KR102638927B1 - 광학 필름 및 편광판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 두께 방향의 리타데이션의 절대값이 3 nm 이하이고, 충격 강도가 2 × 10-2J 이상이며, 또한 수증기 투과율이 10 g/(m2·24h) 이하인, 광학 필름.

Description

광학 필름 및 편광판
본 발명은 광학 필름 및 편광판에 관한 것이다.
일반적으로 편광판은 편광자 및 편광자 보호 필름을 구비한다. 편광자 보호 필름으로는, 통상은 수지로 이루어진 광학 필름이 사용된다(특허 문헌 1 참조).
일본 공개특허공보 제2011-013378호
액정 표시 장치에 설치되는 편광판은, 통상 편광자의 양측에 편광자 보호 필름을 구비한다. 이들 편광자 보호 필름 중, 편광자의 액정 셀측에 설치되는 내측 편광자 보호 필름은 양호한 시야각 특성을 실현하는 관점에서, 리타데이션의 절대값이 작은 것이 요구되고 있다. 그래서, 출원인은 내측 편광자 보호 필름으로 사용하기 위해, 리타데이션이 발현되기 어려운 수지로 이루어지는 광학 필름의 검토를 실시하였다.
그런데, 리타데이션이 발현되기 어려운 수지에 의해 형성한 광학 필름은, 필름 반송시에 파단이 발생하기 쉽고, 특히 트리밍 처리시에 파단되기 쉬웠다. 일반적으로, 광학 필름은 광폭이고 또한 장척의 필름으로서 제조된 후, 그 길이 방향으로 연속적으로 반송되면서 각종의 처리가 실시된다. 그런데, 상기의 처리로서 광학 필름을 원하는 크기로 가공하기 위한 트리밍 처리를 실시하면, 트리밍 처리가 실시된 부분에 있어서 필름이 파단을 발생시키기 쉬웠다. 그 때문에, 리타데이션이 발현되기 어려운 수지로 이루어지는 광학 필름을 내측 편광자 보호 필름으로 사용하기 위해서는, 그 반송성을 개선하여 파단의 발생을 억제하면서 반송을 행하는 것을 가능하게 하는 것이 요구되고 있었다.
또한, 다양한 환경에 대한 적용을 가능하게 하기 위해, 내측 편광자 보호 필름은 과혹한 환경에서 변형을 발생시키기 어려운 것이 바람직하다. 특히, 편광판의 컬에 의해 화질이 저하되거나 편광판이 장치로부터 탈락하거나 하는 것을 억제하는 관점에서는, 내측 편광자 보호 필름은 고온 고습 환경에서 당해 내측 편광 보호 필름을 구비하는 편광판의 컬을 억제할 수 있을 정도로, 변형이 발생하기 어려운 것이 요구된다. 그런데, 출원인이 검토한 결과, 종래의 수지 중에는 리타데이션이 발현되기 어려웠거나, 반송성이 우수한 필름을 형성 가능했거나 한 수지는 있었지만, 나아가 고온 고습 환경에서 컬의 억제가 가능한 것은 찾아져 있지 않았다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 창안된 것으로, 리타데이션이 작고, 반송성이 우수하며, 또한 고온 고습 환경에서의 컬의 발생을 억제할 수 있는 광학 필름; 및 상기 광학 필름을 구비하는 편광판;을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는 상기의 과제를 감안하여 예의 검토한 결과, 두께 방향의 리타데이션의 절대값, 충격 강도, 및 수증기 투과율이, 소정의 범위에 있는 광학 필름이 상기의 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은 하기의 것을 포함한다.
〔1〕 두께 방향의 리타데이션의 절대값이 3 nm 이하이고,
　충격 강도가 2 × 10-2J 이상이며, 또한
　수증기 투과율이 10 g/(m2·24h) 이하인, 광학 필름.
〔2〕 상기 광학 필름이 수지 C로 형성된 코어층과, 상기 코어층의 일측에 수지 S1로 형성된 제1 스킨층과, 상기 코어층의 타측에 수지 S2로 형성된 제2 스킨층을 구비하고,
상기 수지 C의 40 μm의 두께에서의 두께 방향의 리타데이션의 절대값이 3 nm 이하이고,
상기 수지 S1의 40 μm 두께에서의 충격 강도가 5 × 10-2J 이상이며,
상기 수지 S2의 40 μm 두께에서의 충격 강도가 5 × 10-2J 이상인, 〔1〕 기재의 광학 필름.
〔3〕 상기 수지 C가, 블록 공중합체의 수소화물을 포함하고,
상기 수지 S1 및 상기 수지 S2가, 지환식 구조를 함유하는 중합체를 포함하는, 〔2〕 기재의 광학 필름.
〔4〕 상기 코어층의 두께 Tc에 대한, 상기 제1 스킨층의 두께 Ts1 및 상기 제2 스킨층의 두께 Ts2의 합계의 비((Ts1+Ts2)/Tc)가 0.05 ~ 0.4인, 〔2〕 또는 〔3〕 기재의 광학 필름.
〔5〕 두께가 50 μm 이하인, 〔1〕~〔4〕 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름.
〔6〕〔1〕~〔5〕 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름과 편광자를 구비하는 편광판.
본 발명에 의하면, 리타데이션이 작고, 반송성이 우수하며, 또한 고온 고습 환경에서의 컬의 발생을 억제할 수 있는 광학 필름; 및 상기 광학 필름을 구비하는 편광판;을 제공할 수 있다.
[도 1] 도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 필름을 모식적으로 도시한 단면도이다.
[도 2] 도 2는 실시예 및 비교예에서 사용한 광학 필름의 충격 강도의 측정 장치를 모식적으로 도시한 사시도이다.
[도 3] 도 3은 실시예 및 비교예에서 사용한 광학 필름의 충격 강도의 측정 장치를 모식적으로 도시한 단면도이다.
[도 4] 도 4는 실시예 및 비교예에서 사용한 트리밍용 블레이드를, 필름 반송 방향에 수직인 평면으로 자른 단면을 모식적으로 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명에 대해 실시 형태 및 예시물을 나타내어 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 나타내는 실시 형태 및 예시물에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 청구 범위 및 그 균등의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 임의로 변경하여 실시할 수 있다.
이하의 설명에서, 필름 또는 층의 면내 리타데이션 Re는 별도로 언급하지 않는 한, Re = (nx-ny) × d로 표시되는 값이다. 또한, 필름 또는 층의 두께 방향의 리타데이션 Rth는 별도로 언급하지 않는 한, Rth = {(nx + ny)/2 - nz} × d로 표시되는 값이다. 여기에서, nx는 필름 또는 층의 두께 방향에 수직인 방향(면내 방향)으로서 최대의 굴절률을 주는 방향의 굴절률을 나타낸다. ny는 필름 또는 층의 상기 면내 방향으로서 nx의 방향에 직교하는 방향의 굴절률을 나타낸다. nz는 필름 또는 층의 두께 방향의 굴절률을 나타낸다. d는 필름 또는 층의 두께를 나타낸다. 리타데이션의 측정 파장은 별도로 언급하지 않는 한, 590 nm이다.
이하의 설명에서 「편광판」이란, 별도로 언급하지 않는 한, 강직한 부재뿐만 아니라, 예를 들면 수지제의 필름과 같이 가요성을 갖는 부재도 포함한다.
이하의 설명에서 「장척」의 필름이란, 폭에 대하여 5 배 이상의 길이를 갖는 필름을 말하며, 바람직하게는 10 배 또는 그 이상의 길이를 갖고, 구체적으로는 롤상으로 권취되어 보관 또는 운반되는 정도의 길이를 갖는 필름을 말한다. 장척 필름의 길이의 상한은 특별히 제한은 없고, 예를 들면 폭에 대하여 10 만배 이하로 할 수 있다.
이하의 설명에서 어느 면의 경사 방향이란, 별도로 언급하지 않는 한, 당해 면에 평행도 수직도 아닌 방향을 의미하고, 구체적으로는 상기 면의 편각이 0 °보다 크고 90 °보다 작은 범위의 방향을 가리킨다.
이하의 설명에서, 별도로 언급하지 않는 한, 고리식 탄화수소기란, 방향족 고리, 시클로알칸, 시클로알켄 등의, 고리형 구조를 포함하는 탄화수소의 기를 의미하고, 또한 사슬형 탄화수소 화합물이란, 이러한 고리식 탄화수소기를 포함하지 않는 탄화수소 화합물을 의미한다.
[1. 광학 필름의 개요]
본 발명의 광학 필름은 (ii) 두께 방향의 리타데이션의 절대값, (iii) 충격 강도 및 (iv) 수증기 투과율이 소정의 범위에 있다.
구체적으로는 광학 필름의 두께 방향의 리타데이션의 절대값은 통상 3 nm 이하, 바람직하게는 2 nm 이하, 보다 바람직하게는 1.5 nm 이하, 더욱 바람직하게는 1.0 nm 이하이다.
상기와 같이 두께 방향의 리타데이션의 절대값이 작은 광학 필름은 편광판의 내측 편광자 보호 필름으로서 사용한 경우에, 당해 편광판을 구비하는 액정 표시 장치의 시야각 특성을 개선할 수 있다. 특히, 이와 같은 광학 필름은 IPS(인 플레인 스위칭)형의 액정 표시 장치의 액정 셀의 시인측에 설치되는 내측 편광자 보호 필름으로 사용한 경우에 현저한 효과를 얻을 수 있다. 구체적으로는 액정 표시 장치의 표시면을 그 경사 방향에서 본 경우에, 화상의 의도하지 않은 착색을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 광학 필름은, 또한 (i) 면내 리타데이션의 절대값이 소정의 범위에 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는 광학 필름의 면내 리타데이션의 절대값은, 바람직하게는 6 nm 이하, 보다 바람직하게는 3 nm 이하, 더욱 바람직하게는 2 nm 이하, 그 중에서도 바람직하게는 1.5 nm 이하, 특히 바람직하게는 1.0 nm 이하이다. 두께 방향의 리타데이션의 절대값 및 면내 리타데이션의 절대값의 양방이 이와 같이 작은 광학 필름은, 편광판의 내측 편광자 보호 필름으로 사용한 경우에 얻어지는 시야각 특성의 개선 효과를, 보다 현저하게 발휘할 수 있다.
필름의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션은 측정 장치로 AXOMETRICS사 제조 「AxoScan」을 사용하여, 측정 파장 590 nm에서 측정할 수 있다. 상기 측정 장치를 사용하여 필름의 두께 방향의 리타데이션을 측정하는 경우, 당해 필름의 평균 굴절률을 사용한다. 여기에서, 평균 굴절률이란, 필름의 면내 방향으로서 서로 수직인 2 방향의 굴절률, 및 당해 필름의 두께 방향의 굴절률의 평균값을 말한다. 또한, 필름이 평균 굴절률이 다른 복수의 층을 갖는 복층 필름인 경우, 그 복층 필름의 평균 굴절률은 당해 복층 필름에 포함되는 각 층의 평균 굴절률의, 층의 두께비에 기초한 가중 평균을 채용할 수 있다.
광학 필름의 충격 강도는 통상 2 × 10-2J 이상, 바람직하게는 4.0 × 10 -2J 이상, 보다 바람직하게는 6.0 × 10-2J 이상이다. 이와 같이 높은 충격 강도를 갖는 광학 필름은, 필름 반송시의 충격에 의한 파단을 발생시키기 어렵고, 예를 들어, 트리밍 처리시에 파단되기 어렵다. 그 때문에, 이와 같이 높은 충격 강도를 갖는 광학 필름은 반송성이 우수하므로, 파단의 발생을 억제하면서 원활하게 반송을 실시할 수 있다. 광학 필름의 충격 강도는 클수록 바람직하지만, 광학 필름을 얇게 하는 관점 및 제조를 용이하게 실시하는 관점에서, 바람직하게는 30 × 10-2J 이하, 보다 바람직하게는 25 × 10-2J 이하, 보다 바람직하게는 20 × 10-2J 이하이다.
충격 강도는 지그로 고정한 필름에 대하여 소정의 스트라이커를 이용한 충격 시험을 실시함으로써 측정 가능하다. 필름의 두께가 작은 것을 고려하여 시판의 충격 시험기를 사용하지 않고, 실시예 중의 평가 항목란에 기재한 바와 같이 충격 강도를 측정하는 것이 바람직하다.
