KR20200101915A

KR20200101915A - 편광판용 적층체, 편광판, 편광판용 적층체 필름 롤, 편광판용 적층체의 제조 방법 및 편광판의 제조 방법

Info

Publication number: KR20200101915A
Application number: KR1020207017034A
Authority: KR
Inventors: 히로무 마시마; 타카미치 이노마타
Original assignee: 니폰 제온 가부시키가이샤
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2018-12-25
Publication date: 2020-08-28
Also published as: JPWO2019131666A1; CN111492276B; WO2019131666A1; JP7226334B2; CN111492276A; TWI795501B; TW201930086A

Abstract

시클로올레핀계 수지로 이루어지는 수지 필름과, 수지 필름의 적어도 일방의 면에, 코팅에 의해 적층된 폴리비닐알코올층을 갖는 편광판용 적층체로서, 시클로올레핀계 수지가 시클로올레핀계 중합체를 포함하고, 시클로올레핀계 중합체가, 방향족 비닐 화합물 유래의 반복 단위[I]를 주성분으로 하는 중합체 블록[A]과, 방향족 비닐 화합물 유래의 반복 단위[I] 및 사슬형 공액 디엔 화합물 유래의 반복 단위[II]를 주성분으로 하는 중합체 블록[B], 또는 사슬형 공액 디엔 화합물 유래의 반복 단위[II]를 주성분으로 하는 중합체 블록[C]으로 이루어지는 블록 공중합체[D]를 수소화한 블록 공중합체 수소화물인, 편광판용 적층체.

Description

편광판용 적층체, 편광판, 편광판용 적층체 필름 롤, 편광판용 적층체의 제조 방법 및 편광판의 제조 방법

본 발명은, 편광판용 적층체, 편광판, 편광판용 적층체 필름 롤, 편광판용 적층체의 제조 방법 및 편광판의 제조 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치 및 유기 일렉트로루미네센스(EL) 표시 장치 등의 표시 장치로는, 종래부터, 표시 면적이 크고, 중량이 가볍고, 또한 두께가 얇은 것이 요구되고 있다. 그 때문에, 표시 장치를 구성하는 패널도, 종래부터 얇은 것이 요구되고 있다.

표시 장치에는, 편광자 및 편광자를 보호하는 보호 필름을 구비하는 편광판이 일반적으로 사용된다. 두께가 얇은 표시 장치를 구성하기 위하여, 편광판도 보다 얇은 것이 요구되고 있다. 특히, 편광자는, 표시 장치의 사용 환경에 있어서 수축되는 경우가 있기 때문에, 얇고 면적이 큰 표시 장치에 있어서는, 그러한 수축에 의한 휨이 문제가 될 수 있다. 따라서, 두께 10 μm 이하라는 얇은 편광자를 채용함으로써, 편광자의 두께의 저감 자체에 의한 표시 장치의 두께의 저감에 더하여, 전술한 바와 같은 휨의 발생의 저감도 기대할 수 있다.

그런데, 종래의 제조 방법에 의해, 그러한 두께가 얇은 폴리비닐알코올의 편광자를 제조하고자 한 경우, 편광자의 용단(溶斷)이 빈발한다. 이러한 편광자의 용단을 방지하고, 또한 얇은 편광자를 포함하는 편광판을 제조하는 방법으로서, 몇 가지 방법이 제안되어 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에서는, 비정질 에스테르계 열가소성 수지로 이루어지는 수지 필름에, 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 수용액을 도포함으로써 폴리비닐알코올계 수지층을 제막하여 적층체로 하고, 당해 적층체를 연신 처리한 후, 이색성 물질을 배향시켜 착색 적층체로 하고, 당해 착색 적층체를 연신 처리하여 광학 필름을 얻는 방법이 제안되어 있다.

일본 특허 제4691205호(대응 공보: 미국 특허 제8314987호 명세서)

특허문헌 1에 기재된 방법에 의해 얇은 편광판을 제조하는 경우, 적층체를 높은 연신 배율로 연신하는 것에서 기인하여, 연신 처리 후의 수지 필름에 있어서 위상차가 발생하는 경우가 있다. 그러한 경우에, 수지 필름을 그대로 편광판 보호 필름으로서 사용하는 것은 어려워, 박리하여 폐기하게 되기 때문에, 헛되이 되는 재료가 발생한다. 또한, 편광판을 보호하기 위한 보호 필름을 별도 준비하여, 편광판에 첩부하는 작업이 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명은, 수지 필름을 보호 필름으로서도 사용할 수 있고, 두께가 얇아도 효율적으로 제조할 수 있는 편광판용 적층체 및 그 제조 방법, 상기 적층체를 사용한 편광판 및 그 제조 방법, 그리고, 상기 적층체를 사용한 편광판용 적층체 필름 롤을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 검토를 행한 결과, 본 발명자는, 소정의 시클로올레핀계 중합체를 포함하는 시클로올레핀계 수지로 이루어지는 수지 필름과, 수지 필름의 적어도 일방의 면에, 적층된 폴리비닐알코올층을 갖는 적층체를 사용함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명에 의하면, 하기 〔1〕~〔12〕가 제공된다.

〔1〕 시클로올레핀계 수지로 이루어지는 수지 필름과,

상기 수지 필름의 적어도 일방의 면에, 코팅에 의해 적층된 폴리비닐알코올층을 갖는 편광판용 적층체로서,

상기 시클로올레핀계 수지가 시클로올레핀계 중합체를 포함하고,

상기 시클로올레핀계 중합체가, 방향족 비닐 화합물 유래의 반복 단위[I]를 주성분으로 하는 중합체 블록[A]과,

방향족 비닐 화합물 유래의 반복 단위[I] 및 사슬형 공액 디엔 화합물 유래의 반복 단위[II]를 주성분으로 하는 중합체 블록[B], 또는 사슬형 공액 디엔 화합물 유래의 반복 단위[II]를 주성분으로 하는 중합체 블록[C]

으로 이루어지는 블록 공중합체[D]를 수소화한 블록 공중합체 수소화물인, 편광판용 적층체.

〔2〕 상기 폴리비닐알코올층의 두께 T가 45 μm 이하이고, 또한,

상기 수지 필름의 연신물의 면내 방향의 위상차 Re2가, 0 nm 이상 20 nm 이하이고, 상기 위상차 Re2는, 상기 적층체를 50℃~120℃의 온도 조건 하 6.0배로 자유단 1축 연신하여, 상기 수지 필름을 상기 연신물로 하였을 때에, 상기 연신물이 갖는 위상차인, 〔1〕에 기재된 편광판용 적층체.

〔3〕 상기 시클로올레핀계 수지가, 가소제, 연화제 또는 이들 쌍방을 함유하는, 〔1〕 또는 〔2〕에 기재된 편광판용 적층체.

〔4〕 상기 가소제, 상기 연화제 또는 이들 쌍방이, 에스테르계 가소제 및 지방족 탄화수소 폴리머에서 선택되는 1종 이상인, 〔3〕에 기재된 편광판용 적층체.

〔5〕 상기 수지 필름이, 유기 금속 화합물을 함유하는, 〔1〕~〔4〕 중 어느 한 항에 기재된 편광판용 적층체.

〔6〕 상기 폴리비닐알코올층은, 상기 수지 필름에 직접 적층되어 있는 층인, 〔1〕~〔5〕 중 어느 한 항에 기재된 편광판용 적층체.

〔7〕〔1〕~〔6〕 중 어느 한 항에 기재된 편광판용 적층체를 1축 연신한, 편광판.

〔8〕〔1〕~〔6〕 중 어느 한 항에 기재된 편광판용 적층체와, 당해 적층체의 수지 필름의 상기 폴리비닐알코올층과는 반대측의 면에 적층된 세퍼레이터 필름을 갖고,

롤 형상으로 권취된, 편광판용 적층체 필름 롤.

〔9〕 시클로올레핀계 수지로 이루어지는 수지 필름의 적어도 일방의 면에, 폴리비닐알코올 수지를 코팅하여 폴리비닐알코올층을 형성하는 제1 공정과,

상기 제1 공정에서 형성한 폴리비닐알코올층을 건조시키는 제2 공정을 이 순서로 포함하고,

으로 이루어지는 블록 공중합체[D]를 수소화한 블록 공중합체 수소화물인, 편광판용 적층체의 제조 방법.

〔10〕 상기 폴리비닐알코올층을, 용액 코팅, 에멀션 코팅, 혹은 용융 압출 코팅에서 선택되는 1 이상의 방법에 의해 형성하는, 〔9〕에 기재된 편광판용 적층체의 제조 방법.

〔11〕〔1〕~〔6〕 중 어느 한 항에 기재된 편광판용 적층체, 또는, 〔9〕 또는 〔10〕에 기재된 편광판용 적층체의 제조 방법에 의해 얻어지는 편광판용 적층체를 사용하여 편광판을 제조하는 방법으로서,

상기 적층체를 이색성 색소로 염색하는 제3 공정과,

상기 적층체를 1축 연신하는 제4 공정을 포함하는 편광판의 제조 방법.

