KR101798465B1 - 입체 화상 표시 장치용 광학 필름, 입체 화상 표시 장치용 편광판 및 입체 화상 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 콘트라스트가 높고, 또한 광학 이방성층의 패턴 시인을 방지할 수 있는 입체 화상 표시 장치용 광학 필름, 및 그것을 이용한 입체 화상 표시 장치용 편광판 및 입체 화상 표시 장치를 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명의 입체 화상 표시 장치용 광학 필름은, 하드 코트층과, 투명 지지체와, 광학 이방성층을 이 순서로 갖는 입체 화상 표시 장치용 광학 필름으로서, 광학 이방성층이, 면내 지상축 방향 및 면내 리타데이션 중 적어도 한쪽이 다른 2 이상의 위상차 영역을 갖는 패턴 광학 이방성층이고, 하드 코트층이, 투명 지지체와는 반대측의 표면의 산술 평균 조도 Ra가 0.05μm 이하인 클리어 하드 코트층이며, 내부 헤이즈가 0.5~5％인, 입체 화상 표시 장치용 광학 필름이다.

Description

입체 화상 표시 장치용 광학 필름, 입체 화상 표시 장치용 편광판 및 입체 화상 표시 장치{OPTICAL FILM FOR THREE-DIMENSIONAL IMAGE DISPLAY DEVICE, POLARIZING PLATE FOR THREE-DIMENSIONAL IMAGE DISPLAY DEVICE, AND THREE-DIMENSIONAL IMAGE DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 입체 화상 표시 장치용 광학 필름, 및 그것을 이용한 입체 화상 표시 장치용 편광판 및 입체 화상 표시 장치에 관한 것이다.

입체 화상을 표시하는 입체 화상 표시 장치에는, 얼굴의 회전에 대하여 표시 특성의 악화를 방지하기 위하여, 혹은 우안용 화상과 좌안용 화상을 분리하기 위하여, 직선 편광을 원 편광으로 변환하는 광학 부재가 이용되는 경우가 있다.

이러한 광학 부재로서는, 예를 들면, 액정성 화합물을 이용하여 형성되는 이른바 λ/4판이나, 지상축(遲相軸)이나 리타데이션 등이 서로 다른 영역이 규칙적으로 면내에 배치된 패턴 광학 이방성층이 이용되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 및 2 참조).

이들 광학 부재는, 입체 화상 표시 장치에 이용되기 때문에, 필연적으로 시인측의 편광자보다 더 외측에 배치된다.

이로 인하여, 이들 광학 부재의 최표면에는, 태양이나 형광등 등으로부터의 외광이, 표시 장치의 표시 화면에 입사하여 반사하는 것으로부터 발생하는 화면의 글레어를 저감시키기 위하여, 또는 표면의 정반사율을 억제함으로써 화상의 콘트라스트를 양호하게 하여, 화상의 시인성을 향상시키기 위하여, 표면층으로서 하드 코트층이나 반사 방지층이 배치되는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1: [0170] [도 1] [도 6] 등, 특허문헌 2: [청구항 3] [청구항 9] [도 1]~[도 5] 등 참조).

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2012-212034호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2013-031935호

본 발명자들은, 특허문헌 1 및 2에 기재된 광학 부재에 대하여, 디스플레이의 고콘트라스트화에 대한 요구에 따라, 표면층(특히 하드 코트층)의 저헤이즈화를 시험한 바, 광학 이방성층의 패턴이 관찰자에게 시인되어 버린다고 하는 새로운 문제가 있는 것을 밝혔다.

따라서, 본 발명은, 콘트라스트가 높고, 또한 광학 이방성층의 패턴 시인을 방지할 수 있는 입체 화상 표시 장치용 광학 필름, 및 그것을 이용한 입체 화상 표시 장치용 편광판 및 입체 화상 표시 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 달성하기 위하여 예의검토한 결과, 표면의 산술 평균 조도 Ra가 특정 범위에 있는 하드 코트층을 갖고, 내부 헤이즈가 특정 범위가 되는 광학 필름을 이용함으로써, 콘트라스트가 높고, 또한 광학 이방성층의 패턴 시인을 방지할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.

즉, 이하의 구성에 의하여 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 발견했다.

[1] 하드 코트층과, 투명 지지체와, 광학 이방성층을 이 순서로 갖는 입체 화상 표시 장치용 광학 필름으로서,

광학 이방성층이, 면내 지상축 방향 및 면내 리타데이션 중 적어도 한쪽이 다른 2 이상의 위상차 영역을 갖는 패턴 광학 이방성층이고,

하드 코트층이, 투명 지지체와는 반대측의 표면의 산술 평균 조도 Ra가 0.05μm 이하인 클리어 하드 코트층이며,

내부 헤이즈가 0.5％~5％인, 입체 화상 표시 장치용 광학 필름.

[2] 하드 코트층 및/또는 투명 지지체가, 광산란 입자를 함유하고,

투명 지지체가, 열가소성 수지를 주성분으로서 함유하며,

광산란 입자와 하드 코트층을 구성하는 매트릭스 폴리머 또는 투명 지지체를 구성하는 열가소성 수지와의 굴절률차 Δn이, 0.005 초과인, [1]에 기재된 입체 화상 표시 장치용 광학 필름.

[3] 광산란 입자의 평균 입경과 하드 코트층 또는 투명 지지체의 두께의 비율 P(평균 입경/두께)와, 광산란 입자의 함유량 A의 곱 PA가, 하기 식 (I)을 충족시키는, [2]에 기재된 입체 화상 표시 장치용 광학 필름.

0.125≤PA≤0.5 ···(I)

[4] 하드 코트층의 투명 지지체와는 반대측의 표면에, 투명 지지체보다 굴절률이 낮은 저굴절률층을 갖고,

하드 코트층과 저굴절률층과의 계면의 산술 평균 조도 Ra가 0.05μm 이하인, [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 입체 화상 표시 장치용 광학 필름.

[5] 투명 지지체가 셀룰로스아실레이트를 포함하는, [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 입체 화상 표시 장치용 광학 필름.

[6] [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 입체 화상 표시 장치용 광학 필름과, 편광자를 갖는 입체 화상 표시 장치용 편광판.

[7] 화상 표시 패널과, 화상 표시 패널의 시인측 표면에 배치되는 [6]에 기재된 입체 화상 표시 장치용 편광판을 갖는 입체 화상 표시 장치.

본 발명에 의하면, 콘트라스트가 높고, 또한 광학 이방성층의 패턴 시인을 방지할 수 있는 입체 화상 표시 장치용 광학 필름, 및 그것을 이용한 입체 화상 표시 장치용 편광판 및 입체 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 입체 화상 표시 장치용 광학 필름의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 입체 화상 표시 장치용 편광판의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 입체 화상 표시 장치의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 4에 있어서, (A)~(C)는 각각, 패턴 광학 이방성층의 예를 나타내는 모식적인 정면도이다.
도 5는 본 발명의 입체 화상 표시 장치용 편광판(패턴 원 편광판)의 일례를 나타내는 모식도이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.

이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시형태에 근거하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 그러한 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 명세서에 있어서, "~"를 이용하여 나타내지는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로 하여 포함하는 범위를 의미한다.

또, 본 명세서에 있어서, "(메트)아크릴레이트"라는 기재는, "아크릴레이트 및 메타크릴레이트 중 적어도 어느 하나"의 의미를 나타낸다. "(메트)아크릴산", "(메트)아크릴로일" 등도 동일하다.

다음으로, 본 명세서에서 이용되는 용어에 대하여 설명한다.

산술 평균 조도 Ra(이하, 간단히 "Ra"라고도 함)는, JIS B0601:2001에 규정되어 있는 Ra를 말한다.

내부 헤이즈는, 광학 필름의 표면 및 이면에 현미경용 이머전 오일(이머전 오일 TYPE A, 굴절률 n=1.515, 니콘사제)를 몇 방울 첨가하고, 두께 1mm의 유리판(미크로슬라이드 유리 품번 S9111, MATSUNAMI제)을 2매 이용하여 표리 사이에 넣어, 2매의 유리판과 광학 필름을 완전하게 밀착시켜, 표면 헤이즈를 제거한 상태로 헤이즈를 측정하고, 별도 측정한 유리판 2매의 사이에 실리콘 오일만을 사이에 넣어 측정한 헤이즈를 뺀 값을 말한다.

여기에서, 헤이즈는, JIS K7136:2000에 규정되는 헤이즈(haze)를 말한다.

Re(λ) 및 Rth(λ)는, 각각, 파장 λ에 있어서의 면내의 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션을 나타낸다. Re(λ)는 KOBRA 21ADH, 또는 KOBRA WR(모두 오지 게이소쿠 기키(주)제)에 있어서, 파장 λnm의 광을 필름 법선 방향으로 입사시켜 측정된다. 측정 파장 λnm의 선택에 있어서는, 파장 선택 필터를 매뉴얼로 교환하거나, 또는 측정치를 프로그램 등으로 변환하여 측정할 수 있다. Re(λ), Rth(λ)의 측정 방법의 상세는 일본 공개특허공보 2013-041213호의 단락 0010~0012에 기재되어 있고, 그 내용은 본 명세서에 참고로 원용된다.

