KR20140088528A - 편광판의 제조 방법 - Google Patents

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KR20140088528A
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준 후루카와
아즈사 히로이와
히데미츠 시미즈
유지 세리카와
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스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 편광 필름(1)의 한쪽 면 또는 양면에 투명 필름(2, 3)이 접합되어 이루어지는 편광판의 제조 방법으로서, 접착제 도공 공정과, 상기 투명 필름(2, 3)이 상기 편광 필름(1)의 한쪽 면 또는 양면에 상기 접착제를 통해 적층되어 이루어지는 적층체(4)를 반송 방향으로 회전하는 한 쌍의 접합 롤(51, 52) 사이에 끼운 상태에서, 상기 접합 롤(51, 52)에 접하여 설치된 적어도 1개의 가압 롤(61, 62)에 의해, 적어도 한쪽의 접합 롤(51, 52)을 다른 쪽의 접합 롤의 방향으로 가압함으로써 상기 투명 필름(2, 3)과 상기 편광 필름(1)을 접합하는 접합 공정과, 상기 적층체(4)에 활성 에너지선을 조사하여 상기 접착제를 경화시키는 활성 에너지선 조사 공정을 구비하며, 상기 가압 롤(61, 62)의 중앙부의 직경은 상기 가압 롤에 접하는 상기 접합 롤(51, 52)의 중앙부의 직경보다 큰 것을 특징으로 한다.

Description

편광판의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING POLARIZER}
본 발명은 액정 표시 장치 등을 구성하는 광학 부품의 하나로서 유용한 편광판의 제조 방법에 관한 것이다.
편광 필름은, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 2색성 색소를 흡착 배향시킨 것으로서 널리 이용되고 있으며, 요오드를 2색성 색소로 하는 요오드계 편광 필름이나, 2색성 직접 염료를 2색성 색소로 하는 염료계 편광 필름 등이 알려져 있다. 이들 편광 필름은, 통상, 그의 한쪽 면 또는 양면에 접착제를 통해 트리아세틸셀룰로오스 필름 등의 투명 필름을 접합하여 편광판으로 된다.
편광 필름의 한쪽 면 또는 양면에 투명 필름을 적층하는 방법으로서, 미리 투명 필름의 표면에 활성 에너지선 경화형 수지를 도포한 후, 편광 필름과 투명 필름을 한 쌍의 닙롤(접합 롤) 사이에 끼워 가압함으로써 접합하고, 이어서 활성 에너지선을 조사하여 접착 경화시키는 방법이 있다(특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2004-245925호 공보, 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2009-134190호 공보, 특허문헌 3: 일본 특허 공개 제2011-95560호 공보).
그러나, 도 5의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 접합 롤(51, 52)에 의한 적층체(편광 필름 및 투명 필름)의 압력은, 통상, 한쪽의 접합 롤(51)의 양끝의 베어링을 유압, 공기압, 나사 등으로 가압함으로써 행해지기 때문에(도 5의 (b)의 화살표), 접합 롤(51)의 중앙 부근이 휘어, 적층체(편광 필름 및 투명 필름)가 불균일하게 가압되어 버리는 경우가 있었다. 불균일하게 가압된 경우에는, 얻어지는 편광판에 있어서 각 필름 사이에 기포가 발생하거나, 각 필름 사이의 밀착성이 나빠지는 문제가 생긴다. 또한, 반송의 흐름이 나빠져서, 제조 공정에서의 트러블이 발생하기 쉬워진다는 문제도 있었다. 또한, 이러한 현상은, 적층체에 높은 압력을 가할 필요가 있는 경우에 생기는 현상이다. 활성 에너지선 경화형 수지를 접착제로서 이용하는 경우, 다른 폴리비닐알코올계 수지 등을 접착제로서 이용하는 경우에 비해, 점도가 높기 때문에, 적층체에 높은 압력을 가할 필요가 있다.
이 때문에, 가압시에 있어서의 접합 롤의 휨이 생기기 어렵게 하기 위해서, 종래는 접합 롤로서, 통상 300mm 정도보다 큰 직경을 갖는 롤이 사용되고 있었다. 그러나, 접합 롤의 직경이 클수록, 접합 롤과 적층체의 접촉 면적은 커지기 때문에, 접합 롤에 가해지는 외력이 일정한 경우에는, 적층체에 가해지는 면적당 압력은 작아져 버린다. 따라서, 적층체에 높은 압력을 가할 필요가 있는 경우에는, 가능한 한 접합 롤의 직경을 작게 하는 것이 바람직하다.
일본 특허 공개 제2004-245925호 공보 일본 특허 공개 제2009-134190호 공보 일본 특허 공개 제2011-95560호 공보
본 발명은 비교적 작은 직경의 접합 롤을 이용한 경우에도, 편광판을 구성하는 적층체(편광 필름 및 투명 필름)를 균일하게 가압할 수 있는 편광판의 제조 방법 및 편광판의 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 편광 필름의 한쪽 면 또는 양면에 투명 필름이 접합되어 이루어지는 편광판의 제조 방법으로서,
상기 투명 필름의 한쪽 면 또는 상기 편광 필름의 한쪽 면 또는 양면에, 활성 에너지선 경화형의 접착제를 도포하는 접착제 도공 공정과,
상기 투명 필름이 상기 편광 필름의 한쪽 면 또는 양면에 상기 접착제를 통해 적층되어 이루어지는 적층체를, 반송 방향으로 회전하는 한 쌍의 접합 롤 사이에 끼운 상태에서, 상기 접합 롤에 접하여 설치된 적어도 1개의 가압 롤에 의해, 적어도 한쪽의 접합 롤을 다른 쪽의 접합 롤의 방향으로 가압함으로써, 상기 투명 필름과 상기 편광 필름을 접합하는 접합 공정과,
상기 적층체에 활성 에너지선을 조사하여 상기 접착제를 경화시키는 활성 에너지선 조사 공정을 구비하며,
상기 가압 롤의 중앙부의 직경은, 상기 가압 롤에 접하는 상기 접합 롤의 중앙부의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는, 편광판의 제조 방법이다.
상기 한 쌍의 접합 롤은 각각이 독립적으로 구동되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 한 쌍의 접합 롤 및 상기 가압 롤은 직경이 실질적으로 균일한 플랫 롤인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 편광 필름의 한쪽 면 또는 양면에 투명 필름이 접합되어 이루어지는 편광판의 제조 장치로서,
상기 투명 필름의 한쪽 면 또는 상기 편광 필름의 한쪽 면 또는 양면에, 활성 에너지선 경화형의 접착제를 도포하기 위한 접착제 도공 장치와,
상기 투명 필름이 상기 편광 필름의 한쪽 면 또는 양면에 상기 접착제를 통해 적층되어 이루어지는 적층체를 반송하면서 협압함으로써, 상기 투명 필름과 상기 편광 필름을 접합하기 위한 한 쌍의 접합 롤과,
상기 한 쌍의 접합 롤 중 적어도 한쪽의 접합 롤을 다른 쪽의 접합 롤의 방향으로 가압하기 위해서, 상기 접합 롤에 접하여 설치된 적어도 1개의 가압 롤과,
상기 적층체에 활성 에너지선을 조사하여 상기 접착제를 경화시키기 위한 활성 에너지선 조사 장치를 구비하며,
상기 가압 롤의 중앙부의 직경은, 상기 가압 롤에 접하는 상기 접합 롤의 중앙부의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는, 편광판의 제조 장치에 관한 것이기도 하다.
본 발명에 따르면, 비교적 작은 직경의 접합 롤을 이용한 경우에도, 편광판을 구성하는 적층체(편광 필름 및 투명 필름)를 균일하게 가압할 수 있는 편광판의 제조 방법 및 편광판의 제조 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 각 필름 사이에 기포가 발생하거나, 각 필름 사이의 밀착성이 나빠지는 것이 억제된 편광판을 얻을 수 있다. 또한, 반송의 흐름이 나빠지는 것 등에 기인하는 제조 공정에서의 트러블의 발생도 억제된다.
도 1은 본 발명에 따른 편광판의 제조 장치의 일 실시 형태를 나타내는 개략 측면도이다.
도 2는 본 발명에 이용되는 접합 롤 및 가압 롤의 일 실시 형태를 나타내는 개략 측면도이다.
도 3은, 도 2에 나타내는 접합 롤 및 가압 롤의 일 실시 형태에 대한 개략 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 편광판의 제조 장치의 별도의 실시 형태를 나타내는 개략 측면도이다.
도 5는 종래의 편광판의 제조 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
(편광 필름)
본 발명의 편광판에 이용되는 편광 필름은, 구체적으로는, 일축 연신한 폴리비닐알코올계 수지 필름에 2색성 색소를 흡착 배향시킨 것이다. 폴리비닐알코올계 수지는, 폴리비닐아세트산계 수지를 비누화함으로써 얻어진다. 폴리아세트산비닐계 수지로서는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 외에, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체(예를 들면, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체) 등을 들 수 있다. 아세트산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 그 외에, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 들 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는, 85몰% 이상, 바람직하게는 90몰% 이상, 보다 바람직하게는 98 내지 100몰%이다. 폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는, 통상 1000 내지 10000, 바람직하게는 1500 내지 5000이다. 이들 폴리비닐알코올계 수지는, 변성되어 있을 수도 있고, 예를 들면 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈, 폴리비닐부티랄 등도 사용할 수 있다.
이러한 폴리비닐알코올계 수지를 제막한 것이, 편광 필름의 원반 필름으로서 이용된다. 폴리비닐알코올계 수지를 제막하는 방법은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 종래 공지된 적절한 방법으로 제막할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 원반 필름의 막 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 10 내지 150㎛ 정도이다. 통상, 롤상으로 공급되고, 두께가 20 내지 100㎛의 범위 내, 바람직하게는 30 내지 80㎛의 범위 내이고, 또한, 공업적으로 실용적인 폭이 1500 내지 6000mm의 범위 내이다.
시판되고 있는 폴리비닐알코올계 필름(비닐론 VF-PS#7500, 쿠라레 제조/OPL 필름 M-7500, 닛본 고우세이 제조)의 원반 두께는 75㎛, (비닐론 VF-PS#6000, 쿠라레 제조, 비닐론 VF-PE#6000, 쿠라레 제조)의 원반 두께는 60㎛ 등이 있다.
