각각, 투광성을 갖는(바람직하게는 광학적으로 투명한) 열가소성 수지, 예컨대, 쇄형 폴리올레핀계 수지(폴리프로필렌계 수지 등), 환형 폴리올레핀계 수지(노르보넨계 수지 등)와 같은 폴리올레핀계 수지; 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스에스테르계 수지; 폴리에스테르계 수지; 폴리카보네이트계 수지; (메타)아크릴계 수지; 폴리스티렌계 수지; 또는 이들의 혼합물, 공중합물 등으로 이루어지는 필름일 수 있다. 제1 보호 필름(110)과 제2 보호 필름(120)은, 서로 동종의 보호 필름이어도 좋고, 이종의 보호 필름이어도 좋다. 그 중에서도, 제1 보호 필름(110)과 제2 보호 필름(120)이 이종의 보호 필름인 경우, 편광자에 이들 보호 필름을 접합한 적층 광학 필름에 있어서, 각 필름의 수분에 의한 팽창율의 차에 의해, 적층 광학 필름의 폭 방향 단부에 웨이브나 컬이 발생하기 쉽다. 또한, 제1 보호 필름(110)과 제2 보호 필름(120)은, 편광자와의 접합 전에 가습 처리를 행하여도 좋지만, 이 경우에도, 보호 필름의 폭 방향 단부에 웨이브나 컬이 발생하기 쉽다. 본 발명은 이러한 문제점이 생기기 쉬운 필름에 적합하게 적용된다.
제1 및/또는 제2 보호 필름(110, 120)은, 위상차 필름, 휘도 향상 필름과 같은 광학 기능을 더불어 갖는 보호 필름일 수도 있다. 예컨대, 상기 열가소성 수지로 이루어지는 필름을 연신(일축 연신 또는 이축 연신 등)하거나, 그 필름 상에 액정층 등을 형성하거나 함으로써, 임의의 위상차값이 부여된 위상차 필름으로 할 수 있다.
쇄형 폴리올레핀계 수지로서는, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지와 같은 쇄형 올레핀의 단독 중합체 외에, 2종 이상의 쇄형 올레핀으로 이루어지는 공중합체를 들 수 있다.
환형 폴리올레핀계 수지는, 환형 올레핀을 중합 단위로 하여 중합되는 수지의 총칭이다. 환형 폴리올레핀계 수지의 구체예를 들면, 환형 올레핀의 개환 (공)중합체, 환형 올레핀의 부가 중합체, 환형 올레핀과 에틸렌, 프로필렌과 같은 쇄형 올레핀과의 공중합체(대표적으로는 랜덤 공중합체) 및 이들을 불포화 카르복실산이나 그 유도체로 변성한 그라프트 중합체 및 이들의 수소화물 등이다. 그 중에서도, 환형 올레핀으로서 노르보넨이나 다환 노르보넨계 모노머 등의 노르보넨계 모노머를 이용한 노르보넨계 수지가 바람직하게 이용된다.
셀룰로오스에스테르계 수지는, 셀룰로오스와 지방산의 에스테르이다. 셀룰로오스에스테르계 수지의 구체예는, 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 디아세틸셀룰로오스를 포함한다. 또한, 이들의 공중합물이나, 수산기의 일부가 다른 치환기로 수식된 것을 이용할 수도 있다. 이들 중에서도 TAC가 특히 바람직하다.
폴리에스테르계 수지는 에스테르 결합을 갖는, 상기 셀룰로오스에스테르계 수지 이외의 수지이며, 다가 카르복실산 또는 그 유도체와 다가 알코올의 중축합체로 이루어지는 것이 일반적이다. 다가 카르복실산 또는 그 유도체로서는 디카르복실산 또는 그 유도체를 이용할 수 있고, 예컨대 테레프탈산, 이소프탈산, 디메틸테레프탈레이트, 나프탈렌디카르복실산디메틸 등을 들 수 있다. 다가 알코올로서는 디올을 이용할 수 있고, 예컨대 에틸렌글리콜, 프로판디올, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 시클로헥산디메탄올 등을 들 수 있다.
폴리에스테르계 수지의 구체예는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌나프탈레이트, 폴리시클로로헥산디메틸테레프탈레이트, 폴리시클로헥산디메틸나프탈레이트를 포함한다.
폴리카보네이트계 수지는, 카보네이트기를 통해 모노머 단위가 결합된 중합체로 이루어진다. 폴리카보네이트계 수지는, 폴리머 골격을 수식한 것과 같은 변성 폴리카보네이트라고 불리는 수지나, 공중합 폴리카보네이트 등이어도 좋다.
