KR102394274B1 - 광학 필름의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

수지층, 및 상기 수지층의 편면에 형성된 레이저 흡수층을 갖는 적층체에 대하여, 레이저광을 조사하여, 상기 수지층을 절단하는 절단 공정을 포함하는, 광학 필름의 제조 방법으로서, 상기 레이저 흡수층에 의한 9 μm 이상 11 μm 이하의 파장 영역의 광의 평균 흡수율 AA는, 상기 수지층에 의한 9 μm 이상 11 μm 이하의 파장 영역의 광의 평균 흡수율 AR보다 크고, 상기 수지층의 두께 TR에 대한 상기 레이저 흡수층의 두께 TA의 비율 TA/TR이, 0.8 이상인, 광학 필름의 제조 방법.

Description

광학 필름의 제조 방법
본 발명은, 광학 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치 및 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치 등의 표시 장치에는, 수지에 의해 형성된 광학 필름이 설치되는 경우가 있다. 이러한 광학 필름은, 통상, 최종적인 제품으로서의 필름편의 치수보다 큰 치수의 필름으로서 형성된다. 그리고, 이러한 필름은, 표시 장치의 형상에 적합한 원하는 형상으로 절단되어, 표시 장치에 있어서의 광학 필름으로서 사용된다.
필름을 원하는 형상으로 잘라내는 방법으로는, 예를 들어, 나이프를 사용한 기계적 절단 방법, 및 레이저광을 사용한 레이저 절단 방법을 들 수 있다. 이들 중에서도, 레이저 절단 방법은, 절단 찌꺼기가 발생하기 어려운 점에서 바람직하다.
레이저에 의한 수지 필름의 절단은, 많은 경우, 수지 필름을 지지체 상에 고정하여 행하여진다. 예를 들어, 유리제의 지지체 및 그 위에 형성된 수지층 등을 갖는 적층체를 조제하고, 이러한 적층체의 수지층을 레이저광에 의해 절단하여, 원하는 형상의 광학 필름으로 하는 것이 행하여지고 있다(예를 들어 특허문헌 1). 또한 그러한 절단에 사용하는 레이저광으로서, 여러 양태의 것이 알려져 있다(예를 들어 특허문헌 2 및 3). 지지체는, 광학 필름으로부터 박리하여, 다음 제조에 다시 이용할 수도 있고, 광학 필름과 함께 표시 장치의 구성 요소의 일부로서 표시 장치에 장착할 수도 있다.
일본 공개특허공보 2011-53673호 일본 공개특허공보 2004-42140호 일본 공표특허공보 2012-521890호(대응 외국 공보: 미국 특허 제8350187호 명세서)
수지층을, 지지체에 의해 지지된 상태에서 레이저 절단 방법에 의해 절단하는 경우, 수지층을, 지지체의 파손을 수반하지 않고 절단하는 것이 요구된다. 레이저광의 출력이 과대하면 지지체가 파손될 가능성이 있으므로, 레이저광의 출력은 작은 것이 요구된다.
수지층 중에는, 레이저에 대한 감수성이 낮은 것이 있다. 예를 들어, 고리형 올레핀 중합체를 포함하는 수지는, 투명성, 치수 안정성, 위상차 발현성, 저흡습성, 및 저온에서의 연신성 등의 성능이 우수하여, 광학 부재로서 적합하다. 그 반면, 고리형 올레핀 중합체를 포함하는 수지는, 수지층의 절단에 많이 사용되는 레이저광에 대한 감수성이 낮다. 그러한 수지층을 레이저광을 사용하여 절단하고자 하는 경우, 저출력의 레이저광으로는 절단이 불충분해질 수 있고, 한편 절단이 충분해지도록 레이저광의 출력을 높이면, 지지체의 파손을 초래하기 쉬웠다.
따라서, 본 발명의 목적은, 수지층이 레이저에 대한 감수성이 낮은 것인 경우라도, 지지체에 대미지를 주지 않고, 원활하게 절단을 행할 수 있는, 광학 필름의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명자는 상기의 과제를 해결하기 위하여 검토한 결과, 레이저 절단 방법에 있어서, 수지층을, 특정한 레이저 흡수층과 조합함으로써 지지체에 대미지를 주지 않고, 수지층을 양호하게 절단할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명에 의하면, 하기 〔1〕~〔8〕이 제공된다.
〔1〕 수지층, 및 상기 수지층의 편면에 형성된 레이저 흡수층을 갖는 적층체에 대하여, 레이저광을 조사하여, 상기 수지층을 절단하는 절단 공정을 포함하는, 광학 필름의 제조 방법으로서,
상기 레이저 흡수층에 의한 9 μm 이상 11 μm 이하의 파장 영역의 광의 평균 흡수율 AA는, 상기 수지층에 의한 9 μm 이상 11 μm 이하의 파장 영역의 광의 평균 흡수율 AR보다 크고,
상기 수지층의 두께 TR에 대한 상기 레이저 흡수층의 두께 TA의 비율 TA/TR이, 0.8 이상인, 광학 필름의 제조 방법.
〔2〕 상기 레이저 흡수층에 의한 상기 평균 흡수율 AA가, 0.07 이상인, 〔1〕에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
〔3〕 상기 레이저광의 조사를, 상기 레이저광의 빔의 에너지 분포가 평탄상이 되도록 행하는, 〔1〕 또는 〔2〕에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
〔4〕 상기 수지층이, 고리형 올레핀 중합체를 포함하는 열가소성 수지의 층인, 〔1〕~〔3〕 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
〔5〕 상기 레이저 흡수층이, 에스테르 화합물을 포함하는 수지의 층인, 〔1〕~〔4〕 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
〔6〕 상기 에스테르 화합물을 포함하는 수지가, 아크릴계 접착제인, 〔5〕에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
〔7〕 상기 레이저광의 파장이 9 μm 이상 11 μm 이하인, 〔1〕~〔6〕 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
〔8〕 상기 절단 공정이, 지지체, 상기 레이저 흡수층 및 상기 수지층을 이 순서로 구비하는 지지체-적층체 복합물을 형성하는 것을 포함하고,
상기 레이저광의 조사가, 상기 지지체-적층체 복합물의 상기 수지층측에 상기 레이저광을 조사하는 것을 포함하는, 〔1〕~〔7〕 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 의하면, 수지층이 레이저에 대한 감수성이 낮은 것인 경우라도, 지지체에 대미지를 주지 않고, 수지층의 절단을 원활하게 행할 수 있으며, 그에 의하여, 고품질의 광학 필름을 효율적으로 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 있어서의 절단 공정에서의, 지지체-적층체 복합물 및 레이저광의 위치 관계의 일례를 나타내는 측면도이다.
도 2는 평탄상의 에너지 분포를 갖는 어느 레이저광의 빔에 대한 에너지 분포의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 3은 종래 일반적으로 사용되는 가우시안 모드의 레이저광의 빔에 대한 에너지 분포의 일례를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명에 대하여 실시형태 및 예시물 등을 나타내어 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이하에 나타내는 실시형태 및 예시물 등에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구범위 및 그 균등 범위를 일탈하지 않는 범위에 있어서 임의로 변경하여 실시할 수 있다.
본원에 있어서, 공정에 있어서 사용되는 빔이나 부재의 방향이 「수직」 또는 「수평」이란, 특별히 언급하지 않는 한, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서의 오차를 포함하고 있어도 된다. 이러한 오차는, 예를 들어, 통상 ±5°, 바람직하게는 ±2°, 보다 바람직하게는 ±1°의 범위 내의 오차로 할 수 있다.
본원에 있어서, 「(메트)아크릴」 「(메트)아크릴레이트」와 같은 표현은, 아크릴, 메타크릴 또는 이들의 조합을 의미한다. 예를 들어, (메트)아크릴레이트란, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 및 이들의 조합의 어느 하나인 것을 의미한다. 또한 예를 들어, (메트)아크릴아미드란, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 및 이들의 조합의 어느 하나인 것을 의미한다.
〔1. 광학 필름의 제조 방법: 개요〕
본 발명의 광학 필름의 제조 방법은, 특정한 적층체에 대하여, 레이저광을 조사하여, 적층체의 수지층을 절단하는 절단 공정을 포함한다.
