KR102674153B1 - 광학 필름 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 비직사각형이어도, 외주부나 관통 구멍의 주위에 크랙이 쉽게 발생하지 않는 광학 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 광학 필름(1)은, 면내에서 일정 배향 방향(A)으로 배향한 액정 중합체층으로 이루어진 비직사각형의 광학 필름이다. 광학 필름은, 예컨대 외주 방향(La∼Lc)과 배향 방향(A)이 이루는 각도(θLAa∼θLAc)가 외주를 따라 연속적으로 변화하는 영역(B)을 갖는 형상이다. 노치 형상을 갖는다. 관통 구멍을 갖는 형상이다. 액정 중합체층은, 배향 방향을 따라 배향한 위상차층이거나, 배향 방향을 따라 배향한 이색성 색소를 포함하는 편광막이다. 위상차층은 역파장 분산 액정 중합체층이어도 좋다.
본 발명의 광학 필름(1)은, 면내에서 일정 배향 방향(A)으로 배향한 액정 중합체층으로 이루어진 비직사각형의 광학 필름이다. 광학 필름은, 예컨대 외주 방향(La∼Lc)과 배향 방향(A)이 이루는 각도(θLAa∼θLAc)가 외주를 따라 연속적으로 변화하는 영역(B)을 갖는 형상이다. 노치 형상을 갖는다. 관통 구멍을 갖는 형상이다. 액정 중합체층은, 배향 방향을 따라 배향한 위상차층이거나, 배향 방향을 따라 배향한 이색성 색소를 포함하는 편광막이다. 위상차층은 역파장 분산 액정 중합체층이어도 좋다.
Description
본 발명은, 광학 필름에 관한 것으로, 상세하게는 비직사각형 광학 필름에 관한 것이다.
직선 편광 필름, 위상차 필름 등의 광학 필름은, 예컨대 액정 화상 표시 장치나, 유기 EL 화상 표시 장치 등의 화상 표시 장치에 내장되어 이용되고 있다.
이러한 광학 필름으로는, 폴리비닐알코올 필름을 이색성 색소로 염색하고, 연신하여 얻어지는 편광 필름을 들 수 있다. 이 편광 필름은, 연신에 의해 배향된 폴리비닐알코올을 따라 이색성 색소가 배향되어 편광 성능을 발휘한다. 미연신의 고분자 필름을 연신하여 얻어지는 위상차 필름도 들 수 있다. 이 위상차 필름은, 고분자 필름을 구성하는 고분자가 연신에 의해 특정 방향으로 배향됨으로써, 위상차를 발현한다.
이러한 광학 필름은, 그 대부분이 화상 표시 장치의 표시 화면에 맞춰, 외주가 사각형이고, 면내가 전부 광학 필름으로 구성되어 있는 직사각형의 형상으로 사용되고 있다.
한편, 특허문헌 1[일본 특허 공개 제2000-155325호 공보], 특허문헌 2[WO2007/108244], 특허문헌 3[일본 특허 공개 제2006-267369호 공보] 등에 기재된 바와 같이, 직사각형이 아닌 비직사각형의 형상으로 화상을 표시하는 화상 표시 장치에도, 액정 화상 표시 장치나 유기 EL 화상 표시 장치가 적용되는 경우가 있다. 이들 화상 표시 장치에는, 화상 표시면의 형상에 맞춘 외주 형상, 예컨대 비사각형의 광학 필름이 사용된다. 이러한 화상 표시 장치로는, 예컨대 자동차의 미터 패널이나, 손목시계(스마트 워치) 등을 들 수 있다. 이들 표시 화면은, 사각형이 아니라, 윤곽의 일부에 곡선이 존재하거나, 노치가 형성되는 경우가 있다. 또한, 면내에 미터 지침이나 시침·분침 등의 회전축을 통과시키기 위한 관통 구멍이 형성되는 경우도 있다. 이러한 비직사각형의 광학 필름은, 광학 필름 목적의 형상으로 잘라냄으로써 용이하게 제조할 수 있다.
그러나, 연신하여 얻어지는 종래의 편광 필름이나 위상차 필름을 비직사각형으로 가공하면, 예컨대 가열 냉각을 반복했을 경우에, 연신에 의해 폴리비닐알코올이나 고분자가 한 방향으로 배향하고 있는 것에 덧붙여, 외주가 곡면인 것이나 면내에 관통 구멍이 존재함으로써 치수 변화가 불균일해지는 것에 기인하여, 외주부에서, 또는 관통 구멍의 주변에서 크랙이 발생해 버릴 우려가 있다.
그래서 본 발명자는, 비직사각형이어도, 외주부에, 혹은 관통 구멍 주변에 크랙이 쉽게 발생하지 않는 광학 필름을 개발하기 위해 예의 검토한 결과, 면내에서 일정 배향 방향으로 배향한 액정 중합체층으로 이루어진 광학 필름이라면, 고분자 등의 배향에 기인하는 단부의 찢어짐을 억제하여 크랙의 발생을 방지할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명에 도달하였다.
즉 본 발명은, 면내에서 일정 배향 방향으로 배향한 액정 중합체층으로 이루어진 이하의 [1]∼[9]에 기재된 비직사각형의 광학 필름을 제공하는 것이다.
[1] 면내에서 일정 배향 방향으로 배향한 액정 중합체층으로 이루어진 비직사각형의 광학 필름.
[2] 상기 광학 필름의 외주 방향(L)과 상기 배향 방향(A)이 이루는 각도 θLA가 외주를 따라 연속적으로 변화하는 영역(B)을 갖는 [1]에 기재된 광학 필름.
[3] 노치 형상을 갖는 형상인 [1] 또는 [2]에 기재된 광학 필름.
[4] 관통 구멍을 갖는 형상인 [1] 또는 [2]에 기재된 광학 필름.
[5] 상기 액정 중합체층은, 상기 배향 방향을 따라 배향한 위상차층인 [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재된 광학 필름.
