WO2015020452A1 - 폴리엔계 편광 필름의 제조방법, 폴리엔계 편광 필름, 적층 편광 필름 및 표시장치 - Google Patents

폴리엔계 편광 필름의 제조방법, 폴리엔계 편광 필름, 적층 편광 필름 및 표시장치 Download PDF

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WO2015020452A1
WO2015020452A1 PCT/KR2014/007318 KR2014007318W WO2015020452A1 WO 2015020452 A1 WO2015020452 A1 WO 2015020452A1 KR 2014007318 W KR2014007318 W KR 2014007318W WO 2015020452 A1 WO2015020452 A1 WO 2015020452A1
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WO
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polarizing film
film
polyene
polyvinyl alcohol
acid catalyst
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PCT/KR2014/007318
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사토아츠시
코보리시게토
타카기타카시
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삼성에스디아이 주식회사
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3033—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid
    • G02B5/3041—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid comprising multiple thin layers, e.g. multilayer stacks
    • G02B5/305—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid comprising multiple thin layers, e.g. multilayer stacks including organic materials, e.g. polymeric layers

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a polyene polarizing film, a polyene polarizing film, a laminated polarizing film, and a display device.
  • the configuration that contributes to polarization (that is, the configuration that absorbs visible light) is iodine.
  • Iodine has the property of subliming at high temperature and high humidity. Therefore, when reducing the quantity of iodine in a polarizing film, there exists a possibility that iodine in a polarizing film may run short and a polarization degree may fall significantly. As a result, the long-term reliability of the iodine-based polarizing film of high transmittance (for example, transmittance of 44% or more) is lowered at high temperature and high humidity of the polarizing film.
  • dye-based polarizing films and polyene-based polarizing films disclosed in JP2006-99076 A are known.
  • the dye-based polarizing film shows excellent heat resistance even when the transmittance is high.
  • permeability polarization degree will fall easily.
  • polyene polarizing films are attracting attention as polarizing films for display devices because of their high reliability at high temperature and high humidity even when the transmittance is high.
  • the conventional polyene polarizing film had a problem that an optical characteristic was still not enough.
  • a polyene-based polarizing film having a high degree of polarization is also required while realizing a high transmittance.
  • the conventional polyene polarizing film has a problem that optical characteristics are not enough.
  • polyene polarizing films having high transmittance and high polarization degree have been demanded.
  • An object of the present invention is to provide a method for producing a polarizing film capable of producing a polarizing film having good optical characteristics and the like.
  • embodiments of the present invention dry stretching the polyvinyl alcohol film to produce a dry stretched film; And performing a dehydration reaction on the dry stretched film using an acid catalyst.
  • the method of manufacturing a polyene-based polarizing film may be provided.
  • the dry stretching treatment and the dehydration reaction are performed in separate steps, and thus the polyvinyl alcohol molecules can be sufficiently stretched in the stretching direction before being cured by the dehydration reaction.
  • a polyene type polarizing film with a high degree of polarization can be produced while realizing a high transmittance.
  • the method may include preparing an acid catalyst-impregnated film by impregnating an acid catalyst on a polyvinyl alcohol film, and manufacturing a dry-stretched film by dry stretching the acid catalyst-impregnated film.
  • the dry stretching treatment and the dehydration reaction are performed in separate steps, and thus the polyvinyl alcohol molecules can be sufficiently stretched in the stretching direction before being cured by the dehydration reaction.
  • a polyene type polarizing film with a high degree of polarization can be produced while realizing a high transmittance.
  • the polyvinyl alcohol film may be made of a coating liquid containing polyvinyl alcohol and an acid catalyst.
  • the acid catalyst may be, for example, an acid catalyst of low volatility.
  • the acid catalyst is a low volatility acid catalyst, it is difficult to evaporate during polyene production. Therefore, the production method according to this aspect can make the acid concentration in the polyvinyl alcohol more uniform even when producing the polyene.
  • the acid catalyst may have a weight reduction rate of less than about 3% by mass at 100 ° C.
  • the acid catalyst is less likely to evaporate during polyene production because the weight loss rate at 100 ° C. is less than about 3 mass%. Therefore, the production method according to this aspect can make the acid concentration in the polyvinyl alcohol more uniform even when producing the polyene.
  • the acid catalyst may be an organic acid.
  • the acid catalyst is an organic acid, it is difficult to evaporate during polyene production. Therefore, the production method according to this aspect can make the acid concentration in the polyvinyl alcohol more uniform even when producing the polyene.
  • the organic acid may have one or more functional groups selected from the group consisting of a carboxyl group and a sulfo group.
  • the organic acid has at least one functional group selected from the group consisting of a carboxyl group and a sulfo group, and thus is difficult to evaporate during polyene production. Therefore, the production method according to this aspect can make the acid concentration in the polyvinyl alcohol more uniform even when producing the polyene.
  • the coating liquid may contain about 2 weight part or more and about 10 weight part or less of an acid catalyst based on 100 weight part of polyvinyl alcohol.
  • the coating liquid contains about 2 parts by weight or more and about 10 parts by weight or less of the acid catalyst based on 100 parts by weight of polyvinyl alcohol. Therefore, the manufacturing method by this viewpoint can produce the polyene type polarizing film of higher polarization degree and a high transmittance
  • the coating liquid may contain about 4.0 weight part or more and about 10.0 weight part or less of an acid catalyst with respect to the mass of polyvinyl alcohol.
  • the coating liquid contains about 4.0 parts by weight or more and about 10.0 parts by weight or less of the acid catalyst based on the mass of the polyvinyl alcohol. Therefore, the manufacturing method by this viewpoint can produce the polyene type polarizing film of higher transmittance
  • the content of the acid catalyst may be about 5 parts by mass based on 100 parts by weight of polyvinyl alcohol.
  • a polyene type polarizing film of high polarization and high transmittance can be easily produced. Moreover, the quality of the polyene type polarizing film produced by this viewpoint is stable.
  • the polyene-based polarizing film according to this aspect has both high polarization and high transmittance, and also has higher reliability (stability) than the iodine type polarizing film, and therefore can be applied to, for example, an organic light emitting display device.
  • a polyene-based polarizing film characterized in that the transmittance is about 44% or more and the degree of polarization is about 98% or more.
  • the polyene-based polarizing film according to this aspect has both high polarization and high transmittance, and also has higher reliability (stability) than the iodine type polarizing film, and therefore can be applied to, for example, an organic light emitting display device.
  • the film thickness of the polyene-based polarizing film may be less than about 10 ⁇ m.
  • the polyene-based polarizing film is applied to the large-screen organic light emitting display device within the above range, shrinkage of the polyene-based polarizing film can be reduced. Therefore, according to this aspect, the warpage of the organic light emitting display device can be reduced.
  • a laminated polarizing film comprising the polyene-based polarizing film.
  • the laminated polarizing film by this viewpoint makes high polarization and high transmittance compatible, it can be applied to an organic light emitting display, for example.
  • a display device comprising the laminated polarizing film.
  • the display device is provided with a laminated polarizing film in which both high polarization and high transmittance are compatible with each other, so that various optical characteristics are excellent.
  • the display device may be an organic light emitting display device using an organic light emitting diode.
  • an organic light emitting display that satisfies all the optical properties (high transmittance, high polarization, and high reliability) required for the organic light emitting display.
  • the dry stretching treatment and the dehydration reaction are performed in separate processes, so that the polyvinyl alcohol molecules can be sufficiently stretched in the stretching direction before being cured by the dehydration reaction.
  • the polyene type polarizing film with high polarization degree, ie, the polarizing film with favorable optical characteristic, realizing high transmittance
  • FIG. 1 is an explanatory view showing a polarizing film according to an embodiment of the present invention and a conventional polarizing film.
  • Figure 2 is a graph showing the change in transmittance of the polyene-based polarizing film according to the embodiment and the transmittance of the conventional iodine type polarizing film in a high temperature and high humidity conditions.
  • FIG 3 is a graph showing the change in polarization degree of the polyene-based polarizing film according to the embodiment under high temperature and high humidity conditions and the polarization degree of the conventional iodine type polarizing film.
  • a method of manufacturing a polarizing film will be described.
  • a method of preparing a polyvinyl alcohol film using a coating liquid containing an acid catalyst and a polyvinyl alcohol (first step), and performing dry stretching and dehydration of the polyvinyl alcohol film in separate processes Step (second step).
  • a coating liquid (hereinafter sometimes referred to as "coating liquid") containing an acid catalyst and polyvinyl alcohol is prepared.
  • an acid catalyst and a leveling agent are added to an aqueous polyvinyl alcohol solution and stirred to prepare a coating solution.
  • polyvinyl alcohol for example, polyvinyl alcohol is added to water to prepare a mixed liquid of water and polyvinyl alcohol, and the polyvinyl alcohol is sufficiently dissolved in water by heating while stirring the mixed liquid.
  • the acid catalyst is mixed in advance in the coating liquid of one embodiment. Thereby, the acid concentration in polyvinyl alcohol can be made more uniform. That is, the acid catalyst can be more uniformly dispersed in the polyvinyl alcohol.
  • the type of acid catalyst is not particularly problematic, but may be a low volatility acid catalyst.
  • the acid catalyst is low volatility, since the evaporation of the acid catalyst is suppressed when the polyene is produced, the acid concentration in the polyvinyl alcohol can be made more uniform.
  • the acid catalyst may have a weight loss rate of less than about 3% by mass at 100 ° C.
  • the weight loss rate at 100 ° C. is less than about 3 mass%, the acid concentration in the polyvinyl alcohol can be made more uniform during polyene production.
  • an organic acid can be used as the acid catalyst satisfying the above requirements.
  • the organic acid may, for example, have one or more functional groups selected from the group consisting of carboxyl groups and sulfo groups.
  • the specific configuration of the organic acid may be represented by R-X.
  • R will not be specifically limited if it is a compound containing carbon, hydrogen, or fluorine.
  • R may be at least one selected from, for example, an alkyl group, a perfluoroalkyl group, an aromatic functional group and a fluorine substituted aromatic functional group.
  • X may be one or more functional groups selected from the group consisting of a carboxyl group and a sulfo group.
  • Specific examples of the organic acid include p-toluene sulfonic acid.
  • Paratoluene sulfonic acid of one embodiment may be less than the detection limit (10 ppm or less) of the analysis device when the weight loss rate when heated at 100 °C 10 minutes.
  • the method for analyzing the weight loss rate may be ion chromatography or the like. Exemplary analytical methods capture the gas generated by heating a paratoluene sulfonic acid sample on a heat plate. Subsequently, the gas may be replaced by bubbling in water to perform quantitative analysis in ion chromatography.
  • the paratoluene sulfonic acid may be a saturated aqueous solution.
  • concentration of the saturated aqueous solution of paratoluene sulfonic acid is higher than that of the saturated aqueous hydrochloric acid solution. Accordingly, when a saturated aqueous paratoluene sulfonic acid solution is used as the acid catalyst, the acid catalyst can be dispersed in a high concentration in polyvinyl alcohol.
