KR20060005409A - 피막 시트의 제조방법, 광학 기능층, 광학 보상판, 광학소자 및 화상 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 관련되는 피막 시트의 세정방법은, 도포액의 고형분농도 및 점도가 소정 범위 내의 상태를 갖는 도막층 표면에, 필름의 주행방향을 따라 건조풍을 분사하는 것을 특징으로 한다. 이 방법에 의해, 대면적의 영역에 있어서, 도막의 두께 정밀도를 향상시키고, 광학기능특성의 면내에 있어서의 균일화를 꾀할 수 있다. 여기서, 상기 건조풍의 풍속이나 바람의 온도, 또한 건조 후의 도막 두께가 소정 범위인 것이 바람직하다. 특히, 대면적의 도막 시트로서의 용도가 많은 광학 기능층이나 이러한 광학 기능층을 갖는 광학 소자, 또는 광학보상층, 광학 보상판으로서는, 뛰어난 특성을 갖는 광학재료로서 매우 유용하고, 또한 이들을 탑재한 화상 표시 장치에 관해서는, 특히 유효하다.

Description

피막 시트의 제조방법, 광학 기능층, 광학 보상판, 광학 소자 및 화상 표시 장치{PROCESS FOR PRODUCING COATED SHEET, OPTICALLY FUNCTIONAL LAYER, OPTICALLY COMPENSATING PLATE, OPTICAL DEVICE AND IMAGE DISPLAY}

본 발명은 피막 시트의 제조방법에 관한 것으로, 특히, 광학 기능층(機能層)의 형성에 유용하다. 또한, 당해 광학 기능층을 사용한 광학 소자 등은, 액정 디스플레이 (LCD), 유기 EL 표시 장치, PDP, CRT 등의 각종 화상 표시 장치에 있어서 바람직하게 이용할 수 있다.

일반적으로, 피막 시트로서는, 예를 들어, 광학 기능층을 갖는 각종 광학 기능 필름을 들 수 있다. TV 나 데스크톱 PC 와 같은 OA 기기의 표시 장치는, 종래에는 CRT 가 주류이었지만, 박형 경량, 저소비전력이라는 큰 이점을 가진 액정 표시 장치로 변환되고 있다. 현재 보급되고 있는 액정 표시 장치는, 위상(位相)차 필름을 제작하기 위한 액정층, 표면보호를 위한 하드 코트층, 반사방지막 등의 표면 처리 피막 등의 광학 기능층을 갖는다.

이러한 광학 기능 필름을 얻기 위해, 기재 필름에 광학 기능층을 도포하는 방법이, 종래부터 많이 사용되고, 기재 필름 상에 도포액의 도포, 건조 등의 공정을 실시함으로써 도막(塗膜)층을 형성한 각종 피막 시트가 제조되어 있다 (예를 들 어, 일본 공개특허공보 소62-1406722호 참조). 박층 코팅법으로서, 일반적으로 슬롯 다이 코터(slot die cotter), 그라비아 코터(gravure cotter) 등을 들 수 있다.

또한, 최근에서, 광학기능의 고성능화에 따라, 기능을 부여하고 있는 도막의 균일성을 향상시키는 것이 필수로 되고 있어, 코팅 방식의 선정뿐만 아니라, 도포 후의 건조공정의 제어가 중요해지고 있다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 평8-94836호 참조).

그러나, 어느 도포방식을 사용하더라도, 도포공정에서 건조공정으로 이동할 때까지 수지 유동이 일어나, 균일한 막두께로 도막층을 형성하는 것은 곤란하였다. 특히 대면적의 기재 필름 상에, 균일한 막두께로 도막층을 형성하는 것은 곤란하였다.

예를 들어, 고분자 필름 상에 하드 코트층, 반사방지층 등을 형성하는 경우에는, 적층되는 수지층에 굴절률의 차이가 있는 점에서, 특히 도포 후의 수지유동에 의해 발생되는 두께 불균일에 의한 간섭 불균일이 심각하다. 이 경우, 면내의 광학두께에 편차가 생기기 때문에, 반사율특성도 이론치보다 저하된다.

또한, 액정층을 형성하는 액정분자는, 일반적으로 계면의 영향을 매우 받기 쉽고, 러빙 등의 계면규제력에 의해, 액정분자가 방향성을 가진 배열 (배향) 을 하는 것이 알려져 있다. 상기 도포방식의 경우에는, 액정분자를 포함하는 피도포액의 한 면이 개방계가 되기 때문에, 통상 알려져 있는 도포, 건조방식에서는 개방계측의 공기의 흐름이, 결과적으로 액정층의 배향불균일을 발생시킨다. 이렇게 해서 얻어진 액정층에서는, 액정 디스플레이의 일부에 정면 콘트라스트가 변하는 곳이 있다는 문제점이 있었다.

발명의 개시

본 발명의 목적은, 피막 시트의 대(大)면적의 영역에서, 도막의 두께 정밀도를 향상시켜, 광학기능특성의 면내에서의 균일화를 꾀함과 함께, 이것을 이용한 뛰어난 광학 기능층, 광학 보상판, 광학 소자 또는 화상 표시 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은, 상기 과제를 달성하기 위해 예의연구한 바, 이하의 피막 시트의 제조방법에 의해 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하는 것에 이르렀다.

본 발명은, 수지재료 및 용제(溶劑)를 함유하는 도포액을 기재 필름 상에 도포하여, 도막층을 형성하는 공정 및 피도포액을 건조시키는 공정을 포함하는 피막 시트의 제조방법에 있어서, 상기 도포액의 고형분(固形分)농도가 55중량% 이하이고, 또한 점도가 20mPa·s 이하의 상태를 갖는 도막 표면에, 기재 필름의 주행방향을 따라 건조풍을 분사하는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명은, 수지재료 및 용제를 함유하는 도포액을 기재 필름 상에 도포하여, 고형분농도가 55중량% 이하이고, 또한 점도가 20mPa·s 이하의 상태를 갖는 도막층을 형성하는 공정과, 상기 기재필름의 주행방향을 따라, 상기 도막층에 건조풍을 분사하는 공정과, 상기 도막층을 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다. 건조풍의 분사에 의해 미세한 요철이 도막 표면에 형성되어, 그 후의 용매증발과정에서 미세한 요철일수록 레벨링의 효과, 및 건조풍을 쐬이면 순간적으로 용매가 증발되고, 용매의 증발불균일에 의해 생기는 도막액의 대류가 생기기 전에 점도가 상승되어 액유동이 일어나지 않게 된다는 효과가 발현된다는 발명자의 지견이 얻어진 것으로, 대면적의 영역에서도, 도막층의 두께 정밀도를 향상시켜, 광학기능특성의 면내에서의 균일화를 꾀할 수 있다.

또한, 상기 분사하는 건조풍의 풍속이 4∼20m/sec 이고, 필름폭 방향에서의 풍속편차가 ±30% 이하인 것이 바람직하다. 이러한 조건에 의해서, 보다 효과적으로, 도막층의 두께 정밀도의 향상, 광학기능특성의 균일화를 꾀할 수 있다.

또한, 상기 분사하는 건조풍의 온도가 20∼45℃ 이고, 필름폭 방향에서의 온도편차가 ±15% 이하인 것이 바람직하다. 이러한 조건에 의해서, 보다 적절한 용매증발속도를 확보할 수 있어, 더욱 효과적으로, 도막층의 두께 정밀도의 향상, 광학기능특성의 균일화를 꾀할 수 있다.

본 발명은, 상기 도막층의 건조 후의 두께가, 30㎛ 이하인 것이 바람직하다. 상기한 바와 같은 건조풍의 분사조건에 더하여, 도막층의 두께를 제한함으로써, 더욱 효과적으로 도막층의 두께 정밀도의 향상, 광학기능특성의 균일화를 꾀할 수 있다.

본 발명은, 상기 도포액에 광학기능을 발현하는 재료를 사용함으로써, 광학 기능층으로서의 상기 도막층을 형성하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 피막 시트의 제조방법은, 대면적의 영역에서, 도막 두께 (도막층의 두께) 의 정밀도가 구해져, 광학기능특성의 면내에서의 균일성이 요구되는 광학 기능층에 관해서, 특히 유효하다.

본 발명의 피막 시트의 제조방법은, 상기 광학기능을 발현하는 재료로서 광학보상기능을 발현하는 재료를 사용함으로써, 광학 보상층으로서의 상기 도막층을 형성하는 것이 바람직하다. 도막층 두께의 정밀도가 요구되고, 광학기능특성의 면내에서의 균일성이 요구되는 광학보상층에 관해서는, 상기한 바와 같은 제조방법은, 특히 유효한 제작수법이다.

또한, 본 발명의 피막 시트의 제조방법은, 상기 광학보상층으로서, 구성분자가 콜레스테릭 구조를 취하여 배향되어 있는 콜레스테릭층을 형성하는 것이 바람직하다. 상기의 제조방법은, 도막 두께의 정밀도가 구해져, 광학기능특성의 면내에서의 균일성이 요구되는 콜레스테릭 구조의 광학보상층에 관해서, 특히 유효하다.

또한, 상기 광학보상기능을 발현하는 재료로서 액정 모노머를 사용하여, 상기 건조 공정 후에, 상기 도막층에 중합처리 또는 가교처리를 실행함으로써, 상기 액정 모노머를 중합 또는 가교한 비액정 폴리머를 구성분자로 하는 콜레스테릭층을 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 광학 보상판에 있어서는, 중합 또는 가교한 폴리머는 비액정성이 되기 때문에, 형성된 콜레스테릭층은, 액정분자에 특유의 온도변화에 의한 액정상, 유리상, 결정상으로의 변화 등이 일어나지도 않고, 그 콜레스테릭 구조가 온도변화에 영향받지 않는, 매우 안정성이 뛰어나고, 또한, 광학기능특성의 면내에서의 균일성이 우수한 광학 보상판이라고 할 수 있다.

또는, 상기 광학보상기능을 발현하는 재료로서 액정 모노머 또는 액정 폴리머를 사용함으로써, 콜레스테릭 구조를 취하여 배향한 액정 폴리머를 구성분자로 하는 콜레스테릭층을 형성하는 것이 바람직하다. 구성분자가 액정 폴리머이더라도, 콜레스테릭 액정성 모노머나 카이랄제를 배합함으로써, 상기와 마찬가지로 온도변화가 적은 콜레스테릭층을 형성할 수 있어, 매우 안정성이 뛰어나고, 또한, 광학기능특성의 면내에서의 균일성이 우수한 광학 보상판으로 할 수 있다.

여기서, 상기 콜레스테릭층의 두께가, 0.5∼10㎛ 의 범위인 것이 바람직하다. 이러한 범위의 막두께에 의해서, 광학보상층으로서 배향의 흐트러짐이나 투과율저하를 방지하여, 선택반사성, 착색방지, 생산성의 향상 등을 꾀할 수 있다.

본 발명은, 상기 광학 기능층이 광학보상층인 경우 또는 그 광학보상층의 구성분자가 콜레스테릭 구조를 취하여 배향되어 있는 콜레스테릭층인 경우에 얻어지는 광학 보상판인 것이 바람직하다. 상기의 피막 시트의 제조방법에 의해서 얻어진 광학 기능층은, 도막 두께의 정밀도가 높고, 광학기능특성의 면내에서의 균일성이 뛰어나고, 이것을 광학보상층 또는 콜레스테릭 구조의 광학 보상층으로 하는 광학보상판에 대하여, 특히 유효하다.

또한, 본 발명은, 이러한 광학 기능층을 구비한 광학 소자에 있어서 바람직하다. 광학 소자에 대해서는 각 용도에 합치된 다종다양한 특성이 요구되는데, 상기의 광학 소자는, 그 중에서도 중요성이 높은, 도막 두께의 정밀도나 면내의 균일성을 매우 충분히 담보하고 있다.

본 발명의 광학 소자는, 상기 광학 보상판에 적어도 1층의 편광판이 적층되어 있는 것을 특징으로 한다. 상기한 바와 같은 매우 안정성이 우수한 광학 보상판에 적어도 1층의 편광판이 적층된 광학 소자를 형성함으로써, 뛰어난 광학기능특성을 갖는 광학 소자로 할 수 있다.

또한, 상기 광학 기능층, 광학 보상판, 또는 광학 소자의 어느 하나를 탑재한 화상 표시 장치에 있어서 바람직하다. 이러한 광학 기능층이나 광학 보상판, 광학 소자에 의해서, 화상의 불균일이나 변형이 없는 화상 표시 장치가 가능해진다.

도 1 은 본 발명의 실시의 태양의 일례를 나타내는 설명도이다.

도 2 는 본 발명의 실시의 태양의 일례로서 피막 시트의 상태를 나타내는 설명도이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 실시형태에 관해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1 은 본 발명의 일례를 나타내는 제조장치의 개요도, 도 2 는 장치의 각 공정에서의 피막 시트의 상태를 나타내는 설명도이다.

도 1 에 있어서, 롤러 (4) 에 의해서 기재 필름 (이하, 간단히「필름」이라 칭하는 경우도 있다 ; 1) 이 반송되어, 순차로 필름 (1) 상에 수지재료 및 용제를 함유하는 도포액 (2) 을 도포하는 공정 (1) 및 피도포액을 건조시키는 공정 (2) 을 거쳐, 피막 시트가 제작되는 제조방법의 일례가 나타나 있다. 반송롤러 (4) 에 의해서 송출되는 필름 (1) 은, 공정 (1) 에 있어서, 그라비아 롤 코터 (3) 를 사용 하여 도포액 (2) 이 도포되고, 계속해서 공정 (2) 로 이행한다. 공정 (2) 에서는, 필름 (1) 의 도막층의 표면에 대하여, 에어 분사 구간 (7) 의 사이, 소정의 분사 각도 (6) 로 노즐 (5) 로부터 건조풍을 분사한다. 본 공정 (2) 에 있어서 도막층을 건조시켜도 된다. 또한, 공정 (2) 의 후에, 도막층을 건조시키는 공정을 실행해도 된다. 즉, 본 발명은, 건조공정에서의 각종 조건을 연구함으로써, 최적한 도막층을 형성하는 방법을 도출해낸 것이다.

