KR101614961B1 - 편광판 - Google Patents

Abstract

폴리비닐알콜 수지를 포함하는 편광 필름의 양면에 박리 가능한 보호 필름이 적층되어 있고, 상기 편광 필름과 상기 보호 필름 사이의 박리력이 0.01∼0.5 N/25 ㎜의 범위 내인 편광판이다. 보호 필름은 자기 점착성을 가지며 그대로 편광 필름 표면 상에 직접 적층되어 있어도 좋고, 점착제층을 가지면서 그 점착제층을 통해 편광 필름 표면에 적층되어 있어도 좋다.

Description

편광판{POLARIZING PLATE}

본 발명은 폴리비닐알콜 수지를 포함하는 편광 필름의 양면에 박리 가능한 보호 필름이 적층된 편광판에 관한 것이다.

편광판은 액정 표시 장치에서의 편광의 공급 소자로서 또한 편광의 검출 소자로서 널리 이용되고 있다. 종래부터, 이러한 편광판으로서, 폴리비닐알콜을 포함하는 편광 필름 표면에 트리아세틸셀룰로오스를 포함하는 보호 필름을 접착한 것이 사용되고 있지만, 최근, 노트형 퍼스널 컴퓨터나 휴대 전화 등 모바일 기기에 적용되는 액정 표시 장치에의 전개, 또한 대형 텔레비전용 액정 표시 장치에의 전개 등에 따라 편광판에는 박육 경량화(薄肉輕量化)가 요구되고 있다.

일반적으로, 편광 필름은, 폴리비닐알콜 수지에 요오드 등으로 대표되는 이색성 염료를 함침시키고, 고배율로 하여 일축 연신함으로써 제조되고 있다. 이 때문에, 편광 필름은 연신 방향에 평행한 방향으로 찢어지기 쉬워 편광 필름 단독으로는 취급이 곤란하였다. 따라서, 통상은 편광 필름 제조 직후에 접착제를 이용하여 편광 필름의 적어도 편면에 보호 필름을 적층하여 편광판으로 하고 있다. 그런데, 접착제층을 통해 보호 필름을 접합하는 경우에서는, 작업 시의 취급성 등의 점에서 보호 필름을 얇게 하는 것에 한계가 있고 또한 편광 필름 상에 접착제층 및 보호 필름층의 2층이 형성될 필요가 있기 때문에 편광판의 박육화 및 경량화가 곤란하였다.

일본 특허 공개 제2005-43858호 공보에는, 폴리비닐알콜 수지 필름을 포함하는 편광 필름의 적어도 편면에, 수용성의 피막 형성성 조성물을 포함하는 보호층을 통해 박리 필름이 적층되어 있는 편광판이 개시되어 있다. 그러나, 상기 편광판은, 박리 필름을 벗긴 후에도 보호층을 갖는 것으로 한층 더 박육화 및 경량화에는 한계가 있다. 또한, 일본 특허 공개 제2005-43858호 공보에 기재된 편광판에서는, 피막 형성성 조성물을 경화시키기 위해 건조 처리를 행할 필요가 있어 그 만큼 제조 공정이 늘어나게 된다.

발명의 개시

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은 취급이 용이하고, 사용 시까지 편광 필름의 파괴 등을 방지할 수 있으며, 박육화 및 경량화가 실현된 편광판을 제공하는 것이다.

본 발명자들은, 예의 연구를 행한 결과, 적당한 밀착성을 가지고, 필요에 따라 박리하는 것이 가능한 보호 필름이 편광 필름 양면에 적층된 편광판에 의하면, 상기 목적이 달성되는 것을 발견하였다.

즉 본 발명에 따르면, 폴리비닐알콜 수지를 포함하는 편광 필름의 양면에 박리 가능한 보호 필름이 적층되어 있고, 상기 편광 필름과 상기 보호 필름 사이의 박리력이 0.01∼0.5 N/25 ㎜의 범위 내에 있는 편광판이 제공된다.

여기서, 상기 보호 필름은 편광 필름 표면에 접하여 적층될 수 있다. 또한, 보호 필름이 자기 점착성을 갖는 수지를 포함하는 것은 바람직한 형태 중 하나이며, 이 경우의 보호 필름은 폴리에틸렌 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 한편, 보호 필름이 점착제층을 가지며, 그 점착제층을 통해 편광 필름 표면에 적층되어 있어도 좋고, 이 경우의 보호 필름은 폴리에틸렌 수지 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 또한 본 발명에 따라, 상기 편광판을 권취(rolling up)하여 이루어지는 롤형 편광판이 제공된다.

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명에서의 편광 필름은, 폴리비닐알콜 수지를 포함하는 편광 필름이다. 폴리비닐알콜 수지는 통상 폴리초산비닐 수지를 비누화함으로써 얻어진다. 폴리비닐알콜 수지의 비누화도는, 통상 약 85 몰％ 이상, 바람직하게는 약 90 몰％ 이상, 보다 바람직하게는 약 99 몰％∼100 몰％이다. 폴리초산비닐 수지로서는, 초산비닐의 단독 중합체인 폴리초산비닐 외에, 초산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체를 들 수 있다. 초산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예컨대 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화술폰산류 등을 들 수 있다. 상기 초산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체의 구체예로서는, 예컨대 에틸렌-초산비닐 공중합체 등을 들 수 있다. 폴리비닐알콜 수지의 중합도는 통상 약 1000∼10000 정도, 바람직하게는 약 1500∼5000 정도이다.

