KR102114358B1 - 적층 위상차 필름 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

고유 복굴절이 양인 수지 A1로 이루어지는 수지층 A1, 고유 복굴절이 음인 수지 B로 이루어지는 수지층 B, 및 고유 복굴절이 양인 수지 A2로 이루어지는 수지층 A2를 이 순서로 구비하고, 상기 수지층 A1과 상기 수지층 B가 직접 접해 있고, 상기 수지층 B와 상기 수지층 A2가 직접 접해 있으며, 수지층 A1 및 수지층 A2가 네거티브 C 플레이트이고, 수지층 B가 포지티브 B 플레이트이며, Nz 계수가 0∼1의 범위에 있는 적층 위상차 필름.

Description

적층 위상차 필름 및 그의 제조 방법{MULTILAYER RETARDATION FILM AND METHOD FOR PRODUCING SAME}
본 발명은 적층 위상차 필름 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는, 일반적으로, 액정 셀과, 이 액정 셀을 협지하도록 배치되는 한 쌍의 편광판(즉, 입사측 편광판 및 출사측 편광판)을 구비한다. 상기 한 쌍의 편광판은, 예컨대 VA 모드 및 IPS 모드 등의 일반적인 액정 표시 모드인 경우에는, 통상, 편광판의 흡수축이 직교하도록 배치된다. 이와 같은 액정 표시 장치는, 통상, 무전계 시에는 흑(黑) 표시가 된다. 흑 표시에서는, 광의 투과는 차단된다.
또한, 상기와 같은 액정 표시 장치의 광학 보상을 행하기 위해, 액정 표시 장치에는 광학 보상 필름이 설치되는 경우가 있다. 이와 같은 광학 보상 필름으로서는, 예컨대, 상이한 리타데이션을 갖는 위상차 필름을 2장 이상 접합한 적층 위상차 필름을 들 수 있다(특허문헌 1 참조).
그러나, 위상차 필름을 접합하여 제조되는 적층 위상차 필름은 제조가 번잡하다. 구체적으로는, 접합하는 위상차 필름끼리의 면내 지상축의 관계를 조정하는 공정, 위상차 필름끼리를 접합하는 공정 등이 필요해져, 제조에 필요로 하는 공정수가 많아지는 경향이 있다.
그래서, 제조를 간단히 행하기 위해서, 공연신을 이용한 방법이 제안되어 있다. 예컨대, 상이한 재료로 형성된 복수의 층을 구비하는 적층체를 준비하고, 이 적층체를 적절한 조건에서 연신하는 방법을 들 수 있다(특허문헌 2, 3).
일본 특허공개 2008-192612호 공보 일본 특허공개 2009-192844호 공보 일본 특허공개 2011-39338호 공보
특허문헌 2, 3에 기재된 바와 같은 방법에 있어서, 연신 전의 적층체는, 예컨대 공유연법(共流延法) 또는 공압출법에 의해 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 적층체를 연신하면, 그 적층체에 포함되는 층도 동시에 연신되기 때문에, 특허문헌 1에 기재된 기술과 같이 위상차 필름마다 개별로 연신 처리를 행할 필요가 없고, 나아가 면내 지상축의 관계를 조정할 필요가 없다. 그 때문에, 특허문헌 2, 3에 기재된 방법에 의해, 적층 위상차 필름을 용이하게 제조할 수 있다.
그런데, 최근에는 액정 표시 장치에 대한 요구 수준이 고도해지고 있기 때문에, 특허문헌 2, 3에 기재된 방법으로 제조된 적층 위상차 필름을 광학 보상 필름으로서 이용한 액정 표시 장치에서는, 고도한 요구에 응할 수 있을 만큼으로는 흑 표시일 때의 정면 휘도 및 광 누출을 저감할 수 없는 경우가 있었다. 그래서 본 발명자는 한층 더 검토를 행한 바, 특허문헌 2, 3과 같은 공연신을 이용한 기술에 있어서는, 적층 위상차 필름에 포함되는 각 층의 면내 지상축의 관계가 의도한 관계로부터 어긋날 가능성이 있으며, 이 면내 지상축의 관계의 어긋남을 개선할 수 있으면 흑 표시일 때의 정면 휘도 및 광 누출을 충분히 저감할 수 있다는 것이 판명되었다.
복수의 층을 구비하는 적층체를 연신하는 것에 의해 당해 적층체에 포함되는 층을 공연신한 경우, 그들 층은 모두 동일한 조건에서 연신될 것이다. 그 때문에, 공연신을 이용한 제조 방법에서는, 예컨대 일부의 층만이 타 층과는 다른 조건에서 연신되는 것에 의해 의도한 방향과는 상이한 방향으로 면내 지상축을 발현시키는 일은 없다고 생각되고 있었기 때문에, 얻어지는 적층 위상차 필름에 있어서 각 층의 면내 지상축의 관계가 의도한 관계로부터 어긋나는 일은 없다고 생각되고 있었다. 따라서, 공연신을 이용한 적층 위상차 필름의 제조 방법에 있어서 각 층의 면내 지상축의 관계가 의도한 관계로부터 어긋나는 일은 의외인 경우였다.
본 발명은 전술한 과제에 비추어 창안된 것으로, 적층 위상차 필름에 포함되는 각 층의 면내 지상축의 방향의 관계의 어긋남을 방지할 수 있어, 액정 표시 장치에 있어서 흑 표시일 때의 정면 휘도 및 광 누출의 저감이 가능한 적층 위상차 필름, 및 그 적층 위상차 필름의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는 전술한 과제를 해결하기 위해서 예의 검토한 결과, 면내 지상축의 관계의 어긋남은, 고유 복굴절이 양인 수지로 이루어지는 수지층과 고유 복굴절이 음인 수지로 이루어지는 수지층 사이에서 생긴다는 것이 판명되었다. 또한, 고유 복굴절이 양인 수지로 이루어지는 수지층 및 고유 복굴절이 음인 수지로 이루어지는 수지층 중, 한쪽의 수지층의 면내 리타데이션을 실용상 무시할 수 있을 정도로 작게 하는 것에 의해, 면내 지상축의 관계가 의도한 관계로부터 어긋나는 일을 용이하게 방지할 수 있다는 것을 발견했다. 이상의 지견으로부터, 본 발명자는 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은 이하와 같다.
〔1〕 고유 복굴절이 양인 수지 A1로 이루어지는 수지층 A1, 고유 복굴절이 음인 수지 B로 이루어지는 수지층 B, 및 고유 복굴절이 양인 수지 A2로 이루어지는 수지층 A2를 이 순서로 구비하고,
상기 수지층 A1과 상기 수지층 B가 직접 접해 있고,
상기 수지층 B와 상기 수지층 A2가 직접 접해 있으며,
수지층 A1 및 수지층 A2가 네거티브 C 플레이트이고,
수지층 B가 포지티브 B 플레이트이며,
Nz 계수가 0∼1의 범위에 있는, 적층 위상차 필름.
〔2〕 파장 550nm에서 측정한, 상기 수지층 A1의 면내 리타데이션 ReA1, 상기 수지층 A1의 두께 방향의 리타데이션 RthA1, 상기 수지층 B의 면내 리타데이션 ReB, 상기 수지층 B의 두께 방향의 리타데이션 RthB, 상기 수지층 A2의 면내 리타데이션 ReA2, 및 상기 수지층 A2의 두께 방향의 리타데이션 RthA2가,
0nm≤ReA1≤5nm
100nm≤RthA1≤160nm
110nm≤ReB≤150nm
-160nm≤RthB≤-100nm
0nm≤ReA2≤5nm
10nm≤RthA2≤40nm
를 만족시키는, 〔1〕에 기재된 적층 위상차 필름.
〔3〕 상기 수지 A1의 유리전이온도 TgA1과 상기 수지 B의 유리전이온도 TgB의 차의 절대값이 5℃보다 크고 40℃ 이하인, 〔1〕 또는 〔2〕에 기재된 적층 위상차 필름.
〔4〕 면내 리타데이션 Re가 50nm 이상 400nm 이하인, 〔1〕∼〔3〕 중 어느 한 항에 기재된 적층 위상차 필름.
〔5〕 두께 방향의 리타데이션 Rth가 -50nm 이상 50nm 이하인, 〔1〕∼〔4〕 중 어느 한 항에 기재된 적층 위상차 필름.
〔6〕 〔1〕∼〔5〕 중 어느 한 항에 기재된 적층 위상차 필름의 제조 방법으로서,
상기 수지 A1로 이루어지는 층 a1, 상기 층 a1에 직접 접한 상기 수지 B로 이루어지는 층 b, 및 상기 층 b에 직접 접한 상기 수지 A2로 이루어지는 층 a2를 이 순서로 구비하는 수지 적층체를, 온도 T1에서 제 1 방향으로 1.1배 이상 2배 미만의 연신 배율로 연신하는 제 1 연신 공정과,
상기 제 1 연신 공정에서 연신된 상기 수지 적층체를, 상기 온도 T1보다 낮은 온도 T2에서 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 연신하여, 적층 위상차 필름을 얻는 제 2 연신 공정을 포함하는, 적층 위상차 필름의 제조 방법.
〔7〕 상기 적층 위상차 필름의 상기 수지층 B가, 상기 제 1 방향에 평행한 면내 지상축을 갖는, 〔6〕에 기재된 적층 위상차 필름의 제조 방법.
〔8〕 (층 a1의 두께의 총합+층 a2의 두께의 총합)/(층 b의 두께의 총합)이 1/15 이상 1/4 이하인, 〔6〕 또는 〔7〕에 기재된 적층 위상차 필름의 제조 방법.
〔9〕 상기 수지 적층체가, 상기 수지 A1, 상기 수지 B 및 상기 수지 A2를 이용하여, 공압출법에 의해 제조된 것인, 〔6〕∼〔8〕 중 어느 한 항에 기재된 적층 위상차 필름의 제조 방법.
〔10〕 상기 수지 A1의 유리전이온도 TgA1 및 수지 A2의 유리전이온도 TgA2가 상기 수지 B의 유리전이온도 TgB보다도 높고, 또한
상기 온도 T1이 TgB보다 높고, TgA1 및 TgA2 중 어느 것인가 높은 온도+20℃보다 낮은, 〔6〕∼〔9〕 중 어느 한 항에 기재된 적층 위상차 필름의 제조 방법.
〔11〕 상기 수지 A1의 유리전이온도 TgA1 및 수지 A2의 유리전이온도 TgA2가 상기 수지 B의 유리전이온도 TgB보다도 높고, 또한
상기 온도 T2가 TgB-20℃보다 높고, TgB+5℃보다 낮은, 〔6〕∼〔10〕 중 어느 한 항에 기재된 적층 위상차 필름의 제조 방법.
본 발명의 적층 위상차 필름에 의하면, 당해 적층 위상차 필름에 포함되는 각 층의 면내 지상축의 방향의 관계의 어긋남을 방지할 수 있어, 액정 표시 장치에 있어서 흑 표시일 때에 정면 휘도 및 광 누출을 충분히 낮게 하는 것이 가능하다.
본 발명의 적층 위상차 필름의 제조 방법에 의하면, 당해 적층 위상차 필름에 포함되는 각 층의 면내 지상축의 방향의 관계의 어긋남을 방지할 수 있어, 액정 표시 장치에 있어서 흑 표시일 때에 정면 휘도 및 광 누출을 충분히 낮게 하는 것이 가능한 적층 위상차 필름을 제조할 수 있다.
도 1은, 수지 A1과 수지 A2가 동일한 수지이며, 층 a1 및 층 a2를 구성하는 수지 A1(또는 수지 A2)의 유리전이온도 TgA1이 높고, 층 b를 구성하는 수지 B의 유리전이온도 TgB가 낮다고 가정한 경우에, 수지 적층체의 층 a1 및 층 a2, 및 층 b를 각각 연신했을 때의 연신 방향을 기준으로 한 리타데이션의 온도 의존성과, 수지 적층체를 연신했을 때의 연신 방향을 기준으로 한 리타데이션 Δ의 온도 의존성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는, 실시예 및 비교예에서 흑 표시 시의 정면 휘도 및 광 누출의 평가를 위해서 시뮬레이터에서 설정한 평가계를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
이하, 예시물 및 실시형태를 들어 본 발명에 대하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 이하에 드는 예시물 및 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구의 범위 및 그 균등 범위를 일탈하지 않는 범위에서 임의로 변경하여 실시할 수 있다.
이하의 설명에 있어서, 고유 복굴절이 양이란, 연신 방향의 굴절률이 그에 직교하는 방향의 굴절률보다도 커지는 것을 의미한다. 또한, 고유 복굴절이 음이란, 연신 방향의 굴절률이 그에 직교하는 방향의 굴절률보다도 작아지는 것을 의미한다. 고유 복굴절의 값은 유전율 분포로부터 계산할 수 있다.