〔2. 적층체, 및 지지체-적층체 복합물〕
본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 사용하는 적층체는, 수지층, 및 수지층의 편면에 형성된 레이저 흡수층을 갖는다. 이하의 설명에 있어서는, 이 특정한 수지층을, 일반적인 수지층 전반과의 구별을 위하여 특별히 「수지층(R)」이라고 하는 경우가 있다.
바람직한 예에 있어서, 적층체는, 지지체와의 복합물로서 절단 공정에 제공된다. 구체적으로는, 지지체, 레이저 흡수층 및 수지층(R)을 이 순서로 형성하여 이루어지는 지지체-적층체 복합물을 절단 공정에 제공할 수 있다.
〔2.1. 지지체〕
지지체를 구성하는 재료의 예로는, 유리, 수지 및 금속을 들 수 있다. 유리의 구체적인 예로는, 소다 유리, 납 유리, 붕규산 유리, 무알칼리 유리, 석영 유리, 및 화학 강화 유리를 들 수 있다. 또한, 수지의 예로는, 폴리이미드 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트 수지 등의, 내열성을 가질 수 있는 수지를 들 수 있다. 금속의 예로는, 알루미늄이나 스테인리스강 등을 들 수 있다.
지지체의 두께는, 특별히 한정되지 않고, 본 발명의 방법을 실시하기에 적합한 두께를 임의 선택할 수 있다. 예를 들어 유리 지지체의 경우, 구체적으로는, 바람직하게는 0.05 mm 이상, 보다 바람직하게는 0.3 mm 이상, 한편 바람직하게는 1.3 mm 이하, 보다 바람직하게는 1.1 mm 이하로 할 수 있다. 수지 지지체의 경우, 구체적으로는, 바람직하게는 0.005 mm 이상, 보다 바람직하게는 0.01 mm 이상, 한편 바람직하게는 0.2 mm 이하, 보다 바람직하게는 0.1 mm 이하로 할 수 있다. 금속 지지체의 경우, 구체적으로는, 바람직하게는 0.005 mm 이상, 보다 바람직하게는 0.01 mm 이상, 한편 바람직하게는 2.0 mm 이하, 보다 바람직하게는 1.0 mm 이하로 할 수 있다.
〔2.2. 수지층(R)〕
수지층(R)은, 수지를 주성분으로 하고, 본 발명의 광학 필름의 제조 방법의 절단 공정에 있어서, 절단의 대상이 되는 층이다. 수지층(R)은, 단독의 층으로 이루어져도 되고, 복수의 층으로 이루어져도 된다. 바람직한 양태에 있어서, 수지층(R)은, 투명한 수지로 이루어지는 투명 수지층만으로 이루어지거나, 또는 이러한 투명 수지층 및 임의의 층을 포함하는 복수의 층으로 이루어지는 것으로 할 수 있다.
〔2.2.1. 투명 수지층〕
투명 수지층을 구성하는 수지로는, 광학 필름의 재료로서 사용할 수 있는 임의의 수지를 사용할 수 있다. 이러한 수지로는, 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차폐성 등의 원하는 성능이 우수한 수지를 임의 선택할 수 있다. 그러한 수지의 예로는, 트리아세틸셀룰로오스 등의 아세테이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리올레핀 수지, 고리형 올레핀 수지, (메트)아크릴 수지 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 복굴절이 작은 점에서 아세테이트 수지, 고리형 올레핀 수지, (메트)아크릴 수지가 바람직하고, 투명성, 저흡습성, 치수 안정성, 경량성 등의 관점에서, 고리형 올레핀 수지가 특히 바람직하다.
〔2.2.2. 올레핀 수지층〕
바람직한 양태에 있어서, 수지층(R)이 갖는 투명 수지층 중의 1층 이상은, 올레핀 수지층이다. 올레핀 수지층을 구성하는 올레핀 수지는, 고리형 올레핀 중합체를 포함하는 열가소성 수지이다. 올레핀 수지층은, 투명성, 저흡습성, 치수 안정성, 경량성 등의 여러 관점에서, 편광자 보호층 등의 광학 용도에 있어서 유용하다. 그러나, 올레핀 수지는, 레이저광의 흡수가 적기 때문에, 지지체에 대미지를 주지 않고 레이저광에 의한 올레핀 수지층의 양호한 절단을 행하는 것이 곤란하다. 이에, 올레핀 수지층을 갖는 수지층(R)을 본 발명의 제조 방법에 제공함으로써, 올레핀 수지층의 유용한 성능을 향수하면서, 양호한 레이저광에 의한 절단을 원활하게 행할 수 있다.
〔2.2.3. 고리형 올레핀 중합체〕
고리형 올레핀 중합체는, 그 중합체의 구조 단위가 지환식 구조를 갖는 중합체이다. 이러한 고리형 올레핀 중합체를 포함하는 수지는, 통상, 투명성, 치수 안정성, 위상차 발현성, 및 저온에서의 성형 용이성 등의 성능이 우수하다.
고리형 올레핀 중합체는, 주쇄에 지환식 구조를 갖는 중합체, 측쇄에 지환식 구조를 갖는 중합체, 주쇄 및 측쇄에 지환식 구조를 갖는 중합체, 그리고, 이들의 2 이상의 임의의 비율의 혼합물로 할 수 있다. 그 중에서도, 기계적 강도 및 내열성의 관점에서, 주쇄에 지환식 구조를 갖는 중합체가 바람직하다.
지환식 구조의 예로는, 포화 지환식 탄화수소(시클로알칸) 구조, 및 불포화 지환식 탄화수소(시클로알켄, 시클로알킨) 구조를 들 수 있다. 그 중에서도, 기계 강도 및 내열성의 관점에서, 시클로알칸 구조 및 시클로알켄 구조가 바람직하고, 그 중에서도 시클로알칸 구조가 특히 바람직하다.
지환식 구조를 구성하는 탄소 원자수는, 하나의 지환식 구조당, 바람직하게는 4개 이상, 보다 바람직하게는 5개 이상이고, 바람직하게는 30개 이하, 보다 바람직하게는 20개 이하, 특히 바람직하게는 15개 이하이다. 지환식 구조를 구성하는 탄소 원자수가 이 범위이면, 고리형 올레핀 수지의 기계 강도, 내열성 및 성형성이 고도로 밸런스된다.
고리형 올레핀 중합체에 있어서, 지환식 구조를 갖는 구조 단위의 비율은, 얻어지는 제품의 사용 목적에 따라 선택할 수 있다. 고리형 올레핀 중합체에 있어서의 지환식 구조를 갖는 구조 단위의 비율은, 바람직하게는 55 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 70 중량% 이상, 특히 바람직하게는 90 중량% 이상이다. 고리형 올레핀 중합체에 있어서의 지환식 구조를 갖는 구조 단위의 비율이 이 범위에 있으면, 고리형 올레핀 수지의 투명성 및 내열성이 양호해진다.
고리형 올레핀 중합체 중에서도, 시클로올레핀 중합체가 바람직하다. 시클로올레핀 중합체란, 시클로올레핀 단량체를 중합하여 얻어지는 구조를 갖는 중합체이다. 또한, 시클로올레핀 단량체는, 탄소 원자로 형성되는 고리 구조를 갖고, 또한 그 고리 구조 중에 중합성의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물이다. 중합성의 탄소-탄소 이중 결합의 예로는, 개환 중합 등의 중합이 가능한 탄소-탄소 이중 결합을 들 수 있다. 또한, 시클로올레핀 단량체의 고리 구조의 예로는, 단환, 다환, 축합 다환, 가교 고리 및 이들을 조합한 다환 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 얻어지는 중합체의 유전 특성 및 내열성 등의 특성을 고도로 밸런스시키는 관점에서, 다환의 시클로올레핀 단량체가 바람직하다.
상기 시클로올레핀 중합체 중에서도 바람직한 것으로는, 노르보르넨계 중합체, 단환의 고리형 올레핀계 중합체, 고리형 공액 디엔계 중합체, 및 이들의 수소화물 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 노르보르넨계 중합체는, 성형성이 양호하기 때문에, 특히 호적하다.
