KR101175700B1 - 박형 고기능 편광막의 제조방법 - Google Patents

Abstract

두께가 7㎛이하의 박형 고기능 편광막을 제조하는 것이다.
적어도 20㎛의 두께를 가지는 수지기재에, 폴리비닐 알코올계 수지의 도포 및 건조에 따라 폴리비닐 알코올계 수지층을 생성하여, 생성된 폴리비닐 알코올계 수지층을 2색성 물질의 염색액에 침지하고, 폴리비닐 알코올계 수지층에 2색성 물질을 흡착시켜, 2색성 물질을 흡착시킨 폴리비닐 알코올계 수지층을, 붕산 수용액 중에 있어서, 수지기재와 일체로 총 연신 배율을 원 길이의 5배 이상으로 연신하는 것에 의해서, 수지기재에, 2색성 물질을 배향시킨 폴리비닐 알코올계 수지로 이루어지는 두께가 7㎛이하의 박형 고기능 편광막을 제조하도록 했다.

Description

박형 고기능 편광막의 제조방법{Manufacturing method of highly functional thin polarizing film}

본 발명은, 수지기재에 도포 및 건조한 폴리비닐 알코올계 수지층을 수지기재와 일체로 염색 및 연신하여 제막한 박형 고기능 편광막의 제조 방법에 관한 것이다.

폴리비닐 알코올계 수지(이하,「PVA계 수지」라고 한다) 층에 염색에 의해서 2색성 물질을 흡착 및 배향시킨 편광막 이른바 편광자(이하,「편광막」이라고 한다)의 제조 방법은 잘 알려져 있다. 이 중, 수지기재에, 폴리비닐 알코올계 수지(이하,「PVA계 수지」라고 한다)의 수용액을 도포 및 건조함으로써 형성된 얇은 PVA계 수지층을 포함한 적층체를, 통상, 오븐 등의 가열 장치에 있어서, 연신기를 이용하여 건식(乾式)으로 연신하고, 다음에 염색에 의해서 2색성 물질을 흡착 및 배향시킨 박형 편광막을 제조하는 방법, 혹은, 얇은 PVA계 수지층을 포함한 적층체를, 우선 염색에 의해서 2색성 물질을 흡착시켜, 다음에 가열 장치에 있어서, 연신기를 이용하여 건식으로 연신하는 것에 의해서 2색성 물질을 배향시킨 박형 편광막을 제조하는 방법은, 도 2의 비교예에 나타내는 바와 같이 이미 공지하였다.

액정 셀의 표리에 첩합되는 액정 표시 소자에 이용되는 편광막은, 일반적으로 60～80㎛의 PVA계 수지의 단층체를, 예를 들면, 주속이 다른 복수 세트의 롤을 가지는 롤 반송기에 걸쳐, 염색에 의해서 2색성 물질을 흡착시키고, 다음에 상온에서 60℃전후의 수용액 등의 습식(濕式)으로서 연신하고, 2색성 물질을 배향시킨 20～30㎛ 두께의 편광막이다. 이것이 두께형 편광막이다. 현재로서는, 대형 TV용으로 이용되는 단체 투과율 42% 이상이고 편광도 9.95% 이상의 광학 특성이 높은 편광막, 이른바 두께형 고기능 편광막이 실용화되고 있다.

그런데, PVA계 수지가 친수성이기 때문에, 편광막은 온도나 습도의 변화에 민감하고, 신축하기 쉬우며, 또 신축하기 쉬운 것으로 컬(curl) 하기 쉽다. 그 때문에, 신축 억제 및 온도나 습도의 영향을 줄이도록, 통상, 양면에 보호 필름이 첩합된 편광막이 이용된다. 그런데도, 두께형 편광막을 이용하는 경우, 편광막의 신축 억제가 어렵고, 액정 셀 등의 부재에 첩합되었을 때에 부재에 응력을 발생시켜, 액정 표시 소자에 표시 얼룩짐을 발생시키는 원인이 된다. 이것이 두께형 편광막의 기술적 과제의 하나이다. 또한, 박형화나 저에너지 소비량이라고 하는 시대 요청에 응해야 할 기술적 과제가 있는 것은 말할 필요도 없다.

그 때문에, 두께형 편광막을 대신하는 박형 편광막이 구해져 왔지만, 얇은 PVA계 수지 단층체, 예를 들면 50㎛두께 이하의 PVA계 수지 필름을, 예를 들면, 롤 반송기에 걸쳐, 상온으로부터 60℃전후의 수용액 등의 습식으로 연신한 경우에는, 친수성 고분자 조성물이기 때문에 얇은 PVA계 수지 필름이 용해할지 또는 필름에 가해지는 장력에 견디지 못하고 파단하게 된다. 즉, 박형 편광막을 얇은 PVA계 수지 필름으로부터 안정적으로 생산하는 것은 어렵다고 하는 것이다. 그래서, 새로운 박형 편광막의 제법으로서 개발되어 온 것이, 특허 문헌 1～3에 나타나는, 두께가 있는 수지기재에 형성된 얇은 PVA계 수지층을 수지기재와 일체로 건식으로 연신하는 것에 의해서, 박형 편광막을 수지기재상에 제막하는 방법이다.

이것들은, 수용액 등의 습식으로 연신하는 것이 아니라, 수지기재와 PVA계 수지층과의 적층체 필름을 수지기재와 일체로, 오픈 등의 가열 장치에 있어서, 연신기를 이용하여 건식으로 연신하고, 다음에 염색액에 침지하는 것에 의해서, 수지기재에 제막되는 2색성 물질을 배향시킨 박형 편광막을 제조하는 방법이다. 이러한 제법에 의하면, 우선, 수지기재에 PVA계 수지를 포함한 수용액을 도포 및 건조하여 수십 ㎛두께의 PVA계 수지층을 형성하고, 다음에, 이것을 오픈 등의 가열 장치에 있어서 연신기를 이용하여 건식으로 연신하고, 다음에 염색에 의해서 2색성 물질을 흡착시켜, 수 ㎛두께의 2색성 물질을 배향시킨 박형 편광막을 생성할 수 있다.

이것이 박형 편광막이다. 표시 소자의 박형화, 표시 얼룩짐의 해소, 에너지 소비량의 저감 등의 관점으로부터, 이러한 제법 및 박형 편광막의 장래성이 기대되고 있는 바이다. 그렇지만, 지금까지, 이러한 제법의 박형 편광막은, 도 4 또는 도 5의 비교예 1 및 2에 보여지는 바와 같이, 광학 특성이 낮다고 하는 기술적 과제가 극복되어 있지 않다.

우선, 배경 기술로서 광학 특성에 관한 정리가 필요하다. 대형 표시 소자에 이용할 수 있는 편광막의 광학 특성은, 단적으로는, 편광도(P)와 단체 투과율(T)로 나타낼 수 있다. 편광막의 성능은, 일반적으로, 트레이드?오프 관계에 있는 편광도(P)와 단체 투과율(T)과의 2개의 광학 특성치를 플롯한 T-P그래프로 나타내진다.