  • paratoluene sulfonic acid is more easily removed from the polyene polarizing film than hydrochloric acid, the phenomenon of remaining in the film and lowering the durability can be prevented.
  • the content ratio of the acid catalyst is not particularly limited, but may be, for example, about 2 parts by weight to about 10 parts by weight or about 4.0 parts by weight to about 10.0 parts by weight based on 100 parts by weight of polyvinyl alcohol.
  • the time required for the reaction can be reduced within the above range, and side reactions can be suppressed. Moreover, dehydration reaction can be easily controlled and corrosion of a manufacturing apparatus, etc. can be suppressed.
  • the content ratio of the acid catalyst is controlled within the above range, for example, the time until the start of the reaction at a dehydration temperature of about 140 ° C. may be less than about 10 minutes.
  • the content of the acid catalyst may be about 5 parts by weight based on 100 parts by weight of polyvinyl alcohol. Within this range, a polyene-based polarizing film having both high transmittance and high polarization can be produced.
  • the polarization degree of the polyene-based polarizing film may be adjusted by the content ratio of the acid catalyst.
  • the concentration of the acid catalyst may be increased to increase the amount of polyene (ie, carbon double bond) in the polyvinyl alcohol film. In this case, the degree of polarization can be improved.
  • the transmittance tends to increase as the distribution of the configuration (carbon double bond in the polyene polarizing film, iodine in the iodine polarizing film, etc.) contributing to polarization becomes uniform.
  • the acid concentration in the polyvinyl alcohol could not be made uniform. Therefore, the conventional polyene polarizing film had the dispersion
  • embodiments according to the present invention may incorporate an acid catalyst in advance in polyvinyl alcohol.
  • the acid catalyst of a desired concentration can be more uniformly dispersed in the polyvinyl alcohol. Therefore, embodiments according to the present invention can produce a polyene-based polarizing film having both high transmittance and high polarization.
  • the polyvinyl alcohol molecules can be sufficiently extended in the stretching direction before being cured by the dehydration reaction.
  • the polyene type polarizing film which made high transmittance and high polarization compatible can be manufactured.
  • the leveling agent is not particularly limited, and perfluoroalkyl ethylene oxide may be used.
  • a polyvinyl alcohol film may be formed on a substrate by coating the coating liquid on a substrate (eg, an unstretched film) and drying the coating liquid.
  • the layer thickness of the polyvinyl alcohol film is not particularly limited, but the film thickness of the finally produced polyene-based polarizing film may be less than about 10 ⁇ m.
  • the polarizing film may have advantageous properties to be applied to the polarizing plate.
  • the dry stretching and the dehydration treatment of the polyvinyl alcohol film may be performed in separate processes.
  • the polyvinyl alcohol film is dry drawn to produce a dry drawn film.
  • Dry stretching can be, for example, stretching performed in a gas (eg in the atmosphere).
  • the draw ratio is not particularly limited, but may be about 4 times, for example. Dry stretching may be performed on a substrate on which a polyvinyl alcohol film or a polyvinyl alcohol film is laminated.
  • the polyvinyl alcohol contained in the dry stretched film prepared above can be dehydrated to form polyene (carbon double bond) (dehydration treatment). Specifically, by heating the polyvinyl alcohol film, the dehydration reaction can be performed on the polyvinyl alcohol. Through the dehydration reaction, a dehydrated film (dry dehydrated stretched film) can be produced.
  • the acid catalyst is uniformly distributed in the polyvinyl alcohol so that the carbon double bond is uniformly formed in the polyvinyl alcohol. Heating temperature and heating time are not specifically limited, What is necessary is just to set suitably according to desired polarization degree.
  • the coating liquid contains an acid catalyst in advance, and dehydration reaction (dehydration treatment) is performed using this acid catalyst.
  • the film which has been subjected to dry stretching in advance that is, the dry stretched film can be dehydrated, so that the orientation of the carbon double bond after the dewatering treatment can be matched.
  • a polyene-based polarizing film having a transmittance of about 44% or more and a degree of polarization of about 98% or more can be produced.
  • the dehydration reaction may be performed by immersing the polyvinyl alcohol film in a high temperature oil bath. In this case, a polyene-based polarizing film of high transmittance and high polarization is produced. Moreover, when dehydration reaction is performed by immersing a polyvinyl alcohol film in an oil bath, the effect that the quality of a polyene type polarizing film is stable is also acquired.
  • a dehydration film is thrown into boric-acid aqueous solution, and a dehydration film is extended
  • Wet stretching is extending
  • the magnification of wet stretching is not particularly limited, it is, for example, about 1.5 times.
  • the dry draw ratio is about 4 times and the wet draw ratio is about 1.5 times, the polyvinyl alcohol film is stretched about 6 times in total. Then, a polyene type polarizing film is produced by drying a wet stretched film.
  • embodiments according to the present invention since the acid catalyst is mixed in the coating liquid, a high concentration of the acid catalyst may be uniformly dispersed in the polyvinyl alcohol. Therefore, embodiments according to the present invention can produce a polyene-based polarizing film in which a plurality of carbon double bonds are uniformly dispersed. That is, the embodiments according to the present invention may produce a polyene-based polarizing film having both high polarization and high transmittance. In addition, embodiments according to the present invention can reduce the nonuniformity of the polyene-based polarizing film. In addition, since the acid catalyst aqueous solution is impregnated with polyvinyl alcohol, the production process can be simplified.
  • embodiments according to the present invention since the acid catalyst is mixed in the coating solution, even if the polyvinyl alcohol film is thinned, a high concentration of the acid catalyst may be uniformly dispersed in the polyvinyl alcohol film.
  • embodiments according to the present invention perform dry stretching and dehydration treatment of the polyvinyl alcohol film in separate processes. As a result, the polyvinyl alcohol molecules can be sufficiently stretched in the stretching direction before being cured by the dehydration reaction. Therefore, in this embodiment, a polyene type polarizing film of thin film, high polarization degree, and high transmittance can be produced.
  • the film thickness of the polyene-based polarizing film may be less than about 10 ⁇ m, transmittance of about 44% or more, and degree of polarization of about 98% or more.
  • polarization degree can be improved more.
  • a polyene type polarizing film is bound by a protective film, retardation film (1/4 (lambda) film), etc .. Thereby, a laminated polarizing film is produced.
  • FIG. 1 shows the laminated polarizing film 10 according to the present embodiment and the conventional iodine-based laminated polarizing film 100 in contrast. That is, FIG. 1 (a) shows a conventional iodine-based laminated polarizing film 100, and FIG. 1 (b) shows a laminated polarizing film 10 according to the present embodiment.
  • the conventional laminated polarizing film 100 is an iodine-based polarizing film 110, protective films 120, 130, pressure-sensitive adhesive layers 140, 160, retardation film (1 / 4 ⁇ film) ( 150).
  • the conventional iodine polarizing film 110 has a problem in that a film must be formed thick in order to realize a desired degree of polarization.
  • the iodine polarizing film 110 had a film thickness of 22 ⁇ m or more.
  • the film thickness of the whole laminated polarizing film 100 also tends to become thick, for example, the laminated polarizing film 100 had the film thickness of 190 micrometers or more.
  • the laminated polarizing film 10 which concerns on this embodiment is a polyene type polarizing film 11, UV adhesive layers 12 and 14, the protective film 13, and a retardation film (1/4 (lambda) film). 15 and the pressure-sensitive adhesive layer 16 are provided.
  • the laminated polarizing film 10 is a circular polarizing film.
  • the laminated polarizing film 10 which concerns on this embodiment should just be comprised from well-known materials other than the polyene type polarizing film 11.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 16 is bound to, for example, a display of a display device.
  • the polyene type polarizing film 11 is thinned, the whole laminated polarizing film 10 is also thinned.
  • the film thickness of the whole laminated polarizing film 10 can be about 100 micrometers or less.
  • the laminated polarizing film which concerns on this embodiment may have another structure.
  • the laminated polarizing film may not be a circularly polarized film.
  • the laminated polarizing film 11 according to the present embodiment is particularly suitably applied to an organic light emitting display device using an OLED.
  • high transmittance for example, 44% or more
  • polarization degree for example, 97% or more, 98% or more
  • and reliability are required for a polarizing film applied to an organic light emitting display device.
  • multilayer film which concerns on this embodiment has high transmittance
  • the modification of the manufacturing method of a polarizing film is demonstrated.
  • the acid catalyst is contained in the coating liquid.
  • a polarizing film having good optical properties can be produced by performing dry stretching and dehydration of a polyvinyl alcohol film in separate processes without including an acid catalyst in the coating liquid.
  • a manufacturing method according to a modification a manufacturing method according to a modification.
  • the polyvinyl alcohol film is produced using the coating liquid containing polyvinyl alcohol.
  • a specific manufacturing method is not specifically limited, For example, first, the coating liquid containing polyvinyl alcohol is produced. Specifically, polyvinyl alcohol is added to water, and the polyvinyl alcohol is sufficiently dissolved in water by heating while stirring the mixed liquid of water and polyvinyl alcohol. Thereby, a coating liquid is produced. Next, a coating liquid is coated on a substrate (for example, an unstretched film) and dried to form a polyvinyl alcohol film on the substrate.
  • the layer thickness of the polyvinyl alcohol film is not particularly limited, but may be adjusted so that the film thickness of the finally produced polyene-based polarizing film is less than about 10 ⁇ m.
  • the polyvinyl alcohol film may be a conventional product.
  • an acid catalyst impregnated film is produced by impregnating an acid catalyst (an aqueous solution of) with the polyvinyl alcohol film.
  • an acid catalyst an aqueous solution of
  • the type and impregnation time of the acid catalyst are not particularly problematic, and the same acid catalyst and impregnation time as in the prior art are applicable.
  • a dry stretched film is produced by dry stretching an acid catalyst impregnated film.
  • the specific method of dry stretching is the same as that of the method mentioned above.
  • a dehydration reaction is made to dry stretched film.
  • the specific method is the same as the method mentioned above.
  • dehydration is performed using an acid catalyst impregnated with the acid catalyst impregnated film.
  • wet stretching and drying are performed similarly to the manufacturing method mentioned above.
  • a polyene type polarizing film is produced.
  • a polyene type polarizing film is produced by the method similar to the conventional method except performing dry extending
  • This modification also produces a polyene-based polarizing film having a high transmittance (for example, about 44% or more) and a high polarization degree (for example, about 98% or more).
  • Example 1 of this embodiment is demonstrated.
  • the polyene type polarizing film and laminated polarizing film were produced as follows.
  • polyvinyl alcohol (JC-25 manufactured by VAN & POVAL Co., Ltd.) was added to water as a solvent.
  • the polyvinyl alcohol was sufficiently dissolved in water by heating while stirring the mixed liquid of water and polyvinyl alcohol.
  • paratoluene sulfonic acid and a leveling agent (MEGAFACE) from DIC Corporation were put into the polyvinyl alcohol aqueous solution, and the coating liquid was produced by stirring.
