JP2016535159A - 光学フィルム用樹脂組成物、これを用いて形成された光学フィルム、これを含む偏光板及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、樹脂組成物及びこれを用いて形成された光学フィルムに関し、アルキルメタクリレート系単量体、スチレン系単量体、フェニルマレイミド系単量体及びアルキルアクリレート系単量体を重合して形成された共重合体樹脂組成物及びこれを用いて形成された光学フィルムに関する。本発明に係る樹脂組成物は、フィルムの押出時に刺激的な匂いが低減され、耐熱性及び熱安定性に優れる。

Description

本発明は、樹脂組成物及びこれを用いて形成された光学フィルムに関し、より詳細には、アルキルメタクリレート系単量体、スチレン系単量体、フェニルマレイミド系単量体及びアルキルアクリレート系単量体を重合して形成された共重合体を含む光学フィルム用樹脂組成物、これを用いて形成された光学フィルム、これを含む偏光板及び画像表示装置に関する。

近年、光学技術の発展によって、従来のブラウン管（ＣＲＴ）を代替するプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機ＥＬディスプレイ（ＬＥＤ）などのような多様なディスプレイ技術が提案され、市販されている。一方、このようなディスプレイ装置には、偏光フィルム、偏光子保護フィルム、位相差フィルム、導光板、プラスチック基板のような多様なポリマーフィルムが使用されており、このようなディスプレイ用のポリマー素材は、その要求特性がさらに高度化しつつある傾向にある。

現在、ディスプレイ用ポリマーフィルムとして最も多く使用されているものは、偏光板保護フィルムなどとして使用されるトリアセチルセルロースフィルム（ＴｒｉＡｃｅｔｙｌ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ， ＴＡＣ）であり、ＴＡＣフィルムは高温または高湿の雰囲気下で長期間使用する場合、偏光度が低下し、偏光子とフィルムとが分離するか、光特性が低下する問題点がある。このような問題点を解決するために、ＴＡＣフィルムの代案として、 ポリスチレン、メチルメタクリレートのようなアクリル、またはポリカーボネート系列のポリマーフィルムが提案された。これらポリマーフィルムの場合、耐熱性に優れるという長所があるが、ポリスチレンやポリカーボネートフィルムの場合、ポリマー内に芳香族環を持つため、配向時に複屈折が発生して光学特性に悪影響を及ぼすという問題点があり、メチルメタクリレートの場合、ポリスチレンやポリカーボネートに比べて位相差値が相対的に少ないが、高精度が要求される液晶素子のような光学用素材に適用するには十分ではない。

このような問題点を解決するために、耐熱性に優れながらも位相差値の低いポリマーフィルム用素材として、単量体またはポリマーを共重合するかブレンドする方法が提案された。一例として、耐熱性に優れた樹脂組成物を得るために、マレイミド系単量体を使用する方法が提案され、実際にシクロヘキシルマレイミドを使用する頻度が高くなっている。特に、従来、耐熱性樹脂として、メチルメタクリレート、シクロマレイミド及びα−メチルスチレンの共重合体が主に用いられて来た。しかしながら、上記シクロヘキシルマレイミドの場合、環境規制を受ける物質であり、特に樹脂組成物をフィルム押出する際、樹脂内に残留されたシクロヘキシルマレイミドによって刺激的で有害な匂いが発生し、これにより生産効率が低下し、工程が不安定であるという問題点があった。

本発明は、上記のような問題点を解決するためのものであって、従来の樹脂組成物をフィルム押出する際に発生する匂いを抑制し、熱安定性が向上した光学フィルム用樹脂組成物及びこれを用いて製造された光学フィルム、偏光板及びこれを含む画像表示装置を提供するためのものである。

このために、本発明は、アルキルメタクリレート系単量体、スチレン系単量体、フェニルマレイミド系単量体及びアルキルアクリレート系単量体を重合して形成された共重合体を含む光学フィルム用樹脂組成物を提供する。

このとき、上記樹脂組成物は、樹脂組成物内に残留する未反応のフェニルマレイミド系単量体の含量が、全体組成物に対して３０ｐｐｍ以下であることが好ましい。

このとき、上記樹脂組成物は、ポリカーボネートをさらに含むことができる。

また、上記共重合体は、共重合体１００重量部を基準に、アルキルメタクリレート系単量体７０ないし９８重量部、スチレン系単量体０．１ないし１０重量部、フェニルマレイミド系単量体１ないし１５重量部；及びアルキルアクリレート系単量体０．１ないし５重量部を含むことが好ましい。

このとき、上記フェニルマレイミド系単量体とアルキルアクリレート系単量体との重量比が、２：１ないし７：１であることが好ましい。

一方、上記光学フィルム用樹脂組成物は、ガラス転移温度が１００℃ないし１５０℃であることが好ましく、熱重量分析装置（ＴＧＡ）で測定した２％重量減少温度が２８０℃以上であることが好ましい。

他の側面において、本発明は、上記光学フィルム用樹脂組成物を含む光学フィルムを提供する。

また他の側面において、本発明は、上記光学フィルムを含む偏光板及びこれを含む画像表示装置を提供する。

本発明に係る樹脂組成物は、フィルムの押出時に発生する匂いを低減させ、熱安定性に優れて生産効率性が向上するだけでなく、耐熱性及び光学特性に優れたフィルムを提供することができる。よって、本発明の樹脂組成物を用いて形成された光学フィルムは、多様な用途のディスプレイ装置に使用されることができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態を説明する。ところが、本発明の実施の形態は種々の他の形態に変形されることができ、本発明の範囲が以下で説明する実施の形態に限定されるものではない。また、本発明の実施の形態は、当該技術分野における平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。