〔12〕 상기 제3 공정, 상기 제4 공정 또는 이들 쌍방을 거친 후에, 상기 적층체의 폴리비닐알코올층의 수지 필름과는 반대측의 면에 보호 필름을 첩합하는 제5 공정을 포함하는, 〔11〕에 기재된 편광판의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 수지 필름을 보호 필름으로서도 사용할 수 있고, 두께가 얇아도 효율적으로 제조할 수 있는 편광판용 적층체 및 그 제조 방법, 상기 적층체를 사용한 편광판 및 그 제조 방법, 그리고 편광판용 적층체 필름 롤을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 편광판용 적층체를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 실시형태 1에 따른 편광판용 적층체의 제조 장치의 일례를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시형태 1에 따른 편광판용 적층체를 사용하여 제조한 편광판용 적층체 필름 롤을 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 실시형태 1에 따른 편광판용 적층체를 사용하여 편광판을 제조하는 제조 장치의 일례를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시형태 1에 따른 편광판용 적층체를 사용하여 제조한 편광판을 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태 2에 따른 편광판을 모식적으로 나타낸 단면도이다.

이하, 본 발명에 대하여 실시형태 및 예시물을 나타내어 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 설명하는 실시형태 및 예시물에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구범위 및 그 균등한 범위를 일탈하지 않는 범위에 있어서 임의로 변경하여 실시해도 된다.

본원에 있어서, 「장척상」의 필름이란, 필름의 폭에 대하여 5배 이상의 길이를 갖는 것을 말하며, 바람직하게는 10배 혹은 그 이상의 길이를 갖고, 구체적으로는 롤상으로 권취되어 보관 또는 운반되는 정도의 길이를 갖는 것을 말한다. 필름의 폭에 대한 길이의 비율의 상한은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 100,000배 이하로 할 수 있다.

본원에 있어서, 필름의 면내 방향의 위상차 Re 및 두께 방향의 위상차 Rth는, 식 Re = (nx - ny) × d, 및 Rth = [{(nx + ny)/2} - nz] × d에 따라 산출한다. 또한 필름의 Nz 계수는, [(nx - nz)/(nx - ny)]로 나타나는 값으로, [(Rth/Re) + 0.5]로도 나타낼 수 있다. 여기서, nx는, 필름의 면내의 지상축 방향의 굴절률(면내의 최대 굴절률)이고, ny는, 필름의 면내의 지상축과 수직한 면내 방향의 굴절률이고, nz는, 필름의 두께 방향의 굴절률이고, d는, 필름의 두께(nm)이다. 측정 파장은, 별도로 언급하지 않는 한, 가시광 영역의 대표적인 파장인 550 nm로 한다.

[실시형태 1: 편광판용 적층체 및 그 제조 방법, 편광판용 적층체 필름 롤, 편광판 및 그 제조 방법]

이하, 본 발명의 일 실시형태인 실시형태 1의 편광판용 적층체(이하, 간단히 「적층체」라고도 한다) 및 그 제조 방법, 당해 적층체를 사용한 편광판용 적층체 필름 롤, 그리고, 당해 적층체를 사용한 편광판 및 그 제조 방법에 대하여 도 1~도 5를 참조하면서 설명한다.

[1. 편광판용 적층체]

본 발명의 편광판용 적층체는, 시클로올레핀계 수지로 이루어지는 수지 필름과, 수지 필름의 적어도 일방의 면에 적층된 폴리비닐알코올층을 갖는다. 폴리비닐알코올층은 코팅에 의해 적층된 층(코팅층)이다.

도 1은, 본 발명에 따른 실시형태 1의 적층체(10)를 모식적으로 나타내는 단면도의 일례이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 적층체(10)는, 수지 필름(12)과, 수지 필름의 일방의 면(도시 상면)에 형성된 폴리비닐알코올층(11)을 갖는다. 본 발명의 적층체(10)는, 편광자(편광판)를 제조하기 위한 재료이다.

[폴리비닐알코올층]

본 발명에 있어서, 폴리비닐알코올층은 폴리비닐알코올 수지로 이루어지는 층이다. 이하, 「폴리비닐알코올」을 「PVA」라고 약칭하는 경우가 있다.

본 발명에 있어서, PVA층을 형성하는 PVA 수지(폴리비닐알코올 수지)로는, 반드시 한정되지는 않지만, 입수성 등으로, 아세트산비닐을 중합하여 얻어지는 폴리아세트산비닐을 비누화함으로써 제조된 것을 사용하는 것이 바람직하다. PVA 수지에 포함되는 PVA는, 연신성이나 얻어지는 편광자의 편광 성능 등이 우수하다는 관점에서, 중합도는 500~8000의 범위에 있는 것이 바람직하고, 비누화도는 90 몰% 이상인 것이 바람직하다. 여기서 중합도란, JIS K6726-1994의 기재에 준하여 측정한 평균 중합도이고, 비누화도란, JIS K6726-1994의 기재에 준하여 측정한 값이다. 중합도의 보다 바람직한 범위는 1000~6000, 더욱 바람직하게는 1500~4000이다. 비누화도의 보다 바람직한 범위는 95 몰% 이상, 더욱 바람직하게는 99 몰% 이상이다. PVA는, 아세트산비닐과 공중합 가능한 다른 모노머와의 공중합체, 혹은 그래프트 중합체여도 된다.

본 발명에 있어서, PVA 수지는, 기계적 물성이나 2차 가공시의 공정 통과성 등을 개선하기 위하여, 글리세린 등의 다가 알코올 등의 가소제를, PVA에 대하여 0.01~30 중량% 함유하는 것이 바람직하고, 또한 취급성이나 필름 외관 등을 개선하기 위하여, 음이온계 계면 활성제, 비이온계 계면 활성제 등의 계면 활성제를, PVA에 대하여 0.01~1 중량% 함유하는 것이 바람직하다.

PVA 수지는, 필요에 따라, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 활제, pH 조정제, 무기물 미립자, 착색제, 방부제, 방미제, 상기한 성분 이외의 다른 고분자 화합물, 수분 등의 다른 성분을 더 포함하고 있어도 된다. PVA 수지는 이들 다른 성분의 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있다.

PVA층의 두께 T는, 바람직하게는 45 μm 이하이고, 보다 바람직하게는 35 μm 이하, 더욱 바람직하게는 25 μm 이하이며, 바람직하게는 5 μm 이상, 보다 바람직하게는 10 μm 이상, 더욱 바람직하게는 15 μm 이상이다. PVA층의 두께가, 상기 범위의 상한값 이하임으로써 편광판의 수축력을 효과적으로 낮출 수 있고, 상기 범위의 하한값 이상임으로써 충분히 높은 편광 성능을 갖는 편광판을 얻을 수 있다.

PVA층의 면내 방향의 위상차 Re1은, 바람직하게는 50 nm 이하, 보다 바람직하게는 40 nm 이하, 더욱 바람직하게는 30 nm 이하이고, 바람직하게는 0 nm 이상, 보다 바람직하게는 3 nm 이상이다. PVA층의 면내 방향의 위상차 Re1이 상기 범위의 상한값 이하임으로써, 적층체를 충분한 배율로 연신할 수 있어, 높은 편광 성능의 편광판을 얻을 수 있다.

[수지 필름]

수지 필름은 시클로올레핀계 수지로 이루어진다. 시클로올레핀계 수지는 시클로올레핀계 중합체를 포함하는 수지이다. 본 발명에 있어서, 시클로올레핀 수지로는, 저온(예를 들어 50~120℃)에서, 높은 연신 배율(예를 들어 6.0배)의 연신이 가능한 유연성을 갖는 수지인 것이 바람직하다.

〔시클로올레핀계 수지〕

시클로올레핀계 수지에 포함되는 시클로올레핀계 중합체는, 방향족 비닐 화합물 유래의 반복 단위[I]를 주성분으로 하는 중합체 블록[A]과, 방향족 비닐 화합물 유래의 반복 단위[I] 및 사슬형 공액 디엔 화합물 유래의 반복 단위[II]를 주성분으로 하는 중합체 블록[B], 또는 사슬형 공액 디엔 화합물 유래의 반복 단위[II]를 주성분으로 하는 중합체 블록[C]으로 이루어지는 블록 공중합체[D]를 수소화한 블록 공중합체 수소화물이다. 이러한 블록 공중합체 수소화물로는, WO2000/32646호, WO2001/081957호, 일본 공개특허공보 2002-105151호, 일본 공개특허공보 2006-195242호, 일본 공개특허공보 2011-13378호, WO2015/002020호 등에 기재된 중합체를 들 수 있다.

