KR20240055837A - 편광 필름 및 편광판 - Google Patents
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Abstract
우수한 광학 특성을 가지면서도, 투과축 방향에 있어서의 흡수축 방향의 수축력의 균일성이 우수한 편광 필름을 제공한다. 편광 필름은, 폴리비닐 알코올계 수지 필름에 이색성 색소가 흡착 배향되어 있다. 편광 필름에 있어서, 시감도 보정 단체 투과율 Ty는 43.20% 이상이고, 시감도 보정 편광도 Py는 99.9970% 이상이다. 편광 필름의 투과축 방향에 있어서, 막 두께의 최대값과 최소값의 차는 2.1 ㎛ 이하이다.
Description
본 발명은 편광 필름 및 편광판에 관한 것이다.
편광 필름은, 액정 표시 장치 및 유기 일렉트로루미네선스(EL) 표시 장치 등의 표시 장치에 이용되고 있다. 편광 필름으로서, 연신한 폴리비닐 알코올계 수지 필름에 이색성 색소가 흡착 배향된 것을 이용하는 것이 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1).
편광 필름의 광학 특성을 향상시키기 위해서, 폴리비닐 알코올계 수지 필름의 연신 배율을 높이는 경우가 있다. 연신 배율을 높인 편광 필름에서는, 흡수축 방향의 수축력이 투과축 방향의 중앙부와 단부 사이에서 크게 상이한 경향이 있었다. 여기서, 투과축 방향은, 편광 필름의 연신 방향에 직교하는 방향이고, 흡수축 방향은 편광 필름의 연신 방향이다.
편광 필름은 통상, 그 한쪽 면 또는 양면에 보호 필름이 적층된 편광판으로서 표시 장치 등에 이용된다. 표시 장치에 적용되는 편광판으로서, 생산 효율 등의 관점에서, 재료로서의 편광판으로부터 1 이상의 제품이 얻어지도록 잘라내어진 편광판, 이른바 정취(丁取)에 의해 얻어진 편광판(이하, 「정취 편광판」이라고 하는 경우가 있다.)을 이용하는 경우가 있다. 예컨대, 정취 전의 편광판으로부터 그 투과축 방향으로 2 이상의 편광판이 얻어지도록 다정취(多丁取)를 행하여 정취 편광판을 얻는 경우, 정취 편광판이 갖는 변에는, 정취 전의 편광판의 편광 필름의 투과축 방향의 중앙부 또는 그 부근으로부터 형성된 변과, 단부 또는 그 부근으로부터 형성된 변이 포함되는 경우가 있다. 그 때문에, 정취 전의 편광판의 흡수축 방향의 수축력이 투과축 방향에 있어서 상이하면, 정취 편광판의 각 변에 있어서 흡수축 방향의 수축력이 상이하게 된다. 이러한 정취 편광판에서는, 예컨대, 정취 편광판의 한 변의 수축력만이 커지는 등과 같이, 정취 편광판의 각 변에 있어서의 수축력에 분포가 발생하게 된다. 이러한 수축력의 분포는, 다정취에 의해 정취 편광판을 얻는 경우에 한하지 않고, 정취 전의 편광 필름의 투과축 방향의 중앙부 및 그 단부가 포함되어 있는 하나의 정취 편광판을 얻는 경우에도 동일하게 발생할 수 있다.
편광판을 표시 패널에 접합한 표시 장치를 고온 조건하에 노출시키면, 편광판에 열 편차가 발생하는 경우가 있다. 상기한 수축력에 분포를 갖는 정취 편광판을 표시 장치에 적용한 경우, 상기한 열 편차가 정취 편광판 전체에 균일하게 발생하지 않고, 불균일하게 발생한다. 불균일하게 발생한 열 편차는 두드러지기 쉽기 때문에, 표시 장치의 외관 품질을 악화시키는 원인이 될 수 있다. 또한, 상기와 같은 수축력의 분포는, 예컨대 정취 편광판의 한 변의 휘어짐만이 커지는 등과 같이, 정취 편광판의 각 변에 발생하는 휘어짐에도 분포를 발생시키기 때문에, 정취 편광판의 취급성을 저하시키는 원인도 될 수 있다.
본 발명은 우수한 광학 특성을 가지면서도, 투과축 방향에 있어서의 흡수축 방향의 수축력의 균일성이 우수한 편광 필름 및 그것을 포함하는 편광판의 제공을 목적으로 한다.
본 발명은 이하의 편광 필름 및 편광판을 제공한다.
〔1〕 폴리비닐 알코올계 수지 필름에 이색성 색소가 흡착 배향되어 있는 편광 필름으로서,
시감도 보정 단체 투과율 Ty는 43.20% 이상이고,
시감도 보정 편광도 Py는 99.9970% 이상이며,
투과축 방향에 있어서, 막 두께의 최대값과 최소값의 차는 2.1 ㎛ 이하인 편광 필름.
〔2〕 투과축 방향의 단(端) 영역에 있어서의 막 두께의 최대값과, 투과축 방향의 중앙 영역에 있어서의 막 두께의 최대값의 차는 2.1 ㎛ 이하인, 〔1〕에 기재된 편광 필름.
〔3〕 투과축 방향의 길이가 800 ㎜ 이상 2500 ㎜ 이하인, 〔1〕 또는 〔2〕에 기재된 편광 필름.
〔4〕 투과축 방향의 중앙 영역에 있어서의 평균 막 두께는 5 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하인, 〔1〕∼〔3〕 중 어느 하나에 기재된 편광 필름.
〔5〕 투과축 방향의 중앙 영역에 있어서의 평균 막 두께는 16 ㎛ 이상 29 ㎛ 이하인, 〔1〕∼〔4〕 중 어느 하나에 기재된 편광 필름.
〔6〕 〔1〕∼〔5〕 중 어느 하나에 기재된 편광 필름의 한쪽 면 또는 양면에 보호 필름이 적층된 편광판.
본 발명에 의하면, 우수한 광학 특성을 가지면서도, 투과축 방향에 있어서의 흡수축 방향의 수축력의 균일성이 우수한 편광 필름 및 그것을 포함하는 편광판을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 편광 필름 및 편광판에 대해 설명한다.
(편광 필름)
본 실시형태의 편광 필름은, 폴리비닐 알코올계 수지 필름(이하, 「PVA계 필름」이라고 하는 경우가 있다.)에 이색성 색소가 흡착 배향되어 있는 편광 필름이다. 편광 필름의 시감도 보정 단체 투과율 Ty는 43.20% 이상이고, 편광 필름의 시감도 보정 편광도 Py는 99.9970% 이상이다. 편광 필름의 투과축 방향에 있어서, 막 두께의 최대값과 최소값의 차 Δt1은 2.1 ㎛ 이하이다.
편광 필름의 투과축 방향은, PVA계 필름의 연신 방향에 직교하는 방향이다. 편광 필름의 후술하는 흡수축 방향은, PVA계 필름의 연신 방향이다.
편광 필름의 시감도 보정 단체 투과율 Ty는 43.20% 이상이고, 43.25% 이상이어도 좋으며, 43.30% 이상이어도 좋고, 43.32% 이상이어도 좋다. 편광 필름의 시감도 보정 단체 투과율 Ty는, 통상 43.80% 이하이고, 43.70% 이하여도 좋으며, 43.60% 이하여도 좋다. 편광 필름의 시감도 보정 편광도 Py는 99.9970% 이상이고, 99.9975% 이상이어도 좋으며, 99.9980% 이상이어도 좋고, 99.9985% 이상이어도 좋다. 편광 필름의 시감도 보정 편광도 Py는, 통상 99.9999% 이하이고, 99.9990% 이하여도 좋으며, 99.9987% 이하여도 좋다. 시감도 보정 단체 투과율 Ty 및 시감도 보정 편광도 Py가 상기한 범위인 편광 필름은, 광학 특성이 우수하다. 시감도 보정 단체 투과율 Ty 및 시감도 보정 편광도 Py는 편광 필름의 투과축 방향의 중심(한가운데)의 위치에서 측정한 값이며, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.