(메타)아크릴계 수지는, (메타)아크릴로일기를 갖는 화합물을 주된 구성 모노머로 하는 수지이다. (메타)아크릴계 수지의 구체예는, 예컨대, 폴리메타크릴산메틸과 같은 폴리(메타)아크릴산에스테르; 메타크릴산메틸-(메타)아크릴산 공중합체; 메타크릴산메틸-(메타)아크릴산에스테르 공중합체; 메타크릴산메틸-아크릴산에스테르-(메타)아크릴산 공중합체; (메타)아크릴산메틸-스티렌 공중합체(MS 수지 등); 메타크릴산메틸과 지환족 탄화수소기를 갖는 화합물의 공중합체(예컨대, 메타크릴산메틸-메타크릴산시클로헥실 공중합체, 메타크릴산메틸-(메타)아크릴산노르보르닐 공중합체 등)를 포함한다. 바람직하게는, 폴리(메타)아크릴산메틸과 같은 폴리(메타)아크릴산C1-6알킬에스테르를 주성분으로 하는 중합체가 이용되고, 보다 바람직하게는, 메타크릴산메틸을 주성분(50∼100 중량％, 바람직하게는 70∼100 중량％)으로 하는 메타크릴산메틸계 수지가 이용된다.
제1 및/또는 제2 보호 필름(110, 120)의 편광자(5)와는 반대측의 표면에는, 하드 코트층, 방현층, 반사 방지층, 대전 방지층, 방오층과 같은 표면 처리층(코팅층)을 형성할 수도 있다.
제1 및 제2 보호 필름(110, 120)의 두께는, 편광판(1, 2)의 박형화의 관점에서, 바람직하게는 90 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 50 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 40 ㎛ 이하이다. 상기 두께는 강도 및 취급성의 관점에서, 통상 5 ㎛ 이상이다.
(4) 적층 광학 필름
적층 광학 필름은, 편광자의 편면 또는 양면에, 접착제층을 통해 보호 필름이 접합된 것으로, 그 후, 건조 공정, 필요에 따라 절단 공정을 더 거쳐, 편광판이 제조된다. 제1 및 제2 접착제층(15, 25)을 형성하는 접착제로서는, 수계 접착제 또는 활성 에너지선 경화성 접착제를 이용할 수 있다. 제1 접착제층(15)을 형성하는 접착제와 제2 접착제층(25)을 형성하는 접착제는 동종이어도 좋고, 이종이어도 좋다.
수계 접착제로서는, 폴리비닐알코올계 수지 수용액으로 이루어지는 접착제, 수계 이액형 우레탄계 에멀전 접착제 등을 들 수 있다. 그 중에서도 폴리비닐알코올계 수지 수용액으로 이루어지는 수계 접착제가 적합하게 이용된다.
폴리비닐알코올계 수지로서는, 초산비닐의 단독 중합체인 폴리초산비닐을 비누화 처리하여 얻어지는 비닐알코올 호모폴리머 외에, 초산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체를 비누화 처리하여 얻어지는 폴리비닐알코올계 공중합체, 또는 이들의 수산기를 부분적으로 변성한 변성 폴리비닐알코올계 중합체 등을 이용할 수 있다. 수계 접착제는, 다가 알데히드, 수용성 에폭시 화합물, 멜라민계 화합물, 지르코니아 화합물, 아연 화합물 등의 첨가제를 포함할 수 있다.
수계 접착제를 사용하는 경우는, 편광자(5)와 보호 필름을 접합한 후, 수계 접착제 중에 포함되는 물을 제거하기 위해 건조시키는 건조 공정을 실시하는 것이 바람직하다. 건조 공정 후, 예컨대 20∼45℃ 정도의 온도에서 양생하는 양생 공정을 마련하여도 좋다.
상기 활성 에너지선 경화성 접착제란, 자외선과 같은 활성 에너지선을 조사함으로써 경화하는 접착제를 말하며, 예컨대, 중합성 화합물 및 광중합 개시제를 포함하는 것, 광 반응성 수지를 포함하는 것, 바인더 수지 및 광 반응성 가교제를 포함하는 것 등을 들 수 있다. 중합성 화합물로서는, 광 경화성 에폭시계 모노머, 광 경화성 아크릴계 모노머, 광 경화성 우레탄계 모노머와 같은 광 중합성 모노머나, 광 중합성 모노머에 유래하는 올리고머를 들 수 있다. 광 중합 개시제로서는, 자외선과 같은 활성 에너지선의 조사에 의해 중성 라디칼, 음이온 라디칼, 양이온 라디칼과 같은 활성종을 발생하는 물질을 포함하는 것을 들 수 있다. 중합성 화합물 및 광 중합 개시제를 포함하는 활성 에너지선 경화성 접착제로서, 광 경화성 에폭시계 모노머 및 광양이온 중합 개시제를 포함하는 것을 바람직하게 이용할 수 있다.