〔가소제 및 연화제〕

본 발명에 있어서, 수지 필름을 형성하는 시클로올레핀계 수지는, 가소제 및/또는 연화제(가소제 및 연화제 중의 어느 일방, 또는 쌍방)를 함유하는 것이 바람직하다. 가소제 및/또는 연화제를 함유함으로써, 적층체를 연신하여 편광판을 얻었을 때에 수지 필름에 발생하는 위상차를 작게 할 수 있다.

가소제 및 연화제로는, 수지 필름을 형성하는 시클로올레핀계 수지에 균일하게 용해 또는 분산될 수 있는 것을 사용할 수 있다. 가소제 및 연화제의 구체예로는, 다가 알코올과 1가의 카르복실산으로 이루어지는 에스테르계 가소제(이하에 있어서 「다가 알코올에스테르계 가소제」라고 한다.), 및 다가 카르복실산과 1가의 알코올로 이루어지는 에스테르계 가소제(이하에 있어서 「다가 카르복실산에스테르계 가소제」라고 한다.) 등의 에스테르계 가소제, 그리고 인산에스테르계 가소제, 탄수화물 에스테르계 가소제, 및 그 밖의 폴리머 연화제를 들 수 있다.

본 발명에 있어서 바람직하게 사용되는 에스테르계 가소제의 원료인 다가 알코올의 예로는, 특별히 한정되지 않지만, 에틸렌글리콜, 글리세린, 트리메틸올프로판이 바람직하다.

다가 알코올에스테르계 가소제의 예로는, 에틸렌글리콜에스테르계 가소제, 글리세린에스테르계 가소제, 및 그 밖의 다가 알코올에스테르계 가소제를 들 수 있다.

다가 카르복실산에스테르계 가소제의 예로는, 디카르복실산에스테르계 가소제, 및 그 밖의 다가 카르복실산에스테르계 가소제를 들 수 있다.

인산에스테르계 가소제의 예로는, 구체적으로는, 트리아세틸포스페이트, 트리부틸포스페이트 등의 인산알킬에스테르; 트리시클로펜틸포스페이트, 시클로헥실포스페이트 등의 인산시클로알킬에스테르; 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트 등의 인산아릴에스테르를 들 수 있다.

탄수화물 에스테르계 가소제로서, 구체적으로는, 글루코스펜타아세테이트, 글루코스펜타프로피오네이트, 글루코스펜타부티레이트, 사카로오스옥타아세테이트, 사카로오스옥타벤조에이트 등을 바람직하게 들 수 있고, 이 중, 사카로오스옥타아세테이트가 보다 바람직하다.

폴리머 연화제로는, 구체적으로는, 지방족 탄화수소 중합체, 지환식 탄화수소계 중합체, 폴리아크릴산에틸, 폴리메타크릴산메틸, 메타크릴산메틸과 메타크릴산-2-하이드록시에틸의 공중합체, 메타크릴산메틸과 아크릴산메틸과 메타크릴산-2-하이드록시에틸의 공중합체 등의 아크릴계 폴리머; 폴리비닐이소부틸에테르, 폴리 N-비닐피롤리돈 등의 비닐계 폴리머; 폴리스티렌, 폴리 4-하이드록시스티렌 등의 스티렌계 폴리머; 폴리부틸렌숙시네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르; 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드 등의 폴리에테르; 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리우레아 등을 들 수 있다.

지방족 탄화수소 중합체의 구체예로는, 폴리이소부틸렌, 폴리부텐, 폴리-4-메틸펜텐, 폴리-1-옥텐, 에틸렌·α-올레핀 공중합체 등의 저분자량체 및 그 수소화물; 폴리이소프렌, 폴리이소프렌-부타디엔 공중합체 등의 저분자량체 및 그 수소화물 등을 들 수 있다. 시클로올레핀 수지에 균일하게 용해 또는 분산되기 쉬운 관점에서 지방족 탄화수소계 폴리머는, 수평균 분자량 300~5,000인 것이 바람직하다.

이들 폴리머 연화제는 1종의 반복 단위로 이루어지는 단독 중합체여도 되고, 복수의 반복 구조체를 갖는 공중합체여도 된다. 또한, 상기 폴리머를 2종 이상 병용하여 사용해도 된다.

본 발명에 있어서, 가소제 및/또는 연화제로는, 수지 필름을 형성하는 수지와의 상용성이 특히 우수한 점에서 에스테르계 가소제, 및 지방족 탄화수소 중합체에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.

수지 필름에 있어서의 가소제 및/또는 연화제(이하 「가소제 등」이라고도 한다)의 비율은, 수지 필름을 형성하는 시클로올레핀 수지 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 0.2 중량부 이상, 보다 바람직하게는 0.5 중량부 이상, 보다 더 바람직하게는 1.0 중량부 이상이고, 한편 바람직하게는 50 중량부 이하, 보다 바람직하게는 40 중량부 이하이다. 가소제 등의 비율을 상기 범위 내로 함으로써, 수지 필름을, 연신 처리를 포함하는 편광판의 제조 공정을 거쳐도, 위상차의 발현성이 충분히 낮은 것으로 할 수 있다.

〔유기 금속 화합물〕

본 발명에 있어서, 수지 필름은, 유기 금속 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 유기 금속 화합물을 포함함으로써, 적층체를 높은 연신 배율로 연신(예를 들어 연신 배율 6.0으로 습식 연신)을 한 경우에 있어서의, 수지 필름의 박리의 발생을 보다 유효하게 억제할 수 있다.

유기 금속 화합물은, 금속과 탄소의 화학 결합 및 금속과 산소의 화학 결합의 적어도 일방을 포함하는 화합물로, 유기기를 갖는 금속 화합물이다. 유기 금속 화합물로는, 유기 규소 화합물, 유기 티탄 화합물, 유기 알루미늄 화합물, 유기 지르코늄 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중, 유기 규소 화합물, 유기 티탄 화합물 및 유기 지르코늄 화합물이 바람직하고, 폴리비닐알코올과의 반응성이 우수한 점에서 유기 규소 화합물이 보다 바람직하다. 유기 금속 화합물은 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.

유기 금속 화합물로는, 예를 들어, 하기 식(1)으로 나타나는 유기 규소 화합물을 들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

R¹ _aSi(OR²)_3-a (1)

(식(1)에 있어서, R¹ 및 R²는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소 원자수 1~10의 탄화수소기, 에폭시기, 아미노기, 티올기, 이소시아네이트기 및, 탄소 원자수 1~10의 유기기로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타내고, a는, 0~3의 정수를 나타낸다.)

식(1)에 있어서, R¹로서 바람직한 예를 들면, 에폭시기, 아미노기, 티올기, 이소시아네이트기, 비닐기, 아릴기, 아크릴기, 탄소 원자수 1~8의 알킬기, -CH₂OC_nH_2n+1(n은 1~4의 정수를 나타낸다.) 등을 들 수 있다.

또한, 식(1)에 있어서, R²로서 바람직한 예를 들면, 수소 원자, 비닐기, 아릴기, 아크릴기, 탄소 원자수 1~8의 알킬기, -CH₂OC_nH_2n+1(n은 1~4의 정수를 나타낸다.) 등을 들 수 있다.

유기 규소 화합물의 예로는, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 등의 에폭시계 유기 규소 화합물, 3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란 등의 아미노계 유기 규소 화합물, 트리스-(트리메톡시실릴프로필)이소시아누레이트 등의 이소시아누레이트계 유기 규소 화합물, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란 등의 메르캅토계 유기 규소 화합물, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등의 이소시아네이트계 유기 규소 화합물을 들 수 있다.

유기 티탄 화합물의 예로는, 테트라이소프로필티타네이트 등의 티탄알콕시드, 티탄아세틸아세토네이트 등의 티탄킬레이트, 티탄이소스테아레이트 등의 티탄아실레이트를 들 수 있다.

유기 지르코늄 화합물의 예로는, 노르말프로필지르코네이트 등의 지르코늄알콕시드, 지르코늄테트라아세틸아세토네이트 등의 지르코늄킬레이트, 스테아르산지르코늄 등의 지르코늄아실레이트를 들 수 있다.

유기 알루미늄 화합물의 예로는, 알루미늄세컨더리부톡시드 등의 알루미늄알콕시드, 알루미늄트리스아세틸아세토네이트 등의 알루미늄킬레이트를 들 수 있다.

수지 필름에 있어서의 유기 금속 화합물의 비율은, 수지 필름을 형성하는 시클로올레핀계 수지 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 0.05 중량부 이상, 보다 바람직하게는 0.01 중량부 이상, 보다 더 바람직하게는 0.03 중량부 이상이고, 한편 바람직하게는 1.0 중량부 이하, 보다 바람직하게는 0.5 중량부 이하이다. 유기 금속 화합물의 비율을 상기 범위 내로 함으로써, 적층체를 고배율(예를 들어 연신 배율 6.0)로 습식 연신을 한 경우에 있어서의, 수지 필름의 박리의 발생을 보다 유효하게 억제할 수 있다.

