KR20140147009A - 광학 물성이 우수한 박형 편광자, 그 제조 방법, 이를 포함하는 편광판 및 디스플레이 장치 - Google Patents

광학 물성이 우수한 박형 편광자, 그 제조 방법, 이를 포함하는 편광판 및 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광학 물성이 우수한 박형 편광자 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 박형 편광자 제조 방법은 열가소성 폴리우레탄 필름의 적어도 일면에 인력 또는 접착제를 이용하여 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 부착하여 필름 적층체를 형성하는 단계; 상기 필름 적층체를 45℃ 내지 55℃의 온도에서 연신하는 단계; 및 상기 열가소성 폴리우레탄 필름과 폴리비닐알코올계 필름을 분리하는 단계를 포함한다.

Description

광학 물성이 우수한 박형 편광자, 그 제조 방법, 이를 포함하는 편광판 및 디스플레이 장치{THIN POLARIZER HAVING GOOD OPTICAL PROPERTIES, MANUFACTURING METHOD THEREOF, POLARIZING PLATE AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 박형 편광자, 그 제조 방법, 이를 포함하는 편광판 및 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 광학 물성이 우수하고, 두께가 10㎛ 이하로 얇은 박형 편광자, 그 제조 방법, 이를 포함하는 편광판 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
편광판에 사용되는 편광자는 자연광 또는 임의의 편광을 특정 방향의 편광으로 만들기 위한 광학 소자로, 액정표시소자, 유기발광소자(OLED)와 같은 디스플레이 장치에 널리 이용되고 있다. 현재 상기 디스플레이 장치에 사용되는 편광자로는 요오드계 화합물 또는 이색성 염료를 함유하는 분자 사슬이 일정한 방향으로 배향된 폴리비닐알코올계 편광 필름이 일반적으로 사용되고 있다.
상기 폴리비닐알코올계 편광필름은 폴리비닐알코올계 필름에 요오드 또는 이색성 염료를 염착시킨 후, 일정 방향으로 연신하고 가교하는 방법에 의해 제조되고 있으며, 이때 상기 연신 공정은 붕산 수용액 또는 요오드 수용액과 같은 용액 상에서 수행되는 습식 연신 또는 대기 중에서 수행되는 건식 연신 등으로 수행될 수 있다. 그런데, 이와 같은 종래의 제조 공정에서, 파단 발생 없이 연신이 수행되기 위해서는, 연신 전의 폴리비닐알코올계 필름의 두께가 60㎛를 초과할 것이 요구된다. 연신 전 폴리비닐알코올계 필름의 두께가 60㎛ 이하일 경우, 폴리비닐알코올계 필름의 팽윤도가 높아지고, 얇은 두께로 인해 연신 공정에서 단위 면적 당 작용하는 모듈러스가 커져 파단이 쉽게 발생할 수 있기 때문이다.
한편, 최근 디스플레이 장치들의 박형화 경향에 따라 편광판 역시 보다 얇은 두께를 가질 것이 요구되고 있다. 그러나 종래와 같이 연신 전 두께가 60㎛를 넘는 폴리비닐알코올계 필름을 사용할 경우에 편광자의 두께를 줄이는데 한계가 있다. 따라서, 보다 얇은 두께의 편광자를 제조하기 위한 연구들이 시도되고 있다.
한국공개특허 제2010-0071998호에는 기재층 상에 친수성 고분자층을 코팅하거나, 기재층 형성재와 친수성 고분자층 형성재를 공압출하여 제조되는 적층체를 이용하여 박형의 편광판을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 코팅이나 공압출법의 경우, 연신 후에 폴리비닐알코올층과 기재층의 분리가 쉽지 않고, 분리를 위해 높은 박리력이 요구되기 때문에, 분리 과정에서 폴리비닐알코올층이 손상되거나 변형되는 등의 문제가 발생하기 쉬우며, 그 결과 폴리비닐알코올 필름의 편광도 등의 광학 물성이 떨어진다는 문제점이 있었다. 또한, 코팅법이나 공압출법을 이용할 경우, 폴리비닐알코올 수지를 용융시킨 다음 압출하거나, 코팅액으로 제조한 후에 도포하는 방식으로 제조되기 때문에 압출 조건, 코팅 조건 또는 제막 조건에 따라 제조되는 폴리비닐알코올 필름의 물성이 변화되기 쉬워 최종적으로 제조된 폴리비닐알코올의 물성이 저하될 뿐 아니라, 균일한 물성을 구현하기도 어렵다.
따라서, 얇으면서도, 우수한 광학 물성을 갖는 박형의 편광자를 제조할 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 단체 투과도가 40 ~ 45%, 편광도가 99.0% 이상으로 광학 물성이 우수하고, 두께가 10㎛ 이하로 얇은 폴리알코올비닐계 박형 편광자 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.
일 측면에서, 본 발명은 열가소성 폴리우레탄 필름의 적어도 일면에 인력 또는 접착제를 이용하여 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 부착하여 필름 적층체를 형성하는 단계; 상기 필름 적층체를 45℃ 내지 55℃의 온도에서 연신하는 단계; 및 상기 폴리우레탄 필름과 폴리비닐알코올계 필름을 분리하는 단계를 포함하는 박형 편광자의 제조 방법을 제공한다.
이때, 상기 미연신 폴리비닐알코올게 필름은 두께가 10㎛ 내지 60㎛ 정도인 것이 바람직하며, 상기 연신하는 단계는 붕산 농도가 1 내지 5%, 바람직하게는 1 내지 3%인 붕산 수용액에서 수행될 수 있다.
또한, 상기 폴리우레탄 필름과 폴리비닐알코올계 필름을 분리하는 단계는 2N/2cm 이하의 박리력을 가하여 수행될 수 있다.
또한, 본 발명의 박형 편광자의 제조 방법은, 상기 연신하는 단계 전에 상기 필름 적층체에 요오드 및 이색성 염료 중 적어도 하나를 염착시키는 단계를 더 포함하거나, 상기 연신하는 단계 후에 필름 적층체를 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은 두께가 10㎛ 이하이고, 단체 투과도가 40% 내지 45%이며, 편광도가 99.0% 이상이며, 편광자의 폭 방향을 따라 등간격으로 위치하는 10개의 점에서 측정된 편광도의 표준편차가 0.002% 이하인 박형 편광자, 이를 포함하는 편광판 및 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 제조 방법은 기재 필름 폴리우레탄 필름을 사용하고, 특정한 온도에서 연신을 수행함으로써, 공정 안정성이 우수할 뿐 아니라, 광학 물성이 우수한 박형 편광자를 제조할 수 있다. 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 박형 편광자는 두께가 10㎛ 이하로 매우 얇을 뿐 아니라, 단체 투과도, 편광도 및 색감 등의 광학 물성이 매우 우수하다.