[6] 상기 액정 중합체층은, 상기 배향 방향을 따라 배향한 이색성 색소를 포함하는 편광막인 [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재된 광학 필름.
[7] 상기 액정 중합체층을 2층 이상 갖는 [1]∼[6] 중 어느 하나에 기재된 광학 필름.
[8] 상기 액정 중합체층 중의 적어도 2층은, 서로 직접 적층된 제1 액정 중합체층 및 제2 액정 중합체층으로서, 이 제1 액정 중합체층의 배향 방향과 이 제2 액정 중합체층의 배향 방향은 0°를 초과하는 각도 θ12로 교차하는 [7]에 기재된 광학 필름.
[9] [1]∼[8] 중 어느 하나에 기재된 광학 필름과, 이 광학 필름을 구성하는 상기 액정 중합체층에 직접 적층된 제3 층을 포함하고, 이 제3 층은, 수직 방향으로 배향되어 있는 복합 광학 필름.
본 발명의 광학 필름은, 비직사각형임에도 불구하고, 외주부에 크랙이 쉽게 발생하지 않는다.
도 1은 본 발명의 광학 필름의 일례를 나타낸 정면도이다[제1 실시형태].
도 2는 본 발명의 광학 필름의 다른 일례를 나타낸 정면도이다[제2 실시형태].
도 3은 본 발명의 광학 필름의 다른 일례를 나타낸 정면도이다[제3 실시형태].
도 4는 본 발명의 광학 필름의 다른 일례를 나타낸 정면도이다[제4 실시형태].
도 5는 본 발명의 광학 필름의 다른 일례를 나타낸 정면도이다[제5 실시형태].
도 6은 본 발명의 광학 필름이 복합 광학 필름인 경우의 층구성의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 광학 필름이 복합 광학 필름인 경우의 층구성의 다른 일례를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 광학 필름의 다른 일례를 나타낸 정면도이다[제2 실시형태].
도 3은 본 발명의 광학 필름의 다른 일례를 나타낸 정면도이다[제3 실시형태].
도 4는 본 발명의 광학 필름의 다른 일례를 나타낸 정면도이다[제4 실시형태].
도 5는 본 발명의 광학 필름의 다른 일례를 나타낸 정면도이다[제5 실시형태].
도 6은 본 발명의 광학 필름이 복합 광학 필름인 경우의 층구성의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 광학 필름이 복합 광학 필름인 경우의 층구성의 다른 일례를 나타낸 단면도이다.
[광학 필름의 형상]
본 발명의 광학 필름은, 비직사각형이다.
본 발명의 광학 필름의 외형은, 최대 길이로, 통상 30 ㎜∼600 ㎜, 바람직하게는 40 ㎜∼300 ㎜이다. 또한 최대 길이의 방향에 직교하는 방향의 길이는, 통상 30 ㎜∼600 ㎜, 바람직하게는 40 ㎜∼300 ㎜이다. 최대 길이는, 예컨대 노기스에 의해 측정할 수 있다. 또한, 이것에 직행하는 방향의 길이도, 이 방향에서 노기스에 의해 측정할 수 있다. 최대 길이와, 이것에 직교하는 방향의 길이는, 서로 동일한 길이여도 좋고, 이러한 형상의 광학 필름으로는, 진원 형상의 광학 필름이나, 정방형으로 면내에 관통 구멍을 갖는 형상 등을 들 수 있다.
[실시형태]
이러한 광학 필름으로서 구체적으로는, 예컨대 도 1∼도 3에 도시된 바와 같이, 광학 필름(1)의 외주 방향(L)과 상기 배향 방향(A)이 이루는 각도 θLA가 외주를 따라 연속적으로 변화하는 영역(B)을 갖는 것을 들 수 있다.
[제1 실시형태]
도 1에 도시된 광학 필름(1)에 있어서, 외주 상의 위치 a에서 위치 b를 거쳐 위치 c에 이르는 영역(B)의 외주는, 원주의 일부를 구성하고 있고, 이 영역(B)에서는, 이 원주의 내측이 광학 필름으로 되어 있다. 이 영역(B)에서는, 위치 a에 있어서 외주 방향(접선 방향)(La)과 배향 방향(A)이 이루는 각도 θLAa, 위치 b에 있어서 외주 방향(접선 방향)(Lb)과 배향 방향(A)이 이루는 각도 θLAb, 및 위치 c에 있어서 외주 방향(접선 방향)(Lc)과 배향 방향(A)이 이루는 각도 θLAc는, 위치 a에서 위치 b를 거쳐 위치 c에 이를 때까지 연속적으로 변화하고 있다.
이러한 영역(B)을 갖는 광학 필름(1)에서는, 예컨대 가열 냉각을 반복하면, 광학 필름은 열에 의한 팽창과 수축을 반복한다. 광학 필름(1)이 연신 필름이면, 이 열에 의한 치수 변화가, 예컨대 연신 방향(배향 방향(A))과, 이것에 직교하는 방향(TD 방향)에서 달라진다. 이에 덧붙여서 배향 방향(A)이 외주(L)와 교차하는 각도 θLA가 연속적으로 변화하기 때문에, 위치 a에서 위치 b를 거쳐 위치 c에 이르는 영역(B)에서는, 치수 변화에 따른 응력이나, 그 방향이 비교적 크게 달라진다. 또한 연신 필름은, 미연신 필름과 비교하여 크랙이 발생하기 쉽다. 이 때문에, 이러한 비직사각형의 광학 필름에서는, 외주부에서 크랙이 발생할 우려가 있다.
이것에 대하여 본원발명의 광학 필름(1)에서는, 액정 중합체층으로 이루어지기 때문에, 연신 필름에 비해 치수 변화에 방향성이 작아, 배향 방향(A)과 이것에 직교하는 방향에서 치수 변화가 같아진다. 또한, 연신되어 있지 않기 때문에, 크랙도 쉽게 발생하지 않는다. 이 때문에, 각도 θLA가 연속적으로 변화하는 형상이어도, 크랙이 쉽게 발생하지 않게 된다.