폴리비닐알콜 수지는 변성되어 있어도 좋고, 예컨대, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈, 폴리비닐부티랄 등도 사용할 수 있다. 통상, 편광 필름 제조에서의 개시 재료로서, 두께가 약 20 ㎛∼100 ㎛, 바람직하게는 약 30 ㎛∼80 ㎛의 폴리비닐알콜 수지 필름의 미연신 필름이 이용된다. 필름의 폭은 공업적으로는 약 1500 ㎜∼4000 ㎜가 실용적이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 이 미연신 필름을, 팽윤 처리, 염색 처리, 붕산 처리, 수세 처리의 순으로 처리하고, 붕산 처리 또는 그보다 전의 공정에서 일축 연신을 시행하고, 마지막으로 건조하여 얻어지는 폴리비닐알콜 편광 필름의 두께는, 예컨대 약 5 ㎛∼50 ㎛ 정도이다.

본 발명에서, 편광 필름의 제작 방법은 특별히 한정되지 않고, 예컨대 (1) 상기 미연신 폴리비닐알콜 수지 필름을, 공기 혹은 불활성 가스 속에서 일축 연신 후, 팽윤 처리, 이색성 색소에 의한 염색 처리, 붕산 처리 및 수세 처리의 순으로 처리하고, 마지막으로 건조를 행하는 방법 및 (2) 상기 미연신 폴리비닐알콜 수지 필름을 팽윤 처리, 이색성 색소에 의한 염색 처리, 붕산 처리 및 수세 처리의 순으로 처리하고, 붕산 처리 공정 및/또는 그 전의 공정에서 습식으로 일축 연신을 행하며 마지막으로 건조를 행하는 방법을 채용할 수 있다.

상기 어떤 방법에서도, 일축 연신은 하나의 공정에서 행하여도 좋고 2개 이상의 공정에서 행하여도 좋지만, 복수의 공정에서 행하는 것이 바람직하다. 연신 방법은 공지의 방법을 채용할 수 있으며, 예컨대 필름을 반송하는 2개의 니프롤(nip roll) 사이에 원주 속도차를 붙여 연신을 행하는 롤간 연신, 일본 특허 제2731813호 공보에 기재된 것과 같은 열롤 연신법, 및 텐더 연신법 등이 있다. 또한, 기본적으로 공정의 순서는 상기와 같지만, 처리욕의 갯수나 처리 조건 등에 제약은 없다. 또한, 상기 (1) 및 (2)의 방법에 기재되어 있지 않은 공정을 필요에 따라 부가하여도 좋다. 이러한 공정의 예로서는 붕산 처리 후에 붕산을 포함하지 않는 요오드화물 수용액에 의한 침지 처리(요오드화물 처리) 또는 붕산을 포함하지 않는 염화아연 등을 함유하는 수용액에 의한 침지 처리(아연 처리) 공정 등을 들 수 있다.

상기 팽윤 처리 공정은, 필름 표면의 이물 제거, 필름 중의 가소제 제거, 다음 공정에서의 이염색성의 부여, 필름의 가소화 등의 목적으로 행해진다. 처리 조건은 이들 목적을 달성할 수 있는 범위에서 또한 폴리비닐알콜 수지 필름의 극단적인 용해, 투명성 상실 등의 문제점이 생기지 않는 범위에서 결정된다. 미리 기체 중에서 연신된 필름을 팽윤시키는 경우에는, 예컨대 약 15℃∼70℃, 바람직하게는 약 30℃∼60℃의 물 또는 수용액에 필름을 침지함으로써 팽윤 처리가 행해진다. 필름의 침지 시간은 약 30초∼300초, 바람직하게는 약 60초∼240초 정도이다. 폴리비닐알콜 수지 필름을 미연신의 상태로 팽윤시키는 경우에는, 예컨대 약 10℃∼50℃, 바람직하게는 약 20℃∼40℃의 물 또는 수용액에 필름을 침지하여 행해진다. 필름의 침지 시간은 약 30초∼300초, 바람직하게는 약 60초∼240초 정도이다.

팽윤 처리에서의 바람직한 팽윤도는 1.05∼2.5배이다. 여기서, 팽윤도란 팽윤 후의 질량/팽윤 전의 질량으로 정의된다. 팽윤도가 작으면, 폴리비닐알콜 수지 필름 중의 가소제 제거가 불충분하게 되는 경우가 많고, 팽윤도가 크면, 팽윤 공정 후에 행해지는 염색 공정에서 염색 얼룩이 발생하기 쉬운 경향이 있다.

상기 (2)의 방법에서는, 상기 팽윤 처리 공정 중에 일축 연신 처리가 시행되어도 좋다. 이 경우, 연신 배율은 3배 이하로 하는 것이 바람직하다. 연신 배율이란, 연신 후의 길이/초기 상태의 길이로 정의된다(이하 동일). 여기서의 연신 배율이 높으면 염색 공정에서 염색 얼룩이 발생하기 쉬워진다.

