KR102091886B1 - 광학 필름, 편광판, 및 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

[과제] 고습 환경하에서의 보존 후에 점등시키면 발생하는 액정 셀의 휨에 기초한 광누설의 문제를 해소할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것.
[해결 수단] 아크릴계 수지로 이루어지고, 기계 방향 (MD 방향) 의 인장 탄성률과 기계 방향에 수직인 방향 (TD 방향) 의 인장 탄성률이 식 (1) 의 관계를 만족하는 광학 필름.
식 (1) MD 방향의 인장 탄성률/TD 방향의 인장 탄성률 ＞ 1.36

Description

광학 필름, 편광판, 및 액정 표시 장치{OPTICAL FILM, POLARIZING PLATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 광학 필름, 편광판, 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는, 소비 전력이 작은 공간 절약 화상 표시 장치로서 해마다 그 용도가 확대되고 있다. VA 모드, IPS 모드 등의 광시야각 액정 모드가 실용화되고 있고, 이것에 의해 TV 등의 고품위의 화상이 요구되는 시장에서도 액정 표시 장치의 수요가 급속히 확대되고 있다.

또, 액정 표시 장치의 용도 확대에 따라, 액정 표시 장치에 대해 대사이즈이고 고품위의 질감이 요구되어 오고 있다. 한편, 대사이즈화되면 액정 표시 장치가 무거워져 버린다. 경량화를 위하여, 각종 부재의 두께의 박막화가 진행되고 있다.

액정 표시 장치는 액정 셀과 그 액정 셀의 시인측 (프론트측) 과 백라이트측 (리어측) 에 형성된 편광판에 의해 구성되어 있다. 양 편광판은 액정 셀의 양측의 기판에 접착제 등으로 첩부 (貼付) 되어 있다. 액정 표시 장치에 사용되는 편광판은, 일반적으로 요오드나 염료를 흡착 배향시킨 폴리비닐알코올 (PVA) 필름 등으로 이루어지는 편광자와, 그 편광자의 표리 양측에 투명한 보호 필름을 첩합 (貼合) 시킨 구성으로 되어 있는데, PVA 가 친수성이기 때문에, 편광자는 온도나 습도의 변화에 민감하고, 주위의 환경 변화에 의해 신축되기 쉽다. 편광자가 신축됨으로써, 편광판 (편광자를 포함하는 광학 필름의 적층체) 이 신축되어, 편광판이 첩부된 액정 셀에 휨이 발생하고, 액정 표시 장치에 표시 불균일 (액정 셀 네 귀퉁이에 발생하는 광누설) 이 발생한다. 최근의 각종 부재의 두께의 박막화에 수반하여, 액정 셀의 휨에서 기인한 광누설이 현재화되어 오고 있다.

국제공개공보 제2009/047924호

투명성 및 편광자에 사용되는 PVA 와의 밀착성 확보의 관점에서, 셀룰로오스아실레이트계의 편광판 보호 필름이, 편광자에 사용되는 PVA 와의 밀착성을 용이하게 확보할 수 있는 점에서 널리 사용되어 왔는데, 최근에는 아크릴계 수지로 이루어지는 편광판 보호 필름의 사용 검토가 진행되고 있다. 아크릴계 수지로 이루어지는 아크릴계 필름은, 셀룰로오스아실레이트계 필름에 비하여 함수율이 낮기 때문에, 물의 출입 (습도의 변화) 에 의한 편광판의 신축을 작게 할 수 있는 것이 기대된다. 아크릴계 수지로 이루어지는 편광판 보호 필름이 특허문헌 1 에 개시되어 있다. 그러나, 이 아크릴계 수지로 이루어지는 편광판 보호 필름이어도 함수율은 편광판의 수축을 작게 할 수 있는 성능에 반하여 여전히 높아, 편광판의 신축이 여전히 큰 것을 알 수 있었다.

본 발명자들은 아크릴계 수지만에 의해 구성되는 필름의 함수율이 1 ％ 정도 (25 ℃ 상대 습도 60 ％) 인 점에서, 편광판의 신축에 개선 효과가 있는 것으로 생각하고, 상기 필름으로 이루어지는 편광판 보호 필름을 사용하여 검토하였다. 그 결과, 일본 공개특허공보 2012-08417호에 개시되어 있는 편광판 보호 필름보다 함수율은 낮아져, 편광판의 신축을 저감시킬 수 있는 것을 알 수 있었다. 그러나, 상기 필름이어도 편광판의 신축을 충분히 억제할 수 없어, 액정 셀의 휨을 충분히 해결하기에는 이르지 못하였다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 고습 환경하에서의 보존 후에 점등시키면 발생하는 액정 셀의 휨에 기초한 광누설의 문제를 해소할 수 있는 광학 필름을 제공하는 것에 있다.

본 발명자들의 검토에 의하면, 아크릴계 수지로 이루어지는 아크릴계 필름의 기계 방향 (MD 방향) 의 인장 탄성률을, 기계 방향에 수직인 방향 (TD 방향) 의 인장 탄성률로 나눈 비의 값을 1.36 보다 크게 함으로써, 액정 셀의 휨을 크게 저감 시킬 수 있어, 결과적으로 광누설을 현저하게 개선할 수 있다는 지견을 얻어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 하기 수단에 의해 상기 과제를 해결할 수 있다.

[1]

아크릴계 수지로 이루어지고, 기계 방향 (MD 방향) 의 인장 탄성률과 기계 방향에 수직인 방향 (TD 방향) 의 인장 탄성률이 식 (1) 의 관계를 만족하는 광학 필름.

식 (1) MD 방향의 인장 탄성률/TD 방향의 인장 탄성률 ＞ 1.36

[2]

상기 광학 필름의 기계 방향 (MD 방향) 의 인장 탄성률이 1.70 × 10⁹ ∼ 5.5 × 10⁹ N/㎡ 이고, 기계 방향에 수직인 방향 (TD 방향) 의 인장 탄성률이 1.2 × 10⁹ ∼ 4.0 × 10⁹ N/㎡ 인, [1] 에 기재된 광학 필름.

[3]

상기 광학 필름의 식 (ⅰ) 및 (ⅱ) 로 나타내는 필름 면내의 리타데이션치 Re 및 필름 막두께 방향의 리타데이션치 Rth 가 식 (ⅲ) 및 (ⅳ) 를 만족하는 [1] 또는 [2] 에 기재된 광학 필름.

(ⅰ) Re ＝ (nx － ny) × d

(ⅱ) Rth ＝ ((nx ＋ ny)/2 － nz) × d

(ⅲ) 0 ≤ Re ＜ 20

(ⅳ) │Rth│ ≤ 25

식 중, nx 는 필름 면내의 지상축 방향의 굴절률이고, ny 는 필름 면내의 진상축 방향의 굴절률이고, nz 는 필름의 두께 방향의 굴절률이고, d 는 필름의 두께 (㎚) 이다.

[4]

상기 광학 필름의 표면에 패턴 위상차층, λ/4 층, 광학 이방성층, 하드 코트층, 방현층, 반사 방지층, 대전 방지층, 및 접착 용이층 중 적어도 1 층을 형성한 [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된 광학 필름.

[5]

편광자와, 적어도 편광자의 편면에, [1] ∼ [4] 중 어느 하나에 기재된 광학 필름을 갖는 편광판.

[6]

[1] ∼ [4] 중 어느 하나에 기재된 광학 필름을, 편광자의 양면에 갖는 [5] 에 기재된 편광판.

[7]

[5] 또는 [6] 에 기재된 편광판을 적어도 1 장 갖는 액정 표시 장치.

이하, 본 발명의 과제의 해결 수단에 대해 보다 상세하게 설명한다.

필름을 기계 방향 (MD 방향) 으로 연신함으로써, 수지의 분자 배향은 높아지고, 필름의 MD 방향의 인장 탄성률은 높아진다. 한편으로, 수지의 분자 배향을 높임으로써 MD 방향의 습도 치수 변화율은 저감된다. 이것은, MD 방향에 있어서 분자 간에 물이 비집고 들어가기 어려워져, 실질적인 함수율을 저감시키는 효과도 발현했기 때문인 것으로 본 발명자들은 추정하고 있다. 또, 본 발명자들은, 편광판의 신축에 의해 발생하는 힘은, 편광판을 구성하는 필름과 편광자의 막두께, 인장 탄성률, 치수 변화율의 곱으로 결정되고, 편광판을 구성하는 광학 필름의 막두께, 인장 탄성률, 치수 변화율의 곱을 설계함으로써, 편광판의 신축을 효과적으로 억제할 수 있는 것을 알아냈다. 인장 탄성률의 증가는 광학 필름의 신축력을 강하게 하는 방향으로, 치수 변화율의 저감은 광학 필름의 신축력을 약하게 하는 방향으로 작용한다. 아크릴계 수지로 이루어지는 필름을 MD 방향으로 연신하면, MD 방향의 광학 필름의 인장 탄성률의 증가에 의한 효과보다, MD 방향의 광학 필름의 치수 변화율의 저감 효과가 크고, 결과적으로 MD 방향에 있어서의 편광판의 신축에 의해 발생하는 힘을 약하게 할 수 있다. 한편, 필름을 MD 방향으로 연신하면, MD 방향에 수직인 방향 (TD 방향) 에 있어서의 편광판의 신축에 의해 발생하는 힘은 반대로 강해진다. 여기서, 액정 셀은 길이 방향으로 휘기 쉬운 것을 알 수 있다.

통상적으로 액정 표시 장치에서는 편광자를 크로스 니콜 배치로 하는 점에서, 프론트측 편광판의 길이 방향은 필름의 MD 방향에 대응하고, 리어측 편광판의 길이 방향은 필름의 TD 방향에 대응한다. 프론트측 편광판의 신축에 의해 발생하는 힘과, 리어측 편광판의 신축에 의해 발생하는 힘의 차에 의해, 액정 셀의 휨이 발생하기 때문에, MD 방향으로 연신한 광학 필름을 사용함으로써, 프론트측 편광판과 리어측 편광판을 조합함으로써, 액정 셀의 휨량을 저감시키는 것이 가능해지는 것으로 본 발명자들은 추정하고 있다. 또, MD 방향의 인장 탄성률/TD 방향의 인장 탄성률의 비가 1.36 보다 큰 아크릴계 필름을 사용하면, 종래의 아크릴계 필름 (인장 탄성률의 비는 최대여도 1.08 정도) 을 사용하는 경우에 비하여, 액정 셀의 휨에 수반하여 발생하는 액정 표시 장치의 표시 불균일을 명확하게 저감시킬 수 있다.

본 발명에 의하면, 고습 환경하에서의 보존 후에 점등시키면 발생하는 액정 셀의 휨에 기초한 광누설의 문제를 해소한 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 광학 필름은 아크릴계 수지로 이루어진다.

아크릴계 수지는, 메타크릴계 수지를 포함하는 개념으로, 아크릴레이트/메타크릴레이트의 유도체, 특히 아크릴레이트에스테르/메타크릴레이트에스테르의 (공)중합체도 포함된다.

또한, 상기 아크릴계 수지는, 메타크릴계 수지 외에, 주사슬에 고리 구조를 갖는 아크릴계 수지도 포함하고, 락톤 고리를 갖는 중합체, 무수 숙신산 고리를 갖는 무수 말레산계 중합체, 무수 글루타르산 고리를 갖는 중합체, 글루타르이미드 고리 함유 중합체를 포함한다.

또, 「아크릴계 수지로 이루어진다」란, 광학 필름 중, 아크릴계 수지를 70 질량％ 이상 함유하는 것을 나타내고, 바람직하게는 아크릴계 수지를 80 질량％ 이상 함유하고, 보다 바람직하게는 아크릴계 수지를 90 질량％ 이상 함유한다.

(아크릴계 수지)

상기 아크릴계 수지의 반복 구조 단위는, 특별히 한정되지 않는다. 상기 아크릴계 수지는, 반복 구조 단위로서 아크릴산에스테르 단량체 유래의 반복 구조 단위를 갖는 것이 바람직하다.

상기 아크릴산에스테르로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산 n-부틸, 아크릴산이소부틸, 아크릴산 t-부틸, 아크릴산시클로헥실, 아크릴산벤질 등의 아크릴산에스테르 ; 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산프로필, 메타크릴산 n-부틸, 메타크릴산이소부틸, 메타크릴산 t-부틸, 메타크릴산시클로헥실, 메타크릴산벤질 등의 메타크릴산에스테르 ; 등을 들 수 있고, 이들은 1 종만 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도 특히, 내열성, 투명성이 우수한 점에서, 메타크릴산메틸이 바람직하다.

상기 아크릴산에스테르를 주성분으로서 사용하는 경우, 중합 공정에 제공하는 단량체 성분 중의 그 함유 비율은, 본 발명의 효과를 충분히 발휘시키는데 있어서, 바람직하게는 50 ∼ 100 질량％, 보다 바람직하게는 70 ∼ 100 질량％, 더욱 바람직하게는 80 ∼ 100 질량％, 특히 바람직하게는 90 ∼ 100 질량％ 이다.

상기 아크릴산에스테르를 주성분으로 하는 수지의 유리 전이 온도 Tg 가, 80 ∼ 120 ℃ 의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

또, 상기 아크릴산에스테르를 주성분으로 하는 수지의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 50,000 ∼ 500,000 의 범위이다.

- 주사슬에 고리 구조를 갖는 아크릴계 수지 -

아크릴계 수지 중에서도 주사슬에 고리 구조를 갖는 것이 바람직하다. 주사슬에 고리 구조를 도입함으로써, 주사슬의 강직성을 높이고, 내열성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에서는 주사슬에 고리 구조를 갖는 아크릴계 수지 중에서도 주사슬에 락톤 고리 구조를 함유하는 중합체, 주사슬에 무수 숙신산 고리를 갖는 무수 말레산계 중합체, 주사슬에 무수 글루타르산 고리 구조를 갖는 중합체, 주사슬에 글루타르이미드 고리 구조를 갖는 중합체 중 어느 것인 것이 바람직하다. 그 중에서도 주사슬에 락톤 고리 구조를 함유하는 중합체, 및 주사슬에 글루타르이미드 고리 구조를 갖는 중합체인 것이 보다 바람직하다.

이하의 이들 주사슬에 고리 구조를 갖는 중합체에 대해 순서대로 설명한다.

(1) 주사슬에 락톤 고리 구조를 갖는 아크릴계 수지

주사슬에 락톤 고리 구조를 갖는 아크릴계 수지 (이후 락톤 고리 함유 중합체라고도 칭한다) 는, 주사슬에 락톤 고리를 갖는 아크릴계 수지이면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 하기 일반식 (100) 으로 나타내는 락톤 고리 구조를 갖는다.

일반식 (100) :

[화학식 1]

일반식 (100) 중, R¹¹, R¹² 및 R¹³ 은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 ∼ 20 의 유기 잔기를 나타내고, 유기 잔기는 산소 원자를 함유하고 있어도 된다.

여기서, 탄소 원자수 1 ∼ 20 의 유기 잔기로는, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기가 바람직하고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, n-부틸기, t-부틸기 등이 바람직하다.

락톤 고리 함유 중합체의 구조 중에 있어서의 상기 일반식 (100) 으로 나타내는 락톤 고리 구조의 함유 비율은, 바람직하게는 5 ∼ 90 질량％, 보다 바람직하게는 10 ∼ 70 질량％, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 60 질량％, 특히 바람직하게는 10 ∼ 50 질량％ 이다. 락톤 고리 구조의 함유 비율을 5 질량％ 이상으로 함으로써, 얻어진 중합체의 내열성, 및 표면 경도가 향상되는 경향이 있고, 락톤 고리 구조의 함유 비율을 90 질량％ 이하로 함으로써, 얻어진 중합체의 성형 가공성이 향상되는 경향이 있다.

또한, 락톤 고리 구조의 함유 비율은 하기 식으로부터 산출할 수 있다.