시감도 보정 단체 투과율 Ty 및 시감도 보정 편광도 Py가 상기한 범위 내에 있는 편광 필름은, 예컨대 후술하는 편광 필름의 제조 방법에 있어서, PVA계 필름의 연신 배율, 편광 필름을 제조하는 각 공정에 있어서의 처리 조건 등을 조정함으로써 얻을 수 있다.
편광 필름의 투과축 방향에 있어서의 막 두께의 최대값과 최소값의 차 Δt1(최대값-최소값)은, 2.1 ㎛ 이하이고, 2.0 ㎛ 이하여도 좋으며, 1.9 ㎛ 이하여도 좋고, 통상, 0 ㎛ 이상이며, 0.1 ㎛ 이상이어도 좋고, 1.0 ㎛ 이상이어도 좋으며, 1.5 ㎛ 이상이어도 좋고, 1.8 ㎛ 이상이어도 좋다. 상기 차 Δt1은, 편광 필름을 투과축 방향으로 26 등분함으로써 구분되는 26 영역의 각각에 있어서 편광 필름의 막 두께를 측정하고, 측정에 의해 얻어진 26의 막 두께 중의 최대값 및 최소값에 기초하여 산출한 값이다. 상기 차 Δt1은, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.
상기 차 Δt1이 상기한 범위 내인 편광 필름은, 그 투과축 방향에 있어서, 흡수축 방향의 수축력에 분포가 발생하는 것이 억제되어 있기 때문에, 투과축 방향에 있어서의 흡수축 방향의 수축력의 균일성이 우수하다. 그 때문에, 편광 필름 또는 편광 필름을 포함하는 편광판을 재료로 하여, 이 재료로부터 1 이상의 제품을 얻는, 이른바 정취를 행하는 경우에도, 정취에 의해 얻어진 편광 필름 또는 편광판(이하, 각각을 「정취 편광 필름」, 「정취 편광판」이라고 하는 경우가 있다.)에 있어서, 투과축 방향에 있어서의 흡수축 방향의 수축력을 균일하게 할 수 있다. 이에 의해, 정취 편광 필름 또는 정취 편광판을 표시 장치에 적용한 후에 고온 조건하에 노출된 경우 등에 발생하는 경우가 있는 열 편차가 불균일하게 발생하는 것을 억제할 수 있다. 그 때문에, 표시 장치에 있어서 열 편차가 두드러지기 쉬워지는 것을 억제할 수 있어, 외관 품질이 우수한 표시 장치를 제공하기 쉬워진다.
상기 차 Δt1이 상기한 범위 내인 편광 필름을 이용함으로써, 정취 편광 필름 또는 정취 편광판에 휘어짐이 발생하는 것을 억제하여, 정취 편광 필름 또는 정취 편광판을 플랫(평탄)하게 하기 쉽다. 정취 편광 필름 또는 정취 편광판에 휘어짐이 발생하면, 표시 장치의 제조 설비에 간섭하여 제조 라인으로부터 탈락하거나, 표시 패널에 접합할 때에 기포를 말려 들어가게 하기 쉬워지는 등의 문제가 발생하기 쉽다. 이에 대해, 플랫한 정취 편광 필름 또는 정취 편광판은, 상기한 문제가 발생하기 어렵고 취급성이 우수하다.
편광 필름에 있어서, 최대값이 되는 막 두께를 갖는 영역은 통상, 편광 필름의 투과축 방향의 단부에 위치하고, 상기한 26 영역 중의, 편광 필름의 투과축 방향의 한쪽 또는 양쪽의 단으로부터 각각 1 영역 이상 8 영역 이하의 범위 내에 있어도 좋고, 각각 1 영역 이상 6 영역 이하의 범위 내에 있어도 좋으며, 각각 1 영역 이상 4 영역 이하의 범위 내에 있어도 좋다.
편광 필름에 있어서, 최소값이 되는 막 두께를 갖는 영역은 통상, 편광 필름의 투과축 방향의 중앙부에 위치하고, 상기한 26 영역 중의, 투과축 방향의 중심(한가운데)으로부터 투과축 방향의 양쪽의 단을 향해, 각각 1 영역 이상 5 영역 이하(합계 2 영역 이상 10 영역 이하)의 범위 내에 있어도 좋고, 각각 1 영역 이상 4 영역 이하(합계 2 영역 이상 8 영역 이하)의 범위 내에 있어도 좋으며, 각각 1 영역 이상 3 영역 이하(합계 2 영역 이상 6 영역 이하)의 범위 내에 있어도 좋고, 각각 1 영역 이상 2 영역 이하(합계 2 영역 이상 4 영역 이하)의 범위 내에 있어도 좋다.
편광 필름에 있어서, 투과축 방향의 단 영역에 있어서의 막 두께의 최대값과, 투과축 방향의 중앙 영역에 있어서의 막 두께의 최대값의 차 Δt2(단 영역의 막 두께의 최대값-중앙 영역의 막 두께의 최대값)는, 2.1 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 2.0 ㎛ 이하여도 좋으며, 1.8 ㎛ 이하여도 좋고, 1.7 ㎛ 이하여도 좋으며, 통상, 0.5 ㎛ 이상이고, 1.0 ㎛ 이상이어도 좋으며, 1.2 ㎛ 이상이어도 좋다.
상기 차 Δt2는, 편광 필름을 투과축 방향으로 26 등분함으로써 구분되는 상기한 26 영역의 각각에 있어서 편광 필름의 막 두께를 측정하고, 이 26 영역에 포함되는 영역을 그 위치에 따라 단 영역 및 중앙 영역으로 분류하며, 단 영역 및 중앙 영역의 각각에 있어서의 편광 필름의 막 두께의 최대값에 기초하여 산출한 값이다. 상기 차 Δt2는, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다. 단 영역은, 상기한 26 영역 중의, 편광 필름의 투과축 방향의 양쪽의 단으로부터 각각 8 영역분의 범위이고, 중앙 영역은, 상기한 26 영역 중의, 편광 필름의 투과축 방향의 중심(한가운데)으로부터 투과축 방향의 양쪽의 단을 향해, 각각 5 영역분(합계 10 영역분)의 범위이다.
상기 차 Δt2가 상기한 범위 내인 편광 필름은, 편광 필름의 투과축 방향에 있어서, 흡수축 방향의 수축력에 분포가 발생하는 것을 억제할 수 있어, 투과축 방향에 있어서의 흡수축 방향의 수축력의 균일성이 우수하다. 상기 차 Δt2가 상기한 범위 내인 편광 필름을 이용함으로써, 정취 편광 필름 또는 정취 편광판의 특히 투과축 방향에 있어서의 흡수축 방향의 수축력을 균일하게 할 수 있다. 이에 의해, 정취 편광 필름 또는 정취 편광판을 이용하여 외관 품질이 우수한 표시 장치를 제공하기 쉬워지고, 또한, 정취 편광 필름 또는 정취 편광판의 취급성을 향상시키기 쉬워진다.
상기한 차 Δt1 및 차 Δt2가 상기한 범위 내에 있는 편광 필름은, 후술하는 편광 필름의 제조 방법에 있어서, 편광 필름을 제조하는 공정에 있어서의 처리 조건 등을 조정함으로써 얻을 수 있다. 편광 필름의 차 Δt1 및 차 Δt2를 조정하기 위해서는, 편광 필름의 제조 방법에 있어서, 예컨대, 가교 공정의 온도, 고온 고습 공정의 온도, 절대 습도, 가교 공정까지의 누적 연신 배율 및 고온 고습 공정에 있어서의 연신 배율 등을 조정하면 된다. 여기서, 「가교 공정까지」란, 가교 처리가 완료될 때까지의 공정을 말한다.
편광 필름의 투과축 방향의 중앙 영역에 있어서의 평균 막 두께는, 바람직하게는 5 ㎛ 이상이고, 7 ㎛ 이상이어도 좋으며, 9 ㎛ 이상이어도 좋고, 10 ㎛ 이상이어도 좋으며, 16 ㎛ 이상이어도 좋고, 18 ㎛ 이상이어도 좋으며, 또한, 바람직하게는 30 ㎛ 이하이고, 29 ㎛ 이하여도 좋으며, 25 ㎛ 이하여도 좋고, 22 ㎛ 이하여도 좋으며, 21 ㎛ 이하여도 좋고, 20 ㎛ 이하여도 좋다. 편광 필름의 투과축 방향의 중앙 영역은, 상기한 범위의 영역이다. 이 중앙 영역에 있어서의 평균 막 두께는, 상기 26 영역 중의 중앙 영역에 포함되는 영역의 각각에 있어서 측정한 막 두께의 평균값이다. 상기 평균 막 두께는, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.