광학 필름의 수증기 투과율은 통상 10 g/(m2·24h) 이하, 바람직하게는 8 g/(m2·24h) 이하, 보다 바람직하게는 6 g/(m2·24h) 이하이다. 이와 같이 수증기 투과율이 낮은 광학 필름은 고온 고습 환경에 있어서 당해 광학 필름 자체가 변형을 발생시키기 어렵다. 또한, 이 광학 필름을 편광자 보호 필름으로 사용하면, 편광자로의 물의 침입을 억제할 수 있으므로, 수분에 의한 편광자 내에서의 응력 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 상기와 같이 수증기 투과율이 낮은 광학 필름은 내측 편광자 보호 필름으로서 사용함으로써, 당해 내측 편광 보호 필름을 구비하는 편광판의 고온 고습 환경에서의 컬을 억제할 수 있다. 광학 필름의 수증기 투과율은 낮을수록 바람직하고, 이상적으로는 0 g/(m2·24h)이다.
광학 필름의 수증기 투과율은 수증기 투과도 측정 장치(MOCON사 제조 「PERMATRAN-W」)를 사용하여 JIS K 7129 B법에 따라, 온도 40 ℃, 습도 90 % RH의 조건에서 측정할 수 있다.
상기의 광학 필름은 통상 수지 필름으로서 형성된다. 이 광학 필름의 층 구성은 (ii) 두께 방향의 리타데이션의 절대값, (iii) 충격 강도 및 (iv) 수증기 투과율을, 상술한 소정의 범위에 들어가는 범위에서, 임의이다. 광학 필름은, 예를 들어 리타데이션의 발현성이 작은 수지로 형성된 층과, 충격 강도가 우수한 수지로 형성된 층을 조합함으로써 실현할 수 있다.
[2. 광학 필름의 일 실시 형태]
이하, 광학 필름의 구체적인 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광학 필름을 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광학 필름(100)은 수지 C로 형성된 코어층(110)과, 코어층(110)의 일측에 수지 S1로 형성된 제1 스킨층(120)과, 코어층(100)의 타측에 수지 S2로 형성된 제2 스킨층(130)을 구비한다. 수지 C로는 리타데이션의 절대값이 작은 수지를 사용한다. 또한, 수지 S1 및 수지 S2로는 충격 강도가 우수한 수지를 사용한다. 이와 같이, 충격 강도가 우수한 수지 S1 및 S2로 형성된 제1 스킨층(120)과 제2 스킨층(130) 사이에, 리타데이션의 절대값이 작은 수지 C로 형성된 코어층 (110)을 설치함으로써, 상술한 광학 필름을 얻을 수 있다.
상기의 광학 필름(100)은 임의의 층을 포함하고 있어도 되지만, 코어층(110)과 제1 스킨층(120)은 사이에 임의의 층을 개재하지 않고 직접 접하고 있는 것이 바람직하고, 또한 코어층(110)과 제2 스킨층(130)은 사이에 임의의 층을 개재하지 않고 직접 접하고 있는 것이 바람직하다.
[3. 코어층]
코어층은 리타데이션의 절대값이 작은 수지 C로 형성된 층이다. 수지 C의 40 μm 두께에 있어서의 두께 방향의 리타데이션의 절대값은, 통상 3 nm 이하, 바람직하게는 2 nm 이하, 보다 바람직하게는 1.5 nm 이하, 특히 바람직하게는 1.0 nm 이하이다. 이와 같이 두께 방향의 리타데이션의 절대값이 작은 수지 C로 형성된 코어층을 포함함으로써, 광학 필름 자체의 리타데이션의 절대값을 작게 하는 것이 가능하다. 또한, 광학 필름의 리타데이션의 절대값을 특히 작게 하는 관점에서는 수지 C의 40 μm 두께에서의 면내 리타데이션의 절대값은, 바람직하게는 2 nm 이하, 보다 바람직하게는 1.5 nm 이하, 특히 바람직하게는 1.0 nm 이하이다.
여기에서, 수지 C의 40 μm 두께에서의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션이란, 그 수지 C로 형성한 두께 40 μm의 필름의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션을 말한다. 수지 C의 40 μm 두께에 있어서의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션은, 수지 C를 사용하여 두께 40 μm의 샘플 필름을 제조하고, 그 샘플 필름의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션을 측정함으로써 구해진다.
상기의 수지 C로는 중합체를 포함하고, 또한 필요에 따라 임의 성분을 포함할 수 있는 수지를 사용할 수 있다. 그 중에서도, 상기의 수지로는 블록 공중합체의 수소화물을 포함하는 수지가 바람직하다. 특히, 이 블록 공중합체의 수소화물로는, 고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위 (a)를 갖는 블록 A와, 사슬형 탄화수소 화합물 수소화물 단위 (b)를 갖는 블록 B를 포함하는 중합체가 특히 바람직하다. 이하, 이와 같은 중합체를, 적당히 「중합체 X」라고 부르는 경우가 있다. 이와 같은 중합체 X를 포함하는 수지 C를 사용함으로써, 상기 각종의 특성을 갖는 광학 필름을 용이하게 얻을 수 있다.
고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위 (a)는 고리식 탄화수소기 함유 화합물을 중합하고, 또한 이러한 중합에 의해 얻어진 단위가 불포화 결합을 갖고 있으면, 그 불포화 결합을 수소화하여 얻어지는 구조를 갖는 구조 단위이다. 단, 고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위 (a)는 당해 구조를 갖는 한에 있어서, 어떠한 제조 방법으로 얻어진 단위도 포함한다.
고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위 (a)는, 바람직하게는 방향족 비닐 화합물을 중합하고, 그 불포화 결합을 수소화하여 얻어지는 구조를 갖는 방향족 비닐 화합물 수소화물 단위 (a)이다. 단, 방향족 비닐 화합물 수소화물 단위 (a)는 당해 구조를 갖는 한에 있어서, 어떠한 제조 방법으로 얻어진 단위도 포함한다.
　상기와 동일하게, 본원에 있어서는, 예를 들면 스티렌을 중합하고, 그 불포화 결합을 수소화하여 얻어지는 구조를 갖는 구조 단위를, 스티렌 수소화물 단위라고 부르는 경우가 있다. 스티렌 수소화물 단위도, 당해 구조를 갖는 한에 있어서, 어떠한 제조 방법으로 얻어진 단위도 포함한다.
방향족 비닐 화합물 수소화물 단위 (a)의 예로는, 이하의 구조식 (1)로 표시되는 구조 단위를 들 수 있다.
[화학식 1]
구조식 (1)에 있어서, Rc는 지환식 탄화수소기를 나타낸다. Rc의 예를 들면, 시클로헥실기 등의 시클로헥실기류; 데카하이드로나프틸기류 등을 들 수 있다.
구조식 (1)에 있어서 R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소 원자, 사슬형 탄화수소기, 할로겐 원자, 알콕시기, 히드록실기, 에스테르기, 시아노기, 아미드기, 이미드기, 실릴기, 또는 극성기로 치환된 사슬형 탄화수소기를 나타낸다. 상기의 극성기로는, 예를 들면 할로겐 원자, 알콕시기, 히드록실기, 에스테르기, 시아노기, 아미드기, 이미드기, 또는 실릴기를 들 수 있다. 그 중에서도 R1, R2 및 R3로서는 내열성, 저복굴절성 및 기계 강도 등의 관점에서, 수소 원자 및 탄소 원자수 1 ~ 6 개의 사슬형 탄화수소기인 것이 바람직하다. 사슬형 탄화수소기로서는 포화 탄화수소기가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다.
방향족 비닐 화합물 수소화물 단위 (a)의 바람직한 구체예로는, 하기 식 (1-1)로 표시되는 구조 단위를 들 수 있다. 식 (1-1)로 표시되는 구조 단위는 스티렌 수소화물 단위이다.
[화학식 2]
고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위 (a)의 예시물에 있어서 입체 이성체를 갖는 것은, 그 어떤 입체 이성체도 사용할 수 있다. 고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위 (a)는 1 종류만 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
블록 A는 고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위 (a)만으로 이루어지는 것이 바람직하지만, 고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위 (a) 이외에 임의의 단위를 포함할 수 있다. 임의의 구조 단위의 예로는 고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위 (a) 이외의 비닐 화합물에 기초한 구조 단위를 들 수 있다. 블록 A에 있어서의 임의의 구조 단위의 함유율은, 바람직하게는 10 중량% 이하, 보다 바람직하게는 5 중량% 이하, 특히 바람직하게는 1 중량% 이하이다.
사슬형 탄화수소 화합물 수소화물 단위 (b)는, 사슬형 탄화수소 화합물을 중합하고, 또한 이러한 중합에 의해 얻어진 단위가 불포화 결합을 갖고 있으면 그 불포화 결합을 수소화하여 얻어지는 구조를 갖는 구조 단위이다. 단, 사슬형 탄화수소 화합물 수소화물 단위 (b)는, 당해 구조를 갖는 한에 있어서, 어떠한 제조 방법으로 얻어진 단위도 포함한다.
사슬형 탄화수소 화합물 수소화물 단위 (b)는 바람직하게는 디엔 화합물을 중합하고, 그 얻어진 중합물이 불포화 결합을 갖고 있으면 그 불포화 결합을 수소화하여 얻어지는 구조를 갖는 디엔 화합물 수소화물 단위 (b)이다. 단, 디엔 화합물 수소화물 단위 (b)는, 당해 구조를 갖는 한에 있어서, 어떠한 제조 방법으로 얻어진 단위도 포함한다.
상기와 동일하게 본원에 있어서는, 예를 들면 이소프렌을 중합하고, 그 불포화 결합을 수소화하여 얻어지는 구조를 갖는 구조 단위를, 이소프렌 수소화물 단위로 부르는 경우가 있다. 이소프렌 수소화물 단위도, 당해 구조를 갖는 한에 있어서, 어떠한 제조 방법으로 얻어진 단위도 포함한다.
디엔 화합물 수소화물 단위 (b)는 직쇄 공액 디엔 화합물 등의 공액 디엔 화합물을 중합하고, 그 불포화 결합을 수소화하여 얻어지는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 그 예로는 이하의 구조식 (2)로 표시되는 구조 단위, 및 구조식 (3)으로 표시되는 구조 단위를 들 수 있다.
[화학식 3]
구조식 (2)에 있어서, R4 ~ R9는 각각 독립적으로 수소 원자, 사슬형 탄화수소기, 할로겐 원자, 알콕시기, 히드록실기, 에스테르기, 시아노기, 아미드기, 이미드기, 실릴기 또는 극성기로 치환된 사슬형 탄화수소기를 나타낸다. 상기의 극성기로는 예를 들면, 할로겐 원자, 알콕시기, 히드록실기, 에스테르기, 시아노기, 아미드기, 이미드기, 또는 실릴기를 들 수 있다. 그 중에서도, R4 ~ R9로는 내열성, 저복굴절성 및 기계 강도 등의 관점에서, 수소 원자 및 탄소 원자수 1 ~ 6 개의 사슬형 탄화수소기인 것이 바람직하다. 사슬형 탄화수소기로는 포화 탄화수소기가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다.
[화학식 4]
구조식 (3)에 있어서, R10 ~ R15는 각각 독립적으로 수소 원자, 사슬형 탄화수소기, 할로겐 원자, 알콕시기, 히드록실기, 에스테르기, 시아노기, 아미드기, 이미드기, 실릴기, 또는 극성기로 치환된 사슬형 탄화수소기를 나타낸다. 상기의 극성기로는, 예를 들면 할로겐 원자, 알콕시기, 히드록실기, 에스테르기, 시아노기, 아미드기, 이미드기 또는 실릴기를 들 수 있다. 그 중에서도 R10 ~ R15로는 내열성, 저복굴절성 및 기계 강도 등의 관점에서, 수소 원자 및 탄소 원자수 1 ~ 6 개의 사슬형 탄화수소기인 것이 바람직하다. 사슬형 탄화수소기로는 포화 탄화수소기가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다.
디엔 화합물 수소화물 단위 (b)의 바람직한 구체예로는 하기 식 (2-1) ~ (2-3)으로 표시되는 구조 단위를 들 수 있다. 식 (2-1) ~ (2-3)으로 표시되는 구조 단위는 이소프렌 수소화물 단위이다.
[화학식 5]
사슬형 탄화수소 화합물 수소화물 단위 (b)의 예시물에 있어서 입체 이성체를 갖는 것은, 그 어느 입체 이성체도 사용할 수 있다. 사슬형 탄화수소 화합물 수소화물 단위 (b)는 1 종류만 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
블록 B는 사슬형 탄화수소 화합물 수소화물 단위 (b)만으로 이루어지는 것이 바람직하지만, 사슬형 탄화수소 화합물 수소화물 단위 (b) 이외에 임의의 단위를 포함할 수 있다. 임의의 구조 단위의 예로는 사슬형 탄화수소 화합물 수소화물 단위 (b) 이외의 비닐 화합물에 기초하는 구조 단위를 들 수 있다. 블록 B에 있어서의 임의의 구조 단위의 함유율은 바람직하게는 10 중량% 이하, 보다 바람직하게는 5 중량% 이하, 특히 바람직하게는 1 중량% 이하이다.