락톤 고리의 함유 비율 (질량％) ＝ B × A × M_R/M_m

(식 중, B 는, 락톤 고리화에 관여하는 구조 (수산기) 를 갖는 원료 단량체의 당해 공중합에 사용된 단량체 조성에 있어서의 질량 함유 비율이고, M_R 은 생성되는 락톤 고리 구조 단위의 식량이고, M_m 은 락톤 고리화에 관여하는 구조 (수산기) 를 갖는 원료 단량체의 분자량이고, A 는 락톤 고리화율이다)

또, 락톤 고리화율은, 예를 들어 고리화 반응이 탈알코올 반응을 수반하는 경우, 이론 중량 감소량과 중량 감소가 시작되기 전의 150 ℃ 에서, 중합체의 분해가 시작되기 전의 300 ℃ 까지의 사이의 탈알코올 반응에 의한 중량감 가열 중량 감소율로부터 산출할 수 있다.

락톤 고리 구조를 갖는 아크릴계 수지의 제조 방법에 대해서는, 특별히 한정은 되지 않는다. 바람직하게는, 락톤 고리 구조를 갖는 아크릴계 수지는, 하기의 소정의 단량체를 중합함으로써 분자 사슬 중에 수산기와 에스테르기를 갖는 중합체 (p) 를 얻은 후에, 얻어진 중합체 (p) 를 75 ℃ ∼ 120 ℃ 의 온도 범위에서 가열 처리함으로써 락톤 고리 구조를 중합체에 도입하는 락톤 고리화 축합을 실시함으로써 얻어진다.

중합 공정에 있어서는, 하기 일반식 (101) 로 나타내는 단량체를 함유하는 단량체 성분의 중합 반응을 실시함으로써, 분자 사슬 중에 수산기와 에스테르기를 갖는 중합체를 얻는다.

일반식 (101) :

[화학식 2]

(식 중, R¹ 및 R² 는, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 20 의 유기 잔기를 나타낸다)

일반식 (101) 로 나타내는 단량체로는, 예를 들어, 2-(하이드록시메틸)아크릴산메틸, 2-(하이드록시메틸)아크릴산에틸, 2-(하이드록시메틸)아크릴산이소프로필, 2-(하이드록시메틸)아크릴산노르말부틸, 2-(하이드록시메틸)아크릴산 t-부틸 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 2-(하이드록시메틸)아크릴산메틸, 2-(하이드록시메틸)아크릴산에틸이 바람직하고, 내열성 향상 효과가 높은 점에서, 2-(하이드록시메틸)아크릴산메틸이 특히 바람직하다. 일반식 (101) 로 나타내는 단량체는, 1 종만 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

중합 공정에 있어서 제공하는 단량체 성분 중의 일반식 (101) 로 나타내는 단량체의 함유 비율은, 내열성, 내용제성, 표면 경도의 관점에서 바람직한 범위의 하한치가 있고, 얻어진 중합체의 성형 가공성의 관점에서 바람직한 범위의 상한치가 있고, 그것들 관점에 입각하여, 바람직하게는 5 ∼ 90 질량％, 보다 바람직하게는 10 ∼ 70 질량％, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 60 질량％, 특히 바람직하게는 10 ∼ 50 질량％ 이다.

중합 공정에 있어서 제공하는 단량체 성분 중에는, 일반식 (101) 로 나타내는 단량체 이외의 단량체를 함유하고 있어도 된다. 이와 같은 단량체로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 아크릴산에스테르, 수산기 함유 단량체, 불포화 카르복실산, 하기 일반식 (102) 로 나타내는 단량체를 바람직하게 들 수 있다. 일반식 (101) 로 나타내는 단량체 이외의 단량체는, 1 종만 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

일반식 (102) :

[화학식 3]

(식 중, R⁴ 는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, X 는 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기, 아릴기, -OAc 기, -CN 기, -CO-R⁵ 기, 또는 -CO-O-R⁶ 기를 나타내고, Ac 는 아세틸기를 나타내고, R⁵ 및 R⁶ 은 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 20 의 유기 잔기를 나타낸다)

락톤 고리 함유 중합체의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 10,000 ∼ 2,000,000, 보다 바람직하게는 20,000 ∼ 1,000,000, 특히 바람직하게는 50,000 ∼ 500,000 이다.

락톤 고리 함유 중합체는, 다이나믹 TG 측정에 있어서의 150 ∼ 300 ℃ 의 범위 내에서의 질량 감소율이, 바람직하게는 1 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.5 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.3 ％ 이하인 것이 양호하다. 다이나믹 TG 의 측정 방법에 대해서는, 일본 공개특허공보 2002-138106호에 기재된 방법을 사용할 수 있다.

락톤 고리 함유 중합체는, 고리화 축합 반응률이 높기 때문에, 성형품의 제조 과정에서 탈알코올 반응이 적어, 그 알코올을 원인으로 한 성형 후의 성형품 중에 기포나 은조 (실버스트리크) 가 들어간다는 결점을 회피할 수 있다. 또한, 높은 고리화 축합 반응률에 의해, 락톤 고리 구조가 중합체에 충분히 도입되므로, 얻어진 락톤 고리 함유 중합체는 높은 내열성을 갖는다.

락톤 고리 함유 중합체는, 농도 15 질량％ 의 클로로포름 용액으로 한 경우, 그 착색도 (YI) 가, 바람직하게는 6 이하, 보다 바람직하게는 3 이하, 더욱 바람직하게는 2 이하, 특히 바람직하게는 1 이하이다. 착색도 (YI) 가 6 이하이면, 착색에 의해 투명성이 저해되는 등의 문제가 잘 발생하지 않기 때문에, 본 발명에 있어서 바람직하게 사용할 수 있다.

락톤 고리 함유 중합체는, 열질량 분석 (TG) 에 있어서의 5 ％ 질량 감소 온도가, 바람직하게는 330 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 350 ℃ 이상, 더욱 바람직하게는 360 ℃ 이상이다. 열질량 분석 (TG) 에 있어서의 5 ％ 질량 감소 온도는, 열안정성의 지표로서, 이것을 330 ℃ 이상으로 함으로써, 충분한 열안정성이 발휘되기 쉬운 경향이 있다. 열질량 분석은, 상기 다이나믹 TG 의 측정의 장치를 사용할 수 있다.

락톤 고리 함유 중합체의 유리 전이 온도 (Tg) 가, 바람직하게는 115 ℃ ∼ 180 ℃, 보다 바람직하게는 120 ℃ ∼ 170 ℃, 더욱 바람직하게는 125 ℃ ∼ 160 ℃ 이다.

(2) 주사슬에 무수 숙신산 고리를 갖는 무수 말레산계 중합체

주사슬에 무수 숙신산 구조가 중합체의 분자 사슬 중 (중합체의 주골격 중) 에 형성됨으로써, 공중합체인 아크릴 수지에 높은 내열성이 부여되고, 또한, 유리 전이 온도 (Tg) 도 높아지기 때문에 바람직하다.

주사슬에 무수 숙신산 고리를 갖는 무수 말레산계 중합체의 유리 전이 온도 (Tg) 가, 바람직하게는 110 ℃ ∼ 160 ℃, 보다 바람직하게는 115 ℃ ∼ 160 ℃, 더욱 바람직하게는 120 ℃ ∼ 160 ℃ 이다.

또, 주사슬에 무수 숙신산 고리를 갖는 무수 말레산계 중합체의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 50,000 ∼ 500,000 의 범위이다.

상기 아크릴 수지와의 공중합에 사용되는 상기 무수 말레산 단위로는, 특별히 제한은 없지만, 일본 공개특허공보 2008-216586호, 일본 공개특허공보 2009-052021호, 일본 공개특허공보 2009-196151호, 일본 공표특허공보 2012-504783호의 각 공보에 기재된 말레산 변성 수지를 들 수 있다.

또한, 이들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다

말레산 변성 수지의 시판품으로는, 말레산 변성 MAS 수지 (메타크릴산메틸-아크릴로니트릴-스티렌 공중합체) 인 아사히 화성 케미컬즈 (주) 제조 델펫 980N 을 바람직하게 사용할 수 있다.

또, 무수 말레산 단위를 함유하는 아크릴 수지를 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않고 공지된 방법을 사용할 수 있다.

상기 말레산 변성 수지로는, 얻어지는 폴리머 중에 무수 말레산 단위가 함유되는 것이면 제한되지 않고, 예를 들어, (무수) 말레산 변성 MS 수지, (무수) 말레산 변성 MAS 수지 (메타크릴산메틸-아크릴로니트릴-스티렌 공중합체), (무수) 말레산 변성 MBS 수지, (무수) 말레산 변성 AS 수지, (무수) 말레산 변성 AA 수지, (무수) 말레산 변성 ABS 수지, 에틸렌-무수 말레산 공중합체, 에틸렌-아크릴산-무수 말레산 공중합체, 무수 말레산 그래프트 폴리프로필렌 등을 들 수 있다.

상기 무수 말레산 단위는, 하기 일반식 (200) 으로 나타내는 구조이다.

일반식 (200) :

[화학식 4]

상기 일반식 (200) 중, R²¹ 및 R²² 는, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 20 의 유기 잔기를 나타낸다.

상기 유기 잔기는, 탄소수가 1 ∼ 20 의 범위 내이면 특별히는 한정되지 않지만, 예를 들어, 직사슬 또는 분기형의 알킬기, 직사슬 또는 분기형의 알킬렌기, 아릴기, -OAc 기, -CN 기 등을 들 수 있다. 또, 유기 잔기는 산소 원자를 함유하고 있어도 된다. Ac 는 아세틸기를 나타낸다.

상기 R²¹ 및 R²² 의 탄소수는 1 ∼ 10 인 것이 바람직하고, 1 ∼ 5 인 것이 보다 바람직하다.

상기 R²¹ 및 R²² 가 각각 수소 원자를 나타내는 경우에는, 고유 복굴절의 조정의 관점에서, 추가로 그 밖의 공중합 성분을 함유하는 것도 바람직하다. 이와 같은 3 원계 이상의 내열성 아크릴 수지로서, 예를 들어, 메타크릴산메틸-무수 말레산-스티렌 공중합체를 바람직하게 사용할 수 있다.

(3) 주사슬에 무수 글루타르산 고리 구조를 갖는 중합체

주사슬에 무수 글루타르산 고리 구조를 갖는 중합체란, 글루타르산 무수물 단위를 갖는 중합체이다.

글루타르산 무수물 단위를 갖는 중합체는, 하기 일반식 (300) 으로 나타내는 글루타르산 무수물 단위 (이하, 글루타르산 무수물 단위라고 부른다) 를 갖는 것이 바람직하다.

일반식 (300) :

[화학식 5]

일반식 (300) 중, R³¹, R³² 는, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 20 의 유기 잔기를 나타낸다. 또한, 유기 잔기는 산소 원자를 함유하고 있어도 된다. R³¹, R³² 는, 특히 바람직하게는, 동일하거나 또는 상이한, 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기를 나타낸다.

글루타르산 무수물 단위를 갖는 중합체는, 글루타르산 무수물 단위를 함유하는 아크릴계 수지인 것이 바람직하다. 아크릴계 수지로는, 내열성 면에서 120 ℃ 이상의 유리 전이 온도 (Tg) 를 갖는 것이 바람직하다.

주사슬에 무수 글루타르산 고리 구조를 갖는 중합체의 유리 전이 온도 (Tg) 가, 바람직하게는 110 ℃ ∼ 160 ℃, 보다 바람직하게는 115 ℃ ∼ 160 ℃, 더욱 바람직하게는 120 ℃ ∼ 160 ℃ 이다.

또, 주사슬에 무수 글루타르산 고리 구조를 갖는 중합체의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 50,000 ∼ 500,000 의 범위이다.

아크릴계 수지에 대한 글루타르산 무수물 단위의 함유량으로는, 5 ∼ 50 질량％ 가 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 ∼ 45 질량％ 이다. 5 질량％ 이상, 보다 바람직하게는 10 질량％ 이상으로 함으로써, 내열성 향상의 효과를 얻을 수 있고, 나아가서는 내후성 향상의 효과를 얻을 수도 있다.

(4) 주사슬에 글루타르이미드 고리 구조를 갖는 아크릴계 수지

주사슬에 글루타르이미드 고리 구조를 갖는 아크릴계 수지 (이후 글루타르이미드계 수지라고도 칭한다) 는, 주사슬에 글루타르이미드 고리 구조를 가짐으로써 광학 특성이나 내열성 등의 면에서 바람직한 특성 밸런스를 발현할 수 있다. 상기 주사슬에 글루타르이미드 고리 구조를 갖는 아크릴계 수지는, 적어도 하기 일반식 (400) 으로 나타내는 글루타르이미드 단위 (단, 식 중, R³⁰¹, R³⁰², R³⁰³ 은 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 ∼ 12 개의 비치환의 또는 치환의 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기이다) 를 20 질량％ 이상 갖는 글루타르이미드 수지를 함유하는 것이 바람직하다.

일반식 (400) :

[화학식 6]

본 발명에 사용되는 글루타르이미드계 수지를 구성하는 바람직한 글루타르이미드 단위로는, R³⁰¹, R³⁰² 가 수소 원자 또는 메틸기이고, R³⁰³ 이 메틸기 또는 시클로헥실기이다. 그 글루타르이미드 단위는, 단일의 종류여도 되고, R³⁰¹, R³⁰², R³⁰³ 이 상이한 복수의 종류를 포함하고 있어도 된다.

본 발명에 사용되는, 글루타르이미드계 수지를 구성하는 바람직한 제 2 구성 단위로는, 아크릴산에스테르 또는 메타크릴산에스테르로 이루어지는 단위이다. 바람직한 아크릴산에스테르 또는 메타크릴산에스테르 구성 단위로는 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸 등을 들 수 있다. 또, 다른 바람직한 이미드화 가능한 단위로서 N-메틸메타크릴아미드나, N-에틸메타크릴아미드 와 같은, N-알킬메타크릴아미드를 들 수 있다. 이들 제 2 구성 단위는 단독의 종류여도 되고, 복수의 종류를 포함하고 있어도 된다.

글루타르이미드계 수지의 일반식 (400) 으로 나타내는 글루타르이미드 단위의 함유량은, 글루타르이미드계 수지의 총 반복 단위를 기준으로 하여, 20 질량％ 이상 95 질량％ 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 50 ∼ 90 질량％, 더욱 바람직하게는, 60 ∼ 80 질량％ 이다. 글루타르이미드 단위의 함유량을 20 질량％ 이상으로 하면, 얻어지는 필름의 내열성, 투명성 확보 면에서 바람직하다. 95 질량％ 이하로 하면 필름의 취성, 투명성, 필름화의 관점에서 바람직하다.

글루타르이미드계 수지는, 필요에 따라, 추가로, 제 3 구성 단위가 공중합된 것이어도 된다. 바람직한 제 3 구성 단위의 예로는, 스티렌, 치환 스티렌, α-메틸스티렌 등의 스티렌계 단량체, 부틸아크릴레이트 등의 아크릴계 단량체, 아크릴로니트릴이나 메타크릴로니트릴 등의 니트릴계 단량체, 말레이미드, N-메틸말레이미드, N-페닐말레이미드, N-시클로헥실말레이미드 등의 말레이미드계 단량체를 공중합하여 이루어지는 구성 단위를 사용할 수 있다. 이들은 글루타르이미드계 수지 중에, 그 글루타르이미드 단위와 이미드화 가능한 단위와 직접 공중합되어 있어도 되고, 또, 그 글루타르이미드 단위와 이미드화 가능한 단위를 갖는 수지에 대해 그래프트 공중합되어 있어도 상관없다. 제 3 성분은, 이것을 첨가하는 경우에는, 글루타르이미드계 수지 중의 함유율은, 글루타르이미드계 수지 중의 총 반복 단위를 기준으로 하여 5 몰％ 이상, 30 몰％ 이하인 것이 바람직하다.