まず、本発明の一側面によれば、アルキルメタクリレート系単量体、スチレン系単量体、フェニルマレイミド系単量体及びアルキルアクリレート系単量体を重合して形成された共重合体を含む光学フィルム用樹脂組成物が提供される。

本明細書において共重合体とは、本明細書で単量体として言及された要素が重合されて共重合体樹脂内で繰り返し単位として含まれることを意味し、本明細書で上記共重合体は、ブロック共重合体またはランダム共重合体であってもよいが、これに制限されるものではない。また、上記共重合体は、上記アルキルメタクリレート系単量体、スチレン系単量体、フェニルマレイミド系単量体及びアルキルアクリレート系単量体を重合して形成された共重合体を含む光学フィルム用樹脂組成物からなる四元共重合体に限定されるものではなく、本発明の目的を脱しない範囲内で、上述した単量体以外に他の単量体を共単量体としてさらに含むことができる。

また、各単量体の特性によって、これより製造される光学フィルムの位相差特性は、各成分の組成、延伸方向、延伸比及び延伸方法によって変わることができる。よって、本発明においては、上記各成分の組成と延伸方法を調節して光学フィルムを製造することができる。

本発明において、アルキルメタクリレート系単量体は、高透明な光学的特性を樹脂組成物またはフィルムに付与するためのものである。

上記アルキルメタクリレート系単量体のアルキル部分（ｍｏｉｅｔｙ）は、置換もしくは未置換のアルキル基であるかシクロアルキル基であってもよく、このとき、アルキル部分の炭素数は１ないし１０程度であることが好ましく、１ないし６であることがより好ましく、メチル基またはエチル基であることが最も好ましい。具体的に、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、ｔ−ブチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート及びシクロヘキシルメタクリレートからなる群より選択される少なくとも一つであってもよいが、これに制限されるものではない。

上記アルキルメタクリレート系単量体の含量は、共重合体１００重量部を基準に７０ないし９８重量部程度であり、８２ないし９７重量部程度であることがより好ましい。含量が上記範囲を満足する場合、光学特性に優れたフィルムを得ることができ、延伸時に発生する複屈折性を最小限に抑えることができる。

次に、本発明において、スチレン系単量体は、各単量体間の重合効率を向上して、製造された共重合体内に含まれた残留モノマーを低減できる効果を期待することができる。また、スチレン系単量体が含まれた樹脂組成物によって製造されたフィルムは、延伸位相差をより容易に制御することができて、優れた複屈折性を有するゼロ位相差フィルムを提供することができる。

一方、上記スチレン系単量体は、置換されていないスチレン単量体または置換されたスチレン単量体であってもよい。上記置換されたスチレン単量体は、ベンゼン環またはビニル基に脂肪族炭化水素またはヘテロ原子を含む置換基で置換されたスチレンであってもよい。例えば、スチレン、α−メチルスチレン、３−メチルスチレン、４−メチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、２，５−ジメチルスチレン、２−メチル−４−クロロスチレン、２，４，６−トリメチルスチレン、ｃｉｓ−β−メチルスチレン、ｔｒａｎｓ−β−メチルスチレン、４−メチル−α−メチルスチレン、４−フルオロ−α−メチルスチレン、４−クロロ−α−メチルスチレン、４−ブロモ−α−メチルスチレン、４−ｔ−ブチルスチレン、２−フルオロスチレン、３−フルオロスチレン、４−フルオロスチレン、２，４−ジフルオロスチレン、２，３，４，５，６−ペンタフルオロスチレン、２−クロロスチレン、３−クロロスチレン、４−クロロスチレン、２，４−ジクロロスチレン、２，６−ジクロロスチレン、オクタクロロスチレン、２−ブロモスチレン、３−ブロモスチレン、４−ブロモスチレン、２，４−ジブロモスチレン、α−ブロモスチレン及びβ−ブロモスチレンからなる群より選択された１種以上であってもよいが、これに限定されるものではない。より好ましくは、Ｃ_１−４アルキルまたはハロゲンで置換されたスチレンを使用することができる、より詳細に、上記スチレン系単量体は、スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−ブロモスチレン、ｐ−メチルスチレン及びｐ−クロロスチレンからなる群より選択される１種以上を使用することができ、最も好ましくは、スチレン、α−メチルスチレン及びｐ−メチルスチレンである。

上記スチレン系単量体の含量は、上記共重合体１００重量部を基準に０．１ないし１０重量部程度であることが好ましく、０．５ないし５重量部程度であることがより好ましい。スチレン系単量体の含量が上記範囲を満足する場合、残留モノマーが低減される効果、及び共重合体のガラス転移温度が増加される効果を得ることができ、フィルムの延伸位相差の調節が容易であって、フィルムの光学的特性の面でより好ましい効果を得ることができるからである。

本発明において、上記フェニルマレイミド系単量体は、樹脂組成物及びフィルムの熱安定性及び耐熱性を向上し、ポリカーボネート樹脂とのコンパウンディング相溶性を向上するためのものである。また、既存のシクロヘキシルマレイミドを使用するときとは違って、樹脂組成物の押出時に刺激的な匂いの発生を抑制することができる。

