KR101802216B1

KR101802216B1 - 광학 필름, 편광판, 화상 표시 장치 및 광학 필름의 제조 방법

Info

Publication number: KR101802216B1
Application number: KR1020157036905A
Authority: KR
Inventors: 마사토 나카오
Original assignee: 후지필름 가부시키가이샤
Priority date: 2013-07-08
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2017-11-28
Also published as: JP6055917B2; US20160195660A1; WO2015005122A1; JPWO2015005122A1; CN105378519B; KR20160016923A; CN105378519A

Abstract

본 발명은, 주름이 없고, 지지체와 배향막의 밀착성이 우수한 광학 필름, 및 그것을 이용한 편광판 및 화상 표시 장치를 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명의 광학 필름은, 투명 지지체와, 배향막과, 광학 이방성층을 이 순서로 갖는 광학 필름으로서, 투명 지지체가 아크릴 수지를 포함하고, 투명 지지체와 배향막의 사이에, 두께가 50nm~200nm이며, 투명 지지체의 구성 재료와 배향막의 구성 재료가 혼재된 혼합층을 갖는, 광학 필름이다.

Description

광학 필름, 편광판, 화상 표시 장치 및 광학 필름의 제조 방법{OPTICAL FILM, POLARIZING PLATE, IMAGE DISPLAY DEVICE, AND OPTICAL FILM-MANUFACTURING METHOD}

본 발명은, 광학 필름, 편광판, 화상 표시 장치 및 광학 필름의 제조 방법에 관한 것이다.

광학 이방성 재료로 이루어지는 위상차 판은, LCD 표시 장치, 유기 EL 표시 장치, 터치 패널, 휘도 향상막 등의 표시 장치에 사용되고 있다.

이러한 위상차 판은, 지지체로서, 셀룰로스계 수지 필름(특히, 셀룰로스아실레이트(TAC) 필름)이 일반적으로 이용되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 및 2 참조).

여기에서, 셀룰로스아실레이트(TAC) 필름은, 온도나 습도에 대한 치수 변화가 큰 것이 알려져 있으며(예를 들면, 특허문헌 3 참조), 지지체의 치수 변화에 따라 배향막이 신축하고, 광학 이방성층의 면내(특히, 단부)에서 리타데이션이 변화한다는 문제가 있었다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2008-217001호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2012-008170호 특허문헌 3: 일본 공개특허공보 2011-191756호

본 발명자는, 지지체의 재료로서, 습도나 온도에 대한 치수 변화가 작은 아크릴 수지에 대하여 검토한 바, 지지체 상에 마련하는 배향막을 형성하는 도포액에 이용되는 용매에 따라서는, 얻어지는 광학 필름에 주름이 발생하거나, 지지체와 배향막의 밀착성이 뒤떨어지거나 하는 경우가 있는 것을 밝혀냈다.

따라서, 본 발명은, 주름이 없고, 지지체와 배향막의 밀착성이 우수한 광학 필름, 및 그것을 이용한 편광판 및 화상 표시 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자는, 상기 과제를 달성하기 위하여 예의 검토한 결과, 지지체와 배향막의 사이에, 투명 지지체의 구성 재료와 배향막의 구성 재료가 혼재된 특정 두께의 혼합층을 형성함으로써, 주름이 없고, 지지체와 배향막의 밀착성이 우수한 광학 필름을 제작할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.

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

[1] 투명 지지체와, 배향막과, 광학 이방성층을 이 순서로 갖는 광학 필름으로서,

투명 지지체가, 아크릴 수지를 포함하고,

투명 지지체와 배향막의 사이에, 두께가 50nm~200nm이며, 투명 지지체의 구성 재료와 배향막의 구성 재료가 혼재된 혼합층을 갖는, 광학 필름.

[2] 광학 이방성층의 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션이 40nm~240nm인, [1]에 따른 광학 필름.

[3] 배향막이 폴리바이닐알코올 유도체를 포함하는, [1] 또는 [2]에 따른 광학 필름.

[4] 광학 이방성층이, 면내 지상축(遲相軸) 방향 및 면내 리타데이션 중 적어도 한쪽이 다른 2 이상의 위상차 영역을 갖는 패턴 광학 이방성층인, [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 따른 광학 필름.

[5] 추가로, 하드 코트층을 갖는, [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 따른 광학 필름.

[6] [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 따른 광학 필름과, 편광자를 갖는 편광판.

[7] [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 따른 광학 필름과, 편광자와, 액정 셀 또는 유기 EL 표시 패널을 갖는 화상 표시 장치.

[8] 시인측으로부터, 광학 필름과, 편광자와, 액정 셀을 이 순서로 갖는, [7]에 따른 화상 표시 장치.

[9] 시인측으로부터, 편광자와, 광학 필름과, 액정 셀을 이 순서로 갖는, [7]에 따른 화상 표시 장치.

[10] 시인측으로부터, 편광자와, 광학 필름과, 유기 EL 표시 패널을 이 순서로 갖는, [7]에 따른 화상 표시 장치.

[11] [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 따른 광학 필름을 제작하는 광학 필름의 제조 방법으로서,

아크릴 수지를 포함하는 투명 지지체 상에, 1종 또는 2종 이상의 용매를 함유하고, 용매의 평균 SP값이 25~55가 되는 도포액을 이용하여 배향막을 형성함과 함께, 투명 지지체와 배향막의 사이에, 두께가 50nm~200nm이며, 투명 지지체의 구성 재료와 배향막의 구성 재료가 혼재된 혼합층을 형성하는 혼합층·배향막 형성 공정과,

배향막 상에, 액정성 화합물을 함유하는 광학 이방성층 형성용 조성물을 이용하여 광학 이방성층을 형성하여, 광학 필름을 제작하는 광학 이방성층 형성 공정을 갖는 광학 필름의 제조 방법.

[12] 용매의 평균 SP값이 25~40인, [11]에 따른 광학 필름의 제조 방법.

삭제

본 발명에 의하면, 주름이 없고, 지지체와 배향막의 밀착성이 우수한 광학 필름, 및 그것을 이용한 편광판 및 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.

도 1(A)~(C)는 각각, 본 발명의 광학 필름의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 2(A) 및 (B)는 각각, 본 발명의 편광판의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 3(A)~(D)는 각각, 본 발명의 화상 표시 장치(액정 표시 장치)의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 4(A) 및 (B)는 각각, 본 발명의 화상 표시 장치(유기 EL 표시 장치)의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 5는 투명 지지체, 혼합층 및 배향막으로 이루어지는 적층체의 단면을 주사형 전자 현미경(SEM)으로 배율 5만배로 촬영한 사진이다.
도 6(A)~(C)는 각각, 패턴 광학 이방성층의 예를 나타내는 모식적인 정면도이다.
도 7은 본 발명의 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 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로 하여 포함하는 범위를 의미한다.

다음으로, 본 명세서에서 이용되는 용어에 대하여 설명한다.

[리타데이션(Re)]

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 측정값을 프로그램 등으로 변환하여 측정할 수 있다. Re(λ), Rth(λ)의 측정 방법의 상세는 일본 공개특허공보 2013-041213호의 단락 0010~0012에 기재되고, 그 내용은 본 명세서에 참고로 원용된다.

또한, 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 바람직하며, 3° 이하인 것이 보다 바람직하다.

1. 광학 필름

본 발명은, 투명 지지체와, 배향막과, 광학 이방성층을 이 순서로 갖는 광학 필름에 관한 것이다.

여기에서, 본 발명의 광학 필름은, 투명 지지체가 아크릴 수지를 포함하고, 투명 지지체와 배향막의 사이에, 투명 지지체의 구성 재료와 배향막의 구성 재료가 혼재된 특정 두께의 혼합층을 갖는, 광학 필름이다.

본 발명자는, 상술한 바와 같이, 지지체와 배향막의 사이에, 투명 지지체의 구성 재료와 배향막의 구성 재료가 혼재된 혼합층을 특정의 두께로 형성함으로써, 주름이 없고, 지지체와 배향막의 밀착성이 우수한 광학 필름을 제작할 수 있는 것을 발견했다.

이러한 효과가 얻어지는 이유에 대하여, 본 발명자는 다음과 같이 추측하고 있다.

먼저, 배향막을 형성하는 도포액에 포함되는 용매의 평균 SP값이 25 미만인 경우, 배향막의 형성 시에 아크릴 수지를 포함하는 투명 지지체가 용해되고, 도포액을 건조시킬 때에 지지체가 수축하여, 주름이 발생하는 것을 알 수 있었다(비교예 4 및 5 참조).

한편, 배향막을 형성하는 도포액에 포함되는 용매의 평균 SP값이 55 초과인 경우, 투명 지지체가 전혀 용해되지 않기 때문에, 투명 지지체와 배향막의 계면 밀착이 약해져, 배향막이 박리되어 버리는 것을 알 수 있었다(비교예 1~3 참조).

이로 인하여, 본 발명에 있어서는, 평균 SP값 25~55의 용매를 포함하는 도포액을 이용하여 배향막을 형성함으로써, 투명 지지체의 표면이 약간 용해되고, 투명 지지체(아크릴 수지)와 배향막이 혼합된 혼합층이 원하는 두께로 형성됨으로써, 주름의 발생을 억제하면서 밀착성도 양호하게 되었다고 생각할 수 있다.