글루타르이미드계 수지는, 미국특허 3284425호, 미국특허 4246374호, 일본 공개특허공보 평2-153904호 등에 기재되어 있고, 이미드화 가능한 단위를 갖는 수지로서 메타크릴산메틸에스테르 등을 주 원료로 하여 얻어지는 수지를 사용하고, 그 이미드화 가능한 단위를 갖는 수지를 암모니아 또는 치환 아민을 사용하여 이미드화함으로써 얻을 수 있다. 글루타르이미드계 수지를 얻을 때에, 반응 부생성물로서 아크릴산이나 메타크릴산, 또는 그 무수물으로 구성되는 단위가 글루타르이미드계 수지 중에 도입되는 경우가 있다. 이와 같은 구성 단위, 특히 산무수물의 존재는, 얻어지는 본 발명 필름의 전광선 투과율이나 헤이즈를 저하시키기 때문에 바람직하지 않다. 아크릴산이나 메타크릴산 함량으로서 수지 1 g 당 0.5 밀리 당량 이하, 바람직하게는 0.3 밀리 당량 이하, 보다 바람직하게는 0.1 밀리 당량 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 일본 공개특허공보 평02-153904호에 보여지는 바와 같이, 주로 N-메틸아크릴아미드와 메타크릴산메틸에스테르로 이루어지는 수지를 사용하여 이미드화함으로써, 글루타르이미드계 수지를 얻는 것도 가능하다.

상기 글루타르계 수지의 유리 전이 온도 (Tg) 는, 바람직하게는 110 ℃ ∼ 160 ℃, 보다 바람직하게는 115 ℃ ∼ 160 ℃, 더욱 바람직하게는 120 ℃ ∼ 160 ℃ 이다.

또, 글루타르계 수지의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 50,000 ∼ 500,000 의 범위이다.

본 발명의 광학 필름은, 아크릴계 수지 이외에도 그 밖의 수지를 혼합해도 된다. 아크릴계 수지와 그 밖의 수지의 질량비는 70 : 30 ∼ 100 : 0 인 것이 바람직하고, 80 : 20 ∼ 100 : 0 인 것이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 90 : 10 ∼ 100 : 0 이고, 특히 바람직하게는 98 : 2 ∼ 100 : 0 이고, 가장 바람직하게는 100 : 0 이다. 아크릴계 수지와 그 밖의 수지의 질량비가 80 : 20 ∼ 100 : 0 의 범위이면, 투습성이 낮아, 필름을 투과한 물에 의한 편광자의 습도 팽창을 보다 억제할 수 있기 때문에 바람직하다.

- 아크릴계 수지로 이루어지는 광학 필름의 제조 방법 -

이하, 아크릴계 수지로 이루어지는 열가소성 수지를 제막 (製膜) 하는 제조 방법에 대해 상세하게 설명한다.

아크릴계 수지를 주성분으로서 사용하여 광학 필름을 제막하려면, 예를 들어, 옴니 믹서 등, 종래 공지된 혼합기에 의해 필름 원료를 프리블렌드한 후, 얻어진 혼합물을 압출 혼련한다. 이 경우, 압출 혼련에 사용하는 혼합기는, 특별히 한정되는 것이 아니고, 예를 들어, 단축 압출기, 2 축 압출기 등의 압출기나 가압 니더 등, 종래 공지된 혼합기를 사용할 수 있다.

필름 성형의 방법으로는, 예를 들어, 용액 캐스트법 (용액 유연법), 용융 압출법, 캘린더법, 압축 성형법 등, 종래 공지된 필름 성형법을 들 수 있다. 이들의 필름 성형법 중, 용융 압출법이 특히 바람직하다.

용융 압출법으로는, 예를 들어, T 다이법, 인플레이션법 등을 들 수 있고, 그 때의 성형 온도는, 필름 원료의 유리 전이 온도에 따라 적절히 조절하면 되고, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 바람직하게는 150 ℃ ∼ 350 ℃, 보다 바람직하게는 200 ℃ ∼ 300 ℃ 이다.

T 다이법으로 필름 성형하는 경우에는, 공지된 단축 압출기나 2 축 압출기의 선단부에 T 다이를 장착하고, 필름상으로 압출된 필름을 권취하여, 롤상의 필름을 얻을 수 있다. 이 때, 권취롤의 온도를 적절히 조정하고, 압출 방향으로 연신을 가함으로써, 1 축 연신할 수도 있다. 또, 압출 방향과 수직인 방향으로 필름을 연신함으로써, 동시 2 축 연신, 축차 2 축 연신 등을 실시할 수도 있다.

본 발명의 광학 필름은, 아크릴계 수지로 이루어지는 연신 필름이 바람직하다. 연신 필름인 경우에는, 1 축 연신 필름 또는 2 축 연신 필름 중 어느 것이어도 된다. 2 축 연신 필름인 경우에는, 동시 2 축 연신 필름 또는 축차 2 축 연신 필름 중 어느 것이어도 된다. 2 축 연신한 경우에는, 기계적 강도가 향상되고, 필름 성능이 향상된다.

아크릴계 수지로 이루어지는 광학 필름은, 그 두께가 바람직하게는 5 ㎛ ∼ 80 ㎛, 보다 바람직하게는 10 ㎛ ∼ 40 ㎛ 이다. 두께가 5 ㎛ 이상이면, 필름 강도의 향상, 내구성 (권축) 을 억제할 수 있어 바람직하다. 두께를 80 ㎛ 이하로 함으로써, 필름의 투명성의 확보, 적절한 투습성을 확보할 수 있어 바람직하다.

본 발명의 광학 필름은, 기계 방향 (MD 방향) 의 인장 탄성률과 기계 방향에 수직인 방향 (TD 방향) 의 인장 탄성률에 있어서 식 (1) 의 관계를 만족한다.

식 (1) MD 방향의 인장 탄성률/TD 방향의 인장 탄성률 ＞ 1.36

더욱 바람직하게는,

1.36 ＜MD 방향의 인장 탄성률/TD 방향의 인장 탄성률 ＜ 1.80

의 범위이다.

기계 방향 (MD 방향) 의 인장 탄성률/기계 방향에 수직인 방향 (TD 방향) 의 인장 탄성률의 비가 1.36 보다 큰 아크릴계 필름을 사용하면, 종래의 아크릴계 필름 (인장 탄성률의 비는 최대여도 1.08 정도) 을 사용하는 경우에 비하여, 액정 셀의 휨에 기초하여 발생하는 액정 표시 장치의 표시 불균일을 명확하게 저감시킬 수 있다.

액정 표시 장치에 발생하는 표시 불균일은, 액정 셀이 휘는 결과, 액정 셀의 네 귀퉁이가 베젤에 접촉하는 등 하여 발생하는 면상 고장을 말한다. 액정 표시 장치의 액정 셀은, 그 양면에 2 장의 편광판을 갖는다. 예를 들어, 액정 표시 장치를 고습 환경하에 두면 프론트측 및 리어측 중 어느 편광판도 함수하여 팽윤된다. 그 후, 액정 표시 장치를 고습 환경하로부터 꺼내면, 상기 함수하여 팽윤된 편광판이 건조되어 수축된다. 여기서, 리어측의 편광판은, 액정 표시 장치 내에 배치되어 있어, 프론트측의 편광판보다 기밀성이 높은 환경에 놓여져 있는 등의 이유에서, 프론트측의 편광판이 보다 빨리 건조되기 때문에, 보다 큰 수축력이 발생하는 것에 반하여, 리어측의 편광판은 건조가 느려, 수축력의 발생이 작다. 그 때문에, 표시 불균일을 효과적으로 저감시키는 목적에서는, 프론트측 편광판에, 식 (1) 의 관계를 만족하는 광학 필름이 사용되고 있는 것이 바람직하고, 프론트측 편광판 및 리어측 편광판에 사용되는 4 장의 광학 필름 중, 액정 셀로부터 먼 측의 2 장이 식 (1) 의 관계를 만족하는 광학 필름인 것이 보다 바람직하고, 프론트측 편광판 및 리어측 편광판에 사용되는 4 장의 광학 필름 전부가 식 (1) 의 관계를 만족하는 광학 필름인 것이 더욱 바람직하다.

또, 본 발명의 광학 필름이 프론트측 편광판에 사용되는 경우에는, 기계 방향 (MD 방향) 이 액정 표시 장치의 표시면의 장변의 방향 (통상적으로는 좌우 방향) 이 되도록 배치되는 것 바람직하고, 리어측 편광판에 사용되는 경우에는, 기계 방향 (MD 방향) 이 액정 표시 장치의 표시면의 단변의 방향 (통상적으로는 상하 방향) 이 되도록 배치되는 것이 바람직하다.

또, 최근, 액정 표시 장치는 대형화·박형화가 진행되고, 용도도 다양화되어 내구성에 대한 요구가 엄격해지고 있다. 예를 들어, 액정 표시 장치의 박형화가 진행됨에 따라, 표시면에 원형상 또는 타원상의 광 불균일이 발생하는 것이 문제가 되어 왔으며, 이 개선이 요구되고 있다. 이 광 불균일 발생의 원인으로서, 박형화에 의해 백라이트 부재와 액정 패널 부재의 백라이트측 편광판의 접촉이 일어나기 쉬워지는 것을 들 수 있다. 백라이트 부재와 백라이트측 편광판의 접촉이 일어난 상태에서 액정 표시 장치가 장기간 사용되거나 고온 다습의 환경하에서 사용되거나 하는 경우, 접촉 부분에서 수분이 모이기 쉽고, 그 수분이 편광자에 침투함으로써, 백라이트 부재와 백라이트측 편광판의 접촉부와 비접촉부에 있어서의 편광판의 신축량이 변화되는 결과, 광탄성 기인으로 위상차가 발현되고, 광 불균일이 발생하는 것으로 생각된다. 아크릴계 수지로 이루어지는 광학 필름은 광탄성 계수가 0 Br 근방이기 때문에, 광탄성 기인의 위상차는 발현되지 않는다. 그 때문에, 리어측 편광판의 액정 셀측에 아크릴 수지로 이루어지는 광학 필름을 사용함으로써, 상기 광 불균일을 크게 저감시킬 수 있다.

본 발명의 광학 필름의 기계 방향 (MD 방향) 의 인장 탄성률은 1.7 × 10⁹ ∼ 5.5 × 10⁹ N/㎡ 인 것이 보다 바람직하고, 2.0 × 10⁹ ∼ 5.5 × 10⁹ N/㎡ 인 것이 보다 바람직하고, 2.5 × 10⁹ ∼ 5.5 × 10⁹ N/㎡ 인 것이 특히 바람직하다. 본 발명의 광학 필름의 기계 방향에 수직인 방향 (TD 방향) 의 인장 탄성률은 1.2 × 10⁹ ∼ 4.0 × 10⁹ N/㎡ 인 것이 보다 바람직하고, 1.2 × 10⁹ ∼ 3.5 × 10 ⁹ N/㎡ 인 것이 보다 바람직하고, 1.2 × 10⁹ ∼ 3.2 × 10⁹ N/㎡ 인 것이 특히 바람직하다.

일반적으로, 인장 탄성률이 높을수록 편광판 표면을 세게 긁었을 때의 흠집은 잘 나지 않는다. 즉, 인장 탄성률 MD/TD 비가 크면 (MD 인장 탄성률이 높으면), MD 방향의 흠집 내성을 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 예를 들어, 편광판 제작시의 롤 반송시에 흠집이 잘 나지 않아, 롤 반송시의 수율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 광학 필름에 있어서는 Re ＝ (nx － ny) × d 로 나타내는 필름 면내의 리타데이션치 Re 는 0 ㎚ ≤ Re ＜ 20 ㎚ 인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0 ㎚ ≤ Re ≤ 15 ㎚ 이고, 0 ㎚ ≤ Re ≤ 10 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 광학 필름에 있어서는 Rth ＝ ((nx ＋ ny)/2 － nz) × d 로 나타내는 필름 막두께 방향의 리타데이션치 Rth 는 │Rth│ ≤ 25 ㎚ 인 것이 바람직하다. 본 발명의 광학 필름에 있어서는 Rth ＝ ((nx ＋ ny)/2 － nz) × d 로 나타내는 필름 막두께 방향의 리타데이션치 Rth 는 │Rth│ ≤ 25 ㎚ 인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 │Rth│ ≤ 20 ㎚ 이고, │Rth│ ≤ 10 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하고, -10 ㎚ ≤ Rth ≤ 5 ㎚ 인 것이 가장 바람직하다.

본 명세서에 있어서, Re (λ ㎚), Rth (λ ㎚) 는 각각, 파장 λ (단위 ; ㎚) 에 있어서의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션을 나타낸다. Re (λ ㎚) 는 KOBRA 21ADH 또는 WR (오지 계측 기기 (주) 제조) 에 있어서 파장 λ ㎚ 의 광을 필름 법선 방향으로 입사시켜 측정된다. 측정 파장 λ ㎚ 의 선택시에는, 파장 선택 필터를 매뉴얼로 교환하거나, 또는 측정치를 프로그램 등으로 변환하여 측정할 수 있다. 측정되는 필름이 1 축 또는 2 축의 굴절률 타원체로 나타내는 것인 경우에는, 이하의 방법에 의해 Rth (λ ㎚) 는 산출된다.

Rth (λ ㎚) 는 상기 Re (λ ㎚) 를, 면내의 지상축 (KOBRA 21ADH 또는 WR 에 의해 판단된다) 을 경사축 (회전축) 으로서 (지상축이 없는 경우에는 필름 면내의 임의의 방향을 회전축으로 한다) 필름 법선 방향에 대해 법선 방향으로부터 편측 50°까지 10°단계로 각각 그 경사진 방향으로부터 파장 λ ㎚ 의 광을 입사시켜 전부 6 점 측정하고, 그 측정된 리타데이션치와 평균 굴절률의 가정치 및 입력된 막두께치를 기초로 KOBRA 21ADH 또는 WR 이 산출한다.

상기에 있어서, λ 에 관한 기재가 특별히 없고, Re, Rth 라고만 기재되어 있는 경우에는, 파장 550 ㎚ 의 광을 사용하여 측정한 값을 나타낸다. 또, 법선 방향으로부터 면내의 지상축을 회전축으로 하여, 어떤 경사 각도에 리타데이션의 값이 제로로 되는 방향을 갖는 필름의 경우에는, 그 경사 각도보다 큰 경사 각도에서의 리타데이션치는 그 부호를 부 (負) 로 변경한 후, KOBRA 21ADH 또는 WR 이 산출한다.

또한, 지상축을 경사축 (회전축) 으로 하고 (지상축이 없는 경우에는 필름 면내의 임의의 방향을 회전축으로 한다), 임의의 경사진 2 방향으로부터 리타데이션치를 측정하고, 그 값과 평균 굴절률의 가정치 및 입력된 막두께치를 기초로, 이하의 식 (3) 및 식 (4) 로부터 Rth 를 산출할 수도 있다.

식 (3)

[수학식 1]

[식 중, Re(θ) 는 법선 방향으로부터 각도 θ 경사진 방향에 있어서의 리타데이션치를 나타낸다. 또, nx 는 면내에 있어서의 지상축 방향의 굴절률을 나타내고, ny 는 면내에 있어서 nx 에 직교하는 방향의 굴절률을 나타내고, nz 는 nx 및 ny 에 직교하는 두께 방향의 굴절률을 나타내고, d 는 필름의 막두께를 나타낸다]

식 (4) : Rth ＝ ((nx ＋ ny)/2 － nz) × d

또, 상기의 측정에 있어서, 평균 굴절률의 가정치는, 폴리머 핸드북 (JOHN WILEY & SONS, INC), 각종 광학 필름의 카탈로그의 값을 사용할 수 있다. 평균 굴절률의 값이 이미 알려지지 않은 것에 대해서는, 아베 굴절계로 측정할 수 있다. 주된 광학 필름의 평균 굴절률의 값을 이하에 예시한다 : 셀룰로오스아실레이트 (1.48), 시클로올레핀 폴리머 (1.52), 폴리카보네이트 (1.59), 폴리메틸메타크릴레이트 (1.49), 폴리스티렌 (1.59) 이다.

＜편광판＞

본 발명의 편광판은, 편광자와, 적어도 편광자의 편면에 상기 본 발명의 광학 필름을 갖는다. 본 발명의 편광판은, 상기 본 발명의 광학 필름을, 편광자의 양면에 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 편광판은, 편광자와 상기 본 발명의 광학 필름을 편광자의 보호 필름으로서 갖는 것이 바람직하고, 편광판의 구성으로는, 보호 필름/편광자/보호 필름, 또는, 보호 필름/편광자, 보호 필름/편광자/도공층이 바람직하다.

