KR20090123854A - 광학 필름용 수지 조성물 및 이것으로 이루어진 광학 필름 - Google Patents

광학 필름용 수지 조성물 및 이것으로 이루어진 광학 필름 Download PDF

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KR20090123854A
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Abstract

본 발명은 편광된 광의 선택 투과성이 우수한 광학 필름용 수지 조성물, 상세하게는 광학 특성을 이용하는 기기에 대하여 이용할 수 있는 편광 산란형 광학 부재와 동 부재를 조합시킨 광이용 기구 부품에 이용 가능한 수지 조성물을 제공한다. 적어도 1종류 이상의 섬유상 또는 주상 입자로서 입자의 단축 지름의 평균 치수가 1~70㎚이고 장축 지름의 평균 치수가 600㎚~5㎛인 입자 1~30중량%와 투명성을 갖는 수지 70~99중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학 필름용 수지 조성물.
광학 필름용 수지 조성물, 광학 필름.

Description

광학 필름용 수지 조성물 및 이것으로 이루어진 광학 필름{RESIN COMPOSITION FOR OPTICAL FILM, AND OPTICAL FILM COMPRISING THE SAME}
본 발명은 편광된 광의 선택 투과성이 우수한 광학 필름용 수지 조성물에 관한 것으로, 상세하게는 광학 특성을 이용하는 기기에 대하여 이용할 수 있는 편광산란형 광학 부재와 동 부재를 조합시킨 광이용 기구 부품에 이용 가능한 수지 조성물에 관한 것이다.
종래부터 특정한 편광을 얻는 기술은 광학부품으로서 프리즘에 의한 반사와 투과에 의해 광의 편광 성분의 분파를 이용하는 브루스터(Brewster)의 법칙으로 알려진 방법이나, 복굴절성을 나타내는 방해석을 이용하여 상광 굴절과 이상광 굴절에 의해 편광 성분을 분파하는 글란-푸코(Glan-Foucault) 편광자나 글란-톰슨(Glan-Thomson) 편광자 등이, 또한 프리즘과 복굴절성 소자를 조합시켜서 2개의 편광 성분을 분할하여 출사할 수 있는 울러스턴(Wollaston) 프리즘 등의 빔 스플리터가 알려져 있다. 또한, 광 성분 중 특정한 편광 성분만을 흡수하고 이것과 직교하는 편광 성분을 투과시키는 이색성 물질을 이용한 광흡수형 편광자가 액정 디스플레이 등의 편광판 등에 이용되고 있어 잘 알려져 있다.
이들 편광자로서 큰 면적에서 표시 기능을 담당하는 디스플레이의 이용을 고 려했을 경우, 종래의 유리제 편광자 등은 대형화와 초박형화가 어려워 이용할 수 없다. 여기서, 분자의 배향된 상태에 있어서 특정 편광의 흡수를 나타내는 이색성 재료로서 요오드계 화합물이나 유기 색소를 수지 필름 중에 분산, 배향시킨 편광 필름이 이용되고 있다.
그러나, 이색성 재료를 이용하는 편광자는 광이 입사했을 때 이색성 분자의 분자쇄 배향에 평행한 편광 성분을 흡수하고, 이것과 직교하는 편광 성분만을 통과시킨다. 즉, 광의 표면 반사, 산란 성분을 무시해도 대략 50%의 편광 성분을 이용하지 않고 흡수하고 있어 에너지를 낭비하고 있다.
예컨대, 액정 디스플레이 등으로의 편광자의 이용에 있어서, 에너지 이용 효율의 관점에서 보면 이색성 재료를 사용하는 편광자의 이용은 광원의 에너지를 약 50% 사용하지 않고 버리게 되어 일정한 밝기, 휘도를 확보하기 위해서는 잉여 밝기의 광원이 필요하게 된다.
그래서, 이러한 이색성 편광자를 이용하는 디스플레이에 있어서는 에너지 손실을 줄이는 에너지 절약화 기술이 기대된다.
광원의 광을 유효하게 활용하기 위해서는 흡수 손실이 작은 편광 제어를 필요로 하여 굴절 제어형이나 산란 제어형 등을 들 수 있다.
산란형 편광자는 광투과하는 측의 편광과 직교하는 편광 성분은 내부에서 산란되기 때문에 편광자 내부 또는 그 배면에 있어서, 광산란체나 확산체 등에 의해 산란된 편광을 비편광의 광으로 리턴시켜 재이용함으로써 이용 효율을 높이는 것이 가능하다고 생각된다.
