KR20070118029A - 편광판용 보호 필름 - Google Patents

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KR20070118029A
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가츠미 이노우에
마사아키 스즈키
다다시 오마츠
히로유키 요네야마
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후지필름 가부시키가이샤
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Abstract

(과제)
액정 표시 장치 등의 표시 화상 품질을 장기간에 걸쳐 고품위로 유지할 수 있는, 편광막의 보호 필름으로서 바람직한 편광판용 보호 필름 및 편광판을 제공하는 것.
(해결 수단)
염소 함유 비닐 단량체로부터 유도되는 반복 단위를 포함하는 중합체를 갖는 피복층이 셀룰로오스아실레이트류로 이루어지는 투명 기재 필름의 편면에 형성되고, 60℃, 95% 상대 습도에서의 투습도가 300g/㎡·일 이하인 것을 특징으로 하는 편광판용 보호 필름.
액정 표시 장치, 비닐 단량체

Description

편광판용 보호 필름 {PROTECTIVE FILM FOR POLARIZING PLATE}
도 1 은 본 발명의 편광판용 보호 필름의 바람직한 일 실시형태를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 편광판의 바람직한 일 실시형태를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 화상 표시 장치의 바람직한 일 실시형태를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 편광판용 보호 필름
2 : 투명 기재 필름
3 : 피복층
4 : 하드코트성을 갖는 층
5 : 편광판
6 : 편광자
7 : 반대측의 편광판용 보호 필름
8 : 액정 표시 장치
9 : 액정셀
[특허 문헌 1] 일본 공개특허공보 평10-101907호
[특허 문헌 2] 일본 공개특허공보 소62-161103호
[특허 문헌 3] 일본 공개특허공보 2001-215331호
[특허 문헌 4] 일본 공개특허공보 2003-307623호
[특허 문헌 5] 일본 공개특허공보 평6-118232호
[특허 문헌 6] 일본 공개특허공보 2000-326448호
[특허 문헌 7] 일본 공개특허공보 평10-128900호
[특허 문헌 8] 일본 공개특허공보 2000-94613호
[특허 문헌 9] 일본 공개특허공보 2006-30937호 (0054∼0134)
[특허 문헌 10] 일본 공개특허공보 2003-12859호
[특허 문헌 11] 일본 공개특허공보 2002-20410호
[특허 문헌 12] 일본 공개특허공보 2003-222723호 (0031∼0044)
[특허 문헌 13] 일본 공개특허공보 2002-22956호 (0045∼0058)
본 발명은, 투명 기재 필름 상에 피복층을 갖는 편광판용 보호 필름에 관한 것이다.
최근, 액정 표시 장치 (이하, LCD) 가 박형이며, 경량이고, 또한 소비 전력 이 작은 점에서 CRT 대신에 널리 사용되고 있다. 편광판은, LCD 의 보급에 따라 그 수요가 급증하고 있다. 그 사용 분야도, 종래의 전자 계산기나 시계 등의 소형품에서, 자동차용 계기, PC 의 모니터, 텔레비전 등의 대형품으로 확대되고 있다.
표시 장치는, 항상 장시간에 걸쳐 사용 상태에 있는 경우가 많기 때문에, 편광판은, 온습도 변화를 갖는 환경 하에서의 장기 사용에서도 LCD 의 화상 품질이 열화되지 않는, 장기적인 내구성이 요구되어 왔다.
편광판은, 일반적으로 편광능을 갖는 편광막의 양면 또는 편면에, 접착제층을 개재시켜 편광판용 보호 필름 (이하, 보호층이라고 칭하는 경우도 있다) 이 접착되어 있다. 편광막의 소재로는 폴리비닐알코올 (이하, PVA 라고 하는 경우도 있다) 이 주로 사용되고 있으며, PVA 필름을 1 축 연신하고 나서, 요오드 또는 2 색성 염료로 염색하거나, 또는 염색하고 나서 연신하고, 추가로 붕소 화합물로 가교함으로써 편광막이 형성된다. 보호층으로는, 광학적으로 투명하며 복굴절성이 작은 점, 표면이 평활한 점 등에서, 주로 셀룰로오스트리아세테이트 (이하, TAC 라고 하는 경우도 있다) 가 사용되고 있다.
그러나, 셀룰로오스트리아세테이트를 보호층으로서 사용한 경우, 장기 사용시에, 온도나 습도의 변화에 따른 편광막의 사이즈 변화가 원인이 되어, 표시 화상의 불균일이 발생하는 경우가 있어 개선이 요구되고 있다.
이들 문제점을 해결하는 기술로서, 노르보르넨계 수지로 이루어지는 시트가 편광막의 보호 필름 (보호층) 으로서 유용한 것이 보고되어 있다 (특허 문헌 1). 그러나 노르보르넨계 수지로 이루어지는 시트는, 투습성은 충분히 작아, 습도의 변화를 잘 받지 않지만, 편광막과의 접착성이 불충분하여 생산성이 낮다는 과제가 있다.
또한 셀룰로오스트리아세테이트 필름의 표면에, 염화 비닐리덴 공중합체, 폴리비닐알코올, 에틸렌폴리비닐알코올 공중합체, 무기 층상 화합물을 분산시킨 수지 성분, 실리카계 조성물, 그 밖의 소수적인 화합물 등을 함유하는 층을 형성한 보호필름을 사용하는 것이 보고되어 있다.
염화 비닐리덴 공중합체를 함유하는 층을 형성한 보호 필름을 사용함으로써, 편광판의 습열성이 향상되는 것이 보고되어 있다 (특허 문헌 2, 3). 그러나, 특허 문헌 2, 3 에서는 투습도의 기재가 없고, 그들 특허에 기재된 소재, 막두께로는 본 발명에서 목적으로 하는 충분한 투습성 저감 효과가 없다. 또, 표면 경도가 낮아 추가로 하드코트 처리가 필요한데, 하드코트에 관한 기재는 충분하지 않고, 염화 비닐리덴층 상에 하드코트층을 도포 형성하는 경우의 면상 (面狀), 밀착성 등의 과제의 해결에 관하여 아직 제안되어 있지 않다.
또, 일반적으로 염화 비닐리덴 공중합체는 자외선에 의해 쉽게 착색된다는 문제가 있다. 셀룰로오스트리아세테이트 필름의 표면에, 염화 비닐리덴 공중합체를 함유하는 층을 형성한 보호 필름은, 염화 비닐리덴 공중합체를 함유하는 층과 반대측을 편광막에 접착시킨 것이, 종래의 접착 방법을 사용할 수 있다는 면에서, 생산성, 밀착성의 관점에서 바람직한데, 자외선을 바로 받기 때문에, 착색의 문제가 있고, 이 구성에서의 착색 문제에 관한 해결법도 아직 제안되어 있지 않다.
또한, 염화 비닐리덴 공중합체는 소각시에 저온에서 소각되면 다이옥신을 발생한다는 환경상의 과제도 있다. 이상의 면에서 염화 비닐리덴 이외의 피복층에 대한 요구가 강해지고 있다.
다른 특허 문헌에서는, 비닐알코올계 중합체로 이루어지는 수지층 성분 중에 무기 층상 화합물을 분산시킨 층을 접착제로서 사용함으로써, 편광판의 습열성이 향상되는 것이 보고되어 있다 (특허 문헌 4). 그러나, 이 경우에는 접착제를 1∼5㎛ 정도 도포 형성할 필요가 있기 때문에, 편광판의 건조에 시간이 걸려 생산성이 저하된다는 문제가 있다. 또, 그 특허 문헌은 수증기 투과도에 관한 기재가 없지만, 비닐알코올계 중합체는 고온에서 건조시킴으로써, 수지의 결정화도를 향상시킬 수 있고, 그에 의해 방습성, 내수성이 상승하는 것이 알려져 있고, 그 특허 문헌과 같이, 비닐알코올계 중합체로 이루어지는 수지층 성분 중에 무기 층상 화합물을 분산시킨 층을 접착제로서 사용한 경우에는, 편광자의 내열성의 관점에서 수지층을 충분한 고온에서 건조시킬 수 없다는 문제가 있기 때문에, 본 발명에서 요구하는 높은 레벨의 투습도를 달성할 수 없을 것으로 생각된다.
또한, 특허 문헌 5 에서는, 친수성 고분자 화합물의 용매 용액의 도포에 의해 형성된 층을 미리 갖는 편광판용 보호 필름을 사용함으로써, 편광자와 편광판용 보호 필름의 접착성을 용이하게 하여, 편광판 가공시의 생산성을 향상시키는 것이 제안되어 있다. 그러나, 이 경우에는, 생산성은 향상되지만, 본 발명의 목적의 투습도를 달성하기 위한 요건인 막두께가 충분히 두껍지 않아, 본 발명에서 요구하는 레벨까지 편광판의 습열성을 향상시킬 수 없는 것으로 생각된다.
다른 특허 문헌에서는, 실리카계 도포막을 형성한 배리어성 필름이 보고되어 있다 (특허 문헌 6). 그러나, 특허 문헌 6 에서는 셀룰로오스트리아세테이트 필름에 도포 형성하는 기재는 없고, 당 특허의 실시예에 사용한 2 축 연신 PP 필름에서는 편광판에 직접 접착할 수 없다. 또한, 셀룰로오스트리아세테이트 필름 상에 실리카계 도포막을 형성할 때의 밀착성 향상에 관한 수단의 기재도 없고, 또한 디스플레이의 감상자측의 편광판용 보호 필름으로서 사용하는 경우에 필수가 되는 하드코트성을 갖는 층 (이하 하드코트층) 을 추가로 형성하는 경우의 도포성, 층간 밀착 향상의 수단에 관한 기재도 없다.
또, 실리카계 도포막을 형성한 보호 필름을 사용함으로써, 편광판의 습열성이 향상되는 것이 보고되어 있다 (특허 문헌 7). 그러나, 특허 문헌 7 에서는 투습도에 관한 기재가 없고, 또한 셀룰로오스트리아세테이트 필름 상에 실리카계 도포막을 형성할 때의 밀착성 향상에 관한 수단의 기재도 없고, 또한 하드코트성에 관해서는, 실리카계 도포막층에 하드코트성을 부여하고 있고, 이러한 경우에는, 본 발명에서 목적으로 하는 투습성, 디스플레이의 감상자측의 편광판용 보호 필름으로서 사용하는 경우에 필수가 되는 하드코트성을 충분히 달성할 수 없다.
다른 특허 문헌에서는, 소수적인 화합물을 형성한 보호 필름을 사용함으로써, 수증기 투과성이 감소하는 것이 보고되어 있다 (특허 문헌 8). 특허 문헌 8 에서는 서모트로픽 액정 폴리머를 함유하는 액정 폴리머층을 형성하는 것이 보고되어 있지만, 셀룰로오스트리아세테이트 필름 상에 형성하는 보고는 없는 것, 다른 층과의 적층 구조이며, 또한 도포가 아니라, 용융 성막으로 형성하고 있는 것 등의 면에서, 편광판용 보호 필름 용도로는 적합하지 않다.
본 발명의 목적은, 액정 표시 장치 등의 디스플레이의 표시 화상 품질을 장기간에 걸쳐 고품위로 유지할 수 있는, 편광막의 보호 필름으로서 바람직한 편광판용 보호 필름을 제공하는 것이다.
본 발명자들은 예의 검토한 결과, 이하의 편광판용 보호 필름에 의해 상기 과제가 해결되는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성시킨 것이다.
즉, 본 발명은
(1) 저투습성을 갖는 피복층이 셀룰로오스아실레이트류로 이루어지는 투명 기재 필름의 적어도 편면에 형성되고, 60℃, 95% 상대 습도에서의 투습도가 300g/㎡·일 이하인 것을 특징으로 하는 편광판용 보호 필름.
(2) 투명 기재 필름의 막두께가 30∼120㎛ 인 (1) 에 기재된 편광판용 보호 필름.
(3) 셀룰로오스아실레이트류가, 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 및 셀룰로오스아세테이트부티레이트에서 선택되는 적어도 하나인 (1) 또는 (2) 에 기재된 편광판용 보호 필름.
(4) 피복층이 비닐알코올계 중합체를 주성분으로 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재된 편광판용 보호 필름.
(5) 상기 비닐알코올계 중합체의 비누화도가 95 몰% 이상인 (4) 에 기재된 편광판용 보호 필름.
(6) 상기 비닐알코올계 중합체의 중합도가 300 이상 1700 이하인 (4) 또는 (5) 에 기재된 편광판용 보호 필름.
(7) 상기 비닐알코올계 중합체가 디알데히드, 디이소시아네이트, 폴리아크릴산, 금속 착물, 에폭시 화합물, 및 그들의 조합의 군에서 선택되는 가교제로 가교되어 있는 것을 특징으로 하는 (4)∼(6) 중 어느 하나에 기재된 편광판용 보호 필름.
(8) 피복층이 알콕시실란으로 이루어지는 화합물과, 수산기 또는 알콕실기와 반응하는 관능기를 갖는 화합물 및 실란커플링제 중 적어도 하나를 함유하는 것을 특징으로 하는 (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재된 편광판용 보호 필름.
(9) 피복층이 폴리실라잔을 함유하는 도포 조성물로 형성된 실리카를 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재된 편광판용 보호 필름.
(10) 피복층이 소수적인 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재된 편광판용 보호 필름.
(11) 피복층이 당류와 포르밀기 함유 화합물로 이루어지는 수지 조성물을 적층하여 이루어지는 층인 것을 특징으로 하는 (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재된 편광판용 보호 필름.
(12) 피복층이 아미노기 함유 고분자 화합물과 아미노기 반응성 관능기 함유 또한 실란올기 함유의 유기 실란 화합물로 이루어지는 수지 조성물을 적층하여 이 루어지는 층인 것을 특징으로 하는 (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재된 편광판용 보호 필름.
(13) 피복층 중에 입자 직경이 0.1∼10㎛ 의 무기 층상 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 (1)∼(12) 중 어느 하나에 기재된 편광판용 보호 필름.
(14) 상기 무기 층상 화합물의 입자 직경이 1∼5㎛ 인 것을 특징으로 하는 (13) 에 기재된 편광판용 보호 필름.
(15) 상기 무기 층상 화합물의 함유량이 15∼60 중량% 인 것을 특징으로 하는 (13) 또는 (14) 에 기재된 편광판용 보호 필름.
(16) 상기 무기 층상 화합물의 함유량이 25∼50 중량% 인 것을 특징으로 하는 (15) 에 기재된 편광판용 보호 필름.
(17) 피복층 상 및 피복층의 반대측의 적어도 일방에, 적어도 하드코트성을 갖는 층 및 반사 방지층을 갖는 층 중 적어도 1 층을 갖는 층을 형성한 것을 특징으로 하는 (1)∼(16) 중 어느 하나에 기재된 편광판용 보호 필름.
(18) 피복층의 두께가 0.2㎛ 이상 40㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 (1)∼(17) 중 어느 하나에 기재된 편광판용 보호 필름.
(19) 피복층의 두께가 1㎛ 이상 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 (18) 에 기재된 편광판용 보호 필름.
(20) 투명 기재 필름과 피복층 사이 및 피복층과 하드코트성을 갖는 층 사이의 적어도 하나에 하도 (下塗) 층을 갖는 것을 특징으로 하는 (1)∼(19) 중 어느 하나에 기재된 편광판용 보호 필름.
(21) 투명 기재 필름 표면 및 피복층 표면의 적어도 일방을 코로나 방전 처리 및 글로우 방전 처리 중 적어도 하나의 처리를 한 것을 특징으로 하는 (1)∼(20) 중 어느 하나에 기재된 편광판용 보호 필름.
(22) 피복층이 적어도 수지 성분과 도포 용매로 이루어지는 도포 조성물을 투명 기재 상에 도포함으로써 형성된 것을 특징으로 하는 (1)∼(21) 중 어느 하나에 기재된 편광판용 보호 필름.
(23) 도포 용매로서, 투명 기재 필름을 팽윤 또는 용해 가능한 용제를 적어도 1 종 함유하는 것을 특징으로 하는 (22) 에 기재된 편광판용 보호 필름.
(24) 편광막과, (1)∼(23) 중 어느 하나에 기재된 편광판용 보호 필름을 갖는 것을 특징으로 하는 편광판.
(25) (24) 에 기재된 편광판을 사용한 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 편광판용 보호 필름에 관해서 상세하게 설명한다.
본 발명의 편광판용 보호 필름에 관해서 바람직한 일 실시형태의 기본적인 구성을 도면을 참조하면서 설명한다.
여기에서, 도 1 은, 본 발명의 편광판용 보호 필름의 바람직한 일 실시형태를 모식적으로 나타내는 단면도인데, 본 발명의 편광판용 보호 필름은 이 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 1 의 (1) 에 나타내는 본 발명의 편광판용 보호 필름 (1) 은, 투명 기재 필름 (2) 과, 저투습성을 갖는 피복층 (3) (이하, 피복층이라고 기재하는 경우도 있다) 으로 이루어진다. 도 1 의 (2) 와 같이 피복층 (3) 상에 추가로 하드코트성을 갖는 층 (이하, 하드코트층이라고 기재하는 경우도 있다) (4) 을 형성하는 것이 보다 바람직하다. 하드코트성을 갖는 층 (4) 에 내부 산란성이나 표면 산란성을 부여한 것도 바람직하게 사용된다. 또 하드코트성을 갖는 층 (4) 상에 추가로 저굴절률층을 형성하는 것도, 표면의 반사율을 저감시킬 목적에서 바람직하다. 투명 기재 필름 (2) 과 피복층 (3) 사이, 피복층 (3) 과 하드코트성을 갖는 층 (4) 사이의 적어도 일방에 하도층을 갖는 것도 층간 밀착성의 관점에서 바람직하고, 하도층이 복수의 층으로 이루어지는 것도 바람직하다. 또한, 하도층의 어느 하나의 층을 대전 방지성층으로 하는 것도 바람직하게 사용된다.
도 1 의 (3) 은 또 하나의 바람직한 일 실시형태를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 본 양태에서는 하드코트성을 갖는 층이 피복층과 반대측에 형성된다. 하드코트성을 갖는 층 (4) 에 내부 산란성이나 표면 산란성을 부여하는 것도 바람직하게 사용된다. 또 하드코트성을 갖는 층 (4) 상에 추가로 저굴절률층을 형성하는 것도, 표면의 반사율을 저감시킬 목적에서 바람직하다. 투명 기재 필름 (2) 과 피복층 (3) 사이, 피복층 (3) 상의 적어도 일방에 하도층을 갖는 것도 층간 밀착성의 관점에서 바람직하고, 하도층이 복수의 층으로 이루어지는 것도 바람직하다. 또한, 하도층의 어느 하나의 층을 대전 방지성층으로 하는 것도 바람직하게 사용된다. 피복층의 수지 성분으로서, 친수성이 높은 폴리비닐알코올, 에틸렌비닐알코올 공중합체, 실리카계 도포막이 사용되는 경우에는, 피복층 상에 하도층을 형성하지 않아도 도 1 의 (3) 의 양태를 취하는 것이 가능하고, 하드코트성을 갖는 층 피복층 사이의 밀착성 문제를 발생시키지 않는다는 점에서 바람직하게 사용되는 경우가 있다.
도 2 는 본 발명의 편광판용 보호 필름을 사용한 본 발명의 편광판의 바람직한 일 실시형태를 모식적으로 나타내는 단면도인데, 본 발명의 편광판은 이 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 2 에 나타내는 본 발명의 편광판 (5) 은, 본 발명의 편광판용 보호 필름 (1) 과 편광자 (6) 와 반대측의 편광판용 보호 필름 (7) 으로 이루어진다. 도 2 의 (1) 및 (2) 의 양태를 취하는 경우에는, 본 발명의 편광판 (5) 은 피복층 (3) 과 반대의 면이 편광자 (6) 와 접착된다. 또, 도 2 의 (3) 및 (4) 의 양태를 취하는 경우에는, 본 발명의 편광판 (5) 은 피복층 (3) 이 편광자 (6) 와 접착된다. 반대측의 편광판용 보호 필름 (4) 은 특별히 제한은 없지만, 생산성의 관점에서, 피복층이 없는 셀룰로오스아실레이트류로 이루어지는 기재 필름인 것이 바람직하다.
도 3 은 본 발명의 편광판을 사용한 본 발명의 화상 표시 장치의 바람직한 일 실시형태를 액정 표시 장치를 사용하여 모식적으로 나타내는 단면도인데, 본 발명의 화상 표시 장치는 이 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 3 에 나타내는 본 발명의 화상 표시 장치 (8) 는, 본 발명의 편광판 (5) 과 액정셀 (9) 로 이루어진다. 본 발명의 편광판 (5) 을 도 3 과 같이 양측에 사용하는 것이 바람직한데, 편측이라도 효과가 있다. 본 발명의 편광판은 반대측의 편광판용 보호 필름 (7) 측을 점착제를 개재시켜 액정셀에 접착시키는 것이 바람직하다.
하드코트성을 갖는 층은 화상 표시 장치의 감상자측의 표면에만 사용되어도 되지만, 온습도 변화시의 셀 전체의 컬 밸런스를 취하기 위해서는 양측에 사용하는 것이 특히 바람직하다. 화상의 시인성 향상, 화질의 향상을 위해서는, 적어도 감상자측의 표면에 사용되는 편광판용 보호 필름의 하드코트성을 갖는 층에는, 산란성의 부여 및/또는 그 위에 저굴절률층의 부여가 바람직하고, 컬 밸런스 면에서는 화상 표시 장치 양측의 편광판용 보호 필름의 하드코트성을 갖는 층에 대하여, 산란성의 부여 및/또는 그 위에 저굴절률층의 부여도 바람직하게 사용된다.
본 발명의 편광판 반대측의 보호 필름으로서 광학 보상 필름도 바람직하게 사용되고, 광학 보상 필름이 기재 필름 상에 광학 보상층을 형성한 기재 필름인 것도 바람직하다. 또한, 반대측의 보호 필름 상에 점착제를 개재시키고 광학 보상 필름을 접착시켜 사용하는 것도 바람직하다.
[피복층]
본 발명의 피복층은 60℃, 95% 상대 습도에서의 투습도가 300g/㎡·일 이하인 것을 특징으로 하고, 폴리비닐알코올, 에틸렌비닐알코올 공중합체, 무기 층상 화합물을 분산시킨 수지 성분, 실리카계 조성물, 그 밖의 소수적인 화합물 등이 사용되는데, 각각을 사용한 경우에 관해서 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명에서 사용하는 투습도의 값은, 폴리비닐알코올, 에틸렌비닐알코올 공중합체, 및 이들 수지층에 무기 층상 화합물을 분산시킨 피복층을 갖는 편광판용 보호 필름을 측정하는 경우에는, 셀룰로오스아실레이트류로 이루어지는 투명 기재 필름측으로부터의 투습도의 값을 사용한다. 일반적으로 비닐알코올계 수지는, 고습하에 수지층이 직접 노출되면 그 방습성이 저하되고, 그 수지층측으로부터의 투습도의 값은 본 발명의 기재 범위에 포함되지 않는 경우가 있지만, 기재 필름측으로부터의 투습도의 값이 300g/㎡·일 이하의 범위를 만족하고 있으면 편광판의 내습열성 향상에 충분히 효과를 발휘한다.
1 비닐알코올계 중합체로 이루어지는 수지, 또는 비닐알코올계 중합체 조성물 중에 무기 층상 화합물을 함유하는 수지로 형성된 피복층
1-(1) 비닐알코올계 중합체
피복층을 구성하는 비닐알코올계 중합체로는, 예를 들어 폴리비닐알코올 (PVA) 등의 단독 중합체나, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 (EVOH) 등을 예시할 수 있다. 또한, 이들 비닐알코올계 중합체는, 그 일부가 카르보닐 변성, 에폭시 변성, 아세토아세틸 변성, 아미노 변성 또는 암모늄 변성된 것을 사용해도 되고, 그 일부에 디아세톤아크릴아미드 단위 등을 포함하는 공중합체를 사용해도 된다. 또, 각종 비닐알코올계 중합체를 단독으로 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수도 있다.
상기 폴리비닐알코올로는, 비닐알코올계 중합체의 비누화도는 80 몰% 이상의 범위에서 선택할 수 있는데, 바람직하게는 96 몰% 이상이고, 보다 바람직하게는 99 몰% 이상이다. 비닐알코올계 중합체의 중합도는 투습도, 도포성 면에서 200∼5000 이 좋고, 바람직하게는 300∼3000, 더욱 바람직하게는 300∼1700 정도이다.
다음으로, 상기 에틸렌-비닐알코올계 공중합체로는, 에틸렌-아세트산 비닐계 공중합체를 비누화하여 얻어지는 것을 사용할 수 있다.
상기 에틸렌-아세트산 비닐계 공중합체를 비누화하여 얻어지는 것의 구체예로는, 에틸렌 및 아세트산 비닐을 공중합하여 얻어지는 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체를 비누화하여 얻어지는 것, 그리고 에틸렌 및 아세트산 비닐과 함께, 그 밖의 단량체를 공중합하여 얻어지는 에틸렌-아세트산 비닐계 공중합체를 비누화하여 얻어지는 것을 들 수 있다.
가스배리어층을 형성하기 위한 재료로는, 에틸렌-아세트산 비닐계 공중합체의 공중합 전의 단량체에 있어서의 에틸렌 비율이 60 몰% 이하인 것이 바람직하다. 에틸렌 비율이 60 몰% 를 초과하면, 가스배리어성이 저하된다.
상기 에틸렌-아세트산 비닐계 공중합체는 투습성 면에서 아세트산 비닐 성분의 비누화도가 95 몰% 이상인 것이 바람직하다. 또, 상기 에틸렌-아세트산 비닐계 공중합체는 과산화물 등에 의해 처리하여 저분자량화한 것이 용제 중에서의 용해 안정성이 양호해진다는 점에서 보다 바람직하다.
1-(2) 그 밖의 성분
본 발명에 있어서는, 수지 조성물의 성분으로서, 비닐알코올계 중합체 및 후술하는 층상 무기 화합물에 추가로 비닐알코올계 중합체의 가교제를 첨가할 수 있고, 이에 의해 피복층의 내수성을 향상시킬 수 있다. 이 목적에 사용할 수 있는 가교제로는 특별히 제한은 없고, 공지된 어느 가교제도 바람직하게 사용할 수 있다. 가교제의 예로는, 페놀 수지, 멜라민 수지, 우레아 수지, 폴리아미드폴리우레아, 디메틸올우레아, 디메틸올멜라민, 다가 에폭시 화합물, 디알데히드 화합 물, 다가 이소시아네이트 수지, 아지리딘 화합물, 폴리아미드아민에피클로르히드린 화합물, 활성화 비닐 화합물, 디카보네이트 화합물, 히드라지노기 함유 화합물 (다가 카르복실산 폴리히드라지드 화합물), 콜로이드성 실리카, 지르코늄염, 다가 금속염, 붕산, 인산, 폴리아크릴산, 디카르복실산, 아디프산 무수물, 숙신산 무수물, 테트라이소프로필티타네이트, 디이소프로폭시비스(아세틸아세톤)티타네이트 등의 티탄 화합물 등을 들 수 있고, 이 외에, 3-글리시드프로필메톡시실란 등의 커플링제, 퍼옥사이드 등의 라디칼 발생제 등의 사용도 가능하다. 이들 중, 디알데히드, 디이소시아네이트, 폴리아크릴산, 금속 착물, 에폭시 화합물이 바람직하다. 또한, 가교 반응을 촉진하기 위한 촉매나 첨가제를 첨가하는 것도 가능하다.
가교제의 첨가량은, (가교제/(비닐알코올계 중합체+가교제)) 로 0.5 중량% 이상인 것이 바람직하고, 1 중량% 이상이 보다 바람직하고, 2 중량% 이상이 특히 바람직하다. PVA 계 중합체와 가교제의 양자에 대한 가교제의 중량 비율이 0.5 중량% 미만인 경우에는, 가교제를 첨가한 것에 의한 효과가 발현되지 않는다. 또한, 비닐알코올계 중합체와 가교제의 양자에 대한 가교제의 중량 비율은 50 중량% 이하인 것이 바람직하고, 40 중량% 이하가 보다 바람직하고, 30 중량% 이하가 특히 바람직하다. 알데히드계 화합물 등의 가교제 중에는 열에 의해 황색으로 변색되는 것도 있기 때문에, 이러한 가교제에 관해서는 그 첨가량을 작게 하여 변색을 허용 범위 내로 억제하는 것이 필요하게 된다.
또, 소포성을 부여하기 위해, 도포액 중에 규소ㆍ에멀전, PEO-PPO 블록 폴리머, PEO-PBO 블록 폴리머, 및 옥틸알코올, 메탄올 등의 알코올류 등을 첨가하는 것 도 가능하다. 소포제의 첨가량은 도포액에 대하여 0.001%∼5% 인 것이 바람직하고, 0.005%∼0.1% 가 더욱 바람직하다. 첨가량이 0.001% 이하이면 소포성이 충분하지 않고, 5% 이상이면 피복막의 면상이 악화되는 경우가 있다.
1-(3) 피복층의 형성
비닐알코올계 중합체, 또는 비닐알코올계 중합체와 무기 층상 화합물로 이루어지는 피복층은, 후술하는 도포 방식을 사용하여 투명 기재 필름 상에 형성할 수 있다. 이 때, 제막(製膜)시에 도포 장치에 대한 액의 점도 특성을 최적으로 하기 위해, 증점제 등의 점도 조정제를 도포액에 첨가하여, 도포액의 액점도를 조정하는 방법도 사용할 수도 있다. 또한, 피복층과 셀룰로오스아실레이트 기판의 밀착성 면에서 기재층 상에 후술하는 하도층을 형성하고 나서 그 위에 피복층 도포막을 형성하는 것도 바람직하게 사용되는데, 층수가 증가되는 것에 의한 생산성 감소, 비용 증가, 층두께 증가 등의 문제가 발생하므로, 본 발명에서는 기재 필름의 편면 또는 양면에 친수화 처리, 요철 처리 등의 전처리를 실시하는 것이 보다 바람직하다.
전처리로는, 코로나 방전 처리, 글로우 방전 처리, 크롬산 처리 (습식), 비누화 처리 (습식), 화염 처리, 열풍 처리, 오존ㆍ자외선 조사 처리 등을 들 수 있는데, 코로나 방전 처리, 글로우 방전 처리, 비누화 처리 (습식) 가 특히 바람직하고, 비누화 처리가 더욱 바람직하다.
1-(4) 피복층의 두께, 헤이즈
피복층의 두께는 1∼30㎛ 의 범위가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 3∼20㎛ 정도이다. 또한, 제조한 수지층의 헤이즈값은 50% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 30% 이하, 더욱 바람직하게는 10% 이하이다. 내부 헤이즈값은 10% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 5% 이하, 더욱 바람직하게는 1% 이하이다.
1-(5) 구성
상기 피복층은 편광판 구성도인 도 2(1), (2) 또는 도 2(3), (4) 에 나타나 있는 바와 같이, 편광자와 투명 기재 필름 사이, 또는 편광자와는 투명 기재 필름을 사이에 두고 반대측에 형성할 수 있다. 편광자와는 투명 기재 필름을 사이에 두고 반대측에 그 수지층을 형성한 경우에도, 그 수지층 상에 하기 기재된 접착용이층을 형성함으로써, 그 위에 추가로 하드코트성을 갖는 층 등을 형성하는 것이 가능하다.
2 실리카계 도포막으로 형성된 피복층
본 발명에서 사용하는 실리카계 도포막은, 셀룰로오스아실레이트류로 이루어지는 투명 기재 필름의 적어도 편면에 형성되고, 목적으로 하는 투습도를 달성하고, 또한 편광판용 보호 필름으로서의 실용에 견디기 위해, 치밀성과 유연성을 양립시킬 필요가 있다. 따라서, 알콕시실란에 촉매, 물을 첨가하여 가수분해 축합하여 만들어지는 가수분해물인 실리카막만으로는, 유연성이 불충분하여 본 발명에는 적합하지 않고, 본 발명에서는 알콕시실란으로 이루어지는 화합물과, 수산기 또는 알콕실기와 반응하는 관능기를 갖는 화합물 및/또는 실란커플링제를 함유하는 도포막이 바람직하게 사용되고, 알콕시실란으로 이루어지는 화합물과, 수산기 또는 알콕실기와 반응하는 관능기를 갖는 화합물과 실란커플링제를 모두 함유하는 것이 특히 바람직하다.
2-(1) 알콕시실란으로 이루어지는 화합물
본 발명에서 사용되는 알콕시실란으로 이루어지는 화합물로는, 예를 들어 식 (1) 로 표시된다.
(R2)4- nSi(OR1)n 식 (1)
(식 중, R1 은 수소 원자, 알킬기 또는 아실기를 나타내고, R2 는 수소 원자, 알킬기, 방향족기를 나타내고, n 은 2∼4 의 수를 나타낸다)
R1 로 나타나는 알킬기로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기 등을 들 수 있고, 아실기로는 아세틸기, 프로피오닐기 등을 들 수 있다. 메틸기, 에틸기, 프로필기가 특히 바람직하고, 가장 바람직하게는 에틸기이다. n 은 2∼4 가 바람직하고, 3∼4 가 특히 바람직하고, 4 가 가장 바람직하다. 따라서, 테트라알콕시실란이 바람직하고, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라프로폭시실란이 특히 바람직하고, 테트라에톡시실란이 특히 바람직하다. n 이 2 및 3 인 경우에는, R2 로 나타나는 알킬기로는, 탄소수 1∼18, 바람직하게는 1∼5 의 알킬기 등을 들 수 있고, 방향족기로는 페닐기 등을 들 수 있다.
2-(2) 수산기 또는 알콕실기와 반응하는 관능기를 갖는 화합물
본 발명에서는, 수산기 또는 알콕시기와 반응하는 관능기를 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 수산기 또는 알콕실기와 반응하는 관능기를 갖는 모노머, 올리고머, 폴리머가 보다 바람직하게 사용되고, 수산기 또는 알콕실기와 반응하는 관 능기를 갖는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있다. 예를 들어, 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 멜라민계 수지 중에서 선택되는 열경화성 또는 전리(電離) 경화성 또는 습기 경화성의 수지 등이 사용되는 수산기를 갖는 모노머, 올리고머, 폴리머가 보다 바람직하고, 수산기를 갖는 폴리머가 특히 바람직하고, 비닐알코올계 중합체, 예를 들어 폴리비닐알코올 (PVA) 의 단독 중합체나, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 (EVOH) 가 더욱 바람직하게 사용되고, 폴리비닐알코올 (PVA) 의 단독 중합체가 가장 바람직하게 사용된다. 또, 이들 비닐알코올계 중합체의 일부가 카르보닐기 등으로 변성된 것이나, 그 일부에 디아세톤아크릴아미드 단위 등을 포함하는 공중합체 등을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 각종 비닐알코올계 중합체를 단독으로 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수도 있다.
수산기 또는 알콕실기와 반응하는 관능기를 갖는 화합물로서 바람직하게 사용할 수 있는 비닐알코올계 중합체로는, 비닐알코올계 중합체의 비누화도는 80 몰% 이상의 범위에서 선택할 수 있는데, 바람직하게는 96 몰% 이상이고, 보다 바람직하게는 98 몰% 이상이다. 비닐알코올계 중합체의 중합도는 투습도, 도포성 면에서 200∼5000 이 좋고, 바람직하게는 400∼5000, 더욱 바람직하게는 500∼3000 정도이다.
2-(3) 실란커플링제
본 발명에서는, 실란커플링제를 사용할 수 있다. 실란커플링제로는, 말단에 알콕시실란을 갖는 화합물이면 특별히 제한되지 않지만, 동시에 비닐기, 에폭 시기, 아크릴기 또는 메타크릴기, 아민기, 메르캅토기, 수산기, 이소시아네이트기, 카르복실기, 산무수물기를 갖는 것이 보다 바람직하고, 에폭시기, 아민기, 아크릴기 또는 메타크릴기를 갖는 것이 보다 더 바람직하다.
비닐기를 갖는 실란커플링제로는, 비닐트리클로르실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(β-메톡시에톡시)실란 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
에폭시기를 갖는 실란커플링제로는, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리에톡시실란, γ-글리시드옥시프로필트리메톡시실란, γ-글리시드옥시프로필메틸디에톡시실란, γ-글리시드옥시프로필트리에톡시실란 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
아크릴기 또는 메타크릴기를 갖는 실란커플링제로는, γ-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
아민기를 갖는 실란커플링제로는, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필트리메톡시실란 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
메르캅토기를 갖는 실란커플링제로는, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, γ -메르캅토프로필트리에톡시실란 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
이소시아네이트기를 갖는 실란커플링제로는, γ-이소시아네이트프로필트리메톡시실란, γ-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명에서는 실란커플링제는 수산기 또는 알콕실기와 반응하는 관능기를 갖는 화합물과 동시에 사용되는 경우가 있으므로, 수산기 또는 알콕실기와 반응하는 관능기를 갖는 화합물과 가교하기 위해서는 에폭시기를 갖는 실란커플링제를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는 실란커플링제는 알콕시실란으로 이루어지는 화합물과 동시에 사용되므로, 알콕시실란의 탈수 중축합의 반응 속도를 올린다는 관점에서는 아민기를 갖는 실란커플링제를 사용하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명에서는 피복층 상에 하드코트성을 갖는 층을 형성하는 것이 바람직하고, 하드코트성을 갖는 층과의 층간 밀착을 향상시키기 위해서는, 아크릴기 또는 메타크릴기를 갖는 실란커플링제를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명에서 사용할 수 있는 실란커플링제의 또 하나의 바람직한 양태는 양 말단에 알콕시실란을 갖는 실란커플링제이다. 양 말단에 알콕시실란을 갖는 실란커플링제는 알콕시실란으로 이루어지는 화합물과의 가교가 가능한 점에서 바람직하고, 화합물의 예로는, 일본 공개특허공보 2000-326448호에 기재된 유기사슬 함유 양 말단 관능성 실란모노머 등이 바람직하게 사용된다.
본 발명에서는 실란커플링제의 가수분해물, 실란커플링제의 가수분해물의 부 분 축합물도 바람직하게 사용할 수 있다. 본 발명에서 실란커플링제라고 하는 경우에는 실란커플링제의 가수분해물, 실란커플링제의 가수분해물의 부분 축합물을 포함하는 것으로 한다.
에폭시기, 아민기, 아크릴기 또는 메타크릴기를 갖는 실란커플링제는 각각 단독으로 사용해도 되는데, 2 종 이상을 병용하는 것이 보다 바람직하고, 3 종을 병용하는 것이 특히 바람직하다. 반응 속도를 올리기 위한 중축합 촉매로서 유기 용매에 가용인 제 3 아민 등을 사용하고, 에폭시기를 갖는 실란커플링제와 아크릴기 또는 메타크릴기를 갖는 실란커플링제의 2 종을 동시에 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
알콕시실란으로 이루어지는 화합물과 수산기 또는 알콕실기와 반응하는 관능기를 갖는 화합물과 실란커플링제의 함유율을 각각 a 질량%, b 질량%, c 질량% 로 했을 때 (이 경우 알콕시실란으로 이루어지는 화합물의 함유율은 이상적으로 축합한 경우의 중축합 후의 계산값으로부터 산출한다), 알콕시실란으로 이루어지는 화합물과 수산기 또는 알콕실기와 반응하는 관능기를 갖는 화합물의 2 종을 사용하는 경우에는, a/b 는 10/90∼90/10 이 바람직하고, 20/80∼80/20 이 보다 바람직하고, 40/60∼80/20 이 특히 바람직하다. 알콕시실란으로 이루어지는 화합물과 실란커플링제의 2 종을 사용하는 경우에는, a/b 는 40/60∼95/5 가 바람직하고, 50/50∼90/10 이 보다 바람직하다. 알콕시실란으로 이루어지는 화합물과 수산기 또는 알콕실기와 반응하는 관능기를 갖는 화합물과 실란커플링제의 3 종류를 동시에 사용하는 경우에는 a/(b+c) 는 10/90∼90/10 이 바람직하고, 20/80∼80/20 이 보다 바람직하고, 40/60∼80/20 이 특히 바람직하다. 그 경우의 b/c 는 10/90∼90/10 이 바람직하고, 20/80∼80/20 이 보다 바람직하고, 40/60∼80/20 이 더욱 바람직하다.