본 발명의 편광판을 구성하는 편광판 보호 필름에 관하여, 상기 본 발명의 광학 필름 이외의 보호 필름에 사용할 수 있는 재료에 대해서는 특별히 제한은 없다. 여러 가지 폴리머로 이루어지는 층이나 필름 (이후, 통틀어 「필름」이라고 칭하는 경우도 있다) 이어도 되고, 예를 들어, 셀룰로오스아실레이트계 폴리머, 폴리카보네이트계 폴리머, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 폴리머, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 폴리머, 폴리스티렌이나 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체 (AS 수지) 등의 스티렌계 폴리머 등을 이용할 수 있다. 또, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 에틸렌·프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀계 폴리머, 시클로올레핀계 폴리머, 염화비닐계 폴리머, 나일론이나 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 폴리머, 이미드계 폴리머, 술폰계 폴리머, 폴리에테르술폰계 폴리머, 폴리에테르에테르케톤계 폴리머, 폴리페닐렌술파이드계 폴리머, 염화비닐리덴계 폴리머, 비닐알코올계 폴리머, 비닐부티랄계 폴리머, 아릴레이트계 폴리머, 폴리옥시메틸렌계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 또는 상기 폴리머를 혼합한 폴리머 등에서 1 종 또는 2 종 이상의 폴리머를 선택하고, 주성분으로서 사용하여 폴리머층이나 필름을 제작해도 된다. 또, 중합성기를 갖는 봉상 액정이나 디스코틱 액정을 소정의 배향 상태에서 중합시키고, 고정화시켜 형성한 층이어도 된다.

본 발명의 편광판에서, 편광자의 본 발명의 광학 필름이 첩합된 면과는 반대측의 면에 다른 광학 필름이 첩합되는 경우, 다른 광학 필름은 기능층을 가질 수 있다. 편광자 또는 다른 기능층과의 밀착성 개량을 위해서, 기능층으로서 접착 용이층을 가질 수 있다.

본 발명의 편광판은, 일반적인 방법으로 제작할 수 있다. 예를 들어, 편광자와 상기 본 발명의 광학 필름을 적층하는 방법이다.

적층에는, 통상적으로 접착제가 사용된다. 편광자와 양면의 편광판 보호 필름 사이의 접착제층은, 그 두께를 0.01 ∼ 30 ㎛ 정도로 할 수 있고, 바람직하게는 0.01 ∼ 10 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.05 ∼ 5 ㎛ 이다. 접착제층의 두께가 이 범위에 있으면, 적층되는 편광판 보호 필름과 편광자 사이에 들뜸이나 박리를 발생시키지 않아, 실용상 문제가 없는 접착력이 얻어진다.

바람직한 접착제의 하나로서, 수계 접착제, 즉, 접착제 성분이 물에 용해 또는 분산되어 있는 것을 들 수 있고, 폴리비닐알코올계 수지 수용액으로 이루어지는 접착제가 바람직하게 사용된다.

폴리비닐알코올계 수지 수용액으로 이루어지는 접착제에 있어서, 폴리비닐알코올계 수지에는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐을 비누화 처리하여 얻어지는 비닐알코올 호모폴리머 외에, 아세트산비닐과 이것에 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체를 비누화 처리하여 얻어지는 비닐알코올계 공중합체, 또한 그들의 수산기를 부분적으로 변성한 변성 폴리비닐알코올계 중합체 등이 있다.

이 접착제에는, 다가 알데히드, 수용성 에폭시 화합물, 멜라민계 화합물, 지르코니아 화합물, 아연 화합물, 글리옥실산염 등이 가교제로서 첨가되어 있어도 된다. 수계 접착제를 사용한 경우, 그것으로부터 얻어지는 접착제층의 두께는 통상적으로 1 ㎛ 이하이다.

또 하나의 바람직한 접착제로서, 활성 에너지선의 조사 또는 가열에 의해 경화하는 에폭시 화합물을 함유하는 경화성 접착제 조성물을 들 수 있다. 여기서 경화성의 에폭시 화합물은, 분자 내에 적어도 2 개의 에폭시기를 갖는 것이다. 이 경우, 편광자와 보호 필름의 접착은, 당해 접착제 조성물의 도포층에 대해, 활성 에너지선을 조사하거나, 또는 열을 부여하여, 접착제에 함유되는 경화성의 에폭시 화합물을 경화시키는 방법에 의해 실시할 수 있다. 에폭시 화합물의 경화는, 일반적으로, 에폭시 화합물의 카티온 중합에 의해 실시된다. 또 생산성의 관점에서 이 경화는 활성 에너지선의 조사에 의해 실시하는 것이 바람직하다.

경화성 접착제를 사용한 경우, 그것으로부터 얻어지는 접착제층의 두께는 통상적으로 0.5 ∼ 5 ㎛ 정도이다.

경화성 접착제를 사용하는 경우에는, 첩합롤을 사용하여 필름을 첩합한 후, 필요에 따라 건조를 실시하고, 활성 에너지선을 조사하거나 또는 가열함으로써 경화성 접착제를 경화시킨다. 활성 에너지선의 광원은 특별히 한정되지 않지만, 파장 400 ㎚ 이하에 발광 분포를 갖는 활성 에너지선이 바람직하고, 구체적으로는, 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙 라이트 램프, 마이크로 웨이브 여기 수은등, 메탈 할라이드 램프 등이 바람직하게 사용된다.

내후성, 굴절률, 카티온 중합성 등의 관점에서, 경화성 접착제 조성물에 함유되는 에폭시 화합물은, 분자 내에 방향 고리를 함유하지 않는 것인 것이 바람직하다. 분자 내에 방향 고리를 함유하지 않는 에폭시 화합물로서, 수소화 에폭시 화합물, 지환식 에폭시 화합물, 지방족 에폭시 화합물 등을 예시할 수 있다. 이와 같은 경화성 접착제 조성물에 바람직하게 사용되는 에폭시 화합물은, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2004-245925호에 상세하게 설명되어 있다.

또, 상기 본 발명의 광학 필름과 편광자를 접착제로 첩합할 때, 접착 강도를 향상시킬 목적으로, 상기 본 발명의 광학 필름의, 편광자와 대향하는 면에 표면 처리 (예를 들어, 글로우 방전 처리, 코로나 방전 처리, 자외선 (UV) 처리) 나 접착 용이층 형성 등을 해도 된다. 일본 공개특허공보 2007-127893호, 일본 공개특허공보 2007-127893호 등에 기재되어 있는 접착 용이층의 재료나 형성법 등을 사용할 수 있다.

또, 보호 필름으로서 본 발명의 광학 필름 이외의 필름을 사용하는 경우, 예를 들어, 셀룰로오스아실레이트 필름 (셀룰로오스아실레이트계 폴리머층) 을 사용하는 양태에서는, 셀룰로오스아실레이트 필름의 이면과 편광자를 첩합시킴으로써 제작할 수 있다. 상기 셀룰로오스아실레이트 필름과 편광자의 첩합에, 수계 접착제를 사용하는 양태에서는, 상기 셀룰로오스아실레이트 필름의 첩합면은, 알칼리 비누화 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 또, 첩합에는, 완전 비누화형 폴리비닐알코올 수용액을 사용할 수 있다.

상기 편광자로는, 종래 공지된 방법으로 제조한 것을 사용할 수 있고, 폴리비닐알코올계 편광자가 바람직하다. 예를 들어, 폴리비닐알코올 또는 에틸렌 단위의 함유량 1 ∼ 4 몰％, 중합도 2000 ∼ 4000, 비누화도 99.0 ∼ 99.99 몰％ 인 에틸렌 변성 폴리비닐알코올과 같은 친수성 폴리머로 이루어지는 필름을, 요오드와 같은 이색성 염료로 처리하여 연신한 것이나, 염화비닐과 같은 플라스틱 필름을 처리하여 배향시킨 것을 사용한다.

또, 기재 상에 폴리비닐알코올층을 형성한 적층 필름의 상태에서 연신 및 염색을 실시함으로써 10 ㎛ 이하의 편광자 필름을 얻는 방법으로서, 일본 특허공보 제5048120호, 일본 특허공보 제5143918호, 일본 특허공보 제5048120호, 일본 특허공보 제4691205호, 일본 특허공보 제4751481호, 일본 특허공보 제4751486호를 들 수 있고, 이들 편광자에 관한 공지된 기술도 본 발명의 편광판에 바람직하게 이용할 수 있다.

＜기능층＞

본 발명의 광학 필름의 적어도 일방의 표면 상에, 기능층을 갖고 있어도 된다. 기능층으로는 3 차원 영상 표시용 패턴 위상차층, λ/4 층, 광학 이방성층, 하드 코트층, 반사 방지층, 방현층, 대전 방지층, 접착 용이층 등을 들 수 있다. 각 기능층은 단독, 또는 병용해도 된다. 또, 특히 패턴 위상차층 또는λ/4 층을 본 발명의 광학 필름 상에 형성한 양태에서는, 본 발명의 광학 필름의 다른 일방의 면, 또는 상기 패턴 위상차층 또는 상기 λ/4 층 상에 하드 코트층을 형성하는 양태가 바람직하다. 또, 패턴 위상차층 또는 λ/4 층 상에 하드 코트층을 형성하는 양태에서는, 상기 패턴 위상차층 또는 상기 λ/4 층보다 시인측에 배치된 층, 또는 상기 하드 코트층에 자외선 흡수능을 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 편광판이, 보호 필름/편광자/기능층, 즉, 보호 필름인 본 발명의 광학 필름과 기능층으로 편광자를 협지하는 구성의 경우, 액정 표시 장치에 있어서, 상기 기능층을 액정 셀에 가까운 쪽에 배치하는 양태에서는, 상기 기능층이 λ/4 층, 광학 이방성층, 하드 코트층, 대전 방지층, 접착 용이층인 것이 바람직하다.

＜패턴 위상차층＞

패턴 위상차층은, 면내 지상축 방향 및 면내 리타데이션의 적어도 일방이 서로 상이한 제 1 위상차 영역 및 제 2 위상차 영역을 포함하고, 또한 상기 제 1 및 제 2 위상차 영역이, 면내에 있어서 교대로 배치되어 있고, 제 1 위상차 영역 및 제 2 위상차 영역 사이에는 경계부를 갖는다. 일례는, 제 1 및 제 2 위상차 영역이 각각 λ/4 정도의 Re 를 갖고, 또한 면내 지상축이 서로 직교하고 있는 광학 이방성층이다. 이와 같은 패턴 위상차층의 형성에는 여러 가지의 방법이 있는데, 중합성기를 갖는 봉상 액정을 수평 배향시킨 상태, 및 디스코틱 액정을 수직 배향시킨 상태에서 중합시키고, 고정화시켜 형성하는 것이 바람직하다.

일반적으로, 액정 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 마사오저, 2 페이지, 이와나미 서점, 1992). 본 발명에 사용되는 광학 이방성층에서는, 어느 액정 화합물을 사용할 수도 있지만, 봉상 액정 화합물 또는 원반상 액정 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 2 종 이상의 봉상 액정 화합물, 2 종 이상의 원반상 액정 화합물, 또는 봉상 액정 화합물과 원반상 액정 화합물의 혼합물을 사용해도 된다. 온도 변화나 습도 변화를 작게 할 수 있는 점에서, 반응성기를 갖는 봉상 액정 화합물 또는 원반상 액정 화합물을 사용하여 형성하는 것이 보다 바람직하고, 적어도 1 개는 1 액정 분자 중의 반응성기가 2 이상 있는 것이 더욱 바람직하다. 액정 화합물은 2 종류 이상의 혼합물이어도 되고, 그 경우 적어도 1 개가 2 이상의 반응성기를 갖고 있는 것이 바람직하다.

봉상 액정 화합물로는, 예를 들어, 일본 공표특허공보 평11-513019호나 일본 공개특허공보 2007-279688호에 기재된 것을 바람직하게 사용할 수 있고, 디스코틱 액정 화합물로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2007-108732호나 일본 공개특허공보 2010-244038호에 기재된 것을 바람직하게 사용할 수 있는데, 이들에 한정되지 않는다.

액정 화합물이 중합 조건이 상이한 2 종류 이상의 반응성기를 갖는 것도 또한 바람직하다. 이 경우, 조건을 선택하여 복수 종류의 반응성기의 일부 종류만을 중합시킴으로써, 미반응의 반응성기를 갖는 고분자를 함유하는 위상차층을 제작하는 것이 가능해진다. 사용하는 중합 조건으로는 중합 고정화에 사용하는 전리 방사선의 파장역이어도 되고, 사용하는 중합 기구의 차이여도 되지만, 바람직하게는 사용하는 개시제의 종류에 의해 제어 가능한, 라디칼성의 반응기와 카티온성의 반응기의 조합이 좋다. 상기 라디칼성의 반응성기가 아크릴기 및/또는 메타크릴기이고, 또한 상기 카티온성기가 비닐에테르기, 옥세탄기 및/또는 에폭시기인 조합이 반응성을 제어하기 쉬워 특히 바람직하다.

상기 광학 이방성층은, 배향막을 이용한 여러 가지 방법으로 형성할 수 있고, 그 제법에 대해서는 특별히 제한은 없다.

제 1 양태는, 액정의 배향 제어에 영향을 주는 복수의 작용을 이용하고, 그 후, 외부 자극 (열처리 등) 에 의해 어느 작용을 소실시켜, 소정의 배향 제어 작용을 지배적으로 하는 방법이다. 예를 들어, 배향막에 의한 배향 제어능과 액정 화합물 중에 첨가되는 배향 제어제의 배향 제어능의 복합 작용에 의해, 액정을 소정의 배향 상태로 하고, 그것을 고정시켜 일방의 위상차 영역을 형성한 후, 외부 자극 (열처리 등) 에 의해, 어느 작용 (예를 들어 배향 제어제에 의한 작용) 을 소실시켜, 다른 배향 제어 작용 (배향막에 의한 작용) 을 지배적으로 하고, 그것에 의해 다른 배향 상태를 실현하고, 그것을 고정시켜 타방의 위상차 영역을 형성한다. 예를 들어, 소정의 피리디늄 화합물 또는 이미다졸륨 화합물은, 피리디늄 기 또는 이미다졸륨기가 친수적이기 때문에 상기 친수적인 폴리비닐알코올 배향막 표면에 편재된다. 특히, 피리디늄기가 또한 수소 원자의 억셉터의 치환기인 아미노기가 치환되어 있으면, 폴리비닐알코올과의 사이에 분자간 수소 결합이 발생하여, 보다 고밀도로 배향막 표면에 편재됨과 함께, 수소 결합의 효과에 의해, 피리디늄 유도체가 폴리비닐알코올의 주사슬과 직교하는 방향으로 배향하기 때문에, 러빙 방향에 대해 액정의 직교 배향을 촉진한다. 상기 피리디늄 유도체는, 분자 내에 복수 개의 방향 고리를 갖고 있기 때문에, 상기 서술한 액정, 특히 디스코틱 액정 화합물과의 사이에 강한 분자간 π-π 상호 작용이 일어나, 디스코틱 액정의 배향막 계면 근방에 있어서의 직교 배향을 야기한다. 특히, 친수적인 피리디늄기에 소수적인 방향 고리가 연결되어 있으면, 그 소수성의 효과에 의해 수직 배향을 야기하는 효과도 갖는다. 그러나, 그 효과는, 어느 온도를 초과하여 가열하면, 수소 결합이 절단되고, 상기 피리디늄 화합물 등의 배향막 표면에 있어서의 밀도가 저하되어, 그 작용을 소실한다. 그 결과, 러빙 배향막 그 자체의 규제력에 의해 액정이 배향되고, 액정은 평행 배향 상태가 된다. 이 방법의 상세한 것에 대해서는, 일본 공개특허공보 2012-8170호에 기재가 있고, 그 내용은 본 명세서에 참조로서 받아들여진다.