도 1은 질감 분석기(Texture Analyzer)를 이용한 부착력 측정 방법을 나타낸 모식도이다.
도 2는 비교예 4의 연신 공정에서 파단이 발생한 필름 적층체를 보여주는 사진이다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명자들은 제조 공정에서 파단이 발생하지 않고, 10㎛ 이하로 매우 얇으면서도 광학 물성이 우수한 편광자를 제조하기 위해 오랜 연구를 거듭한 결과, 고분자 필름 상에 폴리비닐알코올계 필름을 약한 인력 또는 접착제를 이용하여 부착시킨 다음, 이를 연신함으로써 상기와 같은 목적을 달성할 수 있음을 알아내었으며, 이와 관련하여 한국특허출원 제 10-2012-0130576호 및 한국특허출원 제10-2012-0130577호를 기출원한 바 있다.
또한, 본 발명자들은 추가적인 연구를 통해, 상기 기출원된 박형 편광자 제조 방법에 있어서, 고분자 필름으로 열가소성 폴리우레탄 필름을 사용하고, 특정 온도에서 연신을 수행함으로써, 다른 종류의 필름을 사용하는 경우에 비해 매우 우수한 광학 물성을 갖는 박형 편광자를 제조할 수 있음을 알아내고, 본 발명을 완성하였다.
본 발명에 따른 박형 편광자 제조 방법은, 열가소성 폴리우레탄 필름의 적어도 일면에 인력 또는 접착제를 이용하여 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 부착하여 필름 적층체를 형성하는 단계; 상기 필름 적층체를 45℃ 내지 55℃의 온도에서 연신하는 단계; 및 상기 폴리우레탄 필름과 폴리비닐알코올계 필름을 분리하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 열가소성 폴리우레탄 필름은 폴리비닐알코올계 필름이 파단되는 것을 방지하기 위한 것으로, 본 발명자들의 연구에 따르면, 폴리우레탄 필름을 기재 필름으로 사용할 경우, 다른 재질의 필름을 사용하는 경우에 비해 고배율 연신이 가능하며, 열 수축 특성이 폴리비닐알코올계 필름과 유사하여 건조 과정에서 연신된 폴리비닐알코올 필름의 폭 수축을 저해하지 않고, 원활한 폭 수축을 유도할 수 있기 때문에, 우수한 광학 특성을 갖는 박형 편광자를 제조할 수 있는 것으로 나타났다.
본 발명에서 사용가능한 폴리우레탄 필름은 45℃ 내지 55℃의 온도에서 최대 연신 배율이 5배 이상, 바람직하게는 8배 이상인 열가소성 폴리우레탄 필름이면 되고, 특별히 한정되는 것은 아니다.
이때, 상기 폴리우레탄 필름은 그 두께가 20 내지 100㎛ 정도, 바람직하게는 30 내지 80㎛인 것이 좋다. 폴리우레탄 필름의 두께가 20㎛ 미만이면 파단 가능성이 높고, 100㎛ 초과하면 필름 적층체 형성 이후 연신 효율이 감소할 수 있기 때문이다.
다음으로, 상기 열가소성 폴리우레탄 필름에 부착되는 폴리비닐알코올계 필름은 그 두께가 10㎛ 내지 60㎛ 정도, 바람직하게는 10㎛ 내지 40㎛ 정도인 것이 좋다. 폴리비닐알코올계 필름의 두께가 60㎛를 초과할 경우, 연신하여도 10㎛ 이하의 두께를 구현하기 어렵고, 그 두께가 10㎛미만인 경우에는 연신 중 파단이 발생하기 쉽다.
한편, 상기 폴리비닐알코올계 필름은, 이로써 한정되는 것은 아니나, 중합도가 1,000 내지 10,000 정도, 바람직하게는 1,500 내지 5,000 정도인 것이 좋다. 중합도가 상기 범위를 만족할 때, 분자 움직임이 자유롭고, 요오드 또는 이색성 염료 등과 유연하게 혼합될 수 있기 때문이다.
한편, 본 발명의 폴리비닐알코올계 필름으로는 시판되는 폴리비닐알코올계 필름을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 구라레 사의 PS30, PE30, PE60, 일본합성사의 M2000, M3000 M6000 등이 사용될 수 있다.
한편, 본 발명에 있어서, 상기 열가소성 폴리우레탄 필름과 폴리비닐알코올계 필름은 별도의 매개물 없이 열가소성 폴리우레탄 필름과 미연신 폴리비닐알코올계 필름의 표면에서 발생하는 약한 인력에 의해 부착되거나, 접착제를 매개로 하여 부착될 수 있다.
인력을 이용하여 상기 열가소성 폴리우레탄 필름과 폴리비닐알코올계 필름을 부착할 경우에는, 열가소성 폴리우레탄 필름이나 폴리비닐알코올계 필름의 일면 또는 양면에 표면처리를 수행함으로써 적절한 부착력을 가지도록 할 수 있다. 이때, 상기 표면처리는 당해 기술 분야에 잘 알려져 있는 다양한 표면처리 방법, 예를 들면, 코로나 처리, 플라즈마 처리 또는 NaOH나 KOH와 같은 강염기 수용액을 이용한 표면 개질 처리 등을 통해 수행될 수 있다.
한편, 접착제를 이용하여 미연신 고분자 필름과 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 부착할 경우, 연신 전 접착제층의 두께는 20nm 내지 4000nm 정도, 바람직하게는 20nm 내지 1000nm 정도, 더 바람직하게는 20nm 내지 500nm 정도일 수 있다. 한편, 상기 필름 적층체의 연신 후 접착제층의 두께는 10nm 내지 1000nm 정도, 바람직하게는, 10nm 내지 500nm 정도, 더 바람직하게는, 10nm 내지 200nm 정도일 수 있다. 연신 전, 후의 접착제층의 두께가 상기 범위를 만족할 때, 연신 및 건조 공정 이후에 폴리비닐알코올계 필름을 손상 없이 박리하는데 유리하다.
한편, 상기 접착제는, 그 재질이 특별히 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에 알려진 다양한 접착제들이 제한없이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 접착제층은 수계 접착제 또는 자외선 경화형 접착제로 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 접착제층은 폴리비닐알코올계 수지, 아크릴계 수지 및 비닐아세테이트계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 수계 접착제에 의해 형성될 수 있다.
또는, 상기 접착제층은 아크릴기 및 히드록시기를 갖는 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 수계 접착제에 의해 형성될 수 있다. 이때, 상기 아크릴기 및 히드록시기를 갖는 폴리비닐알코올계 수지는 중합도가 500 내지 1800 정도일 수 있다.
또는, 상기 접착층은, 아세트아세틸기 함유 폴리비닐알코올계 수지에 아민계 금속 화합물 가교제를 포함하는 수계 접착제를 이용하여 형성될 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 접착제는 아세트아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지 100중량부 및 아민계 금속 화합물 가교제 1 내지 50중량부를 포함하는 수용액일 수 있다.