다만, 본 명세서에서는, 측정 파장에 대하여 특별히 부기가 없는 경우는, 측정 파장은 550nm이다.

또, 본 명세서에 있어서, 각도(예를 들면 "90°" 등의 각도) 및 그 관계(예를 들면 "직교", "평행", "동일 방향" 및 "45°로 교차" 등)에 대해서는, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 허용되는 오차의 범위를 포함하는 것으로 한다. 이 때, 허용되는 오차로서는, 예를 들면, 엄밀한 각도 ±10° 미만의 범위 내인 것 등을 의미하고, 구체적으로 엄밀한 각도와의 오차는, 5° 이하인 것이 바람직하고, 3° 이하인 것이 보다 바람직하다.

1. 입체 화상 표시 장치용 광학 필름

본 발명은, 하드 코트층과, 투명 지지체와, 광학 이방성층을 이 순서로 갖는 입체 화상 표시 장치용 광학 필름(이하, 간단히 "본 발명의 광학 필름"이라고도 함)에 관한 것이다.

여기에서, 본 발명의 광학 필름은, 투명 지지체와는 반대측의 표면의 Ra가 0.05μm 이하인 하드 코트층(이하, "클리어 하드 코트층"이라고도 함)을 갖고, 내부 헤이즈가 0.5％~5％를 충족시키는 광학 필름이다.

본 발명자들은, 상술한 바와 같이, 상기 구성의 광학 필름을 이용함으로써, 콘트라스트가 높고, 또한 광학 이방성층의 패턴 시인을 방지할 수 있는 것을 발견했다.

상기 발견은, 종래, 특허문헌 1 및 2 등의 공지의 입체 화상 표시 장치에 이용되는 하드 코트층이 안티 글레어 타입이며, 패턴 시인의 문제가 발생하고 있지 않는 것을 고려하면, 새로운 발견이라고 할 수 있다.

또, 이러한 효과가 얻어진 이유에 대하여, 본 발명자들은 다음과 같이 추측하고 있다. 즉, 하드 코트층의 Ra가 0.05μm 이하인 것에 의하여, 표면 헤이즈가 작아지기 때문에 콘트라스트가 높아지고, 또한 광학 필름 전체의 내부 헤이즈가 0.5％~5％인 것에 의하여, 콘트라스트에 악영향을 주지 않고, 패턴 시인을 방지할 수 있었다고 생각된다.

본 발명에 있어서의 광학 필름의 일례의 모식적인 단면도를 도 1에 나타낸다.

또한, 본 발명에 있어서의 도는 모식도이며, 각 층의 두께의 관계나 위치 관계 등이 반드시 실제의 것과 일치하는 것은 아니다. 이하의 도면도 마찬가지이다.

도 1에 나타내는 광학 필름(10)은, 하드 코트층(12)와, 투명 지지체(14)와, 광학 이방성층(16)을 이 순서로 가진다.

또, 도 1에서는 도시하지 않지만, 하드 코트층(12)의 투명 지지체(14)와는 반대측의 표면(도 1에 있어서는 최표층)에, 투명 지지체(14)보다 굴절률이 낮은 저굴절률층을 갖고 있어도 된다.

마찬가지로, 도 1에서는 도시하지 않지만, 필요에 따라, 광학 이방성층(16)의 제작에 이용 가능한 배향막을, 투명 지지체(14)와, 광학 이방성층(16)과의 사이에 마련할 수 있다.

2. 편광판

본 발명은, 본 발명의 광학 필름을 이용한 입체 화상 표시 장치용 편광판(이하, 간단히 "본 발명의 편광판"이라고도 함)에도 관한 것이다.

본 발명의 편광판은, 하드 코트층과, 투명 지지체와, 광학 이방성층과, 편광자를 이 순서로 갖는 편광판으로서, 하드 코트층과, 투명 지지체와, 광학 이방성층을 갖는 적층체가, 본 발명의 광학 필름으로 구성되어 있다.

본 발명의 편광판의 일례의 모식적인 단면도를 도 2에 나타낸다.

도 2에 나타내는 편광판(20)은, 하드 코트층(12)과, 투명 지지체(14)와, 광학 이방성층(16)과, 편광자(22)를 이 순서로 가진다. 다만, 하드 코트층(12), 투명 지지체(14) 및 광학 이방성층(16)은, 상술한 도 1에 나타내는 광학 필름(10)에 의하여 구성되어 있다.

여기에서, 광학 이방성층(16)과 편광자(22)는, 도시하지 않은 점착제나 접착제를 통하여 첩합되어 있어도 된다.

또, 도 2에 나타내는 바와 같이, 편광자(22)의 광학 필름(10)이 배치되어 있는 면과는 다른 한쪽의 면에는, 임의의 편광자 보호 필름(24)을 배치해도 된다.

마찬가지로, 편광자(22)의 광학 필름(10)이 배치되어 있는 면에는, 필요에 따라 도시하지 않은 편광자 보호 필름을 배치해도 된다.

3. 화상 표시 장치

본 발명은, 본 발명의 편광판을 이용한 입체 화상 표시 장치(이하, "본 발명의 화상 표시 장치"라고도 함)에도 관한 것이다.

본 발명의 화상 표시 장치는, 화상 표시 패널과, 본 발명의 편광판을 갖고, 본 발명의 광학 필름에 있어서의 하드 코트층을 최표면(시인측)으로 하여 배치한 것이다.

본 발명의 화상 표시 장치의 일례인 액정 표시 장치의 모식적인 단면도를 도 3에 나타낸다.

도 3에 나타내는 액정 표시 장치(30)는, 본 발명의 광학 필름(10)이 최표면(시인측)이 되도록, 본 발명의 편광판(20)이 배치되어 있다.

또, 편광자(백 라이트측)(34)의 표면 및 이면에는, 임의의 편광자 보호 필름(36 및 38)이 각각 배치되어 있다. 또한, 편광자 보호 필름(36 및 38)에 대해서는 액정 셀의 구동 모드에 따른 광학 보상 필름으로 해도 된다.

여기에서, 각각의 층에 대해서는, 도시하지 않은 점착제나 접착제를 통하여 첩합되어 있어도 된다.

[광학 필름]

이하, 본 발명의 광학 필름에 이용되는 다양한 부재에 대하여 상세하게 설명한다.

〔하드 코트층〕

본 발명의 광학 필름이 갖는 하드 코트층은, 상술한 바와 같이, 투명 지지체와는 반대측의 표면(후술하는 임의의 저굴절률층을 갖는 경우는, 하드 코트층과 저굴절률층과의 계면을 말한다. 이하, 동일)의 Ra가 0.05μm 이하가 되는 클리어 하드 코트층이다.

여기에서, 하드 코트층의 상기 표면에 있어서의 Ra는, 백탁 억제의 관점에서, 0.01μm~0.05μm인 것이 바람직하고, 0.01μm~0.03μm인 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 하드 코트층이, 후술하는 광산란 입자를 함유하고 있어도 된다.

여기에서, 하드 코트층이 광산란 입자를 함유하는 경우, 광학 필름의 내부 헤이즈를 조절하기 쉬워져, 패턴 시인을 보다 억제할 수 있는 이유에서, 광산란 입자와 하드 코트층을 구성하는 매트릭스 폴리머(바인더)와의 굴절률차 Δn이, 0.005 초과인 것이 바람직하고, 0.01~0.05인 것이 보다 바람직하다.

또, 본 발명에 있어서는, 하드 코트층이 광산란 입자를 함유하는 경우, 글레어를 억제하여, 콘트라스트를 보다 높게 할 수 있고, 또한 패턴 시인을 보다 억제할 수 있는 이유에서, 광산란 입자의 평균 입경(μm)과 하드 코트층의 두께(μm)의 비율 P(평균 입경/두께)와, 광산란 입자의 함유량 A의 곱 PA가, 하기 식 (I)을 충족시키는 것이 바람직하고, 하기 식 (I')을 충족시키는 것이 보다 바람직하다.

0.125≤PA≤0.5 ···(I)

0.15≤PA≤0.4 ···(I')

여기에서, 상기 식 (I)은, 광산란 입자의 평균 입경과 하드 코트층의 두께와의 관계를 규정함과 함께, 평균 입경이 큰 광산란 입자보다 입경이 작은 광산란 입자가, 함유량을 많게 할 수 있는 것을 나타낸다.

또, 광산란 입자의 평균 입경은 광산란 입자의 입경의 평균값으로서, 콜터 카운터법에 의하여 광산란 입자의 입도 분포를 측정하고, 측정된 분포를 입자수 분포로 환산하여 얻어진 입자 분포로부터 산출한 값을 말하며, 0.5μm~20μm인 것이 바람직하고, 1μm~10μm인 것이 보다 바람직하다.

