KR101572284B1 - 광학 필름 및 이것을 구비하는 화상 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

적어도 가시광 영역에 있어서 파장이 짧아질수록 복굴절이 작아지는 파장 분산성(역파장 분산성)을 나타내는, 신규의 광학 필름을 제공한다. 이하의 식 (1), (2) 또는 (3)에 나타내어지는 분자 구조 혹은 복소 방향족기를 갖는 수지(A)로 이루어지는 층을 가지며, 적어도 가시광 영역에 있어서, 파장이 짧아질수록 복굴절이 작아지는 파장 분산성을 나타내는 광학 필름으로 한다. 식 (1)의 n은 1∼4의 범위의 자연수, R1 및 R2는, 서로 독립되며, 수소 원자 또는 메틸기이다.
Figure 112010042753118-pct00051

Figure 112010042753118-pct00052

Figure 112010042753118-pct00053

Description

광학 필름 및 이것을 구비하는 화상 표시 장치{OPTICAL FILM AND IMAGE FORMING APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은, 적어도 가시광 영역에 있어서, 파장이 짧아질수록 복굴절이 작아지는 파장 분산성(역파장 분산성)을 나타내는 광학 필름과, 이 광학 필름을 구비하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
고분자의 배향에 의해 생기는 복굴절을 이용한 광학 부재가, 화상 표시 분야에서 폭넓게 사용되고 있다. 이러한 광학 부재의 하나로, 색조의 보상, 시야각의 보상 등을 목적으로 하여 화상 표시 장치에 장착되는 위상차판(위상차 필름)이 있다. 예를 들면, 반사형의 액정 표시 장치(LCD)에서는, 복굴절에 의해 생긴 위상차에 의거한 광로 길이의 차(리타데이션)가 파장의 1/4인 위상차판(λ/4판)이 사용된다. 유기 EL 디스플레이(OLED)에서는, 외광의 반사 방지를 목적으로 하여, 편광판과 λ/4판을 조합한 반사 방지판이 이용되는 경우가 있다(일본국 특허공개 2007-273275호 공보 참조). 이들 복굴절성을 나타내는 광학 부재는, 향후의 용도 확대가 더욱더 기대된다.
종래, 광학 부재에는, 트리아세틸셀룰로오스(TAC)로 대표되는 셀룰로오스 유도체, 폴리카보네이트, 폴리시클로올레핀이 주로 이용되어 왔지만, 이들 일반적인 고분자는, 광의 파장이 짧아질수록 복굴절이 커지는(즉, 위상차가 증대하는) 파장 분산성을 나타낸다. 표시 특성이 우수한 화상 표시 장치로 하기 위해서는, 이와는 반대로, 광의 파장이 짧아질수록 복굴절이 작아지는(즉, 위상차가 감소하는) 파장 분산성을 나타내는 광학 부재가 요망된다. 본 명세서에서는, 적어도 가시광 영역에 있어서 광의 파장이 짧아질수록 복굴절이 작아지는 파장 분산성을, 당업자의 관용의 통칭에 따라, 또, 일반적인 고분자 및 당해 고분자에 의해 형성된 광학 부재가 나타내는 파장 분산성과는 반대인 것에 의거하여, 「역파장 분산성」이라고 부른다.
역파장 분산성을 나타내는 광학 부재로서, 일본국 특허공개 2001-337222호 공보에, 양의 고유 복굴절을 갖는 중합체(폴리노보넨)와, 음의 고유 복굴절을 갖는 중합체(스티렌계 중합체)를 포함하는 수지 조성물로 이루어지는 위상차판이 개시되어 있다. 또, 일본국 특허공개 2001-235622호 공보에는, 양의 고유 복굴절을 갖는 분자쇄(노보넨쇄)와, 음의 고유 복굴절을 갖는 분자쇄(스티렌계쇄)를 갖는 공중합체로 이루어지는 위상차판이 개시되어 있다.
본 발명은, 역파장 분산성을 나타내는 신규의 광학 필름의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 광학 필름은, 이하의 식 (1), (2) 또는 (3)에 나타내어지는 분자 구조 혹은 복소 방향족기를 갖는 수지(A)로 이루어지는 층을 가지며, 적어도 가시광 영역에 있어서, 파장이 짧아질수록 복굴절이 작아지는 파장 분산성을 나타낸다.
[화학식 1]
Figure 112010042753118-pct00001
[화학식 2]
Figure 112010042753118-pct00002
[화학식 3]
Figure 112010042753118-pct00003
상기 식 (1)에 있어서, n은 1∼4의 범위의 자연수, R1 및 R2는, 서로 독립되며, 수소 원자 또는 메틸기이다.
본 발명의 화상 표시 장치는, 본 발명의 광학 필름을 구비한다.
본 발명의 광학 필름은, 상기 식 (1), (2) 또는 (3)에 나타내어지는 분자 구조 혹은 복소 방향족기를 갖는 수지(A)로 이루어지는 층을 가짐으로써, 역파장 분산성을 나타낸다.
이러한 구성을 통해, 본 발명은, 역파장 분산성을 나타내는 신규의 광학 필름을 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 광학 부재의 일례를 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 광학 부재의 다른 일례를 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 광학 부재의 또 다른 일례를 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 광학 부재의 또 다른 일례를 모식적으로 도시한 단면도이다.
본 명세서에 있어서의 「수지」는 「중합체」보다 넓은 개념이다. 수지는, 예를 들면 1종 또는 2종 이상의 중합체로 이루어져도 되고, 필요에 따라, 중합체 이외의 재료, 예를 들면 자외선 흡수제, 산화 방지제, 필러 등의 첨가제, 상용화제, 안정화제 등을 포함하고 있어도 된다.
[수지(A)]
수지(A)의 구성은, 상기 식 (1), (2) 또는 (3)에 나타내어지는 분자 구조 혹은 복소 방향족기를 갖는 한 특별히 한정되지 않는다. 식 (1), (2), (3)에 나타내어지는 분자 구조 및 복소 방향족기를 분자 구조 X로 하면, 예를 들면, 수지(A)는, 분자 구조 X가 결합된 구성 단위(반복 단위)를 갖는 중합체를 포함한다.
수지(A)는, 예를 들면 아크릴 수지 또는 시클로올레핀 수지이다. 아크릴 수지 및 시클로올레핀 수지는, 높은 투명성 및 기계적 특성을 갖고 있으며, 이러한 수지(A)로 이루어지는 층을 갖는 광학 필름은, 액정 표시 장치(LCD) 등의 화상 표시 장치에 이용하는 광학 필름으로서 적합하다.
아크릴 수지는, 아크릴 중합체를 50중량% 이상, 바람직하게는 60중량% 이상, 보다 바람직하게는 70중량% 이상, 더욱 바람직하게는 80중량% 이상 포함하는 수지이다. 시클로올레핀 수지는, 시클로올레핀 중합체를 50중량% 이상, 바람직하게는 60중량% 이상, 보다 바람직하게는 70중량% 이상, 더욱 바람직하게는 80중량% 이상 포함하는 수지이다.
광학 필름의 일종으로, 편광판에 있어서의 편광자를 보호하기 위한 필름(편광자 보호 필름)이 있다. 수지(A)가 식 (1)에 나타내어지는 분자 구조를 갖는 경우, 당해 수지로 이루어지는 층을 갖는 본 발명의 광학 필름은, 편광자 보호 필름으로서 적합하다.
편광자 보호 필름은, 편광자의 한쪽 면 또는 양면에 접합된 상태로 사용된다. 편광자는, 전형적으로는, 폴리비닐알코올 필름을 요오드 또는 2색성 염료 등의 2색성 물질에 의해 염색하여 형성되지만, 염색에 수용액을 사용하므로, 편광자에 접합되는 편광자 보호 필름은, 본래, 물 투과성을 갖는 것이 바람직하다. 편광자와 편광자 보호 필름의 접합에 수계의 접착제가 사용되는 것도, 물 투과성을 갖는 편광자 보호 필름이 바람직한 이유의 하나이다. 예를 들면, 시클로올레핀 중합체로 이루어지는 필름은, 당해 중합체의 소수성이 강하므로 물 투과성을 거의 나타내지 않아, 편광자 보호 필름으로서 반드시 적합하다고는 말할 수 없다. 이에 반해, 식 (1)에 나타내어지는 분자 구조는 높은 친수성을 갖는다. 이 때문에, 수지(A)에 있어서의 당해 구조의 함유율 등, 구체적인 광학 필름의 구성에도 의하지만, 당해 구조를 갖는 수지(A)로 이루어지는 층을 갖는 본 발명의 광학 필름은, 높은 물 투과성을 나타내어, 편광자 보호 필름으로서 적합해진다.
수지(A)는, 2종 이상의 분자 구조 X를 갖고 있어도 된다.
분자 구조 X가 결합된 구성 단위를 갖는 중합체의 일례는, 이하의 식 (4), (5) 또는 (6)에 나타내어지는 단위 혹은 복소 방향족기를 갖는 α,β-불포화 단량체 단위를 구성 단위로서 갖는 중합체(B-1)이다. 바꿔 말하면, 수지(A)는, 이하의 식 (4), (5) 또는 (6)에 나타내어지는 단위 혹은 복소 방향족기를 갖는 α,β-불포화 단량체 단위를 구성 단위로서 갖는 중합체(B-1)를 포함하고 있어도 된다.
[화학식 4]
Figure 112010042753118-pct00004
[화학식 5]
Figure 112010042753118-pct00005
[화학식 6]
Figure 112010042753118-pct00006
식 (4)에 있어서, n은 1∼4의 범위의 자연수, R1 및 R2는, 서로 독립되며, 수소 원자 또는 메틸기이다.
이하, 식 (4), (5), (6)에 나타내어지는 단위 및 복소 방향족기를 갖는 α,β-불포화 단량체 단위를, 구성 단위 Y라고 부른다. 또, 복소 방향족기를 갖는 α,β-불포화 단량체 단위를, 간단히, 불포화 단량체 단위라고 기재한다.
구성 단위 Y 중 식 (4), (5), (6)에 나타내어지는 단위는, 각각, 식 (1), (2), (3)에 나타내어지는 분자 구조에, 중합성기인 비닐기 또는 메틸렌기가 결합된 단량체의 중합에 의해 형성되는 구성 단위이다. 또, 불포화 단량체 단위는, 전형적으로는, 복소 방향족기에 중합성기인 비닐기 또는 메틸렌기가 결합된 단량체의 중합에 의해 형성되는 구성 단위이다.
구성 단위 Y는, 중합체(B-1)에 음의 고유 복굴절을 부여하는 작용을 갖는다. 구성 단위 Y가 갖는 이 작용에 의해, 본 발명의 광학 필름은 역파장 분산성을 나타낸다.
중합체에 음(혹은 양)의 고유 복굴절을 부여하는 작용을 갖는 구성 단위란, 당해 단위의 호모폴리머를 형성하였을 때에, 형성한 호모폴리머의 고유 복굴절이 음(혹은 양)이 되는 구성 단위를 말한다. 중합체 자체의 고유 복굴절의 양음은, 당해 단위에 의해 생기는 복굴절과, 중합체가 갖는 그 밖의 구성 단위에 의해 생기는 복굴절의 균형에 의해 결정된다.
중합체의 고유 복굴절의 양음은, 중합체의 분자쇄가 1축 배향된 층(예를 들면, 시트 혹은 필름)에 있어서, 당해 층의 주면에 수직으로 입사한 광 중, 당해 층에 있어서의 분자쇄가 배향되는 방향(배향축)에 평행한 진동 성분에 대한 층의 굴절률 n1로부터, 배향축에 수직인 진동 성분에 대한 층의 굴절률 n2를 뺀 값 「n1-n2」에 의거하여 판단할 수 있다. 고유 복굴절의 값은, 각각의 중합체에 대해, 그 분자 구조에 의거한 계산에 의해 구할 수 있다.
수지의 고유 복굴절의 양음은, 당해 수지에 포함되는 각 중합체에 의해 생기는 복굴절의 균형에 의해 결정된다.
중합체(B-1)는, 식 (4) 또는 (5)에 나타내어지는 단위 혹은 불포화 단량체 단위를 갖는 것이 바람직하고, 식 (4)에 나타내어지는 단위 또는 불포화 단량체 단위를 갖는 것이 보다 바람직하다.
식 (4)에 나타내어지는 단위는, 식 (1)에 나타내어지는 락탐 구조에, 중합성기인 비닐기가 결합된 단량체(비닐락탐)의 중합에 의해 형성된다. 식 (4)에 나타내어지는 단위는, 예를 들면 N-비닐-2-피롤리돈 단위, N-비닐-ε-카프로락탐 단위, N-비닐-2-피페리돈 단위, N-비닐-4-메틸-2-피롤리돈 단위, N-비닐-5-메틸-2-피롤리돈 단위 및 N-비닐-ω-헵타락탐 단위로부터 선택되는 적어도 1종이다.
식 (5)에 나타내어지는 단위는, 비닐안트라센 단위이다. 당해 단위는, 식 (2)에 나타내어지는 안트라센 구조에, 중합성기인 비닐기가 결합된 단량체(비닐안트라센)의 중합에 의해 형성된다. 또한, 식 (5)에 나타내는 환(環) 상의 수소 원자의 일부가, 후술하는 식 (8)에 있어서의 유기 잔기로서 예시한 기에 의해 치환되어 있어도 된다.
식 (6)에 나타내어지는 단위는, 디벤조풀벤 단위이다. 당해 단위는, 식 (3)에 나타내어지는 플루오렌 구조에, 중합성기인 메틸렌기가 결합된 단량체(디벤조풀벤)의 중합에 의해 형성된다. 또한, 식 (6)에 나타내는 환 상의 수소 원자의 일부가, 후술하는 식 (8)에 있어서의 유기 잔기로서 예시한 기에 의해 치환되어 있어도 된다.
불포화 단량체 단위는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 당해 단위가 갖는 복소 방향족기는 특별히 한정되지 않는다. 복소 방향족기에 있어서의 헤테로 원자는, 전형적으로는 산소 원자, 유황 원자 또는 질소 원자이지만, 중합체(B-1)에 있어서의 복굴절의 파장 분산성을 증대시키는 작용이 우수하므로, 질소 원자가 바람직하다. 중합체(B-1)에 있어서의 복굴절의 파장 분산성이 증대하면, 구성에 따라서는 강한 역파장 분산성이 얻어지는 등, 본 발명의 광학 필름에 있어서의 역파장 분산성의 제어의 자유도가 향상된다.
복소 방향족기는, 예를 들면 카바졸기, 피리딘기, 이미다졸기 및 티오펜기로부터 선택되는 적어도 1종이다.
불포화 단량체 단위는, 예를 들면 비닐카바졸 단위, 비닐피리딘 단위, 비닐이미다졸 단위 및 비닐티오펜 단위로부터 선택되는 적어도 1종이다.
비닐카바졸 단위를, 이하의 식 (7)에 나타낸다. 또한, 식 (7)에 나타내는 환 상의 수소 원자의 일부가, 후술하는 식 (8)에 있어서의 유기 잔기로서 예시한 기에 의해 치환되어 있어도 된다.
[화학식 7]
Figure 112010042753118-pct00007
중합체(B-1)에 있어서의 복굴절의 파장 분산성을 증대시키는 작용이 특히 우수하므로, 불포화 단량체 단위는, 비닐카바졸 단위 및 비닐피리딘 단위로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, 비닐카바졸 단위가 보다 바람직하다.
중합체(B-1)는 2종 이상의 구성 단위 Y를 가져도 되고, 역파장 분산성을 나타내는 광학 필름이 얻어지는 한, 구성 단위 Y 이외의 구성 단위를 가져도 된다.
수지(A)가 중합체(B-1)를 포함할 때, 역파장 분산성을 나타내는 광학 필름이 얻어지는 한, 수지(A)는 중합체(B-1) 이외의 중합체를 포함해도 된다.
분자 구조 X가 결합된 구성 단위를 갖는 중합체의 다른 일례는, 적어도 일부의 분자 구조 혹은 관능기가, 분자 구조 X에 의해 변성된 구성 단위를 갖는 중합체이다.
당해 중합체는, 예를 들면, 수산기 또는 아세틸기가 분자 구조 X에 의해 변성된 반복 단위를 갖는, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 등의 셀룰로오스 유도체이다. 분자 구조 X의 결합에 의해, 셀룰로오스 유도체의 반복 단위의 적어도 일부가, 당해 유도체에 음의 고유 복굴절을 부여하는 작용을 갖게 된다. 분자 구조 X에 의한 변성에 의거한 이 작용에 의해, 본 발명의 광학 필름은 역파장 분산성을 나타낸다.
[광학 필름]
이하, 본 발명의 광학 필름의 구체예에 대해 설명한다.
(실시 형태 1)
도 1에, 본 발명의 광학 필름의 일례를 나타낸다. 도 1에 나타낸 광학 필름(1)은 1개의 층(2)으로 이루어지고, 층(2)은, 구성 단위 Y를 갖는 중합체(B-1)를 포함하는 수지(A)로 이루어진다. 본 실시 형태에 있어서, 중합체(B-1)의 고유 복굴절은 음이며, 수지(A)는, 양의 고유 복굴절을 갖는 중합체(B-2)를 더 포함한다. 수지(A)는, 중합체 (B-1)과 (B-2)를 포함하는 조성물이다.
