KR20070106443A - 광학 필름 및 그의 용도 및 광학 필름의 제조 방법 - Google Patents

광학 필름 및 그의 용도 및 광학 필름의 제조 방법 Download PDF

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도모히로 미쯔보시
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제이에스알 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 공업적으로 길이가 긴 필름을 제조하는 경우에서의 주기적인 두께 불균일이 적은 환상 올레핀계 수지를 포함하는 광학 필름, 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 하고 있다.
본 발명의 광학 필름은 환상 올레핀계 수지를 포함하고, 길이 방향으로 주기적인 두께 변동을 갖는 필름이며, 하기 수학식 1, 2 및 3으로 표시되는 조건을 모두 만족시키는 것을 특징으로 한다.
<수학식 1>
P-V≤1
<수학식 2>
W≥3
<수학식 3>
D≤30
(P는 두께 변동에 있어서의 두께의 극대치(㎛)를 나타내고, V는 두께 변동에 있어서의 두께의 극소치(㎛)를 나타내며, W는 길이 방향의 극대 두께 2점간의 간격으로서, 상기 2점에서의 P값이 상기 2점 사이에 존재하는 V의 최소치보다도 0.1(㎛) 이상 큰 경우의 최단 간격으로서 측정되는 길이 방향의 주기 간격(cm)을 나타내고, D는 필름 두께 변화의 기울기(ppm)의 최대치의 절대치를 나타냄)
광학 필름, 편광판, 환상 올레핀계 수지

Description

광학 필름 및 그의 용도 및 광학 필름의 제조 방법 {OPTICAL FILM AND ITS USE AND METHOD OF PRODUCING THE OPTICAL FILM}
도 1은 필름의 길이 방향의 길이와 필름의 두께와의 관계에 기초하여 각 매개변수를 나타내는 도면이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
P(P1, P2 및 P3): 필름 두께의 극대치
V(V1 및 V2): 필름 두께의 극소치
W(W1 및 W2): 극대 두께 2점에서의 P값이 상기 2점간의 V의 최소치보다도 0.1 ㎛ 이상 큰 경우의 최단 간격(길이 방향의 주기 간격)
D: 필름 두께 변화의 기울기의 최대치의 절대치
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2005-148568호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 (평)1-240517호 공보
본 발명은 두께 변동이 적은 광학 필름에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발 명은 환상 올레핀계 수지를 포함하고, 두께 변동이 적고, 바람직하게는 위상차 필름으로서의 기능을 갖는 광학 필름, 및 이 광학 필름을 이용한 편광판에 관한 것이다.
환상 올레핀계 수지는 투명성, 내열성, 내습성 등이 우수하기 때문에, 광학 필름 용도에 바람직하게 이용되고 있다. 통상, 환상 올레핀계 수지를 포함하는 필름은 용액 유연법(용액 캐스팅법)이나 용융 압출법 등에 의해 제막되고, 필요에 따라 연신 등을 실시하여 제조된다.
광학 필름은 투명성 등의 광학 특성이 우수할 것이 요구되는 동시에, 필름이 균질하고 광학 불균일이 적은 것이 중요하다. 광학 필름 제조시에 생기는 광학 불균일을 방지 또는 억제하여 광학 필름을 제조하는 방법으로서는, 예를 들면 다이립의 결함 형상을 억제한 특정 T 다이를 이용함으로써, 용융 압출 성형으로 광학 필름을 제조할 때에 필름의 압출 방향을 따라 연속적으로 발생하는 요철상 선형 모양(다이 라인)의 발생을 억제하는 방법이 제안되었다(일본 특허 공개 제2005-148568호 공보 참조).
그러나, 공업적으로 길이가 긴 필름을 제조하는 경우에는 원료 수지의 공급에 이용되는 펌프의 특성, 필름을 권취하는 롤의 회전 자국 등에 의해 길이 방향으로 주기적인 두께 변동이 생기고, 이에 따라 얻어진 광학 필름에 명도의 주기적인 변화나 광학적인 변형(소위 크로스 마크)이 생기는 문제가 있다.
본 발명은 공업적으로 길이가 긴 필름을 제조하는 경우에서의 주기적인 두께 불균일이 적은 환상 올레핀계 수지를 포함하는 광학 필름, 및 환상 올레핀계 수지를 포함하는, 주기적인 두께 불균일을 감소시킨 광학 필름을 제조하는 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 광학 필름은 환상 올레핀계 수지를 포함하고, 길이 방향으로 주기적인 두께 변동을 갖는 필름이며, 하기 수학식 1, 2 및 3으로 표시되는 조건을 모두 만족시키는 것을 특징으로 한다.
P-V≤1
W≥3
D≤30
(수학식 1 중, P는 두께 변동에 있어서의 두께의 극대치(㎛)를 나타내고, V는 두께 변동에 있어서의 두께의 극소치(㎛)를 나타내며,
수학식 2 중, W는 길이 방향의 극대 두께 2점간의 간격으로서, 상기 2점에서의 P값이 상기 2점 사이에 존재하는 V의 최소치보다도 0.1(㎛) 이상 큰 경우의 최단 간격으로서 측정되는 길이 방향의 주기 간격(cm)을 나타내며,
수학식 3 중, D는 필름 두께 변화의 기울기(ppm)의 최대치의 절대치를 나타냄)
이러한 본 발명의 광학 필름은 환상 올레핀계 수지가 하기 화학식 1로 표시되는 1종 이상의 화합물을 중합 또는 공중합하여 얻어진 수지인 것이 바람직하다.
Figure 112007032001692-PAT00001
(화학식 1 중, R1 내지 R4는 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 30의 탄화수소기, 또는 그 밖의 1가 유기기이고, 각각 동일 또는 상이할 수 있으며, 또한, R1 내지 R4 중 임의의 2개가 서로 결합하여 단환 또는 다환 구조를 형성할 수 있고, m은 0 또는 양의 정수이고, p는 0 또는 양의 정수임)
본 발명의 광학 필름은 위상차 필름으로서의 기능을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 광학 필름은 길이 방향의 길이가 50 m 이상의 긴 필름인 것이 바람직하다.
본 발명의 편광판은 상기 위상차 필름으로서의 기능을 갖는 본 발명의 광학 필름을 적어도 일면에 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 액정 디스플레이는 상기 본 발명의 광학 필름 중 어느 하나 또는 상기 본 발명의 편광판을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광학 필름의 제조 방법은, 상술한 본 발명의 광학 필름을 제조하는 방법이며, 환상 올레핀계 수지를 기어 펌프를 이용하여 압출기에 공급하고, 압 출기 출구에서의 극대 압력과 평균 압력의 차이가 평균 압력의 0.2％ 이하인 조건으로 용융 압출법에 의해 필름형으로 성형하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 광학 필름의 제조 방법은 상술한 본 발명의 광학 필름을 제조하는 방법이며, 환상 올레핀계 수지를 필름형으로 성형하여 롤로 인취(引取)함에 있어서, 정상 운전시의 롤의 인취 속도의 극대치 또는 극소치와 평균 인취 속도의 차이의 절대치를 평균 인취 속도의 0.1％ 이하로 하는 것을 특징으로 한다. 이러한 광학 필름의 제조 방법에서는 표면이 세라믹제이고, 표면 조도 Rs의 극대치 Rmax(㎛)가 Rmax≤0.2를 만족시키는 범위 내에 있는 인취 롤을 이용하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.