[제2 실시형태]
도 2에 도시된 바와 같이, 비직사각형의 광학 필름으로서, 광학 필름(1)에 노치 형상을 갖는 것도 들 수 있다.
도 2에 도시된 광학 필름(1)에 있어서, 외주 상의 위치 a에서 위치 b를 거쳐 위치 c에 이르는 영역(B)은, 원주의 일부를 구성하고 있고, 이 영역(B)에서는, 이 원주의 내측이 광학 필름으로 되어 있다. 이 영역(B)에서는, 위치 a에 있어서 외주 방향(접선 방향)(La)과 배향 방향(A)이 이루는 각도 θLAa, 위치 b에 있어서 외주 방향(접선 방향)(Lb)과 배향 방향(A)이 이루는 각도 θLAb, 및 위치 c에 있어서 외주 방향(접선 방향)(Lc)과 배향 방향(A)이 이루는 각도 θLAc는, 위치 a에서 위치 b를 거쳐 위치 c에 이를 때까지 연속적으로 변화하고 있다.
이러한 영역(B)을 갖는 광학 필름(1)에서는, 예컨대 가열 냉각을 반복하면, 광학 필름은 열에 의한 팽창과 수축을 반복한다. 광학 필름(1)이 연신 필름이면, 이 열에 의한 치수 변화가, 예컨대 연신 방향(배향 방향(A))과, 이것에 직교하는 방향(TD 방향)에서 달라진다. 이에 덧붙여서 배향 방향(A)이 외주(L)와 교차하는 각도 θLA가 연속적으로 변화하기 때문에, 위치 a에서 위치 b를 거쳐 위치 c에 이르는 영역(B)에서는, 치수 변화에 따른 응력이나, 그 방향이 비교적 크게 달라진다. 또한 연신 필름은, 미연신 필름과 비교하여 크랙이 발생하기 쉽다. 이 때문에, 이러한 비직사각형의 광학 필름에서는, 외주부에서 크랙이 발생할 우려가 있다.
이것에 대하여 본원발명의 광학 필름(1)에서는, 액정 중합체층으로 이루어지기 때문에, 연신 필름에 비해 치수 변화에 방향성이 작아, 배향 방향(A)과 이것에 직교하는 방향에서 치수 변화가 같아진다. 또한, 연신되어 있지 않기 때문에, 크랙도 쉽게 발생하지 않는다. 이 때문에, 각도 θLA가 연속적으로 변화하는 형상이어도, 크랙이 쉽게 발생하지 않게 된다.
도 1 및 도 2에 도시된 광학 필름(1)에 있어서, 외주에 있어서의 영역(B)은, 각각 원주의 일부를 구성하는 것을 들었지만, 곡면을 구성하는 것이어도 좋다. 영역(B)의 곡률 반경은, 예컨대 1 ㎜∼20 ㎜이며, 나아가서는 곡률 반경 5 ㎜∼10 ㎜인 영역(B)을 갖는 광학 필름(1)에, 본 발명은 적합하다.
영역(B)의 길이는, 예컨대 1 ㎜∼400 ㎜이며, 나아가서는 5 ㎜∼200 ㎜의 길이의 영역(B)을 갖는 광학 필름(1)에, 본 발명은 적합하다.
[제3 실시형태]
도 3에 도시된 바와 같이, 비직사각형의 광학 필름으로서, 광학 필름(1)에 관통 구멍(C)을 갖는 것도 들 수 있다.
도 3에 도시된 광학 필름(1)에 있어서는, 광학 필름의 면내에 관통 구멍(C)이 형성되어 있고, 이 관통 구멍(C)의 윤곽은, 원주를 구성하고 있다. 이 윤곽 상에서는, 각각의 위치에 있어서 외주 방향(접선 방향)(L)과 배향 방향(A)이 이루는 각도 θLA는 전체 둘레에 걸쳐 연속적으로 변화하고 있다.
이러한 관통 구멍(C)의 윤곽을 갖는 광학 필름(1)에서는, 예컨대 가열 냉각을 반복하면, 광학 필름은 열에 의한 팽창과 수축을 반복한다. 광학 필름(1)이 연신 필름이면, 이 열에 의한 치수 변화가, 예컨대 연신 방향(배향 방향(A))과, 이것에 직교하는 방향(TD 방향)에서 달라진다. 이에 덧붙여서 배향 방향(A)이 원주(L)와 교차하는 각도 θLA가 연속적으로 변화하기 때문에, 이 윤곽(B) 상에서는, 치수 변화에 따른 응력이나, 그 방향이 비교적 크게 달라진다. 또한 연신 필름은, 미연신 필름과 비교하여 크랙이 발생하기 쉽다. 이 때문에, 이러한 비직사각형의 광학 필름에서는, 외주부에서 크랙이 발생할 우려가 있다.
이것에 대하여 본원발명의 광학 필름(1)에서는, 액정 중합체층으로 이루어지기 때문에, 연신 필름에 비해 치수 변화에 방향성이 작아, 배향 방향(A)과 이것에 직교하는 방향에서 치수 변화가 같아진다. 또한, 연신되어 있지 않기 때문에, 크랙도 쉽게 발생하지 않는다. 이 때문에, 각도 θLA가 연속적으로 변화하는 형상이어도, 크랙이 쉽게 발생하지 않게 된다.
도 3에 도시된 형상의 광학 필름(1)에 있어서, 관통 구멍(C)의 직경은, 예컨대 0.05 ㎜∼20 ㎜이며, 나아가서는 직경이 0.1 ㎜∼10 ㎜인 관통 구멍을 갖는 광학 필름(1)에 본 발명은, 적합하다.
[제4 실시형태]
도 4에 도시된 바와 같이, 비직사각형의 광학 필름으로서, 광학 필름(1)에 직사각형의 노치 형상을 갖는 것도 들 수 있다. 이러한 형상의 광학 필름(1)은, 예컨대 직사각형의 광학 필름에 직사각형의 노치를 형성함으로써 작성할 수 있다.