공정 (1) 에 있어서의 도포액 (2) 의 도포 방법은 특별히 제한되지 않고, 통상적인 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 슬롯다이법, 리버스 그라비아 코트법, 마이크로 그라비아법, 딥법, 스핀 코트법, 브러시 도포법, 롤코트법, 플렉소 인쇄법 등을 들 수 있다. 도 1 에서는, 그라비아 롤 코터 (3) 를 사용한 방법을 예시하고 있다.

공정 (2) 에 있어서의 건조풍의 형성방법은 특별히 제한되지 않고, 통상의 가열수단을 채용할 수 있다. 예를 들어, 열풍기, 가열롤, 원적외선 히터등을 들 수 있다.

공정 (2) 의 후에는, 도포액의 종류에 따라, 추가로 열경화, UV 경화 등의 경화처리를 행할 수 있다. 그 후, 권취 롤 (도시 생략) 에 감기는 경우나, 또한 보호 시트를 피복하여 감기는 경우 등, 피막 시트의 사양에 의해서 후공정의 처리가 실시된다. 이렇게하여 얻어진 도막층 (이하, 피막층이라 하는 경우도 있다) 은, 필름 (1) 으로부터 박리하지 않고 사용할 수 있는 것 외, 필름 (1) 으로부터 박리하여 사용할 수 있다.

도 2 는, 각 공정에서 순차로 형성되는 필름 (1) 의 단면을 나타낸 것으로, 도포 전의 상태 (A), 필름 (1) 에 도포액 (2) 을 도포하여 도막층 (8) 을 형성한 직후의 상태 (B), 또한 건조처리 후의 도막층 (8') 의 상태 (C) 를 나타내고 있다.

본 발명은, 상기 제조방법에 있어서, 도포액의 고형분농도가 55중량% 이하이고, 또한 점도가 20mPa·s 이하의 상태를 갖는 도막층 (8) 의 표면에, 필름 (1) 의 주행방향을 따라 건조풍을 분사하는 것을 특징으로 한다. 발명자의 지견으로서, 다음 이유에 의해 도막층 (8) 및 면내의 광학기능특성의 균일화를 꾀할 수 있다고 생각된다. 즉, 바람을 분사하면, 육안으로는 감지하기 어려운 미세한 요철이 도막 표면에 형성되어, 시각적으로는 큰 요철이 잘 보이지 않게 된다는 것과, 그 후의 용매증발과정에서 생기는 레벨링의 효과가 미세한 요철만큼 발현되는 것이다. 또한, 건조풍을 쐬이면 순간적으로 용매가 증발되어, 용매의 증발불균일에 의해 생기는 도막액의 대류가 생기기 전에 점도가 상승되어 액유동이 일어나지 않게 된다는 효과도 생각할 수 있다. 바람을 분사하는 도막층의 고형분농도가 55중량% 를 초과하게 되면, 용매증발과 함께 생기는 레벨링 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 또한, 점도가 20mPa·s 를 초과하면 도막층의 표면이 미세한 요철형성이 곤란해진다. 특히, 대면적의 영역에 있어서도, 도막층의 두께 정밀도를 향상시켜, 광학기능특성의 면내에서의 균일화를 꾀하기 위해서는, 상기의 요건이 중요하다. 점도의 측정에는, 회전식이나 낙구식 등의 일반적인 것을 사용하면 된다. 본 발명에서는, 레오미터:RS-1 (Heake사 제조) 에 의해서 측정한 값을 기준으로 하고 있다.

또한, 상기 분사하는 건조풍의 풍속이, 4∼20m/sec 이고, 필름폭 방향에서의 풍속편차가 ±30% 이하인 것이 바람직하다. 분사하는 건조풍에 대해서는, 풍속이 4m/sec 미만이 되면, 도막층 표면의 미세한 요철이 형성되지 않고, 반대로 20m/sec 를 초과하면 도면의 요철이 불균일하고 너무 커져, 경우에 따라서는 도포액이 비산되게 된다. 여기서 말하는 풍속이란, 도막층의 표면 근방에서의 풍속이고, 도막층의 표면에서 30㎜ 이내에서 측정한 풍속으로 한다. 풍속의 측정에는, 프로펠러식, 열선식 등의 일반적인 것을 사용하면 된다. 본 발명에서는, 크리모마스타:Model 6531(KANOMAX사 제조) 에 의해서 측정한 값을 기준으로 하고 있다. 이것에 관해서는, 분사하는 건조풍의 방향도 영향을 주고 있어, 분사 각도가 기재 필름 (1) 면에 대하여 30°를 초과하면 도면의 요철이 지나치게 커진다.

또한, 상기 분사하는 바람의 온도가, 20∼45℃ 이고, 필름폭 방향에서의 온도편차가 ±15% 이하인 것이 바람직하다. 바람의 온도가 50℃ 이상이 되면, 용매증발속도가 빠르고, 레벨링 효과가 얻어지지 않는다.

본 발명은, 건조 후의 도막층의 두께가, 30㎛ 이하인 것이 바람직하다. 건조두께가, 30㎛ 을 초과하면 피막층의 두께 방향으로, 도포액의 농도분포나 대류가 생겨, 피막층의 균일성을 잃기 쉽다. 본 발명의 제조방법은, 피막층의 건조두께가 0.05∼50㎛, 특히 0.1∼10㎛ 의 경우에, 보다 바람직하다. 여기서, 건조두께에 관해서는, 현실적으로 측정이 곤란한 경우도 많고, 현실적으로는, 도포액 고형분 농도로부터 계산되는 용매를 포함하는 웨트 두께에 의해서, 상기한 바와 같은 조건을 확보하는 방법이 취해지는 경우도 있어, 동일한 효과를 얻는 것이 가능 하다.

본 발명은, 상기 도막층 (8') 이, 광학 기능층인 것이 바람직하다. 상기와 같은 피막 시트의 제조방법은, 대면적의 영역에서, 도막 두께의 정밀도가 구해져, 광학기능특성의 면내에서의 균일성이 요구되는 광학 기능층에 관해서, 특히 유효하다.

또, 본 발명의 피막 시트의 제조방법은, 상기 광학 기능층이, 광학보상층인 경우에 바람직하다. 도막 두께의 정밀도가 구해져, 광학기능특성의 면내에서의 균일성이 요구되는 광학보상층에 관해서는, 상기한 바와 같은 제조방법은, 특히 유효한 제작수법이다. 광학보상층의 상세한 것에 관해서는 후술한다.

또한, 본 발명의 피막 시트의 제조방법은, 상기 광학보상층의 구성분자가 콜레스테릭 구조를 취하여 배향되어 있는 콜레스테릭층인 경우에 바람직하다. 상기의 제조방법은, 도막 두께의 정밀도가 구해져, 광학기능특성의 면내에서의 균일성이 요구되는 콜레스테릭 구조의 광학보상층에 관해서, 특히 유효하다. 콜레스테릭층의 상세에 관해서는 후술한다.

본 발명은, 상기 광학 기능층이 광학보상층인 경우 또는 그 광학보상층의 구성분자가 콜레스테릭 구조를 취하여 배향되어 있는 콜레스테릭층인 경우에 얻어지는 광학 보상판인 것이 바람직하다. 상기의 피막 시트의 제조방법에 의해서 얻어진 광학 기능층은, 도막 두께의 정밀도가 높고, 광학기능특성의 면내에서의 균일성이 뛰어나, 이것을 광학보상층 또는 콜레스테릭 구조의 광학보상층으로 하는 광학보상판에 있어서 특히 유효하다.

여기서, 상기 콜레스테릭층의 두께가, 0.5∼10㎛ 의 범위인 것이 바람직하다. 이러한 범위의 막두께에 의해서, 광학보상층으로서 배향의 흐트러짐이나 투과율저하를 방지하여, 선택반사성, 착색방지, 생산성의 향상 등을 꾀할 수 있다. 상세한 것은 후술한다.

또한, 상기 콜레스테릭층의 구성분자가 비액정 폴리머이고, 그 비액정 폴리머가 콜레스테릭 구조를 취하여 배향된 액정 모노머를 중합 또는 가교한 폴리머이지만 바람직하다. 이러한 광학 보상판에 있어서는, 중합 또는 가교한 폴리머는 비액정성이 되기 때문에, 형성된 콜레스테릭층은, 액정분자에 특유의 온도변화에 의한 액정상, 유리상, 결정상으로의 변화 등이 일어나는 일도 없고, 그 콜레스테릭 구조가 온도변화에 영향받지 않는, 매우 안정성이 뛰어나고, 또한, 광학기능특성의 면내에서의 균일성이 우수한 광학 보상판이라고 할 수 있다. 상세한 것은 후술한다.

또는, 상기 콜레스테릭층의 구성분자가 액정 폴리머이고, 그 액정 폴리머가 콜레스테릭 구조를 취하여 배향되어 있는 것이 바람직하다. 구성분자가 액정 폴리머이더라도, 콜레스테릭 액정성 모노머나 카이랄제를 배합함으로써, 상기와 마찬가지로 온도변화가 적은 콜레스테릭층을 형성할 수 있어, 매우 안정성이 뛰어나고, 또한, 광학기능특성의 면내에서의 균일성이 우수한 광학 보상판으로 할 수 있다. 상세한 것은 후술한다.

본 발명은, 광학 소자로서, 상기 어느 하나에 기재된 광학 보상판에 적어도 1층의 편광판이 적층되어 있는 것을 특징으로 한다. 상기한 바와 같은 매우 안 정성이 우수한 광학 보상판에 적어도 1층의 편광판이 적층된 광학 소자를 형성함으로써, 뛰어난 광학기능특성을 갖는 광학 소자로 할 수 있다. 광학 소자의 상세한 것은 후술한다.

본 발명의 피막 시트의 제조방법에 사용되는 필름 (1), 도포액 등은, 형성하는 피막층의 종류, 그 적용용도에 따라, 적절히 결정된다. 이하, 그 상세한 것에 관해서 설명한다.

필름 (1) 으로서는, 도포액에 대하여 어느 정도의 습윤성을 갖는 재질의 층이면 어느 것이나 상관없고, 투명 기재 필름이나 배향기판, 각종 유리판 외에, 포토레지스트 등을 들 수 있다.

도포액에 의해 광학 기능층을 형성하는 경우에는, 필름 (1) 으로서 투명 기재 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 투명 기재 필름으로서는, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 폴리머, 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머, 폴리카보네이트계 폴리머, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 폴리머 등의 투명 폴리머로 이루어지는 필름을 들 수 있다. 또한 폴리스티렌, 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체 등의 스티렌계 폴리머, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 고리형 내지 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌·프로필렌 공중합체 등의 올레핀계 폴리머, 염화비닐계 폴리머, 나일론이나 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 폴리머 등의 투명 폴리머로 이루어지는 필름도 들 수 있다. 또한 이미드계 폴리머, 술폰계 폴리머, 폴리에테르술폰계 폴리머, 폴리에테르에테르케톤계 폴리머, 폴리페닐렌술파이드계 폴리머, 비닐알코올계 폴리머, 염화비닐리덴계 폴리머, 비닐부티랄계 폴리머, 알릴레이트계 폴리머, 폴리옥시메틸렌계 폴리머, 에폭시계 폴리머나 상기 폴리머의 블렌드물 등의 투명 폴리머로 이루어지는 필름 등도 들 수 있다. 특히 광학적으로 복굴절이 적은 것이 바람직하게 사용된다.

투명 기재 필름으로서는, 편광특성이나 내구성 등의 면에서, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머가 바람직하다. 특히 트리아세틸셀룰로오스필름이 바람직하다.

또한, 일본 공개특허공보 2001-343529호 (WO01/37007) 에 기재된 폴리머 필름, 예를 들어, (A) 측쇄에 치환 및/또는 비치환 이미드기를 갖는 열가소성 수지와, (B) 측쇄에 치환 및/비치환 페닐 및 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 함유하는 수지 조성물을 들 수 있다. 구체예로서는 이소부틸렌과 N-메틸말레이이미드로 이루어지는 교대공중합체와 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체를 함유하는 수지 조성물의 필름을 들 수 있다. 필름은 수지 조성물의 혼합압출품 등으로 이루어지는 필름을 사용할 수 있다.

또한, 투명 기재 필름은, 가능한 한 착색이 없는 것이 바람직하다. 따라서, Rth=[(nx+ny)/2-nz]·d (다만, nx, ny 는 필름평면내의 주굴절률, nz는 필름 두께방향의 굴절률, d 는 필름의 두께이다) 로 표시되는 필름 두께 방향의 위상차치가 -90㎚∼+75㎚ 인 보호필름이 바람직하게 사용된다. 이러한 두께 방향의 위상차치 (Rth) 가 -90㎚∼+75㎚ 의 것을 사용함으로써, 보호필름에 기인하는 편광판의 착색 (광학적인 착색) 을 거의 해소할 수 있다. 두께 방향 위상차치 (Rth) 는, 더욱 바람직하게는 -80㎚∼+60㎚, 특히 -70㎚∼+45㎚이 바람직하다.

필름 (1) 의 두께는, 적절히 결정할 수 있지만, 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성, 박층성 등의 점에서 10∼500㎛ 정도이다. 특히 20∼300㎛ 이 바람직하고, 30∼200㎛ 이 보다 바람직하다.

본 발명에 사용되는 도포액은, 도막층이 형성가능한 것이면 어느 것이나 상관없고, 목적하는 도막층의 기능에 맞춰, 도포액의 수지재료와 용제가 선택된다. 본 발명의 도포방법에 의해 형성할 수 있는 도막층으로서는, 광학 기능층, 대전방지층, 표면보호층, 도전기능층, 점착제층, 접착제층, 투명코트층 등을 들 수 있다. 또, 도포액에 의한 도막층의 형성은, 필름 (1) 에 피막을 순차로 형성함으로써 사용할 수 있다. 따라서, 필름 (1) 으로서는, 미리 다른 도막층을 형성한 것을 사용할 수 있다. 본 발명에서는 도막층으로서, 광학 기능층을 형성하는 경우, 특히 두께 30㎛ 이하의 광학 기능층을 형성하는 경우가 바람직하다. 당해 광학 기능층으로서는, 하드 코트층, 반사방지층, 위상차층, 광학보상층 등을 들 수 있다.