또한, 필름 또는 층의 면내 리타데이션은, 특별히 예고하지 않는 한, (nx-ny)×d로 표시되는 값이다. 또한, 필름 또는 층의 두께 방향의 리타데이션은, 특별히 예고하지 않는 한, {(nx+ny)/2-nz}×d로 표시되는 값이다. 또, 필름 또는 층의 Nz 계수는, 특별히 예고하지 않는 한, (nx-nz)/(nx-ny)로 표시되는 값이다. 여기에서, nx는, 필름 또는 층의 두께 방향에 수직한 방향(면내 방향)으로서 최대의 굴절률을 부여하는 방향의 굴절률을 나타낸다. ny는, 필름 또는 층의 상기 면내 방향으로서 nx의 방향에 수직한 방향의 굴절률을 나타낸다. nz는, 필름 또는 층의 두께 방향의 굴절률을 나타낸다. d는 필름 또는 층의 막 두께를 나타낸다. 특별히 예고하지 않는 한, 상기 리타데이션의 측정 파장은 550nm이다. 상기 리타데이션은, 시판 중인 위상차 측정 장치(예컨대, 오지계측기기사제 「KOBRA-21ADH」, 포토닉라티스사제 「WPA-micro」) 또는 세나몬(Senarmont)법을 이용하여 측정할 수 있다.
또한, 필름 또는 층의 지상축이란, 특별히 예고하지 않는 한, 면내의 지상축을 나타낸다.
또한, 「편광판」, 「1/4 파장판」, 「B 플레이트」 및 「C 플레이트」란, 강직한 부재뿐만 아니라, 예컨대 수지제의 필름과 같이 가요성을 갖는 부재도 포함한다.
또한, 구성 요소의 방향이 「평행」, 「수직」 또는 「직교」란, 특별히 예고하지 않는 한, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내, 예컨대 통상 ±5°, 바람직하게는 ±2°, 보다 바람직하게는 ±1°의 범위 내에서의 오차를 포함하고 있어도 된다.
또, 「장척」이란, 폭에 대하여 5배 이상의 길이를 갖는 것을 말하며, 바람직하게는 10배 또는 그 이상의 길이를 갖고, 구체적으로는 롤 형상으로 권취되어 보관 또는 운반되는 정도의 길이를 갖는 것을 말한다.
또한, MD 방향(machine direction)은 제조 라인에 있어서의 필름의 흐름 방향이며, 통상은 장척의 필름의 길이 방향 및 세로 방향과 평행이다. 또, TD 방향(traverse direction)은 필름면에 평행한 방향으로서, MD 방향에 수직한 방향이며, 통상은 장척의 필름의 폭 방향 및 가로 방향과 평행이다.
[1. 적층 위상차 필름의 개요]
본 발명의 적층 위상차 필름은 수지층 A1, 수지층 B 및 수지층 A2를 이 순서로 구비한다. 또한, 수지층 A1과 상기 수지층 B는 직접 접해 있고, 또 수지층 B와 수지층 A2는 직접 접해 있다. 즉, 수지층 A1과 수지층 B 사이에는 다른 층은 없고, 또한 수지층 B와 수지층 A2 사이에 다른 층은 없다.
[2. 수지층 A1]
수지층 A1은 수지 A1로 이루어지는 층이다. 또한, 수지 A1은 고유 복굴절이 양인 임의의 수지를 이용할 수 있다. 그 중에서도, 수지 A1로서는, 열가소성 수지를 이용하는 것이 바람직하다.
수지 A1의 고유 복굴절이 양이기 때문에, 통상, 수지 A1은 고유 복굴절이 양인 중합체를 포함한다. 이 중합체의 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀 중합체; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리뷰틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스터 중합체; 폴리페닐렌설파이드 등의 폴리아릴렌설파이드 중합체; 폴리바이닐알코올 중합체, 폴리카보네이트 중합체, 폴리알릴레이트 중합체, 셀룰로스에스터 중합체, 폴리에터설폰 중합체, 폴리설폰 중합체, 폴리알릴설폰 중합체, 폴리염화바이닐 중합체, 노보넨 중합체, 막대상 액정 폴리머 등을 들 수 있다. 이들 중합체는 1종류를 단독으로 이용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 이용해도 된다. 또한, 중합체는 단독중합체여도 되고, 공중합체여도 된다. 이들 중에서도, 리타데이션의 발현성, 저온에서의 연신성, 및 수지층 A1과 수지층 A1 이외의 층의 접착성의 관점에서, 폴리카보네이트 중합체가 바람직하다.
폴리카보네이트 중합체로서는, 카보네이트 결합(-O-C(=O)-O-)을 포함하는 구조 단위를 갖는 임의의 중합체를 이용할 수 있다. 폴리카보네이트 중합체의 예를 들면, 비스페놀 A 폴리카보네이트, 분기 비스페놀 A 폴리카보네이트, o,o,o',o'-테트라메틸비스페놀 A 폴리카보네이트 등을 들 수 있다.
수지 A1은 배합제를 포함하고 있어도 된다. 배합제의 예를 들면, 활제; 층상 결정 화합물; 무기 미립자; 산화 방지제, 열 안정제, 광 안정제, 내후 안정제, 자외선 흡수제, 근적외선 흡수제 등의 안정제; 가소제; 염료 및 안료 등의 착색제; 대전 방지제; 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 활제 및 자외선 흡수제는 가요성 및 내후성을 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 배합제는 1종류를 단독으로 이용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 이용해도 된다.
활제로서는, 예컨대, 이산화규소, 이산화타이타늄, 산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 황산스트론튬 등의 무기 입자; 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리스타이렌, 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 아세테이트 프로피오네이트 등의 유기 입자; 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 활제로서는 유기 입자가 바람직하다.
자외선 흡수제로서는, 예컨대, 옥시벤조페논계 화합물, 벤조트라이아졸계 화합물, 살리실산 에스터계 화합물, 벤조페논계 자외선 흡수제, 벤조트라이아졸계 자외선 흡수제, 아크릴로나이트릴계 자외선 흡수제, 트라이아진계 화합물, 니켈 착염계 화합물, 무기 분체 등을 들 수 있다. 적합한 자외선 흡수제의 구체예를 들면, 2,2'-메틸렌비스(4-(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)-6-(2H-벤조트라이아졸-2-일)페놀), 2-(2'-하이드록시-3'-tert-뷰틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트라이아졸, 2,4-다이-tert-뷰틸-6-(5-클로로벤조트라이아졸-2-일)페놀, 2,2'-다이하이드록시-4,4'-다이메톡시벤조페논, 2,2',4,4'-테트라하이드록시벤조페논 등을 들 수 있다. 특히 적합한 것으로서는, 2,2'-메틸렌비스(4-(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)-6-(2H-벤조트라이아졸-2-일)페놀)을 들 수 있다.
배합제의 양은, 본 발명의 효과를 현저히 손상시키지 않는 범위에서 적절히 정할 수 있다. 배합제의 양은, 예컨대, 적층 위상차 필름의 1mm 두께 환산에서의 전광선 투과율이 80% 이상을 유지할 수 있는 범위로 할 수 있다.
수지 A1의 중량 평균 분자량은, 수지 A1로 용융 압출법 또는 용액 유연법 등의 방법을 실시할 수 있는 범위로 조정하는 것이 바람직하다.
수지 A1의 유리전이온도 TgA1은, 바람직하게는 80℃ 이상, 보다 바람직하게는 90℃ 이상, 더 바람직하게는 100℃ 이상, 그 중에서도 바람직하게는 110℃ 이상, 특히 바람직하게는 120℃ 이상이다. 유리전이온도 TgA1이 이와 같이 높은 것에 의해, 수지 A1의 배향 완화를 저감할 수 있다. 또한, 유리전이온도 TgA1의 상한에 특별히 제한은 없지만, 통상은 200℃ 이하이다.
수지 B의 유리전이온도 TgB에서의 수지 A1의 파단 신도는, 바람직하게는 50% 이상, 보다 바람직하게는 80% 이상이다. 파단 신도가 이 범위에 있으면, 연신에 의해 안정적으로 적층 위상차 필름을 제작할 수 있다. 여기에서, 파단 신도는, JIS K7127에 기재된 시험편 타입 1B의 시험편을 이용하여, 인장 속도 100mm/분에서 구할 수 있다. 또한, 수지 A1의 상기 파단 신도의 상한에 특별히 제한은 없지만, 통상은 200% 이하이다.
수지층 A1은 네거티브 C 플레이트이다. 여기에서 네거티브 C 플레이트란, 당해 층의 굴절률 nx, ny 및 nz가 nx>nz 및 ny>nz를 만족시키고, 또한 면내 리타데이션 Re가 0nm≤Re≤5nm를 만족시키는 층을 말한다. 또한, 이와 같은 네거티브 C 플레이트는, 두께 방향의 리타데이션은 양의 값이 된다.
파장 550nm에서 측정한, 수지층 A1의 면내 리타데이션 ReA1의 구체적인 값은, 통상 0nm 이상이며, 통상 5nm 이하, 바람직하게는 3nm 이하, 보다 바람직하게는 1nm 이하이다. 수지층 A1의 면내 리타데이션 ReA1을 상기 범위로 수렴시키는 것에 의해, 액정 표시 장치의 광학 보상을 적절히 행할 수 있다.
또한, 파장 550nm에서 측정한, 수지층 A1의 두께 방향의 리타데이션 RthA1의 구체적인 값은, 100nm≤RthA1≤160nm를 만족시키는 것이 바람직하다. 보다 상세하게는, 수지층 A1의 두께 방향의 리타데이션 RthA1은, 바람직하게는 100nm 이상, 보다 바람직하게는 110nm 이상, 특히 바람직하게는 120nm 이상이며, 바람직하게는 160nm 이하, 보다 바람직하게는 150nm 이하, 특히 바람직하게는 140nm 이하이다. 수지층 A1의 두께 방향의 리타데이션 RthA1을 상기 범위로 수렴시키는 것에 의해, 액정 표시 장치의 광학 보상을 적절히 행할 수 있다.
수지층 A1의 면내 리타데이션 ReA1 및 두께 방향의 리타데이션 RthA1을 상기 범위로 수렴시키는 방법으로서는, 예컨대, 적층 위상차 필름을 제조하기 위해서 수지 적층체를 연신할 때의 연신 배율 및 연신 온도를 조정하는 방법을 들 수 있다.
수지층 A1의 두께는, 바람직하게는 2μm 이상, 보다 바람직하게는 4μm 이상, 특히 바람직하게는 5μm 이상이며, 바람직하게는 12μm 이하, 보다 바람직하게는 10μm 이하, 특히 바람직하게는 8μm 이하이다. 수지층 A1의 두께를 상기 범위의 하한치 이상으로 하는 것에 의해, 두께의 편차를 저감할 수 있다. 또한, 상한치 이하로 하는 것에 의해, 액정 표시 장치의 두께를 저감할 수 있다.
또한, 수지층 A1의 두께의 편차는 전체 면에서 1μm 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 표시 장치에 있어서의 색조의 편차를 작게 할 수 있다. 또한, 장기 사용 후의 색조 변화를 균일하게 할 수 있다. 이를 실현하기 위해서는, 예컨대, 수지 적층체에 있어서 층 a1의 두께의 편차를 전체 면에서 1μm 이하로 하는 것이 바람직하다.
[3. 수지층 B]
수지층 B는 수지 B로 이루어지는 층이다. 또한, 수지 B는 고유 복굴절이 음인 임의의 수지를 이용할 수 있다. 그 중에서도, 수지 B로서는, 열가소성 수지를 이용하는 것이 바람직하다.
수지 B의 고유 복굴절이 음이기 때문에, 통상, 수지 B는 고유 복굴절이 음인 중합체를 포함한다. 이 중합체의 예를 들면, 스타이렌 또는 스타이렌 유도체의 단독중합체, 및 스타이렌 또는 스타이렌 유도체와 다른 임의의 모노머의 공중합체를 포함하는 폴리스타이렌계 중합체; 폴리아크릴로나이트릴 중합체; 폴리메틸메타크릴레이트 중합체; 또는 이들의 다원 공중합 폴리머; 등을 들 수 있다. 또한, 스타이렌 또는 스타이렌 유도체에 공중합시킬 수 있는 상기 임의의 모노머로서는, 예컨대, 아크릴로나이트릴, 무수 말레산, 메틸 메타크릴레이트 및 뷰타다이엔을 바람직한 것으로서 들 수 있다. 또한, 이들 중합체는 1종류를 단독으로 이용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 이용해도 된다. 이들 중에서도, 리타데이션의 발현성이 높다는 관점에서, 폴리스타이렌계 중합체가 바람직하고, 또 내열성이 높다는 점에서, 스타이렌 또는 스타이렌 유도체와 무수 말레산의 공중합체가 특히 바람직하다. 이 경우, 폴리스타이렌계 중합체 100중량부에 대하여 무수 말레산 단위의 양은, 바람직하게는 5중량부 이상, 보다 바람직하게는 10중량부 이상, 특히 바람직하게는 15중량부 이상이며, 바람직하게는 30중량부 이하, 보다 바람직하게는 28중량부 이하, 특히 바람직하게는 26중량부 이하이다. 여기에서, 무수 말레산 단위란, 무수 말레산을 중합하여 형성되는 구조를 갖는 구조 단위를 나타낸다.
