KR20180105193A

KR20180105193A - 편광판의 제조 방법

Info

Publication number: KR20180105193A
Application number: KR1020187024084A
Authority: KR
Inventors: 시게히로 이토; 도시카즈 마츠모토
Original assignee: 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2017-01-06
Publication date: 2018-09-27
Also published as: JP2017138582A; TW201739626A; CN108603963A

Abstract

본 발명은, 내열 시험시에 광학 필름의 치수 변화에 의해 야기되는 편광 필름의 흡수축의 어긋남에 의한 편광도 저하를 억제하는 것을 목적으로 한다.
이는 광학 필름, 편광 필름 및 점착제층을 이 순서로 포함하고, 상기 편광 필름의 두께가 15 ㎛ 이하이며, 상기 편광 필름의 흡수축과 상기 광학 필름의 지상축이 이루는 각도가 대략 45°또는 대략 135°인 편광판의 제조 방법으로서, 상기 광학 필름을 상기 편광 필름에 접합하기 전에, 상기 광학 필름을 가열 처리하는 공정을 갖는 편광판의 제조 방법에 의해 달성된다.

Description

편광판의 제조 방법

본 발명은, 편광판의 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 소비전력이 낮아, 저전압으로 동작하고, 경량이며 또한 박형인 액정 디스플레이가, 휴대전화, 휴대 정보 단말, 컴퓨터용 모니터, 텔레비전 등, 정보용 표시 장치로서 급속히 보급되어 오고 있다. 액정 기술의 발전에 따라, 다양한 모드의 액정 디스플레이가 제안되어, 응답 속도나 콘트라스트, 협시야각이라는 액정 디스플레이의 문제점이 해소되고 있다. 또한, 모바일용 액정 디스플레이의 보급에 따라, 예컨대 옥외 등에서 사용하는 경우에는, 편광 선글라스를 쓴 상태에서 액정 디스플레이의 화면을 시인하는 경우가 있으며, 이러한 경우에도 액정 디스플레이에는, 편광 선글라스 너머로 화면을 보더라도 시인성이 우수한 것이 요구된다.

편광 선글라스 너머로 화면을 보았을 때의 시인성을 개선하기 위한 수단이 종래 몇 가지 제안되어 있다(특허문헌 1∼9).

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2009-122454호 공보 [특허문헌 2] 일본 특허 공개 제2011-107198호 공보 [특허문헌 3] 일본 특허 공개 제2011-215646호 공보 [특허문헌 4] 일본 특허 공개 제2012-230390호 공보 [특허문헌 5] 일본 특허 공개 평성 제3-174512호 공보 [특허문헌 6] 일본 특허 공개 제2013-231761호 공보 [특허문헌 7] 일본 특허 공개 제2011-113018호 공보 [특허문헌 8] 일본 특허 공개 제2013-182162호 공보 [특허문헌 9] 일본 특허 공개 제2013-200445호 공보

편광 선글라스 너머로 화면을 보았을 때의 시인성을 개선하기 위한 방법으로는, 액정 셀과 같은 화상 표시 소자의 시인측에 배치되는 편광판으로부터 출사되는 직선 편광을 타원(또는 원) 편광으로 변환하기 위한 위상차판(예컨대 λ/4 파장판)을 상기 편광판의 시인측에 배치하는 방법(특허문헌 1∼9)을 취할 수 있다.

그러나, 이러한 위상차판은 연신 처리되어 있고, 편광 필름에 직접 접착제층을 통해 적층되어 있는 경우가 많다. 또한, 편광판의 흡수축과 위상차판의 지상축이 이루는 각도가 소정의 각도(예컨대 45°)로 배치되어 있는 경우가 많아, 내열 시험에 투입했을 때에 연신된 위상차판이 비스듬하게 치수 변화함으로써 편광 필름의 흡수축이 국소적으로 변화하여 편광도가 저하된다고 하는 문제점이 있었다.

[1] 광학 필름, 편광 필름 및 점착제층을 이 순서로 포함하고, 상기 편광 필름의 두께가 15 ㎛ 이하이며, 상기 편광 필름의 흡수축과 상기 광학 필름의 지상축이 이루는 각도가 대략 45° 또는 대략 135°인 편광판의 제조 방법으로서,

상기 광학 필름을 상기 편광 필름에 접합하기 전에, 상기 광학 필름을 가열 처리하는 공정을 갖는 편광판의 제조 방법.

[2] 상기 가열 처리가, 상기 광학 필름의 유리 전이 온도(Tg)에 대하여, Tg-30℃∼Tg-5℃의 온도에서 행해지는 것인 [1]에 기재된 편광판의 제조 방법.

[3] 상기 광학 필름은, 환상 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리에스테르계 수지 또는 (메트)아크릴계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것인 [1] 또는 [2]에 기재된 편광판의 제조 방법.

[4] 상기 편광 필름과 상기 점착제층 사이에 보호 필름을 더 갖는 [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 편광판의 제조 방법.

본 발명에 따르면, 내열 시험시에 광학 필름의 치수 변화에 의해 야기되는 편광 필름의 흡수축의 어긋남에 의한 편광도 저하를 억제할 수 있는 편광판의 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 편광판의 층 구성을 나타낸 단면 모식도의 일례이다.
도 2는 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 편광판에 있어서의 축 방향의 관계를 나타낸 평면도의 일례이다.

도 1을 참조하여, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 편광판(10)의 층 구성을 설명한다. 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 편광판은, 광학 필름(11), 편광 필름(14) 및 점착제층(16)과 이 순서로 적층되어 구성되는 것이 바람직하다. 편광 필름(14)의 흡수축과 광학 필름(11)의 지상축이 이루는 각도는 대략 45° 또는 대략 135°이다. 광학 필름(11)에 있어서의 편광 필름과의 접합면과는 반대측의 면에는 표면 처리층(20)을 형성하는 것도 유용하다.

또한, 광학 필름(11)은, 환상 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 (메트)아크릴계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 필름인 것이 바람직하다.

편광 필름(14)은, 두께가 15 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 편광 필름(14)과 점착제(16) 사이에 보호 필름(15)을 더 갖는 편광판(10)도 제공된다.

이하, 본 발명의 편광판의 제조 방법에 이용하는 부재에 대해서 상세히 설명한다.

[편광 필름(14)]

편광 필름(14)은, 통상 폴리비닐알코올계 수지 필름을 일축 연신하는 공정, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 색소로 염색함으로써 이색성 색소를 흡착시키는 공정, 이색성 색소가 흡착된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하여 가교시키는 공정, 및 붕산 수용액에 의한 가교 처리 후에 수세하는 공정을 거쳐 제조된다.

폴리비닐알코올계 수지는, 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화함으로써 제조할 수 있다. 폴리아세트산비닐계 수지는, 아세트산비닐의 단독중합체인 폴리아세트산비닐 외에, 아세트산비닐과 그것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체일 수도 있다. 아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로는, 예컨대 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 들 수 있다.

폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는, 통상 85∼100 몰% 정도이며, 바람직하게는 98 몰% 이상이다. 폴리비닐알코올계 수지는 변성되어 있어도 좋고, 예컨대 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말이나 폴리비닐아세탈 등도 사용 가능하다. 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는, 통상 1,000∼10,000 정도이며, 바람직하게는 1,500∼5,000 정도이다.

이러한 폴리비닐알코올계 수지를 제막한 것이, 편광 필름의 원반 필름으로서 이용된다. 폴리비닐알코올계 수지를 제막하는 방법은, 특별히 한정되지 않고, 공지된 방법으로 제막할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지 원반 필름의 막 두께는, 예컨대 10∼100 ㎛ 정도, 바람직하게는 10∼50 ㎛ 정도이다.

폴리비닐알코올계 수지 필름의 일축 연신은, 이색성 색소에 의한 염색 전에, 염색과 동시에, 또는 염색 후에 행할 수 있다. 일축 연신을 염색 후에 행하는 경우, 이 일축 연신은, 붕산 처리 전에 행하여도 좋고, 붕산 처리 중에 행하여도 좋다. 물론, 여기에 나타낸 복수의 단계에서 일축 연신을 행할 수도 있다. 일축 연신에는, 주속(周速)이 상이한 롤 사이에서 일축으로 연신하는 방법이나, 열(熱) 롤을 이용하여 일축으로 연신하는 방법 등을 채용할 수 있다. 또한 일축 연신은, 대기 중에서 연신을 행하는 건식 연신에 의해 행하여도 좋고, 물 등의 용제를 이용하여, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 팽윤시킨 상태에서 연신을 행하는 습식 연신에 의해 행하여도 좋다. 연신 배율은, 통상 3∼8배 정도이다.