또, 하드 코트층의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 0.1μm~50μm인 것이 바람직하고, 0.2μm~10μm인 것이 보다 바람직하다.

또한, 광산란 입자의 평균 입경과 하드 코트층의 두께의 비율 P(평균 입경/두께)는, 0.1~0.5인 것이 바람직하고, 0.2~0.4인 것이 보다 바람직하다.

또한, 광산란 입자의 함유량 A는, 하드 코트층의 총질량(고형분)에 대하여, 0.3질량％~5질량％인 것이 바람직하고, 0.4질량％~4질량％인 것이 보다 바람직하다.

<광산란 입자>

본 발명의 광학 필름이 갖는 하드 코트층은, 내부 산란성을 부여하기 위하여, 각종 광산란 입자를 갖고 있는 것이 바람직하다.

광산란 입자는, 입경에 편차가 없을수록, 산란 특성에 편차가 적어지고, 헤이즈값의 설계가 용이해진다. 광산란 입자로서는, 플라스틱 비즈가 적합하고, 특히 투명도가 높아, 바인더와의 굴절률차가 상술과 같은 수치가 되는 것이 바람직하다.

유기 입자로서는, 폴리메틸메타크릴레이트 입자(굴절률 1.49), 가교 폴리(아크릴-스타이렌) 공중합체 입자(굴절률 1.54), 멜라민 수지 입자(굴절률 1.57), 폴리카보네이트 입자(굴절률 1.57), 폴리스타이렌 입자(굴절률 1.60), 가교 폴리스타이렌 입자(굴절률 1.61), 폴리 염화 바이닐 입자(굴절률 1.60), 벤조구아나민-멜라민폼알데하이드 입자(굴절률 1.68) 등이 이용된다.

그 중에서도 가교 폴리스타이렌 입자, 가교 폴리((메트)아크릴레이트) 입자, 가교 폴리(아크릴-스타이렌) 입자가 바람직하게 이용되고, 이들 입자 중에서 선택된 각 광산란 입자의 굴절률에 맞추어 바인더의 굴절률을 조정함으로써, 상술한 하드 코트층의 Ra 및 광학 필름의 내부 헤이즈를 달성하는 것이 용이해진다.

본 발명에 이용할 수 있는 광산란 입자와 하드 코트층을 구성하는 매트릭스 폴리머(바인더)와의 굴절률차 Δn는, 상술한 바와 같이, 0.05 이상인 것이 바람직하고, 0.01~0.05인 것이 보다 바람직하다.

광산란 입자의 평균 입경은, 상술한 바와 같이, 0.5μm~20μm인 것이 바람직하고, 1μm~10μm인 것이 보다 바람직하다.

또, 입경이 다른 2종 이상의 투광성 수지 입자를 병용하여 이용해도 된다.

상기 광산란 입자를 배합할 때에는, 대전 방지성 하드 코트층 전체 고형분 중에 0.3질량％~5질량％ 함유되도록 배합되는 것이 바람직하다. 함유량이 이 범위이면, 백탁이나 글레어 등의 문제도 방지할 수 있고, 대전 방지성도 손상되지 않는다.

이러한 하드 코트층을 형성하는 재료는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 불포화 이중 결합을 갖는 화합물, 중합 개시제, 용제 및 임의의 첨가제를 함유하는 하드 코트층 형성용 조성물을, 후술하는 투명 지지체 상에 직접 또는 다른 층을 통하여 도포·건조·경화함으로써 형성하는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 일본 특허출원 2012-182687호 명세서의 [0011]~[0121] 단락(미국 특허출원 공개공보 제2013/0052434호 명세서의 [0048]~[0263] 단락)에 기재된 대전 방지성 하드 코트층 형성용 조성물을 이용하여 형성되는 것이 보다 바람직하다.

〔투명 지지체〕

본 발명의 광학 필름이 갖는 투명 지지체는, 액정성 화합물을 지지할 목적으로 마련된다.

본 발명에 있어서는, 투명 지지체는, 상술한 하드 코트층과 마찬가지로, 상술한 광산란 입자를 함유하고 있어도 된다.

여기에서, 투명 지지체가 광산란 입자를 함유하는 경우, 광학 필름의 내부 헤이즈를 조절하기 쉬워지는 이유에서, 광산란 입자와 투명 지지체를 구성하는 열가소성 수지와의 굴절률차 Δn이, 0.005 초과인 것이 바람직하고, 0.01~0.05인 것이 보다 바람직하다.

또, 본 발명에 있어서는, 투명 지지체가 광산란 입자를 함유하는 경우, 글레어를 억제하여, 콘트라스트를 보다 높게 할 수 있고, 또한 패턴 시인을 보다 억제할 수 있는 이유에서, 광산란 입자의 평균 입경과 투명 지지체의 두께의 비율 P(평균 입경/두께)와, 광산란 입자의 함유량 A의 곱 PA가, 하기 식 (I)을 충족시키는 것이 바람직하고, 하기 식 (I')을 충족시키는 것이 보다 바람직하다.

0.125≤PA≤0.5 ···(I)

0.15≤PA≤0.4 ···(I')

여기에서, 상기 식 (I)은, 광산란 입자의 평균 입경과 투명 지지체의 두께와의 관계를 규정함과 함께, 평균 입경이 큰 광산란 입자보다 입경이 작은 광산란 입자가, 함유량을 많게 할 수 있는 것을 나타낸다.

또, 투명 지지체의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 20μm~90μm인 것이 바람직하고, 25μm~60μm인 것이 보다 바람직하다.

또한, 광산란 입자의 평균 입경과 투명 지지체의 두께의 비율 P(평균 입경/두께)는, 0.02~0.15인 것이 바람직하고, 0.05~0.1인 것이 보다 바람직하다.

또한, 광산란 입자의 함유량 A는, 투명 지지체의 총질량(고형분)에 대하여, 0.3질량％~5질량％인 것이 바람직하고, 0.4질량％~4질량％인 것이 보다 바람직하다.

<열가소성 수지>

투명 지지체를 구성하는 주성분(투명 지지체의 고형분의 51질량％ 이상 99질량％ 이하의 재료)은, 열가소성 수지이며, 구체예에는, 셀룰로스에스터(바람직하게는 셀룰로스아실레이트이며, 예를 들면 트라이아세틸셀룰로스(셀룰로스트라이아세테이트), 다이아세틸셀룰로스, 프로피온일셀룰로스, 뷰티릴셀룰로스, 아세틸뷰티릴셀룰로스(셀룰로스아세테이트뷰틸레이트), 아세틸프로피온일셀룰로스), 나이트로셀룰로스, 폴리아마이드, 폴리카보네이트, 폴리에스터(예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리-1,4-사이클로헥세인다이메틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-1,2-다이페녹시에테인-4,4'-다이카복실레이트, 폴리뷰틸렌테레프탈레이트), 폴리스타이렌(예를 들면 신디오택틱 폴리스타이렌), 폴리올레핀(예를 들면 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸펜텐, 폴리사이클로알케인), 폴리설폰, 폴리에터설폰, 폴리아릴레이트, 폴리에터이미드, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에터케톤, 노보넨계 수지(아톤: 상품명, JSR사제), 비정질 폴리올레핀(제오넥스: 상품명, 일본 제온사제), (메트)아크릴계 수지(아크리페트 VRL20A: 상품명, 미쓰비시 레이온사제, 일본 공개특허공보 2004-70296호나 일본 공개특허공보 2006-171464호에 기재된 환 구조 함유 아크릴계 수지) 등이 포함된다.

이들 중에서도, 셀룰로스에스터(바람직하게는 셀룰로스아실레이트이며, 특히 바람직하게는 셀룰로스트라이아세테이트), 폴리카보네이트, 또는 변성 폴리메틸메타크릴레이트가 바람직하고, 셀룰로스에스터, 또는 폴리카보네이트가 특히 바람직하며, 셀룰로스에스터가 가장 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 열가소성 수지로서의 적합예인 셀룰로스아실레이트의 구체적 양태나, 열가소성 수지와 함께 함유하는 임의 성분(투광성 입자, 가소제, 자외선 흡수제, 용매)은, 일본 공개특허공보 2012-098425호의 [0026]~[0071] 단락에 기재된 것을 적절히 채용할 수 있다.

〔광학 이방성층〕

본 발명의 광학 필름이 갖는 광학 이방성층은, 면내 지상축 방향 및 면내 리타데이션 중 적어도 한쪽이 다른 2 이상의 위상차 영역을 갖는 패턴 광학 이방성층이다.