  • the impregnation ratio (mass ratio) of water, polyvinyl alcohol, and paratoluene sulfonic acid in a coating liquid was 89.5 mass%: 10 mass%: 0.5 mass%.
  • the mass ratio of a leveling agent was 0.002 mass% with respect to the gross mass of water, polyvinyl alcohol, and paratoluene sulfonic acid specifically ,.
  • an unstretched film composed of isophthalic acid copolymerized polyethylene terephthalate (PET) was prepared as a substrate, and the coating liquid was coated on the substrate.
  • the polyvinyl alcohol film was produced by drying a coating liquid. The film thickness of the polyvinyl alcohol film was 10 micrometers.
  • the polyvinyl alcohol film was put into an oven preheated to 120 ° C., and the polyvinyl alcohol film and the substrate were combined and stretched 4.2 times in a predetermined direction. This produced the dry stretched film.
  • the dry stretched film was heated at 130 ° C. for 120 seconds to cause a dehydration reaction to the polyvinyl alcohol in the dry stretched film. That is, polyene (carbon double bond) was formed in the dry stretched film. This produced the dry stretched film (dewatering film) processed by dehydration.
  • a dehydration film was put into 7 mass% boric-acid aqueous solution (boric acid aqueous solution containing 7 mass% boric acid with respect to the total mass of boric acid solution) adjusted to 85 degreeC, and a dehydration film was put in the direction similar to dry drawing in boric-acid aqueous solution. 1.25 times wet stretching was performed. Thereby, the polyvinyl alcohol film was extended
  • Celoxide 2021P (CEL2021P) (3,4-epoxycyclohexylmethyl 3,4-epoxycyclohexanecarboxylate (3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexane carboxylate) (made by Daicel Co., Ltd.)
  • the UV adhesive agent was apply
  • a UV adhesive is bonded to each other, and a protective film (ultraviolet absorber-containing triacetylcellulose-based film: FUJITAC, manufactured by Fujifilm), having a film thickness of 50 ⁇ m, is laminated on the surface of the polyene-based polarizing film. (laminate).
  • substrate was stuck to the protective film.
  • the substrate was peeled off from the polyene polarizing film.
  • the UV adhesive was apply
  • a 50-micrometer-thick retardation film (1/4 waveplate, "WRS” manufactured by Teijin Kasei Co., Ltd.) on the back surface of the polyene-based polarizing film and 1/4 of the optical absorption axis of the polyene-based polarizing film
  • the retardation phase axis of the wave plate is attached to 45 degrees.
  • the UV adhesive was hardened by the process similar to the above. This produced the laminated polarizing film for evaluation.
  • Example 1 The same process as in Example 1 was performed except that the second step of Example 1 was changed as follows.
  • the polyvinyl alcohol film was put into the oven preheated at 120 degreeC, and the polyvinyl alcohol film and the board
  • dehydration reaction was performed to the polyvinyl alcohol in the dry stretched film by immersing the dry stretched film in the oil bath heated at 130 degreeC for 120 second. That is, polyene (carbon double bond) was formed in the dry stretched film. Then, the same process as in Example 1 was performed.
  • Example 3 the polarizing film corresponding to the modification mentioned above was produced. Specifically, the polyvinyl alcohol film (film thickness of 60 ⁇ m, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) was impregnated with 0.05 mol% hydrochloric acid for 1 minute, and then dried at 24 ° C. for 30 minutes. The acid catalyst impregnated film thus produced was introduced into an IR heater having a surface temperature of 450 ° C., and the acid catalyst impregnated film was stretched by 3.3 times. The dry stretched film produced by this was hold
  • permeability of the dry stretched film (dewatering film) after dehydration process was 26.9%.
  • the dewatering film was wet-stretched 1.79 times in 7 mass% boric acid bath of 85 degreeC temperature. This produced the wet stretched film.
  • the total draw ratio of the wet stretched film was 5.9 times.
  • the polarizing film was produced by drying a wet stretched film in 80 degreeC oven.
  • the laminated polarizing film for evaluation was produced by performing the process similar to Example 1 about a polarizing film.
  • Example 1 The same process as in Example 1 was performed except that the second step of Example 1 was changed as follows.
  • the polyvinyl alcohol film was placed in an oven preheated to 130 ° C. and heated at 130 ° C. for 120 seconds. Thereby, the polyene (carbon double bond) was formed by making dehydration reaction to the polyvinyl alcohol in a polyvinyl alcohol film. On the other hand, while dehydration reaction was performed to polyvinyl alcohol, the polyvinyl alcohol film and the board
  • the polyvinyl alcohol film after dry stretching is thrown in the 5 mass% boric acid aqueous solution (boric acid aqueous solution containing 5 mass% boric acid with respect to the total mass of boric acid solution) adjusted to 85 degreeC, and a polyvinyl alcohol film and a board
  • the polyvinyl alcohol film after wet stretching was put into the oven preheated at 80 degreeC, and it dried at 80 degreeC for 2 minutes. Thereby, the polyene type polarizing film which concerns on the comparative example was produced.
  • the film thickness of the polyene polarizing film was 5 micrometers.
  • Measuring device ultraviolet visible spectrophotometer (V7100 manufactured by Nihon Bunko Co., Ltd.)
  • the single transmittance T (%), the parallel transmittance Tp (%), and the orthogonal transmittance Tc (%) of the polarizing element were measured. These are Y values measured by the 2-degree field of view (C light source) of JIS Z8701, and corrected visibility. Polarization degree P was calculated
  • Polarization degree P (%) ⁇ ⁇ (Tp-Tc) / (Tp + Tc) ⁇ ⁇ 100
  • Table 1 shows the measurement results.
  • Table 1 also shows an S value (order parameter) which is an index for evaluating the transmittance and the degree of polarization.
  • the laminated polarizing film according to Examples 1 to 3 performs dry stretching and dehydration treatment of the polyvinyl alcohol film in separate processes, and thus, the polyvinyl alcohol molecules are sufficiently stretched in the stretching direction before being cured in the dehydration reaction. Can be stretched. As a result, it turns out that the laminated polarizing film which concerns on Examples 1-3 has made high polarization and high transmittance compatible.
  • Example 4 the content ratio of paratoluene sulfonic acid and the dehydration time (heating time) during the dehydration treatment were changed as shown in Table 2 below, and the treatment up to the dehydration treatment of the dry stretched film was performed.
  • the specific process content was carried out similarly to Example 1. This produced the dewatering film which concerns on Examples 4-6.
  • These dewatering films consist of a polyvinyl alcohol film and a substrate.
  • Example 4 Although the transmittance
  • the content ratio of the acid catalyst may be about 4 parts by mass or more and about 10 parts by mass or less based on 100 parts by weight of polyvinyl alcohol.
  • the comparative test which compares the reliability of the polyene type polarizing film which concerns on Example 1 with the reliability of an iodine type polarizing film was done.
  • the iodine type polarizing film used the thing made by CEHIL INDUSTRIES.
  • the polyene polarizing film and the iodine polarizing film concerning Example 1 were installed in the environment of high temperature, high humidity (60 degreeC 95 RH% (relative humidity)), and the time change of the transmittance
  • permeability and polarization degree was performed similarly to the above-mentioned (evaluation). The measurement results are shown in FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 2 shows a time change of the transmittance of each film
  • FIG. 3 shows a time change of the degree of polarization of each film.
  • the horizontal axis represents time from the start of the test
  • the vertical axis represents the value obtained by subtracting the measured value (initial value) at the start of the test from the measured value at each measurement.
  • the transmittance of the iodine polarizing film increases immediately after the start of the test, and the polarization degree is greatly reduced, whereas the transmittance and polarization of the polyene polarizing film are almost varied after the start of the test. Not.
  • the polarizing film when applying a polarizing film to an organic light emitting display device, it is often required for the polarizing film that the difference between the measured value and the initial value after 500 hours pass from the test start is within ⁇ 3%. In contrast, the measured value of the polarizing film according to Example 1 satisfies this requirement. However, an iodine type polarizing film does not satisfy this requirement especially in polarization degree. Therefore, the polyene type polarizing film which concerns on this Example 1 is more reliable (here heat resistance) than an iodine type polarizing film, and becomes suitable also for an organic light emitting display device.
  • the manufacturing method of the polyene polarizing film which concerns on this embodiment includes the steps of producing a polyvinyl alcohol film using the coating liquid containing an acidic catalyst and a polyvinyl alcohol, and carrying out the dry stretching and dehydration process of a polyvinyl alcohol film. It includes the step of performing in a separate process.
  • a polyene-based polarizing film having a large number of carbon double bonds formed uniformly can be produced without controlling the environmental temperature and the like as conventionally. Therefore, according to the manufacturing method which concerns on this embodiment, it becomes possible to stably manufacture the polyene type polarizing film which made high polarization and high transmittance compatible, ie, the polarizing film with favorable optical characteristic. Moreover, the polyene type polarizing film which concerns on this embodiment is excellent in reliability (stability) than an iodine type polarizing film.
  • the polyene-based polarizing film having such high polarization and high transmittance is suitable for, for example, an antireflective laminated polarizing film of an organic light emitting display device (organic light emitting display device using an organic light emitting diode). That is, when a polarizing film is applied to an organic light emitting display device, in addition to high transmittance and polarization degree, high reliability is also required for a polarizing film.
  • a polyene type polarizing film is inherently strong in durability (reliability) with respect to high temperature, high humidity.
  • the polyene-based polarizing film according to the present embodiment has high transmittance and polarization degree.
  • the polyene polarizing film which concerns on this embodiment not only has favorable optical characteristic, but also has high reliability. Accordingly, the polyene polarizing film according to the present embodiment is suitable for an organic light emitting display, and the optical properties (high transmittance) required for the organic light emitting display by applying the polyene polarizing film according to the present embodiment to an organic light emitting display.
  • An organic light emitting display device having both high polarization and high reliability) is provided.
  • the polyene-based polarizing film according to the present embodiment performs dry stretching treatment and dehydration reaction (dehydration treatment) in a separate step, the polyvinyl alcohol molecules can be sufficiently stretched in the stretching direction before being cured by the dehydration reaction. .
  • a very high transmittance of about 44% or more of transmittance and about 98% or more of polarization degree a high degree of polarization degree is realized.
  • the manufacturing method which concerns on this embodiment can make the acid concentration in polyvinyl alcohol more uniform even at the time of polyene production.
  • the acid catalyst is less likely to evaporate at the time of polyene production because the weight loss rate at 100 ° C. is less than about 3 mass%. Therefore, the manufacturing method which concerns on this embodiment can make the acid concentration in polyvinyl alcohol more uniform even at the time of polyene production.
  • the acid catalyst is an organic acid, it is difficult to evaporate during polyene production. Therefore, the manufacturing method which concerns on this embodiment can make the acid concentration in polyvinyl alcohol more uniform even at the time of polyene production.
  • the organic acid has at least one functional group selected from the group consisting of carboxyl groups and sulfo groups, it is difficult to evaporate during polyene production. Therefore, the manufacturing method which concerns on this embodiment can make the acid concentration in polyvinyl alcohol more uniform even at the time of polyene production.
