KR101694590B1

KR101694590B1 - 편광막 및 편광막의 제조 방법

Info

Publication number: KR101694590B1
Application number: KR1020140152690A
Authority: KR
Inventors: 슈사쿠 고토; 요시후미 야마모토; 겐타로 이케시마
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2013-11-14
Filing date: 2014-11-05
Publication date: 2017-01-09
Anticipated expiration: 2034-11-05
Also published as: EP2873990A1; CN104635290B; TWI624699B; TW201819966A; TWI624701B; US20150132561A1; EP2873990B1; US20150192720A1; TW201716810A; JP5860448B2; JP2015094906A; KR20150056044A; CN104635290A; TW201523038A

Abstract

(과제) 광학 특성이 우수하고, 또한, 내구성 및 내수성이 우수한 편광막을 제공하는 것.
(해결 수단) 본 발명의 편광막은, 두께가 10 ㎛ 이하인 폴리비닐알코올계 수지 필름으로 구성되고, 폴리비닐알코올계 수지 필름 중의 요오드 농도가 8.5 중량％ 이상이고, 하기로 정의되는 가교 인덱스가 100 ∼ 200 이다 :
(가교 인덱스) = (필름 중의 요오드 농도) × (필름 중의 붕산 농도).

Description

편광막 및 편광막의 제조 방법{POLARIZING FILM AND METHOD FOR MANUFACTURING POLARIZING FILM}

본 발명은, 편광막 및 편광막의 제조 방법에 관한 것이다.

대표적인 화상 표시 장치인 액정 표시 장치에는, 그 화상 형성 방식에서 기인하여, 액정 셀의 양측에 편광막이 배치되어 있다. 편광막의 제조 방법으로는, 예를 들어, 수지 기재와 폴리비닐알코올 (PVA) 계 수지층을 갖는 적층체를 연신하고, 다음으로 염색 처리를 실시하여, 수지 기재 상에 편광막을 얻는 방법이 제안되어 있다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2000-338329호). 이와 같은 방법에 의하면, 두께가 얇은 편광막이 얻어지기 때문에, 최근의 화상 표시 장치의 박형화에 기여할 수 있다고 하여 주목 받고 있다. 그러나, 이와 같은 방법에 의해 얻어지는 박형 편광막의 광학 특성 (예를 들어, 편광도) 을 높이고자 하면, 가열시에 크랙이 발생하기 쉽다는 내구성의 문제가 있다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 주된 목적은, 광학 특성이 우수하고, 또한, 내구성 및 내수성이 우수한 편광막을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 편광막은, 두께가 10 ㎛ 이하인 폴리비닐알코올계 수지 필름으로 구성되고, 그 폴리비닐알코올계 수지 필름 중의 요오드 농도가 8.5 중량％ 이상이고, 하기로 정의되는 가교 인덱스가 100 ∼ 200 이다 :

(가교 인덱스) = (필름 중의 요오드 농도) × (필름 중의 붕산 농도).

본 발명의 다른 국면에 의하면, 상기 편광막의 제조 방법이 제공된다. 이 제조 방법은, 수지 기재의 편측에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하는 것, 및, 그 수지 기재와 그 폴리비닐알코올계 수지층의 적층체를 연신 및 염색하여 그 폴리비닐알코올계 수지층을 편광막으로 하는 것을 포함한다. 그 연신은, 그 적층체를 붕산 수용액 중에 침지시켜 연신하는 것을 포함하고, 그 붕산 수용액의 붕산 농도는 3.5 중량％ 이하이다.

하나의 실시형태에 있어서는, 상기 붕산 수용액의 온도는 60 ℃ 이상이다.

본 발명에 의하면, 고농도로 요오드를 함유하는 박형의 편광막에 있어서 가교 인덱스를 최적화함으로써, 광학 특성이 우수하고, 또한, 내구성 및 내수성이 우수한 편광막을 얻을 수 있다.

도 1 은 탈색량의 산출을 설명하기 위한 모식도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태에는 한정되지 않는다.

A. 편광막

본 발명의 편광막은, 요오드를 포함하는 폴리비닐알코올계 수지 (이하, 「PVA 계 수지」 라고 칭한다) 필름으로 구성된다.

상기 PVA 계 수지 필름을 형성하는 PVA 계 수지로는, 임의의 적절한 수지가 채용될 수 있다. 예를 들어, 폴리비닐알코올, 에틸렌-비닐알코올 공중합체를 들 수 있다. 폴리비닐알코올은, 폴리아세트산비닐을 비누화함으로써 얻어진다. 에틸렌-비닐알코올 공중합체는, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체를 비누화함으로써 얻어진다. PVA 계 수지의 비누화도는, 통상적으로 85 몰％ ∼ 100 몰％ 이고, 바람직하게는 95.0 몰％ ∼ 99.95 몰％, 더욱 바람직하게는 99.0 몰％ ∼ 99.93 몰％ 이다. 비누화도는, JIS K 6726-1994 에 준하여 구할 수 있다. 이와 같은 비누화도의 PVA 계 수지를 사용하는 것에 의해, 내구성이 우수한 편광막이 얻어질 수 있다. 비누화도가 지나치게 높은 경우에는, 겔화하게 될 우려가 있다.

PVA 계 수지의 평균 중합도는, 목적에 따라 적절히 선택될 수 있다. 평균 중합도는, 통상적으로 1000 ∼ 10000 이고, 바람직하게는 1200 ∼ 5000, 더욱 바람직하게는 1500 ∼ 4500 이다. 또한, 평균 중합도는, JIS K 6726-1994 에 준하여 구할 수 있다.