여기서, 상기 폴리비닐알코올계 수지의 중합도 및 검화도는 아세트아세틸기를 함유하기만 하면 특별히 한정되지 않으나, 중합도가 200 ~ 4,000이며, 검화도가 70몰% ~ 99.9몰%인 것이 바람직하다. 분자 움직임의 자유로움에 따른 함유 물질과의 유연한 혼합을 고려하면 중합도는 1,500 ~ 2,500이며, 검화도는 90몰% ~ 99.9몰%인 것이 더욱 바람직하다. 이때, 상기 폴리비닐알코올계 수지는 상기 아세트아세틸기를 0.1 ~ 30몰%로 포함하는 것이 바람직하다. 상기한 범위에서 아민계 금속화합물 가교제와의 반응이 원활할 수 있으며, 목적하는 접착제의 내수성에 충분히 유의적일 수 있다.
상기 아민계 금속화합물 가교제는 상기 폴리비닐알코올계 수지와의 반응성을 갖는 관능기를 가지는 수용성 가교제로서 아민계 리간드를 함유하는 금속 착물 형태인 것이 바람직하다. 가능한 금속으로는 지르콘늄(Zr), 타이타늄(Ti), 하프늄(Hf), 텅스텐(W), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 팔라듐(Pd), 백금(Pt) 등의 전이 금속이 가능하며, 중심 금속에 결합된 리간드로는 일차아민, 이차아민(다이아민), 삼차아민 이나 암모늄하이드록사이드 등의 적어도 하나 이상의 아민기를 포함한 것이면 모두 가능하다.
또한, 상기 접착제에 있어서, 상기 아세트아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지의 고형분 함량은 1중량% 내지 10중량%정도인 것이 바람직하다. 폴리비닐알코올계 수지의 고형분 함량이 1중량% 미만인 경우에는 내수성이 충분히 확보되지 않아 연신 공정에서의 파단 발생율 저하 효과가 적고, 10중량%를 초과할 경우에는 작업성이 떨어지고, 박리 시에 폴리비닐알코올계 필름 표면에 손상이 발생할 수 있기 때문이다.
한편, 상기 접착제의 pH는 4.5 내지 9 정도인 것이 바람직하다. 접착제의 pH가 상기 수치 범위를 만족할 경우, 저장성, 고습 환경에서의 내구성에 있어서 보다 유리하기 때문이다.
한편, 상기 접착제의 pH는 수용액 중에 산을 함유시키는 방법으로 조절할 수 있으며, 이때, 상기 pH 조절을 위해 사용되는 산은 강산 및 약산 모두 사용가능하다. 예를 들면, 질산, 염산, 황산 또는 아세트산 등이 사용될 수 있다.
상기와 같은 접착제에 의해 형성되는 접착제층의 두께는 필름 적층체의 연신 전에는 80nm 내지 200nm 정도, 바람직하게는 80nm 내지 150nm 정도이고, 필름 적층체의 연신 후에는 10nm 내지 100nm 정도, 바람직하게는 10nm 내지 80nm 정도인 것이 바람직하다. 접착제층의 두께가 상기 범위를 만족할 경우, 기재 필름과 폴리비닐알코올계 필름의 접착력이 적절한 수준으로 유지되어 연신 공정에서의 파단 발생율이 저하되는 동시에 박리 시에 편광자 표면 손상을 최소화할 수 있기 때문이다.
상기 접착제의 경우, 경화 시에 아민계 금속 화합물과 폴리비닐알코올계 수지의 아세트아세틸기 사이에 가교 반응이 일어나, 경화 후 접착층의 내수성이 매우 우수해진다. 따라서, 상기 접착제를 이용하여 고분자 필름과 폴리비닐알코올계 필름을 적층할 경우, 습식 연신 시에 접착제가 물에 녹아나오는 현상을 최소화할 수 있어, 습식 연신을 수행하는 경우에 특히 유용하게 사용될 수 있다.
한편, 상기 접착제층은, 자외선 경화형 접착제로 형성될 수도 있으며, 예를 들면, 호모폴리머의 유리전이온도가 120℃ 이상인 제1에폭시 화합물, 호모폴리머의 유리전이온도가 60℃ 이하인 제2에폭시 화합물 및 양이온성 광 중합 개시제를 포함하는 자외선 경화형 접착제로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 자외선 경화형 접착제는 호모폴리머의 유리전이온도가 120℃ 이상인 제1에폭시 화합물 100 중량부, 호모폴리머의 유리전이온도가 60℃ 이하인 제2에폭시 화합물 30 내지 100 중량부 및 양이온성 광 중합 개시제 0.5 내지 20 중량부를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 에폭시 화합물은 분자 내에 1개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물을 의미하는 것으로, 바람직하게는 분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물이며, 단량체(monomer), 중합체(polymer) 또는 수지(resin)의 형태의 화합물들을 모두 포함하는 개념이다. 바람직하게는 본 발명의 에폭시 화합물은 수지 형태일 수 있다.
한편, 상기 제1에폭시 화합물로는, 호모폴리머의 유리전이온도가 120℃ 이상인 에폭시 화합물이면 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 호모 폴리머의 유리전이온도가 120℃ 이상인 지환족 에폭시 화합물 및/또는 방향족 에폭시가 본 발명의 제1에폭시 화합물로 사용될 수 있다. 호모폴리머의 유리전이온도가 120℃ 이상인 에폭시 화합물의 구체적인 예로는, 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4'-에폭시시클로헥산카복실레이트, 비닐사이클로헥센디옥사이드 디시클로펜타디엔디옥사이드, 비스에폭시사이클로펜틸에테르, 비스페놀 A 계 에폭시 화합물, 비스페놀 F 계 에폭시 화합물 등을 들 수 있다. 한편, 상기 제1에폭시 화합물은 호모폴리머의 유리전이온도가 120℃ 내지 200℃ 정도인 것이 보다 바람직하다.
다음으로, 상기 제2에폭시 화합물은, 호모폴리머의 유리전이온도가 60℃ 이하인 에폭시 화합물이면 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2에폭시 화합물로 지환족 에폭시 화합물, 지방족 에폭시 화합물 등이 사용될 수 있다.