중합체 X는 1 분자당 1 개의 블록 B와, 그 양단에 연결된 1 분자당 2 개의 블록 A를 갖는 트리 블록 분자 구조를 갖는 것이 바람직하다. 즉, 중합체 X는 1 분자당 1 개의 블록 B와; 블록 B의 일단에 연결되고, 고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위 (a)를 갖는, 1 분자당 1 개의 블록 A1과; 블록 B의 타단에 연결되고, 고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위 (a)를 갖는, 1 분자당 1 개의 블록 A2;를 포함하는 트리 블록 공중합체인 것이 바람직하다. 이 때, 블록 A1과 블록 A2는 동일해도 되고, 달라도 된다.
중합체 X에 있어서는, 블록 A와 블록 B의 중량비(A/B)가 특정 범위에 들어가는 것이 바람직하다. 구체적으로는 중량비(A/B)는 바람직하게는 50/50 이상, 보다 바람직하게는 65/35 이상, 특히 바람직하게는 80/20 이상이고, 바람직하게는 99/1 이하, 보다 바람직하게는 95/5 이하, 특히 바람직하게는 90/10 이하이다. 블록 A와 블록 B의 중량비(A/B)가 상기의 범위에 있는 중합체 X는 광탄성 계수가 작고, 리타데이션의 발현성이 작다. 그 때문에, 리타데이션의 절대값이 작은 코어층을 용이하게 얻을 수 있다.
또한, 상술한 중합체 X는 통상 수증기 흡수성이 낮다. 그 때문에, 중합체 X를 사용함으로써, 코어층 C를 수증기가 투과하기 어려워지므로, 수증기 투과율이 낮은 광학 필름을 용이하게 얻을 수 있다.
중합체 X의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않고 임의의 제조 방법을 채용할 수 있다. 중합체 X는 예를 들어, 고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위 (a) 및 사슬형 탄화수소 화합물 수소화물 단위 (b)에 대응하는 단량체를 준비하고, 이들을 중합시켜 얻어진 중합체를 수소화함으로써 제조할 수 있다.
고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위 (a)에 대응하는 단량체로는 방향족 비닐 화합물을 사용할 수 있다. 그 예로는 스티렌, α-메틸스티렌, α-에틸스티렌, α-프로필스티렌, α-이소프로필스티렌, α-t-부틸스티렌, 2-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 2,4-디이소프로필스티렌, 2,4-디메틸스티렌, 4-t-부틸스티렌, 5-t-부틸-2-메틸스티렌, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 모노플루오로스티렌, 및 4-페닐스티렌 등의 스티렌류; 비닐시클로헥산, 및 3-메틸이소프로페닐시클로헥산 등의 비닐시클로헥산류; 및 4-비닐시클로헥센, 4-이소프로페닐시클로헥센, 1-메틸-4-비닐시클로헥센, 1-메틸-4-이소프로페닐시클로헥센, 2-메틸-4-비닐시클로헥센, 및 2-메틸-4-이소프로페닐 시클로헥센 등의 비닐시클로헥센류를 들 수 있다. 이들 단량체는 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
사슬형 탄화수소 화합물 수소화물 단위 (b)에 대응하는 단량체의 예로는 부타디엔, 이소프렌, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 1,3-펜타디엔, 및 1,3-헥사디엔 등의 사슬형 공액 디엔류를 들 수 있다. 이러한 단량체는 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
중합의 반응 양식으로는 통상 음이온 중합을 채용할 수 있다. 또한, 중합은 괴상 중합이나, 용액 중합 등 어느 것으로 실시해도 된다. 그 중에서도 중합 반응과 수소화 반응을 연속하여 실시하기 위해서는 용액 중합이 바람직하다.
중합의 반응 용매의 예로는 n-부탄, n-펜탄, 이소펜탄, n-헥산, n-헵탄, 및 이소옥탄 등의 지방족 탄화수소 용매; 시클로펜탄, 시클로헥산, 메틸시클로펜탄, 메틸시클로헥산, 및 데칼린 등의 지환식 탄화수소 용매; 및 벤젠 및 톨루엔 등의 방향족 탄화수소 용매;를 들 수 있다. 그 중에서도 지방족 탄화수소 용매 및 지환식 탄화수소 용매를 사용하면, 수소화 반응에도 불활성인 용매로서 그대로 사용할 수 있어 바람직하다.
반응 용매는 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
반응 용매는 통상, 전체 단량체 100 중량부에 대하여 200 ~ 10,000 중량부가 되는 비율로 사용된다.
중합시 통상은 중합 개시제를 사용한다. 중합 개시제의 예로는 n-부틸리튬, sec-부틸리튬, t-부틸리튬, 헥실리튬 및 페닐리튬 등의 모노 유기 리튬; 및 디리티오메탄, 1,4-디리티오부탄, 및 1,4-디리티오-2-에틸시클로헥산 등의 다관능성 유기 리튬 화합물을 들 수 있다. 중합 개시제는 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
중합체 X로서 블록 A1, 블록 A2 및 블록 B를 포함하는 트리 블록 공중합체를 제조하는 경우의 제조 방법의 예로는, 하기의 제1 공정 ~ 제3 공정을 포함하는 제조 방법을 들 수 있다. 여기에서, 「모노머 조성물」이라고 부르는 재료는 2 종류 이상의 물질의 혼합물뿐만 아니라, 단일한 물질로 이루어지는 재료도 포함한다.
제1 공정: 방향족 비닐 화합물을 함유하는 모노머 조성물 (a1)을 중합시켜 블록 A를 형성하는 공정.
제2 공정: 이러한 블록 A의 일단에 있어서, 디엔 화합물을 함유하는 모노머 조성물 (b)를 중합시켜 블록 B를 형성하고, A-B의 디블록의 중합체를 형성하는 공정.
제3 공정: 이러한 디블록의 중합체의, 블록 B측의 말단에 있어서, 방향족 비닐 화합물을 함유하는 모노머 조성물 (a2)를 중합시켜, 트리 블록 공중합체를 얻는 공정. 단, 모노머 조성물 (a1)과 모노머 조성물 (a2)는 동일해도 되고, 달라도 된다.
각각의 블록을 중합할 때에는 각 블록 내에서, 어느 1 성분의 연쇄가 과도하게 길어지는 것을 억제하기 위해, 중합 촉진제 및 랜더마이저(randomizer)를 사용할 수 있다. 예를 들어, 중합을 음이온 중합에 의해 실시하는 경우에는, 루이스 염기 화합물을 랜더마이저로서 사용할 수 있다. 루이스 염기 화합물의 구체예로는 디메틸에테르, 디에틸에테르, 디이소프로필에테르, 디부틸에테르, 테트라하이드로푸란, 디페닐에테르, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 및 에틸렌글리콜메틸페닐에테르 등의 에테르 화합물; 테트라메틸에틸렌디아민, 트리메틸아민, 트리에틸아민 및 피리딘 등의 제3 급 아민 화합물; 칼륨-t-아밀옥사이드, 및 칼륨-t-부틸옥사이드 등의 알칼리 금속 알콕사이드 화합물; 및 트리페닐포스핀 등의 포스핀 화합물을 들 수 있다. 이들은 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
중합 온도는 중합이 진행되는 한 제한은 없지만, 통상 0 ℃ 이상, 바람직하게는 20 ℃ 이상이며, 통상 200 ℃ 이하, 바람직하게는 100 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 80 ℃ 이하이다.
중합 후에는, 필요하다면 임의의 방법에 의해 반응 혼합물로부터 중합체를 회수할 수 있다. 회수 방법의 예로는 스팀 스트리핑법, 직접 탈용매법, 및 알코올 응고법을 들 수 있다. 또한, 중합시에 수소화 반응에 불활성인 용매를 반응 용매로 사용한 경우에는, 중합 용액으로부터 중합체를 회수하지 않고, 그대로 수소화 공정에 제공할 수 있다.
중합체의 수소화 방법에 제한은 없고, 임의의 방법을 채용할 수 있다. 수소화는 예를 들어, 적절한 수소화 촉매를 사용하여 행할 수 있다. 보다 구체적으로는 유기 용매 중에서 니켈, 코발트, 철, 로듐, 팔라듐, 백금, 루테늄 및 레늄으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 수소화 촉매를 사용하여 수소화를 행할 수 있다. 수소화 촉매는 불균일계 촉매이어도 되고, 균일계 촉매이어도 된다. 수소화 촉매는 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
불균일계 촉매는 금속 또는 금속 화합물 그대로 사용해도 되고, 적절한 담체에 담지시켜 사용해도 된다. 담체의 예로는 활성탄, 실리카, 알루미나, 탄화칼슘, 티타니아, 마그네시아, 지르코니아, 규조토 및 탄화규소를 들 수 있다. 담체에 있어서의 촉매의 담지량은 통상 0.01 중량% 이상, 바람직하게는 0.05 중량% 이상이며, 통상 80 중량% 이하, 바람직하게는 60 중량% 이하이다.
균일계 촉매의 예로는 니켈, 코발트 또는 철의 화합물과 유기 금속 화합물(예를 들면, 유기 알루미늄 화합물, 유기 리튬 화합물)을 조합한 촉매; 및 로듐, 팔라듐, 백금, 루테늄, 및 레늄 등의 유기 금속 착체 촉매를 들 수 있다. 니켈, 코발트 또는 철의 화합물의 예로는, 이들 금속의 아세틸아세톤염, 나프텐산염, 시클로펜타디에닐 화합물, 및 시클로펜타디에닐디클로로 화합물을 들 수 있다. 유기 알루미늄 화합물의 예로는 트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄 등의 알킬알루미늄; 디에틸알루미늄클로라이드, 에틸알루미늄디클로라이드 등의 할로겐화 알루미늄; 및 디이소부틸알루미늄하이드라이드 등의 수소화 알킬알루미늄을 들 수 있다.
유기 금속 착체 촉매의 예로는 예를 들면, 상기 각 금속의 γ-디클로로-π-벤젠 착체, 디클로로-트리스(트리페닐포스핀) 착체, 하이드라이드-클로로-트리페닐포스핀 착체 등의 금속 착체를 들 수 있다.
수소화 촉매의 사용량은 중합체 100 중량부에 대하여, 통상 0.01 중량부 이상, 바람직하게는 0.05 중량부 이상, 보다 바람직하게는 0.1 중량부 이상이며, 통상 100 중량부 이하, 바람직하게는 50 중량부 이하, 보다 바람직하게는 30 중량부 이하이다.
수소화 반응시의 반응 온도는 통상 10 ℃ ~ 250 ℃이지만, 수소화율을 높게 할 수 있고, 또한 중합체 사슬 절단 반응을 작게 할 수 있다는 이유에서, 바람직하게는 50 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 80 ℃ 이상이고, 바람직하게는 200 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 180 ℃ 이하이다. 또한, 반응시의 압력은 통상 0.1 MPa ~ 30 MPa이지만, 상기 이유에 더하여 조작성의 관점에서, 바람직하게는 1 MPa 이상, 보다 바람직하게는 2 MPa 이상이고, 바람직하게는 20 MPa 이하, 보다 바람직하게는 10 MPa 이하이다.
수소화율은 통상 90 % 이상, 바람직하게는 95 % 이상, 보다 바람직하게는 97 % 이상이다. 수소화율을 높게 함으로써, 중합체 X의 저복굴절성 및 열 안정성 등을 높일 수 있다. 수소화율은 1H-NMR에 의해 측정할 수 있다.
수지 C에 포함되는 중합체의 중량 평균 분자량 Mw는, 바람직하게는 50000 이상, 보다 바람직하게는 55000 이상, 특히 바람직하게는 60000 이상이고, 바람직하게는 80000 이하, 보다 바람직하게는 75000 이하, 특히 바람직하게는 70000 이하이다. 중량 평균 분자량 Mw가 상기 범위에 있음으로써, 상기 특성을 갖는 광학 필름을 용이하게 얻을 수 있다. 특히, 중량 평균 분자량을 작게 함으로써, 리타데이션의 발현성을 효과적으로 작게 할 수 있다.