  • a coating liquid contains about 2 weight part or more and about 10 weight part or less of an acid catalyst based on 100 weight part of polyvinyl alcohol, For example, about 4.0 weight part or more and about 10.0 weight part It contains below. Therefore, the manufacturing method which concerns on this embodiment can manufacture the polyene type polarizing film of higher polarization degree and a high transmittance
  • the production method according to the present embodiment can produce a polyene-based polarizing film having higher polarization and higher transmittance.
  • the manufacturing method which concerns on this embodiment can thin a polyene type polarizing film.
  • the production method according to the present embodiment can make the film thickness of the polyene polarizing film less than about 10 ⁇ m.

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Abstract

본 발명의 과제는, 광학특성이 양호한 편광 필름을 제조하는 것이 가능한, 신규하면서도 개량된 편광 필름의 제조방법 등을 제공하는데 있다. 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명이 있는 관점에 따르면, 폴리비닐 알코올을 함유하는 코팅액을 이용해서, 폴리비닐 알코올 필름을 제작하는 단계와, 폴리비닐 알코올 필름을 건식 연신시킴으로써, 건식 연신 필름을 제작하는 단계와, 산촉매를 이용해서 건식 연신 필름에 탈수 반응을 행하게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 폴리엔계 편광 필름의 제조방법을 제공할 수 있다.

Description

폴리엔계 편광 필름의 제조방법, 폴리엔계 편광 필름, 적층 편광 필름 및 표시장치
본 발명은, 폴리엔계 편광 필름의 제조방법, 폴리엔계 편광 필름, 적층 편광 필름 및 표시장치에 관한 것이다.
OLED(유기발광 다이오드)를 사용한 유기발광 표시장치의 보급이 확대되고 있다. 이에 따라, 편광 필름의 투과율을 높게 하는 기술이 요구되고 있다. 한편, 각종 표시장치에 사용되는 편광 필름으로서, 요오드(iodine)계 편광 필름이 알려져 있다.
요오드계 편광 필름에서 편광에 기여하는 구성(즉, 가시광을 흡수하는 구성)은 요오드이다. 그러나, 편광 필름의 투과율을 높이기 위해서는 편광 필름 내의 요오드의 양을 저감시킬 필요가 있다. 요오드는 고온고습 시에 승화되는 특성이 있다. 때문에, 편광 필름 내의 요오드의 양을 저감시킬 경우, 편광 필름 내의 요오드가 부족하여 편광도가 대폭 저하될 가능성이 있다. 결과적으로, 고투과율(예를 들어, 투과율이 44% 이상)의 요오드계 편광 필름은 편광 필름의 고온고습에서의 장기 신뢰성이 저하된다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 염료계 편광 필름 및 JP2006-99076 A에 개시된 폴리엔계 편광 필름이 알려져 있다. 염료계 편광 필름은, 투과율이 높을 경우이더라도, 우수한 내열성을 나타낸다. 그러나, 염료계 편광 필름은, 투과율이 높을 경우에 편광도가 저하되기 쉽다.
한편, 폴리엔계 편광 필름은, 투과율이 높은 경우에도 고온고습에서의 신뢰성이 높아 표시장치용의 편광 필름으로서 주목되고 있다. 그러나, 종래의 폴리엔계 편광 필름은, 광학특성이 여전히 충분하지 않다고 하는 문제가 있었다.
이에 따라, 최근에는 높은 투과율을 실현하면서, 편광도도 높은 폴리엔계 편광 필름이 요구되고 있다.
종래의 폴리엔계 편광 필름은, 광학특성이 충분하지 않은 문제가 있었다. 특히, 최근에는, 높은 투과율을 실현하면서 동시에 편광도도 높은 폴리엔계 편광 필름이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 광학특성이 양호한 편광 필름을 제조하는 것이 가능한 편광 필름의 제조방법 등을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 구현예들은, 폴리비닐 알코올 필름을 건식(dry) 연신하여 건식 연신 필름을 제작하는 단계; 및 산촉매를 이용해서 건식 연신 필름에 탈수 반응을 수행하는 단계;를 포함하는 폴리엔계 편광 필름의 제조방법을 제공할 수 있다.
이러한 경우, 건식 연신 처리와 탈수 반응(탈수 처리)을 별개의 공정에서 행하므로, 탈수 반응으로 경화되기 전에 폴리비닐 알코올 분자를 충분히 연신방향으로 신장시킬 수 있다. 이 결과, 높은 투과율을 실현하면서, 편광도도 높은 폴리엔계 편광 필름을 제작할 수 있다.
일 실시예의 제조방법은 폴리비닐 알코올 필름에 산촉매를 함침시킴으로써 산촉매 함침 필름을 제작하고, 산촉매 함침 필름을 건식 연신시킴으로써, 건식 연신 필름을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
이러한 경우, 건식 연신 처리와 탈수 반응(탈수 처리)을 별개의 공정에서 행하므로, 탈수 반응으로 경화되기 전에 폴리비닐 알코올 분자를 충분히 연신방향으로 신장시킬 수 있다. 이 결과, 높은 투과율을 실현하면서, 편광도도 높은 폴리엔계 편광 필름을 제작할 수 있다.
상기 폴리비닐알코올 필름은 폴리비닐 알코올 및 산촉매를 함유하는 코팅액으로 제조되는 것일 수 있다.
이러한 경우, 폴리비닐 알코올 필름 내에 고농도의 산촉매를 균일하게 분산시킬 수 있으므로, 종래와 같이 환경 온도 등을 정확하게 제어하지 않아도, 다수의 탄소 이중 결합이 균일하게 형성된 폴리엔계 편광 필름을 제작할 수 있다. 따라서, 이 관점에 따르면, 고편광도와 고투과율을 양립시킨 폴리엔계 편광 필름, 즉, 광학특성이 양호한 편광 필름을 안정적으로 제조하는 것이 가능해진다.
상기 산촉매는 예를 들면, 저휘발성의 산촉매일 수 있다. 이러한 경우, 산촉매는 저휘발성의 산촉매이므로, 폴리엔 생성 시 증발되기 어렵다. 따라서, 이 관점에 의한 제조방법은, 폴리엔 생성 시에도 폴리비닐 알코올 내의 산농도를 보다 균일하게 할 수 있다.
또한, 산촉매는, 100℃에서의 중량감소율이 약 3질량% 미만이어도 된다.
이 관점에 따르면, 산촉매는, 100℃에서의 중량감소율이 약 3질량% 미만이므로, 폴리엔 생성 시 증발되기 어렵다. 따라서, 이 관점에 의한 제조방법은, 폴리엔 생성 시에도 폴리비닐 알코올 내의 산농도를 보다 균일하게 할 수 있다.
또한, 산촉매는 유기산일 수 있다.
이 관점에 따르면, 산촉매는 유기산이므로, 폴리엔 생성 시 증발되기 어렵다. 따라서, 이 관점에 의한 제조방법은, 폴리엔 생성 시에도 폴리비닐 알코올 내의 산농도를 보다 균일하게 할 수 있다.
또한, 유기산은 카복실기 및 설포기로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 작용기를 지니고 있어도 된다.
이 관점에 따르면, 유기산은, 카복실(carboxyl)기 및 설포(sulfo)기로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 작용기를 지니므로, 폴리엔 생성 시 증발되기 어렵다. 따라서, 이 관점에 의한 제조방법은, 폴리엔 생성 시에도 폴리비닐 알코올 내의 산농도를 보다 균일하게 할 수 있다.
또한, 코팅액은, 폴리비닐 알코올 100 중량부를 기준으로 산촉매를 약 2 중량부 이상 약 10 중량부 이하로 함유하고 있어도 된다.
이 관점에 따르면, 코팅액은, 폴리비닐 알코올 100 중량부를 기준으로 산촉매를 약 2 중량부 이상 약 10 중량부 이하로 함유한다. 따라서, 이 관점에 의한 제조방법은 보다 고편광도이면서도 고투과율의 폴리엔계 편광 필름을 제작할 수 있다.
또한, 코팅액은 폴리비닐 알코올의 질량에 대해서 산촉매를 약 4.0 중량부 이상 약 10.0 중량부 이하로 함유하고 있어도 된다.
이 관점에 따르면, 코팅액은 폴리비닐 알코올의 질량에 대해서 산촉매를 약 4.0 중량부 이상 약 10.0 중량부 이하로 함유한다. 따라서, 이 관점에 의한 제조방법은, 보다 고편광도이면서도 고투과율의 폴리엔계 편광 필름을 제작할 수 있다.
또한, 산촉매의 함유량은 폴리비닐 알코올 100 중량부를 기준으로 약 5 질량부 일 수 있다.
상기 범위 내에서, 보다 고편광도이면서도 고투과율의 폴리엔계 편광 필름을 제작할 수 있다.
여기에서, 탈수 반응은 폴리비닐 알코올 필름을 오일 배스(oil bath)에 침지시킴으로써 행해도 된다.
이 관점에 따르면, 고편광도이면서도 고투과율의 폴리엔계 편광 필름을 용이하게 제작할 수 있다. 또한, 이 관점에 의해 제작된 폴리엔계 편광 필름은, 품질이 안정적이다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 상기 제조방법에 의해 제작되는 폴리엔계 편광 필름이 제공된다.
이 관점에 의한 폴리엔계 편광 필름은, 고편광도와 고투과율을 양립시키고 있고, 또한, 신뢰성(안정성)이 요오드형 편광 필름보다도 우수하므로, 예를 들어, 유기발광 표시장치에 적용할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 투과율이 약 44% 이상이고, 또한 편광도가 약 98% 이상인 것을 특징으로 하는, 폴리엔계 편광 필름이 제공된다.
이 관점에 의한 폴리엔계 편광 필름은, 고편광도와 고투과율을 양립시키고 있고, 또한, 신뢰성(안정성)이 요오드형 편광 필름보다도 우수하므로, 예를 들어, 유기발광 표시장치에 적용할 수 있다.
상기 폴리엔계 편광 필름의 막 두께는 약 10㎛ 미만일 수 있다.
상기 범위 내에서 폴리엔계 편광 필름을 대화면 유기발광 표시장치에 적용했을 경우이더라도, 폴리엔계 편광 필름의 수축을 저감시킬 수 있다. 따라서, 이 관점에 따르면, 유기발광 표시장치의 휨을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 상기 폴리엔계 편광 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는, 적층 편광 필름이 제공된다.
이 관점에 의한 적층 편광 필름은, 고편광도와 고투과율을 양립시키고 있으므로, 예를 들어, 유기발광 표시장치에 적용될 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 상기 적층 편광 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는, 표시장치가 제공된다.
이 관점에 의한 표시장치는, 고편광도와 고투과율을 양립시킨 적층 편광 필름을 구비하므로, 각종 광학특성이 우수하다.
여기에서, 표시장치는 유기발광 다이오드를 사용한 유기발광 표시장치일 수 있다.
