KR20080092303A - 적층 광학 필름 및 그 제조 방법 - Google Patents

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메구미 가토
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 실시형태에 따른 적층 광학 필름은 길이 방향으로 흡수축을 가지는 장척상의 편광자 및 장척상의 광학 보상 필름을 포함한다. 광학 보상 필름의 지상축과 편광자의 흡수축에 의해 형성되는 각도는 5 ~ 85°이다.
적층 광학 필름, 광학 보상 필름, 편광자

Description

적층 광학 필름 및 그 제조 방법 {LAMINATED OPTICAL FILM AND PRODUCTION METHOD THEREOF}
이 출원은 2007년 4월 11일에 출원된 일본특허출원 제 2007-103800호, 2007년 11월 6일에 출원된 일본특허출원 제 2007-288449호, 2007년 12월 6일에 출원된 일본특허출원 제 2007-315433호에 대해 35 U.S.C. 119 조 하에 우선권을 주장하며, 이들은 본 명세서에서 참조로서 원용된다.
본 발명은 적층 광학 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 액정 표시 장치 등의 화상 표시 장치용 적층 광학 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치에 있어서, 그 화상 형성 시스템 때문에 액정 패널의 표면을 형성하는 유리 기판 (액정 셀) 의 양면에 편광자를 배치하는 것이 필요하다. 또한, 액정 패널의 광학 보상을 위해서, 편광자와 유리 기판 사이에 광학 보상 필름을 배치한다. 따라서, 편광자와 광학 보상 필름이 미리 적층되어 있는 적층 광학 필름이 사용된다. 액정 패널의 휘도를 향상시키기 위해서 편광자의 흡수축 및 광학 보상 필름의 지상축이 면내 방향에서 소정 각도를 형성하도록 편광자 및 광학 보상 필름이 적층된, (타)원 편광 기능을 가지는 적층 광학 필름, 소위 (타)원 편광판 등이 또한 사용된다.
예컨대, 흡수축 및 지상축 각각이 기준 역할을 하는 끝단에 대해서 소정 각도를 형성하도록, 편광자 및 광학 보상 필름을 배치한 후, 절단 및 부착함으로써 상기 (타)원 편광판을 제조한다. 하지만, 편광자 자체에 탄성이 없다는 문제가 있으며, 이것은 편광자 및 광학 보상 필름을 서로 용이하게 부착하는 것을 불가능하게 한다. 이 문제를 해결하기 위해서, 예를 들어, 투명 수지 필름 등으로 형성된 보호 필름을 편광자의 양면에 부착하여 적층체 (소위 편광판) 를 형성하고, 편광자 및 광학 보상 필름을 서로 부착한다 (예를 들어, JP 2005-140980 A 참조). 이 경우, 편광자 (편광판) 및 광학 보상 필름을 소정의 형상으로 각각 절단 또는 펀칭하는 단계, 편광자 및 보호 필름을 서로 부착하는 단계, 및 광학 보상 필름을 편광판 상에 적층 (부착)하는 단계가 있고, 이것은 이물이 각 층 사이에 혼입되는 가능성을 증가시킨다. 따라서, 들어간 이물로 인해 불편해지고, 투과율 및 편광도가 저하되는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상술한 종래 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 주목적은 편광자 및 광학 보상 필름 사이로 이물이 혼입되는 것을 방지하고 투과율 및 편광도가 우수한 적층 광학 필름 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따라서, 장척상 (長尺狀) 의 적층 광학 필름이 제공된다. 적층 광학 필름은 길이 방향으로 흡수축을 가지는 장척상의 편광자 및 장 척상의 광학 보상 필름을 포함한다. 광학 보상 필름의 지상축과 편광자의 흡수축에 의해 형성되는 각도는 5 ~ 85°이다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 적층 광학 필름은 편광자의 광학 보상 필름과는 반대측에 배치되는 장척상의 또 다른 광학 보상 필름을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 광학 보상 필름의 굴절률 타원체는 nx>ny≥nz 의 관계를 가지고 Nz 계수는 1 ~ 1.8 이다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 광학 보상 필름은 노르보르넨계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 및 폴리에스테르계 수지로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 열가소성 수지를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 광학 보상 필름은 경사 연신에 의해 획득된다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 적층 광학 필름은 편광자 및 광학 보상 필름 사이에 접착제층을 포함한다. 접착제층은 폴리비닐 알코올계 수지, 가교제, 및 평균 입자경이 1 ~ 100nm 인 금속 화합물 콜로이드를 포함하는 접착제 조성물로 형성된다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 적층 광학 필름은 편광자의 광학 보상 필름과는 반대측에 배치되는 장척상의 보호 필름을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 적층 광학 필름은 롤 형상을 가진다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라서, 적층 광학 필름의 제조 방법이 제공된다. 적층 광학 필름의 제조 방법은 길이 방향으로 흡수축을 가지는 장척상의 편광자 와 장척상의 광학 보상 필름을 각각 길이 방향으로 반송하면서, 접착제 조성물을 통해, 상기 편광자의 길이 방향과 상기 광학 보상 필름의 길이 방향이 얼라인되도록 적층하는 단계를 포함한다. 광학 보상 필름의 지상축 및 편광축의 흡수축에 의해 형성되는 각도가 5 ~ 85°가 되도록 편광자 및 광학 보상 필름을 적층한다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 적층 광학 필름의 제조 방법은 편광자의 광학 보상 필름과는 반대측에 장척상의 보호 필름을 적층하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 적층 광학 필름의 제조 방법은 편광자 및 광학 보상 필름의 적층하는 단계 이후, 편광자 및 광학 보상 필름을 절단 또는 펀칭하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 접착제 조성물은 폴리비닐 알코올계 수지, 가교제, 및 평균 입자경이 1 ~ 100nm 인 금속 화합물 콜로이드를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라서, 적층 광학 필름을 제공한다. 적층 광학 필름은 적층 광학 필름의 제조 방법에 의해 제조된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라서, 액정 패널을 제공한다. 액정 패널은 액정셀 및 적층 광학 필름의 제조 방법에 의해 제조된 적층 광학 필름을 포함한다. 적층 광학 필름은 액정 셀의 시인측에 배치되고, 적층 광학 필름의 광학 보상 필름은 시인측 더 가까이에 배치된다.
본 발명에 따라서, 장척상의 광학 보상 필름의 사용으로 편광자 및 광학 보상 필름 사이에 이물이 혼입되는 것을 방지할 수 있고, 그것에 의해 투과율 및 편 광도가 우수할 수 있는 적층 광학 필름 및 광학 보상 필름의 제조 방법을 제공할 수 있다.
이후, 도면을 참조하여 예시적인 실시형태를 통해 본 발명을 설명한다.
이후, 바람직한 실시형태를 통해 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
(용어 및 기호의 정의)
본 명세서에 사용되는 용어 및 기호의 정의는 다음과 같다.
(1) 굴절률 (nx, ny, nz)
"nx" 는 면내 굴절률이 최대인 방향 (즉, 지상축 방향) 에서의 굴절률을 나타내고, "ny" 는 면내 지상축에 수직하는 방향에서의 굴절률을 나타내며, 그리고 "nz" 는 두께 방향에서의 굴절률을 나타낸다.
(2) 면내 위상차 (Re)
면내 위상차 (Re) 는 다른 설명이 없는 한, 23℃, 파장 590nm 에서의 층 (필름) 의 면내 위상차를 말한다. Re 는 Re = (nx - ny) × d 에 의해 획득되고, d (nm) 는 층 (필름) 의 두께이다. 본 명세서에서, Re(550) 는 파장 550 nm 에서의 층 (필름) 의 면내 위상차를 말한다.
(3) 두께 방향 위상차 (Rth)
두께 방향 위상차 (Rth) 는 다른 설명이 없는 한, 23℃, 파장 590nm 에서의 층 (필름) 의 두께 방향 위상차를 말한다. Rth 는 Rth = (nx - nz) × d 에 의 해 획득되고, d (nm) 는 층 (필름) 의 두께이다. 본 명세서에서, Rth(550) 는 파장 550 nm 에서의 층 (필름) 의 두께 방향 위상차를 말한다.
(4) Nz 계수
Nz 계수는 Nz = Rth/Re 에 의해 획득된다.
(5) λ/4 판
"λ/4 판" 은 광 빔의 편광면을 회전시키는 전자광학적 복굴절판을 말하며, 이는 서로 수직 방향으로 진동하는 선편광 빔들 사이에서 1/4 파장의 광로차를 발생시키는 기능을 가진다. 보다 구체적으로, "λ/4 판" 은 상광선 성분 및 이상광선 성분 사이의 위상이 1/4 사이클로 쉬프트하여, 원편광을 면편광으로 (또는 면편광을 원편광으로) 전환하도록 작용하는 판을 말한다.
(6) λ/2 판
"λ/2 판" 은 광 빔의 편광 면을 회전시키는 전자광학적 복굴절판을 말하며, 서로 수직 방향으로 진동하는 선편광 빔들 사이에서 1/2 파장의 광로차를 발생시키는 기능을 가진다. 보다 구체적으로, "λ/2 판" 은 상광선 성분 및 이상광선 성분 사이의 위상이 1/2 사이클로 쉬프트하도록 작용하는 판을 말한다.
A. 적층 광학 필름의 전체 구성
도 1a 는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 적층 광학 필름의 개략 절단면도이다. 적층 광학 필름 (10) 은 편광자 (11) 및 광학 보상 필름 (12) 을 포함한다. 또한, 적층 광학 필름 (10) 은 편광자 (11) 및 광학 보상 필름 (12) 사이에 접착제층 (13) 을 포함하고, 편광자 (11) 의 광학 보상 필름 (12) 반대측 상에 배치되는 보호 필름 (14) 을 포함한다. 편광자 (11), 광학 보상 필름 (12) 및 보호 필름 (14) 은 장척상을 가진다. 도 1b 는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시형태에 따른 적층 광학 필름의 개략 절단면도이다. 적층 광학 필름 (10') 은 편광자 (11) 및 광학 보상 필름 (12) 이외에, 편광자 (11)의 광학 보상 필름 (12) 의 반대측 상에 배치되는 또 다른 광학 보상 필름 (12') 을 더 포함한다. 또한, 적층 광학 필름 (10') 은 편광자 (11) 및 광학 보상 필름 (12) 사이에 접착제층 (13) 을 포함하며, 편광자 (11) 및 또 다른 광학 보상 필름 (12') 사이에 접착제층 (13') 을 포함한다. 편광자 (11) 및 광학 보상 필름 (12, 12') 은 장척상을 가진다. 본 명세서에서, "장척상" 은 폭 (폭 방향) 의 10배 이상인 길이 (길이 방향) 를 가지는 형상을 말한다. 즉, 투과율 및 편광도가 우수한 적층 광학 필름은 장척상의 광학 보상 필름을 사용함으로써 획득될 수 있다. 바람직하게, 본 발명의 적층 광학 필름은 롤 형상을 가진다.