수지 B는 배합제를 포함하고 있어도 된다. 배합제의 예로서는, 수지 A1이 포함하고 있어도 되는 배합제와 마찬가지의 것을 들 수 있다. 또한, 배합제는 1종류를 단독으로 이용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 이용해도 된다.
배합제의 양은, 본 발명의 효과를 현저히 손상시키지 않는 범위에서 적절히 정할 수 있다. 배합제의 양은, 예컨대, 적층 위상차 필름의 1mm 두께 환산에서의 전광선 투과율이 80% 이상을 유지할 수 있는 범위로 할 수 있다.
수지 B의 중량 평균 분자량은, 수지 B로 용융 압출법 또는 용액 유연법 등의 방법을 실시할 수 있는 범위로 조정하는 것이 바람직하다.
수지 B의 유리전이온도 TgB는, 바람직하게는 80℃ 이상, 보다 바람직하게는 90℃ 이상, 더 바람직하게는 100℃ 이상, 그 중에서도 바람직하게는 110℃ 이상, 특히 바람직하게는 120℃ 이상이다. 유리전이온도 TgB가 이와 같이 높은 것에 의해, 수지 B의 배향 완화를 저감할 수 있다. 또한, 유리전이온도 TgB의 상한에 특별히 제한은 없지만, 통상은 200℃ 이하이다.
수지 A1의 유리전이온도 TgA1에서의 수지 B의 파단 신도는, 바람직하게는 50% 이상, 보다 바람직하게는 80% 이상이다. 파단 신도가 이 범위에 있으면, 연신에 의해 안정적으로 적층 위상차 필름을 제작할 수 있다. 여기에서, 수지 B의 파단 신도의 상한에 특별히 제한은 없지만, 통상은 200% 이하이다.
수지 A1의 유리전이온도 TgA1과 수지 B의 유리전이온도 TgB의 차의 절대값은, 바람직하게는 5℃보다 크고, 보다 바람직하게는 8℃ 이상이며, 바람직하게는 40℃이하, 보다 바람직하게는 20℃ 이하이다. 상기 유리전이온도의 차의 절대값을 상기 범위의 하한치보다 크게 하는 것에 의해, 리타데이션 발현의 온도 의존성을 크게 할 수 있다. 한편, 상한치 이하로 하는 것에 의해, 유리전이온도가 높은 쪽의 수지의 연신을 용이하게 하여, 적층 위상차 필름의 평면성을 높일 수 있다.
여기에서, 수지 B의 유리전이온도 TgB는 수지 A1의 유리전이온도 TgA1보다도 낮은 것이 바람직하다. 따라서, 수지 A1과 수지 B는 TgA1>TgB+5℃의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.
수지층 B는 포지티브 B 플레이트이다. 여기에서 포지티브 B 플레이트란, 당해 층의 굴절률 nx, ny 및 nz가 nz>nx>ny를 만족시키는 층을 말한다. 또한, 이와 같은 포지티브 B 플레이트는, 두께 방향의 리타데이션은 음의 값이 된다.
파장 550nm에서 측정한, 수지층 B의 면내 리타데이션 ReB의 구체적인 값은, 110nm≤ReB≤150nm를 만족시키는 것이 바람직하다. 보다 상세하게는, 수지층 B의 면내 리타데이션 ReB는, 바람직하게는 110nm 이상, 보다 바람직하게는 115nm 이상, 특히 바람직하게는 120nm 이상이며, 바람직하게는 150nm 이하, 보다 바람직하게는 145nm 이하, 특히 바람직하게는 140nm 이하이다. 수지층 B의 면내 리타데이션 ReB를 상기 범위로 수렴시키는 것에 의해, 액정 표시 장치의 광학 보상을 적절히 행할 수 있다.
또한, 파장 550nm에서 측정한, 수지층 B의 두께 방향의 리타데이션 RthB의 구체적인 값은, -160nm≤RthB≤-100nm를 만족시키는 것이 바람직하다. 보다 상세하게는, 수지층 B의 두께 방향의 리타데이션 RthB는, 바람직하게는 -160nm 이상, 보다 바람직하게는 -150nm 이상, 특히 바람직하게는 -140nm 이상이며, 바람직하게는 -100nm 이하, 보다 바람직하게는 -110nm 이하, 특히 바람직하게는 -120nm 이하이다. 수지층 B의 두께 방향의 리타데이션 RthB를 상기 범위로 수렴시키는 것에 의해, 액정 표시 장치의 광학 보상을 적절히 행할 수 있다.
수지층 B의 면내 리타데이션 ReB 및 두께 방향의 리타데이션 RthB를 상기 범위로 수렴시키는 방법으로서는, 예컨대, 적층 위상차 필름을 제조하기 위해서 수지 적층체를 연신할 때의 연신 배율 및 연신 온도를 조정하는 방법을 들 수 있다.
수지층 B의 두께는, 바람직하게는 40μm 이상, 보다 바람직하게는 45μm 이상, 특히 바람직하게는 50μm 이상이며, 바람직하게는 70μm 이하, 보다 바람직하게는 65μm 이하, 특히 바람직하게는 60μm 이하이다. 수지층 B의 두께를 상기 범위의 하한치 이상으로 하는 것에 의해, 원하는 위상차의 발현을 용이하게 할 수 있다. 또한, 상한치 이하로 하는 것에 의해, 액정 표시 장치의 두께를 저감할 수 있다.
또한, 수지층 B의 두께의 편차는 전체 면에서 1μm 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 표시 장치에 있어서의 색조의 편차를 작게 할 수 있다. 또한, 장기 사용 후의 색조 변화를 균일하게 할 수 있다. 이를 실현하기 위해서는, 예컨대 수지 적층체에 있어서 층 b의 두께의 편차를 전체 면에서 1μm 이하로 하는 것이 바람직하다.
[4. 수지층 A2]
수지층 A2는 수지 A2로 이루어지는 층이다. 또한, 수지 A2는 고유 복굴절이 양인 임의의 수지를 이용할 수 있다. 그 중에서도, 수지 A2로서는, 열가소성 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 그 중에서도 특히, 수지 A2로서는, 전술한 수지 A1과 마찬가지의 범위로부터 재료를 선택하는 것이 보다 바람직하다. 따라서, 예컨대 수지 A2가 포함할 수 있는 중합체 및 배합제의 종류 및 양, 수지 A2의 중량 평균 분자량 및 유리전이온도는, 수지 A1과 마찬가지로 할 수 있다.
수지 A2로서는, 수지 A1과 마찬가지의 범위의 재료로부터 수지 A1과는 상이한 수지를 선택하여 이용해도 된다. 따라서, 예컨대 수지 A2는, 수지 A1이 포함하는 중합체와는 다른 종류의 중합체를 포함하고 있어도 된다. 또한, 예컨대 수지 A2는, 수지 A1이 포함하는 중합체와 동일한 종류의 중합체를 포함하고, 또한 수지 A1이 포함하는 배합제와는 다른 종류의 배합제를 포함하고 있어도 된다. 또, 예컨대 수지 A2는, 수지 A1이 포함하는 중합체 및 배합제와 동일한 종류의 중합체 및 배합제를 포함하고, 그 중합체 및 배합제의 양을 수지 A1과 상이한 양으로 해도 된다. 그러나, 수지 A2로서는, 수지 A1과 동일한 수지를 이용하는 것이 특히 바람직하다. 수지 A1과 수지 A2가 동일한 수지이면, 적층 위상차 필름에 있어서 변형 및 휨을 방지할 수 있다.
수지층 A2는 네거티브 C 플레이트이다. 따라서, 수지층 A2는, 그의 굴절률 nx, ny 및 nz가 nx>nz 및 ny>nz를 만족시키고, 또한 면내 리타데이션 Re가 0nm≤Re≤5nm를 만족시킨다.
파장 550nm에서 측정한, 수지층 A2의 면내 리타데이션 ReA2의 구체적인 값은, 통상 0nm 이상이며, 통상 5nm 이하, 바람직하게는 3nm 이하, 보다 바람직하게는 1nm 이하이다. 수지층 A2의 면내 리타데이션 ReA2를 상기 범위로 수렴시키는 것에 의해, 액정 표시 장치의 광학 보상을 적절히 행할 수 있다.
또한, 파장 550nm에서 측정한, 수지층 A2의 두께 방향의 리타데이션 RthA2의 구체적인 값은, 10nm≤RthA2≤40nm를 만족시키는 것이 바람직하다. 보다 상세하게는, 수지층 A2의 두께 방향의 리타데이션 RthA2는, 바람직하게는 10nm 이상, 보다 바람직하게는 15nm 이상, 특히 바람직하게는 20nm 이상이며, 바람직하게는 40nm 이하, 보다 바람직하게는 35nm 이하, 특히 바람직하게는 30nm 이하이다. 수지층 A2의 두께 방향의 리타데이션 RthA2를 상기 범위로 수렴시키는 것에 의해, 액정 표시 장치의 광학 보상을 적절히 행할 수 있다.
수지층 A2의 면내 리타데이션 ReA2 및 두께 방향의 리타데이션 RthA2를 상기 범위로 수렴시키는 방법으로서는, 예컨대, 적층 위상차 필름을 제조하기 위해서 수지 적층체를 연신할 때의 연신 배율 및 연신 온도를 조정하는 방법을 들 수 있다.
수지층 A2의 두께는, 바람직하게는 0.4μm 이상, 보다 바람직하게는 0.6μm 이상, 특히 바람직하게는 0.8μm 이상이며, 바람직하게는 2.0μm 이하, 보다 바람직하게는 1.8μm 이하, 특히 바람직하게는 1.6μm 이하이다. 수지층 A2의 두께를 상기 범위의 하한치 이상으로 하는 것에 의해, 두께의 편차를 저감할 수 있다. 또한, 상한치 이하로 하는 것에 의해, 액정 표시 장치의 두께를 저감할 수 있다.
또한, 수지층 A2의 두께의 편차는 전체 면에서 1μm 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 표시 장치에 있어서의 색조의 편차를 작게 할 수 있다. 또한, 장기 사용 후의 색조 변화를 균일하게 할 수 있다. 이를 실현하기 위해서는, 예컨대 수지 적층체에 있어서 층 a2의 두께의 편차를 전체 면에서 1μm 이하로 하는 것이 바람직하다.
[5. 임의의 층]
본 발명의 적층 위상차 필름은, 본 발명의 효과를 현저히 손상시키지 않는 한, 전술한 수지층 A1, 수지층 B 및 수지층 A2에 더하여, 추가로 임의의 층을 구비하고 있어도 된다. 단, 임의의 층은, 수지층 A1과 수지층 B, 및 수지층 B와 수지층 A2가, 각각 직접 접하는 것을 방해하지 않도록 설치된다.
임의의 층으로서는, 예컨대, 필름의 미끄럼성을 좋게 할 수 있는 매트층, 내충격성 폴리메타크릴레이트 수지층 등의 하드 코팅층, 반사 방지층, 방오층 등을 들 수 있다.
[6. 적층 위상차 필름의 물성]
본 발명의 적층 위상차 필름은, 전술한 바와 같이, 수지층 A1 및 수지층 A2가 네거티브 C 플레이트로 되어 있다. 그 때문에, 수지층 A1 및 수지층 A2는 면내 지상축을 갖지 않거나, 갖는다고 해도 그 수지층 A1 및 수지층 A2에서의 면내 리타데이션이 무시할 수 있을 정도로 작다. 그 때문에, 수지층 A1 및 수지층 A2의 면내 지상축의 방향을 수지층 B의 면내 지상축의 방향에 따라 설정하지 않아도, 액정 표시 장치를 흑 표시로 했을 때에, 정면 휘도를 충분히 저감할 수 있다. 또한, 통상은 적층 위상차 필름의 광학 보상 성능을 높게 할 수 있기 때문에, 액정 표시 장치의 광 누출을 저감할 수 있다.
일반적으로, 고유 복굴절이 양인 수지와 고유 복굴절이 음인 수지에서는, 연신했을 때에 발현되는 면내 지상축의 방향이 상이하다. 그 때문에, 고유 복굴절이 양인 수지의 층과 고유 복굴절이 음인 수지의 층을 조합하여 구비하는 종래의 적층 위상차 필름은, 연신했을 때의 각 층의 면내 지상축의 방향의 관계를 적절히 제어하는 것은 곤란했다. 그 중에서도, 종래의 적층 위상차 필름에서는, 필름의 폭 방향의 단부에 있어서 각 층의 면내 지상축을 원하는 방향으로 발현시키는 것이 곤란하며, 나아가서는 각 층의 면내 지상축의 방향의 관계를 의도한 대로 제어하는 것이 특히 어려웠다. 예컨대, 고유 복굴절이 양인 수지의 층, 고유 복굴절이 음인 수지의 층 및 고유 복굴절이 양인 수지의 층을 이 순서로 구비하는 종래의 위상차 필름에 있어서 모든 층의 면내 지상축의 방향을 평행하게 하려고 해도, 고유 복굴절이 양인 수지의 층의 면내 지상축과 고유 복굴절이 음인 수지의 층의 면내 지상축은 평행하게 되지 않는 경우가 많았다.