편광 필름은, 통상 폴리비닐알코올계 수지 필름을 2색성 색소로 염색하여 2색성 색소를 흡착시키는 공정(염색 처리 공정), 2색성 색소가 흡착된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정(붕산 처리 공정), 및 이 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하는 공정(수세 처리 공정)을 거쳐 제조된다.
또한, 편광 필름의 제조시에, 통상, 폴리비닐알코올계 수지 필름은 일축 연신되는데, 이 일축 연신은, 염색 처리 공정 전에 행할 수도 있고, 염색 처리 공정 중에 행할 수도 있고, 염색 처리 공정 후에 행할 수도 있다. 일축 연신을 염색 처리 공정 후에 행하는 경우에는, 이 일축 연신은, 붕산 처리 공정 전에 행할 수도 있고, 붕산 처리 공정 중에 행할 수도 있다. 물론, 이들 복수의 단계에서 일축 연신을 행하는 것도 가능하다.
일축 연신은, 주속이 상이한 롤 사이에서 일축으로 연신하도록 할 수도 있고, 열 롤을 이용하여 일축으로 연신하도록 할 수도 있다. 또한, 대기 중에서 연신을 행하는 건식 연신일 수도 있고, 용제로 팽윤시킨 상태에서 연신을 행하는 습식 연신일 수도 있다. 연신 배율은 통상 3 내지 8배 정도이다.
염색 처리 공정에서의 폴리비닐알코올계 수지 필름의 2색성 색소에 의한 염색은, 예를 들면, 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 2색성 색소를 함유하는 수용액에 침지함으로써 행해진다. 2색성 색소로서는, 예를 들면 요오드, 2색성 염료 등이 이용된다. 2색성 염료로는, 예를 들면, 시. 아이. 다이렉트 레드(C. I. DIRECT RED) 39 등의 디스아조 화합물을 포함하는 2색성 직접 염료, 트리스아조, 테트라키스아조 등의 화합물을 포함하는 2색성 직접 염료가 포함된다. 또한, 폴리비닐알코올계 수지 필름은, 염색 처리 전에 물에 대한 침지 처리를 실시해 두는 것이 바람직하다.
2색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우에는, 통상 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 수용액에, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 이 수용액에서의 요오드의 함유량은 통상, 물 100중량부당 0.01 내지 1중량부이고, 요오드화칼륨의 함유량은 통상, 물 100중량부당 0.5 내지 20중량부이다. 2색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우, 염색에 이용하는 수용액의 온도는, 통상 20 내지 40℃이고, 이 수용액에 대한 침지 시간(염색 시간)은 통상 20 내지 1800초이다.
한편, 2색성 색소로서 2색성 염료를 이용하는 경우에는, 통상 수용성 2색성 염료를 포함하는 수용액에, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 이 수용액에서의 2색성 염료의 함유량은 통상, 물 100중량부당 1×10-4 내지 10중량부, 바람직하게는 1×10-3 내지 1중량부이고, 특히 바람직하게는 1×10-3 내지 1×10- 2중량부이다. 이 수용액은, 황산나트륨 등의 무기염을 염색 보조제로서 함유하고 있을 수도 있다. 2색성 색소로서 2색성 염료를 이용하는 경우, 염색에 이용하는 염료 수용액의 온도는, 통상 20 내지 80℃이고, 또한, 이 수용액에 대한 침지 시간(염색 시간)은 통상 10 내지 1800초이다.
붕산 처리 공정은, 2색성 색소에 의해 염색된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 함유 수용액에 침지함으로써 행해진다. 붕산 함유 수용액에서의 붕산의 양은, 물 100중량부당 통상 2 내지 15중량부, 바람직하게는 5 내지 12중량부이다. 상술한 염색 처리 공정에서의 2색성 색소로서 요오드를 이용한 경우에는, 이 붕산 처리 공정에 이용하는 붕산 함유 수용액은 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하다. 이 경우, 붕산 함유 수용액에서의 요오드화칼륨의 양은, 물 100중량부당 통상 0.1 내지 15중량부, 바람직하게는 5 내지 12중량부이다. 붕산 함유 수용액에 대한 침지 시간은, 통상 60 내지 1200초, 바람직하게는 150 내지 600초, 더욱 바람직하게는 200 내지 400초이다. 붕산 함유 수용액의 온도는, 통상 40℃ 이상이고, 바람직하게는 50 내지 85℃, 보다 바람직하게는 55 내지 80℃이다.
계속되는 수세 처리 공정에서는, 상술한 붕산 처리 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 예를 들면 물에 침지함으로써 수세 처리한다. 수세 처리에서의 물의 온도는, 통상 4 내지 40℃이고, 침지 시간은, 통상 1 내지 120초이다. 수세 처리 후에는, 통상 건조 처리가 실시되어, 편광 필름이 얻어진다. 건조 처리는, 예를 들면 열풍 건조기, 원적외선 히터 등을 바람직하게 이용하여 행해진다. 건조 처리의 온도는 통상 30 내지 100℃, 바람직하게는 50 내지 80℃이다. 건조 처리의 시간은, 통상 60 내지 600초, 바람직하게는 120 내지 600초이다.
이렇게 해서 폴리비닐알코올계 수지 필름에, 일축 연신, 2색성 색소에 의한 염색, 붕산 처리 및 수세 처리를 실시하여, 편광 필름이 얻어진다. 이 편광 필름의 두께는, 통상 5 내지 50㎛의 범위 내이다.
(투명 필름)
본 발명에서, 상술한 편광 필름의 한쪽 면 또는 양면에는 투명 필름이 접합된다. 편광 필름의 양면에 투명 필름이 접합되는 경우, 각각의 투명 필름은 동일한 것일 수도 있고, 서로 다른 종류의 필름일 수도 있다.
투명 필름을 구성하는 재료로서는, 예를 들면, 시클로올레핀계 수지, 아세트산셀룰로오스계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등과 같은 아크릴계 수지, 폴리프로필렌 등과 같은 올레핀계 수지 등, 해당 분야에서 종래부터 널리 이용되고 있는 필름 재료를 들 수 있다.
시클로올레핀계 수지란, 예를 들면, 노르보르넨, 다환 노르보르넨계 단량체와 같은, 환상 올레핀(시클로올레핀)을 포함하는 단량체의 유닛을 갖는 열가소성의 수지(열가소성 시클로올레핀계 수지라고도 함)이다. 시클로올레핀계 수지는, 상기 시클로올레핀의 개환 중합체 또는 2종 이상의 시클로올레핀을 이용한 개환 공중합체의 수소 첨가물일 수도 있고, 시클로올레핀과 쇄상 올레핀, 비닐기를 갖는 방향족 화합물 등과의 부가 중합체일 수도 있다. 또한, 극성기가 도입되어 있는 것도 유효하다.
시클로올레핀과 쇄상 올레핀 또는/및 비닐기를 갖는 방향족 화합물과의 공중합체를 이용하는 경우, 쇄상 올레핀으로서는, 에틸렌, 프로필렌 등을 들 수 있고, 비닐기를 갖는 방향족 화합물로서는, 스티렌, α-메틸스티렌, 핵 알킬 치환 스티렌 등을 들 수 있다. 이러한 공중합체에 있어서, 시클로올레핀을 포함하는 단량체의 유닛이 50몰% 이하(바람직하게는 15 내지 50몰%)일 수도 있다. 특히, 시클로올레핀과 쇄상 올레핀과 비닐기를 갖는 방향족 화합물과의 3원 공중합체를 이용하는 경우, 시클로올레핀을 포함하는 단량체의 유닛은, 상술한 바와 같이 비교적 적은 양으로 할 수 있다. 이러한 3원 공중합체에 있어서, 쇄상 올레핀을 포함하는 단량체의 유닛은, 통상 5 내지 80몰%, 비닐기를 갖는 방향족 화합물을 포함하는 단량체의 유닛은, 통상 5 내지 80몰%이다.
시클로올레핀계 수지는, 적절한 시판품, 예를 들면, 토파스(Topas)(티코나(Ticona)사 제조), 아톤(JSR(주) 제조), 제오노어(ZEONOR)(니혼 제온(주) 제조), 제오넥스(ZEONEX)(니혼 제온(주) 제조), 아펠(미쓰이 가가꾸(주) 제조), 옥시스(OXIS)(오쿠라고교사 제조) 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 이러한 시클로올레핀계 수지를 제막하여 필름으로 할 때는, 용제 캐스팅법, 용융 압출법 등의 공지된 방법이 적절하게 이용된다. 또한, 예를 들면 에스시나(세키스이 가가꾸 고교(주) 제조), SCA40(세키스이 가가꾸 고교(주) 제조), 제오노어 필름((주)옵테스 제조) 등의 미리 제막된 시클로올레핀계 수지제의 필름의 시판품을 이용할 수도 있다.
시클로올레핀계 수지 필름은, 일축 연신 또는 이축 연신된 것일 수도 있다. 연신함으로써, 시클로올레핀계 수지 필름에 임의의 위상차값을 부여할 수 있다. 연신은, 통상 필름 롤을 권출하면서 연속적으로 행해지고, 가열로에 의해, 롤의 진행 방향(필름의 길이 방향), 그 진행 방향과 수직인 방향(필름의 폭 방향), 또는 그 양쪽으로 연신된다. 가열로의 온도는, 통상, 시클로올레핀계 수지의 유리 전이 온도 근방에서 유리 전이온도+100℃의 범위가 채용된다. 연신의 배율은, 통상 1.1 내지 6배이고, 바람직하게는 1.1 내지 3.5배이다.
시클로올레핀계 수지 필름은, 롤 권취 상태에 있으면, 필름끼리 접착해서 블록킹이 생기기 쉬운 경향이 있기 때문에, 통상은, 프로텍트 필름을 접합한 후에 롤 권취가 된다. 또한, 시클로올레핀계 수지 필름은, 일반적으로 표면 활성이 떨어지기 때문에, 편광 필름과 접착시키는 표면에는, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 프레임(화염) 처리, 비누화 처리 등의 표면 개질 처리를 행하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 비교적 용이하게 실시 가능한 플라즈마 처리, 특히 대기압 플라즈마 처리, 코로나 처리가 바람직하다.