도시하지는 않았지만, 적층 광학 필름은 편광자 (11) 및 광학 보상 필름 (12, 12') 사이에 및/또는 광학 보상 필름 (12') 의 편광자 (11) 와는 반대측에 배치된 보호 필름을 더 포함한다. 도시된 바와 같이, 적층 광학 필름이 편광자 (11) 및 광학 보상 필름 (12, 12') 사이에 보호 필름을 가지지 않는 경우, 광학 보상 필름 (12, 12') 은 편광자의 보호 필름으로서도 기능할 수 있다. 이러한 구성은 적층 광학 필름의 박형화에 기여할 수 있다. 도시하지는 않았지만, 본 발명의 적층 광학 필름은 필요하다면 여전히 또 다른 광학 보상층 등을 가질 수 있다.
도 2 는 도 1a 및 도 1b 에 도시된 적층 광학 필름 (10, 10') 을 구성하는 각 층의 광학축을 도시한 분해 사시도이다 (접착제층 (13, 13') 및 보호 필름 (14) 은 도시하지 않음). 편광자 (11) 는 장척상이고, 그 길이 방향으로 흡수축 (A) 을 가진다. 편광자 (11) 의 흡수축 (A) 및 광학 보상 필름 (12) 의 지상축 (B) 에 의해 형성되는 각도 α는 5 ~ 85°이다. 각도 α는 광학 보상 필름 (12) 의 광학 특성 등에 따라서 상기 범위 이내에서 임의의 적정치로 설정될 수 있다. 예를 들어, 광학 보상 필름 (12) 이 λ/4 판 기능을 할 수 있는 경우, 각도 α는 바람직하게 43.0 ~ 47.0°이고, 보다 바람직하게 44.0 ~ 46.0°이며, 특히 바람직하게 44.5 ~ 45.5°이다. 광학 보상 필름 (12) 이 λ/2 판 기능을 할 수 있는 경우, 각도 α는 바람직하게 13.0 ~ 17.0°이고, 보다 바람직하게 14.0 ~ 16.0°이며, 특히 바람직하게 14.5 ~ 15.5°이다. 광학 보상 필름 (12) 이 λ/2 판 기능을 할 수 있는 경우, 적층 광학 필름 (10, 10') 은 광학 보상 필름 (12) 의 편광자 (11) 와는 반대측 상에 λ/4 판 기능을 할 수 있는 추가 광학 보상층을 포함하는 것이 바람직하다. 광학 보상층의 지상축과 편광자의 흡수축에 의해 형성되는 각도 (시계 방향) 는 바람직하게 73.0 ~ 77.0°이고, 보다 바람직하게 74.0 ~ 76.0°이고, 특히 바람직하게 74.5 ~ 75.5°이다. 이러한 구성은 넓은 파장 범위에서 원편광 기능을 발휘할 수 있게 한다. 도 2에서, 각도 α는 흡수축 (A) 에 대해서 시계 방향으로 정의되지만, 각도 α는 반시계 방향으로 정의될 수 있다.
편광자 (11) 의 흡수축 (A) 와 또 다른 광학 보상 필름 (12') 의 지상축 (C) 사이에 형성되는 각도 β는 광학 보상 필름 (12') 의 광학 특성 등에 따라서 임의 의 적정치로 설정될 수 있다. 각도 β는 통상 5 ~ 85°이다. 광학 보상 필름 (12') 은 바람직하게 λ/4 판으로 기능할 수 있다. 이러한 구성에 따라서, 예를 들어, 적층 광학 필름 (10') 을 액정 셀의 시인측에 배치하고 광학 보상 필름 (12') 을 시인측에 배치 (광학 보상 필름 (12) 이 액정 셀 측에 있음) 하여 액정 표시 장치를 제조하는 경우, 편광자 (11) 로부터 출사되는 편광은 광학 보상 필름 (12') 에 의해 원편광될 수 있다. 이 때문에, 예를 들어, 액정 표시 장치의 화면이 선글라스와 같은 편광 렌즈를 통해 시인되더라도, 우수한 시인성을 획득할 수 있다. 구체적으로, 편광 렌즈의 흡수축과 액정 표시 장치의 시인측 상에 배치되는 편광자 (11) 의 흡수축이 서로 실질적으로 수직하는 경우일지라도, 화면 상에 표시되는 화상을 시각적으로 인식할 수 있다. 광학 보상 필름 (12') 이 λ/4 판 기능을 하는 경우, 각도 β는 바람직하게 43.0 ~ 47.0°이고, 보다 바람직하게 44.0 ~ 46.0°이며, 특히 바람직하게 44.5 ~ 45.5°이다. 도 2에서, 각도 β가 흡수축 (A) 에 대해서 시계 방향으로 정의될지라도, 각도 β는 반시계 방향으로 정의될 수도 있다.
A-1. 편광자
목적에 따라서, 상술한 편광자 (11) 로서 임의의 적합한 편광자를 채용할 수 있다. 이 예는 요오드 등의 이색성 성분 또는 이색성 염료를 폴리비닐 알코올계 필름, 부분 포르말화된 폴리비닐 알코올계 필름, 또는 부분 비누화된 에틸렌/비닐 아세테이트 코폴리머계 필름 등의 친수성 폴리머 필름에 흡착시키고, 상기 필름을 일축 연신시킴으로써 제조된 필름; 및 폴리비닐 알코올계 필름의 탈수 처리물, 폴리비닐 염화계 필름의 탈염산 처리물 등의 폴리엔계 배향 필름을 포함한다. 이 중에서, 요오드 등의 이색성 성분을 폴리비닐 알코올계 필름에 흡착시키고 이 필름을 일축 연신시킴으로써 제조한 편광자가 편광 이색비가 높아서 특히 바람직하다. 편광자의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 일반적으로 약 1 ~ 80 ㎛ 이다.
요오드를 폴리비닐 알코올계 필름에 흡착시키고, 이 필름을 일축 연신함으로써 제조된 편광자는 예를 들어, 염색을 위해 요오드 수용액에 폴리비닐 알코올계 필름을 침적시키고, 이 필름을 원길이의 3 ~ 7배 길이로 연신함으로써 제조할 수 있다. 수용액은 필요에 따라 붕산, 황산 아연, 염화 아연 등을 함유할 수 있거나, 또는 폴리비닐 알코올계 필름을 칼륨 요오드 등의 수용액에 침적시킬 수 있다. 또한, 필요에 따라 염색 이전에 폴리비닐 알코올계 필름을 물에 침적시키고, 수세정할 수 있다.
폴리비닐 알코올계 필름의 수세정은 필름 표면 상의 오염물을 제거하고 블로킹 방지제를 세정해 낼 뿐만 아니라, 폴리비닐 알코올계 필름을 팽윤시킴으로써 불균일한 염색 등의 불균일성을 방지하는 효과도 제공한다. 필름의 연신은 요오드로 필름을 염색한 이후에 수행하거나, 필름 염색 중 수행하거나, 또는 요오드로 필름을 염색하기 이전에 수행할 수 있다. 연신은 붕산 또는 칼륨 요오드의 수용액에서 수행하거나 또는 수욕 중에서 수행할 수 있다.
A-2. 광학 보상 필름
일 실시형태에서, 상기 광학 보상 필름 (12) 은 nx > ny ≥ nz 의 굴절률 타원체를 가진다. 여기서, "ny = nz" 는 ny 및 nz 가 서로 정확하게 동일한 경우 를 포함할 뿐만 아니라, ny 및 nz 가 서로 실질적으로 동일한 경우를 포함한다. 보다 구체적으로, "ny = nz" 는 Nz 계수 (Rth/Re) 가 0.9 초과 1.1 미만임을 의미한다. 광학 보상 필름 (12) 의 면내 위상차 (Re) 는 바람직하게 80 ~ 300 nm 이다. 상술한 바와 같이, 광학 보상 필름 (12) 이 λ/4 판으로 작용할 수 있는 경우, 면내 위상차 (Re) 는 보다 바람직하게 80 ~ 190 nm 이다. 광학 보상 필름 (12) 이 λ/2 판으로 작용할 수 있는 경우, 면내 위상차 (Re) 는 보다 바람직하게 200 ~ 300 nm 이다. 광학 보상 필름 (12) 의 Nz 계수 (Rth/Re) 는 바람직하게 1 ~ 1.8 이고, 보다 바람직하게 1.4 ~ 1.7 이다.
상기의 또 다른 광학 보상 필름 (12') 은 바람직하게 nx > ny ≥ nz 의 굴절률 타원체를 가진다. 광학 보상 필름 (12') 은 바람직하게, 상술한 바와 같이, λ/4 판으로 기능할 수 있다. 이 경우, 광학 보상 필름 (12') 의 면내 위상차 (Re) 는 바람직하게 80 ~ 190 nm 이다. 광학 보상 필름 (12') 의 Nz 계수 (Rth/Re) 는 임의의 적정치로 설정될 수 있다. Nz 계수는 바람직하게 1 ~ 1.8 이고, 보다 바람직하게 1.4 ~ 1.7 이다.
nx > ny ≥ nz 의 굴절률 타원체를 가지는 광학 보상 필름은 임의의 적합한 물질로 형성될 수 있다. 광학 보상 필름의 구체적인 예는 연신된 폴리머 필름을 포함한다. 폴리머 필름을 형성하는 수지로서, 임의의 적합한 수지를 채용할 수 있다. 바람직하게, 광학 보상 필름은 노르보르넨계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 및 폴리에스테르계 수지로 이루어지는 군으로부터 선택된 열가소성 수지의 적어도 일종을 포함한다.
