KR20060014413A

KR20060014413A - 이방성 필름의 제조 방법

Info

Publication number: KR20060014413A
Application number: KR1020057022161A
Authority: KR
Inventors: 스케 슈토우
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2003-09-12
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2006-02-15
Also published as: US20060210709A1; WO2005026795A1; EP1666929A4; CN1813205A; JP4341904B2; US20090252890A1; EP1666929A1; JP2005091481A; KR100742149B1

Abstract

특수한 기구의 광조사 장치나 고도의 얼라인먼트 조정을 필요로 하지 않는, 간편한 이방성 필름의 제조 방법을 제공한다. 편광 소자 상에 광반응성 물질을 함유하는 필름을 배치하고, 이 광반응성 물질을 함유하는 필름에, 및 상기 편광 소자를 통해 광을 조사함으로써, 상기 광반응성 물질 필름에 이방성을 부여한다. 이러한 방법에 의해 상기 편광 소자 상에 이방성 필름을 형성할 수 있다.

이방성 필름, 편광 소자, 광반응성 물질

Description

이방성 필름의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING ANISOTROPIC FILM}

기술분야

본 발명은 이방성 필름의 제조 방법에 관한 것이다.

배경기술

종래의 이방성 필름의 제조 방법으로서는 예를 들어, 폴리머 필름을 연신 (일축 연신, 이축 연신) 하는 방법이나, 폴리이미드 필름이나 폴리비닐 필름 등을 러빙 처리하는 방법이 있다. 그러나, 상기 연신 방법은 원하는 이방성을 얻기 위한 연신 조건을 제어하기가 어려워, 얻어지는 폴리머 필름의 이방성의 정밀도가 낮아질 우려가 있고, 한편 러빙 처리 방법은 러빙에 의해 필름에 대전이 발생하여, 먼지가 발생한다는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해서, 최근, 연신이나 러빙을 필요로 하지 않는, 이방성 필름의 제조 방법이 개발되었다. 예를 들어, 광가교성 폴리머에 편광 자외선을 조사하여, 상기 폴리머의 가교 형성 방향을 제어하여 이방성 필름을 제조하는 방법 (예를 들어, 비특허문헌 1 및 2 참조) 이나, 광분해성 폴리머에 편광 자외선을 조사하여, 상기 폴리머에 있어서의 분자내 결합의 분해 방향을 제어하여 이방성 필름을 제조하는 방법 (예를 들어, 비특허문헌 3, 특허문헌 1 참조), 광이성화 폴리머에 편광 자외선을 조사하여, 상기 폴리머의 이성화 방향을 제어하여 이방성 필름을 제조하는 방법 (예를 들어, 비특허문헌 4, 특허문헌 2, 3 참조) 등이다.

그러나, 이들 방법에는 편광 자외선을 조사하기 위해서, 특수한 기구의 자외선 조사 장치가 필요하고, 또한, 광을 조사할 때, 폴리머 필름에 대한 조사광의 입사 방향을 상세히 조정하는 고도의 얼라인먼트 조정도 필요하다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 평9-230353호

특허문헌 2: 일본 특허공보 2990270호

특허문헌 3: 일본 특허공보 3113539호

비특허문헌 1: M.Schadt 등, Jpn.J.Appl.Phys., 31, p.2155-2164 (1992)

비특허문헌 2: M.Schadt, Nature, 381, p.212, 1996

비특허문헌 3: M.Nishikawa 등, Liquid Crystals, 26, p.575-580 (1992)

비특허문헌 4: 이치무라 쿠니히로 저, 「응용 물리」, 1993년, 제62권, 제10호, p.998

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명의 제조 방법의 일례에 있어서의, 광조사의 개략을 나타내는 단면도이다.

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

따라서, 본 발명의 목적은 특수한 장치를 사용하지 않고, 간편하게 이방성 필름을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 이방성 필름의 제조 방법은 편광 소자 상에 광반응성 물질을 함유하는 필름을 배치하고, 상기 광반응성 물질을 함유하는 필름에 상기 편광 소자를 통해 광을 조사함으로써, 상기 광반응성 물질을 함유하는 필름에 이방성을 부여하는 것을 특징으로 한다.

발명의 효과

본 발명의 제조 방법은 상기한 바와 같이, 편광 소자 상에 광반응성 물질 필름을 배치하여 상기 편광 소자를 통해 광을 조사한다. 이 때문에, 종래와 같이 광조사 장치에 특별한 장비는 필요 없고, 범용의 광조사 장치를 사용할 수 있다. 또한, 상기 편광 소자에 광을 조사함으로써, 고도의 얼라인먼트 조정이 필요 없고, 축 정밀도가 양호한 이방성을 부여할 수 있는 것이다. 이와 같이, 특별한 장치가 필요 없고, 편광 소자를 사용함으로써, 축 정밀도의 저하도 방지할 수 있는 점에서, 예를 들어 대면적의 편광 소자를 사용함으로써, 대면적의 이방성 필름의 제조도 가능하다. 또한, 연신이나 러빙 처리도 필요 없기 때문에, 종래 방법과는 달리, 얻어지는 이방성의 정밀도도 향상되고, 또한 먼지 발생도 억제할 수 있다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명의 제조 방법의 일례에 관해서 이하에 설명하겠지만, 이들에 제한되는 것은 아니다. 우선, 편광 소자 상에, 광반응성 물질 필름을 배치한다.

상기 편광 소자로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 1∼780nm 의 범위에 있는 파장을 갖는 광을 투과할 수 있는 편광 소자가 바람직하다. 이는 후술하는 바와 같이, 광반응성 물질 필름에 조사하는 광으로서는 1∼780nm 의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 200∼400nm 의 범위이기 때문이다. 이는 상기 광반응성 물질이, 자외선 영역에 흡수 파장을 갖는 것이 많기 때문이다.

상기 편광 소자로서는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 프리즘 편광자, 편광 필터, 편광자 등을 들 수 있다. 상기 프리즘 편광자로서는 예를 들어, 방해석 등의 무기 결정을 사용한 글란-톰슨 프리즘, 글란-레이저 프리즘, 글란-테일러 프리즘 등을 들 수 있는데, 그 중에서도 접착제층을 제거한 글란-테일러 프리즘이 바람직하다. 또한, 편광 필터로서는 특별히 제한되지 않고, 일반적인 이색성 색소를 함유하는 편광 필름 등을 사용할 수 있다.

상기 편광자로서는 특별히 제한되지 않아 일반적인 것을 사용할 수 있고, 예를 들어, 종래 공지된 방법에 의해, 각종 필름에 요오드나 이색성 염료 등의 이색성 물질을 흡착시켜 염색하고, 가교, 연신, 건조시킴으로써 조제한 것 등을 사용할 수 있다. 이 중에서도, 자연광을 입사시키면 직선 편광을 투과하는 필름이 바람직하고, 광투과율이나 편광도가 우수한 것이 바람직하다. 상기 이색성 물질을 흡착시키는 각종 필름으로서는 예를 들어, 폴리비닐알코올 (PVA) 계 필름, 부분 포르말화 PVA계 필름, 에틸렌·아세트산비닐 공중합체계 부분 비누화 필름, 셀룰로오스계 필름 등의 친수성 고분자 필름 등을 들 수 있고, 이들 외에도, 예를 들어, PVA 의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등의 폴리엔 배향 필름 등도 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 바람직하게는 PVA계 필름이다. 또한, 상기 편광자로서는 예를 들어, 일본 공개특허공보 2000-162432호에 기재된 편광자를 들 수 있다. 이 편광자는 애스펙트비가 2 이상이며, 단직경이 0.5㎛ 이하인 침상 (針狀) 물질을, 굴절률이 0.05 이상 상이한 자외선 투과막 중에, 소정 방향으 로 배향한 상태에서 분산 함유하는 자외선 편광자이다. 이러한 편광자는 예를 들어, 폴리메틸펜텐 100중량부와 단직경 0.1㎛, 장직경 10㎛ 의 침상 산화티탄 3중량부를 이축 혼련하고, 이것을 T 다이에 의해 270℃ 에서 두께 300㎛ 의 필름으로 성형한 후, 그것을 190℃ 에서 6배로 연신함으로써 조제할 수 있다.

본 발명의 제조 방법에 있어서는 상기 편광 소자로서 편광자를 사용하는 것이 바람직하다. 편광자는 대면적의 것이 입수가능하기 때문에, 전술한 바와 같이 대면적의 이방성 필름을 제조·제공하기 쉽기 때문이다.

상기 편광 소자의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 1∼1000㎛ 의 범위이고, 바람직하게는 5∼500㎛ 의 범위이고, 보다 바람직하게는 10∼300㎛ 의 범위이다.