이방성 광산란을 이용한 편광 제어 기술의 원리는 오래전부터 요오드화은의 침상 결정 입자를 이용한 것에서 비롯된 것으로서 보고되어 있다(예컨대, 비특허문헌 1 참조). 또한, 마이카 상에 질산나트륨 단결정을 정석시킨 판상물을 샌드위칭하는 측의 유리판을 거칠게 연마한 것으로서 일정한 공극을 유지해 샌드위칭한 편광자가 보고되어 있다(예컨대, 비특허문헌 2 참조).
비특허문헌 2에 있어서의 편광자는 광학 이방성을 가지고 있어 유리판의 굴절률과 내부의 판상물의 상광 굴절률이 일치할 경우에 광이 통과하고, 유리판의 굴절률과 내부의 판상물의 이상광 굴절률이 일치하지 않을 경우에 광이 내부에서 반사, 산란해 버리기 때문에 광이 통과하지 않는 것을 이용하는 편광 제어법을 보고하고 있다.
광산란을 이용한 편광 제어 기술로서는 그 외에 복굴절성을 나타내는 봉상 아라고나이트계 탄산칼슘과 복굴절성 수지로 이루어진 필름 부재를 연신 가공하여 이루어진 방법을 보고하고 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1의 방법에 있어서는 입자의 굴절률과 수지의 굴절률의 정합성을 발현시키는 방향과 부정합성을 발현시키는 방향을 제어함으로써 정합한 축방향의 편광 성분만을 통과시켜서 부정합 축 방향의 편광 성분을 반사·산란시켜서 광원 측으로 리턴시키는 방법을 보고하고 있지만, 입자의 형상 특성으로서 봉상이 아니더라도 좋은 취지의 기술이 명세서 중에 있고, 발현되는 성능에 관한 구체적인 실시예 및 입자와 수지의 굴절률의 정합성을 얻기 위한 시책 기술이 없다.
기타, 수지 혼합계 재료의 모르폴로지를 제어하여 산란형 편광 제어하는 방 법이 보고되어 있다(예컨대, 비특허문헌 3, 4 참조). 이 비특허문헌 3, 4에 있어서도 매트릭스로 이루어진 수지와 분산상을 구성하는 수지의 굴절률의 정합성과 부정합성을 양립시킴으로써 기능을 발현시키는 것을 보고하고 있다. 또한, 혼합되는 물질이 코어셀형의 고무 입자로 이루어진 경우의 것에 대해서 수지 기재의 굴절률의 정합성과 부정합성을 제어하는 방법에 대해서 보고하고 있다(예컨대, 비특허문헌 5 참조).
또한, 수지 기재 중에 섬유상 물질을 배열시켜서 기재와의 굴절률의 정합성과 부정합성을 발현시키는 방법이 보고되어 있다(예컨대, 특허문헌 2 참조).
수지 기재에 대하여 복굴절성을 나타내는 무기입자로서 입자의 길이가 10㎚부터 사용되는 광 파장보다 작은 크기 입자를 0.01~30중량% 배합한 광학재료의 제법에 대해서 보고되어 있다(예컨대, 특허문헌 3 참조). 특허문헌 3에 있어서, 입자를 배합한 수지 조성물은 광에 대하여 균일한 매질로서 작용하여 그 복굴절성이 복굴절성 결정(여기서 말하는 입자)의 복굴절성과 수지의 복굴절성의 합으로 간주할 수 있도록 하기 위해서는 복굴절성 결정의 크기는 광 파장보다 작지 않으면 안된다고 기재하고, 실시예에 있어서의 입자 사이즈는 모두 500㎚ 미만인 입자를 사용한 것이고, 입자가 이보다 클 경우의 거동 및 입자를 배합한 수지 조성물이 광에 대하여 불균일한 매질이 될 경우의 거동에 대해서 기재되어 있지 않다. 또한, 구체적인 광학소자의 광 파장을 명기하고 있지 않고, 실시예에 있어서도 평가에 사용한 광 파장이 기재되어 있지 않고, 500㎚ 이상의 입자에 관한 지견은 확인할 수 없다.