〔임의 성분〕

수지 필름은, 수지, 가소제, 유기 금속 화합물 등 외에 임의 성분을 포함할 수 있다. 임의 성분의 예로는, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 광 안정제 등의 안정제; 활제 등의 수지 개질제; 염료나 안료 등의 착색제; 및 대전 방지제를 들 수 있다. 이들 배합제는 1종 단독으로, 혹은 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있고, 그 배합량은 적당하게 선택된다.

〔수지 필름의 제조 방법〕

수지 필름은, 수지 필름을 형성하기 위한 성분(시클로올레핀계 수지 및 필요에 따라 첨가되는 성분)을 포함하는 조성물(이하, 「수지 조성물」이라고도 한다)을, 임의의 성형 방법에 의해 필름상으로 성형함으로써 제조할 수 있다.

수지 조성물을 필름상으로 성형하는 방법의 예로는, 예를 들어, 캐스트 성형법, 압출 성형법, 인플레이션 성형법 등을 들 수 있다.

수지 필름의 두께는 1 μm 이상이 바람직하고, 3 μm 이상이 보다 바람직하며, 50 μm 이하가 바람직하고, 20 μm 이하가 보다 바람직하다. 수지 필름의 두께가 상기 범위의 하한값 이상임으로써, 양호한 첩합면 상태의 적층체를 얻을 수 있고, 상기 범위의 상한값 이하임으로써, 적층체를 연신하여 편광판을 얻었을 때에 수지 필름에 발생하는 위상차를 작게 할 수 있다.

수지 필름의 형상 및 치수는, 원하는 용도에 따른 것으로 적당하게 조정할 수 있다. 제조의 효율 상, 수지 필름은 장척상의 필름인 것이 바람직하다.

〔수지 필름의 Re2〕

수지 필름의 연신물의 면내 방향의 위상차 Re2는, 0 nm 이상 20 nm 이하인 것이 바람직하다. Re2는 보다 바람직하게는 0 nm 이상이고, 보다 바람직하게는 10 nm 이하, 특히 바람직하게는 5 nm 이하이다. Re2가 상한값 이하임으로써 적층체(10)를 연신하여 편광판으로 하였을 때에 수지 필름에 발현하는 위상차를 작게 할 수 있다.

Re2는, 적층체(10)를, 50℃~120℃의 온도 조건 하 6.0배로 자유단 1축 연신하여, 적층체에 있어서의 수지 필름을 연신물로 하였을 때에, 수지 필름의 연신물이 갖는, 면내 방향의 위상차이다. 즉, Re2는, 적층체에 있어서의 수지 필름 자체의 위상차가 아니라, 적층체에 특정한 연신 처리를 가한 후에, 수지 필름의 연신물에 발생하는 위상차이다.

이러한 연신물을 얻기 위한 연신 온도는, 50℃~120℃의 범위 내의 어느 온도여도 된다. 따라서, 연신물을 얻는 연신을 위한, 복수의 조작 조건을 생각할 수 있다. 이러한 복수의 조작 조건의 어느 하나에 의해, 연신물이 0 nm 이상 20 nm 이하의 위상차를 발현하는 경우, 적층체는 상기 요건을 만족한다.

단, 취할 수 있는 상기 복수의 조작 조건 전부에 의해, 연신물이 0 nm 이상 20 nm 이하의 위상차를 발현하는 것이 바람직하다. 그 경우, 본 발명의 편광판용 적층체에 의한 편광판의 제조에 있어서, 높은 연신 조건 설정의 자유도를 얻을 수 있다.

일반적으로, 당해 온도 범위에 있어서는 연신 온도가 보다 낮은 경우에 있어서 보다 큰 위상차가 발현한다. 따라서, 50℃의 연신에 의한 연신물의 위상차 및 120℃의 연신에 의한 연신물의 위상차의 쌍방이 0 nm 이상 20 nm 이하의 범위 내이면, 상기 복수의 조작 조건 전부에 의해, 연신물이 0 nm 이상 20 nm 이하의 위상차를 발현한다고 판단할 수 있다.

[2. 적층체의 제조 방법]

본 실시형태에 따른 적층체의 제조 방법은, 시클로올레핀계 수지로 이루어지는 수지 필름의 적어도 일방의 면에, PVA 수지를 코팅하여 PVA층을 형성하는 제1 공정과, 제1 공정에서 형성한 PVA층을 건조시키는 제2 공정을 이 순서로 포함한다. 적층체의 제조에 사용하는 수지 필름에 포함되는 시클로올레핀계 중합체는, 상기 방향족 비닐 화합물 유래의 반복 단위[I]를 주성분으로 하는 중합체 블록[A]과, 방향족 비닐 화합물 유래의 반복 단위[I] 및 사슬형 공액 디엔 화합물 유래의 반복 단위[II]를 주성분으로 하는 중합체 블록[B], 또는 사슬형 공액 디엔 화합물 유래의 반복 단위[II]를 주성분으로 하는 중합체 블록[C]으로 이루어지는 블록 공중합체[D]를 수소화한 블록 공중합체 수소화물이다.

[적층체의 제조 장치]

도 2는, 본 실시형태에 따른 적층체의 제조 방법에 있어서 사용하는 제조 장치(200)의 일례를 모식적으로 나타낸 개략도이다. 제조 장치(200)는, 권출 장치(201), 코팅 장치(202), 권취 장치(203) 및 건조 장치(205)를 구비한다.

[적층체의 제조 방법]

도 2에 나타내는 바와 같이, 권출 장치(201)로부터 권출된 수지 필름(12)의 면에 코팅 장치(202)에 있어서 PVA 수지를 코팅하여 PVA층(11)을 형성하고(제1 공정), 그 후, 건조 장치(205)에 있어서 건조시키는 공정(제2 공정)을 거침으로써 적층체(10)가 얻어진다. 제조된 적층체(10)는, 권취 장치(203)에 의해 권취되어, 롤의 형상으로 하여, 기타 공정에 제공할 수 있다. 이하 각 공정에 대하여 설명한다.

〔제1 공정〕

제1 공정은, 시클로올레핀계 수지로 이루어지는 수지 필름(12)의 적어도 일방의 면에, PVA 수지를 코팅하여 PVA층(11)을 형성하는 공정이다. 수지 필름(12)에 PVA 수지를 코팅하는 방법(코팅의 방법)은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 용액 코팅, 에멀션 코팅, 혹은 용융 압출 코팅에서 선택되는 1 이상의 방법인 것이 바람직하고, 고속 도포가 가능하고 균일한 막두께의 PVA층이 얻어지는 점에서 용액 코팅이 보다 바람직하다.

용액 코팅을 행하는 경우, PVA층(11)의 형성에 사용하는 PVA(PVA 또는 PVA 필름) 및 필요에 따라 첨가되는 성분을 용제에 용해하여 PVA 조성물로 하고, 당해 PVA 조성물을 수지 필름(11)에 코팅한다. 즉 「수지를 코팅한다」는 문언은, 수지만을 코팅하는 경우, 및 수지 및 그 이외의 성분을 포함하는 수지 조성물을 코팅하는 경우의 양방을 포함한다.

〔제2 공정〕

제2 공정은, 제1 공정에서 형성한 PVA층을 건조시키는 공정이다.

제2 공정에 있어서는, PVA층을, 온도 50℃~120℃의 온도의 건조기 중에서, 0.5분~10분 건조시키는 것이 바람직하다. 상기 PVA층의 건조 온도는, 보다 바람직하게는 60℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 100℃ 이하이다. 건조 온도를 하한값 이상으로 함으로써 건조 시간을 단축하여, PVA층의 균열의 발생을 방지할 수 있고, 건조 온도를 상한값 이하로 함으로써, PVA층의 결정화를 억제할 수 있다.

[임의의 공정]

본 발명의 적층체의 제조 방법은, 제1 공정 전에, 수지 필름의 PVA층이 형성되는 면을 접착 용이 처리하는 공정을 포함하고 있어도 된다. 당해 공정에 있어서의 접착 용이 처리의 방법으로는, 코로나 처리, 비누화 처리, 프라이머 처리, 앵커 코팅 처리 등을 들 수 있다. 당해 공정에 있어서, 수지 필름의 표면을 접착 용이 처리함으로써, 수지 필름과 PVA층의 접착성을 높여, PVA층 형성시에 PVA층이 박리되는 것을 억제할 수 있다.

