KR20060089728A

KR20060089728A - 편광 필름의 제조 방법, 편광 필름 및 이것을 사용한 화상표시 장치

Info

Publication number: KR20060089728A
Application number: KR1020067006144A
Authority: KR
Inventors: 히로아키 미즈시마; 타다유키 카메야마; 유이치로 스기노
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2003-09-29
Filing date: 2004-09-28
Publication date: 2006-08-09
Also published as: WO2005031408A1; KR100861157B1; US7820080B2; TW200521502A; CN1860389A; TWI297400B; CN100454052C; US20070207277A1

Abstract

본 발명은 염색 처리 공정 및 연신 처리 공정을 갖는 편광 필름의 제조 방법이며, 하나 이상의 처리액에, 복수매의 필름이 접촉하지 않고 동시에 침지되는 편광 필름의 제조 방법을 제공하는 것이다.

편광 필름, 염색 처리 공정, 연신 처리 공정, 복수매의 필름

Description

편광 필름의 제조 방법, 편광 필름 및 이것을 사용한 화상 표시 장치 {Method For Producing Polarizing Film, Polarizing Film and Image Display Using Same}

본 발명은 액정 표시 장치(LCD), 전계 발광 표시 장치(ELD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 및 전계 방출 디스플레이(FED) 등의 화상 표시 장치, 특히 액정 표시 장치에 사용하는 편광 필름의 제조 방법, 또한 이 제조 방법에 의해 얻어진 편광 필름에 관한 것이다. 또한, 이 편광 필름에 광학층을 적층한 광학 필름, 편광판, 및 상기 편광 필름, 또는 상기 광학 필름을 갖는 화상 표시 장치에 관한 것이다.

화상 표시 장치(특히 액정 표시 장치)에 사용되는 편광 필름은, 밝고 색의 재현성이 양호한 화상을 제공하기 위해서, 높은 투과율과 높은 편광도를 겸비하는 것이 필요하다. 이러한 편광 필름은 종래, 폴리비닐알코올 (PVA)계 등의 필름을 2색성 요오드 또는 2색성 염료 등의 2색성 물질로 염색하고 일축 연신 등의 방법에 의해 배향시킴으로써 제조되고 있다.

최근, 액정 표시 장치의 수요 증대와 함께, 그것에 사용되는 편광 필름의 수요가 증대하고 있고, 부가적으로 더욱 높은 수준의 광학 특성 및 불균일이나 이물 질 등의 결점이 없는 면내 균일성이 우수한 편광 필름이 요구되고 있다(예를 들면, 참고 문헌 1 참조). 이 편광 필름에 있어서의 높은 수준의 광학 특성을 유지한 채로 생산량을 증대시키기 위해서, 현재의 생산 설비를 증설하거나, 보다 넓은 폭의 필름을 사용하여 편광 필름을 취하는 수를 늘리는 것이 시도되고 있다. 그런데 이들 방법에서는, 예를 들면 설비를 증설하는 수고나 비용이 방대하고, 또한 넓은 폭의 필름은 그의 제조가 곤란하여, 종래 방법으로는 광학 특성이 열화되며, 또한 불균일이나 결점이 증가한다는 것을 알았다. 그 때문에, 광학 특성을 열화시키지 않고, 간편하게 생산량을 늘리는 방법이 요망되고 있다. 이러한 방법으로서 지금까지, 필름을 적층하여 연신하는 방법이 개시되어 있지만(예를 들면, 참고 문헌 2 참조), 이것은 연신 부분에만 특화된 방법이기 때문에, 이 방법을 처리욕이 사용되는 일련의 제조 공정에 그대로 적용하는 것은 곤란하였다.

[참고 문헌 1] 일본 특허 공개 제2001-290027호 공보

[참고 문헌 2] 일본 특허 공개 제2002-333520호 공보

본 발명은 하나 이상의 처리욕을 통해 제조하는 편광 필름의 제조 방법에 있어서, 투과율이나 편광도 등의 광학 특성을 떨어뜨리지 않고, 간편한 편광 필름의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 이 제조 방법에 의해 얻어지는 편광 필름, 이 편광 필름에 광학층을 적층한 광학 필름, 및 이들 편광 필름 또는 광학 필름을 사용한 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

<발명의 개시>

본 발명자들은 상기 과제를 검토하기 위해서 예의 검토한 결과, 이하에 나타내는 편광판의 제조 방법에 의해 상기 목적을 달성할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉, 본 발명의 목적은 이하의 편광 필름의 제조 방법, 편광 필름, 광학 필름, 액정 패널, 화상 표시 장치 및 편광 필름 제조 장치에 의해 달성되었다.

1. 하나 이상의 처리액에, 복수매의 필름이 서로 접촉하지 않고 동시에 침지되는 염색 처리 공정 및 연신 처리 공정을 갖는 편광 필름의 제조 방법.

2. 제1항에 있어서, 필름수가 2매 이상 4매 이하인 편광 필름의 제조 방법.

3. 제1항에 있어서, 폴리비닐알코올계 필름을 염색 처리 공정에서 2색성 물질로 염색한 후, 염색된 필름을 연신 처리 공정에서 일축 연신하는 편광 필름의 제조 방법.

4. 제1항에 기재된 제조 방법에 의해 얻어지는 편광 필름.

5. 제4항에 기재된 편광 필름과, 상기 편광 필름의 적어도 한쪽 면에 구비된 광학층을 포함하는 광학 필름.

6. 제4항에 기재된 편광 필름을 포함하는 액정 패널.

7. 제4항에 기재된 편광 필름을 포함하는 화상 표시 장치.

8. 제6항에 있어서, 인하우스 제조법에 의해 제조되는 액정 패널.

9. 제7항에 있어서, 인하우스 제조법에 의해 제조되는 화상 표시 장치.

10. 하나 이상의 처리액에, 복수매의 필름이 서로 접촉하지 않고 동시에 침지되기 위한 필름 반송(搬送)용 유지구를 구비한 처리욕을 포함하는 편광 필름 제조 장치.

11. 제10항에 있어서, 필름수가 2매 이상 4매 이하인 편광 필름 제조 장치.

12. 제1항에 있어서, 총 연신 배율이 3.0 이상 7.0 이하인 편광 필름의 제조 방법.

도 1은 본 발명에 의한 편광 필름 제조 처리 공정의 일례이다.

도 2는 종래의 편광 필름 제조 처리 공정의 일례이다.

도 3은 2개의 필름 반송용 유지구를 사용하고 반송 필름을 가로로 2열 배열한 경우에 있어서의 반송 방향 정면에서 보았을 때의 처리욕 단면도이다.

도 4는 1개의 필름 반송용 유지구를 사용하고 반송 필름을 가로로 2열 배열한 경우에 있어서의 반송 방향 정면에서 보았을 때의 처리욕 단면도이다.

도 5는 반송 필름을 세로로 3단 배열한 경우에 있어서의 반송 방향 정면에서 보았을 때의 처리욕 단면도이다.

도 6은 반송 필름을 종횡으로 2단 2열 배열한 경우에 있어서의 반송 방향 정면에서 보았을 때의 처리욕 단면도이다.

도 7은 3개의 필름 반송용 유지구를 사용하여, 반송 필름을 가로로 3열 배열한 경우에 있어서의 반송 방향 정면에서 보았을 때의 처리욕 단면도이다.

또한, 도면 중의 부호, (1)은 처리욕, (2)는 필름 반송용 유지구(롤), (3)은 처리액, (4)는 원반(原反) 필름, (5)는 반송 필름, (6)은 편광 필름, (11)은 팽윤 처리 공정(욕), (12)는 염색 처리 공정(욕), (13)은 가교 처리 공정(욕), (14)는 연신 처리 공정(욕), (15)는 수세 처리 공정(욕), (16)은 건조 처리 공정(욕)이다.

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

본 발명은, 필름을 2색성 물질을 포함하는 처리액 중에 침지하는 염색 처리, 및 일축 연신하여 배향시키는 연신 처리를 경유하여 제조하는 편광 필름의 제조 공정에 있어서, 하나 이상의 처리욕에서 복수매의 필름을 동시에 처리함으로써, 광학 특성을 떨어뜨리지 않고, 간편하게 편광 필름의 생산량을 늘릴 수 있음을 발견한 것이다.

상기 편광 필름으로서는, 폴리비닐알코올(PVA)계 필름 등의 중합체 필름을 포함하는 원반 필름을, 요오드 또는 2색성 염료 등의 2색성 물질로 염색하여 일축 연신한 것이 일반적이다. 이 편광 필름의 한쪽 면 또는 양면에 광학층으로서의 투명 보호층을 적층함으로써 편광판이 된다.

원반 필름이 되는 상기 중합체 필름으로서는, 특별히 한정되지 않고 각종의 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, PVA계 필름(부분 포르말화 PVA계 필름, 아세토아세틸기 변성 PVA계 필름 등의 변성 PVA 필름을 포함함), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)계 필름, 에틸렌ㆍ아세트산비닐 공중합체계 필름, 이들의 부분 비누화 필름, 셀룰로오스계 필름 등의 친수성 중합체 필름, 및 PVA의 탈수 처리물 또는 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등의 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 요오드 등의 2색성 물질에 의한 염색성이 우수하기 때문에, PVA계 필름을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 중합체 필름의 재료인 중합체의 중합도는 일반적으로 500 내지 10,000 이고, 100 내지 6,000의 범위인 것이 바람직하며, 1,400 내지 4,000의 범위인 것이 보다 바람직하다. 또한, 비누화 필름의 경우, 그의 비누화도는, 75 몰％ 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 98 몰％ 이상이며, 98.3 내지 99.8 몰％의 범위인 것이 보다 바람직하다.