수지(A)는, 고유 복굴절이 음인 중합체(B-1)와 고유 복굴절이 양인 중합체(B-2)를 포함하지만, 양쪽의 중합체에 대해 동일 방향으로 배향이 가해진 경우, 각각의 중합체의 지상축(遲相軸)(혹은 진상축(進相軸))이 직교하므로, 서로의 복굴절이 상쇄된다. 여기에서, 복굴절이 상쇄되는 정도가 파장에 따라 상이하므로, 복굴절, 예를 들면 위상차의 역파장 분산성이 생긴다.
광학 필름(1)은, 단층이면서 역파장 분산성을 나타낸다. 이 때문에, 박막화하면서 원하는 광학 특성을 얻을 수 있으며, 광학 필름(1)을 구비하는 화상 표시 장치의 소형화, 경량화 등의 실현이 더욱더 가능해진다. 또, 광학 필름(1)은, 복수의 층의 적층에 의해 역파장 분산성을 실현한 광학 필름에 비해, 각 층의 접합 각도의 조정이 불필요하므로 생산성이 높다.
중합체 (B-1), (B-2)의 배향에 주목하면, 광학 필름(1)은, 중합체 (B-1) 및 (B-2)를 포함하는 수지(A)에 배향을 부여하여 형성한 부재이다. 수지(A)에 배향을 부여하기 위해서는, 필름으로 성형한 수지(A)를 연신하면 된다.
중합체(B-2)는, 양의 고유 복굴절을 갖는 한 특별히 한정되지 않는다.
중합체(B-2)는, 주쇄(主鎖)에 환(環) 구조를 갖는 것이 바람직하다. 주쇄에 환 구조를 가짐으로써, 중합체(B-2) 및 당해 중합체를 포함하는 수지(A)의 유리 전이 온도(Tg)가 상승하여, 높은 내열성을 갖는 광학 필름(1)이 된다. 이러한 고내열성의 광학 필름은, 예를 들면 화상 표시 장치에 있어서, 광원 등의 발열부에 근접하여 배치할 수 있다. 또, 후 가공(예를 들면 코팅 등의 표면 처리) 시의 가공 온도를 높게 할 수 있으므로, 광학 필름(1)의 생산성이 높아진다.
주쇄에 환 구조를 갖는 중합체(B-2) 및 당해 중합체를 포함하는 수지(A)의 Tg는, 예를 들면 110℃ 이상이다. 환 구조의 종류, 중합체(B-2)에 있어서의 환 구조의 함유율 및 수지(A)에 있어서의 중합체(B-2)의 함유율에 따라서는, 당해 Tg는, 115℃ 이상, 120℃ 이상, 또한 130℃ 이상이 된다. Tg는, JIS K7121에 준거하여 구할 수 있다.
주쇄에 환 구조를 갖는 중합체(B-2)는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 시클로올레핀 중합체 및 셀룰로오스 유도체로부터 선택되는 적어도 1종이다.
중합체(B-2)는, (메타)아크릴 중합체여도 되고, 이 경우, 광학 특성 및 기계적 강도, 성형 가공성 및 표면 강도 등의 여러 특성이 향상된 광학 필름이 된다.
(메타)아크릴 중합체는, (메타)아크릴산에스테르 단위를, 전체 구성 단위의 50몰% 이상, 바람직하게는 60몰% 이상, 보다 바람직하게는 70몰% 이상 갖는 중합체이다. (메타)아크릴 중합체는, (메타)아크릴산에스테르 단위의 유도체인 환 구조를 포함하고 있어도 되며, 이 경우, (메타)아크릴산에스테르 단위 및 환 구조의 합계가 전체 구성 단위의 50몰% 이상이면, (메타)아크릴 중합체가 된다.
중합체(B-2)가 (메타)아크릴 중합체인 경우, 광학 필름(1)에 있어서의 역파장 분산성의 제어의 자유도가 향상된다. 구성 단위 Y를 주쇄에 갖는 중합체(B-1)가 나타내는 복굴절의 파장 분산성은, (메타)아크릴 중합체인 중합체(B-2)가 나타내는 복굴절의 파장 분산성에 비해 상당히 크다. 이와 같이, 복굴절의 파장 분산성이 크게 상이한 중합체 (B-1) 및 (B-2)를 조합함으로써, 역파장 분산성의 제어의 자유도가 향상된다.
중합체(B-2)는, 주쇄에 환 구조를 갖는 (메타)아크릴 중합체여도 된다. 상술한 바와 같이, 주쇄에 환 구조를 갖는 (메타)아크릴 중합체로 함으로써, 중합체(B-2) 및 당해 중합체를 포함하는 수지(A)의 Tg가 상승하여, 높은 내열성을 갖는 광학 필름(1)이 된다.
(메타)아크릴 중합체가 주쇄에 갖는 환 구조는, 예를 들면, 에스테르기, 이미드기 또는 산 무수물기를 갖는 환 구조이다.
보다 구체적인 환 구조의 예는, 락톤환 구조, 글루타르이미드 구조, 무수 글루타르산 구조, N-치환 말레이미드 구조 및 무수 말레산 구조로부터 선택되는 적어도 1종이다. 이들 환 구조를 주쇄에 갖는 중합체(B-2)는, 배향에 의해 큰 양의 고유 복굴절을 나타내므로, 중합체(B-1)와의 조합에 의해, 역파장 분산성의 제어의 자유도가 보다 향상된다.
환 구조는, 락톤환 구조 및 글루타르이미드 구조로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, 락톤환 구조가 보다 바람직하다. 락톤환 구조 또는 글루타르이미드 구조, 특히 락톤환 구조를 주쇄에 갖는 중합체(B-2)는, 복굴절의 파장 분산성이 매우 작다. 이 때문에, 중합체(B-1)와의 조합에 의해, 역파장 분산성의 제어의 자유도가 더욱 향상된다.
중합체(B-2)가 갖고 있어도 되는 구체적인 락톤환 구조는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 이하의 식 (8)에 의해 나타내어지는 구조이다.
[화학식 8]
Figure 112010042753118-pct00008
식 (8)에 있어서, R3, R4 및 R5는, 서로 독립되며, 수소 원자 또는 탄소수 1∼20의 범위의 유기 잔기이다. 당해 유기 잔기는 산소 원자를 포함해도 된다.
유기 잔기는, 예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기 등의 탄소수가 1∼20의 범위인 알킬기 ; 에테닐기, 프로페닐기 등의 탄소수가 1∼20의 범위인 불포화 지방족 탄화수소기 ; 페닐기, 나프틸기 등의 탄소수가 1∼20의 범위인 방향족 탄화수소기 ; 상기 알킬기, 상기 불포화 지방족 탄화수소기 및 상기 방향족 탄화수소기에 있어서, 수소 원자의 1개 이상이 수산기, 카르복실기, 에테르기 및 에스테르기로부터 선택되는 적어도 1종의 기에 의해 치환된 기이다.
식 (8)에 나타내는 락톤환 구조는, 예를 들면, 메타크릴산메틸(MMA)과 2-(히드록시메틸)아크릴산메틸(MHMA)을 포함하는 단량체군을 공중합한 후, 얻어진 공중합체에 있어서의 서로 이웃한 MMA 단위와 MHMA 단위를 탈알코올 환화(環化) 축합시켜 형성할 수 있다. 이 때, R3은 H, R4 및 R5는 CH3이다.
이하의 식 (9)에, 글루타르이미드 구조 및 무수 글루타르산 구조를 나타낸다.
[화학식 9]
Figure 112010042753118-pct00009
식 (9)에 있어서의 R6 및 R7은, 서로 독립되고, 수소 원자 또는 메틸기이며, X1은, 산소 원자 또는 질소 원자이다. X1이 산소 원자일 때 R8은 존재하지 않으며, X1이 질소 원자일 때, R8은, 수소 원자, 탄소수 1∼6의 직쇄 알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 또는 페닐기이다.
X1이 질소 원자일 때, 식 (9)에 나타내어지는 환 구조는 글루타르이미드 구조가 된다. 글루타르이미드 구조는, 예를 들면, (메타)아크릴산에스테르 중합체를 메틸아민 등의 이미드화제에 의해 이미드화하여 형성할 수 있다.
X1이 산소 원자일 때, 식 (9)에 나타내어지는 환 구조는 무수 글루타르산 구조가 된다. 무수 글루타르산 구조는, 예를 들면, (메타)아크릴산에스테르와 (메타)아크릴산의 공중합체를, 분자 내에서 탈알코올 환화 축합시켜 형성할 수 있다.
이하의 식 (10)에, N-치환 말레이미드 구조 및 무수 말레산 구조를 나타낸다.
[화학식 10]
Figure 112010042753118-pct00010
식 (10)에 있어서의 R9 및 R10은, 서로 독립되고, 수소 원자 또는 메틸기이며, X2는, 산소 원자 또는 질소 원자이다. X2가 산소 원자일 때 R11은 존재하지 않으며, X2가 질소 원자일 때, R11은, 수소 원자, 탄소수 1∼6의 직쇄 알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 또는 페닐기이다.
X2가 질소 원자일 때, 식 (10)에 나타내어지는 환 구조는 N-치환 말레이미드 구조가 된다. N-치환 말레이미드 구조를 주쇄에 갖는 아크릴 수지는, 예를 들면, N-치환 말레이미드와 (메타)아크릴산에스테르를 공중합하여 형성할 수 있다.
X2가 산소 원자일 때, 식 (10)에 나타내어지는 환 구조는 무수 말레산 구조가 된다. 무수 말레산 구조를 주쇄에 갖는 아크릴 수지는, 예를 들면, 무수 말레산과 (메타)아크릴산에스테르를 공중합하여 형성할 수 있다.
중합체(B-2)가 주쇄에 환 구조를 갖는 경우, 중합체(B-2)에 있어서의 환 구조의 함유율은 특별히 한정되지 않지만, 통상 5∼90중량%이며, 20∼90중량%가 바람직하다. 당해 함유율은, 30∼90중량%, 35∼90중량%, 40∼80중량% 및 45∼75중량%가 될수록, 더욱 바람직하다. 환 구조의 함유율은, 일본국 특허공개 2001-151814호 공보에 기재된 방법에 의해 구할 수 있다.
중합체(B-2)는, 고유 복굴절이 양인 한, 임의의 구성 단위를 갖고 있어도 된다. 예를 들면 중합체(B-2)가 구성 단위 Y를 갖고 있어도 되며, 이 경우, 중합체 (B-1)과 (B-2)의 상용성이 향상되어, 투명성이 우수한 광학 필름(1)이 된다.
중합체(B-2)는 공지의 방법에 의해 제조할 수 있다.
일례로서, 주쇄에 락톤환 구조를 갖는 중합체(B-2)는, 분자쇄 내에 수산기와 에스테르기를 갖는 중합체(a)를 임의의 촉매 존재 하에서 가열하여, 탈알코올을 수반하는 락톤 환화 축합 반응을 진행시켜, 얻을 수 있다.
중합체(a)는, 예를 들면, 이하의 식 (11)에 나타내어지는 단량체를 포함하는 단량체군의 중합에 의해 형성할 수 있다.
[화학식 11]
Figure 112010042753118-pct00011
식 (11)에 있어서, R12 및 R13은, 서로 독립되며, 수소 원자 또는 식 (8)에 있어서의 유기 잔기로서 예시한 기이다.
식 (11)에 나타내어지는 단량체의 구체적인 예는, 2-(히드록시메틸)아크릴산메틸, 2-(히드록시메틸)아크릴산에틸, 2-(히드록시메틸)아크릴산이소프로필, 2-(히드록시메틸)아크릴산노말부틸, 2-(히드록시메틸)아크릴산t-부틸이다. 그 중에서도, 2-(히드록시메틸)아크릴산메틸, 2-(히드록시메틸)아크릴산에틸이 바람직하며, 높은 투명성 및 내열성을 갖는 광학 필름(1)이 얻어지므로, 2-(히드록시메틸)아크릴산메틸(MHMA)이 특히 바람직하다.
또한, 이들 단량체의 중합에 의해 형성된 구성 단위는, 환화에 의해, 당해 단위를 갖는 중합체에 대해 양의 고유 복굴절을 부여하는 작용을 갖는다.
중합체(a)의 형성에 이용하는 단량체군은, 식 (11)에 나타내어지는 단량체를 2종 이상 포함해도 된다.
중합체(a)의 형성에 이용하는 단량체군은, 식 (11)에 나타내어지는 단량체 이외의 단량체를 포함해도 된다. 이러한 단량체는, 식 (11)에 나타내어지는 단량체와 공중합 가능한 단량체인 한 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 식 (11)에 나타내어지는 단량체 이외의 (메타)아크릴산에스테르이다.
상기 (메타)아크릴산에스테르는, 예를 들면, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산n-부틸, 아크릴산이소부틸, 아크릴산t-부틸, 아크릴산시클로헥실, 아크릴산벤질 등의 아크릴산에스테르 ; 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산프로필, 메타크릴산n-부틸, 메타크릴산이소부틸, 메타크릴산t-부틸, 메타크릴산시클로헥실, 메타크릴산벤질 등의 메타크릴산에스테르이다. 그 중에서도, 높은 투명성 및 내열성을 갖는 광학 필름(1)이 얻어지므로, 메타크릴산메틸(MMA)이 바람직하다.
중합체(a)의 형성에 이용하는 단량체군은, 이들 (메타)아크릴산에스테르를 2종 이상 포함해도 된다.
중합체(a)의 형성에 이용하는 단량체군은, 그 밖에, 스티렌, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌, 아크릴로니트릴, 메틸비닐케톤, 에틸렌, 프로필렌, 아세트산비닐 등의 단량체를, 1종 또는 2종 이상 포함해도 된다.
구성 단위 Y를 갖는 중합체(B-2)는, 상술한 (메타)아크릴산에스테르 단량체와, 중합에 의해 구성 단위 Y가 되는 단량체를 포함하는 단량체군을 중합하여 형성할 수 있다. 단량체군이 포함하는 (메타)아크릴산에스테르의 종류를 선택하고, 형성한 중합체를 환화 축합시킴으로써, 구성 단위 Y를 가짐과 더불어, 주쇄에 환 구조를 갖는 중합체(B-2)로 해도 된다.
중합체(B-1)는, 구성 단위 Y를 가짐과 더불어, 음의 고유 복굴절을 갖는 한 특별히 한정되지 않는다.
구성 단위 Y는, 당해 단위를 주쇄에 갖는 중합체(B-1)에 있어서의 복굴절의 파장 분산성을 크게 증가시키는 작용을 갖는다(본원 실시예의 표 6, 표 12, 표 16, 표 27을 참조). 이 때문에, 중합체 (B-1)과 (B-2)의 조합에 의해, 역파장 분산성의 제어의 자유도가 향상된다. 중합체(B-2)가 (메타)아크릴 중합체, 특히 락톤환 구조 또는 글루타르이미드 구조를 주쇄에 갖는 (메타)아크릴 중합체(상술한 바와 같이, 이들 중합체는 복굴절의 파장 분산성이 매우 작다)인 경우, 광학 필름(1)의 역파장 분산성의 제어의 자유도가 더욱 높아진다.
또한, 일본국 특허공개 2001-337222호 공보에 예시되어 있는 수지의 조합에서는, 양 수지에 있어서의 복굴절의 파장 분산성의 차는 그다지 크지 않으므로, 본 발명의 광학 필름과 같은 효과를 얻을 수 없다.
구성 단위 Y가 중합체(B-1)에 있어서의 복굴절의 파장 분산성을 크게 증가시키는 작용을 가지므로, 중합체(B-1)의 전체 구성 단위에 차지하는 구성 단위 Y의 비율이 낮은 경우에도, 중합체(B-1)는 큰 복굴절의 파장 분산성을 나타낸다. 또한, 폴리카보네이트, 폴리스티렌 등, 종래의 광학 부재에 이용되고 있는 중합체는, 호모폴리머였다고 해도, 본원 실시예에 나타내는 가시광 영역 내의 R/R0값으로 하여, 대략 0.95∼1.15 정도의 범위에 들어가는 파장 분산성밖에 나타내지 않는다.
구성 단위 Y가, 중합체에 있어서의 복굴절의 파장 분산성을 크게 증가시키는 이유에 대해, 본 발명자들은, 파장역 300∼450nm에 있어서의 구성 단위 Y의 흡수 스펙트럼의 상태가 크게 기여하고 있다고 추측한다.
복굴절은, 중합체의 굴절률 특성, 구체적으로는 굴절률의 이방성에 의해 생긴다. 중합체의 굴절률 특성은, 당해 중합체를 구성하는 구성 단위의 굴절률 특성에 의해 지배된다. 예를 들면, 중합체가 2종 이상의 구성 단위를 갖는 경우, 각각의 구성 단위가 갖는 굴절률 특성의 균형에 의해, 중합체의 굴절률 특성이 결정된다.