편광 필름의 투과축 방향의 단 영역에 있어서의 평균 막 두께는, 상기한 중앙 영역에 있어서의 평균 막 두께에서 설명한 범위인 것이 바람직하다. 편광 필름의 상기한 단 영역에 있어서의 평균 막 두께는, 상기한 중앙 영역에 있어서의 평균 막 두께와 동일해도 좋고, 상이해도 좋으며, 중앙 영역에 있어서의 평균 막 두께보다 커도 좋다. 편광 필름의 투과축 방향의 단 영역은, 상기한 범위의 영역이고, 단 영역의 평균 막 두께는, 상기 26 영역 중의 단 영역에 포함되는 영역의 각각에 있어서 측정한 막 두께의 평균값이다.
본 실시형태의 편광 필름은, 상기한 바와 같이 정취 편광 필름 또는 정취 편광판을 얻기 위한 재료로서의 편광 필름으로서 적합하게 이용할 수 있다. 그 때문에, 편광 필름의 투과축 방향의 길이는, 정취, 바람직하게는 다정취가 가능해지도록, 800 ㎜ 이상인 것이 바람직하고, 1000 ㎜ 이상인 것이 보다 바람직하며, 1200 ㎜ 이상이어도 좋고, 또한, 2500 ㎜ 이하인 것이 바람직하며, 2300 ㎜ 이하인 것이 보다 바람직하고, 2000 ㎜ 이하여도 좋으며, 1500 ㎜ 이하여도 좋다.
(편광 필름의 제조 방법)
본 실시형태의 편광 필름의 제조 방법은, 예컨대,
PVA계 필름을 이색성 색소로 염색하는 염색 공정,
염색 공정 후의 필름을 가교제를 포함하는 가교욕에서 처리하는 가교 공정,
가교 공정 후의 필름에 고온 고습 처리를 실시하는 고온 고습 공정, 및
PVA계 필름을 일축 연신하는 연신 공정을 포함한다.
상기한 편광 필름의 제조 방법에 있어서,
가교 공정은, 온도 58.0℃ 이상의 가교욕에서 처리하는 공정을 포함하고,
고온 고습 공정은, 온도 70.0℃ 이상, 절대 습도 40.0 g/㎥ 이상의 분위기하에 노출시키는 공정을 포함하며,
가교 공정까지의 PVA계 필름의 누적 연신 배율은, 5.50배 이상 5.90배 이하이고,
고온 고습 공정에 있어서의 PVA계 필름의 연신 배율은, 1.02배 이상 1.20배 이하이며,
PVA계 필름의 총 연신 배율은, 5.60배 이상이다.
편광 필름의 제조 방법은, 상기 이외의 다른 공정을 더 포함할 수 있다. 다른 공정으로서는, 염색 공정 전에 행하는 팽윤 공정, 가교 공정 후에 행하는 세정 공정, 고온 고습 공정 중 또는 그 후에 행하는 건조 공정 등을 들 수 있다.
편광 필름의 제조 방법에 포함되는 각종의 처리 공정은, 편광 필름의 제조 장치의 필름 반송 경로를 따라 원단 필름인 PVA계 필름을 연속적으로 반송시킴으로써 연속적으로 실시할 수 있다. 필름 반송 경로는, 상기 각종의 처리 공정을 실시하기 위한 설비(처리욕이나 노(爐) 등)를, 이들의 실시순으로 구비하고 있다. 처리욕이란, 팽윤욕, 염색욕, 가교욕, 세정욕 등의 PVA계 필름에 대해 처리를 실시하는 처리액을 수용하는 욕(浴)을 말한다.
필름 반송 경로는, 상기 설비 외에, 가이드 롤이나 닙 롤 등을 적절한 위치에 배치함으로써 구축할 수 있다. 예컨대, 가이드 롤은, 각 처리욕의 전후나 처리욕 중에 배치할 수 있고, 이에 의해 처리욕에의 필름의 도입·침지 및 처리욕으로부터의 인출을 행할 수 있다. 보다 구체적으로는, 각 처리욕 중에 2 이상의 가이드 롤을 설치하고, 이들 가이드 롤을 따라 필름을 반송시킴으로써, 각 처리욕에 필름을 침지시킬 수 있다.
원단 필름인 PVA계 필름을 구성하는 폴리비닐 알코올계 수지(이하, 「PVA계 수지」라고 하는 경우가 있다.)로서는, 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화한 것을 이용할 수 있다. 폴리아세트산비닐계 수지로서는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 외에, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체가 예시된다. 아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예컨대, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류, 암모늄기를 갖는 (메트)아크릴아미드류 등을 들 수 있다. PVA계 수지의 비누화도는, 통상 약 85 몰% 이상, 바람직하게는 약 90 몰% 이상, 보다 바람직하게는 약 99 몰% 이상이다. 「(메트)아크릴」이란, 아크릴 및 메타크릴에서 선택되는 적어도 한쪽을 의미한다. 「(메트)아크릴로일」에 대해서도 마찬가지이다.
PVA계 수지는 변성되어 있어도 좋고, 예컨대, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈, 폴리비닐부티랄 등도 사용할 수 있다.
PVA계 수지의 평균 중합도는, 바람직하게는 100∼10000이고, 보다 바람직하게는 1500∼8000이며, 더욱 바람직하게는 2000∼5000이다. PVA계 수지의 평균 중합도는, JIS K 6726(1994)에 준거하여 구할 수 있다. 평균 중합도가 100 미만에서는 바람직한 편광 성능을 얻는 것이 곤란하고, 10000 초과에서는 필름 가공성이 뒤떨어지는 경우가 있다.
원단 필름으로서의 PVA계 필름의 두께는, 예컨대 10 ㎛ 이상 150 ㎛ 이하 정도이고, 편광 필름의 박형화의 관점에서, 바람직하게는 100 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 70 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 50 ㎛ 이하, 더욱더 바람직하게는 40 ㎛ 이하이다.
원단 필름인 PVA계 필름은, 예컨대, 장척(長尺)의 미연신 PVA계 필름의 롤(권회품)로서 준비할 수 있다. 이 경우, 편광 필름도 또한, 장척물로서 얻어진다. 이하, 편광 필름의 제조 방법의 각 공정에 대해 상세히 설명한다.
(팽윤 공정)
팽윤 공정에 있어서의 팽윤 처리는, 원단 필름인 PVA계 필름의 이물 제거, 가소제 제거, 염색 용이성의 부여, 필름의 가소화 등의 목적으로 필요에 따라 실시되는 처리이다. 구체적으로는, 물을 함유하는 팽윤욕에 PVA계 필름을 침지시키는 처리일 수 있다. PVA계 필름은, 하나의 팽윤욕에 침지되어도 좋고, 2 이상의 팽윤욕에 순차 침지되어도 좋다. 팽윤 처리 전, 팽윤 처리 시, 또는 팽윤 처리 전 및 팽윤 처리 시에, 필름에 대해 일축 연신 처리를 행해도 좋고, 행하지 않아도 좋다.
팽윤욕은, 물(예컨대 순수(純水))일 수 있는 것 외에, 알코올류 등의 수용성 유기 용매를 첨가한 수용액이어도 좋다.
PVA계 필름을 침지할 때의 팽윤욕의 온도는, 통상 10∼70℃ 정도, 바람직하게는 15∼50℃ 정도이고, 필름의 침지 시간은, 통상 10∼600초 정도, 바람직하게는 20∼300초 정도이다.