본 발명의 광학 필름은, 화상 표시 장치에 있어서, 정확한 원 편광에 근접시킬 수 있다는 이유에서, 패턴 광학 이방성층이, 위상차가 λ/4 정도인 2 이상의 위상차 영역을 갖는 것이 바람직하고, 각 영역에 있어서의 위상차는, Re(550)가 110nm~165nm인 것이 바람직하고, 115nm~150nm인 것이 보다 바람직하며, 120nm~145nm인 것이 특히 바람직하다.

또, 본 발명의 광학 필름은, 화상 표시 장치에 있어서, 우회전의 원 편광과 좌회전의 원 편광을 각각 만들어 낼 수 있다는 이유에서, 패턴 광학 이방성층이, 면내 지상축 방향 및 면내 리타데이션 중 적어도 한쪽이 서로 다른 제1 위상차 영역 및 제2 위상차 영역을 포함하고, 또한 제1 및 제2 위상차 영역이, 면내에 있어서 교대로 배치되어 있는 광학 이방성층인 것이 바람직하다.

도 4(A)~(C)에, 패턴 광학 이방성층의 예의 모식적인 정면도를 나타낸다.

예를 들면, 도 4(A)~(C)에 나타내는 패턴 광학 이방성층(16)은, 면내 지상축 방향 중 적어도 한쪽이 서로 다른 제1 위상차 영역(16a) 및 제2 위상차 영역(16b)을 포함하고, 또한 제1 위상차 영역(16a) 및 제2 위상차 영역(16b)이, 면내에 있어서 교대로 배치되어 있는 패턴 광학 이방성층이다. 또한, 제1 위상차 영역(16a) 및 제2 위상차 영역(16b)에 있어서는, 서로 직교하는 면내 지상축(17a 및 17b)을 각각 가진다.

또, 광학 이방성층(16) 중의 제1 위상차 영역(16a) 및 제2 위상차 영역(16b)의 형상 및 배치 패턴은, 도 4(A) 및 (B)에 나타내는 바와 같이, 스트라이프 형상의 패턴을 교대로 배치한 양태여도 되고, 도 4(C)에 나타내는 바와 같이, 직사각형상의 패턴을 격자 형상으로 배치한 양태여도 된다.

또한, 후술하는 본 발명의 편광판을 원 편광판으로서 이용하는 경우는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 편광판(20)(원 편광판)은, 광학 이방성층(16)에 있어서의 제1 위상차 영역(16a) 및 제2 위상차 영역(16b)의 위상차가 각각 λ/4 정도이며, 지상축(17a 및 17b)의 방향이 90° 상이한 광학 필름(10)에 대하여, 제1 위상차 영역(16a) 및 제2 위상차 영역(16b)의 지상축(17a 및 17b)과 편광자(22)의 흡수축(23)이 각각 45°로 교차(제1 위상차 영역(16a) 및 제2 위상차 영역(16b)의 지상축(17a 및 17b)을 각각 45°로 했을 때, 편광자(22)의 흡수축(23)이 0°)하도록 배치되어 있다.

이러한 광학 이방성층의 두께에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 0.1μm~10μm인 것이 바람직하고, 0.5μm~5μm인 것이 보다 바람직하다.

또, 광학 이방성층에는, 액정성 화합물이 포함되는 것이 바람직하다.

액정성 화합물을 포함하는 광학 이방성층의 형성 방법으로서는, 예를 들면, 액정성 화합물을 배향 상태에서 고정화하는 방법을 들 수 있다. 이 때, 액정성 화합물을 고정화하는 방법으로서는, 상기 액정성 화합물로서 불포화 이중 결합(중합성기)을 갖는 액정성 화합물을 이용하여 중합시키는, 고정화하는 방법 등이 적합하게 예시된다. 또한, 광학 이방성층은 단층 구조여도 되고, 적층 구조여도 된다.

액정성 화합물에 포함되는 불포화 이중 결합의 종류는 특별히 제한되지 않고, 부가 중합 반응이 가능한 관능기가 바람직하고, 중합성 에틸렌성 불포화기 또는 환 중합성기가 바람직하다. 보다 구체적으로는, (메트)아크릴로일기, 바이닐기, 스타이릴기, 알릴기 등을 바람직하게 들 수 있으며, (메트)아크릴로일기가 보다 바람직하다.

일반적으로, 액정성 화합물은 그 형상으로부터, 봉상 타입과 원반상 타입으로 분류할 수 있다. 또한 각각 저분자와 고분자 타입이 있다. 고분자란 일반적으로 중합도가 100 이상인 것을 가리킨다(고분자 물리·상 전이 다이내믹스, 도이 마사오 저, 2페이지, 이와나미 쇼텐, 1992). 본 발명에서는, 어느 액정성 화합물도 이용할 수 있지만, 봉상 액정성 화합물 또는 디스코틱 액정성 화합물(원반상 액정성 화합물)을 이용하는 것이 바람직하다. 2종 이상의 봉상 액정성 화합물, 2종 이상의 원반상 액정성 화합물, 또는 봉상 액정성 화합물과 원반상 액정성 화합물과의 혼합물을 이용해도 된다. 상술한 액정성 화합물의 고정화를 위하여, 중합성기를 갖는 봉상 액정성 화합물 또는 원반상 액정성 화합물을 이용하여 형성하는 것이 보다 바람직하고, 액정성 화합물이 1분자 중에 중합성기를 2 이상 갖는 것이 더 바람직하다. 액정성 화합물이 2종류 이상의 혼합물인 경우에는, 적어도 1종류의 액정성 화합물이 1분자 중에 2 이상의 중합성기를 갖고 있는 것이 바람직하다.

봉상 액정성 화합물로서는, 예를 들면, 일본 특허공표공보 평11-513019호의 청구항 1이나 일본 공개특허공보 2005-289980호의 단락 [0026]~[0098]에 기재된 것을 바람직하게 이용할 수 있으며, 디스코틱 액정성 화합물로서는, 예를 들면, 일본 공개특허공보 2007-108732호의 단락 [0020]~[0067]이나 일본 공개특허공보 2010-244038호의 단락 [0013]~[0108]에 기재된 것을 바람직하게 이용할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.

상술한 패턴 광학 이방성층에 있어서의 위상차를 λ/4 정도로 하기 위하여, 액정성 화합물의 배향 상태를 제어하는 경우가 있다. 이 때, 봉상 액정성 화합물을 이용하는 경우에는, 봉상 액정성 화합물을 수평 배향한 상태로 고정화하는 것이 바람직하고, 디스코틱 액정성 화합물을 이용하는 경우에는, 디스코틱 액정성 화합물을 수직 배향한 상태로 고정화하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서, "봉상 액정성 화합물이 수평 배향"이란, 봉상 액정성 화합물의 디렉터와 층면이 평행인 것을 말하고, "디스코틱 액정성 화합물이 수직 배향"이란, 디스코틱 액정성 화합물의 원반면과 층면이 수직인 것을 말한다. 엄밀하게 수평, 수직인 것을 요구하는 것이 아닌, 각각 정확한 각도에서 ±20°의 범위인 것을 의미하는 것으로 한다. ±5° 이내인 것이 바람직하고, ±3° 이내인 것이 보다 바람직하며, ±2° 이내인 것이 더 바람직하고, ±1° 이내인 것이 가장 바람직하다.

또, 액정성 화합물을 수평 배향, 수직 배향 상태로 하기 위하여, 수평 배향, 수직 배향을 촉진하는 첨가제(배향 제어제)를 사용해도 된다. 첨가제로서는 각종 공지의 것을 사용할 수 있다.

상술한 패턴 광학 이방성층의 형성 방법으로서는, 이하의 적합한 양태가 예시되지만, 이에 한정되지 않고, 각종 공지의 방법을 이용하여 형성할 수 있다.

제1 적합 양태는, 액정성 화합물의 배향을 제어하는 복수의 작용을 이용하고, 그 후, 외부 자극(열처리 등)에 의하여 어느 한 작용을 소실시켜, 소정의 배향 제어 작용을 지배적으로 하는 방법이다. 상기의 방법으로서는, 예를 들면, 배향막에 의한 배향 제어능과, 액정성 화합물 중에 첨가되는 배향 제어제의 배향 제어능과의 복합 작용에 의하여, 액정성 화합물을 소정의 배향 상태로 하고, 그것을 고정하여 한쪽의 위상차 영역을 형성한 후, 외부 자극(열처리 등)에 의하여, 어느 한 작용(예를 들면 배향 제어제에 의한 작용)을 소실시켜, 다른 배향 제어 작용(배향막에 의한 작용)을 지배적으로 하고, 그것에 따라 다른 배향 상태를 실현하며, 그것을 고정하여 다른 한쪽의 위상차 영역을 형성한다. 이 방법의 상세에 대해서는, 일본 공개특허공보 2012-008170호의 단락 [0017]~[0029]에 기재가 있어, 그 내용은 본 명세서에 참고로 원용된다.