하드 코트층을 형성하는 투명수지로서는 하드 코트성이 뛰어나고 (JISK5400의 연필경도시험에서 H 이상의 경도를 나타내는 것), 충분한 강도를 갖고, 광선투과율이 뛰어난 것이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 열경화형 수지, 열가소형 수지, 자외선경화형 수지, 전자선 경화형 수지, 2액 혼합형 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 자외선조사에 의한 경화처리에 의해, 간단한 가공조작으로 효율적으로 광확산층을 형성할 수 있는 자외선 경화형 수지가 바람직하다. 자외선 경화형 수지로는, 폴리에스테르계, 아크릴계, 우레탄계, 아미드계, 실리콘 계, 에폭시계 등의 각종의 것을 들 수 있고, 자외선 경화형의 모노머, 올리고머, 폴리머 등이 함유된다. 바람직하게 사용되는 자외선 경화형 수지는, 예를 들어 자외선 중합성의 관능기를 갖는 것, 그 중에서도 당해 관능기를 2개 이상, 특히 3∼6개 갖는 아크릴계의 모노머나 올리고머를 성분에 포함하는 것을 들 수 있다. 또한 자외선 경화형 수지에는, 자외선 중합개시제가 배합되어 있다.

하드 코트층에는, 도전성 미립자를 함유할 수 있다. 도전성 미립자로서는, 예를 들어, 알루미늄, 티탄, 주석, 금, 은 등의 금속미립자, ITO (산화인듐/산화석), ATO (산화안티몬/산화석) 등의 초미립자를 들 수 있다. 도전성 초미립자의 평균입자직경은 통상 0.1㎛ 이하 정도인 것이 바람직하다. 하드 코트층에는, 고굴절률의 금속이나 금속산화물의 초미립자를 첨가하여, 고굴절률로 조정할 수 있다. 고굴절률의 초미립자로서는, TiO₂, SnO₂, ZnO₂, ZrO₂, 산화알루미늄, 산화아연 등의 금속산화물의 초미립자를 들 수 있다. 이러한 초미립자의 평균입자직경은 통상 0.1㎛ 이하 정도인 것이 바람직하다.

또, 하드 코트층은, 무기 또는 유기의 구형 또는 부정형의 필러를 분산함유시켜, 그 표면을 미세 요철 구조로 하여 방현성을 부여할 수 있다. 하드 코트층의 표면을 요철형상으로 하는 것에 의해 광확산에 의한 방현성을 부여할 수 있다. 광확산성의 부여는 반사율을 저감하는 데에도 바람직하다.

무기 또는 유기의 구형 또는 부정형의 필러로서는, 예를 들어, PMMA (폴리메틸메타크릴레이트), 폴리우레탄, 폴리스티렌, 멜라민 수지 등의 각종 폴리머로 이 루어지는 가교 또는 미가교의 유기계 미립자, 유리, 실리카, 알루미나, 산화칼슘, 티타니아, 산화지르코늄, 산화아연 등의 무기계 입자나, 산화주석, 산화인듐, 산화카드뮴, 산화안티몬 또는 이것들의 복합물 등의 도전성 무기계 입자 등을 들 수 있다. 상기 필러의 평균입자직경은 0.5∼10㎛, 나아가서는 1∼4㎛ 의 것이 바람직하다. 미립자에 의해 미세 요철 구조를 형성하는 경우, 미립자의 사용량은 수지 100중량부에 대하여, 1∼30중량부 정도로 하는 것이 바람직하다.

또한, 하드 코트층 (방현층) 의 형성에는, 레벨링제, 틱소트로피제, 대전방지제 등의 첨가제를 함유시킬 수 있다. 하드 코트층 (방현층) 의 형성에 있어서, 틱소트로피제 (0.1㎛ 이하의 실리카, 운모 등) 을 함유시키는 것에 의해, 방현층 표면에 있어서, 돌출 입자에 의해 미세 요철 구조를 용이하게 형성할 수 있다.

반사방지층의 형성재료로서는, 예를 들어, 자외선 경화형 아크릴 수지 등의 수지계 재료, 수지 중에 콜로이드성 실리카 등의 무기 미립자를 분산시킨 하이브리드계 재료, 테트라에톡시실란, 티탄테트라에톡시드 등의 금속알콕시드를 사용한 졸-겔계 재료 등을 들 수 있다. 또한, 각각의 재료는, 표면의 방오염성을 부여하기 위해서 불소기함유 화합물이 사용된다. 내찰상성면에서는, 무기 성분 함유량이 많은 저굴절률층 재료가 우수하다고 하는 경향이 있고, 특히 졸-겔계 재료가 바람직하다. 졸-겔계 재료는 부분축합하여 사용할 수 있다.

상기 불소기를 함유하는 졸-겔계 재료로서는, 퍼플루오로알킬알콕시실란을 예시할 수 있다. 퍼플루오로알킬알콕시실란으로서는, 예를 들어, 일반식 (1):CF₃(CF₂)_nCH₂CH₂Si(OR)₃ (식중, R 은 탄소수 1∼5개의 알킬기를 나타내고, n 은 0∼12 의 정수를 나타낸다) 로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 트리플루오로프로필트리메톡시실란, 트리플루오로프로필트리에톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리메톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리에톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 상기 n 이 2∼6 의 화합물이 바람직하다.

또한 반사방지층에는 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 불화마그네슘, 세리아 등을 알코올 용매에 분산한 졸 등을 첨가해도 된다. 기타, 금속염, 금속화합물 등의 첨가제를 적절히 배합할 수 있다.

위상차층, 광학보상층의 형성에는, 예를 들어, 중합성 액정 모노머 및/또는 액정 폴리머가 사용된다. 상기 중합성 액정 모노머로서는, 예를 들어, 네마틱 액정성 모노머를 들 수 있다. 중합성 액정 모노머를 함유하는 경우에는, 통상, 광중합 개시제를 함유한다. 광중합 개시제는 각종의 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다.

네마틱 액정성 모노머로서는, 말단에 아크릴로일기, 메타크릴로일기 등의 중합성 관능기를 갖고, 이것에 고리형 단위 등으로 이루어지는 메소겐기를 갖는 것을 들 수 있다. 또한 중합성 관능기로서, 아크릴로일기, 메타아크릴로일기 등을 2개 이상 갖는 것을 사용하여 가교구조를 도입하여, 내구성을 향상시킬 수도 있다. 메소겐기가 되는 상기 고리형 단위로서는, 예를 들어, 비페닐계, 페닐벤조에이트 계, 페닐시클로헥산계, 아족시벤젠계, 아조메틴계, 아조벤젠계, 페닐피리미딘계, 디페닐아세틸렌계, 디페닐벤조에이트계, 비시클로헥산계, 시클로헥실벤젠계, 테르페닐계 등을 들 수 있다. 또, 이들 고리형 단위의 말단은, 예를 들어, 시아노기, 알킬기, 알콕시기, 할로겐기 등의 치환기를 갖고 있어도 된다. 주쇄형의 액정 폴리머로서는, 방향족 단위 등으로 이루어지는 메소겐기를 결합한 구조를 갖는 축합계의 폴리머, 예를 들어, 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 폴리카보네이트계, 폴리에스테르이미드계 등의 폴리머를 들 수 있다. 메소겐기가 되는 상기 방향족 단위로서는, 페닐계, 비페닐계, 나프탈렌계의 것을 들 수 있고, 이들 방향족 단위는, 시아노기, 알킬기, 알콕시기, 할로겐기 등의 치환기를 갖고 있어도 된다.

측쇄형의 액정 폴리머로서는, 폴리아크릴레이트계, 폴리메타크릴레이트계, 폴리실록산계, 폴리말로네이트계의 주쇄를 골격으로 하여, 측쇄에 고리형 단위 등으로 이루어지는 메소겐기를 갖는 것을 들 수 있다. 메소겐기가 되는 상기 고리형 단위로서는, 예를 들어, 비페닐계, 페닐벤조에이트계, 페닐시클로헥산계, 아족시벤젠계, 아조메틴계, 아조벤젠계, 페닐피리미딘계, 디페닐아세틸렌계, 디페닐벤조에이트계, 비시클로헥산계, 시클로헥실벤젠계, 테르페닐계 등을 들 수 있다. 또, 이들 고리형 단위의 말단은, 예를 들어, 시아노기, 알킬기, 알콕시기, 할로겐기 등의 치환기를 갖고 있어도 된다.

상기 중합성 액정 모노머, 액정 폴리머의 어느 메소겐기도 굴곡성을 부여하는 스페이서부를 사이에 두고 결합되어 있어도 된다. 스페이서부로서는, 폴리 메틸렌쇄, 폴리옥시메틸렌쇄 등을 들 수 있다. 스페이서부를 형성하는 구조단위의 반복 수는, 메소겐부의 화학구조에 의해 적절히 결정되지만 폴리메틸렌쇄의 반복 단위는 0∼20, 바람직하게는 2∼12, 폴리옥시메틸렌쇄의 반복 단위는 0∼10, 바람직하게는 1∼3 이다.

상기 네마틱 액정성 모노머, 액정성 폴리머에는, 액정상태에 있어서 호메오트로픽 배향을 나타내는 것이 포함된다. 또한 상기 네마틱 액정성 모노머, 액정성 폴리머에는, 액정상태에 있어서 콜레스테릭상을 띠도록, 콜레스테릭 액정성 모노머나 카이랄제를 배합할 수 있다. 또한 콜레스테릭 액정성 폴리머를 사용할 수 있다. 얻어진 콜레스테릭 액정상은 선택반사필름으로서 사용된다. 카이랄제로서는, 광학활성기를 갖고, 네마틱 액정성 모노머 등의 배향을 흐트러트리지 않는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 카이랄제는 액정성을 갖고 있어도 되고 액정성을 갖지 않아도 되지만, 콜레스테릭 액정성을 나타내는 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 카이랄제는 반응성기를 갖는 것, 갖지 않는 것의 어느 것이나 사용할 수 있지만, 경화하여 얻어지는 콜레스테릭 액정 배향 필름의 내열성, 내용제성면에서는 반응성기를 갖는 것이 바람직하다. 반응성기로서는, 예를 들어, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아지드기, 에폭시기 등을 들 수 있다.

또한 디스코틱 액정의 경사배향층으로 이루어지는 광학적 이방성층이 광학보상 위상차상 (광학보상층) 으로서 사용된다. 디스코틱 액정으로서는, 상기 일본 공개특허공보 평8-94836호 등에 기재된 것을 예시할 수 있다.

또, 상기 액정 모노머, 액정 폴리머는, 배향막 상에 전개시킬 수 있다. 배향막으로서는, 종래부터 알려져 있는 각종의 것을 사용할 수 있고, 예를 들어, 투명한 기재 상에 폴리이미드나 폴리비닐알코올 등으로 이루어지는 박막을 형성하여 그것을 러빙하는 방법에 의해 형성한 것, 투명한 필름을 연신처리한 연신필름, 신나메이트 골격이나 아조벤젠 골격을 갖는 폴리머 또는 폴리이미드에 편광자외선을 조사한 것 등을 사용할 수 있다.

상기 도포액은, 예를 들어, 상기 액정 모노머 등을, 적당한 용매에 용해·분산함으로써 조제할 수 있다. 상기 용매로서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 클로로포름, 디클로로메탄, 4염화탄소, 디클로로에탄, 테트라클로로에탄, 염화메틸렌, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌, 클로로벤젠, 오르토디클로로벤젠 등의 할로겐화탄화수소류 ; 페놀, p-클로로페놀, o-클로로페놀, m-크레졸, o-크레졸, p-크레졸 등의 페놀류 ; 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메톡시벤젠, 1,2-디메톡시벤젠 등의 방향족 탄화수소류 ; 아세톤, 메틸에틸케톤 (MEK), 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 시클로펜탄온, 2-피롤리돈, N-메틸-2-피롤리돈 등의 케톤계 용매 ; 아세트산에틸, 아세트산부틸 등의 에스테르계 용매 ; t-부틸알코올, 글리세린, 에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 2-메틸-2,4-펜탄디올과 같은 알코올계 용매 ; 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드와 같은 아미드계 용매, 아세토니트릴, 부티로니트릴과 같은 니트릴계 용매 ; 디에틸에테르, 디부틸에테르, 테트라히드로푸란, 디옥산과 같은 에테르계 용매 ; 또는 2황화탄소, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서도 바람직하게는, 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌, MEK, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 아세트산프로필, 아세트산에틸셀로솔브이다. 이들 용제는, 예를 들어, 1종류이어도 되고, 2종류 이상을 혼합하여 사용해도 된다.

도포액의 수지 성분 농도는 특별히 제한되지 않지만, 통상, 1∼60중량%, 바람직하게는 5∼50중량% 이다. 도포액에는, 도포액에 의해 형성되는 피막층이 적용되는 용도에 따라, 각종 첨가제를 함유시킬 수 있다.

또한, 광학보상층을 형성하는 콜레스테릭층의 구성분자에 관해서는, 예를 들어, 비액정 폴리머이고, 콜레스테릭 구조를 취하여 배향된 액정 모노머를 중합 또는 가교한 폴리머인 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 후술하는 바와 같이, 상기 모노머가 액정성을 나타내기 때문에, 콜레스테릭 구조를 취하여 배향시킬 수 있고, 또한, 추가로 모노머 사이를 중합시키거나 함으로써 상기 배향을 고정할 수 있다. 그리고, 액정 모노머를 사용하지만, 상기 고정에 의해서, 중합된 폴리머는 비액정성으로 된다. 이것 때문에, 형성된 콜레스테릭층은, 콜레스테릭 액정상과 같은 콜레스테릭 구조를 취하지만, 액정분자로 구성되어 있지 않기 때문에, 예를 들어, 액정분자에 특유의, 온도변화에 의한 액정상, 유리상, 결정상으로 변화되는 경우도 없다. 따라서, 그 콜레스테릭 구조가 온도변화에 영향을 받지 않는, 매우 안정성이 우수한 광학필름 (콜레스테릭층) 으로 되어, 예를 들어, 특히 광학보상용 위상차 필름 (광학 보상판) 으로서 유용하다고 할 수 있다.

상기 액정 모노머는, 후술하는 화학식 (1) 로 표시되는 모노머가 바람직하다. 이러한 액정 모노머는, 일반적으로, 네마틱 액정성 모노머인데, 예를 들 어, 상기 카이랄제에 의해서 비틀림이 부여되어, 최종적으로는, 콜레스테릭 구조를 취하게 된다. 또한, 상기 콜레스테릭층에 있어서는, 배향 고정을 위해, 상기 모노머 사이가 중합 또는 가교될 필요가 있기 때문에, 상기 모노머는, 중합성 모노머 및 가교성 모노머의 적어도 일방을 함유하는 것이 바람직하다.