유기발광 다이오드를 사용한 유기발광 표시장치에 적용되는 편광 필름에는, 고투과율, 고편광도 및 고신뢰성이 요구되지만, 본 관점에 의한 폴리엔계 편광 필름은, 이들 요건을 모두 충족시키고 있다. 따라서, 이 관점에 따르면, 유기발광 표시장치에 요구되는 광학특성(고투과율, 고편광도 및 고신뢰성)이 모두 충족되는 유기발광 표시장치가 제공된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 건식 연신 처리와 탈수 반응(탈수 처리)을 별개의 공정에서 행하므로, 탈수 반응으로 경화되기 전에 폴리비닐 알코올 분자를 충분히 연신방향으로 신장시킬 수 있다. 이 결과, 높은 투과율을 실현하면서, 편광도도 높은 폴리엔계 편광 필름, 즉, 광학특성이 양호한 편광 필름을 제조하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광 필름과 종래의 편광 필름을 대비해서 나타낸 설명도이다.
도 2는 고온고습 조건에서 실시예에 따른 폴리엔계 편광 필름의 투과율과 종래의 요오드형 편광 필름의 투과율의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 고온고습 조건에서 실시예에 따른 폴리엔계 편광 필름의 편광도와 종래의 요오드형 편광 필름의 편광도의 변화를 나타낸 그래프이다.
편광 필름의 제조방법
우선, 본 발명의 구현예들에 따른 편광 필름의 제조방법에 대해서 설명한다. 일 구현예의 제조방법은, 산촉매 및 폴리비닐 알코올을 함유하는 코팅액을 이용해서 폴리비닐 알코올 필름을 제작하는 단계(제1단계)와, 폴리비닐 알코올 필름의 건식 연신과 탈수 처리를 별개의 공정에서 행하는 단계(제2단계)를 포함한다.
제1단계
제1단계에서는, 우선, 산촉매 및 폴리비닐 알코올을 함유하는 코팅액(이하, “코팅액”이라 하는 경우가 있다)을 제작한다. 구체적으로는, 폴리비닐 알코올 수용액에 산촉매 및 레벨링제를 투입하고, 교반함으로써, 코팅액을 제작한다. 상기 폴리비닐 알코올은 예를 들면, 물에 폴리비닐 알코올을 투입하여 물 및 폴리비닐 알코올의 혼합액을 제조하고, 상기 혼합액을 교반하면서 가열함으로써, 폴리비닐 알코올을 물에 충분히 용해시킨다.
일 실시예의 코팅액에는 미리 산촉매를 혼입시켜 둔다. 이것에 의해, 폴리비닐 알코올 중의 산농도를 보다 균일하게 할 수 있다. 즉, 폴리비닐 알코올 중에 산촉매를 보다 균일하게 분산시킬 수 있다.
산촉매의 종류는 특별히 문제되지 않지만, 저휘발성의 산촉매일 수 있다. 산촉매가 저휘발성일 경우, 폴리엔 생성 시 산촉매의 증발이 억제되므로, 폴리비닐 알코올 중의 산농도를 보다 균일하게 할 수 있다.
보다 구체적으로는, 산촉매는, 100℃에서의 중량감소율이 약 3질량% 미만인 것일 수 있다. 100℃에서의 중량감소율이 약 3질량% 미만으로 될 경우, 폴리엔 생성 시 폴리비닐 알코올 중의 산농도를 보다 균일하게 할 수 있다.
상기 요건을 충족시키는 산촉매로는, 예를 들면 유기산을 사용할 수 있다. 유기산은, 예를 들어, 카복실기 및 설포기로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 작용기를 가질 수 있다. 유기산의 구체적인 구성은 R-X로 표시될 수 있다. R은, 탄소, 수소 또는 불소를 포함하는 화합물이면 특별히 한정되지 않는다. R은 예를 들면 알킬(alkyl)기, 퍼플루오로알킬(perfluoroalkyl)기, 방향족 작용기 및 불소(fluorine) 치환형 방향족 작용기로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. X는 카복실기 및 설포기로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 작용기일 수 있다. 유기산의 구체예로서는 파라톨루엔설폰(p-toluene sulfonic)산을 들 수 있다.
일 구체예의 파라톨루엔 설폰산은 100℃에서 10분간 가열했을 때의 중량감소율이 분석 기기의 검출 한계(10ppm 이하)이하일 수 있다. 상기 중량감소율을 분석하는 방법은 이온 크로마토그래피 등일 수 있다. 예시적인 분석 방법은 파라톨루엔 설폰산 샘플을 가열판(heat plate) 상에서 가열시켜 발생한 가스를 포집한다. 이어서 그 가스를 수중에서 버블링(bubbling)을 행하여 치환하고 이온 크로마토그래피에서 정량 분석을 수행하는 방법일 수 있다.
상기 파라톨루엔 설폰산은 포화 수용액일 수 있다. 일반적으로 파라톨루엔 설폰산의 포화 수용액 농도는 염산 포화 수용액의 농도 보다 높다. 이에 따라 산촉매로서 파라톨루엔 설폰산 포화 수용액을 사용한 경우, 산촉매를 폴리비닐 알코올 내에 고농도로 분산시킬 수 있다. 또한, 파라톨루엔 설폰산은 염산보다도 폴리엔계 편광 필름으로부터 용이하게 제거되므로, 필름에 잔류되어 내구성을 저하시키는 현상을 방지할 수 있다.
산촉매의 함유비는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 폴리비닐 알코올 100 중량부를 기준으로 약 2 중량부 이상 약 10 중량부 이하 또는 약 4.0 중량부 이상 약 10.0 중량부 이하일 수 있다. 상기 범위 내에서 반응에 필요한 시간을 저감시킬 수 있고, 부반응을 억제할 수 있다. 또, 탈수 반응을 용이하게 제어할 수 있고, 제조 장치의 부식 등을 억제할 수 있다. 산촉매의 함유비가 상기 범위 내로 조절되는 경우, 예를 들면 약 140℃의 탈수 온도에서의 반응 개시까지의 시간이 약 10분 미만 일 수 있다.
일 구체예에서 산촉매의 함유비는, 폴리비닐 알코올 100 중량부를 기준으로 약 5 중량부일 수 있다. 상기 범위 내에서, 고투과율과 고편광도를 양립시킨 폴리엔계 편광 필름을 제조할 수 있다.
일 실시예의 제조 방법은 산촉매의 함유비에 의해 폴리엔계 편광 필름의 편광도를 조절할 수 있다. 예를 들면, 산촉매의 농도를 높여, 폴리비닐 알코올 필름에서 폴리엔(즉, 탄소 이중 결합)이 차지하는 양을 증가시킬 수 있다. 이러한 경우 편광도를 향상 시킬 수 있다.
한편, 투과율은, 편광에 기여하는 구성(폴리엔계 편광 필름 중의 탄소 이중 결합, 요오드계 편광 필름 중의 요오드 등)의 분포가 균일할수록 높아지는 경향이 있다. 종래의 폴리엔계 편광 필름의 제조방법에서는, 폴리비닐 알코올 중의 산농도를 균일하게 할 수 없었다. 때문에, 종래의 폴리엔계 편광 필름은 탄소 이중 결합의 분포에 편차가 있었다. 이 때문에, 편광도에 편차가 있을 뿐만 아니라, 투과율에도 편차가 있었다. 반면, 본 발명에 따른 구현예들은, 폴리비닐 알코올 중에 미리 산촉매를 혼입시킬 수 있다. 이러한 경우, 폴리비닐 알코올 중에 소망의 농도의 산촉매를 보다 균일하게 분산시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 구현예들은, 고투과율과 고편광도를 양립시킨 폴리엔계 편광 필름을 제조할 수 있다.
또한, 건식 연신과 탈수 처리를 별개의 공정에서 행함으로써, 탈수 반응으로 경화되기 전에 폴리비닐 알코올 분자를 충분히 연신방향으로 신장시킬 수 있다. 이 결과, 고투과율과 고편광도를 양립시킨 폴리엔계 편광 필름을 제조할 수 있다.
레벨링제는, 특별히 제한되지 않지만, 퍼플루오로알킬 에틸렌옥사이드(perfluoroalkyl ethylene oxide) 등을 사용할 수 있다.
일 실시예의 제조방법은 코팅액을 기판(예를 들면 무연신 필름) 상에 코팅하고, 건조시킴으로써, 폴리비닐 알코올 필름을 기판 상에 형성할 수 있다. 여기에서, 폴리비닐 알코올 필름의 층 두께는 특별히 제한되지 않지만, 최종적으로 제작되는 폴리엔계 편광 필름의 막 두께는 예를 들면 약 10㎛ 미만일 수 있다. 이러한 경우, 편광필름이 편광판에 적용되기에 유리한 물성을 가질 수 있다.
제2단계
제2단계는 폴리비닐 알코올 필름의 건식 연신과 탈수 처리를 별개의 공정에서 수행할 수 있다.
일 실시예에서는 폴리비닐 알코올 필름을 건식 연신하여, 건식 연신 필름을 제조한다. 건식 연신은 예를 들면, 기체 중(예를 들면 대기 중)에서 행해지는 연신일 수 있다. 연신배율은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 약 4배일 수 있다. 건식 연신은 폴리비닐 알코올 필름 또는 폴리비닐 알코올 필름이 합지된 기판에 대해 수행될 수도 있다.
상기에서 제조된 건식연신 필름에 포함된 폴리비닐 알코올에 탈수 반응을 행하여, 폴리엔(탄소 이중 결합)을 형성할 수 있다(탈수 처리). 구체적으로는, 폴리비닐 알코올 필름을 가열함으로써, 폴리비닐 알코올에 탈수 반응을 수행할 수 있다. 상기 탈수 반응을 통해, 탈수 필름(탈수 처리된 건식 연신 필름)을 제조할 수 있다. 본 발명에 따른 구현예들은, 폴리비닐 알코올 중에 산촉매가 균일하게 분포되어, 탄소 이중 결합이 폴리비닐 알코올 중에 균일하게 형성된다. 가열 온도, 가열 시간은 특별히 제한되지 않고, 소망의 편광도에 따라서 적절하게 설정되면 된다. 일 실시예의 제조방법에서는, 코팅액이 미리 산촉매가 함유하며, 이 산촉매를 이용해서 탈수 반응(탈수 처리)을 행한다.
일 실시예의 제2단계에서는, 미리 건식 연신이 행해진 필름, 즉, 건식 연신 필름을 탈수 처리할 수 있으므로, 탈수 처리 후의 탄소 이중 결합의 배향을 일치시킬 수 있다.
상기 처리에 의해, 예를 들면 약 44% 이상의 투과율과 약 98% 이상의 편광도를 지니는 폴리엔계 편광 필름을 제조할 수 있다.
상기 탈수 반응은 고온의 오일 배스에 폴리비닐 알코올 필름을 침지시킴으로써 수행되는 것일 수 있다. 이러한 경우, 고투과율 및 고편광도의 폴리엔계 편광 필름이 제작된다. 또한, 폴리비닐 알코올 필름을 오일 배스에 침지시킴으로써 탈수 반응을 행할 경우, 폴리엔계 편광 필름의 품질이 안정적이라는 효과도 얻어진다.