一般に、工程でマレイミド系残留モノマーは、加工過程で刺激的な匂いを発生させ、固体化しやすくて、光学フィルムの生産時に外観不良を発生させるおそれがある。しかし、フェニルマレイミド系単量体は、シクロヘキシルマレイミド単量体とは違って、置換されているフェニル基の影響で、単量体の化学的な構造が一定であって、アルキルメタクリレート系単量体及びスチレン系単量体と共重合体の形成が容易であり、耐熱性を向上することができ、重合時間が相対的に短いという長所がある。これにより、共重合体の形成後に樹脂内に残留するフェニルマレイミド系単量体の量がシクロヘキシルマレイミド系含有樹脂より非常に低く、残留する単量体によって発生する加工過程での匂いの発生を減少させることができる。

上記フェニルマレイミド系単量体の具体的な例としては、フェニルマレイミド、ニトロフェニルマレイミド、モノクロロフェニルマレイミド、ジクロロフェニルマレイミド、モノメチルフェニルマレイミド、ジメチルフェニルマレイミド、及びエチルメチルフェニルマレイミドからなる群より選択される少なくとも一つであることが好ましい。

上記フェニルマレイミド系単量体の含量は、共重合体１００重量部を基準に１ないし１５重量部程度であることが好ましく、２ないし１０重量部程度であることがより好ましい。フェニルマレイミド系単量体の含量が上記範囲を満足する場合、樹脂組成物またはフィルムの耐熱性が強化され、ポリカーボネート樹脂とよく混合し、析出なしでフィルムの製膜ができる。

一方、本発明において、上記アルキルアクリレート系単量体は、樹脂組成物に重合安定性及び熱安定性と延伸されたフィルムに強靭性を付与するためのものである。共重合体に、この構造単位を導入することにより、離型性などの成形加工性が向上し、工程中に熱による重量減少を防止するなど耐熱性に優れた組成物が得られる。

上記アルキルアクリレート系単量体のアルキル部分（ｍｏｉｅｔｙ）は、置換もしくは未置換のアルキル基であるかシクロアルキル基であってもよく、このとき、アルキル部分の炭素数は１ないし１０程度であることが好ましく、１ないし６であることがより好ましく、メチル基またはエチル基であることが最も好ましい。具体的に、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ヒドロキシメチルアクリレートまたはヒドロキシエチルアクリレートであってもよいが、これに制限されるものではない。

上記アルキルアクリレート系単量体の含量は、共重合体１００重量部を基準に０．１ないし５重量部程度であり、０．５ないし３．０重量部程度であることがより好ましい。含量が上記範囲を満足する場合、共重合体の形成時にアルキルメタクリレート系単量体とフェニルマレイミド系単量体との重合が容易になって、樹脂組成物内のフェニルマレイミド残留物を減少させる効果があり、樹脂の溶融過程で発生し得るフェニルマレイミドによる熱分解現象を克服することができ、フィルム延伸時に強靭性を付与して延伸工程が容易に進行される効果がある。

一方、上記フェニルマレイミド系単量体とアルキルアクリレート系単量体との重量比が、２：１ないし１０：１程度であることが好ましく、２：１ないし７：１程度であることがより好ましい。二つの単量体の重量比が上記範囲を満足する場合、共重合体の残留モノマーが低減されることができ、フィルムの加工時に押出機及びポリマーフィルター内のた滞留安定性が向上することができる。

一方、本発明の樹脂組成物は、樹脂組成物内に残留する未反応のフェニルマレイミド系単量体の含量が、全体組成物に対して３０ｐｐｍ以下であることが好ましく、２０ｐｐｍ以下であることがより好ましい。本発明の発明者らは、研究の結果、従来に耐熱性樹脂を構成する共重合体の単量体として主に使用するシクロヘキシルマレイミド単量体は、シクロヘキシル基の回転性が大きくて比較的重合度が劣ることを見出した。よって、共重合体の重合後に樹脂内に残留する単量体の量が多いだけでなく、上記シクロヘキシルマレイミド単量体は刺激的で有害な匂いが発生するので、工程上、問題点を起こす。しかしながら、フェニルマレイミド系単量体は、安定した芳香族環によって、シクロヘキシルマレイミド系単量体に比べて重合度に優れ、共重合体内に残留する単量体の量が極めて僅かであって、工程の安定性を向上する長所がある。

本発明の他の側面は、上記共重合体及びポリカーボネートを含む樹脂組成物に関する。

上記ポリカーボネートは、位相差調節のために添加されるものであって、全体樹脂組成物１００重量部を基準に０．１ないし１０重量部程度の含量で含まれ、１ないし５重量部程度で含まれるのが好ましい。上記ポリカーボネートがこれより少ない量で含まれる場合、延伸フィルムの厚さ方向位相差が正の方向に増加される問題があり、これを超過する量で含まれる場合、延伸フィルムの厚さ方向位相差が負の方向に増加される問題がある。また、１０重量部を超過する場合、アクリル系樹脂組成物と相溶性が低下して、白化現象が発生する問題がある。よって、上記範囲の組成によって、下記式１で定義される面方向位相差（Ｒ_ｉｎ）の絶対値及び下記式２で定義される厚さ方向位相差（Ｒ_ｔｈ）の絶対値をそれぞれ５ｎｍ、好ましくは３ｎｍ、より好ましくは０になるように含量を調節して添加することができる。