상기 콜레스테릭층은, 추가로, 중합제 및 가교제의 적어도 일방을 함유하는 것이 바람직하고, 예를 들면, 자외선경화제, 광경화제, 열경화제 등의 물질을 사용할 수 있다.

상기 콜레스테릭층에 있어서의 액정 모노머의 비율은, 75∼95중량% 의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80∼90중량% 의 범위이다. 또한, 상기 액정 모노머에 대한 카이랄제의 비율은, 5∼23중량% 의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10∼20중량% 의 범위이다. 또한, 상기 액정 모노머에 대한 가교제 또는 중합제의 비율은, 0.1∼10중량% 의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5∼8중량% 의 범위이고, 특히 바람직하게는 1∼5중량% 의 범위이다.

상기 광학필름 (콜레스테릭층) 의 두께는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 보상용 등의 위상차 필름 (광학 보상판) 으로서 사용하는 경우, 배향의 흐트러짐이나 투과율저하의 방지, 선택반사성, 착색방지, 생산성 등의 점에서, 0.1∼10㎛ 의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5∼8㎛ 의 범위, 특히 바람직하게는 1∼5㎛ 의 범위이다.

본 발명의 광학필름 (콜레스테릭층) 은, 예를 들어, 전술한 바와 같은 콜레스테릭층만으로 형성되어도 되지만, 추가로 기판을 포함하여, 상기 기판 상에 상기 콜레스테릭층이 적층된 적층체이어도 된다.

다음에, 본 발명의 광학필름 (콜레스테릭층) 의 제조방법은, 콜레스테릭층을 포함하여, 상기 층의 구성분자가, 콜레스테릭 구조를 취하여 배향되어 있는 광학필름의 제조방법으로서,

(1) 액정 모노머와, 상기 카이랄제와, 중합제 및 가교제의 적어도 일방을 함유하고, 또한, 상기 액정 모노머에 대한 카이랄제의 비율이 소정의 범위인 도포액을 배향기재 (기재 필름) 상에 전개하여, 전개층 (도막층) 을 형성하는 공정,

(2) 상기 전개층의 표면에, 배향기재의 주행방향을 따라 건조풍을 분사하는 공정,

(3) 상기 액정 모노머가 콜레스테릭 구조를 취한 배향이 되도록, 상기 전개층에 가열처리를 행하는 공정, 및,

(4) 상기 액정 모노머의 배향을 고정하여 비액정 폴리머의 콜레스테릭층을 형성하기 위해서, 상기 전개층에 중합처리 및 가교처리의 적어도 일방의 처리를 실시하는 공정,

을 포함하는 제조방법이다. 이러한 제조방법에 의하면, 소정의 선택반사파장대역의 광학필름을 제조할 수 있다. 요컨대, 이와 같이 액정 모노머와 카이랄제와의 배합비율을 컨트롤함으로써, 상기 선택반사파장대역을 소정의 범위로 제어할 수 있는 것을 알아낸 것이다.

본 발명의 광학필름의 제조방법의 일례에 관해서, 이하에 구체적으로 설명한다. 상기 액정 모노머와, 상기 카이랄제와, 상기 가교제 및 중합제의 적어도 일방을 함유하는 도포액을 준비한다.

상기 액정 모노머로서는, 예를 들어, 네마틱 액정성 모노머가 바람직하고, 구체적으로는, 하기 식 (1) 로 표시되는 모노머를 들 수 있다. 이들 액정 모노머는 1종류이어도 되고, 2종류 이상을 병용해도 된다.

상기 식 (1) 에 있어서, A¹ 및 A² 는, 각각 중합성기를 나타내고, 동일하거나 달라도 된다. 또한, A¹ 및 A² 는 어느 하나 일방이 수소이어도 된다. X 는, 각각 단결합, -O-, -S-, -C=N-, -O-CO-, -CO-O-, -O-CO-O-, -CO-NR-, -NR-CO-, -NR-, -O-CO-NR-, -NR-CO-O-, -CH₂-O- 또는 -NR-CO-NR 을 나타내고, 상기 X 에서 R 은, H 또는 C1∼C4 알킬을 나타내고, M 은 메소겐기를 나타낸다.

상기 식 (1) 에 있어서, X 는 동일하거나 달라도 되지만, 동일한 것이 바람직하다.

상기 식 (1) 의 모노머 중에서도, A² 는, 각각 A¹ 에 대하여 오르토 위치에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 A¹ 및 A² 는, 각각 독립하여 하기식

Z-X-(Sp)n … (2)

로 표시되는 것이 바람직하고, A¹ 및 A² 는 동일 기인 것이 바람직하다.

상기 식 (2) 에 있어서, Z 는 가교성기를 나타내고, X 는 상기 식 (1) 과 동일하고, Sp 는, 1∼30개의 C 원자를 갖는 직쇄(直鎖) 또는 분지쇄(分枝鎖)의 알킬기로 이루어지는 스페이서를 나타내고, n 은 O 또는 1 을 나타낸다. 상기 Sp 에서의 탄소쇄는, 예를 들어, 에테르 관능기 중의 산소, 티오에테르 관능기 중의 황, 비인접 이미노기 또는 C1∼C4 의 알킬이미노기 등에 의해 삽입되어도 된다.

상기 식 (2) 에 있어서, Z 는, 하기식으로 표시되는 원자단의 어느 하나 인 것이 바람직하다. 하기 식에 있어서, R 로서는, 예를 들어, 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸 등을 들 수 있다.

또한, 상기 식 (2) 에 있어서, Sp 는, 하기식으로 표시되는 원자단의 어느 하나인 것이 바람직하고, 하기식에 있어서, m 은 1∼3, p 는 1∼12 인 것이 바람직하다.

상기 식 (1) 에 있어서, M 은, 하기 식 (3) 으로 표시되는 것이 바람직하고, 하기 식 (3) 에 있어서, X 는, 상기 식 (1) 에 있어서의 X 와 동일하다. Q 는, 예를 들어, 치환 또는 미치환의 알킬렌 또는 방향족 탄화수소 원자단을 나타내고, 또한, 예를 들어, 치환 또는 미치환의 직쇄 또는 분지쇄 C1∼C12 알킬렌등이어도 된다.

상기 Q 가, 상기 방향족 탄화수소 원자단의 경우, 예를 들어, 하기 식에 표시되는 원자단이나, 그것들의 치환 유사체가 바람직하다.

상기 식에 표시되는 방향족 탄화수소 원자단의 치환유사체로서는, 예를 들어, 방향족 고리 1개에 관하여 1∼4개의 치환기를 가져도 되고, 또한, 방향족 고리 또는 기 1개에 관하여, 1 또는 2개의 치환기를 가져도 된다. 상기 치환기는, 각각 동일하거나 달라도 된다. 상기 치환기로서는, 예를 들어, C1∼C4 알킬, 니트로, F, C, Br, I 등의 할로겐, 페닐, C1∼C4 알콕시 등을 들 수 있다.

상기 액정 모노머의 구체예로서는, 예를 들어, 하기 식 (4)∼(19) 로 표시되는 모노머를 들 수 있다.

상기 액정 모노머가 액정성을 나타내는 온도범위는, 그 종류에 따라 다르지만, 예를 들면, 40∼120℃ 의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50∼100℃ 의 범위이고, 특히 바람직하게는 60∼90℃ 의 범위이다.

상기 카이랄화제로서는, 전술한 바와 같이, 예를 들어, 상기 액정 모노머에 비틀림을 부여하여 콜레스테릭 구조가 되도록 배향시키는 것이면 특별히 제한되지 않지만, 중합성 카이랄화제인 것이 바람직하고, 전술한 바와 같은 것을 사용할 수 있다. 이들 카이랄제는, 1종류이어도 되고, 2종류 이상을 병용해도 된다.

구체적으로, 상기 중합성 카이랄화제로서는, 예를 들어, 하기 일반식 (20)∼(23) 으로 표시되는 카이랄 화합물을 사용할 수 있다.

상기 각 식에 있어서는, Z 는 상기 식 (2) 와 동일하고, Sp 는, 상기 식 (2) 와 동일하고, X², X³ 및 X⁴ 는, 서로 독립하여, 화학적 단결합, -O-, -S-, -O-CO-, -CO-O-, -O-CO-O-, -CO-NR-, -NR-CO-, -O-CO-NR-, -NR-CO-O-, -NR-CO-NR- 을 나타내고, 상기 R 은, N, C1∼C4 알킬을 나타낸다. 또한, X⁵ 는, 화학적 단결합, -0-, -S-, -0-CO-, -CO-0-, -0-C0-0-, -CO-NR-, -NR-CO-, -O-CO-NR-, -NR-CO-O-, -NR-CO-NR, -CH₂O-, -O-CH₂-, -C=N-, -N=CH- 또는 -N=N- 를 나타낸다. R 은, 상 기 기술한 바와 동일하게 H, C1∼C4 알킬을 나타낸다. M 은, 상기 기술한 바와 같이 동일하게 메소겐기를 나타내고, P¹ 은, 수소, 1∼3개의 C1∼C6 알킬에 의해서 치환된 C1∼C30 알킬기, C1∼C30 아실기 또는 C3∼C8시클로알킬기를 나타내고, n 은 1∼6 의 정수이다. Ch 는 n 가의 카이랄기를 나타낸다. 상기 식 (23) 에 있어서, X³ 및 X⁴ 는, 적어도 그 일방이, -O-CO-O-, -O-CO-NR-, -NR-CO-O- 또는 -NR-CO-NR- 인 것이 바람직하다. 또한, 상기 식 (22) 에 있어서, P¹ 이 알킬기, 아실기 또는 시클로알킬기인 경우, 예를 들어, 그 탄소쇄가, 에테르관능기 내의 산소, 티오에테르관능기 내의 황, 비인접 이미노기 또는 C1∼C4 알킬이미노기에 의해서 삽입되어도 된다.

상기 Ch 의 카이랄기로서는, 예를 들면, 하기 식에 표시되는 원자단을 들 수 있다.

상기 원자단에 있어서, L 은, C1∼C4 알킬, C1∼C4 알콕시, 할로겐, COOR, OCOR, CONHR 또는 NHCOR 이고, 상기 R 은 C1∼C4 알킬을 나타낸다. 또, 상기 식에 나타낸 원자단에 있어서의 말단은, 인접하는 기와의 결합수를 나타낸다.

상기 원자단 중에서도, 특히 바람직하게는 하기 식으로 표시되는 원자단이다.

또한, 상기 (21) 또는 (23) 으로 표시되는 카이랄 화합물은, 예를 들면, n 이 2, Z 가 H₂C=CH- 를 나타내고, Ch 가 하기식으로 표시되는 원자단인 것이 바람직하다.

상기 카이랄 화합물의 구체예로서는, 예를 들어, 하기 식 (24)∼(44) 로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 또, 이들 카이랄 화합물은, 비틀림력이 1×10^-6㎚^-1·(wt%)^-1 이상이다.

상기 기술한 바와 같은 카이랄 화합물 외에도, 예를 들어, RE-A4342280호 및 독일국 특허출원 19520660.6호 및 19520704.1호에 들 수 있는 카이랄 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다.

상기 중합제 및 가교제로서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 이하와 같은 것을 사용할 수 있다. 상기 중합제로서는, 예를 들어, 벤조일퍼옥사이드 (BPO), 아조비스이소부티로니트릴 (AIBN) 등을 사용할 수 있고, 상기 가교제로서는, 예를 들면, 이소시아네이트계 가교제, 에폭시계 가교제, 금속킬레이트 가교제 등을 사용할 수 있다. 이들은 어느 하나 1종류이어도 되고, 2종류 이상을 병용해도 된다.

상기 카이랄제의 첨가비율은, 예를 들어, 원하는 나선 피치, 원하는 선택반사파장대역에 따라 적절히 결정되지만, 상기 액정 모노머에 대한 첨가비율은, 5∼23중량% 의 범위이고, 바람직하게는 10∼20중량% 의 범위이다. 상기 기술한 바와 같이, 액정 모노머와 카이랄제와의 첨가비율을 이와 같이 제어함으로써, 형성되는 광학필름의 선택파장대역을 상기 기술한 범위로 설정할 수 있는 것이다. 액정 모노머에 대한 카이랄제의 비율이 5중량% 보다 작은 경우, 형성되는 광학필름의 선택반사파장대역을 저파장측으로 제어하는 것이 곤란하여 진다. 또한, 상기 비율이 23중량% 보다도 큰 경우에는, 액정 모노머가 콜레스테릭 배향하는 온도범위, 즉 상기 액정 모노머가 액정상이 되는 온도범위가 좁아지기 때문에, 후술하는 배향 공정에서의 온도제어를 엄밀하게 실시하는 것이 필요하게 되어 제조가 곤란해진다.

예를 들어, 동일한 비틀림력의 카이랄제를 사용한 경우, 액정 모노머에 대한 카이랄제의 첨가비율이 많은 쪽이, 형성되는 선택반사파장대역은 저파장측이 된다. 또한, 예를 들어, 액정 모노머에 대한 카이랄제의 첨가비율이 동일한 경우에는, 예를 들어, 카이랄제의 비틀림력이 큰 쪽이, 형성되는 광학필름의 선택반사파장대역은, 저파장측이 된다. 구체예로서, 형성되는 광학필름의 상기 선택반사파장대역을 200∼220㎚ 의 범위에 설정하는 경우에는, 예를 들어, 비틀림력이 5×10^-4㎚^-1·(wt%)^{- 1} 의 카이랄제를, 액정 모노머에 대하여 11∼13중량% 가 되도록 배합하면 되고, 상기 선택반사파장대역을 290∼310㎚ 의 범위로 설정하는 경우에는, 예를 들어, 비틀림력이 5×10^-4㎚^-1·(wt%)^{- 1} 의 카이랄제를, 액정 모노머에 대하여 7∼9중량% 가 되도록 배합하면 된다.