제 2 양태는, 패턴 배향막을 이용하는 양태이다. 이 양태에서는, 서로 상이한 배향 제어능을 갖는 패턴 배향막을 형성하고, 그 위에 액정 화합물을 배치하여, 액정을 배향시킨다. 액정은, 패턴 배향막의 각각의 배향 제어능에 의해 배향 규제되고, 서로 상이한 배향 상태를 달성한다. 각각의 배향 상태를 고정시킴으로써, 배향막의 패턴에 따라 제 1 및 제 2 위상차 영역의 패턴이 형성된다. 패턴 배향막은, 인쇄법, 러빙 배향막에 대한 마스크 러빙, 광 배향막에 대한 마스크 노광 등을 이용하여 형성할 수 있다. 또, 배향막을 일정하게 형성하고, 배향 제어능에 영향을 주는 첨가제 (예를 들어, 상기 오늄염 등) 를 별도 소정의 패턴으로 인쇄함으로써, 패턴 배향막을 형성할 수도 있다. 대대적인 설비가 불필요한 점이나 제조가 용이한 점에서, 인쇄법을 이용하는 방법이 바람직하다. 이 방법의 상세한 것에 대해서는, 일본 공개특허공보 2012-032661호에 기재가 있고, 그 내용은 본 명세서에 참조로서 받아들여진다.

또, 제 1 및 제 2 양태를 병용해도 된다. 일례는, 배향막 중에 광 산발생제를 첨가하는 예이다. 이 예에서는, 배향막 중에 광 산발생제를 첨가하고, 패턴 노광에 의해, 광 산발생제가 분해되어 산성 화합물이 발생한 영역과, 발생하지 않은 영역을 형성한다. 광 미조사 부분에서는 광 산발생제는 거의 미분해인 채이고, 배향막 재료, 액정, 및 원하는 바에 따라 첨가되는 배향 제어제의 상호 작용이 배향 상태를 지배하고, 액정을 그 지상축이 러빙 방향과 직교하는 방향으로 배향시킨다. 배향막으로 광 조사하여, 산성 화합물이 발생하면, 그 상호 작용은 이미 지배적이지 않게 되어, 러빙 배향막의 러빙 방향이 배향 상태를 지배하고, 액정은 그 지상축을 러빙 방향과 평행하게 하여 평행 배향한다. 상기 배향막에 사용되는 광 산발생제로는, 수용성의 화합물이 바람직하게 사용된다. 사용 가능한 광 산발생제의 예에는, Prog. Polym. Sci., 23, 1485 (1998) 에 기재된 화합물이 포함된다. 상기 광 산발생제로는, 피리디늄염, 요오드늄염 및 술포늄염이 특히 바람직하게 사용된다. 이 방법의 상세한 것에 대해서는, 일본 공개특허공보 2012-150428호에 기재가 있고, 그 내용은 본 명세서에 참조로서 받아들여진다.

(제 1 영역과 제 2 영역의 형상)

본 발명의 광학 필름은, 서로 복굴절률이 상이한 제 1 위상차 영역 (이하, 간단히 제 1 영역이라고도 한다) 과 제 2 위상차 영역 (이하, 간단히 제 2 영역이라고도 한다) 을 갖고, 상기 제 1 위상차 영역과 상기 제 2 위상차 영역이 1 라인마다 교대로 패턴화된 광학 이방성층 (이하, 패턴 위상차라고도 한다) 을 갖는다. 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역이, 서로의 단변의 길이가 거의 동등한 띠상이며, 또한 교대로 반복하여 패터닝되어 있는 것이, 3D 입체 영상 표시 시스템용으로 사용하는 관점에서 바람직하다.

본 발명의 광학 필름에서는, 상기 제 1 영역의 지상축과 상기 제 2 영역의 지상축이 거의 직교하는 것이, 3D 영상 표시를 할 때에 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역을 통과한 광의 편광 상태를 직선 편광으로부터 원 편광, 또는 원 편광으로부터 직선 편광으로 바꿀 수 있는 관점에서 바람직하다.

또, 본 발명의 광학 필름에서는, 상기 제 1 영역의 지상축과 상기 제 2 영역의 지상축이 직교하는 것이, 3D 영상 표시를 할 때에 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역을 통과한 광의 편광 상태를, 타원 편광시키지 않고, 직선 편광으로부터 원 편광, 또는 원 편광으로부터 직선 편광으로 바꿀 수 있는 관점에서 보다 바람직하다.

본 발명의 광학 필름에서는, 패턴의 장변의 방향과, 지지체의 음속이 최대가 되는 방향이 거의 직교인 것이, 패턴 영역과 화소의 어긋남을 저감시키고, 크로스 토크를 억제할 수 있는 관점에서 바람직하다.

(리타데이션)

상기와 같이 직선 편광으로부터 원 편광, 또는 원 편광으로부터 직선 편광으로 변환하는 기능을 갖는 패턴 위상차층은 파장의 1/4 의 리타데이션을 갖는 것이 바람직하다. 일반적으로 4 분의 1 파장판으로 불리고, 가시광의 파장 550 ㎚ 에 있어서는 Re ＝ 137.5 ㎚ 가 이상치가 된다.

또, 직선 편광으로부터 원 편광, 또는 원 편광으로부터 직선 편광으로 변환하는 패턴 위상차층은 파장의 1/4 의 리타데이션을 갖는 것만은 아니다. 예를 들어, 파장의 -1/4 이나 3/4 의 리타데이션이어도 되고, 일반식으로 나타내면 파장의 1/4 ± n/2 (n 은 정수 (整數)) 의 리타데이션을 가지면 된다.

상기 제 1 영역의 지상축과 상기 제 2 영역의 지상축이 직교하는 패터닝은, 파장의 -1/4 이나 1/4 의 리타데이션을 갖는 영역을 교대로 형성하면 된다. 이 때, 서로의 영역의 지상축은 거의 직교한다. 또, 파장의 1/4 과 3/4 의 리타데이션을 패터닝해도 되고, 이 때의 서로의 영역의 지상축은 거의 평행해진다. 단, 서로의 영역의 원 편광의 회전 방향은 반대로 된다.

또한, 파장의 1/4 과 3/4 의 리타데이션의 패터닝은, 파장의 1/4 을 전체면에 형성 후, 파장의 1/2 또는 -1/2 의 리타데이션을 형성해도 된다.

본 발명의 광학 필름에, 파장의 1/4 의 리타데이션을 갖게 하는 경우, 광학 필름 중에 포함되는 상기 제 1 영역의 Re (550) 값과 광학 필름 중에 포함되는 상기 제 2 영역의 Re (550) 값이 30 ∼ 250 ㎚ 인 것이 바람직하고, 50 ∼ 230 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 100 ∼ 200 ㎚ 인 것이 특히 바람직하고, 105 ∼ 180 ㎚ 인 것이 특히 더 바람직하고, 115 ∼ 160 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하고, 120 ∼ 150 ㎚ 인 것이 특히 더 바람직하다.

또, 3D 영상 표시를 할 때에 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역을 통과한 광의 편광 상태를 직선 편광으로부터 원 편광, 또는 원 편광으로부터 직선 편광으로 바꿀 수 있는 관점에서, 패턴 위상차층과 지지체의 전체의 Re (550) 가 110 ∼ 165 ㎚ 인 것이 바람직하고, 110 ∼ 155 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 120 ∼ 145 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 특히, 패턴 위상차층과 지지체의 전체의 Re (550) 가 상기 범위이고, 또한 제 1 영역과 제 2 영역의 지상축이 거의 직교하고 있는 것이 양호한 정밀도로 우안용 화상과 좌안용 화상의 편광 상태를 바꿀 수 있는 관점에서 바람직하다.

＜λ/4 층＞

λ/4 층이란, 상기 패턴 위상차층의 항에서 기재한 상기 제 1 위상차 영역만인 양태이다. 즉, 서로 복굴절률이 상이한 2 개의 영역을 갖는 양태가 아니라, 일정한 복굴절률의 영역을 갖는 양태이다. 바람직한 재료나 리타데이션의 범위는 상기 패턴 위상차층과 마찬가지이다.

＜광학 이방성층＞

광학 이방성층이란, 소정의 배향 상태로 한 상기 여러 가지 폴리머로 이루어지는 층이나, 중합성기를 갖는 봉상 액정이나 디스코틱 액정을 소정의 배향 상태에서 중합시키고, 고정화시켜 형성한 층이다. 중합성기를 갖는 봉상 액정이나 디스코틱 액정으로는, 상기 패턴 위상차층과 동일한 재료를 사용할 수 있다.

＜하드 코트층＞

본 발명에 사용되는 하드 코트층은 필름에 경도나 내흠집성을 부여하기 위한 층이다. 상기 하드 코트층은, 예를 들어, 도포 조성물을 기재 필름인 본 발명의 광학 필름상에 도포하고, 경화시킴으로써 형성할 수 있다. 또, 다른 기능을 부가하는 것을 목적으로 하여, 하드 코트층 상에, 다른 기능층을 적층해도 된다. 또 하드 코트층에 필러나 첨가제를 첨가함으로써, 기계적, 전기적, 광학적인 물리적 성능이나 발수·발유성 등의 화학적 성능을 하드 코트층 자체에 부여할 수도 있다.

상기 하드 코트층은, 두께가 0.1 ∼ 6 ㎛ 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 ∼ 6 ㎛ 이다. 상기 범위의 얇은 하드 코트층을 가짐으로써, 취성이나 컬 억제 등의 물성 개선, 경량화 및 제조 비용 저감이 이루어진 하드 코트층을 포함하는 광학 필름이 된다. 또, 기재 필름이 MD 방향으로 큰 인장 탄성률, 상기 특정의 인장 탄성률의 범위 이상으로 함으로써, 현저하게 연필 경도를 높일 수 있다.

하드 코트층은, 경화성 조성물을 경화시킴으로써 형성하는 것이 바람직하다. 경화성 조성물은, 액상의 도포 조성물로서 조제되는 것이 바람직하다. 상기 도포 조성물의 일례는, 매트릭스 형성 바인더용 모노머 또는 올리고머, 폴리머류 및 유기 용매를 함유한다. 이 도포 조성물을 도포 후에 경화시킴으로써 하드 코트층을 형성할 수 있다. 경화에는 가교 반응, 또는 중합 반응을 이용할 수 있다.

(매트릭스 형성 바인더용 모노머 또는 올리고머)

이용 가능한 매트릭스 형성 바인더용 모노머 또는 올리고머의 예에는, 전리 방사선 경화성의 다관능 모노머 및 다관능 올리고머가 포함된다. 다관능 모노머나 다관능 올리고머는 가교 반응 또는 중합 반응 가능한 모노머인 것이 바람직하다. 상기 전리 방사선 경화성의 다관능 모노머나 다관능 올리고머의 관능기로는, 광, 전자선, 방사선 중합성인 것이 바람직하고, 그 중에서도 광중합성 관능기가 바람직하다.

광중합성 관능기로는, (메트)아크릴로일기, 비닐기, 스티릴기, 알릴기 등의 불포화의 중합성 관능기 등이나, 에폭시계 화합물 등의 개환 중합형의 중합성 관능기를 들 수 있고, 그 중에서도, (메트)아크릴로일기가 바람직하다.

광중합성 관능기를 갖는 광중합성 다관능 모노머의 구체예로는,

네오펜틸글리콜아크릴레이트, 1,6-헥산디올(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트 등의 알킬렌글리콜의 (메트)아크릴산디에스테르류 ;

트리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트 등의 폴리옥시알킬렌글리콜의 (메트)아크릴산디에스테르류 ;

펜타에리트리톨디(메트)아크릴레이트 등의 다가 알코올의 (메트)아크릴산디에스테르류 ;

2,2-비스{4-(아크릴옥시·디에톡시)페닐}프로판, 2,2-비스{4-(아크릴옥시·폴리프로폭시)페닐}프로판 등의 에틸렌옥사이드 또는 프로필렌옥사이드 부가물의 (메트)아크릴산디에스테르류 ;

등을 들 수 있다.

또한, 우레탄(메트)아크릴레이트류, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트류, 이소시아누르산아크릴레이트류, 에폭시(메트)아크릴레이트류도, 광중합성 다관능 모노머로서 바람직하게 사용된다.

상기 중에서도, 다가 알코올과 (메트)아크릴산의 에스테르류가 바람직하고, 1 분자 중에 3 개 이상의 (메트)아크릴로일기를 갖는 다관능 모노머가 보다 바람직하다.

구체적으로는, (디)펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, (디)펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, (디)펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, (디)펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 트리펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 트리펜타에리트리톨헥사트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올에탄트리(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메트)아크릴레이트, EO 변성 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, PO 변성 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, EO 변성 인산트리(메트)아크릴레이트, 1,2,4-시클로헥산테트라(메트)아크릴레이트, 펜타글리세롤트리아크릴레이트, 1,2,3-시클로헥산테트라메타크릴레이트, 폴리에스테르폴리아크릴레이트, 카프로락톤 변성 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트 등을 들 수 있다.

본 명세서에 있어서, 「(메트)아크릴레이트」, 「(메트)아크릴산」, 「(메트)아크릴로일」은, 각각 「아크릴레이트 또는 메타크릴레이트」, 「아크릴산 또는 메타크릴산」, 「아크릴로일 또는 메타크릴로일」을 나타낸다.

또한, 3 개 이상의 (메트)아크릴로일기를 갖는 수지, 예를 들어 비교적 저분자량의 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 알키드 수지, 스피로아세탈 수지, 폴리부타디엔 수지, 폴리티올폴리엔 수지, 다가 알코올 등의 다관능 화합물 등의 올리고머 또는 프레폴리머 등도 들 수 있다.

3 개 이상의 (메트)아크릴로일기를 갖는 다관능 아크릴레이트계 화합물류의 구체 화합물로는, 일본 공개특허공보 2007-256844호의 [0096] 등을 참고로 할 수 있다.

우레탄아크릴레이트류로는, 예를 들어, 알코올, 폴리올, 및/또는 하이드록실기 함유 아크릴레이트 등의 하이드록실기 함유 화합물류와 이소시아네이트류를 반응시키고, 또는 필요에 따라, 이들의 반응에 의해 얻어진 폴리우레탄 화합물을 (메트)아크릴산으로 에스테르화하여 얻어지는 우레탄아크릴레이트계 화합물을 들 수 있다.

구체적인 화합물의 구체예로는 일본 공개특허공보 2007-256844호의 [0017] 등의 기재를 참고로 할 수 있다.

이소시아누르산아크릴레이트류를 이용하면, 컬을 보다 저감시킬 수 있으므로 바람직하다. 이것에는, 이소시아누르산디아크릴레이트류, 이소시아누르산트리아크릴레이트류를 들 수 있고, 구체적인 화합물의 사례로는 일본 공개특허공보 2007-256844호의 [0018] ∼ [0021] 등을 참고로 할 수 있다.

상기 하드 코트층에는, 추가로 경화에 의한 수축 저감을 위하여, 에폭시계 화합물을 사용할 수 있다. 이것을 구성하기 위한 에폭시기를 갖는 모노머류로는, 1 분자 중에 에폭시기를 2 기 이상 갖는 모노머가 사용되고, 이들의 예로는 일본 공개특허공보 2004-264563호, 동 2004-264564호, 동 2005-37737호, 동 2005-37738호, 동 2005-140862호, 동 2005-140862호, 동 2005-140863호, 동 2002-322430호 등에 기재되어 있는 에폭시계 모노머류를 들 수 있다. 또, 글리시딜(메트)아크릴레이트와 같은 에폭시계와 아크릴계의 양 관능기를 갖는 화합물을 사용하는 것도 바람직하다.

(고분자 화합물)

상기 하드 코트층은, 고분자 화합물을 함유하고 있어도 된다. 고분자 화합물의 설명 및 바람직한 구체예로는, 일본 공개특허공보 2012-215812호에 기재된 내용과 동일하고, 이 공보에 기재된 내용은 본 명세서 중에 삽입된다.

(경화성 조성물)

상기 하드 코트층의 형성에 이용 가능한 경화성 조성물의 설명 및 바람직한 구체예로는, 일본 공개특허공보 2012-215812호에 기재된 내용과 동일하고, 이 공보에 기재된 내용은 본 명세서 중에 삽입된다.

(하드 코트층의 성질)

상기 하드 코트층은, 내찰상성이 우수한 것이 바람직하다. 구체적으로는, 내찰상성의 지표가 되는 연필 경도 시험을 실시한 경우에, 3H 이상을 달성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 편광판은 각 용도에 적합한 기능을 나타내기 위하여, 본 발명의 광학 필름, 및 상기 하드 코트층과 함께, 다른 층을 갖고 있어도 된다. 예를 들어, 방현층, 클리어 하드 코트층 외에, 반사 방지층, 대전 방지층, 방오층 등을 갖고 있어도 된다.