상기 중합체 필름으로서 PVA계 필름을 사용하는 경우, PVA계 필름의 제조 방법으로서는, 물 또는 유기 용매에 용해시킨 원액을 유연 막 형성하는 유연법, 캐스팅법, 압출법 등 임의의 방법으로 막 형성된 것을 적절하게 사용할 수 있다. 중합체 필름의 위상차 값으로서 5 nm 내지 100 nm의 위상차 값을 갖는 필름이 바람직하게 사용된다. 또한, 면내 균일한 편광 필름을 얻기 위해서, PVA계 필름 면내의 위상차 변동은 가능한 한 작은 것이 바람직하고, 초기 원반 필름으로서의 PVA계 필름의 면내 위상차 변동은, 측정 파장 1000 nm에서 10 nm 이하인 것이 바람직하고, 5 nm 이하인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 편광 필름의 광학 특성으로서는, 편광 필름 단독 또는 편광판 단독으로 측정하였을 때의 단일 투과율이 40 ％ 이상인 것이 바람직하고, 43 ％ 이상인 것이 보다 바람직하며, 43.3 내지 45.0 ％의 범위인 것이 특히 바람직하다. 또한, 상기 편광 필름 또는 편광판을 2매 준비하고, 2매의 편광 필름의 흡수축이 서로 90°가 되도록 겹쳐 측정하는 직교 투과율은 보다 작은 것이 바람직하고, 실용상 0.00 ％ 이상 0.050 ％ 이하가 바람직하며, 0.00 ％ 이상 0.030 ％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 편광도는 실용상 99.90 ％ 이상 100 ％ 이하인 것이 바람직하고, 99.93 ％ 이상 100 ％ 이하인 것이 특히 바람직하 다.

상기 편광 필름의 제조에는, PVA계 필름 등의 원반 필름을 2색성 물질로 염색하는 염색 처리 공정과, 2색성 물질의 배향 상태를 제어하기 위한 연신 처리 공정이 필요하지만, 본 발명에 있어서는 이들 순서는 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 원반 필름에 2색성 물질을 함침시킨 후 연신하여 배향시키는 방법이, 원하는 광학 특성을 갖는 편광 필름을 안정적으로 얻을 수 있다는 점에서 바람직하다. 이 때의 연신으로서는 일축 연신인 것이 바람직하지만, 이것으로 한정되지 않고, 2색성 물질을 원하는 배향 상태로 할 수 있다면, 이축 연신 또는 연신 방향을 적절하게 제어한 복수회의 축차 연신 등의 연신 방법도 바람직하게 사용된다. 상기 편광 필름의 연신 방법으로는 일반적으로 건식 연신법 및 습식 연신법으로 크게 구별되지만, 처리욕을 갖는 제조 방법이라면, 특별히 이들 연신법으로 한정되지 않고 본 발명을 적용할 수 있다. 본 발명에서는 동일한 처리액에 침지하여 제조하는 것을 특징으로 하기 때문에, 연신을 처리욕 중에서 행하는 습식 연신법을 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 복수매의 필름을 동일 처리액 중에 침지하는 경우, 필름끼리는 접촉하지 않을 필요가 있다. 필름끼리 접촉하면, 필름의 팽윤이나 연신에 따른 변이, 흠집, 필름끼리의 접합 또는 염색 불균일 등의 결점이 생긴다.

상기 습식 연신법에 의한 편광 필름의 제조 방법으로는 그의 조건에 따라서 적당한 방법을 사용할 수 있지만, 예를 들면 원반 필름으로서의 상기 중합체 필름을 팽윤 처리 공정, 염색 처리 공정, 가교 처리 공정, 연신 처리 공정, 수세 처리 공정 및 건조 처리 공정을 포함하는 도 2에 나타낸 것과 같은 일련의 제조 공정에 의해서 제조하는 방법이 일반적이다. 도 2에 나타내는 이 제조 공정에서는, 건조 처리 공정을 제외한 이들 각 처리 공정에서, 필름을 각종 용액으로 이루어지는 처리액 중에 침지하면서 각 처리를 행한다. 각 처리 공정에서의 팽윤, 염색, 가교, 연신, 수세 및 건조의 각 처리의 순서, 횟수 및 실시의 유무는 특별히 한정되지 않고, 몇몇 처리를 1 처리 공정 중에서 동시에 행할 수도 있고, 몇몇 처리를 행하지 않을 수도 있다. 예를 들면, 연신 처리는 염색 처리 후에 행할 수도 있고, 팽윤이나 염색 처리와 동시에 연신 처리할 수도 있으며, 연신 처리하고 나서 염색 처리할 수도 있다. 또한, 연신 처리로서는 한정되지 않고 적당한 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면 롤을 사용하여 연신하는 경우, 롤간의 주속차에 의해서 연신을 행하는 방법이 바람직하게 사용된다. 또한, 각 처리액에는 적절하게 붕산, 붕사(硼砂) 또는 요오드화칼륨 등의 첨가제를 첨가할 수도 있고, 본 발명에 따른 편광 필름은, 필요에 따라서 붕산, 황산아연, 염화아연, 또는 요오드화칼륨 등을 포함할 수도 있다. 또한, 이들 몇몇 처리 중에서, 적절하게 유동 방향 또는 폭 방향으로 연신할 수도 있고, 각 처리마다 수세 처리를 행할 수도 있다.

또한 본 발명에서는, 상기 편광 필름을 제조하는 처리 공정(각 처리욕) 중 적어도 하나에서 복수매의 필름을 동시에 처리함으로써 편광 필름을 제조한다. 이 때의 필름의 처리(침지) 방법에서는, 필름의 형태, 매수, 및 복수매 침지를 적용하는 처리욕의 수는 한정되지 않고, 적절하게 필요에 따라서 설계할 수 있다. 또한, 건조 처리 공정에서도, 필요에 따라서 복수매의 필름을 동시에 처리할 수도 있고, 다른 조건하에서 따로따로 처리할 수도 있다.

처리욕의 형태로서는, 예를 들면 도 3 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 처리 매수분의 필름 반송용 유지구를 사용하고, 복수매의 필름을 가로(도 3) 또는 세로(도 5)로 배열한 형태 및 그의 조합(도 6) 또는 처리 매수분보다 적은 필름 반송용 유지구로 복수매의 필름을 처리하는(도 4) 형태를 사용할 수 있다. 이 때, 처리하는 필름의 매수는 2매 이상이면 특별히 한정되지 않지만, 2 내지 4매 정도로 하는 것이 제조 장치의 간편성 및 처리욕의 안정성 면에서 보다 바람직하다. 동일 처리액에 침지하는 매수가 너무 많아지면, 장치의 대폭적인 설계 변경이 필요해지거나, 처리욕 중의 처리액 농도를 안정시키기가 어려워지기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 상기에서는 필름을 처리욕의 저면에 대하여 수평으로 배치하는 예를 나타내었지만, 처리욕의 설계 및 필름 반송시의 장력을 조정함으로써, 처리욕의 저면과 수직이거나 또는 경사진 상태로 필름을 반송할 수도 있다.

이 처리욕의 형태는 각 처리 공정마다 다를 수도 있다. 또한, 본 발명과 같이 필름끼리 접촉시키지 않고 복수매의 필름을 동시에 처리함으로써, 도 1에 나타낸 바와 같이, 다른 공정을 거친 필름을 동일 욕에서 처리하는 방법, 또는 반대로, 중간 공정에서 복수개 공정으로 분지되는 제조 방법을 설계할 수도 있다. 또한, 각 처리 공정의 조건 조정에 의해 광학 특성을 설계하는 것이 중요한 편광 필름의 제조에 있어서는, 본 발명의 방법에 의해 처리 공정의 설계를 적절하게 변경함으로써, 동시에 처리하는 각 필름의 염색 시간이나 연신 배율 등의 여러 조건을 변화시킬 수 있기 때문에, 종래와 동일한 스페이스에서 여러 종류의 편광 필름의 동시 생산이 가능해진다.

상기에 예시한 제조 방법에서는, 건조 처리 공정을 제외한 각 처리 공정을 각각 적당한 각종 용액(처리액)으로 채운 처리욕 중에서 행하지만, 본 발명은 복수의 처리 공정을 이 처리욕 중에서 동시에 행하는 것이다. 이 처리욕에는 각종 용액을 저장하기 위한 욕조, 및 필름을 반송하기 위한 유지구를 구비할 필요가 있다.

상기 처리욕의 욕조로서는, 각 처리에 필요한 용액에 침범되지 않고 튼튼한 것이라면 특별히 한정없이 사용할 수 있지만, 그의 재질로서는 알루미늄, 스테인레스 등과 같은 금속 또는 도자기가 바람직하게 사용된다. 또한, 그의 용량은 그의 필요에 따라서 적절하게 결정할 수 있지만, 일반적으로 1 내지 200 m³정도의 것이 사용된다.

상기 처리욕에 사용되는 필름 반송용의 유지구로서는, 일반적으로 롤상의 것이 바람직하게 사용되지만, 이것으로 한정되지 않고, 벨트 컨베어상, 판상, 핀치상, 클립상 등의 필름 반송용 유지구가 적절하게 사용된다. 롤을 필름 반송용 유지구로서 사용하는 경우에는, 이 롤에 주속차를 둠으로써 필름 반송시의 장력을 조정하거나, 필름의 유동 방향으로 연신할 수 있다. 이 롤 표면의 재질로서는, 고무계 또는 금속계의 것이 바람직하게 사용된다. 그의 표면 형상으로는, 오목형, 볼록형 및 물결형을 들 수 있다. 또한, 롤 자체가 만곡되어 있는 것도 적절하게 사용된다. 롤이 중앙부 볼록형으로 만곡되어 있는 경우에는, 필름의 유동 방향과는 수직 방향(필름 폭 방향)으로의 연신 효과를 기대할 수 있다. 또한, 롤의 표면에 홈 또는 엠보싱 등의 가공을 실시한 것도 필요에 따라서 바람직하게 사용된다.