폴리비닐알코올계 수지 필름의 이색성 색소에 의한 염색은, 예컨대 이색성 색소를 함유하는 수용액에 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하는 방법에 의해 행할 수 있다. 이색성 색소로서, 구체적으로는 요오드나 이색성 유기 염료가 이용된다. 또한, 폴리비닐알코올계 수지 필름은, 염색 처리 전에 물에 침지하여 팽윤시키는 처리를 행해 두는 것이 바람직하다.

이색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우는, 통상 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 수용액에, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다.

이 수용액에 있어서의 요오드의 함유량은, 물 100 중량부 당, 통상 0.01∼1 중량부 정도이며, 요오드화칼륨의 함유량은, 물 100 중량부 당, 통상 0.5∼20 중량부 정도이다. 염색에 이용하는 수용액의 온도는, 통상 20∼40℃ 정도이다. 또한, 이 수용액에의 침지 시간(염색 시간)은, 통상 20∼1,800초 정도이다.

한편, 이색성 색소로서 이색성의 유기 염료를 이용하는 경우는, 통상 수용성의 이색성 유기 염료를 포함하는 수용액에, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 이 수용액에 있어서의 이색성 유기 염료의 함유량은, 물 100 중량부 당, 통상 1×10^-4∼10 중량부 정도이며, 바람직하게는 1×10^-3∼1 중량부이다. 이 염료 수용액은, 황산나트륨과 같은 무기염을 염색 조제(助劑)로서 함유하고 있어도 좋다. 염색에 이용하는 이색성 유기 염료 수용액의 온도는, 통상 20∼80℃ 정도이다. 또한, 이 수용액에의 침지 시간(염색 시간)은, 통상 10∼1,800초 정도이다.

이색성 색소에 의한 염색 후의 붕산 처리는, 염색된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 함유 수용액에 침지하는 방법에 의해 행할 수 있다. 붕산 함유 수용액에 있어서의 붕산 함유량은, 물 100 중량부 당, 통상 2∼15 중량부 정도이며, 바람직하게는 5∼12 중량부이다. 이색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우, 이 붕산 함유 수용액은 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하다. 붕산 함유 수용액에 있어서의 요오드화칼륨의 함유량은, 물 100 중량부 당, 통상 0.1∼15 중량부 정도이며, 바람직하게는 5∼12 중량부이다. 붕산 함유 수용액에의 침지 시간은, 통상 60∼1,200초 정도이며, 바람직하게는 150∼600초, 더욱 바람직하게는 200∼400초이다. 붕산 함유 수용액의 온도는, 통상 50℃ 이상이며, 바람직하게는 50∼85℃, 더욱 바람직하게는 60∼80℃이다.

붕산 처리 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름은, 통상 수세 처리된다. 수세 처리는, 예를 들어 붕산 처리된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 물에 침지하는 방법에 의해 행할 수 있다. 수세 처리에 있어서의 물의 온도는, 통상 5∼40℃ 정도이다. 또한 침지 시간은, 통상 1∼120초 정도이다.

수세 후에는 건조 처리가 행해져, 편광 필름을 얻을 수 있다. 건조 처리는, 열풍 건조기나 원적외선 히터를 이용하여 행할 수 있다. 건조 처리의 온도는, 통상 30∼100℃ 정도이며, 바람직하게는 50∼80℃이다. 건조 처리의 시간은, 통상 60∼600초 정도이며, 바람직하게는 120∼600초이다. 건조 처리에 의해, 편광 필름 중의 수분율은 실용 정도로까지 저감된다. 그 수분율은, 통상 5∼20 중량% 정도이며, 바람직하게는 8∼15 중량%이다. 수분율이 5 중량%를 하회하면, 편광 필름의 가요성이 없어져, 건조 후에 손상되거나, 파단되거나 하는 경우가 있다. 또한 수분율이 20 중량%를 초과하면, 열안정성이 부족되는 경향이 있다.

이상과 같이 하여, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 이색성 색소가 흡착 배향된 편광 필름(14)을 제조할 수 있다.

광학 필름(11)의 치수 변화에 의해 야기되는 편광 필름(14)의 흡수축의 어긋남에 의한 편광도 저하를 억제하기 위해서는, 편광 필름(14) 자체의 수축력도 낮게 설정하는 것이 바람직하고, 본 발명에서는 두께가 15 ㎛ 이하인 편광 필름을 사용한다. 편광 필름(14)의 수축력을 보다 낮게 억제하기 위해서는, 편광 필름(14)의 두께를 12 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 양호한 광학 특성을 부여할 수 있다고 하는 점에서, 편광 필름의 두께는 통상 3 ㎛ 이상이다.

[광학 필름(11)]

본 발명에 이용하는 편광판에 있어서, 광학 필름(11)으로는, 특히 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차폐성 등이 우수한 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 예컨대, 쇄상 폴리올레핀계 수지(폴리프로필렌계 수지 등), 환상 폴리올레핀계 수지(노르보넨계 수지 등)와 같은 폴리올레핀계 수지; 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스디아세테이트와 같은 셀룰로오스에스테르계 수지 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리에스테르계 수지; 폴리카보네이트계 수지; (메트)아크릴계 수지; 폴리스티렌계 수지; 또는 이들 혼합물, 공중합물 등을 들 수 있다.

광학 필름(11)은, 하기 식:

(1) 100 ㎚ ≤ R_e(590) ≤ 180 ㎚,

(2) 0.5 < R_th(590)/R_e(590) ≤ 0.8,

(3) 0.85 ≤ R_e(450)/R_e(550) < 1.00, 및

(4) 1.00 < R_e(630)/R_e(550) ≤ 1.1

을 만족하는 필름인 것이 바람직하다. 식 중, R_e(590), R_e(450), R_e(550), R_e(630)는 각각 측정 파장 590 ㎚, 450 ㎚, 550 ㎚, 630 ㎚에 있어서의 면내 위상차 값을 나타내고, R_th(590)는 측정 파장 590 ㎚에 있어서의 두께 방향 위상차 값을 나타낸다. 이들 면내 위상차 값 및 두께 방향 위상차 값은, 온도 23℃, 상대습도 55%의 환경 하에서 측정된다.

광학 필름(11)의 면내 위상차 값 R_e, 두께 방향 위상차 값 R_th는 면내 지상축 방향의 굴절률을 n_x, 면내 진상축 방향(면내 지상축 방향과 직교하는 방향)의 굴절률을 n_y, 두께 방향의 굴절률을 n_z, 광학 필름(11)의 두께를 d로 할 때, 하기 식으로 정의된다.

R_e= (n_x-n_y) × d

R_th= [{(n_x+ n_y)/2} - n_z] × d

상기 식 (1)∼(4)의 위상차 특성 및 파장 분산 특성을 나타내는 광학 필름(11)을 시인측에 배치한 액정 디스플레이에 있어서, 편광 선글라스 너머로 여러 방향(방위각 및 극각)에서 화면을 보았을 때의 색감 변화를 유효하게 억제할 수 있어, 액정 디스플레이의 시인성을 향상시킬 수 있다. 이것에 대하여, 상기 식 (1)∼(4) 중 어느 하나 이상을 만족하지 않는 경우에는, 상기 색감 변화의 억제가 불충분해지는 경우가 있다.

색감 변화를 보다 효과적으로 억제한다는 관점에서, 식 (1)에 있어서의 R_e(590)는 105∼170 ㎚인 것이 바람직하고, 식 (2)에 있어서의 R_th(590)/R_e(590)는 0.6∼0.75인 것이 바람직하며, 식 (3)에 있어서의 R_e(450)/R_e(550)는 0.86∼0.98인 것이 바람직하고, 식 (4)에 있어서의 R_e(630)/R_e(550)는 1.01∼1.06인 것이 바람직하다.

광학 필름(11)은, 편광 필름(14)으로부터 광학 필름(11)을 향해 출사된 직선 편광을 타원 편광(원 편광인 경우를 포함함)으로 변환하여 출사하는 기능을 갖는 1종의 위상차 필름이며, 이 기능을 발현시키기 위해서, 편광 필름의 흡수축과 광학 필름의 지상축이 이루는 각도는, 대략 45° 또는 대략 135°가 되도록 적층된다. 이루는 각도가 이 범위 밖인 경우에는, 직선 편광을 타원 편광으로 변환하여 출사하는 기능을 얻을 수 없고, 그 결과, 상기 색감 변화의 억제가 불충분해지는 경우가 있다. 이루는 각도는, 바람직하게는 35∼55° 또는 125∼145°이며, 보다 바람직하게는 40∼50° 또는 130∼140°이다.