수지 C에 포함되는 중합체의 분자량 분포(중량 평균 분자량(Mw)/수 평균 분자량(Mn))는 바람직하게는 2.0 이하, 보다 바람직하게는 1.7 이하, 특히 바람직하게는 1.5 이하이고, 바람직하게는 1.0 이상이다. 중량 평균 분자량 Mw가 상기 범위에 있음으로써, 중합체 점도를 낮추어 성형성을 높일 수 있다. 또한, 리타데이션의 발현성을 효과적으로 작게 할 수 있다.
중합체의 중량 평균 분자량 Mw 및 수 평균 분자량 Mn은 테트라하이드로푸란을 용매로 한 겔·퍼미에이션·크로마토그래피에 의해, 폴리스티렌 환산값으로서 측정할 수 있다.
수지 C는 중합체를, 1 종류를 단독으로 포함하고 있어도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 포함하고 있어도 된다.
수지 C에 있어서의 중합체의 비율은, 원하는 광학 필름을 용이하게 얻는 관점에서, 바람직하게는 90 중량% 이상, 보다 바람직하게는 95 중량% 이상, 특히 바람직하게는 97 중량% 이상이다.
수지 C는 상술한 중합체에 조합하여 임의의 성분을 포함하고 있어도 된다. 임의의 성분으로는, 예를 들어 무기 미립자; 산화방지제, 열 안정제, 자외선 흡수제, 근적외선 흡수제 등의 안정제; 활제, 가소제 등의 수지 개질제; 염료나 안료 등의 착색제; 및 대전 방지제를 들 수 있다. 이들 임의의 성분으로는 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다. 단, 본 발명의 효과를 현저하게 발휘시키는 관점에서는, 임의의 성분의 함유 비율은 적은 것이 바람직하다. 예를 들어, 임의의 성분의 합계 비율은 수지 C에 포함되는 중합체의 100 중량부에 대하여, 10 중량부 이하가 바람직하고, 5 중량부 이하가 보다 바람직하여, 3 중량부 이하가 더욱 바람직하다.
수지 C의 40 μm 두께에서의 수증기 투과율은 바람직하게는 100 g/(m2·24h) 이하, 바람직하게는 50 g/(m2·24h) 이하, 보다 바람직하게는 10 g/(m2·24h) 이하이다. 이와 같이 수증기 투과율이 낮은 수지 C를 사용함으로써, 광학 필름 자체의 수증기 투과율을 낮게 할 수 있다.
여기에서, 수지 C의 40 μm의 두께에 있어서의 수증기 투과율이란, 그 수지 C로 형성한 두께 40 μm의 필름의 수증기 투과율을 말한다. 수지 C의 40 μm 두께에 있어서의 수증기 투과율은, 수지 C를 사용하여 두께 40 μm의 샘플 필름을 제조하고, 그 샘플 필름의 수증기 투과율을 측정함으로써 구할 수 있다.
코어층은 리타데이션의 절대값이 작은 수지 C로 형성되어 있으므로, 통상 당해 코어층의 리타데이션의 절대값은 작다. 구체적으로는 코어층의 면내 리타데이션의 절대값은, 바람직하게는 2.0 nm 이하, 보다 바람직하게는 1.0 nm 이하, 특히 바람직하게는 0.5 nm 이하이다. 또한, 코어층의 두께 방향의 리타데이션의 절대값은, 바람직하게는 2.0 nm 이하, 보다 바람직하게는 1.0 nm 이하, 특히 바람직하게는 0.5 nm 이하이다.
필름에 포함되는 층의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션은 당해 필름의 R0 및 R40, 당해 필름으로부터 일부의 층을 제거한 시료 필름의 R0 및 R40, 및 당해 층의 평균 굴절률로부터 계산할 수 있다. 여기에서, R0란 필름의 주면(主面)의 법선 방향에서 측정한 리타데이션을 나타내고, 당해 필름의 면내 리타데이션을 나타낸다. 또한, R40이란 필름의 주면의 법선에 대하여 40 °의 각도를 이루는 방향에서 측정한 리타데이션을 나타낸다. 이들 R0 및 R40은 측정 장치로서 AXOMETRICS사 제조 「AxoScan」을 사용하여, 측정 파장 590 nm에서 측정할 수 있다. 또한, 필름에 포함되는 층의 평균 굴절률은, 당해 층에 포함되는 수지를 사용하여 샘플 필름을 제조하고, 그 샘플 필름의 굴절률을 측정함으로써 구할 수 있다.
코어층의 두께는 바람직하게는 20 μm 이상, 보다 바람직하게는 25 μm 이상, 특히 바람직하게는 30 μm 이상이고, 바람직하게는 80 μm 이하, 보다 바람직하게는 60 μm 이하, 특히 바람직하게는 40 μm 이하이다. 코어층의 두께가 상기 범위의 하한값 이상임으로써 리타데이션의 값을 낮게 할 수 있고, 또한 상기 범위의 상한값 이하임으로써 광학 필름을 얇게 할 수 있다.
또한, 코어층의 두께 Tc에 대한, 제1 스킨층의 두께 Ts1 및 제2 스킨층의 두께 Ts2의 합계의 비((Ts1 + Ts2)/Tc)는 소정의 범위에 들어가는 것이 바람직하다(도 1 참조). 구체적으로는, 상기의 두께의 비((Ts1 + Ts2)/Tc)는 바람직하게는 0.05 이상, 보다 바람직하게는 0.15 이상, 특히 바람직하게는 0.25 이상이고, 바람직하게는 0.4 이하, 보다 바람직하게는 0.38 이하, 특히 바람직하게는 0.35 이하이다. 상기의 두께의 비((Ts1 + Ts2)/Tc)가 상기 범위의 하한값 이상임으로써, 광학 필름의 내충격성을 효과적으로 높게 할 수 있으며, 또한 상기 범위의 상한값 이하임으로써, 광학 필름의 리타데이션의 절대값을 효과적으로 작게 할 수 있다.
[4. 제1 스킨층]
제1 스킨층은 코어층의 일측에, 충격 강도가 우수한 수지 S1로 형성된 층이다. 이 수지 S1의 40 μm 두께에 있어서의 충격 강도는, 바람직하게는 5 × 10-2 J 이상, 보다 바람직하게는 7 × 10-2 J 이상, 특히 바람직하게는 9 × 10-2 J 이상이다. 이와 같이, 충격 강도가 우수한 수지 S1으로 형성된 제1 스킨층을, 동일하게 충격 강도가 우수한 수지 S2로 형성된 제2 스킨층과 조합시켜 포함함으로써, 광학 필름 자체의 충격 강도를 높일 수 있다. 수지 S1의 40 μm의 두께에 있어서의 충격 강도의 상한은, 광학 필름의 제조를 용이하게 행하는 관점에서, 바람직하게는 30 × 10-2 J 이하, 보다 바람직하게는 25 × 10-2 J 이하, 특히 바람직하게는 20 × 10-2 J 이하이다.
여기에서, 수지 S1의 40 μm의 두께에 있어서의 충격 강도란, 그 수지 S1으로 형성한 두께 40 μm의 필름의 충격 강도를 말한다. 수지 S1의 40 μm 의 두께에 있어서의 충격 강도는, 수지 S1을 사용하여 두께 40 μm의 샘플 필름을 제조하고, 그 샘플 필름의 충격 강도를 측정함으로써 구할 수 있다.
상기의 수지 S1으로는 중합체를 포함하고, 더 필요에 따라 임의 성분을 포함할 수 있는 수지를 사용할 수 있다. 그 중에서도, 상기의 수지로는 지환식 구조를 함유하는 중합체를 포함하는 수지가 바람직하다. 이하, 지환식 구조를 함유하는 중합체를, 적당히 「지환식 구조 함유 중합체」라고 하는 경우가 있다. 지환식 구조 함유 중합체는 기계적 강도가 우수하므로, 광학 필름의 충격 강도를 효과적으로 높일 수 있다. 또한, 지환식 구조 함유 중합체는 흡습성이 낮으므로, 광학 필름의 수증기 투과율을 효과적으로 작게 할 수 있다. 또한, 지환식 구조 함유 중합체는 통상 투명성, 치수 안정성 및 경량성이 우수하다.
지환식 구조 함유 중합체는 반복 단위 중에 지환식 구조를 갖는 중합체이고, 예를 들면 고리형 올레핀을 단량체로서 사용한 중합 반응에 의해 얻어질 수 있는 중합체 또는 그 수소화물 등을 들 수 있다. 또한, 상기의 지환식 구조 함유 중합체로는 주쇄 중에 지환식 구조를 함유하는 중합체, 및 측쇄에 지환식 구조를 함유하는 중합체 모두 사용할 수 있다. 지환식 구조로는 예를 들면, 시클로알칸 구조, 시클로알켄 구조 등을 들 수 있는데, 열 안정성 등의 관점에서 시클로알칸 구조가 바람직하다.
하나의 지환식 구조에 포함되는 탄소 원자의 수는, 바람직하게는 4 개 이상, 보다 바람직하게는 5 개 이상, 보다 바람직하게는 6 개 이상이며, 바람직하게는 30 개 이하, 보다 바람직하게는 20 개 이하, 특히 바람직하게는 15 개 이하이다. 하나의 지환식 구조에 포함되는 탄소 원자의 수가 상기 범위 내에 있는 것으로 기계적 강도, 내열성 및 성형성이 고도로 밸런스를 이룬다.
지환식 구조 함유 중합체 중의 지환식 구조를 갖는 반복 단위의 비율은, 바람직하게는 30 중량% 이상, 보다 바람직하게는 50 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 70 중량% 이상, 특히 바람직하게는 90 중량% 이상이다. 지환식 구조를 갖는 반복 단위의 비율을 상기와 같이 많게 함으로써, 내열성을 높일 수 있다.
또한, 지환식 구조 함유 중합체에 있어서, 지환식 구조를 갖는 구조 단위 이외의 잔부는 특별한 한정은 없고, 사용 목적에 따라 적당히 선택할 수 있다.
지환식 구조 함유 중합체로는 결정성을 갖는 것, 및 결정성을 갖지 않는 것 어느 것을 사용해도 되고, 양자를 조합하여 사용해도 된다. 여기에서, 결정성을 갖는 중합체란 융점 Mp를 갖는 중합체를 말한다. 또한, 융점 Mp를 갖는 중합체란, 즉 시차 주사 열량계(DSC)로 융점 Mp를 관측할 수 있는 중합체를 말한다. 결정성을 갖는 지환식 구조 함유 중합체를 사용함으로써, 광학 필름의 충격 강도를 특히 높일 수 있다. 또한, 결정성을 갖지 않는 지환식 구조 함유 중합체를 사용함으로써, 광학 필름의 제조 비용을 낮출 수 있다.
결정성을 갖는 지환식 구조 함유 중합체로는, 예를 들면 하기의 중합체(α) ~ 중합체(δ)를 들 수 있다. 이들 중에서도 내열성이 우수한 광학 필름이 얻어지기 쉬운 점에서, 결정성을 갖는 지환식 구조 함유 중합체로는 중합체(β)가 바람직하다.
중합체(α): 고리형 올레핀 단량체의 개환 중합체로서, 결정성을 갖는 것.
중합체(β): 중합체(α)의 수소화물로서, 결정성을 갖는 것.
중합체(γ): 고리형 올레핀 단량체의 부가 중합체로서, 결정성을 갖는 것.
중합체(δ): 중합체(γ)의 수소화물 등으로서, 결정성을 갖는 것.
구체적으로는 결정성을 갖는 지환식 구조 함유 중합체로는, 디시클로펜타디엔의 개환 중합체로서 결정성을 갖는 것, 및 디시클로펜타디엔의 개환 중합체의 수소화물로서 결정성을 갖는 것이 보다 바람직하고, 디시클로펜타디엔의 개환 중합체의 수소화물로서 결정성을 갖는 것이 특히 바람직하다. 여기에서, 디시클로펜타디엔의 개환 중합체란, 전체 구조 단위에 대한 디시클로펜타디엔 유래의 구조 단위의 비율이, 통상 50 중량% 이상, 바람직하게는 70 중량% 이상, 보다 바람직하게는 90 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 100 중량%의 중합체를 말한다.
결정성을 갖는 지환식 구조 함유 중합체는 광학 필름을 제조하기보다 앞서서는 결정화되어 있지 않아도 된다. 그러나, 광학 필름이 제조된 후에는, 당해 광학 필름에 포함되는 결정성을 갖는 지환식 구조 함유 중합체는, 통상 결정화되어 있음으로써, 높은 결정화도를 가질 수 있다. 구체적인 결정화도의 범위는 원하는 성능에 따라 적당히 선택할 수 있지만, 바람직하게는 10 % 이상, 보다 바람직하게는 15 % 이상이다. 광학 필름에 포함되는 지환식 구조 함유 중합체의 결정화도를 상기 범위의 하한값 이상으로 함으로써, 광학 필름에 높은 내열성 및 내약품성을 부여할 수 있다. 결정화도는 X선 회절법에 의해 측정할 수 있다.