［式１］ Ｒ_ｉｎ＝（ｎ_ｘ−ｎ_ｙ）×ｄ、
［式２］ Ｒ_ｔｈ＝（ｎ_ｚ−ｎ_ｙ）×ｄ
上記式１及び式２において、
ｎ_ｘは、光学フィルムの面方向屈折率のうち最大の屈折率であり、
ｎ_ｙは、光学フィルムの面方向屈折率のうちｎ_ｘに垂直な方向の屈折率であり、
ｎ_ｚは、厚さ方向の屈折率であり、
ｄは、フィルムの厚さである。

一方、アクリル系共重合体樹脂とポリカーボネート樹脂とを含む本発明の樹脂組成物は、例えば、コンパウンディング法のような当該技術分野によく知られている方法を用いて製造されることができる。

さらに、上記樹脂組成物は、必要によって、当該技術分野で一般に使用される多様な添加剤、例えば、潤滑剤、酸化防止剤、ＵＶ安定剤、熱安定剤などをさらに含むことができる。このとき、上記添加剤は、樹脂組成物の物性を損なわない範囲内で適切な含量で含まれることができ、例えば、全体樹脂組成物１００重量部を基準に０．１ないし５重量部程度で含まれることができる。

一方、本発明に係る樹脂組成物のガラス転移温度は、１００℃ないし１５０℃程度であることが好ましく、１０５℃ないし１４０℃であることがより好ましく、１１０℃ないし１３０℃であることが最も好ましい。ガラス転移温度が１００℃未満の場合、耐熱性が足りなくて高温高湿の条件でフィルムの変形が生じやすく、それによって偏光板の変形が発生して液晶パネルの不均一性をもたらす問題がある。ガラス転移温度が１５０℃超過の場合、樹脂加工特性が非常に低下して、押出加工時に高い粘度によってフィルムの形成が難しくて生産性が低下する問題がある。

一方、本発明に係る樹脂組成物は熱安定性に優れる。一般に、アルキルメタクリレートを含む樹脂が射出成形や押出成形で実際に成形される２６０℃付近では、アルキルメタクリレートを含む樹脂特有のジッパー分解（ｚｉｐｐｅｒ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）が起きる。これは末端の二重結合が基点となって進行するものと知られている。これに対し、本発明は、この２６０℃付近での熱分解を抑制することで、成形不良を低減することができ、また、色調を悪化させることなく安定した光学物品の製造を実現することができる。本発明において、熱安定性は、熱重量分析装置（ＴＧＡ）を用いて評価した。窒素環境で、１０℃／ｍｉｎの速度で３０℃から５００℃まで昇温する過程で、樹脂の２％重量が減少される温度を測定して、その温度を比較して熱安定性と評価した。２％重量減少温度は２８０℃以上であることが好ましく、より好ましくは３００℃以上、最も好ましくは３２０℃以上である。

他の側面において、本発明は、上記本発明の樹脂組成物を含む光学フィルムに関する。

具体的に、本発明に係る光学フィルムは、上記樹脂組成物を得た後、フィルムを成形するステップを含んで製造されることができ、上記フィルムを一軸または二軸延伸するステップをさらに含むことができる。

本発明に係る光学フィルムの製造時には、当該技術分野に知られているいずれの方法、例えば、溶液キャスター法や押出法などを用いることができ、一例としては、溶融押出成形法を用いることができる。具体的に、上記樹脂組成物を真空乾燥して水分及び溶存酸素を除去した後、原料ホッパー（ｈｏｐｐｅｒ）から押出機を窒素置換したシングルまたはツイン押出機に供給し、高温で溶融して原料ペレットを得て、得られた原料ペレットを真空乾燥し、原料ホッパーから押出機までを窒素置換したシングル押出機で溶融した後、コートハンガー型のＴダイに通過させ、クロムめっきキャスティングロール及び乾燥ロールなどを経てフィルムを製造することができる。このとき、フィルム成形温度は、好ましくは１５０℃ないし３５０℃、より好ましくは２００℃ないし３００℃である。一方、上記のように、Ｔダイ法でフィルムを成形する場合には、公知の単軸押出機や二軸押出機の先端部にＴダイを装着し、フィルム状に押出されたフィルムを巻取してロール状のフィルムを得ることができる。このとき、巻取ロールの温度を適宜調整して押出方向に延伸を加えることで、一軸延伸することもできる。また、押出方向に垂直な方向にフィルムを延伸することで、同時二軸延伸、逐次二軸延伸などを施すこともできる。

一方、延伸工程が施される場合、延伸温度は、フィルム原料である樹脂組成物のガラス転移温度付近の範囲であることが好ましく、好ましくは（ガラス転移温度−３０℃）ないし（ガラス転移温度＋１００℃）、より好ましくは（ガラス転移温度−２０℃）ないし（ガラス転移温度＋８０℃）の範囲内である。延伸温度が（ガラス転移温度−３０℃）未満であれば、十分な延伸倍率が得られないおそれがある。逆に、延伸温度が（ガラス転移温度＋１００℃）を超過すれば、樹脂組成物の流動（フロー）が起きて、安定した延伸を行うことができないおそれがある。

