KR20210076024A - 편광막, 편광 필름, 적층 편광 필름, 화상 표시 패널 및 화상 표시 장치, 및 편광막의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
폴리비닐알코올계 필름에 요오드가 흡착 배향해서 형성되는 편광막이며, 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물을 포함한다. 상기 편광막은 고온 환경하에 있어서 편광막의 착색에 의한 단체 투과율의 저하의 억제 효과가 우수하다.
Description
본 발명은 편광막, 편광 필름, 적층 편광 필름, 화상 표시 패널 및 화상 표시 장치, 및 편광막의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치 등의 각종 화상 표시 장치에 사용하는 편광막으로서는 고투과율과 고편광도를 겸비하고 있는 점에서 염색 처리된(요오드나 2색성 염료 등의 2색성 물질을 함유하는) 폴리비닐알코올계 필름이 사용되어 있다. 상기 편광막은 폴리비닐알코올계 필름에 욕 중에서, 예를 들면 팽윤, 염색, 가교, 연신 등의 각 처리를 실시한 후에 세정 처리를 실시하고 나서 건조함으로써 제조된다. 또한, 상기 편광막은 통상 그 편면 또는 양면에 트리아세틸셀룰로오스 등의 보호 필름이 접착제를 사용해서 접합된 편광 필름(편광판)으로서 사용되어 있다.
상기 편광 필름은 필요에 따라 다른 광학층을 적층해서 적층 편광 필름(광학 적층체)으로서 사용되고, 상기 편광 필름 또는 상기 적층 편광 필름(광학 적층체)은 액정 셀이나 유기 EL 소자 등의 화상 표시 셀과, 시인측에 있어서의 앞면 투명판(윈도우층)이나 터치 패널 등의 앞면 투명 부재 사이에 점착제층이나 접착제층을 개재해서 접합되어 상기 각종 화상 표시 장치로서 사용된다.
최근, 이러한 각종 화상 표시 장치는 휴대전화나 태블릿 단말 등의 모바일 기기에 추가하여 카 내비게이션 장치나 백 모니터 등의 차재용의 화상 표시 장치로서도 사용되는 등 그 용도는 넓혀지고 있다. 이것에 따라, 상기 편광 필름이나 상기 적층 편광 필름에는 종래 요구되어 온 것보다, 보다 가혹한 환경하(예를 들면, 고온 환경하)에 있어서의 높은 내구성이 요구되어 있으며, 그러한 내구성을 확보하는 것을 목적으로 한 편광 필름이 제안되어 있다(특허문헌 1).
또한, 아조계 화합물 등의 2색성 염료를 사용하는 염료계 편광막은 일반적으로 요오드계 편광막(폴리비닐알코올계 필름에 요오드가 흡착 배향해서 형성되는 편광막)과 비교해서 고온 또한 고습 조건하에 있어서의 내광성이 우수한 것이 알려져 있으며(특허문헌 2), 상기 염료계 편광막을 갖는 편광판의 내광성 시험에서의 색 빠짐을 개선시키기 위해서 상기 편광판에 사용하는 접착제에 힌다드아민계 화합물을 함유시키는 것이 개시되어 있다(특허문헌 3).
한편, 상기와 같이 염색계 편광막보다 고온 또한 고습 조건하에 있어서의 내광성이 뒤떨어진다고 하는 요오드계 편광막을 사용한 편광 필름이나 적층 편광 필름은 고온 환경하에 노출되었을 경우에 편광막에 착색이 발생하여 그 단체 투과율이 저하되는 문제가 있었다.
이상과 같은 사정을 감안하여 본 발명은 고온 환경하에 있어서 편광막의 착색에 의한 단체 투과율의 저하의 억제 효과가 우수한 편광막을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 편광막의 착색에 의한 단체 투과율의 저하의 억제 효과가 우수한 편광막을 사용한 편광 필름, 적층 편광 필름, 화상 표시 패널 및 화상 표시 장치, 상기 편광막의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 발명은 폴리비닐알코올계 필름에 요오드가 흡착 배향해서 형성되는 편광막으로서, 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물을 포함하는 편광막에 관한다.
또한, 본 발명은 상기 편광막 중 적어도 한쪽 면에 투명 보호 필름이 접합되어 있는 편광 필름에 관한다.
또한, 본 발명은 상기 편광 필름이 광학층에 접합되어 있는 적층 편광 필름에 관한다.
또한, 본 발명은 화상 표시 셀에 상기 편광 필름 또는 상기 적층 편광 필름이 접합되어 있는 화상 표시 패널에 관한다.
또한, 본 발명은 상기 화상 표시 패널의 편광 필름 또는 적층 편광 필름측에 앞면 투명 부재를 구비하는 화상 표시 장치에 관한다.
또한, 본 발명은 상기 편광막의 제조 방법으로서, 폴리비닐알코올계 필름에 임의의 팽윤 공정 및 세정 공정과, 적어도 염색 공정, 가교 공정, 및 연신 공정을 실시해서 얻어지고, 상기 팽윤 공정, 상기 세정 공정, 상기 염색 공정, 상기 가교 공정, 및 상기 연신 공정 중 어느 1개 이상의 처리 공정에 있어서의 처리욕이 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물을 포함하는 편광막의 제조 방법에 관한다.
또한, 본 발명은 상기 편광막의 제조 방법으로서, 장척상의 열가소성 수지 기재의 편측에 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 폴리비닐알코올계 수지층을 형성해서 적층체를 준비하는 공정과, 얻어진 적층체를 길이 방향으로 반송하면서 상기 적층체에 임의의 불용화 처리 공정, 가교 처리 공정, 및 세정 처리 공정과, 적어도 공중 보조 연신 처리 공정, 염색 처리 공정, 및 수중 연신 처리 공정을 실시해서 얻어지고, 상기 불용화 처리 공정, 상기 가교 처리 공정, 상기 세정 처리 공정, 상기 염색 처리 공정, 및 상기 수중 연신 처리 공정 중 어느 1개 이상의 처리 공정에 있어서의 처리욕이 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물을 포함하는 편광막의 제조 방법에 관한다.
(발명의 효과)
본 발명의 편광막에 있어서의 효과의 작용 메커니즘의 상세는 불명한 부분이 있지만 이하와 같이 추정된다. 단, 본 발명은 이 작용 메커니즘에 한정해서 해석되지 않아도 좋다.
본 발명의 편광막은 폴리비닐알코올계 필름에 요오드가 흡착 배향해서 형성되는 요오드계 편광막이며, 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물을 포함한다. 상기 특허문헌 2 및 3의 기재와 같이 일반적으로 요오드계 편광막은 염료계 편광막보다 내열성 등의 내구성이 뒤떨어진다고 하고 있지만, 이 이유는 편광막 중에 포함되는 요오드가 고온 환경하에서 폴리비닐알코올의 탈수 반응에 의해 일어나는 폴리엔화라는 열화 현상을 촉진시키기 때문으로 추인된다. 한편, 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물은 고온 환경하에서의 상기 폴리엔화 반응에 있어서 발생하는 라디칼을 효율 좋게 포착할 수 있다고 추정되기 때문에 본 발명의 편광막은 편광막의 착색에 의한 단체 투과율의 저하를 억제할 수 있다.
<편광막>
본 발명의 편광막은 폴리비닐알코올계 필름에 요오드가 흡착 배향해서 형성되고, 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물을 포함한다.
상기 폴리비닐알코올(PVA)계 필름은 가시광 영역에 있어서 투광성을 갖고, 요오드를 분산 흡착하는 것을 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 또한, 통상 원반으로서 사용하는 PVA계 필름은 두께가 1~100㎛ 정도인 것이 바람직하고, 1~50㎛ 정도인 것이 보다 바람직하고, 폭이 100~5000㎜ 정도인 것이 바람직하다.
상기 폴리비닐알코올계 필름의 재료로서는 폴리비닐알코올 또는 그 유도체를 들 수 있다. 상기 폴리비닐알코올의 유도체로서는, 예를 들면 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈; 에틸렌, 프로필렌 등의 올레핀; 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 등의 불포화 카르복실산 및 그 알킬에스테르, 아크릴아미드 등으로 변성한 것 등을 들 수 있다. 상기 폴리비닐알코올은 평균 중합도가 100~10,000 정도인 것이 바람직하고, 1,000~10,000 정도인 것이 보다 바람직하고, 1,500~4,500 정도인 것이 더 바람직하다. 또한, 상기 폴리비닐알코올은 비누화도가 80~100몰% 정도인 것이 바람직하고, 95몰%~99.95몰% 정도인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 평균 중합도 및 상기 비누화도는 JIS K 6726에 준하여 구할 수 있다.
상기 폴리비닐알코올계 필름에는 가소제나 계면활성제 등의 첨가제를 함유하고 있어도 좋다. 상기 가소제로서는, 예를 들면 글리세린, 디글리세린, 트리글리세린, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등의 폴리올 및 그 축합물 등을 들 수 있다. 상기 첨가제의 사용량은 특별히 제한은 없지만, 예를 들면 폴리비닐알코올계 필름 중 20중량% 이하 정도가 적합하다.
상기 편광막은 상기 요오드의 함유량이 1중량% 이상 15중량% 이하인 것이 바람직하다. 상기 편광막은 상기 요오드의 함유량이 내구성 시험 시의 색 빠짐을 억제하는 관점으로부터 1.5중량% 이상인 것이 바람직하고, 2중량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 그리고 폴리엔화를 방지하는 관점으로부터 12중량% 이하인 것이 바람직하고, 10중량% 이하인 것이 보다 바람직하다.
상기 편광막은 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물을 포함한다. 상기 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물은 단독으로 사용해도 좋고, 2종류 이상을 병용해도 좋다.
상기 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물로서는 실온, 공기 중에서 비교적으로 안정된 라디칼을 갖는 관점으로부터 N-옥실 화합물(관능기로서 C-N(-C)-O·을 갖는 화합물(O·은 옥시라디칼을 나타낸다))을 들 수 있고, 공지의 것을 사용할 수 있다. N-옥실 화합물로서는, 예를 들면 이하의 구조의 유기기를 갖는 화합물 등을 들 수 있다.
(일반식 (1) 중, R1은 옥시라디칼을 나타내고, R2로부터 R5는 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수가 1~10개인 알킬기를 나타내고, n은 0 또는 1을 나타낸다) 또한, 일반식 (1) 중 점선부의 좌측은 임의의 유기기를 나타낸다.