아세트산셀룰로오스계 수지란, 셀룰로오스의 부분 또는 완전 에스테르화물로서, 예를 들면, 셀룰로오스의 아세트산에스테르, 프로피온산에스테르, 부티르산에스테르, 이들의 혼합 에스테르 등을 포함하는 필름을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 트리아세틸셀룰로오스 필름, 디아세틸셀룰로오스 필름, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 필름, 셀룰로오스아세테이트부티레이트 필름 등을 들 수 있다. 이러한 셀룰로오스에스테르계 수지 필름으로서는, 적절한 시판품, 예를 들면, 후지태크 TD80(후지 필름(주) 제조), 후지태크 TD80UF(후지 필름(주) 제조), 후지태크 TD80UZ(후지 필름(주) 제조), KC8UX2M(코니카 미놀타 옵토(주) 제조), KC8UY(코니카 미놀타 옵토(주) 제조), 후지태크 TD60UL(후지 필름(주) 제조), KC4UYW(코니카 미놀타 옵토(주) 제조), KC6UAW(코니카 미놀타 옵토(주) 제조) 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 투명 필름으로서, 위상차 특성을 부여한 아세트산셀룰로오스계 수지 필름도 바람직하게 이용된다. 이러한 위상차 특성이 부여된 아세트산셀룰로오스계 수지 필름의 시판품으로서는, WV BZ 438(후지 필름(주) 제조), KC4FR-1(코니카 미놀타 옵토(주) 제조), KC4CR-1(코니카 미놀타 옵토(주) 제조), KC4AR-1(코니카 미놀타 옵토(주) 제조) 등을 들 수 있다. 아세트산셀룰로오스는, 아세틸셀룰로오스나 셀룰로오스아세테이트라고도 불린다.
이들 아세트산셀룰로오스계 수지 필름은 흡수하기 쉽고, 편광판의 수분율이 편광판의 단부 늘어짐에 영향을 주는 경우가 있다. 편광판 제조시의 수분율은, 편광판의 보관 환경, 예를 들면 크린룸의 제조 라인이나 권취 롤 보관 창고에서의 평형 수분율에 가까울수록 바람직하고, 적층 필름의 구성에도 의존하는데, 예를 들면, 2.0 내지 3.5% 정도이고, 더욱 바람직하게는 2.5% 내지 3.0%이다. 이 편광판의 수분율의 수치는 건조 중량법으로 측정된 것으로, 105℃/120분 후의 중량 변화이다.
본 발명의 편광판에 이용되는 투명 필름의 두께는 얇은 것이 바람직하지만, 너무 얇으면 강도가 저하되어, 가공성이 떨어지게 된다. 한편 너무 두꺼우면 투명성이 저하되거나, 적층 후에 필요한 양생 시간이 길어지는 등의 문제가 생긴다. 따라서, 투명 필름의 적당한 두께는, 예를 들면 5 내지 200㎛이고, 바람직하게는 10 내지 150㎛, 보다 바람직하게는 10 내지 100㎛이다.
접착제와 편광 필름 및/또는 투명 필름과의 접착성을 향상시키기 위해서, 편광 필름 및/또는 투명 필름에, 코로나 처리, 화염 처리, 플라즈마 처리, 자외선 처리, 프라이머 도포 처리, 비누화 처리 등의 표면 개질 처리를 실시할 수도 있다.
또한, 투명 필름에는, 방현 처리, 안티 리플렉션 처리, 하드 코팅 처리, 대전 방지 처리, 방오 처리 등의 표면 처리가, 각각 단독으로, 또는 2종 이상 조합하여 실시될 수도 있다. 또한, 투명 필름 및/또는 투명 필름 표면 보호층은, 벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물 등의 자외선 흡수제나, 페닐포스페이트계 화합물, 프탈산에스테르 화합물 등의 가소제를 함유하고 있을 수도 있다.
또한, 투명 필름에, 위상차 필름으로서의 기능, 휘도 향상 필름으로서의 기능, 반사 필름으로서의 기능, 반투과 반사 필름으로서의 기능, 확산 필름으로서의 기능, 광학 보상 필름으로서의 기능 등, 광학적 기능을 갖게 할 수 있다. 이 경우, 예를 들면, 투명 필름의 표면에, 위상차 필름, 휘도 향상 필름, 반사 필름, 반투과 반사 필름, 확산 필름, 광학 보상 필름 등의 광학 기능성 필름을 적층함으로써, 이러한 기능을 갖게 할 수 있을 뿐 아니라, 투명 필름 자체에 이러한 기능을 부여할 수도 있다. 또한, 휘도 향상 필름의 기능을 가진 확산 필름 등과 같이, 복수의 기능을 투명 필름에 갖게 할 수도 있다.
예를 들면, 상술한 투명 필름에, 일본 특허 제2841377호 공보, 일본 특허 제3094113호 공보 등에 기재된 연신 처리를 실시하거나, 일본 특허 제3168850호 공보에 기재된 처리를 실시함으로써, 위상차 필름으로서의 기능을 부여할 수 있다. 위상차 필름에서의 위상차 특성은, 예를 들면, 정면 위상차값이 5 내지 100nm, 두께 방향 위상차값이 40 내지 300nm의 범위 등, 적절하게 선택할 수 있다. 또한, 상기한 투명 필름에, 일본 특허 공개 제2002-169025호 공보나 일본 특허 공개 제2003-29030호 공보에 기재되는 바와 같은 방법으로 미세 구멍을 형성함으로써, 또는 선택 반사의 중심 파장이 서로 다른 2층 이상의 콜레스테릭 액정층을 중첩함으로써, 휘도 향상 필름으로서의 기능을 부여할 수 있다.
상기한 투명 필름에 증착이나 스퍼터링 등으로 금속 박막을 형성하면, 반사 필름 또는 반투과 반사 필름으로서의 기능을 부여할 수 있다. 상술한 투명 필름에 미립자를 포함하는 수지 용액을 코팅함으로써, 확산 필름으로서의 기능을 부여할 수 있다. 또한, 상기한 투명 필름에 디스코틱 액정성 화합물 등의 액정성 화합물을 코팅하여 배향시킴으로써, 광학 보상 필름으로서의 기능을 부여할 수 있다. 또한, 투명 필름에 위상차를 발현하는 화합물을 함유시킬 수도 있다. 또한, 적당한 접착제를 이용하여, 각종 광학 기능성 필름을 편광 필름에 직접 접합할 수도 있다. 광학 기능성 필름의 시판품으로서는, 예를 들면, DBEF(3M사 제조, 일본에서는 스미또모 쓰리엠(주)에서 입수할 수 있음) 등의 휘도 향상 필름, WV 필름(후지 필름(주) 제조) 등의 시야각 개량 필름, 아톤 필름(JSR(주) 제조), 제오노어 필름((주)옵테스 제조), 에스시나(세키스이 가가꾸 고교(주) 제조), VA-TAC(코니카 미놀타 옵토(주) 제조), 스미카라이트(스미또모 가가꾸(주) 제조) 등의 위상차 필름 등을 들 수 있다.
(활성 에너지선 경화형 접착제)
편광 필름과 투명 필름은, 활성 에너지선 경화형의 접착제를 통해 접합된다. 활성 에너지선 경화형의 접착제로서는, 내후성이나 굴절률, 양이온 중합성 등의 관점에서, 활성 에너지선의 조사에 의해 경화하는 에폭시 수지를 함유하는 에폭시계 수지 조성물을 포함하는 접착제를 들 수 있다. 다만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 종래부터 편광판의 제조에 사용되고 있는 각종 활성 에너지선 경화형의 접착제(유기 용제계 접착제, 핫멜트계 접착제, 무용제형 접착제 등)가 채용 가능하다. 활성 에너지선 경화형의 접착제로서는, 예를 들면 아크릴아미드, 아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트 등의 아크릴계 수지 조성물을 포함하는 접착제를 들 수 있다.
에폭시 수지란, 분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물을 의미한다. 내후성, 굴절률, 양이온 중합성 등의 관점에서, 접착제인 경화성 에폭시 수지 조성물에 함유되는 에폭시 수지는, 분자 내에 방향환을 포함하지 않는 에폭시 수지(예를 들면, 특허문헌 1 참조)인 것이 바람직하다. 이러한 에폭시 수지로서, 수소화 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지 등을 예시할 수 있다.
수소화 에폭시 수지는, 방향족 에폭시 수지의 원료인 폴리히드록시 화합물을 촉매의 존재 하에, 가압 하에서 선택적으로 핵수소화 반응하여 얻어지는 핵수소 첨가 폴리히드록시 화합물을 글리시딜에테르화하는 방법에 의해 얻을 수 있다. 방향족 에폭시 수지로서는, 예를 들면, 비스페놀 A의 디글리시딜에테르, 비스페놀 F의 디글리시딜에테르, 및 비스페놀 S의 디글리시딜에테르 등의 비스페놀형 에폭시 수지; 페놀노볼락 에폭시 수지, 크레졸노볼락 에폭시 수지, 및 히드록시벤즈알데히드페놀노볼락 에폭시 수지 등의 노볼락형의 에폭시 수지; 테트라히드록시페닐메탄의 글리시딜에테르, 테트라히드록시벤조페논의 글리시딜에테르, 및 에폭시화폴리비닐페놀 등의 다관능형의 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 수소화 에폭시 수지 중에서도, 수소화한 비스페놀 A의 글리시딜에테르가 바람직하다.
지환식 에폭시 수지란, 지환식 환에 결합한 에폭시기를 분자 내에 1개 이상 갖는 에폭시 수지를 의미한다. 「지환식 환에 결합한 에폭시기」란, 다음의 식으로 나타내는 구조에서의 가교 산소 원자 -O-를 의미한다. 다음의 식 중, m은 2 내지 5의 정수이다.