결정성을 갖는 지환식 구조 함유 중합체의 융점 Mp는, 바람직하게는 200 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 230 ℃ 이상이고, 바람직하게는 290 ℃ 이하이다. 이와 같은 융점 Mp를 갖는 결정성을 갖는 지환식 구조 함유 중합체를 사용함으로써, 성형성과 내열성의 밸런스가 더욱 우수한 광학 필름을 얻을 수 있다.
상기와 같은 결정성을 갖는 지환식 구조 함유 중합체는, 예를 들어 국제 공개 제2016/067893호에 기재된 방법에 의해 제조할 수 있다.
한편, 결정성을 갖지 않는 지환식 구조 함유 중합체는, 예를 들어 (1) 노르보르넨 중합체, (2) 단환의 고리형 올레핀 중합체, (3) 고리형 공액 디엔 중합체, (4) 비닐 지환식 탄화수소 중합체, 및 이들의 수소화물 등을 들 수 있다. 이 중에서도 투명성 및 성형성의 관점에서, 노르보르넨 공중합체 및 이 수소화물이 보다 바람직하다.
노르보르넨 중합체로는 예를 들어, 노르보르넨 모노머의 개환 중합체, 노르보르넨 모노머와 개환 공중합 가능한 그 밖의 모노머의 개환 공중합체, 및 그들의 수소화물; 노르보르넨 모노머의 부가 중합체, 노르보르넨 모노머와 공중합 가능한 그 밖의 모노머의 부가 공중합체 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 투명성의 관점에서, 노르보르넨 모노머의 개환 중합체 수소화물이 특히 바람직하다.
상기의 지환식 구조 함유 중합체는, 예를 들면 일본 공개특허 제2002-321302호 공보에 개시되어 있는 중합체로부터 선택된다.
결정성을 갖지 않는 지환식 구조 함유 중합체를 포함하는 수지로는 다양한 제품이 시판되고 있으므로, 그 중 원하는 특성을 갖는 것을 적당히 선택하여 사용할 수 있다. 이러한 시판품의 예로는 상품명 「ZEONOR」(니폰 제온 가부시키가이샤 제조), 「아톤」(JSR 주식회사 제조), 「아펠」(미츠이 화학 주식회사 제조), 「TOPAS」(폴리플라스틱사 제조)의 제품군을 들 수 있다.
수지 S1에 포함되는 중합체의 유리 전이 온도 Tg는, 바람직하게는 80 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 85 ℃ 이상, 더욱 바람직하게는 100 ℃ 이상이고, 바람직하게는 250 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 170 ℃ 이하이다. 유리 전이 온도가 이와 같은 범위에 있는 중합체는, 고온하에서의 사용에 있어서의 변형 및 응력이 발생하기 어렵고, 내구성이 우수하다.
수지 S1에 포함되는 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은 바람직하게는 1,000 이상, 보다 바람직하게는 2,000 이상, 더욱 바람직하게는 10,000 이상, 특히 바람직하게는 25,000 이상이고, 바람직하게는 1,000,000 이하, 보다 바람직하게는 500,000 이하, 더욱 바람직하게는 100,000 이하, 그 중에서도 바람직하게는 80,000 이하, 특히 바람직하게는 50,000 이하이다. 이와 같은 중량 평균 분자량을 갖는 중합체는 성형 가공성과 내열성의 밸런스가 우수하다.
수지 S1에 포함되는 중합체의 분자량 분포(Mw/Mn)는 바람직하게는 1.0 이상, 보다 바람직하게는 1.2 이상, 특히 바람직하게는 1.5 이상이며, 바람직하게는 10 이하, 보다 바람직하게는 4.0 이하, 더욱 바람직하게는 3.5 이하이다. 여기에서 Mn은 수 평균 분자량을 나타낸다. 이와 같은 분자량 분포를 갖는 중합체는 성형 가공성이 우수하다.
수지 S1은 중합체를 1 종류를 단독으로 포함해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 포함하고 있어도 된다.
수지 S1에 있어서의 중합체의 비율은, 원하는 광학 필름을 용이하게 얻는 관점에서 바람직하게는 50 중량% 이상, 보다 바람직하게는 70 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 80 중량% 이상, 특히 바람직하게는 90 중량% 이상이다.
수지 S1은 상술한 중합체에 조합하여, 임의의 성분을 포함하고 있어도 된다. 임의의 성분의 예로는 수지 C가 포함할 수 있는 임의의 성분으로서 든 것과 동일한 예를 들 수 있다. 또한, 임의의 성분은 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다. 단, 본 발명의 효과를 현저하게 발휘시키는 관점에서는, 임의의 성분의 함유 비율은 적은 것이 바람직하다. 예를 들어, 임의의 성분의 합계의 비율은, 수지 S1에 포함되는 중합체 100 중량부에 대하여 50 중량부 이하가 바람직하고, 30 중량부 이하가 보다 바람직하고, 20 중량부 이하가 더욱 바람직하며, 10 중량부 이하가 특히 바람직하다.
수지 S1의 40 μm 두께에 있어서의 수증기 투과율은 바람직하게는 100 g/(m2·24h) 이하, 바람직하게는 50 g/(m2·24h) 이하, 보다 바람직하게는 10 g/(m2·24h) 이하이다. 이와 같이 수증기 투과율이 낮은 수지 S1을 사용함으로써, 광학 필름 자체의 수증기 투과율을 낮게 할 수 있다.
여기에서, 수지 S1의 40 μm 두께에 있어서의 수증기 투과율이란, 그 수지 S1으로 형성한 두께 40 μm의 필름의 수증기 투과율을 말한다. 수지 S1의 40 μm 두께에 있어서의 수증기 투과율은, 수지 S1을 사용하여 두께 40 μm의 샘플 필름을 제조하고, 그 샘플 필름의 수증기 투과율을 측정함으로써 구할 수 있다.
리타데이션의 절대값이 작은 광학 필름을 얻는 관점에서, 제1 스킨층의 리타데이션의 절대값은 작은 것이 바람직하다. 구체적으로는 제1 스킨층의 면내 리타데이션의 절대값은 바람직하게는 2.0 nm 이하, 보다 바람직하게는 1.5 nm 이하, 특히 바람직하게는 1.0 nm 이하이다. 또한, 제1 스킨층의 두께 방향의 리타데이션의 절대값은, 바람직하게는 2.0 nm 이하, 보다 바람직하게는 1.5 nm 이하, 특히 바람직하게는 1.0 nm 이하이다.
제1 스킨층의 두께는 바람직하게는 1.0 μm 이상, 보다 바람직하게는 2.0 μm 이상, 특히 바람직하게는 3.0 μm 이상이고, 바람직하게는 9 μm 이하, 보다 바람직하게는 7 μm 이하, 특히 바람직하게는 5 μm 이하이다. 제1 스킨층의 두께가 상기 범위의 하한값 이상임으로써, 광학 필름의 충격 강도를 효과적으로 높게 할 수 있으며, 또한 상기 범위의 상한값 이하임으로써, 광학 필름의 리타데이션의 절대값을 효과적으로 작게 할 수 있다.
[5. 제2 스킨층]
제2 스킨층은 코어층의 타측에, 충격 강도가 우수한 수지 S2로 형성된 층이다. 이 수지 S2의 40 μm 두께에 있어서의 충격 강도는, 수지 S1의 40 μm의 두께에 있어서의 충격 강도의 범위와 동일한 범위에 있다. 단, 수지 S2의 40 μm 두께에 있어서의 충격 강도는, 수지 S1의 40 μm 두께에 있어서의 충격 강도와 동일해도 되고, 달라도 된다. 이와 같이 충격 강도가 우수한 수지 S2로 형성된 제2 스킨층을, 동일하게 충격 강도가 우수한 수지 S1로 형성된 제1 스킨층과 조합시켜 포함함으로써, 광학 필름 자체의 충격 강도를 높게 할 수 있다.
여기에서, 수지 S2의 40 μm 두께에 있어서의 충격 강도란, 그 수지 S2로 형성한 두께 40 μm의 필름의 충격 강도를 말한다. 수지 S2의 40 μm 두께에 있어서의 충격 강도는, 수지 S1의 40 μm 두께에 있어서의 충격 강도와 동일한 방법에 의해 측정할 수 있다.
상기의 수지 S2로는 수지 S1으로 설명한 범위의 것을, 임의로 사용할 수 있다. 이에 의해, 제2 스킨층에 의해, 제1 스킨층에 의한 효과와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 제1 스킨층에 포함되는 수지 S1과 제2 스킨층에 포함되는 수지 S2는 달라도 되지만, 광학 필름의 제조 비용의 억제 및 컬의 억제의 관점에서, 동일한 것이 바람직하다.
리타데이션의 절대값이 작은 광학 필름을 얻는 관점에서, 제2 스킨층의 리타데이션의 절대값은 작은 것이 바람직하다. 제2 스킨층의 구체적인 면내 리타데이션의 절대값은, 제1 스킨층의 면내 리타데이션의 절대값의 범위와 동일한 범위에 있을 수 있다. 또한, 제2 스킨층의 구체적인 두께 방향의 리타데이션의 절대값은, 제1 스킨층의 두께 방향의 리타데이션의 절대값의 범위와 동일한 범위에 있을 수 있다.
제2 스킨층의 두께는 제1 스킨층과 동일한 관점에서, 제1 스킨층의 두께의 범위와 동일한 범위에 있을 수 있다. 이에 의해, 제2 스킨층에 있어서, 제1 스킨층과 동일한 효과를 얻을 수 있다. 제1 스킨층의 두께와 제2 스킨층의 두께는 달라도 되지만, 광학 필름의 컬을 효과적으로 억제하는 관점에서, 동일한 것이 바람직하다.
[6. 임의의 층]
광학 필름은 필요에 따라 상술한 코어층, 제1 스킨층 및 제2 스킨층에 조합하여, 임의의 층을 구비할 수 있다. 임의의 층의 예로는 표면 경도를 높이는 하드 코트층, 필름의 미끄럼성을 좋게 하는 매트층, 반사 방지층을 들 수 있다. 단, 광학 필름을 얇게 하는 관점에서, 광학 필름은 임의의 층을 구비하지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 광학 필름은 제1 스킨층, 코어층 및 제2 스킨층만을 이 순서로 구비하는 것이 특히 바람직하다.
[7. 광학 필름의 물성 및 두께]
광학 필름은 통상 투명한 필름이고 가시 광선을 투과시킨다. 구체적인 광선 투과율은 광학 필름의 용도에 따라 적당히 선택할 수 있다. 예를 들어, 파장 420 nm ~ 780 nm에 있어서의 광선 투과율은, 바람직하게는 85 % 이상, 보다 바람직하게는 88 % 이상이다.
광학 필름의 두께는 바람직하게는 5 μm 이상, 보다 바람직하게는 15 μm 이상, 특히 바람직하게는 25 μm 이상이고, 바람직하게는 50 μm 이하, 보다 바람직하게는 45 μm 이하, 특히 바람직하게는 40 μm 이하이다. 광학 필름의 두께가 상기 범위의 하한값 이상임으로써, 광학 필름의 충격 강도를 효과적으로 높이거나, 수증기 투과율을 효과적으로 낮게 하거나 할 수 있다. 또한, 광학 필름의 두께가 상기 범위의 상한값 이하임으로써, 광학 필름의 리타데이션의 절대값을 효과적으로 작게 할 수 있다.
[8. 광학 필름의 제조 방법]
광학 필름의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 임의의 제조 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 수지 C, 수지 S1 및 수지 S2를 조제하고, 이를 원하는 형상으로 성형함으로써, 광학 필름을 제조할 수 있다. 수지 C, 수지 S1 및 수지 S2를 성형하기 위한 성형 방법의 바람직한 예로는, 공압출에 의한 용융 압출 성형을 들 수 있다. 이러한 용융 압출 성형을 실시함으로써, 원하는 각 층 두께를 갖는 광학 필름을 효율적으로 제조할 수 있다.