여기에서, 어떤 파장역의 광에 대한 구성 단위의 굴절률 특성의 변화는, 당해 파장역의 광에 대한 구성 단위의 흡수 스펙트럼의 변화와 상관이 있다고 생각된다. 구체적으로 말하면, 어떤 파장역에 있어서의 구성 단위의 흡수 스펙트럼의 변화가 큰 경우, 당해 파장역에 있어서의 구성 단위의 굴절률 특성의 변화가 커져, 당해 구성 단위에 있어서의 복굴절의 파장 분산성이 증대한다. 이것은, 굴절률 n과 당해 굴절률을 나타내는 물질의 비유전율 εe의 관계를 나타내는 식 n2=εe(이 식은, 맥스웰의 전자 방정식으로부터 도출된 전자파의 파동 방정식을 기초로 얻어진다), 비유전율 εe와 전기 감수율 χ의 관계식(εe=1+χ), 및 전기 감수율 χ가 식 χ=P/ε0E(P:분극, E:전기장, ε0:진공 유전율)로 표시되고, 분극 P가 단위 체적당의 쌍극자 모멘트로 정의되며, 쌍극자 모멘트의 2승이 진동자 강도(오실레이터 스트렝스)에 비례하며, 진동자 강도가 몰 흡광 계수의 합인 적분 흡수 계수에 비례하는 것으로부터 도출된다.
그런데, 역파장 분산성은, 적어도 가시광역(대략 380∼750nm의 파장역)에 있어서, 광의 파장이 짧아질수록 복굴절이 작아지는 특성이다. 즉, 구성 단위에 있어서의 복굴절의 파장 분산성이 크다는 것은, 가시광역에 있어서의 당해 구성 단위의 굴절률 특성의 변화가 큰 것에 대응한다.
중합체의 구성 단위는, 일반적으로, 자외역에 흡수 피크를 갖는다. 가시광역으로부터 충분히 떨어진 곳에 흡수 피크를 갖는 경우, 가시광역에서는 당해 피크의 영향을 받지 않으며, 구성 단위의 흡수 스펙트럼은 거의 일정해질 것이다. 즉, 이 경우, 가시광역에 있어서의 구성 단위의 굴절률 특성이 거의 일정해지며, 당해 단위를 포함하는 중합체의 굴절률 특성의 변화가 작아져, 복굴절의 파장 분산성이 작아진다. 한편, 가시광역에 가까운 곳 혹은 가시광역이어도 매우 단파장인 영역에 흡수 피크를 갖는 경우, 가시광역에 당해 피크의 아래쪽 부분이 들어가므로, 구성 단위의 흡수 스펙트럼은 가시광역에서 크게 변화한다. 즉, 이 경우, 가시광역에 있어서의 구성 단위의 굴절률 특성이 크게 변화하여, 당해 단위를 포함하는 중합체의 굴절률 특성의 변화가 커져, 복굴절의 파장 분산성이 커진다.
300∼450nm의 파장역에 있어서의 구성 단위의 흡수 스펙트럼의 상태는, 이러한, 가시광역에 있어서의 구성 단위의 굴절률 특성의 변화에 강하게 영향을 준다. 구체적으로는, 450nm 이상의 가시광역에 흡수 스펙트럼의 최대 피크가 존재하지 않을 필요가 있지만, 300∼450nm의 파장역에 있어서의 몰 흡광 계수의 최대치가 어느 정도 이상의 값이면, 이러한 흡수 스펙트럼을 갖는 구성 단위는, 당해 단위를 포함하는 중합체의 복굴절의 파장 분산성을 크게 증가시킨다고 생각된다(단, 몰 흡광 계수의 최대치가 구체적으로 어느 정도 이상의 값이면 되는지는, 향후의 검토 사항이다).
파장역 300∼450nm에 있어서의 구성 단위의 흡수 스펙트럼의 최대치는, 당해 구성 단위로 이루어지는 중합체의 자외-가시 흡수 스펙트럼을 자외 가시 분광 광도계를 이용하여 측정하거나, 혹은 당해 구성 단위 또는 중합에 의해 당해 구성 단위가 되는 단량체에 대해, 분자 궤도법을 이용한 예측 계산을 행함으로써, 구할 수 있다.
중합에 의해 비닐카바졸 단위, 비닐안트라센 단위 및 디벤조풀벤 단위가 되는 각 단량체(비닐카바졸, 비닐안트라센, 디벤조풀벤)에 대해, 분자 궤도법을 이용한 몰 흡광 계수의 예측 계산을 행한 바, 어느 단량체에 대해서나 450nm 이상의 가시광역에 흡수 스펙트럼의 피크가 존재하지 않으며, 파장역 300∼450nm에 있어서의 몰 흡광 계수의 최대치는 모두 3000(mol/cm) 이상이었다. 또, 중합체의 복굴절의 파장 분산성을 거의 증가시키지 않는 구성 단위인 스티렌에 대해 동일한 계산을 행한 바, 파장역 300∼450nm에 있어서의 몰 흡광 계수의 최대치는 100(mol/cm) 이하였다.
또한, 예측 계산은, 이하의 순서로 행하였다. 처음에, 대상이 되는 단량체에 대해, Accelrys Software Inc.제의 소프트웨어인 Materials studio의 빌더를 이용하여 모델 화합물을 작성하고, 밀도 범함수 분자 궤도 계산 소프트웨어 DMol3을 이용하여 가장 안정된 구조를 탐색하였다. 가장 안정된 구조를 탐색하는데 있어서는, 계산 조건으로서, GGA/BLPY를 펑셔널로 규정하였다. 다음에, 얻어진 가장 안정된 구조를 이용하여, 자외-가시 흡수 스펙트럼의 계산을 반경험 분자 궤도 계산 소프트웨어에 의해 행하였다. 스펙트럼의 계산은, 소프트웨어에 Accelrys Software Inc.제 VAMP를 이용하고, 해밀토니안에 ZINDO/INDO/1을 지정하여 행하였다.
구성 단위 Y에 의해 중합체의 복굴절의 파장 분산성이 크게 증가하는 이유에 관한 상기 설명은, 동일한 분자 구조를 갖는 분자 구조 X에 대해서도, 적용시킬 수 있다고 생각된다.
방향 환은, 당해 환을 포함하는 중합체의 광 탄성 계수를 상승시킨다. 따라서, 광학 특성이 우수한 광학 필름, 특히 화상 표시 장치에 적합한 광학 필름을 얻기 위해서는, 당해 필름에 있어서의 방향 환의 함유량을 가능한 한 작게 하는 것이 요망된다. 구성 단위 Y의 종류에 따라서는, 그 분자 구조 내에 방향 환을 갖는다. 그러나, 구성 단위 Y를 갖는 중합체(B-1)에서는, 당해 중합체에 있어서의 구성 단위 Y의 함유율이 작은 경우에도 큰 파장 분산성이 얻어지므로, 중합체(B-1)에 있어서의 방향 환의 함유량을 억제하면서, 역파장 분산성의 제어의 자유도가 높은 광학 필름을 얻을 수 있다. 즉, 구성 단위 Y(분자 구조 X)를 포함하는 본 발명의 광학 필름은, 복굴절에 관한 우수한 광학 특성을 가지면서 광 탄성 계수의 상승이 억제되고 있으며, 당해 필름은 화상 표시 장치로의 사용에 적합하다.
또, 식 (4)에 나타내어지는 구성 단위 Y는 방향 환을 포함하지 않으므로, 당해 구성 단위 Y를 갖는 중합체(B-1)로 함으로써, 광학 필름에 있어서의 광 탄성 계수의 상승을 보다 억제할 수 있다. 또한, 구성 단위 Y(분자 구조 X)에 의해 광학 필름의 광 탄성 계수의 상승이 억제되는 효과는, 실시 형태 2 이후에 나타내는 광학 필름(11, 21, 31)에서도 동일하다.
중합체(B-1)는, 고유 복굴절이 음인 한, 구성 단위 Y 이외의 구성 단위를 포함해도 된다. 즉, 중합체(B-1)는, 중합에 의해 구성 단위 Y가 되는 단량체와, 그 밖의 단량체의 공중합체여도 된다. 이 때, 중합체(B-1)에 있어서의 구성 단위 Y의 함유율은, 20중량% 이상이 바람직하고, 30중량% 이상이 보다 바람직하다.
예를 들면 중합체(B-1)는, 구성 단위 Y와 (메타)아크릴산에스테르 단위를 구성 단위로서 가져도 된다. 이 경우, (메타)아크릴 중합체인 중합체(B-2)와의 상용성이 향상되어, 투명성이 우수한 광학 필름(1)이 된다.
중합체(B-1)는, 상술한 환 구조를 주쇄에 가져도 된다. 이 경우, 보다 내열성이 우수한 광학 필름(1)이 된다.
구체적인 예로서, 중합체(B-1)는 이하의 단량체의 중합에 의해 형성된 구성 단위를 가져도 된다 : 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산알킬에스테르(예를 들면 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 카바조일에틸아크릴레이트), 메타크릴산알킬에스테르(예를 들면 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 카바조일에틸메타크릴레이트), 아크릴산아미노알킬에스테르(예를 들면 디에틸아미노에틸아크릴레이트), 메타크릴산아미노알킬에스테르, 아크릴산과 글리콜의 모노에스테르, 메타크릴산과 글리콜의 모노에스테르(예를 들면 히드록시에틸메타크릴레이트), 아크릴산의 알칼리 금속염, 메타크릴산의 알칼리 금속염, 아크릴산의 암모늄염, 메타크릴산의 암모늄염, 아크릴산아미노알킬에스테르의 제4급 암모늄 유도체, 메타크릴산아미노알킬에스테르의 제4급 암모늄 유도체, 디에틸아미노에틸아크릴레이트와 메틸설페이트의 제4급 암모늄 화합물, 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 비닐술폰산의 알칼리 금속염, 비닐술폰산의 암모늄염, 스티렌술폰산, 스티렌술폰산염, 알릴술폰산, 알릴술폰산염, 메탈릴술폰산, 메탈릴술폰산염, 아세트산비닐, 비닐스테아레이트, N-비닐아세트아미드, N-비닐포름아미드, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N-알킬아크릴아미드, N-메티롤아크릴아미드, N,N-메틸렌비스아크릴아미드, 글리콜디아크릴레이트, 글리콜디메타크릴레이트, 디비닐벤젠, 글리콜디알릴에테르.
중합체(B-1)는, 구성 단위 Y의 종류에 따라서는(보다 구체적으로는, 식 (4)에 나타내어지는 구성 단위의 종류에 따라서는) 수용성이 되는 경우가 있다.
중합체(B-1)가 비수용성인 경우, 그 중량 평균 분자량은, 예를 들면 5만∼150만이며, 8만∼120만이 바람직하고, 10만∼90만이 보다 바람직하다.
중합체(B-1)가 수용성인 경우, 그 분자량의 지표가 되는 K값은, 예를 들면 10∼120이며, 25∼95가 바람직하고, 30∼85가 보다 바람직하다. K값은, 피켄처법에 의해 측정한 값이다.
중합체(B-1)의 제조 방법은 특별히 한정되지 않으며, 공지의 방법에 의해 제조할 수 있다. 예를 들면, 중합에 의해 구성 단위 Y가 되는 단량체를 포함하는 단량체군을, 공지의 방법에 의해 중합하면 된다.
중합에 의해 구성 단위 Y가 되는 단량체는, 예를 들면, 이하의 식 (12)∼(15)에 나타내는 단량체이다.
[화학식 12]
Figure 112010042753118-pct00012
[화학식 13]
Figure 112010042753118-pct00013
[화학식 14]
Figure 112010042753118-pct00014
[화학식 15]
Figure 112010042753118-pct00015
식 (12)에 나타내는 단량체는 비닐락탐이고, n은 1∼4의 범위의 자연수, R1 및 R2는, 서로 독립되며, 수소 원자 또는 메틸기이다.
식 (13)에 나타내는 단량체는 비닐안트라센, 식 (14)에 나타내는 단량체는 디벤조풀벤, 식 (15)에 나타내는 단량체는 비닐카바졸이다. 식 (12), (13), (15)에 나타내는 단량체는, 분자 구조 X에, 중합성기인 비닐기가 결합되어 있다. 식 (14)에 나타내는 단량체는, 분자 구조 X에, 중합성기인 메틸렌기가 결합되어 있다.
중합체(B-1)의 중합 시에는, 중합 개시제로서, 과산화수소와 금속염의 혼합물, 아조 화합물 및 유기 과산화물로부터 선택되는 적어도 1종을 이용하는 것이 바람직하다.
아조 화합물은, 예를 들면, 2,2'-아조비스(이소부티로니트릴), 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(이소부티르산)디메틸, 4,4'-아조비스(4-시아노발레르산), 2,2'-아조비스(2-메틸프로피온아미딘)이염산염, 2,2'-아조비스[N-(2-카르복시에틸)-2-메틸프로피온아미딘]수화물, 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판]이염산염, 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판]이황산염2수화물, 1,1'-아조비스(시클로헥산-1-카르보니트릴)이다. 중합 개시제로서 2종 이상의 아조 화합물을 이용해도 된다.
이들 아조 화합물 중, 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴), 2,2'-아조비스(이소부티르산)디메틸, 2,2'-아조비스(2-메틸프로피온아미딘)이염산염이 바람직하다.
유기 과산화물은, 예를 들면, 벤조일퍼옥사이드, 디쿠밀퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 1,1'-디-t-부틸퍼옥시-3,3,5-트리메틸렌시클로헥산, 1,3-디-(t-부틸퍼옥시)-디이소프로필벤젠, 디-t-부틸퍼옥사이드, t-부틸히드로퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, t-부틸퍼옥시피발레이트, t-아밀퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, t-아밀히드로퍼옥사이드이다. 중합 개시제로서 2종 이상의 유기 과산화물을 이용해도 된다.
이들 유기 과산화물 중, t-부틸히드로퍼옥사이드, t-아밀퍼옥시-2-에틸헥사노에이트가 바람직하고, t-아밀퍼옥시-2-에틸헥사노에이트가 특히 바람직하다.
중합체(B-1)의 중합계에 있어서의 중합 개시제의 농도는, 중합하는 단량체의 종류, 농도에 따라 조정하면 되고 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 단량체 100중량부에 대해 0.001중량부∼3중량부이며, 0.005중량부∼2중량부가 바람직하다.
중합계에는, 필요하게 따라, 연쇄 이동제, pH 조정제, 완충재 등을 첨가할 수 있다.
중합 용매는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 케톤 함유 용매(아세톤과 톨루엔의 혼합 용매 등), 에스테르계 용매(아세트산에틸, 아세트산부틸 등) 및 이들의 혼합 용매이다. 수용성의 중합체(B-1)를 중합하는 경우에는, 물 혹은 저급 알코올(메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필알코올, 디에틸렌글리콜 등)을 중합 용매로서 이용해도 된다.
중합 온도는, 중합하는 단량체의 종류에 따라 조정하면 되고 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 40℃∼100℃이며, 50℃∼95℃가 바람직하고, 60℃∼90℃가 보다 바람직하다.
수지(A)에 있어서의 중합체(B-1)와 중합체(B-2)의 혼합비는, 각 중합체의 고유 복굴절의 절대치, 혹은 광학 필름(1)으로서 요망되는 역파장 분산성의 정도 등에 따라 상이하므로 일률적으로 기술할 수 없지만, 예를 들면 중량비로 하여, (B-1):(B-2)=1:99∼99:1의 범위이며, (B-1):(B-2)=10:90∼90:10의 범위가 바람직하고, (B-1):(B-2)=20:80∼80:20의 범위가 보다 바람직하다. 이 범위에서 역파장 분산성의 제어의 자유도를 향상할 수 있으며, 용도에 따른 양호한 역파장 분산성을 갖는 광학 필름(1)으로 할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 수지(A)는, 2종 이상의 중합체(B-1) 혹은 2종 이상의 중합체(B-2)를 포함해도 된다.
중합체(B-2)가 (메타)아크릴 중합체인 경우, 수지(A)에 있어서의 (메타)아크릴 중합체의 함유율의 합계는, 50중량% 이상인 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서의 수지(A)는, 역파장 분산성을 나타내는 광학 필름이 얻어지는 한, 중합체 (B-1), (B-2) 이외의 임의의 중합체를 포함해도 된다.
구성 단위 Y는, 그 종류에 따라서는 매우 강한 흡습성을 나타낸다. 이 때문에 수지(A)는, 중합체(B-1)가 갖는 구성 단위 Y의 종류, 중합체(B-1)에 있어서의 구성 단위 Y의 함유율, 및 수지(A)에 있어서의 중합체(B-1)의 함유율에 따라서는, 단독으로 층을 형성하기 어려운 경우가 있다. 이 경우, 수지(A)는, 구성 단위 Y를 갖는 중합체(B-1)의 바인더가 되는 중합체(바인더 중합체)를 포함해도 된다. 또한, 바인더 중합체는, 고유 복굴절이 0에 가까운, 즉, 연신에 의해 거의 복굴절을 나타내지 않는 중합체가 바람직하고, 이 경우, 광학 필름(1)의 광학 특성의 제어가 용이해진다.
수지(A)가 바인더 중합체를 포함하는 경우, 수지(A)에 있어서의 중합체(B-1)와 바인더 중합체의 혼합비는, 예를 들면 중량비로 하여, (B-1):바인더 중합체=10:90∼70:30의 범위이며, (B-1):바인더 중합체=20:80∼60:40의 범위가 바람직하다.