활성 에너지선 경화성 접착제를 이용하는 경우는, 편광자(5)와 보호 필름을 접합한 후, 필요에 따라 건조 공정을 행하고, 계속해서 활성 에너지선을 조사함으로써 활성 에너지선 경화성 접착제를 경화시키는 경화 공정을 행한다. 활성 에너지선의 광원은 특별히 한정되지 않지만, 파장 400 ㎚ 이하에 발광 분포를 갖는 자외선이 바람직하고, 구체적으로는, 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙 라이트 램프, 마이크로 웨이브 여기 수은등, 메탈 할라이드 램프 등을 이용할 수 있다.
(5) 점착제층
도 7에 나타내는 편광판(1)에 있어서의 제1 보호 필름(110) 또는 제2 보호 필름(120) 상, 도 8에 나타내는 편광판(2)에 있어서의 편광자(5) 상에, 편광판을 다른 부재(예컨대 액정 표시 장치에 적용하는 경우에 있어서의 액정 셀)에 접합하기 위한 점착제층을 적층하여도 좋다. 점착제층을 형성하는 점착제는 통상, (메타)아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 실리콘계 수지 등을 베이스 폴리머로 하고, 거기에, 이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 아지리딘 화합물과 같은 가교제를 부가한 점착제 조성물로 이루어진다. 미립자를 더 함유하여 광 산란성을 나타내는 점착제층으로 할 수도 있다. 점착제층의 두께는 1∼40 ㎛일 수 있지만, 가공성, 내구성의 특성을 손상시키지 않는 범위에서 얇게 형성하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 3∼25 ㎛인 것이 바람직하다.
점착제층을 형성하는 방법은 특별히 한정되는 것이 아니며, 보호 필름면 또는 편광자면에, 상기한 베이스 폴리머를 비롯한 각 성분을 포함하는 점착제 조성물(점착제 용액)을 코팅하고, 건조하여 점착제층을 형성하여도 좋고, 세퍼레이터(박리 필름) 상에 점착제층을 형성한 후, 이 점착제층을 보호 필름면 또는 편광 필름면에 전사하여도 좋다. 점착제층을 보호 필름면 또는 편광자면에 형성할 때에는, 필요에 따라 보호 필름면 또는 편광자면, 또는 점착제층의 편면 또는 양면에 표면 처리, 예컨대 코로나 처리 등을 실시하여도 좋다.
(6) 편광판의 제조 방법
전술한 편광자(5)(편광 필름)의 편면에 제1 접착제층(15)을 통해 제1 보호 필름(110)을 통상법에 따라 접합함으로써, 편면 보호 필름을 갖는 편광판용 원료 필름을 얻을 수 있다. 이 편면 보호 필름을 갖는 편광판용 원료 필름을 이용하여, 도 8에 나타내는 편면 보호 필름을 갖는 편광판(2)을 얻을 수 있다. 또한, 편광자(5)의 타면에 제2 접착제층(25)을 통해 제2 보호 필름(120)을 접합하면, 양면 보호 필름을 갖는 편광판용 원료 필름을 얻을 수 있다. 이 양면 보호 필름을 갖는 편광판용 원료 필름을 이용하여, 도 7에 나타내는 양면 보호 필름을 갖는 편광판(1)을 얻을 수 있다. 양면 보호 필름을 갖는 편광판(1)을 얻는 경우에 있어서, 제1 및 제2 보호 필름(110, 120)은 동시에 접합되어도 좋고, 축차적으로 접합되어도 좋다.
실시예
이하, 실시예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
(A) 편광 필름의 제작
장척의 폴리비닐알코올 필름(평균 중합도: 약 2400, 비누화도: 99.9 몰％ 이상, 두께: 30 ㎛)을 연속적으로 반송하면서, 건식으로 약 4배로 일축 연신하고, 또한 긴장 상태를 유지한 채로, 40℃의 순수에 1분간 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.1/5/100인 수용액에 28℃에서 60초간 침지하였다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 10.5/5.5/100인 수용액에 68℃에서 300초간 침지하였다. 계속해서, 5℃의 순수로 5초간 세정한 후, 70℃에서 180초간 건조하여, 일축 연신된 폴리비닐알코올 필름에 요오드가 흡착 배향된 장척의 편광 필름을 얻었다. 편광 필름의 두께는 11.1 ㎛, 폭은 1280 ㎜였다.