상기 유기기를 갖는 화합물로서는, 예를 들면 이하의 일반식 (2)~(5)로 나타내어지는 화합물 등을 들 수 있다.
(일반식 (2) 중, R1으로부터 R5 및 n은 상기와 마찬가지이며, R6는 수소 원자 또는 탄소 원자수가 1~10개인 알킬기, 아실기 또는 아릴기를 나타내고, n은 0 또는 1을 나타낸다)
(일반식 (3) 중, R1으로부터 R5 및 n은 상기와 마찬가지이며, R7 및 R8은 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수가 1~10개인 알킬기, 아실기 또는 아릴기를 나타낸다)
(일반식 (4) 중, R1으로부터 R5 및 n은 상기와 마찬가지이며, R9으로부터 R11은 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수가 1~10개인 알킬기, 아실기, 아미노기, 알콕시기, 히드록시기 또는 아릴기를 나타낸다)
(일반식 (5) 중, R1으로부터 R5 및 n은 상기와 마찬가지이며, R12는 수소 원자 또는 탄소 원자수가 1~10개인 알킬기, 아미노기, 알콕시기, 히드록시기 또는 아릴기를 나타낸다)
상기 일반식 (1)~(5) 중, R2로부터 R5는 입수 용이성의 관점으로부터 탄소 원자수가 1~6개인 알킬기인 것이 바람직하고, 탄소 원자수가 1~3개인 알킬기인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 일반식 (2) 중 입수 용이성의 관점으로부터 R6는 수소 원자 또는 탄소 원자수가 1~10개인 알킬기인 것이 바람직하고, 수소 원자인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 일반식 (3) 중, 입수 용이성의 관점으로부터 R7 및 R8은 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수가 1~10개인 알킬기인 것이 바람직하고, 수소 원자인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 일반식 (4) 중, 입수 용이성의 관점으로부터 R9으로부터 R11은 수소 원자 또는 탄소 원자수가 1~10개인 알킬기인 것이 바람직하다. 또한, 상기 일반식 (5) 중, 입수 용이성의 관점으로부터 R12는 히드록시기, 아미노기 또는 알콕시기인 것이 바람직하다. 상기 일반식 (1)~(5) 중, n은 입수 용이성의 관점으로부터 1인 것이 바람직하다.
또한, 상기 N-옥실 화합물로서는, 예를 들면 일본 특허공개 2003-64022호 공보, 일본 특허공개 평 11-222462호 공보, 일본 특허공개 2002-284737호 공보, 국제공개 제2016/047655호 등에 기재된 N-옥실 화합물을 들 수 있다.
또한, 상기 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물로서는, 예를 들면 이하의 화합물 등을 들 수 있다.
(일반식 (6) 중, R은 수소 원자 또는 탄소 원자수가 1~10개인 알킬기, 아실기 또는 아릴기를 나타낸다)
또한, 상기 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물은 폴리엔화 반응에 있어서 발생하는 라디칼을 효율 좋게 포착할 수 있는 관점으로부터 분자량이 1000 이하인 것이 바람직하고, 500 이하인 것이 보다 바람직하고, 300 이하인 것이 더 바람직하다.
상기 편광막은 상기 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 함유량이 20중량% 이하인 것이 바람직하다. 상기 편광막은 상기 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 함유량이 고온 환경하에 있어서의 편광막의 착색에 의한 단체 투과율의 저하를 억제하는 관점으로부터 0.005중량% 이상인 것이 바람직하고, 0.01중량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.02중량% 이상인 것이 더 바람직하고, 그리고 15중량% 이하인 것이 바람직하고, 12중량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 10중량% 이하인 것이 더 바람직하다.
<편광막의 제조 방법>
본 발명의 편광막의 제조 방법은 상기 폴리비닐알코올계 필름에 임의의 팽윤 공정 및 세정 공정과, 적어도 염색 공정, 가교 공정, 및 연신 공정을 실시해서 얻어지고, 상기 팽윤 공정, 상기 세정 공정, 상기 염색 공정, 상기 가교 공정, 및 상기 연신 공정 중 어느 1개 이상의 처리 공정에 있어서의 처리욕이 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물을 포함한다. 상기 편광막 중에 포함되는 상기 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 함유량 및 상기 요오드의 함유량은 팽윤 공정, 염색 공정, 가교 공정, 연신 공정, 및 세정 공정에 있어서의 각 처리욕 중 어느 것에 포함되는 상기 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 농도, 및 요오드 및 요오드화칼륨 등의 농도, 상기 각 처리욕에 의한 처리 온도 및 처리 시간에 의해 제어할 수 있다. 특히, 염색 공정, 가교 공정, 및 연신 공정을 실시한 후에 세정 공정을 실시할 경우 세정 공정은 염색 공정, 가교 공정, 및 연신 공정 등에서의 처리 조건을 고려한 후에 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물이나 요오드 등의 성분을 폴리비닐알코올계 필름으로부터 용출 또는 폴리비닐알코올계 필름에 흡착시킬 수 있는 관점으로부터 상기 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 함유량 및 상기 요오드의 함유량을 소망의 범위로 조정하기 쉽다.
또한, 상기 팽윤 공정, 상기 염색 공정, 상기 가교 공정, 상기 연신 공정, 및 상기 세정 공정에 있어서의 각 처리욕에는 아연염, pH 조정제, pH 완충제, 그 외 염류와 같은 첨가제를 함유하고 있어도 좋다. 상기 아연염으로서는, 예를 들면 염화아연, 요오드화아연 등의 할로겐화아연; 황산 아연, 아세트산 아연 등의 무기아연염 등을 들 수 있다. 상기 pH 조정제로서는, 예를 들면 염산, 황산, 질산 등의 강산이나 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 강염기를 들 수 있다. 상기 pH 완충제로서는, 예를 들면 아세트산, 옥살산, 시트르산 등의 카르복실산 및 그 염이나 인산, 탄산과 같은 무기약산 및 그 염을 들 수 있다. 상기 그 외 염류로서는, 예를 들면 염화나트륨, 염화칼륨, 염화바륨 등의 염화물, 질산나트륨, 질산칼륨과 같은 질산염, 황산나트륨, 황산칼륨과 같은 황산염, 및 알칼리 금속, 알칼리토류 금속의 염 등을 들 수 있다.
상기 각 처리욕 중 어느 것에 포함되는 상기 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 농도는 각 처리의 처리 횟수, 처리 시간, 처리 온도 등의 영향을 받기 때문에 일률적으로 결정할 수 없지만 편광막 중의 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 함유량을 효율 좋게 제어할 수 있는 관점으로부터 통상 0.01중량% 이상인 것이 바람직하고, 0.05중량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.1중량% 이상인 것이 더 바람직하고, 그리고 30중량% 이하인 것이 바람직하고, 25중량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 20중량% 이하인 것이 더 바람직하다.
상기 팽윤 공정은 폴리비닐알코올계 필름을 팽윤욕 중에 침지하는 처리 공정이며, 폴리비닐알코올계 필름의 표면의 오염이나 블로킹제 등을 제거할 수 있고, 또한 폴리비닐알코올계 필름을 팽윤시킴으로써 염색 얼룩을 억제할 수 있다. 상기 팽윤욕은 통상 물, 증류수, 순수 등의 물을 주성분으로 하는 매체가 사용된다. 상기 팽윤욕은 상법에 따라 계면활성제, 알코올 등이 적당히 첨가되어 있어도 좋다.
상기 팽윤욕의 온도는 10~60℃ 정도인 것이 바람직하고, 15~45℃ 정도인 것이 보다 바람직하고, 18~30℃ 정도인 것이 더 바람직하다. 또한, 상기 팽윤욕으로의 침지 시간은 폴리비닐알코올계 필름의 팽윤의 정도가 팽윤욕의 온도의 영향을 받기 때문에 일률적으로 결정할 수 없지만 5~300초간 정도인 것이 바람직하고, 10~200초간 정도인 것이 보다 바람직하고, 20~100초간 정도인 것이 더 바람직하다. 상기 팽윤 공정은 1회만 실시되어도 좋고, 필요에 따라 복수회 실시되어도 좋다.
상기 염색 공정은 폴리비닐알코올계 필름을 염색욕(요오드 용액)에 침지하는 처리 공정이며, 폴리비닐알코올계 필름에 요오드를 흡착·배향시킬 수 있다. 상기 요오드 용액은 통상 요오드 수용액인 것이 바람직하고, 요오드 및 용해 조제로서 요오드화물을 함유한다. 또한, 상기 요오드화물로서는 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 상기 편광막 중의 칼륨의 함유량을 제어하는 관점으로부터 요오드화칼륨이 적합하다.
상기 염색욕 중 요오드의 농도는 0.01~1중량% 정도인 것이 바람직하고, 0.02~0.5중량% 정도인 것이 보다 바람직하다. 상기 염색욕 중 상기 요오드화물의 농도는 0.01~20중량% 정도인 것이 바람직하고, 0.05~10중량% 정도인 것이 보다 바람직하고, 0.1~5중량% 정도인 것이 더 바람직하다.
상기 염색욕의 온도는 10~50℃ 정도인 것이 바람직하고, 15~45℃ 정도인 것이 보다 바람직하고, 18~30℃ 정도인 것이 더 바람직하다. 또한, 상기 염색욕으로의 침지 시간은 폴리비닐알코올계 필름의 염색의 정도가 염색욕의 온도의 영향을 받기 때문에 일률적으로 결정할 수 없지만 10~300초간 정도인 것이 바람직하고, 20~240초간 정도인 것이 보다 바람직하다. 상기 염색 공정은 1회만 실시되어도 좋고, 필요에 따라 복수회 실시되어도 좋다.
상기 가교 공정은 폴리비닐알코올계 필름을 붕소 화합물을 포함하는 처리욕(가교욕) 중에 침지하는 처리 공정이며, 붕소 화합물에 의해 폴리비닐알코올계 필름이 가교되어 요오드 분자 또는 염료 분자가 상기 가교 구조에 흡착할 수 있다. 상기 붕소 화합물로서는, 예를 들면 붕산, 붕산염, 붕사 등을 들 수 있다. 상기 가교욕은 수용액이 일반적이지만, 예를 들면 물과의 혼화성이 있는 유기 용매 및 물의 혼합 용액이어도 좋다. 또한, 상기 가교욕은 상기 편광막 중의 칼륨의 함유량을 제어하는 관점으로부터 요오드화칼륨을 포함하고 있어도 좋다.