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

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

도 1에 나타내는 광학 필름(10)은, 투명 지지체(16)와, 혼합층(15)과, 배향막(14)과, 광학 이방성층(12)을 이 순서로 갖는다.

또, 광학 필름(10)은, 도 1(B)에 나타내는 바와 같이, 투명 지지체(16)의 혼합층(15)이 마련된 측과는 반대측에 하드 코트층(18)을 갖고 있어도 되고, 도 1(C)에 나타내는 바와 같이, 광학 이방성층(12)의 배향막(14)이 마련된 측과는 반대측에 하드 코트층(18)을 갖고 있어도 된다.

2. 편광판

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

본 발명의 편광판은, 본 발명의 광학 필름과, 편광자를 갖는 편광판이다.

본 발명의 편광판의 일례의 모식적인 단면도를 도 2에 나타낸다.

도 2(A)에 나타내는 편광판(20)은, 광학 이방성층(12)과, 배향막(14)과, 혼합층(15)과, 투명 지지체(16)와, 편광자(22)를 이 순서로 갖는다.

또, 도 2(B)에 나타내는 편광판(20)은, 투명 지지체(16)와, 혼합층(15)과, 배향막(14)과, 광학 이방성층(12)과, 편광자(22)를 이 순서로 갖는다.

또, 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.

여기에서, 편광판(20)에 있어서의 광학 이방성층(12), 배향막(14), 혼합층(15) 및 투명 지지체(16)는, 상술한 도 1(A)에 나타내는 광학 필름(10)에 의하여 구성되어 있지만, 도 1(B) 및 (C)에 나타내는 양태로 구성되어 있어도 된다. 구체적으로는, 도 2(A)에 나타내는 양태에 있어서는, 광학 이방성층(12) 상에 하드 코트층(18)을 마련해도 되고, 도 2(B)에 나타내는 양태에 있어서는, 투명 지지체(16) 상에 하드 코트층(18)을 마련해도 된다.

또, 도 2(A)에 있어서의 투명 지지체(16)와, 편광자(22), 및 도 2(B)에 있어서의 광학 이방성층(12)과 편광자(22)는, 도시하지 않은 점착제나 접착제를 통하여 첩합되어 있어도 된다.

3. 화상 표시 장치

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

본 발명의 화상 표시 장치는, 본 발명의 광학 필름과, 편광자와, 액정 셀 또는 유기 EL 표시 패널을 갖는 화상 표시 장치이다.

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

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

한편, 도 3(C) 및 (D)에 나타내는 액정 표시 장치(30)는, 시인측의 편광자(22)의 보호 필름(24)이 최표층(시인측)이 되도록, 본 발명의 편광판(20)이 배치되어 있다.

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

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

본 발명의 화상 표시 장치의 일례인 유기 EL(일렉트로 루미네선스) 표시 장치의 모식적인 단면도를 도 4에 나타낸다.

도 4(A) 및 (B)에 나타내는 유기 EL 표시 장치(40)는, 편광자(22)의 보호 필름(24)이 최표층(시인측)이 되도록 배치된 본 발명의 편광판(20)과, 유기 EL 표시 패널(42)을 갖는다.

[광학 필름]

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

〔투명 지지체〕

본 발명의 광학 필름에 있어서의 투명 지지체는, 적어도 아크릴 수지를 포함한다.

여기에서 "아크릴 수지"란, 아크릴산 에스터 또는 메타크릴산 에스터의 중합체를 말하며, 이하의 설명에 있어서는, "(메트)아크릴계 중합체"라고도 한다. 또한, (메트)아크릴계 중합체는, 메타크릴계 중합체와 아크릴계 중합체의 양쪽 모두를 포함하는 개념이다.

또, 투명 지지체에 있어서의 아크릴 수지의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 주성분(투명 지지체의 고형분의 50질량% 초과)인 것이 바람직하고, 70~97질량%인 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 상기 아크릴 수지로서는, 일본 공개특허공보 2010-079175호의 [0033]~[0063] 단락에 기재된 아크릴 수지나 공중합 성분을 적절히 이용할 수 있다.

또, 이러한 아크릴 수지로서는 시판품을 이용할 수 있으며, 예를 들면, PMMA(다이아날 BR88, 중량 평균 분자량: 1500000, 미쓰비시 레이온사제), 아톤(F5023, JSR사제) 등을 이용할 수 있다.

〔혼합층〕

본 발명의 광학 필름에 있어서의 혼합층은, 상술한 투명 지지체의 구성 재료(아크릴 수지)와, 후술하는 배향막의 구성 재료가 혼재된 층이다.

여기에서, 혼합층의 존재 및 두께는, 이하의 순서로 확인할 수 있다.

먼저, 투명 지지체에 후술하는 배향막을 형성한 후의 적층체를 라이카사제 울트라마이크로톰 EM UC6과 Diatome사제 다이아몬드 나이프로 두께 방향으로 절단했다.

다음으로, 절단한 단면에, 니혼 덴시 데이텀사제의 친수화 장치 HDT-400으로 친수화 처리를 실시했다.

다음으로, 친수화 처리를 실시한 단면에, 메이와포시스사제 네오 오스뮴 코터로 오스뮴 코트를 행한 후, 히타치 하이테크놀로지즈사제 S-5500형의 주사형 전자 현미경(SEM)으로 배율 5만배로 관찰함으로써, 혼합층의 존재 및 두께를 확인할 수 있다(도 5 참조).

본 발명에 있어서는, 상기 혼합층의 두께는, 50nm~200nm이며, 지지체와 배향막의 밀착성이 보다 양호해져, 입체 화상 표시 장치에 이용했을 때에, 패턴 광학 이방성층의 스트라이프 형상의 패턴의 직선성이 양호해지는 이유에서, 80nm~150nm인 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 있어서는, 혼합층에 있어서의 상술한 투명 지지체의 구성 재료(아크릴 수지)와, 후술하는 배향막의 구성 재료의 비율은, 1/99~99/1인 것이 바람직하고, 10/90~90/10인 것이 보다 바람직하다.

〔배향막〕

본 발명의 광학 필름에 있어서의 배향막은, 투명 지지체와 광학 이방성층의 사이에 마련되는, 광학 이방성층을 형성하기 위한 배향막이다.

배향막은, 상술한 바와 같이, 1종 또는 2종 이상의 용매를 함유하고, 용매의 평균 SP값이 25~55가 되는 도포액을 이용하여 형성된다.

여기에서, SP값은, Hoy법〔Low-molecular Liquid (Solvents)〕으로 산출한 용해도 파라미터를 나타낸다.

또, 평균 SP값이란, 질량 비율에 따른 각 용매의 SP값의 평균값을 말하며, 구체적으로는, 하기 식 (I)을 이용하여 산출할 수 있다. 또한, 용매를 1종만 이용한 경우는, 평균 SP값은, 당해 용매의 SP값을 말한다.

[수학식 1]

(식 중, Σ는 합계를 나타내고, Si는 i번째의 용매의 SP값을 나타내며, Wi는 i번째의 용매의 전체 용매에 대한 질량분율(i번째의 용매의 질량/전체 용매의 합계 질량)을 나타낸다.)

여기에서, SP값 25~55의 용매는, 알코올계 용제인 것이 바람직하고, 그 구체예로서는, 메탄올〔SP값: 37〕, 에탄올〔SP값: 31〕, n-프로필알코올〔SP값: 28〕, 아이소프로필알코올(이하, "IPA"라고도 약기함)〔SP값: 27〕, n-뷰틸알코올(이하, "n-BuOH"라고도 약기함)〔SP값: 26〕, 아이소뷰틸알코올(이하, "i-BuOH"라고도 약기함)〔SP값: 25〕, 프로필렌글라이콜(이하, "PG"라고 약기함)〔SP값: 32〕 등을 들 수 있으며, 이들을 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

본 발명에 있어서는, 2종 이상의 용매를 혼합하여 이용하는 경우, 혼합 용매의 SP값이 25~55가 되면, SP값 25~55를 충족하지 않는 다른 용매를 병용해도 된다.

이러한 다른 용매는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 물〔SP값: 72〕, 2-뷰탄올〔SP값: 24〕, tert-뷰틸알코올〔SP값: 22〕, 아세톤〔SP값: 24〕, 메틸에틸케톤(이하, "MEK"라고도 약기함)〔SP값: 22〕 등을 들 수 있다.

또, 이러한 다른 용매를 이용하는 경우, 상용성의 관점에서, 각 용매의 SP값의 차가 50 이하인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 상술한 용매(혼합 용매를 포함함)의 평균 SP값은, 밀착성이 보다 양호해지는 이유에서, 25~40인 것이 바람직하다.

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 폴리아마이드 화합물이나 폴리이미드 화합물 등의 폴리머 재료, Rolic echnologies사제의 상품명 LPP-JP265CP 등을 이용할 수 있다.