2-(4) 그 밖의 성분
본 발명에서는, 상기와 같이 알콕시실란으로 이루어지는 화합물의 중축합 반응을 진행시키기 위해, 촉매, 물이 사용된다. 경화 촉매로는 염산, 질산, 아세트산, 옥살산, 말레산, 푸마르산 등의 산, 유기 용매에 가용인 N,N-디메틸벤질아민, 트리프로필아민, 트리부틸아민, 트리펜틸아민 등의 제 3 아민, 유기 금속, 금속 알콕시드 등이 사용된다. 첨가량은 알콕시실란으로 이루어지는 화합물 100 중량부에 대하여 1∼10 질량% 가 바람직하고, 1∼5 중량부가 더욱 바람직하다. 또, 수첨가에 대해서는 부분 가수분해물이 이론상 100% 가수분해할 수 있는 양 이상의 양이 바람직하고, 110∼300% 상당량이 보다 바람직하고, 120∼200% 상당량을 첨가하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 본 발명에서는, 필요에 따라 피복층 중에 자외선 흡수제를 함유할 수도 있다. 또, 아크릴기 또는 메타크릴기를 갖는 실란커플링제를 사용하는 경우에는, 후술하는 하드코트층 항에 기재된 광개시제를 실란커플링제 함유량의 0.5∼5 중량% 정도 함유하는 것도 바람직하다.
2-(5) 도포 용매
본 발명의 피복층으로서의 실리카계 도포막을 형성하기 위한 도포 조성물의 용매로는, 물, 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필알코올, n-부탄올, 이소부탄올, 옥탄올을 1 종 또는 2 종 이상 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 용매량은 고형분 농도가 15∼60 질량% 가 되도록 조정하는 것이 바람직하다.
2-(6) 폴리실라잔
본 발명의 피복층으로서의 실리카계 도포막의 또 하나의 바람직한 소재로는, 폴리실라잔을 함유하는 도포 조성물의 경화물을 들 수 있고, 사용되는 폴리실라잔으로는 일본 공개특허공보 평11-240103호에 기재된 단락 번호 0097 내지 0104 에 기재된 폴리실라잔을 바람직하게 들 수 있다. 폴리실라잔 단체(單體)로 사용하는 것도 가능한데, 상기 서술한 알콕시실란으로 이루어지는 화합물 대신에 사용하는 것도 가능하다.
2-(7) 기재와의 밀착성
본 발명의 피복막으로서 실리카계 도포막을 사용하는 경우에는, 투명 기재 필름과의 밀착성이 과제가 된다. 밀착성을 향상시키기 위해서는, 투명 기재 필름 상에 후술하는 하도층을 형성하고 나서 그 위에 실리카계 도포막을 형성하는 것도 바람직하게 사용되는데, 층수가 증가하게 되고, 생산성 감소, 비용 증가, 층두께 증가 등의 문제가 발생하기 때문에, 본 발명에 있어서는 기재 필름의 편면 또는 양면에, 친수화 처리, 요철 처리 등의 전처리를 실시하는 것이 보다 바람직하다. 전처리로는, 코로나 방전 처리, 글로우 방전 처리, 크롬산 처리 (습식), 비누화 처리 (습식), 화염 처리, 열풍 처리, 오존·자외선 조사 처리 등을 들 수 있는데, 코로나 방전 처리, 글로우 방전 처리, 비누화 처리 (습식) 가 특히 바람직하고, 비누화 처리가 더욱 바람직하다.
2-(8) 하드코트층과의 밀착성
본 발명의 피복막으로서 실리카계 도포막을 사용하는 경우에는, 하드코트층과의 밀착성이 또 하나의 과제가 된다. 하드코트와의 밀착성을 향상시키기 위해 유효한 수단의 하나는 실리카계 도포막 및/또는 하드코트층에 실란커플링제를 함유하는 것을 함유시키는 것이 바람직하고, 실리카계 도포막에 실란커플링제를 함유시키는 것이 보다 바람직하고, 실리카계 도포막 및 하드코트층의 양방에 동일한 관능기를 갖는 실란커플링제를 함유시키는 것이 보다 특히 바람직하다. 하드코트층의 수지 성분에는 일반적으로 다관능 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 모노머, 올리고머, 폴리머를 사용하는 경우가 많으므로, 실란커플링제가 아크릴기 또는 메타크릴기를 갖는 실란커플링제인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 피복막으로서 실리카계 도포막을 사용하는 경우의 하드코트층과의 밀착성을 향상시키는 또 하나의 바람직한 수단은, 피복층과 하드코트층 사이에 중간층을 형성하는 것이다. 밀착층으로는 후술하는 하도층을 형성할 수 있는데, 보다 바람직하게는, 실란커플링제를 함유하는 층을 형성하는 것이 바람직하고, 아크릴기 또는 메타크릴기를 갖는 실란커플링제를 함유하는 층을 형성하는 것이 보다 바람직하고, 실란커플링제와 다관능의 다관능 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 모노머, 올리고머, 폴리머를 동시에 함유하는 층을 형성하는 것이 특히 바람직하다. 실란커플링제를 함유하는 층을 형성하는 경우에는, 실란커플링제의 가수분해물, 실란커플링제의 가수분해물의 부분 축합물이 특히 바람직하다. 중간층의 막두께는 0.05∼2㎛ 가 바람직하다.
2-(9) 피복층의 두께
본 발명의 피복막으로서 실리카계 도포막을 사용하는 경우의 피복층의 두께는 0.2∼40㎛ 의 두께가 바람직하고, 0.3∼20㎛ 의 두께가 보다 바람직하고, 1∼10㎛ 의 두께가 특히 바람직하다. 두께가 0.2㎛ 이하이면 방습성이 떨어지고, 반대로 두께가 40㎛ 이상이면, 약한 막이 되거나, 컬이 강해지는 등 편광판용 보호 필름으로서 적합하지 않다. 피복층의 헤이즈는 50% 이하인 것이 바람직하고, 30% 이하인 것이 보다 바람직하고, 10% 이하인 것이 가장 바람직하다. 표면 헤이즈와 내부 헤이즈의 비는 임의이어도 되지만, 표면 헤이즈는 1% 이하인 것이 보다 바람직하다.
2-(10) 구성
본 발명의 피복막으로서 실리카계 도포막을 사용하는 경우의, 편광판 구성도인 도 2(1), (2) 또는 도 2(3), (4) 에 나타나 있는 바와 같이, 편광자와 투명 기재 필름 사이, 또는 편광자와는 투명 기재 필름을 사이에 두고 반대측에 형성할 수 있다. 또한, 이들 양방측에 형성할 수도 있는데, 도 2(1), (2) 와 같이, 편광자와는 투명 기재 필름을 사이에 두고 반대측에 형성하는 것이, 편광자와의 밀착성, 편광판의 가공 적성의 면에서 바람직하다. 도 2(2) 와 같이 하드코트층을 표면에 갖는 구성이, 내찰상성, 피복층에 크랙이 잘 생기지 않는다는 관점에서 특히 바람직하다.
4 소수적인 화합물로 이루어지는 피복층
4-(1) 소수적인 화합물
본 발명의 저투습성을 갖는 피복층은, 층을 구성하는 매트릭스의 주성분을 소수적인 화합물로 구성함으로써 형성할 수 있다. 소수적인 화합물을 주성분으로 하는 소수성층을 형성함으로써, 특히 수분자의 막표면으로의 흡착, 막 중으로의 용해, 막 중의 통과를 억제할 수 있어 투습성을 저감시킬 수 있다. 또한, 추가로 매트릭스를 형성하는 화합물간의 분자간 상호 작용이나 그 밖의 상호 작용을 크게 하거나, 또는 가교를 보다 치밀하게 실시함으로써, 매트릭스 분자의 막 중에서의 운동의 자유도를 저감시켜 투습성을 더욱 저감시킬 수 있다.
이들 목적을 달성하는 소수적인 매트릭스를 구성하는 바인더계로는, 소수적 모노머로 이루어지는 계, 소수적 모노머와 다관능 모노머 (가교제) 로 이루어지는 계, 소수적 폴리머의 계, 소수적 폴리머와 가교제로 이루어지는 계 등을 들 수 있다. 또한, 화합물간의 상호 작용이 큰 바인더로는, 액정성 모노머의 계, 액정성 모노머와 가교제로 이루어지는 계, 액정성 폴리머, 액정성 폴리머와 가교제로 이루어지는 계 등을 들 수 있다.
이들 바인더로는, 소수성과 용해성이나 제막성 등의 취급성의 관점에서 logP 값이 1.0 이상 12.0 이하인 것이 바람직하고, 2.0 이상 11.5 이하인 것이 보다 바람직하고, 3.0 이상 11.0 이하인 것이 더욱 바람직하다.
(logP 값)
옥탄올-물 분배 계수 (logP 값) 의 측정은, JIS 일본공업규격 Z7260-107 (2000) 에 기재된 플라스크 침투법에 의해 실시할 수 있다. 또한, 옥탄올-물 분배 계수 (logP 값) 는 실측 대신에, 계산 화학적 수법 또는 경험적 방법에 의해 짐작하는 것도 가능하다. 계산 방법으로는, Crippen's fragmentation 법 (J. Chem. Inf. Comput. Sci., 27, 21 (1987)), Viswanadhan's fragmentation 법 (J. Chem. Inf. Comput. Sci., 29, 163 (1989)), Broto's fragmentation 법 (Eur. J. Med. Chem. -Chim. Theor., 19, 71 (1984)) 등이 바람직하게 사용되는데, Crippen's fragmentation 법 (J. Chem. Inf. Comput. Sci., 27, 21 (1987)) 이 보다 바람직하다. 어떤 화합물의 logP 의 값이 측정 방법 또는 계산 방법에 따라 상이한 경우, 그 화합물이 본 발명의 범위 내인지의 여부는, Crippen's fragmentation 법에 의해 판단하는 것이 바람직하다.
소수적 모노머로는, 구체적으로는 불소계 모노머, 시클로올레핀계 모노머, 방향족을 함유하는 모노머 등을 사용할 수 있다. 불소계 모노머로는, 후술하는 가교성 또는 중합성 관능기를 갖는 불소 함유 화합물, 일본 공개특허공보 평9-5519호에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2000-159840호에 기재된 화합물 등을 사용할 수 있다. 또한 시클로올레핀계 모노머로는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2006-83225호, 일본 공개특허공보 평5-51542호, 일본 공개특허공보 평6-313056호, 일본 공개특허공보 평6-340849호에 기재된 화합물을 사용할 수 있다.
또한, 소수적 폴리머로는, 구체적으로는 불소계 폴리머, 시클로올레핀계 폴리머, 방향족을 함유하는 폴리머 등을 사용할 수 있고, 불소계 폴리머로는, 일본 특허공보 소63-18964호에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 평7-70107호에 기재된 화합물, Reports Res. Lab. Asahi Glass Co., Ltd., 55 (2005) P47∼51 에 기재된 화합물을 사용할 수 있다. 또한 시클로올레핀계 폴리머로는, 일본 공개특허공보 평7-228673호, 일본 공개특허공보 평8-259784호 등에 기재된 수지 조성물 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 소수성층에는, 상기 소수성 바인더 (모노머, 폴리머) 에 추가하여, 막의 치밀성을 향상시키고, 투습성의 저감, 및 취성이나 컬 등의 막 물성을 보다 향상시킬 목적으로, 다관능 중합성 모노머, 또는 가교성 모노머를 병용할 수 있다. 병용할 수 있는 모노머로는, 후술하는 [하드코트층] 에 있어서 기재되어 있는 다관능 모노머나 다관능 올리고머 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 상기 소수성층의 주성분이 모노머나 중합성 화합물인 경우에는, 중합에 의해 경화시켜 제막할 수 있다. 이 경우에 사용하는 중합 개시제로는, 후술하는 광개시제를 사용할 수 있다. 중합 개시제를 사용하는 경우에는, 중합 개시제의 사용량으로는, 모노머나 중합성 화합물에 대하여, 0.01 중량%∼10.0 중량% 의 범위에서 사용하는 것이 바람직하고, 0.1 중량%∼7.0 중량% 의 범위인 것이 보다 바람직하고, 0.5 중량%∼5.0 중량% 의 범위인 것이 더욱 바람직하다.
이상은 유기 용매계 도포에서의 소수성 바인더인데, 수계 도포용 소재로서, 일본 공개특허공보 2003-165188 에 기재된 수분산성 폴리에스테르 등을 사용할 수도 있다.
4-(3) 소수성층의 두께, 헤이즈
본 발명에 있어서의 소수성층의 두께는, 투습성을 저감시키는 효과와, 취성이나 컬 등의 막 물성, 및 생산성과 비용의 관점에서, 0.5㎛ 이상 40㎛ 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 1.0㎛ 이상 30㎛ 이하이고, 2.0㎛ 이상 25㎛ 이하인 것이 가장 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서의 소수성층의 헤이 즈는, 광학 필름으로서 취급하는 점에서 낮은 것이 좋고, 5.0% 이하인 것이 바람직하고, 3.0% 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.0% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 단, 후술하는 하드코트층, 또는 방현층을 겸하는 경우에는, 각각 후술하는 기재 범위가 되는 것이 바람직하다.
4-(4) 혼합 영역의 형성
본 발명의 소수성층에 있어서는, 투습성의 저감과 막의 강도나 내구성의 유지를 위해 친수적인 셀룰로오스계 기재 필름과 소수적인 화합물로 이루어지는 소수성층의 밀착성을 확보할 목적으로, 소수성층과 셀룰로오스계 기재 필름의 계면에서, 양자의 수지가 혼합한 혼합 영역을 형성하는 것이 바람직하다. 혼합 영역을 형성함으로써 간섭 불균일을 억제할 수 있고, 또한 통상은 상용성이 낮은 친수성 기재 필름과 소수성층의 밀착성을 확보하여 투습성의 저감과 막의 강도나 내구성을 유지할 수 있다.
혼합 영역의 층의 두께로는 0.2∼10㎛ 의 범위에 있는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.3∼7㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 0.5∼5㎛ 이다. 혼합 영역의 층의 두께가 이 범위보다 작으면 간섭 불균일 억제 효과와 밀착성에 대한 효과가 작고, 이 범위보다 크면, 투습성을 저감시키는 효과가 감소하는 경향이 있다. 혼합 영역의 층의 두께는, 반사 방지 필름의 단면을 마이크로톰을 사용하여 절삭하고, 단면으로부터 주사형 전자 현미경 (히타치 제작소 제조, S-570) 을 사용하여 반사 전자 모드로 관찰하고, 촬영된 사진으로부터 혼합 영역의 층의 두께를 구할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 소수성층을 형성하기 위한 도포액의 용제로서, 상기 혼합 영역을 형성하기 위해, 지지체를 용해 또는 팽윤시키는 성질을 갖는 용제를 선택할 필요가 있다. 이것은, 도포액에 그와 같은 용제를 사용하면, 도포 직후로부터 지지체를 용해 또는 팽윤하면서 소수성층을 형성하기 때문에, 기재 필름과 소수성층의 계면이 불명확해짐과 동시에, 소수성층의 수지 성분과 기재 필름의 수지 성분이 혼합한 영역의 층이 형성된다.
또한, 소수성층의 투습도를 저감시키는 기능을 유지하기 위해, 기재 필름 (예를 들어 트리아세틸셀룰로오스 지지체) 을 용해하지 않는 용제를, 적어도 1 종류 이상 혼합하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 기재 필름을 용해하는 용제 중의 적어도 1 종류가, 기재 필름을 용해하지 않는 용제 중의 적어도 1 종류보다 고비점인 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 소수성층의 주성분은 소수성 화합물이므로, 기재 필름을 용해 또는 팽윤시키는 용제에 대한 용해성은 충분하지 않은 것으로 생각된다. 이 때문에, 기재 필름을 용해 또는 팽윤하는 용제나, 또는 용해하지 않는 용제 중 적어도 일방의 용제가, 본 발명의 소수성 화합물의 용해성이 충분한 용제인 것이 바람직하다. 이 경우, 특히 불소계 바인더에 대해서는 불소계 용제를 바람직하게 사용할 수도 있다.
지지체가 셀룰로오스아실레이트 필름인 경우, 상기 지지체를 용해 또는 팽윤시키는 성질을 갖는 용제로는,
탄소수가 3∼12 인 에테르류 : 구체적으로는, 디부틸에테르, 디메톡시메탄, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 프로필렌옥시드, 1,4-디옥산, 1,3-디옥소란, 1,3,5-트리옥산, 테트라히드로푸란, 아니솔 및 페네톨 등,
탄소수가 3∼12 인 케톤류 : 구체적으로는, 아세톤, 메틸에틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤, 디이소부틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 메틸시클로헥사논, 및 메틸시클로헥사논 등,
탄소수가 3∼12 인 에스테르류 : 구체적으로는, 포름산 에틸, 포름산 프로필, 포름산 n-펜틸, 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 프로피온산 메틸, 프로피온산 에틸, 아세트산 n-펜틸, 및 γ-부티로락톤 등,
2 종류 이상의 관능기를 갖는 유기 용매 : 구체적으로는, 2-메톡시아세트산 메틸, 2-에톡시아세트산 메틸, 2-에톡시아세트산 에틸, 2-에톡시프로피온산 에틸, 2-메톡시에탄올, 2-프로폭시에탄올, 2-부톡시에탄올, 1,2-디아세톡시아세톤, 아세틸아세톤, 디아세톤알코올, 아세토아세트산 메틸, 및 아세토아세트산 에틸 등
염소 함유계 용제 : 메틸렌클로라이드, 클로로포름
을 들 수 있다.
이들은 1 종 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 기재 필름을 용해하는 용제로는 케톤계 용제가 바람직하고, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논이 특히 바람직하다.
기재 필름 (바람직하게는 트리아세틸셀룰로오스) 을 용해하지 않는 용제로서, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, tert-부탄올, 1-펜탄올, 2-메틸-2-부탄올, 시클로헥산올, 아세트산 이소부틸, 메틸이소부틸케톤, 2-옥타논, 2-펜타논, 2-헥사논, 2-헵타논, 3-펜타논, 3-헵타논, 4-헵타논, 톨루엔을 들 수 있다.
이들은 1 종 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
또, 불소계 바인더를 용해하는 그 밖의 용제로는, 퍼플루오로펜탄, 퍼플루오로프로판, 퍼플루오르헥산, 퍼플루오로메탄올, 퍼플루오르에탄올 등의 불소 함유 용제를 들 수 있다.
기재 필름을 용해하는 용제의 총량 (A) 과 기재 필름을 용해하지 않는 용제의 총량 (B) 의 질량 비율 (A/B) 은 10/90∼100/0 이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20/80∼100/0 이고, 더욱 바람직하고 30/70∼100/0 이다.
4-(5) 타층과의 밀착성
본 발명에 있어서의 소수성층은, 후술하는 구성예에서 사용되도록, 추가로 하드코트층, 방현층, 반사 방지층을 적층하는 것이 바람직하고, 그 때문에 타층과의 밀착성을 유지하는 것이 바람직하다. 이 경우, 소수성층 상에 직접 형성할 수도 있지만, 다른 방법으로는 후술하는 [하도층] 과 동일한 층을 별도로 형성함으로써, 밀착성과 저투습성을 양립시킬 수 있다.
4-(6) 구성
본 발명에 있어서의 소수성층에 의한 저투습층의 구성은, 편광판 구성도인 도 2(1), (2) 또는 도 2(3), (4) 에 나타나 있는 바와 같이, 편광자와 기재 필름 사이, 또는 편광자와는 기재 필름을 사이에 두고 반대측에 형성할 수 있다. 또한, 이들 양방측에 형성할 수도 있지만, 도 2(1), (2) 와 같이, 편광자와는 기재 필름을 사이에 두고 반대측에 형성하는 것이, 편광자와의 밀착성, 편광판의 가공 적성의 면에서 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서의 소수성층은, 하드코트층을 겸해도 된다. 이 경우, 막의 성능으로는, 별도 항목에 기재된 하드코트층의 성능과 동등하면 된다.
5 친수성의 다관능성 화합물과 가교제를 사용한 피복층
본 발명에 있어서 사용할 수 있는 저투습성의 피복층으로는, 치밀한 막을 형성함으로써 투습성을 저감시킨다는 관점에서, 친수성의 다관능성 화합물과 가교제의 조합으로 이루어지는 층을 사용할 수 있다. 구체적으로는, (A) 당류와 포르밀기 함유 화합물로 이루어지는 수지 조성물을 적층하여 이루어지는 층에 의한 방법, 또는 (B) 아미노기 함유 고분자 화합물과 아미노기 반응성 관능기 함유 또한 실란올기 함유 유기 실란 화합물로 이루어지는 수지 조성물을 적층하여 이루어지는 층에 의한 방법 등을 사용할 수 있다. 이들 가교성 화합물, 또는 반응성 화합물을 병용함으로써, 막을 치밀하게 하는 효과와, 추가로 친수성 관능기와 반응함으로써 고습 조건에서의 저투습성의 유지를 달성할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 친수성이 높은 셀룰로오스계 투명 기재에 대하여 이들 친수성기를 함유하는 화합물을 주성분으로 하는 피복층을 저투습층으로서 형성함으로써, 더욱 기재와의 밀착성을 충분히 확보할 수 있고, 투습성을 더욱 저감시킬 수 있으며, 또한 저투습성의 내구성도 우수한 저투습층을 형성할 수 있다.
5-(1) 친수성의 다관능성 화합물과 가교제의 조성물
본 발명에 있어서의 (A) 당류와 포르밀기 함유 화합물로 이루어지는 수지 조 성물로는, 일본 공개특허공보 2003-238827호, 일본 공개특허공보 2003-238734호에 기재된 수지 조성물을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서의 (B) 아미노기 함유 고분자 화합물과 아미노기 반응성 관능기 함유 또한 실란올기 함유 유기 실란 화합물로 이루어지는 수지 조성물로는, 일본 공개특허공보 2004-255601호에 기재된 수지 조성물을 사용할 수 있다.
5-(2) 기재의 표면 처리
본 발명에 있어서는, 친수성의 다관능성 화합물과 가교제를 사용한 피복층과 기재의 밀착성을 충분히 확보할 목적으로, 피복층을 적층하기 전에 기재 필름의 표면 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 셀룰로오스아실레이트로 이루어지는 기재 표면 처리의 일반적인 방법으로는, 편광판용 보호 필름으로서 PVA 로 이루어지는 편광자와의 밀착성을 향상시킬 목적이나, 셀룰로오스아실레이트 필름 상에 PVA 로 대표되는 배향막을 형성한 위에 액정 화합물 등의 배향층을 형성한 광학 필름을 제조할 목적으로, 기재 표면에 비누화 처리를 실시하는 것이 알려져 있고, 이 경우, 비누화 처리에 의해 표면에 노출 또는 새롭게 형성한 수산기와 PVA 의 수산기의 수소 결합에 의해 밀착성을 확보하고 있고, 고습 조건에서의 내구성 등에 있어서, 수소 결합이 수분에 의해 저해되어 밀착성이 저하될 우려가 있다.
이것에 대하여, 본 발명에 있어서는, 기재 필름의 표면 처리를 실시함으로써 상기 (A) 의 수지 조성물 중에 함유되는 포르밀기 함유 화합물, 또는 (B) 의 수지 조성물 중에 함유되는 유기 실란 화합물과 기재 필름 표면의 가교 형성에 의해 고습 조건에서의 내구성도 충분히 확보되고, 또한 가교를 보다 고밀도로 함으로써 밀 착성을 충분히 확보할 수 있다. 표면 처리 방법으로는, 코로나 처리, 플라즈마 처리 등의 화염 처리, 비누화 처리 등의 공지된 방법을 선택할 수 있는데, 생산성과 밀착성의 안정성 관점에서, 후술하는 [비누화 처리] 에 기재된 방법에 의한 것이 바람직하고, 특히 알칼리액을 도포하는 방법에 의한 것이 보다 바람직하다.
표면 처리 후의 기재의 표면 접촉각으로는, 물의 접촉각이 50 도 이하인 것이 바람직하고, 45 도 이하인 것이 보다 바람직하고, 40 도 이하인 것이 가장 바람직하다.
또한, 추가로 기재와의 밀착성을 더욱 향상시킬 목적으로, 수지 조성물 중에 추가로 커플링제를 병용하는 것도 바람직하다. 커플링제로는, (A) 의 수지 조성물에 대해서는 수산기 반응성 관능기를 복수 함유하는 화합물, 포르밀기 반응성 관능기와 수산기 반응성 관능기를 함유하는 화합물, (B) 의 수지 조성물에 대해서는 실란올기와 수산기 반응성 관능기를 함유하는 화합물, 아미노기 반응성 관능기와 수산기 반응성 관능기를 함유하는 화합물, 아미노기와 수산기 반응성 관능기를 함유하는 화합물 등을 사용할 수 있다.
여기에서, 수산기와 반응성 관능기로는, 이소시아네이트기, 에폭시기, 포르밀기 등을 들 수 있고, 포르밀기 반응성 관능기로는 수산기, 아미노기, 티올기 등을 들 수 있고, 아미노기 반응성 관능기로는 이소시아네이트기, 에폭시기, 포르밀기 등을 들 수 있다.
5-(3) 타층과의 밀착성
본 발명의 친수성의 다관능성 화합물과 가교제를 사용한 피복층은, 추가로 후술하는 하드코트층, 방현층, 반사 방지층 등의 기능성층을 적층하는 것이 바람직하다. 이 경우, 기능성층과의 밀착성을 확보하는 관점에서, 친수성의 다관능성 화합물과 가교제를 사용한 피복층 중에, 커플링제를 병용하는 것이 바람직하다. 커플링제로는, 포르밀기와 중합성기를 함유하는 화합물, 중합성기와 알콕시실란으로 이루어지는 실란커플링제 등이 바람직하게 사용된다. 여기에서 중합성기로는 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 알릴기 등의 2 중 결합성기, 및 에폭시기 등이 바람직하다.
실란커플링제의 예로는, 상기 서술한 실란커플링제에 기재된 화합물을 들 수 있는데, 특히 에폭시기를 갖는 실란커플링제, 및 아크릴기 또는 메타크릴기를 갖는 실란커플링제가 바람직하다.
실란커플링제의 사용량으로는, 피복 조성물 중의 고형분 중의 함량으로, 0.01 중량%∼10.0 중량% 의 범위에서 사용하는 것이 바람직하고, 0.1 중량%∼7.0 중량% 의 범위인 것이 보다 바람직하고, 0.5 중량%∼5.0 중량% 의 범위인 것이 더욱 바람직하다.
5-(4) 친수성의 다관능성 화합물과 가교제를 사용한 피복층의 두께, 헤이즈
본 발명의 친수성의 다관능성 화합물과 가교제를 사용한 피복층의 두께로는, 투습성을 저감시키는 효과와, 취성이나 컬 등의 막 물성, 및 생산성과 비용의 관점에서 0.5㎛ 이상 40㎛ 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 1.0㎛ 이상 30㎛ 이하이고, 1.5㎛ 이상 25㎛ 이하인 것이 가장 바람직하다. 또한, 친수성의 다관능성 화합물과 가교제를 사용한 피복층의 헤이즈는, 광학 필름으로서 취 급하므로 낮은 것이 좋고, 5.0% 이하인 것이 바람직하고, 3.0% 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.0% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
5-(5) 구성
본 발명에 있어서의 친수성의 다관능성 화합물과 가교제를 사용한 피복층에 의한 저투습층의 구성은, 편광판 구성도인 도 2(1), (2) 또는 도 2(3), (4) 에 나타나 있는 바와 같이, 편광자와 기재 필름 사이, 또는 편광자와는 기재 필름을 사이에 두고 반대측에 형성할 수 있다. 또한, 이들 양방측에 형성할 수도 있지만, 도 2(1), (2) 와 같이, 편광자와는 기재 필름을 사이에 두고 반대측에 형성하는 것이, 편광자와의 밀착성, 편광판의 가공 적성의 면에서 바람직하다.
6 무기 층상 화합물을 함유하는 피복층
본 발명의 피복층의 투습도를 더욱 저감시키기 위해서는, 상기 서술한 피복층에 사용하는 것이 가능한 바인더 중에 무기 층상 화합물을 분산시키는 것이 보다 바람직하다. 무기 층상 화합물은 친수성 표면을 갖기 때문에, 수용성 바인더 중에 분산시켜 사용하는 것이 바람직하고, 상기 서술한 비닐알코올계 중합체로 이루어지는 피복층 중, 또는 실리카계 도포막으로 이루어지는 피복층 중에 분산시키는 것이 바람직하고, 비닐알코올계 중합체로 이루어지는 피복층 중에 분산시키는 것이 보다 바람직하다. 상기 서술한 바람직한 비닐알코올계 중합체와 조합함으로써 가장 바람직한 성능을 발휘할 수 있다. 한편, 무기 층상 화합물을 유기화 처리함으로써, 친수성이 낮은 바인더 중에도 분산시켜 투습도를 낮추는 것이 가능하다.
6-(1) 무기 층상 화합물
본 발명에 있어서의 무기 층상 화합물이란, 단위 결정층이 적층된 구조를 가지며, 층간에 용매를 배위 또는 흡수함으로써 팽윤 또는 벽개하는 성질을 나타내는 무기 화합물이다. 이러한 무기 화합물로는, 팽윤성의 함수 규산염, 예를 들어 스멕타이트군 점토 광물 (몬모릴로나이트, 사포나이트, 헥토라이트 등), 팜큐라이트군 점토 광물, 카올리나이트군 점토 광물, 피로규산염 (운모 등) 등을 예시할 수 있다. 또한, 합성 무기 층상 화합물도 바람직하게 사용되고, 합성 무기 층상 화합물로는, 합성 스멕타이트 (헥토라이트, 사포나이트, 스티븐사이트 등), 합성 운모 등을 들 수 있고, 스멕타이트, 몬모릴로나이트, 운모가 바람직하고, 몬모릴로나이트, 운모가 보다 바람직하다. 시판품으로서 사용할 수 있는 무기 층상 화합물로는, MEB-3 (코프 케미컬 (주) 제조 합성 운모 수분산액), ME-100 (코프 케미컬 (주) 제조 합성 운모), S1ME (코프 케미컬 (주) 제조 합성 운모), SWN (코프 케미컬 (주) 제조 합성 스멕타이트), SWF (코프 케미컬 (주) 제조 합성 스멕타이트), 쿠니피아 F (쿠니미네 화학 공업 (주) 제조 정제 벤토나이트), 벤겔 (호준 (주) 제조 정제 벤토나이트), 벤겔 HV (호준 (주) 제조 정제 벤토나이트), 벤겔 FW (호준 (주) 제조 정제 벤토나이트), 벤겔 플라이트 11 (호준 (주) 제조 정제 벤토나이트), 벤겔 플라이트 23 (호준 (주) 제조 정제 벤토나이트), 벤겔 플라이트 25 (호준 (주) 제조 정제 벤토나이트), 벤겔 A (호준 (주) 제조 정제 벤토나이트), 벤겔 2M (호준 (주) 제조 정제 벤토나이트) 등을 사용할 수 있다.
또한, 이러한 무기 층상 화합물은, 이들 무기 층상 화합물에 유기화 처리를 실시한 것이어도 된다.
팽윤성 층상 무기 화합물은, 가스 배리어성과 기재-가스 배리어층간의 밀착성을 양립시키는 점에서, 미립자화 처리되어 있는 것이 바람직하다. 미립자화 처리된 팽윤성 층상 무기 화합물은, 통상 판상 또는 편평상이고, 평면 형상은 특별히 제한되지 않고, 무정형상 등이어도 된다. 미립자화 처리된 팽윤성 층상 무기 화합물의 평균 입자 직경 (평면 형상의 평균 입자 직경) 은, 예를 들어 0.1∼10㎛ 가 바람직하고, 0.1∼8㎛ 가 보다 바람직하고, 0.1∼6㎛ 가 특히 바람직하다. 평균 입자 직경이란, 일반적인 입도 분포계, 예를 들어 광산란 방식의 입도 분포계 (닛키소사 제조 「마이크로트랙 UPA」) 로 측정되는 입자 직경 분포값 중, 그 값을 갖는 입자수가 가장 많은 입자 직경이다. 본 범위보다 입자 직경이 작으면 투습도 저감 효과가 충분하지 않고, 입자 직경이 크면, 헤이즈값의 증가, 표면 거침도의 증가 등이 바람직하지 않다. 무기 화합물의 농도는 3∼60 중량%, 바람직하게는 15∼60 중량%, 더욱 바람직하게는 25∼50 중량% 이다. 본 범위보다 적으면 투습도 저감 효과가 충분하지 않고, 많으면 헤이즈값의 증가, 취성의 악화 등이 바람직하지 않다.
6-(2) 무기 층상 화합물의 분산 처리
무기 층상 화합물은 층간이 정확하게 벽개된 상태에서 바인더 중에 분산시킴으로써, 투습 경로 길이를 길게 하여 투습도를 감소시킨다. 따라서, 무기 층상 화합물의 각 층간이 정확하게 벽개된 상태를 얻기 위한 분산 처리가 매우 중요하다. 분산 처리는, 용액 중에서 복수회 고압 분산 처리되는 것이 바람직하다. 처리 압력은 10MPa 이상이 좋고, 보다 바람직하게는 20Mpa 이상이다. 용매로는, 특별히 지정은 없지만, 유기화 처리되어 있지 않은 무기 층상 화합물에 관해서는, 물 또는 수용성 용매 (메탄올이나 에탄올, 이소프로필알코올 등의 저급 알코올이나 아세톤 등) 를 예시할 수 있고, 물이 특히 바람직하다. 또한, 물과 저급 알코올의 혼합 용매도 바람직하게 사용할 수 있다. 고압 분산의 처리 방법으로는, 예를 들어 팽윤성 층상 무기 화합물을 용매에 팽윤시킨 후, 고압 호모지나이저에 의해 교반함으로써, 고압 분산시키는 방법을 들 수 있다. 도포액의 조정 방법은 특별히 한정되지 않지만, 상기 서술한 피복층의 바인더 성분을 용매에 균일하게 용해시킨 후에 층상 입자를 균일하게 분산시킨 용매와 혼합하는 방법이 유효하게 사용된다.
6-(3) 유기화 처리한 무기 층상 화합물
무기 층상 화합물을 친수성이 낮은 화합물 중에 분산시키는 경우, 유기 용매에 분산 가능한 무기 층상 화합물을 사용하는 것이 바람직하고, 유기화 처리되어 있는 무기 층상 화합물이 바람직하다. 이들 무기 층상 화합물의 예로는, 알킬아민 등의 유기화제에 의해 유기화 처리한 층상 화합물이다. 또한, 피복층의 강도를 보다 강고하게 하고, 또한 투습성을 보다 저감시킬 목적에서는, 중합성기를 함유한 유기화제에 의해 유기화 처리하는 것이 바람직하다. 시판품으로서 사용할 수 있는 유기화 처리한 무기 층상 화합물로는, 소마시프 MAE·MTE·MEE·MPE (모두 코프 케미컬 (주) 제조 합성 운모), 루센타이트 SAN, STN, SEN, SPN (모두 코프 케미컬 (주) 제조 합성 스멕타이트), 등을 사용할 수 있다.에스벤ㆍ에스벤 C ㆍEㆍWㆍWXㆍN-400ㆍNXㆍNX80ㆍNZㆍNZ70ㆍNEㆍNEZㆍNO12SㆍNO12 (호준 (주) 제조 유기화 벤토나이트), 오르가나이트ㆍ오르가나이트 Dㆍ오르가나이트 T (호준 (주) 제조 유기화 벤토나이트)
또한, 유기화되어 있지 않은 무기 층상 화합물, 예를 들어 시판품이면, 루센타이트 ME-100 코프 케미컬 (주) 제조 합성 운모), 루센타이트 SWN (코프 케미컬 (주) 제조 합성 스멕타이트) 을 유기화 처리하는 것도 바람직하다. 유기화제로는, 급 암모늄염이 바람직하고, 특별히 한정은 없지만, 식 (1) 로 표시되는 4 급 암모늄염이 보다 바람직하다.
식 (1) (N(Ra)4-n(Rb)n)+A-
(식 중, Ra 는 (CH2)mH 또는 (CH2)mRcH 또는 (CH2Rc)mH 로 나타나고, m 은 2 이상의 정수, Rc 는 임의의 구조 또는 없어도 되고, Rb 는 CH3, n 은 0 또는 1∼3 의 정수를 나타낸다. A- 는 Cl- 또는 Br- 를 나타낸다)
n 은 0∼3 이 바람직하고, 0∼2 가 바람직하고, 0∼1 이 특히 바람직하다. n 이 많으면 분산성이 악화되어 바람직하지 않다. Ra 에 관해서는, 모든 기가 동일한 구조이어도 되고, 상이한 구조를 취해도 된다. m 은 2 이상이고, Ra 중의 적어도 1 개의 기는 m 이 4 이상이 특히 바람직하고, 8 이상이 더욱 바람직하고, 8∼30 이 특히 바람직하다. m 이 클수록 분산성이 좋아져 바람직한데, 너무 크면 무기 층상 화합물에 대한 유기물의 비율이 너무 커져 바람직하지 않다.
Ra 는 안에 분자간의 상호 작용이 커지는 구조를 갖는 것도 바람직하다. 분자간의 상호 작용이 커지는 구조로는 -OH, -CH2CH2O-, -CHO(CH)3- 등을 들 수 있다. 유기화 처리에 사용하는 4 급 암모늄염으로서, 예를 들어 디메틸디옥타데실암모늄브로마이드, 트리메틸옥타데실암모늄클로라이드, 벤질트리메틸암모늄클로라이드, 디메틸벤질옥타데실암모늄브로마이드, 트리옥틸메틸암모늄클로라이드, 폴리옥시프로필렌트리메틸암모늄클로라이드, 디(폴리옥시프로필렌)디메틸암모늄클로라이드, 디(폴리옥시에틸렌)도데실메틸암모늄클로라이드, 트리(폴리옥시프로필렌)메틸암모늄클로라이드, 트리(폴리옥시프로필렌)메틸암모늄브로마이드 등을 들 수 있다.
유기화 처리된 무기 층상 화합물을 사용하는 방법으로는, 층상 화합물을 유기 용매 중에 충분히 분산시켜 두고, 소수성 바인더를 용매 중에 용해 및/또는 분산시킨 용액을 첨가하는 방법 외에, 소수성 바인더의 용액 중으로, 상기 분산시킨 유기화 처리된 무기 층상 화합물 용액을 첨가하는 방법 등을 사용할 수 있다. 또한 소수성 바인더에 무기 층상 화합물을 직접 첨가하는 방법으로서, 소수성 바인더의 용융 상태에서 무기 층상 화합물을 첨가하고, 혼련 등의 방법에 의해 소수성 바인더 중으로 분산시키면서 첨가하는 방법도 사용할 수 있다.
[투명 기재 필름]
본 발명에 사용되는 투명 기재 필름은, 광학적으로 균일한 점, 표면이 평활한 점, 편광판을 제조하는 데에 있어서의 2 차 가공성이 양호한 점에서, 셀룰로오 스아실레이트계 필름이 사용된다.
본 발명에 사용되는 셀룰로오스아실레이트는, 탄소수 2∼22 정도의 지방족 카르복실산 에스테르 또는 방향족 카르복실산 에스테르이고, 특히 셀룰로오스의 저급 지방산 에스테르인 것이 바람직하다. 셀룰로오스의 저급 지방산 에스테르에 있어서의 저급 지방산이란 탄소 원자수가 6 이하인 지방산을 의미하고, 예를 들어 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스프로피오네이트, 셀룰로오스부티레이트, 셀룰로오스아세테이트프탈레이트 등이나, 일본 공개특허공보 평10-45804호, 동 평8-231761호, 미국 특허 제2,319,052호 등에 기재되어 있는 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트부티레이트 등의 혼합 지방산 에스테르를 사용할 수 있다. 또는, 일본 공개특허공보 2002-179701호, 일본 공개특허공보 2002-265639호, 일본 공개특허공보 2002-265638호에 기재된 방향족 카르복실산과 셀룰로오스의 에스테르도 바람직하게 사용된다. 상기 기재 중에서도, 특히 바람직하게 사용되는 셀룰로오스의 저급 지방산 에스테르는, 셀룰로오스트리아세테이트와 후술하는 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트이다. 이들 셀룰로오스에스테르는 혼합하여 사용할 수도 있다.