필름 반송용 유지구는 처리욕 중에 1개 이상 설치할 필요가 있다. 필름 반송용 유지구의 설치 방법으로서는, 복수개 라인의 필름 반송용 유지구를 필름의 양면 사이에 끼워 설치하거나, 핀치형이나 클립형의 필름 반송용 유지구를 사용하여 필름 단변(端邊)을 유지하는 형태로 설치할 수도 있다. 또한, 동일 제조 공정 중에서 여러 종류의 필름 반송용 유지구를 사용할 수도 있다. 이러한 필름 반송용 유지구의 수나 종류는 그의 용도에 따라서 적절하게 결정할 수 있지만, 본 발명의 방법에서는, 필름 반송용 유지구로서 롤을 사용하여, 도 4와 같은 1개의 롤에 복수매의 필름을 유지하는 방법, 및 도 3, 도 5, 도 6 또는 도 7과 같이 1개의 롤에 대해 1매의 필름을 유지하는 방법이 바람직하게 사용된다.

다음에, 상기 습식 연신법에 의한 편광 필름의 제조 방법의 각 처리 공정에 대하여, 각각의 일례를 나타낸다.

상기 팽윤 처리 공정으로서는, 예를 들면 물로 채워진 팽윤욕에 필름을 침지한다. 이것에 의해 중합체 필름이 수세되어, 중합체 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있음과 동시에, 중합체 필름을 팽윤시킴으로써 염색 불균일 등의 불균일성을 방지하는 효과를 기대할 수 있다. 이 물은 증류수(순수한 물)인 것이 바람직하지만, 글리세린이나 요오드화칼륨 등을 적절하게 첨가한 수용액으로 할 수도 있다. 그 때, 팽윤액 전량에 대하여 글리세린은 5 중량％ 이하, 요오드화칼륨은 10 중량％ 이하 첨가하는 것이 바람직하다. 팽윤액의 온도는 20 내지 45 ℃의 범위인 것이 바람직하고, 25 내지 40 ℃인 것이 보다 바람직하다. 팽윤액 중의 침지 시간은 2 내지 300 초인 것이 바람직하고, 30 내지 240 초인 것이 보다 바람 직하며, 60 내지 180 초인 것이 특히 바람직하다. 또한, 이 팽윤액 중에서 중합체 필름을 연신할 수도 있고, 그 때의 연신 배율은, 처리 전의 중합체 필름의 원래 길이에 대하여 1.1 내지 3.5배 정도이다.

상기 염색 처리 공정에서는, 예를 들면 상기 중합체 필름을 요오드 등의 2색성 물질을 포함하는 염색액에 침지함으로써, 상기 2색성 물질을 중합체 필름에 흡착시켜 염색한다.

상기 2색성 물질로서는 종래 공지된 물질을 사용할 수 있다. 예를 들면, 요오드나 유기 염료 등을 들 수 있다. 유기 염료로서는, 예를 들면 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 사용할 수 있다. 그 중에서도, 염색성이나 배향성의 점에서 요오드가 바람직하게 사용된다.

이들 2색성 물질은 1종류일 수도 있고, 2종류 이상을 병용하여 사용할 수도 있다. 상기 유기 염료를 사용하는 경우에는, 예를 들면 가시광 영역의 뉴트럴화를 도모하는 점에서 2종류 이상을 조합시키는 것이 바람직하다. 구체예로서는, 콩고 레드와 수프라 블루 G, 수프라 오렌지 GL과 다이렉트 스카이 블루, 또는 다이렉트 스카이 블루와 퍼스트 블랙과의 조합을 들 수 있다.

상기 염색욕의 용액(염색액)으로서는 상기 2색성 물질을 용매에 용해시킨 용액을 사용할 수 있다. 상기 용매로서는 물이 일반적으로 사용되지만, 물과 상용성이 있는 유기 용매가 첨가될 수도 있다. 본 발명에서 상기 용액 중의 2색성 물질의 농도는, 염색액 전량에 대하여 0.010 내지 2.0 중량％의 범위인 것이 바람직하고, 0.020 내지 1.5 중량％의 범위인 것이 보다 바람직하며, 0.025 내지 1.0 중량％인 것이 특히 바람직하다. 이 때, 2색성 물질의 농도가 0.010 중량％ 미만이면, 염색하는 데 매우 많은 시간이 걸리기 때문에, 생산성이 현저히 저하된다. 2.0 중량％를 초과하면, 매우 단시간에 원하는 염색량이 얻어지기 때문에 염색의 제어가 곤란하고, 또한 장치의 근소한 결점에 의해 불균일이 발생하기 쉬워지기 때문에 바람직하지 않다.

또한, 상기 2색성 물질로서 요오드를 사용하는 경우, 염색 효율을 보다 한층 향상시킬 수 있기 때문에, 요오드화물을 추가로 첨가하는 것이 바람직하다. 이 요오드화물로서는, 예를 들면 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 요오드화칼륨을 첨가하는 것이 바람직하고, 요오드와 요오드화칼륨의 비율(중량비)은, 1:5 내지 1:100의 범위인 것이 바람직하고, 1:6 내지 1:80의 범위인 것이 보다 바람직하며, 1:7 내지 1:70의 범위인 것이 특히 바람직하다.

상기 염색액 중의 중합체 필름의 침지 시간은, 본 발명에서는 10 내지 600 초인 것이 바람직하고, 30 내지 300 초인 것이 보다 바람직하다. 이 때, 침지 시 간이 10 초 미만이면, 원하는 염색량까지 염색하는 것이 곤란하고, 600 초를 초과하면, 거대한 제조 장치가 필요해질 뿐 아니라, 생산성이 나빠지기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 염색욕의 온도는 5 내지 42 ℃의 범위인 것이 바람직하고, 10 내지 35 ℃인 것이 보다 바람직하다. 또한, 이 염색욕 중에서 중합체 필름을 연신할 수도 있고, 이 연신에서의 이전 공정으로부터 누적된 연신 배율은 처리 전의 중합체 필름의 원래 길이에 대하여 1.1 내지 4.0배 정도이다.

상기 가교 처리 공정에서는, 예를 들면 가교제를 포함하는 처리액 중에 상기 염색 처리 공정을 경유한 중합체 필름을 침지하여 가교한다. 상기 가교제로서는 종래 공지된 물질을 사용할 수 있다. 예를 들면, 붕산, 붕사 등의 붕소 화합물이나, 글리옥살, 글루타르알데히드 등을 들 수 있다. 이들은 1종류일 수도 있고, 2종류 이상을 병용할 수도 있다. 2종류 이상을 병용하는 경우에는, 예를 들면 붕산과 붕사의 조합이 바람직하다. 또한, 붕산과 붕사의 첨가 비율(몰비)은, 4:6 내지 9:1의 범위인 것이 바람직하고, 5.5:4.5 내지 7:3의 범위가 보다 바람직하며, 6:4인 것이 가장 바람직하다.

상기 가교욕의 용액(가교액)으로서는, 상기 가교제를 용매에 용해시킨 용액을 사용할 수 있다. 상기 용매로서는, 예를 들면 물을 사용할 수 있지만, 또한 물과 상용성이 있는 유기 용매를 포함할 수도 있다. 상기 용액에 있어서의 가교제의 농도는 이것으로 한정되지는 않지만, 가교액 전량에 대하여 1 내지 10 중량％의 범위인 것이 바람직하고, 2 내지 6 중량％인 것이 보다 바람직하다.

상기 가교액 중에는, 편광 필름 면내의 균일 특성이 얻어진다는 점에서, 요 오드화물을 첨가할 수도 있다. 이 요오드화물로서는, 예를 들면 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄 등을 들 수 있고, 이 함유량은 가교액 전량에 대하여 0.05 내지 15 중량％, 보다 바람직하게는 0.5 내지 8 중량％이다. 그 중에서도, 붕산과 요오드화칼륨의 조합이 바람직하고, 붕산과 요오드화칼륨의 비율(중량비)은 1:0.1 내지 1:3.5의 범위인 것이 바람직하며, 1:0.5 내지 1:2.5의 범위인 것이 보다 바람직하다.

상기 가교액의 온도는 통상 20 내지 70 ℃의 범위이다. 상기 중합체 필름의 침지 시간은 통상 1 초 내지 15 분의 범위이고, 바람직하게는 5 초 내지 10 분이다. 또한, 가교 처리로서는, 가교제 함유 용액을 도포 또는 분무하는 방법을 사용할 수도 있고, 이 가교욕 중에서 이 중합체 필름을 연신할 수도 있다. 이 연신에 있어서의 이전 공정으로부터 누적된 연신 배율은 처리 전의 중합체 필름의 원래 길이에 대하여 1.1 내지 4.0배 정도이다.

상기 연신 처리 공정에서는, 예를 들면 습식 연신법에서는, 욕 중에 침지한 상태에서, 이전 공정으로부터의 누적된 연신 배율로서 2 내지 7배 정도로 연신한다.

연신욕의 용액(연신액)으로서는, 이것으로 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 각종 금속염, 요오드, 붕소 또는 아연의 화합물을 첨가한 용액을 사용할 수 있다. 이 용액의 용매로서는 물, 에탄올 또는 각종 유기 용매가 적절하게 사용된다. 그 중에서도, 붕산 및(또는) 요오드화칼륨을 각각 연신액 전량에 대하여 2 내지 18 중량％ 정도 첨가한 용액을 사용하는 것이 바람직하다. 이 붕산과 요오드화칼륨을 사용하는 경우에는, 그의 함유 비율(중량비)은 1:0.1 내지 1:4 정도인 것이 바람직하고, 1:0.5 내지 1:3 정도의 비율로 사용하는 것이 보다 바람직하다.

상기 연신액의 온도는, 예를 들면 40 내지 75 ℃의 범위인 것이 바람직하고, 50 내지 62 ℃인 것이 보다 바람직하다.

상기 수세 처리 공정에서는, 예를 들면 수세욕의 수용액(수세액) 중에 중합체 필름을 침지함으로써, 이전 처리에서 부착된 붕산 등의 불필요한 잔존물을 씻어버릴 수 있다. 상기 수용액에는 요오드화물을 첨가할 수도 있고, 예를 들면 요오드화물로서 요오드화나트륨이나 요오드화칼륨이 바람직하게 사용된다. 수세액에 요오드화칼륨을 첨가한 경우, 그의 농도는 통상, 수세액 전량에 대하여 0.1 내지 10 중량％이고, 3 내지 8 중량％인 것이 바람직하다. 또한, 수세욕의 온도는 10 내지 60 ℃인 것이 바람직하고, 15 내지 40 ℃인 것이 보다 바람직하다. 또한, 수세 처리의 횟수는 특별히 한정되지 않고 복수회 실시할 수도 있고, 각 단계에서 각 수세욕 중의 첨가물의 종류나 농도를 변화시킬 수도 있다.