도 6의 모식도를 참조해주기 바란다. T＝50%이고, P＝100%가 이상 특성이다. T치가 낮으면 P치를 올리기 쉽고, T치가 높을수록 P치를 올리기 어렵게 된다. 따라서, 박형 편광막에서는 실현되지 않은 편광도(P)가 99.95% 이상, 단체 투과율(T)이 42.0% 이상인 것은, 현재 또는 장래, 대형 표시 소자 등의 편광막 성능으로서 구해지는 광학 특성이다. 여기서, 이상 특성은 T＝50%이고, P＝100%이지만, 빛이 편광막을 투과해 나갈 때, 편광막과 공기와의 계면에서 일부의 빛이 반사하는 현상이 일어난다. 이 반사 현상을 고려하면, 반사의 분은 투과율이 감소하므로, 현실적으로 달성할 수 있는 T치의 최대치는 45～46% 정도가 된다.

편광도(P)는, 편광막 또는 디스플레이의 콘트라스트비(CR)를 나타낼 수 있다. 99.95%의 편광도(P)는, 편광막의 CR에서는 2000:1에 상당하고, 이것을 일반적으로 시판되고 있는 액정 TV용 셀에 이용했을 때의 디스플레이의 CR에서는 1050:1에 상당한다. 어느 CR도 클수록 표시의 콘트라스트가 뛰어나 보기 쉽게 된다. 편광막의 CR은, 후술되는 바와 같이, 평행 투과율을 직교 투과율로 제거한 값이다. 디스플레이의 CR은, 최대 휘도를 최소 휘도로 제거한 값이다. 최소 휘도는 검정표시 시의 휘도이며, 일반적인 시청 환경을 상정한 액정 TV에서는 0.5cd/m²이하가 구해져 있다. 이것을 넘는 값으로는 색 재현성이 저하한다. 또 최대 휘도는 흰색표시 시의 휘도이며, 일반적인 시청 환경을 상정한 액정 TV에서는 450～550cd/m²의 범위에서 사용된다. 이것을 밑돌면 시인성이 저하한다.

이상으로부터 일반적으로 액정 TV에는 1000:1 이상의 CR이 필요하게 되어 있다. 한편, 액정 셀에 있어서의 편광 해소를 고려하면, 편광막에서는 2000:1 이상의 CR을 필요로 한다. 이것은, 99.95% 이상의 편광도(P)에 상당한다.

또, 액정 TV용의 편광막으로서 일반적으로는 단체 투과율(T)이 42.0% 이상의 것이 이용되고 있다. 편광막의 단체 투과율(T)이 42.0%를 밑돌면, 디스플레이의 휘도(L)가 낮아진다. 예를 들면, T＝42.0%의 편광막을 이용한 디스플레이 휘도 L＝100으로 한 경우에 비해, T＝40.0%의 편광막의 디스플레이 휘도는, L＝90이다. 이것은, T＝42.0%의 디스플레이 휘도 L＝100을 확보하기 위해서는, T＝40.0%의 편광막을 이용하는 디스플레이의 광원이나 사용시의 점등 에너지를 10% 증가시킬 필요가 있다. 표시 소자에 이용하는 광원을 고려하면, 편광막의 단체 투과율(T)이 42.0%에 상당하는 디스플레이로 하려면, 광원 자체를 고휘도화 하는 것에 의해서 디스플레이 휘도(L)를 올리지 않으면 안 되게 된다.

특허 문헌 1 : 특개 2001-343521호 공보 특허 문헌 2 : 특허 4279944호 공보 특허 문헌 3 : 특개 소 51-069644호 공보

본 발명의 과제는, 광학 특성이 높은 얇은 편광막 이른바 박형 고기능 편광막의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명자들은, 박형 편광막의 광학 특성을 개선하기 위해 열심히 검토한 결과, 이제까지의 제법은, 모두 오픈 등의 가열 장치에 있어서, 연신기를 이용하여 건식으로 연신해야 한다고 하는 점에 주목했다. 건식으로 연신하는 것은, 수지기재 및 거기에 형성되는 PVA계 수지층의 결정화가 진행되기 때문에, 적층체 자체를 원 길이의 5배 이상으로 연신하는 것은 어렵다. 이 결정화 현상은, 단층체를 건식으로 연신한 두께형 편광막을 제조하는 경우도 마찬가지이다. PVA계 수지층의 결정화와 연신 배율의 한계에 의해서, 2색성 물질을 충분히 배향시킬 수 없다. 이것이 제 1의 기술적 과제였다.

당연한 일이지만, 습식으로 연신된 두께형 편광막의 광학 특성에 필적하는 박형 편광막은, 지금까지 개발되어 있지 않다. PVA계 수지는 친수성 고분자 조성물이며, 물에 녹기 쉽다. 본 발명자들은, 얇은 PVA계 수지층을, 수용액 중에 있어서, 얼마나 불용화시키는지, 고배율의 연신에 의해서 흡착시킨 2색성 물질을 얼마나 고차로 배향시키는지, 그 결과적으로, 얼마나 광학 특성이 높은 박형 편광막을 실현할지를 열심히 검토했다.

본 발명자들은, PVA계 수지의 수용액을 도포 및 건조하여 수지기재에 형성한 얇은 PVA계 수지층을, 저온(65℃ 이하)의 붕산 수용액 중에서, 수지기재와 일체로 고배율(5배 이상)로 연신할 수 있는 것을 찾아냈다. 보다 상세하게는, 저온(65℃이하)의 붕산 수용액 중에 있어서, 수지기재에 형성한 얇은 PVA계 수지층을 가교 작용에 의해서 불용화하고, 그것에 의해 불용화된 얇은 PVA계 수지층을 수지기재와 일체로 5배 이상의 배율로 연신할 수 있다고 하는 것이다.

또한 특별히 기록해야 할 것은, 수분자의 가소제로서의 기능에 의해서 수지기재 자체의 유리 전이 온도보다 낮은 붕산 수용액 중에서도, 수지기재와 일체로 얇은 PV A계 수지층을 고배율로 연신할 수 있다고 하는 놀라운 지견을 얻은 것이다. 이것에 의해서, 도 4 또는 도 5의 실시예 1 및 2에 보여지는 바와 같이, PVA계 수지의 결정화를 억제한 고배율의 연신에 의해서 2색성 물질을 충분히 흡착 및 배향시킨 대형 표시 소자에 이용할 수 있는 광학 특성의 높은 박형 편광막, 이른바 박형 고기능 편광막을 얻을 수 있는 것을 찾아냈다.

박형 고기능 편광막 및 그 제조 방법으로 이용되는 공정 및 작용에 대하여, 이하, 설명한다.

(a) 저온(65℃ 이하)의 붕산 수용액 중의 연신 작용

두께가 수십㎛ 이하의 얇은 PVA계 수지 필름을 수용액 중에서, 고배율로 연신하기 위해서는, 두께가 20㎛ 이상의 수지기재가 l개 형성되어 있었다고 해도, PVA계 수지 필름 자체에 연신할 때 가해지는 장력을 견뎌, 연신 중에 물에 용해되지 않는 내수성이 부여되어 있지 않으면 안 된다. 즉 불용화된 PVA계 수지 필름이 아니면 안 된다.

붕산은, 다음 식에 나타내는 바와 같이, 수용액 중에서 테트라 히드록시 붕산 음이온을 생성한다.

H₃B0₃+H₂O ←→ H⁺＋[B(0H)₄]-

이 테트라 히드록시 붕산 음이온은, 비닐 알코올계 폴리머의 히드록시기와 수소결합하여, 비닐 알코올계 폴리머를 가교시킨다고 추측된다.