셀룰로오스아실레이트의 치환도 (DS) 는, 셀룰로오스의 구성 단위 (β1→4 글리코시드 결합되어 있는 글루코오스) 에 존재하고 있는 3 개의 수산기가 아실화되어 있는 비율을 의미한다. 치환도는, 셀룰로오스의 구성 단위 중량당의 결합 지방산량을 측정하여 산출할 수 있다. 측정 방법은, ASTM-D817-91 에 준하여 실시한다.
본 발명의 셀룰로오스아실레이트는 아실기의 소수성과 수산기의 친수성을 적절히 균형을 유지시킴으로써, 리타데이션의 습도 의존성과 치수 안정성을 양립시키는 것이다. 즉, 아실기 중의 알킬사슬이 평균적으로 너무 짧고, 및/또는 수산기 비율이 너무 높으면 리타데이션의 습도 의존성은 커진다. 또한, 아실기 중의 알킬사슬이 평균적으로 너무 길고, 및/또는 수산기 비율이 너무 높으면 Tg 가 저하되어, 치수 안정성이 악화된다.
따라서, 본 발명에서 바람직하게 사용되는 셀룰로오스트리아세테이트는 아세틸화도가 2.83 이상 2.91 이하이고 탄소수 3 이상인 다른 아실기를 갖지 않는 것이 바람직하다. 아세틸화도는 2.84 이상 2.89 이하가 더욱 바람직하다.
또한, 셀룰로오스트리아세테이트 이외에 바람직한 셀룰로오스에스테르는, 탄소 원자수 2∼4 의 아실기를 치환기로서 가지며, 아세틸기의 치환도를 X 로 하고, 프로피오닐기의 치환도를 Y 로 했을 때, 하기 식 (a) 및 (b) 를 동시에 만족시키는 셀룰로오스에스테르이다.
식 (a) 2.6≤X+Y≤2.9
식 (b) 0≤X≤2.5
그 중에서도, 1.9≤X≤2.5, 0.1≤Y≤0.9 의 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 (총아실기 치환도=X+Y) 가 바람직하다. 아실기로 치환되어 있지 않은 부분은 통상 수산기로서 존재하고 있다. 이들은 공지된 방법으로 합성할 수 있다.
투명 기재 필름의 두께는 30∼120㎛ 가 바람직하고, 40∼80㎛ 가 보다 바람 직하다. 기재 필름의 두께가 그 하한값 이상이면, 필름 강도가 약해지는 등의 문제가 잘 발생하지 않고, 그 상한값 이하이면, 중량이 지나치게 증가하여, 특히 20 인치 이상의 대형 텔레비전에 사용한 경우에 불리하게 되는 등의 폐해가 잘 발생하지 않기 때문에 바람직하다.
[자외선 흡수제]
본 발명의 투명 기재 필름, 방습층, 하도층, 하드코트층 중 어느 하나에, 하기 일반식 (1) 로 표시되는 자외선 흡수제를 2 종류 이상 함유하는 것이 바람직하다.
또, 그 자외선 흡수제에 관한 하기 식 (A) 로 표시되는 옥탄올/물 분배 계수 (이하 logP) 의 평균값 (이하 평균 logP) 과 셀룰로오스아실레이트의 아실화도 (DS) 가 하기 식 (B) 의 관계를 만족시키는 셀룰로오스아실레이트 필름이 투명 기재 필름으로서 사용되는 것이 보다 바람직하다.
일반식 (1)
Figure 112007041577139-PAT00001
(식 중, R1, R2, R3, R4 및 R5 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 1 가의 유기기를 나타내고, R1, R2 및 R3 중 적어도 1 개는 총탄소수 4∼20 의 무치환 분기 또는 직쇄의 알킬기를 나타내고, R1, R2 및 R3 은 각각 서로 상이하다)
Figure 112007041577139-PAT00002
(식 중, Wn 은 n 번째의 자외선 흡수제의 중량 분율, (logP)n 은 n 번째의 자외선 흡수제의 logP 를 나타낸다)
5.0×DS-6.7≤평균 logP≤5.0×DS-5.1 식 (B)
본 발명에 사용되는 상기 자외선 흡수제의 logP 의 평균값은 (5.0×DS-6.7) 이상 (5.0×DS-5.1) 이하이고, (5.0×DS-6.5) 이상 (5.0×DS-5.2) 이하가 바람직하다. logP 의 평균값이 너무 크면 면상이 악화되고, logP 의 평균값이 너무 작으면 고온 고습 하에서의 자외선 흡수제의 보류성이 악화된다. 또한, 일반식 (1) 로 표시되는 화합물은 330∼360㎚ 의 파장 범위에 흡수 극대를 갖는 것이다.
본 발명에 사용되는 자외선 흡수제는 휘산성의 관점에서 분자량이 250∼1000 인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 260∼800 이고, 더욱 바람직하게는 270∼800 이고, 특히 바람직하게는 300∼800 이다. 이들 분자량의 범위이면, 특정한 모노머 구조이어도 되고, 그 모노머 유닛이 복수 결합된 올리고머 구조, 폴리머 구조이어도 된다.
자외선 흡수제는, 셀룰로오스아실레이트 필름 제조의 도프 유연, 건조 과정에서 휘산되지 않는 것이 바람직하다.
(화합물 첨가량)
상기 서술한 본 발명에 있어서 사용되는 자외선 흡수제의 첨가량은, 셀룰로오스아실레이트에 대하여, 0.01∼10 질량% 인 것이 바람직하고, 0.1∼5 질량% 인 것이 보다 바람직하고, 0.2∼3 질량% 인 것이 특히 바람직하다.
(화합물 첨가 방법)
또한 이들 자외선 흡수제를 첨가하는 시기는 도프 제조 공정 중 어느 공정이어도 되고, 도프 조제 공정의 마지막에 실시해도 된다.
다음으로 일반식 (1) 로 표시되는 자외선 흡수제에 관해서 상세하게 설명한다.
R1, R2, R3, R4 및 R5 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 1 가의 유기기를 나타내고, R1, R2 및 R3 중 적어도 1 개는 총탄소수 4∼20 의 무치환 분기 또는 직쇄의 알킬기를 나타내고, R1, R2 및 R3 은 각각 서로 상이하다. 치환기로는 예를 들어 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1∼20, 보다 바람직하게는 탄소수 1∼12, 특히 바람직하게는 탄소수 1∼8 이고, 예를 들어 메틸, 에틸, iso-프로필, tert-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실 등을 들 수 있다), 알케닐기 (바람직하게는 탄소수 2∼20, 보다 바람직하게는 탄소수 2∼12, 특히 바람직하게는 탄소수 2∼8 이고, 예를 들어 비닐, 알릴, 2-부테닐, 3-펜테닐 등을 들 수 있다), 알키닐기 (바람직하게는 탄소수 2∼20, 보다 바람직하게는 탄소수 2∼12, 특히 바람직하게는 탄소수 2∼8 이고, 예를 들어 프로팔길, 3-펜티닐 등을 들 수 있다), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6∼30, 보다 바람직하게는 탄소수 6∼20, 특히 바람직하게는 탄소수 6∼12 이고, 예를 들어 페닐, p-메틸페닐, 나프틸 등을 들 수 있다), 치환 또는 미치환의 아미노기 (바람직하게는 탄소수 0∼20, 보 다 바람직하게는 탄소수 0∼10, 특히 바람직하게는 탄소수 0∼6 이고, 예를 들어 아미노, 메틸아미노, 디메틸아미노, 디에틸아미노, 디벤질아미노 등을 들 수 있다),
알콕시기 (바람직하게는 탄소수 1∼20, 보다 바람직하게는 탄소수 1∼12, 특히 바람직하게는 탄소수 1∼8 이고, 예를 들어 메톡시, 에톡시, 부톡시 등을 들 수 있다), 아릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 6∼20, 보다 바람직하게는 탄소수 6∼16, 특히 바람직하게는 탄소수 6∼12 이고, 예를 들어 페닐옥시, 2-나프틸옥시 등을 들 수 있다), 아실기 (바람직하게는 탄소수 1∼20, 보다 바람직하게는 탄소수 1∼16, 특히 바람직하게는 탄소수 1∼12 이고, 예를 들어 아세틸, 벤조일, 포르밀, 피발로일 등을 들 수 있다), 알콕시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 2∼20, 보다 바람직하게는 탄소수 2∼16, 특히 바람직하게는 탄소수 2∼12 이고, 예를 들어 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐 등을 들 수 있다), 아릴옥시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 7∼20, 보다 바람직하게는 탄소수 7∼16, 특히 바람직하게는 탄소수 7∼10 이고, 예를 들어 페닐옥시카르보닐 등을 들 수 있다), 아실옥시기 (바람직하게는 탄소수 2∼20, 보다 바람직하게는 탄소수 2∼16, 특히 바람직하게는 탄소수 2∼10 이고, 예를 들어 아세톡시, 벤조일옥시 등을 들 수 있다), 아실아미노기 (바람직하게는 탄소수 2∼20, 보다 바람직하게는 탄소수 2∼16, 특히 바람직하게는 탄소수 2∼10 이고, 예를 들어 아세틸아미노, 벤조일아미노 등을 들 수 있다), 알콕시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 2∼20, 보다 바람직하게는 탄소수 2∼16, 특히 바람직하게는 탄소수 2∼12 이고, 예를 들어 메톡시카르보닐아미노 등을 들 수 있 다), 아릴옥시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 7∼20, 보다 바람직하게는 탄소수 7∼16, 특히 바람직하게는 탄소수 7∼12 이고, 예를 들어 페닐옥시카르보닐아미노 등을 들 수 있다), 술포닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 1∼20, 보다 바람직하게는 탄소수 1∼16, 특히 바람직하게는 탄소수 1∼12 이고, 예를 들어 메탄술포닐아미노, 벤젠술포닐아미노 등을 들 수 있다), 술파모일기 (바람직하게는 탄소수 0∼20, 보다 바람직하게는 탄소수 0∼16, 특히 바람직하게는 탄소수 0∼12 이고, 예를 들어 술파모일, 메틸술파모일, 디메틸술파모일, 페닐술파모일 등을 들 수 있다), 카르바모일기 (바람직하게는 탄소수 1∼20, 보다 바람직하게는 탄소수 1∼16, 특히 바람직하게는 탄소수 1∼12 이고, 예를 들어 카르바모일, 메틸카르바모일, 디에틸카르바모일, 페닐카르바모일 등을 들 수 있다), 알킬티오기 (바람직하게는 탄소수 1∼20, 보다 바람직하게는 탄소수 1∼16, 특히 바람직하게는 탄소수 1∼12 이고, 예를 들어 메틸티오, 에틸티오 등을 들 수 있다), 아릴티오기 (바람직하게는 탄소수 6∼20, 보다 바람직하게는 탄소수 6∼16, 특히 바람직하게는 탄소수 6∼12 이고, 예를 들어 페닐티오 등을 들 수 있다), 술포닐기 (바람직하게는 탄소수 1∼20, 보다 바람직하게는 탄소수 1∼16, 특히 바람직하게는 탄소수 1∼12 이고, 예를 들어 메실, 토실 등을 들 수 있다), 술피닐기 (바람직하게는 탄소수 1∼20, 보다 바람직하게는 탄소수 1∼16, 특히 바람직하게는 탄소수 1∼12 이고, 예를 들어 메탄술피닐, 벤젠술피닐 등을 들 수 있다), 우레이도기 (바람직하게는 탄소수 1∼20, 보다 바람직하게는 탄소수 1∼16, 특히 바람직하게는 탄소수 1∼12 이고, 예를 들어 우레이도, 메틸우레이도, 페닐우레이도 등을 들 수 있다), 인산 아미드기 (바람직하게는 탄소수 1∼20, 보다 바람직하게는 탄소수 1∼16, 특히 바람직하게는 탄소수 1∼12 이고, 예를 들어 디에틸인산 아미드, 페닐인산 아미드 등을 들 수 있다), 히드록시기, 메르캅토기, 할로겐 원자 (예를 들어 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자), 시아노기, 술포기, 카르복실기, 니트로기, 히드록삼산기, 술피노기, 히드라지노기, 이미노기, 헤테로환기 (바람직하게는 탄소수 1∼30, 보다 바람직하게는 1∼12 이고, 헤테로 원자로는, 예를 들어 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 구체적으로는 예를 들어 이미다졸릴, 피리딜, 퀴놀릴, 푸릴, 피페리딜, 모르폴리노, 벤조옥사졸릴, 벤즈이미다졸릴, 벤즈티아졸릴 등을 들 수 있다), 실릴기 (바람직하게는, 탄소수 3∼40, 보다 바람직하게는 탄소수 3∼30, 특히 바람직하게는 탄소수 3∼24 이고, 예를 들어 트리메틸실릴, 트리페닐실릴 등을 들 수 있다) 등을 들 수 있다. 이들 치환기는 추가로 치환되어도 된다.
또한, 치환기가 2 개 이상 있는 경우에는, 동일하거나 상이해도 되고, 가능한 경우에는 서로 연결하여 고리를 형성해도 되는데, R1, R2 및 R3 중 적어도 1 개는 총탄소수 4∼20 의 무치환 분기 또는 직쇄의 알킬기를 나타내고, R1, R2 및 R3 은 각각 서로 상이하다.
R1 및 R3 으로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 무치환의 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기, 할로겐 원자이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 할로겐 원자이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 탄소수 1∼12 의 알킬기이고, 특 히 바람직하게는 탄소수 1∼12 의 알킬기 (바람직하게는 탄소수 4∼12) 이다.
R2 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 무치환의 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기, 할로겐 원자이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 할로겐 원자이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 탄소수 1∼12 의 알킬기이고, 특히 바람직하게는 수소 원자, 메틸기이고, 가장 바람직하게는 수소 원자이다.
R4 및 R5 로서 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 무치환의 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기, 할로겐 원자이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 할로겐 원자이고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 할로겐 원자이고, 특히 바람직하게는 수소 원자, 염소 원자이다.
이하에 일반식 (Ⅰ) 로 표시되는 화합물의 구체예를 예시하는데, 본 발명은 하기 구체예에 조금도 한정되는 것은 아니다.
Figure 112007041577139-PAT00003
[가소제]
본 발명의 투명 기재 필름에 사용할 수 있는 가소제로는, 예를 들어 다가 알코올에스테르계 가소제, 글리콜레이트계 가소제, 인산 에스테르계 가소제, 프탈산 에스테르계 가소제 등을 사용할 수 있는데, 특히 바람직하게는 다가 알코올계 가소제, 글리콜레이트계 가소제이다. 또한, 인산 에스테르계 가소제의 첨가량은 필름에 대하여 16 질량% 이하로 하는 것이 바람직하고, 10 질량% 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 6 질량% 이하로 하는 것이 가장 바람직하다.
다가 알코올에스테르는 2 가 이상의 지방족 다가 알코올과 모노카르복실산의 에스테르로 이루어지고, 분자 내에 방향고리 또는 시클로알킬고리를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 다가 알코올은 다음 일반식 (1) 로 표시된다.
일반식 (1) R1-(OH)n
(단, R1 은 n 가의 유기기, n 은 2 이상의 양의 정수, OH 기는 알코올성 및/또는 페놀성 수산기를 나타낸다)
바람직한 다가 알코올의 예로는, 예를 들어 이하와 같은 것을 들 수 있는데, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 아도니톨, 아라비톨, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 디부틸렌글리콜, 1,2,4-부탄트리올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 헥산트리올, 갈락티톨, 만니톨, 3-메틸펜탄-1,3,5-트리올, 피나콜, 소르비톨, 트리메틸올프로판, 트리메틸올에탄, 자일리톨 등을 들 수 있다. 특히, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 소르비톨, 트리메틸올프로판, 자일리톨이 바람직하다.
본 발명의 다가 알코올에스테르에 사용되는 모노카르복실산으로는, 특별히 제한은 없고, 공지된 지방족 모노카르복실산, 지환족 모노카르복실산, 방향족 모노카르복실산 등을 사용할 수 있다. 지환족 모노카르복실산, 방향족 모노카르복실산을 사용하면 투습성, 보류성을 향상시키는 점에서 바람직하다.
바람직한 모노카르복실산의 예로는 이하와 같은 것을 들 수 있는데, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니다.
지방족 모노카르복실산으로는, 탄소수 1∼32 의 직쇄 또는 측쇄를 갖는 지방산을 바람직하게 사용할 수 있다. 탄소수는 1∼20 인 것이 더욱 바람직하고, 1∼10 인 것이 특히 바람직하다. 아세트산을 함유시키면 셀룰로오스에스테르와의 상용성이 증가하므로 바람직하고, 아세트산과 다른 모노카르복실산을 혼합하여 사용하는 것도 바람직하다.
바람직한 지방족 모노카르복실산으로는, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프론산, 에난트산, 카프릴산, 펠라르곤산, 카프린산, 2-에틸-헥산카르복실산, 운데실산, 라우르산, 트리데실산, 미리스트산, 펜타데실산, 팔미트산, 헵타데실산, 스테아르산, 노나데칸산, 아라킨산, 베헨산, 리그노세린산, 세로틴산, 헵타코산산, 몬탄산, 멜리신산, 락셀산 등의 포화 지방산, 운데실렌산, 올레산, 소르브산, 리놀레산, 리놀렌산, 아라키돈산 등의 불포화 지방산 등을 들 수 있다.
바람직한 지환족 모노카르복실산의 예로는, 시클로펜탄카르복실산, 시클로헥산카르복실산, 시클로옥탄카르복실산, 또는 그들의 유도체를 들 수 있다.
바람직한 방향족 모노카르복실산의 예로는, 벤조산, 톨루일산 등의 벤조산의 벤젠고리에 알킬기를 도입한 것, 비페닐카르복실산, 나프탈린카르복실산, 테트랄린카르복실산 등의 벤젠고리를 2 개 이상 갖는 방향족 모노카르복실산, 또는 그들의 유도체를 들 수 있다. 특히 벤조산이 바람직하다.
다가 알코올에스테르의 분자량은 특별히 제한은 없지만, 300∼1500 인 것이 바람직하고, 350∼750 인 것이 더욱 바람직하다. 분자량이 큰 것이 잘 휘발되지 않게 되므로 바람직하고, 투습성, 셀룰로오스에스테르와의 상용성 면에서는 작은 것이 바람직하다.
다가 알코올에스테르에 사용되는 카르복실산은 1 종류이어도 되고, 2 종 이상의 혼합이어도 된다. 또, 다가 알코올 중의 OH 기는, 모두 에스테르화해도 되고, 일부를 OH 기 상태로 남겨도 된다.
이하에, 다가 알코올에스테르의 구체적 화합물을 나타낸다.
Figure 112007041577139-PAT00004
Figure 112007041577139-PAT00005
Figure 112007041577139-PAT00006
Figure 112007041577139-PAT00007
글리콜레이트계 가소제는 특별히 한정되지 않지만, 분자 내에 방향고리 또는 시클로알킬고리를 갖는 글리콜레이트계 가소제를 바람직하게 사용할 수 있다. 바람직한 글리콜레이트계 가소제로는, 예를 들어 부틸프탈릴부틸글리콜레이트, 에틸프탈릴에틸글리콜레이트, 메틸프탈릴에틸글리콜레이트 등을 사용할 수 있다.
인산 에스테르계 가소제로는, 트리페닐포스페이트, 트리크레질포스페이트, 크레질디페닐포스페이트, 옥틸디페닐포스페이트, 디페닐비페닐포스페이트, 트리옥틸포스페이트, 트리부틸포스페이트 등, 프탈산 에스테르계 가소제로는, 프탈산 에스테르계로는, 디에틸프탈레이트, 디메톡시에틸프탈레이트, 디메틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디-2-에틸헥실프탈레이트, 부틸벤질프탈레이트, 디벤질프탈레이트, 부틸프탈릴부틸글리콜레이트, 에틸프탈릴에틸글리콜레이트, 메틸프탈릴에틸글리콜레이트 등, 시트르산 에스테르계 가소제로서, 트리에틸시트레이트, 트리-n-부틸시트레이트, 아세틸트리에틸시트레이트, 아세틸트리-n-부틸시트레이트, 아세틸트리-n-(2-에틸헥실)시트레이트 등을 사용할 수 있다.
이들 가소제는 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 가소제의 사용량은, 셀룰로오스에스테르에 대하여 4∼20 질량% 가 바람직하고, 6∼16 질량% 가 더욱 바람직하고, 특히 바람직하게는 8∼13 질량% 이다. 가소제의 첨가량이 너무 많으면 필름이 너무 부드러워지므로 흡수 탄성률이 저하되고, 첨가량이 너무 적으면 필름의 투습성이 저하된다.
본 발명의 투명 기재 필름에는, 상기 가소제 외에, 기재의 내구성이나 투습성, 탄성률 등의 필름 물성, 및 광학 특성값을 제어할 목적으로 여러 가지 첨가제를 사용할 수 있고, 예를 들어 상기 특허 문헌 9, 특허 문헌 10, 특허 문헌 11, 특허 문헌 12, 특허 문헌 13 에 기재된 화합물을 사용할 수 있다.
[편광판용 보호 필름]
본 발명의 편광판용 보호 필름은, 피복층이 투명 기재 필름 상에 형성되어 있고, 피복층의 두께는 상기 서술한 바와 같이 피복층의 종류에 따라 바람직한 범위가 상이하다. 피복층의 두께가 그 상한값 이하이면, 우수한 저투습도를 가짐과 함께, 컬이 커지는 등의 폐해가 발생하지 않기 때문에 바람직하다. 컬이 너무 커지면, 그 후의 편광판을 제조하는 공정, 예를 들어 편광막과의 접착 공정, 핸들링에 있어서 지장을 초래한다. 또한 제조 공정뿐만 아니라, 편광판으로서도 컬이 잔존하는 것은 LCD 에 표시 불균일 등을 발생시켜 바람직하지 않다. 따라서 컬이 발생하지 않거나, 또는 실용상 문제 없을 정도로 작게 하기 위해서는, 피복층의 막두께 상한은 상기 범위로 하는 것이 바람직하다. 한편, 막두께의 하한은 투수성에서 바람직한 범위가 규정되고, 상기 범위로 함으로써 본 발명의 효과가 충분히 발현될 수 있다. 피복층은 적어도 1 층으로 이루어지는 것이고, 2 층 이상의 형태도 가능하다. 본 발명의 피복층 중 다른 2 종류 이상의 피복층을 동시에 사용하는 것은 투습도 저감의 관점에서는 특히 바람직하다.
다음에 투습성에 관하여 상세하게 서술한다.
투습도의 측정법은, 「고분자의 물성 Ⅱ」 (고분자 실험 강좌 4 쿄리쯔 출판) 의 285 페이지∼294 페이지 : 증기 투과량의 측정 (질량법, 온도계법, 증기압법, 흡착량법) 에 기재된 방법을 적용할 수 있고, 본 발명에 관한 필름 시료 70㎜Φ 를 60℃, 95% RH 로 각각 24 시간 조습하고, 조습 전후의 질량차로부터, JIS Z-0208 에 따라 단위 면적당의 수분량을 산출 (g/㎡) 하였다. 이 때, 항온 항습 장치에 넣은 컵을 적당한 시간 간격으로 꺼내어 칭량하는 조작을 반복하고, 2 개의 연속되는 칭량으로, 각각 단위 시간당의 질량 증가를 구하고, 그것이 5% 이내에서 일정해질 때까지 평가를 계속하였다. 또한, 시료의 흡습 등에 의한 영향을 제외하기 위해서, 흡습제가 들어가 있지 않은 블랭크 컵을 측정하고, 투습도의 값을 보정하였다.
또, 본 발명에서 사용하는 투습도의 값은, 폴리비닐알코올, 에틸렌비닐알코올 공중합체, 및 이들의 수지층에 층상 무기 화합물을 분산시킨 피복층을 갖는 보호 필름을 측정하는 경우, 기재층측으로부터의 투습도의 값을 사용하였다.
상기 측정법으로 측정한 시판되고 있는 셀룰로오스아세테이트 필름의 투습도는, 일반적으로 두께 80㎛ 에서 상기 조건에서의 투습도가 1400∼1500g/㎡·일이다. 본 발명의 편광판용 보호 필름의 투습도의 상한은 300g/㎡·일 이하인 것이 바람직하고, 200g/㎡·일 이하인 것이 보다 바람직하고, 150g/㎡·일 이하인 것이 특히 바람직하다. 상기 상한값보다 투습도가 높으면, 장기 사용시에, 온도나 습도의 변화에 따른 편광막의 사이즈 변화를 원인으로 한 표시 화상의 불균일 발생의 저감 효과가 낮다. 하한은 특별히 제한은 없지만, 편광판 가공시의 생산성의 관점에서는 20g/㎡·일 이상이 바람직하고, 30g/㎡·일 이상이 보다 바람직하다. 이 범위이면, 편광판으로서의 성능 (편광도, 단판 투과율) 이 악화되는 경우가 없고, 장기 사용시에, 온도나 습도의 변화에 따른 편광막의 사이즈 변화를 원인으로, 표시 화상의 불균일이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
경화된 피복층은, 단층이어도 되고, 복수층으로 구성되어 있어도 되는데, 제조 공정상 간편한 단층인 것이 바람직하다. 이 경우의 단층이란 동일한 조성물로 형성되는 피복층을 나타내며, 도포, 건조 후의 조성이 동일한 조성의 것이면, 복수회의 도포로 형성되어 있어도 된다. 한편, 복수층이란 조성이 상이한 복수의 조성물로 형성되는 것을 나타낸다.
또한 본 발명에서는, 피복층 형성용 도포액 중에 미립자를 첨가해도 된다. 미립자를 첨가함으로써 경도 향상, 투명 기재 필름과의 밀착성 향상, 투습도 저감 등의 효과를 얻을 수 있다.
[미립자]
미립자로는, 무기 미립자, 유기 미립자, 유기-무기 복합 미립자 중 어느 것이나 사용할 수 있다. 무기 미립자로는, 예를 들어 이산화 규소 입자, 이산화 티탄 입자, 산화 지르코늄 입자, 산화 알루미늄 입자, 산화 안티몬 입자, 산화 인듐 입자 등을 들 수 있다.
일반적으로, 무기 미립자는, 단지 혼합하는 것만으로 응집체를 형성하거나, 경화 후의 피복층에 균열이 잘 발생하게 되는 경우가 있다. 본 발명에서는 무기 미립자와 유기 성분의 친화성을 증가시키기 위해, 무기 미립자 표면을, 유기 세그먼트를 함유하는 표면 수식제로 처리할 수 있다.
미립자의 충전량은, 충전 후의 피복층의 체적에 대하여 2∼40 체적% 가 바람직하고, 3∼30 체적% 가 보다 바람직하고, 5∼30 체적% 가 가장 바람직하다.
피복층 형성용 도포액 중에 무기의 층상 화합물을 상기 서술한 내용과 같이 첨가할 수도 있다. 층상 화합물로는, 합성 운모, 합성 스멕타이트, 몬모릴로나이트가 바람직하게 사용된다.
본 발명의 편광판용 보호 필름의 헤이즈는 50% 이하인 것이 바람직하고, 30% 이하가 더욱 바람직하고, 10% 이하가 가장 바람직하다. 또 본 발명의 편광판용 보호 필름은 실질적으로 무색인 것이 바람직하다. 「실질적으로 무색」 이란, L*, a*, b* 표색계로 나타낸 a*, b* 의 절대값이 3.0 이하인 것을 말한다. 2.5 이하가 더욱 바람직하고, 2 이하가 특히 바람직하다. 실질적으로 무색이기 때문에, 편광판으로 했을 때 색이 뉴트럴 그레이를 나타내고, 컬러 표시에 있어서 지장을 초래하는 등의 문제를 발생시키지 않기 때문에 바람직하다.
본 발명에 있어서의 편광판용 보호 필름은, 컬을 이하의 수학식 (2) 로 나타냈을 때의 값이 -15∼+15 의 범위에 들어가 있는 것이 바람직하고, -12∼+12 의 범위가 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 -10∼+10 이다. 이 때의 컬의 시료내 측정 방향은 웹 형태로의 도포의 경우, 기재의 반송 방향에 관해서 측정한 것이다.
수학식 (2) : 컬=1/R
여기에서 R 은 곡률반경 (m) 을 나타낸다.
컬값이 상기 범위에 있고, 컬이 작은 것이 바람직하다. 상기 범위 내이면, 피복층을 갖는 필름의 제조, 가공, 시장에서의 취급에서, 균열, 막 박리가 일어나지 않아 바람직하다. 상기 범위로 컬을 작게 하는 것과 표면 경도를 높게 하는 것은, 경화 전후의 체적 수축률을 15% 이하로 함으로써 가능하다. 컬의 측정은, JIS K-7619-1988 의 「사진 필름의 컬의 측정법」 중의, 방법 A 의 컬 측정용 형판을 사용하여 실시된다. 측정 조건은 25℃, 습도 60% RH, 조습 시간 10 시간이다. 여기에서, 컬이 플러스란 필름의 피복층 도포 형성측이 만곡의 내측이 되는 컬을 말하고, 마이너스란 도포 형성측이 만곡의 외측이 되는 컬을 말한다.
또, 본 발명의 편광판용 보호 필름은, 상기 컬 측정법에 기초하여 습도만을 80% RH 에서 10% RH 로 변경했을 때, 각 컬값의 차이의 절대값이 24∼0, 더욱 바람직하게는 15∼0, 특히 바람직하게는 8∼0 의 범위이다. 이것은, 다양한 습도 하에서 편광판용 보호 필름을 접착시켰을 때의 핸들링성이나 박리, 균열에 관계되는 특성이다.
본 발명의 편광판용 보호 필름의 내균열성은 피복층 도포 형성측을 외측으로 하여 둥글게 했을 때, 균열이 발생하는 곡률반경이 30㎜ 이하인 것이 바람직하고, 25㎜ 이하가 보다 바람직하고, 20㎜ 이하가 가장 바람직하다. 에지부의 균열에 대해서는, 균열이 없거나, 균열의 길이가 평균 1㎜ 미만인 것이 바람직하다. 이 내균열성은 피복층을 갖는 필름의 도포, 가공, 재단, 접착 등의 핸들링에서 균열 결함을 발생시키지 않기 위한 중요한 특성이다.
본 발명의 편광판용 보호 필름의 피복층에는, 필요에 따라 열안정제, 광안정제, 활제 등의 첨가제를 사용하는 것도 가능하다.
[하드코트성을 갖는 층 및/또는 반사 방지층]
본 발명의 필름에는, 필름의 물리적 강도를 부여하기 위해, 바람직하게는 투명 지지체의 일방의 면에 하드코트성을 갖는 층 (이하, 하드코트층이라고 기재하는 경우가 있다) 이 형성된다. 하드코트층으로는, 표면 및/또는 내부에 광산란성 을 부여한 광산란성층으로 하는 것이 바람직하다 (표면에 산란성을 부여한 경우에는 방현층이라고 기재하는 경우도 있다). 또한, 하드코트층 상에 반사 방지층으로서 적어도 저굴절률층이 형성되고, 반사율을 저감시키는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 하드코트층 상에 중굴절률층 및/또는 고굴절률층이 형성되고, 또한 추가로 저굴절률층이 형성된 복수의 층으로 이루어지는 반사 방지층이 형성되는 것이, 반사율 저감 면에서 바람직하다. 하드코트층을 형성하지 않고 반사 방지층을 형성할 수도 있지만, 필름의 물리적 강도 향상을 위해, 하드코트층을 형성하는 것이 바람직하다. 하드코트층은, 2 층 이상의 적층으로 구성되어도 된다.
이하 본 발명에 사용할 수 있는 하드코트층 및 반사 방지층에 대하여 설명한다. 본 발명에서는 피복층으로서 여러 가지 종류의 층을 형성할 수 있고, 피복층의 종류에 따라 하드코트층에 대한 요구가 다른 경우가 있고, 개별의 기재는 피복층에 관한 설명 중에 기재하는데, 이하에 공통의 내용을 기재한다.
[하드코트층 및 반사 방지층의 층구성]
바람직한 하나의 양태로는, 투명 기재 필름 상 또는 피복층 상에 하드코트층을 형성하고, 또한 광학 간섭에 의해 반사율이 감소되도록 굴절률, 막두께, 층의 수, 층순 등을 고려하여 적층된 구성을 들 수 있다. 반사 방지층의 가장 단순한 구성은, 하드코트층 상에 저굴절률층만을 도포 형성한 구성이다. 더욱 반사율을 저하시키기 위해서는, 반사 방지층을, 투명 기재 필름보다 굴절률이 높은 고굴절률층과, 투명 기재 필름보다 굴절률이 낮은 저굴절률층을 조합하여 구성하는 것이 바람직하다. 구성예로는, 투명 기재 필름측으로부터 고굴절률층/저굴절률 층의 2 층의 것이나, 굴절률이 다른 3 층을, 중굴절률층 (투명 기재 필름 또는 하드코트층보다 굴절률이 높고, 고굴절률층보다 굴절률이 낮은 층)/고굴절률층/저굴절률층의 순서로 적층되어 있는 것 등이 있고, 더욱 많은 반사 방지층을 적층하는 것도 제안되어 있다. 그 중에서도, 내구성, 광학 특성, 비용이나 생산성 등에서, 하드코트층을 갖는 투명 기재 필름 상에, 중굴절률층/고굴절률층/저굴절률층의 순서로 도포하는 것이 바람직하고, 예를 들어 일본 공개특허공보 평8-122504호, 동 평8-110401호, 동 평10-300902호, 일본 공개특허공보 2002-243906호, 일본 공개특허공보 2000-111706호 등에 기재된 구성을 들 수 있다.
또한, 각 층에 다른 기능을 부여시켜도 되고, 예를 들어 방오성 저굴절률층, 대전 방지성의 고굴절률층으로 한 것 (예, 일본 공개특허공보 평10-206603호, 일본 공개특허공보 2002-243906호 등) 등을 들 수 있다.
본 발명의 하드코트층 및 반사 방지층의 바람직한 층구성의 예를 하기에 나타낸다. 본 발명의 반사 방지 필름은, 광학 간섭에 의해 반사율을 저감시킬 수 있는 것이면, 특별히 이들 층구성에만 한정되는 것은 아니다. 하기의 구성에서는 투명 기재 필름은 하드코트층 및/또는 반사 방지층측이나 또는 반대측의 적어도 일방에 피복층이 형성되어 있고, 피복층까지 포함시켜 투명 기재 필름으로 한다. 하기의 구성에 있어서, 방현층은 기본적으로 하드코트성을 갖는 것이 바람직한데, 하드코트층과 적층하여 사용하는 경우에는 하드코트성이 없어도 된다. 하드코트성의 향상, 표면 형태의 제어를 위해 하드코트성을 갖는 방현층과 하드코트층을 적층하여 사용하는 것도 바람직하다.
·투명 기재 필름/저굴절률층
·투명 기재 필름/대전 방지층/저굴절률층
·투명 기재 필름/방현층/저굴절률층
·투명 기재 필름/방현층/대전 방지층/저굴절률층
·투명 기재 필름/하드코트층/방현층/저굴절률층
·투명 기재 필름/하드코트층/방현층/대전 방지층/저굴절률층
·투명 기재 필름/하드코트층/대전 방지층/방현층/저굴절률층
·투명 기재 필름/하드코트층/고굴절률층/저굴절률층
·투명 기재 필름/하드코트층/대전 방지층/고굴절률층/저굴절률층
·투명 기재 필름/하드코트층/중굴절률층/고굴절률층/저굴절률층
·투명 기재 필름/방현층/고굴절률층/저굴절률층
·투명 기재 필름/방현층/중굴절률층/고굴절률층/저굴절률층
·투명 기재 필름/대전 방지층/하드코트층/중굴절률층/고굴절률층/저굴절률층
·대전 방지층/투명 기재 필름/하드코트층/중굴절률층/고굴절률층/저굴절률층
·투명 기재 필름/대전 방지층/방현층/중굴절률층/고굴절률층/저굴절률층
·대전 방지층/투명 기재 필름/방현층/중굴절률층/고굴절률층/저굴절률층
·대전 방지층/투명 기재 필름/방현층/고굴절률층/저굴절률층/고굴절률층/저굴절률층
또한, 다른 양태로서, 광학 간섭을 적극적으로는 사용하지 않고, 하드코트성, 방오성 등을 부여할 목적으로 필요한 층을 형성한 양태도 바람직하다.
상기 양태의 필름의 바람직한 층구성의 예를 하기에 나타낸다. 하기의 구성에서는 투명 기재 필름은 하드코트층 및/또는 반사 방지층측이나 또는 반대측의 적어도 일방에 방습층이 형성되어 있고, 피복층까지 포함시켜 투명 기재 필름으로 한다. 하기의 구성에 있어서, 방현층은 기본적으로 하드코트성을 갖는 것이 바람직한데, 하드코트층과 적층하여 사용하는 경우에는 하드코트성이 없어도 된다. 하드코트성의 향상, 표면 형태의 제어를 위해 하드코트성을 갖는 방현층과 하드코트층을 적층하여 사용하는 것도 바람직하다.
·투명 기재 필름/하드코트층
·투명 기재 필름/하드코트층/하드코트층
·투명 기재 필름/방현층
·투명 기재 필름/방현층/방현층
·투명 기재 필름/하드코트층/방현층
·투명 기재 필름/방현층/하드코트층
·투명 기재 필름/대전 방지층
·투명 기재 필름/대전 방지층/하드코트층
·투명 기재 필름/하드코트층/방오층
·대전 방지층/투명 기재 필름/하드코트층
·대전 방지층/투명 기재 필름/방현층
·방현층/투명 기재 필름/대전 방지층
이들 층은, 증착, 대기압 플라즈마, 도포 등의 방법에 의해 형성할 수 있다. 생산성의 관점에서는, 도포에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
이하 각 구성층에 관해서 설명한다.
[하드코트층]
본 발명에 있어서의 하드코트층의 굴절률은, 반사 방지성 필름을 얻기 위한 광학 설계로부터는, 굴절률이 1.48∼2.00 의 범위에 있는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.49∼1.90 이고, 더욱 바람직하게는 1.50∼1.80 이다. 본 발명의 바람직한 양태인, 하드코트층 상에 저굴절률층이 적어도 1 층 있는 양태에서는, 굴절률이 이 범위보다 너무 작으면 반사 방지성이 저하되고, 너무 크면 반사광의 색이 강해지는 경향이 있다.
하드코트층의 두께는, 필름에 충분한 내구성, 내충격성을 부여하는 관점에서, 통상 0.5㎛∼50㎛ 정도로 하고, 바람직하게는 1㎛∼20㎛, 더욱 바람직하게는 2㎛∼15㎛, 가장 바람직하게는 3㎛∼12㎛ 이다.
또한, 하드코트층의 강도는, 연필 경도 시험에서 H 이상인 것이 바람직하고, 2H 이상인 것이 더욱 바람직하고, 3H 이상인 것이 가장 바람직하다.
또한, JIS K5400 에 따른 테이버 시험에서, 시험 전후의 시험편의 마모량이 적을수록 바람직하다.
하드코트층은, 전리 방사선 경화성 화합물의 가교 반응, 또는 중합 반응에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 전리 방사선 경화성의 다관능 모 노머나 다관능 올리고머를 함유하는 도포 조성물을 투명 지지체 상에 도포하고, 다관능 모노머나 다관능 올리고머를 가교 반응, 또는 중합 반응시킴으로써 형성할 수 있다.
전리 방사선 경화성의 다관능 모노머나 다관능 올리고머의 관능기로는, 광, 전자선, 방사선 중합성인 것이 바람직하고, 그 중에서도 광중합성 관능기가 바람직하다.
광중합성 관능기로는, (메트)아크릴로일기, 비닐기, 스티릴기, 알릴기 등의 불포화 중합성 관능기 등을 들 수 있고, 그 중에서도, (메트)아크릴로일기가 바람직하다.