(염색 공정)
염색 공정에 있어서의 염색 처리는, PVA계 필름에 이색성 색소를 흡착, 배향시킬 목적으로 행해지는 처리이며, 구체적으로는, 이색성 색소를 함유하는 염색욕에 PVA계 필름을 침지시키는 처리일 수 있다. PVA계 필름은, 하나의 염색욕에 침지되어도 좋고, 2 이상의 염색욕에 순차 침지되어도 좋다. 이색성 색소의 염색성을 높이기 위해서, 염색 공정에 제공되는 PVA계 필름은, 적어도 어느 정도의 일축 연신 처리가 실시되어 있어도 좋다. 염색 처리 전의 일축 연신 처리 대신에, 혹은 염색 처리 전의 일축 연신 처리에 더하여, 염색 처리 시에 일축 연신 처리를 행해도 좋다.
이색성 색소는, 요오드 또는 이색성 유기 염료일 수 있다. 이색성 유기 염료로서는, 레드 BR, 레드 LR, 레드 R, 핑크 LB, 루빈 BL, 보르도 GS, 스카이 블루 LG, 레몬 옐로우, 블루 BR, 블루 2R, 네이비 RY, 그린 LG, 바이올렛 LB, 바이올렛 B, 블랙 H, 블랙 B, 블랙 GSP, 옐로우 3G, 옐로우 R, 오렌지 LR, 오렌지 3R, 스칼렛 GL, 스칼렛 KGL, 콩고 레드, 브릴리언트 바이올렛 BK, 수프라 블루 G, 수프라 블루 GL, 수프라 오렌지 GL, 다이렉트 스카이 블루, 다이렉트 퍼스트 오렌지 S, 퍼스트 블랙 등을 들 수 있다. 이색성 색소는, 1종만을 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
이색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우, 염색욕에는, 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 수용액을 이용할 수 있다. 요오드화칼륨을 대신하여, 요오드화아연 등의 다른 요오드화물을 이용해도 좋고, 요오드화칼륨과 다른 요오드화물을 병용해도 좋다. 또한, 요오드화물 이외의 화합물, 예컨대, 붕산, 염화아연, 염화코발트 등을 공존시켜도 좋다. 붕산을 첨가하는 경우는, 요오드를 포함하는 점에서 후술하는 가교 처리와 구별된다. 상기 수용액에 있어서의 요오드의 함유량은 통상, 물 100 질량부당 0.003∼1 질량부 정도이다. 또한, 요오드화칼륨 등의 요오드화물의 함유량은 통상, 물 100 질량부당 0.1∼20 질량부 정도이다.
PVA계 필름을 침지할 때의 염색욕의 온도는, 통상 10∼45℃ 정도, 바람직하게는 10∼40℃ 정도이고, 보다 바람직하게는 20∼35℃ 정도이며, 필름의 침지 시간은, 통상 30∼600초 정도, 바람직하게는 60∼300초 정도이다.
이색성 색소로서 이색성 유기 염료를 이용하는 경우, 염색욕에는, 이색성 유기 염료를 함유하는 수용액을 이용할 수 있다. 상기 수용액에 있어서의 이색성 유기 염료의 함유량은 통상, 물 100 질량부당 1×10-4∼10 질량부 정도이고, 바람직하게는 1×10-3∼1 질량부 정도이다. 이 염색욕에는 염색 조제 등을 공존시켜도 좋고, 예컨대, 황산나트륨 등의 무기염이나 계면 활성제 등을 함유하고 있어도 좋다. 이색성 유기 염료는 1종만을 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다. 필름을 침지할 때의 염색욕의 온도는, 예컨대 20∼80℃ 정도, 바람직하게는 30∼70℃ 정도이고, 필름의 침지 시간은, 통상 20∼600초 정도, 바람직하게는 30∼300초 정도이다.
(가교 공정)
가교 공정에서는, 염색 공정 후의 PVA계 필름을 가교제로 처리하는 가교 처리를 행한다. 가교 처리는, 가교에 의한 내수화나 색상 조정 등의 목적으로 행하는 처리이며, 구체적으로는, 가교제를 함유하는 가교욕에 염색 공정 후의 필름을 침지시키는 처리일 수 있다. 상기 필름은, 하나의 가교욕에 침지되어도 좋고, 2 이상의 가교욕에 순차 침지되어도 좋다. 가교 처리 시에 일축 연신 처리를 행해도 좋다.
가교제로서는, 붕산이 포함되고, 또한 다른 가교제인 글리옥살, 글루타르알데히드 등을 포함하는 것이어도 좋다. 가교욕에 있어서의 붕산의 함유량은 통상, 물 100 질량부당 0.1∼15 질량부 정도이고, 바람직하게는 1∼10 질량부 정도이다.
이색성 색소가 요오드인 경우, 가교욕은, 붕산에 더하여 요오드화물을 함유하는 것이 바람직하다. 가교욕에 있어서의 요오드화물의 함유량은 통상, 물 100 질량부당 0.1∼20 질량부 정도이고, 바람직하게는 5∼15 질량부 정도이다. 요오드화물로서는, 요오드화칼륨, 요오드화아연 등을 들 수 있다. 또한, 요오드화물 이외의 화합물, 예컨대, 염화아연, 염화코발트, 염화지르코늄, 티오황산나트륨, 아황산칼륨, 황산나트륨 등을 가교욕에 공존시켜도 좋다.
가교 공정에 있어서, PVA계 필름을 2 이상의 가교욕에 순차 침지하는 경우, 가교욕에 포함되는 성분의 조성 및 함유량은, 서로 동일해도 좋으나, 서로 상이한 것이 바람직하다.
PVA계 필름을 침지할 때의 가교욕의 온도는, 상기한 범위의 시감도 보정 단체 투과율 Ty 및 시감도 보정 편광도 Py를 갖고, 또한, 상기한 범위의 막 두께의 차 Δt1을 갖는 편광 필름을 얻는 관점에서, 바람직하게는 58.0℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 58.3℃ 이상이며, 58.5℃ 이상이어도 좋고, 통상 85.0℃ 이하이며, 바람직하게는 70.0℃ 이하이고, 65.0℃ 이하여도 좋으며, 63.0℃ 이하여도 좋고, 61.0℃ 이하여도 좋다. 이 온도의 가교욕에 침지하는 침지 시간은, 통상 10∼600초 정도, 바람직하게는 20∼300초 정도이다.
PVA계 필름을 2 이상의 가교욕에 순차 침지하는 경우, 적어도 하나의 가교욕에 있어서의 온도 및 가교 시간이 상기한 범위 내이면 되고, 다른 가교욕에 있어서의 온도 및 가교 시간은, 상기한 온도 및 가교 시간의 범위 내여도 좋고 범위 외여도 좋다. PVA계 필름을 2 이상의 가교욕에 순차 침지하는 경우, 최초로 침지하는 가교욕으로서 온도 58.0℃ 이상의 가교욕을 이용하는 것이 바람직하다. 다른 가교욕에 있어서의 온도는, 예컨대 50∼85℃ 정도, 혹은 50∼70℃ 정도로 해도 좋고, 필름의 침지 시간은, 예컨대 10∼600초 정도, 혹은 20∼300초 정도로 해도 좋다.
(세정 공정)
세정 공정에 있어서의 세정 처리는, PVA계 필름에 부착된 여분의 가교제나 이색성 색소 등의 약제를 제거할 목적으로 필요에 따라 실시되는 처리이며, 물을 함유하는 세정액을 이용하여 가교 공정 후의 PVA계 필름을 세정하는 처리이다. 구체적으로는, 세정욕(세정액)에 가교 공정 후의 PVA계 필름을 침지시키는 처리일 수 있다. PVA계 필름은, 하나의 세정욕에 침지되어도 좋고, 2 이상의 세정욕에 순차 침지되어도 좋다.
혹은, 세정 처리는, 가교 공정 후의 PVA계 필름에 대해 세정액을 샤워로서 분무하는 처리여도 좋고, 상기한 침지와 분무를 조합해도 좋다.
세정액은, 물(예컨대 순수)일 수 있는 것 외에, 알코올류 등의 수용성 유기 용매를 첨가한 수용액이어도 좋다. 세정액의 온도는, 예컨대 1∼40℃ 정도일 수 있고, 세정 시간은, 예컨대 1∼60초 정도일 수 있다.
세정 공정은 임의의 공정이며 생략되어도 좋고, 고온 고습 공정 중에 세정 처리를 행해도 좋다(고온 고습 처리가 세정 처리를 겸하고 있어도 좋음). 바람직하게는, 세정 공정을 행한 후의 필름에 대해 고온 고습 처리를 행한다.