그 외에 500㎚ 이하의 입자로서 부의 복굴절성을 나타내는 탄산스트론튬을 배합함으로써 비복굴절성을 나타내는 수지 재료가 보고되어 있다(예컨대, 특허문헌 4 참조). 특허문헌 4에 있어서, 광학 수지 재료로서 투명성을 유지하기 위해서는 500㎚ 이하의 입자가 바람직하고, 500㎚ 이하의 입자의 제조법 및 이것을 사용한 수지의 광학 특성으로서 배향 복굴절의 감쇄 효과를 나타내고 있지만, 이것보다 큰 크기에서는 투명성에 문제가 있다고 기재하고 있다.
여기서 든 비특허문헌 1~5와 특허문헌 1~2 모두가 기재 물질과 내부에 배치되는 물질 사이에서 광이 투과 또는 산란하는 산란형 편광 제어의 보고이지만, 비특허문헌 1과 비특허문헌 2는 당시 입자 사이즈와 입자 굴절률은 수지의 복굴절률의 정합성과 부정합성을 제어할 수 없어 실용화에 이르지 못했다.
비특허문헌 3~5와 특허문헌 1~2에 있어서는 기재 물질과 내부에 배치되는 광학 이방성 물질의 굴절률차의 정합성을 조작함으로써 편광 성분에 따른 광의 투과와 산란의 이방성을 발현시키는 것을 제안하고 있지만, 특히 산란형 편광 제어에 있어서는 모두 그 물질 간의 굴절률차의 제어가 중요한 구성 요건이 되어 있지만, 제어가 매우 어려워 실용화에 이르지 못했다.
특허문헌 3과 특허문헌 4는 입자로서 복굴절성을 나타내는 특정한 크기의 입자를 배합함으로써 투명성을 유지하면서 복굴절을 감쇄하는 방법에 관한 기재이고, 입자 사이즈를 500㎚ 이하 또는 광의 파장보다 작게 할 필요가 있다.
특허문헌 1: 일본 특허공개 2002-258039호 공보
특허문헌 2: 일본 특허공표 2005-008302호 공보
특허문헌 3: 일본 특허공개 2004-109355호 공보
특허문헌 4: 일본 특허공개 2004-035347호 공보
비특허문헌 1: E. H. Land, J. Opt. Soc. Am., Vol.41, No.21, p.957-963(1951)
비특허문헌 2: T. Yamaguti, J. Opt. Soc. Am., Vol.45, No.10, p.891-892(1955)
비특허문헌 3: H. Jagt, C. Bastiaansen et al, Adv. Mater., Vol.10, No.12, p.934-937(1998)
비특허문헌 4: T. Koyano, I. Akiba, SEN'I GAKKAISHI, Vol.60, No.6, p.179-182(2004)
비특허문헌 5: Y. Dirix et al, J. Appl. Phys., Vol.83, No.6, p.2927-2933(1998)
본 발명의 목적은 상술한 사실을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 것은 특정한 입자 사이즈의 섬유상 또는 주상 입자와 투명성을 갖는 수지로 이루어진 광학 필름용 수지 조성물 및 이것으로 이루어진 필름으로서, 상기 필름에 광을 입사시켰을 경우에 편광 성분을 선택적으로 투과 또는 산란시키는 광학 부재를 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은 예의 검토한 결과, 특정한 입자 사이즈의 섬유상 또는 주상 입자와 투명성을 갖는 수지로 이루어진 수지 조성물이 상기 과제를 해결하는 것을 발견했다.
즉, 본 발명은 하기의 구성이다.
(1) 적어도 1종류 이상의 섬유상 또는 주상 입자로서 입자의 단축 지름의 평균 치수가 1~70㎚이고, 장축 지름의 평균 치수가 600㎚~5㎛인 입자 1~30중량%와 투명성을 갖는 수지 70~99중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학 필름용 수지 조성물.
(2) 상기 (1)에 있어서, 섬유상 또는 주상 입자가 단축 지름의 평균 치수가 1~70㎚이고, 장축 지름의 평균 치수가 600㎚ 이상 800㎚ 미만인 입자(a) 및 단축 지름의 평균 치수가 1~70㎚이고, 장축 지름의 평균 치수가 800㎚ 이상 5㎛ 이하인 입자(b)로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학 필름용 수지 조성물.