노르보르넨계 중합체의 예로는, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체 및 그 수소화물; 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 부가 중합체 및 그 수소화물을 들 수 있다. 또한, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체의 예로는, 노르보르넨 구조를 갖는 1종류의 단량체의 개환 단독 중합체, 노르보르넨 구조를 갖는 2종류 이상의 단량체의 개환 공중합체, 그리고, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체 및 이것과 공중합할 수 있는 다른 단량체와의 개환 공중합체를 들 수 있다. 또한, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 부가 중합체의 예로는, 노르보르넨 구조를 갖는 1종류의 단량체의 부가 단독 중합체, 노르보르넨 구조를 갖는 2종류 이상의 단량체의 부가 공중합체, 그리고, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체 및 이것과 공중합할 수 있는 다른 단량체와의 부가 공중합체를 들 수 있다. 이들 중에서, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체의 수소화물은, 성형성, 내열성, 저흡습성, 치수 안정성, 경량성 등의 관점에서, 특히 호적하다.
노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 예로는, 비시클로[2.2.1]헵토-2-엔(관용명: 노르보르넨), 트리시클로[4.3.0.12,5]데카-3,7-디엔(관용명: 디시클로펜타디엔), 7,8-벤조트리시클로[4.3.0.12,5]데카-3-엔(관용명: 메타노테트라하이드로플루오렌), 테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]도데카-3-엔(관용명: 테트라시클로도데센), 및 이들 화합물의 유도체(예를 들어, 고리에 치환기를 갖는 것)를 들 수 있다. 여기서, 치환기의 예로는, 알킬기, 알킬렌기, 및 극성기를 들 수 있다. 또한, 이들 치환기는, 동일 또는 상이하고, 복수개가 고리에 결합하고 있어도 된다. 노르보르넨 구조를 갖는 단량체는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
극성기의 예로는, 헤테로 원자, 및 헤테로 원자를 갖는 원자단을 들 수 있다. 헤테로 원자의 예로는, 산소 원자, 질소 원자, 황 원자, 규소 원자, 및 할로겐 원자를 들 수 있다. 극성기의 구체예로는, 카르복실기, 카르보닐옥시카르보닐기, 에폭시기, 하이드록실기, 옥시기, 에스테르기, 실라놀기, 실릴기, 아미노기, 아미드기, 이미드기, 니트릴기, 및 술폰산기를 들 수 있다.
노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 개환 공중합 가능한 단량체의 예로는, 시클로헥센, 시클로헵텐, 시클로옥텐 등의 모노 고리형 올레핀류 및 그 유도체; 시클로헥사디엔, 시클로헵타디엔 등의 고리형 공액 디엔 및 그 유도체를 들 수 있다. 노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 개환 공중합 가능한 단량체는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체는, 예를 들어, 단량체를 개환 중합 촉매의 존재 하에 중합 또는 공중합함으로써 제조할 수 있다.
노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 부가 공중합 가능한 단량체의 예로는, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐 등의 탄소 원자수 2~20의 α-올레핀 및 이들의 유도체; 시클로부텐, 시클로펜텐, 시클로헥센 등의 시클로올레핀 및 이들의 유도체; 그리고 1,4-헥사디엔, 4-메틸-1,4-헥사디엔, 5-메틸-1,4-헥사디엔 등의 비공액 디엔을 들 수 있다. 이들 중에서도, α-올레핀이 바람직하고, 에틸렌이 보다 바람직하다. 또한, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 부가 공중합 가능한 단량체는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 부가 중합체는, 예를 들어, 단량체를 부가 중합 촉매의 존재 하에 중합 또는 공중합함으로써 제조할 수 있다.
상술한 개환 중합체 및 부가 중합체의 수소 첨가물은, 예를 들어, 이들 개환 중합체 및 부가 중합체의 용액에 있어서, 탄소-탄소 불포화 결합을 바람직하게는 90% 이상 수소 첨가함으로써 제조할 수 있다. 수소 첨가는, 니켈, 팔라듐 등의 전이 금속을 포함하는 수소 첨가 촉매의 존재 하에서 행할 수 있다.
노르보르넨계 중합체 중에서도, 구조 단위로서, X: 비시클로[3.3.0]옥탄-2,4-디일-에틸렌 구조와, Y: 트리시클로[4.3.0.12,5]데칸-7,9-디일-에틸렌 구조를 갖고, 이들 구조 단위의 양이, 노르보르넨계 중합체의 구조 단위 전체에 대하여 90 중량% 이상이고, 또한, X의 비율과 Y의 비율의 비가, X:Y의 중량비로 100:0~40:60인 것이 바람직하다. 이러한 중합체를 사용함으로써, 당해 노르보르넨계 중합체를 포함하는 올레핀 수지층을, 장기적으로 치수 변화가 없고, 광학 특성의 안정성이 우수한 것으로 할 수 있다.
단환의 고리형 올레핀계 중합체의 예로는, 시클로헥센, 시클로헵텐, 시클로옥텐 등의 단환을 갖는 고리형 올레핀계 모노머의 부가 중합체를 들 수 있다.
고리형 공액 디엔계 중합체의 예로는, 1,3-부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌 등의 공액 디엔계 모노머의 부가 중합체를 고리화 반응하여 얻어지는 중합체; 시클로펜타디엔, 시클로헥사디엔 등의 고리형 공액 디엔계 모노머의 1,2- 또는 1,4-부가 중합체; 및 이들의 수소화물을 들 수 있다.
또한, 상술한 고리형 올레핀 중합체는, 당해 고리형 올레핀 중합체의 분자가 극성기를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 분자 중에 극성기를 포함하지 않는 고리형 올레핀 중합체는, 일반적으로, 탄산 가스 레이저광을 특히 흡수하기 어려운 경향이 있다. 그러나, 본 발명의 제조 방법에 의하면, 이러한 분자 중에 극성기를 포함하지 않는 고리형 올레핀 중합체를 포함하는 수지층(R)도, 레이저광에 의해 용이하게 절단할 수 있다. 또한, 분자 중에 극성기를 포함하지 않는 고리형 올레핀 중합체를 사용함으로써, 얻어지는 편광판에 있어서의 투명 수지층의 흡수성을 저감할 수 있다.
고리형 올레핀 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은, 얻어지는 제품의 사용 목적에 따라 임의 선정할 수 있고, 바람직하게는 10,000 이상, 보다 바람직하게는 15,000 이상, 특히 바람직하게는 20,000 이상이고, 바람직하게는 100,000 이하, 보다 바람직하게는 80,000 이하, 특히 바람직하게는 50,000 이하이다. 중량 평균 분자량이 이러한 범위에 있을 때에, 얻어지는 제품 중의 투명 수지층의 기계적 강도 및 성형 가공성이 고도로 밸런스된다. 여기서, 상기의 중량 평균 분자량은, 용매로서 시클로헥산을 사용하여(단, 시료가 시클로헥산에 용해되지 않는 경우에는 톨루엔을 사용해도 된다.) 겔·퍼미에이션·크로마토그래피로 측정한 폴리이소프렌 또는 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량이다.
고리형 올레핀 중합체의 분자량 분포(중량 평균 분자량(Mw)/수평균 분자량(Mn))는, 바람직하게는 1.2 이상, 보다 바람직하게는 1.5 이상, 특히 바람직하게는 1.8 이상이고, 바람직하게는 3.5 이하, 보다 바람직하게는 3.0 이하, 특히 바람직하게는 2.7 이하이다. 분자량 분포를 상기 하한값 이상으로 함으로써, 중합체의 생산성을 높여, 제조 비용을 억제할 수 있다. 또한, 상한값 이하로 함으로써, 저분자 성분의 양이 작아지므로, 고온 노출시의 완화를 억제하여, 투명 수지층의 안정성을 높일 수 있다.
올레핀 수지층에 있어서의 고리형 올레핀 중합체의 비율은, 바람직하게는 90 중량% 이상, 보다 바람직하게는 92 중량% 이상, 특히 바람직하게는 95 중량% 이상이고, 바람직하게는 99.9 중량% 이하, 보다 바람직하게는 99 중량% 이하, 특히 바람직하게는 98 중량% 이하이다. 고리형 올레핀 중합체의 비율을 상기 범위의 하한값 이상으로 함으로써, 투명 수지층의 흡수성을 저감시킬 수 있다. 또한, 상한값 이하로 함으로써, 9 μm~11 μm의 파장의 광의 흡수율을 높여, 탄산 가스 레이저광으로 절단하기 쉽게 할 수 있다.