상기 노르보르넨계 수지는 중합 단위로서 노르보르넨계 모노머를 중합함으로써 획득할 수 있다. 노르보르넨계 모노머의 예는 노르보르넨과 그 알킬 및/또는 알킬리덴-치환 모노머, 예를 들어, 5-메틸-2-노르보르넨, 5-디메틸-2-노르보르넨, 5-에틸-2-노르보르넨, 5-부틸-2-노르보르넨, 5-에틸리덴-2-노르보르넨, 및 할로겐 등의 극성기를 가지는 노르보르넨과 그 알킬 및/또는 알킬리덴-치환 모노머의 치환 모노머; 디시클로펜타디엔, 2,3-디히드로디시클로펜타디엔 등; 디메타노옥타히드로나프탈렌, 알킬 및/또는 알킬리덴을 가지는 그 치환 모노머 및 할로겐 등의 극성기를 가지는 그 치환 모노머, 예를 들어, 6-메틸-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌, 6-에틸-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌, 6-에틸리덴-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌, 6-클로로-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌, 6-시아노-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌, 6-피리딜-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌, 및 6-메톡시카르보닐-1,4:5,8-디메타노-1,4,4a,5,6,7,8,8a-옥타히드로나프탈렌; 및 시클로펜타디엔의 삼량체 또는 사량체, 예를 들어, 4,9:5,8-디메타노-3a,4,4a,5,8,8a,9,9a-옥타히드로-1H-벤조인덴, 또는 4,11:5,10:6,9-트리메타노-3a,4,4a,5,5a,6,9,9a,10,10a,11,11a-도데카히드로-1H-시클로펜타안트라센 등을 포함한다. 상기 노르보르넨계 수지는 노르보르넨계 모노머 및 또 다른 모노머의 코폴리머일 수 있다.
상기 폴리카보네이트계 수지로서, 방향족 폴리카보네이트가 바람직하게 사용 된다. 방향족 폴리카보네이트는 카보네이트 전구체 및 방향족 디히드릭 페놀 화합물 사이의 반응에 의해 통상 획득될 수 있다. 카보네이트 전구체의 구체적인 예는 포스겐, 디히드릭 페놀의 비스클로로포르메이트, 디페닐 카보네이트, 디-p-톨릴카보네이트, 페닐-p-톨릴카보네이트, 디-p-클로로페닐카보네이트, 및 디나프틸카보네이트를 포함한다. 이 중에서, 포스겐 및 디페닐카보네이트가 바람직하다. 방향족 디히드릭 페놀 화합물의 구체적인 예는 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판; 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)프로판; 비스(4-히드록시페닐)메탄; 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄; 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄; 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)부탄; 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디프로필페닐)프로판; 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산; 및 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산을 포함한다. 이들을 단독으로 사용하거나 또는 혼용하여 사용할 수 있다. 바람직한 것은 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판; 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산; 및 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산이다. 특히, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판 및 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산이 혼용되어 바람직하게 사용된다.
상기 셀룰로오스계 수지로서, 셀룰로오스 에스테르가 바람직하게 사용된다. 임의의 적절한 셀룰로오스 에스테르는 셀룰로오스 에스테르로서 채용될 수 있다. 그 구체적인 예는 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 프로피오네이트, 및 셀룰로오스 부티레이트 등의 유기산 에스테르를 포함한다. 셀룰로오스 에스테르는, 셀룰로오스의 히드록실기가 아세틸기 및 프로피오닐기에 의해 부분 치환되 는 혼합 유기산 에스테르일 수 있다. 셀룰로오스 에스테르는, 예를 들어, JP 2001-188128 A 의 단락 [0040] 및 [0041] 에 기재된 방법에 의해 제조된다.
셀룰로오스 에스테르는 테트라히드로푸란 용매를 사용하여 겔 투과 크로마토그래피 (GPC) 를 통해 결정된, 바람직하게 30,000 ~ 500,000 이고, 보다 바람직하게 50,000 ~ 400,000 이고, 특히 바람직하게 80,000 ~ 300,000 인 중량 평균 분자량 (Mw) 을 가진다. 셀룰로오스 에스테르의 중량 평균 분자량이 상기 범위 이내인 경우, 우수한 기계적 강도, 용해성, 성형성, 및 유연 조작성을 가진 폴리머 필름을 획득할 수 있다.
상기 폴리에스테르계 수지의 예는 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 (PBT) 를 포함한다.
상기 수지를 필름 형상으로 형성하는 방법으로서, 임의의 적합한 방법을 채용할 수 있다. 상기 방법의 예는 가열 용융 형성법 및 플로우 유연법을 포함한다. 가열 용융 형성법을 사용하는 것이 바람직하다. 가열 용융 형성법의 구체적인 예는 용융 압출법, 프레스 성형법, 인플레이션 성형법, 사출 성형법, 블로우 성형법, 및 연신법을 포함한다. 이 중에서, 용융 압출법이 바람직하다. 이것은, 기계적 강도, 표면 정도 등이 우수한 연신 필름을 획득할 수 있기 때문이다. 형성 조건은 사용 목적, 형성법 등에 따라서 적절히 선택될 수 있다. 용융 압출법에 따라서, 실린더 온도는 바람직하게 100 ~ 600℃ 이고, 보다 바람직하게 150 ~ 350℃ 이다.
상기 폴리머 필름 (비연신 필름) 의 두께는 원하는 광학 특성, 후술되는 연 신 처리 등에 따라서 임의의 적정치로 설정될 수 있다. 두께는 바람직하게 10 ~ 300 ㎛ 이고, 보다 바람직하게 30 ~ 200 ㎛ 이다. 이것은, 이 범위의 두께가 안정한 연신을 가능하게 하여, 균질한 연신 필름을 획득할 수 있기 때문이다.
상기 연신 처리로서, 장척상의 연신 필름을 획득할 수 있는 한, 임의의 적합한 연신법 및 연신 조건 (예를 들어, 연신 온도, 연신비, 연신 방향) 을 채용할 수 있다. 연신법 및 연신 조건을 적절히 선택함으로써, 상기 원하는 광학 특성 (예를 들어, 굴절률 타원체, 면내 위상차, 두께 방향 위상차) 을 가지는 광학 보상 필름을 획득할 수 있다. 연신법의 예로서, 바람직하게는, 필름의 폭 방향에 대해 각도 θ 방향으로 연속해서 상기 비연신 필름을 연신하는 경사 연신법이 있다. 이 방법을 채용함으로써, 필름의 폭 방향에 대해 각도 θ에서 배향축 (지상축) 을 가지는 장척상의 연신 필름을 획득하고, 이것에 의해 후술되는 적층법 (예를 들어, 롤-투-롤) 을 수행할 수 있다. 그 결과, 편광자 및 광학 보상 필름 사이로 이물이 혼입되는 것을 방지할 수 있고, 투과율 및 편광도가 우수한 적층 광학 필름을 획득할 수 있다.
목적에 따라서, 상기 각도 θ는 임의의 적정치로 설정될 수 있다. 각도 θ는 통상 5 ~ 85°이다. 각도 θ는 원하는 광학 특성 등에 따라서 상기 범위 이내에서 임의의 적정치로 설정될 수 있다. 예를 들어, 광학 보상 필름이 λ/4 판으로 기능할 수 있는 경우, 각도 θ는 바람직하게 43.0 ~ 47.0°이고, 보다 바람직하게 44.0 ~ 46.0°이며, 특히 바람직하게 44.5 ~ 45.5°이다. 광학 보상 필름이 λ/2 판으로 기능할 수 있는 경우, 각도 θ는 바람직하게 73.0 ~ 77.0°이고, 보다 바람직하게 74.0 ~ 76.0°이며, 특히 바람직하게 74.5 ~ 75.5°이다. 필름을 경사 연신하는 방법으로서, 필름의 폭 방향에 대해 각도 θ의 방향으로 연속해서 필름이 연신될 수 있고, 폴리머의 배향축이 원하는 각도로 틸트되는 한, 임의의 특별한 제한 없이 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 경사 연신에서 사용되는 연신 장비로서, 예를 들어, 횡방향 및/또는 종방향으로 좌우 방향에서 각각 상이한 속도를 가지는 드로잉력 (drawing force), 또는 공급력 (feeding force) 또는 인장력 (pulling force) 을 적용할 수 있는 텐터 연신 장비가 있다. 텐터 연신 장비의 예는 횡 일축 연신 장비 및 동시 이축 연신 장비를 포함한다. 필름을 연속해서 경사 연신할 수 있는 한, 임의의 적합한 연신 장비를 사용할 수 있다.
도 3은 상기 경사 텐터 연신의 예를 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 비연신 필름 (12a) 을 소정 방향 (21, 예를 들어 종방향) 으로 반송하면서, 좌우 텐터들 (31, 31) 을 사용하여 경사 연신한다. 소정 위치 (41, 42) 에서 척킹된 필름 (12a) 을, 좌측에 대해 속도 (52L) 로 위치 (51L) 로 이동시키고, 우측에 대해 속도 (52R) 로 위치 (51R) 로 이동시킴으로써 연신할 수 있고 (도시된 실시예에서, 속도 (52L) < 속도 (52R)), 이것에 의해 장척상의 연신 필름 (12) 을 획득할 수 있다. 좌우 텐터 사이의 속도비 (속도 차이) 는 상기 원하는 각도 θ 에 따라 임의의 적정치로 설정될 수 있다. 속도비는 통상 1 ~ 50% 이고, 바람직하게 2 ~ 10% 이며, 보다 바람직하게 5 ~ 10% 이다. 도 3은 폭 방향 (X) 에 대해 반시계 방향으로 각도 θ에서 필름을 경사 연신하고, 배향축 (지상축) 은 B 방향일 수 있는 실시예를 도시한다.
경사 연신법의 예는 상기 방법 이외에 JP 50-83482 A, JP 2-113920 A, JP 3-182701 A, JP 2000-9912 A, JP 2002-86554 A, 및 JP 2002-22944 A 에 기재된 방법을 포함한다.
상기 폴리머 필름 (비연신 필름) 을 형성하는 수지의 유리 전이 온도를 Tg 라고 가정할 때, 상기 경사 연신 동안의 온도는 바람직하게 (Tg - 30)℃ ~ (Tg + 60)℃ 이고, 보다 바람직하게 (Tg - 10)℃ ~ (Tg + 50)℃ 이다. 또한, 연신비는 통상 1.01 ~ 30 배이고, 바람직하게 1.01 ~ 10 배이며, 보다 바람직하게 1.01 ~ 5 배이다.
상기 경사 연신에 의해 획득되는 필름의 두께는 통상 20 ~ 80 ㎛이고, 바람직하게 30 ~ 60 ㎛이며, 보다 바람직하게 30 ~ 45 ㎛ 이다.