환상 올레핀계 수지
본 발명에 따른 광학 필름은 환상 올레핀계 수지를 포함한다. 환상 올레핀계 수지로서는 노르보르넨 골격을 갖는 환상 올레핀계 화합물을 단독 또는 2종 이상으로, 또는 환상 올레핀계 화합물 이외의 공중합 단량체와 함께, 중합 또는 공중합 단량체로서 이용하여 부가 (공)중합, 개환 (공)중합, 또는 개환 (공)중합 후에 주쇄 중의 이중 결합을 수소 첨가하여 얻어지는 환상 올레핀계 수지가 모두 이용된다.
본 발명에 따른 광학 필름을 구성하는 환상 올레핀계 수지로서는, 특히 하기 화학식 1로 표시되는 단량체(이하, "특정 단량체"라고도 함)로부터 얻어지는 중합체 또는 공중합체(이하, "(공)중합체"라 표현함)를 이용하는 것이 바람직하고, 보 다 바람직하게는 하기 화학식 1a로 표시되는 구조 단위를 갖는 (공)중합체, 특히 바람직하게는 하기 화학식 2로 표시되는 구조 단위를 갖는 (공)중합체이다.
<화학식 1>
Figure 112007032001692-PAT00002
(화학식 1 중, R1 내지 R4는 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 30의 탄화수소기, 또는 그 밖의 1가 유기기이고, 각각 동일 또는 상이할 수 있으며, 또한, R1 내지 R4 중 임의의 2개가 서로 결합하여 단환 또는 다환 구조를 형성할 수 있고, m은 0 또는 양의 정수이고, p는 0 또는 양의 정수임)
Figure 112007032001692-PAT00003
(화학식 1a 중, R1 내지 R4, p, m의 정의는 상기 화학식 1과 동일함)
Figure 112007032001692-PAT00004
(화학식 2 중, R1 내지 R4의 정의는 상기 화학식 1과 동일함)
구체적으로는, 하기 (a) 내지 (e)에 나타내는 중합체 또는 공중합체를 바람직하게 사용할 수 있다.
(a) 특정 단량체의 개환 중합체(이하, "특정 개환 중합체"라고도 함)
(b) 특정 단량체 및 이와 공중합 가능한 환상 단량체(특정 단량체를 제외함. 이하, "공중합성 환상 단량체"라고도 함)와의 개환 공중합체(이하, "특정 개환 공중합체"라고도 함)
(c) 특정 단량체와 불포화 이중 결합 함유 화합물과의 포화 공중합체(이하, "특정 포화 공중합체"라고도 함)
(d) 특정 개환 중합체 또는 특정 개환 공중합체(이하, 이들을 "특정 개환 (공)중합체"라고도 함)의 수소 첨가 (공)중합체
(e) 특정 개환 (공)중합체를 프리델 크래프트 반응에 의해 환화한 후, 수소 첨가하여 얻어지는 수소 첨가 (공)중합체
[특정 단량체]
바람직한 특정 단량체로서는 상기 화학식 1 중, R1 및 R3이 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 탄화수소기이고, R2 및 R4가 수소 원자 또는 1가의 유기기이며, R2 및 R4 중 하나 이상은 수소 원자 및 탄화수소기 이외의 극성기를 나타내고, m이 0 내지 3의 정수이고, p가 0 내지 3의 정수이고, m＋p의 값이 0 내지 4, 더욱 바람직하게는 0 내지 2, 특히 바람직하게는 1인 것을 들 수 있다.
또한, 특정 단량체 중, R2 및 R4가 하기 화학식 3으로 표시되는 극성기를 갖는 특정 단량체는 유리 전이 온도(이하, "Tg"라고도 함)가 높고, 흡습성이 낮은 환상 올레핀계 열가소성 수지가 얻어지는 점에서 바람직하다.
-(CH2)nCOOR5
(식 중, R5는 탄소수 1 내지 12의 탄화수소기를 나타내고, n은 0 내지 5의 정수임)
상기 화학식 3에 있어서, R5는 알킬기인 것이 바람직하다.
또한, n의 값이 작을수록, 얻어지는 환상 올레핀계 수지의 Tg가 높아지기 때문에 바람직하고, 특히 n이 0인 특정 단량체는 그 합성이 용이한 점에서 바람직하다.
또한, 상기 화학식 1에 있어서, R1 또는 R3은 알킬기인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 탄소수가 1 내지 4인 알킬기, 더욱 바람직하게는 탄소수가 1 내지 2인 알킬기, 특히 바람직하게는 메틸기이다. 또한, 이 알킬기가 상기 화학식 3으로 표시되는 극성기가 결합된 탄소 원자와 동일한 탄소 원자에 결합되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 화학식 1에 있어서 m이 1인 특정 단량체는, Tg가 보다 높은 열가소성 수지 조성물이 얻어지는 점에서 바람직하다.