面積比で定義した延伸倍率は、好ましくは１．１ないし２５倍、より好ましくは１．３ないし１０倍である。延伸倍率が１．１倍未満であれば、延伸に伴われる靭性の向上につながらないおそれがある。延伸倍率が２５倍を超過すると、延伸倍率を高めただけの効果が認められないおそれがある。

延伸速度は、一方向に好ましくは１０ないし２０，０００％／ｍｉｎ、より好ましくは１００ないし１０，０００％／ｍｉｎである。延伸速度が１０％／ｍｉｎ未満の場合には、十分な延伸倍率を得るために多少長時間かかかり、製造コストが高くなるおそれがある。延伸速度が２０，０００％／ｍｉｎを超過すれば、延伸フィルムの破断などが生じるおそれがある。

上記光学フィルムは、これの光学的等方性や機械的特性を安定化させるために、延伸処理後に熱処理（アーニリング）などを施すことができる。熱処理条件は特に制限されず、当業界に知られている任意の適切な条件を採用することができる。

上記のような方法を通じて、本発明の樹脂組成物を用いて形成された光学フィルムは、厚さが５μｍないし２００μｍであることが好ましいが、これに制限されるものではない。

上記のように本発明の樹脂組成物によって製造された光学フィルムは、熱膨張係数が５０ないし１００ｐｐｍ／℃、好ましくは５０ないし８０ｐｐｍ／℃であり、従来の光学フィルムに比べてＰＶＡ偏光フィルムとの熱膨張係数の差が非常に小さくて、偏光板への適用時に偏光板の寸法変化を効果的に抑制することができる。

また、上記光学フィルムの光透過度は９０％以上であり、ヘイズ（ｈａｚｅ）特性は０．６％以下、好ましくは０．３％以下の範囲を有することができる。透過度及びヘイズが上記範囲内であるとき、偏光板保護フィルムとしての使用に適しているからである。

一方、上記共重合体とポリカーボネートのコンパウンディング樹脂を用いて製造された光学フィルムの場合、５５０ｎｍの波長で下記式１で表される面方向位相差の絶対値及び下記式２で表される厚さ方向位相差の絶対値がそれぞれ５ｎｍ程度、好ましくは３ｎｍ程度と非常に小さくて、偏光板用保護フィルムとして非常に有用に使用されることができる。

［式１］ Ｒ_ｉｎ＝（ｎ_ｘ−ｎ_ｙ）×ｄ、
［式２］ Ｒ_ｔｈ＝（ｎ_ｚ−ｎ_ｙ）×ｄ
上記式１及び式２において、ｎ_ｘは、光学フィルムの面方向屈折率のうち最大の屈折率であり、ｎ_ｙは、光学フィルムの面方向屈折率のうちｎ_ｘに垂直な方向の屈折率であり、ｎ_ｚは、厚さ方向の屈折率であり、ｄは、フィルムの厚さである。

本発明の最後の側面は、上述した本発明の光学フィルムを含む偏光板及び上記偏光板を含む画像表示装置に関し、より具体的に説明すると、次の通りである。

本明細書において、偏光板は偏光子と保護フィルムとを含む状態を意味し、上記偏光子としては、ヨウ素または二色性染料を含むポリビニルアルコール（ＰＶＡ）からなるフィルムを使用することができる。上記偏光子は、ＰＶＡフィルムにヨウ素または二色性染料を染着させて製造されることができるが、これの製造方法は特に限定されない。

また、本発明に係る保護フィルムは、偏光子の両面に備えられてもよく、一面にのみ備えられてもよい。本発明の光学フィルムが偏光子の一面に備えられる場合、他の一面には、当該技術分野によく知られている偏光子保護フィルム、例えば、ＴＡＣフィルム、ＰＥＴフィルム、ＣＯＰフィルム、ＰＣフィルム、ノルボルネン系フィルムなどが備えられることができ、この中でも経済性などを考慮すると、ＴＡＣフィルムが特に好ましい。

一方、本発明の偏光板において、保護フィルムと偏光子とは、当技術分野に知られている方法で接着されることができる。例えば、接着剤を用いた接着方式によってなされることができる。すなわち、まず、保護フィルムまたは偏光子（偏光膜）であるＰＶＡフィルムの表面上にロールコーター、グラビアコーター、バーコーター、ナイフコーターまたはキャピラリーコーターなどを使用して接着剤をコーティングする。接着剤が完全に乾燥する前に保護フィルムと偏光膜とを貼り合わせロールで加熱圧着するか、常温圧着して接着する。ホットメルト型接着剤を用いる場合には、加熱圧着ロールを使用しなければならない。

上記保護フィルムと偏光子との貼り合わせ時に使用可能な接着剤は、ＰＶＡ接着剤、ポリウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、スチレンブタジエンゴム系（ＳＢＲ系）接着剤またはホットメルト型接着剤などがあるが、これらにのみ限定されない。上記ポリウレタン系接着剤を使用する場合、光によって黄変されない脂肪族イソシアネート系化合物を用いて製造されたポリウレタン系接着剤を用いることが好ましい。