수지(A)에 포함되는 중합체의 함유율 및 중합체에 있어서의 구성 단위의 함유율은, 공지의 수법, 예를 들면 1H 핵자기공명(1H-NMR) 또는 적외선 분광 분석(IR)에 의해 구할 수 있다.
광학 필름(1)은, 필요에 따라, 층(2) 이외의 임의의 층을 가져도 된다.
광학 필름(1)의 제조 방법은 특별히 한정되지 않으며, 공지의 수법에 따르면 된다. 예를 들면, 중합체 (B-1) 및 (B-2)를 포함하는 수지(A)를 필름으로 성형하고, 얻어진 필름을 소정의 방향으로 연신(전형적으로는 1축 연신 또는 순차적으로 2축 연신)함으로써, 수지(A)가 포함하는 중합체의 분자쇄를 배향시켜 층(2)을 형성하여, 광학 필름(1)으로 하면 된다.
수지(A)는, 캐스트법, 용융 성형법(예를 들면 용융 압출 성형, 프레스 성형) 등의 공지의 수법에 의해, 필름으로 성형할 수 있다.
(실시 형태 2)
도 2에, 본 발명의 광학 필름의 다른 일례를 나타낸다. 도 2에 나타낸 광학 필름(11)은 1개의 층(12)으로 이루어지고, 층(12)은, 구성 단위 Y를 갖는 중합체(B-1)를 포함하는 수지(A)로 이루어진다. 본 실시 형태에 있어서의 중합체(B-1)는, 당해 중합체에 음의 고유 복굴절을 부여하는 작용을 갖는 구성 단위로서 구성 단위 Y를 가짐과 더불어, 당해 중합체에 양의 고유 복굴절을 부여하는 작용을 갖는 구성 단위 Z를 더 갖는다. 본 실시 형태에 있어서의 중합체(B-1)를, 이하, 중합체(B-3)라고 기재한다.
중합체(B-3)에 배향이 가해지면, 구성 단위 Y 및 Z의 각각에 유래하여 생긴 복굴절이 서로 상쇄된다. 여기에서, 복굴절이 상쇄되는 정도가 파장에 따라 상이하므로, 복굴절, 예를 들면 위상차의 역파장 분산성이 생긴다.
광학 필름(11)은, 단층이면서 역파장 분산성을 나타낸다. 이 때문에, 박막화하면서 원하는 광학 특성을 얻을 수 있으며, 광학 필름(11)을 구비하는 화상 표시 장치의 소형화, 경량화 등의 실현이 더욱더 가능해진다. 또, 광학 필름(11)은, 복수의 층의 적층에 의해 역파장 분산성을 실현한 광학 필름에 비해, 각 층의 접합 각도의 조정이 불필요하므로 생산성이 높다.
중합체(B-3)의 배향에 주목하면, 광학 필름(11)은, 중합체(B-3)를 포함하는 수지(A)에 배향을 부여하여 형성한 부재이다. 수지(A)에 배향을 부여하기 위해서는 필름으로 성형한 수지(A)를 연신하면 된다.
중합체(B-3)는, 구성 단위 Y 및 Z를 갖는 한 특별히 한정되지 않는다.
구성 단위 Z는, 중합체(B-3)에 양의 고유 복굴절을 부여하는 작용을 갖는 한 특별히 한정되지 않는다. 구성 단위 Z는, 예를 들면, (메타)아크릴산에스테르 단위, (메타)아크릴산에스테르 단위의 유도체인 환 구조, 및 시클로올레핀 단위로부터 선택되는 적어도 1종이다. 구성 단위 Z는, (메타)아크릴산에스테르 단위 및 당해 단위의 유도체인 환 구조로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하고, 이 경우, 광학 필름(11)에 있어서의 역파장 분산성의 제어의 자유도가 향상된다.
구성 단위 Y는, 중합체(B-3)에 있어서의 복굴절의 파장 분산성을 증대시키는 강한 작용을 갖는다. 이에 반해, (메타)아크릴산에스테르 단위 및 당해 단위의 유도체인 환 구조는, 중합체(B-3)에 있어서의 복굴절의 파장 분산성을 증대시키는 작용은 그다지 강하지 않다. 이와 같이, 중합체(B-3)의 파장 분산성을 증대시키는 정도가 상이한 구성 단위를 조합함으로써, 역파장 분산성의 제어의 자유도가 향상된다.
또한, 일본국 특허공개 2001-235622호 공보에 개시되어 있는 분자쇄의 조합에서는, 양자의 파장 분산성의 차는 그다지 크지 않으므로, 구성 단위 Y를 갖는 중합체(B-3)를 이용한 본 발명의 광학 필름과 같은 효과를 얻을 수 없다.
환 구조는, 예를 들면, 실시 형태 1에서 중합체(B-2)를 설명하기 위해 예시한 환 구조이다. 이 예시한 환 구조를, 이하, 간단히 「환 구조」라고 한다.
중합체(B-3)에 있어서의 (메타)아크릴산에스테르 단위 및 환 구조의 함유율의 합계가 50중량% 이상인 경우, 중합체(B-3)는 (메타)아크릴 중합체가 된다. 이 때, 광학 특성 및 기계적 강도, 성형 가공성 및 표면 경도 등의 여러 특성이 우수한 광학 필름(11)이 된다.
중합체(B-3)는, 구성 단위 Z로서, (메타)아크릴산에스테르 단위 및 환 구조의 양쪽을 갖는 것이 바람직하다. 즉, 중합체(B-3)는, 주쇄에 환 구조를 갖는 (메타)아크릴 중합체인 것이 바람직하다. 환 구조를 포함하는 구성 단위는, 당해 단위를 갖는 중합체(B-3)에 대해, 그 배향 시에 큰 양의 고유 복굴절을 부여하는 작용을 갖는다. 이 때문에, 구성 단위 Y와의 조합에 의해, 광학 필름(11)에 있어서의 역파장 분산성의 제어의 자유도가 향상된다.
또, 중합체(B-3)가 주쇄에 환 구조를 가짐으로써, 중합체(B-3) 및 당해 중합체를 포함하는 수지(A)의 Tg가 상승하여, 고내열성의 광학 필름(11)이 된다.
주쇄에 환 구조를 갖는 중합체(B-3) 및 당해 중합체를 포함하는 수지(A)의 Tg는, 예를 들면 110℃ 이상이다. 환 구조의 종류, 중합체(B-3)에 있어서의 환 구조의 함유율 및 수지(A)에 있어서의 중합체(B-3)의 함유율에 따라서는, 당해 Tg는, 115℃ 이상, 120℃ 이상, 또한 130℃ 이상이 된다.
환 구조는, 실시 형태 1에서 설명한 바와 같이, 락톤환 구조 및 글루타르이미드 구조로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, 락톤환 구조가 보다 바람직하다. 이들 환 구조는, 중합체(B-3)에 양의 고유 복굴절을 부여하는 작용을 갖지만, 그 파장 분산성이 매우 작다. 이 때문에, 구성 단위 Y와의 조합에 의해, 광학 필름(11)의 역파장 분산성의 제어의 자유도가 더욱 향상된다.
구성 단위 Y는 특별히 한정되지 않지만, 식 (4)에 나타내어지는 단위 또는 불포화 단량체 단위가 바람직하다. 바꿔 말하면, 중합체(B-3)가, 당해 중합체에 음의 고유 복굴절을 부여하는 작용을 갖는 구성 단위로서, 식 (4)에 나타내어지는 단위 또는 불포화 단량체 단위를 갖는 것이 바람직하다.
중합체(B-3)는, 구성 단위 Y 및 Z가 주쇄에 랜덤으로 배치된 랜덤 공중합체여도 되고, 구성 단위 Y로 이루어지는 블록과 구성 단위 Z로 이루어지는 블록이 존재하는 블록 공중합체여도 된다. 또, 구성 단위 Y 및 Z로부터 선택되는 한쪽의 구성 단위(예를 들면 구성 단위 Y)를 갖는 주쇄에, 다른 쪽의 구성 단위(예를 들면 구성 단위 Z)를 갖는 측쇄가 결합된 그래프트 공중합체여도 된다.
중합체(B-3)는, 2종 이상의 구성 단위 Y를 가져도 된다.
중합체(B-3)는, 역파장 분산성을 나타내는 광학 필름이 얻어지는 한, 구성 단위 Y 및 Z 이외의 임의의 구성 단위를 가져도 된다.
중합체(B-3)는, 공지의 방법에 의해 제조할 수 있다.
중합체(B-3)에 있어서의 구성 단위 Y 및 Z의 함유율의 비는, 중합체(B-3)의 고유 복굴절에 대해 각 구성 단위가 작용하는 정도, 혹은 광학 필름(11)으로서 요망되는 역파장 분산성의 정도 등에 따라 상이하므로 일률적으로 기술할 수 없지만, 예를 들면 중량비로 하여, 구성 단위 Y:구성 단위 Z=1:99∼38:62의 범위이다. 이 범위에 있어서, 역파장 분산성의 제어의 자유도를 향상할 수 있으며, 용도에 따른 양호한 파장 분산성을 갖는 광학 필름(11)이 얻어진다.
수지(A)에 있어서의 중합체(B-3)의 함유율은 특별히 한정되지 않지만, 본 발명의 효과가 확실하게 얻어지므로, 통상 50중량% 이상이며, 60중량% 이상이 바람직하고, 70중량% 이상이 보다 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서의 수지(A)는, 2종 이상의 중합체(B-3)를 포함해도 된다.
광학 필름(11)은, 필요에 따라, 층(12) 이외의 임의의 층을 가져도 된다.
광학 필름(11)의 제조 방법은 특별히 한정되지 않으며, 공지의 수법에 따르면 된다. 예를 들면, 중합체(B-3)를 포함하는 수지(A)를 필름으로 성형하고, 얻어진 필름을 소정의 방향으로 연신(전형적으로는 1축 연신 또는 순차적으로 2축 연신)함으로써, 수지(A)가 포함하는 중합체의 분자쇄를 배향시켜 층(12)을 형성하여, 광학 필름(11)으로 하면 된다.
수지(A)는, 캐스트법, 용융 성형법(예를 들면 용융 압출 성형, 프레스 성형) 등의 공지의 수법에 의해, 필름으로 성형할 수 있다.
(실시 형태 3)
도 3에, 본 발명의 광학 필름의 다른 일례를 나타낸다. 도 3에 나타낸 광학 필름(21)은, 2개의 층(22, 23)이 적층된 구조를 갖는다. 층(22)은, 구성 단위 Y를 갖는 중합체(B-1)를 포함하는 수지(A)로 이루어지고, 수지(A)의 고유 복굴절은 음이다. 층(23)은, 양의 고유 복굴절을 갖는 수지(C)로 이루어진다.
광학 필름(21)은, 고유 복굴절의 부호가 서로 상이한 2종류의 층(층(22) 및 층(23))이 적층된 구조를 가지지만, 이러한 적층 구조에서는, 입사한 광에 대한 양 층의 복굴절이 서로 상쇄되는 현상이 발생한다. 여기에서, 복굴절이 상쇄되는 정도가 파장에 따라 상이하므로, 광학 필름(21)은 역파장 분산성을 나타낸다.
또, 광학 필름(21)에서는, 층 22 및 23이 각각 독립적으로 배치되어 있으며, 고유 복굴절의 부호가 서로 상이한 중합체간의 상용성, 혹은 중합체에 부여하는 고유 복굴절의 부호가 서로 상이한 구성 단위간의 상용성을 고려할 필요가 없으므로, 각각의 층이 취할 수 있는 조성 범위가 넓다. 이에 의해, 역파장 분산성의 제어의 자유도를 비롯한 광학적인 설계의 자유도가 높은 광학 부재가 된다.
층(22, 23)에서는, 당해 층에 포함되는 중합체의 배향에 의해 복굴절이 생긴다. 이 관점에서는, 층(22)은, 수지(A)에 배향을 부여하여 형성한 층이며, 층(23)은, 수지(C)에 배향을 부여하여 형성한 층이다. 수지 (A), (C)에 배향을 부여하기 위해서는, 필름으로 성형한 수지 (A), (C)를 연신하면 된다.
수지(C)는, 양의 고유 복굴절을 갖는 한 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 양의 고유 복굴절을 갖는 중합체를 포함하면 된다. 양의 고유 복굴절을 갖는 중합체의 일례는, 상술한 중합체(B-2)이다.
중합체(B-2)는 (메타)아크릴 중합체인 것이 바람직하고, 이 경우, 광학 필름(21)에 있어서의 역파장 분산성의 제어의 자유도가 향상된다. 층(22)은, 구성 단위 Y를 갖는 중합체(B-1)를 포함하는 수지(A)로 이루어지지만, 이러한 층이 나타내는 복굴절의 파장 분산성은, (메타)아크릴 중합체인 중합체(B-2)를 포함하는 수지(C)로 이루어지는 층(23)이 나타내는 복굴절의 파장 분산성에 비해 상당히 크다. 이와 같이, 복굴절의 파장 분산성이 크게 상이한 2종류의 독립된 층을 조합함으로써, 광학 필름(21)에 있어서의 역파장 분산성의 제어의 자유도가 향상된다.
또한, 일본국 특허공개 2001-337222호 공보에 예시되어 있는 수지의 조합에 의거하여 층(22, 23)을 형성하였다고 해도(예를 들면, 층(23)을 폴리노보넨에 의해 형성하고, 층(22)을 스티렌계 중합체에 의해 형성하였다고 해도), 각각의 층이 나타내는 복굴절의 파장 분산성의 차가 그다지 크지 않으므로, (메타)아크릴 중합체인 중합체(B-2)를 포함하는 수지(C)로 이루어지는 층(23)과, 중합체(B-1)를 포함하는 수지(A)로 이루어지는 층(22)을 조합하였을 때와 같은 효과를 얻을 수 없다.
중합체(B-2)는, 주쇄에 환 구조를 갖는 (메타)아크릴 중합체인 것이 바람직하다. 중합체(B-2)가 주쇄에 환 구조를 가짐으로써, 층(23)의 고유 복굴절의 절대치가 커진다. 이 때문에, 층(22)과의 조합에 의해, 광학 필름(21)에 있어서의 역파장 분산성의 제어의 자유도가 향상된다.
또, 실시 형태 1에서 설명한 바와 같이, 중합체(B-2)가 주쇄에 환 구조를 가짐으로써, 중합체(B-2) 및 당해 중합체를 포함하는 수지(C)의 Tg가 상승하여, 층(23) 및 광학 필름(21)의 내열성이 향상된다. 환 구조에 의해 Tg가 높아지는 정도는, 상술한 바와 같다.
환 구조는, 실시 형태 1에서 설명한 바와 같이, 락톤환 구조 및 글루타르이미드 구조로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, 락톤환 구조가 보다 바람직하다. 이들 환 구조는, 중합체(B-2)에 양의 고유 복굴절을 부여하는 작용을 가지지만, 그 파장 분산성이 매우 작다. 이 때문에, 중합체(B-1)를 포함하는 층(22)과의 조합에 의해, 광학 필름(21)의 역파장 분산성의 제어의 자유도가 더욱 향상된다.
중합체(B-2)의 그 밖의 바람직한 조건은, 실시 형태 1에서 설명한 중합체(B-2)의 바람직한 조건과 동일하다.
중합체(B-2)를 포함하는 수지(C)는, 양의 고유 복굴절을 갖는 한, 중합체(B-2) 이외의 중합체를 포함해도 된다.
본 실시 형태에 있어서의 중합체(B-1)는, 실시 형태 1에서 설명한 중합체(B-1)와 동일하다.
본 실시 형태에 있어서의 수지(A)는, 구성 단위 Y를 갖는 중합체(B-1)를 포함하고, 음의 고유 복굴절을 갖는 한 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 중합체(B-1) 이외의 중합체를 포함해도 된다.
또한, 구성 단위 Y는, 그 종류에 따라서는 매우 강한 흡습성을 나타낸다. 이 때문에 중합체(B-1)는, 당해 중합체가 갖는 구성 단위 Y의 종류, 및 당해 중합체에 있어서의 구성 단위 Y의 함유율에 따라서는, 단독으로 층을 형성하기 어려운 경우가 있다. 이 경우, 수지(A)는, 중합체(B-1)의 바인더가 되는 중합체(바인더 중합체)를 포함해도 된다. 바인더 중합체는, 고유 복굴절이 0에 가까운, 즉, 연신에 의해 복굴절을 나타내지 않는 중합체가 바람직하고, 이 경우, 층(22)의 광학 특성의 제어가 용이해진다.