Figure pct00001
상기 식에서의 (CH2)m 중의 1개 또는 복수 개의 수소 원자를 제거한 형태의 기가 다른 화학 구조에 결합하고 있는 화합물이, 지환식 에폭시 수지로 될 수 있다. (CH2)m 중의 1개 또는 복수 개의 수소 원자는, 메틸기나 에틸기 등의 직쇄상 알킬기로 적절하게 치환되어 있을 수도 있다. 지환식 에폭시 수지 중에서도, 옥사비시클로헥산환(상기 식에서 m=3인 것)이나, 옥사비시클로헵탄환(상기 식에서 m=4인 것)을 갖는 에폭시 수지는, 우수한 접착성을 나타내므로 바람직하게 이용된다. 이하에, 바람직하게 이용되는 지환식 에폭시 수지를 구체적으로 예시하는데, 이들 화합물에 한정되는 것은 아니다.
(a) 다음의 식 (I)로 표시되는 에폭시시클로헥실메틸 에폭시시클로헥산카르복실레이트류:
Figure pct00002
(식 중, R1 및 R2는 서로 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 직쇄상 알킬기를 나타냄).
(b) 다음의 식 (II)로 표시되는 알칸디올의 에폭시시클로헥산카르복실레이트류:
Figure pct00003
(식 중, R3 및 R4는 서로 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 직쇄상 알킬기를 나타내고, n은 2 내지 20의 정수를 나타냄).
(c) 다음의 식 (III)으로 표시되는 디카르복실산의 에폭시시클로헥실메틸에스테르류:
Figure pct00004
(식 중, R5 및 R6은 서로 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 직쇄상 알킬기를 나타내고, p는 2 내지 20의 정수를 나타냄).
(d) 다음의 식 (IV)로 표시되는 폴리에틸렌글리콜의 에폭시시클로헥실메틸에테르류:
Figure pct00005
(식 중, R7 및 R8은 서로 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 직쇄상 알킬기를 나타내고, q는 2 내지 10의 정수를 나타냄).
(e) 다음의 식 (V)로 표시되는 알칸디올의 에폭시시클로헥실메틸에테르류:
Figure pct00006
(식 중, R9 및 R10은 서로 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 직쇄상 알킬기를 나타내고, r은 2 내지 20의 정수를 나타냄).
(f) 다음의 식 (VI)으로 표시되는 디에폭시트리스피로 화합물:
Figure pct00007
(식 중, R11 및 R12는 서로 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 직쇄상 알킬기를 나타냄).
(g) 다음의 식 (VII)로 표시되는 디에폭시모노스피로 화합물:
Figure pct00008
(식 중, R13 및 R14는 서로 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 직쇄상 알킬기를 나타냄).
(h) 다음의 식 (VIII)로 표시되는 비닐시클로헥센디에폭시드류:
Figure pct00009
(식 중, R15는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 직쇄상 알킬기를 나타냄).
(i) 다음의 식 (IX)로 표시되는 에폭시시클로펜틸에테르류:
Figure pct00010
(식 중, R16 및 R17은 서로 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 직쇄상 알킬기를 나타냄).
(j) 다음의 식 (X)으로 표시되는 디에폭시트리시클로데칸류:
Figure pct00011
(식 중, R18은 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 직쇄상 알킬기를 나타냄).
상기 예시한 지환식 에폭시 수지 중에서도, 다음의 지환식 에폭시 수지는, 시판되고 있거나, 또는 그의 유사물로서 입수가 비교적 용이하다는 등의 이유에서 보다 바람직하게 이용된다.
(A) 7-옥사비시클로[4.1.0]헵탄-3-카르복실산과 (7-옥사-비시클로[4.1.0]헵트-3-일)메탄올의 에스테르화물[식 (I)에서, R1=R2=H의 화합물],
(B) 4-메틸-7-옥사비시클로[4.1.0]헵탄-3-카르복실산과 (4-메틸-7-옥사-비시클로[4.1.0]헵트-3-일)메탄올의 에스테르화물[식 (I)에서, R1=4-CH3, R2=4-CH3의 화합물],
(C) 7-옥사비시클로[4.1.0]헵탄-3-카르복실산과 1,2-에탄디올의 에스테르화물[식 (II)에서, R3=R4=H, n=2의 화합물],
(D) (7-옥사비시클로[4.1.0]헵트-3-일)메탄올과 아디프산의 에스테르화물[식 (III)에서, R5=R6=H, p=4의 화합물],
(E) (4-메틸-7-옥사비시클로[4.1.0]헵트-3-일)메탄올과 아디프산의 에스테르화물[식 (III)에서, R5=4-CH3, R6=4-CH3, p=4의 화합물],
(F) (7-옥사비시클로[4.1.0]헵트-3-일)메탄올과 1,2-에탄디올의 에테르화물[식 (V)에서, R9=R10=H, r=2의 화합물].
또한, 지방족 에폭시 수지로서는, 지방족 다가 알코올 또는 그의 알킬렌옥시드 부가물의 폴리글리시딜에테르를 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 1,4-부탄디올의 디글리시딜에테르; 1,6-헥산디올의 디글리시딜에테르; 글리세린의 트리글리시딜에테르; 트리메틸올프로판의 트리글리시딜에테르; 폴리에틸렌글리콜의 디글리시딜에테르; 프로필렌글리콜의 디글리시딜에테르; 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 및 글리세린 등의 지방족 다가 알코올에 1종 또는 2종 이상의 알킬렌옥시드(에틸렌옥시드나 프로필렌옥시드)를 부가함으로써 얻어지는 폴리에테르폴리올의 폴리글리시딜에테르 등을 들 수 있다.
에폭시계 수지 조성물을 포함하는 접착제를 구성하는 에폭시 수지는, 1종만을 단독으로 사용할 수도 있고 2종 이상을 병용할 수도 있다. 이 조성물에 이용되는 에폭시 수지의 에폭시 당량은 통상, 30 내지 3,000g/당량, 바람직하게는 50 내지 1,500g/당량의 범위 내이다. 에폭시 당량이 30g/당량을 하회하면, 경화 후의 복합 편광판의 가요성이 저하되거나, 접착 강도가 저하될 가능성이 있다. 한편, 3,000g/당량을 초과하면, 접착제에 함유되는 다른 성분과의 상용성이 저하될 가능성이 있다.
이 접착제에서는, 반응성의 관점에서, 에폭시 수지의 경화 반응으로서 양이온 중합이 바람직하게 이용된다. 그 때문에, 활성 에너지선 경화형의 접착제인 경화성 에폭시 수지 조성물에는, 양이온 중합 개시제를 배합하는 것이 바람직하다. 양이온 중합 개시제는, 가시광선, 자외선, X선, 전자선 등의 활성 에너지선의 조사에 의해 양이온종 또는 루이스산을 발생시켜, 에폭시기의 중합 반응을 개시시킨다. 이하, 활성 에너지선의 조사에 의해 양이온종 또는 루이스산을 발생시켜, 에폭시기의 중합 반응을 개시시키는 양이온 중합 개시제를 「광 양이온 중합 개시제」라고 한다.
광 양이온 중합 개시제를 이용하여, 활성 에너지선의 조사에 의해 접착제의 경화를 행하는 방법은, 상온에서의 경화가 가능해져, 편광 필름의 내열성 또는 팽창에 의한 왜곡을 고려할 필요가 감소하고, 필름 사이를 양호하게 접착할 수 있는 점에서 유리하다. 또한, 광 양이온 중합 개시제는, 광으로 촉매적으로 작용하기 때문에, 에폭시 수지에 혼합해도 보존 안정성이나 작업성이 우수하다.
광 양이온 중합 개시제로서는, 예를 들면, 방향족 디아조늄염; 방향족 요오도늄염이나 방향족 술포늄염 등의 오늄염; 철-아렌 착체 등을 들 수 있다.
방향족 디아조늄염으로서는, 예를 들면, 벤젠디아조늄헥사플루오로안티모네이트, 벤젠디아조늄헥사플루오로포스페이트, 벤젠디아조늄헥사플루오로보레이트 등을 들 수 있다. 또한, 방향족 요오도늄염으로서는, 예를 들면, 디페닐요오도늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 디페닐요오도늄헥사플루오로포스페이트, 디페닐요오도늄헥사플루오로안티모네이트, 디(4-노닐페닐)요오도늄헥사플루오로포스페이트 등을 들 수 있다.
방향족 술포늄염으로서는, 예를 들면, 트리페닐술포늄헥사플루오로포스페이트, 트리페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐술포늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 4,4'-비스(디페닐술포니오)디페닐술피드비스(헥사플루오로포스페이트), 4,4'-비스[디(β-히드록시에톡시)페닐술포니오]디페닐술피드비스(헥사플루오로안티모네이트), 4,4'-비스[디(β-히드록시에톡시)페닐술포니오]디페닐술피드비스(헥사플루오로포스페이트), 7-[디(p-톨루일)술포니오]-2-이소프로필티오크산톤헥사플루오로안티모네이트, 7-[디(p-톨루일)술포니오]-2-이소프로필티오크산톤테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 4-페닐카르보닐-4'-디페닐술포니오-디페닐술피드헥사플루오로포스페이트, 4-(p-tert-부틸페닐카르보닐)-4'-디페닐술포니오-디페닐술피드헥사플루오로안티모네이트, 4-(p-tert-부틸페닐카르보닐)-4'-디(p-톨루일)술포니오-디페닐술피드테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 등을 들 수 있다.
또한, 철-아렌 착체로서는, 예를 들면, 크실렌-시클로펜타디에닐철(II)헥사플루오로안티모네이트, 쿠멘-시클로펜타디에닐철(II)헥사플루오로포스페이트, 크실렌-시클로펜타디에닐철(II)-트리스(트리플루오로메틸술포닐)메타나이드 등을 들 수 있다.
이들 광 양이온 중합 개시제의 시판품은, 용이하게 입수하는 것이 가능하고, 예를 들면, 각각 상품명으로, 「카야래드 PCI-220」 및 「카야래드 PCI-620」(이상, 닛본 가야꾸(주) 제조), 「UVI-6990」(유니온카바이드사 제조), 「아데카 옵토머 SP-150」 및 「아데카 옵토머 SP-170」(이상, (주) 아데카(ADEKA) 제조), 「CI-5102」, 「CIT-1370」, 「CIT-1682」, 「CIP-1866S」, 「CIP-2048S」 및 「CIP-2064S」(이상, 니혼소다(주) 제조), 「DPI-101」, 「DPI-102」, 「DPI-103」, 「DPI-105」, 「MPI-103」, 「MPI-105」, 「BBI-101」, 「BBI-102」, 「BBI-103」, 「BBI-105」, 「TPS-101」, 「TPS-102」, 「TPS-103」, 「TPS-105」, 「MDS-103」, 「MDS-105」, 「DTS-102」 및 「DTS-103」(이상, 미도리 가가꾸(주) 제조), 「PI-2074」(로디아사 제조) 등을 들 수 있다.