도 4에 도시된 광학 필름(1)에서는, 직사각형의 광학 필름의 한 변 ef에 있어서, 이 한 변 ef 상의 위치 a에서 면내의 위치 b로, 면내의 위치 b에서 면내의 위치 c로, 면내의 위치 c에서 한 변 상의 위치 d로 향해, 각각 직선형으로 절단되어, 위치 a에서 위치 b 및 위치 c를 거쳐 위치 d에 이르는 직사각형의 노치(D)가 형성되어 있다. 이 노치(D)는, 한 변 ef에서 광학 필름(1)의 면내를 향해 잘려진 노치 형상이다. 위치 b 및 위치 c는, 이 노치(D)의 정점으로 되어 있다. 노치(D)에 대하여 위치 a의 외측에는 상기 한 변 ef의 일부가 변 ae로서 남아 있다. 위치 d보다도 노치(D)에 대하여 외측에는 상기 한 변 ef의 일부가 변 df로서 남아 있다. 변 ae와 변 df는 동일 직선형으로 존재한다.
이 노치(D)의 정점 b에서는, 노치의 외주를 구성하여 위치 a에서 정점 b에 이르는 변 ab와, 정점 b에서 정점 c에 이르는 변 bc가 교차하고 있다. 그 교차 각도 θb는, 정점 b에서 교차하는 2변, 즉 변 ab 및 변 bc 중 한쪽인 변 ab로부터, 다른 쪽인 변 bc를 향해 광학 필름(1)의 면내에서 회전시켜 계측되는 각도로서 270°이다. 또한, 도 4에서는 변 ab와 변 bc는 정점 b에서 270°의 각도로 교차하는 예를 나타내고 있지만, 노치(D)가 직사각형이 아닌 경우에는, 이 각도는 260°∼330°의 범위여도 좋고, 270°를 초과하고 있어도 좋다.
또한, 정점 c에서는, 노치의 외주를 구성하여 정점 b에서 정점 c에 이르는 변 bc와, 정점 c에서 위치 d에 이르는 변 cd가 교차하고 있다. 그리고, 그 교차 각도 θc는, 정점 c에서 교차하는 2변(변 bc 및 변 cd) 중 한쪽 변 bc로부터 다른 쪽 변 cd를 향해 광학 필름(1)의 면내를 회전시켜 계측되는 각도로서, 270°이다. 또한, 도 4에서는 변 bc와 변 cd는 정점 c에서 270°의 각도로 교차하는 예를 나타내고 있지만, 노치(D)가 직사각형이 아닌 경우는, 이 각도는 260°∼330°의 범위여도 좋고, 270°를 초과하고 있어도 좋다.
노치(D)의 깊이(Wab), 즉 변 ab 및 변 cd의 길이는 통상 1 ㎜∼30 ㎜이다.
변 bc에 평행한 방향에서 측정되는 노치의 폭(Wd)은, 변 bc에 평행한 방향에서 측정되는 광학 필름(1)의 폭(W) 미만이면 좋고, 예컨대 노치의 폭(Wd)은 2 ㎜ 이상 600 ㎜ 미만이며, 5 ㎜ 이상 30 ㎜ 미만이어도 좋고, 광학 필름(1)의 폭(W)은, 30 ㎜ 이상 600 ㎜ 이하여도 좋다. 노치의 양측에는 직선형의 변 ae 및 변 df가 존재한다. 변 ae의 길이(Wae) 및 변 df의 길이(Wdf)는 각각 예컨대 10 ㎜ 이상이며 20 ㎜ 이상이어도 좋고, 예컨대 500 ㎜ 이하이며 300 ㎜ 이하여도 좋다.
또한, 노치의 폭(Wd)이 5 ㎜∼30 ㎜인 경우, 광학 필름(1)의 폭(W)은, 예컨대 20 ㎜를 초과하고 160 ㎜ 이하, 바람직하게는 25 ㎜를 초과하고 130 ㎜ 이하, 보다 바람직하게는 30 ㎜를 초과하고 100 ㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 30 ㎜를 초과하고 70 ㎜ 이하이다. 또한, 노치의 폭(Wd)은 광학 필름의 폭(W)보다도 작다(Wd<W).
노치의 폭(Wd)과 광학 필름(1)의 폭(W)과의 비(Wd/W)는, 예컨대 0.1 이상 1 미만이며, 바람직하게는 0.13 이상, 더욱 바람직하게는 0.15 이상이며, 0.17 이상이거나, 0.20 이상이거나, 0.22 이상이거나, 0.30 이상이거나, 0.33 이상이어도 좋다.
노치(D)를 구성하는 정점 b 및 정점 c에서 교차하는 2변의 교차 각도(θb 및 θc)는 통상 200°∼300°, 바람직하게는 240°∼270°이다.
노치(D)의 폭(Wd)과 깊이(Wab)와의 비(Wd/Wab)는, 예컨대 0.1 이상이며, 2 이상이어도 좋고, 4 이상이어도 좋다. 또한 이 비(Wd/Wab)는, 예컨대 10 이하이며, 8 이하, 나아가서는 7 이하여도 좋다. 본 발명의 광학 필름은, 이 비(Wd/Wab)가 5 이상 7 이하인 경우에도 바람직하게 적용된다.
광학 필름(1)이 연신 필름으로 구성되어 있는 경우에, 이러한 깊이, 교차 각도, 혹은 깊이와 폭과의 비(Wd/Wab)의 노치(D)를 갖는 광학 필름(1)에서는, 예컨대 가열 냉각을 반복하면, 이 온도차에 의한 광학 필름의 팽창 및 수축에 따른 응력에 의해, 연신 필름에는 노치(D)에 기인하여 불균등한 응력이 노치의 각 변(변 ab, 변 bc 및 변 cd)이나, 변 ab와 변 bc가 교차하는 정점 b나, 변 bc와 변 cd가 교차하는 정점 c에 가해지고, 이에 따라, 연신 필름인 광학 필름에 크랙이 발생한다. 특히 정점 b에 있어서 변 ab와 변 bc가 교차하는 각도가 270°나 이것을 초과하는 각도인 경우, 정점 c에 있어서 변 bc와 변 cd가 교차하는 각도가 270°나 이것을 초과하는 각도인 경우에는, 이러한 크랙이 발생하기 쉽다.