상기 화학식 1로 표시되는 특정 단량체의 구체예로서는,
비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
트리시클로[5.2.1.02,6]-8-데센,
테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
펜타시클로[6.5.1.13,6.02,7.09,13]-4-펜타데센,
펜타시클로[7.4.0.12,5.199,12.08,13]-3-펜타데센,
트리시클로[4.4.0.12,5]-3-운데센,
5-메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
5-에틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
5-메톡시카르보닐비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
5-메틸-5-메톡시카르보닐비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
5-시아노비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
8-메톡시카르보닐테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8-에톡시카르보닐테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8-n-프로폭시카르보닐테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8-이소프로폭시카르보닐테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8-n-부톡시카르보닐테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8-메틸-8-메톡시카르보닐테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8-메틸-8-에톡시카르보닐테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8-메틸-8-n-프로폭시카르보닐테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8-메틸-8-이소프로폭시카르보닐테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8-메틸-8-n-부톡시카르보닐테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
디메타노옥타히드로나프탈렌,
에틸테트라시클로도데센,
6-에틸리덴-2-테트라시클로도데센,
트리메타노옥타히드로나프탈렌,
펜타시클로[8.4.0.12,5.19,12.08,13]-3-헥사데센,
헵타시클로[8.7.0.13,6.110,17.112,15.02,7.011,16]-4-에이코센,
헵타시클로[8.8.0.14,7.111,18.113,16.03,8.012,17]-5-헨에이코센,
5-에틸리덴비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
8-에틸리덴테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
5-페닐비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
8-페닐테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
5-플루오로비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
5-플루오로메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
5-트리플루오로메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
5-펜타플루오로에틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
5,5-디플루오로비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
5,6-디플루오로비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
5,5-비스(트리플루오로메틸)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
5,6-비스(트리플루오로메틸)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
5-메틸-5-트리플루오로메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
5,5,6-트리플루오로비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
5,5,6-트리스(플루오로메틸)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
5,5,6,6-테트라플루오로비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
5,5,6,6-테트라키스(트리플루오로메틸)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
5,5-디플루오로-6,6-비스(트리플루오로메틸)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
5,6-디플루오로-5,6-비스(트리플루오로메틸)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
5,5,6-트리플루오로-5-트리플루오로메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
5-플루오로-5-펜타플루오로에틸-6,6-비스(트리플루오로메틸)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
5,6-디플루오로-5-헵타플루오로-iso-프로필-6-트리플루오로메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
5-클로로-5,6,6-트리플루오로비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
5,6-디클로로-5,6-비스(트리플루오로메틸)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
5,5,6-트리플루오로-6-트리플루오로메톡시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
5,5,6-트리플루오로-6-헵타플루오로프로폭시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔,
8-플루오로테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8-플루오로메틸테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8-디플루오로메틸테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8-트리플루오로메틸테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8-펜타플루오로에틸테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8,8-디플루오로테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8,9-디플루오로테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8,8-비스(트리플루오로메틸)테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8,9-비스(트리플루오로메틸)테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8-메틸-8-트리플루오로메틸테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8,8,9-트리플루오로테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8,8,9-트리스(트리플루오로메틸)테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8,8,9,9-테트라플루오로테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8,8,9,9-테트라키스(트리플루오로메틸)테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8,8-디플루오로-9,9-비스(트리플루오로메틸)테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8,9-디플루오로-8,9-비스(트리플루오로메틸)테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8,8,9-트리플루오로-9-트리플루오로메틸테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도 데센,
8,8,9-트리플루오로-9-트리플루오로메톡시테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8,8,9-트리플루오로-9-펜타플루오로프로폭시테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8-플루오로-8-펜타플루오로에틸-9,9-비스(트리플루오로메틸)테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8,9-디플루오로-8-헵타플루오로iso-프로필-9-트리플루오로메틸테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8-클로로-8,9,9-트리플루오로테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8,9-디클로로-8,9-비스(트리플루오로메틸)테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8-(2,2,2-트리플루오로에톡시카르보닐)테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센,
8-메틸-8-(2,2,2-트리플루오로에톡시카르보닐)테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센 등을 들 수 있다.
이들 특정 단량체 중, 8-메틸-8-메톡시카르보닐테트라시클로 [4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센, 8-에틸리덴테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센, 8-에틸테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센, 펜타시클로[7.4.0.12,5.19,12.08,13]-3-펜타데센은 우수한 내열성을 갖는 환상 올레핀계 수지가 얻어지는 점에서 바람직하다.
[공중합성 환상 단량체]
특정 개환 공중합체를 얻기 위한 공중합성 환상 단량체로서는 탄소수가 4 내지 20, 특히 5 내지 12인 시클로올레핀을 이용하는 것이 바람직하고, 그의 구체예로서는, 시클로부텐, 시클로펜텐, 시클로헵텐, 시클로옥텐, 트리시클로[5.2.1.02,6]-3-데센, 5-에틸리덴-2-노르보르넨, 디시클로펜타디엔 등을 들 수 있다.
[불포화 이중 결합 함유 화합물]
특정 포화 공중합체를 얻기 위한 불포화 이중 결합 함유 화합물로서는 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 스티렌-부타디엔 공중합체, 에틸렌-비공액 디엔 공중합체, 폴리노르보르넨 등의 주쇄에 탄소-탄소간 이중 결합을 포함하는 불포화 탄화수소계 중합체를 사용할 수 있다.
특정 단량체와 공중합성 환상 단량체 또는 불포화 이중 결합 함유 화합물과의 사용 비율은 특정 단량체:공중합성 환상 단량체 또는 불포화 이중 결합 함유 화합물이 중량비로 100:0 내지 50:50인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 100:0 내지 60:40이다.
공중합성 환상 단량체 또는 불포화 이중 결합 함유 화합물의 사용 비율이 과대한 경우에는, 얻어지는 공중합체의 Tg가 저하되고, 그 결과, 수지의 내열성이 저하되기 때문에, 내열성이 높은 시트를 얻는 것이 곤란해진다.
[개환 중합 촉매]
특정 단량체의 개환 중합 반응은 복분해 촉매의 존재하에 행해진다. 이 복분해 촉매는 텅스텐 화합물, 몰리브덴 화합물 및 레늄 화합물에서 선택된 1종 이상의 금속 화합물(이하, "(a) 성분"이라 함)과, 주기표 제1족 원소(예를 들면 Li, Na, K 등), 제2족 원소(예를 들면 Mg, Ca 등), 제12족 원소(예를 들면 Zn, Cd, Hg 등), 제13족 원소(예를 들면 B, Al 등), 제4족 원소(예를 들면 Ti, Zr 등) 또는 제14족 원소(예를 들면 Si, Sn, Pb 등)의 화합물이며, 1개 이상의 상기 원소-탄소 결합 또는 상기 원소-수소 결합을 갖는 것에서 선택된 1종 이상의 화합물(이하, "(b) 성분"이라 함)과의 조합을 포함하는 것으로, 촉매 활성을 높이기 위해 첨가제(이하, "(c) 성분"이라 함)가 함유될 수 있다.
상기 (a) 성분을 구성하는 바람직한 금속 화합물의 구체예로서는, WCl6, MoCl5, ReOCl3 등의 일본 특허 공개 (평)1-240517호 공보에 기재된 금속 화합물을 들 수 있다.
상기 (b) 성분을 구성하는 화합물의 구체예로서는, n-C4H9Li, (C2H5)3Al, (C2H5)2AlCl, (C2H5)1.5AlCl1 .5, (C2H5)AlCl2, 메틸알루미녹산, LiH 등의 일본 특허 공개 (평)1-240517호 공보에 기재된 화합물을 들 수 있다.
상기 (c) 성분으로서는 알코올류, 알데히드류, 케톤류, 아민류 등을 바람직하게 사용할 수 있지만, 그 밖에 일본 특허 공개 (평)1-240517호 공보에 개시된 화합물을 사용할 수 있다.
[수소 첨가]
본 발명에 이용되는 환상 올레핀계 수지로서는 상기 특정 (공)개환 중합체 및 특정 포화 공중합체 외에, 특정 (공)개환 중합체에 수소 첨가하여 얻어지는 수소 첨가 (공)중합체, 및 특정 (공)개환 중합체를 프리델 크래프트 반응에 의해 환화한 후, 여기에 수소 첨가하여 얻어지는 수소 첨가 (공)중합체를 사용할 수 있다.
이러한 수소 첨가 (공)중합체는 우수한 열 안정성을 갖는 것이기 때문에, 성형 가공을 행할 때나 제품으로서 사용할 때에 가열에 의해 그 특성이 열화되는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 수소 첨가 (공)중합체에서의 수소 첨가율은 통상 50％ 이상, 바람직하게는 70％ 이상, 보다 바람직하게는 90％ 이상, 더욱 바람직하게는 95％ 이상, 특히 바람직하게는 97％ 이상이다.