공압출에 의한 용융 압출 성형을 실시할 때의 수지의 온도(이하, 적당히 「압출 온도」라고 하는 경우가 있다.)는 특별히 한정되지 않고, 각각의 수지를 용융시킬 수 있는 온도로서, 성형에 적합한 온도를 적당하게 설정할 수 있다. 구체적으로는, 바람직하게는 Tg + 80 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 Tg + 100 ℃ 이상이고, 바람직하게는 Tg + 180 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 Tg + 170 ℃ 이하이다. 여기에서 「Tg」는 수지 C, 수지 S1 및 수지 S2의 유리 전이 온도 중 가장 높은 온도를 나타낸다. 압출 온도를, 상기 범위의 하한값 이상으로 함으로써 수지의 유동성을 충분히 높여 성형성을 양호하게 할 수 있고, 또한 상한값 이하로 함으로써 수지의 열화를 억제할 수 있다.
상기와 같이 하여 수지 C, 수지 S1 및 수지 S2를 층 형상으로 성형함으로써, 수지 S1로 형성된 층, 수지 C로 형성된 층, 및 수지 S2로 형성된 층을, 그 두께 방향에 있어서 이 순서로 구비하는 복층 필름이 얻어진다. 이 복층 필름은 통상, 장척의 필름으로 얻어진다. 이와 같이 하여 얻어진 복층 필름은 그대로 광학 필름으로서 사용할 수 있다. 또한, 상기의 복층 필름에, 필요에 따라 임의의 처리를 실시하고, 그에 의해 얻어진 것을 광학 필름으로서 사용해도 된다.
[9. 광학 필름의 용도]
　상술한 광학 필름은 액정 표시 장치 등의 표시 장치에 있어서, 다른 층을 보호하는 보호 필름으로서 호적하게 사용될 수 있다. 그 중에서도, 광학 필름은 편광자 보호 필름으로 호적하고, 표시 장치의 내측 편광자 보호 필름으로 특히 호적하다.
일 실시 형태에 있어서, 편광판은 편광자와, 상술한 광학 필름을 구비한다. 편광판에 있어서, 광학 필름은 편광자 보호 필름으로 기능할 수 있다. 이 편광판은 또한, 광학 필름과 편광자 사이에, 이들을 접착하기 위한 접착제층을 구비해도 된다.
편광자는 특별히 한정되지 않고, 임의의 편광자를 사용할 수 있다. 편광자의 예로는 폴리비닐알코올필름에 요오드, 2색성 염료 등의 재료를 흡착시킨 후, 연신 가공한 것을 들 수 있다. 접착제층을 구성하는 접착제로는 각종 중합체를 베이스 폴리머로 한 것을 들 수 있다. 이러한 베이스 폴리머의 예로는, 예를 들면 아크릴 중합체, 실리콘 중합체, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리에테르, 및 합성 고무를 들 수 있다.
편광판이 구비하는 편광자와 보호 필름의 수는 임의이지만, 편광판은 통상은 1 층의 편광자와, 그 양면에 설치된 2 층의 보호 필름을 구비할 수 있다. 이와 같은 2 층의 보호 필름 중, 양쪽이 상술한 광학 필름이어도 되고, 어느 한쪽만이 상술한 광학 필름이어도 된다. 특히, 광원 및 액정 셀을 구비하고, 이러한 액정 셀의 광원측 및 표시면측의 양쪽에 편광판을 갖는 액정 표시 장치에 있어서, 표시면측의 편광자보다 광원측의 위치에서 사용하는 보호 필름으로서, 광학 필름을 구비하는 것이 특히 바람직하다. 이러한 구성을 가짐으로써, 경사 시야각의 광 누출 및 색 불균일이 작은 양호한 표시 품질을 갖는 액정 표시 장치를 용이하게 구성할 수 있다.
상기의 편광판을 설치하는 데에 적합한 액정 표시 장치로는 예를 들면, 인 플레인 스위칭(IPS) 모드, 버티컬 얼라인먼트(VA) 모드, 멀티 도메인 버티컬 얼라인먼트(MVA) 모드, 컨티뉴어스 핀휠 얼라인먼트(CPA) 모드, 하이브리드 얼라인먼트 네마틱(HAN) 모드, 트위스티드 네마틱(TN) 모드, 슈퍼 트위스티드 네마틱(STN) 모드, 옵티컬 컴펜세이티드 벤드(OCB) 모드 등의 구동 방식의 액정 셀을 구비하는 액정 표시 장치를 들 수 있고, 그 중에서도 광학 필름에 의한 경사 시야각의 광 누출 및 색 불균일 억제의 효과가 현저한 점에서, IPS 모드의 액정 셀을 구비하는 액정 표시 장치가 특히 바람직하다.
실시예
이하, 실시예를 나타내어 본 발명에 대해 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 나타내는 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 청구 범위 및 그 균등의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 임의로 변경하여 실시할 수 있다.
이하의 설명에서, 양을 나타내는 「%」 및 「부」는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다. 또한, 이하에 설명하는 조작은, 특별히 언급하지 않는 한, 상온 상압 대기 중에서 실시하였다.
[평가 방법]
〔분자량의 측정 방법〕
중합체의 중량 평균 분자량 및 수 평균 분자량은 테트라하이드로푸란을 용리액으로 하는 겔·퍼미에이션·크로마토그래피에 의한 표준 폴리스티렌 환산값으로서 38 ℃에서 측정하였다. 측정 장치로는 토소사 제조 HLC8020GPC를 사용하였다.
〔유리 전이 온도 Tg 및 융점 Mp의 측정 방법〕
질소 분위기 하에서 300 ℃로 가열한 시료를 액체 질소로 급냉하고, 시차 주사 열량계(DSC)를 이용하여, 10 ℃/분으로 승온하여 시료의 유리 전이 온도 Tg 및 융점 Mp를 각각 구하였다.
〔수소화율의 측정 방법〕
중합체의 수소화율은 오르토디클로로벤젠-d4를 용매로 하여, 145 ℃에서 1H-NMR 측정에 의해 측정하였다.
〔중합체의 라세모·다이애드 비율의 측정 방법〕
오르토디클로로벤젠-d4를 용매로 하여, 200 ℃에서 인버스-게이티드 디커플링(inverse-gated decoupling)법을 적용하여, 중합체의 13C-NMR 측정을 실시하였다. 이 13C-NMR 측정의 결과에 있어서, 오르토디클로로벤젠-d4의 127.5 ppm의 피크를 기준 시프트로 하여, 메소·다이애드 유래의 43.35 ppm의 시그널과, 라세모·다이애드 유래의 43.43 ppm의 시그널을 동정하였다. 이들 시그널의 강도비에 기초하여, 중합체의 라세모·다이애드의 비율을 구하였다.
〔층 두께의 측정 방법〕
광학 필름을 에폭시 수지에 포매한 후, 마이크로톰(야마토코키 공업사 제조 「RUB-2100」)을 이용하여 0.05 μm 두께로 슬라이스하였다. 드러난 단면을 투과형 전자 현미경을 사용하여 관찰하고, 광학 필름에 포함되는 각 층의 두께를 측정하였다.
〔충격 강도의 측정 방법〕
도 2는 실시예 및 비교예에서 사용한 광학 필름의 충격 강도의 측정 장치를 모식적으로 도시한 사시도이다. 또한, 도 3은 실시예 및 비교예에서 사용한 광학 필름의 충격 강도의 측정 장치를 모식적으로 도시한 단면도이다. 광학 필름의 충격 강도는 이들 도 2 ~ 도 3에 도시한 측정 장치를 사용하여 측정하였다.
시험편으로서의 필름(10a)을, 중공의 원통형을 이루는 상부 클램프 링(201) 및 하부 클램프 링(202)을 구비하는 지그에 의해, 수평으로 고정하였다. 상부 클램프 링(201) 및 하부 클램프 링(202)의 내경(화살표 A3로 나타낸다.)은 4 cm였다. 지그에 고정된 필름(10a)의 상면(10U)의, 지그 내의 중심축상의 위치 15P에, 스트라이커로서의 강구(211)(파칭코 구슬, 무게 5 g, 직경 11 mm)를 다양한 높이(h)에서, 화살표 A1 방향으로 자유 낙하시켰다. 상기의 높이(h)는 강구(211)의 최하부의 수준(H1)과, 필름(10a)의 상면(10U)과의 거리를 나타낸다. 이 높이(h)는 도 3에서는 화살표 A2로 표시된다. 필름(10a)이 파손된 경우 및 필름(10a)이 파손된 경우의 경계의 높이(h)를 조사하였다. 그리고, 상기의 경계의 높이(h)에서의, 강구(211)의 위치 에너지를, 충격 강도로 하였다.
〔광학 필름의 반송성의 평가 방법〕
도 4는 실시예 및 비교예에서 사용한 트리밍용 블레이드(1 및 2)를, 필름 반송 방향에 수직인 평면으로 자른 단면을 모식적으로 도시한 단면도이다.
후술하는 실시예 및 비교예에서는, 광학 필름을 수평으로 반송하면서 당해 광학 필름의 트리밍을 실시하였다. 이 트리밍은 도 4에 도시한 바와 같이, 광학 필름(3)의 중력 방향 상방에 배치된 원형의 접시형 블레이드(1)와, 광학 필름(3)의 중력 방향 하방에 배치된 공기형 블레이드(2)의 세트에 의해 실시하였다. 또한, 상기의 접시형 블레이드(1) 및 공기형 블레이드(2)의 세트는, 공기형 블레이드(2)의 외주가 광학 필름(3)에 접하도록 배치하였다. 또한, 상기의 접시형 블레이드(1) 및 공기형 블레이드(2)의 세트는 광학 필름(3)의 폭 방향의 양단부에 각각 1 세트씩, 합계 2 세트 설치하였다. 이와 같은 접시형 블레이드(1) 및 공기형 블레이드(2)를 사용한 트리밍에서는, 접시형 블레이드(1) 및 공기형 블레이드(2)의 사이에 진입한 부분에서, 광학 필름(3)의 연속적인 트리밍이 달성된다.
광학 필름(3)을 반송 속도 5 m/min로 그 길이 방향으로 반송하면서, 30 분간, 광학 필름(3)의 트리밍을 계속하였다. 그리고, 광학 필름(3)이 파단되지 않았던 것은 「양호」로 판정하고, 트리밍에 의한 크랙이 원인으로 광학 필름(3)이 파단된 것은 「불량」으로 판정하였다. 여기에서 광학 필름(3)의 파단이란, 광학 필름(3)이 그 반송 방향인 길이 방향 이외의 방향으로 끊어지는 현상을 말한다.
〔리타데이션의 측정 방법〕
광학 필름의 각 층에 포함되는 수지의 펠릿을 준비하였다. 각 수지의 펠릿을 용융 압출 성형하여, 샘플 필름을 제작하였다. 이 샘플 필름의 굴절률을, 굴절률 막두께 측정 장치(메트리콘사 제조 「프리즘 커플러」)를 사용하여, 측정 파장 405 nm, 532 nm 및 633 nm에서 측정하였다. 이들 측정 파장 405 nm, 532 nm 및 633 nm에서 얻어진 측정값에 대하여, 코시의 분산식에 피팅함으로써, 측정 파장 590 nm에서의 굴절률을 산출하였다.
상기의 파장 590 nm에서의 굴절률의 측정을, 샘플 필름의 압출 방향, 상기 압출 방향에 수직인 면내 방향, 및 두께 방향의 각각에서 실시하였다. 그리고, 상기 압출 방향, 압출 방향에 수직인 면내 방향, 및 두께 방향의 굴절률의 평균으로서, 그 샘플 필름의 파장 590 nm에 있어서의 평균 굴절률을 구하고, 이를 당해 샘플 필름에 대응한 층의 평균 굴절률로 하였다.
광학 필름에 포함되는 각 층의 평균 굴절률의, 층의 두께비에 기초한 가중 평균으로서, 광학 필름의 평균 굴절률 ntotal을 산출하였다. 구체적으로는, 하기 식 (X)로부터 광학 필름의 측정 파장 590 nm에 있어서의 평균 굴절률 ntotal을 산출하였다.
(상기 식 (X)에서, ns1은 제1 스킨층의 측정 파장 590 nm에서의 평균 굴절률을 나타내고, ds1은 제1 스킨층의 두께를 나타내고, nc는 코어층의 측정 파장 590 nm에서의 평균 굴절률을 나타내고, dc는 코어층의 두께를 나타내고, ns2는 제2 스킨층의 측정 파장 590 nm에서의 평균 굴절률을 나타내고, ds2는 제2 스킨층의 두께를 나타낸다.)
광학 필름의 R0 및 R40를, 측정 장치(AXOMETRICS사 제조 「AxoScan」)를 사용하여, 측정 파장 590 nm에서 측정하였다.