광학 필름(21)의 형성 방법은 특별히 한정되지 않는다. 형성 방법의 일례는, 개별적으로 작성한 층(22) 및 층(23)을 서로 접합하는 방법이다. 예를 들면, 중합체(B-1)를 포함하는 수지(A)를 필름으로 하여, 얻어진 필름을 소정의 방향으로 연신(전형적으로는 1축 연신 또는 순차적으로 2축 연신)함으로써, 수지(A)가 포함하는 중합체의 분자쇄를 배향시켜 층(22)을 형성한다. 이와는 별도로, 중합체(B-2)를 포함하는 수지(C)를 필름으로 하여, 얻어진 필름을 소정의 방향으로 연신함으로써, 수지(C)가 포함하는 중합체의 분자쇄를 배향시켜 층(23)을 형성한다. 다음에, 형성한 양쪽의 층을 적층하여, 도 3에 나타낸 광학 필름(21)을 형성할 수 있다. 층(22)과 층(23)의 접합은 공지의 수법에 따르면 되고, 양쪽의 층은, 아크릴계 접착제 등에 의해 서로 접착해도 된다. 수지 (A), (C)는, 캐스트법, 용융 성형법(예를 들면 용융 압출 성형, 프레스 성형) 등의 공지의 수법에 의해, 필름으로 성형할 수 있다.
형성 방법의 다른 일례는, 층(22)의 전구체가 되는 연신 전의 필름(미연신 필름 혹은 잠정적으로 연신을 가한 필름)과, 층(23)의 전구체가 되는 연신 전의 필름의 적층체를 소정의 방향으로 연신하는 방법이다. 당해 연신에 의해, 각각의 전구체에 포함되는 중합체 (B-1), (B-2)의 분자쇄가 배향되어, 층(22)과 층(23)의 적층체인 광학 필름(21)이 된다. 전구체의 적층체는, 예를 들면, 수지(A)로 이루어지는 필름과 수지(C)로 이루어지는 필름의 적층에 의해 형성해도 되고, 수지(A)와 수지(C)를 공유 압출 성형함으로써 형성해도 된다. 또, 층(22) 또는 층(23)의 한쪽 층의 전구체인 필름에, 다른 쪽 층의 전구체가 되는 수지가 용해된 용액을 도포하고, 도포막을 건조시켜 형성해도 된다. 구체적인 예로서, (메타)아크릴 중합체, 시클로올레핀 중합체 또는 셀룰로오스 유도체로 이루어지는 베이스 필름 상에, 구성 단위 Y를 갖는 중합체(B-1)를 포함하는 용액을 도포한 후에 전체를 건조시켜, 얻어진 적층체를 소정의 방향으로 연신하는 방법이 있다.
층(22, 23)의 적층 상태(예를 들면, 층(22, 23)의 적층 패턴 혹은 광학 필름(21)의 표면에 수직인 방향에서 본, 층(22)의 배향축과 층(23)의 배향축이 이루는 각도 등)는 특별히 한정되지 않으며, 광학적인 설계 사항에 맞추어 적절히 선택할 수 있다. 또한, 층(22, 23)을, 각각의 연신 방향이 거의 일치하도록 적층한 경우에, 광학 필름(21)이 나타내는 역파장 분산성이 가장 강해진다.
광학 필름(21)이 갖는 층(22, 23)의 수는 특별히 한정되지 않는다. 또, 층(22)과 층(23)은 접하고 있지 않아도 된다.
광학 필름(21)은, 필요에 따라, 층(22, 23) 이외의 층을 갖고 있어도 된다.
(실시 형태 4)
도 4에, 본 발명의 광학 필름의 다른 일례를 나타낸다. 도 4에 나타낸 광학 필름(31)은 1개의 층(32)으로 이루어지며, 층(32)은, 분자 구조 X에 의해 변성된 구성 단위를 갖는 중합체(B-4)를 포함하는 수지(A)로 이루어진다.
중합체(B-4)에 배향이 가해지면, 분자 구조 X에 의해 변성되는 정도가 구성 단위 사이에서 상이하므로, 각각의 구성 단위에 유래하여 생긴 복굴절이 서로 상쇄된다. 여기에서, 복굴절이 상쇄되는 정도가 파장에 따라 상이하므로, 복굴절, 예를 들면 위상차의 파장 분산성이 생긴다.
중합체(B-4)는 공지의 수법에 의해 형성할 수 있다. 예를 들면, 변성의 대상인 구성 단위와 결합 가능한 결합기를 분자 구조 X에 결합시킨 화합물을, 당해 구성 단위를 갖는 중합체와 반응시키면 된다. 중합체가 TAC 등의 셀룰로오스 유도체인 경우, 당해 결합기는, 예를 들면 수산기이다. 분자 구조 X가 식 (1)에 나타내어지는 구조인 경우, 상기 화합물은, 예를 들면 5-옥소피롤리딘-2-카르본산의 산염화물이다. 산염화물의 형성에는, 염화티오닐을 사용할 수 있다.
광학 필름(31)은, 필요에 따라, 층(32) 이외의 층을 갖고 있어도 된다.
광학 필름(31)의 제조 방법은 특별히 한정되지 않으며, 공지의 수법에 따르면 된다. 예를 들면, 중합체(B-4)를 포함하는 수지(A)를 필름으로 하여, 얻어진 필름을 소정의 방향으로 연신(전형적으로는 1축 연신 또는 순차적으로 2축 연신)함으로써, 수지(A)가 포함하는 중합체의 분자쇄를 배향시켜 층(32)을 형성하여, 광학 필름(31)으로 하면 된다.
수지(A)는, 캐스트법, 용융 성형법(예를 들면 용융 압출 성형, 프레스 성형) 등의 공지의 수법에 의해, 필름으로 성형할 수 있다.
(광학 필름의 용도)
본 발명의 광학 필름은 역파장 분산성을 나타낸다. 즉, 본 발명의 광학 필름은, 적어도 가시광 영역에 있어서, 파장이 짧아질수록 복굴절(혹은 위상차 또는 리타데이션)이 작아지는 광학 특성을 나타낸다. 이러한 광대역의 광학 필름을 이용함으로써, 표시 특성이 우수한 화상 표시 장치를 구축할 수 있다.
본 발명의 광학 필름은, 예를 들면, 위상차판으로 해도 되고, 얻어지는 위상차에 의거한 리타데이션을 광의 파장의 1/4로 함으로써, 위상차판의 일종인 λ/4판으로 해도 된다. 또, 본 발명의 광학 필름을, 편광판 등의 다른 광학 부재와 조합하여, 반사 방지판으로 할 수도 있다.
본 발명의 광학 필름은 편광자 보호 필름으로 해도 되며, 특히, 상술한 이유로부터, 수지(A)가 식 (1)에 나타내어지는 분자 구조를 갖는 경우, 편광자 보호 필름으로서 적합해진다.
본 발명의 광학 필름은, 용도에 따라, 다른 광학 부재와 조합하여 이용해도 된다.
본 발명의 광학 필름의 용도는 특별히 한정되지 않으며, 종래의 광학 부재와 동일한 용도(예를 들면, LCD, OLED 등의 화상 표시 장치)에 사용할 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 의해, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명은, 이하에 나타내는 실시예에 한정되지 않는다.
(제조예 1)
교반 장치, 온도 센서, 냉각관 및 질소 도입관을 구비한 반응 장치에, 15중량부의 2-(히드록시메틸)아크릴산메틸(MHMA), 35중량부의 메타크릴산메틸(MMA) 및 중합 용매로서 50중량부의 톨루엔을 주입하고, 이것에 질소를 통하게 하면서, 105℃까지 승온시켰다. 승온에 따른 환류가 시작된 곳에서, 중합 개시제로서 0.03중량부의 t-아밀퍼옥시이소노나노에이트(아르케마 요시토미제, 상품명:루페록스 570)를 첨가함과 더불어, 3.34중량부의 톨루엔에 상기 t-아밀퍼옥시이소노나노에이트 0.06중량부를 용해한 용액을 2시간 걸쳐 적하하면서, 약 105∼110℃의 환류 하에서 용액 중합을 진행시키고, 또한 4시간의 숙성을 행하였다.
다음에, 얻어진 중합 용액에, 환화 축합 반응의 촉매(환화 촉매)로서, 0.1중량부의 인산옥틸/디옥틸 혼합물을 더하여, 약 80∼105℃의 환류 하에서 2시간, 환화 축합 반응을 진행시켰다.
다음에, 이와 같이 하여 얻은 중합 용액을, 감압 하 240℃로 1시간 건조시켜, 주쇄에 락톤환 구조를 갖는 투명한 중합체(B-2A)를 형성하였다.
(제조예 2)
교반 장치, 온도 센서, 냉각관 및 질소 도입관을 구비한 반응 장치에, 15중량부의 MHMA, 25중량부의 MMA, 10중량부의 메타크릴산벤질 및 중합 용매로서 50중량부의 톨루엔을 주입하고, 이것에 질소를 통하게 하면서, 105℃까지 승온시켰다. 승온에 따른 환류가 시작된 곳에서, 중합 개시제로서 0.03중량부의 t-아밀퍼옥시이소노나노에이트(아르케마 요시토미제, 상품명:루페록스 570)를 첨가함과 더불어, 3.34중량부의 톨루엔에 상기 t-아밀퍼옥시이소노나노에이트 0.06중량부를 용해한 용액을 6시간 걸쳐 적하하면서, 약 105∼111℃의 환류 하에서 용액 중합을 진행시키고, 또한 2시간의 숙성을 행하였다.
다음에, 얻어진 중합 용액에, 환화 촉매로서, 0.1중량부의 인산옥틸/디옥틸 혼합물을 더하여, 약 80∼105℃의 환류 하에서 2시간, 환화 축합 반응을 진행시켰다.
다음에, 이와 같이 하여 얻은 중합 용액을, 감압 하 240℃로 1시간 건조시켜, 주쇄에 락톤환 구조를 갖는 투명한 중합체(B-2B)를 형성하였다.
형성한 중합체(B-2B)의 고유 복굴절의 양음을, 비교예 1과 동일하게 형성한 당해 중합체로 이루어지는 연신 필름의 배향각을 구함으로써 평가한 바, 양이었다.
(제조예 3)
교반 장치, 온도 센서, 냉각관 및 질소 도입관을 구비한 반응 장치에, 10중량부의 비닐카바졸, 18중량부의 MHMA, 72중량부의 MMA 및 중합 용매로서 80중량부의 톨루엔을 주입하고, 이것에 질소를 통하게 하면서, 105℃까지 승온시켰다. 승온에 따른 환류가 시작된 곳에서, 중합 개시제로서 0.1중량부의 t-아밀퍼옥시이소노나노에이트(아르케마 요시토미제, 상품명:루페록스 570)를 첨가함과 더불어, 10중량부의 톨루엔에 상기 t-아밀퍼옥시이소노나노에이트 0.2중량부를 용해한 용액을 2시간 걸쳐 적하하면서, 약 105∼110℃의 환류 하에서 용액 중합을 진행시키고, 또한 4시간의 숙성을 행하였다.
다음에, 얻어진 중합 용액에 10중량부의 톨루엔에 용해시킨 0.9중량부의 인산옥틸/디옥틸 혼합물을 더하여, 환류 하에서 2시간, 상기 중합에 의해 형성한 중합체 중의 MHMA 단위와 MMA 단위의 사이에 환화 축합 반응을 진행시켰다.
다음에, 이와 같이 하여 얻은 중합 용액을, 감압 하 240℃로 1시간 건조시켜, 비닐카바졸 단위를 주쇄에 갖는 투명한 중합체(B-1A)를 형성하였다. 또한, 얻어진 중합체(B-1A)는, 그 주쇄에 락톤환 구조를 갖지만, 이 환 구조는, 중합체(B-1A)와, 중합체 (B-2A) 또는 (B-2B)의 상용성을 향상시키는 것을 목적으로 하여 도입하였다.
(실시예 1)
제조예 1에서 제작한 중합체(B-2A) 10중량부와, 제조예 3에서 제작한 중합체(B-1A) 20중량부를, 메틸이소부틸케톤에 용해시키고, 얻어진 용액을 교반하여, 중합체 (B-2A) 및 (B-1A)를 균일하게 혼합하였다. 다음에, 얻어진 혼합 용액을, 감압 하 240℃로 1시간 건조시켜, 고형의 수지 30중량부를 얻었다.
다음에, 얻어진 수지를, 프레스 성형기에 의해 250℃로 프레스 성형하여, 두께 약 100μm의 필름으로 하였다. 다음에, 제작한 필름을, 2축 연신 장치(도요세이키제작소제, TYPE EX4)에 의해, MD 방향의 연신 배율이 2배가 되도록, 연신 온도 138℃로 1축 연신하여, 두께 40μm의 연신 필름을 얻었다.
얻어진 연신 필름의 위상차(필름면 내의 위상차)의 파장 분산성 및 배향각을, 전자동 복굴절계(오지 계측 기기사제, KOBRA-WR)를 이용하여 평가하였다. 파장 분산성의 평가 결과를, 이하의 표 1에 나타낸다. 또한, 표 1 및 이후의 실시예·비교예에 있어서의 각 표에서는, 측정 파장을 590nm로 했을 때의 위상차를 기준(R0)으로 하여, 그 밖의 파장에 있어서의 위상차 R과 R0의 비(R/R0)를 아울러 나타낸다. 또, 각 표에 나타낸 면내 위상차는, 막 두께 100μm당의 값이다.
[표 1]
Figure 112010042753118-pct00016
표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1에서 얻어진 연신 필름은, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 작아지는 역파장 분산성을 나타내며, 그 변화는 컸다.
실시예 1에서 얻어진 연신 필름의 배향각(φ)은 -0.8°이며, 즉, 그 고유 복굴절은 양이었다.
(실시예 2)
중합체(B-2A) 대신에, 제조예 2에서 제작한 중합체(B-2B)를 이용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 연신 필름을 제작하고, 제작한 연신 필름의 위상차의 파장 분산성 및 배향각을, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 파장 분산성의 평가 결과를, 이하의 표 2에 나타낸다.
[표 2]
Figure 112010042753118-pct00017
표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 2에서 얻어진 연신 필름은, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 작아지는 역파장 분산성을 나타내며, 그 변화는 컸다.
실시예 2에서 얻어진 연신 필름의 배향각(φ)은 0.6°이며, 즉, 그 고유 복굴절은 양이었다.
(실시예 3)
중합체(B-2A) 대신에 아크릴이미드 중합체(롬 앤드 하스제, KAMAXT-240) 10중량부를 이용하고, 제조예 3에서 제작한 중합체(B-1A)의 사용량을 25중량부로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여, 고형의 수지 35중량부를 얻었다. 또한, 이용한 아크릴이미드 중합체는, 이하의 식 (16)에 나타낸 바와 같이, 그 구성 단위로서 N-메틸-디메틸글루탈이미드 단위 및 메틸메타크릴레이트 단위를 갖는다.
[화학식 16]
Figure 112010042753118-pct00018
다음에, 얻어진 수지를, 프레스 성형기에 의해 250℃로 프레스 성형하여, 두께 약 100μm의 필름으로 하였다. 다음에, 제작한 필름을, 상기 2축 연신 장치에 의해, MD 방향의 연신 배율이 2배가 되도록, 연신 온도 143℃로 1축 연신하여, 두께 50μm의 연신 필름을 얻었다.
다음에, 얻어진 연신 필름의 위상차의 파장 분산성 및 배향각을, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 파장 분산성의 평가 결과를, 이하의 표 3에 나타낸다.
[표 3]
Figure 112010042753118-pct00019
표 3에 나타낸 바와 같이, 실시예 3에서 얻어진 연신 필름은, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 작아지는 역파장 분산성을 나타내며, 그 변화는 컸다.
실시예 3에서 얻어진 연신 필름의 배향각(φ)은 -2.1°이며, 즉, 그 고유 복굴절은 양이었다.
(비교예 1)
제조예 1에서 형성한 중합체(B-2A)만을 이용하여, 실시예 1과 동일하게 프레스 성형 및 1축 연신을 행함으로써, 중합체(B-2A)의 연신 필름을 얻었다. 얻어진 연신 필름의 위상차의 파장 분산성 및 배향각을, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 파장 분산성의 평가 결과를, 이하의 표 4에 나타낸다.
[표 4]
Figure 112010042753118-pct00020
표 4에 나타낸 바와 같이, 비교예 1에서 얻어진 연신 필름은, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 커지는, 즉, 폴리카보네이트 등의 일반적인 고분자를 이용한 복굴절 부재와 동일한, 파장 분산성을 나타내었다.
비교예 1에서 얻어진 연신 필름의 배향각(φ)은 -0.7°이며, 즉, 그 고유 복굴절은 양이었다.
(비교예 2)
실시예 3에서 이용한 아크릴이미드 중합체만을 이용하여, 실시예 1과 동일하게 프레스 성형 및 1축 연신을 행함으로써, 두께 50μm의 연신 필름을 얻었다. 얻어진 연신 필름의 위상차의 파장 분산성 및 배향각을, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 파장 분산성의 평가 결과를, 이하의 표 5에 나타낸다.
[표 5]
Figure 112010042753118-pct00021
표 5에 나타낸 바와 같이, 비교예 2에서 얻어진 연신 필름은, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 커지는 파장 분산성을 나타내었다.
비교예 2에서 얻어진 연신 필름의 배향각(φ)은 -0.8°이며, 즉, 그 고유 복굴절은 양이었다.
(비교예 3)
제조예 3에서 형성한 중합체(B-1A)만을 이용하여, 실시예 1과 동일하게 프레스 성형 및 1축 연신을 행함으로써, 중합체(B-1A)의 연신 필름을 얻었다. 얻어진 연신 필름의 위상차의 파장 분산성 및 배향각을, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 파장 분산성의 평가 결과를, 이하의 표 6에 나타낸다.