상기한 바와 같이, 편광막은 요오드를 포함한다. 편광막은, 실질적으로는, 요오드가 흡착 배향된 PVA 계 수지 필름이다. PVA 계 수지 필름 중의 요오드 농도는 8.5 중량％ 이상이고, 바람직하게는 8.5 중량％ ∼ 10.0 중량％ 이고, 보다 바람직하게는 8.7 중량％ ∼ 9.5 중량％ 이다. 본 발명에 의하면, 가교 인덱스를 최적화함으로써, 이와 같은 고농도로 요오드를 포함하는 박형의 편광막의 내구성 및 내수성을 현저하게 향상시킬 수 있고, 특히 가열시의 크랙의 발생을 방지할 수 있다. 보다 상세하게는, 박형 (예를 들어, 두께가 10 ㎛ 이하) 의 편광막에 있어서 우수한 광학 특성 (예를 들어, 편광도) 을 얻고자 하면, PVA 계 수지 필름 (편광막) 중의 요오드 농도를 매우 높게 할 필요가 있다. 요오드는 PVA 에 대한 가교 효과를 갖기 때문에, 요오드 농도가 높아지면 PVA 의 가교도도 커진다. 그 결과, 편광막의 신축성이 낮아져, 예를 들어 가열시에 크랙이 발생하기 쉬워진다. 본 발명에 의하면, 가교 인덱스를 최적화함으로써 높은 요오드 농도를 유지하면서 PVA 의 가교도를 적당한 범위로 할 수 있기 때문에, 박형 편광막에 있어서 우수한 광학 특성 (예를 들어, 편광도) 과 우수한 내구성 및 내수성을 양립할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서 「요오드 농도」 란, 편광막 (PVA 계 수지 필름) 중에 포함되는 모든 요오드의 양을 의미한다. 보다 구체적으로는, 편광막 중에 있어서 요오드는 I^-, I₂, I₃ ^- 등의 형태로 존재하는데, 본 명세서에 있어서의 요오드 농도는, 이들 형태를 모두 포함한 요오드의 농도를 의미한다. 요오드 농도는, 후술하는 바와 같이, 형광 X 선 분석에 의한 형광 X 선 강도와 필름 (편광막) 두께로부터 산출될 수 있다.

본 발명에 있어서는, PVA 계 수지 필름 (편광막) 의 가교 인덱스는 100 ∼ 200 이고, 바람직하게는 150 ∼ 190 이고, 보다 바람직하게는 160 ∼ 180 이다. 가교 인덱스가 이와 같은 범위이면, 상기와 같이, 박형 편광막에 있어서 우수한 광학 특성 (예를 들어, 편광도) 과 우수한 내구성 및 내수성을 양립할 수 있다. 가교 인덱스가 100 미만인 경우에는, 편광막의 내수성이 불충분한 경우가 많다. 가교 인덱스가 200 을 초과하면, 크랙이 발생하기 쉬워져, 가열시의 내구성이 불충분한 경우가 많다. 가교 인덱스를 이와 같은 범위로 최적화함으로써, 이하와 같은 이점이 얻어질 수 있다. 박형의 (예를 들어, 두께가 10 ㎛ 이하의) 편광막은, 두꺼운 (예를 들어, 두께가 20 ㎛ 이상의) 편광자에 비하여, 막 중의 요오드 농도가 현저하게 높다. 또한, 박형의 편광막은, 광학 특성에 의존한 막 중의 요오드 농도 변화가 매우 커진다. 요오드는 붕산의 가교를 촉진시키는 효과가 있기 때문에, 박형의 편광막에 있어서는, 설계한 단체 투과율을 바꾸면 붕산의 가교도도 바뀌게 되어, 설계한 광학 특성으로부터 벗어나게 되는 경우가 있다 (두꺼운 편광자에서는, 이와 같은 문제는 거의 발생하지 않는다). 보다 구체적으로는, 단체 투과율을 낮게 설정하기 위해서 요오드 농도를 높이면 붕산 가교도도 높아지고, 그 결과, 편광막의 신축성이 낮아져, 예를 들어 가열시에 크랙이 발생하기 쉬워진다. 이와 같은 문제에 대하여, 가교 인덱스를 최적화함으로써, 소정의 요오드 농도에 있어서의 원하는 붕산 농도를 얻을 수 있다. 다시 말하면, 설계한 단체 투과율 (후술) 에 따라 원하는 붕산 농도를 결정할 수 있다. 그 결과, 소정의 단체 투과율 (요오드 농도) 에 따라, 붕산 가교도를 적절한 범위로 제어할 수 있다. 최종적으로는, 광학 특성이 우수하고, 또한, 내구성 (특히 가열시의 크랙 방지) 및 내수성이 우수한 편광막을 얻을 수 있다. 즉, 가교 인덱스를 최적화함으로써, 박형의 편광막에 특유의 문제를 해결할 수 있다. 이와 같은 문제는, 광학 특성을 광범위하게 변화시키면서 박형의 편광막을 실제로 제작하고 나서야 비로소 인식된 것으로서, 당해 문제를 해결한 것은, 공업적으로 매우 우수한 효과이다.

가교 인덱스는 하기 식으로부터 구해진다.

(가교 인덱스) = (필름 중의 요오드 농도) × (필름 중의 붕산 농도)

필름 중의 요오드 농도 (중량％) 는, 형광 X 선 분석에 의한 형광 X 선 강도 (kcps) 와 필름 두께 (㎛) 로부터, 이하의 식에 의해 산출될 수 있다.

(요오드 농도) = 18.2 × (형광 X 선 강도)/(필름 두께)

여기서, 상기 식의 정수 「18.2」 는, 두께, 요오드 농도 및 칼륨 농도가 이미 알려진 시료 (예를 들어, 일정량의 KI 를 첨가한 PVA 계 수지 필름) 의 형광 X 선 강도를 측정하고, 검량선을 작성함으로써 얻어질 수 있다. 또한, 필름 중의 붕산 농도 (중량％) 는, 전반사 감쇠 분광 (ATR) 측정으로부터 산출되는 붕산량 지수를 이용하여 결정할 수 있다.

(붕산량 지수) = (붕산 피크 665 ㎝^-1 의 강도)/(참조 피크 2941 ㎝^-1 의 강도)

(붕산 농도) = (붕산량 지수) × 5.54 ＋ 4.1

여기서, 「5.54」 및 「4.1」 은 모두, 상기와 동일하게 하여 이미 알려진 시료로부터 작성된 검량선으로부터 얻어지는 정수이다.

PVA 계 수지 필름 중의 붕산 농도는, 바람직하게는 12 중량％ ∼ 21 중량％ 이고, 보다 바람직하게는 15 중량％ ∼ 20 중량％ 이고, 더욱 바람직하게는 17 중량％ ∼ 20 중량％ 이다. 본 발명에 의하면, 상기와 같이 가교 인덱스를 최적화함으로써, 소정의 요오드 농도에 있어서의 바람직한 붕산 농도를 결정할 수 있다.

PVA 계 수지 필름 (편광막) 의 두께는 10 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 7 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 6 ㎛ 이하이다. 이와 같은 두께의 PVA 계 수지 필름은, 소정의 광학 특성 (예를 들어, 편광도) 을 확보하고자 하면 요오드 농도가 매우 높아지기 때문에, 가교 인덱스를 최적화하는 것에 의한 효과가 현저한 것이 된다. 한편, PVA 계 수지 필름의 두께는, 바람직하게는 1.0 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 2.0 ㎛ 이상이다.