광 양이온 중합 개시제는, 1종만을 단독으로 사용할 수도 있고 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다. 그 중에서도, 방향족 술포늄염은, 300nm 이상의 파장 영역에서도 자외선 흡수 특성을 가지므로, 경화성이 우수하고, 양호한 기계적 강도나 접착 강도를 갖는 경화물을 제공할 수 있기 때문에 바람직하게 이용된다.
광 양이온 중합 개시제의 배합량은, 에폭시 수지 100중량부에 대하여 통상, 0.5 내지 20중량부이고, 바람직하게는 1중량부 이상, 또한 바람직하게는 15중량부 이하이다. 광 양이온 중합 개시제의 배합량이, 에폭시 수지 100중량부에 대하여 0.5중량부를 하회하면, 경화가 불충분하게 되어, 기계적 강도나 접착 강도가 저하되는 경향이 있다. 또한, 광 양이온 중합 개시제의 배합량이, 에폭시 수지 100중량부에 대하여 20중량부를 초과하면, 경화물 중의 이온성 물질이 증가함으로써 경화물의 흡습성이 높아져서, 내구 성능이 저하될 가능성이 있다.
광 양이온 중합 개시제를 이용하는 경우, 경화성 에폭시 수지 조성물은, 필요에 따라서 광 증감제를 더 함유할 수 있다. 광 증감제를 이용함으로써, 양이온 중합의 반응성이 향상되어, 경화물의 기계적 강도나 접착 강도를 향상시킬 수 있다. 광 증감제로서는, 예를 들면, 카르보닐 화합물, 유기 황 화합물, 과황화물, 레독스계 화합물, 아조 및 디아조 화합물, 할로겐 화합물, 광 환원성 색소 등을 들 수 있다.
광 증감제의 보다 구체적인 예를 들면, 벤조인메틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 및 α,α-디메톡시-α-페닐아세토페논 등의 벤조인 유도체; 벤조페논, 2,4-디클로로벤조페논, o-벤조일벤조산메틸, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 및 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 등의 벤조페논 유도체; 2-클로로티오크산톤, 및 2-이소프로필티오크산톤 등의 티오크산톤 유도체; 2-클로로안트라퀴논, 및 2-메틸안트라퀴논 등의 안트라퀴논 유도체; N-메틸아크리돈, 및 N-부틸아크리돈 등의 아크리돈 유도체; 기타, α,α-디에톡시아세토페논, 벤질, 플루오레논, 크산톤, 우라닐 화합물, 할로겐 화합물 등이 있다. 광 증감제는, 1종만을 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다. 광 증감제는, 경화성 에폭시 수지 조성물 100중량부 중, 0.1 내지 20중량부의 범위 내로 함유되는 것이 바람직하다.
접착제에 함유되는 에폭시 수지는, 광 양이온 중합으로부터 경화되지만, 광 양이온 중합 및 열 양이온 중합의 쌍방에 의해 경화할 수도 있다. 후자의 경우, 광 양이온 중합 개시제와 열 양이온 중합 개시제를 병용하는 것이 바람직하다.
열 양이온 중합 개시제로서는, 벤질술포늄염, 티오페늄염, 티오라늄염, 벤질암모늄, 피리디늄염, 히드라지늄염, 카르복실산에스테르, 술폰산에스테르, 아민이미드 등을 들 수 있다. 이들 열 양이온 중합 개시제는, 시판품으로서 용이하게 입수하는 것이 가능하고, 예를 들면, 모두 상품명으로, 「아데카 옵톤 CP77」 및 「아데카 옵톤 CP66」(이상, 가부시끼가이샤 아데카 제조), 「CI-2639」 및 「CI-2624」(이상, 니혼소다 가부시끼가이샤 제조), 「선에이드 SI-60L」, 「선에이드 SI-80L」 및 「선에이드 SI-100L」(이상, 산신가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제조) 등을 들 수 있다.
활성 에너지선 경화형의 접착제는, 옥세탄류나 폴리올류 등, 양이온 중합을 촉진하는 화합물을 더 함유할 수도 있다.
옥세탄류는, 분자 내에 4원환 에테르를 갖는 화합물이고, 예를 들면, 3-에틸-3-히드록시메틸옥세탄, 1,4-비스[(3-에틸-3-옥세타닐)메톡시메틸]벤젠, 3-에틸-3-(페녹시메틸)옥세탄, 디[(3-에틸-3-옥세타닐)메틸]에테르, 3-에틸-3-(2-에틸헥실옥시메틸)옥세탄, 페놀노볼락 옥세탄 등을 들 수 있다. 이들 옥세탄류는, 시판품으로서 용이하게 입수하는 것이 가능하고, 예를 들면, 모두 상품명으로, 「아론옥세탄 OXT-101」, 「아론옥세탄 OXT-121」, 「아론옥세탄 OXT-211」, 「아론옥세탄 OXT-221」 및 「아론옥세탄 OXT-212」(이상, 도아 고세이(주) 제조) 등을 들 수 있다. 이들 옥세탄류는, 경화성 에폭시 수지 조성물 중, 통상 5 내지 95중량%, 바람직하게는 30 내지 70중량%의 비율로 함유된다.
폴리올류로서는, 페놀성 수산기 이외의 산성기가 존재하지 않는 것이 바람직하고, 예를 들면, 수산기 이외의 관능기를 갖지 않는 폴리올 화합물, 폴리에스테르폴리올 화합물, 폴리카프로락톤폴리올 화합물, 페놀성 수산기를 갖는 폴리올 화합물, 폴리카보네이트폴리올 등을 들 수 있다. 이들 폴리올류의 분자량은 통상, 48 이상, 바람직하게는 62 이상, 더욱 바람직하게는 100 이상, 또한 바람직하게는 1,000 이하이다. 이들 폴리올류는, 경화성 에폭시 수지 조성물 중, 통상 50중량% 이하, 바람직하게는 30중량% 이하의 비율로 함유된다.
활성 에너지선 경화형의 접착제에는, 이온 트랩제, 산화 방지제, 연쇄 이동제, 점착 부여제, 열가소성 수지, 충전제, 유동 조정제, 레벨링제, 가소제, 소포제 등의 첨가제를 더 배합할 수 있다. 이온 트랩제로서는 분말상의 비스무스계, 안티몬계, 마그네슘계, 알루미늄계, 칼슘계, 티탄계 및 이들의 혼합계 등의 무기 화합물을 들 수 있고, 산화 방지제로서는 힌더드페놀계 산화 방지제 등을 들 수 있다.
활성 에너지선 경화형의 접착제는, 용제 성분을 실질적으로 포함하지 않는 무용제형 접착제로서 사용할 수 있지만, 각 도공 방식에는 각각 최적의 점도 범위가 있기 때문에, 점도 조정을 위해 용제를 함유시킬 수도 있다. 용제로서는, 편광 필름의 광학 성능을 저하시키지 않고, 에폭시 수지 조성물 등을 양호하게 용해하는 것을 이용하는 것이 바람직하고, 예를 들면, 톨루엔으로 대표되는 탄화수소류, 아세트산에틸로 대표되는 에스테르류 등의 유기 용제를 들 수 있다. 본 발명에서 이용되는 활성 에너지선 경화형의 접착제의 점도는, 예를 들면 5 내지 1000mPa·s 정도의 범위이고, 바람직하게는 10 내지 200mPa·s이고, 보다 바람직하게는 20 내지 100mPa·s이다.
<편광판의 제조 방법>
다음으로 도면을 참조하면서 본 발명의 편광판의 제조 장치 및 제조 방법을 설명한다. 도 1은 본 발명의 편광판의 제조 장치의 일 실시 형태를 도시한 개략도이다.
도 1에 나타내는 편광판의 제조 장치(30)에서는, 투명 필름(2, 3)의 한쪽 면에 접착제를 도포하기 위한 접착제 도공 장치(11, 12)와, 투명 필름(2, 3)과 편광 필름(1)을 접합하여 적층체(4)를 얻기 위한 접합 롤(닙롤)(51, 52)과, 적층체(4)에 있어서 투명 필름(2, 3)과 편광 필름(1)을 밀착시키기 위한 롤(13)과, 상기 롤(13)의 외주면과 마주보는 위치에 설치된 제1 활성 에너지선 조사 장치(14, 15)와, 이것보다 반송 방향 하류측에 설치된 제2 이후의 활성 에너지선 조사 장치(16 내지 18)와, 반송용 닙롤(19)이 반송 방향을 따라 순서대로 설치되어 있다.
또한, 도 1, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 접합 롤(51, 52)의 각각에 접하여 가압 롤(61, 62)이 설치되어 있다. 여기서, 가압 롤(61, 62)의 중앙부의 직경은, 그것에 접하는 접합 롤(51, 52)의 중앙부의 직경보다 크다.
우선, 롤 형상으로 권회된 상태로부터 연속적으로 풀어내지는 투명 필름(2, 3)의 한쪽 면에, 접착제 도공 장치(11, 12)에 의해 활성 에너지선 경화형의 접착제가 도포된다(접착제 도공 공정).
그리고, 롤 형상으로 권회된 상태로부터 연속적으로 풀어내진 편광 필름(1)의 양면에, 접착제가 도포된 투명 필름(2, 3)이 접착제를 통해 적층되어 이루어지는 적층체를, 반송 방향으로 회전하는 한 쌍의 접합 롤(51, 52) 사이에 끼운 상태에서, 가압 롤(61, 62)에 의해 적어도 한쪽의 접합 롤을 다른 쪽의 접합 롤의 방향으로 가압함으로써 편광 필름(1)과 투명 필름(2, 3)이 접합되어, 적층체(4)가 형성된다(접합 공정).
다음으로, 이 적층체(4)를 롤(13)의 외주면에 밀착시키면서 반송하는 과정에서, 제1 활성 에너지선 조사 장치(14, 15)로부터 롤(13)의 외주면을 향해 활성 에너지선을 조사하여, 접착제를 중합 경화시킨다(활성 에너지선 조사 공정).