(3) 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 적어도 1종류 이상의 섬유상 또는 주상 입자가 산화티탄, 산화아연, 산화마그네슘, 탄산스트론튬, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탄산코발트, 탄산망간, 규산칼슘, 염기성 황산칼슘, 수산화산화알루미늄, 이모고라이트, 탄화규소로 이루어진 무기 결정 입자군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 광학 필름용 수지 조성물.
(4) 상기 (1)~(3) 중 어느 하나에 있어서, 투명성을 갖는 수지가 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체, 폴리푸마르산 디에스테르, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르술폰, 환상 폴리올레핀, 말레이미드계 공중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 광학 필름용 수지 조성물.
(5) 상기 (1)~(4) 중 어느 하나에 있어서, 필름 헤이즈 값이 10% 이상인 것을 특징으로 하는 광학 필름용 수지 조성물.
(6) 상기 (1)~(5) 중 어느 하나에 있어서, 투명성을 갖는 수지와 섬유상 또는 주상 입자를 전단 속도 500~50,000sec-1로 분산 혼합을 행하는 것을 특징으로 하는 광학 필름용 수지 조성물.
(7) 상기 (1)~(6) 중 어느 하나에 기재된 광학 필름용 수지 조성물로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학 필름.
(8) 상기 (7)에 있어서, 연신하는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
(9) 상기 (8)에 있어서, 연신시 투명성을 갖는 수지의 유리전이온도(Tg)에 대하여 Tg+10℃~Tg+40℃에 있어서 1축 연신 배향시키는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
(10) 상기 (8)에 있어서, 연신시 투명성을 갖는 수지의 유리전이온도에 대하여 350℃를 상한으로 하는 Tg+10℃~Tg+130℃에 있어서 용융 압출 성형하는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
(11) 상기 (7)~(10) 중 어느 하나에 기재된 광학 필름을 편광자 또는 보호층을 갖는 편광판과 적층하여 이루어진 것을 특징으로 하는 광학 필름.
(12) 상기 (11)에 기재된 광학 필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 휘도 향상 필름.
(발명의 효과)
특정 입자 사이즈의 섬유상 또는 주상 입자와 투명성을 갖는 수지로 이루어진 광학 필름용 수지 조성물이고, 상기 광학 필름용 수지 조성물로 이루어진 광학 필름에 대하여 입사하는 편광 성분에 대하여 섬유상 또는 주상 입자가 배향한 상태를 형성하고, 섬유상 또는 주상 입자의 장축 방향의 굴절률이 투명성을 갖는 수지의 굴절률과 일치하지 않도록 함으로써 편광 성분을 선택적으로 투과 또는 산란시키는 광학 필름이고, 액정 디스플레이 등의 편광 제어에 있어서 휘도 향상 필름 및 높은 편광 효율을 필요로 하는 장치 등에 유용하다.
도 1은 이색성 편광자의 광투과 거동을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 광학 필름의 광투과와 반사·산란 및 광 리사이클 거동을 도시한 도면이다.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명***
A; 이색성 재료를 이용한 편광자
B; 본 발명의 광학 필름용 수지 조성물로 이루어진 광학 필름
a; 입사광 b; 투과광
c; 반사·산란광 d; 리사이클광
이하에, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에서 사용하는 섬유상 또는 주상 입자는 단축 지름의 평균 치수는 1~70㎚이고, 특히 40~60㎚가 바람직하고, 장축 지름의 평균 치수가 600㎚~5㎛이고, 특히 600㎚~3㎛가 바람직하다. 입자의 단축 지름의 평균 치수가 1㎚ 미만이면 실질 적인 입자 합성이 곤란하고, 70㎚를 초과하면 광학 필름용 수지 조성물을 광학 필름으로 했을 경우에 단축 방향에 평행한 편광 성분이 산란되어 버린다. 또한, 입자의 장축 지름 방향에 평행한 편광 성분을 산란시키는데 충분한 크기로서 장축 지름의 평균 치수가 600㎚ 이상인 것이 필요하다. 그러나, 장축 지름의 평균 치수가 600㎚ 미만인 경우에는 광학 필름용 수지 조성물을 광학 필름으로 했을 경우에 선택적인 광의 투과가 곤란하여 편광 성분을 충분히 산란시킬 수 없고, 5㎛를 초과하면 전단 등에 의해 파단되기 쉬워서 광학 필름용 수지 조성물의 성형성이 열화된다. 이들 섬유상 또는 주상 입자는 1종 이상 사용할 수 있다.