상기 가교욕 중 상기 붕소 화합물의 농도는 1~15중량% 정도인 것이 바람직하고, 1.5~10중량% 정도인 것이 보다 바람직하고, 2~5중량% 정도인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 가교욕에 요오드화칼륨을 사용할 경우 상기 가교욕 중 요오드화칼륨의 농도는 1~15중량% 정도인 것이 바람직하고, 1.5~10중량% 정도인 것이 보다 바람직하고, 2~5중량% 정도인 것이 보다 바람직하다.
상기 가교욕의 온도는 20~70℃ 정도인 것이 바람직하고, 30~60℃ 정도인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 가교욕으로의 침지 시간은 폴리비닐알코올계 필름의 가교의 정도가 가교욕의 온도의 영향을 받기 때문에 일률적으로 결정할 수 없지만 5~300초간 정도인 것이 바람직하고, 10~200초간 정도인 것이 보다 바람직하다. 상기 가교 공정은 1회만 실시되어도 좋고, 필요에 따라 복수회 실시되어도 좋다.
상기 연신 공정은 폴리비닐알코올계 필름을 적어도 일방향으로 소정의 배율로 연신하는 처리 공정이다. 일반적으로는 폴리비닐알코올계 필름을 반송 방향(길이 방향)으로 1축 연신한다. 상기 연신 방법은 특별히 제한되지 않고, 습윤 연신법과 건식 연신법 중 어느 것이나 채용할 수 있다. 상기 연신 공정은 1회만 실시되어도 좋고, 필요에 따라 복수회 실시되어도 좋다. 상기 연신 공정은 편광막의 제조에 있어서 어느 단계에서 행해져도 좋다.
상기 습윤 연신법에 있어서의 처리욕(연신욕)은 통상 물 또는 물과의 혼화성이 있는 유기 용매 및 물의 혼합 용액 등의 용매를 사용할 수 있다. 상기 연신욕은 상기 편광막 중의 상기 칼륨의 함유량을 제어하는 관점으로부터 요오드화칼륨을 포함하고 있어도 좋다. 상기 연신욕에 요오드화칼륨을 사용할 경우 상기 연신욕 중 요오드화칼륨의 농도는 1~15중량% 정도인 것이 바람직하고, 2~10중량% 정도인 것이 보다 바람직하고, 3~6중량% 정도인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 처리욕(연신욕)에는 연신 중의 필름 파단을 억제하는 관점으로부터 상기 붕소 화합물을 포함할 수 있고, 이 경우 상기 연신욕 중 상기 붕소 화합물의 농도는 1~15중량% 정도인 것이 바람직하고, 1.5~10중량% 정도인 것이 보다 바람직하고, 2~5중량% 정도인 것이 보다 바람직하다.
상기 연신욕의 온도는 25~80℃ 정도인 것이 바람직하고, 40~75℃ 정도인 것이 보다 바람직하고, 50~70℃ 정도인 것이 더 바람직하다. 또한, 상기 연신욕으로의 침지 시간은 폴리비닐알코올계 필름의 연신의 정도가 연신욕의 온도의 영향을 받기 때문에 일률적으로 결정할 수 없지만 10~800초간 정도인 것이 바람직하고, 30~500초간 정도인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 습윤 연신법에 있어서의 연신 처리는 상기 팽윤 공정, 상기 염색 공정, 상기 가교 공정, 및 상기 세정 공정 중 어느 1개 이상의 처리 공정과 함께 실시해도 좋다.
상기 건식 연신법으로서는, 예를 들면 롤간 연신 방법, 가열 롤 연신 방법, 압축 연신 방법 등을 들 수 있다. 또한, 상기 건식 연신법은 상기 건조 공정과 함께 실시해도 좋다.
상기 폴리비닐알코올계 필름에 실시되는 총연신 배율(누적 연신 배율)은 목적에 따라 적당히 설정할 수 있지만 2~7배 정도인 것이 바람직하고, 3~6.8배 정도인 것이 보다 바람직하고, 3.5~6.5배 정도인 것이 더 바람직하다.
상기 세정 공정은 폴리비닐알코올계 필름을 세정욕 중에 침지하는 처리 공정이며, 폴리비닐알코올계 필름의 표면 등에 잔존하는 이물을 제거할 수 있다. 상기 세정욕은 통상 물, 증류수, 순수 등의 물을 주성분으로 하는 매체가 사용된다. 또한, 상기 편광막 중의 칼륨의 함유량을 제어하는 관점으로부터 상기 세정욕에 요오드화칼륨을 포함하고 있어도 좋고, 이 경우 상기 세정욕 중 요오드화칼륨의 농도는 1~10중량% 정도인 것이 바람직하고, 1.5~4중량% 정도인 것이 보다 바람직하고, 1.8~3.8중량% 정도인 것이 더 바람직하다.
상기 세정욕의 온도는 5~50℃ 정도인 것이 바람직하고, 10~40℃ 정도인 것이 보다 바람직하고, 15~35℃ 정도인 것이 더 바람직하다. 또한, 상기 세정욕으로의 침지 시간은 폴리비닐알코올계 필름의 세정의 정도가 세정욕의 온도의 영향을 받기 때문에 일률적으로 결정할 수 없지만 1~100초간 정도인 것이 바람직하고, 2~50초간 정도인 것이 보다 바람직하고, 3~20초간 정도인 것이 더 바람직하다. 상기 팽윤 공정은 1회만 실시되어도 좋고, 필요에 따라 복수회 실시되어도 좋다.
본 발명의 편광막의 제조 방법은 건조 공정을 형성해도 좋다. 상기 건조 공정은 상기 세정 공정에서 세정된 폴리비닐알코올계 필름을 건조해서 편광막을 얻는 공정이며, 건조에 의해 소망의 수분율을 갖는 편광막이 얻어진다. 상기 건조는 임의의 적절한 방법으로 행해지고, 예를 들면 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조를 들 수 있다.
상기 건조의 온도는 20~150℃ 정도인 것이 바람직하고, 25~100℃ 정도인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 건조의 시간은 편광막의 건조의 정도가 건조의 온도의 영향을 받기 때문에 일률적으로 결정할 수 없지만 10~600초간 정도인 것이 바람직하고, 30~300초간 정도인 것이 보다 바람직하다. 상기 건조 공정은 1회만 실시되어도 좋고, 필요에 따라 복수회 실시되어도 좋다.
상기 편광막은 두께가 1~50㎛ 정도인 것이 바람직하고, 1~25㎛ 정도인 것이 보다 바람직하다. 특히, 두께가 8㎛ 이하인 편광막을 얻기 위해서는 상기 폴리비닐알코올계 필름으로서 열가소성 수지 등의 수지 기재 상에 제막된 폴리비닐알코올계 수지층을 포함하는 적층체를 사용하는 이하의 박형의 편광막의 제조 방법을 적용할 수 있다.
<편광막(박형의 편광막)의 제조 방법>
편광막(박형의 편광막)의 제조 방법은 장척상의 열가소성 수지 기재의 편측에 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 폴리비닐알코올계 수지층을 형성해서 적층체를 준비하는 공정과, 얻어진 적층체를 길이 방향으로 반송하면서 상기 적층체에 임의의 불용화 처리 공정, 가교 처리 공정, 및 세정 처리 공정과, 적어도 공중 보조 연신 처리 공정, 염색 처리 공정, 및 수중 연신 처리 공정을 실시해서 얻어지고, 상기 불용화 처리 공정, 상기 가교 처리 공정, 상기 세정 처리 공정, 상기 염색 처리 공정, 및 상기 수중 연신 처리 공정 중 어느 1개 이상의 처리 공정에 있어서의 처리욕이 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물을 포함한다. 상기 편광막 중에 포함되는 상기 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 함유량 및 상기 요오드의 함유량은 상기 불용화 처리 공정, 상기 가교 처리 공정, 상기 세정 처리 공정, 상기 염색 처리 공정, 및 상기 수중 연신 처리 공정에 있어서의 각 처리욕 중 어느 것에 포함되는 상기 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 농도, 및 요오드 및 요오드화칼륨 등의 농도, 상기 각 처리욕에 의한 처리 온도 및 처리 시간에 의해 제어할 수 있다. 특히, 세정 처리 공정을 실시할 경우 세정 처리 공정은 염색 처리 공정 및 수중 연신 처리 공정 등에서의 처리 조건을 고려한 후에 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물이나 요오드 등의 성분을 폴리비닐알코올계 필름으로부터 용출, 또는 폴리비닐알코올계 필름에 흡착시킬 수 있는 관점으로부터 상기 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 함유량 및 상기 요오드의 함유량을 소망의 범위로 조정하기 쉽다.
상기 각 처리욕 중 어느 것에 포함되는 상기 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 농도는 각 처리의 처리 횟수, 처리 시간, 처리 온도 등의 영향을 받기 때문에 일률적으로 결정할 수 없지만 편광막 중의 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 함유량을 효율 좋게 제어할 수 있는 관점으로부터 통상 0.01중량% 이상인 것이 바람직하고, 0.05중량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.1중량% 이상인 것이 더 바람직하고, 그리고 30중량% 이하인 것이 바람직하고, 25중량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 20중량% 이하인 것이 더 바람직하다.
<적층체를 준비하는 공정>
상기 적층체를 제작하는 방법으로서는 임의의 적절한 방법이 채용되고, 예를 들면 상기 열가소성 수지 기재의 표면에 상기 폴리비닐알코올계 수지(PVA계 수지)를 포함하는 도포액을 도포하고, 건조하는 것으로 방법을 들 수 있다. 상기 열가소성 수지 기재의 두께는 20~300㎛ 정도인 것이 바람직하고, 50~200㎛ 정도인 것이 보다 바람직하다. 상기 PVA계 수지층의 두께는 3~40㎛ 정도인 것이 바람직하고, 3~20㎛ 정도인 것이 보다 바람직하다.
상기 열가소성 수지 기재는 물을 흡수해서 연신 응력을 대폭 저하시켜 고배율로 연신할 수 있는 관점으로부터 흡수율이 0.2% 정도 이상인 것이 바람직하고, 0.3% 정도 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, 상기 열가소성 수지 기재는 열가소성 수지 기재의 치수 안정성이 현저하게 저하되어 얻어지는 편광막의 외관이 악화되는 등의 불량을 방지할 수 있는 관점으로부터 흡수율이 3% 정도 이하인 것이 바람직하고, 1% 정도 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 흡수율은, 예를 들면 상기 열가소성 수지 기재의 구성 재료에 변성기를 도입함으로써 조정할 수 있다. 상기 흡수율은 JIS K 7209에 준하여 구해지는 값이다.