제2 적합 양태는, 패턴 배향막을 이용하는 양태이다. 이 양태에서는, 서로 다른 배향 제어능을 갖는 패턴 배향막을 형성하며, 그 위에, 액정성 화합물을 배치하고, 액정성 화합물을 배향시킨다. 액정성 화합물은, 패턴 배향막의 각각의 배향 제어능에 따라, 서로 다른 배향 상태를 달성한다. 각각의 배향 상태를 고정함으로써, 배향막의 패턴에 따라 제1 및 제2 위상차 영역의 패턴이 형성된다. 패턴 배향막은, 인쇄법, 러빙 배향막에 대한 마스크 러빙, 광배향막에 대한 마스크 노광 등을 이용하여 형성할 수 있다. 대규모의 설비가 불필요한 점이나 제조가 용이한 점에서, 인쇄법을 이용하는 방법이 바람직하다. 이 방법의 상세에 대해서는, 일본 공개특허공보 2012-032661호의 단락 [0166]~[0181]에 기재가 있어, 그 내용은 본 명세서에 참고로 원용된다.

제3 적합 양태로서는, 예를 들면, 배향막 중에 광산발생제를 첨가하는 양태이다. 이 예에서는, 배향막 중에 광산발생제를 첨가하고, 패턴 노광에 의하여, 광산발생제가 분해하여 산성 화합물이 발생한 영역과, 발생하고 있지 않는 영역을 형성한다. 광 미조사 부분에서는 광산발생제는 거의 미분해인 채이며, 배향막재료, 액정성 화합물 및 필요에 따라 첨가되는 배향 제어제의 상호 작용이 배향 상태를 지배하고, 액정성 화합물을, 그 지상축이 러빙 방향과 직교하는 방향으로 배향시킨다. 배향막으로 광조사하여, 산성 화합물이 발생하면, 그 상호 작용은 이미 지배적이지 않으며, 러빙 배향막의 러빙 방향이 배향 상태를 지배하고, 액정성 화합물은, 그 지상축을 러빙 방향과 평행으로 하여 평행 배향한다. 배향막에 이용되는 광산발생제로서는, 수용성의 화합물이 바람직하게 이용된다. 사용 가능한 광산발생제의 예에는, Prog. Polym. Sci., 23권, 1485페이지(1998년)에 기재된 화합물이 포함된다. 광산발생제로서는, 피리디늄염, 아이오도늄염 및 설포늄염이 특히 바람직하게 이용된다. 이 방법의 상세에 대해서는, 일본 특허출원 2010-289360호 명세서에 기재가 있으며, 그 내용은 본 명세서에 참고로 원용된다.

〔그 외의 층〕

<저굴절률층>

본 발명의 광학 필름은, 반사율을 저감시키는 관점에서, 상술한 하드 코트층의 투명 지지체와는 반대측의 표면(최표층)에, 투명 지지체보다 굴절률이 낮은 저굴절률층을 갖고 있는 것이 바람직하다.

여기에서, 저굴절률층을 갖고 있는 경우, 상술한 바와 같이, 하드 코트층과 저굴절률층과의 계면의 Ra는, 0.05μm 이하이며, 0.01μm~0.05μm인 것이 바람직하고, 0.01μm~0.03μm인 것이 보다 바람직하다.

또, 저굴절률층의 굴절률은, 1.20~1.46인 것이 바람직하고, 1.25~1.40인 것이 보다 바람직하며, 1.30~1.37인 것이 특히 바람직하다.

마찬가지로, 저굴절률층의 헤이즈는, 3％ 이하인 것이 바람직하고, 2％ 이하인 것이 더 바람직하며, 1％ 이하인 것이 가장 바람직하다.

또, 저굴절률층의 두께는, 30nm~500nm인 것이 바람직하고, 70nm~500nm인 것이 더 바람직하다.

저굴절률층의 강도는, 500g 하중의 연필 경도 시험에서 H 이상인 것이 바람직하고, 2H 이상인 것이 더 바람직하며, 3H 이상인 것이 가장 바람직하다.

<배향막>

본 발명의 광학 필름은, 투명 지지체와 광학 이방성층과의 사이에 광학 이방성층을 형성하기 위한 배향막을 형성해도 된다.

배향막은, 일반적으로는 폴리머를 주성분으로 한다. 배향막용 폴리머 재료로서는, 다수의 문헌에 기재가 있으며, 다수의 시판품을 입수할 수 있다. 본 발명에 있어서 이용되는 폴리머 재료는, 폴리바이닐알코올 또는 폴리이미드 및 그 유도체가 바람직하다. 특히 변성 또는 미변성의 폴리바이닐알코올이 바람직하다. 본 발명에 사용 가능한 배향막에 대해서는, WO01/88574A1호의 43페이지 24행~49페이지 8행, 특허 제3907735호의 단락 [0071]~[0095]에 기재된 변성 폴리바이닐알코올을 참조할 수 있다.

배향막의 두께는, 산소 투과도의 관점에서는 얇은 것이 바람직하지만, 광학 이방성층 형성을 위한 배향능의 부여 및 지지체의 표면 요철을 완화하여 균일한 막 두께의 광학 이방성층을 형성한다는 관점에서는 어느 정도의 두께가 필요하다. 구체적으로는, 배향막의 두께는, 0.01μm~10μm인 것이 바람직하고, 0.01μm~1μm인 것이 보다 바람직하며, 0.01μm~0.5μm인 것이 더 바람직하다.

또, 본 발명에서는 광배향막을 이용하는 것도 바람직하다. 광배향막으로서는 특별히 한정은 되지 않지만, WO2005/096041호의 단락 [0024]~[0043]에 기재된 것이나 Rolic echnologies사제의 상품명 LPP-JP265CP 등을 이용할 수 있다.

〔편광판〕

이하, 본 발명의 편광판에 이용되는 다양한 부재에 대하여 상세하게 설명한다.

여기에서, 본 발명의 편광판은, 상술한 본 발명의 광학 필름과 광학 필름의 광학 이방성층측에 마련되는 편광자를 갖는 것이다.

<편광자>

편광자는, 일반적인 편광자를 이용할 수 있다. 본 발명에 이용할 수 있는 편광자로서는, 예를 들면, 아이오딘이나 2색성 색소에 의하여 염색된 폴리바이닐알코올 필름 등으로 이루어지는 편광자를 이용할 수 있다.

<점착제층>

광학 이방성층과 편광자와의 사이에는, 점착제층이 배치되어 있어도 된다. 광학 이방성층과 편광자와의 적층을 위하여 이용되는 점착제층으로서는, 예를 들면, 동적 점탄성 측정 장치로 측정한 저장 탄성률 G'와 손실 탄성률 G''와의 비(tanδ=G''/G')가 0.001~1.5인 물질을 나타내고, 이른바, 점착제나 크리프하기 쉬운 물질 등이 포함된다. 본 발명에 이용할 수 있는 점착제로서는, 예를 들면, 폴리바이닐알코올계 점착제를 들 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.

〔화상 표시 장치〕

이하, 본 발명의 화상 표시 장치에 이용되는 다양한 부재에 대하여 상세하게 설명한다.

여기에서, 본 발명의 화상 표시 장치는, 화상 표시 패널과, 상술한 본 발명의 편광판을 갖고, 본 발명의 광학 필름에 있어서의 하드 코트층(저굴절률층을 갖는 경우는 저굴절률층)을 최표면(시인측)으로 하여 배치한 것이다.

<화상 표시 패널>

본 발명에 있어서, 화상 표시 장치에 있어서의 화상 표시 패널은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 액정층을 포함하는 액정 패널이어도 되고, 유기 EL층을 포함하는 유기 EL표시 패널이어도 되며, 플라즈마 디스플레이 패널이어도 된다. 어느 양태에 대해서도, 다양한 가능한 구성을 채용할 수 있다.

또, 투과 모드의 액정 패널 등, 화상 표시 패널의 시인측에 화상 표시를 위한 편광자를 갖는 양태에서는, 그 편광자를 본 발명의 편광판에 있어서의 편광자로서 이용하고, 본 발명의 편광판이, 화상 표시 장치에 있어서의 시인측의 편광판을 겸하는 양태도 바람직하다.

<액정 셀>

본 발명의 화상 표시 장치에 이용되는 액정 셀은, VA 모드, OCB 모드, IPS 모드, 또는 TN 모드인 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

TN 모드의 액정 셀에서는, 전압 무인가 시에 봉상 액정성 분자가 실질적으로 수평 배향하고, 추가로 60~120°로 비틀림 배향하고 있다. TN 모드의 액정 셀은, 컬러 TFT 액정 표시 장치로서 가장 많이 이용되고 있으며, 다수의 문헌에 기재가 있다.