또한, 상기 액정 모노머와 상기 카이랄제의 조합으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 구체적으로는, 상기 식 (10) 의 모노머제와, 상기 식 (38) 의 카이랄제와의 조합, 상기 식 (11)의 모노머제와, 상기 식 (39) 의 카이랄제의 조합 등을 들 수 있다.

또한, 상기 액정 모노머에 대한 가교제 또는 중합제의 첨가비율은, 예를 들어, 0.1∼10중량% 의 범위이고, 바람직하게는 0.5∼8중량% 의 범위, 보다 바람직하게는 1∼5중량% 의 범위이다. 상기 액정 모노머에 대한 가교제 또는 중합제의 비율이, 0.1중량% 이상이면, 예를 들어, 콜레스테릭층의 경화가 충분히 용이해지고, 또한, 10중량% 이하이면, 예를 들어, 상기 액정 모노머가 콜레스테릭 배향하는 온도범위, 즉 상기 액정 모노머가 액정상이 되는 온도가 충분한 범위로 되기 때문에, 후술하는 배향공정에서의 온도제어가 보다 더 용이해진다.

또한, 상기 도포액에는, 예를 들어, 필요에 따라 각종 첨가물을 적절히 배합해도 된다. 상기 첨가물로서는, 예를 들어, 노화방지제, 변성제, 계면활성제, 염료, 안료, 변색방지제, 자외선흡수제 등을 들 수 있다. 이들 첨가제는, 예를 들어, 어느 하나 일종을 첨가해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 구체적으로는, 상기 노화방지제로서는, 예를 들어, 페놀계 화합물, 아민계 화합물, 유기황계 화합물, 포스핀계 화합물 등, 종래 공지의 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 변성제로서는, 예를 들면, 글리콜류, 실리콘류나 알코올류 등, 종래 공지의 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 계면활성제는, 예를 들어, 광학필름의 표면을 평활하게 하기 위해서 첨가된다. 구체적으로는, 예를 들어 실리콘계, 아크릴계, 불소계 등의 계면활성제를 사용할 수 있고, 특히 실리콘계가 바람직하다.

이와 같이 액정 모노머를 사용한 경우, 조제한 도포액은, 예를 들어, 도포·전개 등의 작업성이 우수한 점성을 나타낸다. 상기 도포액의 점도는, 통상, 상기 액정 모노머의 농도나 온도 등에 따라 다르지만, 상기 도포액에 있어서의 모노머 농도가 5∼70중량% 의 범위인 경우, 그 점도는, 예를 들어, 0.2∼20mPa·s 의 범위이고, 바람직하게는 0.5∼15mPa·s 이고, 특히 바람직하게는 1∼10mPa·s 이다. 구체적으로는, 상기 도포액에 있어서의 모노머 농도가, 30중량% 인 경우, 예를 들어, 2∼5mPa·s 의 범위이고, 바람직하게는 3∼4mPa·s 이다. 상기 도포액의 점도가 0.2mPa·s 이상이면, 예를 들어, 도포액을 주행하는 것에 의한 액 흐름의 발생을 보다 더 방지할 수 있고, 또한, 20mPa·s 이하이면, 예를 들어, 표면평활성이 보다 더 뛰어나, 두께 불균일을 더욱 방지할 수 있고, 도포성도 우수하다. 또, 상기 점도로는, 온도 20∼30℃ 에서의 범위를 나타내었지만, 이 온도에 한정되지 않는다.

다음에, 상기 도포액을, 배향기판 상에 도포하여 전개층을 형성한다.

상기 도포액은, 예를 들어, 롤코트법, 스핀 코트법, 와이어바코트법, 딥코트법, 익스트루전법, 커튼코트법, 스프레이코트법 등의 종래 공지된 방법에 의해 유동전개되면 되고, 이 중에서도, 도포 효율면에서 스핀 코트, 익스트루전코트가 바람직하다.

상기 배향기판으로서는, 상기 액정 모노머를 배향할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 각종 플라스틱 필름이나 플라스틱 시트의 표면을, 레이온천 등으로 러빙처리한 것을 사용할 수 있다. 상기 플라스틱으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 트리아세틸셀룰로오스 (TAC), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리(4-메틸펜텐-1) 등의 폴리올레핀, 폴리이미드, 폴리이미드아미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르케톤, 폴리케톤술파이드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리페닐렌술파이드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리알릴레이트, 아크릴 수지, 폴리비닐알코올, 폴리프로필렌, 셀룰로오스계 플라스틱, 에폭시 수지, 페놀 수지 등을 들 수 있다. 또한, 알루미늄, 구리, 철 등의 금속제 기판, 세라믹제 기판, 유리제 기판 등의 표면에, 상기 기술한 바와 같은 플라스틱 필름이나 시트를 배치하거나, 상기 표면에 Si02 사방증착막을 형성한 것 등도 사용할 수 있다. 또한, 상기 기술한 바와 같은 플라스틱 필름이나 시트에, 1축연신 등의 연신처리를 행한 복굴절성을 갖는 연신필름 등을 배향막으로서 적층한 적층체도, 배향기판으로서 사용할 수 있다. 또한, 기판 자체가 복굴절성을 갖는 경우에는, 상기 기술한 바와 같은 러빙처리나, 표면에 복굴절성 필름을 적층하는 것 등이 불필요하기 때문에 바람직하다. 이와 같이 기판 자체에 복굴절성을 부여하는 방법으로서는, 기판의 형성에 있어서, 예를 들어, 연신처리 외에, 캐스팅이나 압출 성형 등을 행하는 방법을 들 수 있다.

계속해서, 상기 전개층에 가열처리를 행함으로써, 액정상태로 상기 액정 모노머를 배향시킨다. 상기 전개층에는, 상기 액정 모노머와 함께 카이랄제가 함유되어 있기 때문에, 액정 상 (액정 상태) 으로 된 액정 모노머가, 상기 카이랄제에 의해서 비틀림이 부여된 상태에서 배향한다. 요컨대, 액정 모노머가 콜레스 테릭 구조 (나선 구조) 를 나타내는 것이다.

상기 가열처리의 온도조건은, 예를 들어, 상기 액정 모노머의 종류, 구체적으로는 상기 액정 모노머가 액정성을 나타내는 온도에 따라 적절히 결정할 수 있지만, 통상, 40∼120℃ 의 범위이고, 바람직하게는 50∼100℃ 의 범위이고, 보다 바람직하게는 60∼90℃ 의 범위이다. 상기 온도가 40℃ 이상이면, 통상, 충분히 액정 모노머를 배향할 수 있고, 상기 온도가 120℃ 이하이면, 예를 들어, 내열성의 면에서 상기 기술한 바와 같은 각종 배향기재의 선택성도 넓다.

다음으로, 상기 액정 모노머가 배향된 상기 전개층에 가교처리 또는 중합처리를 행함으로써, 상기 액정 모노머와 카이랄제를 중합 또는 가교시킨다. 이에 의해서, 액정 모노머는, 콜레스테릭 구조를 취하여 배향된 상태대로, 서로 중합·가교, 또는 카이랄제와 중합·가교하여, 상기 배향상태가 고정된다. 그리고, 형성된 폴리머는, 상기 배향상태의 고정에 의해, 비액정 폴리머로 된다.

상기 중합처리나 가교처리는, 예를 들어, 사용하는 중합제나 가교제의 종류에 따라 적절히 결정할 수 있다. 예를 들면, 광중합제나 광가교제를 사용한 경우에는, 광조사를 행하여, 자외선중합제나 자외선가교제를 사용한 경우에는, 자외선조사를 행하면 된다.

이러한 제조방법에 의해서, 상기 배향기판 상에, 콜레스테릭 구조를 취하여 배향된 비액정성 폴리머로 형성된, 선택반사파장대역 100㎚∼320㎚ 의 광학필름이 얻어진다. 이 광학필름은, 상기 기술한 바와 같이 그 배향이 고정되어 있기 때문에 비액정성이다. 따라서, 온도변화에 의해, 예를 들어, 액정상, 유리상, 결 정상으로 변화하는 일이 없고, 온도에 의한 배향변화가 생기지 않는다. 이 때문에, 온도에 영향을 받는 일이 없는, 고성능의 위상차 필름으로서 사용할 수 있다. 또한, 선택반사파장대역이 상기 범위에 제어되어 있기 때문에, 상기 기술한 바와 같은 광누설 등이 억제된다.

또한, 본 발명의 제조방법은, 비액정성 폴리머로 형성하는 방법에는 제한되지 않고, 상기 기술한 바와 같은 액정 폴리머를 사용해도 된다. 상기 기술한 바와 같이, 상기 네마틱 액정성 모노머, 액정성 폴리머에는, 액정상태에 있어서 콜레스테릭 상을 띠도록, 콜레스테릭 액정성 모노머나 카이랄제를 배합할 수 있고, 또한 콜레스테릭 액정성 폴리머에 관해서도, 액정 폴리머가 콜레스테릭 구조를 취하여 배향되어 있는 것에 의해, 비액정성 폴리머로 형성하는 방법과, 동일한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

또, 액정 모노머를 사용하면, 상기 선택반사파장대역을 보다 더 제어하기 쉬울 뿐만 아니라, 상기 기술한 바와 같이 도포액의 점도 등의 설정도 용이하기 때문에, 박층의 형성이 한층 용이해지고, 취급성도 매우 우수하다. 또한, 형성된 콜레스테릭층도, 그 표면이 평탄성이 우수한 것으로 된다. 이 때문에, 더한층 우수한 품질이고, 또한, 박형화의 광학필름을 형성할 수 있다고 할 수 있다.

또한, 상기 광학필름은, 예를 들어, 상기 배향기판으로부터 박리하여, 그대로 상기 기술한 바와 같은 보상용 등의 위상차 필름 (광학 보상판) 으로서 사용해도 되고, 상기 배향기판에 적층된 상태로, 위상차판으로서 사용할 수도 있다.

상기 광학필름과 상기 배향기판과의 적층체로서 사용할 때는, 상기 배향 기 판은, 투광성의 플라스틱 필름인 것이 바람직하다. 상기 플라스틱 필름으로서는, 예를 들어, TAC 등의 셀룰로오스계, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리(4-메틸펜텐-1) 등의 폴리올레핀, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리케톤술파이드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리페닐렌술파이드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리알릴레이트, 아크릴수지, 폴리비닐알코올, 폴리프로필렌, 셀룰로오스계 플라스틱, 에폭시수지, 페놀 수지, 폴리노르보르넨, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 액정 폴리머 등으로 형성되는 필름을 들 수 있다. 이들 필름은, 광학적으로 등방성이거나, 이방성이어도 상관없다. 이들 플라스틱 필름 중에서도, 내용제성이나 내열성의 관점에서, 예를 들어, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트로 형성된 각 필름이 바람직하다.

상기 기술한 바와 같은 투광성 배향기판은, 예를 들어, 단층이어도 되지만, 예를 들어, 강도, 내열성, 폴리머나 액정 모노머의 밀착성을 향상시키는 점에서, 이종 폴리머를 적층한 적층체이어도 된다.

또한, 복굴절에 의한 위상차를 발생시키지 않는 것이어도 되고, 예를 들어, 편광분리층에서 반사된 광의 편광상태의 해소를 목적으로 하여, 복굴절에 의한 위상차를 발생시키는 것이어도 된다. 이러한 편광상태의 해소는, 광이용효율의 향상이나, 광원광과의 동일화에 의해, 시각에 의한 색상변화의 억제에 유효하다. 상기 복굴절에 의한 위상차를 발생시키는 투명기판으로서는, 예를 들어, 각종 폴리 머제의 연신필름 등을 사용할 수 있고, 두께 방향의 굴절률을 제어한 것이어도 된다. 상기 제어는, 예를 들어, 폴리머 필름을 열수축필름과 접착하여, 가열연신하는 것 등에 의해서 실행할 수 있다.

또한, 상기 광학필름을 상기 배향기판 (이하, 「제 1 기판」이라고 한다) 으로부터 다른 기판 (이하,「제 2 기판」 이라고 한다) 에 전사하여, 상기 제 2 기판에 상기 광학필름을 적층한 상태에서, 예를 들어, 위상차판으로서 사용할 수도 있다. 구체적으로는, 상기 제 2 기판의 적어도 일방의 표면에 접착제층 또는 점착제층 (이하,「접착제층 등」이라고 한다) 을 적층하고, 이 접착제층 등을, 상기 제 1 기판 상의 광학필름과 접착하고 나서, 상기 제 1 기판을 상기 광학필름으로부터 박리하면 된다.

이 경우, 상기 도포액을 전개하는 배향기판으로서는, 예를 들어, 그 투광성이나 두께 등에는 제한되지 않고, 내열성이나 강도면에서 선택하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제 2 기판은, 예를 들어, 내열성 등에 관해서는 제한되지 않는다. 예를 들면, 투광성 기판이나, 투광성 보호필름 등이 바람직하고, 구체적으로는, 투명한 유리나 플라스틱 필름 등을 들 수 있다.

또한, 상기 제 2 기판은, 예를 들어, 광학적으로 등방성인 것이 바람직하지만, 상기 광학필름의 용도에 따라, 광학적 이방성이어도 된다. 이러한 광학적 이방성을 갖는 제 2 기판으로서는, 예를 들면, 상기 플라스틱 필름에 연신처리 등을 행한 위상차 필름이나, 광산란성을 갖는 광산란필름, 회절능을 갖는 회절필름, 편광필름 등이어도 된다.

또, 상기 콜레스테릭층과 상기 각종 투광성 기판 등과의 적층체로 하는 경우, 상기 콜레스테릭층은, 상기 투광성 기판의 양면에 적층해도 되고, 그 적층 수도, 1층이어도 되고, 1층 이상이어도 된다.

본 발명의 광학필름은, 또한, 그 표면에 점착층이나 접착층이 적층되어도 된다. 이와 같이 점착층 등을 적층함으로써, 예를 들면, 편광판 등의 다른 광학층이나, 액정셀 등의 부재와의 적층이 용이해져, 광학필름의 박리를 방지할 수 있다.

다음에, 본 발명의 광학 소자가 하드 코트 필름인 경우에 관해서 설명한다. 이 경우, 하드 코트 필름은, 광학 기능층으로서의 하드 코트층과, 투명 기재 필름 (기재 필름 (1)) 을 갖는 구성으로 할 수 있다. 하드 코트 필름의 투명 기재 필름측에는, 예를 들어 편광자, 위상차층 또는 광학보상층 등의 광학층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 하드 코트층 대신에 반사방지층을 적용하는 것도 가능하다.