또한, 반송 방향 하류측에 배치되는 제2 이후의 활성 에너지선 조사 장치(16 내지 18)는, 접착제를 완전히 중합 경화시키기 위한 장치이며, 필요에 따라서 추가·생략할 수 있다. 최종적으로, 적층체(4)는 반송용 닙롤(19)을 통과하여, 편광판으로서 권취 롤(20)에 권취된다. 이하, 각 공정에 대해 상세히 설명한다.
(접착제 도공 공정)
투명 필름(2, 3)에 대한 접착제의 도공 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 닥터 블레이드, 와이어바, 다이코터, 콤마 코터, 그라비아 코터 등, 여러 도공 방식을 이용할 수 있다. 이 중, 박막 도공, 패스 라인의 자유도, 광폭에 대한 대응 등을 고려하면, 접착제 도공 장치(11, 12)로서는 그라비아 롤이 바람직하다.
접착제 도공 장치(11, 12)로서 그라비아 롤을 이용하여 접착제의 도포를 행하는 경우, 도포된 접착제의 두께(도포 두께)는 바람직하게는 약 0.1 내지 10㎛이고, 보다 바람직하게는 0.2㎛ 내지 4㎛이다. 접착제의 도포 두께는, 투명 필름의 라인 속도에 대한 그라비아 롤의 속도비인 드로우비에 따라서 조정한다. 일반적으로는, 드로우비(그라비아 롤의 속도/라인 속도)를 0.5 내지 10으로 조정함으로써, 접착제의 도포 두께를 약 0.1 내지 10㎛로 조정할 수 있다. 보다 구체적으로는, 투명 필름(2, 3)의 라인 속도를 10 내지 100m/분으로 하고, 그라비아 롤을 투명 필름(2, 3)의 반송 방향과 역방향으로 회전시켜, 그라비아 롤의 속도를 5 내지 1000m/분으로 함으로써, 접착제의 도포 두께를 약 0.1 내지 10㎛로 조정할 수 있다.
접착제는, 제조 후, 통상은 15 내지 40℃의 범위 내의 소정 온도±5℃(예를 들면, 소정 온도가 30℃인 경우, 30℃±5℃), 바람직하게는 ±3℃, 보다 바람직하게는 ±1℃로 조정된 환경 하에서 도포된다.
(접합 공정)
본 공정에서는, 우선 롤 형상으로 권회된 상태로부터 연속적으로 풀어내진 편광 필름(1)의 양면에, 상기 공정에 의해 접착제가 도포된 투명 필름(2, 3)이 접착제를 통해 적층된다.
이 적층체를, 반송 방향으로 회전하는 한 쌍의 접합 롤(51, 52) 사이에 끼운 상태에서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 가압 롤(61)의 베어링 부재(61a)를 화살표의 방향(접합 롤(52)의 방향)으로 눌러, 가압 롤의 전체로 접합 롤(51)의 전체를 화살표의 방향으로 가압함으로써, 편광 필름(1)과 투명 필름(2, 3)이 접합되어, 적층체(4)가 형성된다. 이때, 편광 필름의 반송 방향이, 접합 롤의 가압 방향에 수직인 면에 대하여 바람직하게는 ±3°의 범위 내, 보다 바람직하게는 ±1°의 범위 내의 각도를 이루도록, 편광 필름을 접합 롤 사이에 반송한다. 특히 바람직하게는, 편광 필름의 반송 방향이, 접합 롤의 가압 방향에 수직인 면과 중첩되도록, 편광 필름을 접합 롤 사이에 반송한다. 이와 같이 함으로써, 편광 필름과 투명 필름이 접합 롤의 바로 앞에서 접촉하여 기포가 발생되어 버리는 일이 없다. 여기서, 가압 롤(61)의 중앙부의 직경은, 그것에 접하는 접합 롤(51)의 중앙부의 직경보다 크기 때문에, 베어링 부재(61a)를 누른 경우에도 가압 롤(61)에 휨이 생기기 어려워, 접합 롤(51)의 전체를 균일한 압력으로 가압할 수 있다. 이에 따라, 편광판을 구성하는 적층체(편광 필름(1) 및 투명 필름(2, 3))를 균일하게 가압할 수 있다.
통상은, 가압 롤 자체에 회전의 구동력이 가해져 접합 롤도 회전하는데, 본 실시 형태에서는 한 쌍의 접합 롤을 각각 독립적으로 구동시키고 있어, 이에 따라 컬링의 조정이 가능해진다.
또한, 도 1에서는, 투명 필름(2, 3)의 한쪽 면에 접착제를 균일하게 도포하고, 투명 필름(2, 3)의 접착제가 도포된 면에 편광 필름(1)을 겹쳐서 접합 롤(51, 52)에 의해 접합하는 방법을 나타내고 있지만, 편광 필름(1)의 양면에 접착제를 균일하게 도포하여, 편광 필름(1)의 접착제가 도포된 면에 투명 필름(2, 3)을 겹쳐서 접합 롤(51, 52)에 의해 접합할 수도 있다.
또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 접합 롤(51, 52)의 한쪽에만 가압 롤(61)이 설치되어 있을 수도 있다.
가압 롤에 접하는 접합 롤의 중앙부의 직경은, 모두 30mm 이상 300mm 미만인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50 내지 270mm이다. 이와 같이 비교적 작은 직경의 접합 롤을 이용함으로써, 편광 필름과 투명 필름 사이에 공기가 들어가기 어려워져, 기포를 머금지 않게 하기 위한 접착제의 두께의 조정 범위가 넓어지기 때문에, 편광 필름과 투명 필름 사이에 기포가 발생하기 어려운 편광판을 용이하게 제조할 수 있다. 특히 접합 롤의 직경이 300mm 이상인 경우에는, 편광 필름과 투명 필름 사이에 공기가 들어가기 쉬워진다. 또한, 접합 롤의 직경이 50mm 미만인 경우에는, 강도가 저하된다는 문제점이 있다. 또한, 접합 롤은 적어도 한 쌍의 롤로 구성되는데, 그 쌍을 이룬 롤의 직경은 서로 동일해도 좋고 상이할 수도 있다. 접합 롤의 폭은, 바람직하게는 300 내지 3000mm이다.
또한, 상기 가압 롤의 중앙부의 직경은 200 내지 500mm인 것이 바람직하다. 200mm 미만인 경우에는, 가압 롤의 베어링 부재에 외력을 가하여 접합 롤을 누를 때에, 가압 롤에 휨이 생기기 쉬워, 접합 롤을 균일한 압력으로 가압할 수 없는 경우가 있다. 또한, 500mm보다 큰 경우에는, 설비가 커지는 점에서 문제점이 있다.
한 쌍의 접합 롤(51, 52) 및 가압 롤(61, 62)은, 모두 직경이 실질적으로 균일한 플랫 롤인 것이 바람직하다. 다만, 한 쌍의 접합 롤(51, 52)의 한쪽이나 가압 롤(61, 62)의 한쪽이, 중앙부에서부터 단부에 걸쳐 직경이 작아지는 테이퍼상의 외주 형상을 갖는 롤(크라운 롤) 등일 수도 있다.
한 쌍의 접합 롤(51, 52)의 한쪽이나 가압 롤(61, 62)의 한쪽이 크라운 롤인 경우, 크라운 롤의 중앙부의 직경과 단부의 직경의 차의 비율이 상기 크라운 롤의 길이(축 방향의 길이)에 대하여 0.0020 내지 0.0500% 정도인 것이 바람직하다. 통상은, 이러한 비율 범위에서, 크라운 롤의 형상을, 접합 공정에서 가압이 행하여진 상태에서 크라운 롤과 플랫 롤의 간격이 균일해지도록 설계하는 것이 가능하다.
접합 롤(51, 52)에 의해 적층체에 가해지는 압력은, 특별히 한정되지 않지만, 금속제 롤과 고무제 롤을 이용하는 경우에는, 후지 필름 제조 투시트 타입 프리스케일(초저압용)에서의 순간압이 0.5 내지 3.0MPa인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.0 내지 2.5MPa이다. 본 발명에서, 가압 롤에 대한 가압의 외력은, 통상 가압 롤의 양끝의 베어링 부재에 대하여 가해진다.
접합 롤 및 가압 롤의 재질로서는, 금속이나 고무를 들 수 있다. 한 쌍의 접합 롤의 한쪽이 금속제이고, 다른 쪽이 고무제인 것이 바람직하다. 또한, 접합 롤 및 가압 롤의 배치는 특별히 한정되지 않으며, 서로 임의의 각도를 이루도록 배치되어도 좋다. 즉, 가압 롤은, 접합 롤의 상하에 한하지 않고, 수평이나 그 이외의 각도로 배치될 수도 있다.
종래의 접합 롤은, 통상 가압되는 상측의 접합 롤이 고무제이고, 하측의 접합 롤이 금속제였다. 이것은, 하측의 접합 롤에 구동 모터를 달아 회전 속도를 제어하기 때문에, 하측의 접합 롤이 금속제인 것이, 가압시에 하측의 접합 롤이 변형되지 않고, 접합 롤의 주속도를 일정하게 유지하기 쉽기 때문이다. 그러나, 이 경우, 후술하는 정 컬링의 컬링 조정을 하기 쉽게 하기 위해서, 본 발명에서는, 가압되는(상측의) 접합 롤이 금속제이고, 다른 쪽의(하측의) 접합 롤이 고무제인 것이 바람직하다.
또한, 금속제의 접합 롤에 접하여 설치되는 가압 롤은 고무제인 것이 바람직하다. 고무제의 접합 롤에 접하여 설치되는 가압 롤은 금속제·고무제 중 어느 것이라도 좋다. 서로 접하는 접합 롤과 가압 롤이 모두 금속제인 경우, 사용에 의해 롤 사이에 흠집이 생기기 쉽기 때문에, 연속해서 사용하는 것이 어렵다. 한편, 서로 접하는 접합 롤과 가압 롤이 모두 고무제인 경우에는 특별히 문제가 없다.
금속제 롤의 모재로서는, 여러 공지된 재질을 사용할 수 있는데, 바람직하게는 스테인리스이고, 보다 바람직하게는 SUS304(18%의 Cr과 8%의 Ni를 포함하는 스테인리스강)이다. 금속제 롤의 표면에는, 크롬 도금 처리가 실시되어 있는 것이 바람직하다.