[표 6]
Figure 112010042753118-pct00022
표 6에 나타낸 바와 같이, 비교예 3에서 얻어진 연신 필름은, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 커지는 파장 분산성을 나타내었지만, 그 분산성은, 폴리카보네이트, 폴리스티렌 등의 수지에 비해 매우 컸다.
비교예 3에서 얻어진 연신 필름의 배향각(φ)은 89.4°이며, 즉, 그 고유 복굴절은 음이었다.
(실시예 4)
제조예 1에서 제작한 중합체(B-2A)를, 프레스 성형기에 의해 250℃로 프레스 성형하여 두께 약 70μm의 필름으로 하였다. 다음에, 제작한 필름을, 상기 2축 연신 장치에 의해, MD 방향의 연신 배율이 2배가 되도록, 연신 온도 145℃로 1축 연신하여, 두께 50μm의 연신 필름(F1)을 얻었다.
이와는 별도로, 중합체(B-2A) 대신에 제조예 3에서 제작한 중합체(B-1A)를 이용한 것 이외는 상기와 동일하게 하여, 두께 100μm의 연신 필름(F2)을 얻었다.
다음에, 제작한 연신 필름(F1)을 제1 층, 연신 필름(F2)을 제2 층으로 하여, 각각의 필름의 연신 방향(연신축)을 맞추면서 양 필름을 적층하였다. 적층에 의해 얻은 연신 필름 적층체에 있어서의 위상차(면내 위상차)의 파장 분산성 및 배향각을 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 파장 분산성의 평가 결과를 이하의 표 7에 나타낸다.
[표 7]
Figure 112010042753118-pct00023
표 7에 나타낸 바와 같이, 실시예 4에서 제작한 연신 필름 적층체는, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 작아지는 역파장 분산성을 나타내며, 그 변화는 컸다.
실시예 4에서 제작한 연신 필름 적층체의 배향각(φ)은 -0.8°이며, 즉, 그 고유 복굴절은 양이었다.
(실시예 5)
제조예 2에서 제작한 중합체(B-2B)를, 프레스 성형기에 의해 250℃로 프레스 성형하여 두께 약 70μm의 필름으로 하였다. 다음에, 제작한 필름을, MD 방향의 연신 배율이 2배가 되도록, 상기 2축 연신 장치를 이용하여 연신 온도 138℃로 1축 연신하여, 두께 50μm의 연신 필름(F3)을 얻었다.
이와는 별도로, 제조예 3에서 제작한 중합체(B-1A)를, 프레스 성형기에 의해 250℃로 프레스 성형하여 두께 약 210μm의 필름으로 하였다. 다음에, 제작한 필름을, MD 방향의 연신 배율이 2배가 되도록, 상기 2축 연신 장치를 이용하여 연신 온도 138℃로 1축 연신하여, 두께 150μm의 연신 필름(F4)을 얻었다.
다음에, 제작한 연신 필름(F3)을 제1 층, 연신 필름(F4)을 제2 층으로 하여, 각각의 필름의 연신 방향을 맞추면서 양 필름을 적층하였다. 적층에 의해 얻은 연신 필름 적층체에 있어서의 위상차(면내 위상차)의 파장 분산성 및 배향각을, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 파장 분산성의 평가 결과를 이하의 표 8에 나타낸다.
[표 8]
Figure 112010042753118-pct00024
표 8에 나타낸 바와 같이, 실시예 5에서 제작한 연신 필름 적층체는, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 작아지는 역파장 분산성을 나타내며, 그 변화는 컸다.
실시예 5에서 제작한 연신 필름 적층체의 배향각(φ)은 0.6°이며, 즉, 그 고유 복굴절은 양이었다.
(실시예 6)
실시예 3에서 이용한 아크릴이미드 수지를, 프레스 성형기에 의해 250℃로 프레스 성형하여 두께 약 70μm의 필름으로 하였다. 다음에, 제작한 필름을, MD 방향의 연신 배율이 2배가 되도록, 상기 2축 연신 장치를 이용하여 연신 온도 143℃로 1축 연신하여, 두께 약 50μm의 연신 필름(F5)을 얻었다.
이와는 별도로, 제조예 3에서 제작한 중합체(B-1A)를, 프레스 성형기에 의해 250℃로 프레스 성형하여 두께 약 180μm의 필름으로 하였다. 다음에, 제작한 필름을, MD 방향의 연신 배율이 2배가 되도록, 상기 2축 연신 장치를 이용하여 연신 온도 138℃로 1축 연신하여, 두께 125μm의 연신 필름(F6)을 얻었다.
다음에, 제작한 연신 필름(F5)을 제1 층, 연신 필름(F6) 2장의 적층체를 제2 층으로 하여, 각각의 필름의 연신 방향을 맞추면서 양 필름을 적층하였다. 적층에 의해 얻은 연신 필름 적층체에 있어서의 위상차(면내 위상차)의 파장 분산성 및 배향각을, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 파장 분산성의 평가 결과를 이하의 표 9에 나타낸다.
[표 9]
Figure 112010042753118-pct00025
표 9에 나타낸 바와 같이, 실시예 6에서 제작한 연신 필름 적층체는, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 작아지는 역파장 분산성을 나타내며, 그 변화는 컸다.
실시예 6에서 제작한 연신 필름 적층체의 배향각(φ)은 0.3°이며, 즉, 그 고유 복굴절은 양이었다.
(비교예 4)
실시예 4에서 제작한 연신 필름(F1)에 있어서의 위상차(면내 위상차)의 파장 분산성 및 배향각을, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 파장 분산성의 평가 결과를 이하의 표 10에 나타낸다.
[표 10]
Figure 112010042753118-pct00026
표 10에 나타낸 바와 같이, 연신 필름(F1)은, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 조금 커지는 파장 분산성을 나타내었다.
연신 필름(F1)의 배향각(φ)은 -0.7°이며, 즉, 그 고유 복굴절은 양이었다.
(비교예 5)
실시예 5에서 제작한 연신 필름(F3)에 있어서의 위상차(면내 위상차)의 파장 분산성 및 배향각을, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 파장 분산성의 평가 결과를 이하의 표 11에 나타낸다.
[표 11]
Figure 112010042753118-pct00027
표 11에 나타낸 바와 같이, 연신 필름(F3)은, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 커지는 파장 분산성을 나타내었다.
연신 필름(F3)의 배향각(φ)은 -0.7°이며, 즉, 그 고유 복굴절은 양이었다.
(비교예 6)
제조예 3에서 제작한 중합체(B-1A)를, 프레스 성형기에 의해 250℃로 프레스 성형하여 두께 약 70μm의 필름으로 하였다. 다음에, 제작한 필름을, MD 방향의 연신 배율이 2배가 되도록, 상기 2축 연신 장치를 이용하여 연신 온도 138℃로 1축 연신하여, 두께 50μm의 연신 필름(F7)을 얻었다.
연신 필름(F7)에 있어서의 위상차(면내 위상차)의 파장 분산성 및 배향각을, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 파장 분산성의 평가 결과를 이하의 표 12에 나타낸다.
[표 12]
Figure 112010042753118-pct00028
표 12에 나타낸 바와 같이, 연신 필름(F7)은, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 커지는 파장 분산성을 나타내었지만, 그 분산성은, 폴리카보네이트, 폴리스티렌 등의 수지에 비해 매우 컸다.
연신 필름(F7)의 배향각(φ)은 89.8°이며, 즉, 그 고유 복굴절은 음이었다.
(비교예 7)
실시예 3에서 이용한 아크릴이미드 수지를, 프레스 성형기에 의해 250℃로 프레스 성형하여 두께 약 140μm의 필름으로 하였다. 다음에, 제작한 필름을, MD 방향의 연신 배율이 2배가 되도록, 상기 2축 연신 장치를 이용하여 연신 온도 143℃로 1축 연신하여, 두께 100μm의 연신 필름(F8)을 얻었다.
연신 필름(F8)에 있어서의 위상차(면내 위상차)의 파장 분산성 및 배향각을, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 파장 분산성의 평가 결과를 이하의 표 13에 나타낸다.
[표 13]
Figure 112010042753118-pct00029
표 13에 나타낸 바와 같이, 연신 필름(F8)은, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 커지는 파장 분산성을 나타내었다.
연신 필름(F8)의 배향각(φ)은 -0.9°이며, 즉, 그 고유 복굴절은 양이었다.
(제조예 4)
교반 장치, 온도 센서, 냉각관 및 질소 도입관을 구비한 반응 장치에, 18중량부의 2-(히드록시메틸)아크릴산메틸(MHMA), 72중량부의 메타크릴산메틸(MMA), 10중량부의 비닐카바졸 및 중합 용매로서 90중량부의 톨루엔을 주입하고, 이것에 질소를 통하게 하면서, 105℃까지 승온시켰다. 승온에 따른 환류가 시작된 곳에서, 중합 개시제로서 0.1중량부의 t-아밀퍼옥시이소노나노에이트(아르케마 요시토미제, 상품명=루페록스 570)를 첨가함과 더불어, 10중량부의 톨루엔에 상기 t-아밀퍼옥시이소노나노에이트 0.2중량부를 용해한 용액을 3시간 걸쳐 적하하면서, 약 105∼110℃의 환류 하에서 용액 중합을 진행시키고, 또한 3시간의 가온, 숙성을 행하였다.
다음에, 얻어진 중합 용액에, 환화 축합 반응의 촉매(환화 촉매)로서, 0.9중량부의 인산옥틸/디옥틸 혼합물을 더하여, 약 80∼105℃의 환류 하에서 2시간, 환화 축합 반응을 진행시켰다.
다음에, 오토클레이브에 의해, 240℃로 90분간 더 가열한 후, 얻어진 중합 용액을 감압 하 240℃로 1시간 건조시켜, 비닐카바졸 단위를 구성 단위로서 가짐과 더불어 주쇄에 락톤환 구조를 갖는 투명한 중합체(B-1B)를 얻었다.
(제조예 5)
교반 장치, 온도 센서, 냉각관 및 질소 도입관을 구비한 반응 장치에, 15중량부의 MHMA, 35중량부의 MMA, 및 중합 용매로서 50중량부의 톨루엔을 주입하고, 이것에 질소를 통하게 하면서, 105℃까지 승온시켰다. 승온에 따른 환류가 시작된 곳에서, 중합 개시제로서 0.03중량부의 t-아밀퍼옥시이소노나노에이트(아르케마 요시토미제, 상품명:루페록스 570)를 첨가함과 더불어, 3.3중량부의 톨루엔에 상기 t-아밀퍼옥시이소노나노에이트 0.06중량부를 용해한 용액을 2시간 걸쳐 적하하면서, 약 105∼110℃의 환류 하에서 용액 중합을 진행시키고, 또한 4시간의 가온, 숙성을 행하였다.
다음에, 얻어진 중합 용액에, 환화 축합 반응의 촉매(환화 촉매)로서, 0.1중량부의 인산옥틸/디옥틸 혼합물을 더하여, 약 80∼105℃의 환류 하에서 2시간, 환화 축합 반응을 진행시켰다.
다음에, 오토클레이브에 의해, 240℃로 90분간 더 가열한 후, 얻어진 중합 용액을 감압 하 240℃로 1시간 건조시켜, 주쇄에 락톤환 구조를 갖는 투명한 중합체(B-2C)를 얻었다.
(제조예 6)
교반 장치, 온도 센서, 냉각관 및 질소 도입관을 구비한 반응 장치에, 6중량부의 MHMA, 74중량부의 MMA, 20중량부의 비닐카바졸 및 중합 용매로서 90중량부의 톨루엔을 주입하고, 이것에 질소를 통하게 하면서, 105℃까지 승온시켰다. 승온에 따른 환류가 시작된 곳에서, 중합 개시제로서 0.1중량부의 t-아밀퍼옥시이소노나노에이트(아르케마 요시토미제, 상품명:루페록스 570)를 첨가함과 더불어, 10중량부의 톨루엔에 상기 t-아밀퍼옥시이소노나노에이트 0.2중량부를 용해한 용액을 4시간 걸쳐 적하하면서, 약 105∼110℃의 환류 하에서 용액 중합을 진행시키고, 또한 3시간의 가온, 숙성을 행하였다.
다음에, 얻어진 중합 용액에, 환화 축합 반응의 촉매(환화 촉매)로서, 0.9중량부의 인산옥틸/디옥틸 혼합물을 더하여, 약 80∼105℃의 환류 하에서 2시간, 환화 축합 반응을 진행시켰다.
다음에, 오토클레이브에 의해, 240℃로 90분간 더 가열한 후, 얻어진 중합 용액을 감압 하 240℃로 1시간 건조시켜, 비닐카바졸 단위를 구성 단위로서 가짐과 더불어 주쇄에 락톤환 구조를 갖는 투명한 중합체(B-1C)를 얻었다.
(실시예 7)
제조예 4에서 제작한 중합체(B-1B)를, 프레스 성형기에 의해 250℃로 프레스 성형하여 두께 약 70μm의 필름으로 하였다. 다음에, 제작한 필름을, 오토그래프(시마즈 제작소제)에 의해, 연신 배율이 2배가 되도록 연신 온도 142℃로 자유단 1축 연신하여, 두께 45μm의 연신 필름(F9)을 얻었다.
이와는 별도로, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(알드리치제, Mn=15000)의 염화메틸렌 용액(농도 15중량%)을 유리판 상에 유연(流延)하고, 건조시켜, 두께 70μm의 필름을 얻었다. 얻어진 필름을, 상기 오토그래프에 의해, 연신 배율이 1.8배가 되도록 연신 온도 160℃로 자유단 1축 연신하여, 두께 50μm의 연신 필름(F10)을 얻었다.
다음에, 1장의 연신 필름(F9)과 2장의 연신 필름(F10)을, F10의 사이에 F9를 끼워 유지하도록, 각각의 필름의 연신 방향(연신축)을 맞추면서 적층하였다. 얻어진 연신 필름 적층체에 있어서의 위상차(면내 위상차)의 파장 분산성을, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 평가 결과를 이하의 표 14에 나타낸다.
[표 14]
Figure 112010042753118-pct00030
표 14에 나타낸 바와 같이, 실시예 7에서 제작한 연신 필름 적층체는, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 작아지는 역파장 분산성을 나타내며, 그 변화는 컸다.
(비교예 8)
실시예 7에서 제작한 연신 필름(F10)에 대해, 그 위상차(면내 위상차)의 파장 분산성을 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 평가 결과를 이하의 표 15에 나타낸다.
[표 15]
Figure 112010042753118-pct00031
표 15에 나타낸 바와 같이, 연신 필름(F10)은, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 약간 커지는 파장 분산성을 나타내었다.
연신 필름(F10)의 배향각을 전자동 복굴절계(오지 계측 기기제, KOBRA-WR)를 이용하여 평가한 바, 배향각(φ)은 1.4°이며, 즉, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트의 고유 복굴절은 양이었다.
(비교예 9)
실시예 7에서 제작한 연신 필름(F9)에 대해, 그 위상차(면내 위상차)의 파장 분산성을 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 평가 결과를 이하의 표 16에 나타낸다.
[표 16]
Figure 112010042753118-pct00032
표 16에 나타낸 바와 같이, 연신 필름(F9)은, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 커지는 파장 분산성을 나타내며, 그 파장 분산성은 매우 컸다.
연신 필름(F9)의 배향각을 전자동 복굴절계(오지 계측 기기제, KOBRA-WR)를 이용하여 평가한 바, 배향각(φ)은 -86.4°이며, 즉, 중합체(B-1B)의 고유 복굴절은 음이었다.
(실시예 8)
제조예 4에서 제작한 중합체(B-1B) 20중량부와 제조예 5에서 제작한 중합체(B-2C) 10중량부를, 메틸이소부틸케톤에 용해시키고, 전체를 교반하여, 균일하게 혼합하였다. 다음에, 얻어진 혼합 용액을 감압 하 240℃로 1시간 건조시켜, 고형의 수지를 얻었다.
다음에, 얻어진 수지를 프레스 성형기에 의해 250℃로 프레스 성형하여 두께 약 90μm의 필름으로 하였다. 다음에, 제작한 필름을, 상기 오토그래프에 의해, 연신 배율이 2배가 되도록 연신 온도 143℃로 자유단 1축 연신하여, 두께 49μm의 연신 필름(F11)을 얻었다.
얻어진 연신 필름(F11)에 대해, 그 위상차(면내 위상차)의 파장 분산성을 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 평가 결과를 이하의 표 17에 나타낸다.
[표 17]
Figure 112010042753118-pct00033
표 17에 나타낸 바와 같이, 연신 필름(F11)은, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 작아지는 역파장 분산성을 나타내며, 그 파장 분산성은 컸다.