상기 광반응성 물질 필름은 상기 편광 소자 상에 직접 형성해도 되고, 후술하는 바와 같이 다른 층을 개재하여 배치해도 된다. 상기 편광 소자 상에 직접 형성하는 경우에는 예를 들어, 상기 편광 소자 상에 광반응성 물질의 용액 또는 용융액을 도포하고, 이것을 고화시킴으로써 형성할 수 있다.

상기 광반응성 물질로서는 예를 들어, 1∼780nm 의 범위에 있는 파장을 갖는 광에 대하여 반응할 수 있는 물질을 사용할 수 있고, 구체적으로는 예를 들어, 아조벤젠, 스틸벤, 스피로피란, 안트라센, 그들의 유도체 등과 같이 광에 의해 이성화되는 물질; 폴리비닐신나메이트 등의 신나메이트 유도체, 쿠마린 유도체, 칼콘 유도체 등과 같이 광에 의해 2량화 또는 중합되는 물질; 폴리이미드, 폴리실록산 등과 같이 광에 의해 분해되는 물질; 하기 식 (IV) 으로 표현되는 직선 광중합 폴 리머 등을 들 수 있다. 이들의 광반응성 물질은 1종류이어도 되고, 2종류 이상의 혼합물이어도 된다.

[화학식 1]

상기 광반응성 물질 필름은 상기 광반응성 물질에 더하여, 추가로 액정성 화합물을 함유해도 된다. 이 경우, 예를 들어, 전술한 바와 같은 상기 광반응성 물질의 용액 또는 용융액에, 추가로 액정성 화합물을 함유시키면 된다. 상기 액정성 화합물로서는 예를 들어, 액정성 모노머, 액정성 올리고머, 액정성 폴리머 등을 들 수 있다. 액정성 모노머로서는 그 자체가 액정성을 나타내는 것으로서, 예를 들어, 아조메틴류, 아족시류, 시아노비페닐류, 시아노페닐에스테르류, 벤조산에스테르류, 시클로헥산카르복실산페닐에스테르류, 시아노페닐시클로헥산류, 시아노 치환 페닐피리미딘류, 알콕시 치환 페닐피리미딘류, 페닐디옥산류, 톨란류 및 알케닐시클로헥실벤조니트릴류 등을 들 수 있다. 상기 액정성 올리고머로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 전술한 바와 같은 액정성 모노머가 2개∼십여개 정도 중합되어, 그 자체가 액정성을 나타내는 것 등을 들 수 있다. 상기 액정성 폴리머로서는 특별히 제한되지 않고, 종래 공지된 것을 사용할 수 있는데, 예를 들어, 상기 액정성 모노머가 상기 액정성 올리고머 이상으로 중합되어, 그 자체가 액정성을 나타내는 것 등을 사용할 수 있다. 이들 액정성 화합물은 1종류이어도 되고, 2종류 이상의 혼합물이어도 된다. 2종류 이상의 액정성 화합물의 혼합물로서는 예를 들어, 일본 특허공표공보 2002-517605호에 기재된 것을 들 수 있고, 구체예로서, 하기 식 (I), (II) 및 (III) 에 나타내는 화합물의 혼합물 등을 사용할 수 있다.

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

또한, 상기 광반응성 물질 필름은 상기 광반응성 물질에 더하여, 추가로 비액정성 폴리머를 함유해도 된다. 이 경우, 예를 들어, 전술한 바와 같은 상기 광반응성 물질의 용액 또는 용융액에 추가로 비액정성 폴리머를 함유시키거나, 비액정성 폴리머의 원료가 되는 모노머나 올리고머 등을 함유시키고, 후에 중합·가 교 등을 해도 좋다. 이 비액정성 폴리머로서는 예를 들어, 전술한 바와 같은 액정성 모노머나 액정성 올리고머로 형성되는 비액정성의 폴리머를 들 수 있다. 이러한 비액정성 폴리머는 일반적으로, 원료가 되는 모노머나 올리고머는 액정성을 나타내지만, 이들이 중합함으로써 형성된 폴리머는 액정성을 나타내지 않고 비액정성을 나타낸다. 상기 비액정성 폴리머는 1종류이어도 되고, 2종류 이상의 혼합물이어도 된다.

상기 광반응성 물질은 예를 들어, 광반응성 부위를 갖는 액정성 모노머, 광반응성 부위를 갖는 액정성 올리고머, 광반응성 부위를 갖는 액정성 폴리머, 광반응성 부위를 갖는 비액정성 폴리머이어도 된다. 또, 액정성 모노머, 액정성 올리고머, 액정성 폴리머, 비액정성 폴리머로서는, 예를 들어 전술한 바와 같은 것을 들 수 있다.

상기 광반응성 부위란, 예를 들어, 광조사에 의해 이성화, 분해, 2량화 또는 중합 등을 야기하는 부위이다. 광조사에 의해 이성화를 야기하는 부위로서는 예를 들어, 아조, 스틸벤 등을 들 수 있고, 광조사에 의해 2량화 또는 중합을 야기하는 기로서는 예를 들어, 비닐기, 신나모일기, 카르코닐기 등을 들 수 있고, 광조사에 의해 분해를 야기하는 기로서는 예를 들어, 이미드기 등을 들 수 있다. 이러한 상기 광반응성 물질은 1종류로 사용해도 되고, 2종류 이상을 병용해도 된다.

상기 광반응성 물질 필름의 형성에 있어서, 상기 광반응성 물질 용액을 사용하는 경우, 상기 용액은 상기 광반응성 물질을 용매에 용해함으로써 조제할 수 있 다. 상기 용매로서는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 상기 광반응성 물질 등을 용해할 수 있으면 되고, 상기 광반응성 물질 등의 종류에 따라 적절히 결정할 수 있다. 구체예로서는 클로로포름, 디클로로메탄, 사염화탄소, 디클로로에탄, 테트라클로로에탄, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌, 클로로벤젠, 오르토디클로로벤젠 등의 할로겐화 탄화수소류; 페놀, 파라클로로페놀 등의 페놀류; 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메톡시벤젠, 1,2-디메톡시벤젠 등의 방향족 탄화수소류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 2-피롤리돈, N-메틸-2-피롤리돈 등의 케톤류; 아세트산에틸, 아세트산부틸 등의 에스테르류; t-부틸알코올, 글리세린, 에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 2-메틸-2,4-펜탄디올과 같은 알코올류; 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드와 같은 아미드류; 아세토니트릴, 부티로니트릴과 같은 니트릴류; 디에틸에테르, 디부틸에테르, 테트라히드로푸란과 같은 에테르류; 이황화탄소, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 등을 들 수 있다. 이들 용매는 1종류이어도 되고, 2종류 이상을 병용해도 된다. 또, 상기 편광 소자를 침식하지 않는 것이 바람직하다.

상기 광반응성 물질 용액에 있어서의 광반응성 물질의 농도는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 도포가 용이한 점도로 되는 점에서, 그 용매에 대하여, 상기 광반응성 물질이, 예를 들어, 0.1∼30중량% 이고, 바람직하게는 0.5∼15중량%, 보다 바람직하게는 1∼5중량% 이다. 5중량% 이하이면, 매우 매끄러운 도포면을 형성할 수 있는 점도가 얻어진다.

상기 광반응성 물질 용액이나 용융액 (이하, 「광반응성 물질 용액 등」) 은 전술한 바와 같이 상기 액정성 화합물이나 상기 비액정성 폴리머를 함유해도 된다.

상기 광반응성 물질 용액 등은 필요에 따라, 추가로 안정제, 가소제, 금속류 등의 여러 첨가제를 배합해도 된다.

상기 광반응성 물질이, 전술한 바와 같은 액정 모노머나 액정 올리고머를 함유하고, 이것을 후에 광조사에 의해서 중합시키는 경우에는, 상기 광반응성 물질 용액 등에, 추가로 광중합 개시제를 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 광중합 개시제로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 상품명 Irgacure907, 상품명 Irgacure369, 상품명 Irgacure184 (모두 치바 스페셜리티 케미컬즈사 제조) 나, 이들의 혼합물 등이 바람직하다. 상기 광중합 개시제의 첨가량도 특별히 한정되지 않는다.

또한, 상기 광반응성 물질 용액 등은 예를 들어, 다른 수지를 함유해도 된다. 상기 다른 수지로서는 예를 들어, 각종 범용 수지, 엔지니어링 플라스틱, 열가소성 수지, 열경화성 수지 등을 들 수 있다.