상기 식 (1)∼(4)의 위상차 특성 및 파장 분산 특성을 부여하기 쉽고, 또한 투습도가 비교적 낮으므로 광학 적층체의 내습성이나 내습열성을 향상시킬 수 있기 때문에, 광학 필름(11)은, 환상 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리에스테르계 수지 혹은 (메트)아크릴계 수지 또는 이들의 2 이상을 포함하는 것이 바람직하고, 수지 성분이 이들로부터 선택되는 1 또는 2 이상으로 이루어진 것이 보다 바람직하다.

쇄상 폴리올레핀계 수지로는, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지와 같은 쇄상 올레핀의 단독중합체 외에, 2종 이상의 쇄상 올레핀으로 이루어진 공중합체를 들 수 있다.

환상 폴리올레핀계 수지는, 환상 올레핀을 중합 단위로 하여 중합되는 수지의 총칭이다. 환상 폴리올레핀계 수지의 구체예를 들면, 환상 올레핀의 개환 (공)중합체, 환상 올레핀의 부가 중합체, 환상 올레핀과 에틸렌, 프로필렌과 같은 쇄상 올레핀과의 공중합체(대표적으로는 랜덤 공중합체), 및 이들을 불포화 카르복실산이나 그의 유도체로 변성한 그라프트 중합체, 그리고 이들 수소화물 등이다. 그 중에서도, 환상 올레핀으로서 노르보넨이나 다환 노르보넨계 모노머 등의 노르보넨계 모노머를 이용한 노르보넨계 수지가 바람직하게 이용된다.

셀룰로오스에스테르계 수지는, 셀룰로오스와 지방산과의 에스테르이다. 셀룰로오스에스테르계 수지의 구체예는, 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스디아세테이트, 셀룰로오스트리프로피오네이트, 셀룰로오스디프로피오네이트를 포함한다. 또한, 이들의 공중합물이나, 수산기의 일부가 다른 치환기로 수식된 것을 이용할 수도 있다. 이들 중에서도, 셀룰로오스트리아세테이트(트리아세틸셀룰로오스: TAC)가 특히 바람직하다.

폴리에스테르계 수지는 에스테르 결합을 갖는 수지이며, 다가 카르복실산 또는 그의 유도체와 다가 알코올과의 중축합체로 이루어진 것이 일반적이다. 다가 카르복실산 또는 그의 유도체로는 2가의 디카르복실산 또는 그의 유도체를 이용할 수 있고, 예컨대 테레프탈산, 이소프탈산, 디메틸테레프탈레이트, 나프탈렌디카르복실산디메틸 등을 들 수 있다. 다가 알코올로는 2가의 디올을 이용할 수 있고, 예컨대 에틸렌글리콜, 프로판디올, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 시클로헥산디메탄올 등을 들 수 있다.

폴리에스테르계 수지의 구체예는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌나프탈레이트, 폴리시클로헥산디메틸테레프탈레이트, 폴리시클로헥산디메틸나프탈레이트를 포함한다.

폴리카보네이트계 수지는, 카르보네이트기를 통해 모노머 단위가 결합된 중합체로 이루어진다. 폴리카보네이트계 수지는, 폴리머 골격을 수식한 것과 같은 변성 폴리카보네이트라고 불리는 수지나, 공중합 폴리카보네이트 등이어도 좋다.

(메트)아크릴계 수지는, (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물을 주된 구성 모노머로 하는 수지이다. (메트)아크릴계 수지의 구체예는, 예컨대 폴리메타크릴산메틸과 같은 폴리(메트)아크릴산에스테르; 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산 공중합체; 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산에스테르 공중합체; 메타크릴산메틸-아크릴산에스테르-(메트)아크릴산 공중합체; (메트)아크릴산메틸-스티렌 공중합체(MS 수지 등); 메타크릴산메틸과 지환족 탄화수소기를 갖는 화합물과의 공중합체(예컨대, 메타크릴산메틸-메타크릴산시클로헥실 공중합체, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산노르보르닐 공중합체 등)를 포함한다. 바람직하게는, 폴리(메트)아크릴산메틸과 같은 폴리(메트)아크릴산 C_1-6알킬에스테르를 주성분으로 하는 중합체가 이용되며, 보다 바람직하게는, 메타크릴산메틸을 주성분(50∼100 중량%, 바람직하게는 70∼100 중량%)으로 하는 메타크릴산메틸계 수지가 이용된다.

상기 열가소성 수지를 포함하는 필름을 연신함으로써, 광학 필름(11)을 제작할 수 있다. 연신 처리로는, 일축 연신이나 이축 연신 등을 들 수 있다. 연신 방향으로는, 미연신 필름의 기계 유동 방향(MD), 이것에 직교하는 방향(TD), 기계 유동 방향(MD)에 사교하는 방향 등을 들 수 있다. 이축 연신은, 2개의 연신 방향으로 동시에 연신하는 동시 이축 연신이어도 좋고, 소정 방향으로 연신한 후에 다른 방향으로 연신하는 순차 이축 연신이어도 좋다. 연신 처리는, 예컨대 출구측의 주속을 크게 한 2쌍 이상의 닙롤을 이용하여, 길이 방향(기계 유동 방향: MD)으로 연신하거나, 미연신 필름의 양측단을 척으로 파지하여 기계 유동 방향에 직교하는 방향(TD)으로 넓히거나 함으로써 행할 수 있다. 이 때, 필름의 두께를 조정하거나, 연신 배율을 조정하거나 함으로써, 위상차 값 및 파장 분산을 상기 식 (1)∼(2)의 범위 내로 제어하는 것이 가능하다. 또한, 수지에 파장 분산 조정제를 첨가하거나 함으로써, 파장 분산 값을 상기 식 (3)∼(4)의 범위 내로 제어하는 것이 가능하다.

광학 필름(11)의 두께는, 상기 식 (1)∼(4)를 충족하는 한 특별히 제한되지 않지만, 편광판의 박막화의 관점에서, 바람직하게는 90 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 60 ㎛ 이하이며, 또한 취급의 관점에서, 바람직하게는 5 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 10 ㎛ 이상이다.

본 발명의 제조 방법에 따르면, 광학 필름(11)에 가열 처리가 행해져 있기 때문에, 편광 필름(14)의 두께에 대한 연신된 광학 필름(11)의 두께의 비가, 1.5 이상인 경우여도, 3 이상인 경우여도 효과적으로 편광도의 저하를 억제할 수 있다. 통상 편광 필름(14)의 두께에 대한 연신된 광학 필름(11)의 두께의 비는 10 이하이다.

광학 필름(11)은, 활제, 가소제, 분산제, 열안정제, 자외선 흡수제, 적외선 흡수제, 대전방지제, 산화방지제와 같은 첨가제를 1종 또는 2종 이상 함유할 수 있다.

또한, 원하는 표면 광학 특성 또는 그 밖의 특징을 부여하기 위해서, 광학 필름(11)의 외면에 코팅층(표면 처리층(20))을 마련할 수 있다. 코팅층의 구체예는, 하드코트층, 방현층, 반사방지층, 대전방지층, 방오층을 포함한다. 코팅층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 공지된 방법을 이용할 수 있다.

[보호 필름(15)]

보호 필름(15)으로는, 특히 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차폐성 등이 우수한 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 보호 필름(15)으로는, 리타데이션 값의 제어가 용이하고, 입수도 용이하기 때문에, 셀룰로오스계 수지, 폴리올레핀계 수지 또는 아크릴계 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 여기서 말하는 폴리올레핀계 수지는, 쇄상 폴리올레핀계 수지 및 환상 폴리올레핀계 수지를 포함한다.

셀룰로오스계 수지, 환상 올레핀계 수지 또는 아크릴계 수지로는, 상기 광학 필름에서 이용한 것과 동일한 것을 이용할 수 있다.

이상과 같은 수지로부터 필름으로 제막하는 방법은, 각각의 수지에 따른 방법을 적절하게 선택하면 되고, 예컨대, 앞서 설명한 용제 캐스트법, 용융 압출법 등을 채용할 수 있다. 그 중에서도 폴리올레핀계 수지나 아크릴계 수지에 대해서는, 생산성의 관점에서 용융 압출법이 바람직하게 채용된다. 한편, 셀룰로오스계 수지는 용제 캐스트법에 의해 제막되는 것이 일반적이다.