[적층체의 용도]

본 발명의 적층체(10)는 편광판을 제조하기 위한 재료이다. 적층체는 연신 처리 및 염색 처리 등의 소정의 처리를 행한 후에 편광판이 된다. 적층체(10)를 편광판의 재료로 하는 경우, 도 2에 나타내는 권취 장치(203)에 의해 권취된 적층체를 그대로 사용해도 되고, 권취 장치(203)에 권취된 적층체(10)의 수지 필름(12)에 세퍼레이터 필름을 적층하고, 롤 형상으로 권취하여 적층체 필름 롤로 하고 나서 사용해도 된다. 이하, 본 실시형태의 적층체(10)를 사용한 본 실시형태의 적층체 필름 롤 및 편광판에 대하여 순서대로 설명한다.

[3. 편광판용 적층체 필름 롤]

도 3은 본 실시형태에 따른 적층체를 사용한 편광판용 적층체 필름 롤을 모식적으로 나타낸 단면도이다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 편광판용 적층체 필름 롤(15)은, 적층체(10)와, 적층체(10)의 수지 필름(12)의 PVA층(11)과는 반대측의 면(도시 하측면)에 적층된 세퍼레이터 필름(13)을 갖고, 롤 형상으로 권취된 필름 롤이다. 본 실시형태의 적층체 필름 롤(15)은, 수지 필름(12)과, 수지 필름(12)의 일방의 면에 적층된 PVA층(11)을 갖는 적층체(10)와, 적층체(10)의 수지 필름(12)의 PVA층(11)과는 반대측의 면에 적층된 세퍼레이터 필름(13)을 갖는다.

세퍼레이터 필름(13)으로는, 수지 필름(12)으로부터 박리 가능한 재료로 이루어지는 필름이면 특별히 한정은 없고, 예를 들어, 시클로올레핀 수지, 아크릴 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 및 트리아세틸셀룰로오스 수지에서 선택되는 1종 이상의 수지로 이루어지는 필름을 사용할 수 있다.

[4. 편광판의 제조 방법]

본 발명의 편광판(100)은 본 실시형태의 적층체(10)를 1축 연신함으로써 얻어진다. 도 4는 본 실시형태에 따른 편광판용 적층체를 사용하여 편광판을 제조하는 제조 장치의 일례를 모식적으로 나타낸 도면이다.

본 발명의 편광판의 제조 방법은, 적층체를 이색성 색소로 염색하는 제3 공정과, 적층체를 1축 연신하는 제4 공정을 포함한다.

또한, 본 발명의 편광판의 제조 방법은 제3 공정 및/또는 제4 공정을 거친 후에, 적층체의 PVA층의 수지 필름과는 반대측의 면에 보호 필름을 첩합하는 제5 공정을 포함하고 있어도 된다. 본 실시형태에 있어서는, 제5 공정을 포함하지 않는 제조 방법에 의해 편광판을 제조한다.

[편광판을 제조하는 장치]

도 4에 나타내는 바와 같이, 편광판을 제조하는 제조 장치(300)는, 권출 장치(301, 307), 처리 장치(302~305), 건조 장치(306, 309), 첩합 장치(308), 및 권취 장치(310)를 구비한다.

[편광판의 제조 방법]

본 실시형태에 있어서는, 권출 장치(301)로부터 권출된 적층체(10)를, 처리 장치(302~305)에 반송하여, 적층체(10)의 PVA층(11)을 염색하는 염색 처리(제3 공정), 적층체를 1축 연신하는 연신 처리(제4 공정), 및 소정의 처리를 행한다. 이들 처리를 행한 후의 적층체를 건조 장치(306)에서 건조하는 처리(건조 공정)를 행하면, 편광판(100)이 얻어진다. 이하, 각 공정에 대하여 상세하게 설명한다.

〔제3 공정〕

제3 공정은, 적층체(10)의 PVA층(11)을 염색하는 공정이다.

제3 공정에 있어서의 PVA층을 염색하는 물질로는, 이색성 물질을 들 수 있고, 이색성 물질로는, 요오드, 유기 염료 등을 들 수 있다. 이들 이색성 물질을 사용한 염색 방법은, 임의이다. 예를 들어, 이색성 물질을 포함하는 염색 용액에, PVA층을 침지함으로써, 염색을 행하여도 된다. 또한, 이색성 물질로서 요오드를 사용하는 경우, 염색 효율을 높이는 관점에서, 염색 용액은 요오드화칼륨 등의 요오드화물을 포함하고 있어도 된다. 이색성 물질에 특별히 제한은 없으나, 편광판을 차량 탑재용의 표시 장치에 있어서 사용하는 경우, 이색성 물질로는, 유기 염료가 바람직하다.

〔제4 공정〕

제4 공정은, 적층체를 1축 연신하는 공정이다. 적층체를 연신하는 방법으로는 특별히 한정되지 않지만, 습식 연신이 바람직하다. 제4 공정은 제3 공정 전, 제3 공정 후, 제3 공정과 동시의 어느 시기에 행하여도 된다. 또한, 제4 공정은, 1회 행하여도 되고, 복수회(2회 이상) 행하여도 된다. 제4 공정을 복수회 행하는 경우, 상기 시기 중 2 이상의 시기로 나누어 행하여도 되고, 한 시기에 복수회 행하여도 된다.

적층체의 연신 배율은, 바람직하게는 5.0 이상, 보다 바람직하게는 5.5 이상이고, 바람직하게는 7.0 이하, 보다 바람직하게는 6.5 이하이다. 적층체의 연신 배율을 상기 범위의 상한값 이하로 하면, 연신 처리를 포함하는 편광판의 제조 공정을 거쳐도 여전히, 수지 필름의 위상차의 발현을 낮게 하여, 편광판의 파단의 발생을 방지할 수 있고, 연신 배율을 상기 범위의 하한값 이상으로 하면 충분한 편광 성능을 갖는 편광판을 얻을 수 있다. 적층체의 연신을 2회 이상 행하는 경우, 각 회의 연신 배율의 곱으로 나타나는 토탈의 연신 배율이 상기 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다.

적층체의 연신 온도는, 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 30℃ 이상, 보다 바람직하게는 40℃ 이상, 특히 바람직하게는 50℃ 이상이고, 바람직하게는 140℃ 이하, 보다 바람직하게는 90℃ 이하, 특히 바람직하게는 70℃ 이하이다. 연신 온도가, 상기 범위의 하한값 이상임으로써 연신을 원활하게 행할 수 있고, 또한, 상기 범위의 상한값 이하임으로써 연신에 의해 효과적인 배향을 행할 수 있다. 상기 연신 온도의 범위는 건식 연신 및 습식 연신의 어느 방법이라도 바람직하지만, 습식 연신의 경우에 특히 바람직하다.

적층체의 연신 처리는, 필름 길이 방향으로 연신을 행하는 종연신 처리, 필름 폭 방향으로 연신을 행하는 횡연신 처리, 필름 폭 방향과 평행도 아니고 수직도 아닌 경사 방향으로 연신을 행하는 경사 연신 처리의 어느 것을 행하여도 된다. 적층체의 연신 처리는, 자유단 1축 연신이 바람직하고, 세로 방향의 자유단 1축 연신이 보다 바람직하다.

[건조 공정]

건조 공정은, 제3 공정 및 제4 공정 등의 처리 공정을 거친 적층체를 건조하는 공정이다. 건조 공정에 있어서는, 처리 공정 후의 적층체를, 온도 50℃~100℃의 온도의 건조기 중에서, 0.5분~10분 건조시키는 것이 바람직하다. 상기 적층체의 건조 온도는, 보다 바람직하게는 60℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 90℃ 이하이다. 건조 온도를 하한값 이상으로 함으로써 건조 시간을 단축하여, PVA층의 균열의 발생을 방지할 수 있고, 건조 온도를 상한값 이하로 함으로써, PVA층의 균열을 방지할 수 있다. 상기 적층체의 건조 시간은, 보다 바람직하게는 1분 이상이고, 보다 바람직하게는 5분 이하이다. 건조 시간을 하한값 이상으로 함으로써 상기 적층체의 건조를 충분한 것으로 하고, 상한값 이하로 함으로써, 적층체에 있어서의 PVA층의 균열을 방지할 수 있다.

종래의 PVA 수지만으로 이루어지는 박막의 편광자에 있어서는, 건조 공정 후에 균열이 발생하는 경우가 있었으나, 본 실시형태의 편광판은, PVA층 및 시클로올레핀계 수지로 이루어지는 수지 필름을 포함하는 적층체를 사용하여 제조하므로, 건조 공정을 거친 후라도 편광자의 균열의 발생을 억제할 수 있다.

[5. 편광판]

상술한 본 실시형태의 편광판의 제조 방법에 의해, 편광판이 얻어진다. 본 실시형태의 편광판은 본 실시형태의 적층체를 1축 연신한 편광판이다. 도 5는 본 실시형태에 따른 적층체를 사용하여 제조한 편광판을 모식적으로 나타낸 단면도이다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 편광판(100)에 있어서는, PVA층(111)의 일방의 면(도시 하측면) 상에 수지 필름(112)이 적층되어 있다.