상기 편광막은, 바람직하게는, 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 의 어느 파장에서 흡수 이색성을 나타낸다. 편광막의 단체 투과율은, 바람직하게는 40.0 ％ ∼ 42.5 ％ 이고, 보다 바람직하게는 41.0 ％ ∼ 42.0 ％ 이다. 편광막의 편광도는, 바람직하게는 99.9 ％ 이상이고, 보다 바람직하게는 99.95 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 99.98 ％ 이상이다. 단체 투과율을 낮게 설정하고 편광도를 높게 함으로써, 콘트라스트를 높게 할 수 있고, 흑색 표시를 보다 검게 표시할 수 있기 때문에, 우수한 화질의 화상 표시 장치를 실현할 수 있다. 상기한 바와 같이, 가교 인덱스를 최적화함으로써, 이와 같은 높은 편광도와 우수한 내구성 및 내수성을 양립할 수 있다.

B. 편광막의 제조 방법

본 발명의 하나의 실시형태에 의한 편광막의 제조 방법은, 대표적으로는, 수지 기재의 편측에 PVA 계 수지층을 형성하는 것, 및, 그 수지 기재와 그 PVA 계 수지층의 적층체를 연신 및 염색하여 그 폴리비닐알코올계 수지층을 편광막으로 하는 것을 포함한다.

B-1. PVA 계 수지층의 형성

PVA 계 수지층의 형성 방법으로는, 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 바람직하게는, 수지 기재 상에, PVA 계 수지를 포함하는 도포액을 도포하고, 건조시킴으로써, PVA 계 수지층을 형성한다.

상기 수지 기재의 형성 재료로는, 임의의 적절한 열가소성 수지가 채용될 수 있다. 열가소성 수지로는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 등의 에스테르계 수지, 노르보르넨계 수지 등의 시클로올레핀계 수지, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 이들의 공중합체 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 바람직하게는, 노르보르넨계 수지, 비정질의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지이다.

하나의 실시형태에 있어서는, 비정질의 (결정화되어 있지 않은) 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지가 바람직하게 사용된다. 그 중에서도, 비정성의 (잘 결정화하지 않는) 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지가 특히 바람직하게 사용된다. 비정성의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지의 구체예로는, 디카르복실산으로서 이소프탈산을 추가로 포함하는 공중합체나, 글리콜로서 시클로헥산디메탄올을 추가로 포함하는 공중합체를 들 수 있다.

후술하는 연신에 있어서 수중 연신 방식을 채용하는 경우, 상기 수지 기재는 물을 흡수하고, 물이 가소제적인 기능을 하여 가소화할 수 있다. 그 결과, 연신 응력을 대폭 저하시킬 수 있고, 고배율로 연신하는 것이 가능해져, 공중 연신시보다 연신성이 우수할 수 있다. 그 결과, 우수한 광학 특성을 갖는 편광막을 제작할 수 있다. 하나의 실시형태에 있어서는, 수지 기재는, 바람직하게는, 그 흡수율이 0.2 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.3 ％ 이상이다. 한편, 수지 기재의 흡수율은, 바람직하게는 3.0 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 1.0 ％ 이하이다. 이와 같은 수지 기재를 사용함으로써, 제조시에 치수 안정성이 현저하게 저하하여, 얻어지는 편광막의 외관이 악화되는 등의 문제를 방지할 수 있다. 또한, 수중 연신시에 기재가 파단되거나, 수지 기재로부터 PVA 계 수지층이 박리하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 수지 기재의 흡수율은, 예를 들어, 형성 재료에 변성기를 도입함으로써 조정할 수 있다. 흡수율은, JIS K 7209 에 준하여 구해지는 값이다.

수지 기재의 유리 전이 온도 (Tg) 는, 바람직하게는 170 ℃ 이하이다. 이와 같은 수지 기재를 사용함으로써, PVA 계 수지층의 결정화를 억제하면서, 적층체의 연신성을 충분히 확보할 수 있다. 또한, 물에 의한 수지 기재의 가소화와, 수중 연신을 양호하게 실시하는 것을 고려하면, 120 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 하나의 실시형태에 있어서는, 수지 기재의 유리 전이 온도는, 바람직하게는 60 ℃ 이상이다. 이와 같은 수지 기재를 사용함으로써, 상기 PVA 계 수지를 포함하는 도포액을 도포·건조시킬 때에, 수지 기재가 변형 (예를 들어, 요철이나 이완, 주름 등의 발생) 되는 등의 문제를 방지하여, 양호하게 적층체를 제작할 수 있다. 또한, PVA 계 수지층의 연신을, 바람직한 온도 (예를 들어, 60 ℃ 정도) 에서 양호하게 실시할 수 있다. 다른 실시형태에 있어서는, PVA 계 수지를 포함하는 도포액을 도포·건조시킬 때에, 수지 기재가 변형되지 않으면, 60 ℃ 보다 낮은 유리 전이 온도여도 된다. 또한, 수지 기재의 유리 전이 온도는, 예를 들어, 형성 재료에 변성기를 도입하는, 결정화 재료를 이용하여 가열함으로써 조정할 수 있다. 유리 전이 온도 (Tg) 는, JIS K 7121 에 준하여 구해지는 값이다.

수지 기재의 연신 전의 두께는, 바람직하게는 20 ㎛ ∼ 300 ㎛, 보다 바람직하게는 50 ㎛ ∼ 200 ㎛ 이다. 20 ㎛ 미만이면, PVA 계 수지층의 형성이 곤란해질 우려가 있다. 300 ㎛ 를 초과하면, 예를 들어, 수중 연신에 있어서, 수지 기재가 물을 흡수하는 데에 장시간을 필요로 함과 함께, 연신에 과대한 부하를 필요로 할 우려가 있다.

상기 도포액은, 대표적으로는, 상기 PVA 계 수지를 용매에 용해시킨 용액이다. 용매로는, 예를 들어, 물, 디메틸술폭사이드, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 각종 글리콜류, 트리메틸올프로판 등의 다가 알코올류, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민 등의 아민류를 들 수 있다. 이들은 단독으로, 또는, 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 바람직하게는, 물이다. 용액의 PVA 계 수지 농도는, 용매 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 3 중량부 ∼ 20 중량부이다. 이와 같은 수지 농도이면, 수지 기재에 밀착한 균일한 도포막을 형성할 수 있다.

도포액에, 첨가제를 배합해도 된다. 첨가제로는, 예를 들어, 가소제, 계면 활성제 등을 들 수 있다. 가소제로는, 예를 들어, 에틸렌글리콜이나 글리세린 등의 다가 알코올을 들 수 있다. 계면 활성제로는, 예를 들어, 비이온 계면 활성제를 들 수 있다. 이들은, 얻어지는 PVA 계 수지층의 균일성이나 염색성, 연신성을 보다 더욱 향상시킬 목적으로 사용될 수 있다. 또한, 첨가제로는, 예를 들어, 접착 용이 성분을 들 수 있다. 접착 용이 성분을 사용함으로써, 수지 기재와 PVA 계 수지층의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 예를 들어, 기재로부터 PVA 계 수지층이 박리되는 등의 문제를 억제하여, 후술하는 염색, 수중 연신을 양호하게 실시할 수 있다. 접착 용이 성분으로는, 예를 들어, 아세토아세틸 변성 PVA 등의 변성 PVA 가 사용된다.