상기의 광학 필름의 R0 및 R40, 및 광학 필름의 평균 굴절률 ntotal로부터, 측정 파장 590 nm에 있어서의 광학 필름의 두께 방향의 리타데이션을 계산하였다.
또한, 샌드페이퍼 #100을 사용하여 광학 필름으로부터 제1 스킨층을 제거하고, 더 샌드페이퍼 #2000으로 표면을 매끄럽게 하여, 코어층 및 제2 스킨층을 포함하는 시료 필름을 얻었다. 이 시료 필름에 포함되는 각 층의 평균 굴절률의, 층의 두께비에 기초한 가중 평균으로서, 시료 필름의 평균 굴절률 nave을 산출하였다. 구체적으로는 하기 식 (Y)에서, 시료 필름의 측정 파장 590 nm에서의 평균 굴절률 nave을 산출하였다.
　(상기 식 (Y)에서, 기호의 의미는 식 (X)와 동일하다.)
이 시료 필름의 R0 및 R40를, 측정 장치(AXOMETRICS사 제조 「AxoScan」)를 사용하여, 측정 파장 590 nm에서 측정하였다.
시료 필름의 R0 및 R40, 및 시료 필름의 평균 굴절률 nave로부터, 측정 파장 590 nm에서의 시료 필름의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션을 계산하였다. 그리고, 제1 스킨층을 포함하는 광학 필름의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션으로부터, 제1 스킨층을 포함하지 않는 시료 필름의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션의 차분을 취함으로써, 제1 스킨층의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션을 구하였다.
또한, 샌드페이퍼 #100을 사용하여 시료 필름으로부터 제2 스킨층을 제거하고, 더 샌드페이퍼 #2000으로 표면을 매끄럽게 하여 코어층을 얻었다. 이 코어층의 R0 및 R40, 및 코어층의 평균 굴절률 nc로부터, 측정 파장 590 nm에서의 코어층의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션을 계산하였다.
또한, 제2 스킨층을 포함하는 시료 필름의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션으로부터, 코어층의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션의 차분을 취함으로써, 제2 스킨층의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션을 구하였다.
〔시야각 특성 평가 방법〕
광학 필름에 코로나 처리 장치(카스가 전기사 제조)를 사용하여, 방전량 50 W·min/m2로 코로나 처리를 실시하였다. 코로나 처리를 실시한 광학 필름과, 폴리비닐알코올제의 편광자(두께 23 μm)를, 접착액(닛폰 고세이 화학사 제조 「고세화이머 Z200」)를 통하여, 광학 필름의 코로나 처리면과 편광자의 일방의 표면이 마주한 상태로 겹치고, 롤 라미네이터를 이용하여 첩합시켰다. 이와 같이 하여 얻어진 복층 필름을, 상기와 동일한 조건으로 코로나 처리를 실시한 지환식 구조 함유 중합체를 포함하는 수지(니폰 제온사 제조; 유리 전이 온도 126 ℃)로 형성된 두께 40 μm의 편광자 보호 필름과, 접착액을 개재하여 겹치고, 롤 라미네이터를 사용하여 첩합시켰다. 이에 의해, (편광자 보호 필름)/(접착층)/(편광자)/(접착층)/(광학 필름)의 층 구성을 갖는, 편광판을 얻었다.
IPS형 액정 표시 장치로서 시판의 텔레비전을 준비하였다. 이 텔레비전의 시인측의 편광판(즉, 표시면에 가까운 쪽의 편광판)을 떼어내고, 대신 실시예 또는 비교예에서 제조한 광학 필름을 사용하여 제조한 상기의 편광판을 부착하였다. 그 후, 텔레비전을 흑색 표시로 하고, 표시면을 관찰하였다. 관찰은 표시면의 편각이 대략 40 °의 방향에서, 방위각 0 ° ~ 180 °의 범위에서 실시하였다. 관찰의 결과, 표시면의 색이 푸른 빛을 띠어 보이면 「불량」으로 판정하고, 색감을 확인할 수 없으면 「양호」로 판정하였다.
〔수증기 투과율의 측정 방법〕
광학 필름의 수증기 투과율은 수증기 투과도 측정 장치(MOCON사 제조 「PERMATRAN-W」)를 사용하여, JIS K 7129 B법에 따라 온도 40 ℃, 습도 90 % RH의 조건에서 측정하였다.
〔컬의 평가 방법〕
상기 〔시야각 특성의 평가 방법〕으로 설명한 바와 같이 제조한 편광판을, 육안으로 관찰하였다. 관찰의 결과, 광학 필름 표면의 요철은 확인되지 않고, 외관은 양호하였다.
상기의 편광판을, 가로세로 100 mm로 잘라 정방형의 필름편을 얻었다. 얻어진 필름편을, 온도 60 ℃ 습도 90 %로 조절된 고온 항습조에 100 시간 정치하였다. 그 후, 고온 항습조로부터 필름편을 꺼내어, 평평한 유리 위에 놓았다. 이 때, 필름편의 컬에 의해 당해 필름편의 단부가 2 mm 이상 들뜬 경우에는 「불량」으로 판정하고, 들뜸량이 2 mm 미만이었던 경우는 「양호」로 판정하였다.
[제조예 1. 블록 공중합체의 수소화물을 포함하는 수지 I의 제조]
(제1 단계 : 중합 반응에 의한 제1 블록(St1)의 신장)
충분히 건조하여 질소 치환한, 교반 장치를 구비한 스테인레스스틸제 반응기에, 탈수 시클로헥산 320 부, 스티렌 75 부, 및 디부틸에테르 0.38 부를 넣고, 60 ℃에서 교반하면서 n-부틸리튬 용액(15 중량% 함유 헥산 용액) 0.41 부를 첨가하여 중합 반응을 개시시키고, 제1 단계의 중합 반응을 실시하였다. 반응 개시 후, 1 시간의 시점에서 반응 혼합물로부터 시료를 샘플링하여 가스 크로마토그래피(GC)에 의해 분석한 결과, 중합 전화율은 99.5 %였다.
(제2 단계 : 중합 반응에 의한 제2 블록(Ip)의 신장)
상기 제1 단계에서 얻어진 반응 혼합물에, 이소프렌 15 부를 첨가하고, 계속하여 제2 단계의 중합 반응을 개시하였다. 제2 단계의 중합 반응 개시 후 1 시간의 시점에서, 반응 혼합물로부터 시료를 샘플링하고 GC에 의해 분석한 결과, 중합 전화율은 99.5 %였다.
(제3 단계 : 중합 반응에 의한 제3 블록(St2)의 신장)
상기 제2 단계에서 얻어진 반응 혼합물에, 스티렌 10 부를 첨가하고, 계속하여 제3 단계의 중합 반응을 개시하였다. 제3 단계의 중합 반응 개시 후 1 시간의 시점에서, 반응 혼합물로부터 시료를 샘플링하여 얻어진 블록 공중합체의 중량 평균 분자량 Mw 및 수 평균 분자량 Mn을 측정하였다. 또한 이 시점에서 샘플링한 시료를 GC에 의해 분석한 결과, 중합 전화율은 거의 100 %였다. 그 후 바로, 반응 혼합물에 이소프로필알코올 0.2 부를 첨가하여 반응을 정지시켰다. 이에 의해, 블록 공중합체를 포함하는 혼합물을 얻었다.
얻어진 블록 공중합체는 제1 스티렌 블록 St1/이소프렌 블록 Ip/제2 스티렌 블록 St2 = 75/15/10의 중량비의 트리 블록 분자 구조를 갖는 중합체인 것을 알 수 있었다. 이 블록 공중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은 70,900, 분자량 분포(Mw/Mn)는 1.5였다.
(제4 단계 : 블록 공중합체의 수소화)
이어서, 상기의 블록 공중합체를 포함하는 혼합물을 교반 장치를 구비한 내압 반응기에 이송하고, 수소화 촉매로서 규조토 담지형 니켈 촉매(닉키 촉매 화성사 제조 「E22U」, 니켈 담지량 60 %) 8.0 부 및 탈수 시클로헥산 100 부를 첨가하여 혼합하였다. 반응기 내부를 수소 가스로 치환하고, 또한 용액을 교반하면서 수소를 공급하고, 온도 190 ℃, 압력 4.5 MPa에서 8 시간 수소화 반응을 실시하였다. 수소화 반응에 의해 블록 공중합체가 수소화되어 중합체 X를 얻었다. 얻어진 반응 용액에 포함되는 중합체 X의 중량 평균 분자량(Mw)은 63,300, 분자량 분포(Mw/Mn)는 1.5였다.
(제5 단계 : 휘발 성분의 제거)
수소화 반응 종료 후, 반응 용액을 여과하여 수소화 촉매를 제거하였다. 그 후, 반응 용액에 페놀계 산화 방지제인 펜타에리스리틸·테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트(마츠바라 산업사 제조 「Songnox1010」) 0.1 부를 용해시킨 자일렌 용액 2.0 부를 첨가하여 용해시켰다.
이어서, 상기 용액으로부터, 원통형 농축 건조기(히타치 제작소사 제조 「컨트로」)를 사용하여 온도 260 ℃, 압력 0.001 MPa 이하에서, 용매인 시클로헥산, 자일렌 및 그 밖의 휘발 성분을 제거하였다. 용융 폴리머를 다이로부터 스트랜드 형상으로 압출하여 냉각시킨 후, 펠리타이저를 사용하여 중합체 X를 포함하는 수지 I의 펠릿을 제작하였다.
얻어진 펠릿 형상의 수지 I에 포함되는 중합체 X의 중량 평균 분자량(Mw)은 62,200, 분자량 분포(Mw/Mn)는 1.5, 수소화율은 거의 100 %였다.
[제조예 2. 디시클로펜타디엔의 개환 중합체의 수소화물을 포함하는 수지 II의 제조]
(디시클로펜타디엔의 개환 중합체의 수소화물의 합성)
금속제의 내압 반응기를, 충분히 건조한 후, 질소 치환하였다. 이 금속제 내압 반응기에, 시클로헥산 154.5 부, 디시클로펜타디엔(엔도체 함유율 99 % 이상)의 농도 70 % 시클로헥산 용액 42.8 부(디시클로펜타디엔의 양으로서 30 부), 및 1-헥센 1.9 부를 가하고, 53 ℃로 가온하였다.
테트라클로로텅스텐페닐이미드(테트라하이드로푸란) 착체 0.014 부를 0.70 부의 톨루엔에 용해한 용액에, 농도 19 %의 디에틸알루미늄에톡시드/n-헥산 용액 0.061 부를 가하고 10 분간 교반하여 촉매 용액을 조제하였다.
이 촉매 용액을 내압 반응기에 가하고, 개환 중합 반응을 개시하였다. 그 후, 53 ℃를 유지하면서 4 시간 반응시켜, 디시클로펜타디엔의 개환 중합체의 용액을 얻었다.
얻어진 디시클로펜타디엔의 개환 중합체의 수 평균 분자량(Mn) 및 중량 평균 분자량(Mw)은 각각 8,750 및 28,100이며, 이들로부터 구해지는 분자량 분포 (Mw/Mn)는 3.21이었다.
얻어진 디시클로펜타디엔의 개환 중합체의 용액 200 부에, 정지제로서 1,2-에탄디올 0.037 부를 가하여 60 ℃로 가온하고, 1 시간 교반하여 중합 반응을 정지시켰다. 여기에, 하이드로탈사이트 형태의 화합물(쿄와 화학 공업사 제조 「쿄워드(등록 상표) 2000」)을 1 부 가하고, 60 ℃로 가온하여, 1 시간 교반하였다. 그 후, 여과 조제(쇼와 화학 공업사 제조 「라지오라이트(등록 상표) #1500」)를 0.4 부 가하고, PP 플리츠 카트리지 필터(ADVANTEC 토요사 제조 「TCP-HX」)를 사용하여 흡착제와 용액을 여과 분리하였다.
여과 후의 디시클로펜타디엔의 개환 중합체의 용액 200 부(중합체량 30 부)에, 시클로헥산 100 부를 가하고, 클로로하이드리드카르보닐트리스(트리페닐포스핀)루테늄 0.0043 부를 첨가하여, 수소압 6 MPa, 180 ℃에서 4 시간 수소화 반응을 실시하였다. 이에 의해, 디시클로펜타디엔의 개환 중합체의 수소화물을 포함하는 반응액이 얻어졌다. 이 반응액은 수소화물이 석출되어 슬러리 용액이 되어 있었다.