액정 셀이 횡전해(IPS: In-Plane Switching) 모드인 경우, 그 IPS 모드 액정 셀이 원래 갖는 광 시야각 특성을 손상시키지 않기 때문에, 투명 보호 필름은, 두께 방향의 위상차 값 Rth가 -10∼10 ㎚의 범위에 있는 것이 바람직하다.

투명 보호 필름의 두께 방향의 위상차 값 Rth를 -10∼10 ㎚의 범위 내로 제어하는 방법으로는, 필름을 제작할 때에, 면내 및 두께 방향에 잔류하는 왜곡을 극력 작게 하는 방법을 들 수 있다. 예컨대, 상기 용제 캐스트법에 있어서는, 그 유연 수지 용액을 건조시킬 때에 발생하는 면내 및 두께 방향의 잔류 수축 왜곡을, 열처리에 의해 완화시키는 방법 등을 채용할 수 있다. 한편, 상기 용융 압출법에 있어서는, 수지 필름을 다이로부터 압출하여, 냉각할 때까지 동안에 연신되는 것을 막기 위해서, 다이로부터 냉각 드럼까지의 거리를 극력 단축시킴과 더불어, 압출량과 냉각 드럼의 회전 속도를 필름이 연신되지 않도록 제어하는 방법 등을 채용할 수 있다. 또한, 용제 캐스트법과 마찬가지로, 얻어진 필름에 잔류하는 왜곡을 열처리에 의해 완화시키는 방법도 채용할 수 있다.

[접착제층, 점착제층]

편광 필름과 광학 필름과의 접합 및 편광 필름과 보호 필름과의 접합은, 접착제 또는 점착제에 의해 접합할 수 있다.

편광 필름과 광학 필름을 접합하는 접착제층 및 편광 필름과 보호 필름을 접합하는 접착제층은, 그 두께를 0.01∼30 ㎛ 정도로 할 수 있고, 바람직하게는 0.01∼10 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.05∼5 ㎛이다. 접착제층의 두께가 이 범위에 있으면, 적층되는 편광 필름과 광학 필름 및 보호 필름과 편광 필름 사이에 들뜸이나 벗겨짐을 발생시키지 않고, 실용상 문제가 없는 접착력를 얻을 수 있다. 점착제층을 사용하는 경우, 점착제층은, 그 두께를 5∼50 ㎛ 정도로 할 수 있고, 바람직하게는 5∼30 ㎛, 더욱 바람직하게는 10∼25 ㎛이다.

편광 필름과 광학 필름의 접합 및 편광 필름과 보호 필름과의 접합에 있어서는, 편광 필름이나 광학 필름, 보호 필름에 미리 비누화 처리, 코로나 처리, 플라즈마 처리 등을 행하는 것도 유용하다.

접착제층의 형성에는, 피착체의 종류나 목적에 따라, 적당히, 적절한 접착제를 이용할 수 있고, 또한 필요에 따라 앵커 코트제를 이용할 수도 있다. 접착제로서, 예컨대 용제형 접착제, 에멀젼형 접착제, 감압성 접착제, 재습성 접착제, 중축합형 접착제, 무용제형 접착제, 필름형 접착제, 핫멜트형 접착제 등을 들 수 있다.

바람직한 접착제의 하나로서, 수계 접착제, 즉 접착제 성분이 물에 용해 또는 분산되어 있는 것을 들 수 있다. 물에 용해 가능한 접착제 성분의 예를 들면, 폴리비닐알코올계 수지가 있다. 또한, 물에 분산 가능한 접착제 성분의 예를 들면, 친수기를 갖는 우레탄계 수지가 있다. 수계 접착제는, 이러한 접착제 성분을, 필요에 따라 배합되는 추가의 첨가제와 함께, 물에 혼합하여 조제할 수 있다. 수계 접착제가 될 수 있는 시판용 폴리비닐알코올계 수지의 예를 들면, 가부시키가이샤 쿠라레에서 판매되고 있는 카르복실기 변성 폴리비닐알코올인 "KL-318" 등이 있다.

수계 접착제는, 필요에 따라 가교제를 함유할 수 있다. 가교제의 예를 들면, 아민 화합물, 알데히드 화합물, 메틸올 화합물, 수용성 에폭시 수지, 이소시아네이트 화합물, 다가 금속염 등이 있다. 폴리비닐알코올계 수지를 접착제 성분으로 하는 경우는, 글리옥살을 비롯한 알데히드 화합물, 메틸올멜라민을 비롯한 메틸올 화합물, 수용성 에폭시 수지 등이, 가교제로서 바람직하게 이용된다. 여기서 수용성 에폭시 수지는, 예컨대 디에틸렌트리아민이나 트리에틸렌테트라민과 같은 폴리알킬렌폴리아민과 아디프산과 같은 디카르복실산과의 반응물인 폴리아미드폴리아민에, 에피클로로히드린을 반응시켜 얻어지는 폴리아미드에폭시 수지일 수 있다. 수용성 에폭시 수지의 시판품의 예를 들면, 타오카고교 가부시키가이샤에서 판매되고 있는 "스미레즈레진(등록상표) 650(30)" 등이 있다.

편광 필름 및/또는 그것에 접합되는 광학 필름이나 보호 필름의 접착면에, 수계 접착제를 도포하고, 양자를 접합시킨 후, 건조 처리를 행함으로써, 편광판을 얻을 수 있다. 접착에 앞서, 보호 필름에는, 비누화 처리, 코로나 방전 처리, 플라즈마 처리, 또는 프라이머 처리와 같은 이(易)접착 처리를 행하여, 습윤성을 높여 두는 것도 유효하다. 건조 온도는, 예컨대 50∼100℃ 정도로 할 수 있다. 건조 처리 후, 실온보다 약간 높은 온도, 예컨대 30∼50℃ 정도의 온도에서 1∼10일간 정도 양생하는 것은, 접착력을 한층 더 높이는 데 있어서 바람직하다.

또 하나의 바람직한 접착제로서, 활성 에너지선의 조사 또는 가열에 의해 경화하는 에폭시 화합물을 함유하는 경화성 접착제 조성물을 들 수 있다. 여기서 경화성의 에폭시 화합물은, 분자 내에 적어도 2개의 에폭시기를 갖는 것이다. 이 경우, 편광 필름과 보호 필름의 접착은, 상기 접착제 조성물의 도포층에 대하여, 활성 에너지선을 조사하거나, 또는 열을 부여하여, 접착제에 함유되는 경화성의 에폭시 화합물을 경화시키는 방법에 의해 행할 수 있다. 에폭시 화합물의 경화는, 일반적으로, 에폭시 화합물의 양이온 중합에 의해 행해진다. 또한 생산성의 관점에서, 이 경화는 활성 에너지선의 조사에 의해 행하는 것이 바람직하다.

내후성, 굴절률, 양이온 중합성 등의 관점에서, 경화성 접착제 조성물에 함유되는 에폭시 화합물은, 분자 내에 방향환을 포함하지 않는 것이 바람직하다. 분자 내에 방향환을 포함하지 않는 에폭시 화합물로서, 수소화 에폭시 화합물, 지환식 에폭시 화합물, 지방족 에폭시 화합물 등을 예시할 수 있다. 이러한 경화성 접착제 조성물에 적합하게 이용되는 에폭시 화합물은, 예컨대 일본 특허 공개 제2004-245925호 공보에서 상세히 설명되어 있지만, 여기서도 개략을 설명하는 것으로 한다.

수소화 에폭시 화합물은, 방향족 에폭시 화합물의 원료인 방향족 폴리히드록시 화합물에 촉매의 존재 하에 및 가압 하에 선택적으로 핵수소화 반응을 행함으로써 얻어지는 핵수소 첨가 폴리히드록시 화합물을, 글리시딜에테르화한 것일 수 있다. 방향족 에폭시 화합물의 원료인 방향족 폴리히드록시 화합물로는, 예컨대 비스페놀 A, 비스페일 F, 및 비스페놀 S와 같은 비스페놀류; 페놀노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, 및 히드록시벤즈알데히드페놀노볼락 수지와 같은 노볼락형의 수지; 테트라히드록시디페닐메탄, 테트라히드록시벤조페논, 및 폴리비닐페놀과 같은 다작용형의 화합물 등을 들 수 있다. 이러한 방향족 폴리히드록시 화합물에 핵수소화 반응을 행하고, 얻어지는 핵수소 첨가 폴리히드록시 화합물에 에피클로로히드린을 반응시킴으로써, 글리시딜에테르화할 수 있다. 적합한 수소화 에폭시 화합물로서, 수소화된 비스페놀 A의 글리시딜에테르를 들 수 있다.