도포액의 도포 방법으로는, 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 롤 코트법, 스핀 코트법, 와이어 바 코트법, 딥 코트법, 다이 코트법, 커튼 코트법, 스프레이 코트법, 나이프 코트법 (콤마 코트법 등) 등을 들 수 있다.

상기 도포액의 도포·건조 온도는, 바람직하게는 50 ℃ 이상이다.

PVA 계 수지층을 형성하기 전에, 수지 기재에 표면 처리 (예를 들어, 코로나 처리 등) 를 실시해도 되고, 수지 기재 상에 접착 용이층을 형성해도 된다. 이와 같은 처리를 실시함으로써, 수지 기재와 PVA 계 수지층의 밀착성을 향상시킬 수 있다.

상기 PVA 계 수지층 (연신 전) 의 두께는, 바람직하게는 3 ㎛ ∼ 20 ㎛ 이다.

B-2. 연신

적층체의 연신 방법으로는, 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 구체적으로는, 고정단 연신이어도 되고, 자유단 연신 (예를 들어, 주속 (周速) 이 상이한 롤 사이에 적층체를 통과시켜 1 축 연신하는 방법) 이어도 된다. 바람직하게는, 자유단 연신이다.

적층체의 연신 방향은, 적절히, 설정될 수 있다. 하나의 실시형태에 있어서는, 장척상의 적층체의 길이 방향으로 연신한다. 이 경우, 대표적으로는, 주속이 상이한 롤 사이에 적층체를 통과시켜 연신하는 방법이 채용된다. 다른 실시형태에 있어서는, 장척상의 적층체의 폭 방향으로 연신한다. 이 경우, 대표적으로는, 텐터 연신기를 이용하여 연신하는 방법이 채용된다.

연신 방식은, 특별히 한정되지 않고, 공중 연신 방식이어도 되고, 수중 연신 방식이어도 된다. 바람직하게는, 수중 연신 방식이다. 수중 연신 방식에 의하면, 상기 수지 기재나 PVA 계 수지층의 유리 전이 온도 (대표적으로는, 80 ℃ 정도) 보다 낮은 온도에서 연신할 수 있고, PVA 계 수지층을, 그 결정화를 억제하면서, 고배율로 연신할 수 있다. 그 결과, 우수한 광학 특성을 갖는 편광막을 제작할 수 있다.

적층체의 연신은, 1 단계로 실시해도 되고, 다단계로 실시해도 된다. 다단계로 실시하는 경우, 예를 들어, 상기 자유단 연신과 고정단 연신을 조합해도 되고, 상기 수중 연신 방식과 공중 연신 방식을 조합해도 된다. 또한, 다단계로 실시하는 경우, 후술하는 적층체의 연신 배율 (최대 연신 배율) 은, 각 단계의 연신 배율의 곱이다.

적층체의 연신 온도는, 수지 기재의 형성 재료, 연신 방식 등에 따라, 임의의 적절한 값으로 설정될 수 있다. 공중 연신 방식을 채용하는 경우, 연신 온도는, 바람직하게는 수지 기재의 유리 전이 온도 (Tg) 이상이고, 더욱 바람직하게는 수지 기재의 유리 전이 온도 (Tg) ＋ 10 ℃ 이상, 특히 바람직하게는 Tg ＋ 15 ℃ 이상이다. 한편, 적층체의 연신 온도는, 바람직하게는 170 ℃ 이하이다. 이와 같은 온도에서 연신함으로써, PVA 계 수지의 결정화가 급속히 진행되는 것을 억제하여, 당해 결정화에 의한 문제 (예를 들어, 연신에 의한 PVA 계 수지층의 배향을 방해한다) 를 억제할 수 있다.

수중 연신 방식을 채용하는 경우, 연신욕의 액온은 60 ℃ 이상이고, 바람직하게는 65 ℃ ∼ 85 ℃ 이고, 보다 바람직하게는 65 ℃ ∼ 75 ℃ 이다. 이와 같은 온도이면, PVA 계 수지층의 용해를 억제하면서 고배율로 연신할 수 있다. 구체적으로는, 상기 서술한 바와 같이, 수지 기재의 유리 전이 온도 (Tg) 는, PVA 계 수지층의 형성과의 관계에서, 바람직하게는 60 ℃ 이상이다. 이 경우, 연신 온도가 60 ℃ 를 하회하면, 물에 의한 수지 기재의 가소화를 고려해도, 양호하게 연신할 수 없을 우려가 있다. 한편, 연신욕의 온도가 고온이 될수록, PVA 계 수지층의 용해성이 높아져, 우수한 광학 특성이 얻어지지 않을 우려가 있다. 연신욕에 대한 적층체의 침지 시간은, 바람직하게는 15 초 ∼ 5 분이다.

수중 연신 방식을 채용하는 경우, 적층체를 붕산 수용액 중에 침지시켜 연신하는 것이 바람직하다 (붕산 수중 연신). 연신욕으로서 붕산 수용액을 사용함으로써, PVA 계 수지층에, 연신시에 가해지는 장력에 견디는 강성과, 물에 용해되지 않는 내수성을 부여할 수 있다. 구체적으로는, 붕산은, 수용액 중에서 테트라하이드록시붕산 아니온을 생성하여 PVA 계 수지와 수소 결합에 의해 가교할 수 있다. 그 결과, PVA 계 수지층에 강성과 내수성을 부여하여, 양호하게 연신할 수 있고, 우수한 광학 특성을 갖는 편광막을 제작할 수 있다.