또, 특히 최근에 보급된 각종 방식의 터치 패널을 갖는 화상 표시 화면에는 내지문 묻음성, 방오성이 요구되기 때문에, 본 발명의 광학 필름상에 내지문 묻음성층, 또는 방오성층을 형성하는 것도 유용하다. 내지문 묻음성층, 방오성층에 대해서는, 예를 들어, 일본 특허공보 제4517590호, 일본 특허공보 제4638954호, 국제공개공보 WO2010/090116호, 국제공개공보 WO2011/105594호를 참고로 할 수 있다.

화상 표시 장치에 대해서도 제한되지 않고, 액정 셀을 포함하는 액정 표시 장치여도 되고, 유기 EL 층을 포함하는 유기 EL 화상 표시 장치여도 되고, 또 플라즈마 화상 표시 장치여도 된다. 셀룰로오스아실레이트계 폴리머층, 폴리에스테르계 폴리머층, 아크릴계 폴리머층, 시클로올레핀계 폴리머층, 및 액정 화합물을 함유하는 조성물로 이루어지는 층은, 편광자와의 첩합성이 양호하여, 편광판을 필수의 부재로 하는 액정 표시 장치에 이용하는데 적합하다.

편광판의 제작시에는, 본 발명의 광학 필름이 면내 지상축을 갖는 경우에는, 그 면내 지상축과 편광자의 투과축이 평행 또는 직교하도록 첩합하는 것이 바람직하다.

[액정 표시 장치]

본 발명의 액정 표시 장치는, 본 발명의 편광판을 적어도 1 장 갖는다.

편광판에 있어서의, 본 발명의 광학 필름의 배치 방법의 일례는, 하드 코트층 등의 기능층을 갖지 않는 상태에서 본 발명의 광학 필름이, 편광자의 외측에 배치 (즉 상기 편광판의 편광자보다 상기 액정 셀로부터 멀어지도록 배치) 된 편광판의 표면 보호 필름이다. 본 발명의 광학 필름의 배치 방법의 다른 일례는, 하드 코트층 등의 기능층을 갖는 상태에서 표시면측의 편광판의 본 발명의 광학 필름이, 편광자의 외측에 배치 (즉 상기 편광판의 편광자보다 상기 액정 셀로부터 멀어지도록 배치) 된 편광판의 표면 보호 필름이다. 또, 본 발명의 액정 표시 장치에서는, 본 발명의 광학 필름이 다른 일방의 보호 필름보다 상기 액정 셀로부터 가까워지도록, 상기 편광판이 배치되는 것도 바람직하다.

그 밖의 구성에 대해서는, 공지된 액정 표시 장치의 어느 구성도 채용할 수 있다. 그 모드에 대해서도 특별히 제한은 없고, TN (Twisted Nematic), IPS (In-Plane Switching), FLC (Ferroelectric Liquid Crystal), AFLC (Anti-ferroelectric Liquid Crystal), OCB (Optically Compensatory Bend), STN (Super Twisted Nematic), VA (Vertically Aligned) 및 HAN (Hybrid Aligned Nematic) 등의 여러 가지 표시 모드의 액정 표시 장치로서 구성할 수 있다.

본 발명의 액정 표시 장치로는, 투과형의 액정 표시 장치가 바람직하고, 그 투과형의 액정 표시 장치는, 통상적으로 백라이트와 액정 셀, 및 투과축이 직교하는 2 장의 편광판으로 구성되고, 그 2 장의 편광판은 그 액정 셀의 시인측과 백라이트측에 점착제층을 개재하여 첩합되어 있다.

상기의 액정 셀은, 액정층과 그 액정층의 양측에 형성된 2 장의 유리 기판을 갖는다.

액정 표시 장치용의 유리 기판으로는, 규산염 유리가 사용되고, 바람직하게는 실리카 유리, 붕규산 유리가 사용되고, 가장 바람직하게는 무알칼리붕규산 유리가 사용된다. 액정 표시 장치용 유리 기판에 알칼리 성분이 함유되어 있으면, 알칼리 성분이 용출되어, TFT 가 손상될 우려가 있다. 또한, 여기서 무알칼리붕규산 유리란, 알칼리 성분이 실질적으로 함유되지 않은 유리로서, 구체적으로는, 알칼리 성분이 1000 ppm 이하인 유리이다. 본 발명에서의 알칼리 성분의 함유량은, 바람직하게는 알칼리 성분이 500 ppm 이하이며, 보다 바람직하게는 알칼리 성분이 300 ppm 이하이다.

액정 표시 장치용의 유리 기판은, 평면에서 보아 대략 사각형상의 판상체로서, 판두께가 0.01 ㎜ ∼ 1.1 ㎜ 인 것이 바람직하다. 0.01 ㎜ 이상이면 광의 간섭이나 평가 대상 디스플레이용 유리 기판의 변형에 의한 내부 변형 등에 의한 영향을 잘 받지 않고, 1.1 ㎜ 이하이면 평가시의 휘도가 잘 저하되지 않는다. 보다 바람직한 판두께는 0.1 ㎜ ∼ 0.7 ㎜, 더욱 바람직한 판두께는 0.1 ㎜ ∼ 0.5 ㎜ 이다.

본 발명의 편광판을 액정 표시 장치에 첩합하는 방법은, 특별히 제한되지 않고, 액정 표시 장치의 표시면의 크기를 갖는 편광판을 준비하여, 액정 셀의 양면에 각각 첩합해도 된다.

본 발명의 편광판을 액정 표시 장치에 첩합하는 방법으로는, 롤 to 패널 제법을 사용할 수도 있고, 생산성, 수율을 향상시키는 데 있어서 바람직하다. 롤 to 패널 제법은 일본 공개특허공보 2011-48381호, 일본 공개특허공보 2009-175653호, 일본 특허공보 4628488호, 일본 특허공보 4729647호, WO2012/014602호, WO201 2/014571호 등에 기재되어 있는데, 이것에 한정되지 않는다.

또, 본 발명의 편광판을 액정 표시 장치에 첩합시키는 방법은, 액정 표시 장치의 표시면의 단변에 대응하는 폭의 제 1 편광판의 띠상 시트상 제품이 권취된 롤을 사용하여, 액정 표시 장치의 상기 표시면의 장변에 대응하는 길이로 상기 제 1 편광판을 절단한 후, 액정 표시 장치의 액정 셀의 일방의 표시면에 첩합시키는 제 1 절단 첩합 공정과, 액정 표시 장치의 상기 표시면의 장변에 대응하는 폭의 제 2 편광판의 띠상 시트상 제품이 권취된 롤을 사용하여, 액정 표시 장치의 상기 표시면의 단변에 대응하는 길이로 상기 제 2 편광판을 절단한 후, 액정 표시 장치의 액정 셀의 타방의 표면에 첩합시키는 제 2 절단 첩합 공정을 포함하는 첩합법이어도 된다.

상기 방법에 의하면, 액정 표시 장치의 표시면의 단변에 대응하는 폭의 편광판의 롤과, 장변에 대응하는 폭의 편광판의 롤을 사용함으로써, 각각으로부터 공급되는 편광판을 일정 간격으로 절단하는 것만으로, 액정 표시 장치의 표시면의 단변 및 장변에 대응하는 편광판을 각각 얻을 수 있다. 이 때문에, 전자를 장변에 대응하는 길이로 절단하고, 후자를 단변에 대응하는 길이에 절단하고, 액정 표시 장치의 액정 셀의 양방의 표면에 첩합시킴으로써, 흡수축 등의 광학 이방성이 동일한 방향의 2 개의 롤을 사용하여, 흡수축 등의 광학 이방성이 직교하도록 상하의 편광판을 액정 셀에 첩합시킬 수 있다.

또, 상기 방법에 의한 첩합에서는, 액정 셀을 공급하는 액정 셀의 공급 장치와, 제 1 편광판의 띠상 시트상 제품이 권취된 롤로부터 띠상 시트상 제품을 인출하여, 소정의 길이로 절단한 후에 공급하는 제 1 편광판의 공급 장치와, 상기 액정 셀의 공급 장치로부터 공급된 액정 셀의 일방 표면에, 상기 제 1 편광판의 공급 장치로부터 공급된 상기 제 1 편광판을 첩합시키는 제 1 첩합 장치와, 상기 제 1 편광판의 첩합 후의 액정 셀을 반송하여 공급하는 반송 공급 장치와, 제 2 편광판의 띠상 시트상 제품이 권취된 롤로부터 띠상 시트상 제품을 인출하여, 소정의 길이로 절단한 후에 공급하는 제 2 편광판의 공급 장치와, 상기 반송 공급 장치로부터 공급된 상기 액정 셀의 타방 표면에, 상기 제 2 편광판의 공급 장치로부터 공급된 상기 제 2 편광판을 첩합시키는 제 2 첩합 장치를 구비하고, 상기 제 1 편광판의 공급 장치 및 상기 제 2 편광판의 공급 장치가, 상기 액정 셀의 장변과 단변에 대응시켜, 일방의 공급 장치가 단변에 대응하는 폭의 편광판을 장변에 대응하는 길이로 절단하고, 타방의 공급 장치가 장변에 대응하는 폭의 편광판을 단변에 대응하는 길이로 절단하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 첩합 시스템을 사용하는 것이 바람직하다.

실시예

[필름 1 의 제작]

[하기 식 (1) 로 나타내는 락톤 고리 구조를 갖는 아크릴계 수지 {공중합 모노머 질량비 ＝ 메타크릴산메틸/2-(하이드록시메틸)아크릴산메틸 ＝ 8/2, 락톤 고리화율 약 100 ％, 락톤 고리 구조의 함유 비율 19.4 질량％, 중량 평균 분자량 133000, 멜트 플로우 레이트 6.5 g/10 분 (240 ℃, 10 ㎏f), Tg 131 ℃} 90 질량부와, 아크릴로니트릴-스티렌 (AS) 수지 {토요 AS AS20, 토요 스티렌사 제조} 10 질량부의 혼합물 : Tg 127 ℃] 의 펠릿을 2 축 압출기에 공급하고, 약 280 ℃ 에서 시트상으로 용융 압출하고, 고텐션으로 반송하고 롤상으로 권취하여, 두께 40 ㎛ 의 장척상의 필름 1 을 얻었다.

[화학식 7]

상기 (1) 중, R¹ 은 수소 원자이고, R² 및 R³ 은 메틸기이다.

[필름 2 ∼ 4, 19 의 제작]

용융 압출의 두께를 변경한 것 이외에는, 필름 1 과 동일한 방법으로 제작한 115 ㎛ 의 미연신 시트를, 160 ℃ 의 온도 조건 하, MD 방향으로 3.0 배 연신함으로써, 필름 2 를 제작하였다. 또한, 용융 압출한 장척상의 미연신 시트의 두께를 변경한 것 이외에는 필름 1 과 동일한 조건으로 제작한 원막을, 고온하에서 연신함으로써 표 1 에 기재된 장척상의 필름 3, 4 및 19 를 제작하였다. 또한, MD 방향의 연신 배율을 높게 함으로써, MD 방향의 인장 탄성률을 높게 할 수 있다.

[필름 5 의 제작]

일본 공개특허공보 2011-138119호의 [0173] ∼ [0176] 의 방법으로, 이미드화 수지를 얻었다. 이미드화 수지는 주사슬에 글루타르이미드 고리 구조를 갖고, 방향족 비닐 구조를 갖지 않는 아크릴 수지이다.

얻어진 이미드화 수지 100 질량부와, 하기 트리아진 화합물 A 0.10 질량부를 단축 압출기를 사용하여 펠릿으로 하였다.

상기 제작한 이미드화 수지의 펠릿을 2 축 압출기에 공급하고, 시트상으로 용융 압출하고, 고텐션으로 반송한 후에 권취하여, 두께 40 ㎛ 의 장척상의 필름 5 를 얻었다.

트리아진 화합물 A

[화학식 8]

Me 는 메틸기, Hx 는 헥실기를 나타낸다.

[필름 6 의 제작]

용융 압출한 장척상의 미연신 시트의 두께를 변경한 것 이외에는 필름 5 와 동일한 조건으로 제작한 원막을, 고온하에서 연신함으로써 표 1 에 기재된 장척상의 필름 6 을 제작하였다.

[필름 7 의 제작]

PMMA (폴리메타크릴산메틸) 수지 (아사히 화성 케미컬즈 (주) 제조 델펫 80N) 를 90 ℃ 의 진공 건조기로 건조시켜 함수율을 0.03 ％ 이하로 한 후, PMMA (폴리메타크릴산메틸) 수지 100 질량부에 대해, 자외선 흡수제 (ADEKA (주) 제조 아데카스타브 LA-31) 를 1.0 질량부, 안정제 (이르가녹스 1010 (치바 가이기 (주) 제조) 0.3 질량부를, 2 축 혼련기로 230 ℃ 에서 혼합하여, PMMA 수지 펠릿 7 을 제작하였다.

상기에서 제작한 PMMA 수지 펠릿 7 을, 2 축 압출기를 사용하여, 코트 행거형 T 다이로부터 용융 압출하고, 고텐션으로 반송한 후에 권취하여, 두께 30 ㎛ 의 장척상의 필름 7 을 얻었다.

[필름 8 ∼ 11 의 제작]

용융 압출한 장척상의 미연신 시트의 두께를 변경한 것 이외에는 필름 7 과 동일한 조건으로 제작한 원막을, 고온하에서 연신함으로써 표 1 에 기재된 장척상의 필름 8 ∼ 11 을 제작하였다.

[필름 12 의 제작]

시판되는 셀룰로오스아세테이트 필름 (후지텍 TD60, 후지 필름 (주) 제조) 을 준비하고, 필름 12 로서 사용하였다.

[필름 13 의 제작]

시판되는 노르보르넨계 폴리머 필름「ZEONOR ZF14-060」 ((주) 옵테스 제조) 을 준비하고, 필름 13 으로서 사용하였다.

[필름 14 의 제작]

(원료 폴리에스테르의 합성)

(원료 폴리에스테르 1)

이하에 나타내는 바와 같이, 테레프탈산 및 에틸렌글리콜을 직접 반응시켜 물을 증류 제거하고, 에스테르화한 후, 감압하에서 중축합을 실시하는 직접 에스테르화법을 사용하여, 연속 중합 장치에 의해 폴리에스테르 (Sb 촉매계 PET) 를 얻었다.

(1) 에스테르화 반응

제 1 에스테르화 반응조에, 고순도 테레프탈산 4.7 톤과 에틸렌글리콜 1.8 톤을 90 분에 걸쳐 혼합하여 슬러리 형성시키고, 3800 ㎏/h 의 유량으로 연속적으로 제 1 에스테르화 반응조에 공급하였다. 또한 삼산화안티몬의 에틸렌글리콜 용액을 연속적으로 공급하고, 반응조 내 온도 250 ℃, 교반하, 평균 체류 시간 약 4.3 시간 동안 반응을 실시하였다. 이 때, 삼산화안티몬은 Sb 첨가량이 원소 환산치로 150 ppm 이 되도록 연속적으로 첨가하였다.

이 반응물을 제 2 에스테르화 반응조로 이송하고, 교반하, 반응조 내 온도 250 ℃ 에서, 평균 체류 시간으로 1.2 시간 반응시켰다. 제 2 에스테르화 반응조에는, 아세트산마그네슘의 에틸렌글리콜 용액과 인산트리메틸의 에틸렌글리콜 용액을, Mg 첨가량 및 P 첨가량이 원소 환산치로 각각 65 ppm, 35 ppm 이 되도록 연속적으로 공급하였다.

(2) 중축합 반응

상기에서 얻어진 에스테르화 반응 생성물을 연속적으로 제 1 중축합 반응조에 공급하고, 교반하, 반응 온도 270 ℃, 반응조 내 압력 20 torr (2.67 × 10^-3 ㎫) 로, 평균 체류 시간 약 1.8 시간 동안 중축합시켰다.