편광자는, 특별히 제한되지 않고, 각종의 것을 사용할 수 있다. 편광자로서는, 예를 들어, 폴리비닐알코올계 필름, 부분포르말화 폴리비닐알코올계 필름, 에틸렌·아세트산비닐 공중합체계 부분비누화 필름 등의 친수성, 고분자필름에, 요오드나 2색성 염료 등의 2색성 물질을 흡착시켜 1축연신한 것, 폴리비닐알코올의 탈수처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산처리물 등 폴리엔계 배향필름 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 폴리비닐알코올계 필름과 요오드 등의 2색성 물질로 이루어 지는 편광자가 바람직하다. 이들 편광자의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 일반적으로, 5∼80㎛ 정도이다.

폴리비닐알코올계 필름을 요오드로 염색하여 1축연신한 편광자는, 예를 들어, 폴리비닐알코올을 요오드의 수용액에 침지함으로써 염색하여, 원래 길이의 3∼7배로 연신함으로써 제작할 수 있다. 필요에 따라 붕산이나 요오드화칼륨 등의 수용액에 침지할 수도 있다. 또한 필요에 따라 염색 전에 폴리비닐알코올계 필름을 물에 침지하여 수세해도 된다. 폴리비닐알코올계 필름을 수세함으로써 폴리비닐알코올계 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있는 것 외에, 폴리비닐알코올계 필름을 팽윤시킴으로써 염색의 얼룩 등의 불균일을 방지하는 효과도 있다. 연신은 요오드로 염색한 후에 실행해도 되고, 염색하면서 연신해도 되고, 또한 연신하고 나서 요오드로 염색해도 된다. 붕산이나 요오드화칼륨 등의 수용액 중이나 수욕 중에서도 연신할 수 있다.

상기 편광자는, 통상, 편측 또는 양측에 투명 보호 필름이 형성되어 편광판으로서 사용된다. 투명 보호 필름은 투명성, 기계적강도, 열안정성, 수분차단성, 등방성 등이 우수한 것이 바람직하다. 투명 보호 필름으로서는 상기 예시한 투명 기재 필름과 동일한 재료의 것이 사용된다. 상기 투명 보호 필름은, 표리에서 동일한 폴리머 재료로 이루어지는 투명 보호 필름을 사용해도 되고, 다른 폴리머 재료 등으로 이루어지는 투명 보호 필름을 사용해도 된다. 투명성이나 기계적강도, 열안정성이나 수분차단성 등이 우수한 것이 바람직하게 사용된다. 또 투명 보호 필름은, 위상차 등의 광학적 이방성이 적을수록 바람직한 경우가 많 다. 상기 투명 보호 필름을 형성하는 폴리머로서는 트리아세틸셀룰로오스가 최적이다. 상기 하드 코트 필름을, 편광자 (편광판) 의 편측 또는 양측에 형성하는 경우, 하드 코트 필름의 투명 기재 필름은, 편광자의 투명 보호 필름을 겸할 수 있다. 투명 보호 필름의 두께는, 특별히 제한되지 않지만 10∼300㎛ 정도가 일반적이다.

하드 코트 필름에 편광판을 적층한 반사 방지 편광판은, 하드 코트 필름에 투명 보호 필름, 편광자, 투명 보호 필름을 순차로 적층한 것이어도 되고, 하드 코트 필름에 편광자, 투명 보호 필름을 순차로 적층한 것이어도 된다.

기타, 투명 보호 필름의 편광자를 접착시키지 않은 면은, 하드 코트층이나 스티킹 방지나 목적으로 한 처리를 행한 것이어도 된다. 하드 코트 처리는 편광판 표면의 손상 방지 등을 목적으로 실행되는 것으로, 예를 들어 아크릴계, 실리콘계 등의 적당한 자외선 경화형 수지에 의한 경도나 미끄럼 특성 등이 우수한 경화 피막을 투명 보호 필름의 표면에 부가하는 방식 등으로 형성할 수 있다. 또한, 스티킹 방지 처리는 인접층과의 밀착방지를 목적으로 실시된다. 또, 상기 하드 코트층, 스티킹 방지층 등은, 투명 보호 필름 그 자체에 형성할 수 있는 것 외에, 별도 광학층으로서 투명 보호 필름과는 별체의 것으로서 형성할 수도 있다.

또한 편광판의 층간으로, 예를 들어 하드 코트층, 플라이머층, 접착제층, 점착제층, 대전방지층, 도전층, 가스배리어층, 수증기차단층, 수분차단층 등을 삽입, 또는 편광판 표면에 적층해도 된다. 또, 편광판의 각 층을 제작하는 단계에서는, 예를 들어, 도전성입자 또는 대전방지제, 각종 미립자, 가소제 등을 각 층의 형성재료에 첨가, 혼합하거나 함으로써 필요에 따라 개량해도 된다.

광학 소자로서는, 실용에 있어서, 상기 편광판에 다른 광학 소자 (광학층) 를 적층한 광학필름을 사용할 수 있다. 그 광학층에 관해서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 반사판이나 반투과판, 위상차판 (1/2 이나 1/4 등의 파장판을 포함한다), 시각 보상 필름 등의 액정 표시 장치 등의 형성에 사용되는 일이 있는 것을 1층 또는 2층 이상을 사용할 수 있다. 특히, 편광판에 추가로 반사판 또는 반투과 반사판이 적층되어 이루어지는 반사형 편광판 또는 반투과형 편광판, 편광판에 추가로 위상차판이 적층되어 이루어지는 타원편광판 또는 원편광판, 편광판에 추가로 시각 보상 필름이 적층되어 이루어지는 광시야각 편광판, 또는 편광판에 추가로 휘도 향상 필름이 적층되어 이루어지는 편광판이 바람직하다. 타원편광판, 광학보상 부착 편광판 등에서는 편광판측에 하드 코트 필름이 부여된다.

또한 필요에 따라, 내찰상성, 내구성, 내후성, 내습열성, 내열성, 내습성, 투습성, 대전방지성, 도전성, 층간 밀착성 향상, 기계적강도 향상 등의 각종 특성, 기능 등을 부여하기 위한 처리, 또는 기능층의 삽입, 적층 등을 실행할 수도 있다.

반사형 편광판은, 편광판에 반사층을 형성한 것으로, 시인측 (표시측) 으로부터의 입사광을 반사시켜 표시하는 타입의 액정 표시 장치 등을 형성하기 위한 것으로, 백라이트 등의 광원의 내장을 생략할 수 있어 액정 표시 장치의 박형화를 꾀하기 쉬운 등의 이점을 갖는다. 반사형 편광판의 형성은, 필요에 따라, 상기 투명 보호 필름 등을 통해 편광판의 한 면에 금속 등으로 이루어지는 반사층을 부설하는 방식 등의 적절한 방식으로 실행할 수 있다.

반사형 편광판의 구체예로서는, 필요에 따라 매트 처리한 투명 보호 필름의 한 면에, 알루미늄 등의 반사성 금속으로 이루어지는 박이나 증착막을 부설하여 반사층을 형성한 것 등을 들 수 있다.

반사판은 상기 편광판의 투명 보호 필름에 직접 부여하는 방식 대신에, 그 투명필름에 준하는 적절한 필름에 반사층을 형성하여 이루어지는 반사 시트 등으로 사용할 수도 있다. 또 반사층은, 통상, 금속으로 이루어지기 때문에, 그 반사면이 투명 보호 필름이나 편광판 등으로 피복된 상태의 사용형태가, 산화에의한 반사율의 저하방지, 나아가서는 초기반사율의 장기지속면이나, 보호층의 별도 부설을 회피할 수 있는 점 등에서 바람직하다.

또, 반투과형 편광판은, 상기에 있어서 반사층에서 광을 반사하고, 또한 투과하는 하프 미러 등의 반투과형의 반사층으로 함으로써 얻을 수 있다. 반투과형 편광판은, 통상 액정셀의 이측에 형성되고, 액정 표시 장치 등을 비교적 밝은 분위기에서 사용하는 경우에는, 시인측 (표시측) 으로부터의 입사광을 반사시켜 화상을 표시하여, 비교적 어두운 분위기에 있어서는, 반투과형 편광판의 백사이드에 내장되어 있는 백라이트 등의 내장 광원을 사용하여 화상을 표시하는 타입의 액정 표시 장치 등을 형성할 수 있다. 즉, 반투과형 편광판은, 밝은 분위기 하에서는, 백라이트 등의 광원사용의 에너지를 절약할 수 있고, 비교적 어두운 분위기 하에서도 내장 광원을 이용하여 사용할 수 있는 타입의 액정 표시 장치 등의 형성에 유용하다.

편광판에 추가로 위상차판이 적층되어 이루어지는 타원편광판 또는 원편광판 에 대해 설명한다. 직선편광을 타원편광 또는 원편광으로 바꾸거나, 타원편광 또는 원편광을 직선편광으로 바꾸거나, 또는 직선편광의 편광방향을 바꾸는 경우에, 위상차판 등이 사용된다. 특히, 직선편광을 원편광으로 바꾸거나, 원편광을 직선편광으로 바꾸는 위상차판으로서는, 이른바 1/4 파장판 (λ/4판이라고도 한다) 이 사용된다. 1/2 파장판 (λ/2판이라고도 한다) 은, 통상, 직선편광의 편광방향을 바꾸는 경우에 사용된다.

타원편광판은 슈퍼 트위스트 네마틱 (STN) 형 액정 표시 장치의 액정층의 복굴절에 의해 생긴 착색 (파랑 또는 황색) 을 보상 (방지) 하여, 상기 착색이 없는 흑백표시하는 경우 등에 유효하게 사용된다. 또한, 3차원의 굴절률을 제어한 것은, 액정 표시 장치의 화면을 경사 방향에서 보았을 때에 생기는 착색도 보상 (방지) 할 수 있어 바람직하다. 원편광판은, 예를 들면 화상이 컬러표시가 되는 반사형 액정 표시 장치의 화상의 색조를 조절하는 경우 등에 유효하게 사용되고, 또한, 반사방지의 기능도 갖는다. 상기한 위상차판의 구체예 로서는, 폴리카보네이트, 폴리비닐알코올, 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리프로필렌이나 그 밖의 폴리올레핀, 폴리알릴레이트, 폴리아미드와 같은 적당한 폴리머로 이루어지는 필름을 연신처리하여 이루어지는 복굴절성 필름이나 액정 폴리머의 배향 필름, 액정 폴리머의 배향층을 필름으로 지지한 것 등을 들 수 있다. 위상차판은, 예를 들면 각종 파장판이나 액정층의 복굴절에 의한 착색이나 시각 등의 보상을 목적으로 한 것 등의 사용목적에 따른 적당한 위상차를 갖는 것이어도 되고, 2종 이상의 위상차판을 적층하여 위상차 등의 광학특성을 제어한 것 등이어도 된다.

또한, 상기의 타원 편광판이나 반사형 타원편광판은, 편광판 또는 반사형 편광판과 위상차판을 적당한 조합으로 적층한 것이다. 이러한 타원편광판 등은, (반사형) 편광판과 위상차판의 조합이 되도록 그것들을 액정 표시 장치의 제조과정에서 순차 별개로 적층함으로써도 형성할 수 있지만, 상기와 같이 미리 타원 편광판 등의 광학필름으로 한 것은, 품질의 안정성이나 적층작업성 등이 우수하여 액정 표시 장치 등의 제조효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

시각 보상 필름은, 액정 표시 장치의 화면을, 화면에 수직이 아니고 약간 기울어진 방향에서 본 경우라도, 화상이 비교적 선명히 보이도록 시야각을 확대하기 위한 필름이다. 이러한 시각 보상 필름으로서는, 예를 들어 위상차 필름, 액정 폴리머 등의 배향 필름이나 투명 기재 상에 액정 폴리머 등의 배향층을 지지한 것 등으로 이루어진다. 통상의 위상차판은, 그 면방향으로 1축으로 연신된 복굴절을 갖는 폴리머 필름이 사용되는 것에 대하여, 시각 보상 필름으로서 사용되는 위상차판에는, 면방향으로 2축으로 연신된 복굴절을 갖는 폴리머필름이나, 면방향으로 1축으로 연신되어 두께 방향으로도 연신된 두께 방향의 굴절률을 제어한 복굴절을 갖는 폴리머나 경사 배향 필름같은 2방향 연신필름 등이 사용된다. 경사 배향 필름으로서는, 예를 들어 폴리머필름에 열수축 필름을 접착하여 가열에 의한 그 수축력의 작용 하에 폴리머 필름을 연신 처리 또는/및 수축처리한 것이나, 액정 폴리머를 경사 배향시킨 것 등을 들 수 있다. 위상차판의 소재 원료 폴리머는, 이전의 위상차판에서 설명한 폴리머와 동일한 것이 사용되고, 액정셀에 의한 위상차에 근거하는 시인각의 변화에 의한 착색 등의 방지나 양호한 시인의 시야각의 확 대 등을 목적으로 한 적절한 것을 사용할 수 있다.

또한 양호한 시인의 넓은 시야각을 달성하는 점 등으로부터, 액정 폴리머의 배향층, 특히 디스코틱 액정 폴리머의 경사배향층으로 이루어지는 광학적 이방성층을 트리아세틸셀룰로오스필름으로 지지한 광학 보상 위상차판을 바람직하게 사용할 수 있다.