이 가교 상태로서 화학식(1)과 같은 상태가 추정 모델의 하나로서 생각되는(화학식(1)의 점선의 본드가 가교 결합). 이 가교에 의해, 비닐 알코올계 폴리머가 불용화한다.

본 발명과 같이, PVA계 수지를 붕산 수용액 중에서 연신하면, PVA계 수지층을 불용화할 수 있으므로, 5배 이상의 고배율로 연신하는 것이 가능하게 된다.

(b) 고배율의 연신에 의한 작용

도 2의 비교예 1 및 2에 제시되는, 수지기재와 일체로 얇은 PVA계 수지를 건식으로 연신하는 종래 제법에 따라서는, 예를 들면 단체 투과율이 42.0%이상이고 편광도가 99.95%이상의 광학 특성을 가지는 박형 편광막을 얻는 것은 어렵다. 그 요인은, 「건식 연신」이라고 말해지는 연신 방법을 이용하고 있는 것에 기인한다. 건식 연신은, 연신 대상의 수지기재의 유리 전이 온도보다 낮은 온도로 연신하는 것이 어렵다. 통상은 연신 대상의 수지기재가 파단한다. 그것을 연신할 수 있었다고 해도 균일 연신은 할 수 없다. 그 때문에, 건식 연신은, 일반적으로 연신 대상의 수지기재의 유리 전이 온도보다 높은 온도로 연신하게 된다. 65℃ 이하의 저온으로 연신하는 경우에는, 필연적으로, 유리 전이 온도가 65℃ 이하의 연신 대상의 수지기재가 선택되게 된다.

유리 전이 온도와 연신 온도의 관계는 PVA계 수지층에 대해서도 마찬가지이다. 일반적인 PVA계 수지의 유리 전이 온도는 80℃ 정도이며, 건식 연신에 의한 경우, 이 온도보다 저온으로 균일하게 고배율로 연신하는 것은 어렵다. 또, 온도에 관계없이 건식 연신에 의한 경우, 연신에 의해서 PVA계 수지의 결정화가 진행되고, 연신 대상의 수지기재를 포함하여 총 연신 배율을 원 길이의 5배 이상으로 하는 것은 어렵다. 한편, PVA계 수지에 라메라 구조나 구정(球晶)과 같이 배향에 기여하지 않는 고차 구조(큰 구조)가 형성되는 것에 의해서, 2색성 물질을 충분히 흡착시키는 한편 고차로 배향시킬 수 없게 되는 것이라고 추론된다. 본 발명자들은, 이것이 종래 제법에 따른 박형 편광막의 광학 특성이 낮은 요인이라고 생각하고 있다.

도 2에 나타내는 본 발명의 제조 방법을 상정한다. 예를 들면 65℃ 이하의 붕산 수용액 중에서 수지기재에 형성된 얇은 PVA계 수지를 연신한다. 수지기재는 65℃ 이상의 유리 전이 온도를 가지는 조성물이며, 바람직하게는 비정질의 에스테르계 또는 올레핀계의 열가소성 수지로 이루어지는 수지기재로 한다. 수지기재의 유리 전이 온도가 65℃ 이상이어도, 수분자의 가소제로서의 기능에 의해, 그 수지기재는 65℃ 이하여도 연신 가능하다. PVA계 수지에 대해서도 수분자가 가소제로서 기능한다. 그 때문에, 수지기재와 일체로 얇은 PVA계 수지를 65℃ 이하의 붕산 수용액 중에서 연신할 수 있다.

그것에 의해, PVA계 수지의 결정화를 막으면서, 얇은 PVA계 수지를 5배 이상의 고배율로 연신할 수 있다. 그 결과가, 얇은 PVA계 수지의 비정질 부분의 배향성이 높아지게 된다고 하는 추론에 이른다. 또 고배율로 연신하는 것에 의해서, PVA계 수지 중에 존재하는 폴리 요오드 이온 착체 등의 2색성 물질이 고차로 한 방향에 늘어서게 된다. 그 결과적으로 광학 특성이 높은 박형 편광막, 이른바 박형 고기능 편광막을 얻을 수 있다.

본 발명의 실시형태는, 이하대로이다.

본 발명의 제 1의 형태는, 수지기재에 일체로 제막되는, 2색성 물질을 배향시킨 PVA계 수지로 이루어지는 두께가 7㎛ 이하의 박형 고기능 편광막을 제조하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로는, 우선, 적어도 20㎛의 두께를 가지는 수지기재에, PVA계 수지 수용액의 도포 및 건조에 따라 PVA계 수지층을 생성하는 공정을 포함한다. 본 발명에 있어서의 수지기재도, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 흡수율이 O.50% 이상의, 유리 전이 온도가 25℃에서 85℃의 범위에 있는 에스테르계 또는 올레핀계의 열가소성 수지이며, 또 박형 고기능 편광막의 일면을 보호하는 광학 기능 필름으로 하는 경우에는 투명 수지인 것이 바람직하다.

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다음에, 생성된 PVA계 수지층을 2색성 물질의 염색액 중에 침지하고, PVA계 수지층에 2색성 물질을 흡착시키는 공정을 포함한다. 2색성 물질은, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 요오드, 유기 염료 또는 그러한 혼합물의 어느 것이라도 좋다. 또 염색액에 있어서, 2색성 물질은 0.1wt% 이상 4.5wt% 이하의 수용액으로 5～60초간 침지하는 것에 의해서 PVA계 수지층 내에 흡착 당한다. 2색성 물질로서 요오드를 이용하는 경우는, 요오드의 용해를 촉진하여 염색 효율을 보다 한층 향상할 수 있기 때문에, 한층 더 요오드화물을 첨가하는 것이, 보다 바람직하다.

그런데, 염색공정에 있어서, 친수성의 PVA계 수지가 수용액에 녹아내리는 것에 의한 영향은, 두께형 편광막의 제조의 경우에는 문제가 되지 않지만, 박형 편광막의 제조에 있어서는 무시할 수 없는 기술적 과제의 하나이다. 문제는, 염색중의 수용액으로의 PVA계 수지의 용출방지이다. 염색공정이 단시간이라면 문제가 되지 않지만, 경우에 따라서는 편광막의 마무리에도 영향을 준다. 그래서, 본 발명자들은, 수지기재에 생성된 PVA계 수지층을 염색액에 침지하기 전에, 미리, PVA계 수지층에 불용화 처리를 가해 두는 것이 유효하고, 그 방법으로서 상온의 붕산 수용액 중에 침지하는 것에 의해서, PVA계 수지층의 불용화가 가능한 것을 찾아냈다.

또한 2색성 물질을 흡착시킨 PVA계 수지층을, 붕산 수용액 중에 있어서, 수지기재와 일체로 연신하는 공정을 포함한다. 수용액 중에 있어서는, 연신 중에 얇아지는 PVA계 수지층이 녹아내리기 때문에, PVA계 수지층을 총 연신 배율이 원 길이의 5배 이상이 되도록, 즉, PVA계 수지층의 원 길이의 5배 이상의 길이로 연신하는 것은 어렵다. 붕산에 의한 가교 효과와 불용화를 동시에 가능하게 하는 붕산 수용액 중에서, 2색성 물질을 흡착시킨 PVA계 수지층의 고배율 연신을 실현하여, 배향 성능을 높일 수 있는 것이다.