〔광학 이방성층〕

본 발명의 광학 필름에 있어서의 광학 이방성층은, 액정성 화합물을 포함하는 광학 이방성층이다.

<액정성 화합물>

일반적으로, 액정성 화합물은 그 형상으로부터, 봉 형상 타입과 원반 형상 타입으로 분류할 수 있다. 또한 각각 저분자와 고분자 타입이 있다. 고분자란 일반적으로 중합도가 100 이상인 것을 가리킨다(고분자 물리·상전이 다이내믹스, 도이 마사오 저, 2페이지, 이와나미 쇼텐, 1992). 본 발명에서는, 어느 액정성 화합물도 이용할 수 있지만, 봉 형상 액정성 화합물 또는 디스코틱 액정성 화합물(원반 형상 액정성 화합물)을 이용하는 것이 바람직하다. 2종 이상의 봉 형상 액정성 화합물, 2종 이상의 원반 형상 액정성 화합물, 또는 봉 형상 액정성 화합물과 원반 형상 액정성 화합물의 혼합물을 이용해도 된다. 상술한 액정성 화합물의 고정화를 위하여, 중합성기를 갖는 봉 형상 액정성 화합물 또는 원반 형상 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.

봉 형상 액정성 화합물로서는, 예를 들면, 일본 공표특허공보 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, 이들에 한정되지 않는다.

<배향>

액정성 화합물의 분자는, 수직 배향, 수평 배향, 하이브리드 배향 및 경사 배향 중 어느 한 배향 상태에 고정화되어 있는 것이 바람직하다.

여기에서, 하이브리드 배향이란, 원반 형상 액정성 화합물의 분자의 원반면 또는 봉 형상 액정성 화합물의 분자의 분자 대칭축과 층 평면의 각도가, 광학 이방성층의 깊이 방향에서 또한 배향막의 표면으로부터의 거리의 증가와 함께 증가 또는 감소하고 있는 배향이다.

상기 각도는, 거리의 증가와 함께 증가하는 것이 바람직하다.

또, 상기 각도의 변화로서는, 연속적 증가, 연속적 감소, 간헐적 증가, 간헐적 감소, 연속적 증가와 연속적 감소를 포함하는 변화, 혹은 증가 및 감소를 포함하는 간헐적 변화가 가능하다. 간헐적 변화는, 두께 방향의 도중에서 경사각이 변화하지 않는 영역을 포함하고 있다.

또한, 상기 각도는, 각도가 변화하지 않는 영역을 포함하고 있어도, 전체적으로 증가 또는 감소하고 있으면 되지만, 연속적으로 변화하는 것이 바람직하다. 물론 균일하게 일률적으로 경사진 배향이어도 된다.

이러한 하이브리드 배향 상태에 액정성 화합물이 고정화된 양태로서는, 예를 들면, 비틀림 배향 모드 액정 표시 장치의 광학 보상 필름으로서 이용하는 양태를 들 수 있으며, 구체적으로는, 일본 공개특허공보 2012-3183호의 단락 [0123]~[0126]에 기재된 것을 바람직하게 이용할 수 있지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.

한편, 광학 이방성층을 λ/4판으로서 기능시키기 위하여, 액정성 화합물의 배향 상태를 제어하는 경우가 있다.

여기에서, λ/4판(λ/4 기능을 갖는 판)이란, 어느 특정의 파장의 직선 편광을 원 편광으로(또는 원 편광을 직선 편광으로) 변환하는 기능을 갖는 판이다. 보다 구체적으로는, 소정의 파장 λnm에 있어서의 면내 리타데이션 값이 λ/4(또는, 이 홀수배)를 나타내는 판이다.

λ/4판이 단층 구조인 경우, 편광자의 흡수축과, λ/4판의 면내 지상축이 이루는 각도는 45°인 것이 바람직하고, 복수층을 적층한 구조인 경우에는, 적절히, 공지인 구성·축 관계를 채용할 수 있다.

λ/4판이 단층 구조인 양태로서는, 예를 들면, 연신 폴리머 필름이나, 지지체 상에 λ/4 기능을 갖는 광학 이방성층을 마련한 위상차 필름 등을 들 수 있다.

또, λ/4판이 복층 구조인 양태로서는, 예를 들면, λ/4판과 λ/2판을 적층하여 이루어지는 광대역 λ/4판을 들 수 있다. 또한, 광대역 λ/4판 중에 있어서, λ/4판의 면내 지상축과 λ/2판의 면내 지상축이 이루는 각도는 60°인 것이 바람직하다.

λ/4판을 구성하는 재료는 상기 특성을 나타내면 특별히 제한되지 않고, 상술한 광학 이방성층으로 설명한 바와 같이 액정 화합물을 포함하는 양태(예를 들면, 호모지니어스 배향한 액정성 화합물을 포함하는 광학 이방성층)나, 폴리머 필름 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 상기 특성의 제어가 용이한 점에서, 액정성 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, λ/4판은, 중합성기를 갖는 액정성 화합물(봉 형상 액정성 화합물 또는 디스코틱 액정성 화합물)이 중합 등에 의하여 고정되어 형성된 층인 것이 바람직하고, 이 경우, 층이 된 후에는 더 이상 액정성을 나타낼 필요는 없다.

이 때, 봉 형상 액정성 화합물을 이용하는 경우에는, 봉 형상 액정성 화합물을 수평 배향한 상태에서 고정화하는 것이 바람직하고, 디스코틱 액정성 화합물을 이용하는 경우에는, 디스코틱 액정성 화합물을 수직 배향한 상태에서 고정화하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서, "봉 형상 액정성 화합물이 수평 배향"이란, 봉 형상 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.

λ/4판의 형성 방법은 특별히 제한되지 않고, 공지의 방법을 채용할 수 있으며, 예를 들면, 상술한 제1 광학 이방성층을 형성하는 방법(중합성기를 갖는 액정 화합물을 함유하는 조성물을 이용하는 방법)을 들 수 있다.

<리타데이션>

본 발명의 광학 필름의 리타데이션은, 사용하는 화상 표시 장치의 용도에 따라 다르기 때문에 특별히 한정되지 않지만, 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션이 40nm~240nm인 것이 바람직하다.

특히, 화상 표시 장치에 있어서, 정확한 원 편광에 근접시킬 수 있다는 이유에서, 광학 이방성층은 위상차가 λ/4 정도인 위상차 영역을 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 파장 550nm에서의 면내 리타데이션 값(Re(550))은, 이상값(137.5nm)을 중심으로 하여, 25nm 정도의 오차가 있어도 되고, 예를 들면, 110nm~165nm인 것이 보다 바람직하고, 115nm~150nm인 것이 더 바람직하며, 120nm~145nm인 것이 특히 바람직하다.

또, 본 발명의 광학 필름을 복층 구조의 λ/4판, 예를 들면, 상술한 λ/4판과 λ/2판을 적층하여 이루어지는 광대역 λ/4판으로서 기능시키는 경우에 있어서는, λ/2판에 상당하는 광학 이방성층의 파장 550nm에서의 면내 리타데이션 값(Re(550))은, 이상값(275nm)을 중심으로 하여, 25nm 정도의 오차가 있어도 되고, 예를 들면, 250nm~300nm인 것이 바람직하고, 260nm~290nm인 것이 보다 바람직하다.

한편, 본 발명의 광학 필름을 TN 모드 액정 셀의 광학 보상 필름에 이용하는 경우에는, 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션이 40nm~80nm인 것이 바람직하다.

<두께>

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

<패턴 광학 이방성층>

본 발명에 있어서는, 상기 광학 이방성층은, 우회전의 원 편광과 좌회전의 원 편광을 각각 만들어 내, 입체 화상 표시 장치에 적합하게 이용할 수 있는 이유에서, 면내 지상축 방향 및 면내 리타데이션 중 적어도 한쪽이 다른 2 이상의 위상차 영역을 갖는 패턴 광학 이방성층인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 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 패턴 광학 이방성층인 것이 보다 바람직하다.

도 6(A)~(C)에, 패턴 광학 이방성층의 예의 모식적인 정면도를 나타낸다.

예를 들면, 도 6(A)~(C)에 나타내는 광학 이방성층(12)은, 면내 지상축 방향 중 적어도 한쪽이 서로 다른 제1 위상차 영역(12a) 및 제2 위상차 영역(12b)을 포함하고, 또한 제1 위상차 영역(12a) 및 제2 위상차 영역(12b)이, 면내에 있어서 교대로 배치되어 있는 패턴 광학 이방성층이다. 또한, 제1 위상차 영역(12a) 및 제2 위상차 영역(12b)에 있어서는, 서로 직교하는 면내 지상축(a 및 b)을 각각 갖는다.

또, 광학 이방성층(12) 중의 제1 위상차 영역(12a) 및 제2 위상차 영역(12b)의 형상 및 배치 패턴은, 도 6(A) 및 (B)에 나타내는 바와 같이, 스트라이프 형상의 패턴을 교대로 배치한 양태여도 되고, 도 6(C)에 나타내는 바와 같이, 직사각형 형상의 패턴을 격자 형상으로 배치한 양태여도 된다.