이것에 대하여, 본원발명의 광학 필름은, 액정 중합체층이기 때문에, 이러한 불균등한 응력이 반복하여 가해져도, 크랙이 쉽게 발생하지 않는다.
노치(D)를 구성하는 정점 a, 정점 b 및 정점 c는, 모따기 가공되어 있어도 좋다. 모따기 가공은 각 정점에 약간의 곡률을 형성하는 가공이다. 이 곡률은, 곡률 반경으로, 예컨대 0.07 ㎜∼30 ㎜, 바람직하게는 0.1 ㎜∼10 ㎜이다.
[제5 실시형태]
도 5에 도시된 바와 같이, 비직사각형의 광학 필름(1)으로서, 광학 필름의 외형이 타원의 일부와 직선으로 구성된 것도 들 수 있다.
도 5에 도시된 광학 필름(1)에서는, 정점 e에서 점 f를 지나 정점 g에 이르는 외형이 타원의 일부를 구성하는 곡선 efg이다. 이 곡선 efg 상에서는, 외주 방향(접선 방향)(L)과 배향 방향(A)이 이루는 각도 θLA는, 정점 e에서 점 f를 지나 정점 g에 이를 때까지, 연속적으로 변화하고 있다.
또한, 2개의 관통 구멍(C)이 형성되어 있다. 제3 실시형태와 마찬가지로, 이 관통 구멍(C)의 윤곽은, 원주를 구성하고 있고, 이 윤곽 상에서는, 각각의 위치에 있어서 둘레 방향(접선 방향)과 배향 방향(A)이 이루는 각도는, 전체 둘레에 걸쳐 연속적으로 변화하고 있다.
이러한 광학 필름(1)으로는, 예컨대 승용차의 미터 패널 등을 들 수 있다. 본 실시형태에 있어서 관통 구멍(C)의 수는 2개이지만, 1개여도 좋고, 3개 이상이어도 좋다.
상기 제1 실시형태 내지 제5 실시형태에서 나타낸 비직사각형의 광학 필름(1)은, 예컨대 직사각형의 광학 필름에 절단 가공이나 절삭 가공 등의 가공을 행함으로써 얻을 수 있다. 가공은, 예컨대 레이저 조사에 의한 발열이나 승화에 의해 절단하는 레이저 절단 가공이어도 좋지만, 광학 필름이 연신 필름이면, 절단용 날붙이에 의한 기계적인 절단 가공이나, 절삭 드릴 등에 의한 기계적인 절삭 가공의 경우에, 가공이 행해진 가공 개소에 미소한 크랙이 발생하기 쉽고, 이 미소 크랙이 불균등한 응력이 반복하여 가해짐에 따른 크랙의 원인이 되기 때문에, 기계적인 절단이나 절삭에 의한 가공을 행한 비직사각형의 광학 필름인 경우에, 본 발명의 광학 필름은 바람직하게 적용된다.
[액정 중합체층]
본 발명의 광학 필름은, 액정 중합체층으로 이루어진다. 이 액정 중합체층은, 중합성 액정 화합물을 중합시켜 형성하는 층이다. 중합성 액정 화합물은 서로 중합하여 액정 중합체가 되어, 액정 중합체층을 구성한다.
중합성 액정 화합물은, 바람직하게는 스메틱상을 나타내는 상태에서 중합하여 스메틱상 액정 중합체층으로 되어 있어도 좋고, 네마틱상을 나타내는 상태에서 중합하여 네마틱상 액정 중합체층으로 되어 있어도 좋다. 스메틱상을 나타내는 상태에서 중합하는 것이 바람직하다.
이러한 중합성 액정 화합물로는, 예컨대 멜크사에서 발매되고 있는 「LC242」를 들 수 있다. 이 중합성 액정 화합물은, 네마틱상을 나타내는 상태에서 중합하여 네마틱상 액정 중합체층을 형성한다.
중합성 액정 화합물로는, 일본 특허 공개 제2010-30979호 공보에 기재되는 중합성 액정 화합물도 들 수 있다. 이 중합성 액정 화합물은, 네마틱상 또는 스메틱상을 나타내는 상태에서 중합하여 네마틱상 또는 스메틱상 액정 중합체층을 형성할 수 있다.
액정 중합체층의 두께는 통상 0.5 ㎛∼5 ㎛이다. 액정 중합체층은 통상 면내에 배향하고 있다.
액정 중합체층은, 중합성 액정 화합물 및 중합개시제를 용제 중에 분산 또는 용해시킨 조성물을 기재[도시하지 않음] 상에 도포하고, 용제를 휘발시켜 조성물층을 형성하며, 이 조성물층 중의 중합성 액정 화합물을 중합시킴으로써 형성할 수 있다. 기재에는 통상 배향층이 미리 마련되어 있다.
[배향층]
배향층[도시하지 않음]은, 예컨대 기재 상에 마련된다. 이 기재 상에 마련된 배향층 상에 중합성 액정 화합물을 포함하는 조성물을 도포함으로써, 중합성 액정 화합물이 배향층에 의해 한 방향으로 배향한 상태가 되고, 이 상태에서 중합시킴으로써, 원하는 방향으로 배향한 액정 중합체층을 형성할 수 있다.
[위상차층]
액정 중합체층은, 배향 방향을 따라 배향한 중합성 액정 화합물의 중합체로 이루어진 위상차층이어도 좋다. 위상차층은, 면내에 위상차를 갖는 층이며, 그 550 ㎚의 광에 대한 위상차값 Re(550)를 목적에 맞춰 임의로 설정할 수 있다. 위상차층은, 예컨대 Re(550)가 130 ㎚∼145 ㎚인 소위 λ/4판이어도 좋고, Re(550)가 260 ㎚∼290 ㎚인 소위 λ/2판이어도 좋다.