고무제 롤의 재질은, 특별히 한정되지 않지만, NBR(니트릴고무), 타이탄, 우레탄, 실리콘, EPDM(에틸렌-프로필렌-디엔 고무) 등을 들 수 있고, 바람직하게는 NBR, 타이탄, 우레탄이다. 고무 롤의 경도는, 특별히 한정되지 않지만, 통상 60 내지 100°이고, 바람직하게는 85 내지 95°이다. 또한, 고무 롤의 경도는, JISK6253에 준거한 경도계로 측정할 수 있다. 시판되고 있는 경도계로서는, 예를 들면 아스카사 제조의 고무 경도계 「Type-A」 등이 이용된다. 구체적으로는, 표면을 막대와 같은 것으로 압박했을 때의, 고무 롤의 표면의 저항을 경도계로 측정한다.
한 쌍의 접합 롤은, 한쪽의 접합 롤과 또 한쪽의 접합 롤의 주속도에 차이가 있을 수도 있다. 예를 들면, 적층체(4)의 액정 패널에 접합되는 면측에 설치된 접합 롤(제1 접합 롤)의 주속도가, 반대측의 접합 롤(제2 접합 롤)의 주속도보다 빠른 것이 바람직하다. 이에 의해, 얻어지는 편광판에, 액정 패널에 접합되는 면이 볼록하게 되고, 그의 반대측의 면이 오목하게 되는 컬링(정 컬링)을 제공할 수 있다. 얻어지는 편광판에, 액정 패널에 접합되는 면이 오목하게 되고, 그의 반대측의 면이 볼록하게 되는 컬링(역 컬링)이 부여된 경우에는, 편광판을 액정셀에 접합할 때에, 중앙부에 기포를 머금는 등의 문제가 생기기 쉬워져 버린다. 또한, 이 경우, 제1 접합 롤로서 금속제 롤을 사용하고, 제2 접합 롤로서 고무제 롤을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 제2 접합 롤의 주속도를 1이라 했을 때, 제1 접합 롤의 주속도의 비가 1.0050 내지 1.0200인 것이 보다 바람직하다. 이 범위보다 제1 접합 롤의 주속도가 빠른 경우에는, 정 컬링의 컬링량이 커져, 편광판을 액정셀에 접합할 때에 단부에 기포를 머금는 등의 문제가 생기기 쉽고, 또한 가혹한 환경 하에 놓인 경우에 정 컬링이 더 조장되어 편광판의 단부가 액정셀로부터 벗겨질 우려가 있기 때문이다.
롤(13)은 외주면이 경면 마무리된 볼록 곡면을 구성하고 있고, 그의 표면에 적층체(4)를 밀착시키면서 반송하여, 그 과정에서 활성 에너지선 조사 장치(14, 15)에 의해 접착제를 중합 경화시킨다. 접착제를 중합 경화시켜, 적층체(4)를 충분히 밀착시키는 데에 있어서, 롤(13)의 직경은 특별히 한정되지 않는다. 접착제가 미경화 상태인 적층체(4)에는, 롤(13)을 통과하는 동안의 적산 광량이 10mJ/cm2 이상이 되게 활성 에너지선이 조사되는 것이 바람직하다. 롤(13)은 적층체(4)의 라인의 움직임에 종동 또는 회전 구동시켜도 좋고, 또는 고정시켜 표면을 적층체(4)가 미끄러지도록 할 수도 있다. 또한, 롤(13)은 활성 에너지선의 조사에 의한 중합 경화시에, 적층체(4)에 생기는 열을 방열시키기 위한 냉각 롤로서 작용시킬 수도 있다. 그 경우, 냉각 롤의 표면 온도는, 4 내지 30℃로 설정되는 것이 바람직하다.
(활성 에너지선 조사 공정)
활성 에너지선의 조사에 의해 접착제의 중합 경화를 행하기 위해 이용하는 광원은, 특별히 한정되지 않지만, 파장 400nm 이하에 발광 분포를 갖는 광원인 것이 바람직하다. 이러한 광원으로서는, 예를 들면, 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙라이트 램프, 마이크로 웨이브 여기 수은등, 메탈 할라이드 램프를 들 수 있다.
활성 에너지선 경화형 접착제에 대한 광 조사 강도는, 접착제의 조성마다 결정되는 것으로서 특별히 한정되지 않지만, 10 내지 5000mW/cm2인 것이 바람직하다. 수지 조성물에 대한 광 조사 강도가 10mW/cm2 미만이면, 반응 시간이 너무 길어지고, 5000mW/cm2를 초과하면, 램프로부터 복사되는 열 및 조성물의 중합시의 발열에 의해, 접착제의 구성 재료인 에폭시 수지 조성물 등의 황변이나 편광 필름의 열화를 발생시킬 가능성이 있다. 또한, 조사 강도는, 바람직하게는 광 양이온 중합 개시제의 활성화에 유효한 파장 영역에서의 강도이고, 보다 바람직하게는 파장 400nm 이하의 파장 영역에서의 강도이고, 더욱 바람직하게는 파장 280 내지 320nm의 파장 영역에서의 강도이다.
활성 에너지선 경화형 접착제에 대한 활성 에너지선의 조사 시간은, 경화하는 조성물마다 제어되는 것으로서, 특별히 한정되지 않지만, 조사 강도와 조사 시간의 곱으로서 표시되는 적산 광량이 10mJ/cm2 이상, 바람직하게는 10 내지 5,000mJ/cm2가 되게 설정되는 것이 바람직하다. 상기 접착제에 대한 적산 광량이 10mJ/cm2 미만이면, 개시제 유래의 활성종의 발생이 충분하지 않아, 접착제의 경화가 불충분해진다. 한편 그 적산 광량이 5,000mJ/cm2를 초과하면, 조사 시간이 매우 길어져서, 생산성 향상에는 불리한 것이 된다. 이때, 사용하는 필름이나 접착제종의 조합 등에 따라서, 어떤 파장 영역(UVA(320 내지 390nm)나 UVB(280 내지 320nm) 등)에서의 적산 광량이 필요할지는 다르다.
본 발명에서는, 적층체에 활성 에너지선을 조사하여 접착제를 중합 경화시키지만, 가열에 의한 중합 경화를 병용할 수도 있다.
활성 에너지선이 자외선인 경우, 적층체(4)에 활성 에너지선을 조사하는 공정에서는, 적층체(4)에 길이 방향(반송 방향)으로 100 내지 800N/m의 장력을 걸면서, 조사 시간이 0.1초 이상이 되는 라인 속도로 적층체(4)가 반송되는 것이 바람직하다. 또한, 자외선의 조사 강도는 10mW/cm2 이상으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 활성 에너지선 조사 장치(14, 15)에 의한 활성 에너지선의 적산 광량이 불충분한 경우에는, 제2 이후의 활성 에너지선 조사 장치(16 내지 18)를 더 설치하여, 활성 에너지선을 추가 조사시켜서, 적층체(4)의 접착제의 경화를 촉진하는 것이 바람직하다. 이들 전체 공정에서의 적산 광량이 10mJ/cm2 이상, 바람직하게는 10 내지 5,000mJ/cm2가 되게 설정되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 활성 에너지선을 조사하는 공정에서는, 활성 에너지선의 조사는 복수 회에 나눠 행해지는 것이 바람직하다.
편광판(적층체) 단부의 접착제의 경화를 확실하게 행하기 위해서는, 예를 들면, 무전극 D 밸브 램프인 퓨젼(FUSION) 제조 「라이트 해머(Light Hammer) 10」을 필름 주행에 대하여 횡단하도록 배열하는 방법 등을 들 수 있다.
활성 에너지선 경화형 수지가 경화한 비율, 즉 반응율은, 바람직하게는 90% 이상, 보다 바람직하게는 95% 이상이다.
(편광판 권취 공정)
적층체(편광판)(4)를 권취하는 장력을 30N/cm2 내지 150N/cm2로 한다. 바람직하게는, 30N/cm2 내지 120N/cm2이다. 30N/cm2 미만이면 긴 권취 롤을 이송할 때, 권취 어긋남이 일어나기 때문에 바람직하지 않다. 150N/cm2보다 큰 경우에는, 권취 조임이 강하여, 늘어짐이 발생하기 쉽다.
또한, 권취 길이가 길어질수록, 동일 장력으로는 권취 조임(풀어내었을 때에 평탄한 상태로 되돌아가기 어려워지는 현상)이 일어나기 쉬워지기 때문에, 편광판을 코어에 감으면서 장력을 연속적 또는 단계적으로 저하시킬 수도 있다. 이러한 소위 테이퍼를 두어 장력을 낮추는 방법에서도, 그때의 장력은 150N/cm2 이하로 한다.
코어에 권취되는 편광판의 길이는, 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 100m 이상 4000m 이하이다.
원통형의 코어의 직경은, 6인치 내지 12인치가 바람직하다. 코어의 직경은 클수록 바람직하여, 11인치, 12인치 등이 보다 바람직하지만, 너무 크면 이송이나 보관이 어려워진다.
원통형 코어의 재질은, 크린룸에서 사용하기 때문에, 그 자체가 발진(發塵)하기 어렵고, 넓은 폭의 편광판을 권취할 수 있도록 적절한 강도를 확보할 수 있으면 특별히 한정은 없지만, FRP(유리 섬유 강화 플라스틱) 등을 선택할 수 있다.
실시예
이하에 실시예를 들어, 본 발명을 더 자세히 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
(편광 필름의 제작)
폴리비닐알코올의 원반 필름으로서는, 중합도 2400, 비누화도 99.9몰%, 두께 75㎛, 폭 3000mm의 긴 폴리비닐알코올 필름 「비닐론 VF-PS#7500(쿠라레 제조)」을 이용하였다. 연신은, 처리조 전후의 구동 닙롤에 주속차를 두어 행하였다.
우선, 원반 필름이 느슨하지 않도록, 필름의 긴장 상태를 유지한 채 30℃의 순수가 들어있는 팽윤조에 80초간 침지하여, 필름을 충분히 팽윤시켰다. 팽윤조에서의 팽윤에 따른 입구와 출구의 롤 속도비는 1.2였다. 닙롤에서의 탈수를 행한 후, 30℃의 순수가 들어있는 수 침지조에 160초간 침지하였다. 이 조 내에서의 기계 방향의 연신 배율은 1.09배로 하였다.