상기 범용 수지로서는 예를 들어, 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 폴리스티렌 (PS), 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA), ABS 수지, 및 AS 수지 등을 들 수 있다. 상기 엔지니어링 플라스틱으로서는 예를 들어, 폴리아세테이트 (P0M), 폴리카보네이트 (PC), 폴리아미드 (PA: 나일론), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 (PBT) 등을 들 수 있다. 상기 열가소성 수지로서는 예를 들어, 폴리페닐렌술피드 (PPS), 폴리에테르술폰 (PES), 폴리케톤 (PK), 폴 리이미드 (PI), 폴리시클로헥산디메탄올테레프탈레이트 (PCT), 폴리알릴레이트 (PAR), 및 액정 폴리머 (LCP) 등을 들 수 있다. 상기 열경화성 수지로서는 예를 들어, 에폭시 수지, 페놀 수지, 노볼락 수지 등을 들 수 있다.

상기 광반응성 물질 용액의 도포 방법은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 스핀 코트법, 롤 코트법, 플로우 코트법, 다이 코트법, 블레이드 코트법, 프린트법, 딥 코트법, 유연막 형성법, 바 코트법, 그라비아 인쇄법, 압출법 등을 들 수 있다.

또한, 상기 광반응성 물질의 용융액의 도포 방법은 예를 들어, 상기 편광 소자의 표면에 도포할 수 있으면 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 캐스팅법, 용융 압출법 등을 들 수 있다.

상기 광반응성 물질 용액 등의 고화 방법으로서는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 자연 건조나 가열 건조 등의 건조 방법을 들 수 있다. 그 조건도 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 상기 편광 소자의 재료의 종류, 상기 광반응성 물질의 종류나, 용매의 종류 등에 따라 적절히 결정할 수 있다. 통상, 처리 온도는 편광 소자를 열화시키지 않는 정도인 것이 바람직하고, 구체적으로는 0∼150℃ 의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 20∼60℃ 이다.

상기 광반응성 물질 필름의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 0.005∼5㎛ 의 범위이고, 바람직하게는 0.01∼0.5㎛ 의 범위이고, 보다 바람직하게는 0.05∼0.1㎛ 의 범위이다.

광반응성 물질 필름은 이상과 같이 편광 소자 상에 직접 형성해도 되고, 편 광 소자 상에 부착 등에 의해서 배치해도 된다. 또, 광반응성 물질 필름은 전술한 바와 같은 방법에 의해 별도 조제해도 되고, 시판품을 사용할 수도 있다.

편광 소자에 광반응성 물질 필름을 부착하는 경우, 예를 들어, 접착제나 점착제를 사용할 수 있다. 상기 접착제로서는 예를 들어, 아크릴계, 비닐알코올계, 실리콘계, 폴리에스테르계, 폴리우레탄계, 폴리에테르계 등의 폴리머제 접착제나, 고무계 접착제 등을 들 수 있다. 상기 점착제로서는 예를 들어, 아크릴계 폴리머나 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리에테르, 합성 고무 등의 폴리머를 적절히 베이스 폴리머로 하여 조제된 점착제 등을 들 수 있다. 상기 접착제나 점착제는 광학적 투명성이 우수하고, 광조사에 의한 광반응성 물질 필름에 이방성을 부여하는 것을 방해하지 않는 것이 바람직하다.

또한, 상기 광반응성 물질 필름은 전술한 바와 같이, 상기 편광 소자 상에 직접 형성해도 되고, 다른 층을 개재하여 상기 편광 소자 상에 배치해도 된다. 이와 같이 다른 층을 개재하여 상기 광반응성 물질 필름을 상기 편광 소자 상에 배치하는 경우, 예를 들어, 우선 편광 소자 상에 다른 층 (예를 들어, 후술하는 보호층) 을 형성하고, 그 위에, 추가로 광반응성 물질 용액 등을 도포하여 광반응성 물질 필름을 형성할 수 있다. 또한, 예를 들어, 상기 편광 소자, 다른 층, 및 상기 광반응성 물질 필름을 각각 준비하고, 이들을 전술한 바와 같은 접착제나 점착제를 통해 순차 접착하여 제조할 수도 있다.

상기 다른 층으로서는 특별히 제한되지 않지만, 상기 편광 소자를 투과할 수 있는 파장광을 투과할 수 있는 것이 바람직하고, 예를 들어 편광 소자의 보호층으 로서 사용할 수 있는 것을 들 수 있다. 상기 보호층으로서는 특별히 제한되지 않고, 종래 공지된 투명 필름을 사용할 수 있는데, 예를 들어, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차단성, 등방성 등이 우수한 것이 바람직하다. 이러한 보호층의 재질로서는 예를 들어, 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 등의 셀룰로오스계 수지나, 폴리에스테르계, 폴리카보네이트계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리스티렌계, 폴리노르보르넨계, 폴리올레핀계, 아크릴계, 아세테이트계, 폴리비닐알코올 등의 투명 수지 등을 들 수 있다. 이밖에도, 예를 들어, 아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화형 수지나 자외선 경화형 수지 등도 들 수 있다.

또한, 상기 보호층으로서는 예를 들어, 일본 공개특허공보 2001-343529호 (WO01/37007) 에 기재된 폴리머 필름도 사용할 수 있다. 이 폴리머 재료로서는 예를 들어, 측쇄에 치환 또는 비치환의 이미드기를 갖는 열가소성 수지와 측쇄에 치환 또는 비치환의 페닐기 그리고 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 함유하는 수지 조성물을 사용할 수 있고, 예를 들어, 이소부텐과 N-메틸말레이미드로 이루어지는 교호 (交互) 공중합체와 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체를 갖는 수지 조성물을 들 수 있다. 상기 폴리머 필름은 예를 들어, 상기 수지 조성물의 압출 성형물이어도 된다.

또한, 상기 보호층은 착색되지 않는 것이 바람직하고, 예를 들어, 하기 식으로 표현되는 필름의 두께 방향 위상차값 (Rth) 이, -90nm∼+75nm 의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 -80nm∼+60nm 이고, 특히 바람직하게는 -70nm∼ +45nm 의 범위이다. 상기 위상차값이 -90nm∼+75nm 의 범위이면, 충분히 보호 필름에 기인하는 착색 (광학적인 착색) 을 해소할 수 있다. 또, 하기 식에 있어서, nx, ny, nz 는 상기 보호층에 있어서의 X축, Y축 및 Z축 방향의 굴절률을 나타내고, 상기 X축이란, 상기 보호층의 면내에 있어서 최대의 굴절률을 나타내는 축 방향이고, Y축은 상기 면내에 있어서 상기 X축에 대하여 수직인 축 방향이고, Z축은 상기 X 축 및 Y축에 수직인 두께 방향을 나타내고, d 는 그 막두께를 나타낸다.

Rth=[{(nx+ny)/2}-nz]·d

또한, 상기 보호층은 추가로 광학 보상 기능을 갖는 것이어도 된다. 이와 같이 광학 보상 기능을 갖는 보호층으로서는 예를 들어, 액정 셀에 있어서의 위상차에 기초하는 시야각의 변화가 원인인, 착색 등의 방지나, 시인성이 좋은 시야각의 확대 등을 목적으로 한 공지된 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는 예를 들어, 전술한 수지를 일축 연신 또는 이축 연신한 각종 연신 필름이나, 액정 폴리머 등의 배향 필름, 투명 기재 상에 액정 폴리머 등의 배향층을 배치한 적층체 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 시인성이 좋은 넓은 시야각을 달성할 수 있는 점에서, 상기 액정 폴리머의 배향 필름이 바람직하고, 특히, 디스코틱계나 네마틱계의 액정 폴리머의 경사 배향층으로 구성되는 광학 보상층을, 전술한 트리아세틸셀룰로오스 필름 등으로 지지한 광학 보상 위상차판이 바람직하다. 이러한 광학 보상 위상차판으로서는 예를 들어, 후지 사진 필름 주식회사 제조의 상품명 「WV 필름」 등의 시판품을 들 수 있다. 또, 상기 광학 보상 위상차판은 위상차 필름이나 트리아세틸셀룰로오스 필름 등의 필름 지지체를 2층 이상 적층시킴으로 써, 위상차 등의 광학 특성을 제어한 것 등이어도 된다.

상기 보호층은 예를 들어, 편광 소자 상에 상기 각종 수지를 도포하는 방법, 상기 편광 소자에 상기 수지제 필름을 적층하는 방법 등의 종래 공지된 방법에 의해서 적절히 형성할 수 있고, 또한 시판품을 사용할 수도 있다.

상기 보호층의 두께는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 500㎛ 이하이고, 바람직하게는 5∼300㎛, 보다 바람직하게는 5∼150㎛ 의 범위이다.