VA 모드의 액정 셀에서는, 전압 무인가 시에 봉상 액정성 분자가 실질적으로 수직으로 배향하고 있다. VA 모드의 액정 셀에는, (1) 봉상 액정성 분자를 전압 무인가 시에 실질적으로 수직으로 배향시키고, 전압 인가 시에 실질적으로 수평으로 배향시키는 좁은 의미의 VA 모드의 액정 셀(일본 공개특허공보 평2-176625호 기재)에 더하여, (2) 시야각 확대를 위하여, VA 모드를 멀티 도메인화한(MVA 모드의) 액정 셀(SID97, Digest of tech. Papers(예고집) 28(1997) 845 기재), (3) 봉상 액정성 분자를 전압 무인가 시에 실질적으로 수직 배향시키고, 전압 인가 시에 비틀림 멀티 도메인 배향시키는 모드(n-ASM 모드)의 액정 셀(일본 액정 토론회의 예고집 58~59(1998) 기재) 및 (4) SURVIVAL 모드의 액정 셀(LCD 인터내셔널 98에서 발표)이 포함된다. 또, PVA(Patterned Vertical Alignment)형, 광배향형(Optical Alignment) 및 PSA(Polymer-Sustained Alignment) 중 어느 것이어도 된다. 이들 모드의 상세에 대해서는, 일본 공개특허공보 2006-215326호 및 일본 특허공표공보 2008-538819호에 상세한 기재가 있다.

IPS 모드의 액정 셀은, 봉상 액정 분자가 기판에 대하여 실질적으로 평행으로 배향하고 있으며, 기판면에 평행한 전계가 인가함으로써 액정 분자가 평면적으로 응답한다. IPS 모드는 전계 무인가 상태에서 흑표시가 되고, 상하 한 쌍의 편광판의 흡수축은 직교하고 있다. 광학 보상 시트를 이용하여, 경사 방향에서의 흑표시 시의 누설광을 저감시켜, 시야각을 개량하는 방법이, 일본 공개특허공보 평10-54982호, 일본 공개특허공보 평11-202323호, 일본 공개특허공보 평9-292522호, 일본 공개특허공보 평11-133408호, 일본 공개특허공보 평11-305217호, 일본 공개특허공보 평10-307291호 등에 개시되어 있다.

실시예

이하에 실시예에 근거하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 순서 등은, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 실시예에 의하여 한정적으로 해석되어야 하는 것은 아니다.

[실시예 1]

〔광학 필름의 제작〕

<투명 지지체>

투명 지지체로서, 후지택 TD60(후지필름(주)제, 폭 1,340mm, 두께 60μm, Re=2nm, Rth=40nm)을 이용했다.

(하드 코트층용 도포액의 조제)

하기 조성의 하드 코트층용 도포액을 조제했다.

------------------------------------------------------------

하드 코트층용 도포액

------------------------------------------------------------

·펜타에리트리톨트라이아크릴레이트(PETA) 모노머

(PET30, 닛폰 가야쿠사제) 77.0질량부

·유레테인아크릴레이트 모노머

(UV1700B, 닛폰 고세이 가가쿠 고교사제) 20.0질량부

·광산란 입자(평균 입경: 2.5μm, 굴절률: 1.52, 세키스이 가세이힌 고교사제) 0.3질량부

·중합 개시제

(이르가큐어 184, 지바·스페셜티·케미컬즈사제) 3.0질량부

·하기 SP-13(레벨링제) 0.02질량부

------------------------------------------------------------

[화학식 1]

<하드 코트층의 형성>

투명 지지체(후지택 TD60) 상에, 하드 코트층용 도포액을 그라비아 코터를 이용하여 도포했다. 60℃에서 약 2분간 건조한 후, 산소 농도가 1.0체적％ 이하의 분위기가 되도록 질소 퍼지하면서 160W/cm의 공냉 메탈할라이드램프(아이그래픽스(주)제)를 이용하여, 조도 400mW/cm², 조사량 150mJ/cm²의 자외선을 조사하여 도포층을 경화시켜, 두께 5μm의 하드 코트층을 형성했다.

(저굴절률층용 도포액의 조제)

하기 조성의 저굴절률층용 도포액을 조제했다.

------------------------------------------------------------

저굴절률층용 도포액

------------------------------------------------------------

·퍼플루오로올레핀 공중합체 P-1 14.8질량부

·에틸메틸케톤 157.7질량부

·DPHA 3.0질량부

·중공 실리카 입자 분산액 A-1 21.2질량부

·이르가큐어 127 1.3질량부

·X22-164C 2.1질량부

------------------------------------------------------------

저굴절률층용 도포액에 사용한 화합물을 이하에 나타낸다.

·중공 실리카 분산액 A-1: 일본 공개특허공보 2007-298974호에 기재된 분산액 A-1과 동일한 방법을 이용하여 조건을 조정하고, 평균 입경 60nm, 쉘 두께 10nm, 실리카 입자의 굴절률 1.31의 중공 실리카 입자 분산액 A-1(고형분 농도 18.2질량％)을 조제했다.

·퍼플루오로올레핀 공중합체 P-1: 일본 공개특허공보 2010-152311호에 기재된 퍼플루오로올레핀 공중합체 (1)과 같은 방법으로, 퍼플루오로올레핀 공중합체 P-1을 조제했다. 얻어진 폴리머의 굴절률은 1.422였다. 하기 구조식 중, 50:50은 몰비를 나타낸다.

[화학식 2]

·DPHA: 다이펜타에리트리톨펜타아크릴레이트와 다이펜타에리트리톨헥사아크릴레이트의 혼합물(닛폰 가야쿠(주)제)

·X22-164C: 반응성 실리콘(신에쓰 가가쿠(주)제)

·이르가큐어 127: 광중합 개시제(지바·재팬(주)제)

<저굴절률층의 형성>

하드 코트층을 형성한 투명 지지체의 하드 코트층 상에, 저굴절률층용 도포액을 그라비아 코터를 이용하여 도포했다. 90℃에서 30초 건조한 후, 산소 농도가 0.1체적％ 이하의 분위기가 되도록 질소 퍼지하면서 240W/cm의 공냉 메탈할라이드램프(아이그래픽스(주)제)를 이용하여, 조도 600mW/cm², 조사량 600mJ/cm²의 자외선을 조사하여 도포층을 경화시켜, 두께 100nm의 저굴절률층을 형성했다.

(알칼리 비누화 처리한 투명 지지체의 제작)

상기 제작한 하드 코트층 및 저굴절률층을 형성한 투명 지지체를, 온도 60℃의 유전식(誘電式) 가열 롤을 통과시켜, 필름 표면 온도를 40℃로 승온한 후에, 하드 코트층 및 저굴절률층이 형성되어 있는 면과는 반대측의 면에 하기에 나타내는 조성의 알칼리 용액을, #6의 와이어바로 연속적으로 도포하고, 110℃로 가열하여, 노리타케 컴퍼니 리미티드사제의 스팀식 원적외 히터 하에, 10초간 반송했다. 그리고, 동일하게 바 코터를 이용하여, 순수를 3ml/m² 도포했다. 다음으로, 파운틴 코터에 의한 수세와 에어나이프에 의한 탈수를 3회 반복한 후에, 70℃의 건조 존으로 10초간 반송하여 건조하여, 알칼리 비누화 처리한 투명 지지체를 제작했다.

------------------------------------------------------------

알칼리 용액의 조성

------------------------------------------------------------

·수산화 칼륨 2.0질량부

·물 6.5질량부

·아이소프로판올 85.0질량부

·계면 활성제 SF-1: C₁₄H₂₉O(CH₂CH₂O)₂₀H 0.035질량부

·프로필렌글라이콜 6.5질량부

------------------------------------------------------------

(노광 전 배향막 부착 투명 지지체의 제작)

상기 제작한 알칼리 비누화 처리한 투명 지지체의, 비누화 처리를 실시한 면에, 하기의 조성의 배향막 도포액을 와이어바로 연속적으로 도포했다. 60℃의 온풍으로 60초, 추가로 100℃의 온풍으로 120초 건조하여, 노광 전 배향막 부착 기재 필름을 형성했다. 다만 노광 전 배향막의 막 두께가 0.45μm가 되도록 와이어바를 조정했다.

------------------------------------------------------------

배향막 형성용 도포액

------------------------------------------------------------

·배향막용 폴리머 재료 (P-1) 2.4질량부

·광산발생제 (S-1) 0.17질량부

·라디칼 중합 개시제

(이르가큐어 2959, 지바·스페셜티·케미컬즈사제) 0.18질량부

·메탄올 16.5질량부

·IPA(아이소프로판올) 7.2질량부

·물 73.55질량부

------------------------------------------------------------

[화학식 3]

(자외선 노광)

다음으로, 투과부의 가로 스트라이프 폭 363μm, 차폐부의 가로 스트라이프 폭 363μm의 스트라이프 마스크를 상기 제작한 노광 전 배향막 부착 기재 필름 상에 배치하고, 실온 공기 하에서, 200nm~400nm의 파장 영역에 있어서의 조도 500mW/cm²의 자외선 조사 장치(Light Hammer 10,240W/cm, Fusion UV Systems사제)를 광원 유닛으로서 이용하여 자외선을 0.06초간(30mJ/cm²) 조사하여 패턴 배향막을 형성했다.