팽윤 처리 공정에서는 폴리비닐알콜 수지 필름이 폭 방향으로 팽윤하여 상기 필름에 주름이 들어가는 등의 문제가 생기기 쉽기 때문에, 폭확장롤(익스팬더롤), 스파이럴롤, 크라운롤, 클로오드 가이더(cloth guider), 밴드 바(bend bar), 텐터 클립(tenter clip) 등 공지의 폭확장 장치로 필름의 주름을 제거하면서, 필름을 반송하는 것이 바람직하다.

팽윤 처리욕 중에서의 필름 반송을 안정화시킬 목적으로, 상기 팽윤 처리욕에서의 수류를 수중 샤워로 제어하거나, EPC 장치(Edge Position Control 장치: 필름의 단부를 검출하고, 필름의 사행(蛇行)을 방지하는 장치) 등을 병용하거나 하는 것도 유용하다. 본 공정에서는 필름의 주행 방향으로도 필름이 팽윤 확대되기 때문에 반송 방향의 필름의 느슨함을 없애기 위해, 예컨대 팽윤 처리욕 앞뒤의 반송롤의 속도를 컨트롤하는 등의 수단을 강구하는 것이 바람직하다. 또한, 사용하는 팽윤 처리욕은, 순수(純水) 외에, 붕산(일본 특허 공개 평성 제10-153709호 공보에 기재), 염화물(일본 특허 공개 평성 제06-281816호 공보에 기재), 무기산, 무기염, 수용성 유기 용매; 알콜류 등을 약 0.01 질량％∼10 질량％의 범위로 첨가한 수용액도 사용 가능하다.

상기 염색 공정은 폴리비닐알콜 수지 필름에 이색성 색소를 흡착, 배향시키는 등의 목적으로 행해진다. 처리 조건은 이들 목적을 달성할 수 있는 범위에서, 또한 폴리비닐알콜 수지 필름의 극단적인 용해, 투명성 상실 등의 문제점이 생기지 않는 범위에서 결정된다. 이색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우, 예컨대, 약 10℃∼45℃, 바람직하게는 약 20℃∼35℃의 온도 조건 하에서, 질량비로 요오드/요드화칼륨/물=약 0.003∼0.2/약 0.1∼10/100의 농도의 수용액을 이용하여 약 30초∼600초, 바람직하게는 약 60초∼300초 침지 처리를 행한다. 요드화칼륨 대신에, 다른 요오드화물, 예컨대 요오드화아연 등을 이용하여도 좋다. 또한, 다른 요오드화물을 요드화칼륨과 병용하여도 좋다. 또한, 요오드화물 이외의 화합물, 예컨대 붕산, 염화아연, 염화코발트 등을 공존시켜도 좋다. 붕산을 첨가하는 경우, 요오드를 포함한다는 점에서 하기의 붕산 처리와 구별된다. 물 100 질량부에 대하여, 요오드를 약 0.003 질량부 이상 포함하고 있는 것이면 염색 처리욕으로 간주할 수 있다.

이색성 색소로서 수용성 이색성 염료를 이용하는 경우에는, 예컨대 약 20℃∼80℃, 바람직하게는 약 30℃∼70℃의 온도 조건 하에서, 질량비로 이색성 염료/물=약 0.001∼0.1/100의 농도의 수용액을 이용하여 약 30초∼600초, 바람직하게는 약 60초∼300초 침지함으로써 염색 처리를 행한다. 사용하는 이색성 염료의 수용액은, 염색 조제 등을 함유하고 있어도 좋고, 예컨대 황산나트륨 등의 무기염, 계면활성제 등을 함유하고 있어도 좋다. 이색성 염료는 단독이어도 좋고, 두 종류 이상의 이색성 염료를 병용할 수도 있다.

상기한 바와 같이, 상기 (2)의 방법에서는, 상기 염색 처리 중에 일축 연신 처리를 시행하여도 좋다. 일축 연신은 염색 처리욕 앞뒤의 니프롤에 원주 속도차를 갖게 하는 등의 방법으로 행해진다. 또한, 팽윤 처리 공정에서의 연신 처리와 마찬가지로, 폭확장롤(익스팬더롤), 스파이럴롤, 크라운롤, 클로오드 가이더, 밴드 바 등을 염색 처리욕 중에 및/또는 욕출입구에 설치할 수도 있다.

상기 붕산 처리는 대체로 물 100 질량부에 대하여 붕산을 약 1∼10 질량부 함유하는 수용액에 이색성 색소로 염색한 폴리비닐알콜 수지 필름을 침지함으로써 행해진다. 이색성 색소가 요오드인 경우, 물 100 질량부에 대하여 요오드화물을 약 1 질량부∼30 질량부 함유시키는 것이 바람직하다. 요오드화물로서는 요드화칼륨, 요오드화아연 등을 들 수 있다. 또한, 요오드화물 이외의 화합물, 예컨대 염화아연, 염화코발트, 염화지르코늄, 티오황산나트륨, 아황산칼륨, 황산나트륨 등을 공존시켜도 좋다.