이미 지적한 것이지만, 박형 편광막의 제조에 있어서, 「건식 연신」에서는, 총 연신 배율을 원 길이의 5배 이상으로는 할 수 없다. 또 연신 중에 PVA계 수지층의 결정화를 방지하는 관점에서, 수지기재 자체의 유리 전이 온도보다 낮은 온도여도 고배율 연신이 가능한 수지기재를 선택하는 것에 의해서, 65℃이하의 낮은 온도의 붕산 수용액을 이용하는 것이 바람직하다.

도 3의 표에 나타나는 바와 같이, 이러한 공정을 거쳐, 수지기재에, 2색성 물질을 배향시킨 PVA계 수지로 이루어지는, 두께가 7㎛이하, 단체 투과율이 42.0% 이상 또한 편광도가 99.95% 이상의 광학 특성을 가지는 박형 고기능 편광막을 제막할 수 있다. 이에 의해, 본 발명자들은, 표시소자의 박형화, 표시 얼룩짐의 해소, 에너지 소비량의 저감을 가능하게 하는, 이제 까지 어렵다고 여겨진 도 6의 T-P 그래프에 표시된 이상 특성에 근접하는 박형 고기능 편광막의 개발에 성공했다. 이것은, 박형 편광막에 의해 실현되고 있는 광학 특성에 필적하는 것이다.

수지기재와 일체로 제조된 박형 고기능 편광막의 수지기재에 제막되어 있지 않은 면에 접착제를 통하여 다른 수지막을 적층하는 동시에, 수지기재를 박형 고기능 편광막으로부터 박리함으로써, 박형 고기능 편광막을 다른 수지막에 전사하도록 해도 좋다. 전사된 수지막에 광학 기능 필름을 이용함으로써, 제조된 박형 고기능 편광막의 한 면에 광학 기능 필름을 형성할 수 있다. 또 한 면에 광학 기능 필름이 형성된 박형 고기능 편광막의 다른 면에 접착제를 통하여 제 2 광학 기능 필름을 적층하도록 해도 좋다. 그것에 의해, 양면에 광학 기능 필름이 형성된 박형 고기능 편광막을 제조할 수 있다.

본 발명의 제2의 모양은, 2색성 물질을 배향시킨 박형 고기능 편광막을 포함한 적층체 필름을 제조하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로는, 2색성 물질을 배향시킨 PVA계 수지층으로 이루어지는, 두께가 7㎛ 이하의 박형 고기능 편광막을 수지기재의 한 면에 제막시킨 적층체 필름을 제조하는 방법에 관한 것이며, 이하의 공정을 포함한다.

적어도 20㎛의 두께를 가지는 수지기재와 수지기재의 한 면에 PVA계 수지를 포함한 수용액을 도포 및 건조하는 것에 의해서 형성된 PVA계 수지층을 포함한 적층체 필름을 생성하는 공정을 포함한다. 본 발명에 있어서의 수지기재도, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 흡수율이 0.50% 이상의, 유리 전이 온도가 25℃에서 85℃의 범위에 있는 에스테르계 또는 올레핀계의 열가소성 수지이며, 또 박형 고기능 편광막의 일면을 보호하는 광학 기능 필름으로 하는 경우에는 투명 수지인 것이 바람직하다.

수지기재와 수지기재의 한 면에 형성된 PVA계 수지층을 포함한 적층체 필름을, 2색성 물질을 포함한 염색액 중에 침지하는 것에 의해서, 적층체 필름에 포함되는 PVA계 수지층에 2색성 물질을 흡착시키는 공정을 포함한다. 2색성 물질은, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 요오드, 유기 염료 또는 그러한 혼합물의 어느 것이라도 좋다. 또 염색액에 있어서, 제 2 실시형태와 마찬가지로, 2색성 물질은 0.1wt% 이상 4.5wt% 이하의 수용액으로, 5～60초간 침지하는 것에 의해서 PVA계 수지층 내에 흡착 당한다. 2색성 물질로서 요오드를 이용하는 경우는, 요오드의 용해를 촉진하여 염색 효율을 보다 한층 향상할 수 있기 때문에, 한층 더 요오드화물을 첨가하는 것이, 보다 바람직하다. 또 적층체 필름에 포함되는 PVA계 수지층을 2색성 물질을 포함한 염색액 중에 침지하기 전에, 미리, 적층체 필름을 상온의 붕산 수용액 중에 침지하는 것에 의해서, PVA계 수지층에 불용화 처리를 가해 두는 것이, 보다 바람직하다.

또한 2색성 물질을 흡착시킨 PVA계 수지층을 포함한 상기 적층체 필름을, 붕산 수용액 중에 있어서, 연신하는 공정을 포함한다. 제 1 실시형태에 관련하여 지적한 바와 같이, 수용액 중에 있어서는, 연신 중에 수지기재와 함께 얇아지는 PVA계 수지층이 녹아내리기 때문에, 적층체 필름에 포함되는 PVA계 수지층을 총 연신 배율이 원 길이의 5배 이상이 되도록, 즉, PVA계 수지층의 원 길이의 5배 이상의 길이로 연신하는 것은 어렵다. 붕산에 의한 가교 효과와 불용화가 동시에 가능하게 하는 붕산 수용액 중에서, 2색성 물질을 흡착시킨 PVA계 수지층이 수지기재와 일체로 고배율 연신되도록 함으로써, 2색성 물질의 배향 성능을 높일 수 있다.

또 적층체 필름의 연신 중에 PVA계 수지층의 결정화를 방지하는 관점으로부터, 적층체 필름에 포함되는 수지기재 자체의 유리 전이 온도보다 낮은 온도여도 고배율 연신이 가능한 수지기재를 선택하는 것에 의해서, 65℃이하의 낮은 온도의 붕산 수용액 중에서 적층체 필름을 연신하는 것이, 보다 바람직하다.

도 3의 표에 나타나는 바와 같이, 이러한 공정을 거쳐, 수지기재의 한 면에, 2색성 물질을 배향시킨 PVA계 수지층으로 이루어지는, 두께가 7㎛ 이하, 단체 투과율이 42.0% 이상 또한 편광도가 99.95% 이상의 광학 특성을 가지는 박형 고기능 편광막을 제막시킨 적층체 필름을 제조한다. 이에 의해, 본 발명자들은, 표시소자의 박형화, 표시 얼룩짐의 해소, 에너지 소비량의 저감을 가능하게 하는, 이제 까지 어렵다고 여겨진 도 6의 T-P 그래프에 표시된 이상 특성에 근접하는 박형 고기능 편광막의 개발에 성공했다. 이것은, 박형 편광막에 의해 실현되고 있는 광학 특성에 필적하는 것이다.

제조된, 2색성 물질을 배향시킨 PVA계 수지로 이루어지는 박형 고기능 편광막을 포함한 적층체 필름을, 적층체 필름에 포함되는 수지기재의 유리 전이 온도보다 낮은 온도의 요오드화물 염을 포함한 수용액으로, 세정하는 공정을 포함하도록 해도 좋다. 또한 세정된 적층체 필름을 50℃ 이상 100℃ 이하의 온도에서 건조하는 공정을 더 포함하도록 해도 좋다.