이때, 상기 지환족 에폭시 화합물로는, 2관능형 에폭시 화합물, 즉 2개의 에폭시를 가지는 화합물을 사용하는 것이 바람직하고, 상기 2개의 에폭시기가 모두 지환식 에폭시기인 화합물을 사용하는 것이 보다 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
지방족 에폭시 화합물로는, 지환족 에폭시기가 아닌 지방족 에폭시기를 가지는 에폭시 화합물이 예시될 수 있다. 예를 들면, 지방족 다가 알코올의 폴리글리시딜에테르; 지방족 다가 알코올의 알킬렌옥시드 부가물의 폴리글리시딜에테르; 지방족 다가 알코올과 지방족 다가 카복실산의 폴리에스테르 폴리올의 폴리글리시딜에테르; 지방족 다가 카복실산의 폴리글리시딜에테르; 지방족 다가 알코올과 지방족 다가 카복실산의 폴리에스테르 폴리카복실산의 폴리글리시딜에테르; 글리시딜 아크릴레이트 또는 글리시딜 메타크릴레이트의 비닐 중합에 의해 얻어지는 다이머, 올리고머 또는 폴리머; 또는 글리시딜 아크릴레이트 또는 글리시딜 메타크릴레이트와 다른 비닐계 단량체의 비닐 중합에 의해 얻어지는 올리고머 또는 폴리머가 예시될 수 있고, 바람직하게는 지방족 다가 알코올 또는 그 알킬렌옥시드 부가물의 폴리글리시딜에테르가 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기에서 지방족 다가 알코올로는, 예를 들면, 탄소수 2 내지 20, 탄소수 2 내지 16, 탄소수 2 내지 12, 탄소수 2 내지 8 또는 탄소수 2 내지 4의 지방족 다가 알코올이 예시될 수 있고, 예를 들면, 에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 네오펜틸글리콜, 3-메틸-2,4-펜탄디올, 2,4-펜탄디올, 1,5-펜탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 2-메틸-2,4-펜탄디올, 2,4-디에틸-1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,7-헵탄디올, 3,5-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 2-메틸-1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올 등의 지방족 디올; 시클로헥산디메탄올, 시클로헥산디올, 수소 첨가 비스페놀 A, 수소 첨가 비스페놀 F 등의 지환식 디올; 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 헥시톨류, 펜티톨류, 글리세린, 폴리글리세린, 펜타에리스리톨, 디펜타에리스리톨, 테트라메틸올프로판 등이 예시될 수 있다.
또한, 상기에서 알킬렌옥시드로는, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌옥시드가 예시될 수 있고, 예를 들면, 에틸렌옥시드, 프로필렌옥시드 또는 부틸렌옥시드 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기 지방족 다가 카복실산으로는, 예를 들면, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베린산, 아젤라산, 세바신산, 도데칸이산, 2-메틸숙신산, 2-메틸아디프산, 3-메틸아디프산, 3-메틸펜탄이산, 2-메틸옥탄이산, 3,8-디메틸데칸이산, 3,7-디메틸데칸이산, 1,20-에이코사메틸렌디카르복실산, 1,2-시클로펜탄디카르복실산, 1,3-시클로펜탄디카르복실산, 1,2-시클로헥산디카르복실산, 1,3-시클로헥산디카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 1,4-디카르복실메틸렌시클로헥산, 1,2,3-프로판트리카르복실산, 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산, 1,2,3,4-시클로부탄테트라카르복실산 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
바람직하게는, 본 발명의 상기 제2에폭시 화합물은 글리시딜 에테르기를 하나 이상 포함하는 것일 수 있으며, 예를 들면, 1,4-시클로헥산디메탄올 디글리시딜 에테르, 1,4-부탄디올디글시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 네오펜틸디글시딜에테르, 레조시놀디글리시딜에테르, 디에틸렌글라이콜디글리시딜에테르, 에틸렌글라이콜디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, n-부틸 글리시딜 에테르, 2-에틸헥실 글리시딜 에테르, 페닐 글리시딜 에테르, 및 o-크레실(Cresyl) 글리시딜 에테르로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상이 본 발명의 제2에폭시 화합물로 사용될 수 있다.
한편, 상기 제2에폭시 화합물은 호모폴리머의 유리전이온도가 0℃ 내지 60℃ 정도인 것이 보다 바람직하다
한편, 이로써 한정되는 것은 아니나, 본 발명의 경우, 상기 에폭시 화합물로 에폭시화 지방족 고리기를 하나 이상 포함하는 제1에폭시 화합물 및 글리시딜에테르기를 하나 이상 포함하는 제2에폭시 화합물의 조합을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
다음으로, 상기 필름 적층체를 연신하는 단계에 있어서, 상기 연신은 45℃ 내지 55℃의 온도에서 수행된다. 본 발명자들의 연구에 따르면, 기재 필름으로 열가소성 폴리우레탄 필름을 사용하고, 연신 온도에서 연신을 수행할 경우, 투과도, 편광도 및 색감 등의 광학 물성이 매우 우수하게 나타나는 것으로 밝혀졌다.
한편, 상기 연신은 5배 내지 15배, 바람직하게는 5배 내지 10배의 연신 배율로 수행될 수 있으며, 광학 물성을 고려할 때, 6배 내지 8배의 연신 배율로 수행되는 것이 특히 바람직하다.
한편, 상기 연신은 습식 연신 또는 건식 연신으로 수행될 수 있으며, 특별히 제한되는 것은 아니나, 습식 연신을 실시하는 경우, 건식 연신에 비해 열가소성 폴리우레탄 필름과 폴리비닐알코올계 필름의 표면 부착력이 강해지기 때문에 별도의 접착 수단이 없이 안정적으로 연신을 수행할 수 있다는 점에서 보다 바람직하다.
한편, 상기 연신 단계는, 폴리비닐알코올계 필름에 요오드 및/또는 이색성 염료를 염착시키는 단계 및/또는 상기 염착된 요오드 및/또는 이색성 염료를 폴리비닐알코올계 필름에 가교시키는 단계 중 적어도 하나 이상의 단계와 함께 수행될 수 있다.
예를 들면, 상기 연신을 요오드 및/또는 이색성 염료와 붕산을 포함하는 수용액 내에서 수행함으로써, 염착, 가교 및 연신 공정을 동시에 수행할 수 있다. 또는, 상기 연신 단계 전에 필름 적층체를 요오드 및/또는 이색성 염료를 포함하는 수용액에 침지시켜 염착 단계를 수행한 후에, 상기 염착이 완료된 필름 적층체를 붕산 수용액에 침지시키고, 붕산 수용액 내에서 연신을 수행함으로써, 가교 단계와 연신 단계를 함께 수행할 수도 있다.
한편, 상기 연신 단계는 붕산 농도가 1 내지 5% 정도, 바람직하게는 1 내지 4% 정도, 더 바람직하게는, 1 내지 3% 정도인 붕산 수용액에서 수행되는 것이 특히 바람직하다. 상기 농도 범위를 만족하는 붕산 수용액에서 연신을 수행할 경우, 편광자의 편광도가 향상되는 효과가 있기 때문이다.