또한, 중합체 필름을 각 처리욕으로부터 들어올릴 때는, 액 드립핑(dripping)의 발생을 방지하기 위해서, 핀치 롤 등의 드레이너(drainer) 롤을 사용할 수도 있고, 에어 나이프 등에 의해서 액을 깎아내는 등의 방법에 의해 여분의 수분을 제거할 수도 있다.

상기 건조 처리 공정으로서는, 자연 건조, 풍건, 가열 건조 등 적당한 방법을 사용할 수 있지만, 통상 가열 건조가 바람직하게 사용된다. 가열 건조에서는, 예를 들면 가열 온도가 20 내지 80 ℃ 정도이고, 건조 시간은 1 내지 20 분 정도인 것이 바람직하다.

이상과 같은 처리 공정을 거쳐 제조된 편광 필름의 최종적인 연신 배율(총 연신 배율)은, 상기 처리 전의 중합체 필름의 원래 길이에 대하여, 3.0 내지 7.0 배인 것이 바람직하고, 5.0 내지 6.3배의 범위인 것이 보다 바람직하다. 총 연신 배율이 3.0배 미만이면, 높은 편광도의 편광 필름을 얻는 것이 어렵고, 7.0배를 초과하면, 필름은 파단되기 쉬워진다.

또한, 본 발명의 제조 방법은 상기 제조 방법으로 한정되지 않고, 편광 필름을 얻기 위한 그 밖의 제조 방법으로도 적용할 수 있다. 예를 들면, 상기 건식 연신법, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등의 중합체 필름에 2색성 물질을 혼련시켜 제막하고 또한 염색 후에 연신하여 편광 필름을 얻는 방법, 일축 방향으로 배향한 액정을 호스트로 하고, 2색성 염료를 게스트로 한 것과 같은 O 타입의 편광 필름(미국 특허 제5,523,863호, 일본 특허 공개 (평)3-503322호 공보)을 얻기 위한 방법, 2색성의 라이오트로픽 액정 등을 사용한 E 타입의 편광 필름(미국 특허 제6,049,428호)을 얻기 위한 방법을 들 수 있다.

이와 같이 하여 제조된 편광 필름의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 5 내지 40 ㎛인 것이 바람직하다. 두께가 5 ㎛ 이상이면 기계적 강도가 저하되지 않고, 또한 40 ㎛ 이하이면 광학 특성이 저하되지 않아, 화상 표시 장치에 적용하더라도 박형화를 실현할 수 있다.

본 발명에 따른 편광 필름에는, 실용시 각종 광학층을 적층하여 사용할 수 있다. 상기 광학층으로는, 요구되는 광학 특성을 만족시키는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 편광 필름의 한쪽 면 또는 양면에 설치되는, 편광 필름의 보호를 목적으로 한 투명 보호층을 들 수 있다. 이와 같이 편광 필름의 적어도 한쪽 면에 투명 보호층을 적층한 것이 편광판이다. 또한, 이 투명 보호층의, 편광 필름과 접착하는 면과 반대면, 또는 편광 필름 자체의 한쪽 면 또는 양면에 대하여, 경질 코팅 처리, 반사 방지 처리, 점착 방지, 확산 또는 눈부심 방지를 목적으로 한 표면 처리를 실시하거나, 시각 보상 등을 목적으로 한 배향 액정층 또는 다른 필름을 적층하기 위한 점착층을 적층할 수 있다. 또한, 광학층으로서, 편광 변환 소자, 반사판, 반투과판, 위상차 판(1/2 또는 1/4 등의 파장판(λ판)을 포함함), 시각 보상 필름, 휘도 향상 필름 등의 화상 표시 장치 등의 형성에 사용되는 광학 필름을 1층 이상 적층한 것도 들 수 있다. 특히 상기 편광 필름 상에 투명 보호층을 적층한 편광판에, 반사판 또는 반투과 반사판이 적층되어 이루어지는 반사형 편광판 또는 반투과형 편광판, 편광판 상에 위상차 판이 적층되어 이루어지는 타원 편광판 또는 원 편광판, 편광판 상에 시각 보상층 또는 시각 보상 필름이 적층되어 이루어지는 광 시야각 편광판, 또는 편광판 상에 휘도 향상 필름이 적층되어 이루어지는 편광판이 바람직하다. 또한, 상기 광학층 또는 상기 광학 필름을 투명 보호층과 적층하는 경우, 그의 타이밍은 편광 필름과 접합한 후일 수도 있고, 편광 필름과 접합하기 전일 수도 있다.

상기 편광 필름의 한쪽 면 또는 양면에 설치되는 투명 보호층을 형성하는 재료로서는, 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차폐성, 등방성 등이 우수한 것 이 바람직하다. 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 중합체, 디아세틸셀룰로오스 및 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 중합체, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 중합체, 폴리스티렌 및 아크릴로니트릴ㆍ스티렌 공중합체(AS 수지) 등의 스티렌계 중합체, 폴리카르보네이트계 중합체를 들 수 있다. 또한, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌ㆍ프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀계 중합체, 염화비닐계 중합체, 나일론 및 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 중합체, 이미드계 중합체, 술폰계 중합체, 폴리에테르술폰계 중합체, 폴리에테르에테르케톤계 중합체, 폴리페닐렌술피드계 중합체, 비닐알코올계 중합체, 염화비닐리덴계 중합체, 비닐부티랄계 중합체, 아릴레이트계 중합체, 폴리옥시메틸렌계 중합체, 에폭시계 중합체, 또는 상기 중합체의 블렌드 등도 상기 투명 보호층을 형성하는 중합체의 예로서 들 수 있다. 투명 보호층은 아크릴계, 우레탄계, 아크릴 우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열 경화형, 자외선 경화형 수지의 경화층으로 형성할 수 있다. 이들 중에서도 본 발명에 따른 편광 필름과 접합시키는 투명 보호층으로서는, 표면을 알칼리 등으로 비누화된 트리아세틸셀룰로오스 필름이 바람직하다.

또한, 투명 보호층으로서는, 일본 특허 공개 제2001-343529호 공보(WO01/37007)에 기재된 중합체 필름, 예를 들면 (A) 측쇄에 치환 및(또는) 비치환 이미드기를 갖는 열가소성 수지와 (B) 측쇄에 치환 및(또는) 비치환 페닐기 및 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 함유하는 수지 조성물을 들 수 있다. 그의 구체예 로서는 이소부텐과 N-메틸말레이미드로 이루어지는 교대 공중합체 및 아크릴로니트릴ㆍ스티렌 공중합체를 함유하는 수지 조성물의 필름을 들 수 있다. 필름은 수지 조성물의 혼합 압출물 등으로 이루어지는 필름을 사용할 수 있다.

투명 보호층의 두께는 특별히 한정되지 않는지만, 일반적으로는 500 ㎛ 이하이고, 1 내지 300 ㎛가 바람직하다. 특히 5 내지 200 ㎛로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 편광 특성, 내구성 및 접착 특성 향상 등의 점으로부터, 투명 보호층 표면을 알칼리 등으로 비누화 처리하는 것이 바람직하다.

또한, 투명 보호층은 가능한 한 착색이 없는 것이 바람직하다. 따라서, 필름 두께 방향의 위상차 값 (Rth)=(nx-nz)×d(단, nx는 필름 평면 내의 주굴절률, nz는 필름 두께 방향의 굴절률, d는 필름의 두께임)로 표시되는 값이 -90 nm 내지 +75 nm인 투명 보호층이 바람직하게 사용되고, 이것을 사용함으로써, 투명 보호층으로 인한 편광판의 착색(광학적인 착색)을 줄일 수 있다. 또한, Rth는, -90 내지 +75 nm이면 보다 바람직하고, -80 nm 내지 +60 nm의 범위이면 특히 바람직하다.

상기 투명 보호층을 편광 필름의 양면에 적층하는 경우, 그의 한쪽 면마다 각각 다른 특성을 갖는 것을 사용할 수도 있다. 그의 특성으로는, 이것으로 한정되지 않지만, 예를 들면 두께, 재질, 광 투과율, 인장 탄성률 또는 광학층의 유무 등을 들 수 있다.

경질 코팅 처리는 편광 필름, 또는 편광 필름과 투명 보호층을 적층한 편광판 표면의 흠집 방지 등을 목적으로 실시된다. 경질 코팅 처리는, 예를 들면 아크릴계, 실리콘계 등의 적당한 자외선 경화형 수지에 의해 경도나 슬립 특성 등이 우 수한 경화 피막을 투명 보호층의 표면에 부가하는 방식 등으로 달성할 수 있다. 반사 방지 처리는 편광판 표면에서의 외광의 반사 방지를 목적으로 실시되는 것이며, 종래 기술에 따른 반사 방지막 등의 형성에 의해 달성할 수 있다. 또한, 점착 방지 처리는 인접층과의 밀착 방지를 목적으로 실시된다.

또한, 눈부심 방지 처리는 편광판의 표면에서 외광이 반사되어, 편광판 투과광의 시인(視認)을 저해하는 것을 방지하기 위한 목적 등으로 실시되는 것이다. 눈부심 방지 처리는, 예를 들면 샌드 블라스트 방식 또는 엠보싱 가공 방식에 의한 조면화 방식 및 투명 미립자의 배합 방식 등의 적당한 방식으로 투명 보호층의 표면에 미세 요철 구조를 부여함으로써 달성할 수 있다. 상기 표면 미세 요철 구조의 형성을 위해 함유시키는 미립자로서는, 예를 들면 평균 입경이 0.5 내지 50 ㎛인 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화주석, 산화인듐, 산화카드뮴, 산화안티몬 등을 포함하고, 도전성을 갖게 할 수 있는 무기계 미립자, 가교 또는 미가교 중합체 등을 포함하는 유기계 미립자 등의 투명 미립자가 사용된다. 표면 미세 요철 구조를 형성하는 경우, 미립자의 사용량은 표면 미세 요철 구조를 형성하는 투명 수지 100 중량부에 대하여 일반적으로 2 내지 70 중량부 정도이고, 5 내지 50 중량부가 바람직하다. 눈부심 방지층은, 편광판 투과광을 확산시켜 시각 등을 확대하기 위한 확산층(시각 확대 기능 등)으로서도 사용될 수 있다.