또한, 후술하는 본 발명의 편광판을 원 편광판으로서 이용하는 경우는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 편광판(20)(원 편광판)은, 광학 이방성층(12)에 있어서의 제1 위상차 영역(12a) 및 제2 위상차 영역(12b)의 위상차가 각각 λ/4 정도이며, 지상축(a 및 b)의 방향이 90° 상이한 광학 필름(10)에 대하여, 제1 위상차 영역(12a) 및 제2 위상차 영역(12b)의 지상축(a 및 b)과 편광자(22)의 흡수축(23)이 각각 45°로 교차(제1 위상차 영역(16a) 및 제2 위상차 영역(16b)의 지상축(a 및 b)를 각각 45°로 했을 때, 편광자(22)의 흡수축(23)이 0°)하도록 배치되어 있다.

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

제1 적합 양태는, 액정성 화합물의 배향을 제어하는 복수의 작용을 이용하고, 그 후, 외부 자극(열 처리 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 제어능의 복합 작용에 의하여, 액정성 화합물을 소정의 배향 상태로 하고, 그것을 고정하여 한쪽의 위상차 영역을 형성한 후, 외부 자극(열 처리 등)에 의하여, 어느 한 작용(예를 들면, 배향 제어제에 의한 작용)을 소실시켜, 다른 배향 제어 작용(배향막에 의한 작용)을 지배적으로 하고, 이에 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 있으며, 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 의하여, 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 있으며, 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. 광미조사 부분에서는 광산발생제는 거의 미분해인 채이며, 배향막 재료, 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 않게 되며, 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, 임의 성분〕

<하드 코트층>

본 발명의 광학 필름에 있어서는, 필름의 물리적 강도를 부여하기 위하여, 하드 코트층을 갖고 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 투명 지지체의 배향막이 마련된 측과는 반대측에 하드 코트층을 갖고 있어도 되고(도 1(B) 참조), 광학 이방성층의 배향막이 마련된 측과는 반대측에 하드 코트층을 갖고 있어도 된다(도 1(C) 참조).

하드 코트층으로서는 일본 공개특허공보 2009-98658호의 단락 [0190]~[0196]에 기재된 것을 사용할 수 있다.

<자외선 흡수제>

본 발명의 광학 필름은, 외광(특히 자외선)의 영향을 고려하여, 자외선(UV) 흡수제를 포함하는 것이 바람직하고, 투명 지지체에 자외선 흡수제를 포함하는 것이 보다 바람직하다.

자외선 흡수제로서는, 자외선 흡수성을 발현할 수 있는 것으로, 공지의 것을 모두 사용할 수 있다. 그러한 자외선 흡수제 중, 자외선 흡수성이 높고, 전자 화상 표시 장치로 이용되는 자외선 흡수능(자외선 차단능)을 얻기 위하여 벤조트라이아졸계 또는 하이드록시페닐트라이아진계의 자외선 흡수제가 바람직하다. 또, 자외선의 흡수폭을 넓게 하기 위하여, 최대 흡수 파장이 다른 자외선 흡수제를 2종 이상 병용할 수 있다.

[광학 필름의 제조 방법]

본 발명의 광학 필름을 제작하는 제조 방법은, 아크릴 수지를 포함하는 투명 지지체 상에, 1종 또는 2종 이상의 용매를 함유하고, 용매의 평균 SP값이 25~55가 되는 도포액을 이용하여 배향막을 형성함과 함께, 투명 지지체와 배향막의 사이에, 투명 지지체의 구성 재료와 배향막의 구성 재료가 혼재된 혼합층을 형성하는 혼합층·배향막 형성 공정과,

배향막 상에, 액정성 화합물을 함유하는 광학 이방성층 형성용 조성물을 이용하여 광학 이방성층을 형성하여, 광학 필름을 제작하는 광학 이방성층 형성 공정을 갖는 광학 필름의 제조 방법이다.

여기에서, 투명 지지체, 배향막 형성용의 도포액 및 용매 및 액정성 화합물에 대해서는, 상술한 본 발명의 광학 필름에 있어서 설명한 것과 동일하다.

〔혼합층·배향막 형성 공정〕

혼합층·배향막 형성 공정은, 1종 또는 2종 이상의 용매를 함유하고, 용매의 평균 SP값이 25~55가 되는 도포액을 이용하여 형성하는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 상술한 용매 및 배향막용의 폴리머 재료 등을 함유하는 배향막 도포액을 투명 지지체 상에 도포하고, 건조시킴으로써 형성할 수 있다.

삭제

<광학 이방성층 형성 공정>

광학 이방성층 형성 공정은, 예를 들면, 액정성 화합물을 배향 상태에서 고정화하는 방법을 들 수 있다. 이 때, 액정성 화합물을 고정화하는 방법으로서는, 상기 액정성 화합물로서 중합성기를 갖는 액정성 화합물을 이용하여 중합시키는, 고정화하는 방법 등이 적합하게 예시된다. 또한, 광학 이방성층은 단층 구조여도 되고, 적층 구조여도 된다.

[편광판]

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

여기에서, 본 발명의 편광판은, 상술한 본 발명의 광학 필름과, 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 편광자의 사이에는, 점착제층이 배치되어 있어도 된다. 광학 이방성층과 편광자의 적층을 위하여 이용되는 점착제층으로서는, 예를 들면, 동적 점탄성 측정 장치로 측정한 저장 탄성률 G'와 손실 탄성률 G"의 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, 상술한 본 발명의 광학 필름과, 편광자와, 액정 셀 또는 유기 EL 표시 패널을 갖는 화상 표시 장치이다.

본 발명에 있어서는, 화상 표시 장치에 있어서의 층 구성의 순서는 특별히 한정되지 않으며, 시인측으로부터 광학 필름과, 편광자와, 액정 셀을 이 순서로 갖는 양태여도 되고, 시인측으로부터, 편광자와, 광학 필름과, 액정 셀 또는 유기 EL 표시 패널을 이 순서로 갖는 양태여도 된다.

또한, 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 표시 장치〕

본 발명의 화상 표시 장치의 일례인 액정 표시 장치로서는, 예를 들면, 상술한 바와 같이, 시인측으로부터, 본 발명의 광학 필름과, 편광자와, 액정 셀을 이 순서로 갖는 양태(도 3(A) 및 (B))나, 시인측으로부터, 편광자와, 본 발명의 광학 필름과, 액정 셀을 이 순서로 갖는 양태(도 3(C) 및 (D))를 들 수 있다.

<액정 셀>

본 발명의 화상 표시 장치(액정 표시 장치)에 이용되는 액정 셀은, VA 모드, OCB 모드, IPS 모드, 또는 TN 모드인 것이 바람직하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.

TN 모드의 액정 셀에서는, 전압 무인가 시에 봉 형상 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 봉 형상 액정성 분자가 실질적으로 수직으로 배향하고 있다. VA 모드의 액정 셀에는, (1) 봉 형상 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) 봉 형상 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 공표특허공보 2008-538819호에 상세한 기재가 있다.

IPS 모드의 액정 셀은, 봉 형상 액정 분자가 기판에 대하여 실질적으로 평행으로 배향하고 있으며, 기판면에 평행한 전계가 인가됨으로써 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.

〔유기 EL 표시 장치〕

본 발명의 화상 표시 장치의 일례인 유기 EL 표시 장치로서는, 예를 들면, 상술한 바와 같이, 시인측으로부터, 편광자와, 본 발명의 광학 필름과, 유기 EL 표시 패널을 이 순서로 갖는 양태를 들 수 있다(도 4).

여기에서, 유기 EL 표시 패널은, 전극간(음극 및 양극간)에 유기 발광층(유기 일렉트로 루미네선스층)을 협지하여 이루어지는 유기 EL 소자를 이용하여 구성된 표시 패널이다.

유기 EL 표시 패널의 구성은 특별히 제한되지 않고, 공지의 구성이 채용된다.

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>

(도프 조제)

하기 조성의 각 성분을 믹싱 탱크에 투입하고, 가열하면서 교반하며, 각 성분을 용해하여, 도프를 조제했다.

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도프 조성

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·PMMA 수지(다이아날 BR88, 중량 평균 분자량: 1500000, 미쓰비시 레이온사제) 100질량부

·투습도 저감 화합물 (B-7) 10질량부

·자외선 흡수제(티누빈 328, 치바·스페셜티·케미컬즈사제) 2.4질량부

·취성 개량제(LA4285, 구라레사제) 5.0질량부

·다이클로로메테인 534질량부

·메탄올 46질량부

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[화학식 1]

(투명 지지체의 제작)

밴드 유연(流延) 장치를 이용하여 조제한 도프를 2000mm 폭으로 스테인리스제의 엔드리스 밴드(유연 지지체)에 유연 다이로부터 균일하게 유연했다.

도프 중의 잔류 용매량이 15질량%가 된 시점에서 유연 지지체로부터 고분자막으로서 박리하고, 텐터로 적극적으로 연신을 하지 않고 반송하며, 건조 존에서 120℃에서 건조를 행하여, 아크릴 수지를 포함하는 투명 지지체를 제작했다.