상기의 반응액에 포함되는 수소화물과 용액을, 원심 분리기를 이용하여 분리하고, 60 ℃에서 24 시간 감압 건조하여, 결정성을 갖는 디시클로펜타디엔의 개환 중합체의 수소화물 28.5 부를 얻었다. 이 수소화물의 수소화율은 99 % 이상, 유리 전이 온도 Tg는 95 ℃, 결정화 온도 Tc는 180 ℃, 융점 Mp는 262 ℃, 라세모·다이애드의 비율은 89 %였다.
(펠릿의 제조)
상기의 디시클로펜타디엔의 개환 중합체의 수소화물 100 부에, 산화 방지제 (테트라키스[메틸렌-3-(3',5'-디-t-부틸-4'-히드록시페닐)프로피오네이트] 메탄; BASF 재팬사 제조 「이르가녹스(등록 상표) 1010」) 1.1 부를 혼합하여, 수지 II를 얻었다.
이 수지 II를, 내경 3 mmΦ의 다이 구멍을 4 개 구비한 2 축 압출기(도시바 기계사 제조 「TEM-37B」)에 투입하였다. 상기의 2 축 압출기에 의해, 수지를 열 용융 압출 성형에 의해 스트랜드 형상의 성형체로 성형하였다. 이 성형체를 스트랜드 커터로 세단하여, 디시클로펜타디엔의 개환 중합체의 수소화물을 포함하는 수지 II의 펠릿을 얻었다. 상기의 2 축 압출기의 운전 조건을 이하에 나타낸다.
·배럴 설정 온도 : 270 ℃ ~ 280 ℃
·다이 설정 온도 : 250 ℃
·스크루 회전수 : 145 rpm
·피더 회전수 : 50 rpm
[실시예 1]
제조예 1에서 제조한 수지 I를, 호퍼에 투입하였다. 그리고, 투입된 수지 I을 코어층용 수지 C로서 멀티매니폴드 다이에 공급하였다.
한편, 제조예 2에서 제조한 수지 II를, 별도의 호퍼에 투입하였다. 그리고, 투입된 수지 II를, 제1 스킨층용의 수지 S1 및 제2 스킨층용의 수지 S2로서, 상기의 멀티매니폴드 다이에 공급하였다.
이어서, 멀티매니폴드 다이로부터 코어층용 수지 C, 제1 스킨층용의 수지 S1 및 제2 스킨층용의 수지 S2를, 용융 상태에서 필름 형상으로 압출하였다. 그리고, 압출된 수지를 냉각 롤에 캐스트하고 냉각하여, 제1 스킨층/코어층/제2 스킨층을 이 순서로 구비하는 필름을 제조하였다. 상기의 용융 압출의 온도는 코어층용의 수지 C의 유리 전이 온도를 TgC로 하고, TgC + 50 ℃ ~ TgC + 200 ℃의 범위로 설정하였다. 얻어진 필름으로부터, 그 폭 방향의 양단의 부분을 트리밍에 의해 제거하고, 필름 폭 약 600 mm의 장척의 광학 필름을 얻었다.
얻어진 광학 필름을, 상술한 방법으로 평가하였다.
[실시예 2]
멀티매니폴드 다이에서의 수지 C, 수지 S1 및 수지 S2의 압출량을 조정함으로써 코어층, 제1 스킨층 및 제2 스킨층의 두께를 표 1에 나타낸 바와 같이 변경하였다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1과 동일한 조작에 의해, 광학 필름의 제조 및 평가를 실시하였다.
[실시예 3]
제1 스킨층용 수지 S1 및 제2 스킨층용 수지 S2로서, 제조예 2에서 제조한 수지 II 대신, 결정성을 갖지 않는 지환식 구조 함유 중합체를 포함하는 수지 III(노르보르넨 중합체; 니폰 제온사 제조 「제오노아」; 유리 전이 온도 126 ℃)를 사용하였다. 또한, 멀티매니폴드 다이에 있어서의 수지 C, 수지 S1 및 수지 S2의 압출량을 조정함으로써 코어층, 제1 스킨층 및 제2 스킨층의 두께를, 표 1에 나타낸 바와 같이 변경하였다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1과 동일한 조작에 의해, 광학 필름의 제조 및 평가를 실시하였다.
[실시예 4]
제1 스킨층용 수지 S1 및 제2 스킨층용의 수지 S2로서, 수지 III 대신, 결정성을 갖지 않는 지환식 구조 함유 중합체를 포함하는 수지 IV(노르보르넨 중합체; 니폰 제온사 제조 「제오노아」; 유리 전이 온도 163 ℃)를 사용하였다. 또한, 멀티매니폴드 다이에 있어서의 수지 C, 수지 S1 및 수지 S2의 압출량을 조정함으로써, 제1 스킨층 및 제2 스킨층의 두께를, 표 1에 나타낸 바와 같이 변경하였다. 이상의 사항 이외에는 실시예 3과 동일한 조작에 의해, 광학 필름의 제조 및 평가를 실시하였다.
[비교예 1]
코어층용 수지 C, 제1 스킨층용의 수지 S1 및 제2 스킨층용의 수지 S2의 전체로서, 제조예 1에서 제조한 수지 I을 사용하였다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1과 동일한 조작에 의해, 수지 I로 형성된 층만을 구비한 단층 구조의 광학 필름의 제조 및 평가를 실시하였다.
[비교예 2]
코어층용의 수지 C, 제1 스킨층용의 수지 S1 및 제2 스킨층용의 수지 S2의 전체로서, 제조예 2에서 제조한 수지 II를 사용하였다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1과 동일한 조작에 의해, 수지 II로 형성된 층만을 구비한 단층 구조의 광학 필름의 제조 및 평가를 실시하였다.
[비교예 3]
코어층용의 수지 C, 제1 스킨층용의 수지 S1 및 제2 스킨층용의 수지 S2의 전체로서, 실시예 3에서 사용한 것과 동일한 수지 III를 사용하였다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1과 동일한 조작에 의해, 수지 III으로 형성된 층만을 구비한 단층 구조의 광학 필름의 제조 및 평가를 실시하였다.
[비교예 4]
멀티매니폴드 다이에서의 수지 C, 수지 S1 및 수지 S2의 압출량을 조정함으로써 코어층, 제1 스킨층 및 제2 스킨층의 두께를, 표 1에 나타낸 바와 같이 변경하였다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1과 동일한 조작에 의해, 광학 필름의 제조 및 평가를 실시하였다.
[비교예 5]
광학 필름으로서, 트리아세틸셀룰로오스 필름(후지 필름사 제조 「후지택」, 두께 40 μm)을 준비하고, 상술한 방법으로 평가하였다.
[결과]
상기 실시예 및 비교예의 결과를 하기의 표에 나타낸다. 하기의 표에 있어서, 약칭의 의미는 이하와 같다.
　I : 블록 공중합체의 수소화물로서의 중합체 X를 포함하는 수지 I.
　II : 결정성을 갖는 지환식 구조 함유 중합체를 포함하는 수지 II.
　III : 결정성을 갖지 않는 지환식 구조 함유 중합체를 포함하는 수지 III.
　IV : 결정성을 갖지 않는 지환식 구조 함유 중합체를 포함하는 수지 IV.
　TAC : 트리아세틸셀룰로오스.
　Re : 면내 리타데이션.
　Rth : 두께 방향의 리타데이션.
1: 접시형 블레이드
2: 공기형 블레이드
3: 광학 필름
10a: 필름
10U: 필름의 상면
15P: 중심축상의 위치
100: 광학 필름
110: 코어층
120: 제1 스킨층
130: 제2 스킨층
201: 상부 클램프 링
202: 하부 클램프 링
211: 강구

Claims (6)

  1. 수지 C로 형성된 코어층과, 상기 코어층의 일측에 수지 S1로 형성된 제1 스킨층과, 상기 코어층의 타측에 수지 S2로 형성된 제2 스킨층을 구비하는 광학 필름으로서,
    상기 수지 C의 40 μm의 두께에서의 두께 방향의 리타데이션의 절대값이 3 nm 이하이며,
    상기 수지 S1 및 상기 수지 S2가 200℃ 이상의 융점을 가지고 또한 지환식 구조를 함유하는 중합체를 포함하고,
    상기 수지 S1의 40 μm의 두께에서의 충격 강도가 5 × 10-2J 이상이고,
    상기 수지 S2의 40 μm의 두께에서의 충격 강도가 5 × 10-2J 이상이며,
    상기 광학 필름의 두께 방향의 리타데이션의 절대값이 3 nm 이하이고,
    상기 광학 필름의 충격 강도가 2 × 10-2J 이상이며, 또한,
    상기 광학 필름의 수증기 투과율이 10 g/(m2·24h) 이하이고,
    상기 코어층의 두께 Tc에 대한, 상기 제1 스킨층의 두께 Ts1 및 상기 제2 스킨층의 두께 Ts2의 합계의 비((Ts1 + Ts2)/Tc)가, 0.15 ~ 0.4 인, 광학 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지 C가 블록 공중합체의 수소화물을 포함하는, 광학 필름.
  3. 제 1 항에 있어서,
    두께가 50 μm 이하인, 광학 필름.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름과 편광자를 구비하는 편광판.
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  6. 삭제
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022145174A1 (ja) * 2020-12-28 2022-07-07 日本ゼオン株式会社 光学フィルム及びその製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004088370A1 (ja) 2003-03-31 2004-10-14 Zeon Corporation 偏光板保護フィルム、その製造方法、反射防止機能付偏光板及び光学製品
JP2008274136A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Fujifilm Corp シクロオレフィン樹脂フィルム、およびこれらを用いた偏光板、光学補償フィルム、反射防止フィルム、液晶表示装置
JP2009052036A (ja) 2007-07-30 2009-03-12 Toray Ind Inc アクリル系フィルム、積層フィルムおよび偏光板
JP2011013378A (ja) * 2009-06-30 2011-01-20 Nippon Zeon Co Ltd フィルム
JP2013033237A (ja) 2011-07-01 2013-02-14 Asahi Kasei Chemicals Corp 光学等方性偏光膜保護フィルム及び偏光板
WO2016024553A1 (ja) 2014-08-11 2016-02-18 電気化学工業株式会社 メタクリル樹脂の耐熱性向上に適した共重合体

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4172173B2 (ja) * 2001-11-01 2008-10-29 日本ゼオン株式会社 位相差フィルム
TWI529428B (zh) * 2004-11-09 2016-04-11 Zeon Corp Polarizing plate and liquid crystal display device
JP2007226109A (ja) * 2006-02-27 2007-09-06 Nippon Zeon Co Ltd 光学フィルム、位相差板、偏光板、液晶表示素子用基板及び液晶表示素子
JP2009125984A (ja) * 2007-11-20 2009-06-11 Mitsui Chemicals Inc 積層体
JP2009214341A (ja) * 2008-03-07 2009-09-24 Nippon Zeon Co Ltd 延伸積層フィルム、偏光板、及び液晶表示装置
EP2500372A4 (en) * 2009-11-13 2014-01-08 Mitsui Chemicals Inc FILM AND APPLICATION THEREOF
JP5281607B2 (ja) * 2010-03-18 2013-09-04 新日鉄住金化学株式会社 積層体フィルム
WO2014204168A1 (ko) * 2013-06-18 2014-12-24 주식회사 엘지화학 다층 광학 필름, 그 제조방법 및 이를 포함하는 편광판
KR101613785B1 (ko) * 2013-06-18 2016-04-19 주식회사 엘지화학 다층 광학 필름, 그 제조방법 및 이를 포함하는 편광판
JP6253655B2 (ja) * 2013-08-30 2017-12-27 株式会社日本触媒 （メタ）アクリル系樹脂
JP2015055796A (ja) * 2013-09-12 2015-03-23 富士フイルム株式会社 光学フィルム及び表示装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004088370A1 (ja) 2003-03-31 2004-10-14 Zeon Corporation 偏光板保護フィルム、その製造方法、反射防止機能付偏光板及び光学製品
JP2008274136A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Fujifilm Corp シクロオレフィン樹脂フィルム、およびこれらを用いた偏光板、光学補償フィルム、反射防止フィルム、液晶表示装置
JP2009052036A (ja) 2007-07-30 2009-03-12 Toray Ind Inc アクリル系フィルム、積層フィルムおよび偏光板
JP2011013378A (ja) * 2009-06-30 2011-01-20 Nippon Zeon Co Ltd フィルム
JP2013033237A (ja) 2011-07-01 2013-02-14 Asahi Kasei Chemicals Corp 光学等方性偏光膜保護フィルム及び偏光板
WO2016024553A1 (ja) 2014-08-11 2016-02-18 電気化学工業株式会社 メタクリル樹脂の耐熱性向上に適した共重合体

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