또한, 상기 반사 방지층, 점착 방지층, 확산층 및 눈부심 방지층 등의 광학층은 투명 보호층 및 편광 필름 그 자체에 설치할 수 있을 뿐 아니라, 달리 투명 보호층과는 다른 부재의 것으로서 설치할 수도 있다.

상기 편광 필름 상에 투명 보호층을, 접착제층을 통해 접착하는 경우, 그 접착 처리는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 비닐 중합체로 이루어지는 접착제, 또는 붕산, 붕사, 글루타르알데히드, 멜라민, 옥살산 등의 비닐알코올계 중합체의 수용성 가교제로 적어도 이루어지는 접착제 등을 통해 행할 수 있다. 이 접착층은 수용액의 도포 건조층 등으로서 형성할 수 있지만, 그 수용액의 제조에 있어서는, 필요에 따라서 다른 첨가제나 산 등의 촉매도 배합할 수 있다. 특히 편광 필름으로서 폴리비닐알코올계 중합체 필름을 사용하는 경우에는, 폴리비닐알코올로 이루어지는 접착제를 사용하는 것이 접착성의 점에서 바람직하다.

반사형 편광판은 편광판에 반사층을 설치한 것으로, 시인측(표시측)으로부터의 입사광을 반사시켜 화상을 표시하는 타입의 액정 표시 장치 등을 형성하기 위한 것이고, 백 라이트 등의 광원의 내장을 생략할 수 있어, 액정 표시 장치의 박형화를 도모하기 쉬운 등의 이점을 갖는다. 반사형 편광판의 형성은, 필요에 따라서 투명 보호층 등을 형성한 후에 편광판의 한쪽 면에 금속 등으로 이루어지는 반사층을 부설하는 방식 등의 적당한 방식으로 행할 수 있다.

반사형 편광판의 구체예로서는, 필요에 따라서 매트 처리한 투명 보호층의 한쪽 면에, 알루미늄 등의 반사성 금속으로 이루어지는 박(箔)이나 증착막을 부설하여 반사층을 형성한 것 등을 들 수 있다. 또한, 상기 투명 보호층에 미립자를 함유시켜 표면 미세 요철 구조로 하고, 그 위에 미세 요철 구조의 반사층을 갖는 것 등도 들 수 있다. 상기 미세 요철 구조의 반사층은, 입사광을 난반사에 의해 확산시켜 지향성 및 번쩍거리는 화질을 방지하고, 명암의 불균일을 억제할 수 있는 이점 등을 갖는다. 또한, 미립자 함유 투명 보호층은, 입사광 및 그 반사광이 그것을 투과할 때에 확산되어, 명암 불균일을 보다 억제할 수 있는 이점 등도 가지고 있다. 투명 보호층의 표면 미세 요철 구조를 반영시킨 미세 요철 구조의 반사층의 형성은, 예를 들면 진공 증착 방식, 이온 도금 방식, 스퍼터링 방식 등의 증착 방식 및 도금 방식 등의 적당한 방식으로, 금속을 투명 보호층의 표면에 직접 부설하는 방법 등에 의해 행할 수 있다.

반사판은, 상기 편광판의 투명 보호층에 직접 부여하는 방식 대신에, 그 투명 필름에 준한 적당한 필름에 반사층을 설치하여 이루어지는 반사 시트 등으로 하여 사용할 수도 있다. 또한, 반사층은 통상, 금속으로 이루어지기 때문에, 그 반사면이 투명 보호층이나 편광판 등으로 피복된 상태에서 사용하는 것이, 산화에 의한 반사율의 저하 방지, 초기 반사율의 장기 지속, 보호층의 별도 부설 회피의 점 등에 의해 바람직하다.

또한, 반투과형 편광판은, 상기에 있어서 광을 반사하면서 또한 투과하는 반거울 등의 반투과형 반사층을 설치함으로써 얻을 수 있다. 반투과형 편광판은 통상, 액정 셀의 이면측에 설치되고, 액정 표시 장치 등을 비교적 밝은 분위기에서 사용하는 경우에는, 시인측(표시측)으로부터의 입사광을 반사시켜 화상을 표시하고, 비교적 어두운 분위기에 있어서는, 반투과형 편광판의 백 사이드에 내장되어 있는 백 라이트 등의 내장 광원을 사용하여 화상을 표시하는 타입의 액정 표시 장치 등을 형성할 수 있다. 즉, 반투과형 편광판은, 밝은 분위기하에서는 백 라이트 등의 광원 사용의 에너지를 절약할 수 있고, 비교적 어두운 분위기하에서도 내장 광원을 사용하여 이용할 수 있는 타입의 액정 표시 장치 등의 형성에 유용하다.

편광판에 위상차 판이 더 적층되어 이루어지는 타원 편광판 또는 원 편광판에 대하여 설명한다. 직선 편광을 타원 편광 또는 원 편광으로 변화시키거나, 타원 편광 또는 원 편광을 직선 편광으로 변화시키거나, 또는 직선 편광의 편광 방향을 변화시키는 경우에, 위상차 판 등이 사용된다. 특히, 직선 편광을 원 편광으로 변화시키거나, 원 편광을 직선 편광으로 변화시키는 위상차 판으로서는, 소위 1/4 파장판(λ/4 판이라고도 함)이 사용된다. 1/2 파장판(λ/2 판이라고도 함)은 통상 직선 편광의 편광 방향을 변화시키는 경우에 사용된다.

타원 편광판은 수퍼 트위스트 네마틱(STN)형 액정 표시 장치의 액정층의 복굴절에 의해 생긴 착색(청색 또는 황)을 보상(방지)하고, 상기 착색 없이 흑백 표시하는 경우 등에 효과적으로 사용된다. 또한, 삼차원의 굴절률을 제어한 타원 편광판은, 액정 표시 장치의 화면을 경사 방향에서 보았을 때에 생기는 착색도 보상(방지)할 수 있어 바람직하다. 원 편광판은, 예를 들면 화상이 컬러 표시가 되는 반사형 액정 표시 장치의 화상의 색조를 조정하는 경우 등에 효과적으로 사용되고, 또한 반사 방지의 기능도 갖는다.

위상차 판으로서는, 중합체 소재를 일축 또는 이축 연신 처리하여 이루어지는 복굴절성 필름, 액정 단량체를 배향시킨 후, 가교, 중합시킨 배향 필름, 액정 중합체의 배향 필름, 액정 중합체의 배향층을 별도 필름으로써 지지한 것 등을 들 수 있다. 연신 처리는, 예를 들면 롤 연신법, 장간극연(長間隙沿) 연신법, 텐터 연신법, 튜블러 연신법 등에 의해 행할 수 있다. 연신 배율은, 일축 연신의 경우 에는 1.1 내지 3배 정도가 일반적이지만, 이것으로 한정되지 않는다. 위상차 판의 두께도 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로는 10 내지 200 ㎛, 바람직하게는 20 내지 100 ㎛이다.

상기 중합체 소재로서는, 예를 들면 폴리비닐알코올, 폴리비닐부티랄, 폴리메틸비닐에테르, 폴리히드록시에틸아크릴레이트, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 폴리카르보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리술폰, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌술피드, 폴리페닐렌옥시드, 폴리알릴술폰, 폴리비닐알코올, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 셀룰로오스계 중합체, 또는 이들의 이원계, 삼원계 각종 공중합체, 그래프트 공중합체, 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 이들 중합체 소재는 연신 등에 의해 배향물(연신 필름)이 된다.

상기 액정 단량체로서는, 리오트로픽성, 서모트로픽성 중 어느 것도 사용할 수 있지만, 작업성의 점에서 서모트로픽성의 것이 바람직하다. 예를 들면, 아크릴로일기, 비닐기 또는 에폭시기 등의 관능기를 도입한 비페닐 유도체, 페닐벤조에이트유도체, 스틸벤 유도체 등을 기본 골격으로 한 것 등을 들 수 있다. 이러한 액정 단량체는, 예를 들면 열이나 광에 의한 방법, 기판을 러빙하는 방법, 배향 보조제를 첨가하는 방법 등을 사용하여 배향시키고, 그 후 이 배향을 유지한 상태로, 광, 열, 전자선 등에 의해 가교 및 중합시킴으로써 배향을 고정화하는 방법이 바람직하게 사용된다.

상기 액정 중합체로서는, 예를 들면 액정 배향성을 부여하는 공액성의 직선 상 원자단(메소겐)이 중합체의 주쇄 또는 측쇄에 도입된 주쇄형 및 측쇄형의 각종의 것 등을 들 수 있다. 주쇄형의 액정성 중합체의 구체예로서는, 굴곡성을 부여하는 스페이서부에 의해 메소겐기를 결합한 구조의, 예를 들면 네마틱 배향성의 폴리에스테르계 액정성 중합체, 디스코틱 중합체나 콜레스테릭 중합체 등을 들 수 있다. 측쇄형의 액정성 중합체의 구체예로서는, 폴리실록산, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트 또는 폴리말로네이트를 주쇄 골격으로 하고, 측쇄로서 공액성의 원자단으로 이루어지는 스페이서부를 통해 네마틱 배향을 부여할 수 있는 파라 치환 환상 화합물 단위로 이루어지는 메소겐부를 갖는 것 등을 들 수 있다. 이들 액정 중합체는, 예를 들면 유리판 상에 형성한 폴리이미드나 폴리비닐알코올 등의 박막의 표면을 러빙 처리한 것, 산화규소를 사방 증착한 것 등의 배향 처리면 상에 액정성 중합체의 용액을 전개하여 열 처리함으로써 행해진다.