또한, 상기 보호층은 추가로, 예를 들어, 하드 코트 처리, 반사 방지 처리, 스티킹의 방지나 확산, 안티글레어 등을 목적으로 한 처리 등이 실시된 것이어도 된다. 상기 하드 코트 처리란, 편광판 표면의 손상 방지 등을 목적으로 하여, 예를 들어, 상기 보호층의 표면에, 경화형 수지로 구성되는 경도나 미끄럼성이 우수한 경화 피막을 형성하는 처리이다. 상기 경화형 수지로서는 예를 들어, 실리콘계, 우레탄계, 아크릴계, 에폭시계 등의 자외선 경화형 수지 등을 사용할 수 있고, 상기 처리는 종래 공지된 방법에 의해서 행할 수 있다. 스티킹의 방지는 인접하는 층과의 밀착 방지를 목적으로 한다. 상기 반사 방지 처리란, 편광판 표면에서의 외광의 반사 방지를 목적으로 하고, 종래 공지된 반사 방지층 등의 형성에 의해 행할 수 있다.

상기 안티글레어 처리란, 편광판 표면에 있어서 외광이 반사하는 것에 의한, 편광판 투과광의 시인 방해를 방지하는 것 등을 목적으로 하고, 예를 들어, 종래 공지된 방법에 의해서, 상기 보호층의 표면에, 미세한 요철 구조를 형성함으로써 행할 수 있다. 이러한 요철 구조의 형성 방법으로서는 예를 들어, 샌드 블라스 트법이나 엠보싱 가공 등에 의한 조면화 방식이나, 전술한 바와 같은 투명 수지에 투명 미립자를 배합하여 상기 보호층을 형성하는 방식 등을 들 수 있다.

상기 투명 미립자로서는 예를 들어, 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화주석, 산화인듐, 산화카드뮴, 산화안티몬 등을 들 수 있고, 이밖에도 도전성을 갖는 무기계 미립자나, 가교 또는 미가교의 폴리머 입상물 등으로 구성되는 유기계 미립자 등을 사용할 수도 있다. 상기 투명 미립자의 평균 입경은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 0.5∼20㎛ 의 범위이다. 또한, 상기 투명 미립자의 배합 비율은 특별히 제한되지 않지만, 전술한 바와 같은 투명 수지 100중량부에 대하여 2∼70중량부의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 5∼50중량부의 범위이다.

상기 투명 미립자를 배합한 안티글레어층은 예를 들어, 보호층 자체로서 사용할 수도 있고, 또한 보호층 표면에 도포층 등으로서 형성되어도 된다. 추가로, 상기 안티글레어층은 편광판 투과광을 확산하여 시각을 확대하기 위한 확산층 (시각 보상 기능 등) 을 겸하는 것이어도 된다.

또, 상기 반사방지층, 스티킹 방지층, 확산층, 안티글레어층 등은 상기 보호층과는 별개로, 예를 들어, 이들의 층을 형성한 시트 등으로 구성되는 광학 필름으로서, 편광 소자에 적층해도 된다.

다음으로, 상기 편광 소자 상에 배치한 광반응성 물질 필름에, 상기 편광 소자를 통해 광을 조사한다.

광조사의 일례에 관해서, 도 1 의 단면도를 사용하여 설명한다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 편광 소자 (2) 의 표면에 광반응성 물질 필름 (3) 을 배치한다. 그리고, 광조사 장치 (1) 를 사용하여, 편광 소자 (2) 측으로부터 광반응성 물질 필름 (3) 에 조사광 (4) 을 조사한다. 광조사 장치 (1) 로부터 출사되는 광은 편광 소자 (2) 를 지나, 편광 (5) 이 된다. 그리고, 이 편광 (5) 이 광반응성 물질 필름 (3) 에 부분적으로 조사되어, 광반응성 물질 필름 (4) 에 있어서의 조사 부분의 분자 구조가 변화되는 것이다. 그럼으로써 조사 부분과 비조사 부분의 분자 구조가 상이하게 되기 때문에, 광반응성 물질 필름 (3) 에 이방성이 부여되게 되어, 이방성 필름이 형성되는 것이다. 이 부분적인 구조 변화는 예를 들어, 전술한 바와 같은 광반응성 물질의 종류에 따라, 광조사에 의한 이성화, 2량화, 중합, 광분해 등에 의해 생기는 구조 변화를 들 수 있다.

상기 조사광의 파장은 예를 들어, 1∼780nm 의 범위이고, 바람직하게는 200∼400nm 의 범위, 보다 바람직하게는 290∼400nm 의 범위이다. 조사광의 파장은 예를 들어, 광반응성 물질의 종류에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 광반응성 물질이 신나메이트인 경우, 250∼330nm 의 범위가 바람직하고, 아조계 물질인 경우, 380∼450nm 의 범위가 바람직하고, 폴리이미드인 경우, 1∼300nm 의 범위가 바람직하다. 광조사 장치는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 200∼400nm 의 범위의 파장을 조사하기 위해서는 범용의 자외선 조사 장치를, 예를 들어 400∼780nm 의 범위의 파장을 조사하기 위해서는 범용의 가시광 조사 장치를 각각 사용할 수 있다. 또, 상기 조사광의 파장은 상기 편광 소자를 투과할 수 있는 광의 파장 내에 포함되는 것이 바람직하다.

조사광은 전술한 바와 같이 상기 편광 소자를 투과함으로써 편광이 된다. 이 편광의 종류나 정도는 통상, 편광 소자의 종류에 따라 상이하다. 따라서, 편광 소자의 종류에 따라, 편광의 종류나 정도를 선택할 수 있다. 또, 본 발명에 있어서는 편광 소자를 통한 편광에 의해서, 상기 광반응 물질 필름 중의 광반응성 물질이, 예를 들어, 분해, 이성화, 2량화 또는 중합 반응하여, 분자가 소정 형태로 배향되게 된다. 그럼으로써, 상기 필름에 굴절률 이방성이 생기는 것이다.

이렇게 하여, 이방성 필름이 형성되는 것이다. 본 발명의 이방성 필름은 예를 들어, 상기 편광 소자와의 적층체로서 사용해도 되고, 상기 편광 소자로부터 박리하여 단독으로 사용할 수도 있다.

본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 본 발명의 이방성 필름은 예를 들어, 이방성을 갖기 때문에, 예를 들어, 그 위에 액정층을 형성한 경우, 액정 분자를 배향시킬 수 있다. 이 때문에, 액정 배향막 등의 배향막으로서 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 이방성 필름은 광학 이방성 필름으로서 사용할 수도 있다. 특히, 광반응성 물질에 더하여 전술한 바와 같은 액정성 화합물이나 비액정성 폴리머를 함유하는 경우, 광반응성 물질이 광반응성 부위를 갖는 액정성 화합물이나 비액정성 폴리머인 경우, 광학 이방성을 나타내는 필름이 된다. 상기 광학 이방성의 형태는 특별히 제한되지 않지만, 액정성 화합물이나 비액정 폴리머 등의 종류에 따라, 예를 들어, 광학적 일축성이나 광학적 이축성이 된다. 상기 광학적 일축성이란, 일반적으로, 주굴절률 nx 와 ny 가 거의 동일하고, 또한 nz 보다 큰 (nx≒ny>nz) 부 (negative) 의 일축성, 주굴절률 nx 와 ny 가 거의 동일하고, 또한 nz 보다 작은 (nx≒ny<nz) 정 (positive) 의 일축성이 있고, 상기 광학적 이축성이란, 3 방향의 주굴절률 nx, ny 및 nz 가 상이하고, 예를 들어, 부의 이축성 (nx>ny>nz), 정의 이축성 (nz>nx>ny) 이 있다. 또, 상기 nx, ny, nz 는 상기 이방성 필름에 있어서의 X축, Y축 및 Z축 방향의 굴절률을 나타내고, 상기 X축이란, 상기 이방성 필름의 면내에 있어서 최대의 굴절률을 나타내는 축 방향이고, Y축은 상기 면내에 있어서 상기 X축에 대하여 수직인 축 방향이고, Z축은 상기 X축 및 Y축에 수직인 두께 방향을 나타낸다.

다음으로, 본 발명의 광학 필름은 본 발명의 이방성 필름을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 이방성 필름이, 예를 들어, 전술한 바와 같이 광학 이방성을 나타내는 경우, 이것을 포함하는 광학 필름은 예를 들어, 광학 보상 필름이나 위상차판으로서 유용하다.

또, 본 발명의 광학 필름은 본 발명의 이방성 필름을 포함하고 있으면 되고, 그 이외의 구성은 특별히 제한되지 않는다. 따라서, 본 발명의 이방성 필름 단독이어도 되고, 전술한 바와 같은 편광 소자와의 적층체이어도 되고, 추가로 그 밖의 광학 소자를 포함하여도 된다.