A-3. 접착제층
상기 접착제층 (13, 13') 을 형성하는 접착제로서, 임의의 적합한 접착제 조성물을 채용할 수 있다. 바람직하게는, 접착제층 (13, 13') 은 폴리비닐 알코올계 수지, 가교제, 및 평균 입자경이 1 ~ 100nm 인 금속 화합물 콜로이드를 포함하는 접착제 조성물로 형성된다.
상기 폴리비닐 알코올계 수지의 예는 폴리비닐 알코올 수지 및 아세토아세틸기를 포함하는 폴리비닐 알코올 수지를 포함한다. 아세토아세틸기를 포함하는 폴리비닐 알코올 수지는 내구성이 개선될 수 있어서 바람직하다.
상술된 폴리비닐 알코올계 수지의 예는 비누화된 폴리비닐 아세테이트 및 비 누화 처리물의 유도체; 공중합성을 가지는 모노머와 비닐 아세테이트를 공중합하여 획득되는 코폴리머의 비누화 처리물; 및 폴리비닐 알코올을 아세탈, 우레탄, 에테르, 그래프트, 또는 포스페이트로 변성하여 획득되는 변성 폴리비닐 알코올을 포함한다. 모노머의 예는 말레산 (무수물), 푸마르산, 크로톤산, 이타콘산, (메타)아크릴산 등의 불포화 카르복실산 및 그 에스테르류; 에틸렌, 프로필렌 등의 α-올레핀; (나트륨) (메타)알릴술포네이트; 나트륨 술포네이트 (모노알킬말레이트); 나트륨 디술포네이트 알킬말레이트; N-메틸롤 아크릴아미드; 아크릴아미드 알킬술포네이트의 알칼리염; N-비닐피롤리돈; 및 N-비닐피롤리돈의 유도체를 포함한다. 이러한 수지들을 단독으로 또는 혼용하여 사용할 수 있다.
폴리비닐 알코올계 수지는 접착성 관점에서 바람직하게 약 100 ~ 5,000 의, 보다 바람직하게 1,000 ~ 4,000 의 평균 중합도를 가진다. 폴리비닐 알코올계 수지는 접착성 관점에서 바람직하게 약 85 ~ 100 mol% 의, 보다 바람직하게 90 ~ 100 mol% 의 평균 비누화도를 가진다.
아세토아세틸기를 포함하는 상기 폴리비닐 알코올계 수지는, 예를 들어, 임의의 방법으로 폴리비닐 알코올계 수지를 디케텐과 반응시켜 획득한다. 그 구체적인 예는 폴리비닐 알코올계 수지를 아세트산 등의 용매에 분산시킨 분산체에 디케텐을 첨가하는 방법, 디메틸포름아미드 또는 디옥산 등의 용매에 폴리비닐 알코올계 수지를 용해한 용액에 디케텐을 첨가하는 방법, 및 디케텐 가스 또는 액체 디케텐을 폴리비닐 알코올계 수지와 직접 접촉시키는 방법을 포함한다.
아세토아세틸기를 포함하는 상기 폴리비닐 알코올계 수지의 아세토아세틸기 변성도는 통상 0.1 mol% 이상이고, 바람직하게 약 0.1 ~ 40 mol% 이며, 보다 바람직하게 1 ~ 20 mol% 이고, 특히 바람직하게 2 ~ 7 mol% 이다. 변성도가 0.1 mol% 미만인 경우, 내수성은 불충분할 수 있다. 변성도가 40 mol% 초과하는 경우, 내수성의 개선 효과는 작다. 아세토아세틸기 변성도는 NMR 에 의해 측정되는 값이다.
가교제로서, 임의의 적절한 가교제가 채용될 수 있다. 바람직하게, 폴리비닐 알코올계 수지와 각각 반응성을 가지는 적어도 2개의 관능기를 가지는 화합물을 가교제로서 사용할 수 있다. 화합물의 예는 에틸렌 디아민, 트리에틸렌 디아민, 및 헥사메틸렌 디아민 등의 1개의 알킬렌기와 2개의 아미노기를 가지는 알킬렌 디아민류; 톨리렌 디이소시아네이트, 수소화 톨리렌 디이소시아네이트, 트리메틸렌 프로판 톨리렌 디이소시아네이트 부가물, 트리페닐메탄 트리이소시아네이트, 메틸렌 비스(4-페닐메탄)트리이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 및 그 케톡심 블록 화합물 또는 그 페놀 블록 화합물 등의 이소시아네이트류; 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 폴리에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 글리세린 디- 또는 트리-글리시딜 에테르, 1,6-헥산 디올 디글리시딜 에테르, 트리메틸롤 프로판 트리글리시딜 에테르, 디글리시딜 아닐린, 및 디글리시딜 아민 등의 에폭시드류; 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온 알데히드, 및 부틸 알데히드 등의 모노알데히드류; 글리옥살, 말론디알데히드, 숙신디알데히드, 글루타르디알데히드, 말레익 디알데히드 및 프탈디알데히드 등의 디알데히드류; 메틸롤우레아, 메틸롤멜라민, 알킬화 메틸롤우레아, 알킬화 메틸롤 멜라민, 아세토구아나민, 또는 벤조구아 나민과 포르알데히드와의 축합물 등의 아미노-포름알데히드 수지; 그리고 나트륨, 칼륨 2가 금속, 또는 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 철, 니켈 등의 3가 금속의 염 및 그 산화물을 포함한다. 그 중에서, 아미노-포름알데히드 수지 및 디알데히드류가 바람직하다. 아미노-포름알데히드 수지로서, 메틸롤기를 가지는 화합물이 바람직하고, 디알데히드로서 글리옥살이 바람직하다. 그 중에서, 메틸롤기를 가지는 화합물이 바람직하고, 메틸롤 멜라민이 특히 바람직하다.
상기 가교제의 블렌딩량은 상기 폴리비닐 알코올계 수지 등의 종류에 따라 적절히 설정될 수 있다. 통상, 상기 가교제의 블렌딩량은 폴리비닐 알코올계 수지 100 중량부에 대해 약 10 ~ 60 중량부이고, 바람직하게 20 ~ 50 중량부이다. 이것은, 이러한 블렌딩량에서의 가교제가 접착성이 우수하기 때문이다. 가교제의 블렌딩량이 많은 경우, 가교제의 반응이 단시간에 진행되어, 접착제가 겔화되는 경향이 있다. 그 결과, 접착제의 사용 기간 (폿 라이프, pot life) 이 현저히 짧아져, 접착제를 공업적으로 사용하는 것이 어려워질 수 있다. 본 발명의 실시형태의 접착제는 후술하는 금속 화합물 콜로이드를 포함하므로, 가교제의 블렌딩량이 많은 경우라도 우수한 안정성을 가지고 접착제를 사용할 수 있다.
상기 금속 화합물 콜로이드는 금속 화합물 미립자가 분산체 중에 분산되는 구성을 가질 수 있고, 미립자의 동일 전하들 사이의 상호 작용에 의하여 정전적으로 안정화될 수 있어 영속적으로 안정성을 가질 수 있다. 금속 화합물 콜로이드를 형성하는 미립자의 평균 입자경은, 편광 특성 등의 광학 특성이 역효과를 주지 않는 한, 임의의 적정치일 수 있다. 평균 입자경은 바람직하게 1 ~ 100 nm 이고, 보다 바람직하게 1 ~ 50 nm 이다. 이것은, 미립자가 접착제층에 균일하게 분산되어 접착성을 유지할 수 있고, 크닉 (knick) 결함의 발생이 억제될 수 있기 때문이다. "크닉 결함" 은 광누설을 말한다. 그 세부 내용은 후술한다.
상기 금속 화합물로서, 임의의 적합한 화합물을 채용할 수 있다. 금속 화합물의 예는 알루미나, 실리카, 지르코니아, 또는 티타니아 등의 금속 산화물; 알루미늄 실리케이트, 칼슘 카보네이트, 마그네슘 실리케이트, 아연 카보네이트, 바륨 카보네이트, 또는 칼슘 포스페이트 등의 금속 염; 및 세라이트, 탈크, 점토, 또는 카올린 등의 미네랄을 포함한다. 후술하는 바와 같이, 본 발명에 따르면, 양 전하를 가지는 금속 화합물 콜로이드가 바람직하게 사용된다. 금속 화합물의 예는 알루미나 및 티타니아를 포함하고, 알루미나가 특히 바람직하다.
금속 화합물 콜로이드는 통상 금속 화합물 콜로이드가 분산체에 분산되어 있는 콜로이드 용액 상태로 존재한다. 분산체의 예는 물 및 알코올을 포함한다. 콜로이드 용액의 고형분 농도는 통상 약 1 ~ 50 중량% 이고, 바람직하게 1 ~ 30 중량% 이다. 콜로이드 용액은 안정제로서 질산, 염산, 아세트산 등의 산을 포함할 수 있다.
상기 금속 화합물 콜로이드 (고형분) 의 블렌딩량은 폴리비닐 알코올계 수지 100 중량부에 대해 바람직하게 200 중량부 이하, 보다 바람직하게 10 ~ 200 중량부, 보다 더 바람직하게 20 ~ 175 중량부, 가장 바람직하게 30 ~ 150 중량부이다. 이것은, 이러한 블렌딩량으로 접착성을 유지하는 한편, 크닉 결함의 발생을 억제할 수 있기 때문이다.
본 발명의 실시형태의 접착제 조성물은 실란 커플링제 및 티타늄 커플링제 등의 커플링제; 각종 점착 부여제; UV 흡수제; 산화 방지제; 및 내열 안정제 및 내가수분해 안정제 등의 안정제를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시형태의 접착제 조성물의 형태는 바람직하게 수용액 (수지 용액) 이다. 수지 농도는 도포성, 방치 안정성 등의 관점에서 바람직하게 0.1 ~ 15중량% 이고, 보다 바람직하게 0.5 ~ 10중량% 이다. 수지 용액의 점도는 바람직하게 1 ~ 50 mPaㆍs 이다. 본 발명의 실시형태의 접착제 조성물에 따라서, 크닉 결함의 발생은 1 ~ 20 mPaㆍs 의 저점도 범위에서도 억제될 수 있다. 수지 용액의 pH 는 바람직하게 2 ~ 6 이고, 보다 바람직하게 2.5 ~ 5 이며, 보다 더 바람직하게 3 ~ 5 이고, 가장 바람직하게 3.5 ~ 4.5 이다. 일반적으로, 금속 화합물 콜로이드의 표면 전하는 pH를 조절함으로써 제어될 수 있다. 표면 전하는 바람직하게 양 전하이다. 양 전하의 존재로 인해, 크닉 결함 발생이 더욱 억제될 수 있다. 표면 전하는, 예를 들어, 제타 전위 측정 장치로 제타 전위를 측정함으로써 체크될 수 있다.