상기 열가소성 수지 기재는 PVA계 수지층의 결정화를 억제하면서 적층체의 연신성을 충분히 확보할 수 있는 관점으로부터 유리 전이 온도(Tg)가 120℃ 정도 이하인 것이 바람직하다. 또한, 물에 의한 열가소성 수지 기재의 가소화와, 수중 연신을 양호하게 행하는 것을 고려하면 상기 유리 전이 온도(Tg)가 100℃ 정도 이하인 것이 보다 바람직하고, 90℃ 정도 이하인 것이 더 바람직하다. 한편, 열가소성 수지 기재의 유리 전이 온도는 도포액을 도포·건조할 때에 열가소성 수지 기재가 변형되는 등의 문제를 방지하고, 양호한 적층체를 제작할 수 있는 관점으로부터 60℃ 정도 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 유리 전이 온도는, 예를 들면 상기 열가소성 수지 기재의 구성 재료에 변성기를 도입하는 결정화 재료를 사용하여 가열함으로써 조정할 수 있다. 상기 유리 전이 온도(Tg)는 JIS K 7121에 준하여 구해지는 값이다.
상기 열가소성 수지 기재의 구성 재료로서는 임의의 적절한 열가소성 수지가 채용될 수 있다. 상기 열가소성 수지로서는, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 등의 에스테르계 수지, 노보넨계 수지 등의 시클로올레핀계 수지, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 이들의 공중합체 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 노보넨계 수지, 비정질(비정성)의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지가 바람직하고, 또한 열가소성 수지 기재는 연신성이 매우 우수함과 아울러, 연신 시의 결정화가 억제될 수 있는 관점으로부터 비정질(비정성) 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지가 바람직하게 사용된다. 비정질(비정성)의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지로서는 디카르복실산으로서 이소프탈산 및/또는 시클로헥산디카르복실산을 포함하는 공중합체나, 글리콜로서 시클로헥산디메탄올이나 디에틸렌글리콜을 포함하는 공중합체를 들 수 있다.
상기 열가소성 수지 기재는 PVA계 수지층을 형성하기 전에 표면 처리(예를 들면, 코로나 처리 등)를 실시해도 좋고, 열가소성 수지 기재 상에 이접착층을 형성해도 좋다. 이러한 처리를 행함으로써 열가소성 수지 기재와 PVA계 수지층의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 열가소성 수지 기재는 PVA계 수지층을 형성하기 전에 연신되어 있어도 좋다.
상기 도포액은 PVA계 수지를 용매에 용해시킨 용액이다. 상기 용매로서는, 예를 들면 물, 디메틸술폭시드, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 각종 글리콜류, 트리메틸올프로판 등의 다가알코올류, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민 등의 아민류를 들 수 있고, 물이 바람직하다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 조합해서 사용할 수 있다. 상기 도포액의 PVA계 수지 농도는 열가소성 수지 기재에 밀착한 균일한 도포막을 형성할 수 있는 관점으로부터 용매 100중량부에 대하여 3~20중량부 정도인 것이 바람직하다.
상기 도포액에는 연신에 의한 폴리비닐알코올 분자의 배향성을 향상시키는 관점으로부터 할로겐화물이 배합되어 있는 것이 바람직하다. 상기 할로겐화물로서는 임의의 적절한 할로겐화물을 채용할 수 있고, 예를 들면 요오드화물 및 염화나트륨 등을 들 수 있다. 상기 요오드화물로서는, 예를 들면 요오드화칼륨, 요오드화나트륨, 요오드화리튬 등을 들 수 있고, 요오드화칼륨이 바람직하다. 상기 도포액 중의 상기 할로겐화물의 농도는 PVA계 수지 100중량부에 대하여 5~20중량부 정도인 것이 바람직하고, 10~15중량부 정도인 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 도포액에는 첨가제를 배합해도 좋다. 상기 첨가제로서는, 예를 들면 에틸렌글리콜이나 글리세린 등의 가소제; 비이온 계면활성제 등의 계면활성제 등을 들 수 있다.
상기 도포액의 도포 방법으로서는 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있고, 예를 들면 롤 코팅법, 스핀 코팅법, 와이어바 코팅법, 딥 코팅법, 다이 코팅법, 커튼 코팅법, 스프레이 코팅법, 나이프 코팅법(콤마 코팅법 등) 등을 들 수 있다. 또한, 상기 도포액의 건조 온도는 50℃ 정도 이상인 것이 바람직하다.
<공중 보조 연신 처리 공정>
상기 공중 보조 연신 처리 공정은 열가소성 수지 기재의 결정화를 억제하면서 연신할 수 있기 때문에 적층체를 고배율로 연신할 수 있다. 상기 공중 보조 연신 처리 공정의 연신 방법은 고정단 연신(예를 들면, 텐터 연신기를 사용하여 연신하는 방법)이어도 좋고, 자유단 연신(예를 들면, 주속이 상이한 롤간에 적층체를 통과시켜 1축 연신하는 방법)이어도 좋지만 높은 광학 특성을 얻는 관점으로부터 자유단 연신이 바람직하다.
상기 공중 보조 연신 처리 공정에 있어서의 연신 배율은 2~3.5배 정도인 것이 바람직하다. 상기 공중 보조 연신 처리는 1단계로 행해도 좋고, 다단계로 행해도 좋다. 다단계로 행할 경우 연신 배율은 각 단계의 연신 배율의 곱이다.
상기 공중 보조 연신 처리 공정에 있어서의 연신 온도는 열가소성 수지 기재의 형성 재료, 연신 방식 등에 따라 임의의 적절한 값으로 설정할 수 있고, 예를 들면 열가소성 수지 기재의 유리 전이 온도(Tg) 이상인 것이 바람직하고, 상기 유리 전이 온도(Tg)+10℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 상기 유리 전이 온도(Tg)+15℃ 이상인 것이 더 바람직하다. 한편, 연신 온도의 상한은 PVA계 수지의 결정화가 급속하게 진행되는 것을 억제하고, 결정화에 의한 문제(예를 들면, 연신에 의한 PVA계 수지층의 배향을 방해한다)를 억제할 수 있는 관점으로부터 170℃ 정도인 것이 바람직하다.
<불용화 처리 공정>
필요에 따라 상기 공중 보조 연신 처리 공정 후 염색 처리 공정이나 수중 연신 처리 공정 전에 불용화 처리 공정을 실시해도 좋다. 상기 불용화 처리 공정은 대표적으로는 붕산 수용액에 PVA계 수지층을 침지함으로써 행한다. 불용화 처리 공정을 행함으로써 PVA계 수지층에 내수성을 부여하고, 물에 침지했을 때의 PVA의 배향 저하를 방지할 수 있다. 상기 붕산 수용액의 농도는 물 100중량부에 대하여 1~5중량부 정도인 것이 바람직하다. 불용화 처리욕의 액온은 20~50℃ 정도인 것이 바람직하다.
<염색 처리 공정>
상기 염색 처리 공정은 PVA계 수지층을 요오드로 염색함으로써 행한다. 상기 흡착 방법으로서는, 예를 들면 요오드를 포함하는 염색액에 PVA계 수지층(적층체)을 침지시키는 방법, PVA계 수지층에 상기 염색액을 도포하는 방법, 상기 염색액을 PVA계 수지층에 분무하는 방법 등을 들 수 있고, 요오드를 포함하는 염색액에 PVA계 수지층(적층체)을 침지시키는 방법이 바람직하다.
상기 염색욕에 있어서의 요오드의 배합량은 물 100중량부에 대하여 0.05~0.5중량부 정도인 것이 바람직하다. 요오드의 물에 대한 용해도를 높이기 위해서 요오드 수용액에 상기 요오드화물을 배합하는 것이 바람직하다. 상기 요오드화물의 배합량은 물 100중량부에 대하여 0.1~10중량부 정도인 것이 바람직하고, 0.3~5중량부 정도인 것이 보다 바람직하다. 염색욕의 액온은 PVA계 수지의 용해를 억제하기 위해서 20~50℃ 정도인 것이 바람직하다. 또한, 침지 시간은 PVA계 수지층의 투과율을 확보하는 관점으로부터 5초~5분 정도인 것이 바람직하고, 30초~90초 정도인 것이 보다 바람직하다. 양호한 광학 특성을 갖는 편광막을 얻는 관점으로부터 요오드 수용액에 있어서의 요오드 및 요오드화물의 함유량의 비가 1:5~1:20 정도인 것이 바람직하고, 1:5~1:10 정도인 것이 보다 바람직하다.
<가교 처리 공정>
필요에 따라 상기 염색 처리 공정 후 수중 연신 처리 공정 전에 가교 처리 공정을 실시해도 좋다. 상기 가교 처리 공정은 대표적으로는 붕산 수용액에 PVA계 수지층을 침지시킴으로써 행한다. 가교 처리 공정을 실시함으로써 PVA계 수지층에 내수성을 부여하고, 후의 수중 연신에서 고온의 수중으로 침지했을 때의 PVA의 배향 저하를 방지할 수 있다. 상기 붕산 수용액의 붕산 농도는 물 100중량부에 대하여 1~5중량부 정도인 것이 바람직하다. 또한, 가교 처리 공정을 행할 경우 가교욕에는 상기 요오드화물을 배합하는 것이 더 바람직하다. 상기 요오드화물을 배합함으로써 PVA계 수지층에 흡착시킨 요오드의 용출을 억제할 수 있다. 상기 요오드화물의 배합량은 물 100중량부에 대하여 1~5중량부 정도인 것이 바람직하다. 가교욕(붕산 수용액)의 액온은 20~50℃ 정도인 것이 바람직하다.
<수중 연신 처리 공정>
상기 수중 연신 처리 공정은 적층체를 연신욕에 침지시켜서 행한다. 수중 연신 처리 공정에 의하면 상기 열가소성 수지 기재나 PVA계 수지층의 유리 전이 온도(대표적으로는 80℃ 정도)보다 낮은 온도에서 연신할 수 있고, PVA계 수지층을 그 결정화를 억제하면서 고배율로 연신할 수 있다. 상기 수중 연신 처리 공정의 연신 방법은 고정단 연신(예를 들면, 텐터 연신기를 사용하여 연신하는 방법)이어도 좋고, 자유단 연신(예를 들면, 주속이 상이한 롤간에 적층체를 통과시켜 1축 연신하는 방법)이어도 좋지만 높은 광학 특성을 얻는 관점으로부터 자유단 연신이 바람직하다.