특히, 보다 넓은 파장 범위에 있어서 편광 성분을 선택적으로 투과 또는 산란시키는 효과를 발현해서 액정 디스플레이 등의 편광 제어에 있어서 휘도 향상 필름 및 높은 편광 효율을 필요로 하는 장치 등에 있어서 성능 향상을 위해서 유용하게 사용하는 것이 가능해지기 때문에, 섬유상 또는 주상 입자가 단축 지름의 평균치수가 1~70㎚이고, 장축 지름의 평균 치수가 600㎚ 이상 800㎚ 미만인 입자(a) 및 단축 지름의 평균 치수가 1~70㎚이고 장축 지름의 평균 치수가 800㎚ 이상 5㎛ 이하인 입자(b)로 이루어진 것이 바람직하다. 이들 입자(a)와 입자(b)의 배합비(중량비)는 10:95~95:5가 바람직하고, 특히 30:70~70:30이 바람직하다.
본 발명의 섬유상 또는 주상 입자로서는 본 발명의 목적을 손상시키지 않고, 본 발명에 있어서 규정한 형상과 입자 사이즈의 범위내인 것이면 어느 것을 이용해도 좋고, 예컨대 산화티탄, 산화아연, 산화마그네슘, 탄산스트론튬, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탄산코발트, 탄산망간, 규산칼슘, 염기성 황산칼슘, 수산화산화알루미 늄, 이모고라이트, 탄화규소 등의 무기 결정 입자를 들 수 있고, 특히 산화티탄, 산화아연, 탄산스트론튬, 탄화규소 등이 바람직하다. 단, 본 발명의 목적을 손상할 우려가 있는 자외영역으로부터 가시광역에 이르는 광흡수 등에 의해 발색하는 입자는 사용할 수 없다. 섬유상 또는 주상 입자는 결정 상태에 기인한 광학적 이방성(복굴절)의 유무에 관계없이 본 발명의 목적과 효과를 발현시킬 수 있으면 상술한 것 이외의 종류의 입자도 사용할 수 있다.
본 발명의 투명성을 갖는 수지로서는 본 발명의 효과를 손상하지 않는 것이면 어느 것이어도 좋고, 예컨대 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체, 폴리푸마르산 디에스테르, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르술폰, 환상 폴리올레핀, 말레이미드계 공중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등을 들 수 있고, 특히 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트 등이 바람직하다. 또한, 본 발명의 투명성 갖는 수지로서 복굴절의 유무, 복굴절의 정부 및 그 크기에 상관없이 사용할 수 있다.
또한, 섬유상 또는 주상 입자와 투명성을 갖는 수지의 조합으로서 각각이 복굴절을 갖는 것일 경우, 각각을 조합시킨 결과로서의 복굴절의 상쇄 등을 고려하지 않고 조합하여 이용할 수 있고, 예컨대 정의 복굴절성을 나타내는 산화티탄과 정의 복굴절성을 나타내는 폴리카보네이트를 조합시켜서 사용할 수 있다. 마찬가지로 부의 복굴절성을 나타내는 탄산칼슘과 부의 복굴절성을 나타내는 폴리스티렌 또는 폴리메틸메타크릴레이트를 조합시킬 수 있다.
본 발명의 광학 필름용 수지 조성물에 있어서의 적어도 1종류 이상의 섬유상 또는 주상 입자와 투명성을 갖는 수지의 배합 비율은 적어도 1종류 이상의 섬유상 또는 주상 입자 1~30중량%, 투명성을 갖는 수지 70~99중량%이고, 바람직하게는 섬유상 또는 주상 입자 5~30중량%, 투명성을 갖는 수지 70~95중량%이고, 특히 바람직하게는 섬유상 또는 주상 입자 10~30중량%, 투명성을 갖는 수지 70~90중량%이다.
섬유상 또는 주상 입자가 1중량% 미만일 경우, 광학 필름용 수지 조성물을 광학 필름으로 했을 경우에는 편광된 광의 투과와 산란을 발생시키는데 불충분하고, 30중량%를 초과할 경우에는 광학 필름용 수지 조성물의 성형 가공성이 열화된다.