상기 중합성 불포화기를 갖는 모노머 대신에 또는 그에 추가하여, 가교성 관능기를 바인더에 도입해도 된다. 가교성 관능기의 예에는, 이소시아네이트기, 에폭시기, 아지리딘기, 옥사졸린기, 알데히드기, 카르보닐기, 히드라진기, 카르복실기, 메틸올기 및 활성 메틸렌기가 포함된다. 비닐술폰산, 산무수물, 시아노아크릴레이트 유도체, 멜라민, 에테르화 메틸올, 에스테르 및 우레탄, 테트라메톡시실란과 같은 금속 알콕시드도, 가교 구조를 갖는 모노머로서 이용할 수 있다. 블록이소시아네이트기와 같이, 분해 반응의 결과로서 가교성을 나타내는 관능기를 사용해도 된다. 즉, 본 발명에 있어서 가교성 관능기는, 즉시 반응을 나타내는 것이 아니어도, 분해한 결과 반응성을 나타내는 것이어도 된다. 이들 가교성 관능기를 갖는 바인더는 도포 후, 가열함으로써 가교 구조를 형성할 수 있다.
하드코트층에는, 내부 산란성 부여를 목적으로, 평균 입자 직경이 1.0∼15.0 ㎛, 바람직하게는 1.5∼10.0㎛ 의 매트 입자, 예를 들어 무기 화합물의 입자 또는 수지 입자를 함유해도 된다.
하드코트층의 바인더에는, 하드코트층의 굴절률을 제어할 목적으로, 고굴절률 모노머 또는 무기 입자, 또는 양자를 첨가할 수 있다. 무기 입자에는 굴절률을 제어하는 효과에 추가하여, 가교 반응에 의한 경화 수축을 억제하는 효과도 있다. 본 발명에서는, 하드코트층 형성 후에 있어서, 상기 다관능 모노머 및/또는 고굴절률 모노머 등이 중합되어 생성된 중합체, 그 중에 분산된 무기 입자를 포함시켜 바인더라고 한다.
하드코트층의 헤이즈는, 편광판용 보호 필름에 부여시키는 기능에 따라 상이하다.
화상의 선명성을 유지하고, 표면의 반사율을 억제하여, 하드코트층의 내부 및 표면에서 광산란 기능을 부여하지 않는 경우에는, 헤이즈값은 낮을수록 좋고, 구체적으로는 10% 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 5% 이하이고, 가장 바람직하게는 2% 이하이다.
한편, 하드코트층의 표면 산란으로 방현 기능을 부여하는 경우에는, 표면 헤이즈가 0.5%∼15% 인 것이 바람직하고, 1%∼10% 인 것이 보다 바람직하다.
또한, 하드코트층의 내부 산란에 의해 액정 패널의 모양이나 색 불균일, 휘도 불균일, 번쩍거림 등이 잘 관찰되지 않게 하거나, 산란에 의해 시야각을 확대하는 기능을 부여하는 경우에는, 내부 헤이즈값 (전체 헤이즈값으로부터 표면 헤이즈값을 뺀 값) 은 10%∼90% 인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 15%∼80% 이고, 가장 바람직하게는 20%∼70% 이다.
본 발명의 필름은, 목적에 따라, 표면 헤이즈 및 내부 헤이즈를 자유롭게 설정 가능하다.
또한, 하드코트층의 표면 요철 형상에 관해서는, 화상의 선명성을 유지할 목적으로, 클리어한 표면을 얻기 위해서는, 표면 거침도를 나타내는 특성 중, 예를 들어 중심선 평균 거침도 (Ra) 를 0.08㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. Ra 는 보다 바람직하게는 0.07㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.06㎛ 이하이다. 본 발명의 필름에 있어서는, 필름의 표면 요철에는 하드코트층의 표면 요철이 지배적이고, 하드코트층의 중심선 평균 거침도를 조절함으로써, 반사 방지 필름의 중심선 평균 거침도를 상기 범위로 할 수 있다.
화상의 선명성을 유지할 목적에서는, 표면의 요철 형상을 조정하는 것에 추가하여, 투과 화상 선명도를 조정하는 것이 바람직하다. 클리어한 반사 방지 필름의 투과 화상 선명도는 60% 이상이 바람직하다. 투과 화상 선명도는, 일반적으로 필름을 투과하여 비추는 화상의 흐린 상태를 나타내는 지표이고, 이 값이 클수록, 필름을 통해서 보는 화상이 선명하고 양호한 것을 나타낸다. 투과 화상 선명도는 바람직하게는 70% 이상이고, 더욱 바람직하게는 80% 이상이다.
[광개시제]
광라디칼 중합 개시제로는, 아세토페논류, 벤조인류, 벤조페논류, 포스핀옥시드류, 케탈류, 안트라퀴논류, 티오크산톤류, 아조 화합물, 과산화물류 (일본 공개특허공보 2001-139663호 등), 2,3-디알킬디온 화합물류, 디술피드 화합물류, 플 루오로아민 화합물류, 방향족 술포늄류, 로핀다이머류, 오늄염류, 보레이트염류, 활성 에스테르류, 활성 할로겐류, 무기 착물, 쿠마린류 등을 들 수 있다.
이들 개시제는 단독으로도 혼합하여 사용해도 된다.
「최신 UV 경화 기술」, (주) 기술정보협회, 1991 년, p.159 및 「자외선 경화 시스템」 가토 키요미 저, 평성원년, 종합기술센터 발행, p.65∼148 에도 여러 가지의 예가 기재되어 있고, 본 발명에 유용하다.
시판되는 광라디칼 중합 개시제로는, 닛폰 화약 (주) 제조의 KAYACURE (DETX-S, BP-100, BDMK, CTX, BMS, 2-EAQ, ABQ, CPTX, EPD, ITX, QTX, BTC, MCA 등), 치바·스페셜티·케미컬즈 (주) 제조의 이르가큐어 (651, 184, 500, 819, 907, 369, 1173, 1870, 2959, 4265, 4263 등), 사토마사 제조의 Esacure (KIP100F, KB1, EB3, BP, X33, KT046, KT37, KIP150, TZT) 등 및 그들의 조합을 바람직한 예로서 들 수 있다.
광중합 개시제는, 다관능 모노머 100 질량부에 대하여, 0.1∼15 질량부의 범위에서 사용하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1∼10 질량부의 범위이다.
[면상 개량제]
지지체 상의 어느 하나의 층을 제조하는 데 사용하는 도포액에는, 면상 고장 (도포 불균일, 건조 불균일, 점 결함 등) 을 개량하기 위해서, 불소계 및 실리콘계 중 적어도 어느 하나의 면상 개량제를 첨가하는 것이 바람직하다.
면상 개량제는, 도포액의 표면 장력을 1mN/m 이상 변화시키는 것이 바람직하다. 여기에서, 도포액의 표면 장력이 1mN/m 이상 변화된다는 것은, 면상 개량 제를 첨가한 후의 도포액의 표면 장력이, 도포/건조시에 있어서의 농축 과정을 포함시켜, 면상 개량제를 첨가하지 않은 도포액의 표면 장력과 비교하여, 1mN/m 이상 변화되는 것을 의미한다. 바람직하게는, 도포액의 표면 장력을 1mN/m 이상 낮추는 효과가 있는 면상 개량제이고, 더욱 바람직하게는 2mN/m 이상 낮추는 면상 개량제, 특히 바람직하게는 3mN/m 이상 낮추는 면상 개량제이다.
불소계 면상 개량제의 바람직한 예로는, 플루오로지방족기를 함유하는 화합물을 들 수 있다. 바람직한 화합물의 예는, 일본 공개특허공보 2005-115359호, 일본 공개특허공보 2005-221963호, 일본 공개특허공보 2005-234476호에 기재된 화합물을 들 수 있다.
[방현층]
방현층은, 표면 산란에 의한 방현성과, 바람직하게는 필름의 내찰상성을 향상시키기 위한 하드코트성을 필름에 기여할 목적으로 형성된다. 따라서, 본 발명에서는 하드코트층의 일 실시양태로서 사용할 수 있다.
방현성을 부여하는 방법으로는, 일본 공개특허공보 평6-16851호 기재와 같은 표면에 미세한 요철을 갖는 매트상의 부형 필름을 라미네이트하여 형성하는 방법, 일본 공개특허공보 2000-206317호 기재와 같이 전리 방사선 조사량의 차이에 의한 전리 방사선 경화형 수지의 경화 수축에 의해 형성하는 방법, 일본 공개특허공보 2000-338310호 기재와 같이 건조에 의해 투광성 수지에 대한 양용매의 질량비가 감소함으로써 투광성 미립자 및 투광성 수지를 겔화시키면서 고화시켜 도막 표면에 요철을 형성하는 방법, 일본 공개특허공보 2000-275404호에 기재된 바와 같이 외부 로부터의 압력에 의해 표면 요철을 부여하는 방법, 일본 공개특허공보 2000-275404호 기재와 같이 외부로부터의 압력에 의해 표면 요철을 부여하는 방법, 일본 공개특허공보 2005-195819호 기재와 같이 복수의 폴리머의 혼합 용액으로부터 용매가 증발되는 과정에서 상분리되는 것을 이용하여 표면 요철을 형성하는 방법 등이 알려져 있고, 이들 공지된 방법을 이용할 수 있다.
[투광성 입자 사용]
본 발명에서 사용할 수 있는 방현층의 1 개의 바람직한 양태는, 하드코트성을 부여할 수 있는 바인더, 방현성을 부여하기 위한 투광성 입자, 및 용매를 필수 성분으로서 함유하고, 투광성 입자 자체의 돌기 또는 복수의 입자의 집합체로 형성되는 돌기에 의해 표면 요철이 형성되는 것이다. 방현성을 갖는 방현층은 방현성과 하드코트성을 겸비하고 있는 것이 바람직하다.
상기 투광성 입자의 구체예로는, 예를 들어 실리카 입자, TiO2 입자 등의 무기 화합물의 입자 ; 아크릴 입자, 가교 아크릴 입자, 폴리스티렌 입자, 가교 스티렌 입자, 멜라민 수지 입자, 벤조구아나민 수지 입자 등의 수지 입자를 바람직하게 들 수 있다. 그 중에서도 가교 스티렌 입자, 가교 아크릴 입자, 실리카 입자가 바람직하다. 매트 입자의 형상은 구형 또는 부정형의 어느 것이나 사용할 수 있다.
또한, 입자 직경이 다른 2 종 이상의 매트 입자를 병용하여 사용해도 된다. 보다 큰 입자 직경의 매트 입자로 방현성을 부여하고, 보다 작은 입자 직경의 매트 입자로 다른 광학 특성을 부여하는 것이 가능하다. 예를 들어, 133ppi 이상의 고정세 디스플레이에 방현성 반사 방지 필름을 접착시킨 경우, 「번쩍거림」 으로 불리는 표시 화상 품위 상의 문제가 발생하는 경우가 있다. 「번쩍거림」 은 방현성 반사 방지 필름 표면에 존재하는 요철에 의해 화소가 확대 또는 축소되어, 휘도의 균일성을 상실하는 것에서 유래되지만, 방현성을 부여하는 매트 입자보다 작은 입자 직경으로, 바인더의 굴절률과 다른 매트 입자를 병용함으로써 크게 개선할 수 있다.
상기 매트 입자는 형성된 방현성 하드코트층 중의 매트 입자량이 바람직하게는 10∼1000㎎/㎡, 보다 바람직하게는 100∼700㎎/㎡ 가 되도록 방현층에 함유된다.
방현층의 막두께는 1∼20㎛ 가 바람직하고, 2∼10㎛ 가 보다 바람직하다. 상기 범위 내로 함으로써, 하드코트성, 컬, 취성을 만족시킬 수 있다.
한편, 방현층의 중심선 평균 거침도 (Ra) 는 0.09∼0.40㎛ 의 범위가 바람직하다. 0.40㎛ 를 초과하면, 번쩍거림이나 외광이 반사되었을 때의 표면의 백화 등의 문제가 발생한다. 또한, 투과 화상 선명도의 값은 5∼60% 로 하는 것이 바람직하다.
방현층의 강도는 연필 경도 시험에서 H 이상인 것이 바람직하고, 2H 이상인 것이 더욱 바람직하고, 3H 이상인 것이 가장 바람직하다.
[상분리]
본 발명에서 사용할 수 있는 투광성 입자를 사용하여 방현성을 발현하는 것 이외의 방현성을 부여하는 수법의 일례로서, 복수의 폴리머의 스피노달 분해에 의해 도막의 표면에 요철을 형성하는 수법을 들 수 있다. 또 특히 상분리된 상의 굴절률에 차이를 부여함으로써, 양호한 광산란성을 부여하는 것이 가능해진다. 스피노달 분해에 의해 제조되는 광산란층은, 서로 굴절률이 다른 복수의 폴리머로 구성되고, 통상, 사용 분위기 (특히, 약 10∼30℃ 정도의 실온하) 에 있어서, 적어도 공(共)연속상 구조를 갖는 상분리 구조를 형성하고 있다. 그리고, 상기 공연속상 구조는, 복수의 폴리머를 함유하는 액상 (상온에서 액상, 예를 들어 혼합액 또는 용액) 으로부터의 스피노달 분해에 의해 형성되어 있다. 상기 공연속상 구조는, 통상, 복수의 폴리머를 함유하고, 또한 상온에서 액상을 형성하는 조성물 (예를 들어, 혼합액 또는 용액) 을 사용하고, 용매의 증발을 거친 스피노달 분해에 의해 형성되어 있다. 이러한 광산란층은, 액상으로 형성되기 때문에, 균일하고 미세한 공연속상 구조를 갖고 있다. 이러한 투과형 광산란 시트를 사용하면, 입사광이 실질적으로 등방적으로 산란되고, 또한 투과 산란광에 지향성을 부여할 수 있다. 그 때문에, 높은 광산란성과 지향성을 양립시킬 수 있다.
광산란성을 높이기 위해, 복수의 폴리머는, 굴절률의 차이가, 예를 들어 0.01∼0.2 정도, 바람직하게는 0.1∼0.15 정도가 되도록 조합하여 사용할 수 있다. 굴절률의 차이가 0.01 미만에서는 투과 산란광의 강도가 저하되고, 굴절률의 차이가 0.2 보다 크면 투과 산란광에 높은 지향성을 부여할 수 없다.
복수의 폴리머는, 예를 들어 스티렌계 수지, (메트)아크릴계 수지, 비닐에스테르계 수지, 비닐에테르계 수지, 할로겐 함유 수지, 올레핀계 수지 (지환식 올레 핀계 수지를 포함한다), 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 열가소성 폴리우레탄 수지, 폴리술폰계 수지 (폴리에테르술폰, 폴리술폰 등), 폴리페닐렌에테르계 수지 (2,6-자일레놀의 중합체 등), 셀룰로오스 유도체 (셀룰로오스에스테르류, 셀룰로오스카르바메이트류, 셀룰로오스에테르류 등), 실리콘 수지 (폴리디메틸실록산, 폴리메틸페닐실록산 등), 고무 또는 엘라스토머 (폴리부타디엔, 폴리이소프렌 등의 디엔계 고무, 스티렌-부타디엔 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체, 아크릴 고무, 우레탄 고무, 실리콘 고무 등) 등에서 적당히 조합하여 선택할 수 있다.
바람직한 폴리머에는, 예를 들어 스티렌계 수지, (메트)아크릴계 수지, 비닐에스테르계 수지, 비닐에테르계 수지, 할로겐 함유 수지, 지환식 올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 셀룰로오스 유도체, 실리콘계 수지, 및 고무 또는 엘라스토머 등이 포함된다. 복수의 폴리머로는, 통상 비결정성이고, 또한 유기 용매 (특히 복수의 폴리머를 용해 가능한 공통 용매) 에 가용인 수지가 사용된다. 특히, 성형성 또는 제막성, 투명성이나 내후성이 높은 수지, 예를 들어 스티렌계 수지, (메트)아크릴계 수지, 지환식 올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스 유도체 (셀룰로오스에스테르류 등) 등이 바람직하다.
이들 복수의 폴리머는 적절히 조합하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 복수의 폴리머의 조합에 있어서, 적어도 1 개의 폴리머를, 셀룰로오스 유도체, 특히 셀룰로오스에스테르류 (예를 들어, 셀룰로오스디아세테이트, 셀룰로오스트리아세테 이트, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트부티레이트 등의 셀룰로오스 C2-4 알킬카르복실산 에스테르류) 로 하고, 다른 폴리머와 조합해도 된다.
폴리머의 유리 전이 온도는, 예를 들어 -100℃∼250℃, 바람직하게는 -50∼230℃, 더욱 바람직하게는 0∼200℃ 정도 (예를 들어, 50∼180℃ 정도) 의 범위에서 선택할 수 있다. 또, 시트의 강도나 강성 면에서, 구성 폴리머 중 적어도 1 개의 폴리머의 유리 전이 온도는 50℃ 이상 (예를 들어, 70∼200℃ 정도), 바람직하게는 100℃ 이상 (예를 들어, 100∼170℃ 정도) 인 것이 유리하다. 폴리머의 중량 평균 분자량은, 예를 들어 1,000,000 이하 (10,000∼1,000,000 정도), 바람직하게는 10,000∼700,000 정도의 범위에서 선택할 수 있다.
본 발명에서는 복수의 폴리머를 함유하는 액상으로부터 용매를 증발시켜 스피노달 분해하는 습식법을 채용하므로, 원리적으로는 복수의 폴리머의 상용성의 여하에 관계 없이, 실질적으로 등방성의 공연속상 구조를 갖는 광산란층을 형성할 수 있다. 그 때문에, 서로 상용성인 복수의 폴리머를 조합하여 구성해도 되는데, 통상, 스피노달 분해에 의해 상분리 구조를 용이하게 제어하여, 효율적으로 공연속상 구조를 형성하기 때문에, 비상용성 (상분리성) 인 복수의 폴리머를 조합하는 경우가 많다.
복수의 폴리머는, 제 1 폴리머와 제 2 폴리머의 조합에 의해 구성할 수 있고, 제 1 폴리머 및 제 2 폴리머는, 각각 단일의 수지로 구성해도 되고, 복수의 수지로 구성해도 된다. 제 1 폴리머와 제 2 폴리머의 조합은 특별히 제한되지 않 는다. 예를 들어, 제 1 폴리머가 셀룰로오스 유도체 (예를 들어, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 등의 셀룰로오스에스테르류) 인 경우, 제 2 폴리머는, 스티렌계 수지 (폴리스티렌, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 등), (메트)아크릴계 수지 (폴리메타크릴산 메틸 등), 지환식 올레핀계 수지 (노르보르넨을 단량체로 하는 중합체 등), 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지 (상기 폴리 C2-4 알킬렌아릴레이트계 코폴리에스테르 등) 등이어도 된다.
제 1 폴리머와 제 2 폴리머의 비율은, 예를 들어 전자/후자=10/90∼90/10 (중량비) 정도, 바람직하게는 20/80∼80/20 (중량비) 정도, 더욱 바람직하게는 30/70∼70/30 (중량비) 정도, 특히는 40/60∼60/40 (중량비) 정도이다. 일방의 폴리머의 비율이 너무 많으면, 분리된 상간의 체적비가 치우치므로, 산란광의 강도가 저하된다. 또, 3 이상의 복수의 폴리머로 시트를 형성하는 경우, 각 폴리머의 함유량은, 통상 1∼90 중량% (예를 들어, 1∼70 중량%, 바람직하게는 5∼70 중량%, 더욱 바람직하게는 10∼70 중량%) 정도의 범위에서 선택할 수 있다.
본 발명의 광산란 시트를 구성하는 광산란층은, 적어도 공연속상 구조를 갖고 있다. 공연속상 구조란, 공연속 구조나 3 차원적으로 연속 또는 연결된 구조로 불리는 경우가 있고, 적어도 2 종의 구성 폴리머상이 연속되어 있는 구조 (예를 들어, 그물코 구조) 를 의미한다. 상기 광산란층은, 적어도 공연속상 구조를 갖고 있으면 되고, 공연속상 구조와 액적상 구조 (독립 또는 고립된 상구조) 가 혼재된 구조를 갖고 있어도 된다. 또, 스피노달 분해에 있어서, 상분리의 진행에 따라 공연속상 구조를 형성하고, 또한 상분리를 진행시키면, 연속상이 자체의 표면 장력에 의해 비연속화되고, 액적상 구조 (구상, 진구상 등의 독립상의 해도 구조) 가 된다. 따라서, 상분리의 정도에 따라, 공연속상 구조와 액적상 구조의 중간적 구조, 즉, 상기 공연속상으로부터 액적상으로 이행하는 과정의 상구조도 형성할 수 있다. 본 발명에서는, 상기 중간적 구조도 공연속상 구조라고 한다. 또, 상분리 구조가 공연속상 구조와 액적 구조의 혼재 구조인 경우, 액적상 (독립 폴리머상) 의 비율은, 예를 들어 30% 이하 (체적비), 바람직하게는 10% 이하 (체적비) 이어도 된다. 공연속상 구조의 형상은 특별히 제한되지 않고, 네트워크상, 특히 랜덤한 네트워크상이어도 된다.
상기 공연속상 구조는, 통상, 층 또는 시트면 내에서 이방성이 저감되어 있고, 실질적으로 등방성이다. 또, 등방성이란, 시트면 내의 어떤 방향에 대해서도 공연속상 구조의 평균 상간 거리가 실질적으로 동일한 것을 의미한다.
공연속상 구조는, 통상, 상간 거리 (동일 상간의 거리) 에 규칙성을 갖는다. 그 때문에, 시트에 입사한 광은 브래그 반사에 의해 투과 산란광이 특정 방향을 지향한다. 따라서, 반사형 액정 표시 장치에 장착해도, 투과된 산란광을 일정한 방향을 지향하게 할 수 있고, 표시 화면을 고도로 밝게 할 수 있어, 종래의 입자 분산형의 투과형 광산란 시트에서는 해결하지 못했던 문제점, 즉 패널로의 광원 (예를 들어, 형광등 등) 의 반사를 회피할 수 있다.
광산란 시트에 있어서 공연속상의 평균 상간 거리는, 예를 들어 0.5∼20㎛ (예를 들어, 1∼20㎛), 바람직하게는 1∼15㎛ (예를 들어, 1∼10㎛) 정도이다. 평균 상간 거리가 너무 작으면, 높은 산란광 강도를 얻는 것이 곤란하고, 평균 상 간 거리가 너무 크면, 투과 산란광의 지향성이 저하된다.
또, 공연속상의 평균 상간 거리는, 광산란층 또는 광산란 시트의 현미경 사진 (투과형 현미경, 위상차 현미경, 공초점 레이저 현미경 등) 으로부터 산출할 수 있다. 또한, 후술하는 산란광의 지향성 평가법과 동일한 방법에 의해, 산란광 강도가 극대가 되는 산란 각도 (θ) 를 측정하고, 하기의 브래그 반사 조건의 식으로부터 공연속상의 평균 상간 거리 (d) 를 산출해도 된다.
2d·sin(θ/2)=λ
(식 중, d 는 공연속상의 평균 상간 거리, θ 는 산란 각도, λ 는 광의 파장을 나타낸다)
[엠보싱]
광산란층의 제조 수법으로서, 투광성 입자를 사용하여 방현성을 발현하는 것 이외의 수법의 일례로서, 엠보싱법에 의해 광산란층을 제조하는 수법을 들 수 있다.
엠보싱법에 의해 제조되는 광산란층이란, 투명 기판 상에, 표면이 미세한 요철을 갖는 매트상의 부형 필름으로 부형된 전리 방사선 경화형 수지 조성물, 또는 열경화형 수지 조성물로 본질적으로 구성되는 광확산층이 형성된 것이다.
상기 광산란층의 제조 방법은, 수지가 전리 방사선 경화형 수지 조성물의 경우에는, 투명 기판 상에 전리 방사선 경화형 수지 조성물을 도포하고, 다음으로 도포된 전리 방사선 경화형 수지 조성물의 미경화 상태의 도막 상에 표면에 미세한 요철을 갖는 매트상의 부형 필름을 라미네이트하고, 다음으로 상기 부형 필름이 라 미네이트된 도막 상에 전리 방사선을 조사함으로써 상기 전리 방사선 경화형 수지 조성물의 도막을 경화시키고, 다음으로 경화된 전리 방사선 경화형 수지의 도막으로부터 부형 필름을 박리하는 제조 방법으로 제조하는 것이 바람직하다.
또, 수지가 열경화형 수지 조성물의 경우에는, 투명 기판 상에 열경화형 수지 조성물을 도포하고, 다음으로 도포된 열경화형 수지 조성물의 미경화 상태의 도막 상에 표면에 미세한 요철을 갖는 매트상의 부형 필름을 라미네이트하고, 다음으로 상기 부형 필름이 라미네이트된 상기 도막을 가열하여 경화시키고, 다음으로 경화된 열경화형 수지 조성물의 도막으로부터 부형 필름을 박리하는 제조 방법으로 제조하는 것이 바람직하다.
부형 필름을 미경화의 전리 방사선 경화형 수지 조성물의 도막 상에 라미네이트할 때에는, 도포한 수지가 용제 희석계의 것이면, 용제를 건조시킨 후에 라미네이트를 실시하고, 또한, 도포한 수지가 무용제계의 것이면, 그대로 라미네이트를 실시한다.
엠보싱법의 광확산층에 사용되는 전리 방사선 경화형 수지 조성물의 피막 형성 성분은, 바람직하게는 아크릴레이트계 관능기를 갖는 것, 예를 들어 비교적 저분자량의 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 알키드 수지, 스피로아세탈 수지, 폴리부타디엔 수지, 폴리티올폴리엔 수지, 다가 알코올 등의 다관능 화합물의 (메트)아크릴레이트 등의 올리고머 또는 프리폴리머 및 반응성 희석제로서 에틸(메트)아크릴레이트, 에틸헥실(메트)아크릴레이트, 스티렌, 메틸스티렌, N-비닐피롤리돈 등의 단관능 모노머, 그리고 다관능 모노머, 예를 들어 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 헥산디올(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트 등을 비교적 다량으로 함유하는 것을 사용할 수 있다.
특히 바람직하게는, 폴리에스테르아크릴레이트와 폴리우레탄아크릴레이트의 혼합물이 사용된다. 그 이유는, 폴리에스테르아크릴레이트는 도막이 상당히 단단하여 하드코트를 얻는 데 적합하지만, 폴리에스테르아크릴레이트 단독으로는 그 도막은 충격성이 낮고, 약해지기 때문에, 도막에 내충격성 및 유연성을 부여하기 위해서 폴리우레탄아크릴레이트를 병용한다. 폴리에스테르아크릴레이트 100 중량부에 대한 폴리우레탄아크릴레이트의 배합 비율은 30 중량부 이하로 한다. 이 값을 초과하면 도막이 너무 부드러워 하드성이 없어지기 때문이다.
또한, 상기 전리 방사선 경화형 수지 조성물을 자외선 경화형 수지 조성물로 하기 위해서는, 이 중에 광중합 개시제로서, 아세토페논류, 벤조페논류, 미힐러 벤조일벤조에이트, α-아밀옥심에스테르, 테트라메틸티우람모노술파이드, 티오크산톤류나, 광증감제로서 n-부틸아민, 트리에틸아민, 트리-n-부틸포스핀 등을 혼합하여 사용할 수 있다. 특히 본 발명에서는, 올리고머로서 우레탄아크릴레이트, 모노머로서 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트 등을 혼합하는 것이 바람직하다.
[고굴절률층, 중굴절률층]
본 발명의 필름에는, 고굴절률층, 중굴절률층을 형성하고, 후술하는 저굴절 률층과 함께 광학 간섭을 이용하면 반사 방지성을 높일 수 있다.
이하의 본 명세서에서는, 이 고굴절률층과 중굴절률층을 고굴절률층으로 총칭하여 부르는 경우가 있다. 또, 본 발명에 있어서, 고굴절률층, 중굴절률층, 저굴절률층의 「고」, 「중」, 「저」 란 층 상호의 상대적인 굴절률의 대소 관계를 나타낸다. 또한, 투명 지지체와의 관계에서 말하면, 굴절률은 투명 지지체>저굴절률층, 고굴절률층>투명 지지체의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.
또한, 본 명세서에서는 고굴절률층, 중굴절률층, 저굴절률층을 총칭하여 반사 방지층이라고 총칭하여 부르는 경우가 있다.
고굴절률층 상에 저굴절률층을 구축하여 반사 방지층을 제조하기 위해서는, 고굴절률층의 굴절률은 1.55∼2.40 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.60∼2.20, 더욱 바람직하게는 1.65∼2.10, 가장 바람직하게는 1.80∼2.00 이다.
지지체로부터 가까운 순서로 중굴절률층, 고굴절률층, 저굴절률층을 도포 형성하고, 반사 방지 필름을 제조하는 경우, 고굴절률층의 굴절률은 1.65∼2.40 인 것이 바람직하고, 1.70∼2.20 인 것이 더욱 바람직하다. 중굴절률층의 굴절률은, 저굴절률층의 굴절률과 고굴절률층의 굴절률 사이의 값이 되도록 조정한다. 중굴절률층의 굴절률은 1.55∼1.80 인 것이 바람직하다.
고굴절률층 및 중굴절률층에 사용되는 무기 입자의 구체예로는, TiO2, ZrO2, Al2O3, In2O3, ZnO, SnO2, Sb2O3, ITO 와 SiO2 등을 들 수 있다. TiO2 및 ZrO2 가 고굴절률화 면에서 특히 바람직하다. 그 무기 필러는, 표면이 실란커플링 처리 또는 티탄커플링 처리되는 것도 바람직하고, 필러 표면에 바인더종과 반응할 수 있는 관능기를 갖는 표면 처리제가 바람직하게 사용된다.
고굴절률층에 있어서의 무기 입자의 함유량은, 고굴절률층의 질량에 대하여 10∼90 질량% 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15∼80 질량%, 특히 바람직하게는 15∼75 질량% 이다. 무기 입자는 고굴절률층 내에서 2 종류 이상을 병용해도 된다.
고굴절률층 상에 저굴절률층을 갖는 경우, 고굴절률층의 굴절률은 투명 지지체의 굴절률보다 높은 것이 바람직하다.
고굴절률층에, 방향고리를 포함하는 전리 방사선 경화성 화합물, 불소 이외의 할로겐화 원소 (예를 들어, Br, I, Cl 등) 를 함유하는 전리 방사선 경화성 화합물, S, N, P 등의 원자를 함유하는 전리 방사선 경화성 화합물 등의 가교 또는 중합 반응으로 얻어지는 바인더도 바람직하게 사용할 수 있다.
고굴절률층의 막두께는 용도에 따라 적절히 설계할 수 있다. 고굴절률층을 후술하는 광학 간섭층으로서 사용하는 경우, 30∼200㎚ 가 바람직하고, 보다 바람직하게는 50∼170㎚, 특히 바람직하게는 60∼150㎚ 이다.
고굴절률층의 헤이즈는, 방현 기능을 부여하는 입자를 함유하지 않는 경우, 낮을수록 바람직하다. 5% 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 3% 이하, 특히 바람직하게는 1% 이하이다. 고굴절률층은, 상기 투명 지지체 상에 직접, 또는 다른 층을 개재시켜 구축하는 것이 바람직하다.
2-(4) 저굴절률층
본 발명의 필름의 반사율을 저감시키기 위해, 저굴절률층을 사용하는 것이 바람직하다.
저굴절률층의 굴절률은 1.20∼1.46 인 것이 바람직하고, 1.25∼1.46 인 것이 보다 바람직하고, 1.30∼1.40 인 것이 특히 바람직하다.
저굴절률층의 두께는, 50∼200㎚ 인 것이 바람직하고, 70∼100㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 저굴절률층의 헤이즈는 3% 이하인 것이 바람직하고, 2% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 1% 이하인 것이 가장 바람직하다. 구체적인 저굴절률층의 강도는, 500g 하중의 연필 경도 시험에서 H 이상인 것이 바람직하고, 2H 이상인 것이 더욱 바람직하고, 3H 이상인 것이 가장 바람직하다.
또한, 편광판용 보호 필름의 방오 성능을 개량하기 위해, 표면의 물에 대한 접촉각이 90 도 이상인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 95 도 이상이고, 특히 바람직하게는 100 도 이상이다.
바람직한 경화물 조성의 양태로는, (1) 가교성 또는 중합성 관능기를 갖는 불소 함유 폴리머를 함유하는 조성물, (2) 불소 함유 오르가노실란 재료의 가수분해 축합물을 주성분으로 하는 조성물, (3) 2 개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 모노머와 중공 구조를 갖는 무기 미립자를 함유하는 조성물을 들 수 있다.
(1) 가교성 또는 중합성 관능기를 갖는 불소 함유 화합물
가교성 또는 중합성 관능기를 갖는 불소 함유 화합물로는, 불소 함유 모노머와 가교성 또는 중합성 관능기를 갖는 모노머의 공중합체를 들 수 있다. 불소 함유 모노머로는, 예를 들어 플루오로올레핀류 (예를 들어 플루오로에틸렌, 비닐리 덴플루오라이드, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 퍼플루오로-2,2-디메틸-1,3-디옥솔 등), (메트)아크릴산의 부분 또는 완전 불소화 알킬에스테르 유도체류 (예를 들어 비스코트 6FM (오사카 유기 화학 제조) 이나 M-2020 (다이킨 제조) 등), 완전 또는 부분 불소화 비닐에테르류 등이다.
가교성기 부여를 위한 모노머로는, 하나의 양태로는, 글리시딜메타크릴레이트와 같이 분자 내에 미리 가교성 관능기를 갖는 (메트)아크릴레이트 모노머를 들 수 있다. 또 다른 양태로는, 수산기 등의 관능기를 갖는 모노머를 사용하여 불소 함유 공중합체를 합성한 후, 추가로 그들 치환기를 수식하여 가교성 또는 중합성 관능기를 도입하는 모노머를 사용하는 방법이다. 이들 모노머로는, 카르복실기, 히드록실기, 아미노기, 술폰산기 등을 갖는 (메트)아크릴레이트 모노머 (예를 들어 (메트)아크릴산, 메틸올(메트)아크릴레이트, 히드록시알킬(메트)아크릴레이트, 알릴아크릴레이트 등) 를 들 수 있다. 후자의 양태는 일본 공개특허공보 평10-25388호 및 일본 공개특허공보 평10-147739호에 의해 개시되어 있다.
상기 불소 함유 공중합체에는, 용해성, 분산성, 도포성, 방오성, 대전 방지성 등의 관점에서, 적절히 공중합 가능한 성분을 함유할 수 있다. 특히 방오성·미끄럼성 부여를 위해서는 실리콘을 도입하는 것이 바람직하고, 주쇄에도 측쇄에도 도입할 수 있다.
주쇄로의 폴리실록산 부분 구조 도입 방법은, 예를 들어 일본 공개특허공보 평6-93100호에 기재된 아조기 함유 폴리실록산아미드 (시판되는 것에서는 VPS-0501, 1001 (상품명 ; 와코 순약 공업 (주) 사 제조)) 등의 폴리머형 개시제를 사 용하는 방법을 들 수 있다. 또한, 측쇄에 도입하는 방법은, 예를 들어 J. Appl. Polym. Sci. 2000, 78, 1955, 일본 공개특허공보 소56-28219호 등에 기재된 바와 같이, 반응성기를 편 말단에 갖는 폴리실록산 (예를 들어 사이라프렌 시리즈 (칫소 주식회사 제조) 등) 을 고분자 반응에 의해 도입하는 방법, 폴리실록산 함유 실리콘 마크로머를 중합시키는 방법에 의해 합성할 수 있고, 어느 방법도 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 폴리머에 대해서는 일본 공개특허공보 2000-17028호에 기재된 바와 같이 적절히 중합성 불포화기를 갖는 경화제를 병용해도 된다. 또, 일본 공개특허공보 2002-145952호에 기재된 바와 같이 불소 함유의 다관능 중합성 불포화기를 갖는 화합물과의 병용도 바람직하다. 다관능 중합성 불포화기를 갖는 화합물의 예로는, 상기 2 개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 모노머를 들 수 있다. 또한, 일본 공개특허공보 2004-170901호에 기재된 오르가노실란의 가수분해 축합물도 바람직하고, 특히 (메트)아크릴로일기를 함유하는 오르가노실란의 가수분해 축합물이 바람직하다.
이들 화합물은, 특히 폴리머 본체에 중합성 불포화기를 갖는 화합물을 사용한 경우에 내찰상성 개량에 대한 병용 효과가 커 바람직하다.
폴리머 자체가 단독으로 충분한 경화성을 갖지 않는 경우에는, 가교성 화합물을 배합함으로써, 필요한 경화성을 부여할 수 있다. 예를 들어 폴리머 본체에 수산기를 함유하는 경우에는, 각종 아미노 화합물을 경화제로서 사용하는 것이 바람직하다. 가교성 화합물로서 사용되는 아미노 화합물은, 예를 들어 히드록 시알킬아미노기 및 알콕시알킬아미노기 중 어느 일방 또는 양방을 합계 2 개 이상 함유하는 화합물이고, 구체적으로는, 예를 들어 멜라민계 화합물, 우레아계 화합물, 벤조구아나민계 화합물, 글리콜우릴계 화합물 등을 들 수 있다. 이들 화합물의 경화에는 유기산 또는 그 염을 사용하는 것이 바람직하다.
이들 불소 함유 폴리머의 구체예는, 일본 공개특허공보 2003-222702호, 일본 공개특허공보 2003-183322호 등에 기재되어 있다.
(2) 불소 함유 오르가노실란 재료의 가수분해 축합물
불소 함유 오르가노실란 화합물의 가수분해 축합물을 주성분으로 하는 조성물도 굴절률이 낮고, 도막 표면의 경도가 높아 바람직하다. 불소화 알킬기에 대하여 편 말단 또는 양 말단에 가수분해성 실란올을 함유하는 화합물과 테트라알콕시실란의 축합물이 바람직하다. 구체적 조성물은 일본 공개특허공보 2002-265866호, 317152호에 기재되어 있다.
(3) 2 개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 모노머와 중공 구조를 갖는 무기 미립자를 함유하는 조성물
또 다른 바람직한 양태로서, 저굴절률의 입자와 바인더로 이루어지는 저굴절률층을 들 수 있다. 저굴절률 입자로는, 유기이어도 되고 무기이어도 되는데, 내부에 빈 구멍 (空孔) 을 갖는 입자가 바람직하다. 중공 입자의 구체예는, 일본 공개특허공보 2002-79616호에 기재된 실리카계 입자에 기재되어 있다. 입자 굴절률은 1.15∼1.40 이 바람직하고, 1.20∼1.30 이 더욱 바람직하다. 바인더로는, 상기 광확산층의 페이지에서 서술한 2 개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 모노머를 들 수 있다.
본 발명의 저굴절률층에는, 상기 광산란층의 페이지에서 서술한 중합 개시제를 첨가하는 것이 바람직하다. 라디칼 중합성 화합물을 함유하는 경우에는, 그 화합물에 대하여 1∼10 질량부, 바람직하게는 1∼5 질량부의 중합 개시제를 사용할 수 있다.
본 발명의 저굴절률층에는 무기 입자를 병용할 수 있다. 내찰상성을 부여하기 위해서, 저굴절률층 두께의 15%∼150%, 바람직하게는 30%∼100%, 더욱 바람직하게는 45%∼60% 의 입자 직경을 갖는 미립자를 사용할 수 있다.
본 발명의 저굴절률층에는, 방오성, 내수성, 내약품성, 미끄럼성 등의 특성을 부여할 목적으로, 공지된 폴리실록산계 또는 불소계 방오제, 활제 등을 적절히 첨가할 수 있다.
[대전 방지층]
본 발명에 있어서는, 대전 방지층을 형성하는 것이 필름 표면에서의 정전기 방지 면에서 바람직하다. 대전 방지층을 형성하는 방법은, 예를 들어 도전성 미립자와 반응성 경화 수지를 함유하는 도전성 도포액을 도포하는 방법, 또는 투명막을 형성하는 금속이나 금속 산화물 등을 증착이나 스퍼터링하여 도전성 박막을 형성하는 방법 등의 종래 공지된 방법을 들 수 있다. 도전성층은, 지지체에 직접 또는 지지체와의 접착을 강고하게 하는 프라이머층을 개재시켜 형성할 수 있다. 또한, 대전 방지층을 반사 방지막의 일부로서 사용할 수도 있다. 이 경우, 최표층으로부터 가까운 층에서 사용하는 경우에는, 막의 두께가 얇아도 충분히 대 전 방지성을 얻을 수 있다.