[역파장 분산성 위상차층]
중합성 액정 화합물은, 역파장 분산성을 나타내는 것이어도 좋다. 역파장 분산성을 나타내는 중합성 액정 화합물을 중합시킴으로써, 역파장 분산성을 나타내는 역파장 분산성 액정 중합체층으로 할 수 있다. 역파장 분산성 액정 중합체층은, 예컨대 파장 450 ㎚의 광에 대한 위상차 Re(450)와, 파장 550 ㎚의 광에 대한 위상차 Re(550)와, 파장 650 ㎚의 광에 대한 위상차 Re(650)가,
Re(450)/Re(550)<1.0 또한
Re(650)/Re(550)>1.0
의 관계를 만족한다. 또한, Re(450)/Re(550)는 통상 0.7 이상이며, Re(650)/Re(550)는 통상 1.3 이하이다.
[정파장 분산성의 위상차층]
중합성 액정 화합물은, 정파장 분산성을 나타내는 것이어도 좋다. 정파장 분산성을 나타내는 중합성 액정 화합물을 중합시킴으로써, 정파장 분산성을 나타내는 정파장 분산성 액정 중합체층으로 할 수 있다. 정파장 분산성 액정 중합체층은,
Re(450)/Re(550)>1.0 또한
Re(650)/Re(550)<1.0
의 관계를 만족한다. 또한, Re(450)/Re(550)는 통상 1.3 이하이며, Re(650)/Re(550)는 통상 0.7 이상이다.
[편광막]
액정 중합체층은, 이색성 색소를 포함하고 있어도 좋다. 이색성 색소가 액정 중합체층 내에서, 그 배향 방향을 따라 배향하고 있으면, 액정 중합체층은, 직선 편광판으로서의 기능을 갖는 편광막이 된다. 이 편광막은, 종래의 폴리비닐알코올 필름을 이색성 색소로 염색하여 연신하여 얻어지는 편광 필름이, 연신에 덧붙여 요오드가 염색되어 있음으로써 크랙이 발생하기 쉬운 데 반하여, 크랙이 쉽게 발생하지 않아, 본 발명의 광학 필름으로서 적합하다. 이러한 편광막으로는, 예컨대 일본 특허 공개 제2013-148883호 공보에 기재되는 편광막을 들 수 있다.
[액정 중합체층의 층구성]
액정 중합체층은, 단층이라도 좋고, 2층 이상, 예컨대 3층의 다층이어도 좋다. 다층인 경우, 적어도 2층의 액정 중합체층은, 서로 접착제층 또는 점착제층을 통해 적층된 제1 중합체층 및 제2 중합체층이어도 좋고, 서로 직접 적층된 제1 액정 중합체층 및 제2 액정 중합체층이어도 좋다. 또한, 2층의 액정 중합체층은, 제1 액정 중합체층 위에 마련되고, 제2 액정 중합체층을 배향시키기 위한 배향층을 통해 서로 적층된 제1 액정 중합체층 및 제2 액정 중합체층이어도 좋다.
2장의 연신 고분자 필름을 서로의 연신 방향이 각도 θ12로 교차하도록 첩합시키면, 각각의 고분자 필름의 열수축이 상이한 방향으로 가해지게 되고, 본 발명과 같은 비직사각형의 형상에서는, 이 상이한 방향의 수축에 의해 외주부의 크랙이 더욱 발생하기 쉬워진다. 이것에 대하여, 제1 액정 중합체층과 제2 액정 중합체층으로 구성되어 있으면, 이 제1 액정 중합체층의 배향 방향과 제2 액정 중합체층의 배향 방향이 0°를 초과하는 각도 θ12로 교차하고 있어도, 이러한 크랙의 발생을 효과적으로 억제할 수 있어 바람직하다.
[복합 광학 필름]
본 발명의 광학 필름은, 이것을 구성하는 액정 중합체층에, 제3 층이 점착제층 또는 접착제층을 통해 적층되거나 혹은 직접 적층되어, 본 발명의 광학 필름과 제3 층을 포함하는 복합 광학 필름을 구성하고 있어도 좋다. 이 제3 층은, 배향이 없는 무배향층이어도 좋고, 수직 방향으로 배향한 수직 배향층이어도 좋다. 무배향층으로는, 예컨대 하드코트층, 방현층 등을 들 수 있다. 수직 배향층으로는, 중합성 액정 화합물이 수직 방향으로 배향한 상태에서 중합하여 수직 방향으로 배향하고 있고, 수직 방향의 위상차를 갖는, 소위 포지티브 C층 등을 들 수 있다. 제3 층의 두께는 통상 0.5 ㎛∼10 ㎛이다. 복합 광학 필름의 두께는, 예컨대 1 ㎛∼60 ㎛이며, 5 ㎛∼50 ㎛여도 좋다.
이러한 복합 광학 필름(2)의 층구성으로는, 예컨대 도 6 및 도 7에 도시된 것을 들 수 있다.
도 6에 도시된 복합 광학 필름(2)의 층구성은, 3개의 액정 중합체층, 즉 제1 액정 중합체층(11)과 제2 액정 중합체층(12)이 직접 적층되고, 이 제2 액정 중합체층에, 제3 액정 중합체층(13)이 더 직접 적층된 구성이다.
제1 액정 중합체층(11)은, 이색성 색소를 포함한 편광막이다. 제2 액정 중합체층(12)은, λ/2판이며, 그 Re(550)는 260 ㎚∼290 ㎚이다. 이 제2 액정 중합체층(12)은, 정파장 분산성 위상차층이다. 제3 액정 중합체층(13)은, λ/4판이며, 그 Re(550)는 130 ㎚∼145 ㎚이다. 이 제3 액정 중합체층(13)은, 정파장 분산성 위상차층이다.