(B) 적층 광학 필름의 제작
상기 (A)에서 얻어진 편광 필름을 연속적으로 반송하며, 장척의 제1 열가소성 수지 필름〔코니카미놀타옵토(주) 제조의 TAC 필름 「KC2UAW」에 하드 코트층이 형성된 필름, 두께: 32.4 ㎛, 폭: 1330 ㎜〕 및 장척의 제2 열가소성 수지 필름〔JSR(주) 제조의 환형 폴리올레핀계 수지 필름인 상품명 「FEKB015D3」, 두께: 15.1 ㎛, 폭: 1330 ㎜〕을 연속적으로 반송하여, 편광 필름과 제1 열가소성 수지 필름 사이 및 편광 필름과 제2 열가소성 수지 필름 사이에 수계 접착제를 주입하면서, 접합 롤 사이로 통과시켜 제1 열가소성 수지 필름/수계 접착제층/편광 필름/수계 접착제층/제2 열가소성 수지 필름으로 이루어지는 적층 광학 필름을 얻었다. 상기 수계 접착제에는, 폴리비닐알코올 분말〔니혼고세이카가쿠코교(주) 제조의 상품명 「고세파이머」, 평균 중합도 1100〕을 95℃의 열수에 용해하여 얻어진 농도 3 중량％의 폴리비닐알코올 수용액에 가교제〔니혼고세이카가쿠코교(주) 제조의 글리옥실산나트륨〕를 폴리비닐알코올 분말 10 중량부에 대하여 1 중량부의 비율로 혼합한 수용액을 이용하였다. 얻어진 적층 광학 필름의 폭 방향 단부에는, 폭 약 30 ㎜의 범위에 웨이브가 생기고 있었다.
(C) 적층 광학 필름의 반송
얻어진 적층 광학 필름을 고무 롤로 이루어지는 닙 롤을 포함하는 반송 경로에 통과시켜, 반송 속도 1∼40 m/min로 연속적으로 반송시켰다. 닙 롤을 구성하는 한쌍의 롤은, 모두 도 2에 나타내는 형상이다[제1 롤부의 길이(L3): 1260 ㎜, 제2 롤부의 길이(L2): 70 ㎜, 제1 롤부의 직경(D1): 150 ㎜, 제2 롤부의 직경(D2): 145 ㎜]. 적층 광학 필름이 닙 롤을 통과할 때에, 편광판의 폭 방향 단부가 제2 롤부 사이의 공극을 통과하도록, 적층 광학 필름과 닙 롤의 위치 관계를 조정한 바, 적층 광학 필름에 접힘, 깨짐, 균열, 파단은 생기지 않고, 적층 광학 필름을 연속적으로 문제없이 반송할 수 있었다. 또한, 닙 롤을 통과한 후의 적층 광학 필름의 단부로부터의 수계 접착제의 비어져 나옴도 보이지 않았다.
<실시예 2>
실시예 1의 (C)에서 이용하는 닙 롤로서, 도 3에 나타내는 형상[제1 롤부의 길이(L3): 1260 ㎜, 제2 롤부의 길이(L2): 70 ㎜, 제1 롤부의 직경(D1): 150 ㎜, 제2 롤부의 직경(D2): 140 ㎜]의 것을 이용하는 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 적층 광학 필름의 연속 반송을 행하였다. 적층 광학 필름이 닙 롤을 통과할 때에, 적층 광학 필름의 폭 방향 단부가 제2 롤부 사이의 공극을 통과하도록, 적층 광학 필름과 닙 롤의 위치 관계를 조정한 바, 적층 광학 필름에 접힘, 깨짐, 균열, 파단은 생기지 않고, 적층 광학 필름을 연속적으로 문제없이 반송할 수 있었다. 또한, 닙 롤을 통과한 후의 적층 광학 필름의 단부로부터의 수계 접착제의 비어져 나옴도 보이지 않았다.