본 발명에 이용되는 환상 올레핀계 수지는 30 ℃의 클로로포름 중에서 측정한 고유 점도(ηinh)가 0.2 내지 5.0 dl/g인 것이 바람직하다.
또한, 환상 올레핀계 수지의 평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)로 측정되는 폴리스티렌 환산의 수 평균 분자량(Mn)이 8,000 내지 100,000, 중량 평균 분자량(Mw)이 20,000 내지 300,000의 범위인 것이 바람직하다.
또한, 환상 올레핀계 수지의 비캣 연화점은 120 ℃ 이상인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 이용하는 환상 올레핀계 수지 필름은 상술한 바와 같은 환상 올레핀계 수지를 포함하는 수지 조성물로부터 형성될 수 있다. 수지 조성물에는 환상 올레핀계 수지 외에, 환상 올레핀계 수지 이외의 수지 성분, 안정제나 가공성 향상제 등의 수지에 배합할 수 있는 각종 첨가제를 배합할 수 있다.
광학 필름
본 발명의 광학 필름은 상술한 환상 올레핀계 수지를 포함하고, 필름 길이 방향에 있어서의 주기적인 두께 변동이 하기 수학식 1, 2 및 3으로 표시되는 조건을 모두 만족시킨다.
<수학식 1>
P-V≤1
<수학식 2>
W≥3
<수학식 3>
D≤30
(수학식 1 중, P는 두께 변동에 있어서의 두께의 극대치(㎛)를 나타내고, V는 두께 변동에 있어서의 두께의 극소치(㎛)를 나타내며,
수학식 2 중, W는 길이 방향의 극대 두께 2점간의 간격으로서, 상기 2점에서의 P값이 상기 2점 사이에 존재하는 V의 최소치보다도 0.1(㎛) 이상 큰 경우의 최단 간격으로서 측정되는 길이 방향의 주기 간격(cm)을 나타내며,
수학식 3 중, D는 필름 두께 변화의 기울기(ppm)의 최대치의 절대치를 나타냄)
한편, 도 1은 필름의 길이 방향의 길이와 필름의 두께와의 관계를 나타내는 도면으로서, 수학식 1 내지 3 중의 P, V, W 및 D를 표시하고 있다. 단, 구간(W1)의 양끝의 P를 P1, P2, 구간(W1)의 극소치를 V1, 구간(W2)의 양끝의 P를 P2, P3, 구간(W2)의 극소치를 V2로 하고 있다.
상기 수학식 1은 필름 두께의 극대치와 극소치의 차이(㎛)를 나타내는 것으로서, P－V는 1 ㎛ 이하이고, 필름의 두께에도 의존하지만, 바람직하게는 0.8 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.5 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
상기 수학식 2에서의 W는 길이 방향으로 주기적인 두께 변동을 갖는 필름의 변동 주기를 나타낸다. 이 주기가 길수록 필름의 광학 불균일이 적어지기 때문에 바람직하다. 본 발명에서는 W≥3 cm, 바람직하게는 W≥5 cm, 보다 바람직하게는 W≥7 cm이다.
상기 수학식 3에서의 D는 필름 두께 변화의 기울기(ppm)의 최대치의 절대치를 나타낸다. D가 작은 것은 필름의 급격한 두께 변화가 적은 것을 의미하기 때문에, D의 값은 작을수록 바람직하고, D≤30 ppm, 바람직하게는 D≤25 ppm, 더욱 바람직하게는 D≤20 ppm이다.
한편, 본 발명에서는 평가하고자 하는 소위 크로스 마크의 정도를 정확하게 파악하기 위해, 상기 수학식 1 내지 3 중, P, V, W 및 D의 각 값은 필름 두께 분포 측정 장치를 이용하여, 측정 간격을 매 1 ㎜로 하여 필름의 두께 분포를 측정한 수 치 데이터에, JIS B0632:2001(ISO 11562:1996) 및 상기 JIS의 해설에 기초하여 필터링 처리를 실시하여 구한 값으로 하고 있다. 두께 분포 측정 장치는 매 1 ㎜ 이하의 측정 간격으로 연속적으로 측정할 수 있는 것으로, 0.025 ㎛ 이하의 두께 분해능을 갖고, 0.01 ㎛ 단위 이하로 두께 측정치가 표시되는 것이 바람직하다.
본 발명의 광학 필름은 환상 올레핀계 수지를 용융 압출법 또는 용액 유연법 등의 방법에 의해 제막하여 얻은 미연신 필름인 것도 바람직하고, 또한 미연신 필름을 세로 1축 연신, 가로 1축 연신, 2축 연신 등의 방법으로 연신 처리하여 얻은 필름인 것도 바람직하다. 이들 중에서 2축 연신 필름, 바람직하게는 필름면내의 굴절률의 최대 방향(이하, 광축이라 약칭)이 필름 길이 방향에 대하여 수직 방향이 되는 2축 연신 필름은 양호한 위상차와 광축을 발현하여 위상차 필름으로서의 기능을 갖기 때문에, 편광판 용도나 액정 디스플레이 용도에 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 미연신 필름은 편광판의 편광자의 보호막 등의 광학 필름으로서 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명의 광학 필름은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 필름 두께가 통상 1 내지 300 ㎛ 정도, 바람직하게는 10 내지 200 ㎛ 정도인 것이 취급성 면에서 바람직하다. 한편, 여기서 필름 두께란 필름 두께의 평균치 또는 필름의 평탄부에서 측정한 두께를 의미한다.
본 발명의 광학 필름은 긴 필름인 것이 바람직하고, 길이 방향의 길이가 통상 50 m 이상, 바람직하게는 100 m 이상인 것이 바람직하다. 이러한 긴 필름은 통상 필름 롤로서 취급된다.
본 발명의 광학 필름이 위상차 필름으로서의 기능을 갖는 필름인 경우, 원반(原反)이 되는 미연신 광학 필름에 두께 불균일이나 광학적인 변형이 매우 적은 것에 기인하여, 연신으로 얻어지는 위상차 필름에도 국소적인 두께 불균일이나 광학 변형이 매우 적어 필름 외관이 양호하고, 위상차나 광축이 안정된 필름이 된다. 본 발명의 광학 필름은 위상차 필름으로서의 기능을 갖는 필름인 경우에는, 두께 변동에 의한 광학 불균일이 적기 때문에, 위상차 필름으로서의 각종 용도 및 이를 적어도 한쪽면에 갖는 편광판으로서의 각종 용도에 바람직하게 사용할 수 있고, 예를 들면 액정 디스플레이에 사용한 경우에 시인성이 현저히 우수하고, 게다가 내열성, 다른 소재와의 밀착성·접착성도 우수하여 LCD 패널의 고품위화에 부응할 수 있다. 위상차 필름으로서의 기능을 갖는 본 발명의 광학 필름은 미연신 필름인 본 발명의 광학 필름을 연신 처리함으로써 바람직하게 제조할 수 있다.