편광판과 휘도 향상 필름을 부착한 편광판은, 통상 액정셀의 이측 사이드에 형성되어 사용된다. 휘도 향상 필름은, 액정 표시 장치 등의 백라이트나 이측으로부터의 반사 등에 의해 자연광이 입사되면 소정 편광축의 직선편광 또는 소정 방향의 원편광을 반사하고, 다른 광은 투과하는 특성을 나타내는 것으로, 휘도 향상 필름을 편광판과 적층한 편광판은, 백라이트 등의 광원으로부터의 광을 입사시켜 소정 편광상태의 투과광을 얻음과 함께, 상기 소정 편광상태이외의 광은 투과하지 않고 반사된다. 이 휘도 향상 필름면에서 반사한 광을 다시 그 이측에 형성된 반사층 등을 통해 반전시켜 휘도 향상 필름에 재입사시키고, 그 일부 또는 전부를 소정 편광상태의 광으로서 투과시켜 휘도 향상 필름을 투과하는 광의 증량을 꾀함과 함께, 편광자에 흡수시키기 어려운 편광을 공급하여 액정 표시 화상 표시 등에 이용할 수 있는 광량의 증대를 꾀함으로써 휘도를 향상시킬 수 있는 것이다. 즉, 휘도 향상 필름을 사용하지 않고, 백라이트 등으로 액정셀의 이측으로부터 편광자를 통해서 광을 입사한 경우에는, 편광자의 편광축에 일치하고 있지 않은 편광방향을 갖는 광은, 대부분 편광자에 흡수되어 버려, 편광자를 투과하여 오지 않는다. 즉, 사용한 편광자의 특성에 따라서도 다르지만, 약 50% 의 광이 편광자에 흡수되어 버리고, 그 만큼, 액정 화상 표시 등에 이용할 수 있는 광량이 감소되어, 화상이 어두워진다. 휘도 향상 필름은, 편광자에 흡수되는 것 같은 편광방향을 갖는 광을 편광자에 입사시키지 않고 휘도 향상 필름에서 일단 반사시켜, 다시 그 이측에 형성된 반사층등을 통해 반전시켜 휘도 향상 필름에 재입사시키는 것을 반복하여, 이 양자 사이에서 반사, 반전하고 있는 광의 편광방향이 편광자를 통과할 수 있는 편광방향으로 된 편광만을, 휘도 향상 필름은 투과시켜 편광자에 공급하기 때문에, 백라이트 등의 광을 효율적으로 액정 표시 장치의 화상의 표시에 사용할 수 있어, 화면을 밝게 할 수 있다.

휘도 향상 필름과 상기 반사층 등의 사이에 확산판을 형성할 수도 있다. 휘도 향상 필름에 의해서 반사된 편광상태의 광은 상기 반사층 등을 향하지만, 설치된 확산판은 통과하는 광을 균일하게 확산함과 동시에 편광상태를 해소하여, 비편광상태로 된다. 즉, 확산판은 편광을 원래의 자연광 상태로 되돌린다. 이 비편광상태, 즉 자연광상태의 광이 반사층 등을 향하여, 반사층 등을 통해 반사하고, 다시 확산판을 통과하여 휘도 향상 필름에 재입사하는 것을 반복한다. 이와 같이 휘도 향상 필름과 상기 반사층 등의 사이에, 편광을 원래의 자연광상태로 되돌리는 확산판을 형성함으로써 표시화면의 밝기를 유지하면서, 동시에 표시화면의 밝기의 불균일를 적게 하여, 균일하고 밝은 화면을 제공할 수 있다. 이러한 확산판을 형성함으로써, 첫회의 입사광은 반사의 반복 회수가 알맞게 증가하고, 확산판의 확산기능과 조화를 이루어 균일한 밝은 표시화면을 제공할 수 있는 것으로 생각된다.

상기의 휘도 향상 필름으로서는, 예를 들어 유전체의 다층박막이나 굴절률이방성이 상이한 박막필름의 다층적층체와 같은, 소정 편광축의 직선편광을 투과하고 다른 광은 반사하는 특성을 나타내는 것, 콜레스테릭 액정 폴리머의 배향필름이나 그 배향액정층을 필름기재 상에 지지한 것과 같은, 좌회전 또는 우회전의 어느 하나 일방의 원편광을 반사하고 다른 광은 투과하는 특성을 나타내는 것 등의 적절한 것을 사용할 수 있다.

따라서, 상기한 소정 편광축의 직선편광을 투과시키는 타입의 휘도향상필름에서는, 그 투과광을 그대로 편광판에 편광축을 일치시켜 입사시킴으로써, 편광판에 의한 흡수 로스를 억제하면서 효율적으로 투과시킬 수 있다. 또한, 콜레스테릭 액정층과 같은 원편광을 투과하는 타입의 휘도향상필름에서는, 그대로 편광자에 입사시킬 수도 있지만, 흡수 로스를 억제하는 점에서 그 원편광을, 위상차판을 통해 직선편광화하여 편광판에 입사시키는 것이 바람직하다. 또, 그 위상차판으로서 1/4 파장판을 사용함으로써, 원편광을 직선편광으로 변환할 수 있다.

가시광역 등이 넓은 파장범위에서 1/4 파장판으로서 기능하는 위상차판은, 예를 들어 파장 550㎚ 의 담색광에 대하여 1/4 파장판으로서 기능하는 위상차층과 다른 위상차 특성을 나타내는 위상차층, 예를 들어 1/2 파장판으로서 기능하는 위상차층을 중첩하는 방식 등에 의해 얻을 수 있다. 따라서, 편광판과 휘도 향상 필름의 사이에 배치하는 위상차판은, 1층 또는 2층 이상의 위상차층으로 이루어지는 것이어도 된다.

또, 콜레스테릭 액정층에 관해서도, 반사파장이 상이한 것의 조합으로 하여 2층 또는 3층 이상 중첩한 배치구조로 함으로써, 가시광영역 등이 넓은 파장범위에서 원편광을 반사하는 것을 얻을 수 있고, 그것에 근거하여 넓은 파장범위의 투과원편광을 얻을 수 있다.

또, 편광판은, 상기 편광분리형 편광판과 같이, 편광판과 2층 또는 3층 이상의 광학층을 적층한 것으로 이루어지고 있어도 된다. 따라서, 상기 반사형 편광판이나 반투과형 편광판과 위상차판을 조합한 반사형 타원편광판이나 반투과형 타원편광판 등이어도 된다.

상기 광학 소자로의 하드 코트 필름의 적층은, 액정 표시 장치 등의 제조과정에서 순차적으로 별개로 적층하는 방식으로도 실행할 수 있지만, 이들을 미리 적층한 것은, 품질의 안정성이나 조립작업 등이 우수하여 액정 표시 장치 등의 제조공정을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 적층에는 점착층 등의 적당한 접착수단을 사용할 수 있다. 상기 편광판이나 그 밖의 광학필름의 접착시에, 그것들의 광학축은 목적으로 하는 위상차 특성 등에 따라 적당한 배치각도로 할 수 있다.

상기 기술한 편광판이나 광학 소자의 적어도 한 면에는, 상기 하드 코트 필름이 형성되어 있지만, 하드 코트 필름이 형성되어 있지 않은 면에는, 액정셀 등의 다른 부재와 접착하기 위한 점착층을 형성할 수도 있다. 점착층을 형성하는 점착제는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 아크릴계 중합체, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리에테르, 불소계나 고무계 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 것을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 특히, 아크릴계 점착제와 같이 광학적 투명성이 우수하여, 적절한 습윤성과 응집성과 접착성의 점착 특성을 나 타내고, 내후성이나 내열성 등이 우수한 것을 바람직하게 사용할 수 있다.

또한 상기에 더하여, 흡습에 의한 발포현상이나 박리현상의 방지, 열팽창차 등에 의한 광학특성의 저하나 액정셀의 휨 방지, 나아가서는 고품질로 내구성이 우수한 액정 표시 장치의 형성성 등의 점에서, 흡습율이 낮고 내열성이 우수한 점착층이 바람직하다.

점착층은, 예를 들면 천연물이나 합성물의 수지류, 특히, 점착성 부여 수지나, 유리섬유, 유리비드, 금속가루, 그 밖의 무기분말 등으로 이루어지는 충전제나 안료, 착색제, 산화방지제 등의 점착층에 첨가되는 것의 첨가제를 함유하고 있어도 된다. 또 미립자를 함유하여 광확산성을 나타내는 점착층 등이어도 된다.

편광판, 광학 소자로의 점착층의 부설은, 적당한 방식으로 실시할 수 있다. 그 예로서는, 예를 들어 톨루엔이나 아세트산에틸 등의 적당한 용제의 단독물 또는 혼합물로 이루어지는 용매에 베이스 폴리머 또는 그 조성물을 용해 또는 분산시킨 10∼40중량% 정도의 점착제 용액을 조제하여, 그것을 유연방식이나 도포방식 등의 적당한 전개방식으로 광학 소자 상에 직접 부설하는 방식, 또는 상기에 준하여 세퍼레이터 상에 점착층을 형성하여 그것을 광학 소자 상에 옮겨 부착하는 방식 등을 들 수 있다. 점착층은, 각 층에서 다른 조성 또는 종류 등인 것의 중첩층으로서 형성할 수도 있다. 점착층의 두께는, 사용목적이나 접착력 등에 따라 적절히 결정할 수 있고, 일반적으로는 1∼500㎛ 이고, 5∼200㎛ 이 바람직하고, 특히 10∼100㎛ 이 바람직하다.

점착층의 노출면에 대하여는, 실용에 제공하기 까지의 사이, 그 오염방지등 을 목적으로 세퍼레이터가 임시로 부착되어 커버된다. 이에 의해, 통례의 취급상태에서 점착층에 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 세퍼레이터로서는, 상기 두께 조건을 제외하고, 예를 들어 플라스틱 필름, 고무시트, 종이, 천, 부직포, 네트, 발포시트나 금속박, 이들의 라미네이트체 등의 적당한 박엽체를, 필요에 따라 실리콘계나 장쇄 알킬계, 불소계나 황화몰리브덴 등의 적당한 박리제로 코트처리한 것 등의, 종래에 준한 적절한 것을 사용할 수 있다.

또 본 발명에 있어서, 상기한 광학 소자를 형성하는 편광자나 투명보호필름이나 광학층 등, 또한 점착층 등의 각 층에는, 예를 들어 살리실산에스테르계 화합물이나 벤조페놀계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물이나 시아노아크릴레이트계 화합물, 니켈 착염계 화합물 등의 자외선흡수제로 처리하는 방식 등의 방식에 의해 자외선흡수능을 갖게 한 것 등이어도 된다.

본 발명의 광학 소자는 액정 표시 장치 등의 각종 장치의 형성 등에 바람직하게 사용할 수 있다. 액정 표시 장치의 형성은, 종래에 준하여 실시할 수 있다. 즉 액정 표시 장치는 일반적으로, 액정셀과 광학 소자, 및 필요에 따른 조명시스템 등의 구성 부품을 적절히 조립하여 구동회로를 내장하는 것 등에 의해 형성되지만, 본 발명에 있어서는 본 발명에 의한 광학 소자를 사용하는 점을 제외하고 특별히 한정되지 않고, 종래에 준할 수 있다. 액정셀에 관해서도, 예를 들어 TN 형이나 STN형, π 형 등의 임의인 타입의 것을 사용할 수 있다.

액정셀의 편측 또는 양측에 상기 광학 소자를 배치한 액정 표시 장치나, 조명시스템에 백라이트 또는 반사판을 사용한 것 등의 적당한 액정 표시 장치를 형성 할 수 있다. 그 경우, 본 발명에 의한 광학 소자는 액정셀의 편측 또는 양측에 설치할 수 있다. 양측에 광학 소자를 형성하는 경우, 그것들은 동일한 것이어도 되고, 다른 것이어도 된다. 또한, 액정 표시 장치의 형성에 있어서는, 예를 들어 확산판, 안티글레어층, 반사방지막, 보호판, 프리즘어레이, 렌즈어레이시트, 광확산판, 백라이트 등의 적당한 부품을 적당한 위치에 1층 또는 2층 이상 배치할 수 있다.

이어서 유기 일렉트로 루미네센스 장치 (유기 EL 표시 장치) 에 관해서 설명한다. 일반적으로, 유기 EL 표시 장치는, 투명기판 상에 투명전극과 유기발광층과 금속전극을 순차로 적층하여 발광체 (유기 일렉트로 루미네센스 발광체) 를 형성하고 있다. 여기서, 유기발광층은, 여러 가지의 유기박막의 적층체로서, 예를 들어 트리페닐아민유도체 등으로 이루어지는 정공주입층과, 안트라센 등의 형광성의 유기고체로 이루어지는 발광층과의 적층체나, 또는 이러한 발광층과 페릴렌 유도체 등으로 이루어지는 전자주입층의 적층체나, 또는 이들의 정공주입층, 발광층, 및 전자주입층의 적층체 등, 여러 가지가 조합을 가진 구성이 알려져 있다.

유기 EL 표시 장치는, 투명전극과 금속전극에 전압을 인가함으로써, 유기발광층에 정공과 전자가 주입되고, 이들 정공과 전자와의 재결합에 의해서 생기는 에너지가 형광물자를 여기하고, 여기된 형광물질이 기저상태로 되돌아갈 때에 광을 방사하는 원리로 발광한다. 도중의 재결합이라는 메카니즘은, 일반적인 다이오드와 동일하고, 이점으로부터도 예상할 수 있는 바와 같이, 전류와 발광강도는 인가전압에 대하여 정류성을 수반하는 강한 비선형성을 나타낸다.

유기 EL 표시 장치에 있어서는, 유기발광층에서의 발광을 취출하기 위해, 적어도 일방의 전극이 투명이어야 되고, 통상 산화인듐주석 (ITO) 등의 투명 도전체로 형성한 투명전극을 양극으로 사용하고 있다. 또한, 전자주입을 쉽게 하여 발광효율을 올리기 위해서는, 음극에 일함수가 작은 물질을 사용하는 것이 중요하고, 통상 Mg-Ag, Al-Li 등의 금속전극을 사용하고 있다.

이러한 구성의 유기 EL 표시 장치에 있어서, 유기발광층은, 두께 10㎚ 정도로 매우 얇은 막으로 형성되어 있다. 이 때문에, 유기발광층도 투명전극과 동일하게, 광을 거의 완전히 투과한다. 그 결과, 비발광시에 투명기판의 표면으로부터 입사되어, 투명전극과 유기발광층을 투과하여 금속전극에서 반사된 광이, 다시 투명기판의 표면측으로 나가기 때문에, 외부에서 시인하였을 때, 유기 EL 표시 장치의 표시면이 경면과 같이 보인다.

전압의 인가에 의해서 발광하는 유기발광층의 표면측에 투명전극을 구비함과 함께, 유기발광층의 이면측에 금속전극을 구비하여 이루어지는 유기 일렉트로 루미네센스 발광체를 포함하는 유기 EL 표시 장치에 있어서, 투명전극의 표면측에 편광판을 형성함과 함께, 이들 투명전극과 편광판 사이에 위상차판을 형성할 수 있다.