상기 수중 연신 처리 공정은 붕산 수용액 중에 적층체를 침지시켜서 행하는 것(붕산 수중 연신)이 바람직하다. 연신욕으로서 붕산 수용액을 사용함으로써 PVA계 수지층에 연신 시에 가해지는 장력에 견디는 강성과, 물에 용해되지 않는 내수성을 부여할 수 있다. 붕산 수용액의 붕산 농도는 물 100중량부에 대하여 1~10중량부인 것이 바람직하고, 2.5~6중량부인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 연신욕(붕산 수용액)에는 요오드화물을 배합해도 좋다. 연신욕의 액온은 40~85℃ 정도인 것이 바람직하고, 60℃~75℃ 정도인 것이 보다 바람직하다. 적층체의 연신욕으로의 침지 시간은 15초~5분 정도인 것이 바람직하다.
상기 수중 연신 처리 공정에 있어서의 연신 배율은 1.5배 정도 이상인 것이 바람직하고, 3배 정도 이상인 것이 보다 바람직하다.
또한, 적층체의 총연신 배율은 적층체의 원래 길이에 대하여 5배 정도 이상인 것이 바람직하고, 5.5배 정도 이상인 것이 보다 바람직하다.
<세정 처리 공정>
상기 수중 연신 처리 공정 후 세정 처리 공정을 실시하는 것이 바람직하다. 상기 세정 처리 공정은 대표적으로는 요오드화칼륨 수용액에 PVA계 수지층을 침지시킴으로써 행한다.
또한, 상기 염색 처리 공정, 상기 수중 연신 처리 공정, 상기 불용화 처리 공정, 상기 가교 처리 공정, 및 상기 세정 처리 공정에 있어서의 각 처리욕에는 아연염, pH 조정제, pH 완충제, 그 외 염류와 같은 첨가제를 함유하고 있어도 좋다. 상기 아연염으로서는, 예를 들면 염화아연, 요오드화아연 등의 할로겐화아연; 황산 아연, 아세트산 아연 등의 무기아연염 등을 들 수 있다. 상기 pH 조정제로서는, 예를 들면 염산, 황산, 질산 등의 강산이나 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 강염기를 들 수 있다. 상기 pH 완충제로서는, 예를 들면 아세트산, 옥살산, 시트르산 등의 카르복실산 및 그 염이나 인산, 탄산과 같은 무기약산 및 그 염을 들 수 있다. 상기 그 외 염류로서는, 예를 들면 염화나트륨, 염화칼륨, 염화바륨 등의 염화물, 질산나트륨, 질산칼륨과 같은 질산염, 황산나트륨, 황산칼륨과 같은 황산염, 및 알칼리 금속, 알칼리토류 금속의 염 등을 들 수 있다.
<편광 필름>
본 발명의 편광 필름은 상기 편광막의 적어도 한쪽 면에 투명 보호 필름이 접합되어 있는 것이다.
상기 투명 보호 필름은 특별히 제한되지 않고, 편광 필름에 사용되어 있는 각종 투명 보호 필름을 사용할 수 있다. 상기 투명 보호 필름을 구성하는 재료로서는, 예를 들면 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차단성, 등방성 등이 우수한 열가소성 수지가 사용된다. 상기 열가소성 수지로서는, 예를 들면 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스에스테르계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프타레이트 등의 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 나일론이나 방향족 폴리아미드 등의 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌·프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀계 수지, (메타)아크릴계 수지, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 환상 폴리올레핀계 수지(노보넨계 수지), 폴리아릴레이트계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 또한, 상기 투명 보호 필름은 (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 형성되는 경화층을 사용할 수 있다. 이들 중에서도 셀룰로오스에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, (메타)아크릴계 수지, 환상 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지가 적합하다.
상기 투명 보호 필름의 두께는 적당히 결정할 수 있지만 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성, 박층성 등의 관점으로부터 1~500㎛ 정도인 것이 바람직하고, 1~300㎛ 정도인 것이 보다 바람직하고, 5~100㎛ 정도인 것이 더 바람직하다.
상기 투명 보호 필름을 상기 편광막의 양면에 접합할 경우 그 양면의 투명 보호 필름은 동일한 것이어도 좋고, 상이해도 좋다.
상기 투명 보호 필름은 정면 위상차가 40㎚ 이상 및/또는 두께 방향 위상차가 80㎚ 이상인 위상차를 갖는 위상차판을 사용할 수 있다. 정면 위상차는 통상 40~200㎚의 범위로, 두께 방향 위상차는 통상 80~300㎚의 범위로 제어된다. 상기 투명 보호 필름으로서 위상차판을 사용할 경우에는 상기 위상차판이 투명 보호 필름으로서도 기능하기 때문에 박형화를 도모할 수 있다.
상기 위상차판으로서는, 예를 들면 고분자 소재를 1축 또는 2축 연신 처리해서 이루어지는 복굴절성 필름, 액정 폴리머의 배향 필름, 액정 폴리머의 배향층을 필름에 의해 지지한 것 등을 들 수 있다. 위상차판의 두께는 특별히 제한되지 않지만 20~150㎛ 정도가 일반적이다. 또한, 위상차를 갖지 않는 투명 보호 필름에 상기 위상판을 접합해서 사용해도 좋다.
상기 투명 보호 필름에는 자외선 흡수제, 산화 방지제, 활제, 가소제, 이형제, 착색 방지제, 난연제, 대전 방지제, 안료, 착색제 등의 임의의 적절한 첨가제를 포함하고 있어도 좋다. 특히, 상기 투명 보호 필름에 자외선 흡수제를 포함할 경우 편광 필름의 내광성을 향상할 수 있다.
상기 투명 보호 필름의 편광막을 접합하지 않는 면에는 하드 코트층, 반사 방지층, 스티킹 방지층, 확산층 또는 안티글레어층 등의 기능층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 하드 코트층, 반사 방지층, 스티킹 방지층, 확산층이나 안티글레어층 등의 기능층은 보호 필름 그 자체에 형성할 수 있는 것 외, 별도 보호 필름과는 별체의 것으로서 형성할 수도 있다.
상기 편광막과 상기 투명 보호 필름, 또는 상기 편광막과 상기 기능층은 통상 점착제층 또는 접착제층을 개재하여 접합된다.
상기 점착제층을 형성하는 점착제로서는 편광 필름에 사용되어 있는 각종 점착제를 적용할 수 있고, 예를 들면 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 우레탄계 점착제, 비닐알킬에테르계 점착제, 폴리비닐알코올계 점착제, 폴리비닐피롤리돈계 점착제, 폴리아크릴아미드계 점착제, 셀룰로오스계 점착제 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 아크릴계 점착제가 적합하다.
점착제층을 형성하는 방법으로서는, 예를 들면 상기 점착제를 박리 처리한 세퍼레이터 등에 도포하고, 건조해서 점착제층을 형성한 후에 편광막 등에 전사하는 방법 또는 상기 점착제를 편광막 등에 도포하고, 건조해서 점착제층을 형성하는 방법 등을 예시할 수 있다. 상기 점착제층의 두께는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 1~100㎛ 정도이며, 2~50㎛ 정도인 것이 바람직하다.
상기 접착제층을 형성하는 접착제로서는 편광 필름에 사용되어 있는 각종 접착제를 적용할 수 있고, 예를 들면 이소시아네이트계 접착제, 폴리비닐알코올계 접착제, 젤라틴계 접착제, 비닐계 라텍스계, 수계 폴리에스테르 등을 들 수 있다. 이들 접착제는 통상 수용액으로 이루어지는 접착제(수계 접착제)로서 사용되고, 0.5~60중량%의 고형분을 함유해서 이루어진다. 이들 중에서도 폴리비닐알코올계 접착제가 바람직하고, 아세트아세틸기 함유 폴리비닐알코올계 접착제가 보다 바람직하다.
상기 수계 접착제는 가교제를 포함하고 있어도 좋다. 상기 가교제로서는 통상 접착제를 구성하는 폴리머 등의 성분과 반응성을 갖는 관능기를 1분자 중에 적어도 2개 갖는 화합물이 사용되고, 예를 들면 알킬렌디아민류; 이소시아네이트류; 에폭시류; 알데히드류; 메틸올 요소, 메틸올멜라민 등의 아미노-포름알데히드 등을 들 수 있다. 접착제 중의 가교제의 배합량은 접착제를 구성하는 폴리머 등의 성분 100중량부에 대하여 통상 10~60중량부 정도이다.
상기 접착제로서는 상기 외 자외선 경화형 접착제, 전자선 경화형 접착제 등의 활성 에너지선 경화형 접착제를 들 수 있다. 상기 활성 에너지선 경화형 접착제로서는, 예를 들면 (메타)아크릴레이트계 접착제를 들 수 있다. 상기 (메타)아크릴레이트계 접착제에 있어서의 경화성 성분으로서는, 예를 들면 (메타)아크릴로일기를 갖는 화합물, 비닐기를 갖는 화합물을 들 수 있다. (메타)아크릴로일기를 갖는 화합물로서는, 예를 들면 탄소수가 1~20개인 쇄상 알킬(메타)아크릴레이트, 지환식 알킬(메타)아크릴레이트, 다환식 알킬(메타)아크릴레이트 등의 알킬(메타)아크릴레이트; 히드록실기함유 (메타)아크릴레이트; 글리시딜(메타)아크릴레이트 등의 에폭시기 함유 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. (메타)아크릴레이트계 접착제는 히드록시에틸(메타)아크릴아미드, N-메틸올(메타)아크릴아미드, N-메톡시메틸(메타)아크릴아미드, N-에톡시메틸(메타)아크릴아미드, (메타)아크릴아미드, (메타)아크릴로일모르폴린 등의 질소 함유 모노머를 포함하고 있어도 좋다. (메타)아크릴레이트계 접착제는 가교 성분으로서 트리프로필렌글리콜디아크릴레이트, 1,9-노난디올디아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올디아크릴레이트, 환상 트리메틸올프로판포르말아크릴레이트, 디옥산글리콜디아크릴레이트, EO 변성 디글리세린테트라아크릴레이트 등의 다관능 모노머를 포함하고 있어도 좋다. 또한, 양이온 중합 경화형 접착제로서 에폭시기나 옥세타닐기를 갖는 화합물도 사용할 수 있다. 에폭시기를 갖는 화합물은 분자 내에 적어도 2개의 에폭시기를 갖는 것이면 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 알려져 있는 각종 경화성 에폭시 화합물을 사용할 수 있다.