한편, 상기 연신은 폴리비닐알코올계 필름의 두께가 10㎛이하가 되도록 수행하는 것이 바람직하며, 예를 들면, 폴리비닐알코올계 필름의 두께가 1㎛ 내지 10㎛, 3㎛ 내지 10㎛ 또는 1㎛ 내지 5㎛ 정도가 되도록 수행하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 연신은 폴리비닐알코올계 필름의 폭 수축율은 30% 내지 80% 정도, 바람직하게는 60% 내지 80% 정도가 되도록 수행되는 것이 바람직하다. 폴리비닐알코올계 필름의 폭 수축율이 상기 수치 범위를 만족할 경우, 우수한 광학 물성을 얻을 수 있기 때문이다.
한편, 상기 연신 단계 이후에 필요에 따라, 상기 필름 적층체를 건조하는 단계를 수행할 수 있다. 이때, 상기 건조는, 이로써 한정되는 것은 아니나, 편광자의 광학 특성을 고려할 때, 20℃ 내지 100℃, 더 바람직하게는 40℃ 내지 90℃ 정도의 온도에서 수행되는 것이 바람직하며, 상기 건조 시간은 1분 내지 10분 정도인 것이 바람직하다.
한편, 상기 필름 적층체의 연신 후에 연신 폴리비닐알코올계 필름과 연신된 폴리우레탄 필름 사이의 부착력은 2N/2cm 이하, 바람직하게는, 0.1 내지 2N/2cm 정도, 더 바람직하게는 0.1 내지 1N/2cm 정도일 수 있다. 연신 폴리우레탄 필름과 연신 폴리비닐알코올 필름 사이의 부착력이 상기 범위를 만족할 경우, 분리 과정에서 표면 손상을 최소화할 수 있기 때문이다. 본 발명의 제조 방법에 따르면, 폴리비닐알코올계 필름과 폴리우레탄 필름 사이에 접착제층이 형성되어 있는 경우, 연신에 의해 폴리비닐알코올계 필름과 폴리우레탄 필름뿐 아니라 접착제층도 함께 연신되기 때문에, 접착제층의 두께가 연신 전 대비 10 ~ 50% 수준으로 감소하게 되며, 그 결과 폴리비닐알코올계 필름과 폴리우레탄 필름 사이의 부착력이 2N/2cm 이하로 저하되어 분리하기 쉬운 상태가 된다. 한편, 상기 부착력은 2cm 길이의 샘플 필름들을 부착하였을 때 측정되는 부착력이며, 구체적인 측정 방법은 도 1에 도시되어 있다. 본 발명에 있어서, 상기 필름들 사이의 부착력은, 도 1에 도시된 바와 같이, 필름 적층체의 폴리비닐알코올 필름(A)을 샘플 홀더(H)로 고정한 후, 필름 적층체의 면 방향에 대해 수직한 방향으로 힘을 가하여 폴리우레탄 필름(B)으로부터 폴리비닐알코올 필름(A)을 박리하면서 측정한 박리력(Peel Strength)의 크기를 말하며, 이때 측정 기기로는 Stable Micro Systems사의 Texture Analyzer (모델명: TA-XT Plus)를 사용하였다.
다음으로, 상기 연신된 폴리비닐알코올계 필름을 상기 열가소성 폴리우레탄 필름으로부터 분리한다. 상기 분리 단계는 폴리비닐알코올계 필름 또는 열가소성 폴리우레탄 필름에 약한 박리력을 가하여 양 필름을 이탈시키는 방법으로 수행될 수 있다. 이때, 상기 박리력은 2N/2cm 이하인 것이 바람직하며, 예를 들면, 0.1 내지 2N/2cm, 0.1 내지 1N/2cm 정도일 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 경우, 코팅이나 공압출을 이용하여 적층된 경우에 비해, 폴리비닐알코올계 필름과 고분자 필름을 분리하는데 요구되는 박리력이 매우 약하기 때문에 별다른 공정이나 장비 없이도 두 필름을 쉽게 분리할 수 있을 뿐 아니라, 분리 공정에서 폴리비닐알코올계 필름의 손상이 적어 매우 우수한 광학 성능을 나타낸다.
한편, 상기와 같은 본 발명의 박형 편광자 제조 방법은, 당해 기술 분야에 잘 알려져 있는 시트-투-시트(sheet-to-sheet) 공정, 시트-투-롤(sheet-to-roll) 공정 또는 롤-투-롤(roll-to-roll) 공정 등을 통해 수행될 수 있다. 이때, 시트-투-시트 공정은 원료 필름(즉, 폴리비닐알코올계 필름 및 폴리우레탄 필름)으로 일정한 크기로 재단되어 있는 매엽형 필름을 사용하는 방법이며, 시트-투-롤 공정은 원료 필름 중 하나로는 길이가 긴 필름이 권취된 롤형 필름을 사용하고, 다른 원료 필름으로는 일정한 크기로 재단되어 있는 매엽형 필름을 사용하는 방법을 말한다. 또한, 롤-투-롤 공정은 원료 필름으로 롤형 필름을 사용하는 방법이다. 공정의 연속성 및 생산성을 고려할 때, 이 중에서도 롤-투-롤 공정을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
예를 들면, 본 발명의 제조 방법은, 폴리우레탄 필름 롤과 폴리비닐알코올계 필름 롤로부터 폴리비닐알코올계 필름과 폴리우레탄 필름을 권출하면서 폴리우레탄 필름과 폴리비닐알코올계 필름을 부착시켜 필름 적층체를 형성하는 단계, 및 상기 필름 적층체를 45℃ 내지 55℃의 온도에서 연신하는 단계; 및 상기 열가소성 폴리우레탄 필름과 폴리비닐알코올계 필름을 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 상기 폴리우레탄 필름과 폴리비닐알코올계 필름은 부착된 후, 롤 형상으로 재권취된 다음, 재권취된 필름 적층체 롤로부터 필름 적층체를 권출하여 연신 공정에 투입될 수도 있고, 또는 재권취 없이 바로 연신 공정에 투입될 수 있다.
또한, 상기 분리 단계는 폴리우레탄 필름과 폴리비닐알코올계 필름 사이에 박리 수단(예를 들면, 박리 롤)을 삽입하여, 폴리우레탄 필름과 폴리비닐알코올계 필름의 계면을 분리시킨 다음, 분리된 폴리우레탄 필름과 폴리비닐알코올계 필름을 서로 다른 롤에 권취하는 방법으로 수행될 수 있다.
상기와 같은 방법에 의해 제조된 본 발명의 편광자는 그 두께가 10㎛ 이하, 예를 들면, 1㎛ 내지 10㎛, 3㎛ 내지 10㎛ 또는 1㎛ 내지 5㎛ 정도로 매우 얇다. 또한, 이와 같이 얇은 두께에서도, 단체 투과도가 40 ~ 45% 정도이며, 편광도가 99.0% 이상, 바람직하게는 99.5% 이상, 더 바람직하게는 99.7% 이상으로 매우 우수한 광학 물성을 나타낸다.