위상차판 및 편광판은, 외부로부터 입사되어 금속전극에서 반사되어 온 광을 편광하는 작용을 갖기 때문에, 그 편광작용에 의해서 금속전극의 경면을 외부에서 시인시키지 않는다는 효과가 있다. 특히, 위상차판을 1/4 파장판으로 구성하고, 또한 편광판과 위상차판과의 편광방향이 이루는 각을 π/4 로 조정하면, 금속전극의 경면을 완전히 차폐할 수 있다.

즉, 이 유기 EL 표시 장치에 입사되는 외부광은, 편광판에 의해 직선편광성분만이 투과한다. 이 직선편광은 위상차판에 의해 일반적으로 타원편광으로 되지만, 특히 위상차판이 1/4 파장판이고 게다가 편광판과 위상차판과의 편광방향이 이루는 각이 π/4 일 때에는 원편광으로 된다.

이 원편광은, 투명기판, 투명전극, 유기박막을 투과하여, 금속전극에서 반사하여, 다시 유기박막, 투명전극, 투명기판을 투과하여, 위상차판에 다시 직선편광으로 된다. 그리고, 이 직선편광은, 편광판의 편광방향과 직교하고 있기 때문에, 편광판을 투과할 수 없다. 그 결과, 금속전극의 경면을 완전히 차폐할 수 있다.

이상은, 본 발명의 실시 태양의 일부에 관해서 서술하였지만, 경우에 따라서는 레벨링제 등을 부여해도, 악영향 없이 본 발명의 효과를 살릴 수 있다. 또한, 동일한 기술은, 더욱 넓은 용도에 관해서도 적용되는 것으로, 예를 들어, 한 면 뿐만 아니라 양면의 처리도 가능한 것 등, 상기에 한정되는 것이 아닌 것은 말할 필요도 없다.

이하, 본 발명의 구성과 효과를 구체적으로 나타내는 실시예 등에 관해서 설명한다. 또, 본 발명이 관련되는 실시예, 평가방법에 한정되는 것이 아닌 것은 말할 필요도 없다

(1) 피막 시트의 실시예

그라비아 코터를 사용하여, 75㎛ 의 PET 필름 상에, 고형분 30중량% 이고, 점도 5mPa·s 의 톨루엔용매계 아크릴우레탄 도포액을 웨트 두께 12㎛ 으로 도포한 후, 하기의 공정을 실시하였다. 여기서, 점도는, 레오미터:RS-1 (Heake사 제조) 에 의해서 측정한 값을 기준으로 하고, 풍속은, 크리모마스터 : Model 6531 (KANOMAX사 제조) 에 의해서 측정한 값을 기준으로 한다.

<실시예 1>

도포 직후의 도막이 고형분농도 43중량%, 점도 15mPa·s 의 상태에서, 25℃±2℃ 의 바람을 에어 블로우 노즐로 기재 필름에 대하여 각도 5°에 설치하여, 풍속 15m/s, 필름폭 방향의 편차를 ±3m/s 로 3초간 분사하는 공정을 마련하였다. 그 후 오븐으로 충분히 건조시켜 도막을 형성하였다.

<비교예 1>

고형분농도 58중량%, 점도 47mPa·s 의 도막 상태에서, 건조풍을 분사한 것 이외는, 모두 실시예 1 과 동일한 공정으로 도막을 형성하였다.

<비교예 2>

건조풍을 풍속 25m±8m/min 의 필름 폭방향 분포상태로 분사한 것 이외에는, 모두 실시예 1 과 동일한 공정으로 도막을 형성하였다.

<비교예 3>

온도 48±5℃ 의 건조풍을 분사한 것 이외에는, 모두 실시예 1 과 동일한 공정으로 도막을 형성하였다.

(2) 액정재료에 관한 실시예

두께 50㎛ 의 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 필름 (후지사진필름사 제조, 상품 명 T-50SH) 상에, 1중량% 의 폴리비닐알코올 (PVA) (닛폰합성화학사 제조, 상품명 NH-18) 수용액을 도포 건조시켜 0.01㎛ 의 PVA 피막을 형성하고, 러빙 처리하여 배향막을 형성하였다. 상기 (A) 식 (6) 의 액정 모노머 (중합체 봉형 네마틱 액정) 와, 상기 식 (44) 의 카이랄제가, 중량비 8:1 이 되도록 혼합하고, 이 혼합물이 30중량% 가 되도록 톨루엔에 용해하여, 이 톨루엔용액에, 추가로 광중합 개시제 (치바스페셜리티케미칼즈사 제조, 상품명 이르가큐어) 를 3중량% 가 되도록 첨가하여 도포액을 조정하였다 (점도 4mPa·s). 상기 배향막에 상기 도포액을 도포하여, 이하의 방법으로 건조·배향·UV 큐어를 행하여, 얻어진 광학보상층의 외관 불균일를 비교하였다.

<실시예 2>

상기 액정 모노머 용액 도막의 고형분농도 36중량%, 점도 12mPa·s 의 도막상태로, 25℃±2℃ 의 바람을 에어 블로우 노즐로 기재 필름에 대하여 각도 5°로 설치하여, 풍속 13m/s, 필름폭 방향의 편차를 ±3m/s 에서 5초간 분사하는 공정을 마련하였다. 그 후 90℃ 에서 2분간 열처리하여, UV 를 200mJ/㎠ 조사하여 도막을 형성하였다.

<비교예 4>

도막 상태에서 고형분농도 63중량%, 점도 38mPa·s 에서 건조풍을 분사한 것 이외에는, 모두 실시예 2 와 동일한 공정으로 도막을 형성하였다.

<비교예 5>

풍속 23m±10m/min 의 필름폭 방향 편차 분포의 건조풍을 분사한 것 이외에 는, 모두 실시예 2 와 동일한 공정으로 도막을 형성하였다.

<비교예 6>

온도 50±5℃ 의 건조풍을 분사한 것 이외에는, 모두 실시예 2 와 동일한 공정으로 도막을 형성하였다.

<평가결과>

두께불균일에 의해 생기는 간섭불균일, 또는 크로스니콜 하에서 경사 방향에서 광누설 상태의 불균일를, 육안으로 평가하였다. 표 1 에 그 결과를 나타낸다.

	육안평가
실시예 1	균일성이 양호하고 외관불량
비교예 1	큰 반점 얼룩이 발생
비교예 2	MD 방향으로 줄무늬형상의 얼룩이 발생
비교예 3	MD 방향으로 가는 줄무늬 형상의 강한 얼룩이 발생
실시예 2	균일성이 양호
비교예 4	얼룩 형상으로 물결무늬 얼룩이 발생
비교예 5	MD 방향으로 줄무늬 얼룩이 발생
비교예 6	MD 방향으로 줄무늬 얼룩이 발생

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 수지재료 및 용제를 함유하는 도포액을 기재 필름 상에 도포하여, 도막층을 형성하는 공정 및 피도포액을 건조시키는 공정을 포함하는 피막 시트의 제조방법에 있어서, 건조공정에서의 각종의 조건을 연구함으로써, 최적한 도막층을 형성할 수 있어, 면내의 도포두께 불균일이 적고 균일한 광학 기능층을 얻을 수 있다.

구체적으로는, 상기 도포액의 고형분농도 및 점도가 소정 상태를 갖는 도막 표면에, 필름의 주행방향을 따라 건조풍을 분사함으로써, 대면적의 영역에서도, 도막층의 두께 정밀도를 향상시켜, 광학기능특성의 면내에서의 균일화를 꾀할 수 있다.

또한, 상기 분사하는 건조풍의 풍속 및 풍속의 편차를 소정의 범위내로 함으로써, 보다 효과적으로, 도막층의 두께 정밀도의 향상, 광학기능특성의 균일화를 꾀할 수 있다.

또한, 상기 분사하는 건조풍의 온도 및 온도 편차를 소정 범위로 함으로써, 보다 적절한 용매증발속도를 확보할 수 있어, 한층 더 효과적으로, 도막층의 두께 정밀도의 향상, 광학기능특성의 균일화를 꾀할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같은 건조풍의 분사 조건에 더하여, 도막층의 두께를 제한함으로써, 더욱 효과적으로 도막층의 두께 정밀도의 향상, 광학기능특성의 균일화를 꾀할 수 있다.

상기한 바와 같은 피막 시트의 제조방법은, 대면적의 영역에 있어서, 도막 두께의 정밀도가 구해져, 광학기능특성의 면내에서의 균일성이 요구되는, 광학 기능층, 광학보상층, 광학 보상판, 나아가서는 이러한 광학 기능층 또는 광학 보상판을 갖는 광학 소자에서는, 뛰어난 특성을 갖는 광학재료로서 매우 유용하다.

또한, 본 발명은, 상기 광학 기능층이 광학보상층인 경우 또는 그 광학보상층의 구성분자가 콜레스테릭 구조를 취하여 배향되어 있는 콜레스테릭층인 경우에 얻어지는 광학보상판에 대하여, 도막 두께의 정밀도가 높고, 광학기능특성의 면내에서의 균일성에 우수하여 특히 유효하다.

여기서, 상기 콜레스테릭층의 두께가, 0.5∼10㎛ 의 범위인 것에 의해, 광학보상층으로서 배향의 흐트러짐이나 투과율저하를 방지하여, 선택반사성, 착색방지, 생산성의 향상 등을 꾀할 수 있다.

또한, 상기 콜레스테릭층의 구성분자가 비액정 폴리머이고, 그 비액정 폴리머가 콜레스테릭 구조를 취하여 배향된 액정 모노머를 중합 또는 가교한 폴리머로 하는 광학 보상판에 있어서는, 중합 또는 가교한 폴리머는 비액정성이 되기 때문에, 형성된 콜레스테릭층은, 액정분자에 특유의 온도변화에 의한 액정상, 유리상, 결정상으로의 변화 등이 일어나는 일도 없고, 그 콜레스테릭 구조가 온도변화에 영향을 받지 않는, 매우 안정성이 뛰어나고, 또한, 광학기능특성의 면내에서의 균일성이 우수한 광학 보상판이라고 할 수 있다.

또는, 상기 콜레스테릭층의 구성분자가 액정 폴리머이고, 그 액정 폴리머가 콜레스테릭 구조를 취하여 배향되어 있는 광학 보상판에 있어서는, 구성분자가 액정 폴리머이더라도, 콜레스테릭 액정성 모노머나 카이랄제를 배합함으로써, 상기와 동일하게 온도변화가 적은 콜레스테릭층을 형성할 수 있어, 매우 안정성이 뛰어나고, 또한, 광학기능특성의 면내에서의 균일성이 우수한 광학 보상판으로 할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같은 매우 안정성이 우수한 광학 보상판에 적어도 1층의 편광판을 적층함으로써, 뛰어난 광학기능특성을 갖는 광학 소자로 할 수 있다.

또한, 이들을 탑재한 화상 표시 장치에 관해서는, 화상의 불균일나 변형이 없는 화상 표시 장치가 가능해져 특히 유효하다.

Claims (16)

1. 수지재료 및 용제를 함유하는 도포액을 기재 필름 상에 도포하여, 도막층을 형성하는 공정 및 피도포액을 건조시키는 공정을 포함하는 피막 시트의 제조방법에 있어서,

   상기 도포액의 고형분농도가 55중량% 이하이고, 또한 점도가 20mPa·s 이하의 상태를 갖는 도막 표면에, 기재 필름의 주행방향을 따라 건조풍을 분사하는 것을 특징으로 하는 피막 시트의 제조방법.
2. 수지재료 및 용제를 함유하는 도포액을 기재 필름 상에 도포하여, 고형분농도가 55중량% 이하이고, 또한 점도가 20mPa·s 이하의 상태를 갖는 도막층을 형성하는 공정과,

   상기 기재필름의 주행방향을 따라, 상기 도막층에 건조풍을 분사하는 공정과,

   상기 도막층을 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 피막 시트의 제조방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 분사하는 건조풍의 풍속이 4∼20m/sec 이고, 필름폭 방향에서의 풍속편차가 ±30% 이하인 것을 특징으로 하는 피막 시트의 제조방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분사하는 건조풍의 온도가 20∼45℃ 이고, 필름폭 방향에서의 온도편차가 ±15% 이하인 것을 특징으로 하는 피막 시트의 제조방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도막층의 건조 후의 두께가, 30㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 피막 시트의 제조방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도포액에 광학기능을 발현하는 재료를 사용함으로써, 광학 기능층으로서의 상기 도막층을 형성하는 것을 특징으로 하는 피막 시트의 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 광학기능을 발현하는 재료로서 광학보상기능을 발현하는 재료를 사용함으로써, 광학 보상층으로서의 상기 도막층을 형성하는 것을 특징으로 하는 피막 시트의 제조방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 광학보상층으로서, 구성분자가 콜레스테릭 구조를 취하여 배향되어 있는 콜레스테릭층을 형성하는 것을 특징으로 하는 피막 시트의 제조방법.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 광학보상기능을 발현하는 재료로서 액정 모노머를 사용하여, 상기 건조 공정 후에, 상기 도막층에 중합처리 또는 가교처리를 실행함으로써,

   상기 액정 모노머를 중합 또는 가교한 비액정 폴리머를 구성분자로 하는 콜레스테릭층을 형성하는 것을 특징으로 하는 피막 시트의 제조방법.
10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 광학보상기능을 발현하는 재료로서 액정 모노머 또는 액정 폴리머를 사용함으로써, 콜레스테릭 구조를 취하여 배향한 액정 폴리머를 구성분자로 하는 콜레스테릭층을 형성하는 것을 특징으로 하는 피막 시트의 제조방법.
11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 콜레스테릭층의 두께가, 0.5∼10㎛ 의 범위인 것을 특징으로 하는 피막 시트의 제조방법.
12. 제 6 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 제조방법에 의해 얻어진 광학 보상층.
13. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 제조방법에 의해 얻어진 광학 보상판.
14. 제 12 항에 기재된 광학 기능층을 구비한 것을 특징으로 하는 광학소자.
15. 제 13 항에 기재된 광학 보상판에 적어도 1층의 편광판이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 광학소자.
16. 제 12 항에 기재된 광학 기능층, 제 13 항에 기재된 광학 보상판, 또는 제 14 항 또는 제 15 항에 기재된 광학 소자의 어느 하나를 탑재한 화상 표시 장치.

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