본 발명의 광학 필름용 수지 조성물의 제조방법으로는 특별히 제한되지 않고, 예컨대 교반혼합장치를 사용해 분산 혼합하는 방법을 들 수 있다. 그리고, 구체적인 교반혼합장치로서는, 예컨대 디스크형 교반혼합장치, 원통 로터형 교반혼합장치, 호모지나이저 등을 들 수 있다. 교반혼합장치를 사용하는 때는 섬유상 또는 주상 입자는 투명성을 갖는 수지 중에 있어서 각각 고립하여 균일하게 분산시킨 상태에 있는 것이 바람직하고, 그것을 위해 높은 전단 속도에 있어서 분산 혼합을 행하는 것이 바람직하고, 특히 전단 속도는 500~50,000sec-1, 또한 1,000~25,000sec-1에서 행하는 것이 바람직하다.
또한, 분산 혼합할 때는 보다 균일한 분산이 가능하기 때문에 미리 섬유상 또는 주상 입자 표면을 표면처리제 등으로 처리한 후 상기 표면처리한 섬유상 또는 주상 입자와 투명성을 갖는 수지가 함께 친화성을 나타내는 용제를 이용하여 교반 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 용제에 용제 점도, 휘발 속도 등을 조작할 목적으로 섬유상 또는 주상 입자와 투명성을 갖는 수지 성분의 한쪽 또는 양쪽이 친화성이 부족해지는 빈용제를 더 배합해도 좋다.
섬유상 또는 주상 입자의 표면처리제로서는 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위이면 어느 것이라도 사용할 수 있고, 예컨대 실란 커플링제, 티타네이트 커플링제, 산성 계면활성제, 염기성 계면활성제, 염형 계면활성제 등이 있고, 또한 이들의 분자량을 조작한 고분자형 계면활성제 등을 이용할 수 있다. 산성 계면활성제로서는, 예컨대 인산 에스테르, 지방산 에스테르, 술폰산 에스테르 및 이들의 유도체 등을 들 수 있다. 또한, 염기성 계면활성제로서는, 예컨대 알킬 아민형 유도체 등을 들 수 있다. 염형 계면활성제로는, 예컨대 산형과 염기형의 양자가 혼재하는 염형의 것과 산과 염기가 중화된 타입의 것을 들 수 있다. 입자의 표면에너지, 관능기 및 비표면적 등의 지견에 따라 적당히 표면처리하여 사용해도 좋고, 본 발명의 목적과 효과를 손상하지 않는 범위에서 표면처리를 실시해도 좋다.
표면처리한 섬유상 또는 주상 입자와 투명성을 갖는 수지가 함께 친화성을 나타내는 용매로는 특별히 제한되지 않고, 예컨대 염화메틸렌, 클로로포름, 톨루엔, 테트라히드로푸란, 아세톤, N-메틸피롤리돈, 아세트산 에틸에스테르, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 아세토니트릴 등을 들 수 있다.
상기한 바와 같이 하여 섬유상 또는 주상 입자와 투명성을 갖는 수지를 포함하는 용액 중에 균일하게 분산시킨 것으로부터 용제를 제거하고, 고화시킴으로써 투명성을 갖는 수지 중에 균일하게 섬유상 또는 주상 입자가 분산된 상태를 갖는 광학 필름용 수지 조성물을 얻을 수 있다.
또한, 섬유상 또는 주상 입자와 투명성을 갖는 수지를 미리 상술한 바와 같은 방법에 의해 분산 혼합한 것을 용융 혼합함으로써 더욱 분산 혼합하여 T다이 압출 성형 등에 제공해도 좋다. 이 경우, 용융 혼련 장치로서 널리 알려져 있는 것을 사용할 수 있고, 예컨대 롤 혼련기, 단축 압출기, 2축 압출기 등을 들 수 있다.
본 발명의 광학 필름용 수지 조성물의 필름 헤이즈 값은 10% 이상인 것이 바람직하고, 광의 투과와 산란을 제어하는데 유효하다.
또한, 본 발명의 광학 필름용 수지 조성물은 편광된 광의 선택 투과성이 우수한 것으로, 구체적으로는 섬유상 또는 주상 입자를 배향시킨 것에 대하여 섬유상 또는 주상 입자의 장축에 상당하는 방향을 기준으로 하여 이것에 평행 또한 수직방향으로부터의 편광 성분을 입사시켰을 경우의 편광광 강도(T//)와 섬유상 또는 주상 입자의 장축에 직교 또한 수직 방향의 편광 성분을 입사시켰을 경우의 편광광 강도(T⊥)의 관계로서 투과광 강도비가 (T⊥)/(T//)>1.0이다.