다음에, 붕산 수용액 중에 탈수 필름을 투입하고, 탈수 필름을 붕산 수용액 중에서 건식 연신과 같은 방향으로 연신시킨다. 즉, 탈수 필름을 습식 연신시킨다. 이것에 의해, 습식 연신 필름을 제조할 수 있다. 습식 연신은 수용액 중에서 행해지는 연신이다. 습식 연신의 배율은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 약 1.5배로 된다. 건식 연신배율을 약 4배, 습식 연신배율을 약 1.5배로 한 경우, 폴리비닐 알코올 필름은 합계해서 약 6배 연신된다. 그 후, 습식 연신 필름을 건조시킴으로써, 폴리엔계 편광 필름을 제작한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 구현예들은, 코팅액에 산촉매가 혼입되어 있으므로, 폴리비닐 알코올 내에 고농도의 산촉매를 균일하게 분산시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 구현예들은, 다수의 탄소 이중 결합이 균일하게 분산된 폴리엔계 편광 필름을 제작할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 구현예들은, 고편광도와 고투과율을 양립시킨 폴리엔계 편광 필름을 제작할 수 있다. 또, 본 발명에 따른 구현예들은, 폴리엔계 편광 필름의 불균일을 저감시킬 수 있다. 또한, 산촉매 수용액에 폴리비닐 알코올을 함침시키므로, 제조 공정을 간략화할 수도 있다.
또, 본 발명에 따른 구현예들은, 코팅액에 산촉매가 혼입되어 있으므로, 폴리비닐 알코올 필름을 박막화시켜도, 폴리비닐 알코올 필름 내에 고농도의 산촉매를 균일하게 분산시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 구현예들은, 폴리비닐 알코올 필름의 건식 연신과 탈수 처리를 별개의 공정에서 행한다. 이 결과, 탈수 반응으로 경화되기 전에 폴리비닐 알코올 분자를 충분히 연신방향으로 신장시킬 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서는, 박막, 고편광도, 또한 고투과율의 폴리엔계 편광 필름을 제작할 수 있다. 일 구체예에서, 폴리엔계 편광 필름의 막 두께는 약 10㎛ 미만이고, 투과율은 약 44% 이상, 편광도는 약 98% 이상일 수 있다. 예를 들면, 산촉매로서 유기산을 사용한 경우, 폴리엔 생성 시의 산촉매의 증발이 억제되므로, 편광도를 보다 향상시킬 수 있다.
한편, 종래의 제조방법에서는, 폴리비닐 알코올 필름을 산촉매 수용액에 함침시키고 있었으므로, 폴리비닐 알코올 필름을 박막화했을 경우, 폴리비닐 알코올 필름에 충분한 양의 산촉매를 함침시킬 수 없다. 또, 염산은 휘발되기 쉬우므로, 폴리엔 생성 시 염산이 휘발된다. 이 때문에, 종래의 제조방법에서는, 폴리엔, 즉 탄소 이중 결합을 충분히 생성할 수 없었으므로, 박막이면서도 고편광도의 폴리엔계 편광 필름을 제작할 수 없었다.
폴리엔계 편광 필름은, 기판으로부터 박리된 후, 보호 필름 및 위상차 필름(1/4λ 필름) 등과 결착된다. 이것에 의해, 적층 편광 필름이 제작된다.
이하에 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명의 구현예들에 대해서 상세히 설명한다. 또, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 가진 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
적층 편광 필름의 일례를 도 1에 나타낸다. 도 1은 본 실시형태에 따른 적층 편광 필름(10)과, 종래의 요오드계 적층 편광 필름(100)을 대비해서 나타낸다. 즉, 도 1(a)는 종래의 요오드계 적층 편광 필름(100)을 나타내고, 도 1(b)는 본 실시형태에 따른 적층 편광 필름(10)을 나타낸다.
종래의 적층 편광 필름(100)은, 요오드계 편광 필름(110)과, 보호 필름(120), (130)과, 감압 접착층(140), (160)과, 위상차 필름(1/4λ 필름)(150)을 구비한다. 종래의 요오드계 편광 필름(110)은, 소망의 편광도를 실현하기 위해서, 막을 두껍게 형성해야 하는 문제가 있었다. 예를 들면, 요오드계 편광 필름(110)은 22㎛ 이상의 막 두께를 지니고 있었다. 이 때문에, 적층 편광 필름(100) 전체의 막 두께도 두꺼워지는 경향이 있으며, 예를 들어, 적층 편광 필름(100)은 190㎛ 이상의 막 두께를 지니고 있었다.
한편, 본 실시형태에 따른 적층 편광 필름(10)은, 폴리엔계 편광 필름(11)과, UV 접착층(12), (14)과, 보호 필름(13)과, 위상차 필름(1/4λ 필름)(15)과, 감압 접착층(16)을 구비한다.
따라서, 적층 편광 필름(10)은 원편광 필름으로 되어 있다. 또, 본 실시형태에 따른 적층 편광 필름(10)은, 폴리엔계 편광 필름(11) 이외에는, 공지의 재료로 구성되면 된다. 감압 접착층(16)은, 예를 들어, 표시장치의 디스플레이(display)에 결착된다. 본 실시형태에서는, 폴리엔계 편광 필름(11)이 박막화되므로, 적층 편광 필름(10) 전체도 박막화된다. 예를 들면, 본 실시형태에서는, 적층 편광 필름(10) 전체의 막 두께를 약 100㎛ 이하로 할 수 있다. 물론, 본 실시형태에 따른 적층 편광 필름은 다른 구조를 지니고 있어도 된다. 적층 편광 필름은 원편광 필름이 아니어도 된다. 또한, 본 실시형태에 따른 적층 편광 필름(11)은 특히 OLED를 사용하는 유기발광 표시장치에 적합하게 적용된다. 최근, 유기발광 표시장치에 적용되는 편광 필름에는, 높은 투과율(예를 들면 44% 이상), 편광도(예를 들면 97% 이상, 98% 이상) 및 신뢰성이 요구된다. 이것에 대해서, 본 실시형태에 따른 폴리엔계 적층 필름은, 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같이, 높은 투과율, 편광도 및 신뢰성을 지닌다.
편광 필름의 제조방법의 변형예
다음에, 편광 필름의 제조방법의 변형예를 설명한다. 전술한 제조방법에서는, 코팅액에 산촉매를 함유시키고 있다. 그러나, 코팅액에 산촉매를 함유시키지 않아도, 폴리비닐 알코올 필름의 건식 연신과 탈수 처리를 별개의 공정에서 행함으로써, 양호한 광학특성을 지니는 편광 필름을 제작할 수 있다. 이하, 변형예에 따른 제조방법을 설명한다.
우선, 폴리비닐 알코올을 함유하는 코팅액을 이용해서, 폴리비닐 알코올 필름을 제작한다. 구체적인 제법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 우선, 폴리비닐 알코올을 함유하는 코팅액을 제작한다. 구체적으로는, 물에 폴리비닐 알코올을 투입하고, 물 및 폴리비닐 알코올의 혼합액을 교반하면서 가열함으로써, 폴리비닐 알코올을 물에 충분히 용해시킨다. 이것에 의해, 코팅액을 제작한다. 다음에, 코팅액을 기판(예를 들면 무연신 필름) 상에 코팅하고, 건조시킴으로써, 폴리비닐 알코올 필름을 기판 상에 형성한다. 여기에서, 폴리비닐 알코올 필름의 층 두께는 특별히 제한되지 않지만, 최종적으로 제작되는 폴리엔계 편광 필름의 막 두께가 약 10㎛ 미만으로 되도록 조정될 수 있다. 한편, 폴리비닐 알코올 필름은 기존 제품의 것이어도 무방하다.
이어서, 폴리비닐 알코올 필름에 산촉매(의 수용액)를 함침시킴으로써, 산촉매 함침 필름을 제작한다. 산촉매의 종류 및 함침시간은 특별히 문제없고, 종래와 마찬가지의 산촉매 및 함침시간이 적용가능하다.
다음에, 산촉매 함침 필름을 건식 연신시킴으로써, 건식 연신 필름을 제작한다. 건식 연신의 구체적인 방법은, 전술한 방법과 마찬가지이다. 다음에, 건식 연신 필름에 탈수 반응을 행하게 한다. 구체적인 방법은 전술한 방법과 마찬가지이다. 이 변형예에서는, 산촉매 함침 필름에 함침시킨 산촉매를 이용해서 탈수 처리를 행한다. 다음에, 전술한 제조방법과 마찬가지로 습식 연신, 건조를 행한다. 이것에 의해, 폴리엔계 편광 필름이 제작된다. 이와 같이, 본 변형예에서는, 건식 연신 및 탈수 처리를 별개의 공정에서 행하는 것 이외에는, 종래와 마찬가지 방법에 의해 폴리엔계 편광 필름을 제작한다. 이 변형예에 의해서도, 높은 투과율(예를 들면 약 44% 이상) 및 높은 편광도(예를 들면 약 98% 이상)의 폴리엔계 편광 필름이 제작된다.
실시예
실시예 1
다음에, 본 실시형태의 실시예 1에 대해서 설명한다. 본 실시예 1에서는, 이하와 같이 폴리엔계 편광 필름 및 적층 편광 필름을 제작하였다.
(제1단계)
우선, 용매인 물에 폴리비닐 알코올(니혼 사쿠비 포발(VAN & POVAL)사 제품 JC-25)을 투입하였다. 다음에, 물 및 폴리비닐 알코올의 혼합액을 교반하면서 가열함으로써, 폴리비닐 알코올을 물에 충분히 용해시켰다. 이어서, 폴리비닐 알코올 수용액에, 파라톨루엔 설폰산 및 레벨링제(DIC 주식회사의 메가파크(MEGAFACE))를 투입하고, 교반함으로써, 코팅액을 제작하였다. 여기에서, 코팅액 중의 물, 폴리비닐 알코올 및 파라톨루엔 설폰산의 함침비(질량비)는 89.5질량%:10질량%:0.5질량%였다. 또한, 레벨링제의 질량비는 구체적으로는, 물, 폴리비닐 알코올 및 파라톨루엔 설폰산의 총질량에 대해서 0.002질량%였다.
다음에, 아이소프탈산 공중합 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 구성되는 무연신 필름을 기판으로서 준비하고, 코팅액을 기판 상에 코팅하였다. 이어서, 코팅액을 건조시킴으로써, 폴리비닐 알코올 필름을 제작하였다. 폴리비닐 알코올 필름의 막 두께는 10㎛였다.