상기 붕산 수용액은, 바람직하게는, 용매인 물에 붕산 및/또는 붕산염을 용해시킴으로써 얻어진다. 본 발명에 있어서는, 붕산 농도는 3.5 중량％ 이하이고, 바람직하게는 2.0 중량％ ∼ 3.5 중량％ 이고, 보다 바람직하게는 2.5 중량％ ∼ 3.5 중량％ 이다. 본 발명에 의하면, 가교 인덱스를 최적화함으로써, 이와 같은 원하는 범위로 붕산 농도를 설정할 수 있다. 결과적으로, 붕산 가교도를 적절한 범위로 제어할 수 있다. 상기한 바와 같이, 박형의 편광막에 있어서는, 설계한 단체 투과율을 바꾸면 붕산의 가교도도 바뀌게 되어, 설계한 광학 특성으로부터 벗어나게 되는 경우가 있다. 본 발명에 의하면, 상기한 바와 같이, 가교 인덱스를 최적화함으로써, 소정의 요오드 농도에 있어서의 원하는 붕산 농도를 얻을 수 있다. 다시 말하면, 설계한 단체 투과율에 따라 원하는 붕산 농도를 결정할 수 있기 때문에, 당해 원하는 붕산 농도에 대응하여 수중 연신의 붕산 농도를 결정할 수 있다. 그 결과, 소정의 단체 투과율 (요오드 농도) 에 따라, 붕산 가교도를 적절한 범위로 제어할 수 있고, 광학 특성에 편차가 없는 박형의 편광막을 얻을 수 있다. 게다가, 이와 같이 하여 얻어지는 편광막은, 우수한 광학 특성과 우수한 내구성 및 내수성을 양립할 수 있다. 또한, 붕산 또는 붕산염 이외에, 붕사 등의 붕소 화합물, 글리옥살, 글루타르알데하이드 등을 용매에 용해시켜 얻어진 수용액도 사용할 수 있다.

후술하는 염색에 의해, 미리, PVA 계 수지층에 이색성 물질 (대표적으로는, 요오드) 이 흡착되어 있는 경우, 바람직하게는, 상기 연신욕 (붕산 수용액) 에 요오드화물을 배합한다. 요오드화물을 배합함으로써, PVA 계 수지층에 흡착시킨 요오드의 용출을 억제할 수 있다. 요오드화물로는, 예를 들어, 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화동, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 바람직하게는, 요오드화칼륨이다. 요오드화물의 농도는, 물 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 0.05 중량부 ∼ 15 중량부, 보다 바람직하게는 0.5 중량부 ∼ 8 중량부이다.

적층체의 연신 배율 (최대 연신 배율) 은, 적층체의 원래 길이에 대하여, 바람직하게는 5.0 배 이상이다. 이와 같은 높은 연신 배율은, 예를 들어, 수중 연신 방식 (붕산 수중 연신) 을 채용함으로써, 달성할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서 「최대 연신 배율」 이란, 적층체가 파단하기 직전의 연신 배율을 말하며, 별도로, 적층체가 파단하는 연신 배율을 확인하여, 그 값보다 0.2 낮은 값을 말한다.

하나의 실시형태에 있어서는, 상기 적층체를 고온 (예를 들어, 95 ℃ 이상) 에서 공중 연신한 후, 상기 붕산 수중 연신 및 후술하는 염색을 실시한다. 이와 같은 공중 연신은, 붕산 수중 연신에 대한 예비적 또는 보조적인 연신으로서 위치를 부여할 수 있기 때문에, 이하 「공중 보조 연신」 이라고 한다.

공중 보조 연신을 조합함으로써, 적층체를 보다 고배율로 연신할 수 있는 경우가 있다. 그 결과, 보다 우수한 광학 특성 (예를 들어, 편광도) 을 갖는 편광막을 제작할 수 있다. 예를 들어, 상기 수지 기재로서 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지를 사용한 경우, 붕산 수중 연신만으로 연신하는 것보다, 공중 보조 연신과 붕산 수중 연신을 조합하는 것이, 수지 기재의 배향을 억제하면서 연신할 수 있다. 당해 수지 기재는, 그 배향성이 향상됨에 따라 연신 장력이 커져, 안정적인 연신이 곤란해지거나, 파단된다. 그 때문에, 수지 기재의 배향을 억제하면서 연신함으로써, 적층체를 보다 고배율로 연신할 수 있다.

또한, 공중 보조 연신을 조합함으로써, PVA 계 수지의 배향성을 향상시키고, 그에 의해, 붕산 수중 연신 후에 있어서도 PVA 계 수지의 배향성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로는, 미리, 공중 보조 연신에 의해 PVA 계 수지의 배향성을 향상시켜 둠으로써, 붕산 수중 연신시에 PVA 계 수지가 붕산과 가교하기 쉬워지고, 붕산이 결절점이 된 상태로 연신됨으로써, 붕산 수중 연신 후에도 PVA 계 수지의 배향성이 높아지는 것으로 추정된다. 그 결과, 우수한 광학 특성 (예를 들어, 편광도) 을 갖는 편광막을 제작할 수 있다.

공중 보조 연신에 있어서의 연신 배율은, 바람직하게는 3.5 배 이하이다. 공중 보조 연신의 연신 온도는, PVA 계 수지의 유리 전이 온도 이상인 것이 바람직하다. 연신 온도는, 바람직하게는 95 ℃ ∼ 150 ℃ 이다. 또한, 공중 보조 연신과 상기 붕산 수중 연신을 조합한 경우의 최대 연신 배율은, 적층체의 원래 길이에 대하여, 바람직하게는 5.0 배 이상, 보다 바람직하게는 5.5 배 이상, 더욱 바람직하게는 6.0 배 이상이다.

B-3. 염색

PVA 계 수지층의 염색은, 대표적으로는, PVA 계 수지층에 요오드를 흡착시킴으로써 실시한다. 당해 흡착 방법으로는, 예를 들어, 요오드를 포함하는 염색액에 PVA 계 수지층 (적층체) 을 침지시키는 방법, PVA 계 수지층에 당해 염색액을 도공하는 방법, 당해 염색액을 PVA 계 수지층에 분무하는 방법 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 염색액에 PVA 계 수지층 (적층체) 을 침지시키는 방법이다. 요오드가 양호하게 흡착할 수 있기 때문이다.

상기 염색액은, 바람직하게는, 요오드 수용액이다. 요오드의 배합량은, 물 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 0.1 중량부 ∼ 0.5 중량부이다. 요오드의 물에 대한 용해도를 높이기 위해서, 요오드 수용액에 요오드화물을 배합하는 것이 바람직하다. 요오드화물의 구체예는, 상기 서술한 바와 같다. 요오드화물의 배합량은, 물 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 0.02 중량부 ∼ 20 중량부, 보다 바람직하게는 0.1 중량부 ∼ 10 중량부이다. 염색액의 염색시의 액온은, PVA 계 수지의 용해를 억제하기 위해서, 바람직하게는 20 ℃ ∼ 50 ℃ 이다. 염색액에 PVA 계 수지층을 침지시키는 경우, 침지 시간은, PVA 계 수지층의 투과율을 확보하기 위해서, 바람직하게는 5 초 ∼ 5 분이다. 또한, 염색 조건 (농도, 액온, 침지 시간) 은, 최종적으로 얻어지는 편광막의 편광도 혹은 단체 투과율이 소정의 범위가 되도록, 설정할 수 있다. 하나의 실시형태에 있어서는, 얻어지는 편광막의 편광도가 99.98 ％ 이상이 되도록, 침지 시간을 설정한다. 다른 실시형태에 있어서는, 얻어지는 편광막의 단체 투과율이 40.0 ％ ∼ 42.5 ％ 가 되도록, 침지 시간을 설정한다.