또한 건조된 적층체 필름에 포함되는 수지기재 필름의 한 면에 제막된 박형 고기능 편광막의 다른 면에 접착제를 통하여 광학 기능 필름을 적층하는 공정에 의해, 양면에 광학 기능 필름이 형성된 박형 고기능 편광막을 제조할 수도 있다. 혹은, 건조된 적층체 필름에 포함되는, 박형 고기능 편광막의 수지기재에 제막되어 있지 않은 면에 접착제를 통하여 다른 수지막을 적층하는 동시에, 수지기재를 박형 고기능 편광막으로부터 박리하는 것에 의해서, 박형 고기능 편광막을 다른 수지막으로 전사하여, 한 면에 전사된 수지막으로 이루어지는 광학 기능 필름을 형성한 박형 고기능 편광막을 제조할 수도 있다.

도 1은, 본 발명의 박형 고기능 편광막의 제조 공정의 개략도
도 2는, 본 발명의 제조방법과 건식 연신을 포함한 제조 방법과의 제조 공정의 모식도
도 3은, 실시예 및 비교예의 광학 특성치의 비교표
도 4는, 실시예 및 비교예의 각 T/P치의 표
도 5는, 실시예 및 비교예의 각 T/P치에 의거하는 T-P그래프
도 6은, T-P그래프의 모식도

[박형 고기능 편광막의 제조 공정의 개요]

박형 고기능 편광막(10)의 제조는, 실시예 1에 의거하여 설명하는 것으로 한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 수지기재(11)는, 예를 들면, 유리 전이 온도가 80℃의 비정질 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 이용한다. 수지기재(11)는, 박형 고기능 편광막(10)의 한 면을 지지할 수 있다. 연신되기 전의 수지기재(11)의 두께는, 바람직하게는 20㎛～5OO㎛의 범위에 있으면 좋다. 수지기재(11)는, 2색성 물질(14')에 의한 염색을 막기 위해, 물에 불용이고, 한편, 팽윤(膨潤)하지 않는 소수성 수지를 이용하도록 해도 좋다. 구체적으로는, 분자 구조중에 카르복시(carboxyl)기, 술폰(sulfonic)기, 제 4 아미노기 등의 해리기나, 수산기, 아미드기와 같은 비 이온성의 친수기를 가지지 않는 수지를 말한다.

수지기재(11)는, 예를 들면 에스테르계 수지 필름이나 올레핀계 수지 필름이며, 바람직하게는, 비정질 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름이다. 결정화한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름은, 일반적으로 탄성률이 높기 때문에, 저온에서의 연신이 곤란하다. 또한, 비정질 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름은, 저온에서도 연신할 수 있다. 이러한 표면에는, PVA계 수지층(12)과의 밀착성을 향상시키기 위해, 코로나 처리를 포함한 표면 개질 처리가 가해지고 있어도 좋다. 또 접착층이 설치되어도 좋다. 또 수지기재(11)의 흡수율(JIS K 7209)은, 바람직하게는 O.3%이상이며, 더 바람직하게는 O.5% 이상이다. 수지기재의 유리 전이 온도(JIS K 7121 DSC법)는, 바람직하게는 85℃ 이하이며, 한층 더 바람직하게는 25℃～85℃이다. 이러한 물성의 수지 필름이면, 65℃ 이하의 붕산 수용액 중에서도 고배율로 연신할 수 있다.

수지기재(11) 및 PVA계 수지층(12)으로 이루어지는 적층체 필름(13)은, 공정(A)에 의해 제작된다.

제작 공정(A)은, 우선, 두께가 100㎛의 수지기재(11)로 이루어지는 필름 롤을 준비한다. 다음에, 용매 100중량부에 대해서 3～10중량부의 PVA계 수지의 수용액을 준비한다. 그와 같이 준비하고, 필름 롤로부터 수지기재(11)를 조출하여, 수지기재상에 PVA계 수지의 수용액을 도포하고, 60℃의 오븐 내에서 건조하면서, 두께가 10㎛의 PVA계 수지층(12)을 수지기재(11)에 제막한다. 이와 같이 제작된 적층체 필름(13)의 연속 웹을 권취하도록 해도 좋다. 적층체 필름(13)은, 다음에, 이하의 연속 공정으로 처리된다.

우선, 염색공정(B)이다. 이것은, 적층체 필름(13)을 염색액(14)에 침지하여, PVA계 수지층(12)에 2색성 물질(14')을 흡착시키는 공정이다. 염색액(14)의 용매는, 물이 일반적으로 사용된다. 2색성 물질(14')은, 물을 주성분으로 하는 용매 100중량부에 대해서, 통상, 0.1～4.3중량부(O.1～4.5wt%)의 비율로 이용된다. 2색성 물질(14')로서는, 예를 들면, 요오드, 유기 염료, 그러한 혼합물 등을 들 수 있다. 이러한 2색성 물질은, 한 종류라도 좋고, 2종류 이상을 병용하여 이용해도 좋다.

2색성 물질(14')로서 요오드를 이용하는 경우는, 요오드의 용해를 촉진하여 염색 효율을 보다 한층 향상할 수 있기 때문에, 한층 더 요오드화물을 첨가하는 것이 바람직하다. 요오드화물은, 용매 100중량부에 대해서, 바람직하게는 O.02～2O중량부, 한층 더 바람직하게는 0.1～10중량부의 비율로 이용된다. 요오드화물의 구체적인 예로서는, 요오드 칼륨, 요오드화 리튬, 요오드화 나트륨, 요오드화 아연, 요오드화 알루미늄, 요오드화 납, 요오드화 구리, 요오드화 바륨, 요오드화 칼슘, 요오드화 주석, 요오드화 티탄 등을 들 수 있다. 이 중에서도, 요오드화 칼륨을 첨가하는 것이 바람직하다. 염색액(14)으로의 침지 시간은, 특히 한정되지 않지만, 통상, 5초～5분간 정도이다. 염색액(14)의 온도는 통상, 20~50℃ 정도이다.

염색공정(B)에 있어서는, 적층체 필름(13)을, 액체의 온도가 3O℃의 요오드 및 요오드화 칼륨을 포함한 염색액(14)에, 30초간, 침지했다. 이것에 의해, PVA계층(12)에 요오드를 흡착시켰다. 염색액(14)의 요오드 함유량은 물 100중량부에 대해서 0.1 중량부로 하고, 요오드화 칼륨 함유량은 물 100중량부에 대해서 0.7중량부로 했다.

다음에, 가교 공정(C)과 일체의 연신 공정(D)이다. 가교 공정(C)은, 적층체 필름(13)을 붕산 수용액(15) 중에 침지하여, 2색성 물질(14')을 흡착시킨 PVA계 수지층(12)을 가교하는 공정이다. 이 가교 공정(C)은, 팽윤화한 PVA계 수지를 물에 용해하지 않게 하는 불용화 공정이기도 하다.

붕산 수용액(15)은 용매인 물에 붕산 또는 붕산염을 용해하여 얻을 수 있다. 붕산 또는 붕산염 이외에, 붕소 등의 붕소 화합물, 글리옥살(glyoxal), 글루타르알데히드(glutaraldehyde) 등을 이용할 수 있다. 붕산 농도는, 물 100중량부에 대해서, 통상, 1～10 중량부의 비율로 이용된다. 붕산 수용액(15)에는, PVA계 수지층(12)에 흡착시킨 요오드의 용출을 억제하는 목적으로부터 요오드화물을 첨가하는 것이 바람직하다. 요오드화물의 농도는 바람직하게는 0.05～15중량%, 한층 더 바람직하게는 O.5～8중량%이다. 요오드화물의 구체예는, 염색공정(A)의 경우와 마찬가지이다. 붕산 수용액(16)으로의 침지 시간은, 특히 한정되지 않지만, 통상, 15초간～5분간 정도이다. 붕산 수용액(15)의 온도는, 통상, 20～70℃ 정도이다.