그러나, 본 발명의 적층 위상차 필름에서는, 수지층 A1 및 수지층 A2가 면내 지상축을 실질적으로 갖지 않는다. 그 때문에, 고유 복굴절이 양인 수지의 층과 고유 복굴절이 음인 수지의 층을 조합하여 구비하는 적층 위상차 필름에 있어서, 수지층 B의 면내 지상축의 방향을 수지층 A1 및 수지층 A2의 면내 지상축의 방향에 따라 설정할 필요가 없다. 따라서, 본 발명의 적층 위상차 필름에서는, 그 적층 위상차 필름에 포함되는 각 층의 면내 지상축의 방향의 관계의 어긋남을 방지할 수 있다.
적층 위상차 필름의 Nz 계수는 통상 0 이상, 바람직하게는 0.3 이상, 보다 바람직하게는 0.5 이상이며, 통상 1 이하, 바람직하게는 0.9 이하, 보다 바람직하게는 0.8 이하이다. 적층 위상차 필름이 이와 같은 범위의 Nz 계수를 갖는 것에 의해, 액정 표시 장치의 광학 보상을 적절히 행할 수 있다.
적층 위상차 필름의 면내 리타데이션 Re는, 바람직하게는 50nm 이상, 보다 바람직하게는 100nm 이상이며, 또한 바람직하게는 400nm 이하, 보다 바람직하게는 350nm 이하이다. 적층 위상차 필름이 이와 같은 범위의 면내 리타데이션 Re를 갖는 것에 의해, 액정 표시 장치의 광학 보상을 적절히 행할 수 있다.
적층 위상차 필름의 두께 방향의 리타데이션 Rth는, 바람직하게는 -50nm 이상, 보다 바람직하게는 -40nm 이상, 특히 바람직하게는 -30nm 이상이며, 또한 바람직하게는 50nm 이하, 보다 바람직하게는 40nm 이하, 특히 바람직하게는 30nm 이하이다. 적층 위상차 필름이 이와 같은 범위의 두께 방향의 리타데이션 Rth를 갖는 것에 의해, 액정 표시 장치의 광학 보상을 적절히 행할 수 있다.
또한, 적층 위상차 필름은 적층 위상차 필름 전체로서, 그의 굴절률 nx, ny 및 nz가 nx>nz>ny의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다. 이에 의해, 액정 표시 장치의 광학 보상을 적절히 행할 수 있다. 여기에서, 적층 위상차 필름의 굴절률 nx, ny 및 nz는, 적층 위상차 필름의 면내 리타데이션 Re 및 두께 방향의 리타데이션 Rth, 적층 위상차 필름의 두께, 및 적층 위상차 필름의 평균 굴절률 nave에 의해 산출된다. 평균 굴절률 nave는 다음 식에 의해 결정할 수 있다.
nave = Σ(ni×Li)/ΣLi
ni: i층의 수지의 굴절률
Li: i층의 막 두께
적층 위상차 필름의 전광선 투과율은 85% 이상 100% 이하인 것이 바람직하다. 상기 광선 투과율은, JIS K0115에 준거하여, 분광 광도계(니혼분광사제, 자외 가시 근적외 분광 광도계 「V-570」)를 이용하여 측정할 수 있다.
적층 위상차 필름의 헤이즈는, 바람직하게는 5% 이하, 보다 바람직하게는 3% 이하, 특히 바람직하게는 1% 이하이며, 이상적으로는 0%이다. 헤이즈를 낮은 값으로 하는 것에 의해, 본 발명의 적층 위상차 필름을 구비하는 표시 장치의 표시 화상의 선명성을 높일 수 있다. 여기에서, 헤이즈는, JIS K7361-1997에 준거하여, 닛폰덴쇼쿠공업사제 「탁도계 NDH-300A」를 이용해 5개소 측정하여, 그로부터 구한 평균값을 채용할 수 있다.
적층 위상차 필름은 ΔYI가 5 이하인 것이 바람직하고, 3 이하인 것이 보다 바람직하다. 이 ΔYI가 상기 범위에 있으면, 착색이 없어 시인성이 양호해진다. 또한 하한은, 이상적으로는 0이다. ΔYI는, ASTM E313에 준거하여, 닛폰덴쇼쿠공업사제 「분광 색차계 SE2000」을 이용하여 측정할 수 있다. 마찬가지의 측정을 5회 행하여, 그 산술 평균값으로서 구한다.
적층 위상차 필름은 JIS 연필 경도에서 H 또는 그 이상의 경도를 갖는 것이 바람직하다. 이 JIS 연필 경도는 수지의 종류 및 수지층의 두께에 의해 조정할 수 있다. 여기에서, JIS 연필 경도는, JIS K5600-5-4에 준거하여, 각종 경도의 연필을 45°기울이고, 위에서부터 500g 무게의 하중을 걸어서 필름 표면을 긁어, 흠집이 나기 시작하는 연필의 경도이다.
적층 위상차 필름의 외표면은, MD 방향으로 신장하는 불규칙하게 생기는 선상 오목부 또는 선상 볼록부를 실질적으로 갖지 않고, 평탄한 것이 바람직하다. 이와 같은 선상 오목부 또는 선상 볼록부는, 이른바 다이 라인이라고 불리는 것이다.
여기에서, 「불규칙하게 생기는 선상 오목부 또는 선상 볼록부를 실질적으로 갖지 않고, 평탄」이란, 가령 선상 오목부 또는 선상 볼록부가 형성되었다고 해도, 하기 조건(X)를 만족시키는 것이며, 바람직하게는 하기 조건(Y)를 만족시키는 것이다.
조건(X): 선상 오목부의 깊이가 50nm 미만 혹은 폭이 500μm보다 크거나, 또는 선상 볼록부의 높이가 50nm 미만 혹은 폭이 500μm보다 크다.
조건(Y): 선상 오목부의 깊이가 30nm 미만 혹은 폭이 700μm보다 크거나, 또는 선상 볼록부의 높이가 30nm 미만 혹은 폭이 700μm보다 크다.
이와 같은 구성으로 하는 것에 의해, 선상 오목부 또는 선상 볼록부에서의 광의 굴절 등에 근거하는 광의 간섭 및 광 누출의 발생을 방지할 수 있어, 광학 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 불규칙하게 생긴다란, 의도하지 않은 위치에 의도하지 않은 치수 및 형상으로 형성된다는 것이다.
전술한 선상 오목부의 깊이, 선상 볼록부의 높이 및 이들의 폭은 다음에 서술하는 방법으로 구할 수 있다. 적층 위상차 필름에 광을 조사하고, 투과광을 스크린에 비춰, 스크린 상에 나타나는 광의 명(明) 또는 암(暗)의 줄무늬가 있는 부분(이 부분은 선상 오목부의 깊이 및 선상 볼록부의 높이가 큰 부분이다)을 30mm 각으로 잘라낸다. 잘라낸 필름편의 표면을 삼차원 표면 구조 해석 현미경(시야 영역 5mm×7mm)을 이용하여 관찰하고, 이것을 3차원 화상으로 변환하여, 이 3차원 화상으로부터 단면 프로파일을 구한다. 단면 프로파일은 시야 영역에서 1mm 간격으로 구한다.
이 단면 프로파일에 평균선을 긋는다. 이 평균선으로부터 선상 오목부의 밑바닥까지의 길이가 선상 오목부 깊이가 되고, 또한 평균선으로부터 선상 볼록부의 정상까지의 길이가 선상 볼록부 높이가 된다. 평균선과 프로파일의 교점간 거리가 폭이 된다. 이들 선상 오목부 깊이 및 선상 볼록부 높이의 측정값으로부터 각각 최대값을 구하고, 그 최대값을 나타낸 선상 오목부 또는 선상 볼록부의 폭을 각각 구한다. 이상으로부터 구해진 선상 오목부 깊이의 최대값을 그 필름의 선상 오목부의 깊이로 하고, 그 최대값을 나타낸 선상 오목부의 폭을 그 필름의 선상 오목부의 폭으로 한다. 또한, 선상 볼록부 높이의 최대값을 그 필름의 선상 볼록부의 높이로 하고, 그 최대값을 나타낸 선상 볼록부의 폭을 그 필름의 선상 볼록부의 폭으로 한다.
적층 위상차 필름은 60℃, 90% RH, 100시간의 열처리에 의해서, 세로 방향 및 가로 방향에서 수축되는 것이어도 된다. 단, 그 수축률은, 바람직하게는 0.5% 이하, 보다 바람직하게는 0.3% 이하이며, 이상적으로는 0%이다. 수축률을 이와 같이 작게 하는 것에 의해, 고온 및 고습 환경 하에서 적층 위상차 필름을 사용할 때에, 수축 응력에 의해서 적층 위상차 필름의 변형이 생겨 표시 장치로부터 박리되는 현상을 방지할 수 있다.
적층 위상차 필름에 있어서, 전술한 수지층 A1, 수지층 B 및 수지층 A2의 두께의 합계는, 바람직하게는 10μm 이상, 보다 바람직하게는 30μm 이상이며, 바람직하게는 200μm 이하, 보다 바람직하게는 150μm 이하이다.
적층 위상차 필름의 폭 방향의 치수는, 바람직하게는 500mm 이상, 보다 바람직하게는 1000mm 이상이며, 바람직하게는 2000mm 이하이다.
또한, 전술한 바와 같이, 적층 위상차 필름에 있어서는, 수지층 A1과 상기 수지층 B는 직접 접해 있고, 수지층 B와 수지층 A2는 직접 접해 있다. 이 때문에, 본 발명의 적층 위상차 필름은 두께를 얇게 할 수 있어, 광학적 기능의 발현의 점에서 유리하다. 이와 같은 적층 위상차 필름은, 예컨대 후술하는 바와 같이, 수지 A1로 이루어지는 층 a1, 층 a1에 직접 접한 수지 B로 이루어지는 층 b, 및 층 b에 직접 접한 수지 A2로 이루어지는 층 a2를 갖는 수지 조성물을 연신하여, 층 a1, 층 b 및 층 a2를 공연신하는 것에 의해 용이하게 제조할 수 있다.
[7. 적층 위상차 필름의 제조 방법의 개요]
본 발명의 적층 위상차 필름의 제조 방법에 제한은 없고, 예컨대, 수지 A1로 이루어지는 층 a1, 층 a1에 직접 접한 수지 B로 이루어지는 층 b, 및 층 b에 직접 접한 수지 A2로 이루어지는 층 a2를 이 순서로 구비하는 수지 적층체를 연신하는 것에 의해 제조할 수 있다. 이때, 수지 적층체의 연신은, 수지 적층체를 온도 T1에서 제 1 방향으로 연신하는 제 1 연신 공정과; 제 1 연신 공정에서 연신된 수지 적층체를, 온도 T1보다 낮은 온도 T2에서 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 연신하여 적층 위상차 필름을 얻는 제 2 연신 공정;을 행하는 것이 바람직하다. 이하, 이 제조 방법에 대하여 설명한다.
[8. 수지 적층체]
수지 적층체는, 상기와 같이, 수지 A1로 이루어지는 층 a1, 수지 B로 이루어지는 층 b, 및 수지 A2로 이루어지는 층 a2를 이 순서로 구비한다. 또한, 층 a1과 층 b는 직접 접해 있고, 층 b와 층 a2는 직접 접해 있다. 즉, 층 a1과 층 b 사이에는 다른 층은 없고, 또한 층 b와 층 a2 사이에 다른 층은 없다.
이 수지 적층체는, 온도 T1 및 T2라는 상이한 온도에서 서로 직교하는 상이한 방향으로 연신되는 것에 의해, 층 a1, 층 b 및 층 a2의 각각에 있어서 각 온도 T1 및 T2, 연신 배율, 및 연신 방향에 따라 리타데이션을 발생시킬 수 있다는 성질을 갖는다. 이 성질을 이용하여, 본 발명의 적층 위상차 필름을 제조할 수 있다. 구체적으로는, 이 수지 적층체를 연신하여 얻어지는 적층 위상차 필름에 있어서는, 층 a1에 생기는 리타데이션과, 층 b에 생기는 리타데이션과, 층 a2에 생기는 리타데이션이 합성되는 것에 의해, 적층 위상차 필름 전체로서 원하는 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션이 얻어진다.
연신에 의해 층 a1, 층 b 및 층 a2에 생기는 리타데이션의 크기는, 수지 적층체의 구성(예컨대, 각 층의 수 및 두께), 연신 온도 및 연신 배율 등의 조건에 따라 결정된다. 그 때문에, 수지 적층체의 구성은, 발현시키고자 하는 광학 보상 기능 등의 광학적 기능에 따라 정하는 것이 바람직하다.