(노광 전 배향막 부착 투명 지지체의 제작)

제작한 투명 지지체 상에, 하기 조성의 배향막 도포액을 #14의 와이어바로 도포했다. 25℃에서 30초 건조 후, 추가로 125℃의 오븐에 넣어 100초간 건조하여, 노광 전 배향막 부착 투명 지지체를 형성했다. 배향막의 막 두께는 0.49μm였다.

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배향막 도포액의 조성 1

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·폴리머(PVA) 재료 (P-1) 2.50질량부

·광산발생제 (S-1) 0.20질량부

·라디칼 중합 개시제(이르가큐어 2959, 치바·스페셜티·케미컬즈사제) 0.18질량부

·메탄올 43.40질량부

·IPA(아이소프로판올) 10.32질량부

·순수 43.40질량부

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[화학식 2]

(자외선 노광)

상기 배향막에, 스트라이프 마스크의 스트라이프에 대하여 45°의 각도를 유지하여 900rpm으로 일 방향으로 1왕복, 러빙 처리를 행했다.

다음으로, 투과부의 가로 스트라이프폭 363μm, 차폐부의 가로 스트라이프폭 363μm의 스트라이프 마스크를 상기 제작한 노광 전 배향막 부착 투명 지지체 상에 배치하고, 실온 공기하에서, 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)

다음으로, 하기의 광학 이방성층용 도포액을, #3.2의 와이어바로 도포했다. 또한, 막면 온도 115℃에서 1분간 가열 숙성한 후, 90℃까지 냉각하고 공기하에서 20mW/cm²의 공냉 메탈할라이드램프(아이그래픽스사제)를 이용하여 자외선을 20초간 조사하고, 그 배향 상태를 고정화함으로써 패턴 광학 이방성층을 형성하고, 광학 필름을 제작했다. 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. 또한, 광학 이방성층의 막 두께는, 1.16μm였다.

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광학 이방성층 도포액의 조성 1

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·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

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[화학식 3]

[실시예 2~7, 비교예 1~5]

배향막 도포액의 조성에 있어서, 용제의 종류 및 양을 하기 제1 표에 나타내는 내용으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의하여, 광학 필름을 제작했다.

[참고예 1]

투명 지지체를 이하에 나타내는 방법으로 제작한 TAC 필름으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의하여, 광학 필름을 제작했다.

(1) 코어층용 도프 1의 조제

하기 조성의 코어층용 도프를 조제했다.

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도프의 조성

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·셀룰로스아세테이트(아세틸화도 2.86, 수평균 분자량 72000) 100질량부

·메틸렌 클로라이드(제1 용매) 320질량부

·메탄올(제2 용매) 83질량부

·1-뷰탄올(제3 용매) 3질량부

·트라이페닐포스페이트 8.3질량부

·바이페닐다이페닐포스페이트 4.2질량부

·화합물 1 0.98질량부

·화합물 2 0.24질량부

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[화학식 4]

구체적으로는, 이하의 방법으로 조제했다.

교반 날개를 갖는 4000L의 스테인리스제 용해 탱크에, 제1 용매, 제2 용매 및 제3 용매를 첨가하여 충분히 교반한 후에, 셀룰로스아세테이트 분체(플레이크), 트라이페닐포스페이트, 바이페닐다이페닐포스페이트, 화합물 1 및 화합물 2를 서서히 첨가하여, 전체가 2000kg가 되도록 조제했다.

용해 탱크 내를 교반 전단 속도가 처음에는 5m/sec의 주속으로 교반하는 디졸바 타입의 편심 교반축 및, 중심축에 앵커 날개를 갖고 주속 1m/sec(전단 응력: 1×10⁴kgf/m/sec²)로 교반하는 조건하에서 30분간 분산했다. 분산 종료 후, 고속 교반은 정지하고, 앵커 날개의 주속을 0.5m/sec로 하고 추가로, 100분간 교반했다.

셀룰로스아세테이트 분체가 팽윤한 용액을 용해 탱크로부터 펌프로 재킷 장착 배관에 송액했다. 다음으로, 재킷 장착 배관에서 50℃까지 가열하고, 추가로 2MPa의 가압화로 90℃까지 가열하여, 완전 용해했다. 가열 시간은 15분이었다.

다음으로, 36℃까지 온도를 내리고, 공칭 구멍 직경 8μm의 여과재를 통과시켜 도프를 얻었다.

이와 같이 하여 얻어진 농축 전 도프를 80℃에서 상압으로 조정되어 있는 플래시 장치 내에서 플래시시켜, 증발한 용제를 응축기에서 회수 분리했다. 플래시 후의 도프의 고형분 농도는, 21.8질량%가 되었다. 플래시 장치의 플래시 탱크에는 중심축에 앵커 날개를 갖는 것을 이용하여, 주속 0.5m/sec로 교반하여 탈포를 행했다. 탱크 내의 도프의 온도는 25℃이며, 탱크 내의 평균 체류 시간은 50분이었다.

다음으로, 이 도프에 약한 초음파를 조사함으로써 기포 빼기를 행했다. 그 후, 1.5MPa로 가압한 상태에서, 먼저 공칭 구멍 직경 10μm의 소결 섬유 금속 필터를 통과시키고, 이어서 동일하게 10μm의 소결 섬유 필터를 통과시켰다. 여과 후의 도프 온도는, 36℃로 조정하여 2000L의 스테인리스제의 스톡 탱크 내에 저장했다. 스톡 탱크는 중심축에 앵커 날개를 갖는 것을 이용하여, 주속 0.3m/sec로 상시 교반함으로써, 코어층용 도프를 얻었다.

(2) 지지체층용 도프 1-a의 조제

매트제(이산화 규소(입경 20nm))와 박리 촉진제(시트르산 에틸에스터(시트르산, 모노에틸에스터, 다이에틸에스터, 트라이에틸에스터 혼합물))와 코어층용 도프 1을, 정지형 혼합기를 통하여 혼합시켜 지지체층용 도프 1-a를 조제했다. 첨가량은, 전체 고형분 농도가 20.5질량%, 매트제 농도가 0.05질량%, 박리 촉진제 농도가 0.03질량%가 되도록 행했다.

(3) 에어층용 도프 1-b의 조제

매트제(이산화 규소(입경 20nm))를 정지형 혼합기를 통하여 상기 코어층용 도프 1에 혼합시켜, 에어층용 도프 1-b를 조제했다. 첨가량은, 전체 고형분 농도가 20.5질량%, 매트제 농도가 0.1질량%가 되도록 행했다.

(4) 공유연에 의한 제막

유연 다이로서, 공유연용으로 조정한 피드 블록을 장비하고, 주류 외에 양면에 각각 적층하여 3층 구조의 필름을 성형할 수 있도록 한 장치를 이용했다. 이하의 설명에 있어서, 주류로 형성되는 층을 코어층이라고 칭하고, 지지체면측의 층을 지지체층이라고 칭하며, 반대측의 면을 에어층이라고 칭한다. 또한, 도프의 송액 유로는, 코어층용, 지지체층용, 에어층용의 3유로를 이용했다.

상기 코어층용 도프, 지지체층용 도프 1-a, 및 에어층용 도프 1-b를 유연구로부터 -5℃로 냉각한 드럼 상에 공유연했다. 이 때, 두께의 비가 에어층/코어층/지지체층=3/54/3이 되도록 각 도프의 유량을 조정했다. 유연한 도프막을 드럼 상에서 34℃의 건조풍을 230m³/분으로 가함으로써 건조시켜, 잔류 용제가 150%인 상태에서 드럼으로부터 박리했다. 박리 시에, 반송 방향(길이 방향)으로 17%의 연신을 행했다. 그 후, 필름의 폭 방향(유연 방향에 대하여 직교하는 방향)의 양단을 핀텐터(일본 공개특허공보 평4-1009호의 도 3에 기재된 핀텐터)로 파지하면서 반송을 행했다. 또한, 열 처리 장치의 롤 사이를 반송함으로써 더 건조시켜, 필름 두께 약 60μm의 TAC 필름을 제조했다.

[참고예 2]

투명 지지체를 이하에 나타내는 방법으로 제작한 PET 필름으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의하여, 광학 필름을 제작했다.

(PET 필름의 제작)

기재 필름 원료로서 입자를 함유하지 않는 폴리에스터 수지 펠릿 90질량부를 135℃에서 6시간 감압 건조(1Torr)한 후, 압출기에 공급하여, 285℃에서 용해했다. 이 폴리머를 스테인리스 소결체의 여과재(공칭 구멍 직경 10μm입자 95%컷)로 여과하여, 구금(口金)으로부터 시트 형상으로 압출한 후, 정전 인가 캐스트법을 이용하여 표면 온도 30℃의 캐스팅 드럼에 감아 냉각 고화하여, 미연신 필름을 제작했다.

이 미연신 필름을 텐터 연신기에 유도하여, 필름의 단부를 클립으로 파지하면서, 온도 125℃의 열풍 존에 유도하여, 폭 방향으로 4.0배로 연신했다. 다음으로, 폭 방향으로 연신된 폭을 유지한 채로, 온도 225℃, 30초간 처리하고, 추가로 폭 방향으로 3%의 완화 처리를 행하여, 필름 두께 약 50μm의 1축 배향 PET 필름을 얻었다.