여기서, 붕산 처리는 가교에 의한 내수화나 색상 조정(푸르스름해지는 것을 방지하는 등) 등을 위해 실시된다. 가교에 의한 내수화를 위해 붕산 처리가 행해지는 경우에는, 필요에 따라 붕산과 함께 글리옥살, 글루타르알데히드 등의 가교제도 사용할 수 있다. 또한, 내수화를 위한 붕산 처리를 내수화 처리, 가교 처리, 고정화 처리 등의 명칭으로 호칭하는 경우도 있다. 또한, 색상 조정을 위한 붕산 처리를 보색 처리, 재염색 처리 등의 명칭으로 호칭하는 경우도 있다.

붕산 처리에서, 내수화를 위한 붕산 처리와 색상 조정을 위한 붕산 처리는 특별히 구별되는 것이 아니지만, 그 목적에 따라 붕산 및 요오드화물의 농도, 처리욕의 온도를 적절하게 변경하는 것이 바람직하다. 예컨대, 미연신 폴리비닐알콜 수지 필름을 팽윤, 염색한 후, 붕산 처리를 행하는 경우로서, 붕산 처리가 가교에 의한 내수화를 목적으로 하고 있는 경우에는, 물 100 질량부에 대하여 붕산을 약 3 질량부∼10 질량부, 요오드화물을 약 1 질량부∼20 질량부 함유하는 붕산 처리욕을 사용하고, 통상 약 50℃∼70℃, 바람직하게는 약 55℃∼65℃의 온도에서 행해진다. 침지 시간은 통상 약 30초∼600초 정도, 바람직하게는 약 60초∼420초, 보다 바람직하게는 약 90초∼300초이다. 팽윤 처리, 염색 처리 및 연신 처리가 시행된 폴리비닐알콜 수지 필름을 가교에 의한 내수화를 목적으로 하여 붕산 처리하는 경우, 붕산 처리욕의 온도는 통상 약 50℃∼85℃, 바람직하게는 약 55℃∼80℃이다.

내수화를 위한 붕산 처리 후, 색상 조정을 위한 붕산 처리를 행하도록 하여도 좋다. 예컨대, 이색성 염료가 요오드인 경우, 내수화를 위한 붕산 처리로서 물 100 질량부에 대하여 붕산을 약 1 질량부∼5 질량부, 요오드화물을 약 3 질량부∼30 질량부 함유하는 붕산 처리욕을 사용하고 통상 약 10℃∼45℃의 온도에서 붕산 처리가 행해진다. 침지 처리는 통상 약 3초∼300초 정도, 바람직하게는 약 10초∼240초이다. 이어지는 색상 조정을 위한 붕산 처리는 내수화를 위한 붕산 처리에 비하여 통상 낮은 붕산 농도, 높은 요오드화물 농도, 낮은 온도에서 행해진다.

붕산 처리는 단일 공정으로 이루어져 있어도 좋고, 복수의 공정으로 이루어져 있어도 좋지만 통상 2∼5의 공정으로 행해지는 경우가 많다. 이 경우, 사용하는 각 붕산 처리욕의 수용액 조성, 온도는 상기 범위 내에서 동일하여도 달라도 좋다. 상기 내수화를 위한 붕산 처리, 색상 조정을 위한 붕산 처리를 각각 복수의 공정에서 행하여도 좋다.

또한, 붕산 처리 공정 중에 폴리비닐알콜 수지 필름의 연신이 행해져도 좋다. 이 경우, 붕산 처리 공정 전에(예컨대 염색 처리 공정) 부분적인 연신 처리가 미리 행해져 있어도 좋고, 행해져 있지 않아도 좋다. 최종적인 적산(積算) 연신 배율은 약 4배∼7배, 바람직하게는 약 4.5배∼6.5배이다. 여기서 말하는 적산 연신 배율이란 폴리비닐알콜 수지 필름의 길이 방향의 기준 길이가 모든 연신 처리 종료 후의 필름에서 어느 정도의 길이가 되었는지를 의미하고, 예컨대 폴리비닐알콜 수지 필름에서 1 m이던 부분이 모든 연신 처리 종료 후의 필름에서 5 m가 되어 있으면 그때의 적산 연신 배율은 5배가 된다.

상기 붕산 처리 후, 수세 처리가 행해진다. 수세 처리는, 예컨대 내수화 및/또는 색상 조정을 위해 붕산 처리된 폴리비닐알콜 수지 필름을 물에 침지, 물을 샤워로서 분무, 혹은 침지와 분무를 병용함으로써 행해진다. 수세 처리에서 물의 온도는 통상 약 2℃∼40℃ 정도이며, 침지 시간은 약 2초∼120초 정도인 것이 좋다.