그 중에서도, 수지 적층체는, 어떤 일 방향으로의 연신 방향(어떤 일 방향으로의 연신 방향이란, 즉 1축 연신 방향)을 X축, 1축 연신 방향에 대하여 필름 면내에서 직교하는 방향을 Y축, 및 필름 두께 방향을 Z축으로 했을 때에, 필름면에 수직으로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 XZ면에 있는 직선 편광의, 필름면에 수직으로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 YZ면에 있는 직선 편광에 대한 위상이,
온도 T1 및 T2 중 한쪽에서 X축 방향으로 1축 연신했을 때에는 늦고,
온도 T1 및 T2 중 다른 쪽에서 X축 방향으로 1축 연신했을 때에는 앞선다
는 요건을 만족시키는 것이 바람직하다.
필름면에 수직으로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 XZ면에 있는 직선 편광을, 이하 적절히 「XZ 편광」이라고 한다. 또한, 필름면에 수직으로 입사하고 또한 전기 벡터의 진동면이 YZ면에 있는 직선 편광을, 이하 적절히 「YZ 편광」이라고 한다. 또, 상기 요건을, 이하 적절히 「요건 P」라고 한다. 통상, 수지 적층체의 XZ 편광의 YZ 편광에 대한 위상은, 온도 T1에서 X축 방향으로 1축 연신했을 때에 늦고, 온도 T2에서 X축 방향으로 1축 연신했을 때에 앞선다.
상기 요건 P는, 수지 적층체의 면내의 다양한 방향 중, 적어도 한 방향을 X축으로 한 경우에 만족시키도록 한다. 통상, 수지 적층체는 등방(等方)인(즉, 이방성을 갖지 않음) 원반(原反) 필름이기 때문에, 면내의 한 방향을 X축으로 했을 때에 요건 P를 만족시키면, 다른 어느 방향을 X축으로 했을 때에도 요건 P를 만족시킬 수 있다.
일반적으로, 1축 연신에 의해서 X축에 면내 지상축이 나타나는 필름에서는, XZ 편광은 YZ 편광에 대하여 위상이 늦다. 반대로, 1축 연신에 의해서 X축에 진상축이 나타나는 필름에서는, XZ 편광은 YZ 편광에 대하여 위상이 앞선다. 상기 요건 P를 만족시키는 수지 적층체는 이들 성질을 이용한 적층체이며, 통상, 면내 지상축 또는 진상축이 나타나는 방식이 연신 온도에 의존하는 필름이다. 이와 같은 리타데이션의 발현의 온도 의존성은, 예컨대 수지 A1, 수지 B 및 수지 A2의 광탄성 계수, 및 각 층의 두께비 등의 관계를 조정함으로써 조정할 수 있다.
여기에서, 「연신 방향을 기준으로 한 면내 리타데이션」을 예로 들어, 수지 적층체가 만족시켜야 하는 조건을 설명한다. 연신 방향을 기준으로 한 면내 리타데이션을, 연신 방향인 X축 방향의 굴절률 nX와 면내에서 연신 방향에 직교하는 방향인 Y축 방향의 굴절률 nY의 차(=nX-nY)에 두께 d를 곱하여 구해지는 값으로 정의한다. 이때, 층 a1과 층 b와 층 a2를 구비하는 수지 적층체를 연신했을 때에 당해 수지 적층체 전체에 발현시킬 수 있는 연신 방향을 기준으로 한 면내 리타데이션은, 층 a1에 발현되는 연신 방향을 기준으로 한 면내 리타데이션과, 층 b에 발현되는 연신 방향을 기준으로 한 면내 리타데이션과, 층 a2에 발현되는 연신 방향을 기준으로 한 면내 리타데이션으로부터 합성된다. 그래서, 층 a1과 층 b와 층 a2를 포함하는 수지 적층체를 연신했을 때에 발현되는 연신 방향을 기준으로 한 면내 리타데이션의 부호가, 높은 온도 T1에서의 연신과 낮은 온도 T2에서의 연신에서 반대가 되도록 하기 위해서, 하기의 조건(i) 및 (ii)를 만족시키도록 층 a1, 층 b 및 층 a2의 두께를 조정하는 것이 바람직하다.
(i) 낮은 온도 T2에서의 연신으로, 유리전이온도가 높은 수지가 발현하는 리타데이션의 절대값이, 유리전이온도가 낮은 수지가 발현하는 리타데이션의 절대값보다도 작아진다.
(ii) 높은 온도 T1에서의 연신으로, 유리전이온도가 낮은 수지가 발현하는 리타데이션의 절대값이, 유리전이온도가 높은 수지가 발현하는 리타데이션의 절대값보다도 작아진다.
이와 같이, 일 방향으로의 연신(즉, 1축 연신)에 의해서 층 a1, 층 b 및 층 a2의 각각에 발현되는 X축 방향의 굴절률 nX와 Y축 방향의 굴절률 nY의 차; 층 a1의 두께의 총합; 층 b의 두께의 총합; 및 층 a2의 두께의 총합을 조정함으로써, 요건 P(요건 P란, 즉 XZ 편광의 YZ 편광에 대한 위상이, 온도 T1 및 T2의 한쪽에서 X축 방향으로 1축 연신했을 때에는 늦고, 온도 T1 및 T2의 다른 쪽에서 X축 방향으로 1축 연신했을 때에는 앞선다는 요건)를 만족시키는 수지 적층체를 얻을 수 있다.
요건 P를 만족시키는 수지 적층체를 연신한 경우의 연신 방향을 기준으로 한 면내 리타데이션의 발현에 대하여, 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다. 도 1은, 수지 A1과 수지 A2가 동일한 수지이며, 층 a1 및 층 a2를 구성하는 수지 A1(또는 수지 A2)의 유리전이온도 TgA1이 높고, 층 b를 구성하는 수지 B의 유리전이온도 TgB가 낮다고 가정한 경우에, 수지 적층체의 층 a1 및 층 a2, 및 층 b를 각각 어떤 연신 배율 및 연신 속도로 연신했을 때의 연신 방향을 기준으로 한 리타데이션의 온도 의존성과, 수지 적층체를 연신했을 때의 연신 방향을 기준으로 한 리타데이션 Δ의 온도 의존성의 일례를 나타내는 것이다. 도 1에 나타내는 바와 같은 수지 적층체에서는, 온도 Tb에서의 연신에서는, 층 a1 및 층 a2에 있어서 발현되는 플러스의 연신 방향을 기준으로 한 리타데이션에 비하여, 층 b에 있어서 발현되는 마이너스의 연신 방향을 기준으로 한 리타데이션 쪽이 크기 때문에, 전체로서는 마이너스의 연신 방향을 기준으로 한 리타데이션 Δ를 발현하게 된다. 한편, 온도 Ta에서의 연신에서는, 층 a1 및 층 a2에 있어서 발현되는 플러스의 연신 방향을 기준으로 한 리타데이션에 비하여, 층 b에 있어서 발현되는 마이너스의 연신 방향을 기준으로 한 리타데이션 쪽이 작기 때문에, 전체로서는 플러스의 연신 방향을 기준으로 한 리타데이션 Δ를 발현하게 된다.
따라서, 이와 같은 상이한 온도 Ta 및 Tb의 연신을 조합하는 것에 의해, 각 온도에서의 연신으로 생기는 리타데이션을 합성하여, 원하는 리타데이션을 갖고, 나아가서는 원하는 광학적 기능을 발휘하는 적층 위상차 필름을 안정되게 실현할 수 있다.
예컨대, 온도 Ta에서 제 1 연신 공정을 행하여, 층 a1 및 층 a2에 있어서 플러스의 연신 방향을 기준으로 한 리타데이션을 발현시키고, 층 b에 있어서 마이너스의 연신 방향을 기준으로 한 리타데이션을 발현시킨다. 이어서, 제 1 연신 공정에서의 연신 방향과 면내에서 직교하는 방향으로, 온도 Tb에서 제 1 연신 공정보다 낮은 연신 배율로 제 2 연신 공정을 행한다. 제 2 연신 공정에서는, 층 a1 및 층 a2에 있어서 제 1 연신 공정에서 발현된 면내의 리타데이션을 상쇄함과 더불어, 층 b 에 있어서 제 1 연신 공정에서 발현된 리타데이션과 직교하는 방향으로 리타데이션을 발현시킨다. 이에 의해, 층 a1 및 층 a2를 연신하여 얻어지는 수지층 A1 및 수지층 A2를 네거티브 C 플레이트로 함과 더불어, 층 b를 연신하여 얻어지는 수지층 B를 포지티브 B 플레이트로 할 수 있다.
층 a1, 층 b 및 층 a2의 구체적인 두께는, 전술한 요건 P를 만족시키도록, 제조하고자 하는 적층 위상차 필름의 리타데이션에 따라 설정할 수 있다. 이때, 층 a1 및 층 a2의 두께의 총합과, 층 b의 두께의 총합의 비는, 원하는 범위로 수렴되는 것이 바람직하다. 여기에서, 상기 비는 「(층 a1의 두께의 총합+층 a2의 두께의 총합)/(층 b의 두께의 총합)」으로 표시된다. 상기 비의 구체적인 범위는, 바람직하게는 1/15 이상, 보다 바람직하게는 1/10 이상이며, 또한 바람직하게는 1/4 이하이다. 이에 의해, 연신 처리에 의한 리타데이션 발현의 온도 의존성을 크게 할 수 있다.
층 a1, 층 b 및 층 a2의 합계 두께는, 바람직하게는 10μm 이상, 보다 바람직하게는 20μm 이상, 특히 바람직하게는 30μm 이상이며, 바람직하게는 500μm 이하, 보다 바람직하게는 200μm 이하, 특히 바람직하게는 150μm 이하이다. 층 a1, 층 b 및 층 a2의 합계 두께를 상기 범위의 하한치 이상으로 하는 것에 의해, 충분한 리타데이션을 발현시킬 수 있다. 또한, 적층 위상차 필름의 기계적 강도를 높게 할 수 있다. 또한, 상한치 이하로 하는 것에 의해, 적층 위상차 필름에 높은 유연성을 가지게 하여 취급성을 높일 수 있다.
또한, 수지 적층체에 있어서, 층 a1, 층 b 및 층 a2의 각 두께의 편차는 전체 면에서 1μm 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 적층 위상차 필름의 색조의 편차를 작게 할 수 있다. 또한, 적층 위상차 필름의 장기 사용 후의 색조 변화를 균일하게 할 수 있다.
상기와 같이 층 a1, 층 b 및 층 a2의 두께의 편차를 전체 면에서 1μm 이하로 하기 위해서는, 예컨대, 하기의 (1)∼(6)과 같이 해도 된다.
(1) 압출기 내에 눈 크기가 20μm 이하인 폴리머 필터를 설치한다.
(2) 기어 펌프를 5rpm 이상으로 회전시킨다.
(3) 다이스 주위에 둘러싸는 수단을 배치한다.
(4) 에어 갭을 200mm 이하로 한다.
(5) 필름을 냉각 롤 상에 캐스팅할 때에 에지 피닝(edge pinning)을 행한다.
(6) 압출기로서 2축 압출기 또는 스크류 형식이 더블 플라이트형인 단축 압출기를 이용한다.
각 층의 두께는, 시판 중인 접촉식 두께계를 이용하여, 필름의 총 두께를 측정하고, 이어서 두께 측정 부분을 절단하여 단면을 광학 현미경으로 관찰하고, 각 층의 두께비를 구하여, 그 비율로부터 계산할 수 있다. 또한, 이 조작을 필름의 MD 방향 및 TD 방향에서 일정 간격마다 행하여, 두께의 산술 평균값 및 편차를 구할 수 있다.
두께의 편차는, 상기에서 측정한 측정값의 산술 평균값 Tave를 기준으로 하고, 측정한 두께 T 중의 최대값을 Tmax, 최소값을 Tmin으로 하여, 이하의 식으로부터 산출한다.
두께의 편차(μm) = 「Tave-Tmin」 및 「Tmax-Tave」 중 큰 쪽.
수지 적층체는 그의 전광선 투과율, 헤이즈, ΔYI, JIS 연필 경도, 및 외표면이 선상 오목부 또는 선상 볼록부를 실질적으로 갖지 않고 평탄한 것이 바람직한 점에 대해서는, 적층 위상차 필름과 마찬가지이다.
수지 적층체는, 본 발명의 효과를 현저히 손상시키지 않는 한, 층 a1, 층 b 및 층 a2 이외에 임의의 층을 가져도 된다. 임의의 층으로서는, 적층 위상차 필름이 갖고 있어도 되는 임의의 층과 마찬가지의 층을 들 수 있다. 이들 임의의 층은, 예컨대 후술하는 바와 같이 공압출에 의해 얻어진 수지 적층체에 대하여 뒤에서 설치하도록 해도 되고, 수지 A1, 수지 B 및 수지 A2를 공압출할 때에 임의의 층의 형성 재료를 수지 A1, 수지 B 및 수지 A2와 공압출하여 설치해도 된다.
수지 적층체의 폭 방향의 치수는, 바람직하게는 500mm 이상이며, 바람직하게는 2000mm 이하이다. 또한, 수지 적층체의 길이 방향의 치수는 임의이며, 수지 적층체를 장척의 필름으로 하는 것이 바람직하다.