지환식 에폭시 화합물은, 지환식 고리에 결합한 에폭시기를 분자 내에 적어도 1개 갖는 화합물이다. 「지환식 고리에 결합한 에폭시기」란, 다음 식에 나타내는 구조에 있어서의 가교 산소 원자 -O-를 의미하고, 식 중, m은 2∼5의 정수이다.

이 식에 있어서의 (CH₂)_m 중의 수소 원자를 1개 또는 복수개 제거한 형태의 기가 다른 화학 구조에 결합하고 있는 화합물이, 지환식 에폭시 화합물이 될 수 있다. 또한, 지환식 고리를 형성하는 (CH₂)_m 중의 1개 또는 복수개의 수소 원자는, 메틸기나 에틸기와 같은 직쇄상 알킬기로 적절하게 치환되어 있어도 좋다. 지환식 에폭시 화합물 중에서도, 옥사비시클로헥산 고리(상기 식에 있어서 m=3인 것)나, 옥사비시클로헵탄 고리(상기 식에 있어서 m=4인 것)를 갖는 에폭시 화합물은, 우수한 접착성을 나타내기 때문에 바람직하게 이용된다. 이하에, 지환식 에폭시 화합물의 구체적인 예를 게재한다. 여기서는, 우선 화합물명을 예를 들고, 그 후, 각각에 대응하는 화학식을 나타내는 것으로 하며, 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]헨이코세인,

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

J: 4-비닐시클로헥센디옥사이드,

K: 리모넨디옥사이드,

L: 비스(2,3-에폭시시클로펜틸)에테르,

M: 디시클로펜타디엔디옥사이드 등.

지방족 에폭시 화합물은, 지방족 다가 알코올 또는 그 알킬렌옥사이드 부가물의 폴리글리시딜에테르일 수 있다. 보다 구체적으로는, 프로필렌글리콜의 디글리시딜에테르; 1,4-부탄디올의 디글리시딜에테르; 1,6-헥산디올의 디글리시딜에테르; 글리세린의 트리글리시딜에테르; 트리메틸올프로판의 트리글리시딜에테르; 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 및 글리세린과 같은 지방족 다가 알코올에 알킬렌옥사이드(에틸렌옥사이드나 프로필렌옥사이드)를 부가함으로써 얻어지는 폴리에테르폴리올의 폴리글리시딜에테르(예컨대, 폴리에틸렌글리콜의 디글리시딜에테르) 등을 들 수 있다.

경화성 접착제 조성물에 있어서, 에폭시 화합물은, 1종만을 단독으로 이용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다. 그 중에서도 이 에폭시 화합물은, 지환식 고리에 결합한 에폭시기를 분자 내에 적어도 1개 갖는 지환식 에폭시 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.

경화성 접착제 조성물에 이용되는 에폭시 화합물은, 통상 30∼3,000 g/당량의 범위 내의 에폭시 당량을 가지며, 이 에폭시 당량은 바람직하게는 50∼1,500 g/당량의 범위이다. 에폭시 당량이 30 g/당량을 하회하는 에폭시 화합물을 이용한 경우에는, 경화 후의 편광판의 가요성이 저하되거나, 접착 강도가 저하되거나 할 가능성이 있다. 한편, 3,000 g/당량을 초과하는 에폭시 당량을 갖는 화합물에서는, 접착제 조성물에 함유되는 다른 성분과의 상용성이 저하될 가능성이 있다.

반응성의 관점에서, 에폭시 화합물의 경화 반응으로서 양이온 중합이 바람직하게 이용된다. 그것을 위해서는, 에폭시 화합물을 포함하는 경화성 접착제 조성물에는, 양이온 중합개시제를 배합하는 것이 바람직하다. 양이온 중합개시제는, 가시광선, 자외선, X선, 및 전자선과 같은 활성 에너지선의 조사 또는 가열에 의해, 양이온종 또는 루이스산을 발생하고, 에폭시기의 중합 반응을 개시시킨다. 작업성의 관점에서, 양이온 중합개시제에는 잠재성이 부여되어 있는 것이 바람직하다. 이하, 활성 에너지선의 조사에 의해 양이온종 또는 루이스산을 발생하고, 에폭시기의 중합 반응을 개시시키는 양이온 중합개시제를 「광양이온 중합개시제」라고 하며, 열에 의해 양이온종 또는 루이스산을 발생하고, 에폭시기의 중합 반응을 개시시키는 양이온 중합개시제를 「열양이온 중합개시제」라고 한다.

광양이온 중합개시제를 이용하여, 활성 에너지선의 조사에 의해 접착제 조성물의 경화를 행하는 방법은, 상온 상습에서의 경화가 가능해지고, 편광 필름의 내열성 또는 팽창에 의한 왜곡을 고려할 필요가 감소하여, 보호 필름과 편광 필름을 양호하게 접착할 수 있는 점에서 유리하다. 또한, 광양이온 중합개시제는, 광에 의해 촉매적으로 작용하기 때문에, 에폭시 화합물에 혼합하여도 보존 안정성이나 작업성이 우수하다.

광양이온 중합개시제로는, 예컨대 방향족 디아조늄염; 방향족 요오도늄염이나 방향족 술포늄염과 같은 오늄염, 철-알렌 착체 등을 들 수 있다. 광양이온 중합개시제의 배합량은, 에폭시 화합물 100 중량부에 대하여, 통상 0.5∼20 중량부이며, 바람직하게는 1 중량부 이상, 또한 바람직하게는 15 중량부 이하이다.

광양이온 중합개시제의 배합량이, 에폭시 화합물 100 중량부에 대하여 0.5 중량부를 하회하면, 경화가 불충분해지고, 경화물의 기계적 강도나 접착 강도가 저하되는 경향이 있다.

한편, 광양이온 중합개시제의 배합량이, 에폭시 화합물 100 중량부에 대하여 20 중량부를 초과하면, 경화물 중의 이온성 물질이 증가함으로써 경화물의 흡습성이 높아지고, 내구 성능이 저하될 가능성이 있다.

광양이온 중합개시제를 이용하는 경우, 경화성 접착제 조성물은, 필요에 따라 광증감제를 더 함유할 수 있다. 광증감제를 이용함으로써, 양이온 중합의 반응성을 향상시켜, 경화물의 기계적 강도나 접착 강도를 향상시킬 수 있다. 광증감제로는, 예컨대 카르보닐 화합물, 유기 황 화합물, 과황화물, 레독스계 화합물, 아조 화합물, 디아조 화합물, 할로겐 화합물, 광환원성 색소 등을 들 수 있다. 광증감제를 배합하는 경우, 그 양은 경화성 접착제 조성물 100 중량부에 대하여 0.1∼20 중량부의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 또한, 경화 속도 향상을 위해, 나프토퀴논 유도체와 같은 증감 조제를 이용하여도 좋다.

한편, 열양이온 중합개시제로는, 벤질술포늄염, 티오페늄염, 티오라늄염, 벤질암모늄, 피리디늄염, 히드라지늄염, 카르복실산에스테르, 술폰산에스테르, 아민이미드 등을 들 수 있다.

에폭시 화합물을 함유하는 경화성 접착제 조성물은, 전술한 바와 같이 광양이온 중합에 의해 경화시키는 것이 바람직하지만, 상기한 열양이온 중합개시제를 존재시켜, 열양이온 중합에 의해 경화시킬 수도 있고, 광양이온 중합과 열양이온 중합을 병용할 수도 있다. 광양이온 중합과 열양이온 중합을 병용하는 경우, 경화성 접착제 조성물에는, 광양이온 중합개시제와 열양이온 중합개시제 양쪽 모두를 함유시키는 것이 바람직하다.