상기 다른 광학 소자로서는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 편광판, 반사판, 반투과 반사판, 휘도 향상 필름 등, 액정 표시 장치 등의 화상 표시 장치에 사용되는 종래 공지된 각종 광학 소자를 들 수 있다. 이들의 다른 광학 소자는 1종류이어도 되고, 2종류 이상을 병용해도 되고, 또한 1층이어도 되고, 2층 이상을 적층해도 된다. 이러한 다른 광학 소자를 추가로 포함하는 본 발명의 광학 필름으로서는 예를 들어, 광학 보상 기능을 갖는 일체형 편광판이 바람직하고, 예를 들어, 액정 셀 표면에 배치하는 등, 각종 화상 표시 장치에 대한 사용에 적합하다.

본 발명의 이방성 필름과 다른 광학 소자의 적층 방법은 특별히 제한되지 않고, 종래 공지된 방법에 의해서 행할 수 있다. 예를 들어, 전술한 것과 동일한 점착제나 접착제 등을 사용할 수 있고, 그 종류는 상기 각 구성물의 재질 등에 따라서 적절히 결정할 수 있다. 상기 접착제로서는 예를 들어, 아크릴계, 비닐알코올계, 실리콘계, 폴리에스테르계, 폴리우레탄계, 폴리에테르계 등의 폴리머제 접착제나, 고무계 접착제 등을 들 수 있다. 또한, 상기 접착제로서, 붕산, 붕사, 글루탈알데히드, 멜라민, 옥살산 등의 비닐알코올계 폴리머의 수용성 가교제 등으로 구성되는 접착제 등도 사용할 수 있다. 전술한 바와 같은 점착제, 접착제는 예를 들어, 습도나 열의 영향에 의해서도 박리되기 어렵고, 광투과율이나 편광도도 우수하다. 구체적으로는 상기 다른 광학 소자가 PVA계 필름인 경우, 예를 들어, 접착 처리의 안정성 등의 관점에서, PVA계 접착제가 바람직하다. 이들의 접착제나 점착제는 예를 들어, 그대로 다른 광학 소자나 보호층의 표면에 도포해도 되고, 상기 접착제나 점착제로 구성된 테이프나 시트와 같은 층을 상기 표면에 배치해도 된다. 또, 예를 들어, 접착제액이나 점착제액으로서 조제한 경우, 필요에 따라, 다른 첨가제나, 산 등의 촉매를 배합해도 된다. 또, 상기 접착제를 도포하는 경우에는 예를 들어, 상기 접착제액에, 추가로 다른 첨가제나, 산 등의 촉매를 배합해도 된다. 이러한 접착층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 1nm∼500nm 이고, 바람직하게는 10nm∼300nm 이고, 보다 바람직하게는 20nm∼100nm 이다. 이들의 접착제는 예를 들어, 그 수용액을 상기 각 구성물 표면에 도포하고, 건조시키는 것 등에 의해서 사용할 수 있다. 상기 수용액에는 예를 들어, 필요에 따라, 다른 첨가제나, 산 등의 촉매도 배합할 수 있다. 이들 중에서도, 상기 접착제로서는 PVA 필름과의 접착성이 우수한 점에서, PVA계 접착제가 바람직하다.

다음으로, 본 발명의 광학 필름의 일례로서, 본 발명의 이방성 필름과 편광판이 적층된, 이방성 필름 부착 편광판 (일체형 편광판) 에 관해서 설명한다.

우선, 반사형 편광판 또는 반투과 반사형 편광판의 일례에 관해서 설명한다. 상기 반사형 편광판은 본 발명의 이방성 필름과 편광 소자 (예를 들어, 편광판) 와의 적층체에 추가로 반사판이, 상기 반투과 반사형 편광판은 본 발명의 이방성 필름과 편광 소자의 적층체에 추가로 반투과 반사판이, 각각 적층되어 있다.

상기 반사형 편광판은 예를 들어, 액정 셀의 이면측에 배치되어, 시인측 (표시측) 으로부터의 입사광을 반사시켜 표시하는 타입의 액정 표시 장치 (반사형 액정 표시 장치) 등에 사용할 수 있다. 이러한 반사형 편광판은 예를 들어, 백라이트 등의 광원의 내장을 생략할 수 있기 때문에, 액정 표시 장치의 박형화를 가능하게 하는 등의 이점을 갖는다.

상기 반사형 편광판은 예를 들어, 상기 탄성률을 나타내는 편광판의 편면에, 금속 등으로 구성되는 반사판을 형성하는 방법 등, 종래 공지된 방법에 의해서 제작할 수 있다. 구체적으로는 예를 들어, 상기 편광판에 있어서의 보호층의 편 면 (노출면) 을, 필요에 따라 매트 처리하고, 상기 면에, 알루미늄 등의 반사성 금속으로 이루어지는 금속박이나 증착막을 반사판으로서 형성한 반사형 편광판 등을 들 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이 각종 투명 수지에 미립자를 함유시켜 표면을 미세 요철 구조로 한 보호층 상에, 그 미세 요철 구조를 반영시킨 반사판을 형성한 반사형 편광판 등도 들 수 있다. 그 표면이 미세 요철 구조인 반사판은 예를 들어, 입사광을 난반사에 의해 확산시켜, 지향성이나 번쩍거리게 보이는 것을 방지하여, 명암의 불균일을 억제할 수 있다는 이점을 갖는다. 이러한 반사판은 예를 들어, 상기 보호층의 요철 표면에, 진공 증착 방식, 이온 플레이팅 방식, 스퍼터링 방식 등의 증착 방식이나 도금 방식 등, 종래 공지된 방법에 의해, 직접 상기 금속박이나 금속 증착막으로서 형성할 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이 편광판의 보호층에 상기 반사판을 직접 형성하는 방식 대신에, 반사판으로서, 투명 보호 필름과 같은 적당한 필름에 반사층을 형성한 반사 시트 등을 사용해도 된다. 상기 반사판에 있어서의 상기 반사층은 통상 금속으로 구성되기 때문에, 예를 들어, 산화에 의한 반사율의 저하 방지, 나아가서는 초기 반사율의 장기 지속이나, 보호층의 별도 형성을 회피하는 점 등에서, 그 사용 형태는 상기 반사층의 반사면이 상기 필름이나 편광판 등으로 피복된 상태인 것이 바람직하다.

한편, 상기 반투과형 편광판은 상기 반사형 편광판에 있어서, 반사판 대신에 반투과형의 반사판을 갖는 것이다. 상기 반투과형 반사판으로서는 예를 들어, 반사층에서 광을 반사시키고, 또한, 광을 투과하는 하프 미러 등을 들 수 있다.

상기 반투과형 편광판은 예를 들어, 액정 셀의 이면측에 형성되고, 액정 표시 장치 등을 비교적 밝은 분위기에서 사용하는 경우에는, 시인측 (표시측) 으로부터의 입사광을 반사시켜 화상을 표시하고, 비교적 어두운 분위기에서는 반투과형 편광판의 백사이드에 내장되어 있는 백라이트 등의 내장 광원을 사용하여 화상을 표시하는 타입의 액정 표시 장치 등에 사용할 수 있다. 즉, 상기 반투과형 편광판은 밝은 분위기 하에서는 백라이트 등의 광원 사용의 에너지를 절약할 수 있고, 한편 비교적 어두운 분위기 하에서도, 상기 내장 광원을 적용하여 사용할 수 있는 타입의 액정 표시 장치 등의 형성에 유용하다.

다음으로, 본 발명의 광학 필름의 일례로서, 본 발명의 이방성 필름과 편광 소자 (예를 들어, 편광판) 에, 추가로 휘도 향상 필름이 적층된 편광판을 설명한다.

상기 휘도 향상 필름으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 유전체의 다층 박막이나, 굴절률 이방성이 상이한 박막 필름의 다층 적층체와 같은, 소정 편광축의 직선 편광을 투과시키고, 다른 광은 반사시키는 특성을 나타내는 것 등을 사용할 수 있다. 이러한 휘도 향상 필름으로서는 예를 들어, 3M사 제조의 상품명 「D-BEF」 등을 들 수 있다. 또한, 콜레스테릭 액정층, 특히 콜레스테릭 액정 폴리머의 배향 필름이나, 그 배향 액정층을 필름 기재 상에 지지한 것 등을 사용할 수 있다. 이들은 좌우 일방의 원 편광을 반사시키고, 다른 광은 투과시키는 특성을 나타내는 것이고, 예를 들어, 닛토덴코사 제조의 상품명 「PCF350」, Merck사 제조의 상품명 「Transmax」 등을 들 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 광학 필름은 예를 들어, 본 발명의 이방성 필름과 편광 소자의 적층체에, 추가로 다른 광학 소자를 적층하여 2 이상의 광학 소자 형태로 해도 된다.