편광판
본 발명의 편광판은 위상차 필름으로서의 기능을 갖는 본 발명의 광학 필름을 적어도 일면에 갖는 것으로서, 편광막(편광자)의 적어도 일면에 상기 본 발명의 위상차 필름을 적층한 구성인 것이 바람직하다. 본 발명의 편광판을 구성하는 편광막으로서는, 예를 들면 폴리비닐알코올(PVA)이나 PVA의 일부를 포르말화한 중합체 등을 포함하는 필름에 요오드나 2색성 염료 등을 포함하는 2색성 물질에 의한 염색 처리, 연신 처리, 가교 처리 등을 적당한 순서나 방법으로 실시하여 얻어지는 필름이며, 자연광을 입사시키면 직선 편광이 되어 투과되는 것이다. 특히, 빛의 투과율이 높고, 편광도가 우수한 것이 바람직하게 이용된다.
편광판을 구성하는 편광막의 두께는 일반적으로 5 내지 80 ㎛의 것이 바람직하게 사용되지만, 본 발명에서는 여기에 한정되지 않는다. 또한, 편광막으로서는, 상기 PVA계 필름 외에, 동일한 특성을 발현하는 것이면 다른 것을 사용할 수도 있다. 예를 들면, 환상 올레핀계 수지를 포함하는 필름에 염색 처리, 연신 처리, 가교 처리 등을 적당한 순서나 방법으로 실시한 것일 수도 있다.
통상, 편광판은 편광막, 위상차 필름 및 보호 필름으로 구성되지만, 본 발명에서는 편광판을 구성하는 위상차 필름으로서, 환상 올레핀계 수지를 포함하고, 위상차 필름으로서의 기능을 갖는 광학 필름을 편광막의 적어도 일면에 사용한다. 이러한 본 발명의 편광판에서는 위상차 필름이 내열성, 내습성, 내약품성 등의 성상이 우수하고, 보호 필름으로서도 충분한 기능을 갖기 때문에, 편광막 상에 위상차 필름으로서의 기능을 갖는 본 발명의 광학 필름이 적층된 면에는 별도의 보호 필름이 적층되지 않을 수 있다. 본 발명의 편광판이, 편광막의 한쪽면에만 위상차 필름으로서의 기능을 갖는 본 발명의 광학 필름이 적층된 구성인 경우에는, 편광막의 다른 한쪽면은 예를 들면 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 등의 공지된 보호막이 적층될 수 있다. 본 발명의 편광판은 바람직하게는 편광막의 양면에 본 발명에 따른 위상차 필름이 적층된 구조인 것이 바람직하다.
이러한 본 발명의 편광판은 각 층을 감압 접착제 등의 공지된 접착제나 점착제를 통해 접착함으로써 바람직하게 제조할 수 있다. 점착제, 접착제로서는 투명성이 우수한 것이 바람직하고, 구체적으로는 천연 고무, 합성 고무, 아세트산비닐/염화비닐 공중합체, 폴리비닐에테르, 아크릴계 수지, 변성 폴리올레핀계 수지 등의 점착제; 수산기, 아미노기 등의 관능기를 갖는 상기 수지 등에 이소시아네이트기 함유 화합물 등의 경화제를 첨가한 경화형 점착제; 폴리우레탄계의 건식 라미네이트용 접착제; 합성 고무계 접착제; 에폭시계 접착제 등을 들 수 있다.
본 발명에 따른 광학 필름 및 편광판은 주기적인 두께 변동이 작기 때문에 광학 변형이 매우 적어, 특히 대화면 표시를 행하는 대형 액정 디스플레이 등의 용도로 바람직하게 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 광학 필름 및 편광판은 다양한 광학 부품에 사용할 수 있고, 각종 액정 디스플레이, 액정 프로젝터, 전계 발광 표시 소자 또는 터치 패널 등에 사용할 수 있다. 또한, 광 디스크의 기록·재생 장치에 사용되는 파장판으로서도 유용하다.
액정 디스플레이
본 발명의 액정 디스플레이는 상기 본 발명의 광학 필름 및/또는 편광판을 갖는 것이고, 바람직하게는 상기 본 발명의 편광판을 갖는다. 본 발명의 광학 필름이 미연신 필름인 경우에는 편광막의 보호막으로서 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명의 액정 디스플레이는 두께 변동이 작고, 광학 불균일이 매우 작은 광학 필름 또는 편광판을 갖기 때문에, 액정 디스플레이가 대형인 경우에도 광학적인 변형이 없어 전체 면에 불균일 없이 표시할 수 있다.
광학 필름의 제조 방법
본 발명에 따른 환상 올레핀계 수지 필름은 상술한 환상 올레핀계 수지 또는 수지 조성물을 성형하여 제조된다. 환상 올레핀계 수지로부터 필름을 성형하는 방법으로서는 용융 압출법, 용액 유연법 등의 방법을 들 수 있고, 필요에 따라 이것 을 추가로 세로 1축 연신, 가로 1축 연신 또는 2축 연신 등의 방법으로 연신하는 방법을 들 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 광학 필름은 용융 압출법, 용액 유연법 등의 방법에 의해 환상 올레핀계 수지를 필름 상에 성형한 미연신 필름일 수도 있고, 또한 미연신 필름에 연신을 실시한 필름일 수도 있다.
용융 압출법에 의해 본 발명에 따른 광학 필름을 제조하는 경우, 통상 T 다이를 갖는 압출기를 이용하여 환상 올레핀계 수지를 제막한다. 본 발명에서는 원료인 환상 올레핀계 수지를 맥동이 적은 기어 펌프를 이용하여 압출기에 도입하고, 압출기 출구에서의 극대 압력과 평균 압력의 차이를 평균 압력의 0.2％ 이하, 바람직하게는 0.1％ 이하로 함으로써, 출구 압력의 주기적인 변동을 억제하는 것이 바람직하다.
또한, 용융 압출법에 의해 본 발명에 따른 광학 필름을 제조하는 경우, 중합체 필터를 갖는 압출기를 이용하는 것이 바람직하고, 중합체 필터에서의 수지 체류 시간을 3 내지 10분, 바람직하게는 3 내지 5분의 범위로 제어하는 것이 바람직하다. 용융 압출법으로 수지 필름을 제조하는 경우에 있어서, 중합체 필터를 갖는 압출기를 사용하면, 수지 중의 겔상 물질이나 이물질을 고도로 제거할 수 있지만, 환상 올레핀계 수지는 융점이 높아 압출 성형시의 성형 온도도 고온이 되기 때문에, 체류 시간이 긴 경우에는 필터 통과 후에도 열 분해에 의한 새로운 겔상 물질이 발생하거나, 저분자량의 휘발물이 발생하여 기포가 생기는 경우가 있다. 본 발명에서는 중합체 필터에서의 환상 올레핀계 수지의 체류 시간을 상기 범위로 제어함으로써, 눈금이 미세한 중합체 필터를 통과시킬 수 있는 체류 시간을 확보하면서 긴 체류 시간에 따른 필름의 품질 저하를 회피할 수 있다.