[편광판에 있어서의 각 층의 특성]

편광판(100)에 있어서의 PVA층(111)의 두께는, 20 μm 이하가 바람직하고, 10 μm 이하가 보다 바람직하며, 3 μm 이상이 바람직하고, 5 μm 이상이 보다 바람직하다. 두께가 상한값 이하임으로써, 편광판의 두께를 작게 할 수 있고, 두께가 하한값 이상임으로써, 충분히 높은 편광 성능을 갖는 편광판을 얻을 수 있다.

편광판에 있어서의 수지 필름의 면내 방향의 위상차는, 20 nm 이하인 것이 바람직하고, 15 nm 이하가 보다 바람직하고, 10 nm 이하가 더욱 바람직하며, 0 nm 이상이 바람직하다. 편광판에 있어서의 수지 필름의 면내 방향의 위상차가 상기 범위 내임으로써, 편광판을 액정 표시 장치에 실장하였을 때의 블랙 컬러 시프트를 억제할 수 있다.

[편광판의 용도]

본 발명의 편광판용 적층체를 사용하여 제조한 편광판은 액정 표시 장치의 재료가 될 수 있다.

통상, 액정 표시 장치는, 광원, 광원측 편광판, 액정 셀 및 시인측 편광판을 이 순서로 구비하는데, 본 발명에 의해 얻어진 편광판은, 광원측 편광판 및 시인측 편광판의 어느 것에 사용해도 된다. 당해 액정 표시 장치는, 본 발명의 편광판을 광원측 편광판 및 시인측 편광판의 쌍방 또는 어느 일방으로서, 액정 패널에 적층함으로써 제조할 수 있다.

또한 본 발명의 편광판용 적층체를 사용하여 제조한 편광판은 유기 EL 표시 장치나 무기 EL 표시 장치 등의 재료가 될 수 있다.

통상, 유기 EL 표시 장치는, 광출사측으로부터 순서대로, 기판, 투명 전극, 발광층 및 금속 전극층을 구비하는데, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 편광판은, 기판의 광출사측에 배치된다.

EL 표시 장치는, 2매의 기판과 그 사이에 위치하는 발광층과, 2매의 기판 중 일방의 기판의 외측에 배치되는 편광판을 갖는다. 당해 표시 장치는 본 발명의 편광판을 유기 EL 패널 또는 무기 EL 패널에 적층함으로써 제조할 수 있다.

[6. 본 실시형태의 작용·효과]

본 실시형태에 있어서는, 수지 필름과, 수지 필름에 적층된 PVA층을 갖는 적층체를 연신함으로써 편광판을 제조하므로, 적층체를 저온 하, 고배율로 연신한 경우에도 PVA층의 용단의 발생을 억제할 수 있고, 또한, 연신 후의 수지 필름에 있어서의 위상차의 발현을 억제할 수 있다. 그 결과, 본 실시형태에 의하면, 수지 필름을 박리하지 않고 그대로 PVA층의 일방의 면의 보호 필름으로서 사용할 수 있고, 또한 헛되이 되는 재료를 줄일 수 있으므로, 수지 필름을 보호 필름으로서도 사용할 수 있고, 두께가 얇아도 효율적으로 제조할 수 있는 편광판의 제조 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 의하면, PVA층(11)을 수지 필름(12)에 직접 적층한 적층체를 사용하고 있고, 수지 필름(12)과 PVA층(11) 사이에 다른 재료가 개재하지 않으므로, 파단 억제 효과가 우수하고 또한, 생산 환경에 있어서의 타물질에 의한 환경 오염의 방지나, 제품으로의 컨태미네이션(이물질 혼입)을 방지할 수 있다.

[실시형태 2: 편광판 및 그 제조 방법]

이하, 실시형태 2에 따른 편광판(120) 및 그 제조 방법에 대하여 도 4 및 도 6을 참조하면서 설명한다. 본 실시형태에 따른 편광판(120)은, 실시형태 1에 따른 편광판(100)을 사용하여 제조한 것이다. 실시형태 1과 동일한 구성 및 양태에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 중복된 설명은 생략한다.

[편광판]

도 6은 본 발명의 실시형태 2에 따른 편광판(120)을 모식적으로 나타낸 단면도이다. 이 편광판(120)에 있어서는, 도 6에 나타내는 바와 같이, PVA층(111)의 일방의 면(도시 하측면)에 수지 필름(112)이 적층되고, PVA층(111)의 타방의 면측(도시 상측면)에 보호 필름(115)이 적층되어 있다. 도 6 중, 114는 접착제이다.

본 실시형태의 편광판(120)의 제조 방법은 상기 제3 공정 및 제4 공정을 거친 후에, 적층체의 PVA층의 수지 필름과는 반대측의 면에 보호 필름을 첩합하는 제5 공정을 포함한다. 이하 상세하게 설명한다.

본 실시형태의 편광판(120)은, 도 4에 나타내는 장치를 사용하여 제조된다. 본 실시형태의 편광판(120)의 제조 방법에서는, 적층체(10)의 PVA층을 염색하는 염색 처리(제3 공정) 및, 적층체를 1축 연신하는 연신 처리(제4 공정) 후, 건조 장치(306)에서 건조하여 얻어지는 편광판(100)을 사용한다.

편광판(120)은, 염색 처리(제3 공정) 및 연신 처리(제4 공정)를 거쳐 얻어진 편광판(100)을, 첩합 장치(308)에 반송하고, 적층체의 PVA층의 수지 필름과는 반대측의 면(수지 필름이 적층되어 있지 않은 측의 면: 도시 상측면)에 접착제(114)를 도포하여, 권출 장치(307)로부터 권출된 보호 필름(115)을 첩합하는 것(제5 공정)에 의해 얻어진다. 얻어진 편광판(120)은, 권취 장치(310)에 의해 권취되어, 롤의 형상으로 하여, 기타 공정에 제공할 수 있다.

제5 공정에서 사용하는, 보호 필름(115)을 PVA층(111)에 첩합하기 위한 접착제(114)로는, 특별한 제한은 없고, 예를 들어, 아크릴계 접착제, 에폭시계 접착제, 우레탄계 접착제, 폴리에스테르계 접착제, 폴리비닐알코올계 접착제, 폴리올레핀계 접착제, 변성 폴리올레핀계 접착제, 폴리비닐알킬에테르계 접착제, 고무계 접착제, 염화비닐-아세트산비닐계 접착제, SEBS(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체)계 접착제, 에틸렌-스티렌 공중합체 등의 에틸렌계 접착제, 에틸렌-(메트)아크릴산메틸 공중합체, 에틸렌-(메트)아크릴산에틸 공중합체 등의 아크릴산에스테르계 접착제 등을 들 수 있다.

제5 공정에 있어서 사용하는 보호 필름(115)으로는, 시클로올레핀 수지, 아크릴 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 및 트리아세틸셀룰로오스 수지에서 선택되는 1종 이상의 수지로 이루어지는 필름을 들 수 있다.

본 실시형태의 편광판도, 실시형태 1의 편광판과 마찬가지로, 수지 필름과, 수지 필름에 직접 적층된 PVA층을 갖는 적층체를 연신함으로써 편광판을 제조하므로, 실시형태 1과 동일한 작용 효과를 갖는다.

또한, 본 실시형태에 의하면, PVA층(111)의 수지 필름(112)이 적층되어 있지 않은 측의 면에 보호 필름(115)을 구비하므로, PVA층(111)의 표면에 흠집 등이 생기는 것을 방지하는 효과도 발휘한다.

[다른 실시형태]

(1) 실시형태 1에서는, 수지 필름의 일방의 면에 PVA층이 적층된 편광판용 적층체를 나타내고, 실시형태 1 및 2에 있어서, 상기 적층체를 사용하여 제조한 편광판을 나타내었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 편광판용 적층체는, 수지 필름의 양면에 PVA층이 적층된 적층체여도 되고, 편광판은 상기 적층체를 사용하여 제조한 편광판이어도 된다.

(2) 실시형태 1에서는, 수지 필름과, 당해 수지 필름에 직접 적층된 PVA층을 갖는 편광판용 적층체를 나타내었으나, 수지 필름과 PVA층 사이에, 수지 필름과 PVA층의 접합력을 높이는 층을 더 구비하는 적층체여도 된다.

[실시예]

이하, 실시예 및 비교예를 참조하여, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명은 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 이하에 있어서, 성분의 양비에 관한 「부」 및 「%」는, 별도로 언급하지 않는 한 중량부를 나타낸다.

〔평가 방법〕

〔중량 평균 분자량(Mw) 및 분자량 분포(Mw/Mn)〕

블록 공중합체 및 블록 공중합체 수소화물의 분자량은, THF를 용리액으로 하는 GPC에 의한 표준 폴리스티렌 환산값으로서, 38℃에 있어서 측정하였다. 측정 장치로서, 토소사 제조, HLC8020GPC를 사용하였다.