제1 액정 중합체층[편광막](11)의 배향 방향[흡수축]과 제2 액정 중합체층[λ/2판](12)의 배향 방향[지상축]은 통상 15°의 각도 θ12로 교차한다. 제2 액정 중합체층[λ/2판](12)의 배향 방향[지상축]과 제3 액정 중합체층[λ/4판](13)의 배향 방향[지상축]은 통상 60°의 각도로 교차한다.
도 7에 도시된 복합 광학 필름(2)의 층구성은, 제1 액정 중합체층(11)과 제2 액정 중합체층(12)이 제1 접착제층(41)을 통해 적층되고, 제2 액정 중합체층(12)과 제3 층(3)이 제2 접착제층(42)을 통해 적층된 구성이다. 또한, 제1 접착제층(41) 대신에 점착제층을, 제2 접착제층(42) 대신에 점착제층을 각각 이용하여도 좋다.
제1 액정 중합체층(11)은 이색성 색소를 포함한 편광막이다. 제2 액정 중합체층(12)은, λ/4판이며, 그 Re(550)는 130 ㎚∼145 ㎚이다. 이 제2 액정 중합체층(12)은, 역파장 분산성 위상차층이다.
제3 층(3)은, 포지티브 C층이며, 중합성 액정 화합물이 수직 방향으로 배향한 상태에서 중합하고 있는 층이다.
제1 액정 중합체층[편광막](11)의 배향 방향[흡수축]과 제2 액정 중합체층[λ/4판](12)의 배향 방향[지상축]은 통상 45°의 각도 θ12로 교차한다.
[기재층]
본 발명의 광학 필름(1)은, 편면에만 기재층이 적층되어 있어도 좋고, 양면에 기재층이 적층되어 있어도 좋다.
[화상 표시 장치]
본 발명의 광학 필름(1)은, 액정 화상 표시 장치나, 유기 EL 화상 표시 장치 등의 화상 표시 장치에 내장하여 이용할 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명을 상세히 설명하였으나, 본 발명은, 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시예에 있어서의 각 물성의 측정 방법은 이하와 같다.
(1) 두께의 측정:
(주)니콘 제조의 디지털 마이크로미터 「MH-15M」을 이용하여 측정하였다.
실시예 1
[광배향막 형성용 조성물의 조제]
이하의 성분(광배향성 재료 및 용제)을 혼합하여, 얻어진 혼합물을 80℃에서 1시간 동안 교반함으로써, 광배향막 형성용 조성물을 얻었다.
광배향성 재료:
용제: o-크실렌 98부
[편광막 형성용 조성물의 조제]
이하의 성분(중합성 액정 화합물, 이색성 색소, 중합개시제, 레벨링제 및 용제)을 혼합하여, 80℃에서 1시간 동안 교반함으로써, 편광막 형성용 조성물을 얻었다. 또한, 이색성 색소는, 일본 특허 공개 제2015-165302호 공보의 실시예에 기재된 아조계 색소이다.
중합성 액정 화합물:
이색성 색소:
중합개시제:
2-디메틸아미노-2-벤질-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온(이르가큐어 369; 치바스페셜티케미컬즈사 제조) 6부
레벨링제:
폴리아크릴레이트 화합물(BYK-361N; BYK-Chemie사 제조) 1.2부
용제: o-크실렌 250부
[광배향층의 형성]
트리아세틸셀룰로오스로 이루어진 직사각 형상의 투명 보호 필름[코니카미놀타 제조 「KC6UAW」, 두께 58 ㎛]의 표면을 플라즈마 처리하고, 플라즈마 처리한 면에 상기 광배향막 형성용 조성물을 도포하여 제1 도포막을 형성하며, 120℃에서 통풍 하에 2분간에 걸쳐 노출시킴으로써, 용제를 제거하여, 제1 건조막을 형성하였다. 그 후, 투명 보호 필름의 장변 방향에 대하여 90° 방향의 편광 UV광을 상기 제1 건조막에 20 mJ/㎠(313 ㎚ 기준)의 강도가 되도록 조사함으로써 배향 규제력을 부여하여, 광배향막을 형성하였다.
[편광판의 제작]
상기에서 투명 보호 필름 상에 형성한 광배향막 상에, 슬롯 다이 코터를 이용하여 편광막 형성용 조성물을 도포하여 제2 도포막을 형성하고, 120℃에서 통풍 하에 2분간에 걸쳐 노출시킴으로써 용제를 제거하여, 제2 건조막을 형성하였다. 그 후, 실온에서 UV광을 1000 mJ/㎠(365 ㎚ 기준)로 조사하여 제2 건조막에 포함되는 중합성 액정 화합물을 그 액정 상태를 유지한 채로 중합시켜, 편광막을 형성하여, 투명 보호 필름 상에 광배향막과 편광막이 이 순서로 적층된 구성의 편광판을 얻었다. 이 편광판의 두께를 측정한 결과 61.6 ㎛였다.
[광학 필름의 작성]
상기에서 얻어진 편광판의 편광막측에, 아크릴계 점착제(두께 20 ㎛)를 적층하여, 점착제 부착 광학 필름을 얻었다.
이 점착제 부착 광학 필름을 장변 120 ㎜, 단변 70 ㎜이며, 편광막의 흡수축이 장변에 대하여 45°가 되도록 직사각형의 형상으로 날붙이에 의한 절단 가공에 의해 잘라내었다. 또한, 얻어진 직사각 형상의 점착제 부착 광학 필름의 중심에 직경 2.5 ㎜의 천공 가공을 행함으로써 도 3에 도시된 형상의 비직사각형의 점착제 부착 광학 필름을 얻었다.
얻어진 비직사각형의 점착제 부착 광학 필름의 편광막측에 적층된 아크릴계 점착제를 통해, 이 점착제 부착 광학 필름을 무알칼리 유리[코닝사 제조 「이글 XG」]에 첩합하고, 온도 50℃, 압력 5 ㎏/㎠(490.3 kPa, 게이지압)로 20분간의 오토클레이브 처리를 행하여, 평가용 샘플로 하였다.