또한, 용융 압출법에 의해 본 발명에 따른 광학 필름을 제조하는 경우, T 다이로부터 토출한 용융 수지가 우선 접촉하는 전사 롤 표면이 세라믹제이고, 그의 표면 조도 Rs의 극대치 Rmax(㎛)가 Rmax≤0.2, 바람직하게는 Rmax≤0.1을 만족시키는 범위 내에 있는 전사 롤을 이용하는 것이 바람직하다. 전사 롤의 표면을 구성하는 세라믹으로서는 예를 들면 산화알루미늄, 산화크롬 등을 들 수 있다.
이러한 전사 롤을 이용하여 환상 올레핀계 수지를 필름형으로 성형하면, 롤과 성형된 필름과의 박리성이 양호하여 롤 표면의 특성에 변동이 없기 때문에, 박리시에 필름에 부가되는 장력에 변동이 생기기 어려워, 얻어지는 필름에 박리에 기인한 주기적인 두께의 변동이 생기기 어렵다.
연속적으로 광학 필름을 제조함에 있어서는 통상적으로 전사 롤로부터 박리 롤을 이용하여 제막된 필름을 인취하지만, 롤의 인취 속도의 주기적인 변동이 작은 것이 바람직하고, 본 발명에서는 인취 개시시 및 종료시를 제외한 정상 운전시에 있어서, 롤의 인취 속도의 극대치 또는 극소치와 평균 인취 속도의 차이의 절대치가, 바람직하게는 평균 인취 속도의 0.1％ 이하, 바람직하게는 0.05％ 이하의 범위인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들면 롤로부터의 인취 속도가 10 m/분인 경우에는 변동을 ±0.01 m/분 이내로 제어한다. 여기서, 연속적인 광학 필름의 제조에서의 제막 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 상술한 바와 같이 제막 조건을 제어한 용융 압출법인 것이 특히 바람직하다.
본 발명에서는 상술한 전사 롤에 추가하여, 그 다음 롤에 해당하는 박리 롤 로서 표면이 세라믹제이고, 롤의 표면 조도 Rs의 극대치 Rmax(㎛)가 Rmax≤0.2, 바람직하게는 Rmax≤0.1을 만족시키는 범위 내에 있는 인취 롤을 이용하는 것이 바람직하다. 인취 롤의 표면을 구성하는 세라믹으로서는 예를 들면 산화알루미늄, 산화크롬 등을 들 수 있다. 이와 같은 인취 롤을 이용하여 제막된 필름을 인취하면, 인취 롤과 필름과의 박리성이 양호하여 롤 표면의 특성에 변동이 없기 때문에, 박리시에 필름에 부가되는 장력에 변동이 생기기 어려워, 얻어지는 필름에 인취 롤에 기인한 주기적인 두께의 변동이 생기기 어렵다.
<실시예>
이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 한편, 이하에 있어서, "부", "％"는 특별히 언급이 없는 한 "중량부", "중량％"를 의미한다.
또한, 이하의 실시예에 있어서, 유리 전이 온도, 포화 흡수율, 전체 광선 투과율, 투과광의 면내 위상차, 필름 두께 방향의 광축 경사 각도, 편광판의 투과율 및 편광도, 반사율, 휘점수 및 내스크래치성은 하기 방법에 의해 측정하였다.
[유리 전이 온도(Tg)]
세이코 인스트루먼츠사 제조의 시차 주사 열량계(DSC)를 이용하여, 질소 분위기에서 승온 속도가 20 ℃/분인 조건으로 유리 전이 온도를 측정하였다.
[포화 흡수율]
ASTM D570에 준거하여, 23 ℃의 수중에 1주일 샘플을 침지하고, 침지 전후의 샘플의 중량 변화를 측정하고, 그 값으로부터 포화 흡수율을 구하였다.
[전체 광선 투과율]
무라카미 시끼사이 기쥬쯔 겡뀨쇼 제조의 헤이즈미터 "HM-150형"을 이용하여 전체 광선 투과율을 측정하였다.
[투과광의 면내 위상차(R0)]
오지 게이소꾸 기끼(주) 제조의 "코브라(KOBRA)-21ADH"를 이용하여, 필름에 수직으로 광이 입사되었을 때의 면내 위상차(R0)를 파장 550 ㎚에서 측정하였다.
[편광판의 투과율 및 편광도]
오지 게이소꾸 기끼(주) 제조의 "코브라-21ADH"를 이용하여 편광판의 투과율 및 편광도를 측정하였다. 측정 파장은 550 ㎚로 하였다.
[필름 두께 분포 및 두께 변화의 기울기 계산]
필름 두께 분포 측정 장치(MOCON 프로파일러)를 이용하여 필름 길이 방향으로 측정하였다. 측정 간격은 1 ㎜ 간격으로 하고, 측정 개시 직후 150 ㎜ 분의 측정치와 측정 종료 직전 100 ㎜ 분의 측정치는 측정 오차의 영향이 있기 때문에 제외하였다. 이 데이터를 JIS B0632:2001(ISO 11562:1996) 및 상기 JIS의 해설에 기초하여 이동 박스 함수 필터(인접하는 총 5 지점의 측정치의 평균치를 취하여 1단째의 데이터로 하는 조작을 5단 분량 행함)를 적용하여, 두께 분포의 보정 곡선(윤곽 곡선 필터에서의 장파장 성분)을 구하고, 상기 보정 곡선으로부터 상기 수학식 1 및 2에서의 P, V, W를 구하였다. 상기 수학식 3에서의 D는 상기 보정 곡선에 수 치 미분의 3점 공식을 적용하여 구하였다.
<합성예 1>
질소 치환한 반응 용기에 특정 단량체로서 8-메틸-8-카르복시메틸테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]-3-도데센 225부, 특정 단량체로서 비시클로[2.2.1]헵트-2-엔 25부, 분자량 조절제로서 1-헥센 27부, 및 용매로서 톨루엔 750부를 넣고, 이 용액을 60 ℃로 가열하였다. 이어서, 반응 용기 내의 용액에 중합 촉매로서 트리에틸알루미늄 1.5몰/l를 함유하는 톨루엔 용액 0.62부와, t-부탄올 및 메탄올로 변성한 6염화 텅스텐(t-부탄올:메탄올:텅스텐＝0.35몰:0.3몰:1몰)을 함유하는 농도 0.05몰/l의 톨루엔 용액 3.7부를 첨가하고, 이 계를 80 ℃에서 3 시간 가열 교반함으로써 개환 공중합 반응시켜 개환 공중합체 용액을 얻었다.
이와 같이 하여 얻어진 개환 중합체 용액 1,000부를 오토클레이브에 넣고, 이 개환 중합체 용액에 RuHCl(CO)[P(C6H5)3]3 0.12부를 첨가하고, 수소 가스 압력 100 kg/㎠, 반응 온도 165 ℃의 조건하에서 3 시간 가열 교반하여 수소 첨가 반응을 행하고, 얻어진 반응 용액(수소 첨가 중합체 용액)을 냉각한 후, 수소 가스를 방압하였다. 이 반응 용액을 대량의 메탄올 중에 부어 응고물을 분리 회수하고, 이를 건조하여 수소 첨가 중합체(이하, "수지 A1"이라 함)를 얻었다. 상기 수지 A의 1H-NMR을 이용하여 측정한 수소 첨가율은 99.9％였다.