이와 같이 2이상의 광학 소자를 적층한 광학 부재는 예를 들어, 액정 표시 장치 등의 제조 과정에 있어서, 구성물을 순차 별개로 적층하는 방식에 의해서도 형성할 수 있지만, 미리 적층한 광학 부재로서 사용하면, 예를 들어, 품질의 안정성이나 조립 작업성 등이 우수하고, 액정 표시 장치 등의 제조 효율을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다. 또, 적층에는 전술한 바와 마찬가지로, 점착층 등의 각종 접착 수단을 사용할 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 광학 필름은 예를 들어, 액정 셀 등의 다른 부재에 대한 적층이 용이해지는 점에서, 추가로 점착제층이나 접착제층을 갖고 있는 것이 바람직하고, 이들은 상기 광학 필름의 편면 또는 양면에 배치할 수 있다. 상기 점착제층의 재료로서는 특별히 제한되지 않고, 아크릴계 폴리머 등의 종래 공지된 재료를 사용할 수 있다. 상기 점착제층은 흡습에 의한 발포나 박리의 방지, 열팽창차 등에 의한 광학 특성의 저하나 액정 셀의 휘어짐 방지, 나아가서는 고품질로 내구성이 우수한 액정 표시 장치의 형성성 등의 관점에서, 예를 들어, 흡습률이 낮고 내열성이 우수한 점착제층이 바람직하다. 또한, 상기 점착제층으로서는 미립자를 함유하여 광확산성을 나타내는 점착제층 등이어도 된다. 상기 광학 필름 표면에 대한 상기 점착제층의 형성은 예를 들어, 각종 점착 재료의 용액 또는 용융액을, 유연이나 도포 등의 전개 방식에 의해, 상기 이방성 필름 부착 편광판의 소정 면에 직접 첨가하여 층을 형성하는 방식이나, 동일하게 하여 후술하는 세퍼레이터 상에 점착제층을 형성시키고, 그것을 상기 광학 필름의 소정 면에 옮겨 부착하는 방식 등에 의해서 행할 수 있다. 또, 이러한 층은 상기 광학 필름의 어느 표면에 형성해도 되고, 예를 들어, 상기 이방성 필름의 노출면에 형성해도 된다.

이와 같이 본 발명의 광학 필름에 형성된 점착제층 등의 표면이 노출되는 경우에는, 상기 점착제층을 실제 사용에 제공하기 전까지, 오염 방지 등을 목적으로 하여, 세퍼레이터에 의해서 상기 표면을 커버하는 것이 바람직하다. 이 세퍼레이터는 상기 점착제층의 표면과 접하는 면 상에, 박리 코트를 형성하는 것이 바람직하다. 그 박리 코트는 상기 세퍼레이터에, 실리콘계, 장쇄 알킬계, 불소계, 황화몰리브덴 등의 박리제를 도포하여 형성할 수 있다.

상기 점착제층 등은 예를 들어, 단층체이어도 되고, 적층체이어도 된다. 상기 적층체로서는 예를 들어, 상이한 조성이나 상이한 종류의 단층을 조합한 적층체를 사용할 수도 있다. 또한, 광학 필름의 양면에 배치하는 경우에는 예를 들어, 각각 같은 점착제층이어도 되고, 상이한 조성이나 상이한 종류의 점착제층이어도 된다. 상기 점착제층의 두께는 예를 들어, 광학 필름의 구성 등에 따라 적절히 결정할 수 있고, 예를 들어, 1∼500㎛ 이다.

상기 점착제층을 형성하는 점착제로서는 예를 들어, 광학적 투명성이 우수하고, 적절한 습윤성, 응집성이나 접착성의 점착 특성을 나타내는 것을 들 수 있다. 구체적인 예로서는 아크릴계 폴리머나 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리에테르, 합성 고무 등의 폴리머를 적절히 베이스 폴리머로 하여 조제된 점착제 등을 들 수 있다.

상기 점착제층의 점착 특성은, 예를 들어, 상기 점착제층을 형성하는 베이스 폴리머의 조성이나 분자량, 가교 방식, 가교성 관능기의 함유 비율, 가교제의 배합 비율 등에 의해서, 그 가교도나 분자량을 조절하는 종래 공지된 방법에 의해서 적절히 제어할 수 있다.

본 발명의 광학 필름을 구성하는 각 층은 예를 들어, 살리실산에스테르계 화합물, 벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물, 니켈 착염계 화합물 등의 자외선 흡수제로 적절히 처리함으로써, 자외선 흡수능을 갖게 한 것이어도 된다.

본 발명의 광학 필름은 전술한 바와 같이, 액정 표시 장치 등의 각종 화상 표시 장치에 사용하는 것이 바람직하고, 예를 들어, 액정 셀의 편측 또는 양측에 배치하여 액정 패널로 하고, 반사형이나 반투과형, 또는 투과·반사 양용형 등의 액정 표시 장치에 사용할 수 있다.

액정 표시 장치를 형성하는 상기 액정 셀의 종류는 임의로 선택할 수 있고, 예를 들어, 박막 트랜지스터형으로 대표되는 액티브 매트릭스 구동형의 것, 트위스티드 네마틱 (TN) 형이나 슈퍼 트위스티드 네마틱 (STN) 형으로 대표되는 단순 매트릭스 구동형의 것, OCB (Optically Controlled Birefringence) 셀, HAN (Hybrid Aligned Nematic) 셀, VA (수직 배향; Vertical Aligned) 셀 등, 여러 타입의 액정 셀을 사용할 수 있다.

또한, 상기 액정 셀은 통상, 대향하는 액정 셀 기판의 간극에 액정이 주입된 구조로서, 상기 액정 셀 기판으로서는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 유리 기판이나 플라스틱 기판을 사용할 수 있다. 또, 상기 플라스틱 기판의 재질로서는 특별히 제한되지 않고, 종래 공지된 재료를 들 수 있다.

또한, 액정 셀의 양면에 각종 광학 부재를 형성하는 경우, 그들은 같은 종류의 것이어도 되고, 상이한 것이어도 된다. 또, 액정 표시 장치의 형성시에는 예를 들어, 프리즘 어레이 시트나 렌즈 어레이 시트, 광확산판이나 백라이트 등의 적당한 부품을, 적당한 위치에 1층 또는 2층 이상 배치할 수 있다.

본 발명의 액정 표시 장치는 전술한 바와 같은 본 발명의 광학 필름을 구비하는 액정 패널을 사용하는 것 이외에는 특별히 제한되지 않는다. 또한, 추가로 광원을 갖는 경우에는 예를 들어, 광 에너지를 유효하게 사용할 수 있는 점에서, 예를 들어 편광을 출사하는 평면 광원인 것이 바람직하다.

본 발명의 액정 패널의 일례로서는 이하와 같은 구성을 들 수 있다. 예를 들어, 액정 셀, 본 발명의 광학 필름 (예를 들어, 이방성 필름과 편광 소자의 적층체), 편광자 및 보호층을 갖고 있고, 상기 액정 셀의 일방의 면에 상기 광학 필름이 적층되어 있고, 상기 광학 필름의 타방의 면에, 상기 편광자 및 상기 보호층이 이 순서로 적층되어 있는 구조이다. 상기 액정 셀은 2장의 액정 셀 기판 사이에 액정이 유지된 구성으로 되어 있다. 또한, 상기 광학 필름이, 전술한 바와 같이 이방성 필름과 편광 소자의 적층체인 경우, 그 배치는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 상기 이방성 필름측이 상기 액정 셀에 면하고 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 액정 표시 장치는 시인측의 광학 필름 위에, 예를 들어, 추가로 확산판, 안티글레어층, 반사 방지막, 보호층이나 보호판을 배치하거나, 또는 액정 패널에 있어서의 액정 셀과 편광판 사이에 보상용 위상차판 등을 적절히 배치할 수도 있다.

또, 본 발명의 광학 필름은 전술한 바와 같은 액정 표시 장치에는 한정되지 않고, 예를 들어, 유기 전기 발광 (EL) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 (PD), FED (전계 방출 디스플레이: Field Emission Display) 등의 자발광형 표시 장치에도 사용할 수 있다. 자발광형 플랫 디스플레이에 사용하는 경우에는 예를 들어, 본 발명의 광학 필름의 면내 위상차값 Δnd 를 λ/4 로 함으로써, 원 편광을 얻을 수 있기 때문에, 반사 방지 필터로서 이용할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 광학 필름을 구비하는 전기 발광 (EL) 표시 장치에 관해서 설명한다. 이 EL 표시 장치는 본 발명의 광학 필름을 갖는 표시 장치이고, 이 EL 표시 장치는 유기 EL 및 무기 EL 의 어느 것이나 된다.