대전 방지층의 두께는 0.01∼10㎛ 가 바람직하고, 0.03∼7㎛ 인 것이 보다 바람직하고, 0.05∼5㎛ 인 것이 더욱 바람직하다. 대전 방지층의 표면 저항은 105∼1012Ω/sq 인 것이 바람직하고, 105∼109Ω/sq 인 것이 더욱 바람직하고, 105∼108Ω/sq 인 것이 가장 바람직하다. 대전 방지층의 표면 저항은 4탐침법에 의해 측정할 수 있다.
대전 방지층은 실질적으로 투명한 것이 바람직하다. 구체적으로는, 대전 방지층의 헤이즈가 10% 이하인 것이 바람직하고, 5% 이하인 것이 보다 바람직하고, 3% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 1% 이하인 것이 가장 바람직하다. 파장 550㎚ 의 광의 투과율이 50% 이상인 것이 바람직하고, 60% 이상인 것이 보다 바람직하고, 65% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 70% 이상인 것이 가장 바람직하다.
본 발명의 대전 방지층은 강도가 우수하고, 구체적인 대전 방지층의 강도는 1㎏ 하중의 연필 경도로 H 이상인 것이 바람직하고, 2H 이상인 것이 보다 바람직하고, 3H 이상인 것이 더욱 바람직하고, 4H 이상인 것이 가장 바람직하다.
[도포 용매]
상기 각 구성층 중, 투명 기재 필름에 인접하여 도포되는 층에는, 투명 기재 필름을 용해하는 적어도 1 종류 이상의 용제와, 투명 기재 필름을 용해하지 않는 적어도 1 종류 이상의 용제를 함유하는 것이 바람직하다. 이러한 양태로 함으로써, 투명 기재 필름으로의 인접층 성분의 과잉의 번짐 방지와, 인접층과 투명 기 재 필름의 밀착성 확보의 양립을 도모할 수 있다. 또한, 투명 기재 필름을 용해하는 용제 중의 적어도 1 종류가, 투명 기재 필름을 용해하지 않는 용제 중의 적어도 1 종류보다 고비점인 것이 보다 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 투명 기재 필름을 용해하는 용제 중 가장 비점이 높은 용제와, 투명 기재 필름을 용해하지 않는 용제 중, 가장 비점이 높은 용제의 비점 온도차가 30℃ 이상인 것이고, 가장 바람직하게는 40℃ 이상인 것이다.
투명 기재 필름을 용해하는 용제의 총량 (A) 과 투명 기재 필름을 용해하지 않는 용제의 총량 (B) 의 질량 비율 (A/B) 은 5/95∼50/50 이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10/90∼40/60 이고, 더욱 바람직하게는 15/85∼30/70 이다.
[층의 형성]
본 발명에 사용되는 피복층, 및 필요에 따라 하드코트층, 저굴절률층 또는 그 밖의 층은, 도포액을 투명 지지체 상에 도포하여, 가열·건조시키고, 그 후, 필요에 따라, 광조사 및/또는 가열하여, 각 층을 형성하기 위한 모노머나 경화성 수지를 경화시킨다. 이에 의해 각 층이 형성된다.
본 발명 필름의 각 층의 도포 방법은 특별히 제한되지 않지만, 딥코트법, 에어나이프코트법, 커튼코트법, 롤러코트법, 와이어바코트법, 그라비아코트법이나 익스트루전코트법 (다이코트법) (미국 특허 제2681294호 명세서 참조), 마이크로그라비아코트법 등의 공지된 방법이 사용되고, 그 중에서도 마이크로그라비아코트법, 다이코트법이 높은 생산성, 도막의 균일성의 관점에서 바람직하게 사용된다.
건조는, 도포한 액막 중의 유기 용매 농도가, 건조 후에 5 질량% 이하가 되 는 조건이 바람직하고, 2 질량% 이하가 보다 바람직하고, 1 질량% 이하가 더욱 바람직하다. 건조 조건은, 투명 기재 필름의 열적 강도나 반송 속도, 건조 공정의 길이 등의 영향을 받지만, 가능한 한 유기 용매의 함유율이 낮은 것이 막 경도나 접착 방지 면에서 바람직하다. 유기 용매를 함유하지 않은 경우에는, 건조 공정을 생략하고 도포한 후 바로 자외선 조사할 수도 있다.
본 발명의 피복층은, 결정화도를 높이기 위해서 열처리를 실시해도 된다. 바람직한 열처리 온도는 40℃∼130℃ 이고, 열처리 시간은 필요로 하는 결정화도에 따라 적절히 결정할 수 있지만 통상 5 분∼48 시간 정도이다.
또한, 투명 기재 필름과 피복층의 밀착성을 향상시킬 목적으로, 원하는 바에 따라 투명 기재 필름의 편면 또는 양면에, 친수화 처리, 요철 처리 등의 전처리를 실시하는 것이 보다 바람직하다. 전처리로는 코로나 방전 처리, 글로우 방전 처리, 크롬산 처리 (습식), 비누화 처리 (습식), 화염 처리, 열풍 처리, 오존·자외선 조사 처리 등을 들 수 있는데, 코로나 방전 처리, 글로우 방전 처리, 비누화 처리 (습식) 가 특히 바람직하다.
[하도층]
본 발명에서 피복층의 양측 또는 편측에 하도층을 갖는 것에 관해서 설명한다. 하도층은 1 층으로 구성되어 있어도 되고, 2 층 이상으로 구성되어 있어도 된다. 본 발명에 있어서, 투명 지지체/피복층 사이에 하기와 같은 2 층 구성의 하도층을 형성하는 것이 보다 바람직하다.
(조성)
1 층째 : 수분산성 또는 수용성 합성 수지, 및 카르보디이미드 화합물, 도전성 금속 산화물 입자를 필수 성분으로 한 대전 방지층
2 층째 : 수분산성 또는 수용성 합성 수지, 및 가교제를 필수 성분으로 한 표면층
하도층은 지지체 상에 대전 방지층과 표면층이 이 순서로 형성된다. 본 발명의 대전 방지층에 있어서는, 지지체 상에 대전 방지층을 형성하여 얻어지는 저대전성 지지체의 헤이즈가 3% 이하이고, 그리고 얻어지는 감재의 표면층의 표면 전기 저항이 1×106∼1×1011Ω 의 범위에 있도록, 도전성이 부여되어 있다. 대전 방지층을 부여함으로써, 플라스틱 지지체를 핸들링하는 제조 프로세스에서 발생하는 정전기에 의해 먼지가 부착되는 고장의 발생을 억제할 수 있다.
상기 대전 방지층은, 도전성 금속 산화물 입자를 함유하는 층이고, 일반적으로 추가로 결합제를 함유하고 있다. 상기 도전성 금속 산화물 입자로는, 바늘상 입자이고, 그 단축에 대한 장축의 비 (장축/단축) 가 3∼50 의 범위에 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 특히 장축/단축이 10∼50 의 범위인 것이 바람직하다. 이러한 바늘상 입자의 단축은 0.001∼0.1㎛ 의 범위에 있는 것이 바람직하고, 특히 0.01∼0.02㎛ 의 범위에 있는 것이 바람직하다. 또한 그 장축은 0.1∼5.0㎛ 의 범위에 있는 것이 바람직하고, 특히 0.1∼2.0㎛ 의 범위에 있는 것이 바람직하다.
상기 도전성 금속 산화물 입자의 재료로는, ZnO, TiO2, SnO2, Al2O3, In2O3, MgO, BaO 및 MoO3, 및 이들의 복합 산화물, 그리고 이들의 금속 산화물에 추가로 이종 (異種) 원자를 함유하는 금속 산화물을 들 수 있다. 금속 산화물로는, SnO2, ZnO, Al2O3, TiO2, In2O3 및 MgO 가 바람직하고, SnO2, ZnO, In2O2 및 TiO2 가 더욱 바람직하고, SnO2 가 특히 바람직하다. 이종 원자를 소량 함유하는 예로는, ZnO 에 대하여 Al 또는 In, TiO2 에 대하여 Nb 또는 Ta, In2O3 에 대하여 Sn, 및 SnO2 에 대하여 Sb, Nb 또는 할로겐 원소 등의 이종 원소를 0.01∼30 몰% (바람직하게는 0.1∼10 몰%) 도프한 것을 들 수 있다. 이종 원소의 첨가량이 0.01 몰% 미만인 경우에는 산화물 또는 복합 산화물에 충분한 도전성을 부여할 수 없고, 30 몰% 를 초과하면 입자의 흑화도가 증가하고, 대전 방지층이 거무스름해지므로 편광판용 보호 필름으로는 적합하지 않다. 따라서, 본 발명에서는 도전성 금속 산화물 입자의 재료로는, 금속 산화물 또는 복합 금속 산화물에 대하여 이종 원소를 소량 함유하는 것이 바람직하다. 또, 결정 구조 중에 산소 결함을 포함하는 것도 바람직하다. 상기 이종 원자를 소량 함유하는 도전성 금속 산화물 입자로는, 안티몬이 도프된 SnO2 입자가 바람직하고, 특히 안티몬이 0.2∼2.0 몰% 도프된 SnO2 입자가 바람직하다. 따라서, 본 발명에서는 상기 단축, 장축의 치수를 갖는 안티몬 도프 SnO2 등의 금속 산화물 입자를 사용하는 것이, 투명하고, 양호한 도전성을 갖는 대전 방지층을 형성하는 데 유리하다. 이에 의해 저대전성 지지체를 가지 며, 표면층의 표면 전기 저항이 1×106∼1×1011Ω 의 범위에 있는 편광판용 보호 필름을 용이하게 얻을 수 있다.
상기 단축, 장축의 치수를 갖는 바늘상 금속 산화물 입자 (예, 안티몬 도프 SnO2) 를 사용함으로써, 투명하고, 양호한 도전성을 갖는 대전 방지층을 유리하게 형성할 수 있는 이유에 관해서는, 다음과 같이 생각된다. 상기 바늘상 금속 산화물 입자는, 대전 방지층 내에서는, 장축 방향이 대전 방지층의 표면에 평행하게, 길게 신장되어 있지만, 층의 두께 방향으로는 단축의 직경 길이분만 차지하고 있는 것에 불과하다. 이러한 바늘상 금속 산화물 입자는 상기와 같이 장축 방향으로 길기 때문에, 통상의 구상 입자에 비교하여, 서로 접촉하기 쉽고, 적은 양으로도 높은 도전성이 얻어진다. 따라서, 투명성을 손상시키지 않고, 표면 전기 저항을 저하시킬 수 있다. 또한, 상기 바늘상 금속 산화물 입자에서는, 단축의 직경은, 통상, 대전 방지층의 두께보다 작거나, 거의 동일하고, 표면에 돌출되는 경우는 적으며, 만약 돌출되어도 그 돌출 부분은 얼마 안되기 때문에, 대전 방지층 상에 형성되는 표면층에 의해 거의 완전하게 덮이게 된다. 따라서, 편광판용 보호 필름의 반송 중, 층으로부터 돌출된 부분에서 탈리된 분말이 떨어지는 경우가 거의 없다는 우위성도 얻어진다.
본 발명의 대전 방지층은, 도전성 금속 산화물 입자를 분산, 지지하는 결합제를 일반적으로 함유하고 있다. 결합제의 재료로는, 아크릴 수지, 비닐 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지 등의 여러 가지의 폴리머를 사용할 수 있다. 분말이 떨어지는 것을 방지하는 관점에서, 폴리머 (바람직하게는, 아크릴 수지, 비닐 수지, 폴리우레탄 수지 또는 폴리에스테르 수지) 와 카르보디이미드 화합물의 경화물인 것이 바람직하다. 본 발명에서는, 양호한 작업 환경의 유지, 및 대기 오염 방지의 관점에서, 폴리머도 카르보디이미드 화합물도 수용성인 것을 사용하거나, 또는 에멀전 등의 수분산 상태에서 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 폴리머는 카르보디이미드 화합물과의 가교 반응이 가능하도록, 메틸올기, 수산기, 카르복실기 및 아미노기 중 어느 하나의 기를 갖는다. 수산기 및 카르복실기가 바람직하고, 특히 카르복실기가 바람직하다. 폴리머 중의 수산기 또는 카르복실기의 함유량은 0.0001∼1 당량/1㎏ 이 바람직하고, 0.001∼1 당량/1㎏ 이 특히 바람직하다.
아크릴 수지로는, 아크릴산, 아크릴산 알킬 등의 아크릴산 에스테르류, 아크릴아미드, 아크릴로니트릴, 메타크릴산, 메타크릴산 알킬 등의 메타크릴산 에스테르류, 메타크릴아미드 및 메타크릴로니트릴 중 어느 하나의 모노머의 단독 중합체 또는 이들 모노머 2 종 이상의 중합에 의해 얻어지는 공중합체를 들 수 있다. 이들 중에서는, 아크릴산 알킬 등의 아크릴산 에스테르류, 및 메타크릴산 알킬 등의 메타크릴산 에스테르류 중 어느 하나의 모노머의 단독 중합체 또는 이들 모노머 2 종 이상의 중합에 의해 얻어지는 공중합체가 바람직하다. 예를 들어, 탄소 원자수 1∼6 의 알킬기를 갖는 아크릴산 에스테르류 및 메타크릴산 에스테르류 중 어느 하나의 모노머의 단독 중합체 또는 이들 모노머 2 종 이상의 중합에 의해 얻어지는 공중합체를 들 수 있다. 상기 아크릴 수지는, 상기 조성을 주성분으로 하고, 카르보디이미드 화합물과의 가교 반응이 가능하도록, 예를 들어 메틸올기, 수산기, 카르복실기 및 아미노기 중 어느 하나의 기를 갖는 모노머를 일부 사용하여 얻어지는 폴리머이다.
상기 비닐 수지로는, 폴리비닐알코올, 산변성 폴리비닐알코올, 폴리비닐포르말, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐메틸에테르, 폴리올레핀, 에틸렌/부타디엔 공중합체, 폴리아세트산 비닐, 염화 비닐/아세트산 비닐 공중합체, 염화 비닐/(메트)아크릴산 에스테르 공중합체 및 에틸렌/아세트산 비닐계 공중합체 (바람직하게는 에틸렌/아세트산 비닐/(메트)아크릴산 에스테르 공중합체) 를 들 수 있다. 이들 중에서, 폴리비닐알코올, 산변성 폴리비닐알코올, 폴리비닐포르말, 폴리올레핀, 에틸렌/부타디엔 공중합체 및 에틸렌/아세트산 비닐계 공중합체 (바람직하게는, 에틸렌/아세트산 비닐/아크릴산 에스테르 공중합체) 가 바람직하다. 상기 비닐 수지는, 카르보디이미드 화합물과의 가교 반응이 가능하도록, 폴리비닐알코올, 산변성 폴리비닐알코올, 폴리비닐포르말, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐메틸에테르 및 폴리아세트산 비닐로는, 예를 들어 비닐알코올 단위를 폴리머 중에 남김으로써 수산기를 갖는 폴리머로 하고, 다른 폴리머에 대해서는, 예를 들어 메틸올기, 수산기, 카르복실기 및 아미노기 중 어느 하나의 기를 갖는 모노머를 일부 사용함으로써 가교 가능한 폴리머로 한다.
상기 폴리우레탄 수지로는, 폴리히드록시 화합물 (예, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린, 트리메틸올프로판), 폴리히드록시 화합물과 다염기산의 반응에 의해 얻어지는 지방족 폴리에스테르계 폴리올, 폴리에테르폴리올 (예, 폴리(옥 시프로필렌에테르)폴리올, 폴리(옥시에틸렌-프로필렌에테르)폴리올), 폴리카보네이트계 폴리올, 및 폴리에틸렌테레프탈레이트폴리올 중 어느 1 종, 또는 이들의 혼합물과 폴리이소시아네이트로부터 유도되는 폴리우레탄을 들 수 있다. 상기 폴리우레탄 수지로는, 예를 들어 폴리올과 폴리이소시아네이트의 반응 후, 미반응으로 남은 수산기를 카르보디이미드 화합물과의 가교 반응이 가능한 관능기로서 이용할 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지로는, 일반적으로 폴리히드록시 화합물 (예, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린, 트리메틸올프로판) 과 다염기산의 반응에 의해 얻어지는 폴리머가 사용된다. 상기 폴리에스테르 수지로는, 예를 들어 폴리올과 다염기산의 반응 종료후, 미반응으로 남은 수산기, 카르복실기를 카르보디이미드 화합물과의 가교 반응이 가능한 관능기로서 이용할 수 있다. 물론, 수산기 등의 관능기를 갖는 제 3 성분을 첨가해도 된다.
상기 폴리머 중에서, 아크릴 수지 및 폴리우레탄 수지가 바람직하고, 특히 아크릴 수지가 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 카르보디이미드 화합물로는, 분자 내에 카르보디이미드 구조를 복수 갖는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
폴리카르보디이미드는, 통상, 유기 디이소시아네이트의 축합 반응에 의해 합성된다. 여기에서 분자 내에 카르보디이미드 구조를 복수 갖는 화합물의 합성에 사용되는 유기 디이소시아네이트의 유기기는 특별히 한정되지 않고, 방향족계, 지방족계 중 어느 하나, 또는 그들의 혼합계도 사용 가능하지만, 반응성의 관점에 서 지방족계가 특히 바람직하다.
합성 원료로는, 유기 이소시아네이트, 유기 디이소시아네이트, 유기 트리이소시아네이트 등이 사용된다.
유기 이소시아네이트의 예로는, 방향족 이소시아네이트, 지방족 이소시아네이트, 및 그들의 혼합물을 사용 가능하다.
구체적으로는, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 4,4-디페닐디메틸메탄디이소시아네이트, 1,4-페닐렌디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 시클로헥산디이소시아네이트, 자일리렌디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 1,3-페닐렌디이소시아네이트 등이 사용되고, 또한, 유기 모노이소시아네이트로는, 이소포론이소시아네이트, 페닐이소시아네이트, 시클로헥실이소시아네이트, 부틸이소시아네이트, 나프틸이소시아네이트 등이 사용된다.
또한, 본 발명에 사용할 수 있는 카르보디이미드계 화합물은, 예를 들어 카르보디라이트 V-02-L2 (상품명 : 닛신보사 제조) 등의 시판품으로도 입수 가능하다.
본 발명의 카르보디이미드계 화합물은 바인더에 대하여 1∼200 질량%, 보다 바람직하게는 5∼100 질량% 의 범위에서 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명의 대전 방지층을 형성하기 위해서는, 먼저, 예를 들어 상기 도전성 금속 산화물 입자를 그대로 또는 물 등의 용매 (필요에 따라 분산제, 결합제를 함유한다) 에 분산시킨 분산액을, 상기 결합제 (예, 폴리머, 카르보디이미드 화합물 및 적당한 첨가제) 를 함유하는 수분산액 또는 수용액에, 첨가, 혼합 (필요에 따라 분산) 하여 대전 방지층 형성용 도포액을 조제한다. 상기 대전 방지층은, 상기 대전 방지층 형성용 도포액을 폴리에스테르 등의 플라스틱 필름의 표면 (감광층이 형성되지 않은 측) 에 일반적으로 잘 알려진 도포 방법, 예를 들어 딥코트법, 에어나이프코트법, 커튼코트법, 와이어바코트법, 그라비아코트법, 익스트루전코트법 등에 의해 도포할 수 있다. 도포되는 폴리에스테르 등의 플라스틱 필름은, 축차 2 축 연신 전, 동시 2 축 연신 전, 1 축 연신 후에 재연신 전, 또는 2 축 연신 후 중 어느 것이어도 된다. 대전 방지층 형성용 도포액을 도포하는 플라스틱 지지체의 표면은, 미리 자외선 처리, 코로나 처리, 글로우 방전 처리 등의 표면 처리를 실시해 두는 것이 바람직하다.
본 발명의 대전 방지층의 층두께는 0.01∼1㎛ 의 범위가 바람직하고, 0.01∼0.2㎛ 의 범위가 더욱 바람직하다. 0.01㎛ 미만에서는 도포제를 균일하게 도포하기 어렵기 때문에 제품에 도포 불균일이 발생하기 쉽고, 1㎛ 를 초과하는 경우에는, 대전 방지 성능이나 내흠집성이 떨어지는 경우가 있다. 도전성 금속 산화물 입자는, 대전 방지층 중에 결합제 (예, 상기 폴리머 및 카르보디이미드 화합물의 합계) 에 대하여 10∼1000 중량% 의 범위에서 함유되어 있는 것이 바람직하고, 100∼500 중량% 의 범위가 더욱 바람직하다. 10 중량% 미만인 경우에는, 충분한 대전 방지성이 얻어지지 않고, 1000 중량% 를 초과한 경우에는 헤이즈가 너무 높아진다.
본 발명의 대전 방지층 및 하기 표면층에는 필요에 따라, 매트제, 계면 활성 제, 활제 등의 첨가제를 병용하여 사용할 수 있다. 매트제로는, 0.001∼10㎛ 의 입자 직경을 갖는 산화 규소, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘 등의 산화물의 입자나, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌 등의 중합체 또는 공중합체 등의 입자를 들 수 있다. 계면 활성제로는 공지된 음이온계 계면 활성제, 양이온계 계면 활성제, 양성계 계면 활성제, 비이온계 계면 활성제 등을 들 수 있다. 활제로는, 카르나우바 왁스 등의 천연 왁스, 탄소수 8∼22 의 고급 알코올의 인산 에스테르 또는 그 아미노염 ; 팔미트산, 스테아르산, 베헨산 및 그 에스테르류 ; 및 실리콘계 화합물 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서는, 대전 방지층 상에는 표면층이 형성된다. 표면층은, 주로 접착제층과의 접착성 부여, 및 대전 방지층의 도전성 금속 산화물 입자의 탈리 방지 기능을 보조하기 위해서 형성된다. 표면층의 재료에는, 일반적으로 아크릴 수지, 비닐 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지 등의 여러 가지의 폴리머를 사용할 수 있고, 상기 대전 방지층 중의 결합제로서 기재한 폴리머가 바람직하다.
표면층에 사용되는 가교제는 에폭시 화합물이 바람직하다.
에폭시 화합물로는, 1,4-비스(2',3'-에폭시프로필옥시)부탄, 1,3,5-트리글리시딜이소시아누레이트, 1,3-디글리시딜-5-(γ-아세톡시-β-옥시프로필)이소시아누레이트, 소르비톨폴리글리시딜에테르류, 폴리글리세롤폴리글리시딜에테르류, 펜타에리트리톨폴리글리시딜에테르류, 디글리세롤폴리글리시딜에테르, 1,3,5-트리글리시딜(2-히드록시에틸)이소시아누레이트, 글리세롤폴리글리세롤에테르류 및 트리메 틸올프로판폴리글리시딜에테르류 등의 에폭시 화합물이 바람직하고, 그 구체적인 시판품으로는, 예를 들어 데나콜 EX-521 이나 EX-614B (나가세 화성 공업 (주) 제조) 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
또한, 광학 특성에 영향을 주지 않는 첨가량의 범위에서는, 다른 화합물과의 병용도 가능하고, 예를 들어 C.E.K.Meers 및 T.H.James 저 「The Theory of the Photographic Process」 제 3 판 (1966 년), 미국 특허 제3316095호, 동 제3232764호, 동 제3288775호, 동 제2732303호, 동 제3635718호, 동 제3232763호, 동 제2732316호, 동 제2586168호, 동 제3103437호, 동 제3017280호, 동 제2983611호, 동 제2725294호, 동 제2725295호, 동 제3100704호, 동 제3091537호, 동 제3321313호, 동 제3543292호 및 동 제3125449호, 및 영국 특허 제994869호 및 동 제1167207호 등에 기재되어 있는 경화제 등을 들 수 있다.
대표적인 예로는, 2 개 이상 (바람직하게는 3 개 이상) 의 메틸올기 및/또는 알콕시메틸기를 함유하는 멜라민 화합물 및 그들의 축중합체인 멜라민 수지 또는 멜라민·우레아 수지, 무코클로르산, 무코브롬산, 무코페녹시클로르산, 무코페녹시프롬산, 포름알데히드, 글리옥살, 모노메틸글리옥살, 2,3-디히드록시-1,4-디옥산, 2,3-디히드록시-5-메틸-1,4-디옥산숙신알데히드, 2,5-디메톡시테트라히드로푸란 및 글루탈알데히드 등의 알데히드계 화합물 및 그 유도체 ; 디비닐술폰-N,N'-에틸렌비스(비닐술포닐아세트아미드), 1,3-비스(비닐술포닐)-2-프로판올, 메틸렌비스말레이미드, 5-아세틸-1,3-디아크릴로일-헥사히드로-s-트리아진, 1,3,5-트리아크릴로일-헥사히드로-s-트리아진 및 1,3,5-트리비닐술포닐-헥사히드로-s-트리아진 등의 활성 비닐계 화합물 ; 2,4-디클로로-6-히드록시-s-트리아진나트륨염, 2,4-디클로로-6-(4-술포아닐리노)-s-트리아진나트륨염, 2,4-디클로로-6-(2-술포에틸아미노)-s-트리아진 및 N,N'-비스(2-클로로에틸카르바밀)피페라진 등의 활성 할로겐계 화합물 ; 비스(2,3-에폭시프로필)메틸프로필암모늄·p-톨루엔술폰산염, 2,4,6-트리에틸렌-s-트리아진, 1,6-헥사메틸렌-N,N'-비스에틸렌우레아 및 비스-β-에틸렌이미노에틸티오에테르 등의 에틸렌이민계 화합물 ; 1,2-디(메탄술폰옥시)에탄, 1,4-디(메탄술폰옥시)부탄 및 1,5-디(메탄술폰옥시)펜탄 등의 메탄술폰산 에스테르계 화합물 ; 디시클로헥실카르보디이미드 및 1-디시클로헥실-3-(3-트리메틸아미노프로필)카르보디이미드염산염 등의 카르보디이미드 화합물 ; 2,5-디메틸이소옥사졸 등의 이소옥사졸계 화합물 ; 크롬백반 및 아세트산 크롬 등의 무기계 화합물 ; N-카르보에톡시-2-이소프로폭시-1,2-디히드로퀴놀린 및 N-(1-모르폴리노카르복시)-4-메틸피리듐클로라이드 등의 탈수 축합형 펩티드 시약 ; N,N'-아디포일디옥시디숙신이미드 및 N,N'-테레프탈로일디옥시디숙신이미드 등의 활성 에스테르계 화합물 : 톨루엔-2,4-디이소시아네이트 및 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트 등의 이소시아네이트류 ; 및 폴리아미드-폴리아민-에피클로르히드린 반응물 등의 에피클로르히드린계 화합물을 들 수 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 표면층을 형성하기 위해서는, 먼저, 예를 들어 물 등의 용매 (필요에 따라 분산제, 결합제를 함유한다) 에 상기 폴리머, 에폭시 화합물, 및 적당한 첨가제를 첨가, 혼합 (필요에 따라 분산) 하여 표면층 도포액을 조제한다.
상기 표면층은, 본 발명의 대전 방지층 상에 일반적으로 잘 알려진 도포 방 법, 예를 들어 딥코트법, 에어나이프코트법, 커튼코트법, 와이어바코트법, 그라비아코트법, 익스트루전코트법 등에 의해 상기 표면층 도포액을 도포함으로써 형성할 수 있다. 상기 표면층의 층두께는 0.01∼1㎛ 의 범위가 바람직하고, 0.01∼0.2㎛ 의 범위가 더욱 바람직하다. 0.01㎛ 미만에서는 대전 방지층의 도전성 금속 산화물 입자의 탈리 방지 기능이 불충분하고, 1㎛ 를 초과하는 경우에는, 도포제를 균일하게 도포하기 어렵기 때문에 제품에 도포 불균일이 발생하기 쉽다.
본 발명에서는, 형성한 이들 피복층, 하드코트층에 방오제를 함유시키는 것, 또는 불소 및/또는 규소를 함유한 저표면 에너지성의 경화성 수지를 함유하는, 자외선 조사에 의해 경화시키는 경화성 조성물을 주체로 하는 방오성층을 적층함으로써, 방오성 피복층으로 할 수 있다.
본 발명에 사용되는 방오제는, 피복층에 발수성, 발유성 등의 방오성을 부여하는 것으로, 그와 같은 것으로는, 피복층 형성용 도포액의 조제 및 투명 기재 필름 상에 도포할 때 문제가 없고, 또한 방오성 피복층 형성시에, 방오성 피복층 표면에서 발수성, 발유성을 발현하는 것이면 어떠한 것이어도 된다. 그와 같은 것으로는 불소 및/또는 규소를 함유하는 경화 수지를 들 수 있다.
[불소 및/또는 규소를 함유하는 경화성 수지]
본 발명에서 사용되는 피복층 또는 방오성층에 함유되는 불소 및/또는 규소를 함유하는 경화성 수지로는, 공지된 불소 경화성 수지나 규소 경화성 수지, 또는 불소 및 규소 함유부를 포함하는 블록을 갖는 경화성 수지를 들 수 있고, 또한 수지 또는 금속 산화물 등과 상용성이 좋은 세그먼트와, 불소 또는 규소를 함유하는 세그먼트를 함유하는 경화성 수지가 바람직하고, 피복층 또는 방오성층에 첨가함으로써, 표면에 불소 또는 규소를 편재시킬 수 있다.
이들의 구체적인 경화성 수지로는, 불소 또는 규소를 함유하는 모노머와, 다른 친수성 또는 친유성 모노머의 블록 공중합체, 또는 그래프트 공중합체를 들 수 있다. 불소 함유 모노머로는 헥사플루오로이소프로필아크릴레이트, 헵타데카플루오로데실아크릴레이트, 퍼플루오로알킬술폰아미드에틸아크릴레이트, 퍼플루오로알킬아미드에틸아크릴레이트 등으로 대표되는, 퍼플루오로알킬기 함유 (메트)아크릴산 에스테르를 들 수 있다. 규소 함유 모노머로는 폴리디메틸실록산과 (메트)아크릴산 등의 반응에 의한 실록산기를 갖는 모노머를 들 수 있다. 친수성 또는 친유성 모노머로는, 메틸아크릴레이트 등의 (메트)아크릴산 에스테르, 말단에 수산기 함유 폴리에스테르와 (메트)아크릴산의 에스테르, 히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜의 (메트)아크릴산 에스테르 등을 들 수 있다.
시판되는 경화성 수지로는, 퍼플루오로알킬사슬의 미크로 도메인 구조를 갖는 아크릴계 올리고머의 「데펜서 MCF-300」, 「데펜서 MCF-312」, 「데펜서 MCF-323」 등, 퍼플루오로알킬기·친유성기 함유 올리고머의 「메가팍 F-170」, 「메가팍 F-173」, 「메가팍 F-175」 등, 퍼플루오로알킬기·친수성기 함유 올리고머의 「메가팍 F-171」등 {이상, 다이닛폰 잉크 화학 (주) 제조} 이나, 표면 이행성이 우수한 세그먼트와 수지에 상용하는 세그먼트로 이루어지는 비닐모노머의 블록 폴리머인 불화 알킬계 「모디파 F-200」, 「모디파 F-220」, 「모디파 F-600」, 「모디파 F-820」 등, 규소계 「모디파 FS-700」, 「모디파 FS-710」 등 {이상, 닛폰 유지 (주) 제조} 을 들 수 있다.
피복층 상에 방오성층을 형성하기 위해서는, 불소 원자를 함유한 저표면 에너지성의 경화성 수지가 바람직하고, 구체적으로는, 일본 공개특허공보 소57-34526호, 일본 공개특허공보 평2-19801호, 일본 공개특허공보 평3-17901호 등에 기재된 불화 탄화수소기를 함유하는 규소 경화성 수지, 불화 탄화수소기 함유 폴리머 등을 들 수 있다.
본 발명의 편광판용 보호 필름을 2 장의 편광막의 표면 보호 필름 중의 적어도 일방으로서 사용하여 편광판을 제조할 때에는, 상기 편광판용 보호 필름을, 피복층과는 반대측의 투명 기재 필름의 표면, 즉 편광막과 접착시키는 측의 표면을 친수화함으로써, 접착면에서의 접착성을 개량하는 것이 바람직하다. 친수화된 표면은, 폴리비닐알코올을 주성분으로 하는 접착층과의 접착성을 개량하는 데 유효하다. 친수화 처리로는, 하기 비누화 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 또, 본 발명에서 피복층을 형성하기 전의 전처리로서 비누화 처리를 실시하는 경우에도 이하의 방법을 사용하는 것이 바람직하다.
[비누화 처리]
(1) 알칼리액에 침지하는 방법
알칼리액 중에 편광판용 보호 필름을 적절한 조건에서 침지하고, 필름 전체 표면의 알칼리와 반응성을 갖는 모든 면을 비누화 처리하는 수법이고, 특별한 설비를 필요로 하지 않기 때문에, 비용의 관점에서 바람직하다. 알칼리액은, 수산화나트륨 수용액인 것이 바람직하다. 바람직한 농도는 0.5∼3㏖/L 이고, 특히 바람직하게는 1∼2㏖/L 이다. 바람직한 알칼리액의 액온은 30∼75℃, 특히 바람직하게는 40∼60℃ 이다.
상기 비누화 조건의 조합은 비교적 온화한 조건끼리의 조합인 것이 바람직한데, 광산란 필름이나 반사 방지 필름의 소재나 구성, 목표로 하는 접촉각에 따라 설정할 수 있다.
알칼리액에 침지한 후에는, 필름 중에 알칼리 성분이 잔류하지 않도록, 물로 충분히 수세하거나, 희박한 산에 침지하여 알칼리 성분을 중화시키는 것이 바람직하다.
비누화 처리함으로써, 투명 지지체의 방현층이나 반사 방지층을 갖는 표면과 반대의 표면이 친수화된다. 편광판용 보호 필름은, 투명 지지체의 친수화된 표면을 편광막과 접착시켜 사용한다.
친수화된 표면은, 폴리비닐알코올을 주성분으로 하는 접착층과의 접착성을 개량하는 데 유효하다.
비누화 처리는, 방현층이나 저굴절률층을 갖는 측과는 반대측의 투명 지지체의 표면의 물에 대한 접촉각이 낮을수록, 편광막과의 접착성 관점에서는 바람직한데, 한편, 침지법에서는 동시에 방현층이나 저굴절률층을 갖는 표면으로부터 내부까지 알칼리에 의한 데미지를 받기 때문에, 필요 최소한의 반응 조건으로 하는 것이 중요해진다. 알칼리에 의한 각 층이 받는 데미지의 지표로서, 반대측 표면의 투명 지지체의 물에 대한 접촉각을 사용한 경우, 특히 투명 지지체가 트리아세틸셀룰로오스이면, 바람직하게는 10 도∼50 도, 보다 바람직하게는 30 도∼50 도, 더욱 바람직하게는 40 도∼50 도가 된다. 50 도 이상에서는, 편광막과의 접착성에 문제가 생기기 때문에, 바람직하지 않다. 한편, 10 도 미만에서는, 그 데미지가 너무 크기 때문에, 물리 강도를 손상시켜 바람직하지 않다.
(2) 알칼리액을 도포하는 방법
상기 서술한 침지법에 있어서의 각 막에 대한 데미지를 회피하는 수단으로서, 적절한 조건에서 알칼리액을 방현층이나 저굴절률층을 갖는 표면과 반대측 표면에만 도포, 가열, 수세, 건조시키는 알칼리액 도포법이 바람직하게 사용된다. 또, 이 경우의 도포란, 비누화를 실시하는 면에 대해서만 알칼리액 등을 접촉시키는 것을 의미하고, 도포 이외에도 분무, 액을 함유한 벨트 등에 접촉시키는 등에 의해 실시되는 것도 포함한다. 이들 방법을 채용함으로써, 별도, 알칼리액을 도포하는 설비, 공정이 필요하게 되므로, 비용의 관점에서는 (1) 의 침지법에 비해 떨어진다. 한편, 비누화 처리를 실시하는 면에만 알칼리액이 접촉하기 때문에, 반대측의 면에는 알칼리액에 약한 소재를 사용한 층을 가질 수 있다. 예를 들어, 증착막이나 졸-겔막에서는, 알칼리액에 의해 부식, 용해, 박리 등 다양한 영향이 발생하기 때문에, 침지법으로는 형성하는 것이 바람직하지 않지만, 이 도포법에서는 액과 접촉하지 않기 때문에 문제 없이 사용하는 것이 가능하다.
상기 (1), (2) 중 어느 비누화 방법에 있어서도, 롤상의 지지체로부터 풀어내어 각 층을 형성한 후에 실시할 수 있기 때문에, 상기 서술한 방현성 반사 방지 필름 제조 공정 후에 추가하여 일련의 조작으로 실시해도 된다. 또한, 동일하게, 풀어낸 지지체로 이루어지는 편광판과의 접착 공정도 함께 연속으로 실시함으 로써, 매엽으로 동일한 조작을 하는 것보다 더욱 효율적으로 편광판을 제조할 수 있다.
(3) 방현층이나 반사 방지층을 라미네이트 필름으로 보호하여 비누화하는 방법
상기 (2) 와 동일하게, 방현층 및/또는 저굴절률층이 알칼리액에 대한 내성이 부족한 경우, 최종층까지 형성한 후에 그 최종층을 형성한 면에 라미네이트 필름을 접착하고 나서 알칼리액에 침지함으로써 최종층을 형성한 면과는 반대측의 트리아세틸셀룰로오스면만을 친수화하고, 그리고 나서 라미네이트 필름을 박리할 수 있다. 이 방법에서도, 방현층, 저굴절률층으로의 데미지 없이 편광판용 보호 필름으로서 필요한 만큼의 친수화 처리를 트리아세틸셀룰로오스 필름의 최종층을 형성한 면과는 반대의 면에만 실시할 수 있다. 상기 (2) 의 방법과 비교하여, 라미네이트 필름이 폐기물로서 발생하는 반면, 특별한 알칼리액을 도포하는 장치가 불필요한 이점이 있다.
(4) 방현층까지 형성한 후에 알칼리액에 침지하는 방법
방현층까지는 알칼리액에 대한 내성이 있지만, 저굴절률층이 알칼리액에 대한 내성 부족인 경우에는, 방현층까지 형성한 후에 알칼리액에 침지하여 양면을 친수화 처리하고, 그리고 나서 방현층 상에 저굴절률층을 형성할 수도 있다. 제조 공정이 번잡해지지만, 특히 저굴절률층이 불소 함유 졸-겔막 등, 친수기를 갖는 경우에는 방현층과 저굴절률층의 층간 밀착성이 향상되는 이점이 있다.
(5) 미리 비누화가 끝난 트리아세틸셀룰로오스 필름에 피복을 형성하는 방법
트리아세틸셀룰로오스 필름을 미리 알칼리액에 침지하는 등 비누화하고, 어느 일방의 면에 직접 또는 다른 층을 개재시켜 피복층을 형성해도 된다. 알칼리액에 침지하여 비누화하는 경우에는, 피복층과 비누화에 의해 친수화된 트리아세틸셀룰로오스면의 층간 밀착성이 악화되는 경우가 있다. 그와 같은 경우에는, 비누화 후, 피복층을 형성하는 면에만 코로나 방전, 글로우 방전 등의 처리를 함으로써 친수화면을 제거하고 나서 방현층 또는 다른 층을 형성함으로써 대처할 수 있다. 또한, 방현층 또는 다른 층이 친수성기를 갖는 경우에는 층간 밀착이 양호한 경우도 있다.
이하에, 본 발명의 편광판용 보호 필름을 사용한 편광판 및 그 편광판을 사용한 액정 표시 장치에 관해서 설명한다.
[편광막의 제조]
본 발명의 편광판용 보호 필름 (편광판용 보호 필름) 은, 편광자의 적어도 1 면에 접착시킴으로써 편광판을 구성한다. 편광자의 다른 면은, 투습도가 700∼3000g/㎡·day 의 편광판용 보호 필름을 접착시키는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1000∼1700g/㎡·day 이다. 통상 사용되고 있는 TAC 는 바람직하게 사용된다.