수지 적층체의 제조 방법에 제한은 없지만, 수지 A1, 수지 B 및 수지 A2를 이용하여, 공압출법 또는 공유연법에 의해 제조하는 것이 바람직하다. 이 중에서도, 공압출법이 바람직하다. 공압출법은 용융 상태로 한 복수의 수지를 압출하여 성형하는 방법이다. 공압출법은 제조 효율의 점, 및 수지 적층체 중에 용매 등의 휘발성 성분을 잔류시키지 않는다고 하는 점에서 우수하다.
공압출 방법으로서는, 예컨대, 공압출 T 다이법, 공압출 인플레이션법, 공압출 라미네이션법 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 공압출 T 다이법이 바람직하다. 공압출 T 다이법에는 피드 블록 방식 및 멀티 매니폴드 방식이 있다. 그 중에서도, 층 a1 및 층 a2의 두께의 편차를 적게 할 수 있다는 점에서, 멀티 매니폴드 방식이 특히 바람직하다.
공압출 T 다이법을 채용하는 경우, T 다이를 갖는 압출기에 있어서의 수지의 용융 온도는, 각 수지의 유리전이온도를 Tg로 해서, (Tg+80℃) 이상으로 하는 것이 바람직하고, (Tg+100℃) 이상으로 하는 것이 보다 바람직하며, 또한 (Tg+180℃) 이하로 하는 것이 바람직하고, (Tg+150℃) 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 압출기에서의 수지의 용융 온도를 상기 범위의 하한치 이상으로 하는 것에 의해, 수지의 유동성을 충분히 높일 수 있다. 또한, 상한치 이하로 하는 것에 의해, 수지의 열화를 방지할 수 있다.
다이스의 개구부로부터 압출된 필름 형상의 용융 수지는 냉각 드럼에 밀착시키는 것이 바람직하다. 이에 의해, 용융 수지를 신속하게 경화시켜, 원하는 수지 적층체를 효율적으로 얻을 수 있다.
용융 수지를 냉각 드럼에 밀착시키는 방법은 특별히 제한되지 않고, 예컨대 에어 나이프 방식, 배큠 박스 방식, 정전 밀착 방식 등을 들 수 있다.
냉각 드럼의 수는 특별히 제한되지 않지만, 통상은 2개 이상이다. 또한, 냉각 드럼의 배치 방법으로서는, 예컨대 직선형, Z형, L형 등을 들 수 있지만 특별히 제한되지 않는다. 또한 다이스의 개구부로부터 압출된 용융 수지를 냉각 드럼에 통과시키는 방법도 특별히 제한되지 않는다.
냉각 드럼의 온도에 의해, 통상, 압출된 필름 형상의 수지의 냉각 드럼에의 밀착 상태가 변화된다. 그 때문에, 냉각 드럼의 온도는, 다이스로부터 압출되는 수지 중 드럼에 접촉하는 층의 수지의 유리전이온도를 Tg라고 하면, 바람직하게는 (Tg+30℃) 이하, 더 바람직하게는 (Tg-5℃)∼(Tg-45℃)의 범위로 한다. 냉각 드럼의 온도를 상기 범위의 하한치 이상으로 하는 것에 의해, 냉각 드럼에 대한 수지의 밀착을 양호하게 할 수 있다. 또한, 상한치 이하로 하는 것에 의해, 필름 형상의 수지를 냉각 드럼으로부터 용이하게 벗겨 낼 수 있다. 또한, 냉각 드럼의 온도를 상기 범위로 수렴시키는 것에 의해, 미끄럼 및 흠집 등의 문제를 방지할 수 있다.
또한, 수지 적층체 중의 잔류 용매의 양은 적게 하는 것이 바람직하다. 그를 위한 수단으로서는, (1) 원료가 되는 수지의 잔류 용매를 적게 하는 것; (2) 수지 적층체를 성형하기 전에 수지를 예비 건조하는 것; 등의 수단을 들 수 있다. 예비 건조는, 예컨대 수지를 펠렛 등의 형태로 하여, 열풍 건조기 등에서 행해진다. 건조 온도는 100℃ 이상이 바람직하고, 건조 시간은 2시간 이상이 바람직하다. 예비 건조를 행하는 것에 의해, 수지 적층체 중의 잔류 용매를 저감시킬 수 있고, 또 압출된 필름 형상의 수지의 발포를 막을 수 있다.
[9. 제 1 연신 공정]
제 1 연신 공정에서는, 수지 적층체를 온도 T1에서 일 방향으로 연신한다. 즉, 수지 적층체를 온도 T1에서 1축 연신한다. 이때, 제 1 연신 공정에서 수지 적층체를 연신하는 방향이 제 1 방향이다. 이와 같은 제 1 연신 공정을 행하는 것에 의해, 수지 적층체에 포함되는 층 a1, 층 b 및 층 a2가 공연신된다. 온도 T1에서 연신하면, 층 a1, 층 b 및 층 a2의 각각에 있어서, 수지 적층체의 구성, 및 연신 온도 T1 및 연신 배율 등의 연신 조건에 따라 리타데이션이 생기고, 층 a1, 층 b 및 층 a2를 포함하는 수지 적층체 전체로서도 리타데이션을 발생시킨다. 이때, 예컨대 수지 적층체가 요건 P를 만족시키는 경우에는, XZ 편광의 YZ 편광에 대한 위상은 늦거나 또는 앞선다.
온도 T1은, 원하는 리타데이션이 얻어지도록, 적절한 온도로 설정할 수 있다. 예컨대, 수지 A1의 유리전이온도 TgA1 및 수지 A2의 유리전이온도 TgA2가 수지 B의 유리전이온도 TgB보다도 높은 경우, 온도 T1은 다음과 같이 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 온도 T1은, 수지 A1의 유리전이온도 TgA1, 수지 B의 유리전이온도 TgB, 수지 A2의 유리전이온도 TgA2를 기준으로 하여, TgB보다 높은 것이 바람직하고, (TgB+5℃)보다 높은 것이 보다 바람직하고, (TgB+10℃)보다 높은 것이 더 바람직하며, 또한 (TgA1 및 TgA2 중 어느 것인가 높은 온도+20℃)보다 낮은 것이 바람직하고, (TgA1 및 TgA2 중 어느 것인가 높은 온도+10℃)보다 낮은 것이 보다 바람직하다. 온도 T1을 상기 온도 범위의 하한보다도 높게 하면 수지층 B의 면내 리타데이션 ReB 및 두께 방향의 리타데이션 RthB를 원하는 범위로 안정되게 수렴시킬 수 있다. 또한, 온도 T1을 상기 온도 범위의 상한보다도 낮게 하면, 수지층 A1의 면내 리타데이션 ReA1 및 두께 방향의 리타데이션 RthA1, 및 수지층 A2의 면내 리타데이션 ReA2 및 두께 방향의 리타데이션 RthA2를 원하는 범위로 안정되게 수렴시킬 수 있다.
제 1 연신 공정에서의 연신 배율은, 바람직하게는 1.1배 이상이며, 또한 바람직하게는 2.0배 미만, 보다 바람직하게는 1.8배 미만, 특히 바람직하게는 1.6배 미만이다. 제 1 연신 공정에서의 연신 배율을 상기 범위의 하한치 이상으로 하는 것에 의해, 적층 위상차 필름의 두께 방향의 리타데이션을 충분히 발현시킬 수 있다. 또한, 상한치 미만으로 하는 것에 의해, 제 1 연신 공정에서 발현되는 면내 리타데이션을 작게 할 수 있기 때문에, 수지층 A1 및 수지층 A2를 C 플레이트로 하는 것, 및 수지층 B를 B 플레이트로 하는 것이 용이해진다.
제 1 연신 공정에서의 연신 속도는, 바람직하게는 1.1배/분 이상이며, 바람직하게는 2.0배/분 이하, 보다 바람직하게는 1.8배/분 이하, 특히 바람직하게는 1.6배/분 이하이다. 연신 속도를 상기 범위의 하한치 이상으로 하는 것에 의해, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상한치 이하로 하는 것에 의해, 리타데이션의 편차를 저감할 수 있다.
1축 연신은 종래 공지된 방법으로 행할 수 있다. 예컨대, 롤 사이의 주속(周速)의 차를 이용하여 세로 방향(세로 방향은, 통상은 MD 방향에 일치한다)으로 1축 연신하는 방법; 텐터를 이용하여 가로 방향(가로 방향은, 통상은 TD 방향에 일치한다)으로 1축 연신하는 방법; 등을 들 수 있다. 세로 방향으로 1축 연신하는 방법으로서는, 예컨대 롤 사이에서의 IR 가열 방식 및 플로트 방식 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 광학적인 균일성이 높은 적층 위상차 필름이 얻어지는 점에서, 플로트 방식이 적합하다. 한편, 가로 방향으로 1축 연신하는 방법으로서는, 텐터법을 들 수 있다.
또한, 연신 시에는, 연신 불균일 및 두께 불균일을 작게 하기 위해서, 연신 존에 있어서 수지 적층체의 폭 방향으로 온도차가 나도록 해도 된다. 연신 존에 있어서 폭 방향으로 온도차를 나게 하기 위해서는, 예컨대, 온풍 노즐의 개도(開度)를 폭 방향으로 조정하거나, IR 히터를 폭 방향으로 정렬시켜 가열 제어하거나 하는 등, 공지된 수법을 이용해도 된다.
본 발명의 적층 위상차 필름에 있어서, 통상, 수지층 B는, 제 1 연신 공정에서 수지 적층체를 연신한 제 1 방향에 평행한 면내 지상축을 갖는다. 따라서, 적층 위상차 필름 전체의 면내 지상축도 통상은 제 1 방향에 평행해진다. 그 때문에, 제 1 방향은, 제조하고자 하는 적층 위상차 필름에 있어서 면내 지상축을 발현시키고자 하는 방향과 평행하게 설정하는 것이 바람직하다.
[10. 제 2 연신 공정]
제 1 연신 공정 후, 제 2 연신 공정을 행한다. 제 2 연신 공정에서는, 제 1 연신 공정에서 제 1 방향으로 연신된 수지 적층체를 상기 제 1 방향에 면내에서 직교하는 제 2 방향으로 연신한다.
제 2 연신 공정에서는, 온도 T1보다도 낮은 온도 T2에서 수지 적층체를 연신한다. 즉, 수지 적층체를 상대적으로 낮은 온도 T2에서 1축 연신한다. 온도 T2에서 연신하면, 층 a1, 층 b 및 층 a2의 각각에 있어서, 수지 적층체의 구성, 및 연신 온도 T2 및 연신 배율 등의 연신 조건에 따라 리타데이션이 생기고, 층 a1, 층 b 및 층 a2를 포함하는 수지 적층체 전체로서도 리타데이션을 발생시킨다. 이때, 예컨대 수지 적층체가 요건 P를 만족시키는 것이면, 제 1 연신 공정에서의 연신에 의해 XZ 편광의 YZ 편광에 대한 위상이 늦은 경우에는 제 2 연신 공정에서의 연신에 의해 XZ 편광의 YZ 편광에 대한 위상은 앞서고, 제 1 연신 공정에서의 연신에 의해 XZ 편광의 YZ 편광에 대한 위상이 앞선 경우에는 제 2 연신 공정에서의 연신에 의해 XZ 편광의 YZ 편광에 대한 위상은 늦어지게 된다.
온도 T2는, 원하는 리타데이션이 얻어지도록, 적절한 온도로 설정할 수 있다. 예컨대, 수지 A1의 유리전이온도 TgA1 및 수지 A2의 유리전이온도 TgA2가 수지 B의 유리전이온도 TgB보다도 높은 경우, 온도 T2는 다음과 같이 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 온도 T2는, 수지 B의 유리전이온도 TgB를 기준으로 하여, (TgB-20℃)보다 높은 것이 바람직하고, (TgB-10℃)보다 높은 것이 보다 바람직하며, 또한 (TgB+5℃)보다 낮은 것이 바람직하고, TgB보다 낮은 것이 보다 바람직하다. 연신 온도 T2를 상기 온도 범위의 하한보다도 높게 하는 것에 의해, 연신 시에 수지 적층체의 파단 및 백탁을 방지할 수 있다. 또한, 상한치 이하로 하는 것에 의해, 수지층 B의 리타데이션 ReB 및 RthB를 원하는 범위로 안정되게 수렴시킬 수 있다.
온도 T1과 온도 T2의 차는, 바람직하게는 5℃ 이상, 보다 바람직하게는 10℃ 이상이다. 온도 T1과 온도 T2의 차를 상기와 같이 크게 함으로써, 적층 위상차 필름에 편광판 보상 기능을 안정되게 발현시킬 수 있다. 또한, 온도 T1과 온도 T2의 차의 상한에 제한은 없지만, 공업 생산성의 관점에서는 100℃ 이하이다.