위상차 판은, 예를 들면 각종 파장판이나 액정층의 복굴절에 의한 착색이나 시각 등의 보상을 목적으로 한 것 등의 사용 목적에 따른 적당한 위상차를 갖는 것일 수도 있고, 2종 이상의 위상차 판을 적층하여 위상차 등의 광학 특성을 제어한 것 등일 수도 있다.

또한, 상기 타원 편광판이나 반사형 타원 편광판은, 편광판 또는 반사형 편광판과 위상차 판을 적당한 조합으로 적층한 것이다. 이러한 타원 편광판 등은, (반사형) 편광판과 위상차 판의 조합이 되도록 이들을 액정 표시 장치의 제조 과정에서 순차 개별적으로 적층함으로써도 형성할 수 있지만, 상기와 같이 미리 타원 편광판 등의 광학 필름으로 만든 것은, 품질의 안정성이나 적층 작업성 등이 우수 하여 액정 표시 장치 등의 제조 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

시각 보상 필름은, 액정 표시 장치의 화면을 화면에 수직이 아니라 약간 기울어진 방향에서 본 경우에도, 화상이 비교적 선명하게 보이도록 시야각을 넓히기 위한 필름이다. 이러한 시각 보상 필름으로서는, 예를 들면 위상차 판, 액정 중합체 등의 배향 필름이나 투명 기판 상에 액정 중합체 등의 배향층을 지지한 것 등이 포함된다. 통상의 위상차 판으로는, 그의 면 방향으로 일축 연신된 복굴절을 갖는 중합체 필름이 사용되는 것에 대하여, 시각 보상 필름으로서 사용되는 위상차 판으로는, 면 방향으로 이축으로 연신된 복굴절을 갖는 중합체 필름 또는 면 방향으로 일축으로 연신되며 두께 방향으로도 연신된, 두께 방향의 굴절률을 제어한 복굴절을 갖는 중합체 및 경사 배향 필름과 같은 2 방향 연신 필름 등이 사용된다. 경사 배향 필름으로는, 예를 들면 중합체 필름에 열 수축 필름을 접착하여 가열에 의한 수축력의 작용하에서 중합체 필름을 연신 처리 및(또는) 수축 처리한 것 또는 액정 중합체를 경사 배향시킨 것 등을 들 수 있다. 위상차 판의 소재 원료 중합체는, 상기 위상차 판에서 설명한 중합체와 동일한 것이 사용되고, 액정 셀에 의한 위상차에 기초하는 시인각의 변화에 의한 착색 등의 방지 또는 양호한 시인의 시야각의 확대 등을 목적으로 하는 적당한 것을 사용할 수 있다.

또한, 시인성이 양호한 넓은 시야각을 달성하는 점 등 때문에, 액정 중합체의 배향층, 특히 디스코틱 액정 중합체의 경사 배향층으로 이루어지는 광학 이방성 층을 트리아세틸셀룰로오스 필름으로 지지한 광학 보상 위상차 판을 바람직하게 사용할 수 있다.

편광 변환 소자로는, 예를 들면 이방성 반사형 편광 소자 또는 이방성 산란형 편광 소자 등을 들 수 있다. 이방성 반사형 편광 소자로는, 콜레스테릭 액정층, 특히 콜레스테릭 액정 중합체의 배향 필름 또는, 그 배향 액정층을 필름 기재 상에 지지한 것과 같이, 좌측 주위 또는 우측 주위 중 어느 한쪽의 원 편광을 반사하며 다른 광은 투과하는 특성을 나타내는 것으로서, 그의 반사 대역 중 어느 임의의 파장의 0.25배의 위상차를 갖는 위상차 판과의 복합체, 또는 유전체의 다층 박막이나 굴절률 이방성이 상이한 박막 필름의 다층 적층체와 같이, 소정 편광축의 직선 편광을 투과하며 다른 광은 반사하는 특성을 나타내는 것이 바람직하다. 전자의 예로서는, 니토 덴꼬 제조의 PCF 시리즈 등을 들 수 있고, 후자의 예로서는, 3M사 제조의 DBEF 시리즈 등을 들 수 있다. 또한, 이방성 반사형 편광 소자로서, 반사형 그리드 편광자도 바람직하게 사용할 수 있다. 그의 예로서는, 목스텍(Moxtek) 제조의 MicroWires 등을 들 수 있다. 한편, 이방성 산란형 편광 소자로서는, 예를 들면 3M사 제조의 DRPF 등을 들 수 있다.

편광판과 휘도 향상 필름을 부착시킨 편광판은, 통상 액정 셀의 이면측 사이드에 설치되어 사용된다. 휘도 향상 필름은, 액정 표시 장치 등의 백 라이트 또는 이면측에서의 반사 등에 의해 자연광이 입사되면 소정 편광축의 직선 편광 또는 소정 방향의 원 편광을 반사하고, 다른 광은 투과하는 특성을 나타내는 것이며, 휘도 향상 필름을 편광판과 적층한 편광판은, 백 라이트 등의 광원으로부터의 광을 입사시켜 소정 편광 상태의 투과광을 얻음과 함께, 상기 소정 편광 상태 이외의 광을 투과하지 않고 반사한다. 휘도 향상 필름은, 이 휘도 향상 필름면에서 반사된 광 을 다시 그의 후방에 설치된 반사층 등을 통해 반전시켜 휘도 향상 필름에 재입사되고, 그의 일부 또는 전부를 소정 편광 상태의 광으로서 투과시킴으로써, 휘도 향상 필름을 투과하는 광의 증량을 도모함과 함께, 편광 필름에 흡수시키기 어려운 편광을 공급하여, 액정 화상 표시 등에 사용할 수 있는 광량의 증대를 도모함으로써 휘도를 향상시킬 수 있다. 즉, 휘도 향상 필름을 사용하지 않고서, 백 라이트 등으로 액정 셀의 이면측에서 편광 필름을 통해서 광이 입사된 경우에는, 편광 필름의 편광축에 일치하지 않는 편광 방향을 갖는 광은 대부분 편광 필름에 흡수되어, 편광 필름을 투과하지 못한다. 즉, 사용한 편광 필름의 특성에 따라서도 다르지만, 약 50 ％의 광이 편광 필름에 흡수되어, 그 만큼 액정 화상 표시 등에 사용할 수 있는 광량이 감소되어 화상이 어두워진다. 휘도 향상 필름은, 편광 필름에 흡수되는 편광 방향을 갖는 광을 편광 필름에 입사시키지 않고, 휘도 향상 필름에 일단 반사시키며, 또한 그의 후방에 설치된 반사층 등을 통해 반전시켜 휘도 향상 필름에 재입사시키는 것을 반복하고, 이 양자(兩者) 사이에서 반사 및 반전하는 광의 편광 방향이 편광자를 통과할 수 있는 편광 방향이 된 편광만을 투과시켜 편광 필름에 공급하기 때문에, 백 라이트 등의 광을 효율적으로 액정 표시 장치의 화상의 표시에 사용할 수 있어, 화면을 밝게 할 수 있다.

휘도 향상 필름과 반사층 등의 사이에 확산판을 설치할 수도 있다. 휘도 향상 필름에 의해서 반사된 편광 상태의 광은 상기 반사층 등을 향하고, 설치된 확산판을 통과함으로써 균일하게 확산되면서, 동시에 편광 상태가 해소되어 비편광 상태가 된다. 즉, 원래의 자연광 상태로 되돌아간다. 이 비편광 상태, 즉 자연광 상태의 광이 반사층 등을 향하고, 반사층 등을 통해 반사되고, 확산판을 다시 통과하여 휘도 향상 필름에 재입사되는 것을 반복한다. 원래의 자연광 상태로 복귀시키는 확산판을 설치함으로써, 표시 화면의 밝기를 유지하면서, 동시에 표시 화면의 밝기의 불균일을 적게 하여 균일한 밝은 화면을 제공할 수 있다. 원래의 자연광 상태로 복귀시키는 확산판을 설치함으로써, 초회의 입사광은 반사의 반복 횟수가 알맞게 증가하여, 확산판의 확산 기능과 동시에 균일한 밝은 표시 화면을 제공할 수 있었던 것으로 생각된다.

상기 휘도 향상 필름으로서는, 예를 들면 유전체의 다층 박막 및 굴절률 이방성이 상이한 박막 필름의 다층 적층체와 같은, 소정 편광축의 직선 편광을 투과하며 다른 광은 반사하는 특성을 나타내는 것, 콜레스테릭 액정 중합체의 배향 필름 및 그 배향 액정층을 필름 기재 상에 지지한 것와 같은, 좌측 주위 또는 우측 주위 중 어느 한쪽의 원 편광을 반사하며 다른 광은 투과하는 특성을 나타내는 것 등 중 적당한 것을 사용할 수 있다.

따라서, 상기한 소정 편광축의 직선 편광을 투과시키는 타입의 휘도 향상 필름은, 그 투과광을 그대로 편광판에 편광축을 나란히 하여 입사시킴으로써, 편광판에 의한 흡수 손실을 억제하면서, 효율적으로 투과시킬 수 있다. 한편, 콜레스테릭 액정층과 같이 원 편광을 투과하는 타입의 휘도 향상 필름은, 그대로 편광 필름에 입사시킬 수도 있지만, 흡수 손실을 억제하는 점으로부터 그의 원 편광을 위상차 판을 통해 직선 편광화하여 편광판에 입사시키는 것이 바람직하다. 또한, 그 위상차 판으로서 1/4 파장판을 사용함으로써, 원 편광을 직선 편광으로 변환할 수 있다.

가시 광역 등의 넓은 파장 범위에서 1/4 파장판으로서 기능하는 위상차 판은, 예를 들면 파장 550 nm의 단색광에 대하여 1/4 파장판으로서 기능하는 위상차층과 다른 위상차 특성을 나타내는 위상차층, 예를 들면 1/2 파장판으로서 기능하는 위상차층을 중첩하는 방식 등에 의해 얻을 수 있다. 따라서, 편광판과 휘도 향상 필름 사이에 배치하는 위상차 판은, 1층 이상의 위상차층으로 이루어지는 것일 수도 있다.