また、本発明の偏光板は、液晶セルなどへの積層を容易にするために、さらに粘着剤層を有していることが好ましく、上記偏光板の一面または両面に配置することができる。上記粘着剤は、接着後に熱または紫外線によって十分硬化が起きて機械的強度が接着剤の水準に向上することが好ましく、界面接着力も大きくて粘着剤が貼り付けられた両方のフィルムのうちいずれか一方が破壊されずには剥離されない程度の粘着力を有することが好ましい。

使用可能な粘着剤は、光学的透明性に優れ、適当な湿潤性、凝集性や接着性の粘着特性を示すことが好ましい。具体的な例としては、アクリル系ポリマーやシリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエーテル、合成ゴムなどのポリマーを適切にベースポリマーとして調剤された粘着剤などが挙げられる。

一方、本発明の樹脂組成物を用いて製造した偏光板の場合、カール（ｃｕｒｌ）の発生が少ない特徴を有している。本発明において、カール（ｃｕｒｌ）とは、偏光板の試験片を２４℃、５０％ＲＨの環境下の水平テーブルの上に、試験片の凹んだ面が上を向くように置いたとき、発生した捩れにより生じた試験片の中心部と試験片の隅部との高さの差を言う。カールの発生が多いほど、粘着剤を用いた偏光板と液晶パネルとの貼り付け時に外部の空気が偏光板のカール部分に流入して、液晶パネルの外観上の品質を低下させる問題がある。

また、本発明は、上記偏光板を含む画像表示装置を提供し、より好ましくは液晶表示装置であってもよい。例えば、本発明に係る液晶表示装置は、液晶セル及びこの液晶セルの両面にそれぞれ備えられた第１偏光板及び第２偏光板を含む液晶表示装置であって、上記第１偏光板及び上記第２偏光板のうち少なくとも一つが本発明に係る偏光板であることを特徴とする。すなわち、第１偏光板と液晶セルとの間に、第２偏光板と液晶セルとの間に、または第１偏光板と液晶セルとの間と第２偏光板と液晶セルとの間のいずれに、本発明に係る光学フィルムが一つまたは２以上備えられることができる。上記偏光板の液晶セルと反対側に備えられた光学フィルムまたは偏光子保護フィルムは、ＵＶ吸収剤を含むのが好ましい。

以下、具体的な実施例を通じて、本発明をより具体的に説明する。

実施例
＜実施例１＞
メチルメタクリレート、α−メチルスチレン、フェニルマレイミド及びメチルアクリレートを下記表１に記載する含量で単量体混合物１０００ｇを準備して、５リットルの反応器に蒸留水２０００ｇ、５％ポリビニールアルコール溶液８．４ｇ（ＰＯＶＡＬ ＰＶＡ２１７、Ｋｕｒａｒａｙ社）、ホウ酸０．１ｇ、ｎ−オクチルメルカプタン２．５ｇ及び２，２’−アゾビスイソブチロニトリル１．５ｇと混合して、４００ｒｐｍで攪拌しながら水相に分散させて懸濁液を製造した。

次に、上記懸濁液を８０℃に昇温させて、９０分間重合反応を行った。その後、上記懸濁液を３０℃に冷却させた後、蒸留水で洗浄して脱水した後、乾燥過程を経て樹脂組成物を得た。

上記のように得られた樹脂組成物を、二軸押出機（直径３０、Ｌ／Ｄ４０）を用いて窒素雰囲気下でポリカーボネート（ＬＵＰＯＹ １０８０ＤＶＤ、ＬＧ化学）及び酸化防止剤（ＡＯ６０， Ａｄｅｋａ）を表１に記載する含量で２６５℃の温度条件下で混練して樹脂ペレット（ｐｅｌｌｅｔ）を準備した。製造された樹脂の組成、重量平均分子量、ガラス転移温度、ヘイズ、光線透過率及び重量変化率を測定し、フィルムの加工時に発生する匂いの主な原因と考えられる残留マレイミドの含量をさらに測定した。測定の結果は、表１に示す。

次に、上記樹脂をＴダイ押出機を用いて１６０μｍのフィルムに製造し、フィルムのガラス転移温度＋１０℃の条件で、ＭＤ方向に２．０倍、ＴＤ方向に２．０倍、２００ｍｍ／ｍｉｎの速度で二軸延伸して、４０μｍ厚さの光学フィルムを製造した。このとき、光学フィルムの製造過程で発生する匂いを定性的に体感して比較した。製造された光学フィルムの残留位相差、引張強度、熱膨張係数を測定した。測定の結果は、表１に示す。

＜実施例２＞
メチルメタクリレート、α−メチルスチレン、フェニルマレイミド及びメチルアクリレートを下記表１に記載の含量で混合した点を除いては、実施例１と同一の方法で樹脂組成物を製造し、物性の測定結果を共に示した。

＜比較例１＞
メチルメタクリレート及びフェニルマレイミドを下記表１に記載の含量で混合した点を除いては、実施例１と同一の方法で樹脂組成物を製造し、物性の測定結果を共に示した。

＜比較例２＞
メチルメタクリレート、α−メチルスチレン及びフェニルマレイミドを下記表１に記載の含量で混合した点を除いては、実施例１と同一の方法で樹脂組成物を製造し、物性の測定結果を共に示した。

＜比較例３＞
メチルメタクリレート、フェニルマレイミド及びメチルアクリレートを下記表１に記載の含量で混合した点を除いては、実施例１と同一の方法で樹脂組成物を製造し、物性の測定結果を共に示した。