또한, 세정 공정에 있어서, 필름의 성능에 영향이 없는 범위에서 연신 처리를 실시해도 좋다.
(고온 고습 공정)
고온 고습 공정에 있어서의 고온 고습 처리는, 가교 공정 후 또는 세정 공정 후의 PVA계 필름을 온도 70.0℃ 이상, 절대 습도 40.0 g/㎥ 이상의 분위기하에 노출시키는 처리이다. 고온 고습 처리를 실시함으로써, 편광 필름의 광학 특성의 열화를 억제하면서, 고온 고습 처리 대신에 절대 습도 40.0 g/㎥ 미만에서의 고온 처리(건조 처리)를 행하는 경우에 비해, 우수한 광학 특성을 가지면서도, 투과축 방향에 있어서 흡수축 방향의 수축력의 균일성이 우수한 편광 필름을 얻을 수 있다.
고온 고습 처리는, 습윤 상태에 있는 가교 공정 후 또는 세정 공정 후의 PVA계 필름에 대해 실시하는 것이 바람직하다. 「습윤 상태에 있다」란, 가교 공정 후 또는 세정 공정 후의 고수분율의 PVA계 필름을 (절대 습도 40.0 g/㎥ 미만에서의 고온 처리(건조 처리)를 행하지 않고) 그대로 고온 고습 처리를 하는 것을 의미한다.
고온 고습 처리는, 가교 공정 후 또는 세정 공정 후의 PVA계 필름을, 온도 및 습도 조정이 가능한 노(가열로)나 부스 또는 실내에 도입하는 처리일 수 있다. 노(가열로)나 부스 또는 실내에 도입하는 처리에 더하여, 원적외선 히터나 열롤 등의 가열 수단을 병용해도 좋다. 고온 고습 처리는, 바람직하게는 세정 공정 후에 실시되지만, 소정의 고온 고습 분위기하에서 세정액을 분무하는 등, 고온 고습 처리와 세정 처리를 동시에 행해도 좋고, 또한, 고온 고습 분위기하에 노출됨으로써 실질적으로 PVA계 필름의 세정이 이루어지는 경우와 같이, 고온 고습 처리가 세정 처리를 겸하고 있어도 좋다.
고온 고습 처리의 온도는, 상기한 범위의 시감도 보정 단체 투과율 Ty 및 시감도 보정 편광도 Py를 갖고, 또한, 상기한 범위의 막 두께의 차 Δt1을 갖는 편광 필름을 얻는 관점에서, 70.0℃ 이상이고, 바람직하게는 75.0℃ 이상이며, 보다 바람직하게는 78.0℃ 이상, 더욱 바람직하게는 80.0℃ 이상이고, 통상 100.0℃ 이하이며, 바람직하게는 95.0℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 90.0℃ 이하이다.
고온 고습 처리에 있어서의 절대 습도는, 상기한 범위의 시감도 보정 단체 투과율 Ty 및 시감도 보정 편광도 Py를 갖고, 또한, 상기한 범위의 막 두께의 차 Δt1을 갖는 편광 필름을 얻는 관점에서, 40.0 g/㎥ 이상이고, 바람직하게는 75.0 g/㎥ 이상, 보다 바람직하게는 80.0 g/㎥ 이상, 더욱 바람직하게는 85.0 g/㎥ 이상이다. 한편, 절대 습도가 과도하게 높으면, 처리 존 내에서의 결로의 발생이나, 결로수에 의한 PVA계 필름의 오염이 우려되기 때문에, 절대 습도는, 바람직하게는 550.0 g/㎥ 이하, 보다 바람직하게는 400.0 g/㎥ 이하, 더욱 바람직하게는 300.0 g/㎥ 이하, 250.0 g/㎥ 이하여도 좋고, 180.0 g/㎥ 이하여도 좋으며, 특히 바람직하게는 160.0 g/㎥ 이하이고, 100.0 g/㎥ 이하여도 좋다.
고온 고습 처리의 시간은, 상기한 범위의 시감도 보정 단체 투과율 Ty 및 시감도 보정 편광도 Py를 갖고, 또한, 상기한 범위의 막 두께의 차 Δt1을 갖는 편광 필름을 얻는 관점에서, 바람직하게는 5초 이상이고, 보다 바람직하게는 10초 이상이다. 또한 상기 시간은, 온도에 따라서도 달라지지만, 너무 길면 광학 특성의 열화가 우려되기 때문에, 바람직하게는 60분 이하이고, 보다 바람직하게는 30분 이하이며, 더욱 바람직하게는 10분 이하이고, 특히 바람직하게는 5분 이하이다.
고온 고습 처리는, 장척의 PVA계 필름을 필름 반송 경로를 따라 반송하여, 상기 노 등에 연속적으로 도입, 통과시키는 처리일 수 있다. 이러한 고온 고습 처리에 있어서의 필름의 장력은, 상기한 범위의 시감도 보정 단체 투과율 Ty 및 시감도 보정 편광도 Py를 갖고, 또한, 상기한 범위의 막 두께의 차 Δt1을 갖는 편광 필름을 얻는 관점에서, 50∼3000 N/m인 것이 바람직하고, 200∼2000 N/m인 것이 보다 바람직하며, 300∼2000 N/m인 것이 보다 바람직하다. 필름의 주름이 발생하는 것을 억제하는 관점에서, 필름 장력은, 200 N/m 이상인 것이 바람직하고, 500 N/m 이상인 것이 보다 바람직하다.
고온 고습 처리는, PVA계 필름을 건조시키는 처리, 즉, 그 수분율을 저하시키는 처리를 겸하고 있어도 좋고, 극단적인 고온 고습 조건을 채용하지 않는 한, 통상은 건조 처리가 동시에 이루어진다. 이에 의해, 반드시 고온 고습 처리 후에 건조 처리를 별도로 실시할 필요가 없어지기 때문에, 절대 습도 40 g/㎥ 미만에서의 고온 처리(건조 처리) 후에 고온 고습 처리를 실시하는 방법과 비교하여, 제조 프로세스의 간략화 및 효율화의 면에서 유리해진다.
(건조 공정)
건조 공정은, PVA계 필름을 건조시키는 건조 처리를 행한다. 건조 처리는, 전술한 바와 같이 고온 고습 공정 중에 행해도 좋으나, 고온 고습 공정 후에 행해도 좋다. 고온 고습 공정 후에 건조 처리를 행하는 경우에는, 절대 습도 40 g/㎥ 미만에서의 고온 처리를 실시해도 좋다. 건조 처리는 필요에 따라 행하면 되고, 건조 처리를 행하지 않아도 좋다.
(연신 공정)
연신 공정은, PVA계 필름의 연신 처리를 행하는 공정이며, PVA계 필름은 일축 연신 처리되는 것이 바람직하다. PVA계 필름은, 팽윤 공정, 염색 공정, 가교 공정, 세정 공정, 고온 고습 공정, 및 건조 공정 중의 1 또는 2 이상의 단계에서 일축 연신 처리된다. 상기한 범위의 시감도 보정 단체 투과율 Ty 및 시감도 보정 편광도 Py를 갖고, 또한, 상기한 범위의 막 두께의 차 Δt1을 갖는 편광 필름을 얻는 관점에서, 일축 연신은, 염색 공정, 가교 공정, 및 고온 고습 공정에 있어서, 일축 연신 처리를 행하는 것이 바람직하다.
일축 연신 처리는, 공중에서 연신을 행하는 건식 연신, 욕중에서 연신을 행하는 습식 연신의 어느 것이어도 좋고, 이들 양쪽을 행해도 좋다. 일축 연신 처리는, 2개의 닙 롤 사이에 주속차를 두어 세로 일축 연신을 행하는 롤간 연신, 열롤 연신, 텐터 연신 등일 수 있으나, 바람직하게는 롤간 연신을 포함한다.
원단 필름을 기준으로 한 경우의 가교 공정까지의 누적 연신 배율은, 상기한 범위의 시감도 보정 단체 투과율 Ty 및 시감도 보정 편광도 Py를 갖고, 또한, 상기한 범위의 막 두께의 차 Δt1을 갖는 편광 필름을 얻는 관점에서, 바람직하게는 5.50배 이상 5.90배 이하이고, 5.50배 이상 5.80배 이하여도 좋다.