상기 수지 용액의 조제 방법으로서, 임의의 적합한 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 폴리비닐 알코올계 수지와 가교제를 미리 혼합하고 상기 혼합물을 적절한 농도로 조절하며, 이렇게 형성된 혼합물과 금속 화합물 콜로이드를 블렌딩하는 방법이 있다. 대안으로, 폴리비닐 알코올계 수지를 금속 화합물 콜로이드와 혼합한 후, 사용 시간 등을 고려하여 상기 혼합물과 가교제를 혼합할 수 있다. 수지 용액의 농도는 수지 용액의 조제 이후 조절할 수 있다.
상기 접착제 조성물로 형성된 접착제층의 두께는 바람직하게 10 ~ 300 nm, 보다 바람직하게 10 ~ 200 nm, 특히 바람직하게 20 ~ 150 nm 이다.
A-4. 보호 필름
보호 필름 (14) 은 편광자용 보호층으로 사용될 수 있는 임의의 적절한 필름으로 형성된다. 필름의 주성분으로 사용되는 물질의 구체적인 예는 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 와 같은 셀룰로오스계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리비닐 알코올계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리에테르 술폰계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리노르보르넨계 수지, 폴리올레핀계 수지, (메타)아크릴 수지, 아세테이트계 수지 등의 투명 수지를 포함한다. 또 다른 실시예는 (메타)아크릴계 수지, 우레탄계 수지, (메타)아크릴 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 실리콘계 수지 등의 UV 경화성 수지 또는 열경화성 수지를 포함한다. 또 다른 예는, 예를 들어, 실록산계 폴리머와 같은 유리질 폴리머를 포함한다. 또한, JP 2001-343529 A (WO 01/37007) 에 기재된 폴리머 필름을 사용할 수도 있다. 구체적으로, 측쇄에 치환 또는 비치환 이미드기를 가지는 열가소성 수지와, 측쇄에 치환 또는 비치환 페닐기 및 니트릴기를 가지는 열가소성 수지를 포함하는 수지 조성물로 필름을 형성할 수 있다. 그 구체적인 예는 이소부텐 및 N-메틸말레이미드의 교대 코폴리머 및 아크릴로니트릴-스티렌 코폴리머를 포함하는 수지 조성물을 포함한다. 폴리머 필름은, 예를 들어, 수지 조성물의 압출 성형물일 수 있다.
(메타)아크릴 수지의 유리 전이 온도 (Tg) 는 바람직하게 115℃ 이상이고, 보다 바람직하게 120℃ 이상이며, 더욱 더 바람직하게 125℃ 이상이고, 특히 바람직하게 130℃ 이상이다. 이것은, 115℃ 이상의 유리 전이 온도 (Tg) 를 가지는 (메타)아크릴 수지의 내구성이 우수할 수 있기 때문이다. (메타)아크릴 수지의 Tg 의 상한치는 특별히 제한되지 않지만, 성형성 등의 관점에서 바람직하게 170℃ 이하이다.
(메타)아크릴 수지로서, 본 발명의 효과를 해하지 않는 한, 임의의 적절한 (메타)아크릴 수지를 채용할 수 있다. (메타)아크릴 수지의 예는 메틸 폴리메타크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트-(메타)아크릴산 코폴리머, 메틸 메타크릴레이트-(메타)아크릴레이트 코폴리머, 메틸 메타크릴레이트-아크릴레이트-(메타)아크릴산 코폴리머, 메틸 (메타)아크릴레이트-스티렌 코폴리머 (MS 수지 등), 및 지환족 탄화수소기를 가지는 폴리머 (예를 들어, 메틸 메타크릴레이트-시클로헥실 메타크릴레이트 코폴리머, 메틸 메타크릴레이트-노르보닐 (메타)아크릴레이트 코폴리머) 와 같은 폴리(메타)아크릴레이트를 포함한다. 바람직한 예는 폴리메틸 (메타)아크릴레이트 등의 C1 - 6알킬 폴리 (메타)아크릴산을 포함한다. 보다 바람직한 예는 주성분으로서 메틸 메타크릴레이트를 포함하는 메틸 메타크릴레이트계 수지를 포함한다 (50 ~ 100 중량%, 바람직하게는 70 ~ 100 중량%).
(메타)아크릴 수지의 구체적인 예는 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. 에 의해 제작된 ACRYPET VH 및 ACRYPET VRL20A, JP 2004-70296 A 에 기재된 분자내 환 구조를 가지는 (메타)아크릴 수지, 및 분자내 가교 또는 분자내 환화 반응에 의해 획득된 높은 Tg를 가지는 (메타)아크릴 수지를 포함한다.
상기 (메타)아크릴 수지로서, 높은 내열성, 높은 투명성, 및 높은 기계적 강도 때문에, 락톤 환구조를 가지는 (메타)아크릴 수지가 특히 바람직하다.
락톤 환구조를 가지는 (메타)아크릴 수지의 예는 JP 2000-230016 A, JP 2001-151814 A, JP 2002-120326 A, JP 2002-254544 A, 및 JP 2005-146084 A 에 기재된 락톤 환 구조를 가지는 (메타)아크릴 수지를 포함한다.
락톤 환구조를 가지는 (메타)아크릴 수지의 질량 평균 분자량 (중량 평균 분자량으로도 칭해질 수 있음) 은 바람직하게 1,000 ~ 2,000,000, 보다 바람직하게 5,000 ~ 1,000,000, 보다 더 바람직하게 10,000 ~ 500,000, 특히 바람직하게 50,000 ~ 500,000 이다.
락톤 환구조를 가지는 (메타)아크릴 수지의 유리 전이 온도 (Tg) 는 바람직하게 115℃ 이상, 보다 바람직하게 125℃ 이상, 보다 더 바람직하게 130℃ 이상, 특히 바람직하게 135℃ 이상, 가장 바람직하게 140℃ 이상이다. 이것은, 락톤 환구조를 가지고 115℃ 이상의 Tg를 가지는 (메타)아크릴 수지의 내구성이 우수할 수 있기 때문이다. 락톤 환구조를 가지는 (메타)아크릴 수지 Tg 의 상한치는 특별히 제한되지 않지만, 성형성 등의 관점에서 바람직하게 170℃ 이하이다.
본 명세서에서, 용어 "(메타)아크릴" 은 아크릴 및/또는 메타크릴을 말한다.
상기 보호 필름 (14) 은 바람직하게 투명하고 무색이다. 보호 필름의 두께 방향 위상차 (Rth) 는 바람직하게 -90 nm ~ +90 nm, 보다 바람직하게 -80 nm ~ +80 nm, 보다 더 바람직하게 -70 nm ~ +70 nm 이다.
상기 보호 필름의 두께로서, 상기 바람직한 두께 방향 위상차 (Rth) 를 획득할 수 있는 한, 임의의 적합한 두께를 채용할 수 있다. 보호 필름의 두께는 통상 5 mm 이하, 바람직하게 1 mm 이하, 보다 바람직하게 1 ~ 500 ㎛, 보다 더 바람직하게 5 ~ 150 ㎛ 이다.
보호 필름의 편광자 반대측은 필요하다면 하드코트 처리, 반사방지 처리, 스티킹 방지 처리, 안티글레어 처리 등을 실시할 수 있다.
상술한 바와 같이, 셀룰로오스계 필름이 일반적으로 편광자의 보호층, 예를 들어, 트리아세틸 셀룰로오스 필름으로 사용되는 경우, 두께 방향 위상차 (Rth) 는 80㎛ 두께에서 약 60 nm 이다. 보다 작은 두께 방향 위상차 (Rth) 를 획득하기 위해서, 큰 Rth 를 가진 셀룰로오스계 필름에 Rth 저하를 위한 적절한 처리를 수행할 수 있다.
상기 두께 방향 위상차 (Rth) 를 저하시키기 위한 처리로서, 임의의 적합한 처리 방법을 채용할 수 있다. 그 예는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌 또는 스테인레스 스틸과 여기에 도포되는 시클로펜타논 또는 메틸에틸케톤 등의 용매로 형성된 베이스를 일반적인 셀룰로오스계 필름에 부착하는 단계, 상기 적층체를 (예를 들어, 약 80 ~ 150℃ 에서 약 3 ~ 10 분 동안) 가열하여 건조하는 단계, 그리고 이후 베이스를 박리하는 단계의 방법; 및 노르보르넨계 수지, 아크릴 수지 등이 시클로펜타논, 또는 메틸에틸케톤 등의 용매에 용해된 용액을 일반적인 셀룰로오스계 필름에 도포하고, 상기 적층체를 (예를 들어, 약 80 ~ 150℃ 에서 약 3 ~ 10 분 동안) 가열하여 건조하며, 이후 상기 도포된 필름을 박리하는 단계를 포 함한다.
상기 셀룰로오스계 필름을 형성하는 물질의 예는 바람직하게 디아세틸셀룰로오스, 및 트리아세틸셀룰로오스 등의 지방족 산-치환 셀룰로오스계 폴리머를 포함한다. 범용되는 트리아세틸 셀룰로오스에서의 아세트산 치환도가 약 2.8 이지만, 두께 방향 위상차 (Rth) 는, 바람직하게 아세트산 치환도를 1.8 ~ 2.7 로 제어함으로써, 보다 바람직하게 프로피온산 치환도를 0.1 ~ 1 로 제어함으로써 작게 조절될 수 있다.
디부틸프탈레이트, p-톨루엔술폰아닐리드, 또는 아세틸트리에틸 시트레이트 등의 가소제를 상기 지방족 산-치환 셀룰로오스 폴리머에 첨가함으로써, 두께 방향 위상차 (Rth) 를 작게 조절할 수 있다. 가소제의 첨가량은 지방족 산-치환 셀룰로오스계 폴리머 100 중량부에 대하여 바람직하게 40 중량부 이하이고, 보다 바람직하게 1 ~ 20 중량부이며, 보다 더 바람직하게 1 ~ 15 중량부이다.