또한, 경화성 접착제 조성물은, 옥세탄 화합물이나 폴리올 화합물 등, 양이온 중합을 촉진시키는 화합물을 더 함유하여도 좋다. 옥세탄 화합물은, 분자 내에 4원환 에테르를 갖는 화합물이다. 옥세탄 화합물을 배합하는 경우, 그 양은, 경화성 접착제 조성물 중에, 통상 5∼95 중량%, 바람직하게는 5∼50 중량%이다. 또한 폴리올 화합물은, 에틸렌글리콜이나 헥사메틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등을 포함하는 알킬렌글리콜 또는 그의 올리고머, 폴리에스테르폴리올, 폴리카프로락톤폴리올, 폴리카보네이트폴리올 등일 수 있다. 폴리올 화합물을 배합하는 경우, 그 양은, 경화성 접착제 조성물 중에, 통상 50 중량% 이하, 바람직하게는 30 중량% 이하이다.

또한 접착제는, 라디칼 중합성인 (메트)아크릴계 화합물을 함유하는 조성물이어도 좋다. (메트)아크릴계 화합물로는, 분자 내에 적어도 1개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 (메트)아크릴레이트 모노머; 작용기 함유 화합물을 2종 이상 반응시켜 얻어지고, 분자 내에 적어도 2개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 (메트)아크릴레이트 올리고머 등의 (메트)아크릴로일옥시기 함유 화합물을 들 수 있다.

이 경우, 접착제는, 광라디칼 중합개시제를 함유하는 것이 바람직하다. 광라디칼 중합개시제로는, 예컨대 아세토페논계 개시제, 벤조페논계 개시제, 벤조인에테르계 개시제, 티오크산톤계 개시제, 크산톤, 플루오레논, 캄파퀴논, 벤즈알데히드, 안트라퀴논 등을 들 수 있다.

또한, 접착제는, 그 접착성을 손상시키지 않는 한, 다른 첨가제, 예컨대 이온 트랩제, 산화방지제, 연쇄 이동제, 증감제, 점착 부여제, 열가소성 수지, 충전제, 유동 조정제, 가소제, 소포제 등을 함유할 수 있다. 이온 트랩제로는, 예컨대 분말형의 비스무트계, 안티몬계, 마그네슘계, 알루미늄계, 칼슘계, 티탄계, 이들 혼합계 등을 포함하는 무기 화합물을 들 수 있고, 산화방지제로는, 예컨대 힌더드 페놀계 산화방지제 등을 들 수 있다.

접착제를, 편광 필름 또는 보호 필름의 접착면, 혹은 이들 양쪽 접착면에 도공한 후, 접착제가 도공된 면에서 접합하고, 활성 에너지선을 조사하거나 또는 가열함으로써 미경화의 접착제층을 경화시켜, 편광 필름과 보호 필름(또는 광학 필름)을 접착시킬 수 있다. 접착제의 도공 방법으로는, 예컨대 닥터 블레이드, 와이어 바, 다이 코터, 콤마 코터, 그라비아 코터 등, 여러 가지 도공 방식을 채용할 수 있다.

이 경화성 접착제 조성물은, 기본적으로는, 용제를 실질적으로 포함하지 않는 무용제형 접착제로서 이용할 수 있지만, 각 도공 방식에는 각각 최적의 점도 범위가 있기 때문에, 점도 조정을 위해 용제를 함유시켜도 좋다. 용제는, 편광 필름의 광학 성능을 저하시키지 않고, 에폭시 화합물을 비롯한 각 성분을 양호하게 용해하는 유기 용제인 것이 바람직하며, 예컨대 톨루엔으로 대표되는 탄화수소류, 아세트산에틸로 대표되는 에스테르류 등을 이용할 수 있다.

활성 에너지선의 조사에 의해 접착제 조성물의 경화를 행하는 경우, 활성 에너지선으로는 전술한 각종의 것을 이용할 수 있지만, 취급이 용이하고, 조사 광량 등의 제어도 하기 쉽기 때문에, 자외선이 바람직하게 이용된다. 활성 에너지선, 예컨대 자외선의 조사 강도나 조사량은, 편광 필름의 편광도를 비롯한 각종 광학 성능, 및 보호 필름의 투명성이나 위상차 특성을 비롯한 각종 광학 성능에 영향을 미치지 않는 범위에서, 알맞은 생산성이 유지되도록 적절하게 결정된다.

열에 의해 접착제 조성물의 경화를 행하는 경우는, 일반적으로 알려진 방법으로 가열할 수 있다. 통상은, 경화성 접착제 조성물에 배합된 열양이온 중합개시제가 양이온종이나 루이스산을 발생하는 온도 이상에서 가열이 행해지고, 구체적인 가열 온도는, 예컨대 50∼200℃ 정도이다.

[점착제층(16)]

보호 필름(15)에 있어서의 편광 필름(14)과의 접합면과는 반대측의 면에 형성되는 점착제층(16)은, 편광판을 액정 셀에 접합시키기 위한 점착제층이며, 광학적인 투명성이 우수하고, 적절한 습윤성, 응집성, 접착성 등을 포함하는 점착 특성이 우수한 것이면 좋지만, 내구성 등이 더 우수한 것이 바람직하다. 구체적으로는, 점착제층(16)을 형성하는 점착제로서, 아크릴계 수지를 함유하는 점착제(아크릴계 점착제)가 바람직하다.

아크릴계 점착제에 함유되는 아크릴계 수지는, 아크릴산부틸, 아크릴산에틸, 아크릴산이소옥틸, 및 아크릴산 2-에틸헥실과 같은 아크릴산알킬에스테르를 주요한 모노머로 하는 수지이다. 이 아크릴계 수지에는 통상 극성 모노머가 공중합되어 있다. 극성 모노머란, 중합성 불포화 결합 및 극성 작용기를 갖는 화합물이며, 여기서 중합성 불포화 결합은, (메트)아크릴로일에서 유래되는 것으로 하는 것이 일반적이고, 또한 극성 작용기는, 카르복실기, 수산기, 아미드기, 아미노기, 에폭시기 등일 수 있다. 극성 모노머의 구체예를 들면, (메트)아크릴산, (메트)아크릴산 2-히드록시프로필, (메트)아크릴산 2-히드록시에틸, (메트)아크릴아미드, 2-N,N-디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, 글리시딜(메트)아크릴레이트 등이 있다.

또한 아크릴계 점착제에는, 통상 아크릴계 수지와 함께 가교제가 배합되어 있다.

가교제의 대표예로서, 분자 내에 적어도 2개의 이소시아네이트기(-NCO)를 갖는 이소시아네이트 화합물을 들 수 있다.

점착제에는, 각종 첨가제가 더 배합되어 있어도 좋다. 적합한 첨가제로서, 실란 커플링제나 대전방지제 등을 들 수 있다. 실란 커플링제는, 유리와의 접착력을 높이는 데 있어서 유효하다. 대전방지제는, 정전기의 발생을 저감 또는 방지하는 데 있어서 유효하다.

점착제층(16)은, 이상과 같은 점착제 성분이 유기 용제에 용해되어 이루어지는 점착제 조성물을 조제하여, 이것을 접착시키는 접합면(편광 필름 혹은 보호 필름) 중 어느 한쪽 혹은 양쪽에 직접 도포하고, 용제를 건조 제거하는 방법에 의해, 혹은, 이형 처리가 행해진 수지 필름으로 이루어진 기재 필름의 이형 처리면에 상기한 점착제 조성물을 도포하고, 용제를 건조 제거하여 점착제층으로 하며, 이것을 접합면(편광 필름 혹은 보호 필름) 중 어느 한쪽에 붙이고, 점착제층을 전사하는 방법에 의해, 형성할 수 있다. 전자인 직접 도공법에 의해 점착제층(16)을 형성한 경우는, 그 표면에 이형 처리가 행해진 수지 필름(세퍼레이터라고도 함)을 접합하고, 사용시까지 점착제층 표면을 임시 부착 보호하는 것이 통례이다. 유기 용제 용액인 점착제 조성물의 취급성의 관점 등으로부터, 후자인 전사법이 자주 채용되고 있고, 이 경우에는, 처음에 점착제층의 형성에 이용하는 이형 처리된 기재 필름이, 편광판에 붙인 후 그대로 세퍼레이터가 될 수 있는 점에서도 안성맞춤이다.

내열 시험에 있어서, 충분한 밀착성이나 치수 안정성을 확보하기 위해서는, 점착제의 80℃에 있어서의 저장탄성률이 5 MPa 이하인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 1 MPa 이하이다.

보호 필름(15)과 점착제층(16)을 접합할 때에는, 보호 필름(15)과 점착제층(16)을 접합하는 면에, 각각 코로나 처리, 플라즈마 처리 등을 행하는 것도 유용하다.