통상의 셀룰로오스아세테이트 필름을 사용해도 되지만, 용액 제막법으로 제조되고, 또한 10∼100% 의 연신 배율로 롤 필름 형태에 있어서의 폭 방향으로 연신한 셀룰로오스아세테이트 필름을 사용해도 된다.
또한, 본 발명의 편광판에 있어서, 편면이 본 발명의 편광판용 보호 필름인 반면, 타방의 보호 필름이 액정성 화합물로 이루어지는 광학 이방성층을 갖는 광학 보상 필름이어도 된다.
또, 본 발명의 편광판에 있어서, 편면이 본 발명의 편광판용 보호 필름인 반면, 타방의 보호 필름의 Re 가 0∼10㎚, Rth 가 -20∼20㎚ 인 필름 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2005-301227호 단락 번호 [0095] 참조) 이어도 된다.
편광막에는, 요오드계 편광막, 2 색성 염료를 사용하는 염료계 편광막이나 폴리엔계 편광막이 있다. 요오드계 편광막 및 염료계 편광막은 일반적으로 폴리비닐알코올계 필름을 사용하여 제조한다.
편광자의 2 장의 보호 필름 중, 본 발명의 편광판용 보호 필름 이외의 필름이, 광학 이방성층을 포함하여 이루어지는 광학 보상층을 갖는 광학 보상 필름인 것도 바람직하다. 광학 보상 필름 (위상차 필름) 은, 액정 표시 화면의 시야각 특성을 개량할 수 있다.
광학 보상 필름으로는, 공지된 것을 사용할 수 있지만, 시야각을 확대한다는 점에서는, 일본 공개특허공보 2001-100042호에 기재되어 있는 광학 보상 필름이 바람직하다.
본 발명의 편광판 보호막은, 액정 표시 장치 등과 함께 사용될 때에는, 액정셀과 반대측의 시인측에 배치하는 것이 바람직하다.
《액정 표시 장치》
본 발명의 필름, 편광판은, 액정 표시 장치 등의 화상 표시 장치에 유리하게 사용할 수 있고, 디스플레이의 최표층에 사용하는 것이 바람직하다.
액정 표시 장치는, 액정셀 및 그 양측에 배치된 2 장의 편광판을 가지며, 액정셀은, 2 장의 전극 기판 사이에 액정을 담지하고 있다. 또한, 광학 이방성층이, 액정셀과 일방의 편광판 사이에 1 장 배치되거나, 또는 액정셀과 쌍방의 편광판 사이에 2 장 배치되는 경우도 있다.
액정셀은, TN 모드, VA 모드, OCB 모드, IPS 모드 또는 ECB 모드인 것이 바람직하다.
<TN 모드>
TN 모드의 액정셀에서는, 전압 무인가시에 봉상 액정성 분자가 실질적으로 수평 배향되고, 또한 60∼120°로 뒤틀림 배향되어 있다.
TN 모드의 액정셀은, 컬러 TFT 액정 표시 장치로서 가장 많이 이용되고 있고, 다수의 문헌에 기재가 있다.
<VA 모드>
VA 모드의 액정셀에서는, 전압 무인가시에 봉상 액정성 분자가 실질적으로 수직으로 배향되어 있다.
VA 모드의 액정셀에는, (1) 봉상 액정성 분자를 전압 무인가시에 실질적으로 수직으로 배향시키고, 전압 인가시에 실질적으로 수평으로 배향시키는 협의의 VA 모드의 액정셀 (일본 공개특허공보 평2-176625호 기재) 에 추가하여, (2) 시야각 확대를 위해, VA 모드를 멀티도메인화한 (MVA 모드의) 액정셀 (SID97, Digest of Tech. Papers (예고집) 28 (1997) 845 기재), (3) 봉상 액정성 분자를 전압 무인가시에 실질적으로 수직 배향시키고, 전압 인가시에 뒤틀림 멀티도메인 배향시키는 모드 (n-ASM 모드) 의 액정셀 (일본 액정토론회의 예고집 58∼59 (1998) 기재) 및 (4) SURVAIVAL 모드의 액정셀 (LCD 인터내셔널 98 에서 발표) 이 포함된다.
<OCB 모드>
OCB 모드의 액정셀은, 봉상 액정성 분자를 액정셀의 상부와 하부에서 실질적으로 반대 방향으로 (대칭적으로) 배향시키는 벤드 배향 모드의 액정셀이고, 미국 특허 제4583825호, 동 제5410422호의 각 명세서에 개시되어 있다. 봉상 액정성 분자가 액정셀의 상부와 하부에서 대칭적으로 배향되어 있기 때문에, 벤드 배향 모드의 액정셀은 자기 광학 보상 기능을 갖는다. 그 때문에, 이 액정 모드는, OCB (Optically Compensatory Bend) 액정 모드로 불린다. 벤드 배향 모드의 액정 표시 장치는 응답 속도가 빠르다는 이점이 있다.
<IPS 모드>
IPS 모드의 액정셀은, 네마틱 액정에 횡전계를 가해 스위칭하는 방식이고, 상세하게는 Proc. IDRC (Asia Display '95), p.577-580 및 동 p.707-710 에 기재되어 있다.
<ECB 모드>
ECB 모드의 액정셀은, 전압 무인가시에 봉상 액정성 분자가 실질적으로 수평 배향되어 있다. ECB 모드는, 가장 단순한 구조를 갖는 액정 표시 모드의 하나로서, 예를 들어 일본 공개특허공보 평5-203946호에 상세 내용이 기재되어 있다.
<휘도 향상 필름>
휘도 향상 필름으로는, 광원 (백라이트) 으로부터의 출사광을 투과 편광과 반사 편광 또는 산란 편광으로 분리하는 기능을 갖는 편광 변환 소자가 사용된다. 이러한 휘도 향상 필름은, 반사 편광 또는 산란 편광의 백라이트로부터의 재귀광을 이용하여 직선 편광의 출사 효율을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 이방성 반사 편광자를 들 수 있다. 이방성 반사 편광자로는, 일방의 진동 방향의 직선 편광을 투과하고, 타방의 진동 방향의 직선 편광을 반사하는 이방성 다중 박막을 들 수 있다. 이방성 다중 박막으로는, 예를 들어 3M 제조의 DBEF 를 들 수 있다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 평4-268505호 등 참조). 또한, 이방성 반사 편광자로는, 콜레스테릭 액정층과 λ/4 판의 복합체를 들 수 있다. 이러한 복합체로는, 닛토 전공 제조의 PCF 를 들 수 있다 (일본 공개특허공보 평11-231130호 등 참조). 또한 이방성 반사 편광자로는, 반사 그리드 편광자를 들 수 있다. 반사 그리드 편광자로는, 금속에 미세 가공을 실시하여 가시광 영역에서도 반사 편광을 내는 금속 격자 반사 편광자 (미국 특허 제6288840호 명세서 등 참조), 금속의 미립자를 고분자 매트릭스 중에 넣어 연신한 것 (일본 공개특허공보 평8-184701호 등 참조) 을 들 수 있다.
또한, 이방성 산란 편광자를 들 수 있다. 이방성 산란 편광자로는, 3M 제조의 DRP 를 들 수 있다 (미국 특허 제5825543호 명세서 참조).
또, 원패스로 편광 변환할 수 있는 편광 소자를 들 수 있다. 예를 들어, 스멕테익 C* 를 사용한 것 등을 들 수 있다 (일본 공개특허공보 2001-201635호 등 참조). 이방성 회절 격자를 사용할 수 있다.
본 발명의 편광판은 휘도 향상 필름과 함께 사용할 수 있다. 휘도 향상 필름을 사용하는 경우에는, 편광판과 휘도 향상 필름을 밀착시키는 것이 편광판으로의 수분의 침입을 막아 빛샘을 억제하기 때문에, 보다 바람직하다. 편광판과 휘도 향상 필름을 접착시키는 접착제로는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 아크릴계 중합체, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리비닐에테르, 아세트산 비닐/염화 비닐 코폴리머, 변성 폴리올레핀, 에폭시계, 불소계, 천연 고무, 합성 고무 등의 고무계 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 것을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 특히, 광학적 투명성이 우수하고, 적당한 습윤성과 응집성과 접착성의 점착 특성을 나타내고, 내후성이나 내열성 등이 우수한 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
<터치 패널>
본 발명의 필름은, 일본 공개특허공보 평5-127822호, 일본 공개특허공보 2002-48913호 등에 기재되는 터치 패널 등에 응용할 수 있다.
<유기 EL 소자>
본 발명의 필름은, 유기 EL 소자 등의 기판 (기재 필름) 이나 보호 필름으로서 사용할 수 있다.
본 발명의 필름을 유기 EL 소자 등에 사용하는 경우에는, 일본 공개특허공보 평11-335661호, 일본 공개특허공보 평11-335368호, 일본 공개특허공보 2001-192651호, 일본 공개특허공보 2001-192652호, 일본 공개특허공보 2001-192653호, 일본 공개특허공보 2001-335776호, 일본 공개특허공보 2001-247859호, 일본 공개특허공보 2001-181616호, 일본 공개특허공보 2001-181617호, 일본 공개특허공보 2002-181816호, 일본 공개특허공보 2002-181617호, 일본 공개특허공보 2002-56976호 등의 각 공보에 기재된 내용을 응용할 수 있다. 또한, 일본 공개특허공보 2001-148291호, 일본 공개특허공보 2001-221916호, 일본 공개특허공보 2001-231443호의 각 공보에 기재된 내용과 함께 사용하는 것이 바람직하다.
(실시예)
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 실시양태는 이들에 한정되는 것은 아니다.
《측정법》
이하, 본 명세서에 기재가 있는 각종 성능을 측정하는 방법에 관해서 설명한다.
[투습도]
투습도의 측정법은, 「고분자의 물성 Ⅱ」 (고분자 실험 강좌 4 쿄리쯔 출판) 의 285 페이지∼294 페이지 : 증기 투과량의 측정 (질량법, 온도계법, 증기압법, 흡착량법) 에 기재된 방법을 적용할 수 있고, 본 발명에 관한 필름 시료 70㎜Φ 를 60℃, 95% RH 에서 각각 24 시간 조습하고, JIS Z-0208 에 따라서, 투습도=조습 후 질량-조습 전 질량으로 단위 면적당의 수분량 (g/㎡) 을 산출하였다. 이 때, 항온 항습 장치에 넣은 컵을 적당한 시간 간격으로 꺼내어 칭량하는 조작을 반복하고, 2 개의 연속되는 칭량으로, 각각 단위 시간당의 질량 증가를 구하고, 그것이 5% 이내에서 일정해질 때까지 평가를 계속하였다. 또한, 시료의 흡습 등에 의한 영향을 제외하기 위해서, 흡습제가 들어가 있지 않은 블랭크 컵을 측정하고, 투습도의 값을 보정하였다.
또, 본 발명에서 사용하는 투습도의 값은, 폴리비닐알코올, 에틸렌비닐알코올 공중합체, 및 이들의 수지층에 층상 무기 화합물을 분산시킨 피복층을 갖는 보호 필름을 측정하는 경우, 기재층측으로부터의 투습도의 값을 사용하였다.
[경도]
<연필 경도>
본 발명의 필름의 강도는, JIS-K5400 에 따른 연필 경도 시험으로 평가하였다.
[스틸울 내흠집성 평가]
러빙 테스터를 사용하여, 이하의 조건으로 문지름 테스트를 실시하였다.
평가 환경 조건 : 25℃, 60% RH
문지름 재료 : 시료와 접촉하는 테스터의 문지름 선단부 (1㎝ × 1㎝) 에 스틸울 ((주) 닛폰 스틸울 제조, No.0000) 을 감아 움직이지 않도록 밴드 고정시켰다. 그 위에서 하기 조건의 왕복 문지름 운동을 실시하였다.
이동 거리 (편도) : 13㎝, 문지름 속도 : 13㎝/초,
하중 : 500g/㎠, 선단부 접촉 면적 : 1㎝ × 1㎝,
문지름 횟수 : 10 왕복.
문지름을 끝낸 시료의 이면측에 유성 흑색 잉크를 도포하고, 반사광으로 육안으로 관찰하여 문지름 부분의 흠집을 이하의 기준으로 평가하였다.
○ : 언뜻 보기에 흠집이 보이지 않는다.
△ : 잘 보면 흠집이 보인다.
× : 확실한 흠집이 보인다.
[헤이즈]
이하의 측정에 의해, 얻어진 필름의 전체 헤이즈, 내부 헤이즈, 표면 헤이즈를 측정하였다.
1. JIS-K7136 에 준하여 얻어진 필름의 전체 헤이즈값을 측정한다.
2. 얻어진 필름의 저굴절률층측의 표면 및 이면에 실리콘 오일을 몇 방울 첨가하고, 두께 1㎜ 의 유리판 (마이크로 슬라이드 유리 품번 S 9111, MATSUNAMI 제조) 을 2 장 사용하여 표리로부터 끼워, 완전히 2 장의 유리판과 얻어진 필름을 광학적으로 밀착시키고, 표면 헤이즈를 제거한 상태에서 헤이즈를 측정하고, 별도 측정한 유리판 2 장 사이에 실리콘 오일만을 끼워 넣어 측정한 헤이즈를 뺀 값을 필름의 내부 헤이즈로서 산출하였다.
3. 상기 1 에서 측정한 전체 헤이즈로부터 상기 2 에서 산출한 내부 헤이즈를 뺀 값을 필름의 표면 헤이즈로서 산출하였다.
[적분 반사율]
필름의 이면을 샌드 페이퍼로 조면화한 후에 흑색 잉크로 처리하고, 이면 반사를 없앤 상태에서, 표면측을 분광 광도계 (닛폰 분광 (주) 제조) 를 사용하여, 380∼780㎚ 의 파장 영역에서, 입사각 5°에서의 적분 분광 반사율을 측정하였다. 결과적으로는 450∼650㎚ 의 적분 반사율의 산술 평균값을 사용하였다.
[경면 반사율]
필름의 이면을 샌드 페이퍼로 조면화한 후에 흑색 잉크로 처리하고, 이면 반사를 없앤 상태에서, 표면측을 분광 광도계 (닛폰 분광 (주) 제조) 를 사용하여, 380∼780㎚ 의 파장 영역에서, 입사각 5°에서의 경면 분광 반사율을 측정하였다. 결과적으로는 450∼650㎚ 의 경면 반사율의 산술 평균값을 사용하였다.
[방진성]
편광판 가공한 샘플을 유리판에 접착시키고, 일반실에 1 시간 방치 후의 표면의 먼지 부착 정도를 육안으로 확인하였다.
○ : 먼지가 거의 부착되어 있지 않다.
△ : 먼지가 조금 부착되어 있어 다소 신경이 쓰인다.
× : 먼지가 부착되어 있어 신경이 쓰인다.
[편광도]
상기한 바와 같이 하여 얻어진 편광판을, 60℃, 95% RH 의 환경하 1000 시간 방치한 후 편광도를 측정하였다. 또 편광도는 하기 수학식 (3) 으로부터 구해진다 (파장 550㎚).
Figure 112007041577139-PAT00008
편광도의 평가
○ : 편광도 99% 이상으로 문제 없다.
△ : 편광도 98% 이상, 99% 미만으로 실용상 문제 없다.
× : 편광도 98% 미만이며 문제이다.
[착색]
편광판용 보호 필름을 육안으로 관찰하고, 착색 (황변) 의 정도를 판정하였다.
○ : 거의 착색이 없는 레벨.
△ : 매우 엷게 착색이 있지만, 사실상 문제가 없는 레벨
× : 착색이 문제되는 레벨.
[공통으로 사용하는 도포액의 조제]
피복층으로서 폴리비닐알코올, 에틸렌폴리비닐알코올 공중합체 및 무기 층상 화합물을 분산시킨 수지 성분을 함유하는 층을 사용한 실시예 (실시예 1), 실리카계 조성물을 사용한 실시예 (실시예 2), 그 밖의 소수적인 화합물을 사용한 실시예 (실시예 3) 에 공통으로 사용하는 도포액을 하기와 같이 조제하였다.
<하도층용 도포액 S1>
스티렌부타디엔라텍스 (고형분 43%) 300g
2,4-디클로로-6-히드록시-s-트리아진나트륨염 (8%) 49g
증류수 1600g
<하도층용 도포액 S2>
(1 층째 도포액 (대전 방지층용))
증류수 781.7 중량부
폴리아크릴 수지 (쥬리마 ET-410 : 닛폰 순약 제조, 고형분 30%)
30.9 질량부
바늘상 구조 산화 주석 입자 (FS-10D : 이시하라 산업 제조, 고형분 20%)
131.1 중량부
카르보디이미드 화합물 6.4 중량부
(카르보디라이트 V-02-L2 : 닛신보 제조, 고형분 40%)
계면 활성제 (산데트 BL : 산요 화성 공업 제조, 고형분 44.6%)
1.4 중량부
계면 활성제 (나로악티 HN-100 : 산요 화성 공업 제조, 고형분 100%)
0.7 중량부
실리카 미립자 분산액 5.0 중량부
(시호스타 KE-W30 : 닛폰 촉매 제조 0.3㎛ 고형분 20%)
(2 층째 도포액 (표면층용))
증류수 941.0 중량부
폴리아크릴 수지 (쥬리마 ET-410 : 닛폰 순약 제조, 고형분 30%)
57.3 중량부
에폭시 화합물 (데나콜 EX-521 : 나가세 화성 공업 제조, 고형분 100%)
1.2 중량부
계면 활성제 (산데트 BL : 산요 화성 공업 제조, 고형분 44.6%)
0.5 중량부
<하도층용 도포액 S3>
(1 층째 도포액)
증류수 823.0 중량부
스티렌-부타디엔 공중합체 라텍스
(Nipol Latex LX407C5 : 닛폰 제온 제조, 고형분 40%) 151.5 중량부
2,4-디클로르-6-히드록시-s-트리아진나트륨염
(H-232 : 산쿄 화학 제조, 고형분 8%) 25.0 중량부
폴리스티렌 미립자 (평균 입자 직경 2㎛)
(Nipol UFN1008 : 닛폰 제온 제조, 고형분 10%) 0.5 중량부
(2 층째 도포액)
증류수 982.4 중량부
젤라틴 (알칼리 처리) 14.8 중량부
메틸셀룰로오스 (TC-5 : 신에쯔 화학 공업 제조) 0.46 중량부
화합물 (Cpd-21) 0.33 중량부
프록셀 (Cpd-22 고형분 3.5%) 2.0 중량부
Figure 112007041577139-PAT00009
<하드코트층용 도포액의 조제>
(졸액 a 의 조제)
온도계, 질소 도입관, 적하 깔대기를 구비한 1,000㎖ 의 반응 용기에, 아크릴옥시프로필트리메톡시실란 187g (0.80㏖), 메틸트리메톡시실란 27.2g (0.20㏖), 메탄올 320g (10㏖) 과 KF 0.06g (0.001㏖) 을 넣고, 교반하 실온에서 물 15.1g (0.86㏖) 을 천천히 적하하였다. 적하 종료후 실온에서 3 시간 교반한 후, 메탄올 환류하 2 시간 가열 교반하였다. 그 후, 저비등분을 감압 증류 제거하고, 추가로 여과함으로써 졸액 a-2 를 120g 얻었다. 이렇게 하여 얻은 물질을 GPC 측정한 결과, 질량 평균 분자량은 1500 이고, 올리고머 성분 이상의 성분 중, 분자량이 1000∼20000 인 성분은 30% 이었다.
1H-NMR 의 측정 결과로부터, 얻어진 물질의 구조는 이하의 일반식으로 표시되는 구조이었다.
Figure 112007041577139-PAT00010
또한, 29Si-NMR 측정에 의한 축합률 α 는 0.56 이었다. 이 분석 결과로부터, 본 실란커플링제 졸은 직쇄상 구조 부분이 대부분인 것을 알았다.
또한, 가스 크로마토그래피 분석으로부터, 원료인 아크릴옥시프로필트리메톡시실란은 5% 이하의 잔존율이었다.
(1) 하드코트층용 도포액의 조제
하드코트층용 도포액 1 의 조성
PET-30 40.0g
DPHA 10.0g
이르가큐어 184 2.0g
SX-350 (30%) 2.0g
가교 아크릴-스티렌 입자 (30%) 13.0g
FP-13 0.06g
졸액 (a) 11.0g
톨루엔 38.5g
하드코트층용 도포액 2 의 조성
PET-30 28.0g
DPHA 12.0g
응집성 실리카 (2 차 응집 직경 1.5㎛) 5.0g
이르가큐어 184 1.0g
이르가큐어 907 0.2g
FP-13 0.08g
메틸이소부틸케톤 40.0g
시클로헥사논 15.0g
하드코트층용 도포액 3 의 조성
PET-30 46.0g
이르가큐어 184 1.7g
MX-600 (30%) 28.6g
FP-13 0.06g
졸액 (a) 7.0g
MiBK (메틸이소부틸케톤) 13.0g
MEK (메틸에틸케톤) 6.0g
하드코트층용 도포액 4 의 조성
PET-30 46.0g
DPHA 10.0g
이르가큐어 184 2.0g
FP-13 0.06g
졸액 (a) 7.0g
MiBK 13.0g
MEK 6.0g
하드코트층용 도포액 5 의 조성
데소라이트 Z7404 100.0g
DPHA 31.0g
KBM-5103 10.0g
KE-P150 8.9g
MXS-300 3.4g
MEK 29.0g
MIBK 13.0g
하드코트층용 도포액 6 의 조성
CAP482-20 2.4g
사이크로마 P 13.4g
DPHA 16.3g
이르가큐어 184 1.2g
MEK 51.0g
부탄올 14.0g
프로필렌글리콜모노메틸에테르 3.5g
하드코트층용 도포액 7 의 조성
CAP482-20 2.4g
사이크로마 P 13.4g
DPHA 13.3g
KBM-5103 3.3g
이르가큐어 184 1.2g
MEK 51.0g
부탄올 14.0g
프로필렌글리콜모노메틸에테르 3.5g
상기 도포액을 구멍 직경 30㎛ 의 폴리프로필렌제 필터로 여과하여 하드코트층용 도포액 1∼6 을 조제하였다.
각각 사용한 화합물을 이하에 나타낸다.
·DPHA : 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트와 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트의 혼합물 [닛폰 화약 (주) 제조]
·PET-30 : 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트의 혼합물 [닛폰 화약 (주) 제조]
·이르가큐어 184 : 중합 개시제 [치바·스페셜티·케미컬즈 (주) 제조]
·이르가큐어 907 : 중합 개시제 [치바·스페셜티·케미컬즈 (주) 제조]
·SX-350 : 평균 입자 직경 3.5㎛ 가교 폴리스티렌 입자 [굴절률 1.60, 소켄 화학 (주) 제조, 30% 톨루엔 분산액, 폴리트론 분산기로 10000rpm 으로 20 분 분산 후 사용]
·가교 아크릴-스티렌 입자 : 평균 입자 직경 3.5㎛ [굴절률 1.55, 소켄 화학 (주) 제조, 30% 톨루엔 분산액, 폴리트론 분산기로 10000rpm 으로 20 분 분산 후 사용]
·FP-13 불소계 표면 개질제
Figure 112007041577139-PAT00011
·MX-600 :
평균 입자 직경 6㎛ PMMA 입자 [굴절률 1.49, 소켄 화학 (주) 제조, 30% MIBK 분산액, 폴리트론 분산기로 10000rpm 으로 20 분 분산 후 사용]
·응집성 실리카 : 2 차 응집 직경 1.5㎛ (1 차 입자 직경 수십 ㎚), [닛폰 실리카 (주) 제조]
·데소라이트 Z7404 : 지르코니아 미립자 함유 광중합성 하드코트 조성액 [JSR (주) 제조]
·KBM-5103 : γ-아크릴로일옥시프로필트리메톡시실란 [신에쯔 화학 공업 (주) 제조]
·KE-P150 : 1.5㎛ 실리카 입자 [닛폰 촉매 (주) 제조]
MXS-300 : 3㎛ 가교 PMMA 입자 [소켄 화학 (주) 제조]
CAP482-20 : 아세트산 프로피온산 셀룰로오스에스테르 [이스트만 케미컬사 제조]
사이크로마 P : 반응성 올리고머 [다이셀·유씨비 (UCB) (주) 제조]
(저굴절률층용 도포액의 조제)
(퍼플루오로올레핀 공중합체 (1) 의 합성)
퍼플루오로올레핀 공중합체 (1)
Figure 112007041577139-PAT00012
내용량 100㎖ 의 스테인리스제 교반기가 부착된 오토클레이브에 아세트산 에틸 40㎖, 히드록시에틸비닐에테르 14.7g 및 과산화 디라우로일 0.55g 을 넣고, 계내를 탈기하여 질소 가스로 치환하였다. 또한, 헥사플루오로프로필렌 (HFP) 25g 을 오토클레이브 중에 도입하여 65℃ 까지 승온시켰다. 오토클레이브 내의 온도가 65℃ 에 도달한 시점의 압력은 0.53Mpa (5.4㎏/㎠) 이었다. 그 온도를 유지하여 8 시간 반응을 계속하고, 압력이 0.31MPa (3.2㎏/㎠) 에 도달한 시점에서 가열을 그만두고 방랭하였다. 실온까지 내온이 내려간 시점에서 미반응 모노머를 빼내고, 오토클레이브를 개방하여 반응액을 추출하였다. 얻어진 반응액을 대과잉의 헥산에 투입하고, 데칸테이션에 의해 용제를 제거함으로써 침전된 폴리머를 추출하였다. 또한, 이 폴리머를 소량의 아세트산 에틸에 용해하여 헥산으로부터 2 회 재침전을 실시함으로써 잔존 모노머를 완전히 제거하였다. 건조 후 폴리머 28g 을 얻었다. 다음으로 그 폴리머의 20g 을 N,N-디메틸아세트아미드 100㎖ 에 용해, 빙냉하 아크릴산 클로라이드 11.4g 을 적하한 후, 실온에서 10 시간 교반하였다. 반응액에 아세트산 에틸을 첨가하여 수세, 유기층을 추출한 후 농축시키고, 얻어진 폴리머를 헥산으로 재침전시킴으로써, 퍼플루오로올레핀 공중합체 (1) 를 19g 얻었다. 얻어진 폴리머의 굴절률은 1.421 이었다.
(졸액 b 의 조제)
교반기, 환류 냉각기를 구비한 반응기, 메틸에틸케톤 120 부, 아크릴로일옥시프로필트리메톡시실란 (KBM-5103, 신에쯔 화학 공업 (주) 제조) 100 부, 디이소프로폭시알루미늄에틸아세토아세테이트 3 부를 첨가하여 혼합한 후, 이온 교환수 30 부를 첨가하고, 60℃ 에서 4 시간 반응시킨 후, 실온까지 냉각시켜 졸액 a 를 얻었다. 질량 평균 분자량은 1600 이고, 올리고머 성분 이상의 성분 중, 분자량이 1000∼20000 인 성분은 100% 이었다. 또, 가스 크로마토그래피 분석으로부터, 원료인 아크릴로일옥시프로필트리메톡시실란은 전혀 잔존하고 있지 않았다.
(분산액 A 의 조제)
중공 실리카 미립자 졸 (이소프로필알코올실리카졸, 평균 입자 직경 60㎚, 쉘 두께 10㎚, 실리카 농도 20 질량%, 실리카 입자의 굴절률 1.31, 일본 공개특허공보 2002-79616호의 조제예 4 에 준하여 사이즈를 변경하여 제조) 500g 에, 아크릴로일옥시프로필트리메톡시실란 (신에쯔 화학 공업 (주) 제조) 30g, 및 디이소프로폭시알루미늄에틸아세테이트 1.5g 첨가하여 혼합한 후, 이온 교환수 9g 을 첨가하였다. 60℃ 에서 8 시간 반응시킨 후에 실온까지 냉각시키고, 아세틸아세톤 1.8g 을 첨가하였다. 이 분산액 500g 에 거의 실리카의 함량이 일정해지도록 시클로헥사논을 첨가하면서, 감압 증류에 의한 용매 치환을 실시하였다. 분산액에 이물질의 발생은 없고, 고형분 농도를 시클로헥사논으로 조정하여 20 질량% 로 했을 때의 점도는 25℃ 에서 5mPa·s 이었다. 얻어진 분산액 A 의 이소프로필알코올의 잔존량을 가스 크로마토그래피로 분석한 결과, 1.5% 이었다.
(저굴절률층용 도포액 1 의 조제)
폴리실록산 및 수산기를 함유하는 굴절률 1.44 의 열가교성 불소 함유 폴리머 (JTA113, 고형분 농도 6%, JSR (주) 제조) 13g, 콜로이드성 실리카 분산액 MEK-ST-L (상품명, 평균 입자 직경 45㎚, 고형분 농도 30%, 닛산 화학 (주) 제조) 1.3g, 상기 졸액 0.65g, 및 메틸에틸케톤 4.4g, 시클로헥사논 1.2g 을 첨가, 교반한 후, 구멍 직경 1㎛ 의 폴리프로필렌제 필터로 여과하여, 저굴절률층용 도포액 1 을 조제하였다. 이 도포액에 의해 형성되는 층의 굴절률은 1.45 이었다.
(저굴절률층용 도포액 2 의 조제)
열가교성 불소 함유 폴리머 (일본 공개특허공보 평11-189621호 실시예 1 에 기재된 불소 함유 실리콘 함유 열경화 폴리머) 37.6g, 경화제 (사이멜 303 ; 상품명, 닛폰 사이텍인더스트리즈 (주) 제조) 9.40g, 경화 촉매 (캐탈리스트 4050 ; 상품명, 닛폰 사이텍인더스트리즈 (주) 제조) 0.92g 을 메틸에틸케톤 500g 에 용해하고, 또한, 분산액 A 를 195 질량부 (실리카+표면 처리제 고형분으로서 39.0 질량부), 콜로이드성 실리카 분산물 (실리카, MEK-ST 의 입자 직경이 상이한 물품, 평균 입자 직경 45㎚, 고형분 농도 30%, 닛산 화학 (주) 제조) 30.0 질량부 (고형분으로서 9.0 질량부), 졸액 b 17.0 질량부 (고형분으로서 5.0 중량부), PM980M (광중합 개시제, 와코 순약 제조) 0.3 질량부를 첨가하였다. 도포액 전체의 고형분 농도가 6 질량% 가 되고, 시클로헥산과 메틸에틸케톤의 비율이 8 대 92 가 되도록 시클로헥산, 메틸에틸케톤으로 희석하여 저굴절률층용 도포액 2 를 조제하였다. 이 도포액에 의해 형성되는 층의 굴절률은 1.38 이었다.
(저굴절률층용 도포액 3 의 조제)
퍼플루오로올레핀 공중합체 (1) 15.4g, 중공 실리카졸 (굴절률 1.31, 평균 입자 직경 60㎚, 고형분 농도 20%) 2.2g, 반응성 실리콘 X-22-164C (상품명 ; 신에쯔 화학 공업 (주) 제조) 0.3g, 졸액 b 7.3g, 광중합 개시제 (이르가큐어 907 (상품명), 치바·스페셜티·케미컬즈 (주) 제조) 0.76g, 메틸에틸케톤 298g, 시클로헥사논 12.0g 을 첨가, 교반한 후, 구멍 직경 5㎛ 의 폴리프로필렌제 필터로 여과하여, 저굴절률층용 도포액 3 을 조제하였다. 이 도포액에 의해 형성되는 층의 굴절률은 1.40 이었다.
(저굴절률층용 도포액 4 의 조제)
에틸렌성 불포화기 함유 불소 함유 폴리머 (일본 공개특허공보 2005-89536호 제조예 3 에 기재된 불소 폴리머 (A-1)) 고형분으로서 45.0g 을 메틸이소부틸케톤 500g 에 용해하고, 또한, 분산액 A 를 195 질량부 (실리카+표면 처리제 고형분으로서 39.0 질량부), 콜로이드성 실리카 분산물 (실리카, MEK-ST 의 입자 직경이 상이한 물품, 평균 입자 직경 45㎚, 고형분 농도 30%, 닛산 화학 (주) 제조) 30.0 질량부 (고형분으로서 9.0 질량부), 졸액 b 17.0 질량부 (고형분으로서 5.0 질량부), PM980M (광중합 개시제, 와코 순약 제조) 2.0 질량부를 첨가하였다. 도포액 전체의 고형분 농도가 6 질량% 가 되도록 메틸에틸케톤으로 희석하여 저굴절률층용 도포액 4 를 조제하였다. 이 도포액에 의해 형성되는 층의 굴절률은 1.38 이었다.
(저굴절률층용 도포액 5 의 조제)
디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트와 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트의 혼합물 (DPHA, 닛폰 화약 (주) 제조) 2.65g, 실리카 분산액 A (중공 실리카 분산액, 고형분 농도 20%) 30.0g, 졸액 b 2.93g, 반응성 실리콘 X-22-164C (상품명 ; 신에쯔 화학 공업사 제조) 0.15g, 불소 함유 화합물 F3035 (상품명 ; 닛폰 유지 주식회사 제조, 고형분 농도 30%) 0.15g, 광중합 개시제 (이르가큐어 907 (상품명), 치바·스페셜티·케미컬즈 (주) 제조) 0.20g, 및 메틸에틸케톤 103g, 시클로헥사논 3.5g 을 첨가, 교반한 후, 구멍 직경 1㎛ 의 폴리프로필렌제 필터로 여과하여 저굴절률층용 도포액 L-5 를 조제하였다.
(저굴절률층용 도포액 6 의 조제)
플루오로알킬기 및 폴리실록산 구조를 갖는 불소 화합물로서 옵스타 JTA105 (JSR 주식회사 제조, 고형분 : 5 중량%) 100 중량부, 옵스타 JTA105A (JSR 주식회사 제조, 고형분 : 5 중량%) 1 중량부, 아세트산 부틸 151.5 중량부, 및 실록산올리고머로서 콜코트 N103X (콜코트 주식회사 제조, 에틸렌글리콜 환산에 의한 수평균 분자량 950, 고형분 : 2 중량%) 164.0 중량부를 혼합하였다. 또한, 중공 실리카 미립자졸 (이소프로필알코올 실리카졸, 평균 입자 직경 60㎚, 쉘 두께 10㎚, 실리카 농도 20 질량%, 실리카 입자의 굴절률 1.31, 일본 공개특허공보 2002-79616호의 조제예 4 에 준하여 사이즈를 변경하여 제조) 42.5g 을 첨가하여 저굴절률층용 도포액 L-6 을 조제하였다.
《실시예 1》
[피복층용 도포액의 조제]
하기에서 사용하는 무기 층상 화합물은 원하는 농도가 되도록 물과 혼합하고, 그 후, 고압 분산기를 사용하여 30Mpa 에서 3 회 고압 분산 처리를 실시하고, 수중에 분산시켰다.
<피복층용 도포액 1-1>
HR-3010 5 질량부
물 95 질량부
<피복층용 도포액 1-2>
HR-3010 5 질량부
수중 고압 분산된 ME-100 (고형분비 5 중량%) 40 질량부
물 75 질량부
<피복층용 도포액 1-3>
GFZ200 5 질량부
수중 고압 분산된 ME-100 (고형분비 5 중량%) 40 질량부
글리옥살 5 질량부
물 75 질량부
<피복층용 도포액 1-4>
DF-05 5 질량부
수중 고압 분산된 쿠니피아-F (고형분비 5 중량%) 20 질량부
아디프산 디히드라지드 2 질량부
물 75 질량부
<피복층용 도포액 1-5>
PVA103 4 질량부
MEB-3 (고형분비 8 중량%) 33 질량부
물 126 질량부
<피복층용 도포액 1-6>
PVA103 4 질량부
MEB-3 (고형분비 8 중량%) 33 질량부
물 126 질량부
소포제 (화합물 A) 0.01 질량부
[화학식 11]
화합물 A
Figure 112007041577139-PAT00013
<피복층용 도포액 1-7>
PVA103 5 질량부
MEB-3 (고형분비 8 중량%) 13 질량부
수중 고압 분산된 쿠니피아-F (고형분비 5 중량%) 21 질량부
물 103 질량부
<피복층용 도포액 1-8>
PVA103 5 질량부
수중 고압 분산된 벤겔 (고형분비 5 중량%) 67 질량부
물 85 질량부
메탄올 10 질량부
소포제 (상기 화합물 A) 0.01 질량부
<피복층용 도포액 1-9>
PVA103 5 질량부
수중 고압 분산된 벤겔 HV (고형분비 5 중량%) 67 질량부
물 85 질량부
메탄올 10 질량부
소포제 (상기 화합물 A) 0.01 질량부
<피복층용 도포액 1-10>
PVA103 5 질량부
수중 고압 분산된 벤겔 A (고형분비 5 중량%) 67 질량부
물 95 질량부
<피복층용 도포액 1-11>
PVA103 5 질량부
수중 고압 분산된 벤겔 (고형분비 5 중량%) 67 질량부
물 85 질량부
데나콜 EX212L 0.5 질량부
<피복층용 도포액 1-12>
PVA103 5 질량부
수중 고압 분산된 벤겔 (고형분비 5 중량%) 67 질량부
물 85 질량부
글루탈알데히드 0.5 질량부
파라톨루엔술폰산 0.05 질량부
<피복층용 도포액 1-13>
소아놀 D-2908 (30% 용액) 4 질량부
수중 고압 분산된 쿠니피아-F (고형분비 5 중량%) 36 질량부
물 30 질량부
iso-프로필알코올 30 질량부
정제수 50%, iso-프로필알코올 (IPA) 50% 를 함유하는 혼합 용매 60 부에, EVOH (닛폰 합성 화학사 제조 소아놀 D-2908, 상품명) 30 부를 첨가하고, 추가로 30% 의 과산화 수소수 10 부를 첨가하여 교반 하에서 80℃ 로 가온하고, 약 2 시간 반응시켰다. 그 후 냉각시켜 카타라아제를 3000ppm 이 되도록 첨가하고, 잔존 과산화 수소를 제거하였다.
무기 층상 화합물인 몬모릴로나이트 (상품명, 쿠니피아 F 쿠니미네 공업사 제조) 5 부를 정제수 95 부 중에 교반하면서 첨가하고, 고속 교반기로 충분히 분산시켰다. 그 후, 40℃ 에서 1 일간 보온하였다. 그 후, 정제수 50%, IPA 50% 의 혼합 용매 60 부에, 상기 에틸렌비닐알코올액을 4 부 첨가하고, 충분히 교 반 혼합하였다. 또한, 이 용액을 고속 교반을 실시하면서, 몬모릴로나이트 수분산액 36 부를 첨가하고, 고압 분산 장치로 압력 50MPa 의 설정으로 분산 처리를 실시하였다. 이에 의해 얻어진 분산액은 균일하고 안정적인 용액이었다. 에틸렌-비닐알코올계 공중합체 4 질량부에 대하여 무기 층상 화합물 6 질량부 함유되는 도포액을 제조하였다.
<피복층용 도포액 1-14>
소재의 혼합비를 하기와 같이 변경한 것 이외에는 피복층용 도포액 1-13 과 동일하게 하여 피복층용 도포액 1-14 를 제조하였다.
소아놀 D-2908 (30% 용액) 4 질량부
수중 고압 분산된 쿠니피아-F (고형분비 5 중량%) 6 질량부
물 30 질량부
iso-프로필알코올 30 질량부
<피복층용 도포액 1-15>
소재의 혼합비, 소재를 하기와 같이 변경한 것 이외에는 피복층용 도포액 1-13 과 동일하게 하여 피복층용 도포액 1-15 를 제조하였다.
소아놀 D-2908 (30% 용액) 4 질량부
수중 고압 분산된 ME-100 (고형분비 5 중량%) 6 질량부
물 30 질량부
iso-프로필알코올 30 질량부
<피복층용 도포액 1-16>
소재의 혼합비, 소재를 하기와 같이 변경한 것 이외에는 피복층용 도포액 1-13 과 동일하게 하여 피복층용 도포액 1-16 을 제조하였다.