올레핀 수지층은, 고리형 올레핀 중합체에 더하여, 임의의 성분을 더 포함할 수 있다. 임의의 성분으로는, 예를 들어, 레이저광에 대한 감수성을 높이기 위한 에스테르 화합물, 안료, 염료 등의 착색제; 형광 증백제; 분산제; 열 안정제; 광 안정제; 자외선 흡수제; 대전 방지제; 산화 방지제; 미립자; 계면 활성제 등의 첨가제를 들 수 있다. 이들 성분은, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
올레핀 수지층을 형성하는 고리형 올레핀 수지의 유리 전이 온도는, 바람직하게는 100℃ 이상, 보다 바람직하게는 110℃ 이상, 특히 바람직하게는 120℃ 이상이고, 바람직하게는 190℃ 이하, 보다 바람직하게는 180℃ 이하, 특히 바람직하게는 170℃ 이하이다. 유리 전이 온도가 상기 범위 내임으로써, 내구성이 우수한 투명 수지층을 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 상한값 이하로 함으로써, 성형을 용이하게 행할 수 있다.
〔2.2.4. 투명 수지층의 두께, 성질 등〕
투명 수지층의 두께 TR은, 바람직하게는 1 μm 이상, 보다 바람직하게는 5 μm 이상, 특히 바람직하게는 10 μm 이상이고, 또한, 바람직하게는 100 μm 이하, 보다 바람직하게는 50 μm 이하, 특히 바람직하게는 30 μm 이하이다. 투명 수지층의 두께를 상기 범위의 하한값 이상으로 함으로써, 투명 수지층에, 탄산 가스 레이저광을 효율 좋게 흡수할 수 있는 성질을 부여할 수 있다. 또한, 상한값 이하로 함으로써, 투명 수지층의 헤이즈를 낮게 할 수 있으므로, 투명 수지층의 투명성을 양호하게 할 수 있다.
투명 수지층이 「투명」하다는 것은, 편광판에 사용하기에 적합한 정도의 광선 투과율을 갖는다는 의미이다. 본 발명에 있어서는, 수지층(R)에 있어서의 1층 이상의 투명 수지층 전체로서, 80% 이상의 전체 광선 투과율을 갖는 것으로 할 수 있다.
〔2.3. 레이저 흡수층〕
레이저 흡수층은, 특정한 파장의 광의 흡수율이, 수지층의 흡수율보다 큰 층이다. 즉, 레이저 흡수층에 의한 9 μm 이상 11 μm 이하의 파장 영역의 광의 평균 흡수율 AA는, 수지층에 의한 9 μm 이상 11 μm 이하의 파장 영역의 광의 평균 흡수율 AR보다 크다. 평균 흡수율 AA와 AR의 차 AA - AR은, 바람직하게는 0.02 이상, 보다 바람직하게는 0.03 이상이다.
본원에 있어서, 어느 층의 광의 흡수율이란, 당해 층에 입사된 광이 당해 층을 통과하여 출사된 경우에 있어서의, 입사된 광의 강도에 대한, 당해 층을 통과함으로써 감쇠된 강도의 비율이다. 본원에서는, 당해 비율은, 입사된 광의 강도를 1로 한 상대값으로 나타낸다. 평균 흡수율은, 예를 들어 측정 장치로서 NICOLET iS5(써모 피셔 사이언티픽사)를 사용하여, 투과법으로, 검출기 DTGS KBr, 분해능 4 cm-1, 적산 횟수 16회로 측정을 행하고, 9 μm 이상 11 μm 이하의 파장 영역의 흡수율의 평균값을 구함으로써 얻어진다.
레이저 흡수층의 평균 흡수율 AA는, 어느 정도 이상 높은 값인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 평균 흡수율은 바람직하게는 0.07 이상, 보다 바람직하게는 0.1 이상으로 할 수 있다. 레이저 흡수층의 평균 흡수율 AA의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 4.0 이하로 할 수 있다. 한편, 수지층(R)의 평균 흡수율 AR은, 예를 들어 0.02~0.05로 할 수 있다. 본 발명의 제조 방법에서는, 수지층(R)의 평균 흡수율 AR이 이와 같이 낮은 값이어도, 원활한 절단을 행할 수 있다.
레이저 흡수층이, 상술한 흡수율을 가짐으로써, 절단 공정에 있어서, 수지층(R)의 절단을 원활하게 행할 수 있다. 구체적으로는, 레이저 흡수층이 레이저의 에너지를 흡수함으로써 열을 발생시키고, 이러한 열이 수지층(R)에 전달됨으로써, 수지층(R)의 절단이 촉진된다.
레이저 흡수층은, 수지층의 두께에 대하여 특정한 비율의 두께를 갖는다. 즉, 수지층의 두께 TR에 대한 레이저 흡수층의 두께 TA의 비율 TA/TR은, 0.8 이상이다. 비율 TA/TR은, 바람직하게는 0.9 이상, 보다 바람직하게는 1.0 이상이다. 한편 비율 TA/TR의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 50 이하로 할 수 있다. 비율 TA/TR이 상기 하한 이상임으로써, 레이저 흡수층이 충분한 열을 발생시켜, 수지층(R)의 절단을 충분히 촉진할 수 있다. 한편, 비율 TA/TR이 상기 상한 이하임으로써, 수지층(R)의 첩합 및 박리를 원활하게 행할 수 있다.
또한, 양호한 접착력 및 절단을 촉진하는 능력을 부여하는 관점에서, 레이저 흡수층의 두께 TA는, 특정한 범위 내인 것이 바람직하다. 구체적으로는 TA는 바람직하게는 10 μm 이상, 보다 바람직하게는 20 μm 이상이고, 한편 바람직하게는 50 μm 이하, 보다 바람직하게는 40 μm 이하이다.
바람직하게는, 레이저 흡수층은, 에스테르 화합물을 포함하는 수지의 층이다. 에스테르 화합물이란, 분자 중에 에스테르 결합을 갖는 화합물이다. 에스테르 화합물을 포함함으로써, 레이저 흡수층은, 9 μm 이상 11 μm 이하의 파장 영역의 레이저광의 에너지를 효율적으로 흡수할 수 있다.
바람직하게는, 레이저 흡수층은, 접착제층이다. 레이저 흡수층이 접착제층임으로써, 지지체-적층체 복합물을 용이하게 형성할 수 있다.
보다 바람직하게는, 레이저 흡수층에 있어서의 에스테르 화합물을 포함하는 수지는, 아크릴계 접착제이다. 아크릴계 접착제는, 아크릴계 중합체를 포함하는 접착제이다. 아크릴계 중합체의 예로는, 아크릴계 단량체의 중합체, 및 아크릴계 단량체 및 그 밖의 임의의 단량체의 공중합체를 들 수 있다.
아크릴계 단량체의 예로는, 알킬(메트)아크릴레이트류, 알콕시알킬(메트)아크릴레이트류, (메트)아크릴아미드류, 및 이들의 조합을 들 수 있다. 알킬(메트)아크릴레이트류의 예로는, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, 헥실(메트)아크릴레이트, 옥틸(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 및 이들의 조합을 들 수 있다.
알콕시알킬(메트)아크릴레이트류의 예로는, 메톡시에틸(메트)아크릴레이트, 부톡시에틸(메트)아크릴레이트, 및 이들의 조합을 들 수 있다.
(메트)아크릴아미드류의 예로는, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 페닐(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트, 비닐아세테이트, (메트)아크릴아미드, N-메틸올(메트)아크릴아미드, 및 이들의 조합을 들 수 있다.