염색 처리는, 임의의 적절한 타이밍에서 실시할 수 있다. 상기 수중 연신을 실시하는 경우, 바람직하게는, 수중 연신 전에 실시한다.

B-4. 그 밖의 처리

상기 PVA 계 수지층 (적층체) 은, 연신 및 염색 이외에, 편광막으로 하기 위한 처리가, 적절히 실시될 수 있다. 편광막으로 하기 위한 처리로는, 예를 들어, 불용화 처리, 가교 처리, 세정 처리, 건조 처리 등을 들 수 있다. 또한, 이들 처리의 횟수, 순서 등은, 특별히 한정되지 않는다.

상기 불용화 처리는, 대표적으로는, 붕산 수용액에 PVA 계 수지층 (적층체) 을 침지시킴으로써 실시한다. 불용화 처리를 실시함으로써, PVA 계 수지층에 내수성을 부여할 수 있다. 당해 붕산 수용액의 농도는, 물 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 1 중량부 ∼ 4 중량부이다. 불용화욕 (붕산 수용액) 의 액온은, 바람직하게는 20 ℃ ∼ 50 ℃ 이다. 바람직하게는, 불용화 처리는, 상기 수중 연신이나 상기 염색 처리 전에 실시한다.

상기 가교 처리는, 대표적으로는, 붕산 수용액에 PVA 계 수지층 (적층체) 을 침지시킴으로써 실시한다. 가교 처리를 실시함으로써, PVA 계 수지층에 내수성을 부여할 수 있다. 당해 붕산 수용액의 농도는, 물 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 1 중량부 ∼ 5 중량부이다. 또한, 상기 염색 처리 후에 가교 처리를 실시하는 경우, 추가로 요오드화물을 배합하는 것이 바람직하다. 요오드화물을 배합함으로써, PVA 계 수지층에 흡착시킨 요오드의 용출을 억제할 수 있다. 요오드화물의 배합량은, 물 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 1 중량부 ∼ 5 중량부이다. 요오드화물의 구체예는, 상기 서술한 바와 같다. 가교욕 (붕산 수용액) 의 액온은, 바람직하게는 20 ℃ ∼ 60 ℃ 이다. 바람직하게는, 가교 처리는 상기 수중 연신 전에 실시한다. 바람직한 실시형태에 있어서는, 공중 연신, 염색 처리 및 가교 처리를 이 순서로 실시한다.

상기 세정 처리는, 대표적으로는, 요오드화칼륨 수용액에 PVA 계 수지층 (적층체) 을 침지시킴으로써 실시한다. 상기 건조 처리에 있어서의 건조 온도는, 바람직하게는 30 ℃ ∼ 100 ℃ 이다.

이상과 같이 하여, 수지 기재 상에 편광막이 형성된다.

대표적으로는, 편광막은, 그 편측 또는 양측에 광학 기능 필름이 적층된 상태로 (즉, 편광판으로서) 사용된다. 광학 기능 필름의 적층에는, 임의의 적절한 접착제 또는 점착제가 사용된다. 광학 기능 필름은, 예를 들어, 편광막의 보호 필름, 위상차 필름 등으로서 기능할 수 있다. 상기 수지 기재를 사용하는 경우, 수지 기재를 박리하지 않고 그대로 보호 필름으로서 사용해도 된다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 특성의 측정 방법은 이하와 같다.

1. PVA 계 수지 필름 중의 요오드 농도

실시예 및 비교예에서 얻어진 편광막에 대하여, 형광 X 선 분석 장치 (리가쿠사 제조, 상품명 「ZSX100E」, 측정 직경 : φ 10 ㎜) 를 이용하여 형광 X 선 강도 (kcps) 를 측정하였다. 한편, 당해 편광막의 두께 (㎛) 를, 분광 막두께계 (오오츠카 전자사 제조, 상품명 「MCPD-3000」) 를 이용하여 측정하였다. 얻어진 형광 X 선 강도와 두께로부터 하기 식을 이용하여 요오드 농도 (중량％) 를 구하였다.

(요오드 농도) = 18.2 × (형광 X 선 강도)/(필름 두께)

2. PVA 계 수지 필름 중의 붕산 농도

실시예 및 비교예에서 얻어진 편광막에 대하여, 푸리에 변환 적외 분광 광도계 (FT-IR) (Perkin Elmer 사 제조, 상품명 「SPECTRUM2000」) 를 이용하여, 편광을 측정 광으로 하는 전반사 감쇠 분광 (ATR) 측정에 의해 붕산 피크 (665 ㎝^-1) 의 강도 및 참조 피크 (2941 ㎝^-1) 의 강도를 측정하였다. 얻어진 붕산 피크 강도 및 참조 피크 강도로부터 붕산량 지수를 하기 식에 의해 산출하고, 또한, 산출한 붕산량 지수로부터 하기 식에 의해 붕산 농도를 결정하였다.

(붕산 농도) = (붕산량 지수) × 5.54 ＋ 4.1

3. 크랙 (내구성)

실시예 및 비교예에서 얻어진 편광막으로부터, 연신 방향에 직교하는 방향을 단변으로 하는 시험편 (200 ㎜ × 100 ㎜) 을 잘랐다. 점착제로 시험편을 유리판에 첩합 (貼合) 하고, 이것을 100 ℃ 의 오븐 내에서 120 시간 방치하여 가열하고, 가열 후의 편광막의 크랙 발생 상태를 육안으로 조사하였다. 크랙 (내구성) 의 평가 기준은 이하와 같다.