상기 접착제는 필요에 따라 적당한 첨가제를 포함하고 있어도 좋다. 상기 첨가제로서는, 예를 들면 실란 커플링제, 티탄 커플링제 등의 커플링제, 에틸렌옥시드 등의 접착 촉진제, 자외선 흡수제, 열화 방지제, 염료, 가공 조제, 이온 트랩제, 산화 방지제, 점착 부여제, 충전제, 가소제, 레벨링제, 발포 억제제, 대전 방지제, 내열 안정제, 내가수 분해 안정제 등을 들 수 있다.
상기 접착제의 도포는 상기 투명 보호 필름측(또는 상기 기능층측), 상기 편광막측 중 어느 것에 행해도 좋고, 양자에 행해도 좋다. 접합한 후에는 건조 공정을 실시하여 도포 건조층으로 이루어지는 접착제층을 형성한다. 상기 건조 공정 후에는 필요에 따라 자외선이나 전자선을 조사할 수 있다. 상기 접착제층의 두께는 특별히 제한되지 않고, 수계 접착제 등을 사용할 경우에는 30~5000㎚ 정도인 것이 바람직하고, 100~1000㎚ 정도인 것이 보다 바람직하고, 자외선 경화형 접착제, 전자선 경화형 접착제 등을 사용할 경우에는 0.1~100㎛ 정도인 것이 바람직하고, 0.5~10㎛ 정도인 것이 보다 바람직하다.
상기 투명 보호 필름과 상기 편광막 또는 상기 편광막과 상기 기능층은 표면 개질 처리층, 이접착제층, 블록층, 굴절률 조정층 등의 개재층을 개재하여 적층되어 있어도 좋다.
상기 표면 개질층을 형성하는 표면 개질 처리로서는, 예를 들면 코로나 처리, 플라스마 처리, 프라이머 처리, 비누화 처리 등을 들 수 있다.
상기 이접착층을 형성하는 이접착제로서는, 예를 들면 폴리에스테르 골격, 폴리에테르 골격, 폴리카보네이트 골격, 폴리우레탄 골격, 실리콘계, 폴리아미드 골격, 폴리이미드 골격, 폴리비닐알코올 골격 등을 갖는 각종 수지를 포함하는 형성재를 들 수 있다. 상기 이접착층은 통상 보호 필름에 미리 형성해 두고, 상기 보호 필름의 이접착층측과 편광막을 상기 점착제층 또는 상기 접착제층에 의해 적층한다.
상기 블록층은 투명 보호 필름 등으로부터 용출되는 올리고머나 이온 등의 불순물이 편광막 중에 이행(침입)하는 것을 방지하기 위한 기능을 갖는 층이다. 상기 블록층은 투명성을 갖고, 또한 투명 보호 필름 등으로부터 용출되는 불순물을 방지할 수 있는 층이면 좋고, 블록층을 형성하는 재로서는, 예를 들면 우레탄프레폴리머계 형성재, 시아노아크릴레이트계 형성재, 에폭시계 형성재 등을 들 수 있다.
상기 굴절률 조정층은 상기 투명 보호 필름과 편광막 등 굴절률이 상이한 층간에서의 반사에 따르는 투과율의 저하를 억제하기 위해서 형성되는 층이다. 상기 굴절률 조정층을 형성하는 굴절률 조정재로서는, 예를 들면 실리카계, 아크릴계, 아크릴-스티렌계, 멜라민계 등을 갖는 각종 수지 및 첨가제를 포함하는 형성제를 들 수 있다.
<적층 편광 필름>
본 발명의 적층 편광 필름(광학 적층체)은 상기 편광 필름이 광학층에 접합되어 있는 것이다. 상기 광학층은 특별히 한정은 없지만, 예를 들면 반사판이나 반투과판, 위상차판(1/2이나 1/4 등의 파장판을 포함한다), 시각 보상 필름 등의 액정 표시 장치 등의 형성에 사용되는 경우가 있는 광학층을 1층 또는 2층 이상 사용할 수 있다. 상기 적층 편광 필름으로서는, 특히 상기 편광 필름에 추가로 반사판 또는 반투과 반사판이 적층되어 이루어지는 반사형 편광 필름 또는 반투과형 편광 필름, 상기 편광 필름에 추가로 위상차판이 적층되어 이루어지는 타원 편광 필름 또는 원 편광 필름, 상기 편광 필름에 추가로 시각 보상 필름이 적층되어 이루어지는 광시야각 편광 필름, 또는 상기 편광 필름에 추가로 휘도 향상 필름이 적층되어 이루어지는 편광 필름을 들 수 있다.
상기 편광 필름 또는 상기 적층 편광 필름의 한쪽 면 또는 양쪽 면에는 액정 셀이나 유기 EL 소자 등의 화상 표시 셀과, 시인측에 있어서의 앞면 투명판이나 터치 패널 등의 앞면 투명 부재 등의 다른 부재를 접합하기 위한 접착제층이 부설되어도 좋다. 상기 접착제층으로서는 점착제층이 적합하다. 상기 점착제층을 형성하는 점착제는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 아크릴계 중합체, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에테르, 불소계나 고무계 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 것을 적당히 선택해서 사용할 수 있다. 특히, 아크릴계 중합체를 포함하는 점착제와 같이 광학적 투명성이 우수하고, 적당한 흡습성과, 응집성과, 접착성을 나타내고, 내후성이나 내열성 등이 우수한 것이 바람직하게 사용된다.
상기 편광 필름이나 상기 적층 편광 필름의 편면 또는 양면으로의 점착제층의 부설은 적당한 방식으로 행할 수 있다. 점착제층의 부설로서는, 예를 들면 점착제 용액을 조제하고, 그것을 유연 방식이나 도포 방식 등의 적당한 전개 방식으로 상기 편광 필름이나 상기 적층 편광 필름 상에 직접 부설하는 방식 또는 세퍼레이터 상에 점착제층을 형성하고, 그것을 상기 편광 필름이나 상기 적층 편광 필름 상에 이착하는 방식 등을 들 수 있다. 상기 점착제층의 두께는 사용 목적이나 접착력 등에 따라 적당히 결정할 수 있고, 일반적으로는 1~500㎛이며, 5~200㎛인 것이 바람직하고, 10~100㎛인 것이 보다 바람직하다. 이렇게 상기 편광 필름이나 상기 적층 편광 필름 중 적어도 한쪽 면에 점착제층이 형성된 것을 점착제층이 부착된 편광 필름 또는 점착제층이 부착된 적층 편광 필름이라고 한다.
상기 점착제층의 노출면에 대해서는 실용에 제공하기까지의 동안, 그 오염 방지 등을 목적으로 세퍼레이터가 가착되어 커버되는 것이 바람직하다. 이에 따라 통례의 취급 상태로 점착제층의 오염 등을 방지할 수 있다. 상기 세퍼레이터로서는, 예를 들면 플라스틱 필름, 고무 시트, 종이, 천, 부직포, 네트, 발포 시트나 금속박, 그들의 라미네이트체 등의 적당한 박엽체를 필요에 따라 실리콘계나 장쇄 알킬계, 불소계나 황화몰리브덴 등의 적당한 박리제로 코트 처리한 것 등이 사용된다.
<화상 표시 패널 및 화상 표시 장치>
본 발명의 화상 표시 패널은 화상 표시 셀에 상기 편광 필름 또는 상기 적층 편광 필름이 접합되어 있는 것이다. 또한, 본 발명의 화상 표시 장치는 상기 화상 표시 패널의 편광 필름 또는 적층 편광 필름측(시인측)에 앞면 투명 부재를 구비하는 것이다.
상기 화상 표시 셀로서는, 예를 들면 액정 셀이나 유기 EL 셀 등을 들 수 있다. 상기 액정 셀로서는, 예를 들면 외광을 이용하는 반사형 액정 셀, 백라이트 등의 광원으로부터의 광을 이용하는 투과형 액정 셀, 외부로부터의 광과 광원으로부터의 광의 양자를 이용하는 반투과 반반사형 액정 셀 중 어느 것을 사용해도 좋다. 상기 액정 셀이 광원으로부터의 광을 이용하는 것일 경우 화상 표시 장치(액정 표시 장치)는 화상 표시 셀(액정 셀)의 시인측과 반대측에도 편광 필름이 배치되고, 추가로 광원이 배치된다. 상기 광원측의 편광 필름과 액정 셀은 적당한 접착제층을 개재하여 접합되어 있는 것이 바람직하다. 상기 액정 셀의 구동 방식으로서는, 예를 들면 VA 모드, IPS 모드, TN 모드, STN 모드나 밴드 배향(π형) 등의 임의인 타입의 것을 사용할 수 있다.
상기 유기 EL 셀로서는, 예를 들면 투명 기판 상에 투명 전극과 유기 발광층과 금속 전극을 순서대로 적층해서 발광체(유기 일렉트로루미네선스 발광체)를 형성한 것 등이 적합하게 사용된다. 상기 유기 발광층은 여러 가지의 유기 박막의 적층체이며, 예를 들면 트리페닐아민 유도체 등으로 이루어지는 정공 주입층과, 안트라센 등의 형광성의 유기 고체로 이루어지는 발광층의 적층체나, 이들 발광층과 페릴렌 유도체 등으로 이루어지는 전자 주입층의 적층체, 또는 정공 주입층, 발광층, 및 전자 주입층의 적층체 등 여러 가지 층 구성이 채용될 수 있다.
상기 화상 표시 셀의 시인측에 배치되는 앞면 투명 부재로서는, 예를 들면 앞면 투명판(윈도우층)이나 터치 패널 등을 들 수 있다. 상기 앞면 투명판으로서는 적당한 기계 강도 및 두께를 갖는 투명판이 사용된다. 이러한 투명판으로서는, 예를 들면 아크릴계 수지나 폴리카보네이트계 수지와 같은 투명 수지판 또는 유리판 등이 사용된다. 상기 터치 패널로서는, 예를 들면 저항막 방식, 정전 용량 방식, 광학 방식, 초음파 방식 등의 각종 터치 패널이나 터치 센서 기능을 구비하는 유리판이나 투명 수지판 등이 사용된다. 상기 앞면 투명 부재로서 정전 용량 방식의 터치 패널이 사용될 경우 터치 패널보다 더 시인측에 유리나 투명 수지판으로 이루어지는 앞면 투명판이 형성되는 것이 바람직하다.