최근, EL 표시 장치에 있어서도, 흑상태에 있어서의 전극으로부터의 반사 방지로서, 예를 들어, 편광자나 편광판 등의 광학 필름을 λ/4판과 함께 사용하는 것이 제안되었다. 본 발명의 광학 필름은 특히, EL 층으로부터 직선 편광, 원 편광 또는 타원 편광의 어느 하나의 편광이 발광되는 경우, 또는 정면 방향으로 자연광을 발광하더라도, 경사 방향의 출사광이 부분 편광되는 경우 등에 매우 유용하 다.

여기서, 일반적인 유기 EL 표시 장치에 관해서 설명한다. 상기 유기 EL 표시 장치는 일반적으로, 투명 기판 상에 투명 전극, 유기 발광층 및 금속 전극이 이 순서로 적층된 발광체 (유기 EL 발광체) 를 갖고 있다. 상기 유기 발광층은 여러 유기 박막의 적층체이고, 예를 들어, 트리페닐아민 유도체 등으로 이루어지는 정공 주입층과 안트라센 등의 형광성 유기 고체로 이루어지는 발광층과의 적층체나, 이러한 발광층과 페릴렌 유도체 등으로 이루어지는 전자 주입층과의 적층체나, 또한, 상기 정공 주입층과 발광층과 전자 주입층과의 적층체 등, 여러 조합을 들 수 있다.

그리고, 이러한 유기 EL 표시 장치는 상기 양극과 음극에 전압을 인가함으로써, 상기 유기 발광층에 정공과 전자가 주입되어, 상기 정공과 전자가 재결합함으로써 생기는 에너지가 형광 물질을 여기하고, 여기된 형광 물질이 기저 상태로 되돌아갈 때에 광을 방사하는 원리로 발광한다. 상기 정공과 전자의 재결합이라는 메카니즘은 일반의 다이오드와 동일하고, 전류와 발광 강도는 인가 전압에 대하여 정류성을 동반하는 강한 비선형성을 나타낸다.

상기 유기 EL 표시 장치에 있어서는 상기 유기 발광층에서의 발광을 추출하기 위해서, 적어도 일방의 전극이 투명할 필요가 있기 때문에, 통상 산화인듐주석 (ITO) 등의 투명 도전체로 형성된 투명 전극이 양극으로서 사용된다. 한편, 전자 주입을 용이하게 하여 발광 효율을 높이기 위해서는, 음극에 일함수가 작은 물질을 사용하는 것이 중요하고, 통상 Mg-Ag, Al-Li 등의 금속 전극이 사용된다.

이러한 구성의 유기 EL 표시 장치에 있어서, 상기 유기 발광층은 예를 들어, 두께 10nm 정도의 매우 얇은 막으로 형성되는 것이 바람직하다. 이것은 상기 유기 발광층에 있어서도, 투명 전극과 마찬가지로, 광을 거의 완전히 투과시키기 때문이다. 그 결과, 비발광시에, 상기 투명 기판의 표면으로부터 입사하여, 상기 투명 전극과 유기 발광층을 투과하여 상기 금속 전극에 의해 반사된 광이, 다시 상기 투명 기판의 표면측으로 나온다. 이 때문에, 외부에서 시인하였을 때에, 유기 EL 표시 장치의 표시면이 경면처럼 보이는 것이다.

이 유기 EL 표시 장치는 예를 들어, 상기 유기발광층의 표면측에 투명 전극을 구비하고, 상기 유기발광층의 이면측에 금속 전극을 구비한 상기 유기 EL 발광체를 포함하는 유기 EL 표시 장치에 있어서, 상기 투명 전극의 표면에 본 발명의 광학 필름이 배치되는 것이 바람직하고, 추가로 λ/4판을 편광판과 EL 소자 사이에 배치하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 본 발명의 광학 필름을 배치함으로써, 외계의 반사를 억제하고, 시인성 향상이 가능하다는 효과를 나타내는 유기 EL 표시 장치가 된다. 또한, 상기 투명 전극과 광학 필름 사이에, 추가로 위상차판이 배치되는 것이 바람직하다.

상기 광학 필름은 예를 들어, 외부로부터 입사하여 상기 금속 전극에 의해 반사되어 온 광을 편광하는 작용을 갖기 때문에, 그 편광 작용에 의해서 상기 금속 전극의 경면을 외부에서 시인시키지 않는다는 효과가 있다. 특히, 위상차판으로서 1/4 파장판을 사용하고, 또한 광학 필름 (예를 들어, 이방성 필름과 편광 소자의 적층체) 과 상기 위상차판의 편광 방향이 이루는 각을 π/4 로 조정하면, 상 기 금속 전극의 경면을 완전히 차폐할 수 있다. 즉, 이 유기 EL 표시 장치에 입사하는 외부광은 상기 광학 필름에 의해서 직선 편광 성분만이 투과된다. 이 직선 편광은 상기 위상차판에 의해서 일반적으로 타원 편광이 되지만, 특히 상기 위상차판이 1/4 파장판이고, 게다가 상기 각이 π/4 인 경우에는 원 편광이 된다.

이 원 편광은 예를 들어, 투명 기판, 투명 전극, 유기 박막을 투과하여, 금속 전극에 의해 반사되고, 다시, 유기 박막, 투명 전극, 투명 기판을 투과하여, 상기 위상차판에 의해 다시 직선 편광이 된다. 그리고, 이 직선 편광은 상기 광학 필름의 편광 방향과 직교하고 있기 때문에, 상기 광학 필름을 투과할 수 없고, 그 결과, 전술한 바와 같이, 금속 전극의 경면을 완전히 차폐할 수 있는 것이다.

이하, 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하겠지만, 본 발명이 이들에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

폴리비닐신나메이트 (광반응성 물질) 를 시클로펜타논 용매에 5중량% 가 되도록 용해시켜 도포 용액을 조제하였다. 이 폴리비닐신나메이트 도포 용액을 글란-테일러 프리즘 (편광 소자) 의 편면 상에 스핀 코트법에 의해 도포하였다. 이 도포막을 100℃ 에서 3분간 건조시키고, 두께 100nm 의 폴리비닐신나메이트 필름 (광반응성 물질 필름) 을 형성하여 적층체를 얻었다.

이어서, 이 적층물의 편광 소자측으로부터, 조도 15mW/㎠ 의 자외선 조사 장치 (고압 수은 램프 사용) 에 의해, 6분간 광조사를 행하였다. 조사광의 입사각은 편광 소자에 대해 90°로 조정하였다. 편광 소자를 통과한 후의 적산광량 은 1J/㎠ 이었다. 그럼으로써, 편광 소자를 통과함으로써 편광으로 변화된 광이 광반응성 물질 필름에 조사되고, 편광 소자 상에 이방성 필름이 형성되었다.

실시예 2

광반응성 물질로서 스틸벤을 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 편광 소자 상에 이방성 필름을 형성하였다.

실시예 3

광반응성 물질 (상품명 LPPF301, 반티코 (Vantico) 제조) 을 시클로펜타논 용매에 2중량% 가 되도록 용해시켜 도포 용액을 조제하였다. 이 도포 용액을 편광 필터 (상품명 Ultraviolet Polarizer; Bolder Vision Optik사 제조) 의 편면에 스핀 코트법에 의해 도포하였다. 이 도포막을 100℃ 에서 3분간 건조시키고, 두께 100nm 의 광반응성 물질 필름을 형성하여 적층물을 얻었다.

이어서, 이 적층물의 편광 소자측으로부터, 조도 15mW/㎠ 의 자외선 조사 장치 (고압 수은 램프 사용) 에 의해, 3분간 광조사를 행하였다. 조사광의 입사각은 편광 소자에 대해 90°로 조정하였다. 편광 소자를 통과한 후의 적산광량은 0.5J/㎠ 이었다. 그럼으로써, 편광 소자를 통과함으로써 편광으로 변화된 광이 광반응성 물질 필름에 조사되고, 편광 소자 상에 이방성 필름이 형성되었다.

실시예 4

폴리메틸펜텐 100중량부와 단직경 0.1㎛, 장직경 10㎛ 의 침상 산화티탄 3중량부를 이축 혼련하고, T 다이에 의해 270℃ 에서 두께 300㎛ 의 필름을 조제하고, 다시 이 필름을 190℃ 에서 6배로 연신하였다. 얻어진 연신 필름은 침상 산화 티탄이 거의 일정 방향으로 배향된 필름이고, 이 연신 필름을 편광 소자로서 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 편광 소자 상에 이방성 필름을 형성하였다.