＜比較例４＞
メチルメタクリレート及びシクロヘキシルマレイミドを下記表１に記載の含量で混合した点を除いては、実施例１と同一の方法で樹脂組成物を製造し、物性の測定結果を共に示した。

＜比較例５＞
メチルメタクリレート、α−メチルスチレン及びシクロヘキシルマレイミドを下記表１に記載の含量で混合した点を除いては、実施例１と同一の方法で樹脂組成物を製造し、物性の測定結果を共に示した。

＜比較例６＞
メチルメタクリレート、α−メチルスチレン、シクロヘキシルマレイミド及びメチルアクリレートを下記表１に記載の含量で混合した点を除いては、実施例１と同一の方法で樹脂組成物を製造し、物性の測定結果を共に示した。

＜製造例−偏光板の製造方法＞
上記実施例１ないし２及び比較例１ないし６のような方法で製造された本発明の光学フィルムを用いて、下記のように偏光板を製造した。まず、２５μｍ厚さのＰＶＡ偏光子の一面に上記フィルムを置き、他面には６０μｍ厚さのＴＡＣフィルム（Ｆｕｊｉ社、ＵＺ ＴＡＣ）を置いた後、その間に変性ＰＶＡ系水性接着剤を注入して圧着ロール用いて圧着した後、８０℃の温度で５分間熱風乾燥して偏光板半製品を製造した。製造された偏光板半製品のアクリルフィルム面に５０Ｗ／ｍ^２・ｍｉｎの条件でコロナ処理を施した後、２０μｍ厚さの粘着剤がコーティングされている離型層を有するＰｏｌｙｅｓｔｅｒ系フィルムをロールラミネーターを用いて貼り合わせ、その反対面であるＴＡＣフィルム面には粘着層を有するＰｏｌｙｅｓｔｅｒ系保護フィルムを貼り合わせて偏光板完成品を製造した。このように製造された偏光板の物性は下記に記載する方法で、半製品状態で偏光板の単体透過度、直交透過度及び偏光度を測定し、完成品状態で偏光板のＣｕｒｌを測定した。測定の結果は、表１に示す。

本発明において、物性の評価方法は下記の通りである。

１． 重量平均分子量：製造された樹脂をテトラヒドロフランに溶かしてゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて測定した。

２． ガラス転移温度（Ｔｇ）：Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ社の示差走査熱量計（ＤＳＣ）ＤＳＣ８２３を用いて１０℃／ｍｉｎの昇温条件で測定した。

３． 重量変化率：ＴＧＡ（熱天秤）測定装置にセットし、窒素気流下、１０℃／分の昇温速度で３０℃から５００℃まで昇温して測定を行って、２％重量減少が発生する温度を測定した。

４． 残留マレイミド成分の測定：重合後に樹脂内に残留するマレイミドモノマーをＧＣ（Ｇａｓ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）分析装置を通じて定量的に測定した。より具体的に、まず、製造された樹脂ペレットを一定量の有機溶媒（クロロホルム）に完全に溶かした後、ｎ−ヘキサン溶媒を添加して溶解された樹脂成分を析出させる。このように得られた溶液の上澄み部を取った後、ＧＣ分析して、予め測定した共重合体モノマーのＧＣ分析結果と比較して、樹脂内に残留する残留マレイミド成分を測定する。このとき、樹脂内に残留するマレイミドモノマーは加工時に発生する匂いの主な原因である。

５． 位相差：上記製造されたフィルムの位相差を複屈折測定機（Ａｘｏｓｃａｎ，Ａｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社）を用いて測定し、測定波長は５５０ｎｍで行った。

６． ヘイズ及び光線透過率：ＡＳＴＭ１００３方法に基づいて測定した。

７． 引張強度：万能試験機（ＵＴＭ，Ｚｗｉｃｋ）を用いてＡＳＴＭ Ｄ６３８試験法に基づいて測定した。

８． 熱膨張係数（ＣＴＥ）：Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ社のＴＭＡ ＳＤＴＡ ８４０を使用して、１０℃／ｍｉｎの昇温条件で４０℃ないし８０℃区間の熱膨張係数を測定した。

９． 偏光板の光学物性：デジタル方式のＳｐｅｃｔｒｏ偏光計であるＰ−２０００（ＪＡＳＣＯ）測定機器を用いて偏光板の単体透過度（Ｔｓ）及び直交透過度（Ｔｃ）を測定して、偏光板の偏光度を確認した。

偏光度は、二枚の偏光板を吸収軸が平行な状態に配置した場合に得られる平行透過度（Ｔｐ）と、吸収軸が９０゜になるように互いに直交させた後に得られる直交透過度（Ｔｃ）によって、下記式３で定義される。但し、平行透過度の代わりに単体透過度の値を用いることもできる。

［式３］
偏光度＝［（Ｔｐ−Ｔｃ）／（Ｔｐ＋Ｔｃ）］^１／２

１０． Ｃｕｒｌの測定：２００ｍｍ×２００ｍｍの大きさに切り出した偏光板試験片を２４℃、５０％ＲＨの環境下の水平テーブルの上に、試験片の凹んだ面が上を向くように置いて、１時間保管した後、試験片の四隅がテーブルから持ち上がっている高さを定規を用いて測定し、その最大値をカール量と定義した。