원단 필름을 기준으로 한 경우의 가교 공정까지의 누적 연신 배율과 그 후의 처리 공정(주로 고온 고습 공정)을 포함한 총 연신 배율(2 이상의 단계에서 연신 처리를 행하는 경우에는 이들의 누적의 연신 배율)은, 상기한 범위의 시감도 보정 단체 투과율 Ty 및 시감도 보정 편광도 Py를 갖고, 또한, 상기한 범위의 막 두께의 차 Δt1을 갖는 편광 필름을 얻는 관점에서, 바람직하게는 5.60배 이상이고, 5.70배 이상이어도 좋으며, 5.80배 이상이어도 좋고, 5.90배 이상이어도 좋으며, 통상 7배 이하이다.
특히 상기한 범위의 시감도 보정 단체 투과율 Ty 및 시감도 보정 편광도 Py를 갖고, 또한, 상기한 범위의 막 두께의 차 Δt1을 갖는 편광 필름을 얻는 관점에서는, 상기 공정의 연신 배율로 하는 것에 더하여, 고온 고습 공정에 있어서의 연신 배율을 1.02배 이상 1.20배 이하로 하는 것이 바람직하고, 1.02배 이상 1.17배 이하로 해도 좋다.
가교 공정까지의 누적 연신 배율 및 그 후의 처리 공정을 포함한 총 연신 배율은, 편광 필름의 시감도 보정 단체 투과율 Ty 및 시감도 보정 편광도 Py 등의 광학 성능을 높이기 위해서, 일정 이상의 범위로 할 필요가 있으나, 필요 이상으로 연신하면 PVA계 필름의 파단이나 외관 불량을 초래할 우려가 있다. 특히 가교 공정까지의 누적 연신 배율이 5.90배를 초과하여 연신하면, 그 후의 처리 공정(특히 고온 고습 공정)에 있어서, PVA계 필름을 연신할 수 있는 여지가 작아지고, 오히려 광학 성능을 저하시키며, 고온 고습 공정 등의 그 후의 처리 공정에서 무리하게 연신하면 PVA계 필름 중의 막 두께 분포가 커져, 편광 필름의 수축력의 차가 커져 버릴 우려가 있다.
또한, 가교 공정까지의 누적 연신 배율을 상기 범위(5.50배 이상 5.90배 이하)로 해도, 고온 고습 공정에 있어서 과도하게 연신하면(연신 배율 1.20배를 초과하여 연신하면), 오히려 PVA계 필름 중의 막 두께 분포가 커져, 편광 필름의 수축력의 차가 커져 버릴 우려가 있다.
고온 고습 공정에서의 연신 처리는, 예컨대, 가교 공정 후의 PVA계 필름을, 온도 및 습도 조정이 가능한 노(가열로)나 부스 또는 실내에 도입함으로써 고온 고습 처리를 행하면서 연신하는 처리일 수 있다. 고온 고습 처리에 있어서는, 노(가열로)나 부스 또는 실내에 도입하는 처리에 더하여, 원적외선 히터나 열롤 등의 가열 수단을 병용해도 좋다. 고온 고습 공정에서의 연신 처리는, 소정의 고온 고습 분위기하에서 PVA계 필름을 연신하면서 세정액을 분무하는 등, 고온 고습 분위기하에서의 연신 처리와 세정 처리를 동시에 행해도 좋고, 또한, 고온 고습 분위기하에 놓여짐으로써 실질적으로 PVA계 필름의 세정이 이루어지는 경우 등, 고온 고습 처리 및 연신 처리가 세정 처리를 겸하고 있어도 좋다.
(편광판)
본 실시형태의 편광판은, 상기한 편광 필름의 한쪽 면 또는 양면에 보호 필름이 적층되어 있는 것이다. 보호 필름은, 접합층을 통해 편광 필름에 적층되어도 좋고, 편광 필름에 직접 접하도록 적층되어 있어도 좋다. 접합층은, 점착제층 또는 접착제층이다.
보호 필름으로서는, 열가소성 수지, 예컨대, 쇄상(鎖狀) 폴리올레핀계 수지(폴리프로필렌계 수지 등), 환상(環狀) 폴리올레핀계 수지(노르보르넨계 수지 등) 등의 폴리올레핀계 수지; 트리아세틸셀룰로오스나 디아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스에스테르계 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메타크릴산메틸계 수지 등의 (메트)아크릴계 수지; 또는 이들의 혼합물, 공중합물 등을 포함하는 투명 수지 필름일 수 있다.
보호 필름은, 위상차 필름, 휘도 향상 필름 등의 광학 기능을 겸비하는 보호 필름일 수도 있다. 예컨대, 상기 재료를 포함하는 투명 수지 필름을 연신(일축 연신 또는 이축 연신 등)하거나, 상기 필름 상에 액정층 등을 형성하거나 함으로써, 임의의 위상차값이 부여된 위상차 필름으로 할 수 있다.
보호 필름에 있어서의 편광 필름과는 반대측의 표면에는, 하드 코트층, 방현층, 반사 방지층, 대전 방지층, 방오층(防汚層) 등의 표면 처리층(코팅층)을 형성할 수도 있다.
보호 필름의 두께는, 편광판의 박형화의 관점에서 얇은 것이 바람직하지만, 지나치게 얇으면 강도가 저하되어 가공성이 뒤떨어지기 때문에, 바람직하게는 5∼150 ㎛, 보다 바람직하게는 5∼100 ㎛, 더욱 바람직하게는 10∼50 ㎛이다.
편광 필름과 보호 필름의 접합에 이용하는 접착제로서는, 자외선 경화성 접착제 등의 활성 에너지선 경화성 접착제나, 폴리비닐 알코올계 수지의 수용액, 또는 이것에 가교제가 배합된 수용액, 우레탄계 에멀젼 접착제 등의 수계 접착제를 들 수 있다. 편광 필름의 양면에 보호 필름을 접합하는 경우, 2개의 접착제층을 형성하는 접착제는 동종이어도 좋고, 이종이어도 좋다. 예컨대, 양면에 보호 필름을 접합하는 경우, 한쪽 면은 수계 접착제를 이용하여 접합하고, 다른 한쪽 면은 활성 에너지선 경화성 접착제를 이용하여 접합해도 좋다. 자외선 경화형 접착제는, 라디칼 중합성의 (메트)아크릴계 화합물과 광라디칼 중합 개시제의 혼합물이나, 양이온 중합성의 에폭시 화합물과 광양이온 중합 개시제의 혼합물 등일 수 있다. 또한, 양이온 중합성의 에폭시 화합물과 라디칼 중합성의 (메트)아크릴계 화합물을 병용하고, 개시제로서 광양이온 중합 개시제와 광라디칼 중합 개시제를 병용할 수도 있다.
활성 에너지선 경화성 접착제를 이용하는 경우, 접합 후, 활성 에너지선을 조사함으로써 접착제를 경화시킨다. 활성 에너지선의 광원은 특별히 한정되지 않으나, 파장 400 ㎚ 이하에 발광 분포를 갖는 활성 에너지선(자외선)이 바람직하고, 구체적으로는, 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙 라이트 램프, 마이크로웨이브 여기 수은등, 메탈 할라이드 램프 등이 바람직하게 이용된다.
편광 필름과 보호 필름의 접착성을 향상시키기 위해서, 편광 필름과 보호 필름의 접합에 앞서, 편광 필름 및/또는 보호 필름의 접합면에, 코로나 처리, 화염 처리, 플라즈마 처리, 자외선 조사 처리, 프라이머 도포 처리, 비누화 처리 등의 표면 처리를 실시해도 좋다.