아크릴계 중합체는, 상술한 아크릴계 단량체와, 관능기를 갖는 아크릴계 단량체의 공중합체여도 된다. 관능기를 갖는 아크릴계 단량체의 예로는, 말레산, 푸마르산, (메트)아크릴산 등의 불포화 산류; 2-하이드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시헥실(메트)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸메타크릴레이트, (메트)아크릴아미드, N-메틸올(메트)아크릴아미드, 글리시딜(메트)아크릴레이트, 무수 말레산 등을 들 수 있다. 관능기를 갖는 아크릴계 단량체는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
아크릴계 접착제는, 필요에 따라 가교제를 포함할 수 있다. 가교제는, 공중합체에 존재하는 관능기와 열 가교 반응하여, 최종적으로는 3차원 망상 구조를 갖는 층을 형성하기 위한 화합물이다. 가교제를 포함시킴으로써, 보호 필름에 있어서 아크릴계 접착제와 접하는 다른 층과의 밀착성, 보호 필름의 강인성, 내용제성, 내수성 등을 향상시킬 수 있다. 가교제의 예로는, 이소시아네이트계 화합물, 멜라민계 화합물, 우레아계 화합물, 에폭시계 화합물, 아미노계 화합물, 아미드계 화합물, 아지리딘 화합물, 옥사졸린 화합물, 실란 커플링제, 및 그들의 변성체를 들 수 있다. 가교제는 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
접착제층의 가교성 및 강인성 등의 관점에서, 가교제로는, 이소시아네이트계 화합물 및 그 변성체를 사용하는 것이 바람직하다. 이소시아네이트계 화합물이란, 1 분자 중에 이소시아네이트기를 2개 이상 갖는 화합물로, 방향족계와 지방족계의 화합물로 대별된다. 방향족계의 이소시아네이트계 화합물로는, 예를 들어, 톨릴렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 폴리메틸렌폴리페닐폴리이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트, 톨리딘디이소시아네이트, 파라페닐렌디이소시아네이트 등을 들 수 있다. 또한, 지방족계의 이소시아네이트계 화합물로는, 예를 들어, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 수첨 자일릴렌디이소시아네이트, 리신디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌디이소시아네이트, 자일릴렌디이소시아네이트 등을 들 수 있다. 또한, 이들 이소시아네이트계 화합물의 변성체로는, 예를 들어, 이소시아네이트계 화합물의 뷰렛체, 이소시아누레이트체, 트리메틸올프로판 어덕트체 등을 들 수 있다.
아크릴계 접착제가 가교제를 포함하는 경우, 아크릴계 접착제는 또한, 가교 반응을 촉진시키기 위하여, 예를 들어, 디부틸주석라우레이트 등의 가교 촉매를 포함할 수 있다.
아크릴계 접착제는, 필요에 따라 점착 부여성 중합체를 포함할 수 있다. 점착 부여성 중합체의 예로는, 방향족 탄화수소 중합체, 지방족 탄화수소 중합체, 테르펜 중합체, 테르펜페놀 중합체, 방향족 탄화수소 변성 테르펜 중합체, 쿠마론·인덴 중합체, 스티렌계 중합체, 로진계 중합체, 페놀계 중합체, 자일렌 중합체 등을 들 수 있고, 그 중에서도 저밀도 폴리에틸렌 등의 지방족 탄화수소 중합체가 바람직하다. 단, 구체적인 점착 부여성 중합체의 종류는, 다른 중합체와의 상용성, 수지의 융점, 및 아크릴계 접착제의 점착력 면에서, 임의 선택된다. 또한, 점착 부여성 중합체는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
점착 부여성 중합체의 양은, 아크릴계 접착제 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 5 중량부 이상이고, 바람직하게는 200 중량부 이하, 보다 바람직하게는 100 중량부 이하이다. 점착 부여성 중합체의 양을 상기 범위의 하한값 이상으로 함으로써 고리형 폴리올레핀 필름과 첩합한 경우에 보호 필름이 들뜨거나 벗겨지거나 하지 않도록 할 수 있다. 또한, 상한값 이하로 함으로써, 보호 필름의 권출 장력을 억제하여, 고리형 폴리올레핀 필름과의 첩합시의 주름 및 흠집을 방지하거나, 점착 부여성 중합체의 블리드 아웃을 방지하여 아크릴계 접착제의 점착력을 높게 유지하거나 할 수 있다.
아크릴계 접착제는, 필요에 따라, 예를 들어 연화제, 노화 방지제, 충전제, 착색제(염료 또는 안료 등) 등의 첨가제를 포함할 수 있다. 첨가제는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
〔2.4. 적층체 및 지지체-적층체 복합물의 조제 방법〕
적층체, 및 지지체-적층체 복합물을 조제하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 임의의 방법을 채용할 수 있다. 바람직한 예에 있어서, 레이저 흡수층을 형성할 수 있는 접착제를 준비하고, 이것을 사용하여 수지층(R)과 지지체를 첩합함으로써, 지지체 상에 적층체가 설치된 지지체-적층체 복합물을 용이하게 조제할 수 있다.
〔3. 절단 공정〕
본 발명의 광학 필름의 제조 방법은, 적층체에 대하여 레이저광을 조사하여, 적층체의 수지층(R)을 절단하는 절단 공정을 포함한다.
본 발명에 있어서의 절단 공정을, 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 있어서의 절단 공정에서의, 지지체-적층체 복합물 및 레이저광의 위치 관계의 일례를 나타내는 측면도이다. 이 예에서는, 지지체-적층체 복합물(100)은, 적층체(110) 및 지지체(120)를 포함하고, 적층체(110)는 수지층(R)(111) 및 레이저 흡수층(112)을 포함한다. 레이저 흡수층(112)은, 접착제층으로서 기능하여, 수지층(R)(111)과 지지체(120)를 첩합하고 있다.
이 예에서는, 지지체-적층체 복합물(100)은, 그 수지층(R)(111)측의 면을 상측으로 하여 수평으로 놓인다. 레이저광 조사 장치(200)는, 지지체-적층체 복합물(100)의 상방에 설치되어, 레이저광 조사 장치(200)로부터, 화살표(A20)로 나타내는 수직 하방의 방향으로 레이저광을 출사하고, 그에 의하여, 지지체-적층체 복합물(100)의 수지층(R)(111)측의 면에 레이저광을 조사한다. 단, 실제의 절단 공정은 이에 한정되지 않고, 적층체를 임의의 방향으로 놓고, 이에 대하여, 레이저광을 적절한 임의의 방향으로부터 조사하여 실시할 수 있다.
절단 공정에 있어서는, 도 1의 예에 나타내는 바와 같이, 지지체-적층체 복합물의 수지층(R)측에 레이저광을 조사하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 수지층(R)에 입사된 레이저광은, 수지층(R) 및 레이저 흡수층을 순차 투과하고, 지지체가 광 투과성의 것이면 추가로 지지체를 투과한다. 이 때, 레이저광의 에너지는, 수지층(R) 및 레이저 흡수층에 순차 흡수된다. 여기서, 수지층(R)에 흡수되는 에너지가 작은 것이어도, 그 후 레이저 흡수층에 있어서 흡수되는 에너지가 크기 때문에, 레이저 흡수층에 있어서 열이 많이 발생하고, 그 일부는 수지층(R)에 전도된다. 이에 의해, 수지층(R)이 레이저에 대한 감수성이 낮은 것인 경우라도, 비교적 낮은 레이저광의 출력에 의해, 수지층(R)의 절단을 달성할 수 있다. 또한, 수지층(R)에 대하여 레이저 흡수층이 양면에 배치된 경우라도, 수지층(R)의 절단을 달성할 수 있다. 따라서, 지지체에 대미지를 주지 않고, 원활하게 수지층(R)의 절단을 행할 수 있다.
절단 공정에 있어서의 레이저광의 빔의 에너지 분포는, 특별히 한정되지 않고, 일반적인 레이저광 조사 장치로부터 출사되는 가우시안 모드의 에너지 분포여도 되고, 평탄상의 에너지 분포여도 되는데, 평탄상의 에너지 분포인 것이 바람직하다. 평탄상의 에너지 분포를 갖는 빔은, 「톱 해트」 형상의 빔이라고도 불린다.
빔의 에너지 분포는, 빔의 광축으로부터의 거리를 가로축으로 취하고, 당해 거리의 위치에 있어서의 에너지량을 세로축으로 취한 그래프에 의해 표현할 수 있다. 평탄상의 에너지 분포의 예를, 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는, 평탄상의 에너지 분포를 갖는 어느 레이저광의 빔에 대한 에너지 분포의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 2의 가로축은, 레이저광의 빔의 광축으로부터의 거리를, 어느 방위각을 플러스, 그 반대의 방위각을 마이너스로 하여 나타내고, 도 2의 세로축은, 당해 거리의 위치에 있어서의 레이저광의 에너지량을 나타내고 있다. 도 2에 나타내는 예에서는, 에너지 분포는, 화살표(A11)로 나타내는 폭에 있어서, 평탄상이 되어 있다. 적어도 하나의 방위에 있어서, 이러한 평탄상의 에너지 분포를 나타내는 레이저광을, 절단 공정에 있어서 사용할 수 있다. 예를 들어, 빔의 광축과 수직인 단면에 있어서, 모든 방위각에 있어서 평탄상의 에너지 분포를 갖는 빔을 사용할 수도 있고, 또한, 빔의 단면의 장축 방향에 있어서 에너지 분포가 톱 해트상이고, 단축 방향에 있어서 가우시안 분포인 빔을 사용할 수도 있다.