〔수소화율〕

블록 공중합체 수소화물의 수소화율은, ¹H-NMR 스펙트럼 또는 GPC 분석에 의해 산출하였다. 수소화율 99% 이하의 영역은, ¹H-NMR 스펙트럼을 측정하여 산출하고, 99%를 초과하는 영역은, GPC 분석에 의해, UV 검출기 및 RI 검출기에 의한 피크 면적의 비율로부터 산출하였다.

〔위상차의 측정 방법〕

폴리비닐알코올층의 면내 방향의 위상차 Re1, 수지 필름의 연신물의 면내 방향의 위상차 Re2, 및 편광판에 있어서의 수지 필름의 면내 방향의 위상차는, 위상차계(주식회사 옵토 사이언스사 제조, 상품명 「뮬러 매트릭스·폴라리미터(Axo Scan)」)를 사용하여 측정하였다. 측정시, 측정 파장은 550 nm로 하였다.

위상차 Re2의 측정은, 적층체를 소정 온도(50℃ 및 120℃)에서, 6.0배로 자유단 1축 연신하였을 때에 발생하는 수지 필름의 면내 방향의 위상차를 측정하였다. 본원에서는, 적층체를 50℃의 온도 조건 하에서 6.0배로 자유단 1축 연신하였을 때에 발생하는 수지 필름의 면내 방향의 위상차, 및 적층체를 120℃의 온도 조건 하에서 6.0배로 자유단 1축 연신하였을 때에 발생하는 수지 필름의 면내 방향의 위상차의 쌍방이 0 nm 이상 20 nm 이하의 범위 내이면, 적층체를 50℃~120℃의 온도 조건 하, 6.0배로 자유단 1축 연신하였을 때에 발생하는, 수지 필름의 면내 방향의 위상차 Re2가, 0 nm 이상 20 nm 이하라고 판단하였다.

〔두께의 측정 방법〕

적층체에 포함되는 각 층(폴리비닐알코올층 및 수지 필름)의 두께, 편광판에 포함되는 각 층의 두께는, 두께계(주식회사 미츠토요사 제조, 상품명 「ABS 디지매틱 씨크니스 게이지(547-401)」)를 사용하여 5회 측정하고, 그 평균값을 각 층의 두께로 하였다.

〔밀착성의 평가〕

각 예의 편광판의 제조에 있어서의 제2 연신 처리까지의 공정에서, 폴리비닐알코올층과 수지 필름 사이에 박리가 발생하지 않은 것을 A, 일부에 박리가 보인 것을 B, 완전히 박리된 것을 C로 하였다.

〔건조 공정성의 평가〕

각 예의 편광판의 제조에 있어서의 70℃, 5분의 건조 공정에서, 편광자에 크랙이 발생하지 않은 것을 A, 크랙이 발생한 것을 C로 하였다.

〔블랙 컬러 시프트〕

액정 표시 장치(LG 일렉트로닉스·저팬사 제조, 상품명 「IPS 패널 모니터(23MP47)」)로부터 액정 표시 패널을 떼어내고, 시인측에 배치되어 있는 편광판을 박리하여, 실시예 및 비교예에서 제작한 편광판을, 수지 필름이 패널측이 되도록 첩합하였다. 또한, 보호 필름이 없는 편광자 단체를 실시예 및 비교예에서 제작한 편광판 옆에 첩합하여, 액정 표시 장치를 재조립하였다. 실시예 및 비교예에서 제조한 편광판, 보호 필름이 없는 편광자 단체의 흡수축은, 박리 전의 편광판의 흡수축과 동일한 방향이 되도록 첩합하였다.

시인측에 배치되어 있는 편광판의 흡수축의 방향을 방위각 0°, 패널의 수직 방향을 편각 0°로 하였을 때, 패널을 흑색 표시 상태(즉 패널의 표시 화면 전체면에 검은 색을 표시한 상태)로 하여, 방위각 45°, 편각 45°의 방위에서 목시하여 보호 필름이 없는 편광자의 경우와 색감 변화가 동일한 것을 A, 미소하게 색감 변화가 있는 것을 B, 변화가 큰 것을 C라고 판단하였다.

〔실시예 1〕

(1-1) 중합체 X의 제작

일본 공개특허공보 2002-105151호에 기재된 제조예를 참조하여, 제1 단계에서 스티렌 모노머 25 부를 중합시킨 후, 제2 단계에서 스티렌 모노머 30 부 및 이소프렌 모노머 25 부를 중합시키고, 그 후에 제3 단계에서 스티렌 모노머 20 부를 중합시켜 블록 공중합체[D1]를 얻은 후, 그 블록 공중합체를 수소화하여 블록 공중합체 수소화물[E1]을 합성하였다. 블록 공중합체 수소화물[E1]의 Mw는 84,500, Mw/Mn은 1.20, 주쇄 및 방향고리의 수소화율은 대략 100%였다.

블록 공중합체 수소화물[E1] 100 부에, 산화 방지제로서 펜타에리트리틸·테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트](마츠바라 산업사 제조, 제품명 「Songnox1010」) 0.1 부를 용융 혼련하여 배합한 후, 펠릿상으로 하여, 성형용의 중합체 X를 얻었다.

(1-2) 수지 필름의 제조

(1-1)에서 제조한 중합체 X를 시클로헥산에 용해시킨 후, 중합체 X 100 중량부에 대하여 40 중량부의 폴리이소부텐(JX 닛코닛세키 에너지사 제조 「닛세키 폴리부텐 HV-300」, 수평균 분자량 1,400), 및 0.1 중량부의 유기 규소 화합물(3-아미노프로필트리에톡시실란, KBM903, 신에츠 화학사 제조)을 첨가하여, 캐스트 제막용 도포액을 제작하였다.

얻어진 제막용 도포액을, 세퍼레이터 필름(미츠비시 화학사 제조, 「MRV38」)에 다이 코터를 사용하여 도포, 건조하였다. 이에 의해, 폭 650 mm, 길이 500 m, 두께 10 μm의 중합체 X로 이루어지는 수지 필름을 얻었다.

(1-3) 적층체의 제조

미연신 폴리비닐알코올 수지 필름(평균 중합도 약 2400, 비누화도 99.9 몰%, 두께 20 μm, 이하에 있어서 「PVA20」이라고도 한다)을 95℃의 열수 중에 용해하여, 농도 10 중량%의 폴리비닐알코올 수용액을 조제하였다. (1-2)에서 제조한 수지 필름에, 상기 폴리비닐알코올 수용액을 도포한 후, 100℃에서 10분간 건조시켜, 폭 600 mm, 두께 5 μm의 폴리비닐알코올층을 형성한 장척의 적층체를 얻었다.

얻어진 적층체에 있어서의 수지 필름의 두께, 폴리비닐알코올층의 두께 및 면내 방향의 위상차 Re1, 그리고 위상차 Re2(온도 조건 50℃, 120℃)를 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

(1-3) 편광판의 제조

(1-2)에서 제조한 적층체를, 가이드 롤을 통하여 길이 방향으로 연속 반송하면서, 하기의 조작을 행하였다.

상기의 적층체를, 물에 침지하는 팽윤 처리, 요오드 및 요오드화칼륨을 포함하는 염색 용액에 침지하는 염색 처리, 그리고, 염색 처리 후의 적층체를 연신하는 제1 연신 처리를 행하였다. 이어서, 제1 연신 처리 후의 적층체를, 붕산 및 요오드화칼륨을 포함하는 욕조 중에서 연신하는 제2 연신 처리를 행하였다. 제1 연신 처리에서의 연신 배율과 제2 연신 처리에서의 연신 배율의 곱으로 나타나는 토탈의 연신 배율이 6.0이 되도록 설정하였다. 연신 온도는 57℃로 하였다. 제2 연신 처리 후의 적층체를 건조기 중에서, 70℃에서 5분간 건조하여(건조 공정), 편광판을 얻었다.

제2 연신 처리까지의 공정에 있어서 밀착성의 평가를 행하고, 건조 공정에 있어서 건조 공정성의 평가를 행하고, 얻어진 편광판에 대하여 블랙 컬러 시프트의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

또한, 얻어진 편광판에 있어서의 수지 필름의 두께 및 위상차, 그리고 폴리비닐알코올층의 두께를 측정하였다. 측정 결과를 표 1에 나타낸다.