여기서, 연신 처리 후의 각각의 공정에서, 폴리비닐알콜 수지 필름의 장력이 각각 실질적으로 일정하게 되도록 장력 제어를 행하여도 좋다. 구체적으로는, 염색 처리 공정에서 연신을 종료한 경우, 이후의 붕산 처리 공정 및 수세 처리 공정에서 장력 제어를 행한다. 염색 처리 공정의 앞 공정에서 연신이 종료되어 있는 경우에는, 염색 처리 공정 및 붕산 처리 공정을 포함하는 이후의 공정에서 장력 제어를 행한다. 붕산 처리 공정이 복수의 붕산 처리 공정으로 이루어지는 경우에는, 최초 또는 최초로부터 2단계째까지의 붕산 처리 공정에서 필름을 연신하고, 연신 처리를 행한 붕산 처리 공정의 다음 붕산 처리 공정에서 수세 공정까지의 각각의 공정에서 장력 제어를 행하거나, 최초로부터 3단계째까지의 붕산 처리 공정에서 필름을 연신하고, 연신 처리를 행한 붕산 처리 공정의 다음 붕산 처리 공정에서 수세 공정까지의 각각의 공정에서 장력 제어를 행하는 것이 바람직하지만, 공업적으로는, 최초 또는 최초로부터 2단계째까지의 붕산 처리 공정에서 필름을 연신하고, 연신 처리를 행한 붕산 처리 공정의 다음 붕산 처리 공정에서 수세 공정까지의 각각의 공정에서 장력 제어를 행하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 붕산 처리 후에, 상기한 요오드화물 처리 또는 아연 처리를 행하는 경우에는, 이들 공정에 대해서도 장력 제어를 행할 수 있다.

팽윤 처리로부터 수세 처리까지의 각각의 공정에서의 장력은 동일하여도 좋고, 달라도 좋다. 장력 제어에서의 폴리비닐알콜 수지 필름에의 장력은 특별히 한정되는 것은 아니며, 단위 폭 당 약 150 N/m∼2000 N/m, 바람직하게는 약 600 N/m∼1500 N/m의 범위 내에서 적절하게 설정된다. 장력이 약 150 N/m를 하회하면, 필름에 주름 등이 생기기 쉬워진다. 한편, 장력이 약 2000 N/m를 넘으면, 필름의 파단이나 베어링의 마모에 의한 저수명화 등의 문제가 생긴다. 또한, 이 단위 폭 당의 장력은 그 공정의 입구 부근의 필름 폭 및 장력 검출기의 장력값으로부터 산출한다. 또한, 장력 제어를 행한 경우에, 불가피하게 약간 연신·수축되는 경우가 있지만, 본 발명에서는 이것을 연신 처리에 포함시키지 않는다.

장력 제어하기 위한 니프롤, 필름의 반송 방향을 제어하기 위한 가이드롤로서는, 고무롤, 스테인레스스틸제 연마롤 및 스펀지 고무롤 등을 사용할 수 있다. 고무롤로서는, NBR 등을 포함하고, 그 경도가 JIS K 6301의 시험 방법으로 측정한 JIS 쇼어 C 스케일로 약 60도∼90도, 바람직하게는 약 70도∼80도, 표면 거칠기가 JIS B 0601(표면 거칠기)의 거칠기 곡선의 국부 피크의 평균 간격(S)으로 나타내어 약 0.1 S∼5 S, 바람직하게는 약 0.5 S∼1 S인 것이 바람직하다.

스테인리스스틸은 SUS304, SUS316 등을 포함하며 막 두께의 균일화를 도모하는데 그 표면 거칠기가 JIS B O6O1(표면 거칠기)의 거칠기 곡선의 피크의 평균 간격(S)으로 나타내어 약 0.2 S∼1.0 S인 것이 바람직하다.

스펀지 고무롤로서는 스폰지의 경도가 JIS K 6301의 시험 방법으로 측정한 JIS 쇼어 C 스케일에서 약 20도∼60도, 바람직하게는 약 25도∼50도, 밀도가 약 0.4∼0.6 g/㎤, 바람직하게는 약 0.42∼0.57 g/㎤, 그리고 표면 거칠기가 JIS B O6O1(표면 거칠기)의 거칠기 곡선의 국부 피크의 평균 간격(S)으로 나타내어 약 10 S∼30 S, 더욱 약 15 S∼25 S인 것이 바람직하다.

마지막으로 건조 처리가 행해진다. 건조 처리는 장력을 조금씩 바꾸어 많은 단계 수로 행하는 편이 바람직하지만, 설비 상의 제약 등으로부터 통상 2단계∼5단계로 행해진다. 2단계로 행해지는 경우, 전단계에서의 장력은 600∼1500 N/m의 범위에서, 후단에서의 장력은 300∼1200 N/m의 범위에서 설정되는 것이 바람직하다. 장력이 지나치게 커지면 필름의 파단이 많아지고 너무 작아지면 주름의 발생이 많아져 바람직하지 못하다. 또한, 앞 단계의 건조 온도를 30℃∼90℃의 범위에서, 뒷 단계의 건조 온도를 50℃∼100℃의 범위에서 설정하는 것이 바람직하다. 온도가 너무 높아지면 필름의 파단이 많아지며 또한 광학 특성이 저하하고, 온도가 너무 낮아지면 금이 많아져서 바람직하지 못하다. 건조 처리 시간은, 예컨대 60초∼600초로 할 수 있고 각 단계에서의 건조 시간은 동일하여도 달라도 좋다. 시간이 너무 길면 생산성의 면에서 바람직하지 못하고, 시간이 너무 짧으면 건조가 불충분하게 되어 바람직하지 못하다. 이상의 공정을 거쳐, 일축 연신되며 이색성 색소가 흡착 배향된 폴리비닐알콜 수지 필름을 포함하는 편광 필름을 얻을 수 있다. 편광 필름의 두께는 통상 5∼40 ㎛ 정도이다.