수지 A1에 대하여, 겔 투과 크로마토그래피(GPC, 용매: 테트라히드로푸란)에 의해 폴리스티렌 환산의 수 평균 분자량(Mn) 및 중량 평균 분자량(Mw)을 측정한 결 과, 수 평균 분자량(Mn)은 20,800, 중량 평균 분자량(Mw)은 62,000, 분자량 분포(Mw/Mn)는 3.00이었다. 또한, 수지 A의 유리 전이 온도(Tg)는 130 ℃이고, 23 ℃에서의 포화 흡수율은 0.3％였다. 또한, 30 ℃의 클로로포름 중에서 고유 점도(ηinh)를 측정한 결과 0.51 dl/g이었다.
<제조예 1>
반응 용기에 증류수 250부를 넣고, 이 반응 용기에 아크릴산부틸 90부, 2-히드록시에틸메타크릴레이트 8부, 디비닐벤젠 2부 및 올레산칼륨 0.1부를 첨가한 후, 이 계를 폴리테트라플루오로에틸렌제의 교반 날개에 의해 교반하여 분산 처리하였다. 그 후, 이 반응 용기 내를 질소 치환한 후, 이 계를 50 ℃까지 승온시키고, 과황산칼륨 0.2부를 첨가하여 중합을 개시하였다. 중합 개시로부터 2 시간 경과 후에 추가로 중합 반응계에 과황산칼륨 0.1부를 첨가한 후, 이 계를 80 ℃까지 승온시키고, 1 시간에 걸쳐 중합 반응을 계속시킴으로써 중합체 분산액을 얻었다.
이어서, 증발기를 이용하여 중합체 분산액을 고형분 농도가 70％가 될 때까지 농축함으로써, 아크릴산 에스테르계 중합체의 수계 분산체를 포함하는 수계 점착제(극성기를 갖는 점착제)를 얻었다.
이와 같이 하여 얻어진 수계 점착제(이하, "수계 점착제 A"라 함)를 구성하는 아크릴산 에스테르계 중합체에 대하여 겔 투과 크로마토그래피(GPC, 용매: 테트라히드로푸란)에 의해 폴리스티렌 환산의 수 평균 분자량(Mn) 및 중량 평균 분자량(Mw)을 측정한 결과, 수 평균 분자량(Mn)은 69,000, 중량 평균 분자량(Mw)은 135,000이었다.
또한, 수계 점착제 A에 대하여 30 ℃의 클로로포름 중에서 고유 점도(ηinh)를 측정한 결과 1.2 dl/g이었다.
[실시예 1]
수지 A를 톨루엔에 농도가 30％가 되도록 용해시켰다. 얻어진 용액의 실온에서의 용액 점도는 30,000 mPa·s였다. 이 용액에 산화 방지제로서 펜타에리트리틸테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]를 수지 A 100부에 대하여 0.3부 첨가하고, 얻어진 용액을 니혼 세이센 제조의 공경 5 ㎛의 금속 섬유 소결 필터를 이용하여 압력차가 0.4 MPa 이내로 안정되도록 용액의 유속을 컨트롤하면서 여과시킨 후, 2축 압출기(도시바 기까이 가부시끼가이샤 제조; TEM-48)를 이용하여 3단 벤트에 의해 톨루엔을 탈기하면서, 기어 펌프를 이용하여 하류로 압출을 행하고, 공칭의 메쉬를 10 ㎛로 한 니혼 세이센 제조의 금속 섬유 소결 필터를 이용하여 용융 여과를 행하고, 코트 행거형 T 다이(650 ㎜ 폭)를 이용하여 T 다이 출구의 간극을 0.5 ㎜로 하여 280 ℃에서 막형으로 압출하였다. 이 때, 압출기 출구에서의 극대 압력과 평균 압력의 차이는 0.1％였다. 또한, 용융 상태로 T 다이로부터 토출된 수지 중의 톨루엔 함유량은 0.05％였다.
압출한 필름을 표면 조도 Rs의 극대치 Rmax(㎛)가 0.1인 산화 알루미늄을 표면 코팅한 전사 롤과 0.3 ㎜ 두께의 금속 벨트 사이에 끼워 필름의 표면을 광택면에 전사하였다.
그 후, 산화 알루미늄을 표면 코팅한 표면 조도 Rs의 극대치 Rmax(㎛)가 0.1인 박리 롤을 이용하여 박리하였다. 이 때의 롤의 인취 속도의 극대치 또는 극소치와 평균 인취 속도의 차이의 절대치는 0.04％였다.
그 후, 경면 롤로부터 박리한 수지 필름을 폴리에틸렌제의 두께 50 ㎛의 보호 필름과 접합하여 두께 100 ㎛, 길이 2000 m의 수지 필름(이하, "수지 필름(a-1)"이라고도 함)을 얻었다. 상기 수지 필름(a-1)에 대하여 각종 평가한 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 얻어진 수지 필름(a-1)의 전체 광선 투과율은 93％였다.
[실시예 2]
실시예 1에서 얻은 수지 필름(a-1)을 이용하고, Tg＋10 ℃에서 롤닙식의 세로 1축 연신기를 이용하여 1.3배로 연신한 후, Tg＋10 ℃에서 텐터식의 횡연신기를 이용하여 1.5배로 연신하여 수지 필름(a-2)을 얻었다. 수지 필름(a-2)의 위상차는 필름면내의 위상차(R0)가 50 ㎚였다. 또한, 각종 평가 결과를 표 1에 정리하였다. 상기 수지 필름(a-2)의 전체 광선 투과율은 93％였다.
[실시예 3]
두께 50 ㎛의 폴리비닐알코올 필름을 요오드 5 g, 요오드화칼륨 250 g, 붕산 10 g, 물 1000 g을 포함하는 40 ℃의 욕에 침지하면서 약 5분간 4배까지 1축 연신하여 편광막을 얻었다. 이 편광막의 표면에 제조예 1에서 얻어진 수계 점착제를 이용하여, 실시예 1에서 제조한 수지 필름(a-1)과 실시예 2에서 제조한 수지 필름(a-2)을 각각 편광막에 한쪽면씩 점착시켜 투과율 40％, 편광도 99.9％의 편광판 (1)을 얻었다. 이 편광판(1)을 80 ℃, 90％ 상대 습도의 조건하에서 500 시간의 내구 시험을 행하고, 그의 외관 변화를 육안으로 관찰한 결과, 모두 백화나 팽창 등의 외관 이상은 보이지 않았고, 또한 편광도에 대해서도 초기치에 대하여 95％ 이상의 편광도를 유지하고 있어 양호한 내구성을 갖고 있는 것이 확인되었다. 또한, 상기 편광판(1)을 2장 크로스니콜 상태로 하여 한쪽으로부터 휘도 10000 cd의 백 라이트로 조사했을 때에, 다른 한쪽으로부터 관찰하더라도 광 누설에 기인한 띠줄 모양의 불균일은 전혀 확인되지 않았다.