얻어진 평가용 샘플에 대해서, -35℃로 30분 유지하는 과정과 80℃로 30분 유지하는 과정을 1사이클로 하는 냉열 충격 환경 시험을 행하였다. 그 결과, 300사이클 반복하여도, 비직사각형의 점착제 부착 광학 필름에 파단은 생기지 않았다.
비교예 1
[수용성 접착제의 조제]
물 100부에 대하여, 카르복실기 변성 폴리비닐알코올[(주)쿠라레 제조의 KL-318]을 3부 용해하고, 그 수용액에, 수용성 에폭시 화합물인 폴리아미드에폭시계 첨가제[스미카켐텍스(주) 제조의 「스미레즈레진 650(30)」, 고형분 농도 30%의 수용액]를 1.5부 첨가하여, 수용성 접착제로 하였다.
[편광자의 제작]
두께 30 ㎛의 폴리비닐알코올 필름(평균 중합도 약 2400, 비누화도 99.9 몰% 이상)을, 건식 연신에 의해 약 4배로 1축 연신하고, 또한 긴장 상태를 유지한 채, 40℃의 순수에 40초간 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.052/5.7/100인 수용액에 28℃에서 30초간 침지하여 염색 처리를 행하였다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 11.0/6.2/100인 수용액에 70℃에서 120초간 침지하였다. 계속해서, 8℃의 순수로 15초간 세정한 후, 300N의 장력으로 유지한 상태에서, 60℃에서 50초간, 계속해서 75℃에서 20초간 건조시켜, 폴리비닐알코올 필름에 요오드가 흡착 배향되어 있는 두께 12 ㎛의 흡수형 편광자를 얻었다.
[편광판의 형성]
상기에서 얻은 흡수형 편광자의 한쪽 면에, 표면이 하드코트 처리된 트리아세틸셀룰로오스로 이루어진 투명 보호 필름[(주)톳판 TOMOEGAWA 옵티컬 필름 제조 「25KCHC-TC」, 두께 32 ㎛]을 첩합하고, 다른 한쪽 면에는, 시클로올레핀 폴리머로 이루어진 투명 보호 필름[닛폰제온(주) 제조「ZF14-023」, 두께 23 ㎛]을 첩합하여 편광판을 제작하였다. 필름끼리의 접착은, 각각 먼저 조제한 수용성 접착제를 2장의 보호 필름 상에 각각 도포하고, 접착제를 통해 편광자에 적층한 후, 80℃에서 5분간 건조시킴으로써 행하였다. 얻어진 편광판을 40℃에서 168시간 동안 양생하였다.
[광학 필름의 제작]
상기에서 얻어진 편광판의 시클로올레핀 폴리머로 이루어진 투명 보호 필름 측에, 아크릴계 점착제(두께 20 ㎛)를 적층하여, 점착제 부착 광학 필름을 얻었다.
실시예 1에서 얻은 점착제 부착 광학 필름 대신에 상기에서 얻은 점착제 부착 광학 필름을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 조작하여, 평가용 샘플을 얻어, 냉열 충격 환경 시험을 행한 결과, 60사이클 반복 시험 후에 비직사각형의 점착제 부착 광학 필름에 파단이 생겼다.
1 : 광학 필름
11 : 제1 액정 중합체층(편광막)
12 : 제2 액정 중합체층(λ/2판, λ/4판)
13 : 제3 액정 중합체층(λ/4판)
2 : 복합 광학 필름
3 : 제3 층(포지티브 C층)
41 : 제1 접착제층
42 : 제2 접착제층
L, La, Lb, Lc : 외주 방향(접선 방향)
A : 배향 방향
B : 외주 상의 영역
C : 관통 구멍
D : 노치
a, b, c, d : 외주 상의 위치
θLA : 외주 방향(L)과 배향 방향(A)이 이루는 각도
11 : 제1 액정 중합체층(편광막)
12 : 제2 액정 중합체층(λ/2판, λ/4판)
13 : 제3 액정 중합체층(λ/4판)
2 : 복합 광학 필름
3 : 제3 층(포지티브 C층)
41 : 제1 접착제층
42 : 제2 접착제층
L, La, Lb, Lc : 외주 방향(접선 방향)
A : 배향 방향
B : 외주 상의 영역
C : 관통 구멍
D : 노치
a, b, c, d : 외주 상의 위치
θLA : 외주 방향(L)과 배향 방향(A)이 이루는 각도
Claims (9)
- 면내에서 일정 배향 방향으로 배향한 액정 중합체층으로 이루어지고,
노치 형상 및 관통 구멍 중 적어도 하나를 갖는 형상이고,
상기 액정 중합체층을 2층 이상 갖고, 상기 액정 중합체층 중의 적어도 2층은, 서로 직접 적층된 제1 액정 중합체층 및 제2 액정 중합체층이고, 상기 제1 액정 중합체층의 배향 방향과 상기 제2 액정 중합체층의 배향 방향은 0°를 초과하는 각도 θ12로 교차하고,
상기 제1 액정 중합체층은, 면내의 상기 배향 방향을 따라 배향한 이색성 색소를 포함하는 편광막인,
비직사각형의 화상 표시 장치용 광학 필름. - 제1항에 있어서, 상기 광학 필름의 외주 방향(L)과 상기 배향 방향이 이루는 각도 θLA가 외주를 따라 연속적으로 변화하는 영역(B)을 갖는 화상 표시 장치용 광학 필름.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 노치 형상을 갖는 형상인 화상 표시 장치용 광학 필름.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 관통 구멍을 갖는 형상인 화상 표시 장치용 광학 필름.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항 또는 제2항에 기재된 화상 표시 장치용 광학 필름과, 상기 화상 표시 장치용 광학 필름을 구성하는 상기 액정 중합체층에 직접 적층된 제3 층을 포함하고, 상기 제3 층은, 중합성 액정 화합물이 수직 방향으로 배향한 상태에서 중합하여 수직 방향으로 배향되어 있는 화상 표시 장치용 복합 광학 필름.
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