○ : 편광막에 크랙 (육안으로 확인할 수 있는 1 ㎜ 이상의 균열) 이 전혀 없다

× : 편광막에 크랙이 1 개 지점 이상 확인된다

4. 가습시의 탈색

실시예 및 비교예에서 얻어진 편광막으로부터, 연신 방향에 직교하는 방향 및 연신 방향을 각각 대향하는 2 변으로 하는 시험편 (50 ㎜ × 50 ㎜) 을 잘랐다. 점착제로 시험편을 유리판에 첩합하고, 이것을 60 ℃ 습도 95 ％ 의 오븐 내에서 120 시간 방치하여 가습하고, 표준 편광판과 크로스니콜 상태로 배치했을 때의, 가습 후의 편광막의 단부의 탈색 상태를 현미경에 의해 조사하였다. 구체적으로는, 편광막 단부로부터의 탈색의 크기 (탈색량 : ㎛) 를 측정하였다. 현미경으로서 Olympus 사 제조, MX61L 을 이용하여, 배율 10 배로 촬영한 화상으로부터 탈색량을 측정하였다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 연신 방향의 단부로부터의 탈색량 a 및 연신 방향과 직교하는 방향의 단부로부터의 탈색량 b 중, 큰 쪽을 탈색량으로 하였다. 또한, 탈색된 영역은 편광 특성이 현저하게 낮아, 편광판으로서의 기능을 실질적으로 하지 않기 때문에, 탈색량은 바람직하게는 300 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 200 ㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 100 ㎛ 이하이다. 따라서, 탈색량이 300 ㎛ 이하인 경우를 ○, 300 ㎛ 를 초과하는 경우를 × 로 하여 평가하였다.

[실시예 1]

수지 기재로서, 장척상이고, 흡수율 0.60 ％, Tg 80 ℃, 탄성률 2.5 ㎬ 의 비정질 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 (두께 : 100 ㎛) 을 사용하였다.

수지 기재의 편면에, 코로나 처리 (처리 조건 : 55 W·min/㎡) 를 실시하고, 이 코로나 처리면에, 폴리비닐알코올 (중합도 4200, 비누화도 99.2 몰％) 90 중량부 및 아세토아세틸 변성 PVA (중합도 1200, 아세토아세틸 변성도 4.6 ％, 비누화도 99.0 몰％ 이상, 닛폰 합성 화학 공업사 제조, 상품명 「고세파이머 Z200」) 10 중량부를 포함하는 수용액을 60 ℃ 에서 도포 및 건조시켜, 두께 11 ㎛ 의 PVA 계 수지층을 형성하여, 적층체를 제작하였다.

얻어진 적층체를, 120 ℃ 의 오븐 내에서 주속이 상이한 롤 사이에서 세로 방향 (길이 방향) 으로 1.8 배로 자유단 1 축 연신하였다 (공중 보조 연신).

이어서, 적층체를, 액온 30 ℃ 의 불용화욕 (물 100 중량부에 대하여, 붕산을 4 중량부 배합하여 얻어진 붕산 수용액) 에 30 초간 침지시켰다 (불용화 처리).

이어서, 액온 30 ℃ 의 염색욕 (물 100 중량부에 대하여, 요오드를 0.4 중량부 배합하고, 요오드화칼륨을 3.0 중량부 배합하여 얻어진 요오드 수용액) 에 60 초간 침지시켰다 (염색 처리).

이어서, 액온 30 ℃ 의 가교욕 (물 100 중량부에 대하여, 요오드화칼륨을 3 중량부 배합하고, 붕산을 3 중량부 배합하여 얻어진 붕산 수용액) 에 30 초간 침지시켰다 (가교 처리).

그 후, 적층체를, 액온 70 ℃ 의 붕산 수용액 (붕산 농도 3.0 중량％) 에 침지시키면서, 주속이 상이한 롤 사이에서 세로 방향 (길이 방향) 으로 총연신 배율이 5.5 배가 되도록 1 축 연신을 실시하였다 (수중 연신).

그 후, 적층체를 액온 30 ℃ 의 세정욕 (물 100 중량부에 대하여, 요오드화칼륨을 4 중량부 배합하여 얻어진 수용액) 에 침지시켰다 (세정 처리).

이와 같이 하여, 수지 기재 상에 두께 5 ㎛ 의 편광막을 형성하였다.

계속해서, 적층체의 PVA 계 수지층 표면에, PVA 계 수지 수용액 (닛폰 합성 화학 공업사 제조, 상품명 「고세파이머 (등록상표) Z-200」, 수지 농도 : 3 중량％) 을 도포하고, 시클로올레핀계 필름 (닛폰 제온사 제조, Zeonor ZB12, 두께 : 50 ㎛) 을 첩합하고, 60 ℃ 로 유지한 오븐으로 5 분간 가열하여, 두께 5 ㎛ 의 편광막을 갖는 광학 기능 필름 적층체를 제작하였다. 편광막의 단체 투과율을 통상적인 방법에 의해 측정한 결과 41.0 ％ 였다. 이 후, 수지 기재를 박리하여, 편면에 보호 필름을 갖는 구성의 편광판을 얻었다.

얻어진 편광막에 대하여, 상기와 같이 하여 요오드 농도 및 붕산 농도를 구하고, 당해 요오드 농도 및 붕산 농도로부터 가교 인덱스를 산출하였다. 또한, 얻어진 편광막의 표면 (보호 필름과 반대측의 표면) 에 점착제 및 유리를 적층하고, 상기 크랙 및 가습시의 탈색의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[실시예 2]

수중 연신에 있어서의 붕산 수용액의 붕산 농도를 3.5 중량％ 로 한 것, 및, 염색욕으로서 물 100 중량부에 대하여 요오드를 0.3 중량부 및 요오드화칼륨을 2.0 중량부 배합하여 얻어진 요오드 수용액을 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 두께 5 ㎛ 의 편광막을 갖는 광학 기능 필름 적층체를 얻었다. 편광막의 단체 투과율은 42.0 ％ 였다. 얻어진 편광막을 실시예 1 과 동일한 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[비교예 1]

수중 연신에 있어서의 붕산 수용액의 붕산 농도를 4.0 중량％ 로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 두께 5 ㎛ 의 편광막을 갖는 광학 기능 필름 적층체를 얻었다. 편광막의 단체 투과율은 41.0 ％ 였다. 얻어진 편광막을 실시예 1 과 동일한 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[비교예 2]

수중 연신에 있어서의 붕산 수용액의 붕산 농도를 4.0 중량％ 로 한 것, 및, 염색욕으로서 물 100 중량부에 대하여 요오드를 0.3 중량부 및 요오드화칼륨을 2.0 중량부 배합하여 얻어진 요오드 수용액을 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 두께 5 ㎛ 의 편광막을 갖는 광학 기능 필름 적층체를 얻었다. 편광막의 단체 투과율은 42.0 ％ 였다. 얻어진 편광막을 실시예 1 과 동일한 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[참고예 1]