[비교예 1]
실시예 1에 있어서, 압출기 출구에서의 극대 압력과 평균 압력의 차이를 0.5％로 하고, 압출한 필름을, 표면 조도 Rs의 극대치 Rmax(㎛)가 0.5인 산화 알루미늄을 표면 코팅하지 않은 금속면을 갖는 전사 롤로 하고, 산화 알루미늄을 표면 코팅하지 않은 표면 조도 Rs의 극대치 Rmax(㎛)가 0.5인 박리 롤을 이용하여 박리하고, 이 때의 롤의 인취 속도의 극대치 또는 극소치와 평균 인취 속도의 차이의 절대치를 0.15％로 한 것 이외에는 동일하게 하여 수지 필름(b-1)을 얻었다. 상기 수지 필름(b-1)의 각종 평가 결과를 표 1에 정리하였다. 또한, 수지 필름(b-1)의 전체 광선 투과율은 92％였다.
[비교예 2]
수지 필름(b-1)을 사용한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하여 수지 필름(b-2)을 얻었다. 수지 필름(b-2)의 위상차는 필름면내의 위상차(R0)가 49 ㎚였다. 또한, 각종 평가 결과를 표 1에 정리하였다. 상기 수지 필름(b-2)의 전체 광선 투 과율은 92％였다.
[비교예 3]
수지 필름(a-1) 대신에 수지 필름(b-1)을 사용하고, 또한 수지 필름(a-2) 대신에 수지 필름(b-2)를 사용한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여 투과율 40％, 편광도 99.9％의 편광판(2)을 얻었다. 이 편광판(2)을 80 ℃, 90％ 상대 습도의 조건하에서 500 시간의 내구 시험을 행하여 그의 외관 변화를 육안으로 관찰한 결과, 모두 백화나 팽창 등의 외관 이상은 보이지 않았고, 또한 편광도에 대해서도 초기치에 대하여 95％ 이상의 편광도를 유지하고 있어 양호한 내구성을 갖고 있는 것이 확인되었다. 그러나, 상기 편광판(2)을 2장 크로스니콜 상태로 하여, 한쪽으로부터 휘도 10000 cd의 백 라이트로 조사했을 때, 다른 한쪽에서 관찰했을 때에 광 누설에 기인한 띠줄 모양의 불균일이 확인되었다.
Figure 112007032001692-PAT00005
<산업상 이용 가능성>
본 발명에 따른 광학 필름 및 편광판은 다양한 광학 부품에 사용할 수 있다. 예를 들면, 휴대 전화, 디지털 정보 단말기, 무선 호출기, 네비게이션, 차량 탑재용 액정 디스플레이, 액정 모니터, 조광 패널, OA 기기용 디스플레이, AV 기기용 디스플레이 등의 본 발명에 따른 각종 액정 디스플레이, 액정 프로젝터, 전계 발광 표시 소자 또는 터치 패널 등에 사용할 수 있다. 또한, CD, CD-R, MD, MO, DVD 등의 광 디스크의 기록·재생 장치에 사용되는 파장판으로서도 유용하다.
본 발명에 따른 광학 필름 및 편광판은 주기적인 두께 변동이 작기 때문에 광학 변형이 매우 적어, 특히 대화면 표시를 행하는 대형 액정 디스플레이 등의 용도로 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 환상 올레핀계 수지를 포함하고, 주기적인 두께 변동이 적어 필름의 외관이 양호하고, 위상차나 광축이 안정된 광학적으로 불균일이 없는 필름 및 그의 제조 방법을 제공할 수 있다. 또한, 광학 필름이 연신을 실시한 필름인 경우에는 위상차나 광축이 안정된, 광학적으로 불균일이 없는 위상차 필름으로서 바람직하게 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 광학 필름은 두께 변동이 매우 적고, 광학적인 불균일이 적기 때문에, 이를 이용한 대화면의 액정 디스플레이 등은 전체 면에 있어서 변형이나 불균일이 없는 고성능을 달성할 수 있다.

Claims (9)

  1. 환상 올레핀계 수지를 포함하고, 길이 방향으로 주기적인 두께 변동을 갖는 필름이며, 하기 수학식 1, 2 및 3으로 표시되는 조건을 모두 만족시키는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
    <수학식 1>
    P-V≤1
    <수학식 2>
    W≥3
    <수학식 3>
    D≤30
    (수학식 1 중, P는 두께 변동에 있어서의 두께의 극대치(㎛)를 나타내고, V는 두께 변동에 있어서의 두께의 극소치(㎛)를 나타내며,
    수학식 2 중, W는 길이 방향의 극대 두께 2점간의 간격으로서, 상기 2점에서의 P값이 상기 2점 사이에 존재하는 V의 최소치보다도 0.1(㎛) 이상 큰 경우의 최단 간격으로서 측정되는 길이 방향의 주기 간격(cm)을 나타내며,
    수학식 3 중, D는 필름 두께 변화의 기울기(ppm)의 최대치의 절대치를 나타냄)
  2. 제1항에 있어서, 환상 올레핀계 수지가 하기 화학식 1로 표시되는 1종 이상 의 화합물을 중합 또는 공중합하여 얻어진 수지인 것을 특징으로 하는 광학 필름.
    <화학식 1>
    Figure 112007032001692-PAT00006
    (화학식 1 중, R1 내지 R4는 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 30의 탄화수소기, 또는 그 밖의 1가 유기기이고, 각각 동일 또는 상이할 수 있으며, 또한 R1 내지 R4 중 임의의 2개가 서로 결합하여 단환 또는 다환 구조를 형성할 수 있고, m은 0 또는 양의 정수이고, p는 0 또는 양의 정수임)
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 위상차 필름으로서의 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  4. 제1항에 있어서, 길이 방향의 길이가 50 m 이상의 긴 필름인 것을 특징으로 하는 광학 필름.
  5. 제3항에 기재된 광학 필름을 적어도 일면에 갖는 것을 특징으로 하는 편광판.
  6. 제1항에 기재된 광학 필름 또는 제5항에 기재된 편광판을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이.
  7. 제1항에 기재된 광학 필름을 제조하는 방법이며, 환상 올레핀계 수지를 기어 펌프를 이용하여 압출기에 공급하고, 압출기 출구에서의 극대 압력과 평균 압력의 차이가 평균 압력의 0.2％ 이하인 조건으로 용융 압출법에 의해 필름형으로 성형하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
  8. 제1항에 기재된 광학 필름을 제조하는 방법이며, 환상 올레핀계 수지를 필름형으로 성형하여 롤로 인취(引取)하는 공정을 갖고, 정상 운전시의 롤의 인취 속도의 극대치 또는 극소치와 평균 인취 속도의 차이의 절대치가 평균 인취 속도의 0.1％ 이하인 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 표면이 세라믹제이고, 롤의 표면 조도 Rs의 극대치 Rmax(㎛)가 Rmax≤0.2를 만족시키는 범위 내에 있는 인취 롤을 이용하는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
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