편광 필름과 보호 필름의 접합에 이용하는 점착제로서는, 종래 공지된 광학적인 투명성이 우수한 점착제를 특별히 제한없이 이용할 수 있고, 예컨대, 아크릴 폴리머, 우레탄 폴리머, 실리콘 폴리머, 폴리비닐에테르 등의 베이스 폴리머를 함유하는 점착제를 이용할 수 있다. 투명성, 점착력, 재박리성(리워크성), 내후성, 내열성 등이 우수한 아크릴 수지를 베이스 폴리머로 한 점착제가 적합하다. 점착제층은, (메트)아크릴 수지, 가교제, 실란 화합물을 포함하는 점착제 조성물의 반응 생성물로 구성되는 것이 바람직하고, 그 외의 성분을 포함하고 있어도 좋다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것은 아니다. 실시예, 비교예 중의 「%」 및 「부」는, 특별히 기재하지 않는 한, 질량% 및 질량부이다.
〔실시예 1〕
원단 필름으로서의 두께 45 ㎛, 폭 2900 ㎜의 장척의 폴리비닐 알코올(PVA)계 수지 필름〔비누화도 99.9 몰% 이상〕을 롤로부터 권출하면서 연속적으로 반송하여, 온도 30℃의 순수를 포함하는 팽윤욕에 체류 시간 81초로 침지시켰다(팽윤 공정). 그 후, 팽윤욕으로부터 인출한 필름을, 요오드화칼륨/물이 2/100(질량비)인 요오드를 포함하는 온도 30℃의 염색욕에 체류 시간 143초로 침지시켰다(염색 공정). 계속해서, 염색욕으로부터 인출한 필름을, 요오드화칼륨/붕산/물이 12/3.8/100(질량비)인 온도 58.5℃의 가교욕에 체류 시간 67초로 침지시키고, 계속해서, 요오드화칼륨/붕산/물이 9/2.4/100(질량비)인 온도 40℃의 가교욕에 체류 시간 11초로 침지시켰다(가교 공정). 염색 공정 및 가교 공정에 있어서, 욕중에서의 롤간 연신에 의해 세로 일축 연신을 행하였다. 원단 필름을 기준으로 하여 가교 공정까지의 누적 연신 배율은 5.74배였다.
다음으로, 가교욕으로부터 인출한 필름을 온도 4℃의 순수를 포함하는 세정욕에 체류 시간 3초로 침지시킨 후(세정 공정), 계속해서, 습도 조절이 가능한 가열로에 도입함으로써 체류 시간 161초로 고온 고습 처리를 행하여(고온 고습 공정), 편광 필름을 얻었다. 가열로 내의 온도, 절대 습도는 각각 80.0℃, 88.0 g/㎥로 하고, 고온 고습 처리 시의 필름 장력은 1300 N/m로 하였다. 또한, 가열로 내의 절대 습도는, 노 내의 온도와 상대 습도의 측정값으로부터 산출하였다. 가열로에의 도입(고온 고습 처리)에 의해 더욱 세로 일축 연신(연신 배율: 1.02배)을 행한 결과, 편광 필름의 원단 필름을 기준으로 하는 총 연신 배율은 5.83배였다.
상기에서 얻은 편광 필름의 투과축 방향의 길이(폭)는, 1242 ㎜였다. 이 편광 필름에 대해 후술하는 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔비교예 1〕
실시예 1의 고온 고습 처리에서 사용한 가열로의 온도 및 절대 습도를 각각 40.0℃, 1.5 g/㎥로 하고, 가열로 내에서의 연신 처리를 행하지 않은 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 편광 필름을 얻었다. 가열로에서의 처리는, 고온 고습 처리가 아니라 가열 처리(건조 처리)이다. 편광 필름의 원단 필름을 기준으로 하는 최종적인 총 연신 배율은 5.74배였다(고온 고습 공정에 있어서의 연신 배율은 1.00배였다.).
상기에서 얻은 편광 필름의 투과축 방향의 길이(폭)는, 1270 ㎜였다. 상기에서 얻은 편광 필름에 대해 후술하는 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔비교예 2〕
가교 공정에 있어서 욕중에서의 롤간 연신의 세로 일축 연신의 배율을 높인 것 이외에는, 비교예 1과 동일하게 하여 편광 필름을 얻었다(가교 공정까지의 누적 연신 배율: 5.81배). 편광 필름의 원단 필름을 기준으로 하는 최종적인 총 연신 배율도 5.81배였다(고온 고습 공정에 있어서의 연신 배율은 1.00배였다.).
상기에서 얻은 편광 필름의 투과축 방향의 길이(폭)는, 폭 1280 ㎜였다. 상기에서 얻은 편광 필름에 대해 후술하는 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔실시예 2〕
원단 필름으로서의 두께 45 ㎛, 폭 450 ㎜의 장척의 폴리비닐 알코올(PVA)계 수지 필름〔비누화도 99.9 몰% 이상〕을 롤로부터 권출하면서 연속적으로 반송하여, 온도 30℃의 순수를 포함하는 팽윤욕에 체류 시간 45초로 침지시켰다(팽윤 공정). 그 후, 팽윤욕으로부터 인출한 필름을, 요오드화칼륨/물이 2/100(질량비)인 요오드를 포함하는 온도 30℃의 염색욕에 체류 시간 57초로 침지시켰다(염색 공정). 계속해서, 염색욕으로부터 인출한 필름을, 요오드화칼륨/붕산/물이 12/4.1/100(질량비)인 온도 59℃의 가교욕에 체류 시간 40초로 침지시키고, 계속해서, 요오드화칼륨/붕산/물이 11.7/4.1/100(질량비)인 온도 60℃의 가교욕에 체류 시간 6초로 침지시켰다(가교 공정). 염색 공정 및 가교 공정에 있어서, 욕중에서의 롤간 연신에 의해 세로 일축 연신을 행하였다. 원단 필름을 기준으로 하여 가교 공정까지의 누적 연신 배율은 5.54배였다.
다음으로, 가교욕으로부터 인출한 필름을 온도 5℃의 순수를 포함하는 세정욕에 체류 시간 1초로 침지시킨 후(세정 공정), 계속해서, 습도 조절이 가능한 가열로에 도입함으로써 체류 시간 93초로 고온 고습 처리를 행하여(고온 고습 공정), 편광 필름을 얻었다. 가열로 내의 온도, 절대 습도는 각각 80.0℃, 175 g/㎥로 하고, 고온 고습 처리 시의 필름 장력은 200 N/m로 하였다. 또한, 가열로 내의 절대 습도는, 노 내의 온도와 상대 습도의 측정값으로부터 산출하였다. 가열로에의 도입(고온 고습 처리)에 의해 더욱 세로 일축 연신을 행한 결과, 편광 필름의 원단 필름을 기준으로 하는 총 연신 배율은 6.50배였다(고온 고습 공정에 있어서의 연신 배율은 1.15배였다).
상기에서 얻은 편광 필름의 투과축 방향의 길이(폭)는, 188 ㎜였다. 이 편광 필름에 대해 후술하는 평가를 행하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
〔실시예 3〕
실시예 2의 고온 고습 처리에서 사용한 가열로의 온도 및 절대 습도를 각각 70.0℃, 120 g/㎥로 하고, 가열로 내의 필름의 경로를 실시예 2보다 짧게 함으로써 체류 시간을 31초로 하며, 고온 고습 공정에 있어서의 연신 배율을 1.02배로 한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 편광 필름을 얻었다. 편광 필름의 원단 필름을 기준으로 하는 최종적인 총 연신 배율은 5.77배였다.
상기에서 얻은 편광 필름의 투과축 방향의 길이(폭)는, 205 ㎜였다. 상기에서 얻은 편광 필름에 대해 후술하는 평가를 행하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
〔실시예 4〕
원단 필름을 기준으로 하여 가교 공정까지의 누적 연신 배율은 5.70배로 하고, 실시예 2의 고온 고습 처리에서 사용한 가열로의 온도 및 절대 습도를 각각 80.0℃, 203 g/㎥로 하며, 고온 고습 공정에 있어서의 연신 배율을 1.16배로 한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 편광 필름을 얻었다. 편광 필름의 원단 필름을 기준으로 하는 최종적인 총 연신 배율은 6.75배였다.