[실시예 8]

배향막의 형성 및 광학 이방성층의 형성을 이하에 나타내는 내용으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의하여, 광학 필름을 제작했다.

(배향막의 형성)

하기 조성의 배향막 도포액을 #16의 와이어바 코터로 28mL/m² 도포했다. 60℃의 온풍으로 60초, 추가로 90℃의 온풍으로 150초 건조시켜, 배향막을 제작했다.

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배향막 도포액의 조성 2

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·하기 식으로 나타나는 변성 폴리바이닐알코올 10질량부

·IPA 490질량부

·글루타르알데하이드(가교제) 0.5질량부

·시트르산 에스터(AS3, 산쿄 가가쿠사제) 0.35질량부

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[화학식 5]

25℃에서 60초간, 60℃의 온풍으로 60초간, 추가로 90℃의 온풍으로 150초간 건조시켰다. 건조 후의 배향막의 두께는 1.1μm였다.

(러빙 처리)

형성한 배향막을 속도 20m/분으로 반송하고, 길이 방향으로 러빙 처리되도록 러빙 롤(300mm 직경)을 설정하고, 650rpm으로 회전시켜, 셀룰로스아실레이트 필름의 배향막 설치 표면에 러빙 처리를 실시했다.

(광학 이방성층의 형성)

다음으로, 상기 배향막 상에, 하기의 조성의 디스코틱 액정을 포함하는 도포액을 #2.8의 와이어바를 391 회전으로 필름의 반송 방향과 동일한 방향으로 회전시켜, 20m/분으로 반송되고 있는 배향막면에 연속적으로 도포했다.

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광학 이방성층 도포액의 조성 2

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·하기 구조식 (C)에 나타내는 디스코틱 액정성 화합물 91질량부

·하기 구조를 갖는 불소계 폴리머 A 4질량부

·에틸렌옥사이드 변성 트라이메틸올프로페인트라이아크릴레이트 (V#360, 오사카 유키 가가쿠사제) 9질량부

·증감제(카야큐어 DETX, 닛폰 가야쿠사제) 1질량부

·광중합 개시제(이르가큐어 907, 치바 가이기사제) 3질량부

·메틸에틸케톤 212질량부

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[화학식 6]

다음으로, 실온으로부터 100℃로 연속적으로 가온하는 공정에서, 용매를 건조시키고, 그 후, 130℃의 건조 존에서 디스코틱 액정 화합물층의 막면 풍속이, 2.5m/sec가 되도록, 약 90초간 가열하여, 디스코틱 액정 화합물을 배향시켰다.

다음으로, 필름의 표면 온도가 약 130℃인 상태에서, 자외선 조사 장치(자외선 램프: 출력 120W/cm)에 의하여, 자외선을 4초간 조사하고, 가교 반응을 진행시켜, 디스코틱 액정 화합물을 그 배향에 고정했다.

[실시예 9]

광학 이방성층의 형성을 이하에 나타내는 내용으로 변경한 것 이외에는, 실시예 8과 동일한 방법에 의하여, 광학 필름을 제작했다.

(광학 이방성층의 형성)

배향막에 연속적으로 러빙 처리를 실시했다. 이 때, 장척 형상의 필름의 길이 방향과 반송 방향은 평행이며, 필름 길이 방향에 대하여, 러빙 롤러의 회전축은 시계 방향으로 45°의 방향으로 했다.

하기의 조성의 디스코틱 액정 화합물을 포함하는 도포액을 상기에서 형성한 배향막 상에 #2.7의 와이어바로 연속적으로 도포했다. 필름의 반송 속도(V)는 36m/min으로 했다. 도포액의 용매의 건조 및 디스코틱 액정 화합물의 배향 숙성을 위하여, 80℃의 온풍으로 90초간 가열했다. 이어서, 80℃에서 UV 조사를 행하고, 액정 화합물의 배향을 고정화하여 광학 이방성층을 형성하고, 광학 필름을 얻었다.

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광학 이방성층 도포액의 조성 3

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·하기의 디스코틱 액정 화합물 100질량부

·광중합 개시제(이르가큐어 907, 치바·재팬사제) 3질량부

·증감제(카야큐어 DETX, 닛폰 가야쿠사제) 1질량부

·하기의 피리디늄염 1질량부

·하기의 불소계 폴리머 (FP1) 0.4질량부

·메틸에틸케톤 252질량부

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[화학식 7]

[실시예 10]

광학 이방성층의 형성을 이하에 나타내는 내용으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의하여, 광학 필름을 제작했다.

(광학 이방성층의 형성)

하기 조성의 광학 이방성층용 도포액을, #3.2의 와이어바를 391 회전으로 필름의 반송 방향과 동일한 방향으로 회전시켜, 10m/분으로 반송되고 있는 필름의 광배향 처리한 배향막면에 연속적으로 도포했다. 도포량은 4ml/m²였다. 80℃의 가열 존 내를 반송하고, 막면 온도 80℃에서 1분간 건조하여 도포한 조성물을 액정상 상태로 하고 균일 배향시킨 후, 실온까지 냉각했다.

마지막으로, 원통 형상으로 권취하여 롤 형상의 광학 필름을 얻었다. 제1 위상차 영역과 제2 위상차 영역의 지상축은 직교하고 있으며, 막 두께는, 0.9μm였다. 광학 필름으로부터 광학 이방성층만을 박리하고, 광학 이방성층의 분자 대칭축의 평균 방향을 측정한 바, 광학 필름의 길이 방향에 대하여, 45°로 되어 있었다.

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광학 이방성층 도포액의 조성 4

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·봉 형상 액정 (I-27) 100질량부

·수평 배향제 (A) 0.3질량부

·광중합 개시제(이르가큐어 907, BASF사제) 3.3질량부

·증감제(카야큐어 DETX, 닛폰 가야쿠사제) 1.1질량부

·메틸에틸케톤 300질량부

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[화학식 8]

[실시예 11]

배향막의 형성을 이하에 나타내는 내용으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의하여, 광학 필름을 제작했다.

(광배향막 부착 투명 지지체의 제작)

실시예 1에서 제작한 투명 지지체 상에, 하기 구조의 광배향 재료를 IPA에 1%로 용해시켜 와이어바로 연속적으로 도포했다. 100℃의 온풍으로 60초 건조시켜, 광배향막을 형성했다. 배향막의 막 두께는 0.1μm였다.

[화학식 9]

(광배향 처리)

광배향막을 형성한 상기 지지체를 속도 10m/분으로 반송하고, 기판 상 10mm에 설치된 노광 슬릿을 통하여, 1000mW/cm²의 편광 자외선을 0.1초간 조사하여, 제1 위상차 영역용의 광배향 기능을 부여했다. 또한, 편광 노광의 편광축은 반송 방향에 대하여 45°로 했다.

이어서, 전후에 구비된 반송 롤러로 패턴 노광의 대좌(台座)가 되는 롤러(드럼) 상으로 연속적으로 반송했다. 대좌가 되는 롤러 상에서는, 광배향막을 형성한 지지체 상 100μm 상에, 반송 방향과 평행 방향으로 200μm 피치로 슬릿이 새겨진 포토마스크와, 그 포토마스크와 평행하게 기판 상 10mm에 설치된 노광 슬릿을 통하여, 1000mW/cm²의 편광 자외선을 0.4초간 조사하여, 제2 위상차 영역용의 광배향 기능을 부여했다. 포토마스크의 스트라이프 모양은 반송 방향과 평행이며, 즉 포토마스크의 투광부와 차광부가 반송 방향에 대하여 직교 방향으로 교대로 배치되어 있었다. 또한, 편광 노광의 편광축은 반송 방향에 대하여 -45°이며, 대좌가 되는 롤러에는 수냉에 의한 온도 제어 기능을 마련하여, 지지체 온도가 노광의 전체 공정에 걸쳐 40℃ 이하가 되도록 제어했다. 또 노광 중, 지지체는 롤러 상에 눌려진 상태로 유지되고 있었다.

[실시예 12]

실시예 1에서 제작한 광학 필름의 광학 이방성층 형성면 상에, 이하에 나타내는 방현성 하드 코트층을 형성했다.

(방현성 하드 코트층)

하기의 조성이 되도록 각 성분을 MIBK(메틸아이소뷰틸케톤)와 MEK(메틸에틸케톤)의 혼합 용매(89대11(질량비))와 혼합했다. 구멍 직경 30μm의 폴리프로필렌제 필터로 여과하여 방현성 하드 코트층 도포액 1을 조제했다. 각 도포액의 고형분 농도는 40질량%이다. 또한, 도포액의 조제에 있어서, 수지 입자 및 스멕타이트는 후술하는 분산액 상태로 첨가했다.