<실시예 3>
실시예 1의 (C)에서 이용하는 닙 롤로서, 도 4에 나타내는 형상[제1 롤부의 길이(L3): 1260 ㎜, 제1 롤부의 직경(D1): 150 ㎜]의 것을 이용하는 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 적층 광학 필름의 연속 반송을 행하였다. 적층 광학 필름이 닙 롤을 통과할 때에, 적층 광학 필름의 폭 방향 단부가 제1 롤부의 외측을 통과하도록, 적층 광학 필름과 닙 롤의 위치 관계를 조정한 바, 적층 광학 필름에 접힘, 깨짐, 균열, 파단은 생기지 않고, 적층 광학 필름을 연속적으로 문제없이 반송할 수 있었다. 또한, 닙 롤을 통과한 후의 적층 광학 필름의 단부로부터의 수계 접착제의 비어져 나옴도 보이지 않았다.
<비교예 1>
실시예 1의 (C)에서 이용하는 닙 롤로서, 도 4에 나타내는 형상[제1 롤부의 길이(L3): 1400 ㎜, 제1 롤부의 직경(D1): 150 ㎜]의 것을 이용하는 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 적층 광학 필름의 연속 반송을 행하였다. 적층 광학 필름이 닙 롤을 통과할 때에, 적층 광학 필름의 폭 방향 단부가 제1 롤부 사이를 통과하여, 적층 광학 필름에 접힘, 깨짐, 균열, 파단이 생겼다. 또한, 닙 롤을 통과한 후의 적층 광학 필름의 단부로부터 수계 접착제가 비어져 나오고 있었다.
A, B 반송 장치, 1 편광판, 5 편광자, 10 광학 필름, 15 제1 접착제층, 20 축, 25 제2 접착제층, 40, 40a, 40b 닙 롤, 42, 44, 46 롤, 50 언와인딩 장치, 60 가이드 롤, 110 제1 보호 필름, 120 제2 보호 필름.
Claims (8)
- 한쌍의 롤로 구성되는 닙 롤을 포함하는 반송 경로를 따라 광학 필름을 반송하는 방법으로서,
상기 광학 필름이 상기 한쌍의 롤 사이를 통과할 때에, 상기 광학 필름의 폭 방향 단부에 가해지는 압력은, 상기 광학 필름의 폭 방향 중앙부에 가해지는 압력보다 작은, 광학 필름의 반송 방법. - 제1항에 있어서,
상기 한쌍의 롤 중 적어도 하나는, 상기 광학 필름의 폭 방향 단부에 대응하는 영역의 직경이, 상기 광학 필름의 폭 방향 중앙부에 대응하는 영역의 직경보다 작은, 광학 필름의 반송 방법. - 제2항에 있어서,
상기 한쌍의 롤 중 적어도 하나는, 일정 직경을 갖는 제1 롤부와, 상기 제1 롤부의 양단부이면서, 상기 광학 필름의 폭 방향 단부에 대응하는 영역에 배치되고, 상기 제1 롤부보다 직경이 작은 제2 롤부를 포함하는, 광학 필름의 반송 방법. - 제1항에 있어서,
상기 한쌍의 롤 중 적어도 하나는, 상기 광학 필름의 폭 방향 단부에 대응하는 영역에 있어서 존재하지 않는, 광학 필름의 반송 방법. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 한쌍의 롤 중 한쪽의 롤은, 20°이상 160°이하의 포위각을 갖도록 상기 광학 필름을 반송하는, 광학 필름의 반송 방법. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광학 필름은 접착제 또는 점착제를 통해 복수의 필름을 접합한 적층 광학 필름인, 광학 필름의 반송 방법. - 한쌍의 롤로 구성되는 닙 롤을 포함하는 반송 경로를 따라 원료 필름을 반송시키는 반송 공정과,
반송된 원료 필름을 이용하여 편광판을 제조하는 제조 공정을 포함하고,
상기 원료 필름이 상기 한쌍의 롤 사이를 통과할 때에, 상기 원료 필름의 폭 방향 단부에 가해지는 압력은, 상기 원료 필름의 폭 방향 중앙부에 가해지는 압력보다 작은, 편광판의 제조 방법. - 원료 필름을 이용하여 편광판을 제조하는 제조 공정과,
한쌍의 롤로 구성되는 닙 롤을 포함하는 반송 경로를 따라 편광판을 반송시키는 반송 공정을 포함하고,
상기 편광판이 상기 한쌍의 롤 사이를 통과할 때에, 상기 편광판의 폭 방향 단부에 가해지는 압력은, 상기 편광판의 폭 방향 중앙부에 가해지는 압력보다 작은, 편광판의 제조 방법.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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