요오드를 흡착시킨 PVA계 수지층(12)은, 온도가 60℃의 요오드화 칼륨을 포함한 붕산 수용액(15) 중에서 가교되면서, 주속이 다른 복수 세트의 롤을 가지는 롤 연신기(16)에 의해서 수지기재(11)와 일체로 연신되었다. 이것이 가교 공정(C)과 일체의 연신 공정(D)이다. 연신 공정(D)에 있어서, 적층체 필름(13)은, 세로 1축으로 연신 배율 5.0배까지 연신되었다. 이때의 붕산 수용액(15)의 붕산 함유량은 물 100중량부에 대해서 4중량부로 하고, 요오드화 칼륨 함유량은 물 100중량부에 대해서 5중량부로 하였다.

붕산 수용액(15)의 온도는, 바람직하게는 85℃ 이하이다. 85℃를 넘으면, PVA계 수지에 흡착시킨 요오드의 용출이 진행되기 쉽고, 한편, PVA계 수지도 용출되는 경우도 있어, 제조되는 박형 고기능 편광막(10)의 광학 특성이 저하한다. 또, PVA계 수지층(12)의 두께가 얇은 경우는, PVA계 수지층(12)이 용해하고, 얻어지는 박형 고기능 편광막(10)의 광학 특성이 한층 더 저하한다. 붕산 수용액(15)의 온도는, 보다 바람직하게는 30℃～65℃이다. 붕산 수용액(15)의 온도가 30℃ 미만일 경우에는, 물의 가소제로서도 기능이 충분히 발휘되지 않기 때문에, 수지기재(11) 및 PVA계 수지층(12)의 연화를 충분히 얻지 못하고, 적층체 필름(13)의 총 연신 배율을 원 길이의 5배 이상으로 연신하는 것이 어렵다.

붕산 수용액(15)에 있어서 연신된 적층체 필름의 연신 배율은, 적층체 필름(13)의 원 길이의, 바람직하게는 5배 이상, 한층 더 바람직하게는 5.5배 이상이다. 연신 배율이 5배 미만이면, 2색성 물질(14')이 충분히 배향하지 않고, 얻어진 박형 고기능 편광막(10)의 광학 특성이 낮아진다. 본 발명에 있어서, 연신 배율이 6.5배를 넘으면, 적층체 필름(13)이 파단하기 쉬워, 안정적으로 제조하는 것이 어려워진다. 본 발명에 있어서 「연신 배율」이란, 연신 처리가 일단층인 경우, 그 처리에 있어서의 연신 배율을 말한다. 복수의 연신기를 수용액 중에 설치하여 다단계로 연신하는 경우, 각 공정의 연신 배율의 합계(총 연신 배율)를 말한다.

붕산 수용액에 의한 가교 공정은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 염색공정(B)의 전 공정에 설치할 수 있다. 이 가교 공정(E)은, 두께형 편광막의 제조에 있어서는, PVA계 수지의 용해가 문제가 되지 않기 때문에 필요하게 되지 않는다. 그렇지만, 수지기재(11)에 얇은 PVA 수지층(12)을 제막한 적층체 필름(13)을 이용한 박형 고기능 편광막(10)의 제조에 있어서는, 염색액(14)으로의 PVA계 수지의 용해는 무시할 수 없는 문제이다. 따라서, 염색공정(B)의 전 공정에 가교 공정(E)을 설치하는 것은, 광학 특성의 높은 박형 고기능 편광막의 제조에 있어서는 효과적이다. 또한 붕산 수용액 중의 연신 공정(D)의 전 공정에, 염색공정 중에 빠진 붕산을 보강하는 관점으로부터, 별도 붕산 수용액에 의한 가교 공정(F)을 설치하도록 해도 좋다.

5.0배로 연신된 적층체 필름(13)은, 붕산 수용액(15)으로부터 꺼내져, 다음에, 세정 공정(G)으로 보내졌다. 세정 공정(G)은, 각종 처리가 실시된 박형 고기능 편광막(10)을 포함한 적층체 필름의 불요 잔존물을 씻어버리는 공정이다. 이 처리가 불충분하다면 적층체 필름의 건조 후에 박형 고기능 편광막(10)으로부터 붕산이 석출하기도 한다. 또 세정은, PVA 수지가 용해하지 않도록 요오드화 칼륨을 포함한 세정액에 있어서 처리된다. 세정액 중의 요오드화 칼륨 농도는, 0.5～10 중량% 정도이다. 세정액의 온도는, 10～50℃ 정도이다. 침지 시간은, 통상, 1초간～1분간 정도이다.

최종 공정은, 건조 공정(H)이다. 건조 공정(H)으로서, 임의의 적절한 방법, 예를 들면, 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조를 채용할 수 있다. 실시예 1은, 60℃의 온풍으로, 30초간 건조했다.

완성된 적층체 필름에 포함되는 수지기재(11)와 일체로 연신된 PVA계 수지층(12)의 두께는 3㎛였다. 요오드를 배향시킨 3㎛ 두께의 PVA 수지로 이루어지는 박형 고기능 편광막(10)이 수지기재(11) 상에 제막되었다. 이것이 도 3의 표에 특성을 나타낸 실시예 1의 박형 고기능 편광막(10)이다.

박형 고기능 편광막(10)이 수지기재(11) 상에 제막된 적층체 필름은, 도 1에 나타내는 전사 공정(I)에 의해서, 한층 더 수지기재(11)를 박형 고기능 편광막(10)으로부터 박리하는 동시에, 박형 고기능 편광막(10)을 다른 광학 기능 필름에 전사 하도록 해도 좋다.

본 발명에 이용되는 PVA계 수지는, 폴리 초산 비닐계 수지를 비누화함으로써 얻어진다. 비누화도는, 통상, 85몰%～100몰%이며, 중합도가 1,000～10,000이다. 이 PVA계 수지는, 폴리비닐 알코올이나 에틸렌 비닐 알코올 공중합체이다.

제조된 박형 고기능 편광막(10)은, 바람직하게는, 가시광선 영역(파장 380nm～780nm)의 몇 개의 파장으로 흡수 2색성을 나타낸다. 두께는 7㎛이하이며, 바람직하게는, O.5㎛～5㎛이다. 이 박형 고기능 편광막(10)은, 수축 응력이 작기 때문에, 고온 환경하에서도 치수 안정성이 뛰어나며, 또 단체 투과율 42.0% 이상이고 편광도 99.95% 이상의 광학 특성을 나타낸다.

실시예

[실시예 1]

수지기재는, 유리 전이 온도가 80℃의 비정질 폴리 에틸렌 테레프탈레이트 필름(미츠비시수지회사 제품 노바클리어)을 이용했다. 수지기재와 폴리비닐 알코올층을 포함한 적층체 필름은 이하와 같이 제작했다. 우선, 두께가 100㎛의 수지기재를 준비했다. 다음에, 그 수지기재상에 폴리 비닐 알코올(일본 합성화학 회사 제품 NH26)의 수용액을 도포하고, 60℃의 온도에서 건조하면서, 두께가 10㎛의 폴리 비닐 알코올층을 제막했다.