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방현성 하드 코트층 도포액 1

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·스멕타이트(루센타이트 STN, 코프 케미컬사제) 1.00질량%

·수지 입자(테크폴리머 SSX, 세키스이 가세이힌 고교사제) 8.00질량%

·아크릴레이트 모노머(NK에스터 A9550, 신나카무라 가가쿠 고교사제) 87.79질량%

·중합 개시제(이르가큐어 907, BASF사제) 3.00질량%

·레벨링제 (P-4) 0.15질량%

·분산제(DISPERBYK-2164, 빅케미·재팬사제) 0.06질량%

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[화학식 10]

(수지 입자 분산액의 조제)

투광성 수지 입자의 분산액은, 교반하고 있는 MIBK 용액 중에 투광성 수지 입자(테크폴리머 SSX, 세키스이 가세이힌 고교사제)를 분산액의 고형분 농도가 30질량%가 될 때까지 서서히 첨가하고, 30분간 교반하여 조제했다.

(스멕타이트 분산액의 조제)

스멕타이트의 분산액은, 최종적으로 방현성 하드 코트층 도포액 1에 사용되는 모든 MEK를 이용하여, MEK 중에 교반하면서 스멕타이트(루센타이트 STN, 코프 케미컬사제)를 서서히 첨가하고, 30분간 교반하여 조제했다.

(방현층 1의 도설(塗設))

광학 이방성층을 형성한 지지체를 롤 형태로 권취하고, 방현성 하드 코트층 도포액 1을 사용하여, 막 두께 4μm가 되도록 방현층을 도설했다.

구체적으로는, 일본 공개특허공보 2006-122889호의 실시예 1에 기재된 슬롯 다이를 이용한 다이 코트법으로, 반송 속도 30m/분의 조건으로 각 도포액을 도포하고, 80℃에서 150초 건조한 후, 추가로 질소 퍼지하 산소 농도 약 0.1%에서 160W/cm의 공냉 메탈할라이드램프(아이그래픽스사제)를 이용하여, 조도 400mW/cm², 조사량 180mJ/cm²의 자외선을 조사하여 도포층을 경화시켜 방현성 하드 코트층을 형성했다.

[실시예 13]

(광학 이방성층 A의 형성)

배향막 표면에, 투명 지지체의 길이 방향에 대하여 좌측 60°의 방향으로 연속적으로 러빙 처리를 실시했다. 러빙 처리면 상에 하기의 광학 이방성층 도포액을, 바 코터를 이용하여 도포했다. 다음으로, 막면 온도 115℃에서 90초간 가열 숙성한 후, 80℃까지 냉각하고 공기하에서 20mW/cm²의 공냉 메탈할라이드램프(아이그래픽스(주)제)를 이용하여 자외선을 조사량 200mJ/cm²가 되도록 조사하고, 그 배향 상태를 고정화함으로써 광학 이방성층 A를 형성했다. 형성된 광학 이방성층 A는, 러빙 방향에 대하여 지상축 방향이 직교로 디스코틱 액정이 수직 배향하고 있었다. 광학 이방성층 A의 파장 450nm, 550nm 및 650nm의 리타데이션 값은, 이하와 같았다. 또한, 광학 이방성층의 두께는 2.5μm였다.

·ReA(450): 273nm

·ReA(550): 250nm

·ReA(650): 240nm

·ReA(450)/ReA(650): 1.14

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광학 이방성층 도포액의 조성(광학 이방성층 A 형성용)

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·디스코틱 액정 E-1 80질량부

·디스코틱 액정 2 20질량부

·배향막 계면 배향제 1 0.55질량부

·배향막 계면 배향제 2 0.05질량부

·함불소 화합물 0.1질량부

·변성 트라이메틸올프로페인트라이아크릴레이트 10질량부

·광중합 개시제 3.0질량부

(이르가큐어 907, 치바·스페셜티·케미컬즈(주)제)

·층간 배향제 0.6질량부

·메틸에틸케톤 180질량부

·사이클로헥산온 20질량부

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[화학식 11]

[화학식 12]

(광학 이방성층 B의 형성)

상기 광학 이방성층 A의 표면을, 광학 이방성층 A의 지상축과 직교하는 방향으로 연속적으로 러빙 처리를 실시했다. 러빙 처리면 상에 하기의 광학 이방성층용 도포액을, 바 코터를 이용하여 도포했다. 다음으로, 막면 온도 60℃에서 60초간 가열 숙성하고, 공기하에서 20mW/cm²의 공냉 메탈할라이드램프(아이그래픽스(주)제)를 이용하여 자외선을 조사하며, 그 배향 상태를 고정화함으로써 광학 이방성층 B를 형성했다. 형성된 광학 이방성층 B는, 러빙 방향에 대하여 지상축 방향이 평행으로 봉 형상 액정이 수평 배향하고 있었다. 광학 이방성층 B의 파장 450nm, 550nm 및 650nm의 리타데이션 값은, 이하와 같았다. 또한, 광학 이방성층 B의 두께는 1.0μm였다.

·ReB(450): 141nm

·ReB(550): 125nm

·ReB(650): 120nm

·ReB(450)/ReB(650): 1.18

또한, 상기 광학 이방성층 A의 ReA(550) 및 광학 이방성층 B의 ReB(550)는, ReA(550)>ReB(550)의 관계에 해당했다.

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광학 이방성층 도포액의 조성(광학 이방성층 B 형성용)

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·봉 형상 액정성 화합물 1 90질량부

·봉 형상 액정성 화합물 2 10질량부

·광중합 개시제 3.0질량부

(이르가큐어 907, 치바·스페셜티·케미컬즈(주)제)

·증감제(카야큐어 DETX, 닛폰 가야쿠(주)제) 1.0질량부

·함불소 화합물 0.5질량부

·메틸에틸케톤 400질량부

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[화학식 13]

제작한 각 광학 필름에 대하여, 밀착성, 주름(변형)의 유무, 면내 리타데이션의 불균일, 및 직선성에 대하여 이하에 나타내는 방법으로 평가했다. 이들의 결과를 하기 제1 표에 나타낸다.

또한, 하기 제1 표 중, 광학 이방성층의 형태에 관하여, 실시예 1의 방법으로 형성한 광학 이방성층의 형태를 "A"라고 약기하고, 실시예 8의 방법으로 형성한 광학 이방성층의 형태를 "B"라고 약기하며, 실시예 9의 방법으로 형성한 광학 이방성층의 형태를 "C"라고 약기하고, 실시예 13의 방법으로 형성한 광학 이방성층의 형태를 "D"라고 약기한다.

마찬가지로, 하기 제1 표 중, 광학 이방성층의 액정 재료에 관하여, 디스코틱 액정 화합물을 이용한 경우를 "DLC: Discotic Liquid Crystal"라고 약기한다.

<밀착성>

밀착성은, JIS K5600-5-6:1999에 기재된 크로스컷법으로 평가를 행했다.

구체적으로는, 제작한 광학 필름의 표면(광학 이방성층측)에 1mm 간격으로 100개의 바둑판눈을 그려 넣고, 닛토 덴코제 NT 테이프를 첩부 후에 100g의 추로 10 왕복하여 문질러 밀착시켜 10분 후에 박리하는 공정을 5회 반복한 후에 100칸 중에서의 박리하지 않고 남은 개소의 개수를 카운트하여, 이하의 기준으로 평가했다.

A: 박리 개수가 10개 이하이고, 밀착성이 우수한 것

B: 11개~99개 박리하고, 밀착성이 뒤떨어지는 것

C: 100개 박리하고, 밀착성이 매우 뒤떨어지는 것

<주름의 유무>

주름의 유무는, 제작한 광학 필름을 1m의 길이로 잘라, 텐션이 가해지지 않은 상태에서 펼쳤을 때의 길이 방향의 요철 변형을 육안으로 확인하여, 이하의 기준으로 평가했다.

A: 현저한 요철이 시인되지 않는다.

B: 면내에서 현저한 요철이 1개 있다.

C: 면내에서 현저한 요철이 2개 이상 있다.

<면내 리타데이션의 불균일>

면내 리타데이션의 불균일은, 제작한 광학 필름의 임의의 100개에 대하여, KOBRA-21ADH(오지 게이소쿠 기키(주)제)를 이용하여 Re를 각각 측정하여, 각 절댓값의 최댓값과 최솟값의 차를 산출했다.

A: 최대 Re와 최소 Re의 차가 5nm 이하

B: 최대 Re와 최소 Re의 차가 5nm 초과, 8nm 이하

C: 최대 Re와 최소 Re의 차가 8nm 초과, 10nm 이하

<3D 표시 불균일>

광학 이방성층의 형태가 A인 광학 필름에 대해서는, 이하에 나타내는 방법으로, 3D 표시 불균일을 평가했다.

3D 표시 불균일은, 3D 표시 불균일을 시인하기 쉬운 화상에서, 강제 평가를 행했다.

구체적으로는, 액정 표시 장치에 흰색과 검은색이 상하 방향으로 교대로 나열된 스트라이프 화상을 표시하고, 3D 안경을 장착하여, 정면에서 흰색 스트라이프가 시인되는 측의 안경을 차광하고, 액정 표시 장치를 관찰하여, 하기의 기준으로 평가했다. 이 평가에서는, 표시면 내에서 흑표시 부분은 크로스 토크가 없거나, 또는 작은 것을 의미하고, 휘도 누출이 시인되는 부분 및 흰색 표시 부분은 크로스 토크가 있는 것을 의미한다.