PVA 계 수지 필름 (쿠라레사 제조, 상품명 「PS-7500」, 두께 : 75 ㎛, 평균 중합도 : 2,400, 비누화도 : 99.9 몰％) 을 30 ℃ 수욕 중에 1 분간 침지시키면서 반송 방향으로 1.2 배로 연신한 후, 요오드 농도 0.04 중량％, 칼륨 농도 0.3 중량％ 의 30 ℃ 수용액 중에 침지시켜 염색하면서, 전혀 연신하지 않은 필름 (원래 길이) 을 기준으로 하여 2 배로 연신하였다. 이어서, 이 연신 필름을, 붕산 농도 4 중량％, 요오드화칼륨 농도 5 중량％ 의 30 ℃ 의 수용액 중에 침지시키면서, 원래 길이 기준으로 3 배까지 더욱 연신하고, 계속해서, 붕산 농도 4 중량％, 요오드화칼륨 농도 5 중량％ 의 60 ℃ 수용액 중에 침지시키면서, 원래 길이 기준으로 6 배까지 더욱 연신하고, 70 ℃ 에서 2 분간 건조시킴으로써, 두께 27 ㎛ 의 편광자를 얻었다. 편광자의 단체 투과율은 41.0 ％ 였다. 얻어진 편광자에 대하여, 실시예 1 과 동일하게 하여 요오드 농도 및 붕산 농도의 측정을 실시하였다. 계속해서, 편광자의 양면에, PVA 계 수지 수용액 (닛폰 합성 화학 공업사 제조, 상품명 「고세파이머 (등록상표) Z-200」, 수지 농도 : 3 중량％) 을 도포하고, 시클로올레핀계 필름 (닛폰 제온사 제조, Zeonor ZB12, 두께 : 50 ㎛) 을 양면에 첩합하고, 60 ℃ 로 유지한 오븐으로 5 분간 가열하여, 편광판을 얻었다. 얻어진 편광판을 실시예 1 과 동일한 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[참고예 2]

염색욕의 요오드 농도를 0.03 중량％ 로 하고, 칼륨 농도를 0.2 중량％ 로 한 것 이외에는 참고예 1 과 동일하게 하여, 두께 27 ㎛ 의 편광자를 얻었다. 편광자의 단체 투과율은 42.0 ％ 였다. 얻어진 편광자를 실시예 1 과 동일한 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[참고예 3]

염색욕의 요오드 농도를 0.025 중량％ 로 하고, 칼륨 농도를 0.18 중량％ 로 한 것 이외에는 참고예 1 과 동일하게 하여, 두께 27 ㎛ 의 편광자를 얻었다. 편광자의 단체 투과율은 43.0 ％ 였다. 얻어진 편광자를 실시예 1 과 동일한 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

표 1 로부터 분명한 바와 같이, 가교 인덱스가 본 발명의 범위로부터 벗어나는 비교예의 편광막은, 특히 가교 인덱스가 높은 경우에는, 가열시의 크랙이 발생하고 있으며, 가열 내구성이 불충분하다는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예와 참고예를 비교하면 분명한 바와 같이, 실시예의 박형 편광막은, 동일한 단체 투과율에 있어서의 요오드 농도가 현격히 높은 것, 및, 단체 투과율의 변화에 따른 요오드 농도의 변화가 현격히 큰 것을 알 수 있다. 또한, 참고예로부터 분명한 바와 같이, 종래의 두꺼운 편광자는, 가교 인덱스가 작아도 내구성의 문제는 발생하지 않고, 이와 같은 문제는 박형의 편광막에 특유의 문제인 것을 알 수 있다.

본 발명의 편광막을 포함하는 광학 기능 필름 적층체 (대표적으로는 편광판) 는, 액정 텔레비전, 액정 디스플레이, 휴대 전화, 디지털 카메라, 비디오 카메라, 휴대 게임기, 카 내비게이션, 복사기, 프린터, 팩스, 시계, 전자 렌지 등의 액정 패널, 유기 EL 패널의 반사 방지막으로서 바람직하게 사용된다.

Claims

두께가 1 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하인 폴리비닐알코올계 수지 필름으로 구성되고,
상기 폴리비닐알코올계 수지 필름 중의 요오드 농도가 8.5 중량％ 이상 10 중량％ 이하이고,
단체 투과율이 40.0%~42.0% 이며,
하기로 정의되는 가교 인덱스가 100 ∼ 200 인, 편광막 :
(가교 인덱스) = (필름 중의 요오드 농도) × (필름 중의 붕산 농도)
상기 식에 있어서의 (필름 중의 붕산 농도)의 단위가 중량%이고,
필름 중의 요오드 농도가, 형광 X선 분석에 의해 얻어지는 형광 X선 강도와 필름 두께로부터 하기 식에 의해 구해지며,
필름 중의 붕산 농도가, 전반사 감쇠 분광법에 의해 하기 식으로부터 얻어지는 붕산량 지수를 이용하여 하기 식에 의해 구해진다:
(요오드 농도) = 18.2 × (형광 X 선 강도)/(필름 두께)
(붕산량 지수) = (붕산 피크 665 ㎝^-1 의 강도)/(참조 피크 2941 ㎝^-1 의 강도)
(붕산 농도) = (붕산량 지수) × 5.54 ＋ 4.1.
두께가 1 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하인 폴리비닐알코올계 수지 필름으로 구성되고, 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름 중의 요오드 농도가 8.5 중량％ 이상 10 중량％ 이하이고, 하기로 정의되는 가교 인덱스가 100 ∼ 200 인 편광막의 제조 방법으로서,
(가교 인덱스) = (필름 중의 요오드 농도) × (필름 중의 붕산 농도)
상기 식에 있어서의 (필름 중의 붕산 농도)의 단위는 중량%이고,
필름 중의 요오드 농도가, 형광 X선 분석에 의해 얻어지는 형광 X선 강도와 필름 두께로부터 하기 식에 의해 구해지며,
필름 중의 붕산 농도가, 전반사 감쇠 분광법에 의해 하기 식으로부터 얻어지는 붕산량 지수를 이용하여 하기 식에 의해 구해지며,
(요오드 농도) = 18.2 × (형광 X 선 강도)/(필름 두께)
(붕산량 지수) = (붕산 피크 665 ㎝^-1 의 강도)/(참조 피크 2941 ㎝^-1 의 강도)
(붕산 농도) = (붕산량 지수) × 5.54 ＋ 4.1
상기 편광막의 단체 투과율이 40.0%~42.0%이고,
수지 기재의 편측에 폴리비닐알코올계 수지층을 형성하는 것, 및
상기 수지 기재와 상기 폴리비닐알코올계 수지층의 적층체를 연신 및 염색하여 상기 폴리비닐알코올계 수지층을 편광막으로 하는 것을 포함하고,
상기 연신이, 상기 적층체를 붕산 수용액 중에 침지시켜 연신하는 것을 포함하고, 상기 붕산 수용액의 붕산 농도가 2.0 중량％ 이상 3.5 중량％ 이하이며,
상기 붕산 수용액의 온도가 60 ℃이상 85 ℃ 이하인, 편광막의 제조 방법.
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