건조 처리 후의 편광 필름의 수분율은, 바람직하게는 3∼14 질량％, 보다 바람직하게는 3∼10 질량％, 더 바람직하게는 3∼8 질량％이다. 수분율이 14 질량％를 넘으면, 편광 필름이 건열 환경 하에서 수축되기 쉬워진다. 또한, 편광 필름의 수분율은 105℃ 건열 하에서 1시간 유지한 전후의 중량 변화로부터 구할 수 있다.

본 발명의 편광판은 상기 편광 필름의 양면에 박리 가능한 보호 필름이 적층되어 있다. 편광 필름과 보호 필름 사이의 박리력은 O.01∼0.5 N/25 ㎜이며, 바람직하게는 0.01∼0.2 N/25 ㎜, 보다 바람직하게는 0.01∼0.15 N/25 ㎜이다. 편광 필름의 편면에 상기 범위의 박리력을 나타내도록 보호 필름이 적층된 상태라도 편광 필름의 깨짐 방지에 상응하는 효과를 발휘하지만, 핸들링성을 높이는데 있어서는 양면에 보호 필름을 적층하는 것이 바람직하고, 또한 이에 따라 편광 필름의 깨짐 방지 효과도 한층 더 높아진다. 박리력이 0.01 N/25 ㎜ 미만이면, 편광 필름과 보호 필름의 밀착력이 낮기 때문에, 보호 필름의 부분적인 박리가 생기거나 편광판을 롤형 상태로 보관 중에 편광 필름이 연신 방향을 따라(연신 방향과 평행 방향으로) 찢어지거나 하는 경향에 있다. 또한, 박리력이 0.5 N/25 ㎜를 넘으면, 편광 필름으로부터 보호 필름을 박리하는 것이 곤란해지기 때문에 보호 필름 박리 시 편광 필름이 연신 방향을 따라 찢어지기 쉬운 경향에 있다. 또한, 본 발명에서 보호 필름이 「박리 가능」하다는 것은, 편광 필름 및 보호 필름을 파손 또는 흠내는 일 없이 편광 필름과 보호 필름을 분리할 수 있는 것을 의미한다.

여기서, 상기 박리력은 보호 필름이 적층된 편광판을 25 ㎜ 폭으로 컷트하고 편광 필름으로부터 보호 필름을 180°방향으로 벗길 때의 힘을 측정함으로써 구할 수 있다. 박리력의 측정은 온도 23±2℃, 상대 습도 50±5％의 환경 하에서 행해진다.

보호 필름의 재질로서는 핸들링이 용이하며 어느 정도의 투명성이 확보되고 또한 산업 상 대량으로 생산되며 저렴하다는 점에서 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 등을 바람직하게 이용할 수 있고, 이들의 1종 또는 2종 이상을 단층 또는 다층형으로 성형한 필름을 보호 필름으로서 이용할 수 있다. 보호 필름의 두께는 얇은 것이 바람직하지만, 너무 얇으면 강도가 저하하여 가공성이 뒤떨어지는 것이 된다. 한편, 너무 두꺼우면 투명성이 저하하는 등의 문제가 생긴다. 따라서, 보호 필름의 적당한 두께는, 예컨대 약 5∼100 ㎛ 정도이며, 바람직하게는 약 10∼80 ㎛이다.

보호 필름은 편광 필름과 보호 필름 사이의 박리력이 O.01∼0.5 N/25 ㎜가 되도록 편광 필름 표면에 접하여 적층된다. 보호 필름을 자기 점착성을 갖는 수지로 구성하고 그것을 그대로 편광 필름 표면 상에 적층하여도 좋으며, 혹은 점착제층을 갖는 필름로 구성하고 그 점착제층을 개재하여 편광 필름 표면에 적층하여도 좋다. 단, 점착제층을 개재하는 경우에 있어서는, 편광 필름으로부터 보호 필름을 박리하였을 때에 편광 필름 표면에 점착제층 잔사가 남는 경우가 있기 때문에 자기 점착성의 보호 필름을 이용하여 편광 필름 상에 직접 보호 필름을 적층시키는 것이 바람직하다.

자기 점착성의 보호 필름을 이용하는 경우에서, 보호 필름으로서는 그것 단독으로 편광 필름에 대하여 점착성을 갖는(자기 점착성) 수지를 포함하는 필름이 이용되고 이러한 수지 필름으로서 비교적 부드러운 성질을 갖는 폴리에틸렌 수지 필름 등을 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 폴리프로필렌 수지 필름에 폴리에틸렌 수지층이 적층된 필름도 그 폴리에틸렌 수지층이 자기 점착성을 나타내기 때문에 그대로 편광 필름에 적층할 수 있다. 상기 폴리비닐알콜 수지 필름을 포함하는 편광 필름에 대하여 적합한 박리력을 나타내는 자기 점착성 수지 필름의 시판품으로서는, 예컨대, 도레이(주) 제조의 폴리에틸렌 수지를 포함하는 「토레테크」(상품명) 등을 들 수 있다.