또한, 제 2 중축합 반응조로 이송하고, 이 반응조에 있어서 교반하, 반응조 내 온도 276 ℃, 반응조 내 압력 5 torr (6.67 × 10^-4 ㎫) 로 체류 시간 약 1.2 시간의 조건으로 반응 (중축합) 시켰다.

이어서, 추가로 제 3 중축합 반응조로 이송하고, 이 반응조에서는, 반응조 내 온도 278 ℃, 반응조 내 압력 1.5 torr (2.0 × 10^-4 ㎫) 로, 체류 시간 1.5 시간의 조건으로 반응 (중축합) 시켜, 반응물 (폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET)) 을 얻었다.

다음으로, 얻어진 반응물을, 냉수에 스트랜드상으로 토출하고, 즉시 커팅하여 폴리에스테르의 펠릿 ＜단면 : 장경 약 4 ㎜, 단경 약 2 ㎜, 길이 : 약 3 ㎜＞ 을 제작하였다.

얻어진 폴리머는, IV ＝ 0.63 이었다 (이후, PET1 로 약칭한다).

(원료 폴리에스테르 2)

건조시킨 자외선 흡수제 (2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤즈옥사디논-4-온) 10 질량부, PET1 (IV ＝ 0.63) 90 질량부를 혼합하고, 혼련 압출기를 사용하여, 자외선 흡수제를 함유하는 원료 폴리에스테르 2 를 얻었다 (이후, PET2 로 약칭한다).

(필름 성형 공정)

원료 폴리에스테르 1 (PET1) 90 질량부와, 자외선 흡수제를 함유한 원료 폴리에스테르 2 (PET2) 10 질량부를, 함수율 20 ppm 이하로 건조시킨 후, 직경 50 ㎜ 의 1 축 혼련 압출기 1 의 호퍼 1 에 투입하고, 압출기 1 로 300 ℃ 로 용융시켰다. 하기 압출 조건에 의해, 기어 펌프, 여과기 (구멍 직경 20 ㎛) 를 통하여, 다이로부터 압출하였다.

용융 수지의 압출 조건은, 압력 변동을 1 ％, 용융 수지의 온도 분포를 2 ％로 하여 용융 수지를 다이로부터 압출하였다. 구체적으로는, 배압을 압출기의 배럴 내 평균 압력에 대해 1 ％ 가압하고, 압출기의 배관 온도를, 압출기의 배럴 내 평균 온도에 대해 2 ％ 높은 온도에서 가열하였다.

다이로부터 압출한 용융 수지는, 온도 25 ℃ 로 설정된 냉각 캐스트 드럼 상에 압출하고, 정전 인가법을 사용하여 냉각 캐스트 드럼에 밀착시켰다. 냉각 캐스트 드럼에 대향 배치된 박리 롤을 사용하여 박리하여, 미연신 폴리에스테르 필름을 얻었다.

(가로 연신 공정)

미연신 폴리에스테르 필름을 텐터 (가로 연신기) 로 유도하고, 필름의 단부를 클립으로 파지하면서, 하기 방법, 조건으로 가로 연신하였다.

(예열부)

예열 온도를 95 ℃ 로 하고, 연신 가능한 온도까지 가열하였다.

(연신부)

예열된 미연신 폴리에스테르 필름을, 폭 방향으로 하기의 조건으로 가로 연신하였다.

＜조건＞

·가로 연신 온도 : 95 ℃

·가로 연신 배율 : 4.7 배

(열고정부)

이어서, 폴리에스테르 필름의 막면 온도를 하기 범위로 제어하면서, 열고정 처리를 실시하였다.

＜조건＞

·열고정 온도 : 180 ℃

·열고정 시간 : 15 초

(열완화부)

열고정 후의 폴리에스테르 필름을 하기의 온도로 가열하고, 필름을 완화하였다.

·열완화 온도 : 170 ℃

·열완화율 : TD 방향 (필름 폭 방향) 2 ％

(냉각부)

다음으로, 열완화 후의 폴리에스테르 필름을 50 ℃ 의 냉각 온도에서 냉각시켰다.

(필름의 회수)

냉각 후, 폴리에스테르 필름의 양단을 20 ㎝ 씩 트리밍하였다. 그 후, 양단에 폭 10 ㎜ 로 압출 가공 (널링) 을 실시한 후, 장력 18 ㎏/m 로 권취하였다.

이상과 같이 하여, 두께 60 ㎛ 의 폴리에스테르계 폴리머의 필름 14 를 얻었다.

[필름 15 의 제작]

시판되는 셀룰로오스아실레이트 필름 ZRD40 (후지 필름 (주) 제조) 을 준비하고, 필름 15 로서 사용하였다. 필름 15 의 막두께는 41 ㎛ 였다.

[필름 16 의 제작]

(셀룰로오스아실레이트의 조제)

일본 공개특허공보 평10-45804호, 동 08-231761호에 기재된 방법으로, 셀룰로오스아실레이트를 합성하고, 그 치환도를 측정하였다. 구체적으로는, 촉매로서 황산 (셀룰로오스 100 질량부에 대해 7.8 질량부) 을 첨가하고, 아실 치환기의 원료가 되는 카르복실산을 첨가하고 40 ℃ 에서 아실화 반응을 실시하였다. 이 때, 카르복실산의 종류, 양을 조정함으로써 아실기의 종류, 치환도를 조정하였다. 또 아실화 후에 40 ℃ 에서 숙성을 실시하였다. 또한 이 셀룰로오스아실레이트의 저분자량 성분을 아세톤으로 세정하여 제거하였다.

(저치환도층용 셀룰로오스아실레이트 용액의 조제)

하기의 조성물을 믹싱 탱크에 투입하고, 교반하여 각 성분을 용해시켜, 셀룰로오스아실레이트 용액을 조제하였다.

셀룰로오스아세테이트 (치환도 2.45) 100.0 질량부

하기 광학 발현제 B 1.3 질량부

하기 첨가제 (카르복실산과 디올의 중축합 에스테르) 18.5 질량부

메틸렌클로라이드 365.5 질량부

메탄올 54.6 질량부

(고치환도층용 셀룰로오스아실레이트 용액의 조제)

하기의 조성물을 믹싱 탱크에 투입하고, 교반하여 각 성분을 용해시키고, 셀룰로오스아실레이트 용액을 조제하였다.

셀룰로오스아세테이트 (치환도 2.79) 100.0 질량부

하기 첨가제 (카르복실산과 디올의 중축합 에스테르) 11.3 질량부

실리카 미립자 R972 (닛폰 아에로질 제조) 0.15 질량부

메틸렌클로라이드 395.0 질량부

메탄올 59.0 질량부

광학 발현제 B

[화학식 9]

중축합 에스테르 : 디카르복실산으로서의 테레프탈산, 숙신산과, 디올로서의 에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜의 중축합 에스테르 (테레프탈산 : 프탈산 : 에틸렌글리콜 : 1,2-프로필렌글리콜 ＝ 55 : 45 : 50 : 50 (몰비)) (말단 : 아세틸기, 분자량 800)

(셀룰로오스아실레이트 필름의 제조)

상기 저치환도층용 셀룰로오스아실레이트 용액을 막두께 36 ㎛ 의 코어층이 되도록, 상기 고치환도층용 셀룰로오스아실레이트 용액을 코어층의 양면에 각각 막두께 2 ㎛ 의 스킨층이 되도록 각각 유연하였다. 얻어진 웨브 (필름) 를 밴드로부터 박리하고, 클립에 끼워 필름 전체의 질량에 대한 잔류 용매량이 20 ∼ 5 ％ 인 상태일 때에 130 ℃ 에서 텐터를 사용하여 14 ％ 가로 연신하였다. 그 후에 필름으로부터 클립을 떼어내고 130 ℃ 에서 20 분간 건조시킨 후, 추가로 180 ℃ 에서 텐터를 사용하여 27 ％ 다시 가로 연신하였다.

또한, 잔류 용매량은 하기의 식에 따라 구하였다.

잔류 용매량 (질량％) ＝ {(M － N)/N} × 100

여기서, M 은 웨브의 임의 시점에서의 질량, N 은 M 을 측정한 웨브를 120 ℃ 에서 2 시간 건조시켰을 때의 질량이다.

이것으로부터 열가소성 수지 필름 16 을 얻었다 (막두께 40 ㎛, Re ＝ 50 ㎚, Rth ＝ 120 ㎚).

[필름 17 의 제작]

＜셀룰로오스아실레이트 용액의 조제＞

셀룰로오스아실레이트 및 하기의 조성물을 믹싱 탱크에 투입하고, 교반하여 각 성분을 용해시켜, 셀룰로오스아실레이트 용액 17 을 조제하였다.

――――――――――――――――――――――――――――――――――――――

셀룰로오스아실레이트 용액 17 의 조성

――――――――――――――――――――――――――――――――――――――

아세틸 치환도 1.6, 프로피오닐 치환도 0.9 의 셀룰로오스아실레이트

100.0 질량부

수크로오스벤조에이트 벤조에이트 치환도 6.0 8.0 질량부

하기 첨가제 (카르복실산과 디올의 중축합 에스테르) 2.0 질량부

메틸렌클로라이드 (제 1 용매) 400.0 질량부

에탄올 (제 2 용매) 40.0 질량부

――――――――――――――――――――――――――――――――――――――

중축합 에스테르 : 디카르복실산으로서의 테레프탈산, 아디프산과 디올로서의 에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜의 중축합 에스테르 (테레프탈산 : 아디프산 : 에틸렌글리콜 : 1,2-프로필렌글리콜 ＝ 55 : 45 : 50 : 50 (몰비)) (말단 : 아세틸기, 분자량 1200)

＜매트제 용액의 조제＞

하기의 조성물을 분산기에 투입하고, 교반하여 각 성분을 용해시켜, 매트제 용액을 조제하였다.

――――――――――――――――――――――――――――――――――――――

매트제 용액의 조성

――――――――――――――――――――――――――――――――――――――

평균 입자 사이즈 16 ㎚ 의 실리카 입자 (AEROSIL R972, 닛폰 아에로질 (주) 제조)

1.6 질량부

메틸렌클로라이드 (제 1 용매) 78.9 질량부

에탄올 (제 2 용매) 8.8 질량부

셀룰로오스아실레이트 용액 17 0.3 질량부

――――――――――――――――――――――――――――――――――――――

상기 매트제 용액의 1.0 질량부를 여과 후에 셀룰로오스아실레이트 용액 17 을 92.7 질량부 첨가하고, 인라인 믹서를 사용하여 혼합하고, 밴드 유연기를 사용하여 유연하고, 직후에 건조풍 온도 30 ℃, 건조풍 속도 14 m/s 로 잔류 용매 함량40 ％ 까지 건조시키고, 필름을 박리하였다. 건조풍은 유기 용제 농도가 1 ％ 이하인 신선풍으로 하였다. 130 ℃ 의 분위기 온도에서 잔류 용매 함량 15 ％ 의 필름을 텐터를 사용하여 연신 배율 1.36 배, 연신 속도 150 ％/분으로 가로 연신한 후, 130 ℃ 에서 30 초간 유지하였다. 그 후, 클립을 떼어내고 120 ℃ 에서 40 분간 건조시켜, 폭 2000 ㎜ 의 열가소성 수지 필름 17 을 얻었다 (막두께 40 ㎛, Re ＝ 50 ㎚, Rth ＝ 120 ㎚).

[필름 18 의 제작]

「제오노아 1420 R」 {닛폰 제온 (주) 제조, 두께 100 ㎛} 을, 세로 1 축 연신기에 있어서, 급기 온도 140 ℃, 필름 막면 온도 130 ℃ 에서, 연신 배율 33 ％ 로 세로 연신하였다. 그 후, 텐터 연신기에 있어서, 급기 온도 140 ℃, 필름 막면 온도 130 ℃ 에서 연신 배율 45 ％ 로 가로 연신하고, 권취부 전에서 양단부를 잘라내어 폭 1500 ㎜ 로 하고, 길이 4000 m 의 롤 필름으로서 권취하여, 2 축 연신한 열가소성 수지 필름 18 을 얻었다 (막두께 40 ㎛, Re ＝ 50 ㎚, Rth ＝ 120 ㎚).

여기서, 막두께 [㎛], [㎬], 습도 치수 변화율 [％], 광학 특성 [㎚] 은, 이하와 같이 하여 측정하였다.

[막두께의 측정]

가로세로 5 ㎝ 의 시료를 준비하고, 25 ℃ 상대 습도 60 ％ 의 환경에 48 시간 방치한 후, 면내 6 점의 막두께를 측정한 평균치를 막두께로서 사용하였다.

[인장 탄성률의 측정]

인장 탄성률 (㎬) 은, 측정 방향의 길이가 200 ㎜, 폭이 10 ㎜ 인 시료를 준비하고, 25 ℃ 상대 습도 60 ％ 의 환경에 48 시간 방치한 후, 토요 정기 제조의 스트로그래프 V10-C 를 사용하여, 길이 방향의 척 간격이 100 ㎜ 로 되도록 설치하고, 연신 속도 10 ㎜/분으로 척 간격이 넓어지도록 하중을 가하여, 그 때의 힘을 측정하였다. 미리 마이크로 미터로 측정하였던 필름의 두께, 힘, 연신량으로부터 인장 탄성률을 산출하였다.

[습도 치수 변화율의 측정]

길이 12 ㎝ (측정 방향), 폭 3 ㎝ 의 시료를 준비하고, 그 시료에 25 ℃ 상대 습도 60 ％ 의 환경에서 10 ㎝ 의 간격으로 핀 구멍을 뚫고, 시료를 25 ℃ 상대 습도 80 ％ 의 환경에 48 시간 방치한 후에 측정한 핀 구멍의 간격 (측정치를 L80 으로 하였다) 과, 시료를 25 ℃ 상대 습도 10 ％ 의 환경에 48 시간 방치한 후에 측정한 핀 구멍의 간격 (측정치를 L10 으로 하였다) 을 핀 게이지로 측장 (測長) 하였다. 이들의 측정치를 사용하여 하기 식에 의해 각 필름의 습도 치수 변화율을 산출하였다.

필름의 습도 치수 변화율 [％] ＝ {(L80 [㎝] － L10 [㎝])/10 [㎝]} × 100

[광학 특성의 측정]

각 필름을 25 ℃ 상대 습도 60 ％ 에서 24 시간 조습 (調濕) 후, 자동 복굴절계 (KOBRA-21ADH : 오지 계측 기기 (주) 제조) 를 사용하여, 25 ℃ 상대 습도 60 ％ 에 있어서, 필름 표면에 대해 수직 방향 및 지상축을 회전축으로 하여 필름면 법선으로부터 ＋ 50°에서 － 50°까지 10°씩 경사시킨 방향으로부터 파장 590 ㎚ 에 있어서의 위상차를 측정하여, 면내 리타데이션치 (Re) 와 막두께 방향의 리타데이션치 (Rth) 를 산출하였다. 면내 지상축의 방향은, 면내의 굴절률이 최대가 되는 방향에 대응하고, 표 1 중의 「MD」는, 필름의 MD 방향 ± 5°의 범위의 방향에 면내 지상축이 존재하는 것을 나타낸다. 표 1 중의 「TD」는, 필름의 TD 방향 ± 5°의 범위의 방향에 면내 지상축이 존재하는 것을 나타낸다.

＜하드 코트층이 형성된 필름 1 ∼ 14, 19 의 제작＞

[하드 코트층 형성용 도포 조성물 HCL-1 의 조제]

펜타에리트리톨트리아크릴레이트 8 질량부, 이르가큐어 127 (BASF 제조) 0.5 질량부, 하기 식 C-3 으로 나타내는 2 관능의 아크릴 화합물 4 질량부를 혼합하여 하드 코트층 형성용 도포물 (HCL-1) 을 조제하였다.

[화학식 10]

[하드 코트층의 제작]

상기에서 제작한 광학 필름 1 ∼ 14 및 19 상에, 다이 코트법에 의해 하드 코트층 형성용 도포액 (HCL-1) 을 도포하고, 80 ℃ 에서 5 분간 건조 후, 추가로 질소 퍼지 하에서 240 W/㎝ 의 「공랭 메탈할라이드 램프」 {아이그래픽스 (주) 제조} 를 사용하여, 조사량 300 mJ/㎠ 의 자외선을 조사하여 도포층을 경화시켜, 건조 막두께 5 ㎛ 의 하드 코트층을 형성하였다.