<패턴 광학 이방성층의 형성>

상기 자외선 노광 후의 패턴 배향막에, 스트라이프 마스크의 스트라이프에 대하여 45°의 각도를 유지하고 500rpm으로 일 방향으로 1왕복, 러빙 처리를 행했다. 다음으로, 하기의 광학 이방성층용 도포액을 와이어바로 도포했다. 추가로, 막면 온도 110℃에서 2분간 가열 숙성한 후, 80℃까지 냉각하고 공기 하에서 20mW/cm²의 공냉 메탈할라이드램프(아이그래픽스사제)를 이용하여 자외선을 20초간 조사하고, 그 배향 상태를 고정화함으로써 패턴 광학 이방성층을 형성했다. 마스크 노광 부분(제1 위상차 영역)은, 러빙 방향에 대하여 지상축 방향이 평행으로 디스코틱 액정 화합물이 수직 배향하고 있으며, 미노광 부분(제2 위상차 영역)은 직교로 수직 배향하고 있었다. 다만, 광학 이방성층의 막 두께가 1.2μm가 되도록 와이어바를 조정했다.

------------------------------------------------------------

광학 이방성층 도포액의 조성

------------------------------------------------------------

· 디스코틱 액정 E-2 80질량부

· 디스코틱 액정 E-3 20질량부

· 배향막 계면 배향제 (II-1) 0.9질량부

· 배향막 계면 배향제 (III-1) 0.08질량부

· 공기 계면 배향제 (P-2) 0.2질량부

· 공기 계면 배향제 (P-3) 0.6질량부

· 광중합 개시제(이르가큐어 907, BASF사제) 3.0질량부

· 다관능 모노머(에틸렌옥사이드 변성 트라이메틸올프로페인트라이아크릴레이트(비스코트 360, 오사카 유키 가가쿠사제)) 10질량부

·메틸에틸케톤 268질량부

------------------------------------------------------------

[화학식 4]

<광학 필름의 제작>

이상과 같이 하여, 투명 지지체(후지택)의 표면에 하드 코트층 및 저굴절률층이 형성되고, 이면에 패턴 광학 이방성층이 형성된, 광학 필름을 제작했다. 다만, 하기 제1 표 중, 실시예 1에 있어서의 패턴 광학 이방성층(FPR)의 형성 방법을 "방식 A"라고 표기한다.

〔편광판(프론트측)의 제작〕

1) 필름의 비누화

시판 중인 셀룰로스아실레이트 필름(후지택 ZRD40, 후지필름(주)제), 시판 중인 셀룰로스아실레이트 필름 TD60(후지필름(주)제) 및 광학 필름 1을, 55℃로 유지한 1.5mol/L의 NaOH 수용액(비누화액)에 2분간 침지한 후, 필름을 수세하고, 그 후, 25℃의 0.05mol/L의 황산 수용액에 30초 침지한 후, 추가로 수세욕을 30초 유수(流水) 하에 통과시켜, 필름을 중성 상태로 했다. 그리고, 에어나이프에 의한 탈수를 3회 반복하여, 물을 털어낸 후에 70℃의 건조 존에 15초간 체류시켜 건조하고, 비누화 처리한 필름을 제작했다.

2) 편광자의 제작

일본 공개특허공보 2001-141926호의 실시예 1에 따라, 연신한 폴리바이닐알코올 필름에 아이오딘을 흡착시켜 막 두께 20μm의 편광자를 제작했다.

3) 첩합

(프론트측 편광판의 제작)

비누화 후의 셀룰로스아실레이트 필름 ZRD40, 상기에서 제작한 편광자, 비누화 후의 셀룰로스아실레이트 필름 ZRD40을 이 순서로, PVA계 접착제로 첩합하여 열건조했다. 이 때, 셀룰로스아실레이트 필름의 비누화한 면이 편광자측이 되도록 했다. 추가로 상기에서 제작한 광학 필름의 패턴 광학 이방성층측과 셀룰로스아실레이트 필름을 첩합한 편광자를 아크릴계 점착제로 첩합하여, 프론트측 편광판을 제작했다.

이 때, 제작한 편광자의 롤의 길이 방향과 광학 필름의 길이 방향이 평행이 되도록 배치했다. 또, 편광자의 롤의 길이 방향과 상기 셀룰로스아실레이트 필름 ZRD40의 롤의 길이 방향이, 평행이 되도록 배치했다.

〔액정 표시 장치의 제작〕

TN형 액정 셀을 사용한 액정 표시 장치(TH-15TA2, 마쓰시타 덴키 산교(주)제)에 마련되어 있는 프론트측의 편광판을 박리한 후, 상기에서 제작한 프론트측 편광판을 투과축이 제품에 붙어 있던 편광판과 일치하도록 점착제를 통하여 붙여, 액정 표시 장치를 제작했다.

[실시예 2]

하드 코트층용 도포액에 이용한 광산란 입자(평균 입경: 2.5μm, 굴절률: 1.52, 세키스이 가세이힌 고교사제) 대신에, 광산란 입자(평균 입경: 2.5μm, 굴절률: 1.506, 세키스이 가세이힌 고교사제)를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의하여, 광학 필름, 편광판 및 액정 표시 장치를 제작했다.

[실시예 3]

하드 코트층용 도포액에 이용한 광산란 입자의 함유량을 하기 제1 표에 나타내는 값으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의하여, 광학 필름, 편광판 및 액정 표시 장치를 제작했다.

[실시예 4]

하드 코트층용 도포액에 이용한 광산란 입자(평균 입경: 2.5μm, 굴절률: 1.52, 세키스이 가세이힌 고교사제) 대신에, 광산란 입자(평균 입경: 5.0μm, 굴절률: 1.52, 세키스이 가세이힌 고교사제)를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의하여, 광학 필름, 편광판 및 액정 표시 장치를 제작했다.

[실시예 5]

저굴절률층을 형성하지 않은 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의하여, 광학 필름, 편광판 및 액정 표시 장치를 제작했다.

[실시예 6]

후지택 TD60(후지필름사제, 폭 1,340mm, 두께 60μm, Re=2nm, Rth=40nm) 대신에, 아크리페트 VH(미쓰비시 레이온사제, 폭 1,340mm, 두께 60μm)를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의하여, 광학 필름, 편광판 및 액정 표시 장치를 제작했다.

[실시예 7]

패턴 광학 이방성층의 형성 방법을 일본 특허공표공보 2012-517024호의 [0028]~[0035]에 기재된 실시예의 방법으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의하여, 광학 필름, 편광판 및 액정 표시 장치를 제작했다. 다만, 하기 제1 표 중, 실시예 7에 있어서의 패턴 광학 이방성층(FPR)의 형성 방법을 "방식 B"라고 표기한다.

[비교예 1]

하드 코트층용 도포액에 이용한 광산란 입자(평균 입경: 2.5μm, 굴절률: 1.52, 세키스이 가세이힌 고교사제) 대신에, 광산란 입자(평균 입경: 10.0μm, 굴절률: 1.52, 세키스이 가세이힌 고교사제)를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의하여, 광학 필름, 편광판 및 액정 표시 장치를 제작했다.

[비교예 2]

하드 코트층용 도포액에 이용한 광산란 입자(평균 입경: 2.5μm, 굴절률: 1.52, 세키스이 가세이힌 고교사제) 대신에, 광산란 입자(평균 입경: 2.5μm, 굴절률: 1.501, 세키스이 가세이힌 고교사제)를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의하여, 광학 필름, 편광판 및 액정 표시 장치를 제작했다.

[비교예 3]

하드 코트층용 도포액에 이용한 광산란 입자(평균 입경: 2.5μm, 굴절률: 1.52, 세키스이 가세이힌 고교사제) 대신에, 광산란 입자(평균 입경: 2.5μm, 굴절률: 1.48, 세키스이 가세이힌 고교사제)를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의하여, 광학 필름, 편광판 및 액정 표시 장치를 제작했다.

제작한 각 광학 필름에 있어서의, 하드 코트층의 투명 지지체와는 반대측의 표면(저굴절률층을 갖고 있는 경우는 저굴절률층과의 계면)의 Ra 및 내부 헤이즈를 측정했다. 이러한 결과를 하기 제1 표에 나타낸다.

여기에서, Ra의 측정은, 서프코더-MODEL SE-3500(고사카 겐큐죠사제)을 이용하여 측정하고, 또한 내부 헤이즈는, 헤이즈미터 NDH2000(닛폰 덴쇼쿠 고교사제)을 이용하여 상술한 방법에 근거하여 측정했다.

또, 제작한 각 액정 표시 장치 또는 각 광학 필름에 대하여, 백탁, 패턴 시인, 글레어, 콘트라스트 및 반사율을 이하에 나타내는 방법에 의하여 측정하여, 평가했다. 이러한 결과를 하기 제1 표에 나타낸다.