한편, 점착제층을 갖는 필름을 보호 필름으로 하는 경우에서의 점착제로서는, 편광 필름과 보호 필름 사이의 박리력이 0.01∼0.5 N/25 ㎜가 되는 범위에서, 특별히 제한되는 것이 아니다. 점착제의 구체예로서는, 예컨대, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지 등을 베이스폴리머로 하는 것을 들 수 있다. 점착제에는, 베이스폴리머 외에, 통상은 가교제가 배합된다. 베이스폴리머의 종류나 중합도 가교제와의 조합 등을 적절하게 설계함으로써 접착력을 조정한 점착제가 시판되어 있기 때문에 이들 중에서 보호 필름과의 사이의 박리력이 상기 범위가 되는 것을 선택하여 사용하면 좋다. 점착제층의 두께는, 특별히 제한되지 않고, 예컨대 5∼40 ㎛ 정도로 할 수 있다. 또한, 점착제층을 갖는 보호 필름을 이용하는 경우, 점착제층이 형성되는 기재(基材) 필름으로서는 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 등을 이용할 수 있다. 그 중에서도, 저렴하게 입수할 수 있는 것으로부터 폴리에틸렌 수지나 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 적합하게 이용할 수 있다.

또한, 상기에서 예시한 수지 필름 표면에 점착제가 부여된 필름이 시판되어 있고 이러한 필름도 또한 본 발명의 보호 필름으로서 적합하게 이용할 수 있다.

시판품의 구체예를 들면, 폴리에틸렌 수지 필름 표면에 점착제층이 형성되어 있는 「써니텍트」[상품명, (주)썬에이카켄으로부터 판매], 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 필름 표면에 점착제층이 형성되어 있는 「E-마스터」[상품명, 닛토덴코(주)로부터 판매], 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 필름 표면에 점착제층이 형성되어 있는 「마스탁」[상품명, 후지모리코교(주)로부터 판매] 등이다. 이들 시판의 점착제를 갖는 필름도 접착력이 각종으로 설계되어 있기 때문에, 이들 중에서 편광 필름과의 사이의 박리력이 0.01∼O.5 N/25 ㎜가 되는 것을 선택하여 사용하면 좋다.

또한, 보호 필름은 피시아이(fish eye) 등의 결함이 적은 편이 바람직하다. 결함이 있으면 편광 필름에 형상이 전사되어 편광 필름의 결함이 되는 경우가 있다.

편광 필름 표면에는 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리 등의 표면 처리를 행하여도 좋다. 이러한 표면 처리에 의해 보호 필름과의 밀착성을 향상시키거나 혹은 저하시킬 수 있고, 이에 따라 박리력을 상기 범위 내로 조정하는 것도 가능하다.

편광 필름과 보호 필름을 접합하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니고, 필름을 중첩하여 롤 등에 의해 접합하면 좋다. 접합에 이용하는 롤은 고무롤과 고무롤의 조합 혹은 고무롤과 금속롤의 조합이 바람직하다. 고무롤의 고무의 종류는 실리콘 고무, 부틸 고무, EPDM 고무, 니트릴 고무 등을 들 수 있다. 그 중에서도 내구성의 면에서 실리콘 고무가 적합하다. 고무롤의 고무 경도는 JIS K 6301에 규정되는 스프링식 경도 시험의 A형으로 측정한 값으로, 통상 20도∼90도의 범위의 것이 이용된다.

본 발명의 편광판에서는 보호 필름이 박리 가능하기 때문에, 필요에 따라 편면 또는 양면의 보호 필름을 박리할 수 있다. 이에 따라, 예컨대 액정셀 등에 편광판을 접합할 때 보호 필름을 박리함으로써 편광 필름 자체를 접합하는 것이 가능해지기 때문에, 액정 표시 장치의 박육화 및 경량화를 도모할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 보호 필름 적층 시에 가열 건조 등의 편광 필름의 광학 특성을 저하시킬 수 있는 처리를 행할 필요가 없기 때문에, 양호한 광학 특성을 유지하는 편광판을 얻을 수 있다.

본 발명의 편광판은, 예컨대 시트형의 형태로 보관, 사용되어도 좋지만, 시트형의 편광판을 권취하여, 롤형의 편광판으로 되는 것이 바람직하다. 이러한 보호 필름이 적층된 상태로 권취된 롤형 편광판은, 예컨대 다음과 같이 하여 액정 패널 제조에 적용할 수 있다. 우선, 롤형 편광으로부터 인출된 편광판은 편면 또는 양면의 보호 필름이 박리되어 그 편광 필름면이 노출된다. 이 편광 필름 표면에는 마찬가지로 롤형체로부터 인출된 다른 보호 필름이나 위상차 필름 등의 광학 보상 필름, 또는 액정셀에 붙이기 위한 점착제 필름이 접합된 후, 그 적층체는 액정셀에 접합된다. 마지막으로, 그 적층체(편광판)를 인출된 시트로부터 분리하여 액정 패널을 얻는다. 이러한 롤형 편광판을 이용한 연속 생산에 의해, 효율적으로 액정 패널을 제조하는 것이 가능해진다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들의 예에 의해 한정되는 것이 아니다.