한편 도 3은, 종래 일반적으로 사용되는 가우시안 모드의 레이저광의 빔에 대한 에너지 분포의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 3에 나타내는 예에서는, 에너지 분포는, 평탄한 부분을 갖지 않는 형상으로 되어 있다.
바람직한 예에 있어서, 평탄한 영역에 있어서의 에너지량의 편차(도 2의 화살표(A12)에 대응)는, 평탄한 영역의 평균 에너지량에 대하여, 바람직하게는 ±10%, 보다 바람직하게는 ±7%, 보다 더 바람직하게는 ±6%의 범위 내이다. 이러한 에너지 분포를 갖는 레이저광을 사용함으로써, 지지체로의 대미지를 더욱 저감하면서, 보다 확실하게 수지층(R)을 절단할 수 있다. 또한, 레이저 흡수층이 비교적 얇은 경우라도, 지지체로의 대미지를 더욱 저감하고, 또한 더욱 원활하게 절단을 행할 수 있다.
이러한, 평탄상의 에너지 분포를 갖는 빔은, 가우시안 모드 또는 그것에 가까운 모드로 출사된 일반적인 빔의 경로 내에 빔 정형기를 배치하여, 에너지 분포를 변환함으로써 얻을 수 있다. 빔 정형기의 예로는, 입사된 빔을 굴절, 회절, 반사, 및 이들의 조합에 의해 정형하여, 빔 내의 에너지 분포를 재배분하는 정형기를 들 수 있다. 빔 정형기의 보다 구체적인 예로는, 기지의 것, 예를 들어 특허문헌 2 및 3에 기재되는 것을 들 수 있다. 빔 정형기의 다른 예로는, 가우시안 빔을, 적어도 하나의 방위에 있어서 평탄한 에너지 분포를 갖는 빔으로 변환하는 시판의 정형기(예를 들어, 주식회사 다이코 제작소 제조의 톱 해트 모듈)를 들 수 있다.
절단 공정에 사용하는 레이저 장치로는, 필름의 가공에 사용할 수 있는 각종 형식의 것을 사용할 수 있다. 사용할 수 있는 레이저 장치의 예로는, 탄산 가스 레이저 장치를 들 수 있다. 탄산 가스 레이저 장치는, 각종 레이저 장치 중에서도 비교적 저렴하고, 또한 필름의 가공에 적합한 파장 및 출력이 효율적으로 얻어지기 때문에 바람직하다.
절단 공정에 있어서 레이저 장치로부터 출사되는 레이저광의 파장은, 9 μm 이상 11 μm 이하의 파장으로 할 수 있다. 특히, 9.4 μm 부근(9.1~9.7 μm) 및 10.6 μm 부근(10.1~11.0 μm)의 파장의 레이저광은, 레이저 장치로서 탄산 가스 레이저 장치를 사용하는 경우에 안정적으로 출력할 수 있다. 따라서, 그러한 파장의 레이저광을 채용한 경우, 본 발명의 제조 방법을 특히 양호하게 행할 수 있다.
레이저광의 출력 P는, 바람직하게는 1 W 이상, 보다 바람직하게는 5 W 이상, 더욱 바람직하게는 15 W 이상이고, 바람직하게는 400 W 이하, 보다 바람직하게는 350 W 이하, 더욱 바람직하게는 300 W 이하, 보다 더 바람직하게는 250 W 이하, 특히 바람직하게는 120 W 이하이다. 레이저광의 출력 P를 상기 범위의 하한값 이상으로 함으로써, 레이저광의 조사량이 부족한 것을 방지하여, 절단 공정을 안정적으로 행할 수 있다. 또한, 레이저광의 출력 P를 상기 범위의 상한값 이하로 함으로써, 필름의 원하지 않는 변형이나, 지지체로의 대미지를 억제할 수 있다.
레이저광은, 연속 레이저광이어도 되고, 펄스 레이저광이어도 된다. 그 중에서도, 펄스 레이저광이 바람직하다. 펄스 레이저광을 사용함으로써, 열의 발생을 억제하여 가공할 수 있다.
펄스 레이저광을 사용하는 경우, 레이저광의 주파수는, 바람직하게는 10 kHz 이상, 보다 바람직하게는 15 kHz 이상, 특히 바람직하게는 20 kHz 이상이고, 바람직하게는 300 kHz 이하, 보다 바람직하게는 200 kHz 이하, 보다 더 바람직하게는 150 kHz 이하, 특히 바람직하게는 80 kHz 이하이다. 펄스 레이저광의 주파수를 상기 범위의 하한값 이상으로 함으로써, 가공 속도를 빠르게 할 수 있다. 또한, 상한값 이하로 함으로써, 보다 열의 영향을 억제한 가공이 가능하다.
펄스 레이저광을 사용하는 경우, 펄스 폭의 범위는, 바람직하게는 10 나노초 이상, 보다 바람직하게는 12 나노초 이상, 특히 바람직하게는 15 나노초 이상이고, 바람직하게는 30 나노초 이하, 보다 바람직하게는 28 나노초 이하, 특히 바람직하게는 25 나노초 이하이다. 펄스 레이저광의 펄스 폭을 상기 범위의 하한값 이상으로 함으로써, 가공 속도를 빠르게 할 수 있다. 또한, 상한값 이하로 함으로써, 보다 열의 영향을 억제한 가공이 가능하다.
절단 공정에 있어서는, 통상은, 레이저광이 수지층(R)의 표면을 원하는 선을 따라 주사하도록, 레이저광을 수지층(R)에 조사한다. 이에 의해, 수지층(R)에 레이저광이 닿는 점이, 수지층(R)의 표면을 원하는 선을 따라 이동하므로, 절단하고자 하는 형상으로 수지층(R)을 절단할 수 있다. 이 때, 레이저광에 수지층(R)의 표면을 주사시키기 위하여, 레이저광의 조사 장치를 이동시켜도 되고, 수지층(R)을 이동시켜도 되며, 레이저광과 수지층(R)의 양방을 이동시켜도 된다.
주사 속도, 즉 수지층(R)에 레이저광이 닿는 점이 수지층(R)의 표면을 이동할 때의 이동 속도는, 레이저광의 출력 P, 수지층(R)의 두께 등의 조건에 따라, 적절하게 설정할 수 있다. 주사 속도 V의 구체적인 범위는, 바람직하게는 5 mm/s 이상, 보다 바람직하게는 10 mm/s 이상, 특히 바람직하게는 20 mm/s 이상이고, 바람직하게는 4000 mm/s 이하, 보다 바람직하게는 3000 mm/s 이하, 보다 더 바람직하게는 2000 mm/s 이하, 특히 바람직하게는 1500 mm/s 이하이다. 주사 속도 V를 상기 범위의 하한값 이상으로 함으로써, 발생하는 열을 억제하여 양호한 절단면을 얻을 수 있다. 또한, 상한값 이하로 함으로써, 레이저광의 주사 횟수를 줄여 효율적인 절단이 가능하다.
레이저광의 조사는, 레이저광의 출력 P(단위: W) 및 주사 속도 V(단위: mm/s)의 비 P/V가, 특정한 범위가 되도록 행하는 것이 바람직하다.
P/V의 값은, 0.10 이상, 바람직하게는 0.15 이상이고, 한편 0.25 이하, 바람직하게는 0.20 이하이다. 절단 공정에 있어서 이러한 레이저광의 조사를 행함으로써, 지지체로의 대미지를 더욱 저감하고, 또한 수지층의 절단을 더욱 원활하게 행할 수 있다.
수지층(R)을 어느 선을 따라 절단하기 위하여 레이저광을 조사할 때, 그 선에 따른 레이저광의 주사 횟수는, 1회여도 되고, 2회 이상이어도 된다. 1회의 주사로 절단함으로써, 절단 공정에 필요로 하는 시간을 짧게 할 수 있다. 또한, 2회 이상으로 함으로써, 1회당의 레이저광의 조사로 수지층(R)에 발생하는 열을 작게 할 수 있으므로, 레이저 처리 영향부의 폭을 더욱 낮게 할 수 있다.
레이저광으로서, 하나의 방위에 있어서만 평탄상의 에너지 분포를 나타내는 레이저광을 사용하는 경우에는, 절단 공정시에, 당해 방위와 수직인 방향으로 레이저광을 주사하는 것이, 정밀하게 제어된 절단면을 얻을 수 있기 때문에 바람직하다.