(제2단계)
폴리비닐 알코올 필름을 120℃로 예열된 오븐에 투입하고, 폴리비닐 알코올 필름 및 기판을 합쳐서 소정 방향으로 4.2배 건식 연신시켰다. 이것에 의해, 건식 연신 필름을 제작하였다. 다음에, 건식 연신 필름을 130℃에서 120초 가열함으로써, 건식 연신 필름 중의 폴리비닐 알코올에 탈수 반응을 행하게 하였다. 즉, 건식 연신 필름에 폴리엔(탄소 이중 결합)을 형성하였다. 이것에 의해, 탈수 처리된 건식 연신 필름(탈수 필름)을 제작하였다.
다음에, 85℃로 조정한 7질량% 붕산 수용액(붕산 수용액 총질량에 대해서 7질량%의 붕산을 함유하는 붕산 수용액) 중에 탈수 필름을 투입하고, 탈수 필름을 붕산 수용액 중에서 건식 연신과 같은 방향으로 1.25배 습식 연신시켰다. 이것에 의해, 폴리비닐 알코올 필름을 합계 5.25배 연신시켰다. 그 후, 습식 연신 필름(습식 연신 된 탈수 필름)을 80℃로 예열된 오븐에 투입하고, 80℃에서 2분간 건조시켰다. 이것에 의해, 실시예 1에 따른 폴리엔계 편광 필름을 제작하였다. 폴리엔계 편광 필름의 막 두께는 5㎛였다.
다음에, 하기 배합의 UV 접착제를 제작하였다.
(a) 90질량%, (b) 10질량%, (c) 1질량% 및 (d) 2질량%를 교반기를 이용해서 혼합하였다. 또, (c), (d)의 함유비는 (a)+(b)의 질량에 대한 외수이다.
(a) 4HBA(4-하이드록시뷰틸아크릴레이트)
(b) 셀록사이드 2021P(CEL2021P)(3,4-에폭시사이클로헥실메틸 3,4-에폭시사이클로헥산카복실레이트(3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexane carboxylate))(주식회사 다이셀 제품)
(c) TPO(2,4,6-트라이메틸벤조일-다이페닐-포스핀옥사이드(trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide))(치바스페셜티케미컬(Ciba Specialty Chemicals)사 제품)
(d) CPI-110P(p-페닐티오페닐다이페닐설포늄(phenylthiophenyldiphenylsulfonium) PF6염)(산아프로(SAN-APRO)사 제품)
다음에, 폴리엔계 편광 필름의 표면(폴리엔계 편광 필름 및 기판으로 이루어진 적층막의 표리면 중, 폴리엔계 편광 필름이 노출되는 면)에 UV 접착제를 두께 2㎛로 도포하였다. 다음에, UV 접착제를 감합(勘合)하도록 해서 막 두께 50㎛의 보호 필름(자외선 흡수제 함유 트라이아세틸셀룰로스계 필름: 후지필름사 제품 「후지택(FUJITAC)」)을 폴리엔계 편광 필름의 표면에 라미네이트(laminate)하였다. 이것에 의해, 폴리엔계 편광 필름 및 기판으로 이루어진 적층막을 보호 필름에 붙였다. 다음에, 1000mJ의 UV광을 적층막에 조사함으로써, UV 접착제를 경화시켰다. 다음에, 폴리엔계 편광 필름으로부터 기판을 박리하였다.
다음에, 폴리엔계 편광 필름의 이면(상기 박리에 의해 노출된 면)에 UV 접착제를 두께 2㎛로 도포하였다. 다음에, 폴리엔계 편광 필름의 이면에 막 두께 50㎛의 위상차 필름(1/4 파장판, 데이진카세이(帝人化成)사 제품 「WRS」)을 폴리엔계 편광 필름의 광학흡수축과 1/4 파장판의 지연위상축이 45도로 되도록 붙였다. 다음에, 상기와 마찬가지 처리에 의해 UV 접착제를 경화시켰다. 이것에 의해, 평가용의 적층 편광 필름을 제작하였다.
실시예 2
실시예 1의 제2단계를 이하와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 처리를 행하였다.
(제2단계)
폴리비닐 알코올 필름을 120℃로 예열된 오븐에 투입하고, 폴리비닐 알코올 필름 및 기판을 맞추어서 소정 방향으로 4.2배 건식 연신시켰다. 이것에 의해, 건식 연신 필름을 제작하였다. 다음에, 건식 연신 필름을 130℃로 가열한 오일 배스에 120초 침지시킴으로써, 건식 연신 필름 중의 폴리비닐 알코올에 탈수 반응을 행하게 하였다. 즉, 건식 연신 필름에 폴리엔(탄소 이중 결합)을 형성하였다. 그 후, 실시예 1과 마찬가지의 처리를 행하였다.
실시예 3
실시예 3에서는 전술한 변형예에 대응하는 편광 필름을 제작하였다. 구체적으로는, 폴리비닐 알코올 필름(막 두께 60㎛, 쿠라레이사 제품)을 0.05㏖% 염산수에 1분 함침 후, 24℃에서 30분 건조시켰다. 이것에 의해 제작된 산촉매 함침 필름을 표면온도 450℃의 IR 히터에 투입하고, 산촉매 함침 필름을 3.3배로 건식 연신시켰다. 이것에 의해 제작된 건식 연신 필름을 표면온도 450℃의 IR 히터 내에 18초간 유지시킴으로써, 건식 연신 필름에 탈수 처리를 행하게 하였다. 또, 탈수 처리 후의 건식 연신 필름(탈수 필름)의 투과율은 26.9%였다. 다음에, 탈수 필름을 온도 85℃의 7질량% 붕산욕 중에서 1.79배로 습식 연신시켰다. 이것에 의해, 습식 연신 필름을 제작하였다. 습식 연신 필름의 총 연신배율은 5.9배였다. 다음에, 습식 연신 필름을 80℃의 오븐에서 건조시킴으로써, 편광 필름을 제작하였다. 다음에, 편광 필름에 대해서 실시예 1과 마찬가지의 처리를 행함으로써, 평가용의 적층 편광 필름을 제작하였다.
비교예
실시예 1의 제2단계를 이하와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 처리를 행하였다.
(제2단계)
폴리비닐 알코올 필름을 130℃로 예열된 오븐에 투입하고, 130℃에서 120초 가열하였다. 이것에 의해, 폴리비닐 알코올 필름 중의 폴리비닐 알코올에 탈수 반응을 행하게 함으로써, 폴리엔(탄소 이중 결합)을 형성하였다. 한편, 폴리비닐 알코올에 탈수 반응을 행하게 함과 동시에, 폴리비닐 알코올 필름 및 기판을 정리해서 소정 방향으로 4배 건식 연신시켰다.
다음에, 85℃로 조정한 5질량% 붕산 수용액(붕산 수용액 총질량에 대해서 5질량%의 붕산을 함유하는 붕산 수용액) 중에 건식 연신 후의 폴리비닐 알코올 필름을 투입하고, 폴리비닐 알코올 필름 및 기판을 붕산 수용액 중에서 건식 연신과 같은 방향으로 1.5배 습식 연신시켰다. 이것에 의해, 폴리비닐 알코올 필름을 합계 6배 연신시켰다. 다음에, 습식 연신 후의 폴리비닐 알코올 필름을 80℃로 예열된 오븐에 투입하고, 80℃에서 2분간 건조시켰다. 이것에 의해, 비교예에 따른 폴리엔계 편광 필름을 제작하였다. 폴리엔계 편광 필름의 막 두께는 5㎛였다.
(평가 방법)
실시예 1 내지 3 및 비교예에 따른 적층 편광 필름의 편광도 및 투과율(단체 투과율)을 이하의 처리에 의해 평가하였다.
측정 장치: 자외가시분광 광도계(니혼분코(日本分光)사 제품 V7100)
측정 방법: 편광소자의 단체 투과율 T(%), 평행 투과율 Tp(%), 직교 투과율 Tc(%)를 측정. 이들은 JIS Z8701의 2도 시야(C광원)에 의해 측정해서 시감도 보정을 행한 Y값이다. 편광도 P를 상기 투과율을 이용해서, 다음 식 1에 의해 구하였다.
[식 1]
편광도 P(%) ＝ √｛(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}×100
측정 결과를 표 1에 나타낸다.
또한, 투과율과 편광도를 합쳐서 평가하는 지표인 Ｓ값(order parameter)도 아울러서 표 1에 나타냈다.
표 1
T(%) P(%) S(%)
실시예 1 44.55 98.180 0.926
실시예 2 44.00 99.065 0.931
실시예 3 44.00 99.150 0.932
비교예 44.90 97.085 0.920
(계산식)
S=(As-Ap)/(As+2Ap), As=-logTs, Ts=T(1-P), Ap=-logTp, Tp=T(1+P)
이 평가에 따르면, 실시예 1 내지 3에 따른 적층 편광 필름은, 폴리비닐 알코올 필름의 건식 연신과 탈수 처리를 별개의 공정에서 행하므로, 탈수 반응에서 경화되기 전에 폴리비닐 알코올 분자를 충분히 연신방향으로 신장시킬 수 있다. 이 결과, 실시예 1 내지 3에 따른 적층 편광 필름은 고편광도와 고투과율을 양립시키고 있는 것을 알 수 있다.
실시예 4 내지 6
실시예 4 내지 6에서는, 파라톨루엔 설폰산의 함유비 및 탈수 처리 시의 탈수 시간(가열 시간)을 하기 표 2와 같이 변경하고, 건식 연신 필름의 탈수 처리까지의 처리를 행하였다. 구체적인 처리 내용은 실시예 1과 마찬가지로 하였다. 이것에 의해, 실시예 4 내지 6에 따른 탈수 필름을 제작하였다. 이들 탈수 필름은 폴리비닐 알코올 필름 및 기판으로 구성된다.
그리고, 실시예 4 내지 6에 따른 탈수 필름의 투과율(단체 투과율)을 실시예 1과 마찬가지의 처리에 의해 측정하였다. 측정 결과를 표 2에 나타낸다. 또한, 실시예 1의 탈수 필름의 투과율도 표 2에 나타낸다.
표 2
함유량(질량%) 탈수시간(분) 투과율(%)
실시예 1 5 2 40.3
실시예 4 10 1 27
실시예 5 4 10 39
실시예 6 2 45 40
실시예 1, 5, 6의 투과율은 약 44%를 밑돌고 있지만, 탈수 필름에 실시예 1 과 마찬가지의 습식 연신을 실시함으로써, 투과율을 약 44% 이상으로 할 수 있다. 또, 실시예 4에서는, 투과율이 실시예 1, 5, 6보다도 밑돌고 있지만, 탈수 시간을 1분보다도 짧게 함으로써, 투과율을 약 40% 정도로 할 수 있다. 즉, 산촉매의 함유비가 클 경우, 탈수 반응의 진행이 빠르므로, 상기 탈수 시간(1분)에서도 반응이 과도하게 진행되고 있다. 따라서, 실시예 4에서는, 탈수 시간을 보다 짧게 함으로써, 투과율을 약 40% 정도로 할 수 있다. 또한, 실시예 6에서는, 투과율은 높지만, 탈수 시간이 매우 길게 되어 있다. 롤-투-롤(roll-to-rol1)에서 필름을 제조할 경우, 탈수 시간이 길수록 건조로도 길어진다. 이와 같이, 투과율의 제어 및 탈수 시간의 관점에서는, 산촉매의 함유비는 폴리비닐 알코올 100 중량부를 기준으로 약 4 질량부 이상 약 10 질량부 이하일 수 있다.