<실시예 1>

평균 중합도 약 2,400, 비누화도 99.9 몰％ 이상이며 두께 75 ㎛의 폴리비닐알콜 필름을 건식으로 약 5배로 일축 연신하고 또한 긴장 상태를 유지한 채로 60℃의 순수에 1분간 침지한 후 요오드/요드화칼륨/물의 질량비가 0.1/5/100인 수용액에 28℃에서 60초간 침지하였다. 그 후, 요드화칼륨/붕산/물의 질량비가 810.5/7.5/100인 수용액에 72℃에서 300초간 침지하였다. 계속해서 10℃의 순수에서 5초간 세정한 후, 80℃에서 3분간 건조하여, 폴리비닐알콜 수지 필름에 요오드가 흡착 배향된 편광 필름을 얻었다. 얻어진 편광 필름의 양면에 자기 점착성을 갖는 폴리에틸렌 필름인 「토레테크 7332K」[도레이(주) 제조]를 접합하여 편광판을 얻었다. 그 편광판을 연신 방향에 직교하는 1변부를 양손으로 들고 각각의 손으로 역방향으로 힘을 가하여도 찢어지기 어려우며 보호 필름의 존재에 의해 내파열성이 부여되어 있었다. 또한, 보호 필름을 손가락으로 벗기면 용이하게 벗길 수 있었다(박리성 시험).

또한, 상기 편광판에 대해서, 편광 필름과 보호 필름 사이의 박리력을 측정하였다. 측정에는 상기 편광판을 25 ㎜ 폭으로 추출하여 측정 샘플로 하고 (주)시마즈세이사쿠쇼 제조의 정밀 만능 시험기 「오토그래프 AC-IS」를 이용하여 편광 필름으로부터 보호 필름을 180°방향으로 벗길 때의 힘을 온도 23±2℃, 상대 습도 50±5％의 환경 하에서 측정하여 박리력으로 하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

<실시예 2>

보호 필름을 점착제를 갖는 폴리에틸렌 필름 「써니텍트 PAC 2-70」[(주)썬에이카켄]으로 변경하고 그 점착제 측을 편광 필름에 접합한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다. 실시예 1과 마찬가지로, 박리성 시험을 행하였는데 실시예 1과 비교하면 약간 힘이 필요했지만 박리 가능하였다. 박리력의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.

<비교예 1>

보호 필름을 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 「PET E5100-50」[토요호(주) 제조](표 1에서는 PET라고 함)으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다. 박리성 시험을 행하였는데 편광 필름과 보호 필름 사이가 전혀 접착되어 있지 않고 보호 필름은 편광 필름 상에 단순히 올라가 있을 뿐이어서 양자는 매우 용이하게 박리되었다. 그 때문에 그 후의 핸들링에서 편광 필름이 연신 방향으로 찢어졌다. 박리력의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.

<비교예 2>

보호 필름을 점착제를 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 「마스탁 NBO-0424」[후지모리코교(주) 제조](표 1에서는 점착제를 갖는 PET라고 함)로 변경하고 그 점착제 측을 편광 필름에 접합한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다. 박리성 시험을 행하였는데 박리는 가능하였지만 편광 필름과 보호 필름 사이의 접착력이 너무 강하기 때문에, 보호 필름이 박리될 때에 편광 필름이 찢어졌다. 박리력의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.

	보호 필름	박리력
실시예 1	폴리에틸렌	0.11
실시예 2	점착제를 갖는 폴리에틸렌	0.15
비교예 1	PET	0(측정 불능)
비교예 2	점착제를 갖는 PET	0.58

본 발명의 편광판에서는 보호 필름이 편광 필름에 대하여 적절한 밀착성을 가지면서도 박리 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 본 발명의 편광판은 적층된 보호 필름에 의해 편광 필름의 파손 등이 방지되며, 필요에 따라, 편면 또는 양면의 보호 필름을 박리함으로써 편광 필름만을 포함하는 단층 필름을 용이하게 얻을 수 있다. 이러한 본 발명의 편광판에 의하면, 액정셀 등에의 접합시 직전에 보호 필름을 박리하여 편광 필름만을 액정셀 등에 접합할 수 있기 때문에, 액정 표시 장치에 탑재되는 편광판 두께 및 중량의 저감(低減)이 도모되고, 그 때문에 액정 표시 장치의 박육화 및 경량화에 기여할 수 있다.

Claims (7)

1. 폴리비닐알콜 수지를 포함하는 편광 필름의 양면에, 자기 점착성을 갖는 수지를 포함하는 박리 가능한 보호 필름이, 상기 편광 필름 표면과 접하여 적층되어 있는 편광판으로서,
   상기 편광 필름과 상기 보호 필름 사이의 박리력은 0.01∼0.5 N/25 ㎜의 범위 내에 있는 것인 편광판.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 보호 필름은 폴리에틸렌 수지를 포함하는 것인 편광판.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항 또는 제4항의 편광판을 권취(rolling up)하여 이루어지는 롤형 편광판.