본 발명의 광학 필름용 수지 조성물은 그 열안정성을 높이기 위해서 산화방지제 등을 배합해도 좋다. 상기 산화방지제로서는 공지의 것을 사용할 수 있고, 예컨대 힌더드 페놀계 산화방지제, 인계 산화방지제, 그 밖의 산화방지제를 들 수 있고, 이들 산화방지제는 각각 단독으로 또는 병용해서 사용해도 좋고, 상승적으로 산화방지작용이 향상되기 때문에 힌더드 페놀계 산화방지제와 인계 산화방지제를 병용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 광학 필름용 수지 조성물은 필름의 열착색 및 광열화 억제를 위해서 광안정제를 배합해도 좋다. 광안정제로서는 공지의 것을 사용할 수 있고, 예컨대 힌더드 아민계 광안정제 등이 있고, 열착색 및 광안정화가 우수한 것으로서 분자량 1,000 이상인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 광학 필름용 수지 조성물은 필름의 자외선 열화를 억제하기 위해서 자외선 안정제를 배합해도 좋다. 자외선 안정제로서는 공지의 것을 사용할 수 있고, 예컨대 벤조트리아졸, 벤조페논, 트리아진, 벤조에이트 등의 자외선 안정제를 사용할 수 있다.
본 발명의 광학 필름용 수지 조성물은 광학 필름으로 하는 것이 바람직하고, 상기 광학 필름의 제조방법으로는 특별히 제한되지 않고, 예컨대 섬유상 또는 주상 입자와 투명성을 갖는 수지 및 용제로 이루어진 용액을 균일하게 분산 혼합한 것을 용액 캐스팅법으로서 직접 성막하고, 용제를 제거하여 광학 필름으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 광학 필름용 수지 조성물을 분쇄하여 플레이크상으로 하고, 이것을 가열 용융 압출 장치를 이용하여 펠렛을 작성하고, 이것에 이어서 T다이 압출 성형에 의해 필름으로 해도 좋다.
용액 캐스팅법에 의해 필름으로 할 경우에는, 예컨대 상술한 바와 같이 투명성을 갖는 수지가 가용성을 나타내는 용제 중에서 투명성을 갖는 수지 및 섬유상 또는 주상 입자를 고속 전단장에 있어서 분산 혼합하여 얻어지는 광학 필름용 수지 조성물 용액(이하, 도프라고 칭함)을 지지기판 상에 유연한 후에 가열 등에 의해 용매를 제거해 필름을 얻는 방법을 들 수 있다. 도프를 유연하는 방법으로는 이것 에 의해 필름화를 가능하게 하는 방법이면 어느 방법이어도 좋고, 예컨대 T다이법, 닥터 블레이드법, 바 코터법, 롤 코터법, 립 코터법 등을 들 수 있다. 사용하는 지지기판으로서는 필름화했을 때의 필름 표면 평활성, 광학적 균일성을 가능하게 하는 것이면 어느 것이어도 좋고, 예컨대 유리 기판, 금속기판, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 플라스틱 필름 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 광학 필름용 수지 조성물로 이루어진 광학 필름은 보다 편광된 광의 선택 투과성이 우수한 광학 필름이 되므로 섬유상 또는 주상 입자를 특정 방향으로 배향시키는 것이 바람직하고, 상기 배향 방법으로서는 특별히 제한은 없고, 예컨대 사출 성형법, 압출 성형법, 블로우 성형법, 압공 성형법, 역학적 연신 가공법 등의 전단 응력장에 있어서 배향시키는 방법; 전장 또는 자장을 인가해서 배향시키는 방법 등을 들 수 있고, 그 중에서도 전단 응력장에 있어서 배향시키는 방법이 바람직하고, 특히 역학적 연신 가공법, 압출 성형법이 바람직하다.
역학적 연신 가공법으로서는, 예컨대 1축 연신, 2축 연신 등을 들 수 있고, 그 중에서도 1축 연신이 바람직하고, 특히 T다이 압출 성형에 의한 성형법에 의해 필름으로 가공하는 동시에 배향을 부여하는 방법, 미리 필름으로 한 후에 연신 가공기에 의해 1축 연신하는 방법이 바람직하다.