(실시예)
이하에 실시예를 들어서 본 발명을 더 상세하게 설명하지만 본 발명은 이들의 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
<편광막의 제작>
평균 중합도가 2,400, 비누화도가 99.9몰%, 두께가 45㎛인 폴리비닐알코올 필름을 준비했다. 폴리비닐알코올 필름을 주속비가 상이한 롤간에서 20℃의 팽윤욕(수욕) 중에 30초간 침지해서 팽윤하면서 반송 방향으로 2.2배로 연신하고(팽윤 공정), 계속해서 30℃의 염색욕(물 100중량부에 대하여 요오드와 요오드화칼륨을 1:7의 중량비로 배합해서 얻어진 요오드 수용액) 중에서 최종적으로 얻어지는 편광막의 요오드 농도가 4.47중량%가 되도록 농도를 조정하면서 30초간 침지해서 염색하면서 원래의 폴리비닐알코올 필름(반송 방향으로 전혀 연신되어 있지 않은 폴리비닐알코올 필름)을 기준으로 해서 반송 방향으로 3.3배로 연신했다(염색 공정). 이어서, 염색한 폴리비닐알코올 필름을 40℃의 가교욕(붕산 농도가 3.0중량%, 요오드화칼륨 농도가 3.0중량%인 수용액) 중에서 28초간 침지해서 원래의 폴리비닐알코올 필름을 기준으로 해서 반송 방향으로 3.6배까지 연신했다(가교 공정). 또한, 얻어진 폴리비닐알코올 필름을 61℃의 연신욕(붕산 농도가 4.0중량%, 요오드화칼륨 농도가 5.0중량%인 수용액) 중에서 60초간 침지해서 원래의 폴리비닐알코올 필름을 기준으로 하여 반송 방향으로 6.0배까지 연신한(연신 공정) 후 35℃의 세정욕(요오드화칼륨 농도가 2.0중량%, 하기 일반식 (9)로 나타내어지는 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 농도가 0.4중량%인 수용액) 중에서 10초간 침지했다(세정 공정). 세정한 폴리비닐알코올 필름을 40℃에서 30초간 건조해서 편광막을 제작했다. 이하의 측정 방법에 의해 구한 편광막 중의 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 함유량은 0.28중량%이었다. 또한, 편광막의 두께는 18㎛이었다.
[편광막 중의 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 함유량(중량%)의 측정 방법]
편광막 약 20㎎을 채취, 정량하고, 물 1mL 중에서 가열 용해시킨 후 메탄올 4.5mL로 희석해서 얻어진 추출액을 멤브레인 필터에 의해 여과하고, 여액을 HPLC(Waters Corporation제 ACQUITY UPLC H-class Bio)를 사용하여 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 농도를 측정했다.
[편광막 중의 요오드 함유량(중량%)의 측정 방법]
편광막에 대해서 형광 X선 분석 장치(Rigaku Corporation제, 상품명 「ZSX-PRIMUS IV」, 측정 지름: ψ20㎜)를 사용하고, 하기 식을 사용하여 요오드 농도(중량%)를 구했다.
요오드 농도(wt%)=14.474×(형광 X선 강도)/(필름 두께)(kcps/㎛) 또한, 농도를 산출할 때의 계수는 측정 장치에 따라 상이하지만 상기 계수는 적절한 검량선을 사용하여 구할 수 있다.
<편광 필름의 제작>
접착제로서 아세트아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올 수지(평균 중합도가 1,200, 비누화도가 98.5몰%, 아세트아세틸화도가 5몰%)와 메틸올멜라민을 중량비 3:1로 함유하는 수용액을 사용했다. 이 접착제를 사용하여 상기에서 얻어진 편광막의 양면에 투명 보호 필름으로서 하드 코트층을 갖는 두께 47㎛의 트리아세틸셀룰로오스 필름(투습도가 342g/(㎡·24h), KONICA MINOLTA, INC.제, 상품명 「KC4UYW」)을 롤 접합기로 접합한 후 계속해서 오븐 내에서 가열 건조(온도가 60℃, 시간이 4분간)시켜서 편광막의 양면에 투명 보호 필름이 접합된 편광 필름을 제작했다. 편광 필름의 단체 투과율은 37.4%이었다.
<아크릴계 점착제의 조제>
교반 날개, 온도계, 질소 가스 도입관, 냉각기를 구비한 4구 플라스크에 부틸아크릴레이트 99부, 4-히드록시부틸아크릴레이트 1부를 함유하는 모노머 혼합물을 주입했다. 또한, 상기 모노머 혼합물(고형분) 100부에 대하여 중합개시제로서 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 0.1부를 아세트산 에틸 100부와 함께 주입하고, 완만하게 교반하면서 질소 가스를 도입해서 질소 치환한 후 플라스크 내의 액온을 55℃ 부근으로 유지해서 8시간 중합 반응을 행하여 중량 평균 분자량(Mw) 180만의 아크릴계 폴리머의 용액을 조제했다. 그 후 얻어진 아크릴계 폴리머의 용액의 고형분 100부에 대하여 이소시아네이트 가교제(TOSOH CORPORATION제, 상품명 「TAKENATE D110N」, 트리메틸올프로판/크실릴렌디이소시아네이트 부가물) 0.02부, 실란 커플링제(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.제, 상품명 「X-41-1056」) 0.2부를 배합하여 아크릴계 점착제 조성물의 용액을 조제했다. 이어서, 상기에서 얻어진 아크릴계 점착제 조성물의 용액을 실리콘계 박리제로 처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(Mitsubishi Polyester Film Inc.제, 상품명 「MRF38」, 세퍼레이터 필름)의 편면에 건조 후의 점착제층의 두께가 20㎛가 되도록 도포하고, 90℃에서 1분간 건조를 행하여 세퍼레이터 필름의 표면에 점착제층을 형성했다. 이어서, 상기에서 제작한 편광 필름의 한쪽 면에 세퍼레이터 필름 상에 형성한 점착제층을 전사하여 점착제층이 부착된 편광 필름을 제작했다.
[고온 환경하에 있어서의 단체 투과율의 평가]
상기에서 얻어진 점착제층이 부착된 편광 필름을 편광막의 흡수축이 긴변이 되도록 50×25㎜의 사이즈로 절단하고, 점착제층을 개재하여 유리판(유사 화상 표시 셀)을 접합해서 적층체를 제작했다. 얻어진 적층체를 온도 105℃의 열풍 오븐 내에 300시간 정치하고, 투입(가열) 전후의 단체 투과율(ΔTs)을 측정했다. 단체 투과율은 분광 광도계(MURAKAMI COLOR RESEARCH LABORATORY제, 제품명「DOT-3」)를 사용해서 측정하고, 이하의 기준으로 평가했다. 상기 단체 투과율은 JlS Z 8701-1982의 2도 시야(C광원)에 의해 시감도 보정을 행한 Y값이다. 또한, 측정 파장은 380~700㎚(10㎚ 마다)이다. 결과를 표 1에 나타낸다.
ΔTs(%)=Ts300-Ts0
여기에서 Ts0는 가열 전의 적층체의 단체 투과율이며, Ts300는 300시간 가열 후의 적층체의 단체 투과율이다.
○: 10≥ΔTs(%)≥0
×: ΔTs(%)>10 또는 ΔTs(%)<0
상기 ΔTs(%)는 5≥ΔTs(%)≥0인 것이 바람직하고, 3≥ΔTs(%)≥0인 것이 보다 바람직하다.
<실시예 2>
<편광막, 편광 필름의 제작>
편광막의 제작에 있어서 염색욕 공정에 있어서 최종적으로 얻어지는 편광막의 요오드 농도가 4.40중량%가 되도록 농도를 조정한 것, 또한 세정욕에 일반식 (9)로 나타내어지는 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물을 농도가 2.0중량%가 되도록 첨가한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작에 의해 편광막 및 편광 필름을 제작했다. 얻어진 편광막은 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 함유량이 0.94중량%이며, 두께가 18㎛이었다. 편광 필름의 단체 투과율은 37.7%이었다.
<실시예 3>
<편광막, 편광 필름의 제작>
편광막의 제작에 있어서 염색욕 공정에 있어서 최종적으로 얻어지는 편광막의 요오드 농도가 4.29중량%가 되도록 농도를 조정한 것, 또한 세정욕에 일반식 (9)로 나타내어지는 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물을 농도가 4.0중량%가 되도록 첨가한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작에 의해 편광막 및 편광 필름을 제작했다. 얻어진 편광막은 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 함유량이 2.4중량%이며, 두께가 18㎛이었다. 편광 필름의 단체 투과율은 37.9%이었다.
<실시예 4>
<편광막, 편광 필름의 제작>
편광막의 제작에 있어서 염색욕 공정에 있어서 최종적으로 얻어지는 편광막의 요오드 농도가 4.30중량%가 되도록 농도를 조정한 것, 또한 세정욕에 일반식 (9)로 나타내어지는 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물을 농도가 10.0중량%가 되도록 첨가한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작에 의해 편광막 및 편광 필름을 제작했다. 얻어진 편광막은 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 함유량이 5.9중량%이며, 두께가 18㎛이었다. 편광 필름의 단체 투과율은 37.8%이었다.
<실시예 5>
<편광막, 편광 필름의 제작>
편광막의 제작에 있어서 염색욕 공정에 있어서 최종적으로 얻어지는 편광막의 요오드 농도가 4.12중량%가 되도록 농도를 조정한 것, 또한 세정욕에 일반식 (9)로 나타내어지는 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물을 농도가 20.0중량%가 되도록 첨가한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작에 의해 편광막 및 편광 필름을 제작했다. 얻어진 편광막은 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 함유량이 11.1중량%이며, 두께가 18㎛이었다. 편광 필름의 단체 투과율은 38.2%이었다.
<실시예 6>
<편광막, 편광 필름의 제작>
편광막의 제작에 있어서 염색욕 공정에 있어서 최종적으로 얻어지는 편광막의 요오드 농도가 4.46중량%가 되도록 농도를 조정한 것, 또한 세정욕에 일반식 (9)로 나타내어지는 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물 대신에 일반식 (10)으로 나타내어지는 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물을 농도가 0.4중량%가 되도록 첨가한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작에 의해 편광막 및 편광 필름을 제작했다. 얻어진 편광막은 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 함유량이 0.19중량%이며, 두께가 18㎛이었다. 편광 필름의 단체 투과율은 37.6%이었다.