소아놀 D-2908 (30% 용액) 4 질량부
PVA103 (10% 수용액) 12 질량부
수중 고압 분산된 ME-100 (고형분비 5 중량%) 36 질량부
물 30 질량부
iso-프로필알코올 30 질량부
<피복층용 도포액 1-17>
PVA403 ((주) 쿠라레 제조) 5 질량부
수중 고압 분산된 ME-100 (고형분비 5 중량%) 5 질량부
물 75 질량부
<피복층용 도포액 1-18>
HR-3010 ((주) 쿠라레 제조) 5 질량부
수중 고압 분산된 SWN (고형분비 5 중량%) 20 질량부
물 75 질량부
<피복층용 도포액 1-19>
PVA203 ((주) 쿠라레 제조) 10 질량부
물 90 질량부
<피복층용 도포액 1-20>
HR-3010 5 질량부
글루타르알데히드 0.5 질량부
물 75 질량부
<피복층용 도포액 1-21>
PVA105 ((주) 쿠라레 제조) 5 질량부
수중 고압 분산된 ME-100 (고형분비 5 중량%) 9 질량부
물 75 질량부
<피복층용 도포액 1-22>
PVA103 ((주) 쿠라레 제조) 5 질량부
수중 고압 분산된 ME-100 (고형분비 5 중량%) 60 질량부
물 75 질량부
아세톤 10 질량부
비닐알코올계 중합체 비누화도 중합도 제조원
HR-3010 99.0∼99.6% (주) 쿠라레
GFZ200 99%∼ 1200 닛폰합성화학 (주)
PVA403 78.5∼81.5% 300 (주) 쿠라레
PVA105 98.0%∼99.0% 500 (주) 쿠라레
PVA103 98.0%∼99.0% 300 (주) 쿠라레
DF-05 (아세트산 비닐-다이아세톤아크릴아미드 공중합체) 닛폰사쿠비 포발 (주)
소아놀 D-2908 닛폰합성화학공업 (주)
PVA203 87.0%∼89.0% 300 (주) 쿠라레
무기 층상 화합물 종류 입자 반경 제조원
쿠니피아-F 몬모릴로나이트 0.1∼0.5㎛ 쿠니미네 공업 (주)
ME-100 합성 운모 5∼7㎛ 코프 케미컬 (주)
SWN 합성 스멕타이트 0.05㎛ 코프 케미컬 (주)
MEB-3 (8% 수분산액) 합성 운모 5∼7㎛ 코프 케미컬 (주)
벤겔 벤토나이트 2㎛ (주) 호준
벤겔 HV 벤토나이트 2㎛ (주) 호준
벤겔 A 몬모릴로나이트 0.1∼0.5㎛ (주) 호준
가교제 종류 제조
글리옥살 와코 순약 공업 (주)
글루타르알데히드 와코 순약 공업 (주)
데나콜 EX212L 수용성 에폭시 화합물 나가세켐텍스 (주)
(실시예 1-1 의 편광판용 보호 필름의 제조)
(피복층의 도포 형성)
트리아세틸셀룰로오스 (TAC-TD80U, 후지 필름 (주) 제조) 의 피복층을 형성하는 측을 1㏖/L 의 알칼리 용액, 50℃ 에서 비누화 처리를 실시하였다. 그 후, 트리아세틸셀룰로오스 필름의 비누화 처리면 상에 스로틀 다이를 갖는 코터를 사용하여, 피복층용 도포액 1-1 을 건조시킨 후의 막두께가 20㎛ 가 되도록 도포하였다. 그 후, 반송 속도 30m/분의 조건으로 도포하고, 130℃ 5 분간 건조시켜 권취하였다.
(하드코트층의 도포 형성)
피복층 1-1 을 도포 형성한 80㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스 필름 (TAC-TD80U, 후지 필름 (주) 제조) 을 롤 형태로 감고, 스로틀 다이를 갖는 코터를 사용하여, 하드코트층용 도포액 1-1 을 백업 롤 상의 편광판용 보호 필름의 피복층을 형성하지 않은 면 상에 직접 압출하여 도포하였다. 반송 속도 30m/분의 조건으로 도포하고, 30℃ 에서 15 초간, 90℃ 에서 20 초간 건조시킨 후, 추가로 질소 퍼 지 하에서 160W/㎝ 의 공랭 메탈할라이드 램프 (아이그래픽스 (주) 제조) 를 사용하여, 조사량 90mJ/㎠ 의 자외선을 조사하여 도포층을 경화시키고, 두께 6㎛ 의 방현성을 갖는 방현층을 형성하고, 권취하여 실시예 1-1 의 편광판용 보호 필름을 제조하였다.
(실시예 1-2∼1-5, 비교예 1-1∼1-4 의 편광판용 보호 필름의 제조)
각 층의 유무, 도포액의 종류, 막두께를 표 2 에 나타내는 바와 같이 변화시킨 것 이외에는 실시예 1-1 과 동일한 방법으로 실시예 1-2∼1-5, 비교예 1-1∼1-4 의 편광판용 보호 필름을 제조하였다.
(실시예 1-6 의 편광판용 보호 필름의 제조)
실시예 1-2 의 편광판용 보호 필름을 롤 형태로 감고, 스로틀 다이를 갖는 코터를 사용하여, 저굴절률층용 도포액 1 을 백업 롤 상의 편광판용 보호 필름의 하드코트층을 도포해 놓은 면 상에 직접 압출하여 도포하였다. 120℃ 에서 150 초 건조시킨 후, 추가로 140℃ 에서 8 분 건조시키고 나서 질소 퍼지에 의해 산소 농도 0.1% 의 분위기 하에서 240W/㎝ 의 공랭 메탈할라이드 램프 (아이그래픽스 (주) 제조) 를 사용하여, 조사량 300mJ/㎠ 의 자외선을 조사하고, 두께 100㎚ 의 저굴절률층을 형성하고, 권취하여 실시예 1-6 의 편광판용 보호 필름을 제조하였다.
(실시예 1-7 의 편광판용 보호 필름의 제조)
(피복층의 도포 형성)
트리아세틸셀룰로오스 (TAC-TD80U, 후지 필름 (주) 제조) 의 피복층을 형성 하는 측을 1㏖/L 의 알칼리 용액, 50℃ 에서 비누화 처리를 실시하였다. 그 후, 트리아세틸셀룰로오스 필름의 비누화 처리면 상에 스로틀 다이를 갖는 코터를 사용하여, 피복층용 도포액 1-1 을 건조시킨 후의 막두께가 20㎛ 가 되도록 도포하였다. 그 후, 반송 속도 30m/분의 조건으로 도포하고, 130℃ 5 분간 건조시켜 권취하였다.
(하도층의 도포 형성)
피복층을 도포 형성한 80㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스 필름 (TAC-TD80U, 후지 필름 (주) 제조) 을 롤 형태로 감고, 피복층 상에 하도층용 도포액 S1 을 건조 막두께가 90㎚ 가 되도록 도포하였다.
(하드코트층의 도포 형성)
피복층 1-1, 하도층 S1 을 도포 형성한 80㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스 필름 (TAC-TD80U, 후지 필름 (주) 제조) 을 롤 형태로 감고, 스로틀 다이를 갖는 코터를 사용하여, 하드코트층용 도포액 1-5 를 백업 롤 상의 편광판용 보호 필름의 하도층 상에 직접 압출하여 도포하였다. 반송 속도 30m/분의 조건으로 도포하고, 30℃ 에서 15 초간, 90℃ 에서 20 초간 건조시킨 후, 추가로 질소 퍼지 하에서 160W/㎝ 의 공랭 메탈할라이드 램프 (아이그래픽스 (주) 제조) 를 사용하여, 조사량 90mJ/㎠ 의 자외선을 조사하여 도포층을 경화시키고, 두께 6㎛ 의 방현성을 갖는 방현층을 형성하고, 권취하여 실시예 1-7 의 편광판용 보호 필름을 제조하였다.
(실시예 1-8∼1-25, 비교예 1-5 의 편광판용 보호 필름의 제조)
각 층의 유무, 도포액의 종류, 막두께를 표 2 에 나타내는 바와 같이 변화시 킨 것 이외에는 실시예 1-7 과 동일한 방법으로 실시예 1-8∼1-25, 비교예 1-5 의 편광판용 보호 필름을 제조하였다.
이 때, 피복층의 두께를 10㎛ 이상으로 한 경우에는, 건조는 130℃ 에서 20 분 실시하였다.
(실시예 1-26 의 편광판용 보호 필름의 제조)
사용하는 트리아세틸셀룰로오스 필름에 비누화 처리를 실시하지 않고, 도포액 1-22 를 도포한 것 이외에는, 실시예 1-7 과 동일한 방법으로, 실시예 1-26 의 편광판용 보호 필름을 제조하였다. 제조한 편광판용 보호 필름의 밀착성은 실용상 문제가 없는 레벨이었다.
(실시예 1-27 의 편광판용 보호 필름의 제조)
사용하는 트리아세틸셀룰로오스 필름에 비누화 처리를 실시하지 않고, 반송 속도 105m/분으로 반송한 상태에서, 727J/㎡ 조건으로 그 지지체 표면에 코로나 방전 처리를 실시하고, 도포액 1-2 를 도포한 것 이외에는, 실시예 1-7 과 동일한 방법으로, 실시예 1-27 의 편광판용 보호 필름을 제조하였다. 제조한 편광판용 보호 필름의 밀착성은 실용상 문제가 없는 레벨이었다.
(비교예 1-6 편광판용 보호 필름의 제조)
비교예 1-6 에서는, WV 필름 및 피복층을 형성하고 있지 않은 편광판용 보호 필름을, 도포액 1-1 을 접착제로서 사용하고, 접착제층의 두께가 3㎛ 가 되도록 하여 편광자와 편광판 보호 필름을 접착시켰다. 그 후, 제조한 편광판은 50℃ 에서 15 분간 건조시켰다.
(비교예 1-7 의 편광판용 보호 필름의 제조)
수지층의 건조 온도를 50℃ 10 분간으로 한 것 이외에는 실시예 1-1 과 동일하게 하여, 비교예 1-7 의 편광판용 보호 필름을 제조하였다.
[액정 표시 장치의 성능]
TN 형 액정셀을 사용한 액정 표시 장치 (MRT-191S, 미쯔비시 전기 제조) 에 형성되어 있는 편광판을 박리시키고, 대신에 본 발명의 편광판을, 본 발명의 편광판용 보호 필름을 접착시킨 면이 외측 (공기 계면측) 에, 또한 편광판의 투과축이 제품에 접착되어 있던 편광판과 일치하도록 점착제를 개재시켜 접착시켰다. 암실에서, 액정 표시 장치를 표시하여, 육안으로 이하의 특성을 평가하였다.
<고습 및 저습 처리 후의 빛샘 평가 (주변 불균일 평가)>
액정 표시 장치를 60℃ 90% 50 시간 처리한 후, 25℃ 60% 의 환경 하에서 24 시간 방치한 후, 또는 70℃ 10% 50 시간 처리한 후, 25℃ 60% 의 환경 하에서 2 시간 방치한 후, 액정 표시 장치를 흑색 표시시키고, 정면으로부터의 빛샘을 복수의 관찰자에 의해 육안 평가한다.
◎ : 빛샘은 전혀 관찰되지 않았다.
○ : 빛샘은 거의 관찰되지 않았다.
△ : 빛샘이 있지만 문제가 없는 레벨이었다.
× : 빛샘이 확실히 관찰되었다.
얻어진 편광판용 보호 필름, 편광판, 액정 표시 장치의 평가 결과를 표 2 에 정리한다. 본 발명의 편광판은 편광도, 착색의 문제가 없고, 주변 불균일을 억 제할 수 있어 실용상 바람직한 성능을 나타냈다. 또한, 내찰상성, 방진성이 양호하고, 저반사율, 표면 산란성에 의한 반사도 저감시킬 수 있는, 화상 표시 장치의 표면에 사용하는 데 바람직한 성능을 나타냈다. 실시예 1-8 은 내찰상성이 떨어지지만, 그 이외의 성능은 양호하고, 화상 표시 장치의 내측 (시인자측에서 보아 액정셀의 이면측) 에 사용하는 데에는 충분한 성능을 나타냈다.
Figure 112007041577139-PAT00014
Figure 112007041577139-PAT00015
(실시예 1-28∼35)
하드코트층, 저굴절률층을 표 3 에 나타내는 바와 같이 변화시킨 것 이외에는 실시예 1-2 와 동일한 방법으로 실시예 1-28∼35 의 편광판용 보호 필름, 편광판, 액정 표시 장치를 제조하여 평가한 결과, 다른 성능을 악화시키지 않고, 표 4 에 나타내는 바와 같이 반사 성능이 변화되어, 각종 어플리케이션에 맞춘 편광판용 보호 필름의 선택이 가능하게 되었다.
Figure 112007041577139-PAT00016
Figure 112007041577139-PAT00017
(편광판 T1)
WV 필름을 통상의 TAC (TD80 후지 필름 (주) 제조) 로 한 것 이외에는 실시예 1-2 와 완전히 동일하게 하여 편광판 T1 을 제조하였다.
(편광판 Z1)
WV 필름을 저리타데이션 TAC (Z-TAC, 후지 필름 (주) 제조. Re=1㎚, Rth=-3㎚) 로 한 것 이외에는 실시예 1-2 와 완전히 동일하게 하여 편광판 Z1 을 제조하였다.
[액정 표시 장치의 성능]
또한, VA 형 액정 표시 장치 (LC-26GD3 샤프 제조) 에 형성되어 있는 편광판을 위상차막을 남긴 채 박리시키고, 대신에 본 발명의 편광판 T1 을 편광판의 투과축이 제품에 접착되어 있던 편광판과 일치하도록 접착시켰다.
IPS 형 액정 표시 장치 (Th-26LX300, 마쯔시타 제조) 에 형성되어 있는 편광판을 박리시키고, 대신에 본 발명의 편광판 Z1 을 편광판의 투과축이 제품에 접착되어 있던 편광판과 일치하도록 접착시켰다.
또한, IPS 형 액정 표시 장치 (32LC100 도시바 제조) 에 형성되어 있는 편광판을 표면측의 위상차막을 남기고, 이면측의 위상차막은 박리시키고, 대신에 본 발명의 편광판 Z1 을 편광판의 투과축이 제품에 접착되어 있던 편광판과 일치하도록 접착시켰다.
모두 피복층이 도포 형성되어 있는 측이 외측이 되도록 접착시켰다.
어느 액정 표시 장치도, 본 발명의 편광판을 사용함으로써, 주변 불균일을 유의하게 저감시킬 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 화상 표시 장치의 표면에 사용하는 데 충분한 내찰상성, 반사율이었다.
또한, 실시예 1-1∼29 의 장치에 관해서는, 백라이트측의 편광판만을 편광판 T1 로 바꾸고, 또한 백라이트측에 휘도 향상 필름 (DBEF 3M 제조) 을 넣은 액정 표시 장치를 제조하고, 주변 불균일 외의 성능을 악화시키지 않고, 디스플레이의 휘도가 향상되었다.
또, 휘도 향상 필름을 사용한 장치에 있어서, 휘도 향상 필름과 접하는 편광판용 보호 필름에 리타데이션이 매우 작은 Z-TAC 를 사용한 장치에서는 시야각의 색 변화가 작은 것이 확인되었다.
또한, 휘도 향상 필름을 넣은 액정 표시 장치에서, 휘도 향상 필름을 편광판을 점착제에 의해 밀착시킨 필름에서는, 더욱 가혹한 조건 하에서도 주변 불균일이 발생하지 않는 것을 알았다.
투명 기재 필름으로서 상기 실시예에 사용한 TD80-UL 대신에, 하기와 같이 제조한 셀룰로오스아실레이트 필름을 사용한 것 이외에는 상기 실시예 1-1∼29 와 동일한 방법으로 편광판용 보호 필름, 편광판, 화상 표시 장치를 제조하여 평가한 결과, 다른 성능에 영향을 미치지 않고, 편광판 내구성이 더욱 향상되었다.
(셀룰로오스아실레이트 용액의 조제)
하기의 조성물을 믹싱 탱크에 투입하고, 교반하여 각 성분을 용해하고, 셀룰로오스아실레이트 용액 A 를 조제하였다.
셀룰로오스아실레이트 용액 A 조성
셀룰로오스트리아세테이트 (아세틸 치환도 2.86) 100.0 질량부
트리페닐포스페이트 (가소제 1) 6.0 질량부
비페닐포스페이트 (가소제 2) 3.0 질량부
메틸렌클로라이드 (제 1 용매) 402.0 질량부
메탄올 (제 2 용매) 60.0 질량부
(매트제 용액의 조제)
하기의 조성물을 분산기에 투입하고, 교반시켜 각 성분을 용해하고, 매트제 용액 A 를 조제하였다.
매트제 용액 A 조성
평균 입자 직경 16㎚ 의 실리카 입자
(AEROSIL R972, 닛폰 아에로질 (주) 제조 2.2 질량부
셀룰로오스트리아세테이트 (아세틸 치환도 2.88) 2.0 질량부
트리페닐포스페이트 (가소제 1) 0.2 질량부
비페닐포스페이트 (가소제 2) 0.1 질량부
메틸렌클로라이드 (제 1 용매) 83.5 질량부
메탄올 (제 2 용매) 12.0 질량부
(자외선 흡수제 용액의 조제)
하기의 조성물을 믹싱 탱크에 투입하고, 가열하면서 교반시켜 각 성분을 용해하고, 자외선 흡수제 용액 A 를 조제하였다.
자외선 흡수제 용액 A 조성
UV-1 (자외선 흡수제 1) 3.0 질량부
UV-10 (자외선 흡수제 2) 12.0 질량부
셀룰로오스트리아세테이트 (아세틸 치환도 2.86) 4.4 질량부
트리페닐포스페이트 (가소제 1) 0.4 질량부
비페닐포스페이트 (가소제 2) 0.2 질량부
메틸렌클로라이드 (제 1 용매) 70.0 질량부
메탄올 (제 2 용매) 10.0 질량부
(셀룰로오스아실레이트 필름 1 의 제조)
셀룰로오스아실레이트 용액 A 를 97.4 질량부, 매트제 용액 A 를 1.3 질량부, 자외선 흡수제 용액 A 1.3 질량부 각각을 여과한 후에 혼합하고, 밴드 유연기를 사용하여 유연시켰다. 잔류 용제가 60% 로 필름을 밴드로부터 박리시키고, 100℃ 의 조건에서 필름을 클립텐터를 사용하여 폭을 유지하고, 5% 연신 후의 폭 그대로 130℃ 에서 30 초간 유지하였다. 그 후, 클립을 떼어 내어 130℃ 에서 40 분간 건조시켜 (건조 (1)), 셀룰로오스아실레이트 필름을 제조하였다. 완성된 셀룰로오스아실레이트 필름의 잔류 용제량은 0.2% 이고, 막두께는 80㎛ 이었다.
투명 기재 필름으로서 상기 실시예에 사용한 TD80-UL 대신에, 하기와 같이 제조한 셀룰로오스아실레이트 필름을 사용한 것 이외에는 상기 실시예 1-1∼16 과 동일한 방법으로 편광판용 보호 필름, 편광판, 액정 표시 장치를 제조하여 평가한 결과, 다른 성능에 영향을 미치지 않고, 두께를 변화시킬 수 있어, 편광판용 보호 필름의 두께의 선택지를 증가시킬 수 있었다.
[도프의 조제]
하기 조성의 각 도프 조성물, 매트제 용액 B 를 내압 밀폐 탱크에 교반하면서 투입한 후, 80℃ 에서 3 시간 가열하여 도프를 완전히 용해한 후, 추가로 여과하여 도프 조성물을 조제하였다.
도프 A-1
셀룰로오스아세테이트 (아세틸 치환도 2.88) 100 질량부
트리페닐포스핀 9 질량부
에틸프탈릴에틸글리콜레이트 3 질량부
UV-1 0.4 질량부
UV-6 0.8 질량부
UV-8 0.8 질량부
메틸렌클로라이드 475 질량부
에탄올 50 질량부
도프 A-2
셀룰로오스아세테이트 (아세틸 치환도 2.88) 100 질량부
트리페닐포스핀 11 질량부
UV-1 0.8 질량부
UV-11 0.8 질량부
메틸렌클로라이드 475 질량부
에탄올 50 질량부
단, UV-11 : 2-(2'-히드록시-3',5'-디-t-부틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸
도프 A-3
셀룰로오스아세테이트 (아세틸 치환도 2.88) 100 질량부
화합물 16 6 질량부
에틸프탈릴에틸글리콜레이트 12 질량부
UV-1 0 질량부
UV-6 4 질량부
UV-8 2 질량부
메틸렌클로라이드 475 질량부
에탄올 50 질량부
도프 A-4
셀룰로오스아세테이트프로피오네이트
(아세틸 치환도 1.9, 프로피오닐 치환도 0.8) 100 질량부
트리페닐포스핀 9 질량부
에틸프탈릴에틸글리콜레이트 3 질량부
UV-1 0.4 질량부
UV-6 0.8 질량부
UV-8 0.8 질량부
메틸렌클로라이드 475 질량부
에탄올 50 질량부
매트제 용액 B 조성
평균 입자 직경 16㎚ 의 실리카 입자
(AEROSIL R972, 닛폰 아에로질 (주) 제조 2.2 질량부
셀룰로오스트리아세테이트 (아세틸 치환도 2.88) 2.0 질량부
트리페닐포스페이트 (가소제 1) 0.2 질량부
비페닐포스페이트 (가소제 2) 0.1 질량부
메틸렌클로라이드 (제 1 용매) 85.5 질량부
에탄올 (제 2 용매) 10.0 질량부
[유연 제막]
(셀룰로오스에스테르 필름 B-1 의 제조)
도프 A01 (98.7 중량부) 및 매트제 용액 B (1.3 중량부) 를 혼합한 도프를 35℃ 로 온도 조정하고, 다이스에 송액하여 다이슬릿으로부터 엔드리스 스테인리스 벨트로 이루어지는 금속 지지체 상에 균일하게 유연하였다. 엔드리스 스테인리스 벨트의 유연부는 이면으로부터 35℃ 의 온수로 순환한 금속 롤을 내측으로부터 내접하고, 가열하였다. 유연 후, 지지체 상의 도프막 (스테인리스 벨트에 유연한 이후에는 웹이라고 하기로 한다) 에 44℃ 의 온풍을 맞게 하여 건조시키고, 유연에서 90 초 후에 박리 잔류 용매량을 40 질량% 로 박리하고, 다수의 롤로 반송시키면서 건조시켰다. 박리부의 엔드리스 스테인리스 벨트의 온도는 10℃ 로 하였다. 박리된 웹은 50℃ 로 설정된 제 1 건조 존을 1 분간 반송시킨 후, 제 2 건조 존 입구에서 80℃ 로 하여 텐터로 웹 단부를 파지하고, 90℃ 에서 폭 방향으로 1.1 배로 연신하였다. 연신 후, 그 폭을 유지한 채 수초간 유지한 후, 폭 유지를 해방시키고, 또한 125℃ 로 설정된 제 3 건조 존에서 20 분간 반송시키고, 건조시켜 막두께 80㎛ 의 셀룰로오스에스테르 필름 시료 B01 을 얻었다.
도프 A01 대신에 사용하는 도프의 종류, 및 유연 후의 필름 시료의 막두께가 하기 표에 기재된 값이 되는 것 이외에는, 셀룰로오스 필름 시료 A01 과 동일한 방법에 의해 유연 제막하고, 셀룰로오스 필름 시료 B02∼B05 를 제조하였다.
필름 시료 도프 막두께
B-1 A-1 80㎛
B-2 A-1 40㎛
B-3 A-2 60㎛
B-4 A-3 80㎛
B-5 A-4 80㎛
B-6 A-4 40㎛
《실시예 2》
[피복층용 도포액의 조제]
<피복층용 도포액 2-1>
(PVA (4%))
순수 375g
이소프로필알코올 202g
PVA124C 24g
순수와 이소프로필알코올을 70℃ 로 승온시키고, 교반하면서 PVA124C 를 조금씩 첨가하고, PVA124C 가 용해될 때까지 교반을 계속하였다. PVA124C 용해 후, 실온으로 되돌리고, 중량 감소분의 용매량을 보정하였다.
(피복층용 도포액 2-1)
이소프로필알코올 19g
순수 47g
테트라에톡시실란 27g
0.1N-HCl 1.3g
PVA (4 %) 106g
N,N-디메틸벤질아민 0.002g
<피복층용 도포액 2-2>
순수 47g
에탄올 19g
테트라에톡시실란 29g
0.1N-HCl 1.3g
γ-아크릴옥시프로필트리메톡시실란 2.22g
N,N-디메틸벤질아민 0.002g
<피복층용 도포액 2-3>
순수 47g
에탄올 19g
테트라에톡시실란 29g
0.1N-HCl 1.3g
γ-아미노프로필트리메톡시실란 2.22g
<피복층용 도포액 2-4>
순수 47g
에탄올 19g
테트라에톡시실란 28g
0.1N-HCl 1.3g
γ-아크릴옥시프로필트리메톡시실란 1.52g
γ-아미노프로필트리메톡시실란 1.52g
<피복층용 도포액 2-5>
이소프로필알코올 19g
순수 47g
테트라에톡시실란 24.78g
0.1N-HCl 1.3g
PVA (4 %) 106g
γ-아크릴옥시프로필트리메톡시실란 2.22g
N,N-디메틸벤질아민 0.002g
<피복층용 도포액 2-6>
이소프로필알코올 19g
순수 47g
테트라에톡시실란 24.78g
0.1N-HCl 1.3g
PVA (4 %) 106g
γ-아미노프로필트리메톡시실란 2.22g
<피복층용 도포액 2-7>
이소프로필알코올 19g
순수 47g
테트라에톡시실란 24.78g
0.1N-HCl 1.3g
PVA (4 %) 106g
γ-아크릴옥시프로필트리메톡시실란 1.11g
γ-아미노프로필트리메톡시실란 1.11g
<피복층용 도포액 2-8>
(양 말단 트리에톡시실란 화합물 A 의 합성)
γ-아미노프로필트리메톡시실란 1㏖ 과 레졸시놀디글리시딜에테르 0.5㏖ 을, 메탄올 용매 중, 60℃ 에서 5 시간 반응시켜 양 말단 트리에톡시실란 화합물 A 를 얻었다.
(피복층용 도포액 2-8)
메탄올 23g
순수 40g
테트라메톡시실란 5g
0.1N-HCl 0.3g
양 말단 트리에톡시실란 화합물 A 2g
(피복층용 도포액 2-9)
메탄올 23g
순수 40g
테트라메톡시실란 5g
0.1N-HCl 0.3g
양 말단 트리에톡시실란 화합물 A 1.5g
γ-아크릴옥시프로필트리메톡시실란 0.5g
<피복층용 도포액 2-10>
(양 말단 트리에톡시실란 화합물 B 의 합성)
γ-아미노프로필트리메톡시실란 1㏖ 과 비스페놀 A 디글리시딜에테르 0.5㏖ 을, 메탄올 용매 중에서, 60℃ 에서 5 시간 반응시켜 양 말단 트리에톡시실란 화합물 B 를 얻었다.
(피복층용 도포액 2-10)
메탄올 23g
순수 40g
테트라메톡시실란 5g
0.1N-HCl 0.3g
양 말단 트리에톡시실란 화합물 B 2g
(실시예 2-1 의 편광판용 보호 필름의 제조)
(코로나 방전 처리)
80㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스 필름 (TAC-TD80U, 후지 필름 (주) 제조) 을 롤 형태로 감고, 반송 속도 105m/분 조건으로 반송한 상태에서, 727J/㎡ 의 조건으로 그 지지체 표면에 코로나 방전 처리를 실시하였다.
(피복층의 도포 형성)
코로나 방전 처리가 끝난 80㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스 필름을 롤 형태로 감고, 마이크로그라비아 코터를 사용하여, 피복층용 도포액 2-1 을 코로나 방전 처리를 해 놓은 면 상에 도포하고, 120℃ 에서 10 분 건조시켜 권취하였다. 피복층의 건조 막두께는 1.2㎛ 이었다.
(하드코트층의 도포 형성)
피복층을 도포 형성한 80㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스 필름을 롤 형태로 감고, 마이크로그라비아 코터를 사용하여, 하드코트층용 도포액 1 을 편광판용 보호 필름의 하도층 2 상에 도포하였다. 반송 속도 30m/분의 조건으로 도포하고, 30℃ 에서 15 초간, 90℃ 에서 20 초간 건조시킨 후, 추가로 질소 퍼지 하에서 160W/㎝ 의 공랭 메탈할라이드 램프 (아이그래픽스 (주) 제조) 를 사용하여, 조사량 90mJ/㎠ 의 자외선을 조사하여 도포층을 경화시키고, 두께 6㎛ 의 방현성을 갖는 하드코트층을 형성하였다.
(저굴절률층의 도포 형성)
피복층 및 하드코트층을 도포 형성한 80㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스 필름을 롤 형태로 감고, 마이크로그라비아 코터를 사용하여, 저굴절률층용 도포액 1 을 하드코트층을 도포해 놓은 면 상에 도포하였다. 120℃ 에서 150 초 건조시킨 후, 추가로 140℃ 에서 8 분 건조시키고 나서 질소 퍼지에 의해 산소 농도 0.1% 의 분위기 하에서 240W/㎝ 의 공랭 메탈할라이드 램프 (아이그래픽스 (주) 제조) 를 사용하여, 조사량 300mJ/㎠ 의 자외선을 조사하고, 두께 100㎚ 의 저굴절률층을 형성하고, 권취하여 실시예 2-1 의 편광판용 보호 필름을 제조하였다.
(실시예 2-2∼15, 비교예 2-1∼4 의 편광판용 보호 필름의 제조)
전처리, 하도층 1, 피복층, 하도층 2, 하드코트층, 저굴절률층의 전처리, 각 층의 유무, 도포액의 종류, 막두께를 표 5 에 나타내는 바와 같이 변화시킨 것 이외에는 실시예 2-1 과 동일한 방법으로 실시예 2-2∼15, 비교예 2-1∼4 의 편광판용 보호 필름을 제조하였다. 비누화 처리, 하도층의 도포 형성은 하기와 같이 실시하였다.
(비누화 처리)
80㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스 필름 (TAC-TD80U, 후지 필름 (주) 제조) 을 롤 형태로 감고, 1.5㏖/L, 55℃ 의 NaOH 수용액 중에 2 분간 침지한 후, 중화, 수세하고, 비누화 처리가 끝난 트리아세틸셀룰로오스 필름을 제조하였다.
(하도층 1 의 도포 형성)
80㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스 필름 (TAC-TD80U, 후지 필름 (주) 제조) 을 롤 형태로 감고, 일방의 면 (하드코트층과의 접착 계면이 되는 면) 에, 하도층용 도포액 S1 을 건조 막두께가 90㎚ 가 되도록 도포, 건조시켰다.
(하도층 2 의 도포 형성)
피복층을 도포 형성한 80㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스 필름을 롤 형태로 감고, 피복층 상에 하도층용 도포액 S1 을 건조 막두께가 90㎚ 가 되도록 도포, 건조시켰다.
(하도층 2 의 도포 형성 졸 b 액을 사용하는 경우)
피복층을 도포 형성한 80㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스 필름을 롤 형태로 감고, 피복층 상에 졸 b 액 S1 을 건조 막두께가 100㎚ 가 되도록 도포하고, 70℃ 에서 120 초간 건조시킨 후, 추가로 질소 퍼지 하에서 160W/㎝ 의 공랭 메탈할라이드 램프 (아이그래픽스 (주) 제조) 를 사용하여, 조사량 90mJ/㎠ 의 자외선을 조사하여 도포층을 경화시켰다.
(하드코트층용 도포액 6, 7 을 사용한, 하드코트층의 형성)
하드코트층용 도포액 6, 7 만은, 하드코트층의 형성 조건을 다음과 같이 변경하였다. 피복층을 도포 형성한 80㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스 필름을 롤 형태로 감고, 리버스 그라비아 코터를 사용하여, 하드코트층용 도포액을 피복층 상에 도포하고, 70℃ 에서 180 초간 건조시킨 후, 추가로 질소 퍼지 하에서 160W/㎝ 의 공랭 메탈할라이드 램프 (아이그래픽스 (주) 제조) 를 사용하여, 조사량 90mJ/㎠ 의 자외선을 조사하여 도포층을 경화시키고, 두께 6㎛ 의 방현성을 갖는 하드코트층을 형성하였다.
(저굴절률층용 도포액 4 를 사용한, 저굴절률층의 형성)
저굴절률층용 도포액 4 는, 저굴절률층의 형성 조건을 다음과 같이 변경하였다. 피복층을 도포 형성한 80㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스 필름을 롤 형태로 감고, 마이크로그라비아 코터를 사용하여, 저굴절률층용 도포액 4 를 하드코트층을 도포해 놓은 면 상에 도포하였다. 90℃ 에서 60 초 건조시키고 나서, 질소 퍼지에 의해 산소 농도 0.1% 의 분위기 하에서 240W/㎝ 의 공랭 메탈할라이드 램프 (아이그래픽스 (주) 제조) 를 사용하여, 조사량 900mJ/㎠ 의 자외선을 조사하고, 두께 100㎚ 의 저굴절률층을 형성하였다. 또한, 저굴절률층용 도포액 3, 5 를 사용하는 경우에도 동일한 형성법을 사용하고, 저굴절률층용 도포액 2 는 저굴절률층용 도포액 1 과 동일한 형성법을 사용하였다.
[편광자의 제조]
두께 120㎛ 의 폴리비닐알코올 필름을 요오드 1 질량부, 요오드화 칼륨 2 질량부, 붕산 4 질량부를 함유하는 수용액에 침지하고, 50℃ 에서 4 배로 연신하여 편광자를 제조하였다.
(다른 편광판용 보호 필름)
광학 이방성층이 도포되어 있는 WV 필름 (후지 필름 (주) 제조) 을 55℃ 의 1.5㏖/L 의 수산화나트륨 수용액 중에 2 분간 침지한 후, 중화, 수세, 건조시켰다.
[편광판의 제조]
편광판용 보호 필름 2-1∼15, 비교예 1-1∼4 의 피복층이 도포되어 있지 않은 면과 상기 비누화한 WV 필름의 광학 이방성층이 도포되어 있지 않은 면에, 상기 편광자를 완전 비누화형 폴리비닐알코올 5% 수용액을 접착제로 하여 접착시켜 편광판을 제조하였다.
[액정 표시 장치의 성능]
TN 형 액정셀을 사용한 액정 표시 장치 (MRT-191S, 미쯔비시 전기 제조) 에 형성되어 있는 편광판을 박리시키고, 대신에 본 발명의 편광판을, 본 발명의 편광판용 보호 필름을 접착시킨 면이 외측 (공기 계면측) 에, 또한 편광판의 투과축이 제품에 접착되어 있던 편광판과 일치하도록 점착제를 개재시켜 접착시켰다. 암실에서, 액정 표시 장치를 표시하여, 육안으로 이하의 특성을 평가하였다.
<고습 및 저습 처리 후의 빛샘 평가 (주변 불균일 평가)>
액정 표시 장치를 60℃ 90% 50 시간, 또는 70℃ 10% 50 시간 처리 후에, 25℃ 60% 의 환경 하에서 2 시간 방치한 후, 액정 표시 장치를 흑색 표시시키고, 정면으로부터의 빛샘을 복수의 관찰자에 의해 육안 평가한다.
◎ : 빛샘은 관찰되지 않았다.
△ : 빛샘이 있지만 문제가 없는 레벨이었다.
× : 빛샘이 확실히 관찰되었다.
얻어진 편광판용 보호 필름, 편광판, 액정 표시 장치의 평가 결과를 표 6 에 정리한다. 본 발명의 편광판은 편광도, 착색의 문제가 없고, 주변 불균일을 억제할 수 있어 실용상 바람직한 성능을 나타냈다. 또한, 내찰상성, 방진성이 양호하고, 저반사율, 표면 산란성에 의한 반사도 저감시킬 수 있는, 화상 표시 장치의 표면에 사용하는 데 바람직한 성능을 나타냈다.
Figure 112007041577139-PAT00018
Figure 112007041577139-PAT00019
(실시예 2-16)
하도층 1, 2 를 하기와 같이 변경하는 것 이외에는 실시예 2-14 와 동일한 방법으로 실시예 2-16 의 편광판용 보호 필름, 편광판, 액정 표시 장치를 제조하여 평가한 결과, 방진성, 편광판 성능의 내광성이 향상되었다.
하도층 S2, S3 은 하기에 나타내는 바와 같이 도포 형성하였다.
(하도층 S2 의 도포 형성)
80㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스 필름 (TAC-TD80U, 후지 필름 (주) 제조) 을 롤 형태로 감고, 하드코트층을 도포 형성 하는 면에 하기의 방법으로 2 층 도포하였다.
반송 속도 105m/분 조건으로 반송한 상태에서, 하도층용 도포액 S2 의 1 층째 도포액을 바코트법에 의해 도포하였다. 도포량은 7.1㏄/㎡ 로 하고, 에어 부상 건조 존에서 180℃, 1 분 건조시킴으로써 대전 방지층을 얻었다.
이어서, 반송 속도 105m/분을 유지한 상태에서, 하도층 S2 의 1 층째 상에 하도층용 도포액 S2 의 2 층째 도포액을 바코트법에 의해 도포하였다. 도포량은 5.05㏄/㎡ 로 하고, 에어 부상 건조 존에서 160℃, 1 분 건조시킴으로써 2 층 구성의 하도층 S2 를 얻었다.
(하도층 S3 의 도포 형성)
피복층이 부착된 80㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스 필름을 롤 형태로 감고, 피복층 상에 하기의 방법으로 2 층 도포하였다.
반송 속도 105m/분 조건으로 반송한 상태에서, 하도층용 도포액 S3 의 1 층째 도포액을 바코트법에 의해 도포하였다. 도포량은 5.05㏄/㎡ 로 하고, 에어 부상 건조 존에서 180℃, 1 분 건조시킴으로써 하도층 1 층째를 얻었다.
이어서, 반송 속도 105m/분을 유지한 상태에서, 하도층 S3 의 1 층째 상에 하도층용 도포액 S3 의 2 층째 도포액을 바코트법에 의해 도포하였다. 도포량은 8.7㏄/㎡ 로 하고, 에어 부상 건조 존에서 160℃, 1 분 건조시킴으로써 2 층 구성의 하도층 S3 을 얻었다.
(실시예 2-17∼22)
하드코트층, 저굴절률층을 표 7 에 나타내는 바와 같이 변화시킨 것 이외에는 실시예 2-1 과 동일한 방법으로 실시예 2-17∼22 의 편광판용 보호 필름, 편광판, 액정 표시 장치를 제조하여 평가한 결과, 다른 성능을 악화시키지 않고, 표 8 에 나타내는 바와 같이 반사 성능이 변화되어, 각종 어플리케이션에 맞춘 편광판용 보호 필름의 선택이 가능하게 되었다.
실시예 2-17 및 실시예 2-19 는 클리어감이 있는 면에서는 우수하지만, 다른 실시예와 비교하면, 간섭 불균일이 다소 있는 면에서 떨어졌다. 본 발명의 표면 보호 필름은 간섭 불균일의 관점에서, 표면 산란을 부여하는 것이 바람직한 것을 알았다. 또한, 실시예 17 과 19 를 비교하면, 간섭 불균일의 관점에서는, 양자간에 실시예 17 이 우수한 것을 알았다. 편광판용 보호 필름에 내부 산란을 부여하는 것은 간섭 불균일 저감의 관점에서 바람직한 것을 알았다.
Figure 112007041577139-PAT00020
Figure 112007041577139-PAT00021
(실시예 2-23)
하드코트층 및 저굴절률층을 형성하지 않는 것 이외에는 실시예 2-1 과 동일한 방법으로 실시예 2-23 을 제조하였다. 실시예 2-23 은 내찰상성, 방진성이 떨어지지만, 그 이외의 성능은 양호하고, 화상 표시 장치의 내측 (시인자측에서 보아 액정셀의 이면측) 에 사용하는 데에는 충분한 성능을 나타냈다.
(실시예 2-24)
피복층용 도포액 2-10 으로 바꾼 것 이외에는 실시예 2-12 와 동일한 방법으로 실시예 2-24 의 편광판용 보호 필름, 편광판, 액정 표시 장치를 제조하여 평가한 결과, 실시예 2-12 와 거의 동일한 성능이 얻어졌다.