〔실시예 2〕

실시예 1의 (1-2)에 있어서, 0.1 중량부의 유기 규소 화합물 대신에, 0.1 중량부의 유기 티탄 화합물(테트라이소프로필티타네이트, 오르가틱스 TA-8, 마츠모토 파인 케미컬사 제조)을 첨가한 제막용 도포액을 사용하여 수지 필름을 형성한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 적층체 및 편광판을 제작하고, 실시예 1과 동일하게 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

〔실시예 3〕

실시예 1의 (1-2)에 있어서, 0.1 중량부의 유기 규소 화합물 대신에, 0.1 중량부의 유기 지르코늄 화합물(노르말프로필지르코네이트, 오르가틱스 ZA-45, 마츠모토 파인 케미컬사 제조)을 첨가한 제막용 도포액을 사용하여 수지 필름을 형성한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 적층체 및 편광판을 제작하고, 실시예 1과 동일하게 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

〔실시예 4〕

실시예 1의 (1-2)에 있어서, 제막용 도포액을, 세퍼레이터 필름에 다이 코터를 사용하여 도포, 건조하는 조작을 행할 때에, 도포량 등을 조정하여, 두께가 5 μm인 장척의 수지 필름(폭 및 길이는 실시예 1과 동일)을 제조한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 적층체 및 편광판을 제작하고, 실시예 1과 동일하게 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

〔실시예 5〕

실시예 1의 (1-2)에 있어서, 폴리이소부텐을 사용하지 않은 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 적층체 및 편광판을 제작하고, 실시예 1과 동일하게 평가를 행하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

〔실시예 6〕

실시예 1의 (1-2)에 있어서, 유기 규소 화합물을 사용하지 않은 것, 및 제막용 도포액을, 세퍼레이터 필름에 다이 코터를 사용하여 도포, 건조하는 조작을 행할 때에, 도포량 등을 조정하여, 두께가 5 μm인 장척의 수지 필름(폭 및 길이는 실시예 1과 동일)을 제조한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 적층체 및 편광판을 제작하고, 실시예 1과 동일하게 평가를 행하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

〔비교예 1〕

실시예 1의 (1-3)에 있어서, (1-2)에서 제조한 적층체 대신에, 미연신의 폴리비닐알코올 수지 필름(PVA20)만을 사용하여, (1-3)과 동일한 조작을 행한 결과, 제1 연신 처리 및 제2 연신 처리에 있어서 용단이 다발하고, 건조 공정에 있어서 파단이 다발하여 밀착성 및 블랙 컬러 시프트의 평가를 할 수 없었다.

〔비교예 2〕

실시예 1의 (1-3)에 있어서, (1-2)에서 제조한 수지 필름 대신에, 시클로올레핀계 수지 필름(제오노아 필름, 지환식 탄화수소의 개환 중합체 수소화물, 니폰 제온사 제조, 두께 13 μm)을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 적층체를 제조하였다. 당해 적층체를 사용하여 실시예 1의 (1-4)와 동일한 조작을 행한 결과, 제1 연신 처리에 있어서 파단이 발생하여 편광판을 제작할 수 없었다.

실시예 및 비교예의 평가 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

표 중, 「COP」란 시클로올레핀계 수지를 의미한다.

표 중, 「Re2(50℃)」란, 적층체를 50℃의 온도 조건 하 6.0배로 자유단 1축 연신하였을 때에 발생하는 수지 필름의 면내 방향의 위상차를 의미하고, 「Re2(120℃)」란, 적층체를 120℃의 온도 조건 하 6.0배로 자유단 1축 연신하였을 때에 발생하는 수지 필름의 면내 방향의 위상차를 의미한다.

표 중, 「Re1」이란, 적층체에 있어서의 폴리비닐알코올층의 면내 방향의 위상차를 의미한다.

표 중, 「도포」란, 폴리비닐알코올 수용액을 수지 필름에 도포함으로써 PVA층을 형성한 것을 나타낸다.

표 1 및 표 2의 결과로부터, 본 발명에 의하면, 적층체를 연신하는 공정을 거친 후의 수지 필름에 발현하는 위상차를 작게 할 수 있어, 밀착성, 건조 공정성 및 광학 물성이 우수한 편광판을 얻을 수 있는 것을 알 수 있다. 이에 의해 수지 필름을 보호 필름으로서도 사용할 수 있고, 두께가 얇아도 효율적으로 제조할 수 있는 편광판용 적층체 및 그 제조 방법, 상기 적층체를 사용한 편광판 및 그 제조 방법, 그리고 편광판용 적층체 필름 롤을 제공할 수 있는 것을 알 수 있다.

10…적층체(편광판용 적층체)
11…폴리비닐알코올층(PVA층)
12…수지 필름
13…세퍼레이터 필름
15…적층체 필름 롤
100, 120…편광판
111…폴리비닐알코올층(PVA층)
112…수지 필름
114…접착제층
115…보호 필름
200…제조 장치
201, 202…권출 장치
203…권취 장치
205…건조 장치
300…제조 장치
301, 307…권출 장치
302~305…처리 장치
306, 309…건조 장치
308…첩합 장치
310…권취 장치

Claims

시클로올레핀계 수지로 이루어지는 수지 필름과,
상기 수지 필름의 적어도 일방의 면에, 코팅에 의해 적층된 폴리비닐알코올층을 갖는 편광판용 적층체로서,
상기 시클로올레핀계 수지가 시클로올레핀계 중합체를 포함하고,
상기 시클로올레핀계 중합체가, 방향족 비닐 화합물 유래의 반복 단위[I]를 주성분으로 하는 중합체 블록[A]과,
방향족 비닐 화합물 유래의 반복 단위[I] 및 사슬형 공액 디엔 화합물 유래의 반복 단위[II]를 주성분으로 하는 중합체 블록[B], 또는 사슬형 공액 디엔 화합물 유래의 반복 단위[II]를 주성분으로 하는 중합체 블록[C]
으로 이루어지는 블록 공중합체[D]를 수소화한 블록 공중합체 수소화물인, 편광판용 적층체.
제1항에 있어서,
상기 폴리비닐알코올층의 두께 T가 45 μm 이하이고, 또한,
상기 수지 필름의 연신물의 면내 방향의 위상차 Re2가, 0 nm 이상 20 nm 이하이고, 상기 위상차 Re2는, 상기 적층체를 50℃~120℃의 온도 조건 하 6.0배로 자유단 1축 연신하여, 상기 수지 필름을 상기 연신물로 하였을 때에, 상기 연신물이 갖는 위상차인, 편광판용 적층체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 시클로올레핀계 수지가, 가소제, 연화제 또는 이들 쌍방을 함유하는, 편광판용 적층체.
제3항에 있어서,
상기 가소제, 상기 연화제 또는 이들 쌍방이, 에스테르계 가소제 및 지방족 탄화수소 폴리머에서 선택되는 1종 이상인, 편광판용 적층체.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지 필름이, 유기 금속 화합물을 함유하는, 편광판용 적층체.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폴리비닐알코올층은, 상기 수지 필름에 직접 적층되어 있는 층인, 편광판용 적층체.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 편광판용 적층체를 1축 연신한, 편광판.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 편광판용 적층체와, 당해 적층체의 수지 필름의 상기 폴리비닐알코올층과는 반대측의 면에 적층된 세퍼레이터 필름을 갖고,
롤 형상으로 권취된, 편광판용 적층체 필름 롤.
시클로올레핀계 수지로 이루어지는 수지 필름의 적어도 일방의 면에, 폴리비닐알코올 수지를 코팅하여 폴리비닐알코올층을 형성하는 제1 공정과,
상기 제1 공정에서 형성한 폴리비닐알코올층을 건조시키는 제2 공정을 이 순서로 포함하고,
상기 시클로올레핀계 수지가 시클로올레핀계 중합체를 포함하고,
상기 시클로올레핀계 중합체가, 방향족 비닐 화합물 유래의 반복 단위[I]를 주성분으로 하는 중합체 블록[A]과,
방향족 비닐 화합물 유래의 반복 단위[I] 및 사슬형 공액 디엔 화합물 유래의 반복 단위[II]를 주성분으로 하는 중합체 블록[B], 또는 사슬형 공액 디엔 화합물 유래의 반복 단위[II]를 주성분으로 하는 중합체 블록[C]
으로 이루어지는 블록 공중합체[D]를 수소화한 블록 공중합체 수소화물인, 편광판용 적층체의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 폴리비닐알코올층을, 용액 코팅, 에멀션 코팅, 혹은 용융 압출 코팅에서 선택되는 1 이상의 방법에 의해 형성하는, 편광판용 적층체의 제조 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 편광판용 적층체, 또는, 제9항 또는 제10항에 기재된 편광판용 적층체의 제조 방법에 의해 얻어진 편광판용 적층체를 사용하여 편광판을 제조하는 방법으로서,
상기 적층체를 이색성 색소로 염색하는 제3 공정과,
상기 적층체를 1축 연신하는 제4 공정을 포함하는 편광판의 제조 방법.
제11항에 있어서,
상기 제3 공정, 상기 제4 공정 또는 이들 쌍방을 거친 후에, 상기 적층체의 폴리비닐알코올층의 수지 필름과는 반대측의 면에 보호 필름을 첩합하는 제5 공정을 포함하는, 편광판의 제조 방법.