실시예 5

액정성 화합물 (68.0중량%: 상품명 LCPCB483, Vantico사 제조), 광반응성 물질 (29.2중량%: 상품명 LPPF301, Vantico사 제조), 광개시제 (1.4중량%, 상품명 Irgacure369, 치바 스페셜리티 케미컬즈사 제조) 및 반응 억제제 (부틸히드록시톨루엔, 1.4중량%) 의 혼합물을 조제하였다. 이 혼합물을 5중량% 가 되도록 시클로펜타논에 용해하고, 50℃ 에서 30분간 교반한 후, 0.2㎛ 의 필터로 여과하여, 도포 용액을 조제하였다. 그리고 이 도포 용액을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 편광 소자 상에 이방성 필름을 형성하였다.

(비교예 1)

광반응성 물질 대신에 폴리비닐알코올을 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 편광 소자 상에 필름을 적층하였다.

(비교예 2)

광반응성 물질을 첨가하지 않은 것 이외에는 실시예 5 와 동일한 방법으로 편광 소자 위에 필름을 적층하였다.

이렇게 하여 얻어진 실시예 1∼5 의 이방성 필름에 대해서, 그 이방성을 하기와 같이 하여 평가하였다. 또한, 더불어 비교예 1, 2 에서 얻어진 필름에 대해서도 동일하게 평가하였다.

이방성 필름의 평가 (1)

콜레스테릭 액정상을 나타내는 화합물 (상품명 Paliocolor LC242 및 LC756 의 혼합물, BASF사 제조) 을 시클로펜타논 용매에 20중량% 의 비율로 용해하였다. 이 용액을, 실시예에서 얻은 이방성 필름의 표면 상에 스핀 코트법으로 도포하였다. 이 도포막 (화합물층) 을 90℃ 에서 1분간 가열 처리함으로써, 상기 콜레스테릭 액정상을 나타내는 화합물을 배향시킨 후, 광조사에 의해서 상기 화합물을 중합시키고 그 배향을 고정함으로써, 두께 1㎛ 의 층 (콜레스테릭 구조를 나타내는 층) 을 형성하였다. 이 층의 선택 반사 파장의 유무를 하기 표 1 에 나타낸다. 또, 하기 표 1 에 있어서, 선택 반사 파장을 나타낸 경우를 「○」, 나타내지 않은 경우를 「×」 로 하였다.

표 1 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1∼4 의 이방성 필름 상에 형성된 층은 선택 반사 파장을 나타내었다. 이로부터, 실시예 1∼4 의 이방성 필름이 액정 배향능을 가짐을 확인할 수 있었다. 이에 비하여, 비교예 1 의 필름에서는 선택 반사가 확인되지 않았다는 점에서, 편광자 상에 형성된 필름은 액정 배향능을 나타내지 않은 것을 알 수 있다.

이방성 필름의 평가 (2)

네마틱 액정상을 나타내는 화합물 (상품명 Paliocolor LC242, BASF사 제조) 을 20중량% 가 되도록 시클로펜타논 용매에 용해하고, 이 용액을, 실시예에서 얻은 이방성 필름의 표면 상에 스핀 코트법으로 도포하였다. 그리고, 도포막 (화합물층) 을 90℃ 에서 1분간 가열 처리함으로써, 상기 네마틱 액정상을 나타내는 화 합물을 배향시키고, 추가로 광조사에 의해서 상기 화합물을 중합시켜, 그 배향을 고정함으로써, 두께 1㎛ 의 층 (네마틱 구조를 나타내는 층) 을 형성하였다.

또, 형성된 층을 투명 기재 (유리판 또는 TAC 필름) 에 전사하였다. 그리고, 상기 투명 기재 상의 층에 대해서, 그 지상축 (遲相軸) 을 분광 엘립소 미터 (상품명 M220, 닛폰 분광 제조) 를 사용하여 측정하였다. 그 결과, 실시예에서 사용한 편광자의 편광 투과축 방향과 각 층의 지상축 또는 진상축 (進相軸) 의 방향이 같은 것을 확인할 수 있었다. 이에 비하여, 비교예 1 의 필름에서는 네마틱 액정은 배향되지 않고, 백탁되고, 축각도를 검지할 수 없었다. 또한, 비교예 2 의 필름도, 백탁되고, 축각도를 검지할 수 없었다.

실시예 5 에서 얻은 필름의 이방성 필름측을, 투명 기재 (TAC 필름) 에 접착제로 부착하고, 이어서 편광자를 박리함으로써, 상기 투명 기재 상에 이방성 필름을 전사하였다. 그리고, 이방성 필름의 위상차와 지상축을 분광 엘립소 미터 (상품명 M220, 닛폰 분광 제조) 를 사용하여 측정하였다. 그 결과, 실시예 5 에서 사용한 편광자의 편광 투과축 방향과 상기 이방성 필름의 지상축이 같은 것을 알 수 있었다. 또한, 위상차값은 약 100nm (측정 파장 590nm) 이었다. 이 결과를 통해, 실시예 5 에서 얻은 이방성 필름이 광학 이방성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

상기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1∼4 의 이방성 필름이 액정 배향능을 갖는 것, 실시예 5 의 이방성 필름이 광학 이방성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 또, 모든 실시예의 이방성 필름이 우수한 축 정밀도를 갖는 것도 확인할 수 있었다.

산업상이용가능성

이상과 같이, 본 발명의 제조 방법에 의하면, 예를 들어, 편광 조사의 특수한 장치나 고도의 얼라인먼트 조정을 필요로 하지 않고, 축 정밀도가 우수한 이방성 필름을 간편히 제조할 수 있다.

Claims

이방성 필름의 제조 방법으로서,

편광 소자 상에 광반응성 물질을 함유하는 필름을 배치하고,

상기 광반응성 물질을 함유하는 필름에 상기 편광 소자를 통해 광을 조사함으로써, 상기 광반응성 물질을 함유하는 필름에 이방성을 부여하는, 이방성 필름의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 광반응성 물질을 함유하는 필름은, 상기 편광 소자 상에 상기 광반응성 물질의 용액 또는 용융액을 도포하고, 이것을 고화시킴으로써 형성된 필름인, 이방성 필름의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 광반응성 물질은 1∼780nm 의 범위에 있는 파장을 갖는 광에 대하여 반응할 수 있는 물질인, 이방성 필름의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

조사광의 파장은 200∼400nm 의 범위인, 이방성 필름의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

조사광의 파장은 290∼400nm 의 범위인, 이방성 필름의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

조사광의 파장은 310nm 인, 이방성 필름의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 편광 소자는 프리즘 편광자, 편광 필터 및 편광자로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 소자인, 이방성 필름의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광반응성 물질을 함유하는 필름은 상기 편광 소자 상에 직접 형성되어 있는, 이방성 필름의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광반응성 물질을 함유하는 필름은 보호층을 개재하여 상기 편광 소자 상에 배치되어 있는, 이방성 필름의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광반응성 물질을 함유하는 필름은 추가로 액정성 화합물을 함유하는, 이방성 필름의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 액정성 화합물은 액정성 모노머, 액정성 올리고머 및 액정성 폴리머로 이루어지는 군에서 선택되는 1개 이상의 액정성 화합물인, 이방성 필름의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광반응성 물질을 함유하는 필름은 추가로 비액정성 폴리머를 함유하는, 이방성 필름의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광반응성 물질은 광반응성 부위를 갖는 액정성 모노머, 광반응성 부위를 갖는 액정성 올리고머, 광반응성 부위를 갖는 액정성 폴리머, 및 광반응성 부위를 갖는 비액정성 폴리머로 이루어지는 군에서 선택되는 1개 이상의 물질인, 이방성 필름의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 기재된 이방성 필름의 제조 방법에 의해 제조되는, 이방성 필름.
제 14 항에 있어서,

액정 배향막인, 이방성 필름.
제 14 항에 있어서,

광학 이방성 필름인, 이방성 필름.
제 14 항에 기재된 이방성 필름을 포함하는, 광학 필름.
액정 셀의 적어도 일방의 표면에 광학 필름이 배치된 액정 패널로서,

상기 광학 필름은 제 17 항에 기재된 광학 필름인, 액정 패널.
액정 패널을 포함하는 액정 표시 장치로서,

상기 액정 패널은 제 18 항에 기재된 액정 패널인, 액정 표시 장치.
제 17 항에 기재된 광학 필름을 포함하는, 화상 표시 장치.