제작된 적층체 필름을 액체 온도가 30℃의 요오드 및 요오드화 칼륨을 포함한 염색액에, 최종적인 편광막의 단체 투과율이 40～44%가 되도록 임의의 시간, 침지했다. 그것에 의해 폴리 비닐 알코올층에 요오드를 흡착시켰다. 염색액의 요오드 함유량은 물 100중량부에 대해서 O.1 중량부로 하고, 요오드화 칼륨 함유량은 물 100 중량부에 대해서 O.7 중량부로 했다.

수지기재에 요오드를 흡착시킨 폴리 비닐 알코올층을 포함한 적층체 필름을, 액체 온도가 60℃의 붕산 및 요오드화 칼륨을 포함한 붕산 수용액 중에서, 주속이 다른 복수 세트의 롤 문을 통하고, 그 적층체 필름을 세로 1축으로 파단하기 직전까지 연신했다. 이때의 연신 배율(최대 연신 배율)은 5.0배였다. 붕산 수용액의 붕산 함유량은 물 100중량부에 대해서 4중량부로 하고, 요오드화 칼륨 함유량은 물 100중량부에 대해서 5중량부로 했다. 여기서 말하는 「파단하기 직전」 및 「최대 연신 배율」이란, 사전에 파단해 버리는 연신 배율을 확인한 후에 결정하고 있다. 구체적으로는 사전에 확인한 파단한 연신 배율보다 O.2배 정도 낮은 배율의 연신을 의미한다.

5.0배로 연신된 적층체 필름을 붕산 수용액으로부터 꺼내, 다음에, 60℃의 온풍으로 건조했다. 수지기재와 일체로 연신된 폴리 비닐 알코올층의 두께는 3㎛였다. 이와 같이 하여 요오드를 배향시킨 3㎛ 두께의 폴리 비닐 알코올 수지층이 수지기재상에 제막되었다. 이것이 도 3의 표에 특성을 나타낸 실시예 1의 박형 고기능 편광막이다.

[실시예 2]

수지기재는 유리 전이 온도가 30℃의 폴리 메틸펜텐(polymethylpentene) 필름(미츠이화학회사 제품 TPX,)을 이용했다. 실시예 2는, 실시예 1과 같은 방법으로, 수지기재에 요오드를 흡착시킨 폴리 비닐 알코올층을 포함한 적층체 필름을, 액체 온도가 60℃의 붕산 및 요오드화 칼륨을 포함한 붕산 수용액 중에서, 주속이 다른 복수 세트의 롤 문을 통하고, 그 적층체 필름을 세로 1축으로 파단하기 직전까지 연신했다. 그때의 연신 배율(최대 연신 배율)은 5.5배였다.

여기서 말하는 「파단하기 직전」 및 「최대 연신 배율」은, 실시예 1의 경우와 마찬가지로, 사전에 확인한 파단한 연신 배율보다 O.2배 정도 낮은 배율의 연신을 의미한다. 이와 같이 하여 요오드를 배향시킨 3㎛두께의 폴리비닐 알코올 수지층이 수지기재상에 제막되었다. 이것이 도 3의 표에 특성을 나타낸 실시예 2의 박형 고기능 편광막이다.

[비교예 1]

수지기재는, 유리 전이 온도가 80℃의 비정질 폴리 에틸렌 테레프탈레이트 필름(미츠비시수지회사 제품 노바클리어)을 이용했다. 실시예 1과 같은 방법으로, 두께가 100㎛의 수지기재상에 두께가 10㎛의 폴리 비닐 알코올 수지층을 제막한 적층체 필름을 제작했다. 다음에 110℃의 오븐 내에서, 제작된 적층체 필름을 세로 1축으로 파단하기 직전까지 연신했다. 그때의 연신 배율(최대 연신 배율)은 4.0배였다. 여기서 말하는 「파단하기 직전」 및 「최대 연신 배율」은, 실시예 1의 경우와 마찬가지로, 사전에 확인한 파단한 연신 배율보다 O.2배 정도 낮은 배율의 연신을 의미한다.

또한, 연신한 적층 필름을 실시예 1과 마찬가지로 염색액에, 최종적인 편광막의 단체 투과율이40～44%가 되도록 임의의 시간, 침지하였다. 염색액으로부터 꺼내진 적층체 필름을 60℃의 온풍에서 건조했다. 수지기재와 일체로 연신된 폴리 비닐 알코올 수지층의 두께는 4㎛였다. 이와 같이 하여 요오드를 배향시킨 4㎛ 두께의 폴리 비닐 알코올 수지층이 수지기재상에 제막되었다. 이것이 도 3의 표에 특성을 나타낸 비교예 1의 박형 편광막이다.

[비교예 2]

두께가 100㎛의 수지기재상에 두께가 10㎛의 폴리비닐 알코올 수지층을 제막 한 적층체 필름을, 실시예 1과 마찬가지로 제작했다. 제작된 적층체 필름을 실시예 1과 마찬가지로 염색액에, 최종적인 편광막의 단체 투과율이 40～44%가 되도록 임의의 시간, 침지하였다. 염색액으로부터 꺼내진 적층체 필름을 60℃의 온풍에서 건조했다. 다음에 90℃의 오븐 내에서, 요오드를 흡착시킨 적층체 필름을 세로 1축으로 파단하기 직전까지 연신했다. 그때의 연신 배율(최대 연신 배율)은 4.5배였다. 여기서 말하는 「파단하기 직전」 및 「최대 연신 배율」은, 실시예 1의 경우와 마찬가지로, 사전에 확인한 파단한 연신 배율보다 O.2배 정도 낮은 배율의 연신을 의미한다.

수지기재와 일체로 연신된 폴리 비닐 알코올층의 두께는 4㎛였다. 이와 같이 하여 요오드를 배향시킨 4㎛두께의 폴리비닐 알코올 수지층이 수지기재상에 제막되었다. 이것이 도 3의 표에 특성을 나타낸 비교예 2의 박형 편광막이다.

[측정 방법]

[두께의 측정]

수지기재 및 박형 편광막의 두께는, 디지털 마이크로미터(안리츠회사 제품 KC-351C)를 이용하여 측정했다.

[투과율 및 편광도의 측정]

박형 편광막의 단체 투과율(T), 평행 투과율(Tp), 직교 투과율(Tc)은, 자외 가시 분광 광도계(일본 분광회사 제품 V7100)를 이용하여 측정했다. 이러한 투과율(T, Tp, Tc)은, JIS Z 8701의 2도 시야(C광원)에 의해 측정하여 시 감도 보정을 행한 Y치이다.

편광도(P)를 상기의 투과율을 이용하여, 다음 식에 의해 구했다.

편광도 P(%)＝{(Tp－Tc)/(Tp＋Tc)}^1/2×100

편광막의 콘트라스트비(CR)는, 다음 식에 의해 구했다.

CR＝Tp/Tc

디스플레이의 콘트라스트비(CR)는, 다음 식에 의해 구했다.