[편광판의 제조 방법]

편광판을 제조하는 방법으로는, 특별히 제한되지 않지만, 예컨대 광학 필름(11)과 편광 필름(14)과 보호 필름(15)을 접착제층을 통해 롤 투 롤로 접합함으로써 편광판(10)을 얻을 수 있다. 점착제층(16)을 보호 필름(15) 상에 더 형성함으로써 점착제가 부착된 편광판을 얻을 수 있다. 점착제가 부착된 편광판은, 점착제층(16)을 통해 액정 셀에 접합할 수 있다.

광학 필름(11)은, 원하는 위상차 특성을 부여하기 위해서 연신 처리가 행해져 있는 경우가 많기 때문에, 예컨대 85℃와 같은 고온 환경 하에 놓인 경우에 치수 변화가 큰 경우가 있다. 이 때문에, 본 발명의 제조 방법은, 광학 필름(11)과 편광 필름(14)을 접합시키기 전에 광학 필름(11)을 가열 처리하는 공정을 포함한다. 또한, 광학 필름(11)을 제조하는 단계에서, 연신 처리를 실시할 때에도 필름을 가열하는 경우가 있지만, 본 발명의 제조 방법에 있어서의 가열 처리를 행하는 공정은, 연신 처리에 있어서의 가열과는 달리, 연신 처리가 완료된 광학 필름에 대하여 가열 처리를 행한다. 즉 본 발명의 제조 방법에 있어서의 가열 처리를 하는 공정에 있어서, 광학 필름은 실질적으로 연신되지 않는다. 실질적으로 연신되지 않는다고 하는 것은, 연신 배율이 1.1배 이하인 것을 의미하고, 바람직하게는 1.05배 이하이다.

상기 가열 처리를 하는 공정은, 광학 필름(11)과 편광 필름(14)을 접합시킨 3일 이내에 행하는 것이 바람직하고, 24시간 이내에 행하는 것이 보다 바람직하며, 60분 이내에 행하는 것이 더욱 바람직하다. 이와 같이 접합 직전에 가열 공정을 마련함으로써, 광학 필름(11)의 블로킹에 의한 주름 등을 교정할 수 있어, 외관 품질이 우수한 편광판으로 할 수 있다.

상기 가열 처리는, 광학 필름(11)의 유리 전이 온도(Tg)에 대하여, Tg-60℃∼Tg℃의 온도에서 행하는 것이 바람직하고, Tg-30℃∼Tg-5℃의 온도에서 행해지는 것이 보다 바람직하다. 더욱 바람직하게는, Tg-20℃∼Tg-5℃이다. 이러한 가열 처리 공정을 거침으로써, 광학 필름(11)의 고온 환경 하에서의 치수 변화가 억제된다. 이 때문에 편광판의 내열 시험에서의 편광도 저하를 억제할 수 있다고 생각된다.

가열 처리의 방법은, 오븐 등에서 미리 가열 처리를 행하는 방법이나, 편광 필름과 접합하기 전에 열 드럼에 감싸여 가열하는 방법 등, 여러 가지 방법을 선택할 수 있다.

이렇게 해서 제작한 편광판은, 85℃의 환경 하에 100 hr 정치했을 때의 편광 필름의 흡수축과 45°의 방향의 치수 변화율 D1과 편광 필름의 흡수축과 135° 방향의 치수 변화율 D2를 모두 0.25% 이하로 할 수도 있어, 내열 시험시의 편광도 저하를 억제할 수 있다.

실시예

이하, 실시예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 실시예 중, 함유량 내지 사용량을 나타내는 부 및 %는, 특별히 기재하지 않는 한, 중량 기준이다. 또한, 이하의 실시예에 있어서의 각 물성의 측정은, 다음 방법에 의해 행하였다.

(1) 두께의 측정:

가부시키가이샤 니콘에서 제조한 디지털 마이크로미터 "MH-15M"을 이용하여 측정하였다.

(2) 면내 리타데이션 및 두께 방향 리타데이션의 측정:

오우지케이소쿠키키 가부시키가이샤에서 제조한 평행 니콜 회전법을 원리로 하는 위상차계 "KOBRA(등록상표)-WPR"를 이용하여, 23℃의 온도에 있어서, 소정의 파장에서의 면내 리타데이션 및 두께 방향 리타데이션을 측정하였다.

(3) 편광판의 편광도 및 단체 투과율의 측정:

적분구를 구비한 분광 광도계[니혼분코 가부시키가이샤에서 제조한 「V7100」, 2도 시야; C 광원]를 이용하여 측정하였다.

(4) 편광판의 치수 변화율의 측정 방법

85℃의 환경 하에 100 hr 정치했을 때의 편광 필름의 흡수축에 대하여 45° 방향의 편광판의 치수 변화율 D1 및 편광 필름의 흡수축에 대하여 135° 방향의 편광판의 치수 변화율 D2를 측정하는 방법은, 가부시키가이샤 니콘에서 제조한 이차원 측정기 "NEXIV VMR-12072"를 이용하여, 다음과 같이 측정하였다. 우선, 편광판을 편광 필름의 흡수축에 대하여 (45° 방향으로 100 ㎜)×(135℃의 방향으로 100 ㎜)의 크기로 재단하여, 온도 23℃ 습도 55%의 환경 하에 1일 정치하고, 편광 필름의 흡수축에 대하여 45° 방향의 치수(L0(45)) 및 편광 필름의 흡수축과 135° 방향의 치수(L0(135))를 측정한다. 다음에 편광판을 85℃의 환경 하에 100시간 정치하고, 고온 환경 하에 정치한 후의 편광 필름의 흡수축과 45° 방향의 치수(L1(45)) 및 편광 필름의 흡수축과 135° 방향의 치수(L1(135))를 측정한다. 그 결과를 바탕으로 식 (5) 및 (6)으로부터 치수 변화율 D1(%), D2(%)를 구하였다.

치수 변화율 D1=[(L0(45)-L1(45))/L0(45)]×100 (5)

치수 변화율 D2=[(L0(135)-L1(135))/L0(135)]×100 (6)

[제조예 1] 편광 필름의 제작

두께 20 ㎛의 폴리비닐알코올 필름(평균 중합도 약 2400, 비누화도 99.9 몰% 이상)을, 건식 연신에 의해 약 4배로 일축 연신하고, 긴장 상태를 더 유지한 채로, 40℃의 순수에 40초간 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.052/5.7/100인 수용액에 28℃에서 30초간 침지하여 염색 처리를 행하였다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 11.0/6.2/100인 수용액에 70℃에서 120초간 침지하였다. 계속해서, 8℃의 순수로 15초간 세정한 후, 300N의 장력으로 유지한 상태에서, 60℃에서 50초간, 계속해서 75℃에서 20초간 건조시켜, 폴리비닐알코올 필름에 요오드가 흡착 배향되어 있는 두께 7 ㎛의 흡수형 편광자를 얻었다.

[제조예 2] 수계 접착제의 제작

물 100 중량부에 대하여, 카르복실기 변성 폴리비닐알코올[가부시키가이샤 쿠라레에서 입수한 상품명 「KL-318」]을 3 중량부 용해하고, 그 수용액에 수용성 에폭시 수지인 폴리아미드에폭시계 첨가제[타오카카가쿠고교 가부시키가이샤에서 입수한 상품명 「스미레즈레진(등록상표) 650(30)」, 고형분 농도 30 중량%의 수용액]을 1.5 중량부 첨가하여, 수계 접착제를 조제하였다.

[점착제]

점착제 A: 두께 25 ㎛의 시트형 점착제[린텍가부시키가이샤 제조의 「P-3132」]를 준비하였다.

[보호 필름]

이하의 보호 필름을 준비하였다.

보호 필름: 니폰제온 가부시키가이샤 제조의 환상 폴리올레핀계 수지 필름; ZF14-013(두께 13 ㎛, 파장 590 ㎚에서의 면내 위상차 값 = 0.5 ㎚, 파장 590 ㎚에서의 두께 방향 위상차 = 3.3 ㎚)

[광학 필름]

광학 필름 A: 코니카미놀타 가부시키가이샤 제조의 트리아세틸셀룰로오스 필름; KC4UGR-HC(두께 44 ㎛, 파장 590 ㎚에서의 면내 위상차 값 = 106 ㎚, 파장 590 ㎚에서의 두께 방향 위상차 = 75 ㎚, Rth(590)/Re(590) = 0.71, Re(450)/Re(550) = 0.96, Re(630)/Re(550) = 1.02, 유리 전이 온도 = 200℃)를 준비하였다.