또한, 콜레스테릭 액정층에 대해서도, 반사 파장이 상이한 것을 조합하여 2층 또는 3층 이상 중첩한 배치 구조로 함으로써, 가시광 영역 등의 넓은 파장 범위에서 원 편광을 반사하는 것을 얻을 수 있고, 그것에 기초하여 넓은 파장 범위의 투과 원 편광을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 편광판은, 상기 편광 분리형 편광판과 같이, 편광판과 2층 이상의 광학층을 적층한 것으로 이루어질 수 있다. 따라서, 상기한 반사형 편광판 또는 반투과형 편광판과 위상차 판을 조합한 반사형 타원 편광판 또는 반투과형 타원 편광판 등일 수도 있다.

편광판에 상기 광학층을 적층한 광학 필름은, 액정 표시 장치 등의 제조 과정에서 순차 개별적으로 적층하는 방식으로도 형성할 수 있지만, 미리 적층하여 광학 필름으로 한 것은, 품질의 안정성이나 조립 작업 등이 우수하여 액정 표시 장치 등의 제조 공정을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 적층에는 점착층 등의 적당한 접착 수단을 사용할 수 있다. 상기 편광판과 다른 광학층의 접착시, 이들의 광학 축은 목적으로 하는 위상차 특성 등에 따라서 적당한 배치 각도로 할 수 있다.

본 발명에 따른 편광 필름 및 상기 광학층에는, 액정 셀 등의 다른 부재와 접착하기 위한 점착층을 설치할 수도 있다. 그 점착층은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 아크릴계, 실리콘계, 폴리에스테르계, 폴리우레탄계, 폴리에테르계, 고무계 등의 적당한 점착제로 형성할 수 있다. 이 점착제로서는, 흡습에 의한 발포 현상 및 박리 현상의 방지, 열 팽창차 등에 의한 광학 특성의 저하, 액정 셀의 휘어짐 방지, 및 고품질이며 내구성이 우수한 화상 표시 장치의 형성성 등의 점으로부터, 흡습율이 낮으며 내열성이 우수한 점착제인 것이 바람직하다. 또한, 편광 필름 등의 광학 특성의 변화를 방지하는 점으로부터, 경화나 건조시에 고온의 공정을 필요로 하지 않는 것이 바람직하고, 장시간의 경화 처리 및 건조 시간을 필요로 하지 않는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 본 발명에서는 아크릴계 점착제가 바람직하게 사용된다.

또한, 미립자를 함유하여 광 확산성을 나타내는 점착층 등으로 할 수도 있다. 점착층은 필요에 따라 필요한 면에 설치할 수 있고, 예를 들면 본 발명과 같은 편광 필름 및 투명 보호층을 포함하는 편광판에 있어서는, 필요에 따라 보호층의 한쪽 면 또는 양면에 점착층을 설치할 수 있다.

점착층의 두께는 특별히 한정되지 않는지만, 5 내지 35 ㎛가 바람직하고, 보다 바람직하게는 15 내지 25 ㎛인 것이 보다 바람직하다. 점착층의 두께를 이 범위로 함으로써, 편광 필름 및 편광판의 치수 거동에 따른 응력을 완화할 수 있다.

상기 점착층이 표면에 노출되는 경우에는, 그 점착층을 실용에 사용하기까지 그 사이의 오염 방지 등을 목적으로 세퍼레이터로 일시적으로 피복하는 것이 바람직하다. 세퍼레이터는, 상기 투명 보호층 등에 준한 적당한 필름에, 필요에 따라 실리콘계, 장쇄 알킬계, 불소계 및 황화몰리브덴 등의 적당한 박리제에 의한 박리 코팅을 행하는 방식 등에 의해 형성할 수 있다.

또한, 상기 편광판 및 광학 필름을 형성하는 투명 보호층, 광학층 및 점착층 등의 각 층은, 예를 들면 살리실산에스테르계 화합물, 벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물, 및 니켈 착염계 화합물 등의 자외선 흡수제로 처리하는 방식 등의 적당한 방식에 의해 자외선 흡수능을 갖게 한 것일 수도 있다.

본 발명에 따른 편광 필름은 액정 표시 장치(LCD), 전계 발광 표시 장치(ELD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 및 전계 방출 디스플레이(FED) 등의 화상 표시 장치의 형성에 바람직하게 사용할 수 있다.

본 발명의 편광 필름은, 액정 표시 장치 등의 각종 장치의 형성 등에 바람직하게 사용할 수 있고, 예를 들면 편광 필름 또는 편광판을 액정 셀의 한쪽 측 또는 양측에 배치하여 이루어지는 반사형, 반투과형, 또는 투과ㆍ반사형 등의 액정 표시 장치에 사용할 수 있다. 액정 셀 기판은 플라스틱 기판, 유리 기판 중 어느 것일 수도 있다. 액정 표시 장치를 형성하는 액정 셀은 임의적이고, 예를 들면 박막 트랜지스터형으로 대표되는 액티브 매트릭스 구동형의 것, 트위스트 네마틱형 및 수퍼 트위스트 네마틱형으로 대표되는 단순 매트릭스 구동형 등 적당한 타입의 액정 셀을 사용한 것일 수 있다.

또한, 액정 셀의 양측에 편광판 또는 다른 광학 필름을 설치하는 경우, 이들은 동일한 것일 수도 있고, 다른 것일 수도 있다. 또한, 액정 표시 장치의 형성에 있어서는, 예를 들면 프리즘 어레이 시트, 렌즈 어레이 시트, 광 확산판 및 백 라이트 등의 적당한 부품을 적당한 위치에 1층 이상 배치할 수 있다.

이어서, 유기 전계 발광 표시 장치(유기 EL 표시 장치)에 대하여 설명한다. 일반적으로, 유기 EL 표시 장치는 투명 기판 상에 투명 전극, 유기 발광층 및 금속 전극을 순서대로 적층하여 발광체(유기 전계 발광 발광체)를 형성하고 있다. 여기서, 유기 발광층은 다양한 유기 박막의 적층체이고, 예를 들면 트리페닐아민 유도체 등으로 이루어지는 정공 주입층과, 안트라센 등의 형광성 유기 고체로 이루어지는 발광층과의 적층체, 이러한 발광층과 페릴렌 유도체 등으로 이루어지는 전자 주입층의 적층체, 및 이들 정공 주입층, 발광층 및 전자 주입층의 적층체 등 다양한 조합을 갖는 구성이 알려져 있다.

유기 EL 표시 장치는, 투명 전극과 금속 전극에 전압을 인가함으로써 유기 발광층에 정공 및 전자가 주입되어, 이들 정공과 전자의 재결합에 의해서 생기는 에너지가 형광 물질을 여기하고, 여기된 형광 물질이 기저 상태로 되돌아갈 때에 광을 방사한다는 원리로 발광한다. 도중의 재결합 메카니즘은 일반적인 다이오드와 동일하고, 이로부터도 예상할 수 있는 바와 같이, 전류와 발광 강도는 인가 전압에 대하여 정류(整流)성에 따른 강한 비선형성을 나타낸다.

유기 EL 표시 장치에 있어서는, 유기 발광층에서의 발광을 얻기 위해서, 적어도 한쪽 전극이 투명해야만 하고, 통상 산화인듐 주석(ITO) 등의 투명 도전체로 형성된 투명 전극을 애노드로서 사용한다. 한편, 전자 주입을 용이하게 하여 발광 효율을 올리기 위해서는, 캐소드에 일함수가 작은 물질을 사용하는 것이 중요하고, 캐소드로서 통상 Mg-Ag, Al-Li 등의 금속 전극을 사용하고 있다.

이러한 구성의 유기 EL 표시 장치에 있어서, 유기 발광층은 일반적으로 두께 10 nm 정도로 매우 얇은 막으로 형성되어 있다. 이 때문에, 유기 발광층도 투명 전극과 동일하게, 광을 거의 완전히 투과한다. 그 결과, 비발광시에 투명 기판의 표면으로부터 입사되고, 투명 전극과 유기 발광층을 투과하여 금속 전극에서 반사된 광이, 다시 투명 기판의 표면측에서 나가기 때문에, 외부에서 시인하였을 때, 유기 EL 표시 장치의 표시면이 거울면과 같이 보인다.

전압의 인가에 의해서 발광하는 유기 발광층의 표면측에 투명 전극을 구비함 과 동시에, 유기 발광층의 이면측에 금속 전극을 구비하여 이루어지는 유기 전계 발광체를 포함하는 유기 EL 표시 장치에 있어서, 투명 전극의 표면측에 편광판을 설치함과 동시에, 이들 투명 전극과 편광판 사이에 위상차 필름을 설치할 수 있다.

위상차 필름 및 편광 필름은 외부로부터 입사되어 금속 전극에서 반사된 광을 편광하는 작용을 갖기 때문에, 그의 편광 작용에 의해서 금속 전극의 거울면이 외부에서 시인되지 않는다는 효과가 있다. 특히, 위상차 필름을 1/4 파장판으로 구성하고, 또한 편광판과 위상차 필름의 편광 방향이 이루는 각을 π/4로 조정하면, 금속 전극의 거울면을 완전히 차폐할 수 있다.

즉, 이 유기 EL 표시 장치에 입사되는 외부광은, 편광판에 의해 직선 편광 성분만이 투과한다. 이 직선 편광은 위상차 필름에 의해 일반적으로 타원 편광이 되지만, 특히 위상차 필름이 1/4 파장판이면서 또한 편광판과 위상차 필름의 편광 방향이 이루는 각이 π/4일 때에는 원 편광이 된다.

이 원 편광은 투명 기판, 투명 전극, 유기 박막을 투과하여 금속 전극에서 반사되고, 다시 유기 박막, 투명 전극, 투명 기판을 투과하여 위상차 필름에서 다시 직선 편광이 된다. 또한, 이 직선 편광은 편광판의 편광 방향과 직교하고 있기 때문에, 편광판을 투과할 수 없다. 그 결과, 금속 전극의 거울면을 완전히 차폐할 수 있다.