상기 두께 방향 위상차 (Rth) 를 저하시키는 처리 방법은 적절히 조합하여 적용할 수 있다. 상기 처리에 의해 획득된 보호 필름의 두께 방향 위상차 (Rth)(550) 는 바람직하게 -20 nm ~ +20 nm, 보다 바람직하게 -10 nm ~ +10 nm, 보다 더 바람직하게 -6 nm ~ +6 nm, 특히 바람직하게 -3 nm ~ +3 nm 이다. 보호 필름의 면내 위상차 (Re)(550) 는 바람직하게 0nm 이상 및 10nm 이하, 보다 바람직하게 0 nm 이상 및 6 nm 이하, 보다 더 바람직하게 0 nm 이상 및 3 nm 이하이다.
상기 보호 필름의 두께로서, 상기의 바람직한 두께 방향 위상차 (Rth) 가 획득될 수 있는 한, 임의의 적합한 두께를 채용할 수 있다. 상기 보호 필름의 두 께는 바람직하게 20 ~ 200 ㎛, 보다 바람직하게 30 ~ 100 ㎛, 보다 더 바람직하게 35 ~ 95 ㎛ 이다.
A-5. 기타
본 발명의 적층 광학 필름은 상술한 바와 같이 또 다른 광학 보상층을 더 포함할 수 있다. 광학 보상층은 임의의 적합한 광학 특성을 가질 수 있다. 그 형태의 예는 폴리머 필름의 연신 필름 및 액정 도포층을 포함한다. 폴리머 필름을 형성하는 수지의 예는 폴리카보네이트계 수지 및 노르보르넨계 수지를 포함한다. 연신법의 예는 일축 연신 및 이축 연신을 포함한다. 또 다른 광학 보상층은 예를 들어, 상기 광학 보상 필름과 함께, 넓은 파장 범위에서 원편광 기능을 발휘할 수 있다.
B. 제조 방법
본 발명의 적층 광학 필름의 제조 방법은 광학 보상 필름 및 편광자를 각 길이 방향으로 반송하면서, 편광자의 길이 방향이 광학 보상 필름의 길이 방향에 얼라인되도록, 길이방향으로 흡수축을 가지는 장척상의 편광자와 장척상의 광학 보상 필름을 적층하는 단계를 포함한다. 즉, 편광자 및 광학 보상 필름을 반송하면서 적층함으로써, 편광자와 광학 보상 필름 사이에 이물이 혼입되는 것을 방지할 수 있고, 투과율 및 편광도가 우수할 수 있는 적층 광학 필름을 제공할 수 있다. 장척상의 편광자는 바람직하게 롤 형상을 가진다. 장척상의 광학 보상 필름은 바람직하게 롤 형상을 가진다.
상기 편광자 및 상기 광학 보상 필름은 접착제 조성물을 통해 적층된다. 구체적으로, 접착제 조성물을 편광자의 일 표면 또는 광학 보상 필름의 일 표면에 도포하고, 이후 편광자 및 광학 보상 필름을 서로 부착시키고, 건조한다. 접착제 조성물로서, 임의의 적합한 접착제 조성물을 채용할 수 있다. 바람직하게는, 상기 항목 A-3 에 기재된 접착제 조성물을 사용한다. 접착제 조성물을 도포하는 방법의 예는 롤 법, 스프레이법, 및 침적법을 포함한다. 또한, 바람직하게는 건조 이후 두께가 금속 화합물 콜로이드의 평균 입자경보다 더 크도록 접착제 조성물을 도포한다. 건조 이후 두께는 통상 10 ~ 300 nm, 바람직하게 10 ~ 200 nm, 보다 바람직하게 20 ~ 150 nm 이다. 이 범위로 두께를 설정함으로써, 충분한 접착제 강도를 획득할 수 있다. 건조 온도는 통상 5 ~ 150℃, 바람직하게 30 ~ 120℃ 이다. 건조 시간은 통상 120 초 이상, 바람직하게 300 초 이상이다.
상기 편광자 및 광학 보상 필름은, 광학 보상 필름의 지상축과 편광자의 흡수축에 의해 형성된 각도가 5 ~ 85°되도록, 적층한다. 상술한 바와 같이, 광학 보상 필름이 λ/4 판으로서 기능할 수 있는 경우, 상기 각도는 바람직하게 43.0 ~ 47.0°, 보다 바람직하게 44.0 ~ 46.0°, 특히 바람직하게 44.5 ~ 45.5°이다. 광학 보상 필름이 λ/2 판로서 기능할 수 있는 경우, 상기 각도는 바람직하게 13.0 ~ 17.0°, 보다 바람직하게 14.0 ~ 16.0°, 특히 바람직하게 14.5 ~ 15.5°이다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 적층 광학 필름이 또 다른 광학 보상 필름을 더 포함하는 경우, 상기와 동일한 방법으로 편광자 상에 또 다른 광학 보상 필름을 적 층하는 것도 바람직하다.
본 발명의 적층 광학 필름의 제조 방법은 장척상의 보호 필름을 편광자의 일측 또는 양측 상에 적층하는 단계를 더 포함할 수 있다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 적층 광학 필름을 제조하는 경우, 제조 방법은 장척상의 보호 필름을, 편광자의 광학 보상 필름과는 반대측에 적층하는 단계를 더 포함할 수 있다. 적층 방법의 바람직한 예는 편광자 및 보호 필름을 각 길이 방향으로 반송하면서, 편광자의 길이 방향이 보호필름의 길이 방향에 얼라인되도록 편광자 및 보호 필름을 적층하는 방법을 포함한다. 장척상의 보호 필름은 바람직하게 롤 형상을 가진다. 편광자 및 보호 필름은 임의의 적합한 접착제층을 통해서 적층된다. 접착제층을 형성하기 위해서, 상기 항목 A-3에 기재된 접착제 조성물을 사용할 수 있다.
도 4는 본 발명에 의한 적층 광학 필름의 제조 방법의 일 실시예에서의 일 단계를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 보호 필름 (14) 이 편광자 (11) 상에 미리 적층되어 있는 적층체 (110) 및 접착제 조성물 (미도시) 이 도포되어 있는 광학 보상 필름 (12) 이 화살표 방향으로 송출되고, 적층체 및 광학 보상 필름의 각 길이 방향이 얼라인되면서 서로 부착된다. 보다 구체적으로, 편광자 (11) 및 광학 보상 필름 (12) 은 롤-투-롤에 의해 연속적으로 적층된다. 도 4에서, 참조 부호 111 및 112 는 각 층을 형성하는 필름을 권취하기 위한 롤을 나타내고, 참조 부호 113 은 필름을 서로 부착하기 위한 가이드 롤을 나타낸다.
본 발명에 의한 적층 광학 필름의 제조 방법은 바람직하게 편광자 및 광학 보상 필름을 접착제 조성물을 매개로 적층하는 단계와, 이후 편광자 및 광학 보상 필름을 동시에 절단 또는 펀칭하는 단계를 더 포함한다. 상기 보호 필름을 적층하는 경우, 보호 필름을 편광자 및 광학 보상 필름과 함께 절단 또는 펀칭하는 것도 바람직하다. 절단 또는 펀칭시, 임의의 적합한 방법을 채용할 수 있다. 물론, 절단 또는 펀칭에 의해 획득되는 적층 광학 필름이 반드시 장척상인 것은 아니다.
본 발명의 적층 광학 필름이 또 다른 광학 보상층을 더 포함하는 경우, 광학 보상층은 임의의 적합한 점착제층 또는 접착제층을 매개로 적층된다.
C. 액정 패널
본 발명의 적층 광학 필름은 바람직하게 액정 표시 장치 (액정 패널) 에 바람직하게 사용될 수 있다. 본 발명의 액정 패널은 액정셀 및 본 발명의 적층 광학 필름을 포함한다. 도 5a 는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 액정 패널 (100) 의 개략 단면도이다. 액정 패널 (100) 은 액정셀 (20) 및 상기 액정셀 (20) 의 일측에 배치된 적층 광학 필름 (10") 을 포함한다. 적층 광학 필름 (10") 은 편광자 (11) 및 광학 보상 필름 (12) 을 포함한다. 도 5a 에 도시된 실시형태에서, 광학 보상 필름 (12) 이 액정셀 (20) 측에 위치하도록 적층 광학 필름 (10") 을 배치한다. 이 경우, 적층 광학 필름 (10") 은 액정 셀 (20) 의 백라이트측 또는 시인측 상에 배치될 수 있다.
도 5b 는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따른 액정 패널 (100') 의 개략 단면도이다. 액정 패널 (100') 에서, 편광자 (11) 가 액정셀 (20) 측에 위치하도록 적층 광학 필름 (10") 을 배치한다. 이때, 적층 광학 필름 (10") 은 바람직하게 액정셀 (20) 의 시인측에 배치된다. 구체적으로, 적층 광학 필름 (10") 은, 광학 보상 필름 (12) 이 편광자 (11) 의 시인측에 더 근접하도록 배치된다. 이러한 배치가 채용되는 경우, 광학 보상 필름 (12) 은 λ/4 판의 기능을 할 수 있고, 광학 보상 필름 (12) 은 편광자 (11) 로부터 출사되는 편광을 원편광으로 전환할 수 있다. 그 결과, 액정 패널이 선글라스 등의 편광 렌즈를 통해 시인되는 경우라도, 우수한 시인성을 획득할 수 있다. 구체적으로, 편광 렌즈의 흡수축과 액정 패널의 시인측 상에 배치되는 편광자 (11) 의 흡수축이 실질적으로 서로 직교하는 경우라도, 액정 패널 상에 표시되는 화상이 시각적으로 인식될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 본 발명의 액정 패널은 또 다른 광학 소자를 포함할 수 있다.
액정셀 (20) 은 한 쌍의 기판 (21, 21') 및 상기 기판 (21, 21') 사이에 협지되는 표시 매개체로서 액정층 (22) 으로 이루어진다. 일 기판 (컬러 필터 기판) 에는 컬러 필터 및 블랙 매트릭스 (양자 모두 미도시) 가 제공된다. 다른 기판 (액티브 매트릭스 기판) 에는 액정의 전자광학적 특성을 제어하기 위한 스위칭 소자 (통상 TFT, 미도시); 스위칭 소자에 게이트 신호를 제공하기 위한 주사선 (미도시) 및 스위칭 소자에 소스 신호를 제공하기 위한 신호선 (미도시); 및 화소 전극 (미도시) 이 제공된다. 컬러 필터를 액티브 매트릭스 기판 측에 제공할 수도 있다. 기판 (21, 21') 사이의 간격 (셀 갭) 은 스페이서 (미도시) 로 조절된다. 예를 들어, 폴리이미드로 형성된 배향 필름 (미도시) 은 기판 (21, 21') 각 측에 제공되어, 액정층 (22) 과 접촉한다.