(실시예 9)
제조예 5에서 제작한 중합체(B-2C)를, 프레스 성형기에 의해 250℃로 프레스 성형하여 두께 약 80μm의 필름(F12)으로 하였다. 다음에, 얻어진 필름(F12)의 표면에, 바코터 #58에 의해, 제조예 6에서 제작한 중합체(B-1C)의 톨루엔 용액(농도 30중량%)을 균일하게 도포하였다. 다음에, 전체를 60℃로 1시간, 및 120℃로 15분 건조시켜, 필름(F12)과 중합체(B-1C)로 이루어지는 층의 적층 구조를 갖는 적층체를 얻었다. 다음에, 제작한 적층체를, 상기 오토그래프에 의해, 연신 배율이 2배가 되도록 연신 온도 142℃로 자유단 1축 연신하여, 필름(F12)의 연신체와 중합체(B-1C)의 연신체의 적층 구조를 갖는 두께 70μm의 연신 필름(F13)을 얻었다.
얻어진 연신 필름(F13)에 대해, 그 위상차(면내 위상차)의 파장 분산성을 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 평가 결과를 이하의 표 18에 나타낸다.
[표 18]
Figure 112010042753118-pct00034
표 18에 나타낸 바와 같이, 연신 필름(F13)은, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 작아지는 역파장 분산성을 나타내며, 그 파장 분산성은 컸다.
이와는 별도로, 중합체(B-1C)의 용액을 도포하지 않고, 필름(F12)만을 동일하게 연신하여 얻은 연신 필름의 위상차(면내 위상차)의 파장 분산성을 평가한 바, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 커지는 파장 분산성이었다. 또, 그 배향각(φ)은 0° 근방이며, 즉, 중합체(B-2C)의 고유 복굴절은 양이었다.
또, 중합체(B-1C)로 이루어지는 연신 필름을, 실시예 7의 연신 필름(F9)과 동일하게 제작하여, 그 위상차(면내 위상차)의 파장 분산성을 평가한 바, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 커지는 파장 분산성을 나타내며, 그 파장 분산성은 매우 컸다. 또한, 그 배향각(φ)은 -90°근방이며, 즉, 중합체(B-1C)의 고유 복굴절은 음이었다.
(실시예 10)
제조예 4에서 제작한 중합체(B-1B)를, 프레스 성형기에 의해 250℃로 프레스 성형하여 두께 약 70μm의 필름으로 하였다. 다음에, 제작한 필름을, 상기 오토그래프에 의해, 연신 배율이 2배가 되도록 연신 온도 142℃로 자유단 1축 연신하여, 두께 45μm의 연신 필름(F14)을 얻었다.
이와는 별도로, 시클로올레핀 중합체 필름(니폰제온제, 제오노아 ZF14)을, 상기 오토그래프에 의해, 연신 배율이 2배가 되도록 연신 온도 142℃로 자유단 1축 연신하여, 두께 63μm의 연신 필름(F15)을 얻었다.
다음에, 제작한 연신 필름(F14)을 제1 층, 연신 필름(F15)을 제2 층으로 하여, 각각의 필름의 연신 방향을 맞추면서 양 필름을 적층하였다. 적층에 의해 얻은 연신 필름 적층체에 있어서의 위상차(면내 위상차)의 파장 분산성을, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 평가 결과를 이하의 표 19에 나타낸다.
[표 19]
Figure 112010042753118-pct00035
표 19에 나타낸 바와 같이, 연신 필름 (F14)와 (F15)의 적층체는, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 작아지는 역파장 분산성을 나타내었다.
(비교예 10)
실시예 10에서 제작한 연신 필름(F15)에 있어서의 위상차(면내 위상차)의 파장 분산성을, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 평가 결과를 이하의 표 20에 나타낸다.
[표 20]
Figure 112010042753118-pct00036
표 20에 나타낸 바와 같이, 연신 필름(F15)은, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 약간 커지는 파장 분산성을 나타내었다.
또한, 연신 필름(F15)에 있어서의 고유 복굴절의 양음을, 당해 필름의 배향각을 구함으로써 평가한 바, 양이었다.
(제조예 7)
교반 장치, 온도 센서, 냉각관 및 질소 도입관을 구비한 반응 장치에, 25중량부의 MHMA, 68중량부의 MMA, 7중량부의 비닐카바졸 및 중합 용매로서 90중량부의 톨루엔을 주입하고, 이것에 질소를 통하게 하면서, 105℃까지 승온시켰다. 승온에 따른 환류가 시작된 곳에서, 중합 개시제로서 0.04중량부의 t-아밀퍼옥시이소노나노에이트(아르케마 요시토미사제, 상품명:루페록스 570)를 첨가함과 더불어, 10중량부의 톨루엔에 상기 t-아밀퍼옥시이소노나노에이트 0.08중량부를 용해한 용액을 3시간 걸쳐 적하하면서, 약 105∼110℃의 환류 하에서 용액 중합을 진행시키고, 또한 4시간의 가온, 숙성을 행하였다.
다음에, 얻어진 중합 용액에, 환화 축합 반응의 촉매(환화 촉매)로서, 0.9중량부의 인산옥틸/디옥틸 혼합물을 더하여, 약 80∼105℃의 환류 하에서 2시간, 환화 축합 반응을 진행시켰다.
다음에, 오토클레이브에 의해, 240℃로 90분간 더 가열한 후, 얻어진 중합 용액을 감압 하 240℃ 1시간 건조시켜, 중합체에 음의 고유 복굴절을 부여하는 구성 단위로서 비닐카바졸 단위를 가짐과 더불어, 중합체에 양의 고유 복굴절을 부여하는 구성 단위로서 락톤환 구조를 갖는 투명한 공중합체(B-3A)를 얻었다.
(제조예 8)
교반 장치, 온도 센서, 냉각관 및 질소 도입관을 구비한 반응 장치에, 25중량부의 MHMA, 72중량부의 MMA, 3중량부의 비닐안트라센 및 중합 용매로서 90중량부의 톨루엔을 주입하고, 이것에 질소를 통하게 하면서, 105℃까지 승온시켰다. 승온에 따른 환류가 시작된 곳에서, 중합 개시제로서 0.04중량부의 t-아밀퍼옥시이소노나노에이트(아르케마 요시토미사제, 상품명=루페록스 570)를 첨가함과 더불어, 10중량부의 톨루엔에 상기 t-아밀퍼옥시이소노나노에이트 0.08중량부를 용해한 용액을 3시간 걸쳐 적하하면서, 약 105∼110℃의 환류 하에서 용액 중합을 진행시키고, 또한 4시간의 가온, 숙성을 행하였다.
다음에, 얻어진 중합 용액에, 환화 축합 반응의 촉매(환화 촉매)로서, 0.9중량부의 인산옥틸/디옥틸 혼합물을 더하여, 약 80∼105℃의 환류 하에서 2시간, 환화 축합 반응을 진행시켰다.
다음에, 오토클레이브에 의해, 240℃로 90분간 더 가열한 후, 얻어진 중합 용액을 감압 하 240℃로 1시간 건조시켜, 중합체에 음의 고유 복굴절을 부여하는 구성 단위로서 비닐안트라센 단위를 가짐과 더불어, 중합체에 양의 고유 복굴절을 부여하는 구성 단위로서 락톤환 구조를 갖는 투명한 공중합체(B-3B)를 얻었다.
(실시예 11)
제조예 7에서 제작한 공중합체(B-3A)를, 프레스 성형기에 의해 250℃로 프레스 성형하여, 두께 약 190μm의 필름으로 하였다. 다음에, 제작한 필름을, 상기 오토그래프에 의해, 연신 배율이 2배가 되도록, 연신 온도 148℃로 자유단 1축 연신하여, 두께 130μm의 연신 필름을 얻었다.
얻어진 연신 필름의 위상차의 파장 분산성을, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 평가 결과를, 이하의 표 21에 나타낸다.
[표 21]
Figure 112010042753118-pct00037
표 21에 나타낸 바와 같이, 실시예 11에서 얻어진 연신 필름은, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 작아지는 역파장 분산성을 나타내며, 그 변화는 컸다.
(실시예 12)
제조예 8에서 제작한 공중합체(B-3B)를, 프레스 성형기에 의해 250℃로 프레스 성형하여, 두께 약 130μm의 필름으로 하였다. 다음에, 제작한 필름을, 상기 오토그래프에 의해, 연신 배율이 2배가 되도록, 연신 온도 148℃로 자유단 1축 연신하여, 두께 90μm의 연신 필름을 얻었다.
얻어진 연신 필름의 위상차의 파장 분산성을, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 평가 결과를, 이하의 표 22에 나타낸다.
[표 22]
Figure 112010042753118-pct00038
표 22에 나타낸 바와 같이, 실시예 12에서 얻어진 연신 필름은, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 작아지는 역파장 분산성을 나타내었다.
(제조예 9)
교반 장치, 온도 센서, 냉각관 및 질소 도입관을 구비한 반응 장치에, 15중량부의 2-(히드록시메틸)아크릴산메틸(MHMA), 35중량부의 메타크릴산메틸(MMA) 및 중합 용매로서 50중량부의 톨루엔을 주입하고, 이것에 질소를 통하게 하면서, 105℃까지 승온시켰다. 승온에 따른 환류가 시작된 곳에서, 중합 개시제로서 0.03중량부의 t-아밀퍼옥시이소노나노에이트(아르케마 요시토미제, 상품명:루페록스 570)를 첨가함과 더불어, 3.34중량부의 톨루엔에 상기 t-아밀퍼옥시이소노나노에이트 0.06중량부를 용해한 용액을 2시간 걸쳐 적하하면서, 약 105∼110℃의 환류 하에서 용액 중합을 진행시키고, 또한 4시간의 숙성을 행하였다.
다음에, 얻어진 중합 용액에, 환화 축합 반응의 촉매(환화 촉매)로서, 0.1중량부의 인산옥틸/디옥틸 혼합물을 더하여, 약 80∼105℃의 환류 하에서 2시간, 환화 축합 반응을 진행시켰다.
다음에, 오토클레이브에 의해, 240℃로 90분간 더 가열한 후, 얻어진 중합 용액을 감압 하 240℃로 1시간 건조시켜, 주쇄에 락톤환 구조를 갖는 투명한 중합체(B-2D)를 얻었다.
(제조예 10)
교반 장치, 온도 센서, 냉각관 및 질소 도입관을 구비한 반응 장치에, 576중량부의 탈이온수를 주입하고, 이것에 질소를 통하게 하면서, 80℃까지 승온시켰다. 반응 장치 내의 온도가 80℃로 안정된 곳에서, 534중량부의 N-비닐-2-피롤리돈과, 중합 개시제로서 2.45중량부의 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오아미딘)이염산염을 75.8중량부의 탈이온수에 용해시킨 용액을, 3시간 걸쳐 장치 내에 적하하였다. 적하 종료 후, 80℃를 유지하면서 반응을 4시간 진행시키고, 다음에, 얻어진 중합 용액을 감압 하 150℃로 2시간 건조시켜, N-비닐-2-피롤리돈의 중합체(B-1D)를 얻었다. 얻어진 중합체의 K값은 59.8이었다. 또한, K값이란, 중합체의 분자량과 상관되는 점성 특성치이며, 피켄처법에 의해 측정하였다.
피켄처법에 의한 K값의 측정 방법은 이하와 같다. 처음에, 측정 대상인 중합체 1.0g을 실온에서 증류수에 용해시켜, 체적 100mL의 용액으로 한다. 다음에, 얻어진 용액을, 25℃±0.2℃로 유지한 항온조에 30분간 방치한 후, 우벨로데형 점도계를 이용하여 당해 용액의 상대 점도[η]를 구한다. 상대 점도를 구할 때에는, 증류수를 표준액으로서 사용하고, 상기 용액 및 증류수에 대해 점도계에 의해 계측한 유동 시간은, 하겐바흐 큐테(Hagenbach-Couette)의 보정에 의거하여 보정한다. 상대 점도[η]는, 상기 용액의 유동 시간 t1 및 증류수의 유동 시간 t2로부터, 식 [η]=t1/t2에 의해 구해진다. K값은, 이와 같이 구한 상대 점도[η] 및 용액의 농도 C(g/100mL)로부터, 이하의 식에 의해 구해진다.
K값={{300C·log[η]+(C+1.5C·log[η])2}1/2+1.5C·log[η]-C}/(0.15C+0.003C2)
이 방법에 의해 측정한 K값이 20 미만이 되는 경우에는, 용액의 농도를 5.0(g/100mL)으로 하여 재측정한다.
(제조예 11)
제조예 10에서 제작한 N-비닐-2-피롤리돈 중합체(B-1D)의 흡습성이 강하고, 단독으로 층을 형성하기 어려우므로, 제조예 11에서는, 당해 중합체의 바인더가 되는 중합체를 이하와 같이 제조하였다.
교반 장치, 온도 센서, 냉각관 및 질소 도입관을 구비한 반응 장치에, 10중량부의 2-(히드록시메틸)아크릴산메틸(MHMA), 40중량부의 메타크릴산메틸(MMA) 및 중합 용매로서 50중량부의 톨루엔을 주입하고, 이것에 질소를 통하게 하면서, 105℃까지 승온시켰다. 승온에 따른 환류가 시작된 곳에서, 중합 개시제로서 0.03중량부의 t-아밀퍼옥시이소노나노에이트(아르케마 요시토미제, 상품명:루페록스 570)를 첨가함과 더불어, 3.34중량부의 톨루엔에 상기 t-아밀퍼옥시이소노나노에이트 0.06중량부를 용해한 용액을 2시간 걸쳐 적하하면서, 약 105∼110℃의 환류 하에서 용액 중합을 진행시키고, 또한 4시간의 숙성을 행하였다.
다음에, 얻어진 중합 용액에, 환화 축합 반응의 촉매(환화 촉매)로서, 0.045중량부의 인산옥틸/디옥틸 혼합물을 더하여, 약 80∼105℃의 환류 하에서 2시간, 환화 축합 반응을 진행시켰다.
다음에, 오토클레이브에 의해 240℃로 90분간 더 가열한 후, 얻어진 중합 용액에, 5중량부의 아크릴로니트릴-스티렌(AS) 공중합체를 더하였다. 다음에, AS 공중합체를 더한 중합 용액을 감압 하 240℃로 1시간 건조시켜, 주쇄에 락톤환 구조를 갖는 (메타)아크릴 중합체와 AS 공중합체가 혼합된 투명한 수지(E)를 얻었다.
제작한 수지(E)를, 프레스 성형기에 의해 250℃로 프레스 성형하여 두께 120μm의 필름으로 하고, 제작한 필름을 오토그래프(시마즈 제작소제)를 이용하여 연신 배율이 2배가 되도록 연신 온도 142℃로 1축 연신하였다. 얻어진 연신 필름의 위상차를 전자동 복굴절계(오지 계측 기기사제, KOBRA-WR)에 의해 평가하였지만, 두께 100μm당의 면내 위상차는, 측정 파장 447nm∼750nm의 범위에 걸쳐, 거의 10nm 이하였다.
(제조예 12)
교반 장치, 온도 센서, 냉각관 및 질소 도입관을 구비한 반응 장치에, 10중량부의 2-(히드록시메틸)아크릴산메틸(MHMA), 40중량부의 메타크릴산메틸(MMA) 및 중합 용매로서 50중량부의 톨루엔을 주입하고, 이것에 질소를 통하게 하면서, 105℃까지 승온시켰다. 승온에 따른 환류가 시작된 곳에서, 중합 개시제로서 0.03중량부의 t-아밀퍼옥시이소노나노에이트(아르케마 요시토미제, 상품명:루페록스 570)를 첨가함과 더불어, 3.34중량부의 톨루엔에 상기 t-아밀퍼옥시이소노나노에이트 0.06중량부를 용해한 용액을 2시간 걸쳐 적하하면서, 약 105∼110℃의 환류 하에서 용액 중합을 진행시키고, 또한 4시간의 숙성을 행하였다.
다음에, 얻어진 중합 용액에, 환화 축합 반응의 촉매(환화 촉매)로서, 0.045중량부의 인산옥틸/디옥틸 혼합물을 더하여, 약 80∼105℃의 환류 하에서 2시간, 환화 축합 반응을 진행시켰다.
다음에, 오토클레이브에 의해, 240℃로 90분간 더 가열한 후, 얻어진 중합 용액을 감압 하 240℃로 1시간 건조시켜, 주쇄에 락톤환 구조를 갖는 투명한 중합체(B-2E)를 얻었다.
(제조예 13)
교반 장치, 온도 센서, 냉각관 및 질소 도입관을 구비한 반응 장치에, 70중량부의 2-(히드록시메틸)아크릴산메틸(MHMA), 380중량부의 메타크릴산메틸(MMA), 50중량부의 N-비닐-2-피롤리돈 및 중합 용매로서 250중량부의 톨루엔 및 250중량부의 메틸이소부틸케톤을 주입하고, 이것에 질소를 통하게 하면서, 80℃까지 승온시켰다. 중합계가 80℃로 안정된 후, 중합 개시제로서 10중량부의 톨루엔에 1중량부의 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴)를 용해한 용액을 첨가하고, 중합계를 약 83℃로 유지하면서, 8시간 용액 중합을 진행시켰다.
다음에, 얻어진 중합 용액에, 환화 축합 반응의 촉매(환화 촉매)로서, 0.5중량부의 인산옥틸/디옥틸 혼합물을 더하여, 약 80∼105℃의 환류 하에서 2시간, 환화 축합 반응을 진행시켰다.