(1) 백탁

제작한 각 액정 표시 장치에 대하여, 1000lux의 명실(明室)에서, 액정 표시 장치를 흑표시로 하고, 다양한 시각으로부터 육안으로 이하의 기준에 따라 평가했다.

A: 백탁이 전혀 없다

B: 백탁이 거의 없다

C: 약한 백탁이 있다

D: 강한 백탁이 있다

(2) 패턴 시인

제작한 각 액정 표시 장치에 대하여, 1000lux의 명실에서, 액정 표시 장치를 흑표시로 하고, 다양한 시각으로부터 육안으로 이하의 기준에 따라 평가했다.

A: 패턴이 전혀 보이지 않는다

B: 패턴이 거의 보이지 않는다

C: 패턴이 약간 보인다

D: 패턴이 강하게 보인다

(3) 글레어

라이트 박스 상에 교번(交番)격자 패턴(80pixel/inch)이 형성된 유리 셀을 배치하고, 그 위에 광학 필름을 고정하여 육안으로 평가를 행했다.

A: 글레어가 전혀 거슬리지 않는다

B: 글레어가 거의 거슬리지 않는다

C: 글레어가 거슬린다

(4) 콘트라스트

제작한 각 액정 표시 장치에 대하여, 측정기(TOPCON SR-UL1R)를 이용하여 콘트라스트를 측정했다. 방현층을 마련하지 않은 트라이아세틸셀룰로스 필름을 이용하여 측정했을 때의 값을 100으로 하고, 각 필름에서의 콘트라스트값을 산출했다.

(5) 반사율

제작한 각 액정 표시 장치에 대하여, 분광 광도계 V-550(니혼 분코(주)제)의 적분구에 장착하여, 380~780nm의 파장 영역에 있어서, 적분구 반사율을 측정하고, 450~650nm의 평균 반사율을 산출하여, 반사 방지성을 평가했다.

[표 1]

[표 2]

제1 표에 나타내는 결과로부터, 하드 코트층의 표면(저굴절률층과의 계면)의 Ra를 충족시키지 않는 비교예 1에서 제작한 광학 필름을 이용하면, 강한 백탁이나 글레어를 확인할 수 있으며, 또, 콘트라스트도 열화되는 것을 알 수 있었다.

또, 내부 헤이즈가 낮은 비교예 2에서 제작한 광학 필름을 이용하면, 패턴 시인을 억제할 수 없는 것을 알 수 있었다.

또한, 내부 헤이즈가 높은 비교예 3에서 제작한 광학 필름을 이용하면, 콘트라스트가 열화되는 것을 알 수 있었다.

한편, 하드 코트층의 표면(저굴절률층과의 계면)의 Ra 및 내부 헤이즈가 특정 범위에 있는 실시예 1~7에서 제작한 광학 필름을 이용하면, 백탁이 전혀 없고, 글레어도 거슬리지 않을 정도이며, 콘트라스트가 95％ 이상으로 높고, 또한 광학 이방성층의 패턴 시인을 방지할 수 있는 것을 알 수 있었다.

특히, 실시에 1과 실시예 2의 대비로부터, 광산란 입자와 하드 코트층을 구성하는 매트릭스 폴리머와의 굴절률차 Δn이, 0.005 초과이면, 패턴 시인을 보다 방지할 수 있는 것을 알 수 있었다.

또, 실시예 1과 실시예 3의 대비로부터, 광산란 입자의 평균 입경과 하드 코트층의 두께의 비율 P(평균 입경/두께)와, 광산란 입자의 함유량 A의 곱 PA가, 0.125~0.5의 범위에 있는 것에 의하여, 패턴 시인을 보다 억제할 수 있는 것을 알 수 있었다.

또, 실시예 1과 실시예 4의 대비로부터, 광산란 입자의 평균 입경과 하드 코트층의 두께의 비율 P(평균 입경/두께)와, 광산란 입자의 함유량 A의 곱 PA가, 0.125~0.5에 있는 것에 의하여, 글레어를 억제할 수 있으며, 콘트라스트도 보다 높아지는 것을 알 수 있었다.

또, 실시예 1과 실시예 5의 대비로부터, 하드 코트층의 표면(시인측)에 저굴절률층을 마련함으로써, 반사 방지성이 우수한 것을 알 수 있었다.

또, 실시예 1과 실시예 6의 대비로부터, 투명 지지체가 셀룰로스아실레이트를 포함함으로써, 패턴 시인을 보다 더 방지할 수 있는 것을 알 수 있었다.

10 광학 필름
12 하드 코트층
14 투명 지지체
16 광학 이방성층
16a 제1 위상차 영역
16b 제2 위상차 영역
17a 제1 위상차 영역의 지상축
17b 제2 위상차 영역의 지상축
20 편광판
22 편광자(시인측)
23 편광자의 흡수축
24 편광자 보호 필름
30 액정 표시 장치
32 액정 셀
34 편광자(백 라이트측)
36, 38 편광자 보호 필름

Claims (14)

1. 하드 코트층과, 투명 지지체와, 광학 이방성층을 이 순서로 갖는 입체 화상 표시 장치용 광학 필름으로서,
   상기 광학 이방성층이, 면내 지상축 방향 및 면내 리타데이션 중 적어도 한쪽이 다른 2 이상의 위상차 영역을 갖는 패턴 광학 이방성층이고,
   상기 하드 코트층이, 상기 투명 지지체와는 반대측의 표면의 산술 평균 조도 Ra가 0.05μm 이하인 클리어 하드 코트층이며,
   상기 하드 코트층이, 광산란 입자를 함유하고,
   상기 투명 지지체의 고형분의 51질량% 이상 99질량% 이하가 열가소성 수지이고,
   상기 광산란 입자와 상기 하드 코트층을 구성하는 매트릭스 폴리머 또는 상기 투명 지지체를 구성하는 상기 열가소성 수지와의 굴절률차 Δn이, 0.005 초과이며,
   내부 헤이즈가 0.5％~5％인, 입체 화상 표시 장치용 광학 필름.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 하드 코트층이, 상기 투명 지지체와는 반대측의 표면의 산술 평균 조도 Ra가 0.01∼0.03㎛인 클리어 하드 코트층인, 입체 화상 표시 장치용 광학 필름.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 광산란 입자의 평균 입경과 상기 하드 코트층의 두께의 비율 P(평균 입경/두께)와, 상기 광산란 입자의 함유량 A의 곱 PA가, 하기 식 (I)을 충족시키는, 입체 화상 표시 장치용 광학 필름.
   0.125≤PA≤0.5 ···(I)
   (여기서, 함유량 A는, 상기 광산란 입자를 함유하는 상기 하드 코트층의 총 질량(고형분)에 있어서의 상기 광산란 입자의 질량%를 말함)
4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 하드 코트층의 상기 투명 지지체와는 반대측의 표면에, 상기 투명 지지체보다 굴절률이 낮은 저굴절률층을 갖고,
   상기 하드 코트층과 상기 저굴절률층과의 계면의 산술 평균 조도 Ra가 0.05μm 이하인, 입체 화상 표시 장치용 광학 필름.
5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 투명 지지체가 셀룰로스아실레이트를 포함하는, 입체 화상 표시 장치용 광학 필름.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 투명 지지체가 셀룰로스아실레이트를 포함하는, 입체 화상 표시 장치용 광학 필름.
7. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 따른 입체 화상 표시 장치용 광학 필름과, 편광자를 갖는 입체 화상 표시 장치용 편광판.
8. 청구항 4에 따른 입체 화상 표시 장치용 광학 필름과, 편광자를 갖는 입체 화상 표시 장치용 편광판.
9. 청구항 5에 따른 입체 화상 표시 장치용 광학 필름과, 편광자를 갖는 입체 화상 표시 장치용 편광판.
10. 청구항 6에 따른 입체 화상 표시 장치용 광학 필름과, 편광자를 갖는 입체 화상 표시 장치용 편광판.
11. 화상 표시 패널과, 상기 화상 표시 패널의 시인측 표면에 배치되는 청구항 7에 따른 입체 화상 표시 장치용 편광판을 갖는 입체 화상 표시 장치.
12. 화상 표시 패널과, 상기 화상 표시 패널의 시인측 표면에 배치되는 청구항 8에 따른 입체 화상 표시 장치용 편광판을 갖는 입체 화상 표시 장치.
13. 화상 표시 패널과, 상기 화상 표시 패널의 시인측 표면에 배치되는 청구항 9에 따른 입체 화상 표시 장치용 편광판을 갖는 입체 화상 표시 장치.
14. 화상 표시 패널과, 상기 화상 표시 패널의 시인측 표면에 배치되는 청구항 10에 따른 입체 화상 표시 장치용 편광판을 갖는 입체 화상 표시 장치.

Images