또한, 본 발명의 편광자는 폭 방향에 대한 편광도 균일성이 매우 우수하다. 구체적으로는, 본 발명의 편광자는, 편광자의 폭 방향을 따라 등간격으로 위치하는 10개의 점에서 측정된 편광도의 표준 편차가 0.002% 이하이다. 이와 같이 본 발명의 편광자의 폭 방향 편광도 균일성이 우수한 것은 기재 필름으로 사용되는 폴리우레탄 필름의 열 수축 특성이 폴리비닐알코올계 필름과 유사하여 폴리비닐알코올계 필름의 폭 방향 전 영역에 걸쳐 연신이 균일하게 이루어질 수 있기 때문인 것으로 판단된다.
한편, 상기와 같은 본 발명의 편광자에 일면 또는 양면에 투명 필름을 적층하여 편광판을 형성할 수 있다. 이때 상기 투명 필름으로는, 당해 기술 분야에서 편광자 보호 필름 또는 위상차 필름으로 사용되는 다양한 필름들이 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 셀룰로오스계 필름, 아크릴계 필름, 사이클로올레핀계 필름 등이 사용될 수 있다.
편광자와 투명 필름의 적층은 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술 분야에 잘 알려진 접착제 또는 점착제 등을 이용하여 수행될 수 있다. 이때 상기 점착제 또는 접착제는 사용되는 투명 필름의 재질 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있으며, 예를 들면, 투명 필름으로 TAC을 사용하는 경우에는 폴리비닐알코올계 접착제와 같은 수계 접착제를 이용할 수 있고, 투명 필름으로 아크릴 필름이나 COP 필름 등을 사용하는 경우에는 아크릴계 접착제, 에폭시계 접착제와 같은 광 경화 또는 열경화성 접착제를 이용할 수 있다.
한편, 상기 편광자와 투명 필름의 적층 방식은, 특별히 제한되는 것은 아니나, 생산성 측면에서 편광자 필름 롤과 투명 필름 롤을 이용한 롤-투-롤 방식으로 이루어지는 것이 바람직하다. 롤-투-롤 방식으로 편광자와 투명 필름을 적층하여 편광판을 제조하는 방법은 당해 기술 분야에 잘 알려져 있으므로, 구체적인 설명은 생략한다. 이와 같이 롤-투-롤 방식으로 편광판을 제조할 경우, 장척의 롤형 편광판을 얻을 수 있다.
한편, 상기 본 발명의 편광판은, 투명 필름 이외에 휘도향상필름, 프라이머층, 하드코팅층, 방현층, 반사 방지층 또는 액정 패널과의 부착을 위한 점착층 등과 같은 다른 기능성 광학층을 추가로 포함할 수 있다. 이들 광학층은 형성 방법은 특별히 한정되지 않으며, 당해 기술 분야에 잘 알려진 공지의 방법을 이용할 수 있다.
본 발명의 편광판은 종래의 편광판에 비해 그 두께가 매우 얇으면서도 우수한 광학 특성을 가져, 액정표시패널, 유기전계발광장치 등과 같은 디스플레이 장치에 유용하게 사용될 수 있다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
실시예 1
두께 60㎛의 폴리우레탄 필름 양면에 30㎛ 두께의 폴리비닐알코올 필름을 부착하여 필름 적층체를 제조하였다. 그런 다음, 상기 필름 적층체를 25℃ 순수 용액에서 15초간 팽윤(swelling)시킨 후, 0.3wt% 농도 및 25℃의 요오드 용액에서 60초간 염착 공정을 진행하였다. 그런 다음, 상기 필름 적층체를 붕산 1wt% 용액에서 15초간 세정한 후, 45℃의 붕산 2wt% 용액에서 7배 연신 공정을 진행하였다. 연신 이후 5wt%의 KI 용액에서 보색 공정을 거친 후, 80℃ 오븐에서 5분간 건조 공정을 진행하였다. 그런 다음, 폴리우레탄 필름과 폴리비닐알코올 필름을 분리하여, 최종적으로 두께 7.5㎛의 박형 편광자를 제조하였다.
실시예 2
연신 공정을 50℃의 붕산 2wt% 용액에서 수행한 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 박형 편광자를 제조하였다.
실시예 3
연신 공정을 55℃의 붕산 2wt% 용액에서 수행한 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 박형 편광자를 제조하였다.
실험예 1
상기 실시예 1 ~ 3에 의해 제조된 박형 편광자의 단체 투과도, 편광도 및 단체 색상, 직교 색상 등의 광학 물성을 JASCO V-7100 Spectrophotometer로 측정하였다. 측정 결과는 [표 1]에 나타내었다.
구분 연신온도 단체 투과도
(Ts, %)		 편광도
(DOP, %)		 단체 색상 직교 색상
a b a b
실시예 1 45℃ 42.10 99.6714 -0.13 1.10 2.14 -4.51
실시예 2 50℃ 42.09 99.9226 -0.27 1.73 1.41 -2.65
실시예 3 55℃ 42.01 99.9219 -0.37 1.63 1.37 -2.83
상기 [표 1]에 도시된 바와 같이, 기재 필름으로 폴리우레탄 필름을 사용할 경우, 편광도가 99.5% 이상으로 광학 특성이 우수하며, 이 중에서도, 연신 온도가 50℃ ~ 55℃인 경우에는 편광도가 99.9% 이상으로 광학 특성이 특히 우수함을 알 수 있다.
실시예 4
두께 60㎛의 폴리우레탄 필름 양면에 30㎛ 두께의 폴리비닐알코올 필름을 부착하여 필름 적층체를 제조하였다. 그런 다음, 상기 필름 적층체를 25℃ 순수 용액에서 15초간 팽윤(swelling)시킨 후, 0.27wt% 농도 및 25℃의 요오드 용액에서 60초간 염착 공정을 진행하였다. 그런 다음, 상기 필름 적층체를 붕산 1wt% 용액에서 15초간 세정한 후, 50℃의 붕산 2wt% 용액에서 7배 연신 공정을 진행하였다. 연신 이후 5wt%의 KI 용액에서 보색 공정을 거친 후, 80℃ 오븐에서 5분간 건조 공정을 진행하였다. 그런 다음, 폴리우레탄 필름과 폴리비닐알코올 필름을 분리하여, 최종적으로 두께 7.5㎛의 박형 편광자를 제조하였다.
실시예 5
연신 공정을 붕산 2.5wt% 용액에서 수행한 점을 제외하고는, 실시예 4와 동일한 방법으로 박형 편광자를 제조하였다.
실시예 6
연신 공정을 붕산 3.5wt% 용액에서 수행한 점을 제외하고는, 실시예 4와 동일한 방법으로 박형 편광자를 제조하였다.