본 발명에 의한 액정 패널의 제조 방법은 상기 항목 B 에 기재된 제조 방법으로 적층 광학 필름을 제조하는 단계, 및 획득된 적층 광학 필름을 액정셀 상에 적층하는 단계를 포함한다. 적층 단계에서, 적층 광학 필름 및 액정셀은 임의의 적합한 점착제를 매개로 적층될 수 있다. 또한, 통상적으로, 획득된 적층 광학 필름은 원하는 크기로 절단 또는 펀칭되고, 이후 적층 광학 필름은 액정셀 상에 적층된다.
실시예
이후, 실시예를 통해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 본 발명은 이들 실시예에 제한되지 않는다. 광학 보상 필름의 위상차 값을 측정하는 방법은 다음과 같다.
(위상차 값의 측정)
위상차 값은 Oji Scientific Instruments에 의해 제작된 KOBRA-WPR 으로 자동 측정된다. 측정 파장은 590 nm 이고, 측정 온도는 23℃ 이다.
(실시예 1)
(편광자의 제조)
장척상의 폴리비닐 알코올 필름을 요오드 함유 수용액에서 염색한다. 이후, 붕산 함유 수용액 중, 속도비가 상이한 롤 사이에서 필름을 6배로 일축 연신하여, 길이 방향으로 흡수축을 가지는 장척상의 편광자를 획득한다. 연신 이후, 장척상의 편광자를 권취하여 권회체 (winding body) 를 획득한다.
(광학 보상 필름의 제조)
노르보르넨계 수지 (평균 분자량: 35,000, Tg: 140℃) 를 용융 사출 처리하여 획득한 비연신 필름 (두께: 60㎛) 을 텐터 연신 장비에 척킹하여 120℃ 로 가열한다. 필름을 종방향으로 반송하면서, 좌우 텐터의 5% 속도비 (속도차) 로 횡방향 연신하는 동안, 반송 방향으로 필름을 연신하여, 35㎛ 두께의 장척상 광학 보상 필름 (연신 필름) 을 획득한다.
즉, 길이 방향에 대해 시계 방향 45°에서 지상축을 가지는 장척상의 광학 보상 필름을 획득한다. 장척상의 광학 보상 필름을 권취하여 권회체를 획득한다. 광학 보상 필름의 면내 위상차 (Re) 는 140nm 이고, 그 Nz 계수는 1.6 이다.
(보호 필름)
보호 필름으로서, 장척상의 트리아세틸 셀룰로오스 필름 (두께: 40㎛, KC4UYW (상품명), Konica Minolta 제조) 을 사용한다. 보호 필름을 권회체로 준비한다. 보호 필름의 면내 위상차 (Re) 는 5nm 이고, 그 두께 방향 위상차 (Rth) 는 45nm 이다.
(접착제 조성물의 제조)
아세토아세틸기 함유 폴리비닐 알코올계 수지 (평균 중합도: 1200, 비누화도: 98.5 mol%, 아세토아세틸화도: 5 mol%) 100 중량부 및 메틸롤멜라민 50 중량부를 30℃ 온도 조건 하에서 순수에 용해하여, 고형분 농도가 3.7% 인 수용액을 획득한다. 다음, 수용액 100 중량부에 대하여 알루미나 콜로이드 수용액 (평균 입자경: 15 nm, 고형분 농도: 10%, 양전하) 18 중량부를 첨가하여 접착제 조성물을 조제한다. 접착제 조성물의 점도는 9.6 mPaㆍs 이다. 접착제 조성물의 pH 는 4 ~ 4.5 이다.
(적층 광학 필름의 제조)
접착제 조성물의 조제로부터 30분 이후, 광학 보상 필름 및 보호 필름 각각을 권회체로부터 공급하면서, 건조 이후 두께가 80nm 가 되도록 각각의 일 표면 상에 접착제 조성물을 도포하여, 접착제층을 형성한다. 그 후, 이들을 운송하면서, 롤 장비를 사용하여, 상부에 접착제층이 형성된 광학 보상 필름을 권회체로부터 공급된 편광자의 일 표면에 부착하고, 상부에 접착제층이 형성된 보호 필름을 편광자의 다른 표면에 부착하고, 6분 동안 55℃ 분위기를 통과시킨 후 권취하여 장척상의 적층 광학 필름을 제조한다. 광학 보상 필름의 지상축이 편광자의 흡수축에 대하여 시계 방향으로 45°가 되도록, 광학 보상 필름을 적층 광학 필름에 부착한다. 이로써 획득된 적층 광학 필름의 두께는 103㎛ 이다.
(실시예 2)
하기의 광학 보상 필름을 사용하고, 광학 보상 필름의 지상축이 편광자의 흡수축에 대하여 시계 방향으로 165°가 되도록, 광학 보상 필름을 부착하는 것을 제외하고, 실시예 1 과 동일한 방식으로 적층 광학 필름을 획득한다. 이로써 획득된 적층 광학 필름의 두께는 103㎛ 이다.
(광학 보상 필름의 제조)
노르보르넨계 수지 (평균 분자량: 35,000, Tg: 140℃) 를 용융 사출 처리하여 획득한 비연신 필름 (두께: 60㎛) 을 텐터 연신 장비에 척킹하여 120℃ 로 가열 한다. 필름을 종방향으로 반송하면서, 좌우 텐터의 10% 속도비 (속도차) 로 횡방향 연신하는 동안, 반송 방향으로 필름을 연신하여, 35㎛ 두께의 장척상의 광학 보상 필름 (연신 필름) 을 획득한다.
즉, 길이 방향에 대해 시계 방향으로 165°의 방향에서 지상축을 가지는 장척상의 광학 보상 필름을 획득한다. 장척상의 광학 보상 필름을 권취하여 권회체를 획득한다. 광학 보상 필름의 면내 위상차 (Re) 는 270nm 이고, 그 Nz 계수는 1 이다.
(실시예 3)
접착제 조성물의 조제시 알루미나 콜로이드 수용액을 첨가하지 않는 것을 제외하고, 실시예 1 과 동일한 방식으로 적층 광학 필름을 획득한다. 이로써 획득된 적층 광학 필름의 두께는 103㎛ 이다.
(실시예 4)
(편광판 롤의 제조)
접착제 조성물의 조제 (실시예 1 참조) 로부터 30분 이후, 권회체로부터 보호 필름 (실시예 1 참조) 을 공급하면서, 건조 이후 두께가 80nm 가 되도록 보호 필름의 일 표면 상에 접착제 조성물을 도포하여, 접착제층을 형성한다. 그 후, 이들을 운송하면서, 롤 장비를 사용하여, 접착제층이 상부에 형성된 보호 필름을 권회체로부터 공급된 편광자의 양 표면에 형성하고, 6분 동안 55℃ 분위기를 통과시킨 후 권취하여 장척상의 적층 필름 (소위, 편광판 롤) 을 제조한다.
(적층 광학 필름의 제조)
다음, 편광판 롤 및 광학 보상 필름 (실시예 1 참조) 을 권회체로부터 송출하면서, 이들을 아크릴 접착제 (두께: 12㎛) 를 매개로 서로 부착하여, 장척상의 적층 광학 필름을 제조한다. 광학 보상 필름의 지상축이 편광자의 흡수축에 대해 시계 방향으로 45°되도록, 광학 보상 필름을 부착한다. 이로써 획득된 적층 광학 필름의 두께는 155㎛ 이다.
(비교예 1)
(편광판 롤의 제조)
알루미나 콜로이드 수용액을 첨가하지 않는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 접착제 조성물을 조제한다. 접착제 조성물의 사용을 제외하고, 실시예 4와 동일한 방식으로 편광판 롤을 제조한다.
(광학 보상 필름의 제조)
장척상의 노르보르넨계 수지 필름 (Zeonor (상품명), ZEON Corporation 제작, 두께: 60㎛, 광탄성 계수: 3.1 ×10-12 m2/N) 을 150℃에서 1.55배로 고정단 이축 연신 처리하여, 장척상의 필름을 제조한다. 필름의 두께는 35㎛ 이고, 그 면내 위상차 (Re) 는 140 nm 이며, 그 두께 방향 위상차 (Rth) 는 217 nm 이고, 그리고 그 Nz 계수 (Rth/Re) 는 1.55 이다.
(적층 광학 필름의 제조)
소정 크기의 적층체 편을 획득된 편광판 롤 및 광학 보상 필름의 각각으로부터 절단하고, 아크릴 점착제 (두께: 12㎛) 를 매개로 적층하여 적층체를 획득한다. 이 때, 광학 보상 필름의 지상축이 편광자의 흡수축에 대해 반시계 방향으로 45°되도록 이들을 적층한다.
획득된 적층체를 100 mm × 100 mm 크기로 절단하여 적층 광학 필름을 획득한다. 이로써 획득된 적층 광학 필름의 두께는 155㎛ 이다.
(비교예 2)
하기의 편광판 롤을 사용하는 것을 제외하고 비교예 1과 동일한 방식으로 적층 광학 필름을 제조한다. 보호 필름이 제공되지 않는 편광판 롤 측에 광학 보상 필름을 적층한다. 이로써 획득된 적층 광학 필름의 두께는 115㎛ 이다.
(편광판 롤의 제조)
접착제 조성물 조제 (실시예 1 참조) 로부터 30분 이후, 권회체로부터 보호 필름 (실시예 1 참조) 을 공급하면서, 건조 이후 두께가 80nm 가 되도록 보호 필름의 일 표면 상에 접착제 조성물을 도포하여, 접착제층을 형성한다. 그 후, 이들을 운송하면서, 롤 장비를 사용하여, 접착제층이 상부에 형성된 보호 필름을 권회체로부터 공급된 편광자의 일 표면에 부착하고, 6분 동안 55℃ 분위기를 통과시킨 후 권취하여 편광판 롤을 제조한다.
실시예 1 ~ 4에서 획득된 적층 광학 필름은 다음과 같이 평가한다. 표 1 은 평가 결과를 나타낸다.