PDP는, 패널 내에 밀봉된 희가스, 특히 네온을 주체로 한 가스 중에서 방전을 발생시키고, 이 때 발생하는 진공 자외선에 의해 패널의 셀에 도포된 R, G, B의 형광체를 발생시킴으로써 화상 표시가 가능해진다.

상기와 같은 화상 표시 장치 시장에서는, 가격 감소를 위해, 광학 필름 원반의 펀칭, 선별, 접합까지의 처리 공정을 일관하여 행하는 인하우스 제조가 요구되고 있다. 본 발명에 있어서, 컷팅된 편광판이 그대로 디스플레이에 사용되는 경우, 칩 컷팅된 편광 필름의 크기는 임의적이지만, 일반적으로는 세로가 10 cm 내지 130 cm, 가로가 10 cm 내지 130 cm인 것이 사용된다. 특히 디스플레이의 크기에 있어서 상한은 없지만, 현재 만들 수 있는 투명 보호 필름 및, PVA 필름 등의 편광 필름용의 기재 폭에 의존한다. 광학 필름의 후가공(절단)에서 셀로의 접합까지를 일관하여 생산하는 인하우스 제조법에서는, 그의 불량 영역을 바로 측정할 필요가 있다. 따라서, 종래에는 칩 컷팅 후에 검사 공정이 필요하고, 검사 공정에서 불량품을 제외하였지만, 본 발명에서 얻어지는 편광 필름은 면내 균일성이 우수하기 때 문에, 칩 컷팅 후에 검사 공정이나 그를 위한 운송 공정, 팩킹 공정, 팩킹 제거 공정을 거치지 않고, 액정 표시 소자나 EL 표시 소자 등의 화상 표시 소자에 접합시키는 공정을 1 라인으로 행할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 실시예에 기초하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되지 않는다.

실시예 1

두께 75 ㎛, 폭 길이 100 mm의 폴리비닐알코올(PVA) 필름((주)쿠라레 제조, 중합도 2400)을 사용하여 팽윤, 염색, 가교, 연신, 수세 및 건조 처리 공정을 거쳐 두께 약 28 ㎛의 편광 필름을 얻었다. 단, 편광 필름을 제조할 때에, 팽윤, 염색, 가교, 연신, 및 수세욕 중에, 필름 반송용 유지구로서, 표면이 염화비닐 및 NBR을 주성분으로 하는 2개의 롤을 도 3에 나타낸 바와 같이 2열 가로로 배열한 형태로, 2매의 필름을 처리하였다. 또한, 이 편광 필름의 양면에, 알칼리 수용액 중에 60 초간 침지함으로써 비누화 처리를 실시한 트리아세틸셀룰로오스 필름(두께 80 ㎛)을 PVA계 접착제로 접합시킨 후, 60 ℃에서 4 분간 건조시켜 편광판으로 하였다. 또한, 상기 각 처리 공정에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이 롤을 사용하여 필름을 반송하고, 처리 공정 전후의 핀치 롤의 주속차를 사용하여 연신을 행하였다. 편광 필름의 제조 공정의 각 처리 공정에서의 조건은 하기와 같다.

(팽윤 처리 공정) 30 ℃의 순수한 물 중에서 3.0배 연신.

(염색 처리 공정) 30 ℃의 0.5 중량％ 요오드 수용액(I/KI(중량비)=1/10)) 중에 60 초간 침지.

(가교 처리 공정) 30 ℃의 3 중량％ 붕산 및 2 중량％ KI 수용액 중에 60 초간 침지.

(연신 처리 공정) 60 ℃의 4 중량％ 붕산 및 3 중량％ KI 수용액 중에서 총 연신 배율 5.5배까지 연신.

(수세 처리 공정) 30 ℃의 5 중량％의 KI 수용액 중에 20 초간 침지 후, 에어 나이프를 사용하여 물기를 제거한다.

(건조 처리 공정) 장력을 유지한 채로 50 ℃에서 1 분간 건조.

얻어진 편광판에 대하여, 단체 투과율 및 편광도를 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.

실시예 2

각 처리욕 중에 도 7에 나타낸 바와 같이 3열 가로로 배열한 형태로 3매의 필름을 처리한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 편광 필름 및 편광판을 얻었다. 얻어진 편광판의 측정 결과는 표 1에 나타내었다.

실시예 3

각 처리욕 중에 도 5에 나타낸 바와 같이 세로로 2단이 되도록 롤을 배열한 형태로 2매의 필름을 처리한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 편광 필름 및 편광판을 얻었다. 얻어진 편광판의 측정 결과는 표 1에 나타내었다.

참고예

폭 길이 100 mm의 PVA 필름을 사용하고, 도 2에 나타낸 바와 같이 롤 1개에 대하여 1매의 필름을 반송하는 형태로 제조한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 편광 필름 및 편광판을 얻었다. 얻어진 편광판의 측정 결과는 표 1에 나타내었다.

비교예 1

폭 길이 200 mm의 PVA 필름을 사용하고, 도 2에 나타낸 바와 같이 롤 1개에 대하여 1매의 필름을 반송하는 형태(종래 방식)로 제조한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 편광 필름 및 편광판을 얻었다. 얻어진 편광판의 측정 결과는 표 1에 나타내었다.

비교예 2

폭 길이 300 mm의 PVA 필름을 사용하고, 도 2에 나타낸 바와 같이 롤 1개에 대하여 1매의 필름을 반송하는 형태(종래 방식)로 제조한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 편광 필름 및 편광판을 얻었다. 얻어진 편광판의 측정 결과는 표 1에 나타내었다.

광학 특성 측정 방법

실시예, 참고예 또는 비교예에서 제조한 편광판을, 연신 방향에 대하여 45°가 되도록 35 mm×25 mm의 크기로 절단하고, 분광 광도계(무라카미 시끼사이 기쥬쯔 겡뀨쇼 제조: DOT-3)를 사용하여 단일 투과율, 평행 투과율(H₀) 및 직교 투과율(H₉₀)을 측정하고, 그 값으로부터 하기 수학식에 의해 편광도를 구하였다. 또한, 이들 투과율은 JISZ 8701의 2도 시야(C 광원)에 의해 시감도 보정을 행한 Y값이다.

편광도(％)={(H₀-H₉₀)/(H₀+H₉₀)}^1/2×100

상기 표 1의 결과로부터, 우수한 광학 특성(편광도)의 편광 필름이 생산량을 떨어뜨리지 않고 얻어지는 것이 분명하였다.

이상, 본 발명을 더욱 상세하게 특정 실시 양태를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있는 것은 당업자에게 분명하다.

본 출원은 2003년 9월 29일 출원의 일본 특허 출원(특원 2003-338907)에 기초하는 것이며, 그 내용은 여기서 참조로서 포함된다.

본 발명에 따르면, 편광 필름의 제조 공정에서 복수매의 필름을 동시에 처리함으로써, 보다 간편하게 광학 특성을 열화시키지 않고 단위 시간당 생산량을 늘릴 수 있다. 본 발명의 방법은, 종래 시도되어 왔던 넓은 폭의 필름을 사용하여 제조된 편광 필름과 비교한 경우에도, 그 넓은 폭의 편광 필름을 제조하는, 폭이 넓은 처리욕을 갖는 제조 장치를 사용하여, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같은 방법으로 복수매의 필름으로부터 편광 필름을 제조함으로써, 넓은 폭으로 하였을 때에 문제로 되었던 광학 특성이나 표면 상태의 결점이 생기지 않을 뿐만 아니라, 단위 시간 당 생산량은 넓은 폭의 필름을 제조한 경우와 동일한 정도로 제조할 수 있다. 즉, 보다 광학 특성이 우수한 편광 필름을 다량으로 얻을 수 있다. 또한, 편광 필름의 제조 공정에서는, 처리욕 중의 처리액의 농도가 약간 변화하는 것만으로도 광학 특성이 크게 변화하지만, 본 발명의 제조 방법에 따르면, 복수매의 필름을 동시에 처리함으로써, 보다 단시간에 목적으로 하는 생산량이 얻어지고, 처리액 중의 함유 물질 및 처리액의 농도 등의 경시 변화의 영향을 받기 어렵고, 거의 동일한 특성을 갖는 편광 필름을 대량으로 생산할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제조 방법을 사용하면, 화상 표시 장치의 수요 증대에 따른 편광 필름의 생산량 증대에도 용이하게 대응할 수 있다는 효과가 얻어진다.

Claims

염색 처리 공정 및 연신 처리 공정을 포함하고, 하나 이상의 처리액 중에 복수매의 필름이 서로 접촉하지 않고 동시에 침지되는 것을 특징으로 하는 편광 필름의 제조 방법.
제1항에 있어서, 필름수가 2매 이상 4매 이하인 편광 필름의 제조 방법.
제1항에 있어서, 염색 처리 공정에서 폴리비닐알코올계 필름을 2색성 물질로 염색한 후, 연신 처리 공정에서 염색된 필름을 일축 연신하는 편광 필름의 제조 방법.
제1항에 기재된 제조 방법에 의해 얻어지는 편광 필름.
제4항에 기재된 편광 필름, 및 상기 편광 필름의 적어도 한쪽 면에 구비된 광학층을 포함하는 광학 필름.
제4항에 기재된 편광 필름을 포함하는 액정 패널.
제4항에 기재된 편광 필름을 포함하는 화상 표시 장치.
제6항에 있어서, 인하우스 제조법에 의해 제조되는 액정 패널.
제7항에 있어서, 인하우스 제조법에 의해 제조되는 화상 표시 장치.
하나 이상의 처리액 중에 복수매의 필름이 서로 접촉하지 않고 동시에 침지되기 위한 필름 반송용 유지구를 구비한 처리욕을 포함하는 편광 필름의 제조 장치.
제10항에 있어서, 필름수가 2매 이상 4매 이하인 편광 필름의 제조 장치.
제1항에 있어서, 총 연신 배율이 3.0 이상 7.0 이하인 편광 필름의 제조 방법.