실험예 2
상기 실시예 4 ~ 6에 의해 제조된 박형 편광자의 단체 투과도, 편광도 및 단체 색상, 직교 색상 등의 광학 물성을 JASCO V-7100 Spectrophotometer로 측정하였다. 측정 결과는 [표 2]에 나타내었다.
구분 단체 투과도
(Ts, %)		 편광도
(DOP, %)		 단체 색상 직교 색상
a b a b
실시예 4 43.02 99.6269 -0.15 1.52 1.90 -2.00
실시예 5 43.20 99.5939 -0.25 1.69 1.26 -2.70
실시예 6 43.01 99.2278 -0.14 1.75 1.55 -1.04
상기 [표 2]를 통해, 폴리우레탄 기재 필름을 사용할 경우, 붕산 농도가 3.5중량% 수준일 경우, 붕산 농도가 각각 2.0중량%, 2.5중량%인 실시예 4 및 5에 비해 편광도가 상대적으로 저하됨을 알 수 있다.
실시예 7
두께 60㎛의 폴리우레탄 필름 양면에 30㎛ 두께의 폴리비닐알코올 필름을 부착하여 필름 적층체를 제조하였다. 그런 다음, 상기 필름 적층체를 25℃ 순수 용액에서 15초간 팽윤(swelling)시킨 후, 0.29wt% 농도 및 25℃의 요오드 용액에서 60초간 염착 공정을 진행하였다. 그런 다음, 상기 필름 적층체를 붕산 1wt% 용액에서 15초간 세정한 후, 50℃의 붕산 2wt% 용액에서 6.5배 연신 공정을 진행하였다. 연신 이후 5wt%의 KI 용액에서 보색 공정을 거친 후, 80℃ 오븐에서 5분간 건조 공정을 진행하였다. 그런 다음, 폴리우레탄 필름과 폴리비닐알코올 필름을 분리하여, 최종적으로 두께 7.5㎛의 박형 편광자를 제조하였다.
실시예 8
연신 배율을 7배로 한 점을 제외하고는, 실시예 7과 동일한 방법으로 박형 편광자를 제조하였다.
실시예 9
연신 배율을 7.5배로 한 점을 제외하고는, 실시예 7과 동일한 방법으로 박형 편광자를 제조하였다.
실험예 3
상기 실시예 7 ~ 9에 의해 제조된 박형 편광자의 단체 투과도 및 편광도를 JASCO V-7100 Spectrophotometer로 측정하였다. 측정 결과는 [표 3]에 나타내었다.
구분 단체투과도(Ts, %) 편광도(DOP, %)
실시예 7 42.37 99.7593
실시예 8 42.35 99.9086
실시예 9 41.60 99.8564
비교예 1
두께 60㎛의 폴리우레탄 필름 대신 두께 90㎛의 폴리에틸렌 필름을 사용한 점을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 박형 편광자를 제조하였다.
비교예 2
두께 60㎛의 폴리우레탄 필름 대신 두께 50㎛의 폴리프로필렌 필름을 사용한 점을 제외하고는 실시예 8과 동일한 방법으로 박형 편광자를 제조하였다.
비교예 3
두께 60㎛의 폴리우레탄 필름 대신 두께 40㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용한 점을 제외하고는 실시예 8과 동일한 방법으로 박형 편광자를 제조하고자 하였으나, 연신 도중 파단이 발생하여 박형 편광자 제조가 불가능하였다. 도 2에는 본 비교예 3의 연신 과정에서의 필름 적층체의 상태를 보여주는 사진이 도시되어 있다.
비교예 4
연신 공정을 40℃의 붕산 2wt% 용액에서 수행한 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 박형 편광자를 제조하였다.
비교예 5
연신 공정을 60℃의 붕산 2wt% 용액에서 수행한 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 박형 편광자를 제조하였다.
실험예 4 : 광학 물성 측정
상기 비교예 1 ~ 3, 4 및 5에 의해 제조된 박형 편광자의 단체 투과도, 편광도 및 단체 색상, 직교 색상 등의 광학 물성을 JASCO V-7100 Spectrophotometer로 측정하였다. 측정 결과는 [표 4]에 나타내었다.
구분 단체 투과도
(Ts, %)		 편광도
(DOP, %)		 단체 색상 직교 색상
a b a b
비교예 1 43.29 93.0947 1.35 0.62 5.93 -1.90
비교예 2 42.56 98.7137 0.25 1.12 2.97 -2.68
비교예 4 41.91 98.5201 -0.39 1.58 1.32 -2.91
비교예 5 42.32 98.4843 -0.06 0.84 2.14 -4.02
상기 [표 1]~[표 4]를 통해, 기재 필름으로 폴리우레탄 필름을 사용한 실시예 1 ~ 9에 의해 제조된 편광자의 경우, 단체 투과도, 편광도, 색감 등의 광학 물성이 다른 종류의 기재 필름을 사용한 비교예 1 및 2에 의해 제조된 편광자에 비해 매우 우수한 것을 알 수 있다.
실험예 5 : 편광도 균일성 평가
상기 실시예 2 및 비교예 1에 의해 제조된 편광자들 각각에 대해, 편광자의 폭 방향을 따라 등간격으로 위치하는 10개의 점에서 편광도를 측정한 후, 측정된 편광도의 표준편차 값을 계산하였다. 측정 결과는 하기 [표 5]에 나타내었다.
위치 편광도(%)
실시예 2 비교예 1
1 99.9238 93.1204
2 99.9206 93.0546
3 99.9211 93.0746
4 99.9228 93.1045
5 99.9244 93.1605
6 99.9241 93.1732
7 99.9227 93.0846
8 99.9219 93.0582
9 99.9207 93.0284
10 99.9235 92.0875
평균 99.9226 93.0947
표준편차 0.0014 0.0461
H: 홀더
A: 폴리비닐알코올계 필름
B: 고분자 필름
MD: 종연신 방향

Claims (16)

  1. 열가소성 폴리우레탄 필름의 적어도 일면에 인력 또는 접착제를 이용하여 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 부착하여 필름 적층체를 형성하는 단계;
    상기 필름 적층체를 45℃ 내지 55℃의 온도에서 연신하는 단계; 및
    상기 열가소성 폴리우레탄 필름과 폴리비닐알코올계 필름을 분리하는 단계를 포함하는 박형 편광자의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연신하는 단계는 50℃ 내지 55℃의 온도에서 수행되는 것인 박형 편광자의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연신하는 단계는 5배 내지 15배의 연신 배율로 수행되는 것인 박형 편광자의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름은 두께가 10㎛ 내지 60㎛인 박형 편광자의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연신하는 단계는 붕산 농도가 1 내지 5%인 붕산 수용액에서 수행되는 것인 박형 편광자의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 연신하는 단계는 붕산 농도가 1 내지 3%인 붕산 수용액에서 수행되는 것인 박형 편광자의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 연신하는 단계는 폴리비닐알코올계 필름의 두께가 10㎛ 이하가 되도록 수행되는 것인 박형 편광자의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 연신하는 단계는 폴리비닐알코올계 필름의 폭 수축율이 30% ~ 80%이 되도록 수행되는 것인 박형 편광자의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 연신하는 단계 이후에 연신된 폴리비닐알코올계 필름과 연신된 고분자 필름 사이의 부착력이 2N/2cm 이하인 박형 편광자의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 폴리우레탄 필름과 폴리비닐알코올계 필름을 분리하는 단계는 2N/2cm 이하의 박리력을 가하여 수행되는 것인 박형 편광자의 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 연신하는 단계 전에 상기 필름 적층체에 요오드 및 이색성 염료 중 적어도 하나를 염착시키는 단계를 더 포함하는 박형 편광자의 제조 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 연신하는 단계 이후에 연신된 필름 적층체를 건조하는 단계를 더 포함하는 박형 편광자의 제조 방법.