1. 박리
획득된 적층 광학 필름을 편광자의 흡수축 방향 (길이 방향) 으로 50 mm 및 흡수축 방향에 대해 면내 직교하는 투과축 방향으로 25 mm 로 절단하여, 샘플 편을 획득한다. 샘플 편을 5시간 동안 60℃의 온수에 침적시킨다. 침적 이후, 샘플 편의 끝단으로부터 박리된 폭 (편광자에 인접하는 필름과의 계면) 을 노기스 (caliper) 로 측정한다.
2. 외관 (크닉 결함의 유무)
1,000 mm × 1,000 mm 크기의 샘플 편을 획득된 적층 광학 필름으로부터 절단한다. 형광 램프 하에서 백 라이트 상에 배치된 또 다른 편광판 (Nitto Denko Corporation에 의해 제작된 NPF-SEG1224DU (상품명)) 상에 샘플 편을 적층한다. 이 때, 샘플 편의 편광자의 흡수축이 또 다른 편광판의 흡수축에 직교하도록, 샘플 편을 또 다른 편광판 상에 적층한다. 광누설부 (크닉 결함) 의 개수를 센다.
박리 (mm) 크닉 결함 (개)
실시예 1 0.5 0
실시예 2 0.5 0
실시예 3 0.5 24
실시예 4 0.5 0
알루미나 콜로이드 함유 접착제 조성물을 사용하여 또 다른 편광판 상에 샘플 편을 적층함으로써 크닉 결함의 발생을 억제할 수 있음이 표 1로부터 알 수 있다.
실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 및 2에서 획득된 적층 광학 필름을 다음과 같이 평가한다. 표 2 는 평가 결과를 요약한다.
1. 박리
획득된 적층 광학 필름을 1,000 mm × 1,000 mm (실시예 1 ~ 3 에서만) 크기로 절단한다. 비교예 1 및 2 에서 획득된 적층 광학 필름은 그 자체로 샘플 편으로 사용한다.
샘플 편을 5시간 동안 60℃의 온수에 침적시킨다. 침적 이후, 각 샘플 편의 끝단으로부터 박리된 폭 (편광자에 인접하는 필름과의 계면) 을 노기스로 측정한다.
2. 외관 (이물의 유무)
획득된 적층 광학 필름으로부터 1,000 mm × 1,000 mm (실시예 1 ~ 3 에서만) 크기의 샘플 편 10개를 절단한다. 비교예 1 및 2 의 각각에 대해 10 개의 적층 광학 필름을 제조하고, 샘플 편으로 사용한다.
획득된 샘플 편을 형광램프 하에서 육안 관찰하고, 편광자나 편광판 및 인접하는 필름 사이에 혼입된 이물의 개수를 확인한다.
3. 광학 특성
30 mm × 45 mm 크기의 샘플 편을 획득된 적층 광학 필름으로부터 절단하고, 적분 구식 투과율 측정기 (DOT-3C (상품명), Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd. 제작) 를 사용하여, 단일축 투과율 및 편광도를 측정한다. 샘플 편의 긴 측과 편광자의 흡수축에 의해 형성되는 각도가 45° 되도록 샘플 편을 절단한다.
보호 필름이 상기 측정기의 광원 측 상에 배치되도록, 샘플 편을 세팅함으로써 단일축 투과율을 측정한다.
평행 투과율 및 직교 투과율을 측정함으로써 획득된 결과로부터 편광도를 계산한다. 평행 투과율 및 직교 투과율 각각에 대한 2개의 샘플 편을 준비하고, 보호 필름들이 적층되도록 상기 2개의 샘플 편을 배치하여, 평행 투과율 및 직교 투과율을 측정한다. 본 명세서에서는, 하나의 샘플 편의 흡수축이 다른 샘플 편의 흡수축에 직교하도록 2개의 샘플 편을 세팅한다.
단일축 투과율 (%) 편광도 (%) 박리 (mm) 이물 (개/1개의 샘플 편)
실시예 1 42.8 100 0.5 0
실시예 2 42.8 100 0.5 0
실시예 3 42.8 100 0.5 0
비교예 1 43.8 99.9 0.5 3
비교예 2 43.5 99.9 3 3
표 2에서 명백히 한 바와 같이, 실시예 1 ~ 3 에서는 어떠한 이물도 확인되지 않는다. 반면, 비교예 1 및 2 에서는 이물이 확인된다. 이러한 사실로부터, 층들을 반송하면서 적층함으로써 이물의 혼입을 방지할 수 있는 것으로 생각된다. 또한, 실시예들에서 획득된 적층 광학 필름은 단일축 투과율 및 편광도 모두 우수하다. 편광자 및 광학 보상 필름이 아크릴 점착제를 매개로 적층되는 비교예 2 에서의 박리가, 다른 실시예들에서의 박리보다 더 크다.
본 발명의 적층 광학 필름은 바람직하게 각종 화상 표시 장치에 적용될 수 있다. 화상 표시 장치의 용도는 특별히 제한되지 않는다. 구체적으로, 화상 표시 장치는 퍼스널 컴퓨터 모니터, 랩탑 컴퓨터, 복사기 등의 OA 장비; 휴대 전화, 시계, 디지털 카메라, 휴대 정보 단말 (PDA), 및 휴대 게임기 등의 휴대 기기; 비디오 카메라, 액정 TV, 및 전기 오븐 등의 가정용 전기 기기; 백 모니터, 카 네비케이션 시스템용 모니터, 및 카 오디오 등의 차전용 기기; 상업 점포용 정보용 모니터 등의 전시 기기; 감시용 모니터 등의 경비 기기; 및 개호용 모니터 및 의료 모니터 등의 개호 및 의료 기기에 사용될 수 있다.
도 1a 는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 적층 광학 필름의 개략 절단면도.
도 1b 는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시형태에 따른 적층 광학 필름의 개략 절단면도.
도 2 는 도 1a 및 도 1b 에 도시된 적층 광학 필름을 형성하는 각 층의 광학축을 도시한 분해 사시도.
도 3 은 경사 연신의 일 실시예를 도시한 개략 평면도.
도 4 는 본 발명에 의한 적층 광학 필름의 제조 방법의 일 실시예에서의 일 단계를 도시한 개략도.
도 5a 는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 액정 패널의 개략 절단면도.
도 5b 는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시형태에 따른 액정 패널의 개략 절단면도.
*도면의 간단한 부호 설명*
10 : 적층 광학 필름
11 : 편광자
12 : 광학 보상 필름
13 : 접착제층
14 : 보호 필름

Claims (18)

  1. 길이 방향으로 흡수축을 가지는 장척상 (長尺狀) 의 편광자; 및
    장척상의 광학 보상 필름을 포함하고,
    상기 광학 보상 필름의 지상축과 상기 편광자의 흡수축에 의해 형성되는 각도가 5 ~ 85°인, 장척상의 적층 광학 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광자의 상기 광학 보상 필름과는 반대측에 배치되는 또 다른 장척상의 광학 보상 필름을 더 포함하는, 장척상의 적층 광학 필름.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 보상 필름의 굴절률 타원체는 nx > ny ≥ nz 의 관계식 및 1 ~ 1.8 의 Nz 계수를 가지는, 장척상의 적층 광학 필름.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 또 다른 광학 보상 필름의 굴절률 타원체는 nx > ny ≥ nz 의 관계식 및 1 ~ 1.8 의 Nz 계수를 가지는, 장척상의 적층 광학 필름.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 보상 필름은 노르보르넨계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 및 폴리에스테르계 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 열가소성 수지를 포함하는, 장척상의 적층 광학 필름.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 또 다른 광학 보상 필름은 노르보르넨계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 및 폴리에스테르계 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 열가소성 수지를 포함하는, 장척상의 적층 광학 필름.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 보상 필름은 경사 연신에 의해 획득되는, 장척상의 적층 광학 필름.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 또 다른 광학 보상 필름은 경사 연신에 의해 획득되는, 장척상의 적층 광학 필름.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광자 및 상기 광학 보상 필름 사이에 접착제층을 포함하고,
    상기 접착제층은 폴리비닐 알코올계 수지, 가교제, 및 평균 입자경이 1 ~ 100 nm 인 금속 화합물 콜로이드를 포함하는 접착제 조성물로 형성되는, 장척상의 적층 광학 필름.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 편광자 및 상기 또 다른 광학 보상 필름 사이에 접착제층을 포함하고,
    상기 접착제층은 폴리비닐 알코올계 수지, 가교제, 및 평균 입자경이 1 ~ 100 nm 인 금속 화합물 콜로이드를 포함하는 접착제 조성물로 형성되는, 장척상의 적층 광학 필름.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광자의 상기 광학 보상 필름과는 반대측에 배치된 장척상의 보호 필름을 더 포함하는, 장척상의 적층 광학 필름.
  12. 제 1 항에 있어서,
    롤 형상을 가지는, 장척상의 적층 광학 필름.
  13. 길이 방향으로 흡수축을 가지는 장척상 (長尺狀) 의 편광자와 장척상의 광학 보상 필름을 각각 길이 방향으로 반송하면서, 접착제 조성물을 통해, 상기 편광자의 길이 방향과 상기 광학 보상 필름의 길이 방향이 얼라인되도록 적층하는 단계를 포함하고,
    상기 편광자 및 상기 광학 보상 필름은, 상기 광학 보상 필름의 지상축 및 상기 편광자의 흡수축에 의해 형성되는 각도가 5 ~ 85°가 되도록 적층되는, 적층 광학 필름의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 편광자의 상기 광학 보상 필름과는 반대측에 장척상의 보호 필름을 적층하는 단계를 더 포함하는, 적층 광학 필름의 제조 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 편광자 및 상기 광학 보상 필름을 적층하는 단계 이후에, 상기 편광자 및 상기 광학 보상 필름을 절단 또는 펀칭하는 단계를 더 포함하는, 적층 광학 필름의 제조 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 접착제 조성물은 폴리비닐 알코올계 수지, 가교제, 및 평균 입자경이 1 ~ 100 nm 인 금속 화합물 콜로이드를 포함하는, 적층 광학 필름의 제조 방법.
  17. 제 13 항에 기재된 적층 광학 필름의 제조 방법에 의해 제조된, 적층 광학 필름.
  18. 액정셀; 및
    제 13 항에 기재된 적층 광학 필름의 제조 방법에 의해 제조된 적층 광학 필름을 포함하고,
    상기 적층 광학 필름은 상기 액정셀의 시인측에 배치되고, 상기 적층 광학 필름의 상기 광학 보상 필름은 시인측 더 가까이 배치되는, 액정 패널.
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