ＭＭＡ：メチルメタクリレート
ＡＭＳ：α−メチルスチレン
ＰＭＩ：フェニルマレイミド
ＣＨＭＩ：シクロヘキシルマレイミド
ＭＡ：メチルアクリレート
ＰＣ：ポリカーボネート
ＡＯ：酸化防止剤

表１に示すように、上記実施例１ないし２と比較例４ないし６とを対比してみると、共重合体内のシクロヘキシルマレイミドの代わりにフェニルマレイミドを含む場合、フェニルマレイミドの高い反応性によって、残留するマレイミドがないので、フィルムの押出時に匂いの発生が顕著に低減することを確認することができた。

また、本実施例１ないし２による樹脂フィルムは、比較例１ないし６に比べて熱膨張係数が低いことを確認することができた。

また、本実施例１ないし２による偏光板は、比較例１ないし６に比べてカールの発生が顕著に小さいことを確認することができ、単体透過度及び偏光度にも優れていることが分かった。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の修正及び変形が可能であるということは、当技術分野における通常の知識を有する者には自明であろう。

Claims (18)

1. アルキルメタクリレート系単量体、スチレン系単量体、フェニルマレイミド系単量体及びアルキルアクリレート系単量体を重合して形成された共重合体を含む光学フィルム用樹脂組成物。
2. 前記樹脂組成物は、樹脂組成物内に残留する未反応のフェニルマレイミド系単量体の含量が、全体組成物に対して３０ｐｐｍ以下である請求項１に記載の光学フィルム用樹脂組成物。
3. 前記樹脂組成物は、ポリカーボネートをさらに含む請求項１に記載の光学フィルム用樹脂組成物。
4. 前記共重合体は、共重合体１００重量部を基準に、
   アルキルメタクリレート系単量体７０ないし９８重量部；
   スチレン系単量体０．１ないし１０重量部；
   フェニルマレイミド系単量体１ないし１５重量部；及び
   アルキルアクリレート系単量体０．１ないし５重量部を含む請求項１に記載の光学フィルム用樹脂組成物。
5. 前記フェニルマレイミド系単量体とアルキルアクリレート系単量体との重量比が、２：１ないし７：１である請求項１に記載の光学フィルム用樹脂組成物。
6. 前記ポリカーボネートの含量は、全体樹脂組成物１００重量部を基準に０．１ないし１０重量部で含まれる請求項３に記載の光学フィルム用樹脂組成物。
7. 前記アルキルメタクリレート系単量体は、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、ｔ−ブチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート及びシクロヘキシルメタクリレートからなる群より選択される少なくとも一つである請求項１に記載の光学フィルム用樹脂組成物。
8. 前記スチレン系単量体は、スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−ブロモスチレン、ｐ−メチルスチレン及びｐ−クロロスチレンからなる群より選択される少なくとも一つである請求項１に記載の光学フィルム用樹脂組成物。
9. 前記フェニルマレイミド系単量体は、フェニルマレイミド、ニトロフェニルマレイミド、モノクロロフェニルマレイミド、ジクロロフェニルマレイミド、モノメチルフェニルマレイミド、ジメチルフェニルマレイミド及びエチルメチルフェニルマレイミドからなる群より選択される少なくとも一つである請求項１に記載の光学フィルム用樹脂組成物。
10. 前記アルキルアクリレート系単量体は、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ヒドロキシメチルアクリレート及びヒドロキシエチルアクリレートからなる群より選択される少なくとも一つである請求項１に記載の光学フィルム用樹脂組成物。
11. 前記光学フィルム用樹脂組成物は、ガラス転移温度が１００℃ないし１５０℃である請求項１に記載の光学フィルム用樹脂組成物。
12. 前記光学フィルム用樹脂組成物は、熱重量分析装置（ＴＧＡ）で測定した２％重量減少温度が２８０℃以上のものである請求項１に記載の光学フィルム用樹脂組成物。
13. 請求項１ないし請求項１２のいずれか一項に記載の光学フィルム用樹脂組成物で製造された光学フィルム。
14. 前記光学フィルムは、熱膨張係数が５０ないし１００ｐｐｍ／℃である請求項１３に記載の光学フィルム。
15. 前記光学フィルムは、５５０ｎｍ波長で下記式１で定義される面方向位相差（Ｒ_ｉｎ）の絶対値及び下記式２で定義される厚さ方向位相差（Ｒ_ｔｈ）の絶対値がそれぞれ５ｎｍ以下である請求項１３に記載の光学フィルム；
    ［式１］ Ｒ_ｉｎ＝（ｎ_ｘ−ｎ_ｙ）×ｄ、
    ［式２］ Ｒ_ｔｈ＝（ｎ_ｚ−ｎ_ｙ）×ｄ
    前記式１及び式２において、
    ｎ_ｘは、光学フィルムの面方向屈折率のうち最大の屈折率であり、
    ｎ_ｙは、光学フィルムの面方向屈折率のうちｎ_ｘに垂直な方向の屈折率であり、
    ｎ_ｚは、厚さ方向の屈折率であり、
    ｄは、フィルムの厚さである。
16. 前記光学フィルムは、偏光板用保護フィルムである請求項１５に記載の光学フィルム。
17. 偏光子；及び
    前記偏光子の少なくとも一面に配置される請求項１３に記載の光学フィルムを含む偏光板。
18. 請求項１７に記載の偏光板を含む画像表示装置。