CR＝최대 휘도/최소 휘도

10. 박형 고기능 편광막 11. 수지기재
12. PVA계 수지층 13. 적층체 필름
14. 2색성 물질(14')을 포함한 염색액 15. 붕산 수용액
16. 주속이 다른 복수 세트의 롤을 가지는 롤 연신기
(A) 수지기재와 PVA 수지층을 포함한 적층체 필름의 제작공정
(B) 염색공정
(C) 가교 공정
(D) 연신 공정
(E) 염색공정 전의 가교 공정
(F) 연신 공정(D) 전의 가교 공정
(G) 세정 공정
(H) 건조 공정
(I) 전사 공정

Claims (24)

1. 적어도 20㎛의 두께를 가지는 수지기재에, 폴리비닐 알코올계 수지의 도포 및 건조에 따라 폴리비닐 알코올계 수지층을 생성하여, 생성된 폴리비닐 알코올계 수지층을 2색성 물질의 염색액에 침지하고, 폴리비닐 알코올계 수지층에 2색성 물질을 흡착시켜, 2색성 물질을 흡착시킨 폴리비닐 알코올계 수지층을, 붕산 수용액 중에 있어서, 수지기재와 일체로 총 연신 배율을 원 길이의 5배 이상으로 연신하는 것에 의해서, 수지기재에, 2색성 물질을 배향시킨 폴리비닐 알코올계 수지로 이루어지는 두께가 7㎛이하의 박형 고기능 편광막을 제조하도록 한 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   수지기재에 생성된 폴리비닐 알코올계 수지층을 2색성 물질의 염색액에 침지할 때에, 미리, 폴리비닐 알코올계 수지층을 불용화 하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 2항에 있어서,
   붕산 수용액에 침지하는 것에 의해서, 폴리비닐 알코올계 수지층을 불용화 하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   폴리비닐 알코올계 수지층을 0.1wt% 이상 4.5wt% 이하의 2색성 물질을 포함한 염색액에 5초부터 60초간, 침지함으로써, 2색성 물질을 흡착시키도록 한 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1항에 있어서,
   65℃이하의 붕산 수용액에 있어서, 2색성 물질을 흡착시킨 폴리비닐 알코올계 수지층을 수지기재와 일체로 연신하도록 한 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1항에 있어서,
   수지기재의 유리 전이 온도보다 낮은 온도의 붕산 수용액에 있어서, 2색성 물질을 흡착시킨 폴리비닐 알코올계 수지층을 수지기재와 일체로 연신하도록 한 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 1항에 있어서,
   수지기재에 생성된 폴리비닐 알코올계 수지층을 침지하기 위한 요오드로 이루어지는 2색성 물질을 포함한 염색액 및 요오드를 2색성 물질로서 흡착시킨 폴리비닐 알코올계 수지층을 수지기재와 일체로 연신하기 위한 붕산 수용액의 어느 것에도 요오드화물 염을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 1항에 있어서,
   수지기재로서 투명기재를 이용하는 것에 의해서, 한 면에 투명기재로 이루어지는 광학 기능 필름을 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 1항에 있어서,
   박형 고기능 편광막의 수지기재에는 제막되어 있지 않은 면에 접착제를 통하여 다른 수지막을 적층하는 동시에, 수지기재를 박형 고기능 편광막으로부터 박리함으로써, 박형 고기능 편광막을 다른 수지막에 전사하고, 한 면에 전사된 수지막으로 이루어지는 광학 기능 필름을 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제 9항에 있어서,
    한 면에 광학 기능 필름이 형성된 박형 고기능 편광막의 다른 면에 접착제를 통하여 제 2 광학 기능 필름을 적층하는 것에 의해서, 양면에 광학 기능 필름을 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 방법.
11. 2색성 물질을 배향시킨 박형 고기능 편광막을 포함한 적층체 필름을 제조하는 방법이며,
    적어도 20㎛의 두께를 가지는 수지기재와, 수지기재의 한 면에 폴리비닐 알코올계 수지를 포함한 수용액을 도포 및 건조하는 것에 의해서 형성된 폴리비닐 알코올계 수지층을 포함한 적층체 필름을 생성하는 공정과,
    수지기재와 수지기재의 한 면에 형성된 폴리비닐 알코올계 수지층을 포함한 상기 적층체 필름을, 2색성 물질을 포함한 염색액 중에 침지하는 것에 의해서, 적층체 필름에 포함되는 폴리비닐 알코올 수지층에 2색성 물질을 흡착시키는 공정과,
    2색성 물질을 흡착시킨 폴리비닐 알코올계 수지층을 포함한 상기 적층체 필름을, 붕산 수용액 중에 있어서, 총 연신 배율이 원 길이의 5배 이상이 되도록 연신하는 공정과,
    2색성 물질을 흡착시킨 폴리비닐 알코올계 수지층이 수지기재와 일체로 연신됨으로써, 수지기재의 한 면에, 2색성 물질을 배향시킨 폴리비닐 알코올계 수지층으로 이루어지는, 두께가 7㎛이하의 박형 고기능 편광막을 제막시킨 적층체 필름을 제조하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제 11항에 있어서,
    수지기재와 수지기재의 한 면에 형성된 폴리비닐 알코올계 수지층을 포함한 적층체 필름을 염색액에 침지하기 전에, 적층체 필름에 포함되는 폴리비닐 알코올계 수지층을 불용화하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제 12항에 있어서,
    붕산 수용액 중에 침지하는 것에 의해서, 적층체 필름에 포함되는 폴리비닐 알코올계 수지층을 불용화하도록 한 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제 11항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    적층체 필름에 포함되는 2색성 물질을 흡착시킨 폴리비닐 알코올계 수지층을, 적층체 필름에 포함되는 수지기재의 유리 전이 온도보다 낮은 온도의 붕산 수용액 중에 있어서, 적층체 필름과 일체로 연신하도록 한 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제 11항에 있어서,
    적층체 필름에 포함되는 수지기재로서 투명 수지를 이용하도록 한 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제 11항에 있어서,
    0.1wt% 이상 4.5wt% 이하의 2색성 물질을 포함한 염색액에 적층체 필름을 5초부터 60초간, 침지하는 것에 의해서, 적층체 필름에 포함되는 폴리비닐 알코올계 수지층에 2색성 물질을 흡착시키도록 한 것을 특징으로 하는 방법.
17. 제 11항에 있어서,
    수지기재에 생성된 폴리비닐 알코올계 수지층을 포함한 적층체 필름을 침지하기 위한 요오드로 이루어지는 2색성 물질을 포함한 염색액 및 요오드를 2색성 물질로서 흡착시킨 폴리비닐 알코올계 수지층을 적층체 필름과 일체로 연신하기 위한 붕산 수용액의 어느 것에도 요오드화물 염을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
18. 제 11항에 있어서,
    2색성 물질을 배향시킨 폴리비닐 알코올계 수지로 이루어지는 박형 고기능 편광막을 포함한 상기 적층체 필름을, 적층체 필름에 포함되는 수지기재의 유리 전이 온도보다 낮은 온도의 요오드화물 염을 포함한 수용액으로 세정하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
19. 제 18항에 있어서,
    세정된 적층체 필름을 50℃ 이상 100℃ 이하의 온도에서 건조하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
20. 제 19항에 있어서,
    건조된 적층체 필름에 포함되는 연신된 수지기재 필름의 한 면에 제막된 박형 고기능 편광막의 다른 면에 접착제를 통하여 광학 기능 필름을 적층하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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