  13. 두께가 10㎛ 이하이고,
    단체 투과도가 40% 내지 43%이며,
    편광도가 99.0% 이상이고,
    편광자의 폭 방향을 따라 등간격으로 위치하는 10개의 점에서 측정된 편광도의 표준편차가 0.002% 이하인 박형 편광자.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 편광도가 99.5% 이상인 박형 편광자.
  15. 청구항 13의 박형 편광자를 포함하는 편광판.
  16. 청구항 15의 편광판을 포함하는 디스플레이 장치.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101460477B1 (ko) * 2013-06-18 2014-11-10 주식회사 엘지화학 연신 적층체, 박형 편광자의 제조 방법, 이를 이용하여 제조되는 박형 편광자 및 이를 포함하는 편광판
JP6105794B1 (ja) * 2015-11-27 2017-03-29 住友化学株式会社 偏光子の製造方法
JP6105795B1 (ja) * 2015-11-27 2017-03-29 住友化学株式会社 偏光子の製造方法
JP2019194655A (ja) * 2017-09-13 2019-11-07 日東電工株式会社 偏光板、偏光板ロール、および偏光膜の製造方法
JP6513271B1 (ja) * 2017-09-13 2019-05-15 日東電工株式会社 偏光膜、偏光板、偏光板ロール、および偏光膜の製造方法
JP6513270B1 (ja) * 2017-09-13 2019-05-15 日東電工株式会社 偏光膜、偏光板、偏光板ロール、および偏光膜の製造方法
JP6513269B1 (ja) * 2017-09-13 2019-05-15 日東電工株式会社 偏光膜、偏光板、偏光板ロール、および偏光膜の製造方法
JP2019194659A (ja) * 2017-09-13 2019-11-07 日東電工株式会社 偏光板および偏光板ロール
JP7096700B2 (ja) * 2017-09-13 2022-07-06 日東電工株式会社 偏光膜、偏光板、偏光板ロール、および偏光膜の製造方法
JP2019197204A (ja) * 2019-02-12 2019-11-14 日東電工株式会社 偏光板および偏光板ロール
JP2019197206A (ja) * 2019-02-12 2019-11-14 日東電工株式会社 偏光板および偏光板ロール
JP2019197205A (ja) * 2019-02-12 2019-11-14 日東電工株式会社 偏光板および偏光板ロール
CN114829996B (zh) 2019-12-23 2024-10-01 3M创新有限公司 光学叠堆和显示器
WO2022113958A1 (ja) * 2020-11-26 2022-06-02 株式会社クラレ 偏光フィルムの製造方法及び偏光フィルム

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5169644A (ko) * 1974-12-13 1976-06-16 Sakurai Kogaku Kogyosho Kk
JPH10153709A (ja) 1996-11-22 1998-06-09 Tokai Rubber Ind Ltd 偏光フィルムの製造方法
JPH11258424A (ja) 1998-03-12 1999-09-24 Nitto Denko Corp フィルム偏光板の保護構造
JPH11326639A (ja) 1998-05-19 1999-11-26 Nitto Denko Corp 反射型偏光板
JP4279944B2 (ja) 1999-06-01 2009-06-17 株式会社サンリッツ 偏光板の製造方法
JP2004070290A (ja) * 2002-06-10 2004-03-04 Toray Ind Inc 偏光板
US7038746B2 (en) * 2003-03-31 2006-05-02 Sumitomo Chemical Company, Limited Laminated polarizing film
JP2006201736A (ja) 2004-08-03 2006-08-03 Jsr Corp 偏光板およびその製造方法
JP4714740B2 (ja) * 2005-04-26 2011-06-29 帝人株式会社 偏光板
JP4856989B2 (ja) 2005-08-17 2012-01-18 富士フイルム株式会社 光学樹脂フィルム、これを用いた偏光板および液晶表示装置
JP2009098653A (ja) 2007-09-27 2009-05-07 Nitto Denko Corp 偏光板、光学フィルムおよび画像表示装置
JP5056312B2 (ja) * 2007-09-28 2012-10-24 ソニー株式会社 延伸シートの製造方法および異方性光学シートの製造方法
JP5061309B2 (ja) * 2008-07-22 2012-10-31 フジコピアン株式会社 光硬化型接着剤組成物を用いた偏光板
US8776144B2 (en) 2008-10-16 2014-07-08 Industrial Technology Research Institute Mobile TV system and method for synchronizing the rendering of streaming services thereof
JP5335401B2 (ja) 2008-12-19 2013-11-06 富士フイルム株式会社 偏光フィルム及び偏光フィルムの製造方法、偏光板及び偏光板の製造方法、並びに乗り物用映り込み防止フィルム
WO2010100917A1 (ja) * 2009-03-05 2010-09-10 日東電工株式会社 薄型高機能偏光膜およびその製造方法
JP5451235B2 (ja) * 2009-07-31 2014-03-26 富士フイルム株式会社 複屈折パターンを有する物品の製造方法及び複屈折パターン作製材料
JP5885955B2 (ja) * 2011-08-01 2016-03-16 住友化学株式会社 偏光板の製造方法
JP5584259B2 (ja) 2012-08-03 2014-09-03 住友化学株式会社 両面積層フィルム、両面偏光性積層フィルム、両面貼合フィルムおよび片面貼合フィルム
KR101498822B1 (ko) * 2012-11-16 2015-03-05 주식회사 엘지화학 박형 편광자의 제조 방법, 이를 이용하여 제조된 박형 편광자 및 편광판
KR101498823B1 (ko) 2012-11-16 2015-03-05 주식회사 엘지화학 박형 편광자의 제조 방법, 이를 이용하여 제조된 박형 편광자 및 편광판
KR101584440B1 (ko) * 2013-06-18 2016-01-11 주식회사 엘지화학 박형 편광자, 그의 제조 방법, 이를 포함하는 편광판 및 디스플레이 장치

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