상기에서 얻은 편광 필름의 투과축 방향의 길이(폭)는, 186 ㎜였다. 상기에서 얻은 편광 필름에 대해 후술하는 평가를 행하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
〔비교예 3〕
원단 필름을 기준으로 하여 가교 공정까지의 누적 연신 배율은 5.92배로 하고, 실시예 2의 고온 고습 처리에서 사용한 가열로의 온도 및 절대 습도를 각각 80.0℃, 120 g/㎥로 하며, 체류 시간을 99초로 하고, 고온 고습 공정에 있어서의 연신 배율을 1.03배로 한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 편광 필름을 얻었다. 편광 필름의 원단 필름을 기준으로 하는 최종적인 총 연신 배율은 6.24배였다.
상기에서 얻은 편광 필름의 투과축 방향의 길이(폭)는, 199 ㎜였다. 상기에서 얻은 편광 필름에 대해 후술하는 평가를 행하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
〔비교예 4〕
원단 필름을 기준으로 하여 가교 공정까지의 누적 연신 배율은 6.35배로 하고, 실시예 2의 고온 고습 처리에서 사용한 가열로의 온도 및 절대 습도를 각각 80.0℃, 10.4 g/㎥로 하며, 체류 시간을 103초로 하고, 고온 고습 처리 시의 필름 장력은 40 N/m로 하며, 고온 고습 공정에 있어서의 연신 배율을 0.94배로 하고, 가열로 내에서의 연신 처리를 행하지 않은 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 편광 필름을 얻었다. 편광 필름의 원단 필름을 기준으로 하는 최종적인 총 연신 배율은 6.10배였다.
상기에서 얻은 편광 필름의 투과축 방향의 길이(폭)는, 207 ㎜였다. 상기에서 얻은 편광 필름에 대해 후술하는 평가를 행하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
[시감도 보정 단체 투과율(Ty) 및 시감도 보정 편광도(Py)]
적분구를 갖는 분광 광도계〔니혼 분코(주) 제조의 「V7100」〕를 이용하여, 편광 필름의 투과축 방향의 중심(한가운데)의 위치에 있어서, 파장 380∼780 ㎚의 범위에 있어서의 MD 투과율과 TD 투과율을 측정하였다. 하기 식:
단체 투과율(%) = (MD+TD)/2
편광도(%) = {(MD-TD)/(MD+TD)}×100
에 기초하여, 각 파장에 있어서의 단체 투과율 및 편광도를 산출하였다.
「MD 투과율」이란, 글랜 톰슨 프리즘으로부터 나오는 편광의 방향과 편광 필름 시료의 투과축을 평행하게 했을 때의 투과율이며, 상기 식에 있어서는 「MD」로 나타낸다. 「TD 투과율」이란, 글랜 톰슨 프리즘으로부터 나오는 편광의 방향과 편광 필름 시료의 투과축을 직교로 했을 때의 투과율이며, 상기 식에 있어서는 「TD」로 나타낸다.
얻어진 단체 투과율 및 편광도에 대해, JIS Z 8701:1999 「색의 표시 방법-XYZ 표색계 및 X10Y10Z10 표색계」의 2도 시야(C 광원)에 의해 시감도 보정을 행하여, 시감도 보정 단체 투과율 Ty 및 시감도 보정 편광도 Py를 구하였다.
[막 두께의 차 Δt1 및 Δt2, 및 평균 막 두께]
편광 필름을 투과축 방향으로 26 등분함으로써 구분되는 26 영역의 각각의 영역에 대해, 디지털 마이크로미터〔(주)니콘 제조의 「MH-15M」〕를 이용하여 막 두께를 측정하였다.
(차 Δt1의 산출)
상기의 측정에 의해 얻어진 26의 막 두께 중의 최대값 및 최소값을 산출하고, 양자의 차를, 편광 필름의 투과축 방향에 있어서의 막 두께의 최대값과 최소값의 차 Δt1로서 산출하였다. 어느 편광 필름에 있어서도, 막 두께가 최소값이 된 영역은, 상기한 26 영역 중의, 투과축 방향의 중심(한가운데)으로부터 투과축 방향의 양쪽의 단을 향해, 각각 1 영역 이상 5 영역 이하(합계 2 영역 이상 10 영역 이하)의 범위 내에 있는 영역이고, 이들 영역 이외의 영역에, 막 두께가 최대값이 된 영역이 포함되어 있었다.
(차 Δt2의 산출)
상기 26 영역 중의 편광 필름의 투과축 방향의 양쪽의 단으로부터 각각 8 영역분의 범위를 단 영역으로 하고, 편광 필름의 투과축 방향의 중심(한가운데)으로부터 투과축 방향의 양쪽의 단을 향해 각각 5 영역분(합계 10 영역분)의 범위를 중앙 영역으로 하였다. 상기 단 영역에 포함되는 영역의 막 두께 중의 최대값과, 상기 중앙 영역에 포함되는 영역의 막 두께 중의 최대값의 차(단 영역의 막 두께의 최대값-중앙 영역의 막 두께의 최대값)를 Δt2로서 산출하였다.
(평균 막 두께의 산출)
상기 26 영역 중의, 상기 중앙 영역에 포함되는 영역의 막 두께의 평균값, 및 상기 단 영역에 포함되는 영역의 막 두께의 평균값을, 각각 편광 필름의 투과축 방향의 중앙 영역에 있어서의 평균 막 두께, 및 편광 필름의 투과축 방향의 단 영역에 있어서의 평균값으로서 산출하였다.
[편광 필름의 MD 수축력]
편광 필름을 투과축 방향으로 26 등분하여 얻어지는 26 영역의 각각에 있어서, 흡수축 방향(MD 방향, 연신 방향)을 장변으로 하는 폭 2 ㎜, 길이 10 ㎜의 측정용 시료를 잘라내었다. 이 측정용 시료를, 열기계 분석 장치(TMA)〔에스아이아이·나노테크놀로지(주) 제조의 「EXSTAR-6000」〕에 세트하고, 치수를 일정하게 유지한 채로, 온도 80℃에서 4시간 유지했을 때에 발생하는 장변 방향(MD 방향, 흡수축 방향)의 수축력인 MD 수축력을 측정하였다. 상기 26 영역의 각각에 대해 제작한 측정용 시료의 MD 수축력 중의 최대값과 최소값의 차를 결정하였다. 어느 편광 필름에 있어서도, MD 수축력이 최소값이 된 측정용 시료는, 상기한 26 영역 중의, 투과축 방향의 중심(한가운데)으로부터 투과축 방향의 양쪽의 단을 향해, 각각 1 영역 이상 5 영역 이하(합계 2 영역 이상 10 영역 이하)의 범위 내에 있는 영역으로부터 제작된 측정용 시료이고, 이들 측정용 시료 이외의 측정용 시료에, MD 수축력이 최대값이 된 측정용 시료가 포함되어 있었다.
표 1∼표 3에 나타내는 바와 같이, 실시예의 편광 필름에서는, 시감도 보정 단체 투과율 Ty 및 시감도 보정 편광도 Py가 크고 광학 특성이 우수하며, 또한, MD 수축력의 차도 작아, 편광 필름의 투과축 방향에 있어서의 흡수축 방향의 수축력의 균일성이 우수하다.
Claims (6)
- 폴리비닐 알코올계 수지 필름에 이색성 색소가 흡착 배향되어 있는 편광 필름으로서,
시감도 보정 단체 투과율 Ty는 43.20% 이상이고,
시감도 보정 편광도 Py는 99.9970% 이상이며,
투과축 방향에 있어서, 막 두께의 최대값과 최소값의 차는 2.1 ㎛ 이하인 편광 필름. - 제1항에 있어서, 투과축 방향의 단(端) 영역에 있어서의 막 두께의 최대값과, 투과축 방향의 중앙 영역에 있어서의 막 두께의 최대값의 차는 2.1 ㎛ 이하인 편광 필름.
- 제1항에 있어서, 투과축 방향의 길이가 800 ㎜ 이상 2500 ㎜ 이하인 편광 필름.
- 제1항에 있어서, 투과축 방향의 중앙 영역에 있어서의 평균 막 두께는 5 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하인 편광 필름.
- 제1항에 있어서, 투과축 방향의 중앙 영역에 있어서의 평균 막 두께는 16 ㎛ 이상 29 ㎛ 이하인 편광 필름.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 편광 필름의 한쪽 면 또는 양면에 보호 필름이 적층된 편광판.
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