제 2 연신 공정에서의 연신 배율은 제 1 연신 공정에서의 연신 배율보다도 작은 것이 바람직하다. 제 2 연신 공정에서의 구체적인 연신 배율은, 바람직하게는 1.1배 이상, 보다 바람직하게는 1.2배 이상, 특히 바람직하게는 1.3배 이상이며, 또한 바람직하게는 2.4배 이하, 보다 바람직하게는 2.2배 이하, 특히 바람직하게는 2.0배 이하이다. 제 2 연신 공정에서의 연신 배율을 상기 범위로 하는 것에 의해, 수지층 A1 및 수지층 A2의 면내 리타데이션을 작게 할 수 있기 때문에, 수지층 A1 및 수지층 A2를 C 플레이트로 할 수 있다.
제 2 연신 공정에서의 연신 속도는, 바람직하게는 1.1배/분 이상, 보다 바람직하게는 1.2배/분 이상, 특히 바람직하게는 1.3배/분 이상이며, 바람직하게는 2.4배/분 이하, 보다 바람직하게는 2.2배/분 이하, 특히 바람직하게는 2.0배/분 이하이다. 연신 속도를 상기 범위의 하한치 이상으로 하는 것에 의해, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상한치 이하로 하는 것에 의해, 리타데이션의 편차를 저감할 수 있다.
제 2 연신 공정에서의 연신으로서는, 1축 연신을 행한다. 이 1축 연신의 구체적인 방법은, 제 1 연신 공정에서의 1축 연신에서 채용할 수 있는 방법과 마찬가지의 방법을 이용할 수 있다.
제 1 연신 공정 및 제 2 연신 공정에서의 연신 방향의 조합은 임의이다. 예컨대, 제 1 연신 공정에서 세로 방향으로 연신하고, 제 2 연신 공정에서 가로 방향으로 연신해도 된다. 또한, 예컨대 제 1 연신 공정에서 가로 방향으로 연신하고, 제 2 연신 공정에서 세로 방향으로 연신해도 된다. 또, 예컨대 제 1 연신 공정에서 경사 방향으로 연신하고, 제 2 연신 공정에서 상기 경사 방향에 직교하는 경사 방향으로 연신해도 된다. 여기에서 경사 방향이란, 세로 방향 및 가로 방향의 양쪽에 평행이 아닌 방향을 나타낸다. 그 중에서도, 제 1 연신 공정에서 가로 방향으로 연신하고, 제 2 연신 공정에서 세로 방향으로 연신하는 것이 바람직하다. 연신 배율이 작은 제 2 연신 공정에서의 연신을 세로 방향으로 행하도록 함으로써, 얻어지는 적층 위상차 필름의 전체 폭에 걸쳐서 광축의 방향의 편차를 작게 할 수 있다.
전술한 바와 같이 수지 적층체에 대하여 제 1 연신 공정과 제 2 연신 공정을 행하는 것에 의해, 제 1 연신 공정 및 제 2 연신 공정의 각각에 있어서, 층 a1, 층 b 및 층 a2에 연신 온도, 연신 방향 및 연신 배율 등의 연신 조건에 따른 리타데이션이 생긴다. 이 때문에, 제 1 연신 공정과 제 2 연신 공정을 거쳐서 얻어지는 적층 위상차 필름에서는, 제 1 연신 공정 및 제 2 연신 공정의 각각에 있어서 층 a1, 층 b 및 층 a2에 생긴 리타데이션이 합성되는 것에 의해, 편광판 보상 기능 등의 광학적 기능을 발현하기에 충분한 리타데이션이 생긴다. 따라서, 제 1 연신 공정 및 제 2 연신 공정을 포함하는 제조 방법에 의해, 원하는 리타데이션을 갖는 적층 위상차 필름을 얻을 수 있다.
또한, 전술한 제조 방법은, 층 a1, 층 b 및 층 a2를 구비하는 수지 적층체를 연신하여 수지층 A1, 수지층 B 및 수지층 A2를 얻고 있기 때문에, 따로따로 수지층 A1, 수지층 B 및 수지층 A2를 준비하고 나서 그들을 접합하여 적층 위상차 필름을 제조하는 경우에 비하여, 접착제의 도포 및 경화가 불필요하기 때문에, 제조 공정을 단축할 수 있어 제조 비용을 저감할 수 있다. 또, 접합 각도의 조정이 불필요하기 때문에, 면내 지상축의 방향 정밀도의 향상이 용이하여 제품의 고품질화를 기대할 수 있다.
전술한 제조 방법에 있어서는, 예컨대 제 1 연신 공정 및 제 2 연신 공정에서의 연신 배율 및 연신 온도를 조정하는 것에 의해, 적층 위상차 필름의 수지층 A1, 수지층 B 및 수지층 A2의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션을 조정할 수 있다.
[11. 임의의 공정]
전술한 적층 위상차 필름의 제조 방법에 있어서는, 전술한 제 1 연신 공정 및 제 2 연신 공정 이외에, 임의의 공정을 행해도 된다.
예컨대, 수지 적층체를 연신하기 전에, 수지 적층체를 미리 가열하는 공정(예열 공정)을 마련해도 된다. 수지 적층체를 가열하는 수단으로서는, 예컨대, 오븐형 가열 장치, 래디에이션 가열 장치, 또는 액체 중에 침지시키는 것 등을 들 수 있다. 그 중에서도 오븐형 가열 장치가 바람직하다. 예열 공정에서의 가열 온도는, 바람직하게는 (연신 온도-40℃) 이상, 보다 바람직하게는 (연신 온도-30℃) 이상이며, 바람직하게는 (연신 온도+20℃) 이하, 보다 바람직하게는 (연신 온도+15℃) 이하이다. 여기에서 연신 온도란, 가열 장치의 설정 온도를 의미한다.
또한, 예컨대, 제 1 연신 공정 후, 제 2 연신 공정 후, 또는 제 1 연신 공정 후 및 제 2 연신 공정 후의 양쪽에, 연신한 필름에 고정 처리를 실시해도 된다. 고정 처리에 있어서의 온도는, 바람직하게는 실온 이상, 보다 바람직하게는 (연신 온도-40℃) 이상이며, 바람직하게는 (연신 온도+30℃) 이하, 보다 바람직하게는 (연신 온도+20℃) 이하이다.
또, 예컨대, 얻어진 적층 위상차 필름의 표면에, 예컨대 매트층, 하드 코팅층, 반사 방지층, 방오층 등의 임의의 층을 설치하는 공정을 행해도 된다.
[12. 액정 표시 장치]
본 발명의 적층 위상차 필름은 우수한 편광판 보상 기능을 갖는다. 그 때문에, 이 적층 위상차 필름은 그 단독으로 또는 다른 부재와 조합하여, 액정 표시 장치, 유기 전기발광 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, FED(전계 방출) 표시 장치, SED(표면 전계) 표시 장치 등의 표시 장치에 적용해도 된다. 이들 중에서도, 본 발명의 적층 위상차 필름은 액정 표시 장치에 이용하기 적합하다.
액정 표시 장치는, 통상, 각각의 흡수축이 직교하는 한 쌍의 편광자(광입사측 편광자와 광출사측 편광자)와, 상기 한 쌍의 편광자 사이에 설치된 액정 셀을 구비한다. 액정 표시 장치에 본 발명의 적층 위상차 필름을 설치하는 경우, 상기 한 쌍의 편광자 사이에 적층 위상차 필름을 설치할 수 있다. 이때, 적층 위상차 필름은, 예컨대, 액정 셀과 광입사측 편광자 사이에 설치해도 된다. 또한, 적층 위상차 필름은, 예컨대, 액정 셀과 광입사측 편광자 사이에 설치해도 된다. 또, 적층 위상차 필름은, 예컨대, 액정 셀과 광입사측 편광자 사이, 및 액정 셀과 광입사측 편광자 사이의 양쪽에 설치해도 된다. 통상, 이들 한 쌍의 편광자, 적층 위상차 필름 및 액정 셀은 액정 패널로서 일체로 설치되고, 이 액정 패널에 광원으로부터 광을 조사하는 것에 의해, 액정 패널의 광출사측에 있는 표시면에 화상이 표시되도록 되어 있다. 이때, 통상은, 적층 위상차 필름이 우수한 편광판 보상 기능을 발휘하기 때문에, 액정 표시 장치의 표시면을 비스듬히 본 경우의 광 누출을 저감하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 적층 위상차 필름을 구비한 액정 표시 장치는 흑 표시일 때의 정면 휘도를 충분히 낮게 할 수 있다. 또, 본 발명의 적층 위상차 필름은, 통상, 편광판 보상 기능 외에도 우수한 광학적 기능을 갖기 때문에, 액정 표시 장치의 시인성을 더욱 향상시키는 것이 가능하다.
액정 셀의 구동 방식으로서는, 예컨대, 인플레인 스위칭(IPS) 방식, 버티컬 얼라인먼트(VA) 방식, 멀티도메인 버티컬 얼라인먼트(MVA) 방식, 컨티뉴어스 핀휠 얼라인먼트(CPA) 방식, 하이브리드 얼라인먼트 네마틱(HAN) 방식, 트위스티드 네마틱(TN) 방식, 슈퍼 트위스티드 네마틱(STN) 방식, 옵티컬 컴펜세이티드 벤드(OCB) 방식 등을 들 수 있다. 그 중에서도 인플레인 스위칭 방식 및 버티컬 얼라인먼트 방식이 바람직하고, 인플레인 스위칭 방식이 특히 바람직하다. 인플레인 스위칭 방식의 액정 셀은 시야각이 넓고, 전술한 바와 같이 적층 위상차 필름을 적용하는 것에 의해, 시야각을 더욱 넓히는 것이 가능하다.
적층 위상차 필름은, 예컨대, 액정 셀 또는 편광자에 접합해도 된다. 접합에는 공지된 접착제를 이용할 수 있다.
또한, 적층 위상차 필름은 1장을 단독으로 이용해도 되고, 2장 이상을 이용해도 된다.
또, 적층 위상차 필름을 액정 표시 장치에 설치하는 경우, 본 발명의 적층 위상차 필름과, 추가로 별도의 위상차 필름을 조합하여 이용해도 된다. 예컨대, 본 발명의 적층 위상차 필름을 버티컬 얼라인먼트 방식의 액정 셀을 구비한 액정 표시 장치에 설치하는 경우, 한 쌍의 편광자 사이에, 본 발명의 적층 위상차 필름에 더하여, 시야각 특성을 개선하기 위한 별도의 위상차 필름을 설치해도 된다.
[13. 그 밖의 사항]
본 발명의 적층 위상차 필름은 전술한 것 이외의 용도에 이용하는 것도 가능하다.
예컨대, 본 발명의 적층 위상차 필름의 면내 리타데이션 Re를 120nm∼160nm로 하는 것에 의해서 적층 위상차 필름을 1/4 파장판으로 하고, 이 1/4 파장판을 직선 편광자와 조합하면, 원 편광판을 얻을 수 있다. 이때, 1/4 파장판의 면내 지상축과 직선 편광자의 흡수축이 이루는 각도는 45±2°로 하는 것이 바람직하다.
또한, 적층 위상차 필름은 편광판의 보호 필름으로서 이용할 수 있다. 편광판은, 통상, 편광자와 그의 양면에 접합된 보호 필름을 구비한다. 적층 위상차 필름을 편광자에 접합하면, 그 적층 위상차 필름을 보호 필름으로서 이용할 수 있다. 이 경우, 보호 필름이 생략되기 때문에, 액정 표시 장치의 두께를 얇게 할 수 있다.
실시예
이하, 실시예를 나타내어 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 특허청구범위를 일탈하지 않는 범위에서 임의로 변경하여 실시할 수 있다.
이하의 설명에 있어서, 양을 나타내는 「%」 및 「부」는, 특별히 예고하지 않는 한 중량 기준이다. 또한, 이하에 설명하는 조작은, 특별히 예고하지 않는 한, 상온 및 상압의 조건에서 행했다.
[평가 방법]
(두께의 측정 방법)
필름의 두께는 접촉식 두께계를 이용하여 측정했다.
또한, 필름에 포함되는 각 층의 두께는, 그 필름을 에폭시 수지에 포매(包埋)한 후, 마이크로톰(microtome)(야마토공업사제 「RUB-2100」)을 이용해 슬라이싱하고, 주사 전자 현미경을 이용해 단면을 관찰하여 측정했다.
(리타데이션의 측정 방법)
적층 위상차 필름의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션, 및 당해 적층 위상차 필름에 포함되는 각 층의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션의 측정은, 분광 엘립소미터(J.A.Woollam사제 「M-2000U」)를 이용하여 행했다. 또한, 측정 파장은 550nm로 했다. 또, 측정은 적층 위상차 필름의 진행 방향을 향하여 우측 단부로부터의 거리가 50mm인 위치에서 행했다.
특히, 적층 위상차 필름에 포함되는 각 층의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션은 이하와 같이 하여 측정했다. 우선, 적층 위상차 필름의 표면을 플라스틱용 연마천으로 연마하고, 각 층을 단층으로 했다. 이 상태에서, 각 층의 면내 방향으로서 최대의 굴절률을 부여하는 방향의 굴절률 nx, 각 층의 면내 방향으로서 nx의 방향에 수직한 방향의 굴절률 ny, 및 각 층의 두께 방향의 굴절률 nz를 측정했다. 이들 굴절률 nx, ny 및 nz의 값과 각 층의 두께 d로부터 각 층의 면내 리타데이션 Re 및 두께 방향의 리타데이션 Rth를 산출했다.