〔4. 절단 공정 후의 공정〕
본 발명의 광학 필름의 제조 방법에서는, 절단 공정 후에, 임의의 공정을 행할 수 있다. 예를 들어, 절단 공정의 결과 복수의 필름편이 된 수지층(R) 중 일부 또는 전부를 지지체로부터 박리하는 공정을 행할 수 있다. 박리시에, 수지층(R)의 전부의 층을 지지체로부터 박리해도 되고, 일부의 층만을 나머지로부터 박리해도 된다. 박리하여 얻어진 수지층(R)의 필름편은, 그대로, 또는 필요에 따라 다른 임의의 층과의 첩합 등의 임의의 공정을 거쳐, 제품인 광학 필름으로 할 수 있다. 또는, 절단된 수지층(R)의 필름편과 지지체의 적층체를 그대로, 제품인 편광판과 지지체를 조합한 적층체로서 표시 장치에 장착해도 된다.
본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 광학 필름의 용도에 제한은 없고, 편광판 등의 임의의 광학 부재로 할 수 있다. 또한, 이 광학 필름은, 그것 단독으로 사용해도 되고, 다른 임의의 부재와 조합하여 사용해도 된다. 예를 들어, 액정 표시 장치, 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, FED(전계 방출) 표시 장치, SED(표면 전계) 표시 장치 등의 표시 장치에 장착하여 사용해도 된다.
또한, 예를 들어, 본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 의해 얻어진 필름편의 광학 필름을, 편광자의 보호 필름으로서 사용하여, 또 다른 편광자층과 첩합하여 편광판을 구성해도 된다.
또한, 예를 들어, 얻어진 필름편을 위상차 필름으로 하여 원 편광 필름을 조합하여, 휘도 향상 필름을 얻어도 된다.
실시예
이하, 실시예를 나타내어 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구범위 및 그 균등 범위를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 임의로 변경하여 실시할 수 있다.
이하의 설명에 있어서, 양을 나타내는 「%」 및 「부」는, 별도로 언급하지 않는 한, 중량 기준이다. 또한, 이하에 설명하는 조작은, 별도로 언급하지 않는 한, 상온 및 상압의 조건에 있어서 행하였다.
〔평가 방법〕
(평균 흡수율의 측정)
실시예 및 비교예의 각각에서 얻은 수지 필름 각각을 샘플 1로서 준비하였다. 또한, 샘플 1의 일방의 표면에, 실시예 및 비교예의 각각에서 사용한 접착제층과 동일한 재료 및 두께의 접착제층을 형성한 것을 샘플 2로서 준비하였다. 이들 샘플 1~2에 대하여, 평균 흡수율을 측정하였다. 측정 장치로는 NICOLET iS5(써모 피셔 사이언티픽사)를 사용하여, 투과법으로, 검출기 DTGS KBr, 분해능 4 cm-1, 적산 횟수 16회로 측정을 행하고, 9 μm 이상 11 μm 이하의 파장 영역의 흡수율의 평균값을 구하여, 평균 흡수율을 얻었다. 샘플 1의 평균 흡수율을 평균 흡수율 AR로 하였다. 샘플 2의 평균 흡수율과 샘플 1의 평균 흡수율의 차를, 평균 흡수율 AA로 하였다. 각 실시예 및 비교예의 평균 흡수율 AR은 하기 표 1 및 표 2에 나타내는 바와 같았다. 한편, 평균 흡수율 AA는, 모두 0.07을 크게 상회하고 있었던 것을 확인하였다.
〔실시예 1〕
(1-1. 고리형 올레핀 수지 필름)
질소로 치환한 반응기에, 트리시클로[4.3.0.12,5]데카-3-엔(이하, 「DCP」라고 한다.)과 테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]도데카-3-엔(이하, 「TCD」라고 한다.)과 테트라시클로[9.2.1.02,10.03,8]테트라데카-3,5,7,12-테트라엔(이하, 「MTF」라고 한다.)의 혼합물(중량비 60/35/5) 7 부(중합에 사용하는 모노머 전량에 대하여 1 중량%)와 시클로헥산 1600 부를 가하고, 트리-i-부틸알루미늄 0.55 부, 이소부틸알코올 0.21 부, 반응 조정제로서 디이소프로필에테르 0.84 부, 및 분자량 조절제로서 1-헥센 3.24 부를 첨가하였다. 여기에, 시클로헥산에 용해시킨 0.65%의 6염화텅스텐 용액 24.1 부를 첨가하여, 55℃에서 10분간 교반하였다. 이어서, 반응계를 55℃로 유지하면서, DCP와 TCD와 MTF(중량비 60/35/5)의 혼합물 693 부와 시클로헥산에 용해시킨 0.65%의 6염화텅스텐 용액 48.9 부를 각각 계내에 150분에 걸쳐 연속적으로 적하하였다. 그 후, 30분간 반응을 계속하고 중합을 종료하여, 개환 중합 반응액을 얻었다.
중합 종료 후, 가스 크로마토그래피에 의해 측정한 모노머의 중합 전화율은 중합 종료시에 100%였다.
얻어진 개환 중합 반응액을 내압성의 수소화 반응기로 이송하고, 규조토 담지 니켈 촉매(닛키 화학사 제조, 제품명 「T8400RL」, 니켈 담지율 57%) 1.4 부 및 시클로헥산 167 부를 가하여, 180℃, 수소압 4.6 MPa로 6시간 반응시켰다. 이 반응 용액을, 라지올라이트 #500을 여과상으로 하여, 압력 0.25 MPa로 가압 여과(이시카와지마하리마 중공사 제조, 제품명 「훈더백 필터」)하여 수소화 촉매를 제거하고, 무색 투명한 용액을 얻었다. 이어서 상기 수소 첨가물 100 부당 0.5 부의 산화 방지제: 펜타에리트리톨테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트](치바·스페셜티·케미컬즈사 제조, 제품명 「이르가녹스 1010」)를, 얻어진 용액에 첨가하여 용해시켰다. 이어서, 제타 플러스 필터 30H(큐노 필터사 제조, 공경 0.5~1 μm)로 순차 여과하고 다시 다른 금속 파이버제 필터(공경 0.4 μm, 니치다이사 제조)로 여과하여 미소한 고형분을 제거하였다. 여과 후의 용액 중에 있어서, 개환 중합체 수소 첨가물의 수소 첨가율은 99.9%였다.
이어서, 상기 용액을, 원통형 농축 건조기(히타치 제작소사 제조)를 사용하여, 온도 270℃, 압력 1 kPa 이하로, 용액으로부터 용매인 시클로헥산 및 그 밖의 휘발 성분을 제거하였다. 휘발 성분 제거 후의 잔사를, 농축기에 직결한 다이로부터 용융 상태에서 스트랜드상으로 압출하고, 냉각 후, 개환 중합체 수소 첨가물의 버진재의 펠릿을 얻었다. 펠릿의 유리 전이 온도는 123℃, 멜트 플로우 레이트는 15.0이었다.
스크루 직경 20 mmφ, 압축비 3.1, L/D = 30의 스크루를 구비한 행거 매니폴드 타입의 T 다이식의 필름 용융 압출 성형기(거치형, GSI 크레오스사 제조)를 준비하였다.
상기 펠릿을, 상기의 필름 용융 압출 성형기를 사용하여, 가열하고 용융시켜 필름상으로 성형하여, 두께 13 μm의 고리형 올레핀 수지 필름을 얻었다.
(1-2. 지지체-적층체 복합물)
(1-1)에서 얻어진 수지 필름을, 지지체로서의 유리판(두께 0.7 mm)의 일방의 면 상에, 접착제를 사용하여 첩합하였다. 접착제로는, 아크릴계 접착제(상품명 「CS9621」 닛토덴코 주식회사 제조)를 사용하였다. 이 제품은, 2매의 이형 시트 사이에 형성된 두께 25 μm의 접착제층을 갖는 양면 점착 시트로, 이형 시트를 임의 박리하여, 접착제층을 지지체 상에 전사함으로써 사용하였다. 이에 의해, (수지 필름층)/(접착제층)/(유리판)의 층 구성을 갖는 지지체-적층체 복합물을 얻었다. 이들 층 중, 수지 필름층이 수지층(R)에 상당하고, 접착제층이 레이저 흡수층에 상당하고, 수지 필름층 및 접착제층이 적층체에 상당한다. 접착제층의 두께 TA는 25 μm이고, 그 결과 두께 비율 TA/TR은 1.9가 되었다.