다음에, 오토클레이브에 의해, 240℃로 90분간 더 가열한 후, 얻어진 중합 용액을 감압 하 240℃로 1시간 건조시켜, 중합체에 음의 고유 복굴절을 부여하는 구성 단위로서 N-비닐-2-피롤리돈 단위를 가짐과 더불어, 중합체에 양의 고유 복굴절을 부여하는 구성 단위로서 락톤환 구조를 갖는 투명한 공중합체(B-3C)를 얻었다.
(실시예 13)
제조예 9에서 제작한 중합체(B-2D)를, 프레스 성형기에 의해 250℃로 프레스 성형하여 두께 약 120μm의 필름으로 하였다. 다음에, 제작한 필름을, 상기 오토그래프에 의해, MD 방향의 연신 배율이 2.5배가 되도록 연신 온도 145℃로 1축 연신하여, 두께 100μm의 연신 필름(F16)을 얻었다.
이와는 별도로, 중합체(B-2D) 대신에, 제조예 10에서 제작한 중합체(B-1D) 5중량부와 제조예 11에서 제작한 수지(E) 95중량부를, 메틸에틸케톤, 톨루엔 및 클로로포름의 혼합 용매 중에서 균일하게 혼합한 후에 건조하여 얻은 수지를 이용한 것 이외는, 상기와 동일하게 하여, 두께 95μm의 연신 필름(F17)을 얻었다. 단, 연신 배율은 2배, 연신 온도는 132℃로 하였다.
다음에, 1장의 연신 필름(F16)과, 4장의 연신 필름(F17)을, 각각의 필름의 연신 방향(연신축)을 맞추면서 적층하였다. 얻어진 연신 필름 적층체에 있어서의 위상차(면내 위상차)의 파장 분산성을, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 평가 결과를 이하의 표 23에 나타낸다.
[표 23]
Figure 112010042753118-pct00039
표 23에 나타낸 바와 같이, 실시예 13에서 제작한 연신 필름 적층체는, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 작아지는 역파장 분산성을 나타내었다.
(실시예 14)
제조예 12에서 제작한 중합체(B-2E) 18중량부와, 제조예 10에서 제작한 중합체(B-1D) 2중량부를, 메틸에틸케톤, 톨루엔 및 클로로포름의 혼합 용매에 용해시키고, 얻어진 용액을 교반하여, 중합체 (B-2E) 및 (B-1D)를 균일하게 혼합하였다. 다음에, 얻어진 혼합 용액을 감압 하 240℃로 1시간 건조시켜, 중합체 (B-2E) 및 (B-1D)를 포함하는 수지를 얻었다.
다음에, 얻어진 수지를 프레스 성형기에 의해 250℃로 프레스 성형하여, 두께 약 100μm의 필름으로 하였다. 다음에, 제작한 필름을 상기 오토그래프에 의해, MD 방향의 연신 배율이 2배가 되도록 연신 온도 139℃로 1축 연신하여, 두께 60μm의 연신 필름을 얻었다.
얻어진 연신 필름의 위상차(면내 위상차)의 파장 분산성을 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 평가 결과를 이하의 표 24에 나타낸다.
[표 24]
Figure 112010042753118-pct00040
표 24에 나타낸 바와 같이, 실시예 14에서 제작한 연신 필름은, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 작아지는 역파장 분산성을 나타내었다.
(실시예 15)
제조예 13에서 제작한 공중합체(B-3C)를 프레스 성형기에 의해 250℃로 프레스 성형하여, 두께 약 100μm의 필름으로 하였다. 다음에, 제작한 필름을 상기 오토그래프에 의해, MD 방향의 연신 배율이 2배가 되도록 연신 온도 130℃로 1축 연신하여, 두께 60μm의 연신 필름을 얻었다.
얻어진 연신 필름의 위상차(면내 위상차)의 파장 분산성을 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 평가 결과를 이하의 표 25에 나타낸다.
[표 25]
Figure 112010042753118-pct00041
표 25에 나타낸 바와 같이, 실시예 15에서 제작한 연신 필름은, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 작아지는 역파장 분산성을 나타내었다.
(비교예 11)
실시예 13에서 제작한 연신 필름(F16)(제조예 9에서 제작한 중합체(B-2D)로 이루어진다)에 대해, 그 위상차(면내 위상차)의 파장 분산성을 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 평가 결과를 이하의 표 26에 나타낸다.
[표 26]
Figure 112010042753118-pct00042
표 26에 나타낸 바와 같이, 연신 필름(F16)은, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 커지는 파장 분산성을 나타내었다.
이와는 별도로, 연신 필름(F16)의 배향각을 전자동 복굴절계(오지 계측 기기사제, KOBRA-WR)를 이용하여 평가한 바, 배향각(φ)은 -0.7°이며, 즉, 제조예 9에서 제작한 중합체(B-2D)의 고유 복굴절은 양이었다.
(비교예 12)
실시예 13에서 제작한 연신 필름(F17)(제조예 10에서 제작한 중합체(B-1D)와, 제조예 11에서 제작한 수지(E)로 이루어진다)에 대해, 그 위상차(면내 위상차)의 파장 분산성을 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 평가 결과를 이하의 표 27에 나타낸다.
[표 27]
Figure 112010042753118-pct00043
표 27에 나타낸 바와 같이, 연신 필름(F17)은, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 커지는 파장 분산성을 나타내며, 그 파장 분산성은 매우 컸다.
이와는 별도로, 연신 필름(F17)의 배향각을 전자동 복굴절계(오지 계측 기기사제, KOBRA-WR)를 이용하여 평가한 바, 배향각(φ)은 -86.4°였다. 즉, 제조예 10에서 제작한 중합체(B-1D) 5중량부와, 제조예 11에서 제작한 수지(E) 95중량부를 혼합하여 얻은 수지의 고유 복굴절은 음이었다.
(제조예 14)
교반 장치, 온도 센서, 냉각관 및 질소 도입관을 구비한 반응 장치에, 25중량부의 MHMA, 63중량부의 MMA, 5중량부의 메타크릴산시클로헥실(CHMA), 7중량부의 비닐카바졸 및 중합 용매로서 90중량부의 톨루엔을 주입하고, 이것에 질소를 통하게 하면서, 105℃까지 승온시켰다. 승온에 따른 환류가 시작된 곳에서, 중합 개시제로서 0.04중량부의 t-아밀퍼옥시이소노나노에이트(아르케마 요시토미사제, 상품명:루페록스 570)를 첨가함과 더불어, 10중량부의 톨루엔에 상기 t-아밀퍼옥시이소노나노에이트 0.08중량부를 용해한 용액을 3시간 걸쳐 적하하면서, 약 105∼110℃의 환류 하에서 용액 중합을 진행시키고, 또한 4시간의 가온, 숙성을 행하였다.
다음에, 얻어진 중합 용액에, 환화 축합 반응의 촉매(환화 촉매)로서, 0.9중량부의 인산옥틸/디옥틸 혼합물을 더하여, 약 80∼105℃의 환류 하에서 2시간, 환화 축합 반응을 진행시켰다.
다음에, 오토클레이브에 의해, 240℃로 90분간 더 가열한 후, 얻어진 중합 용액을 감압 하 240℃로 1시간 건조시켜, 중합체에 음의 고유 복굴절을 부여하는 구성 단위로서 비닐카바졸 단위를 가짐과 더불어, 중합체에 양의 고유 복굴절을 부여하는 구성 단위로서 락톤환 구조를 갖는 투명한 공중합체(B-3D)를 얻었다.
(실시예 16)
제조예 14에서 제작한 공중합체(B-3D)를, 프레스 성형기에 의해 250℃로 프레스 성형하여, 두께 약 190μm의 필름으로 하였다. 다음에, 제작한 필름을, 상기 오토그래프에 의해, 연신 배율이 2배가 되도록, 연신 온도 147℃로 자유단 1축 연신하여, 두께 130μm의 연신 필름을 얻었다.
얻어진 연신 필름의 위상차의 파장 분산성을, 실시예 1과 동일하게 평가하였다. 평가 결과를, 이하의 표 28에 나타낸다.
[표 28]
Figure 112010042753118-pct00044
표 28에 나타낸 바와 같이, 실시예 16에서 얻어진 연신 필름은, 광의 파장이 짧아질수록 위상차가 작아지는 역파장 분산성을 나타내며, 그 변화는 컸다.
본 발명은, 그 의도 및 본질적인 특징으로부터 일탈하지 않는 한, 다른 실시 형태에 적용할 수 있다. 이 명세서에 개시되어 있는 실시 형태는, 모든 점에서 설명적인 것으로서 이것에 한정되지 않는다. 본 발명의 범위는, 상기 설명이 아니라 첨부한 클레임에 의해 나타내어지고 있으며, 클레임과 균등한 의미 및 범위에 있는 모든 변경은 그것에 포함된다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명의 광학 필름은, 종래의 복굴절성을 갖는 광학 필름과 동일하게, 액정 표시 장치(LCD), 유기 EL 디스플레이(OLED)를 비롯한 화상 표시 장치에 널리 사용할 수 있다. 또, 본 발명의 광학 필름의 사용에 의해, 화상 표시 장치의 표시 특성이 향상된다.

Claims (37)

  1. 복소 방향족기를 갖는 수지(A)로 이루어지는 층을 가지며,
    적어도 가시광 영역에 있어서, 파장이 짧아질수록 복굴절이 작아지는 파장 분산성을 나타내며,
    위상차판이며,
    상기 수지(A)가, 복소 방향족기를 갖는 α,β-불포화 단량체 단위를 구성 단위로서 갖는 제1 중합체를 포함하고, 상기 복소 방향족기를 갖는 α,β-불포화 단량체 단위가 비닐카바졸 단위이며,
    상기 제1 중합체의 고유 복굴절이 음이며, 상기 수지(A)가, 양의 고유 복굴절을 갖는 제2 중합체를 더 포함하는, 광학 필름.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수지(A)가 아크릴 수지 또는 시클로올레핀 수지인, 광학 필름.
  3. 청구항 1에 있어서,
    수지(A)가,
    450nm 이상의 가시광역에 흡수 스펙트럼의 피크가 존재하지 않고, 파장역 300∼450nm에 있어서의 몰 흡광 계수의 최대치가 3000L/(mol·cm) 이상인 단량체에 유래하는 구성단위를 가지는 제1 중합체를 포함하는, 광학 필름.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 중합체가, 주쇄(主鎖)에 환(環) 구조를 갖는, 광학 필름.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2 중합체가, 시클로올레핀 중합체 및 셀룰로오스 유도체로부터 선택되는 적어도 1종인, 광학 필름.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2 중합체가, 주쇄에 환 구조를 갖는 (메타)아크릴 중합체인, 광학 필름.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 환 구조가, 무수 글루타르산 구조, 무수 말레산 구조 또는 N-치환 말레이미드 구조로부터 선택되는 적어도 1종인, 광학 필름.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 환 구조가, 락톤환 구조 및 글루타르이미드 구조로부터 선택되는 적어도 1종인, 광학 필름.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 중합체가, 락톤환 구조 및 글루타르이미드 구조로부터 선택되는 적어도 1종의 환 구조를 주쇄에 가지는, 광학 필름.
  12. 복소 방향족기를 갖는 제1 수지로 이루어지는 층을 가지며,
    적어도 가시광 영역에 있어서, 파장이 짧아질수록 복굴절이 작아지는 파장 분산성을 나타내며,
    위상차판이며,
    상기 제1 수지가, 복소 방향족기를 갖는 α,β-불포화 단량체 단위를 구성 단위로서 갖는 제1 중합체를 포함하고, 상기 복소 방향족기를 갖는 α,β-불포화 단량체 단위가 비닐카바졸 단위이며,
    상기 제1 수지의 고유 복굴절이 음이며, 양의 고유 복굴절을 갖는 제2 수지로 이루어지는 층을 더 갖고, 상기 제1 수지로 이루어지는 층과, 상기 제2 수지로 이루어지는 층을 포함하는 적층 구조를 갖는, 광학 필름.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 수지가 아크릴 수지 또는 시클로올레핀 수지인, 광학 필름.
  14. 청구항 12에 있어서,
    제1 수지가,
    450nm 이상의 가시광역에 흡수 스펙트럼의 피크가 존재하지 않고, 파장역 300∼450nm에 있어서의 몰 흡광 계수의 최대치가 3000L/(mol·cm) 이상인 단량체에 유래하는 구성단위를 가지는 제1 중합체를 포함하는, 광학 필름.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2 수지가, 양의 고유 복굴절을 갖는 제2 중합체를 포함하는, 광학 필름.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제2 중합체가, 주쇄(主鎖)에 환(環) 구조를 갖는, 광학 필름.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 제2 중합체가, 시클로올레핀 중합체 및 셀룰로오스 유도체로부터 선택되는 적어도 1종인, 광학 필름.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 제2 중합체가, 주쇄에 환 구조를 갖는 (메타)아크릴 중합체인, 광학 필름.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 환 구조가, 무수 글루타르산 구조, 무수 말레산 구조 또는 N-치환 말레이미드 구조로부터 선택되는 적어도 1종인, 광학 필름.
  22. 청구항 20에 있어서,
    상기 환 구조가, 락톤환 구조 및 글루타르이미드 구조로부터 선택되는 적어도 1종인, 광학 필름.
  23. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 중합체가 음의 고유 복굴절을 갖는, 광학 필름.
  24. 삭제
  25. 청구항 17에 있어서,
    상기 제1 중합체가, 음의 고유 복굴절을 가지고,
    상기 제2 중합체가, 락톤환 구조 및 글루타르이미드 구조로부터 선택되는 적어도 1종의 환 구조를 주쇄에 가지는, 광학 필름.
  26. 복소 방향족기를 갖는 수지(A)로 이루어지는 층을 가지며,
    적어도 가시광 영역에 있어서, 파장이 짧아질수록 복굴절이 작아지는 파장 분산성을 나타내며,
    위상차판이며,
    상기 수지(A)가, 복소 방향족기를 갖는 α,β-불포화 단량체 단위를 구성 단위로서 갖는 중합체(B-1)를 포함하고, 상기 복소 방향족기를 갖는 α,β-불포화 단량체 단위가 비닐카바졸 단위이며,
    상기 중합체(B-1)가, 당해 중합체에 음의 고유 복굴절을 부여하는 작용을 갖는 구성 단위로서 복소 방향족기를 갖는 α,β-불포화 단량체 단위를 가짐과 더불어, 당해 중합체에 양의 고유 복굴절을 부여하는 작용을 갖는 구성 단위를 더 갖고,
    상기 양의 고유 복굴절을 부여하는 작용을 갖는 구성 단위가, (메타)아크릴산에스테르 단위, (메타)아크릴산에스테르 단위의 유도체인 환 구조, 및 시클로올레핀 단위로부터 선택되는 적어도 1종인, 광학 필름.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 수지(A)가 아크릴 수지 또는 시클로올레핀 수지인, 광학 필름.
  28. 청구항 26에 있어서,
    수지(A)가,
    450nm 이상의 가시광역에 흡수 스펙트럼의 피크가 존재하지 않고, 파장역 300∼450nm에 있어서의 몰 흡광 계수의 최대치가 3000L/(mol·cm) 이상인 단량체에 유래하는 구성단위를 가지는 중합체(B-1)를 포함하는, 광학 필름.
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 청구항 26에 있어서,
    상기 중합체(B-1)에 양의 고유 복굴절을 부여하는 작용을 갖는 구성 단위가, (메타)아크릴산에스테르 단위 및 (메타)아크릴산에스테르 단위의 유도체인 환 구조로부터 선택되는 적어도 1종인, 광학 필름.
  32. 청구항 31에 있어서,
    상기 환 구조가, 락톤환 구조인, 광학 필름.
  33. 청구항 26에 있어서,
    상기 중합체(B-1)가, 상기 양의 고유 복굴절을 부여하는 작용을 갖는 구성 단위로서 락톤 환 구조를 더 가지는, 광학 필름.
  34. 청구항 1 내지 청구항 3, 청구항 6 내지 청구항 14, 청구항 17 내지 청구항 23, 청구항 25 내지 청구항 28, 및 청구항 31 내지 청구항 33 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름을 구비하는 화상 표시 장치.
  35. 청구항 12에 기재된 광학 필름의 제조방법으로서,
    상기 제1 수지로 이루어지는 연신 필름과, 상기 제2 수지로 이루어지는 연신 필름을 적층하여, 상기 제1 수지로 이루어지는 층과, 상기 제2 수지로 이루어지는 층을 포함하는 적층 구조를 갖는 광학 필름을 얻는, 광학 필름의 제조방법.
  36. 청구항 35에 있어서,
    상기 제2 수지가, 양의 고유 복굴절을 갖는 제2 중합체를 포함하는, 광학 필름의 제조방법.
  37. 청구항 12에 기재된 광학 필름의 제조방법으로서,
    상기 제1 수지로 이루어지는 전구체 필름과, 상기 제2 수지로 이루어지는 전구체 필름의 적층체를 연신하여, 상기 제1 수지로 이루어지는 층과, 상기 제2 수지로 이루어지는 층을 포함하는 적층 구조를 갖는 광학 필름을 얻는, 광학 필름의 제조방법.
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