(지상축의 방향의 측정 방법)
상기 분광 엘립소미터에 의해, 적층 위상차 필름의 진행 방향을 향하여 우측 단부로부터의 거리가 50mm인 위치에서의 면내 지상축의 방향을 측정했다.
(정면 휘도 및 광 누출의 평가 방법)
도 2는 실시예 및 비교예에서 흑 표시 시의 정면 휘도 및 광 누출의 평가를 위해서 시뮬레이터에서 설정한 평가계를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
액정 표시기용 시뮬레이터(신테크사제 「LCD MASTER」)를 이용하여, 도 2에 나타내는 바와 같은 평가계를 설정했다. 도 2에 나타내는 평가계에 있어서, 입사측 편광판(10), 액정 셀(20), 적층 위상차 필름(100) 및 출사측 편광판(30)을 겹친 것으로 했다. 이때, 입사측 편광판(10), 액정 셀(20), 수지층 A2(110), 수지층 B(120), 수지층 A1(130) 및 출사측 편광판(30)은 이 순서가 되도록 했다. 또한, 입사측 편광판(10)의 흡수축(10A)과 출사측 편광판(30)의 흡수축(30A)은 두께 방향으로부터 보아 수직이 되도록 했다. 또, 입사측 편광판(10)의 흡수축(10A)과 수지층 B(120)의 지상축(120A)은 평행해지도록 했다. 또한, 도시하지 않는 백라이트로부터 화살표 L로 나타내는 바와 같이, 입사측 편광판(10)에 두께 방향으로부터 광이 조사되고 있는 것으로 했다.
전술한 평가계에 있어서, 흑 표시로, 액정 표시 장치를 정면으로부터 본 경우의 휘도, 및 액정 표시 장치를 모든 방향으로부터 본 경우의 최대 휘도(광 누출)를, 시뮬레이션에 의해 측정하여, 실시예 1의 값을 1로 한 상대값으로 나타냈다.
계산에는 하기의 광학 부재의 데이터를 사용했다.
1. 액정 셀의 데이터로서는, iPad 2용 액정 셀의 데이터를 이용했다. 또한, 이 액정 셀의 데이터는, iPad 2를 분해해서 액정 재료와 액정 배향을 측정하여 얻어진 데이터를 사용했다.
2. 편광판의 데이터로서는, LCD Master 부속의 G1029DU(닛토사제)의 데이터를 이용했다.
3. 백라이트의 데이터로서는, LCD Master 부속의 D65의 데이터를 이용했다.
[실시예 1]
2종 3층의 공압출 성형용의 필름 성형 장치를 준비했다. 이 필름 성형 장치는 2종류의 수지에 의해 3층으로 이루어지는 필름을 형성하는 타입의 장치이다.
고유 복굴절이 양인 수지로서, 폴리카보네이트 수지(Chi Mei사제 「원더라이트 PC-115」, 유리전이온도 140℃)의 펠렛을 준비했다. 이 펠렛을, 더블 플라이트형의 스크류를 구비한 한쪽의 1축 압출기에 투입하여 용융시켰다.
고유 복굴절이 음인 수지로서, 스타이렌-무수 말레산 공중합체 수지(NovaChemicals사제 「DylarkD332」, 유리전이온도 130℃)의 펠렛을 준비했다. 이 펠렛을, 더블 플라이트형의 스크류를 구비한 또 다른 한쪽의 1축 압출기에 투입하여 용융시켰다.
용융된 260℃의 폴리카보네이트 수지를, 눈 크기 10μm의 리프 디스크 형상의 폴리머 필터를 통과시켜 멀티 매니폴드 다이(다이스 립의 표면 거칠기 Ra = 0.1μm)의 한쪽의 매니폴드에 공급했다. 또한, 용융된 260℃의 스타이렌-무수 말레산 공중합체 수지를, 눈 크기 10μm의 리프 디스크 형상의 폴리머 필터를 통과시켜 다른 쪽의 매니폴드에 공급했다.
폴리카보네이트 수지 및 스타이렌-무수 말레산 공중합체 수지를 상기 멀티 매니폴드 다이로부터 260℃에서 동시에 압출하여, 폴리카보네이트 수지로 이루어지는 층 a1/스타이렌-무수 말레산 공중합체 수지로 이루어지는 층 b/폴리카보네이트 수지로 이루어지는 층 a2를 구비하는 3층 구성의 필름 형상의 용융 수지를 얻었다. 이 필름 형상의 용융 수지를, 표면 온도 130℃로 조정된 냉각 롤에 캐스팅하고, 이어서 표면 온도 50℃로 조정된 2개의 냉각 롤 사이로 통과시켜 수지 적층체를 얻었다. 이 수지 적층체는, 폴리카보네이트 수지층(층 a1: 두께 12μm)과, 스타이렌-무수 말레산 공중합체 수지층(층 b: 두께 89μm)과, 폴리카보네이트 수지층(층 a2: 두께 2μm)을 이 순서로 구비하고 있었다. 얻어진 수지 적층체의 폭 방향 양 단부를 절제하여, 폭 1450mm의 수지 적층체를 얻었다.
이렇게 해서 얻어진 수지 적층체를 텐터 가로 일축 연신기에 공급하고, 연신 온도 135℃, 연신 배율 1.5배에서, 1분에 걸쳐 가로 방향으로 연신했다(제 1 연신 공정). 연신 후, 수지 적층체의 폭 방향 양 단부를 절제하여, 폭을 1600mm로 했다.
계속해서, 이 수지 적층체를 세로 1축 연신기에 공급하고, 연신 온도 120℃, 연신 배율 1.17배에서, 1분에 걸쳐 세로 방향으로 연신하여, 적층 위상차 필름을 얻었다(제 2 연신 공정). 얻어진 적층 위상차 필름의 폭 방향 양 단부를 절제하여, 폭을 1300mm로 했다.
이 적층 위상차 필름은, 그 후 122℃로 1분간 가열하여, 배향 상태를 고정화했다(고정 처리). 이때, 적층 위상차 필름의 폭 방향의 양 단부를 고정하는 것에 의해, 그 적층 위상차 필름의 폭 방향의 치수를, 세로 방향으로의 연신이 종료된 직후의 치수의 0.995배로 고정해 두었다. 그 후, 적층 위상차 필름의 폭 방향 양 단부를 절제하여, 폭을 1200mm로 했다.
이렇게 하여, 수지층 A1, 수지층 B 및 수지층 A2를 이 순서로 구비하는 적층 위상차 필름을 얻었다. 얻어진 적층 위상차 필름에 대하여, 전술한 요령으로 평가를 행했다.
[실시예 2∼6 및 비교예 1 및 2]
멀티 매니폴드 다이의 개구폭을 변경하는 것에 의해, 수지 적층체에 포함되는 층의 두께를 하기 표 1 또는 표 2와 같이 변경했다. 또한, 폭 방향 양 단부를 절제한 후의 필름 폭, 연신 배율, 연신 온도 및 연신 시간을 하기 표 1 또는 표 2와 같이 변경했다.
이상의 사항 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 수지층 A1, 수지층 B 및 수지층 A2를 이 순서로 구비하는 적층 위상차 필름을 얻었다. 얻어진 적층 위상차 필름에 대하여, 전술한 요령으로 평가를 행했다.
[결과]
상기 실시예 1∼6 및 비교예 1 및 2의 결과를 하기의 표 1 및 표 2에 나타낸다. 또한, 표에 있어서의 약칭의 의미는 이하와 같다.
Re: 면내 리타데이션
Rth: 두께 방향의 리타데이션
지상축 방향: 출사측 편광판의 흡수축의 방향을 90° 방향으로 했을 때의, 각 층의 면내 지상축의 방향. 여기에서는, 적층 위상차 필름의 진행 방향을 향하여 우측 단부로부터의 거리가 50mm인 위치에서의 지상축의 방향을 나타낸다.
Figure 112015072010640-pct00001
Figure 112015072010640-pct00002
[검토]
표 1로부터, 실시예 1∼6에 있어서, 흑 표시 시의 정면 휘도 및 광 누출의 양쪽을 작게 할 수 있다는 것을 알 수 있다. 여기에서, 실시예 2 및 6은 광 누출의 값이 비교예 1보다 커져 있다. 그러나, 실시예 2 및 6은 흑 표시 시의 정면 휘도에 대해서는 비교예 1보다 대폭으로 작아져 있다. 따라서, 실시예 2 및 6은 흑 표시 시의 정면 휘도 및 광 누출의 양쪽을 종합하여 평가하면, 비교예 1보다도 우수한 결과가 얻어지고 있다는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 의해, 적층 위상차 필름에 포함되는 각 층의 면내 지상축의 관계의 어긋남을 방지할 수 있어, 액정 표시 장치에 있어서 흑 표시일 때에 정면 휘도 및 광 누출을 작게 하는 것이 가능하다는 것이 확인되었다.
10: 입사측 편광판
10A: 입사측 편광판의 흡수축
20: 액정 셀
30: 출사측 편광판
100: 적층 위상차 필름
110: 수지층 A2
120A: 수지층 B의 면내 지상축
120: 수지층 B
130: 수지층 A1

Claims (11)

  1. 고유 복굴절이 양인 수지 A1로 이루어지는 수지층 A1, 고유 복굴절이 음인 수지 B로 이루어지는 수지층 B, 및 고유 복굴절이 양인 수지 A2로 이루어지는 수지층 A2를 이 순서로 구비하고,
    상기 수지층 A1과 상기 수지층 B가 직접 접해 있고,
    상기 수지층 B와 상기 수지층 A2가 직접 접해 있으며,
    수지층 A1 및 수지층 A2가 네거티브 C 플레이트이고,
    수지층 B가 포지티브 B 플레이트이며,
    Nz 계수가 0∼1의 범위에 있고,
    파장 550nm에서 측정한, 상기 수지층 A1의 면내 리타데이션 ReA1, 상기 수지층 A1의 두께 방향의 리타데이션 RthA1, 상기 수지층 B의 면내 리타데이션 ReB, 상기 수지층 B의 두께 방향의 리타데이션 RthB, 상기 수지층 A2의 면내 리타데이션 ReA2, 및 상기 수지층 A2의 두께 방향의 리타데이션 RthA2가,
    0nm≤ReA1≤5nm
    100nm≤RthA1≤160nm
    110nm≤ReB≤150nm
    -160nm≤RthB≤-100nm
    0nm≤ReA2≤5nm
    10nm≤RthA2≤40nm
    를 만족시키는, 적층 위상차 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지 A1의 유리전이온도 TgA1과 상기 수지 B의 유리전이온도 TgB의 차의 절대값이 5℃보다 크고 40℃ 이하인, 적층 위상차 필름.
  3. 제 1 항에 있어서,
    면내 리타데이션 Re가 50nm 이상 400nm 이하인, 적층 위상차 필름.
  4. 제 1 항에 있어서,
    두께 방향의 리타데이션 Rth가 -50nm 이상 50nm 이하인, 적층 위상차 필름.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 적층 위상차 필름의 제조 방법으로서,
    상기 수지 A1로 이루어지는 층 a1, 상기 층 a1에 직접 접한 상기 수지 B로 이루어지는 층 b, 및 상기 층 b에 직접 접한 상기 수지 A2로 이루어지는 층 a2를 이 순서로 구비하는 수지 적층체를, 온도 T1에서 제 1 방향으로 1.1배 이상 2배 미만의 연신 배율로 연신하는 제 1 연신 공정과,
    상기 제 1 연신 공정에서 연신된 상기 수지 적층체를, 상기 온도 T1보다 낮은 온도 T2에서 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 연신하여, 적층 위상차 필름을 얻는 제 2 연신 공정을 포함하는, 적층 위상차 필름의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 적층 위상차 필름의 상기 수지층 B가, 상기 제 1 방향에 평행한 면내 지상축을 갖는, 적층 위상차 필름의 제조 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    (층 a1의 두께의 총합+층 a2의 두께의 총합)/(층 b의 두께의 총합)이 1/15 이상 1/4 이하인, 적층 위상차 필름의 제조 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 수지 적층체가, 상기 수지 A1, 상기 수지 B 및 상기 수지 A2를 이용하여, 공압출법에 의해 제조된 것인, 적층 위상차 필름의 제조 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 수지 A1의 유리전이온도 TgA1 및 수지 A2의 유리전이온도 TgA2가 상기 수지 B의 유리전이온도 TgB보다도 높고, 또한
    상기 온도 T1이 TgB보다 높고, TgA1 및 TgA2 중 어느 것인가 높은 온도+20℃보다 낮은, 적층 위상차 필름의 제조 방법.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 수지 A1의 유리전이온도 TgA1 및 수지 A2의 유리전이온도 TgA2가 상기 수지 B의 유리전이온도 TgB보다도 높고, 또한
    상기 온도 T2가 TgB-20℃보다 높고, TgB+5℃보다 낮은, 적층 위상차 필름의 제조 방법.
  11. 삭제
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