(1-3. 절단 공정)
(1-2)에서 얻어진 지지체-적층체 복합물의 수지 필름측의 면에, 레이저광 조사 장치(DIAMOND E-250i(Coherent사 제조))에 의해, 파장 9.4 μm의 탄산 가스 레이저광을 수직으로 조사하여, 수지층(R)을 절단하고, 절단된 수지층(R) 및 접착제층을 포함하는 광학 필름을 얻었다. 레이저광의 출력 P의 조정은, 100 W로 하였다. 조사시에, 레이저광은, 조사와 정지를 주파수 20 kHz의 주기로 반복하는 펄스 레이저광으로 하였다. 조사 장치로부터 조사된 가우시안 분포를 갖는 평행 광선인 레이저광을, DOE(회절 광학 소자)를 구비하는 빔 정형기에 의해 정형함으로써, 레이저광의 빔의 에너지 분포를, 광축과 수직인 면 방향과 대략 균일한 평탄상으로 하였다. 수지층(R)의 면 상에 있어서, 레이저광의 조사 위치를 이동시킴으로써, 주사적인 수지층(R)의 절단을 행하였다. 주사 속도 V는 500 mm/s, 주사 횟수는 1회로 하였다.
(1-4. 평가)
절단 공정에 의한 절단 상태를 관찰하여 평가하였다. 그 결과, 수지층(R)이 완전히 절단되고, 지지체에는 흠집이 나지 않은 것이 관찰되었다.
〔실시예 2~4 및 비교예 1~4〕
(1-1)에 있어서의 필름의 용융 압출 성형의 조건을 변경하고, 고리형 올레핀 수지 필름의 두께를 표 1 및 표 2에 나타내는 값으로 변경하였다. 또한, 접착제층의 두께를, 표 1에 나타내는 값으로 변경하였다. 두께 50 μm의 접착제층은, 실시예 1에서 사용한 접착제층을 2층 겹쳐 설치함으로써 형성하였다. 이들 사항 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 절단 공정을 행하여 광학 필름을 얻고, 절단 공정에 의한 절단 상태를 관찰하여 평가하였다.
〔실시예 5〕
(5-1. 아크릴계 수지 용액의 조제)
온도계, 교반기, 적하 깔때기 및 환류 냉각기를 구비한 반응기 내에 메틸에틸케톤 28 부, 톨루엔 8 부를 투입하고, 교반하면서 승온하여, 90℃가 된 후, 벤질아크릴레이트 70 부, 2-하이드록시에틸아크릴레이트 15 부, 부틸아크릴레이트 15 부에, 중합 개시제로서 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.16 부를 용해시킨 혼합물을 2시간에 걸쳐 적하하였다. 또한 중합 도중에, 아세트산에틸 2 부에 AIBN 0.06 부를 용해시킨 중합 촉매액을 축차 추가하면서 7시간 중합시켜, 아크릴계 수지 용액(고형분 농도 65.1%, 점도 1300 mPa·s(25℃), 중량 평균 분자량 105,000, 수평균 분자량 36,000, 분산도 2.92, 유리 전이 온도 -8.3℃)을 얻었다.
(5-2. 접착제의 조제)
(5-1)에서 얻은 아크릴계 수지 용액 100 부(고형분 상당량)에, 트리메틸올프로판의 톨릴렌디이소시아네이트 부가물의 55% 아세트산에틸 용액(닛폰 폴리우레탄사 제조, 「코로네이트 L-55E」) 0.3 부를 배합하여, 점착제 조성물로 하였다. 이 점착제 조성물을, 폴리에스테르계 이형 시트에, 건조 후의 막두께가 10 μm가 되도록 도포하고, 100℃에서 4분간 건조하여, 접착제층을 형성하였다. 이에 의해, (이형 시트)/(접착제층)의 층 구성을 갖는 2층의 복층물을 얻었다. 그 후, 이 복층물의 접착제층측의 면에 폴리에스테르계 이형 시트를 첩합하여, (이형 시트)/(접착제층)/(이형 시트)의 층 구성을 갖는 3층의 복층물을 얻었다. 이것을, 40℃의 조건 하에서 10일간 에이징시켜, 양면 점착 시트를 얻었다.
(5-3. 절단 공정)
접착제로서, (5-2)에서 얻은 것을 사용한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 절단 공정을 행하여 광학 필름을 얻고, 절단 공정에 의한 절단 상태를 관찰하여 평가하였다.
〔실시예 6〕
(1-1)에 있어서의 필름의 용융 압출 성형의 조건을 변경하고, 고리형 올레핀 수지 필름의 두께를 표 1에 나타내는 값으로 변경하였다. 또한, 절단 공정에 있어서 사용하는 레이저광을, 파장 10.6 μm의 탄산 가스 레이저광으로 변경하였다. 이들 사항 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 절단 공정을 행하여 광학 필름을 얻고, 절단 공정에 의한 절단 상태를 관찰하여 평가하였다.
〔비교예 5〕
(1-1)에 있어서의 필름의 용융 압출 성형의 조건을 변경하고, 고리형 올레핀 수지 필름의 두께를 표 1에 나타내는 값으로 변경하였다. 또한, 접착제로서, (5-2)에서 얻은 것을 사용하였다. 또한, 절단 공정에 있어서 사용하는 레이저광을, 레이저광 조사 장치(DIAMOND E-250(Coherent사 제조))에 의해, 파장 10.6 μm의 탄산 가스 레이저광으로 변경하였다. 이들 사항 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 절단 공정을 행하여 광학 필름을 얻고, 절단 공정에 의한 절단 상태를 관찰하여 평가하였다.
실시예 및 비교예의 개요 및 평가 결과를, 하기 표 1 및 표 2에 정리하여 나타낸다.
Figure 112018100507714-pct00001
Figure 112018100507714-pct00002
1) 양호: 수지층(R)이 완전히 절단되고, 지지체에는 흠집이 나지 않은 것이 관찰되었다. 불량: 수지층(R)이 절단되지 않은 개소가 남았다.
이상의 결과로부터, 비율 TA/TR 등의 여러 조건이 본 발명의 요건을 만족하는 실시예의 제조 방법에서는, 비율 TA/TR이 본 발명의 요건의 범위 밖인 비교예와 비교하여, 수지층(R)의 원활한 절단을 달성할 수 있었던 것을 알 수 있다.
100: 지지체-적층체 복합물
110: 적층체
111: 수지층(R)
112: 레이저 흡수층
120: 지지체
200: 레이저광 조사 장치

Claims (8)

  1. 수지층, 및 상기 수지층의 편면에 형성된 레이저 흡수층을 갖는 적층체에 대하여, 레이저광을 조사하여, 상기 수지층을 절단하는 절단 공정을 포함하는, 광학 필름의 제조 방법으로서,
    상기 레이저 흡수층은 아크릴계 접착제인 수지의 층이고, 상기 레이저 흡수층에 의한 9 μm 이상 11 μm 이하의 파장 영역의 광의 평균 흡수율 AA는, 상기 수지층에 의한 9 μm 이상 11 μm 이하의 파장 영역의 광의 평균 흡수율 AR보다 크고,
    상기 수지층의 두께 TR에 대한 상기 레이저 흡수층의 두께 TA의 비율 TA/TR이, 0.8 이상이고,
    상기 AR은 0.02 이상 0.05 이하인, 광학 필름의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 흡수층에 의한 상기 평균 흡수율 AA가, 0.07 이상인, 광학 필름의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 레이저광의 조사를, 상기 레이저광의 빔의 에너지 분포가 평탄상이 되도록 행하는, 광학 필름의 제조 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수지층이, 고리형 올레핀 중합체를 포함하는 열가소성 수지의 층인, 광학 필름의 제조 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 레이저광의 파장이 9 μm 이상 11 μm 이하인, 광학 필름의 제조 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 절단 공정이, 지지체, 상기 레이저 흡수층 및 상기 수지층을 이 순서로 구비하는 지지체-적층체 복합물을 형성하는 것을 포함하고,
    상기 레이저광의 조사가, 상기 지지체-적층체 복합물의 상기 수지층측에, 상기 레이저광을 조사하는 것을 포함하는, 광학 필름의 제조 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
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