(편광판 T2)
WV 필름을 통상의 TAC (TD80 후지 필름 (주) 제조) 로 한 것 이외에는 실시예 2-3 과 완전히 동일하게 하여 편광판 T2 를 제조하였다.
(편광판 Z2)
WV 필름을 저리타데이션 TAC (Z-TAC, 후지 필름 (주) 제조. Re=1㎚, Rth=-3㎚) 로 한 것 이외에는 실시예 2-3 과 동일하게 하여 편광판 Z2 를 제조하였다.
[액정 표시 장치의 성능]
또한, VA 형 액정 표시 장치 (LC-26GD3, 샤프 제조) 에 형성되어 있는 편광판을 위상차막을 남긴 채 박리시키고, 대신에 본 발명의 편광판 T2 를 편광판의 투과축이 제품에 접착되어 있던 편광판과 일치하도록 접착시켰다.
IPS 형 액정 표시 장치 (Th-26LX300, 마쯔시타 제조) 에 형성되어 있는 편광판을 박리시키고, 대신에 본 발명의 편광판 Z2 를 편광판의 투과축이 제품에 접착되어 있던 편광판과 일치하도록 접착시켰다.
또한, IPS 형 액정 표시 장치 (32LC100, 도시바 제조) 에 형성되어 있는 편광판을 표면측의 위상차막을 남기고, 이면측의 위상차막은 박리시키고, 대신에 본 발명의 편광판 Z2 를 편광판의 투과축이 제품에 접착되어 있던 편광판과 일치하도록 접착시켰다. 모두 피복층이 도포 형성되어 있는 측이 외측이 되도록 접착시켰다. 어느 액정 표시 장치도, 본 발명의 편광판을 사용함으로써, 주변 불균일을 유의하게 저감시킬 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 화상 표시 장치의 표면에 사용하는 데 충분한 내찰상성, 반사율이었다.
또한, 실시예 2-1∼24 의 장치에 관해서는, 백라이트측의 편광판만을 편광판 T2 로 바꾸고, 또한 백라이트측에 휘도 향상 필름 (DBEF, 3M 제조) 을 넣은 액정 표시 장치를 제조하고, 주변 불균일 외의 성능을 악화시키지 않고, 디스플레이의 휘도가 향상되었다.
또, 휘도 향상 필름을 사용한 장치에 있어서, 휘도 향상 필름과 접하는 편광판용 보호 필름에 리타데이션이 매우 작은 Z-TAC 를 사용한 장치에서는 시야각의 색 변화가 작은 것이 확인되었다.
또한, 휘도 향상 필름을 넣은 액정 표시 장치에서, 휘도 향상 필름을 편광판을 점착제에 의해 밀착시킨 필름에서는, 더욱 과혹한 조건 하에서도 주변 불균일이 발생하지 않는 것을 알았다.
투명 기재 필름으로서 상기 실시예에 사용한 TD80-UL 대신에, 하기와 같이 제조한 셀룰로오스아실레이트 필름을 사용한 것 이외에는 상기 실시예 2-1∼24 와 동일한 방법으로 편광판용 보호 필름, 편광판, 액정 표시 장치를 제조하여 평가한 결과, 다른 성능에 영향을 미치지 않고, 편광판 내구성이 더욱 향상되었다.
(셀룰로오스아실레이트 용액의 조제)
하기의 조성물을 믹싱 탱크에 투입하고, 교반시켜 각 성분을 용해하고, 셀룰로오스아실레이트 용액 A 를 조제하였다.
셀룰로오스아실레이트 용액 A 조성
셀룰로오스트리아세테이트 (아세틸 치환도 2.86) 100.0 질량부
트리페닐포스페이트 (가소제 1) 6.0 질량부
비페닐포스페이트 (가소제 2) 3.0 질량부
메틸렌클로라이드 (제 1 용매) 402.0 질량부
메탄올 (제 2 용매) 60.0 질량부
(매트제 용액의 조제)
하기의 조성물을 분산기에 투입하고, 교반시켜 각 성분을 용해하고, 매트제 용액 A 를 조제하였다.
매트제 용액 A 조성
평균 입자 직경 16㎚ 의 실리카 입자
(AEROSIL R972, 닛폰 아에로질 (주) 제조 2.2 질량부
셀룰로오스트리아세테이트 (아세틸 치환도 2.88) 2.0 질량부
트리페닐포스페이트 (가소제 1) 0.2 질량부
비페닐포스페이트 (가소제 2) 0.1 질량부
메틸렌클로라이드 (제 1 용매) 83.5 질량부
메탄올 (제 2 용매) 12.0 질량부
(자외선 흡수제 용액의 조제)
하기의 조성물을 믹싱 탱크에 투입하고, 가열하면서 교반시켜 각 성분을 용해하고, 자외선 흡수제 용액 A 를 조제하였다.
자외선 흡수제 용액 A 조성
UV-1 (자외선 흡수제 1) 3.0 질량부
UV-10 (자외선 흡수제 2) 12.0 질량부
셀룰로오스트리아세테이트 (아세틸 치환도 2.86) 4.4 질량부
트리페닐포스페이트 (가소제 1) 0.4 질량부
비페닐포스페이트 (가소제 2) 0.2 질량부
메틸렌클로라이드 (제 1 용매) 70.0 질량부
메탄올 (제 2 용매) 10.0 질량부
(셀룰로오스아실레이트 필름 1 의 제조)
셀룰로오스아실레이트 용액 A 를 97.4 질량부, 매트제 용액 A 를 1.3 질량부, 자외선 흡수제 용액 A 1.3 질량부 각각을 여과한 후에 혼합하고, 밴드 유연기를 사용하여 유연시켰다. 잔류 용제가 60% 로 필름을 밴드로부터 박리시키고, 100℃ 의 조건에서 필름을 클립텐터를 사용하여 폭을 유지하고, 5% 연신 후의 폭 그대로 130℃ 에서 30 초간 유지하였다. 그 후, 클립을 떼어 내어 130℃ 에서 40 분간 건조시켜 (건조 (1)), 셀룰로오스아실레이트 필름을 제조하였다. 완성된 셀룰로오스아실레이트 필름의 잔류 용제량은 0.2% 이고, 막두께는 80㎛ 이었다.
투명 기재 필름으로서 상기 실시예에 사용한 TD80-UL 대신에, 하기와 같이 제조한 셀룰로오스아실레이트 필름을 사용한 것 이외에는 상기 실시예 1-1∼16 과 동일한 방법으로 편광판용 보호 필름, 편광판, 액정 표시 장치를 제조하여 평가한 결과, 다른 성능에 영향을 미치지 않고, 두께를 변화시킬 수 있어, 편광판용 보호 필름의 두께의 선택지를 증가시킬 수 있었다.
[도프의 조제]
하기 조성의 각 도프 조성물, 매트제 용액 B 를 내압 밀폐 탱크에 교반하면서 투입한 후, 80℃ 에서 3 시간 가열하여 도프를 완전히 용해한 후, 추가로 여과하여 도프 조성물을 조제하였다.
도프 A-1
셀룰로오스아세테이트 (아세틸 치환도 2.88) 100 질량부
트리페닐포스핀 9 질량부
에틸프탈릴에틸글리콜레이트 3 질량부
UV-1 0.4 질량부
UV-6 0.8 질량부
UV-8 0.8 질량부
메틸렌클로라이드 475 질량부
에탄올 50 질량부
도프 A-2
셀룰로오스아세테이트 (아세틸 치환도 2.88) 100 질량부
트리페닐포스핀 11 질량부
UV-1 0.8 질량부
UV-11 0.8 질량부
메틸렌클로라이드 475 질량부
에탄올 50 질량부
단, UV-11 : 2-(2'-히드록시-3',5'-디-t-부틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸
도프 A-3
셀룰로오스아세테이트 (아세틸 치환도 2.88) 100 질량부
화합물 16 6 질량부
에틸프탈릴에틸글리콜레이트 12 질량부
UV-1 0 질량부
UV-6 4 질량부
UV-8 2 질량부
메틸렌클로라이드 475 질량부
에탄올 50 질량부
도프 A-4
셀룰로오스아세테이트프로피오네이트
(아세틸 치환도 1.9, 프로피오닐 치환도 0.8) 100 질량부
트리페닐포스핀 9 질량부
에틸프탈릴에틸글리콜레이트 3 질량부
UV-1 0.4 질량부
UV-6 0.8 질량부
UV-8 0.8 질량부
메틸렌클로라이드 475 질량부
에탄올 50 질량부
매트제 용액 B 조성
평균 입자 직경 16㎚ 의 실리카 입자
(AEROSIL R972, 닛폰 아에로질 (주) 제조 2.2 질량부
셀룰로오스트리아세테이트 (아세틸 치환도 2.88) 2.0 질량부
트리페닐포스페이트 (가소제 1) 0.2 질량부
비페닐포스페이트 (가소제 2) 0.1 질량부
메틸렌클로라이드 (제 1 용매) 85.5 질량부
에탄올 (제 2 용매) 10.0 질량부
[유연 제막]
(셀룰로오스에스테르 필름 B-1 의 제조)
도프 A01 (98.7 중량부) 및 매트제 용액 B (1.3 중량부) 를 혼합한 도프를 35℃ 로 온도 조정하고, 다이스에 송액하여 다이슬릿으로부터 엔드리스 스테인리스 벨트로 이루어지는 금속 지지체 상에 균일하게 유연하였다. 엔드리스 스테인리스 벨트의 유연부는 이면으로부터 35℃ 의 온수로 순환한 금속 롤을 내측으로부터 내접하고, 가열하였다. 유연 후, 지지체 상의 도프막 (스테인리스 벨트에 유연한 이후에는 웹이라고 하기로 한다) 에 44℃ 의 온풍을 맞게 하여 건조시키고, 유연에서 90 초 후에 박리 잔류 용매량을 40 질량% 로 박리하고, 다수의 롤로 반송시키면서 건조시켰다. 박리부의 엔드리스 스테인리스 벨트의 온도는 10℃ 로 하였다. 박리된 웹은 50℃ 로 설정된 제 1 건조 존을 1 분간 반송시킨 후, 제 2 건조 존 입구에서 80℃ 로 하여 텐터로 웹 단부를 파지하고, 90℃ 에서 폭 방향으로 1.1 배로 연신하였다. 연신 후, 그 폭을 유지한 채 수초간 유지한 후, 폭 유지를 해방시키고, 또한 125℃ 로 설정된 제 3 건조 존에서 20 분간 반송시키고, 건조시켜 막두께 80㎛ 의 셀룰로오스에스테르 필름 시료 B01 을 얻었다.
도프 A01 대신에 사용하는 도프의 종류, 및 유연 후의 필름 시료의 막두께가 하기 표에 기재된 값이 되는 것 이외에는, 셀룰로오스 필름 시료 A01 과 동일한 방법에 의해 유연 제막하고, 셀룰로오스 필름 시료 B02∼B05 를 제조하였다.
필름 시료 도프 막두께
B-1 A-1 80㎛
B-2 A-1 40㎛
B-3 A-2 60㎛
B-4 A-3 80㎛
B-5 A-4 80㎛
B-6 A-4 40㎛
《실시예 4》
[피복층용 도포액의 조제]
하기의 조성물을 믹싱 탱크에 투입하고, 실온에서 1 시간 교반시킴으로써 피복층용 도포액 4-1∼4-4, 4-6∼4-10 을 조제하였다.
<피복층용 도포액 4-1>
화합물 4-1 90 중량부
DPHA 10 중량부
글리시딜메타크릴레이트 5 중량부
Irg. 907 3 중량부
MEK 90 중량부
MIBK 60 중량부
<피복층용 도포액 4-2>
화합물 4-1 100 중량부
Irg. 907 3 중량부
MEK 90 중량부
MIBK 60 중량부
<피복층용 도포액 4-3>
화합물 4-1 90 중량부
DPHA 10 중량부
Irg. 907 3 중량부
MEK 90 중량부
MIBK 60 중량부
<피복층용 도포액 4-4>
화합물 4-1 90 중량부
DPHA 10 중량부
글리시딜메타크릴레이트 5 중량부
Irg. 907 3 중량부
MIBK 150 중량부
<피복층용 도포액 4-6>
DPHA 100 중량부
Irg. 907 3 중량부
MEK 90 중량부
MIBK 60 중량부
<피복층용 도포액 4-7>
화합물 4-2 90 중량부
DPHA 10 중량부
Irg. 907 3 중량부
MEK 90 중량부
MIBK 60 중량부
<피복층용 도포액 4-8>
화합물 4-2 90 중량부
DPHA 10 중량부
글리시딜메타크릴레이트 5 중량부
Irg. 907 3 중량부
MEK 90 중량부
MIBK 60 중량부
<피복층용 도포액 4-9>
화합물 4-3 90 중량부
DPHA 10 중량부
Irg. 907 3 중량부
MEK 90 중량부
MIBK 60 중량부
<피복층용 도포액 4-10>
화합물 4-3 90 중량부
DPHA 10 중량부
글리시딜메타크릴레이트 5 중량부
Irg. 907 3 중량부
MEK 90 중량부
MIBK 60 중량부
<피복층용 도포액 4-5>
믹싱 탱크에 MIBK (60 중량부) 와 MEK (90 중량부) 를 넣은 후, 교반하면서 소마시프 MPE (코프 케미컬사 제조) 10 중량부를 첨가하였다. 첨가한 후, US 분산 장치로 4℃ 의 냉수로 냉각시키면서 10 분간 분산 처리하였다. 분산 처리한 후, 추가로 화합물 4-1 (90 중량부), DPHA (10 중량부), 글리시딜메타크릴레이트 (3 중량부) 를 투입한 후, 교반하고 4℃ 의 냉수로 냉각시키면서 US 분산 처리를 추가로 30 분 실시함으로써, 피복층용 도포액 4-5 를 제조하였다.
소마시프 MPE 10 중량부
화합물 4-1 90 중량부
DPHA 10 중량부
글리시딜메타크릴레이트 5 중량부
Irg. 907 3 중량부
MEK 90 중량부
MIBK 60 중량부
<피복층용 도포액 4-11>
피복층용 도포액 4-5 와 동일한 방법에 의해 피복층용 도포액 4-11 을 제조하였다.
소마시프 MPE 10 중량부
화합물 4-3 90 중량부
DPHA 10 중량부
글리시딜메타크릴레이트 5 중량부
Irg. 907 3 중량부
MEK 90 중량부
MIBK 60 중량부
<피복층용 도포액 4-12>
믹싱 탱크에 H2O (810 중량부) 를 넣고, 교반하면서 P-10 (90 중량부) 을 첨가하여 완전히 용해될 때까지 1 시간 교반하였다. 또한, 디알데히드 전분 (10 중량부), p-톨루엔술폰산 (0.2 중량부) 을 교반하면서 첨가한 후, 추가로 30 분 교반함으로써, 피복층용 도포액 4-12 를 제조하였다.
P-10 90 중량부
H2O 810 중량부
디알데히드 전분 18 중량부
p-톨루엔술폰산 0.2 중량부
<피복층용 도포액 4-13>
피복층용 도포액 4-12 와 동일한 방법에 의해 피복층용 도포액 4-13 을 제조하였다.
P-10 90 중량부
H2O 810 중량부
디알데히드 전분 18 중량부
DENACOL EX-321 5 중량부
p-톨루엔술폰산 0.2 중량부
<피복층용 도포액 4-14>
믹싱 탱크에 H2O (810 중량부) 를 넣고, 교반하면서 P-10 (90 중량부) 을 첨가하여 완전히 용해될 때까지 1 시간 교반하였다. 또한, 교반하면서 소마시프 ME-100 (코프 케미컬사 제조) 10 중량부를 첨가하였다. 첨가한 후, US 분산 장치로 4℃ 의 냉수로 냉각시키면서 10 분간 분산 처리를 실시하였다. 분산 처리를 실시한 후, 추가로 디알데히드 전분 (18 중량부), DENACOL EX-321 (3 중량부) 을 투입한 후, 교반하고 4℃ 의 냉수로 냉각시키면서 US 분산 처리를 추가로 30 분 실시하고, 그 후, 교반하면서 p-톨루엔술폰산 (0.2 중량부) 을 첨가하고, 추가로 30 분 교반함으로써 피복층용 도포액 4-14 를 제조하였다.
P-10 90 중량부
H2O 810 중량부
소마시프 ME-100 10 중량부
디알데히드 전분 18 중량부
DENACOL EX-321 5 중량부
p-톨루엔술폰산 0.2 중량부
<피복층용 도포액 4-15>
믹싱 탱크 내를 질소 분위기로 한 후, 메탄올 (150 중량부) 을 넣고, 교반하면서 에포민 SP-003 (40 중량부), γ-글리시드옥시프로필트리메톡시실란 (60 중량부) 을 넣고, 추가로 질소 분위기하, 65℃ 에서 3 시간 교반하였다. 또한, TMOS (400 중량부), 메탄올 (60 중량부) 을 첨가한 후, 1 시간 교반함으로써 피복층용 도포액 4-15 를 제조하였다.
에포민 SP-003 40 중량부
γ-글리시드옥시프로필트리메톡시실란 60 중량부
메탄올 150 중량부
TMOS 400 중량부
메탄올 60 중량부
<오버코트용 도포액 4-15B>
또한, 다른 믹싱 탱크에 MEK (200 중량부) 를 넣은 후, 교반하면서 콜로네이트 L (30 중량부), 닛포란 (150 중량부) 을 첨가한 후에 1 시간 교반하여 완전히 용해시키고, 오버코트용 도포액 4-15B 를 제조하였다.
콜로네이트 L 40 중량부
닛포란 150 중량부
MEK 200 중량부
<피복층용 도포액 4-16>
피복층용 도포액 4-15 와 동일하게 하여 4-16 을 제조하였다.
에포민 SP-003 40 중량부
γ-글리시드옥시프로필트리메톡시실란 60 중량부
메탄올 150 중량부
TMOS 400 중량부
DENACOL EX-321 20 중량부
메탄올 60 중량부
<피복층용 도포액 4-17>
믹싱 탱크 내를 질소 분위기로 한 후, 메탄올 (150 중량부) 을 넣고, 교반하면서 에포민 SP-003 (40 중량부), γ-글리시드옥시프로필트리메톡시실란 (60 중량부) 을 넣고, 추가로 질소 분위기하, 65℃ 에서 3 시간 교반하였다. 또한, TMOS (400 중량부), DENACOL EX-321 (5 중량부), 메탄올 (60 중량부) 을 첨가한 후, 완전히 용해될 때까지 1 시간 교반하였다. 또한, 교반하면서 소마시프 MPE (코프 케미컬사 제조) 10 중량부를 첨가하였다. 첨가한 후, 교반과 US 분산 장치로 4℃ 의 냉수로 냉각시키면서 30 분간 분산 처리를 실시하여 피복층용 도포액 4-17 을 제조하였다.
에포민 SP-003 40 중량부
γ-글리시드옥시프로필트리메톡시실란 60 중량부
메탄올 150 중량부
TMOS 400 중량부
DENACOL EX-321 20 중량부
메탄올 60 중량부
소마시프 MPE 10 중량부
화합물 4-1 : 트리시클로데칸디일디메타디아크릴레이트
화합물 4-2 : 디아크릴산-2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-헵타데카플루오로노닐에틸렌글리콜
화합물 4-3 : 퍼플루오로올레핀 공중합체 (1)
PO-10 : 전분계 올리고당, 토와 화성 공업 (주) 제조
디알데히드 전분 : 시그마 케미컬사 제조
에포민 SP-003 : 폴리에틸렌이민, 닛폰 촉매 (주) 제조
닛포란 1100 : 폴리올 함유 도료, 닛폰 폴리우레탄 공업 (주) 제조
콜로네이트 L : 이소시아네이트 함유 도료, 닛폰 폴리우레탄 공업 (주) 제조
Irg. 907 : 이르가큐어 907 (치바·스페셜티·케미컬즈사 제조)
DPHA : 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트
제조한 도포액을 표 9 에 나타낸다.
Figure 112007041577139-PAT00022
(실시예 4-2 의 편광판용 보호 필름의 제조)
(피복층의 도포 형성)
트리아세틸셀룰로오스 (TAC-TD80U, 후지 필름 (주) 제조) 의 표면에 바코터를 롤 형태로 감고, 피복층용 도포액 4-1 을 건조시킨 후의 막두께가 4㎛ 가 되도록 편측의 표면에 도포 형성하고, 80℃ 에서 2 분간 건조시킨 후, 질소 퍼지 하에서 160W/㎝ 의 공랭 메탈할라이드 램프 (아이그래픽스 (주) 제조) 를 사용하고, 조사량 60mJ/㎠ 의 자외선을 조사하고 경화 처리를 실시하여 피복층이 부착된 필름 시료 4-2 를 제조하였다.
(하드코트층의 도포 형성)
피복층이 부착된 필름 시료 4-2 를 롤 형태로 감고, 스로틀 다이를 갖는 코터를 사용하여, 하드코트층용 도포액 1 을 백업 롤 상의 편광판용 보호 필름의 하도층 2 상에 직접 압출하여 도포하였다. 반송 속도 30m/분의 조건으로 도포하고, 30℃ 에서 15 초간, 90℃ 에서 20 초간 건조시킨 후, 추가로 질소 퍼지 하에서 160W/㎝ 의 공랭 메탈할라이드 램프 (아이그래픽스 (주) 제조) 를 사용하여, 조사량 90mJ/㎠ 의 자외선을 조사하여 도포층을 경화시키고, 두께 6㎛ 의 방현성을 갖는 하드코트층을 형성하였다.
(저굴절률층의 도포 형성)
하드코트층 및 피복층이 부착된 필름 시료 4-2 를 롤 형태로 감고, 마이크로그라비아 코터를 사용하여, 저굴절률층용 도포액 1 을 하드코트층을 도포해 놓은 면 상에 도포하였다. 120℃ 에서 150 초 건조시킨 후, 추가로 140℃ 에서 8 분 건조시키고 나서 질소 퍼지에 의해 산소 농도 0.1% 의 분위기 하에서 240W/㎝ 의 공랭 메탈할라이드 램프 (아이그래픽스 (주) 제조) 를 사용하여, 조사량 300mJ/㎠ 의 자외선을 조사하고, 두께 100㎚ 의 저굴절률층을 형성하고, 권취하여 반사 방지층이 부착된 필름 시료 4-2 의 편광판용 보호 필름을 제조하였다.
(실시예 4-1, 4-3∼4-14 의 편광판용 보호 필름의 제조)
비누화 처리, 피복층, 하드코트층, 저굴절률층, 도포액의 종류, 막두께를 표 9 에 나타내는 바와 같이 변화시킨 것 이외에는 실시예 4-2 와 동일한 방법으로 실시예 4-1, 4-3∼4-14 의 편광판용 보호 필름을 제조하였다.
(비누화 처리)
80㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스 필름 (TAC-TD80U, 후지 필름 (주) 제조) 을 롤 형태로 감고, 2.0㏖/L, 60℃ 의 NaOH 수용액 중에 30 초간 침지한 후, 중화, 수세하고, 비누화 처리가 끝난 트리아세틸셀룰로오스 필름을 제조하였다. 비누화 처리를 실시한 후의 표면의 물의 접촉각은 20°이었다.
(실시예 4-15∼17 의 편광판용 보호 필름의 제조)
(피복층 4-12 의 도포 형성)
비누화가 끝난 트리아세틸셀룰로오스의 표면에 바코터를 롤 형태로 감고, 피복층용 도포액 4-12 를 건조시킨 후의 막두께가 2㎛ 가 되도록 편측의 표면에 도포 형성하고, 100℃ 에서 2 분간 건조시킨 후, 추가로 50℃ 에서 20 시간 에이징 처리를 실시하여 피복층이 부착된 필름 시료 4-15 를 제조하였다.
(피복층 4-13∼14 의 도포 형성)
피복층용 도포액 4-12 대신에, 피복층용 도포액 4-13∼14 를 사용하는 것 이외에는 피복층 4-12 와 동일한 방법으로, 피복층 4-13, 4-14 를 도포 형성한 피복층이 부착된 필름 시료 4-16∼17 을 제조하였다.
(편광판용 보호 필름의 제조)
피복층이 부착된 필름 시료 4-15∼4-17 을 사용하고, 하드코트층, 저굴절률층, 도포액의 종류, 막두께를 표 9 에 나타내는 바와 같이 변화시킨 것 이외에는 실시예 4-2 와 동일한 방법으로 실시예 4-15∼4-17 의 편광판용 보호 필름을 제조하였다.
(실시예 4-18∼20 의 편광판용 보호 필름의 제조)
(피복층 4-15 의 도포 형성)
비누화가 끝난 트리아세틸셀룰로오스의 표면에 바코터를 롤 형태로 감고, 피복층용 도포액 4-15 를 건조시킨 후의 막두께가 1.5㎛ 가 되도록 편측의 표면에 도포 형성하고, 80℃ 에서 30 초 건조시킨 후, 추가로 40℃ 에서 60% 로 100 시간 에이징 처리를 실시한 후, 또한 오버코트용 도포액 4-15B 를 건조 막두께로 0.2㎛ 가 되도록 도포 형성한 후, 100℃ 에서 15 초 건조시킨 후, 40℃ 에서 100 시간 에이징 처리를 실시하여 피복층이 부착된 필름 시료 4-18 을 제조하였다.
(피복층 4-16∼17 의 도포 형성)
피복층용 도포액 4-15 대신에, 피복층용 도포액 4-16∼4-17 을 사용하는 것 이외에는 피복층 4-15 와 동일한 방법으로, 피복층 4-16, 4-17 을 도포 형성한 피복층이 부착된 필름 시료 4-19∼20 을 제조하였다.
(편광판용 보호 필름의 제조)
피복층이 부착된 필름 시료 4-18∼4-20 을 사용하고, 하드코트층, 저굴절률층, 각 층의 유무, 도포액의 종류, 막두께를 표 9 에 나타내는 바와 같이 변화시킨 것 이외에는 실시예 4-2 와 동일한 방법으로 실시예 4-18∼4-20 의 편광판용 보호 필름을 제조하였다.
제조한 편광판용 보호 필름을 표 10 에 나타낸다.
Figure 112007041577139-PAT00023
제조한 피복층이 부착된 필름 시료 4-1∼4-20 에 대하여, 투습도, 밀착성, 및 60℃ 95% RH 에서의 50 시간의 서모 처리 후의 밀착성 (내구성 밀착) 을 평가하고, 또 실시예 4-1∼4-20 의 편광판용 보호 필름에 대하여, 막질 평가, 광학 특성의 평가를 실시하였다. 그 결과를 표 11 에 나타낸다.
[편광자의 제조]
두께 120㎛ 의 폴리비닐알코올 필름을 요오드 1 질량부, 요오드화 칼륨 2 질량부, 붕산 4 질량부를 함유하는 수용액에 침지하고, 50℃ 에서 4 배로 연신하여 편광자를 제조하였다.
(다른 편광판용 보호 필름)
광학 이방성층이 도포되어 있는 WV 필름 (후지 필름 (주) 제조) 을 55℃ 의 1.5㏖/L 의 수산화나트륨 수용액 중에 2 분간 침지한 후, 중화, 수세, 건조시켰다.
[편광판의 제조]
편광판용 보호 필름 4-1∼17 의 피복층이 도포되어 있지 않은 면과 상기 비누화한 WV 필름의 광학 이방성층이 도포되어 있지 않은 면에, 상기 편광자를 완전 비누화형 폴리비닐알코올 5% 수용액을 접착제로 하여 접착시켜 편광판을 제조하였다.
[액정 표시 장치의 성능]
TN 형 액정셀을 사용한 액정 표시 장치 (MRT-191S, 미쯔비시 전기 제조) 에 형성되어 있는 편광판을 박리시키고, 대신에 본 발명의 편광판을, 본 발명에서 설치한 피복층이 외측 (공기 계면측) 이 되도록, 또한 편광판의 투과축이 제품에 접착되어 있던 편광판과 일치하도록 점착제를 개재시켜 접착시켰다. 암실에서, 액정 표시 장치를 표시하여, 육안으로 이하의 특성을 평가하였다.
<고습 및 저습 처리 후의 빛샘 평가 (주변 불균일 평가)>
액정 표시 장치를 60℃ 90% 50 시간, 또는 70℃ 10% 50 시간 처리 후에, 25℃ 60% 의 환경 하에서 2 시간 방치한 후, 액정 표시 장치를 흑색 표시시키고, 정면으로부터의 빛샘을 복수의 관찰자에 의해 육안 평가한다.
◎ : 빛샘은 관찰되지 않았다.
△ : 빛샘이 있지만 문제가 없는 레벨이었다.
× : 빛샘이 확실히 관찰되었다.
얻어진 편광판용 보호 필름, 편광판, 액정 표시 장치의 평가 결과를 표 11 에 정리한다. 본 발명의 편광판은 편광도, 착색의 문제가 없고, 주변 불균일을 억제할 수 있어 실용상 바람직한 성능을 나타냈다. 또한, 내찰상성, 방진성이 양호하고, 저반사율, 표면 산란성에 의한 반사도 저감시킬 수 있는, 화상 표시 장치의 표면에 사용하는 데 바람직한 성능을 나타냈다.
Figure 112007041577139-PAT00024
(실시예 4-21∼36)
피복층이 부착된 필름 시료로서 4-2, 4-13, 4-16 을 사용하고, 하드코트층, 저굴절률층을 표 12 에 나타내는 바와 같이 변화시킨 것 이외에는 실시예 4-2 와 동일한 방법으로 실시예 4-21∼36 의 편광판용 보호 필름, 편광판, 액정 표시 장치를 제조하여 평가한 결과, 다른 성능을 악화시키지 않고, 표 13 에 나타내는 바와 같이 반사 성능이 변화되어, 각종 어플리케이션에 맞춘 편광판용 보호 필름의 선택이 가능하게 되었다.
Figure 112007041577139-PAT00025
Figure 112007041577139-PAT00026
실시예 4-21, 4-23, 4-29, 4-31 은 클리어감이 있는 면에서는 우수하지만, 다른 실시예와 비교하면, 간섭 불균일이 다소 있는 면에서 떨어졌다. 본 발명의 표면 보호 필름은 간섭 불균일의 관점에서, 표면 산란을 부여하는 것이 바람직한 것을 알았다. 또한, 실시예 4-21, 4-29 와 4-23, 4-31 을 비교하면, 간섭 불균일의 관점에서는, 양자간에 실시예 4-21, 4-29 가 우수한 것을 알았다. 편광판용 보호 필름에 내부 산란을 부여하는 것은, 간섭 불균일 저감의 관점에서 바람직한 것을 알았다.
(편광판 T4)
WV 필름을 통상의 TAC (TD80 후지 필름 (주) 제조) 로 한 것 이외에는 실시예 4-2 와 완전히 동일하게 하여 편광판 T4 를 제조하였다.
(편광판 Z4)
WV 필름을 저리타데이션 TAC (Z-TAC, 후지 필름 (주) 제조. Re=1㎚, Rth=-3㎚) 로 한 것 이외에는 실시예 4-2 와 완전히 동일하게 하여 편광판 Z4 를 제조하였다.
[액정 표시 장치의 성능]
또한, VA 형 액정 표시 장치 (LC-26GD3, 샤프 제조) 에 형성되어 있는 편광판을 위상차막을 남긴 채 박리시키고, 대신에 본 발명의 편광판 T4 를 편광판의 투과축이 제품에 접착되어 있던 편광판과 일치하도록 접착시켰다.
IPS 형 액정 표시 장치 (Th-26LX300, 마쯔시타 제조) 에 형성되어 있는 편광판을 박리시키고, 대신에 본 발명의 편광판 Z4 를 편광판의 투과축이 제품에 접착되어 있던 편광판과 일치하도록 접착시켰다.
또한, IPS 형 액정 표시 장치 (32LC100, 도시바 제조) 에 형성되어 있는 편광판을 표면측의 위상차막을 남기고, 이면측의 위상차막은 박리시키고, 대신에 본 발명의 편광판 Z4 를 편광판의 투과축이 제품에 접착되어 있던 편광판과 일치하도록 접착시켰다.
모두 피복층이 도포 형성되어 있는 측이 외측이 되도록 접착시켰다.
어느 액정 표시 장치도, 본 발명의 편광판을 사용함으로써, 주변 불균일을 유의하게 저감시킬 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 화상 표시 장치의 표면에 사용하는 데 충분한 내찰상성, 반사율이었다.
또한, 실시예 4-2∼4-6, 4-8, 4-10∼4-14, 4-16∼4-18, 4-20∼4-22 의 장치에 관해서는, 백라이트측의 편광판만을 편광판 T4 로 바꾸고, 또한 백라이트측에 휘도 향상 필름 (DBEF 3M 제조) 을 넣은 액정 표시 장치를 제조하고, 주변 불균일 외의 성능을 악화시키지 않고, 디스플레이의 휘도가 향상되었다.
또, 휘도 향상 필름을 사용한 장치에 있어서, 휘도 향상 필름과 접하는 편광판용 보호 필름에 리타데이션이 매우 작은 Z-TAC 를 사용한 장치에서는 시야각의 색 변화가 작은 것이 확인되었다.
또한, 휘도 향상 필름을 넣은 액정 표시 장치에서, 휘도 향상 필름을 편광판을 점착제에 의해 밀착시킨 필름에서는, 더욱 과혹한 조건 하에서도 주변 불균일이 발생하지 않는 것을 알았다.
투명 기재 필름으로서 상기 실시예에 사용한 TD80-UL 대신에, 실시예 2 에서 제조한 셀룰로오스아실레이트 필름 1 을 사용한 것 이외에는 상기 실시예 4-2∼4-6, 4-8, 4-10∼4-14, 4-16∼4-18, 4-20∼4-22 와 동일한 방법으로 편광판용 보호 필름, 편광판, 화상 표시 장치를 제조하여 평가한 결과, 다른 성능에 영향을 미치지 않고, 편광판 내구성이 더욱 향상되었다.
또한, 투명 기재 필름으로서 상기 실시예에 사용한 TD80-UL 대신에, 실시예 2 에서 제조한 셀룰로오스아실레이트 필름 시료 B-1∼B-6 을 사용한 것 이외에는 상기 실시예 4-2∼4-6, 4-8, 4-10∼4-14, 4-16∼4-18, 4-20∼4-22 와 동일한 방법으로 편광판용 보호 필름, 편광판, 화상 표시 장치를 제조하여 평가한 결과, 다른 성능에 영향을 미치지 않고, 두께를 변화시킬 수 있어, 편광판용 보호 필름의 두께의 선택지를 증가시킬 수 있었다.
본 발명의 편광판용 보호 필름을 사용한 각 실시예에서는, 주변 불균일 개선 효과는 현저하여, 실용상 문제가 없는 레벨로 충분히 개선되었다. 착색도 실용상 문제가 없어, 바람직한 성능을 나타냈다. 또한, 내찰상성, 방진성이 양호하고, 저반사율, 표면 산란성에 의한 반사도 저감시킬 수 있는, 화상 표시 장치의 표면에 사용하는 데 바람직한 성능을 나타냈다.
본 발명의 저투습성을 갖는 피복층이 셀룰로오스아실레이트류로 이루어지는 투명 기재 필름의 편면에 형성되고, 60℃, 95% 상대 습도에서의 투습도가 300g/㎡·일 이하인 것을 특징으로 하는 편광판용 보호 필름은, 저투습성이고 편광도가 크며, 내구성, 화상 품질이 우수한 편광판을 제조할 수 있다. 또, 착색이 없고, 투명 기재와의 밀착성이 우수하다. 또한, 하드코트성을 갖는 층을 형성함으로써, 고연필 경도로 표면 보호 필름에 사용할 수 있다. 본 발명의 편광판용 보호 필름을 사용하면, 액정 표시 장치 등의 디스플레이의 표시 화상 품질을 장기간에 걸쳐 고품위로 유지할 수 있다.

Claims (25)

  1. 저투습성을 갖는 피복층이 셀룰로오스아실레이트류로 이루어지는 투명 기재 필름의 적어도 편면에 형성되고, 60℃, 95% 상대 습도에서의 투습도가 300g/㎡·일 이하인 것을 특징으로 하는 편광판용 보호 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    투명 기재 필름의 막두께가 30∼120㎛ 인 편광판용 보호 필름.
  3. 제 1 항에 있어서,
    셀룰로오스아실레이트류가, 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 및 셀룰로오스아세테이트부티레이트에서 선택되는 적어도 하나인 편광판용 보호 필름.
  4. 제 1 항에 있어서,
    피복층이 비닐알코올계 중합체를 주성분으로 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 편광판 보호 필름.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 비닐알코올계 중합체의 비누화도가 95 몰% 이상인 편광판용 보호 필름.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 비닐알코올계 중합체의 중합도가 300 이상 1700 이하인 편광판용 보호 필름.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 비닐알코올계 중합체가 디알데히드, 디이소시아네이트, 폴리아크릴산, 금속 착물, 에폭시 화합물, 및 그들의 조합의 군에서 선택되는 가교제로 가교되어 있는 것을 특징으로 하는 편광판용 보호 필름.
  8. 제 1 항에 있어서,
    피복층이 알콕시실란으로 이루어지는 화합물과, 수산기 또는 알콕실기와 반응하는 관능기를 갖는 화합물 및 실란커플링제 중 적어도 하나를 함유하는 것을 특징으로 하는 편광판 보호 필름.
  9. 제 1 항에 있어서,
    피복층이 폴리실라잔을 함유하는 도포 조성물로 형성된 실리카를 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 편광판 보호 필름.
  10. 제 1 항에 있어서,
    피복층이 소수적인 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 편광판 보호 필름.
  11. 제 1 항에 있어서,
    피복층이 당류와 포르밀기 함유 화합물로 이루어지는 수지 조성물을 적층하여 이루어지는 층인 것을 특징으로 하는 편광판 보호 필름.
  12. 제 1 항에 있어서,
    피복층이 아미노기 함유 고분자 화합물과 아미노기 반응성 관능기 함유 또한 실란올기 함유의 유기 실란 화합물로 이루어지는 수지 조성물을 적층하여 이루어지는 층인 것을 특징으로 하는 편광판 보호 필름.
  13. 제 1 항에 있어서,
    피복층 중에 입자 직경이 0.1∼10㎛ 인 무기 층상 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 편광판 보호 필름.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 무기 층상 화합물의 입자 직경이 1∼5㎛ 인 것을 특징으로 하는 편광판용 보호 필름.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 무기 층상 화합물의 함유량이 15∼60 중량% 인 것을 특징으로 하는 편광판용 보호 필름.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 무기 층상 화합물의 함유량이 25∼50 중량% 인 것을 특징으로 하는 편광판용 보호 필름.
  17. 제 1 항에 있어서,
    피복층 상 및 피복층의 반대측 중 적어도 일방에, 적어도 하드코트성을 갖는 층 및 반사 방지층을 갖는 층 중 적어도 1 층을 형성한 것을 특징으로 하는 편광판용 보호 필름.
  18. 제 1 항에 있어서,
    피복층의 두께가 0.2㎛ 이상 40㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 편광판용 보호 필름.
  19. 제 18 항에 있어서,
    피복층의 두께가 1㎛ 이상 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 편광판용 보호 필름.
  20. 제 17 항에 있어서,
    투명 기재 필름과 피복층 사이 및 피복층과 하드코트성을 갖는 층 사이의 적어도 하나에 하도층을 갖는 것을 특징으로 하는 편광판용 보호 필름.
  21. 제 1 항에 있어서,
    투명 기재 필름 표면 및 피복층 표면 중 적어도 일방을 코로나 방전 처리 및 글로우 방전 처리 중 적어도 하나의 처리를 한 것을 특징으로 하는 편광판용 보호 필름.
  22. 제 1 항에 있어서,
    피복층이 적어도 수지 성분과 도포 용매로 이루어지는 도포 조성물을 투명 기재 상에 도포함으로써 형성된 것을 특징으로 하는 편광판용 보호 필름.
  23. 제 22 항에 있어서,
    도포 용매로서, 투명 기재 필름을 팽윤 또는 용해 가능한 용제를 적어도 1 종 함유하는 것을 특징으로 하는 편광판용 보호 필름.
  24. 편광막과, 제 1 항에 기재된 편광판용 보호 필름을 갖는 것을 특징으로 하는 편광판.
  25. 제 24 항에 기재된 편광판을 사용한 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
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