다음으로, 요오드/요오드화칼륨/물이 중량비로 0.02/2.0/100인 수용액이 들어있는 염색조에 침지하면서, 연신 배율 약 1.5배로 일축 연신을 행하였다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물이 중량비로 12/3.7/100인 수용액이 들어있는 붕산조에 55.5℃에서 130초간 침지하면서, 원반으로부터의 적산 연신 배율이 5.7배가 될 때까지 일축 연신을 행하였다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물이 중량비로 9/2.4/100인 수용액이 들어있는 붕산조에 40℃에서 60초간 침지하였다.
또한, 수세조에서 8℃의 순수로 약 16초간 세정하고, 그 후, 약 60℃의 건조로, 다음으로 약 85℃의 건조로를 순차 통과시켜, 이들 건조로에서의 체류 시간을 합계 160초간으로 해서 건조를 행하였다. 이렇게 해서, 요오드가 흡착 배향된 두께 28㎛의 편광 필름을 얻었다.
(편광판의 제작)
투명 필름으로서, 두께 50㎛의 시클로올레핀계 수지 필름 「제오노어(ZEONOR)」(니혼제온(주) 제조)와 두께 80㎛의 트리아세틸셀룰로오스 필름 「KC8UX2MW」(코니카미놀타사 제조)를 준비하였다.
다음으로, 상기한 두께 50㎛의 시클로올레핀계 수지 필름 「제오노어(ZEONOR)」의 한쪽 면에, 자외선 경화형의 접착제인 에폭시 수지 조성물 「KR 시리즈」(아데카사 제조, 양이온 중합 개시제 포함)를 접착제 도공 장치(마이크로챔버 닥터: 후지기계사 제조)를 이용하여 도공하였다. 또한, 상기한 두께 80㎛의 트리아세틸셀룰로오스 필름 「KC8UX2MW」의 한쪽 면에, 자외선 경화형의 접착제인 에폭시 수지 조성물 「KR 시리즈」(아데카사 제조, 양이온 중합 개시제 포함)를 동일한 접착제 도공 장치를 이용하여 도공하였다. 이때, 접착제 도공 장치에서의 편광 필름 적층체의 라인 속도를 25m/분으로 해서, 그라비아 롤을 적층재의 반송 방향과 역방향으로 회전시켜, 두께 50㎛의 시클로올레핀계 수지 필름 「제오노어(ZEONOR)」 상의 접착제층의 두께를 약 3.5㎛로 하고, 두께 80㎛의 트리아세틸셀룰로오스 필름 「KC8UX2MW」 상의 접착제층의 두께를 약 3.5㎛로 하였다.
다음으로, 상기 편광 필름의 양면에, 상기한 두께 50㎛의 시클로올레핀계 수지 필름 「제오노어(ZEONOR)」와 두께 80㎛의 트리아세틸셀룰로오스 필름 「KC8UX2MW」를, 상기 에폭시 수지 조성물(자외선 경화형 접착제)을 통해 접합시켰다. 접합에는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 직경 250mm의 한 쌍의 접합 롤과, 각각의 접합 롤에 접하도록 설치된 직경 400mm의 한 쌍의 가압 롤을 이용하여, 접합 롤의 평균 닙압(접합 롤에 의해 적층체에 가해지는 압력)이 1.53MPa이 되도록 닙하였다.
상기 2종의 투명 필름이 접합된 편광 필름을, 길이 방향으로 600N/m의 장력을 걸어 냉각 롤에 밀착시키면서 라인 속도 25m/분으로 이송하고, 필름의 폭 방향으로 직렬적으로 연속해서 배치된 메탈 할라이드 램프 2등(지에스-유아사(GS-YUASA)사 제조, 1등의 전력 120W/cm)으로부터 조사되는 자외선 속을 통과시켜 제1 활성 에너지선 조사 공정을 행하고, 그 후에, 필름의 폭 방향으로 직렬적으로 연속해서 배치된 무전극 D 밸브 램프 6등(퓨젼사 제조 「라이트 해머 10」, 1등의 단위 길이당 전력 216W/cm)으로부터 조사되는 자외선 속을 통과시켜 제2 활성 에너지선 조사 공정을 행하여 편광판을 제작하였다.
메탈 할라이드 램프 통과시는, 상기 편광 필름에 접합된 두께 80㎛의 트리아세틸셀룰로오스 필름 「KC8UX2MW」를, 23℃로 설정된 냉각 롤의 외주면에 접촉시키고, 두께 50㎛의 시클로올레핀계 수지 필름 「제오노어(ZEONOR)」측에서 자외선을 조사하였다. 이에 의해, 제1 활성 에너지선 조사 공정에서의 열의 영향에 의한 접착제나 편광 필름의 열화가 억제된다.
(접합 롤의 닙압 분포 및 편광판의 기포의 평가)
실시예 1의 접합 롤의 닙압을, 후지 필름 제조 투시트 타입의 프리스케일(초저압용)을 이용하여 측정한 결과, 닙압의 분포는 폭 방향으로 거의 균일하였다. 또한, 제작한 편광판을 평가한 결과, 기포는 관찰되지 않았다. 결과를 표 1에 나타내었다.
[실시예 2]
본 실시예에서, 접합 롤의 평균 닙압이 2.25MPa이 되도록 닙한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다.
(접합 롤의 닙압 분포 및 편광판의 기포의 평가)
실시예 2의 접합 롤의 닙압을, 후지 필름 제조 투시트 타입의 프리스케일(초저압용)을 이용하여 측정한 결과, 닙압의 분포는 폭 방향으로 거의 균일하였다. 또한, 제작한 편광판을 평가한 결과, 기포는 관찰되지 않았다. 결과를 표 1에 나타내었다.
[비교예 1]
한 쌍의 접합 롤만을 이용하여 평균 닙압이 1.13MPa이 되도록 닙한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 편광판을 제작하였다.
(접합 롤의 닙압 분포 및 편광판의 기포의 평가)
비교예 1의 접합 롤의 닙압을, 후지 필름 제조 투시트 타입의 프리스케일(초저압용)을 이용하여 측정한 결과, 닙압의 폭 방향의 분포가 컸다. 또한, 제작한 편광판을 평가한 결과, 기포가 관찰되었다. 결과를 표 1에 나타내었다.
Figure pct00012
본 발명의 편광판은, 액정 표시 장치를 비롯한 각종 표시 장치에 유효하게 적용할 수 있다.
1 : 편광 필름
2, 3 : 투명 필름
4 : 적층체(편광판)
11, 12 : 접착제 도공 장치
13 : 롤(냉각 롤)
14, 15, 16, 17, 18 : 활성 에너지선 조사 장치
19 : 반송용 닙롤
20 : 권취 롤
51, 52 : 접합 롤
61, 62 : 가압 롤
61a : 베어링 부재

Claims (4)

  1. 편광 필름(1)의 한쪽 면 또는 양면에 투명 필름(2, 3)이 접합되어 이루어지는 편광판의 제조 방법으로서,
    상기 투명 필름의 한쪽 면 또는 상기 편광 필름(1)의 한쪽 면 또는 양면에, 활성 에너지선 경화형의 접착제를 도포하는 접착제 도공 공정과,
    상기 투명 필름(2, 3)이 상기 편광 필름(1)의 한쪽 면 또는 양면에 상기 접착제를 통해 적층되어 이루어지는 적층체(4)를 반송 방향으로 회전하는 한 쌍의 접합 롤(51, 52) 사이에 끼운 상태에서, 상기 접합 롤(51, 52)에 접하여 설치된 적어도 1개의 가압 롤(61, 62)에 의해, 적어도 한쪽의 접합 롤(51, 52)을 다른 쪽의 접합 롤의 방향으로 가압함으로써 상기 투명 필름(2, 3)과 상기 편광 필름(1)을 접합하는 접합 공정과,
    상기 적층체(4)에 활성 에너지선을 조사하여 상기 접착제를 경화시키는 활성 에너지선 조사 공정을 구비하며,
    상기 가압 롤(61, 62)의 중앙부의 직경은, 상기 가압 롤에 접하는 상기 접합 롤(51, 52)의 중앙부의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는, 편광판의 제조 방법.
  2. 제1항이 있어서, 상기 한 쌍의 접합 롤(51, 52)은 각각이 독립적으로 구동되는, 편광판의 제조 방법.
  3. 제1항이 있어서, 상기 한 쌍의 접합 롤(51, 52) 및 상기 가압 롤(61, 62)은 직경이 실질적으로 균일한 플랫 롤인, 편광판의 제조 방법.
  4. 편광 필름(1)의 한쪽 면 또는 양면에 투명 필름(2, 3)이 접합되어 이루어지는 편광판의 제조 장치로서,
    상기 투명 필름(2, 3)의 한쪽 면 또는 상기 편광 필름(1)의 한쪽 면 또는 양면에, 활성 에너지선 경화형의 접착제를 도포하기 위한 접착제 도공 장치(11, 12)와,
    상기 투명 필름(2, 3)이 상기 편광 필름(1)의 한쪽 면 또는 양면에 상기 접착제를 통해 적층되어 이루어지는 적층체(4)를 반송하면서 협압함으로써, 상기 투명 필름(2, 3)과 상기 편광 필름(1)을 접합하기 위한 한 쌍의 접합 롤(51, 52)과,
    상기 한 쌍의 접합 롤(51, 52) 중 적어도 한쪽의 접합 롤(51, 52)을 다른 쪽의 접합 롤의 방향으로 가압하기 위해서, 상기 접합 롤(51, 52)에 접하여 설치된 적어도 1개의 가압 롤(61, 62)과,
    상기 적층체(4)에 활성 에너지선을 조사하여 상기 접착제를 경화시키기 위한 활성 에너지선 조사 장치(14, 15, 16, 17, 18)를 구비하며,
    상기 가압 롤(61, 62)의 중앙부의 직경은, 상기 가압 롤에 접하는 상기 접합 롤(51, 52)의 중앙부의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는, 편광판의 제조 장치.
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