<실시예 7>
<편광막, 편광 필름의 제작>
편광막의 제작에 있어서 염색욕 공정에 있어서 최종적으로 얻어지는 편광막의 요오드 농도가 2.38중량%가 되도록 농도를 조정한 것, 또한 연신 공정에 일반식 (9)로 나타내어지는 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물을 농도가 0.05중량%가 되도록 첨가한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작에 의해 편광막 및 편광 필름을 제작했다. 얻어진 편광막은 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 함유량이 0.03중량%이며, 두께가 18㎛이었다. 편광 필름의 단체 투과율은 43.1%이었다.
<실시예 8>
<편광막, 편광 필름의 제작>
열가소성 수지 기재로서 장척상이며, 흡수율 0.75%, Tg 약 75℃인 비정질의 이소프탈 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(두께: 100㎛)을 사용했다. 수지 기재의 편면에 코로나 처리를 실시했다. 폴리비닐알코올(중합도 4200, 비누화도 99.2몰%) 및 아세트아세틸 변성 PVA(The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.제, 상품명 「GOHSEFIMER Z410」)를 9:1로 혼합한 PVA계 수지 100중량부에 요오드화칼륨 13중량부를 첨가하여 PVA 수용액(도포액)을 조제했다. 수지 기재의 코로나 처리면에 상기 PVA 수용액을 도포해서 60℃에서 건조함으로써 두께 13㎛의 PVA계 수지층을 형성하여 적층체를 제작했다. 얻어진 적층체를 130℃의 오븐 내에서 주속이 상이한 롤간에서 세로 방향(길이 방향)으로 2.4배로 자유단 1축 연신했다(공중 보조 연신 처리). 이어서, 적층체를 액온 40℃의 불용화욕(붕산 농도 4.0중량%인 수용액)에 30초간 침지시켰다(불용화 처리). 이어서, 액온 30℃의 염색욕(물 100중량부에 대하여 요오드와 요오드화칼륨을 1:7의 중량비로 배합해서 얻어진 요오드 수용액)에 최종적으로 얻어지는 편광막의 요오드 농도가 8.11%가 되도록 농도를 조정하면서 60초간 침지시켰다(염색 처리). 이어서, 액온 40℃의 가교욕(요오드화칼륨 농도 3.0중량%, 붕산 농도 5.0중량%인 수용액)에 30초간 침지시켰다(가교 처리). 그 후 적층체를 액온 70℃의 붕산 수용액(붕산 농도 4.0중량%)에 침지시키면서 주속이 상이한 롤간에서 세로 방향(길이 방향)으로 총연신 배율이 5.5배가 되도록 1축 연신을 행했다(수중 연신 처리). 그 후 적층체를 액온 30℃의 세정욕(요오드화칼륨 농도 3중량% 및 상기 일반식 (9)로 나타내어지는 화합물 농도가 1.0중량%인 수용액)에 침지시켰다(세정 처리). 그 후 90℃로 유지된 오븐 중에서 건조하면서 표면 온도가 75℃로 유지된 SUS제의 가열 롤에 약 2초 접촉시켰다(건조 수축 처리). 이렇게 해서 수지 기재 상에 두께 5㎛의 편광막을 형성했다. 또한, 얻어진 편광막의 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 함유량이 0.18중량%이었다.
그 후 접착제로서 아세트아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올 수지(평균 중합도가 1,200, 비누화도가 98.5몰%, 아세트아세틸화도가 5몰%)와 메틸올멜라민을 중량비 3:1로 함유하는 수용액을 사용했다. 이 접착제를 사용하여 상기에서 얻어진 편광막의 수지 기재와는 반대면의 표면에 (메타)아크릴계 수지(락톤환 구조를 갖는 변성 아크릴계 폴리머)로 이루어지는 두께 30㎛의 투명 보호 필름(NIPPON SHOKUBAI CO., LTD.제, 투습도가 125g/(㎡·24h))을 롤 접합기를 사용해서 접합했다. 이어서, 수지 기재를 박리하고, 박리한 면에 투명 보호 필름으로서 하드 코트층을 갖는 두께 47㎛의 트리아세틸셀룰로오스 필름(투습도가 342g/(㎡·24h), KONICA MINOLTA, INC.제, 상품명 「KC4UYW」)을 하기 자외선 경화형 접착제를 개재하여 롤 접합기로 접합하고, 그 후 하드 코트를 갖는 트리아세틸셀룰로오스 필름면으로부터 UV 광선을 조사해서 접착제를 경화시켜 편광 필름을 제작했다. 편광 필름의 단체 투과율은 42.8%이었다. 또한, 아크릴 수지로 이루어지는 투명 보호 필름측에 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 아크릴 점착제층을 전사하여 점착제층이 부착된 편광 필름을 제작했다.
자외성 경화형 접착제의 상세는 이하와 같다. N-히드록시에틸아크릴아미드(HEAA) 40중량부와, 아크릴로일모르폴린(ACMO) 60중량부와, 광개시제 「IRGACURE 819」 (BASF Ltd.제) 3중량부를 혼합하여 접착제를 조제했다. 경화 후의 접착제층의 두께가 1.0㎛가 되도록 편광막 상에 도포하고, 활성 에너지선으로서 자외선을 조사하여 접착제를 경화시켰다. 자외선 조사는 갈륨 봉입 메탈 핼라이드 램프, 조사 장치: Fusion UV Systems, Inc.제의 Light HAMMER10, 밸브: V 밸브, 피크 조도: 1600mW/㎠, 적산 조사량 1000/mJ/㎠(파장 380~440㎚)를 사용하고, 자외선의 조도는 Solatell Ltd.제의 Sola-Check 시스템을 사용해서 측정했다.
<실시예 9>
<편광막, 편광 필름의 제작>
편광 필름의 제작에 있어서 접착제로서 실시예 8에서 기재된 자외선 경화형 접착제를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작에 의해 편광막 및 편광 필름을 제작했다.
<실시예 10>
<편광막, 편광 필름의 제작>
편광막의 제작에 있어서 염색욕 공정에 있어서 최종적으로 얻어지는 편광막의 요오드 농도가 4.48중량%가 되도록 농도를 조정한 것, 또한 세정욕에 일반식 (9)로 나타내어지는 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물 대신에 일반식 (11)로 나타내어지는 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물을 농도가 0.4중량%가 되도록 첨가한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작에 의해 편광막 및 편광 필름을 제작했다. 얻어진 편광막은 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 함유가 0.22중량%이며, 두께가 18㎛이었다. 편광 필름의 단체 투과율은 37.4%이었다.
<실시예 11>
<편광막, 편광 필름의 제작>
편광막의 제작에 있어서 염색욕 공정에 있어서 최종적으로 얻어지는 편광막의 요오드 농도가 4.67중량%가 되도록 농도를 조정한 것, 또한 연신 공정의 욕 및 세정 공정의 욕에 각각 일반식 (9)로 나타내어지는 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물을 농도가 0.4중량%가 되도록 첨가한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작에 의해 편광막 및 편광 필름을 제작했다. 얻어진 편광막은 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 함유가 0.38중량%이며, 두께가 18㎛이었다. 편광 필름의 단체 투과율은 37.0%이었다.
<실시예 12>
<편광막, 편광 필름의 제작>
편광막의 제작에 있어서 염색욕 공정에 있어서 최종적으로 얻어지는 편광막의 요오드 농도가 4.42중량%가 되도록 농도를 조정한 것, 또한 세정 공정의 욕에 일반식 (8)로 나타내어지는 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물을 농도가 0.3중량%가 되도록 첨가한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작에 의해 편광막 및 편광 필름을 제작했다. 얻어진 편광막은 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 함유가 0.10중량%이며, 두께가 18㎛이었다. 편광 필름의 단체 투과율은 37.6%이었다.
<비교예 1>
<편광막, 편광 필름의 제작>
편광막의 제작에 있어서 세정욕에 일반식 (9)로 나타내어지는 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물을 첨가하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작에 의해 편광막 및 편광 필름을 제작했다. 얻어진 편광막은 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 함유량이 0중량%이며, 요오드함유량이 4.65중량%이며, 두께가 18㎛이었다. 편광 필름의 단체 투과율은 37.1%이었다.
상기에서 얻어진 실시예 및 비교예의 편광 필름을 사용해서 상기 [고온 환경하에 있어서의 단체 투과율의 평가]를 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Claims (10)
- 폴리비닐알코올계 필름에 요오드가 흡착 배향해서 형성되는 편광막으로서,
니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광막. - 제 1 항에 있어서,
상기 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물의 함유량이 20중량% 이하인 것을 특징으로 하는 편광막. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 요오드의 함유량이 1중량% 이상 15중량% 이하인 것을 특징으로 하는 편광막. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물이 N-옥실 화합물인 것을 특징으로 하는 편광막. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 편광막의 적어도 한쪽 면에 투명 보호 필름이 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 편광 필름.
- 제 5 항에 기재된 편광 필름이 광학층에 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 적층 편광 필름.
- 화상 표시 셀에 제 5 항에 기재된 편광 필름 또는 제 6 항에 기재된 적층 편광 필름이 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 패널.
- 제 7 항에 기재된 화상 표시 패널의 편광 필름 또는 적층 편광 필름 측에 앞면 투명 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 편광막의 제조 방법으로서,
폴리비닐알코올계 필름에 임의의 팽윤 공정 및 세정 공정과, 적어도 염색 공정, 가교 공정, 및 연신 공정을 실시해서 얻어지고,
상기 팽윤 공정, 상기 세정 공정, 상기 염색 공정, 상기 가교 공정, 및 상기 연신 공정 중 어느 1개 이상의 처리 공정에 있어서의 처리욕이 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광막의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 편광막의 제조 방법으로서,
장척상의 열가소성 수지 기재의 편측에 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 폴리비닐알코올계 수지층을 형성해서 적층체를 준비하는 공정과,
얻어진 적층체를 길이 방향으로 반송하면서 상기 적층체에 임의의 불용화 처리 공정, 가교 처리 공정, 및 세정 처리 공정과, 적어도 공중 보조 연신 처리 공정, 염색 처리 공정, 및 수중 연신 처리 공정을 실시해서 얻어지고,
상기 불용화 처리 공정, 상기 가교 처리 공정, 상기 세정 처리 공정, 상기 염색 처리 공정, 및 상기 수중 연신 처리 공정 중 어느 1개 이상의 처리 공정에 있어서의 처리욕이 니트록시라디칼 또는 니트록시드기를 갖는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광막의 제조 방법.
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