(평가 기준)

A: 강제 평가에 있어서는 표시면 내 전체가 흑표시이고 크로스 토크가 전혀 시인되지 않거나, 또는 약간의 휘도 누출이 시인되지만 허용될 정도이며, 3D 동영상 소스에 의한 평가에 있어서도 크로스 토크가 시인되지 않는다.

B: 강제 평가에서는 휘도 누출이 시인되지만, 3D 동영상 소스에 의한 평가에서는 거의 크로스 토크가 시인되지 않는다.

C: 강제 평가에서도 휘도 누출이 시인되며, 3D 동영상 소스에 의한 평가에서도 크로스 토크가 시인된다.

<직선성>

광학 이방성층의 형태가 A인 광학 필름에 대해서는, 이하에 나타내는 방법으로, 직선성을 평가했다.

광학 필름의 패턴 광학 이방성층의 스트라이프 형상의 패턴이, 스트라이프의 라인으로부터 흔들린 최대량을 평가했다.

구체적으로는, 광학 필름의 길이 방향을 장변으로 하고, 42인치의 와이드 액정에 첩합 가능한 사이즈로 잘라, 스트라이프가 직선으로부터 흔들리는 최대량을 구했다. 실용상, A, B, C가 바람직하고, A, B가 보다 바람직하며, A가 가장 바람직하다.

A: 흔들림의 최대량이 10μm 이내

B: 흔들림의 최대량이 10μm 초과 20μm 이내

C: 흔들림의 최대량이 20μm 초과 30μm 이내

D: 흔들림의 최대량이 30μm 초과 60μm 이내

E: 흔들림의 최대량이 60μm 초과

<패턴 특성(경계선폭)>

광학 이방성층의 형태가 A인 광학 필름에 대해서는, 이하에 나타내는 방법으로, 패턴 특성을 평가했다.

광학 필름의 패턴 광학 이방성층을, 제1 위상차 영역 또는 제2 위상차 영역 중 어느 한쪽의 지상축이, 직교위(直交位)에 조합된 2매의 편광판 중 어느 한쪽의 편광축과 평행이 되도록, 편광판의 사이에 넣고, 또한, 위상차 530nm의 예민색판을, 그 지상축이 편광판의 편광축과 45°의 각도를 이루도록, 광학 이방성층 상에 두었다. 이 때 관찰되는 스트라이프 패턴 경계 영역의 폭을 경계선폭이라고 정의한다. 이 경계선폭이 작을수록 면내의 균일성이 높아, 양호한 3D 화질이 얻어진다고 평가할 수 있다.

[표 1]

제1 표에 나타내는 바와 같이, 배향막을 형성하는 도포액에 포함되는 용매의 평균 SP값이 55 초과인 경우, 투명 지지체와 배향막의 사이의 혼합층의 두께가 50nm 미만이 되기 때문에, 투명 지지체와 배향막의 계면 밀착이 약해져, 배향막이 박리되어 버리는 것을 알 수 있었다(비교예 1~3).

또, 배향막을 형성하는 도포액에 포함되는 용매의 평균 SP값이 25 미만인 경우, 투명 지지체와 배향막의 사이의 혼합층의 두께가 200nm보다 두꺼워져, 도포액을 건조시킬 때에 지지체가 수축하여, 주름이 발생하는 것을 알 수 있었다(비교예 4~5).

또한, 배향막을 형성하는 도포액에 포함되는 용매의 평균 SP값이 25~55의 범위 외가 되는 양태에 대하여, 광학 이방성층의 형태를 B~D로 변경한 예에 대해서도, 비교예 1~5와 동일한 경향이 있는 것을 알 수 있었다.

또, 배향막을 형성하는 도포액에 포함되는 용매의 평균 SP값이 25 미만인 경우이더라도, 투명 지지체로서 TAC 필름이나 PET 필름을 이용하면, 주름은 발생하지 않지만, 직선성이 뒤떨어지거나, 밀착성이 뒤떨어지거나 하는 것을 알 수 있었다(참고예 1~2).

이에 대하여, 평균 SP값 25~55의 용매를 포함하는 도포액을 이용하여 배향막을 형성하고, 투명 지지체와 배향막의 사이에 두께가 50nm~200nm인 혼합층을 형성한 광학 필름은, 주름이 없고, 지지체와 배향막의 밀착성이 우수한 것을 알 수 있었다(실시예 1~13).

특히, 실시예 1~7의 대비로부터, 배향막 도포액의 용매의 평균 SP값이 25~40이면, 지지체와 배향막의 밀착성이 보다 양호해지는 것을 알 수 있었다.

또, 실시예 5와 실시예 11과의 대비로부터, 배향막이 폴리바이닐알코올 유도체를 포함함으로써, 패턴 특성이 향상되는 것을 알 수 있었다.

10 광학 필름
12 광학 이방성층
12a 제1 위상차 영역
a 제1 위상차 영역의 지상축
12b 제2 위상차 영역
b 제2 위상차 영역의 지상축
14 배향막
15 혼합층
16 투명 지지체
18 하드 코트층
20 편광판
22 편광자
23 편광자의 흡수축
24 편광자 보호 필름
30 액정 표시 장치
32 액정 셀
34 편광자
36, 38 편광자 보호 필름
40 유기 EL 표시 장치
42 유기 EL 표시 패널

Claims

투명 지지체와, 배향막과, 광학 이방성층을 이 순서로 갖는 광학 필름으로서,
상기 투명 지지체가, 아크릴 수지를 포함하고,
상기 투명 지지체와 상기 배향막의 사이에, 두께가 50nm~200nm이며, 상기 투명 지지체의 구성 재료와 상기 배향막의 구성 재료가 혼재된 혼합층을 갖는, 광학 필름.
청구항 1에 있어서,
상기 광학 이방성층의 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션이 40nm~240nm인, 광학 필름.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 배향막이 폴리바이닐알코올 유도체를 포함하는, 광학 필름.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 광학 이방성층이, 면내 지상축 방향 및 면내 리타데이션 중 적어도 한쪽이 다른 2 이상의 위상차 영역을 갖는 패턴 광학 이방성층인, 광학 필름.
청구항 3에 있어서,
상기 광학 이방성층이, 면내 지상축 방향 및 면내 리타데이션 중 적어도 한쪽이 다른 2 이상의 위상차 영역을 갖는 패턴 광학 이방성층인, 광학 필름.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
추가로, 하드 코트층을 갖는, 광학 필름.
청구항 3에 있어서,
추가로, 하드 코트층을 갖는, 광학 필름.
청구항 1 또는 청구항 2에 따른 광학 필름과, 편광자를 갖는 편광판.
청구항 3에 따른 광학 필름과, 편광자를 갖는 편광판.
청구항 1 또는 청구항 2에 따른 광학 필름과, 편광자와, 액정 셀 또는 유기 EL 표시 패널을 갖는 화상 표시 장치.
청구항 3에 따른 광학 필름과, 편광자와, 액정 셀 또는 유기 EL 표시 패널을 갖는 화상 표시 장치.
청구항 10에 있어서,
시인측으로부터, 상기 광학 필름과, 상기 편광자와, 상기 액정 셀을 이 순서로 갖는, 화상 표시 장치.
청구항 11에 있어서,
시인측으로부터, 상기 광학 필름과, 상기 편광자와, 상기 액정 셀을 이 순서로 갖는, 화상 표시 장치.
청구항 10에 있어서,
시인측으로부터, 상기 편광자와, 상기 광학 필름과, 상기 액정 셀을 이 순서로 갖는, 화상 표시 장치.
청구항 11에 있어서,
시인측으로부터, 상기 편광자와, 상기 광학 필름과, 상기 액정 셀을 이 순서로 갖는, 화상 표시 장치.
청구항 10에 있어서,
시인측으로부터, 상기 편광자와, 상기 광학 필름과, 상기 유기 EL 표시 패널을 이 순서로 갖는, 화상 표시 장치.
청구항 11에 있어서,
시인측으로부터, 상기 편광자와, 상기 광학 필름과, 상기 유기 EL 표시 패널을 이 순서로 갖는, 화상 표시 장치.
청구항 1에 따른 광학 필름을 제작하는 광학 필름의 제조 방법으로서,
아크릴 수지를 포함하는 투명 지지체 상에, 1종 또는 2종 이상의 용매를 함유하고, 상기 용매의 평균 SP값이 25~55가 되는 도포액을 이용하여 배향막을 형성함과 함께, 상기 투명 지지체와 상기 배향막의 사이에, 두께가 50nm~200nm이며, 상기 투명 지지체의 구성 재료와 상기 배향막의 구성 재료가 혼재된 혼합층을 형성하는 혼합층·배향막 형성 공정과,
상기 배향막 상에, 액정성 화합물을 함유하는 광학 이방성층 형성용 조성물을 이용하여 광학 이방성층을 형성하여, 광학 필름을 제작하는 광학 이방성층 형성 공정을 갖는 광학 필름의 제조 방법.
청구항 18에 있어서,
상기 용매의 평균 SP값이 25~40인, 광학 필름의 제조 방법.
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