이와 같이 하여, 각 상기에서 제작한 필름 1 ∼ l4 및 19 상에 하드 코트층을 갖는, 하드 코트층이 형성된 필름 1 ∼ 14 및 19 를 제작하였다.

＜편광판의 제작＞

[편광자의 제작]

연신한 폴리비닐알코올 필름에 요오드를 흡착시킴으로써, 막두께 20 ㎛ 의 편광자를 제작하였다. 또한, 편광자의 제작법으로서 예를 들어, 일본 공개특허공보 2001-141926호의 실시예 1 에 기재된 방법을 사용해도 되고, 일본 공개특허공보 2013-008019호에 기재된 편광 필름 (1) 과 같이, 비정성 PET 기재 상에 제막한 PVA 층을 연신하여 제작해도 된다.

[액정 표시 장치 2 에 사용하는 편광판의 제작]

(첩합법 A 를 사용한 편광판 제작)

[편광판용 접착제]

2-하이드록시에틸아크릴레이트 100 질량부, 톨릴렌디이소시아네이트 10 질량부 및 광중합 개시제 (이르가큐어 907, BASF 제조) 3 질량부를 배합하여 편광판용 접착제를 조제하였다.

상기 방법으로 제작한 장척상의 광학 필름인 상기 하드 코트층이 형성된 필름 2 및 필름 2 를 준비하고, 2 장의 필름 상에, 상기 편광판용 접착제를, 마이크로 그라비아 코터 (그라비아 롤 : #300, 회전 속도 140 ％/라인속) 를 사용하여, 두께 5 ㎛ 가 되도록 도공하여, 접착제가 부착된 광학 필름으로 하였다. 이어서, 상기 접착제가 부착된 필름 2 장으로 상기 막두께 20 ㎛ 의 편광자를 협지하도록, 롤기에 의해 롤 투 롤로 편광자의 양면에 첩합시켰다. 첩합시킨 광학 필름측 (양측) 으로부터 자외선을 조사하여, 후술하는 표 2 의 액정 표시 장치 2 의 프론트측 편광판을 제작하였다. 또한, 라인 속도는 20 m/min, 자외선의 적산 광량 300 mJ/㎠ 로 하였다. 여기서, 편광자의 투과축과 필름의 반송 방향이 직교하도록 배치하였다. 마찬가지로, 하드 코트층이 형성된 필름 2 대신에 필름 2 를 사용한 것 이외에는 상기 프론트측 편광판의 제작과 마찬가지로 하여, 후술하는 표 2 의 액정 표시 장치 2 의 리어측 편광판을 제작하였다.

[액정 표시 장치 1, 3 ∼ 9, 11 ∼ 18, 20 ∼ 38 에 사용하는 편광판의 제작]

상기 액정 표시 장치 2 에 사용하는 편광판의 제작에 있어서, 첩합에 사용하는 필름을, 하기 표 2 에 기재된 조합으로 변경한 것 이외에는, 상기 액정 표시 장치 2 에 사용하는 편광판과 동일한 방법으로, 각 액정 표시 장치의 프론트측 편광판과 리어측 편광판을 제작하였다. 여기서, 편광자의 투과축과 필름의 반송 방향이 직교하도록 배치하였다.

[액정 표시 장치 10 에 사용하는 편광판의 제작]

(첩합법 B 를 사용한 편광판의 제작)

상기 방법으로 제작한 장척상의 광학 필름인 상기 하드 코트층이 형성된 필름 2 및 필름 2 의 표면에 코로나 처리를 실시하였다. 이어서, 코로나 처리한 2 장의 필름으로 상기 막두께 20 ㎛ 의 편광자를 협지하도록 폴리비닐알코올계 접착제를 사용하여 롤기에 의해 롤 투 롤로 편광자의 양면에 첩합시키고, 70 ℃ 에서 10 분 이상 건조시켜, 후술하는 표 2 의 액정 표시 장치 10 의 프론트측 편광판을 제작하였다. 여기서, 편광자의 투과축과 필름의 반송 방향이 직교하도록 배치하였다. 동일하게, 하드 코트층이 형성된 필름 2 대신에 필름 2 를 사용한 것 이외에는 상기 프론트측 편광판의 제작과 마찬가지로 하여, 후술하는 표 2 의 액정 표시 장치 10 의 리어측 편광판을 제작하였다.

[액정 표시 장치 19 에 사용하는 편광판의 제작]

[필름의 비누화]

상기 방법으로 제작한 장척상의 광학 필름인 하드 코트층이 형성된 필름 12 및 필름 12 를 준비하고, 55 ℃ 로 유지한 1.5 ㏖/ℓ 의 NaOH 수용액 (비누화액) 에 2 분간 침지시킨 후, 필름을 수세하고, 그 후, 25 ℃ 의 0.05 ㏖/ℓ 의 황산 수용액에 30 초 침지시킨 후, 추가로 수세욕을 30 초 유수하에 통과시켜, 필름을 중성 상태로 하였다. 그리고, 에어 나이프에 의한 탈수를 3 회 반복하여 물을 털어낸 후에 70 ℃ 의 건조 존에 15 초간 체류시키며 건조시켜, 비누화 처리한 필름을 제작하였다.

상기 방법으로 제작한 장척상의 광학 필름인 필름 2 의 표면에 코로나 처리를 실시하였다. 이어서, 상기 비누화 처리한 하드 코트층이 형성된 필름 12 와 상기 코로나 처리한 필름 2 로 상기 막두께 20 ㎛ 의 편광자를 협지하도록, 폴리비닐알코올계 접착제를 사용하여 롤기에 의해 롤 투 롤로 편광자의 양면에 첩합시키고, 70 ℃ 에서 10 분 이상 건조시켜, 후술하는 표 2 의 액정 표시 장치 19 의 프론트측 편광판을 제작하였다. 여기서, 편광자의 투과축과 필름의 반송 방향이 직교하도록 배치하였다. 마찬가지로, 상기 비누화 처리한 하드 코트층이 형성된 필름 12 대신에 상기 비누화 처리한 필름 12 를 사용한 것 이외에는 상기 프론트측 편광판의 제작과 마찬가지로 하여, 후술하는 표 2 의 액정 표시 장치 19 의 리어측 편광판을 제작하였다.

[액정 표시 장치 1 ∼ 32 의 제작]

시판되는 IPS 형 액정 TV (LG 전자 제조 42LS5600) 의 2 장의 편광판을 박리시키고, 상기 제작한 편광판을, 하기 표 2 에 기재한 조합으로 점착제를 통하여 프론트측 및 리어측에 1 장씩 첩부하였다. 프론트측의 편광판의 흡수축이 길이 방향 (좌우 방향), 그리고, 리어측의 편광판의 투과축이 길이 방향 (좌우 방향) 이 되도록 크로스 니콜 배치로 하였다. 액정 셀에 사용되고 있는 유리의 두께는 0.5 ㎜ 였다. 이와 같이 하여, 이하 표 2 에 나타내는 구성의 액정 표시 장치 1 ∼ 32 를 제작하였다.

[액정 표시 장치 33 ∼ 38 의 제작]

시판되는 VA 형 액정 TV (Skyworth 제조 39E61HR) 의 2 장의 편광판을 박리시키고, 상기 제작한 편광판을, 하기 표 2 에 기재한 조합으로 점착제를 통하여 프론트측 및 리어측에 1 장씩 첩부하였다. 프론트측의 편광판의 흡수축이 길이 방향 (좌우 방향), 그리고, 리어측의 편광판의 투과축이 길이 방향 (좌우 방향) 이 되도록 크로스 니콜 배치로 하였다. 액정 셀에 사용되고 있는 유리의 두께는 0.5 ㎜ 였다. 이와 같이 하여, 이하 표 2 에 나타내는 구성의 액정 표시 장치 33 ∼ 38 을 제작하였다.

＜액정 표시 장치의 평가＞

(1) 표시 불균일의 평가

제작한 액정 표시 장치에 대해, 50 ℃ 상대 습도 80 ％ 에서 72 시간 서모 후, 25 ℃ 상대 습도 60 ％ 에서 2 시간 방치한 후에 액정 표시 장치의 백라이트를 점등시키고, 점등으로부터 10 시간 후에, 암실에서 패널의 네 귀퉁이의 광누설을 기준 패널과 비교 평가하여, 표시 불균일의 평가로 하였다.

또, 평가 패널을 휘도 계측용 카메라 「ProMetric」 (Radiant Imaging 사 제조) 으로 화면 정면에서 흑색 표시 화면을 촬영하여, 전체 화면의 평균 휘도와 4 귀퉁이의 광누설이 큰 지점의 휘도차를 산출함으로써, 기준 패널과의 광누설의 차 △L 을 하기 식으로 정량화하였다.

△L ＝ (기준 패널의 광누설) － (평가 패널의 광누설)

평가 결과 및 각 액정 표시 장치와 비교하는 기준 패널을 하기 표 2 에 기재하였다.

A : 기준 패널과의 광누설 차를 보다 명확하게 시인할 수 있고, 기준 패널에 대한 광누설 저감 효과가 보다 크다 (0.04 cd/㎡ ＜ △L).

B : 기준 패널과의 광누설 차를 명확하게 시인할 수 있고, 기준 패널에 대한 광누설 저감 효과가 크다 (0.03 cd/㎡ ＜ △L).

C : 기준 패널과의 광누설 차를 겨우 시인할 수 있는 정도로, 기준 패널에 대한 광누설 저감 효과가 거의 없다 (0.01 cd/㎡ ＜ △L ≤ 0.03 cd/㎡).

D : 기준 패널과의 광누설 차를 시인할 수 없고, 기준 패널에 대한 광누설 저감 효과는 확인할 수 없었다 (△L ≤ 0.01 cd/㎡).

(2) 액정 셀의 휨의 평가

제작한 액정 표시 장치에 대해, 50 ℃ 상대 습도 80 ％ 에서 72 시간 서모 후, 25 ℃ 상대 습도 60 ％ 에서 2 시간 방치한 후에 액정 표시 장치의 백라이트를 점등시키고, 점등으로부터 10 시간 후에 분해하여 액정 셀을 취출하였다. 액정 셀의 휨 형상은 길이 방향으로 시인측 오목하였다. 계속해서, 액정 셀을 세워두는 상태로 고정시키고, 레이저 변위계를 사용하여 액정 셀의 길이 방향의 휨량을 평가하였다. 또, 휨량으로부터 기준 패널에 대한 휨 저감률을 하기 식에 의해 산출하였다. 평가 결과 및 각 액정 표시 장치와 비교하는 기준 패널을 하기 표 2 에 기재하였다.

휨 저감률 (％) ＝ (평가 패널의 휨량)/(기준 패널의 휨량) × 100

(3) 표시 성능의 평가

(3)-1 시야각 콘트라스트 (비스듬한 방향의 콘트라스트)

측정기 (BM5A, TOPCON 사 제조) 를 사용하여, 암실에 있어서 장치 정면으로부터 극각 (極角) 방향 60 도에 있어서, 방위각 방향 45 도와 135 도의 흑색 표시 및 백색 표시의 휘도치를 측정하고, 시야각 콘트라스트 (백색 휘도/흑색 휘도) 를 산출하였다. 방위각 방향 45 도와 135 도의 2 방향에 있어서의 시야각 콘트라스트의 평균치로, 액정 표시 장치의 시야각 콘트라스트를 평가하였다. 또, 각종 영상을 표시하고, 방위각 방향 45 도와 135 도의 2 방향에 대해, 장치 정면에서극각 방향 60 도까지의 시인성을 관능 평가하였다.

A : 비스듬한 방향에서도 영상의 윤곽을 명료하게 시인할 수 있다 (시야각 콘트라스트가 15 이상).

B : 극각 방향 45 도 이상에서는 영상의 윤곽이 불선명하지만, 극각 방향 45 도까지는 영상의 윤곽이 명료하여 실용상 문제없다 (시야각 콘트라스트가 10 이상 15 미만).

C : 극각 방향 45 도에 있어서의 영상의 윤곽이 불선명하여 실용상 문제가 되는 경우가 있다 (시야각 콘트라스트가 10 미만).

(3)-2 시야각 색미 (色味) (비스듬한 방향의 흑색 색미)

암실에 있어서, 장치 정면에서 극각 방향 60 도에 있어서, 방위각 방향 0 ∼ 360 도의 흑색 표시의 색미를 관능 평가하였다. 흑색 색미 변화에 황색이나 녹색이 섞이면, 표시 품위가 현저하게 열화되기 때문에, 관능 평가의 판단 기준을 하기 설정으로 하였다.

A : 흑색 색미가 청색에서 적색 중에서 변화하고 있고, 표시 품위로서 허용할 수 있다.

B : 흑색 색미에 황색 또는 녹색이 섞여, 표시 품위가 현저하게 나쁘다.

하기 표 2 중, 표시 성능의 란의 「―」는 평가를 실시하지 않은 것을 나타낸다.

Claims (9)

1. 적어도, 프론트측 편광판, 액정 셀, 및 리어측 편광판을 구비하는 액정 표시 장치로서,
   상기 프론트측 편광판은
   편광자와, 적어도 편광자의 편면에,
   아크릴계 수지로 이루어지고, 기계 방향 (MD 방향) 의 인장 탄성률과 기계 방향에 수직인 방향 (TD 방향) 의 인장 탄성률이 식 (1) 의 관계를 만족하는, 두께 10 ㎛ ∼ 40 ㎛ 의 광학 필름을 구비하고,
   상기 프론트측 편광판의 상기 광학 필름의 기계 방향 (MD 방향) 이 상기 액정 표시 장치의 표시면의 장변의 방향에 평행인, 액정 표시 장치.
   식 (1) MD 방향의 인장 탄성률/TD 방향의 인장 탄성률 ＞ 1.36
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 광학 필름의 기계 방향 (MD 방향) 의 인장 탄성률이 1.70 × 10⁹ ∼ 5.5 × 10⁹ N/㎡ 이고, 기계 방향에 수직인 방향 (TD 방향) 의 인장 탄성률이 1.2 × 10⁹ ∼ 4.0 × 10⁹ N/㎡ 인, 액정 표시 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 광학 필름의 식 (ⅰ) 및 (ⅱ) 로 나타내는 필름 면내의 리타데이션치 Re 및 필름 막두께 방향의 리타데이션치 Rth 가 식 (ⅲ) 및 (ⅳ) 를 만족하는, 액정 표시 장치.
   (ⅰ) Re ＝ (nx － ny) × d
   (ⅱ) Rth ＝ ((nx ＋ ny)/2 － nz) × d
   (ⅲ) 0 ≤ Re ＜ 20
   (ⅳ) │Rth│ ≤ 25
   식 중, nx 는 필름 면내의 지상축 방향의 굴절률이고, ny 는 필름 면내의 진상축 방향의 굴절률이고, nz 는 필름의 두께 방향의 굴절률이고, d 는 필름의 두께 (㎚) 이다.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 광학 필름의 표면에 패턴 위상차층, λ/4 층, 광학 이방성층, 하드 코트층, 방현층, 반사 방지층, 대전 방지층, 및 접착 용이층 중 적어도 1 층을 형성한, 액정 표시 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 리어측 편광판이
   편광자와, 적어도 편광자의 편면에,
   상기 광학 필름을 구비하고,
   상기 리어측 편광판의 상기 광학 필름의 기계 방향 (MD 방향) 이 상기 액정 표시 장치의 단변의 방향에 평행인, 액정 표시 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 프론트측 편광판의 편광자의 양면에 상기 광학 필름을 구비하고,
   상기 광학 필름의 기계 방향 (MD 방향) 이 상기 액정 표시 장치의 장변의 방향에 평행인, 액정 표시 장치.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 리어측 편광판의 편광자의 양면에 상기 광학 필름을 구비하고,
   상기 광학 필름의 기계 방향 (MD 방향) 이 상기 액정 표시 장치의 단변의 방향에 평행인, 액정 표시 장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 편광자와 상기 광학 필름이 경화형 접착제에 의해 접착되어 있는, 액정 표시 장치.
9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 액정 셀이 IPS 모드, 또는 VA 모드인, 액정 표시 장치.