광학 필름 B: 니폰제온 가부시키가이샤 제조의 시클로올레핀 폴리머 필름; ZD12-099063-C1330UHD(두께 28 ㎛, 파장 590 ㎚에서의 면내 위상차 값 = 97 ㎚, 파장 590 ㎚에서의 두께 방향 위상차 = 65 ㎚, Rth(590)/Re(590) = 0.67, Re(450)/Re(550) = 1.01, Re(630)/Re(550) = 0.99, 유리 전이 온도 = 120℃)를 준비하였다.

[실시예 1]

광학 필름 A를 150℃의 오븐에 3분간 투입하여, 가열 처리를 행하였다. 계속해서, 가열 처리를 행한 광학 필름 A에 비누화 처리를 행하였다. 즉, 가열 처리 온도는, Tg-50℃였다.

보호 필름의 한쪽 면에 코로나 처리를 행하였다. 보호 필름의 코로나 처리면과 편광 필름을, 편광 필름과 광학 필름 A를 수계 접착제로 더 접착하여 편광판을 얻었다.

광학 필름 A에 가열 처리를 하고 나서, 편광 필름에 접합할 때까지의 시간은 30분간이었다. 이 때, 편광판의 흡수축과 광학 필름 A의 지상축이 45°가 되도록 접합하였다.

또한, 얻어진 편광판의 보호 필름측에 점착제 A를 적층하고, 광학 필름 A/편광 필름/보호 필름/점착제층 A의 층 구성으로 이루어진 점착제가 부착된 편광판을 얻었다.

편광판의 편광도는 99.994%였다.

얻어진 편광판의 치수 변화율 D1 및 D2는 D1=0.06%, D2=0.21%였다.

이렇게 해서 제작한 편광판을 사방 40 ㎜로 잘라내고, 코닝사에서 제조한 이글 XG에 접합하여 내열 평가용 샘플을 제작하였다. 이렇게 해서 제작한 샘플을 105℃의 오븐에 30분간 투입하였다. 내열 시험 후의 편광도는 99.972%였다.

마찬가지로 편광판을, 사방 40 ㎜로 잘라내고, 코닝사에서 제조한 이글 XG에 접합하여 내열 평가용 샘플을 제작하였다. 이렇게 해서 제작한 샘플을 85℃의 오븐에 500시간 동안 투입하였다. 내열 시험 후의 편광도는 99.975%였다.

[실시예 2]

광학 필름 A를 분위기 온도가 200℃인 오븐에 3분간 투입하고, 가열 처리를 행하였다. 즉, 가열 처리 온도는 Tg와 같았다. 계속해서, 가열 처리를 행한 광학 필름 A에 비누화 처리를 행하였다. 그 밖에는 실시예 1과 동일한 방법으로, 광학 필름 A/편광 필름/보호 필름/점착제층 A의 층 구성으로 이루어진 점착제가 부착된 편광판을 얻었다. 이 편광판의 편광도는 99.995%였다.

얻어진 편광판의 치수 변화율 D1 및 D2는 D1=0.05%, D2=0.15%였다.

이렇게 해서 제작한 편광판을 사방 40 ㎜로 잘라내고, 코닝사에서 제조한 이글 XG에 접합하여 내열 평가용 샘플을 제작하였다. 이렇게 해서 제작한 샘플을 105℃의 오븐에 30분간 투입하였다. 내열 시험 후의 편광도는 99.980%였다.

마찬가지로 편광판을, 사방 40 ㎜로 잘라내고, 코닝사에서 제조한 이글 XG에 접합하여 내열 평가용 샘플을 제작하였다. 이렇게 해서 제작한 샘플을 85℃의 오븐에 500시간 동안 투입하였다. 내열 시험 후의 편광도는 99.981%였다.

[실시예 3]

광학 필름 B를 120℃의 오븐에 3분간 투입하고, 가열 처리를 행하였다. 즉, 가열 처리 온도는 Tg와 같았다. 계속해서, 가열 처리를 행한 광학 필름 B에 코로나 처리를 행하였다. 이 광학 필름 B를 광학 필름 A 대신에 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 광학 필름 B/편광 필름/보호 필름/점착제층 A의 층 구성으로 이루어진 점착제가 부착된 편광판을 얻었다. 이 편광판의 편광도는 99.993%였다.

얻어진 편광판의 치수 변화율 D1 및 D2는 D1=0.03%, D2=0.10%였다.

이렇게 해서 제작한 편광판을 사방 40 ㎜로 잘라내고, 코닝사에서 제조한 이글 XG에 접합하여 내열 평가용 샘플을 제작하였다. 이렇게 해서 제작한 샘플을 105℃의 오븐에 30분간 투입하였다. 내열 시험 후의 편광도는 99.985%였다.

마찬가지로 편광판을, 사방 40 ㎜로 잘라내고, 코닝사에서 제조한 이글 XG에 접합하여 내열 평가용 샘플을 제작하였다. 이렇게 해서 제작한 샘플을 85℃의 오븐에 500시간 동안 투입하였다. 내열 시험 후의 편광도는 99.987%였다.

[비교예 1]

보호 필름의 한쪽 면에 코로나 처리를, 광학 필름 A에 비누화 처리를 행하였다. 보호 필름의 코로나 처리면과 편광 필름과 광학 필름 A를, 이 순서로 수계 접착제로 접착하여 편광판을 얻었다. 편광 필름과 광학 필름 A를 접합하기 전에, 광학 필름 A에 가열 처리는 행하지 않았다. 얻어진 편광판의 흡수축과 광학 필름의 지상축은 45°가 되도록 하였다. 또한, 얻어진 편광판의 보호 필름 B측에 점착제 A를 적층하고, 광학 필름 A/편광 필름/보호 필름/점착제층 A의 층 구성으로 이루어진 점착제가 부착된 편광판을 얻었다. 편광판의 편광도는 99.995%였다.

얻어진 편광판의 치수 변화율 D1 및 D2는 D1=0.07%, D2=0.30%였다.

이렇게 해서 제작한 편광판을 사방 40 ㎜로 잘라내고, 코닝사에서 제조한 이글 XG에 접합하여 내열 평가용 샘플을 제작하였다. 이렇게 해서 제작한 샘플을 105℃의 오븐에 30분간 투입하였다. 내열 시험 후의 편광도는 99.954%였다.

마찬가지로 편광판을, 사방 40 ㎜로 잘라내고, 코닝사에서 제조한 이글 XG에 접합하여 내열 평가용 샘플을 제작하였다. 이렇게 해서 제작한 샘플을 85℃의 오븐에 500시간 동안 투입하였다. 내열 시험 후의 편광도는 99.954%였다.

[표 1]

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 광학 필름에 가열 처리를 행한 실시예 1∼3의 편광판은, 가열 처리를 행하지 않은 비교예 1의 편광판에 비해, 내열 시험 후의 편광도 저하가 작았다.

산업상 이용가능성

본 발명에 따르면, 내열 시험시에 광학 필름의 치수 변화에 의해 야기되는 편광 필름의 흡수축의 어긋남에 의한 편광도 저하를 억제할 수 있는 편광판의 제조 방법을 제공할 수 있으므로 유용하다.

10 : 편광판
11 : 광학 필름
14 : 편광 필름
15 : 보호 필름
16 : 점착제층
20 : 표면 처리층
30 : 편광 필름의 흡수축
31 : 편광 필름의 흡수축에 대하여 45° 방향
32 : 편광 필름의 흡수축에 대하여 135° 방향
33 : 45°
34 : 135°
40 : 치수 변화율 측정용 편광판

Claims

광학 필름, 편광 필름 및 점착제층을 이 순서로 포함하고, 상기 편광 필름의 두께가 15 ㎛ 이하이며, 상기 편광 필름의 흡수축과 상기 광학 필름의 지상축이 이루는 각도가 대략 45° 또는 대략 135°인 편광판의 제조 방법으로서,
상기 광학 필름을 상기 편광 필름에 접합하기 전에, 상기 광학 필름을 가열 처리하는 공정을 갖는 편광판의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 가열 처리는, 상기 광학 필름의 유리 전이 온도(Tg)에 대하여, Tg-30℃∼Tg-5℃의 온도에서 행하는 것인 편광판의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광학 필름은 환상 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리에스테르계 수지 또는 (메트)아크릴계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것인 편광판의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편광 필름과 상기 점착제층 사이에 보호 필름을 더 갖는 편광판의 제조 방법.