신뢰성의 비교 시험
다음에, 실시예 1에 따른 폴리엔계 편광 필름의 신뢰성과 요오드계 편광 필름의 신뢰성을 비교하는 비교 시험을 행하였다. 여기에서, 요오드계 편광 필름은 CEHIL INDUSTRIES제의 것을 사용하였다.
구체적으로는, 실시예 1에 따른 폴리엔계 편광 필름과 요오드계 편광 필름을 고온고습(60℃ 95RH%(상대습도))의 환경 하에 설치하고, 각 필름의 투과율 및 편광도의 시간변화를 측정하였다. 또, 투과율 및 편광도의 측정은 전술한 (평가)와 마찬가지로 행하였다. 측정 결과를 도 2 및 도 3에 나타낸다.
도 2는 각 필름의 투과율의 시간변화를 나타내고, 도 3은 각 필름의 편광도의 시간변화를 나타낸다. 가로축은 시험 개시 시점부터의 시간, 세로축은 각 측정 시점에서의 측정값으로부터 시험 개시 시점에서의 측정값(초기값)을 감산한 값을 나타낸다. 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 요오드계 편광 필름의 투과율은, 시험 개시 직후부터 증가하고, 편광도는 크게 저하하고 있는 것에 대해서, 폴리엔계 편광 필름의 투과율 및 편광도는, 시험 개시 후에 거의 변동하고 있지 않다. 또, 편광 필름을 유기발광 표시장치에 적용할 경우, 그 편광 필름에는, 시험 개시로부터 500시간 경과 후의 측정값과 초기값의 차이분이 ±3% 이내인 것이 요구되는 일이 많다. 이것에 대해서, 실시예 1에 따른 편광 필름의 측정값은 이 요건을 충족시킨다. 그러나, 요오드계 편광 필름은, 특히 편광도에 있어서 이 요건을 충족시키지 않는다. 따라서, 본 실시예 1에 따른 폴리엔계 편광 필름은, 요오드계 편광 필름보다도 신뢰성(여기에서는 내열성)이 우수하고, 또한, 유기발광 표시장치에도 적합하게 된다.
이상으로부터, 본 실시형태에 따른 폴리엔계 편광 필름의 제조방법은, 산촉매 및 폴리비닐 알코올을 함유하는 코팅액을 이용해서 폴리비닐 알코올 필름을 제작하는 단계와, 폴리비닐 알코올 필름의 건식 연신과 탈수 처리를 별개의 공정에서 행하는 단계를 포함한다.
따라서, 폴리비닐 알코올 필름 내에 고농도의 산촉매를 균일하게 분산시킬 수 있으므로, 종래와 같이 환경 온도 등을 정확하게 제어하지 않아도, 다수의 탄소 이중 결합이 균일하게 형성된 폴리엔계 편광 필름을 제작할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 따른 제조방법에 따르면, 고편광도와 고투과율을 양립시킨 폴리엔계 편광 필름, 즉, 광학특성이 양호한 편광 필름을 안정적으로 제조하는 것이 가능해진다. 또, 본 실시형태에 따른 폴리엔계 편광 필름은, 신뢰성(안정성)이 요오드형 편광 필름보다도 우수하다.
따라서, 이러한 고편광도 및 고투과율을 지니는 폴리엔계 편광 필름은, 예를 들면, 유기발광 표시장치(유기발광 다이오드를 사용한 유기발광 표시장치)의 반사 방지 적층 편광 필름에 적합하다. 즉, 편광 필름을 유기발광 표시장치에 적용할 경우, 편광 필름에는, 높은 투과율 및 편광도 외에, 높은 신뢰성도 요구된다. 이것에 대해서, 폴리엔계 편광 필름은 본질적으로 고온고습에 대한 내구성(신뢰성)이 강하다. 또한, 본 실시형태에 따른 폴리엔계 편광 필름은 높은 투과율 및 편광도를 지닌다. 즉, 본 실시형태에 따른 폴리엔계 편광 필름은, 광학특성이 양호할 뿐만 아니라, 신뢰성도 크다. 따라서, 본 실시형태에 따른 폴리엔계 편광 필름은 유기발광 표시장치에 적합하여, 본 실시형태에 따른 폴리엔계 편광 필름을 유기발광 표시장치에 적용함으로써, 유기발광 표시장치에 요구되는 광학특성(고투과율, 고편광도 및 고신뢰성)이 모두 충족되는 유기발광 표시장치가 제공된다.
특히, 본 실시형태에 따른 폴리엔계 편광 필름은, 건식 연신 처리와 탈수 반응(탈수 처리)을 별개의 공정에서 행하므로, 탈수 반응으로 경화되기 전에 폴리비닐 알코올 분자를 충분히 연신방향으로 신장시킬 수 있다. 이 결과, 투과율 약 44% 이상 또한 편광도 약 98% 이상이라고 하는 매우 높은 투과율을 실현하면서, 편광도도 높은 값이 실현된다.
또, 산촉매는 저휘발성의 산촉매이므로, 폴리엔 생성 시 증발되기 어렵다. 따라서, 본 실시형태에 따른 제조방법은, 폴리엔 생성 시에도 폴리비닐 알코올 내의 산농도를 보다 균일하게 할 수 있다.
또한, 산촉매는, 100℃에서의 중량감소율이 약 3질량% 미만이므로, 폴리엔 생성 시 증발되기 어렵다. 따라서, 본 실시형태에 따른 제조방법은, 폴리엔 생성 시에도 폴리비닐 알코올 내의 산농도를 보다 균일하게 할 수 있다.
또, 산촉매는 유기산이므로, 폴리엔 생성 시 증발되기 어렵다. 따라서, 본 실시형태에 따른 제조방법은, 폴리엔 생성 시에도 폴리비닐 알코올 내의 산농도를 보다 균일하게 할 수 있다.
또한, 유기산은, 카복실기 및 설포기로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 작용기를 지니므로, 폴리엔 생성 시 증발되기 어렵다. 따라서, 본 실시형태에 따른 제조방법은, 폴리엔 생성 시에도 폴리비닐 알코올 내의 산농도를 보다 균일하게 할 수 있다.
또, 본 실시형태에 따른 제조방법에서는, 코팅액은 폴리비닐 알코올 100 중량부를 기준으로 산촉매를 약 2 중량부 이상 약 10 중량부 이하로 함유하고, 예를 들면, 약 4.0 중량부 이상 약 10.0 중량부 이하로 함유한다. 따라서, 본 실시형태에 따른 제조방법은 보다 고편광도이면서도 고투과율의 폴리엔계 편광 필름을 제작할 수 있다.
또한, 산촉매의 함유량이 폴리비닐 알코올 100 중량부를 기준으로 약 5 중량부일 경우, 본 실시형태에 따른 제조방법은 보다 고편광도이면서도 고투과율의 폴리엔계 편광 필름을 제작할 수 있다.
또, 본 실시형태에 따른 제조방법은, 폴리엔계 편광 필름을 박막화할 수 있다. 구체적으로는, 본 실시형태에 따른 제조방법은 폴리엔계 편광 필름의 막 두께를 약 10㎛ 미만으로 할 수 있다. 이것에 의해, 폴리엔계 편광 필름을 대화면 유기발광 표시장치에 적용했을 경우이더라도, 폴리엔계 편광 필름의 수축을 저감시킬 수 있고, 나아가서는, 유기발광 표시장치의 휨을 저감시킬 수 있다.
또한, 탈수 반응은, 폴리비닐 알코올 필름을 오일 배스에 침지시킴으로써 행해지므로, 고편광도이면서도 고투과율의 폴리엔계 편광 필름을 용이하게 제작할 수 있다. 또한, 이 관점에 의해 제작된 폴리엔계 편광 필름은, 품질이 안정적이다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 상세히 설명했지만, 본 발명은 이러한 예로 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자라면, 특허청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예에 생각이 미칠 수 있는 것은 명확한 바, 이들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다. 예를 들어, 전술한 실시형태에서는, 오일 배스를 이용한 탈수 반응과 건식 연신을 별개로 행하였지만, 오일 배스 중에서 연신을 행해도 된다.

Claims (17)

  1. 폴리비닐 알코올 필름을 건식 연신시킴으로써, 건식 연신 필름을 제작하는 단계; 및
    산촉매를 이용해서 상기 건식 연신 필름에 탈수 반응을 행하게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 폴리엔계 편광 필름의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리비닐 알코올 필름에 상기 산촉매를 함침시킴으로써 산촉매 함침 필름을 제작하고, 상기 산촉매 함침 필름을 건식 연신시킴으로써, 상기 건식 연신 필름을 제작하는 것을 특징으로 하는, 폴리엔계 편광 필름의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 폴리비닐 알코올 및 상기 산촉매를 함유하는 코팅액을 이용해서, 상기 폴리비닐 알코올 필름을 제작하는 것을 특징으로 하는, 폴리엔계 편광 필름의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 산촉매는 저휘발성의 산촉매인 것을 특징으로 하는, 폴리엔계 편광 필름의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 산촉매는, 100℃에서의 중량감소율이 약 3질량% 미만인 것을 특징으로 하는, 폴리엔계 편광 필름의 제조방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 산촉매는 유기산인 것을 특징으로 하는, 폴리엔계 편광 필름의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 유기산은 카복실기 및 설포기로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 작용기를 지니는 것을 특징으로 하는, 폴리엔계 편광 필름의 제조방법.
  8. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅액은 폴리비닐 알코올 100 중량부를 기준으로 상기 산촉매를 약 2 중량부 이상 약 10 중량부 이하로 함유하는 것을 특징으로 하는, 폴리엔계 편광 필름의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 코팅액은 폴리비닐 알코올 100 중량부를 기준으로 상기 산촉매를 약 4.0 중량부 이상 약 10.0 중량부 이하로 함유하는 것을 특징으로 하는, 폴리엔계 편광 필름의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 산촉매의 함유량은 상기 폴리비닐 알코올의 100 중량부를 기준으로 약 5 중량부인 것을 특징으로 하는, 폴리엔계 편광 필름의 제조방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탈수 반응은 상기 폴리비닐 알코올 필름을 오일 배스에 침지시킴으로써 행해지는 것을 특징으로 하는, 폴리엔계 편광 필름의 제조방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 제조방법에 의해 제작되는 폴리엔계 편광 필름.
  13. 투과율이 약 44% 이상이고, 또한 편광도가 약 98% 이상인 것을 특징으로 하는 폴리엔계 편광 필름.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 막 두께가 약 10㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 폴리엔계 편광 필름.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 폴리엔계 편광 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 편광 필름.
  16. 제15항에 기재된 적층 편광 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 표시장치는 유기발광 다이오드를 사용한 유기발광 표시장치인 것을 특징으로 하는 표시장치.
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