이하에 연신 가공 방법의 일례를 소개한다. 필름의 1축 연신 방법으로서는, 예컨대 텐터에 의해 연신하는 방법, 캘린더에 의해 압연해서 연신하는 방법, 롤 사이에서 연신하는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 1축 연신을 가능하게 하는 실험용 소형 연신 장치를 사용할 수도 있다.
필름의 1축 연신 가공에 의해 섬유상 또는 주상 입자를 특정 방향으로 배향시킬 경우의 연신 가공조건으로는 투명성을 갖는 수지의 유리전이온도(Tg)+10℃~Tg+40℃에서 연신 배향시키는 것이 바람직하고, 특히 Tg+10℃~Tg+30℃에서 배향시키는 것이 바람직하다. 연신 배율은 원치수법을 상회하는 사이즈이면 좋고, 1.1배 이상인 것이 바람직하고, 이보다 더욱 고배율 연신이라도 좋다.
압출 성형법으로는 특별히 제한은 없고, 예컨대 용융 캐스팅법으로서 T다이 압출 성형법에 의해 섬유상 또는 주상 입자를 배향시킬 수 있고, 보다 구체적인 T다이 압출 성형법으로서는 본 발명의 광학 필름용 수지 조성물을 T다이 등의 좁은 슬릿 다이로부터 필름상으로 압출한 후 냉각 롤이나 에어 등으로 냉각하면서 성형할 수 있다. 이 T다이 압출 성형법을 사용할 경우, 투명성을 갖는 수지의 Tg 이상의 온도 영역에 있어서 용융 성형 가공할 수 있는 온도이면 좋고, 또한 상한을 350℃로 하는 Tg+10℃~Tg+130℃에 있어서 용융 압출하는 것이 바람직하다. T 다이로부터 압출된 성형품은 그대로 냉각 롤 등을 이용하여 섬유상 또는 주상 입자의 배향을 고정하여 안정화시켜도 좋고, 또한 상술한 연신 가공을 행함으로써 한층 섬유상 또는 주상 입자의 배향 처리를 행해도 좋다.
본 발명의 광학 필름용 수지 조성물 및 이것으로 이루어진 광학 필름은 상술한 바와 같은 방법에 의해 얻을 수 있고, 또한 그 기능은 광학적 특성으로서 평가할 수 있다.
종래의 이색성 재료를 사용한 편광자에서는 한쪽의 편광을 통과시켜 미리 한쪽의 편광을 흡수한다(도 1). 그러나, 본 발명에 의하면 상기 광학 필름용 수지 조 성물로 이루어진 광학 필름 중의 섬유상 또는 주상 입자를 배향시킨 것에 대하여 섬유상 또는 주상 입자의 장축에 상당하는 방향을 기준으로 하여 이것에 평행 또한 수직방향으로부터의 편광 성분을 입사시켰을 경우의 편광 광강도(T//)와 섬유상 또는 주상 입자의 장축에 직교 또한 수직방향의 편광 성분을 입사시켰을 경우의 편광 광강도(T⊥)의 관계로서 투과광 강도비 (T⊥)/(T//))>1.0이 되는 것을 얻을 수 있다. 즉, 편광된 광의 선거 투과 특성이 발현됨으로써 투과되지 않는 편광 성분은 산란에 의해 다시 광원측으로 리턴되어 손실되는 일 없이 리사이클할 수 있다.
이 원리를 도 2에 있어서 설명한다.
a) 광원으로부터의 광이 상기 광학 필름용 조성물로 이루어진 광학 필름으로 입사된다.
b) 상기 광학 필름용 수지 조성물로 이루어진 광학 필름에 있어서, 섬유상 또는 주상 입자의 장축과 편광판의 광투과축이 직교할 경우에 있어서의 편광 성분이 대부분 통과한다.
c) 상기 광학 필름용 수지 조성물로 이루어진 광학 필름에 있어서, 섬유상 또는 주상 입자의 장축과 편광판의 광투과축이 직교할 경우에 있어서 투과하는 편광 성분에 대하여 직교하는 편광 성분은 입자에 의해 산란됨으로써 투과량이 감소하여 광원측으로 리턴된 성분이 많다.
d) 광원측으로 리턴된 광은 다시 상기 광학 필름용 수지 조성물로 이루어진 광학 필름으로 입사된다.
본 발명의 광학 필름용 수지 조성물로 이루어진 광학 필름은 편광자 또는 보호층을 갖는 편광판과 적층하여 사용할 수 있다. 또한, 도광판 및 편광판을 조합시켜서 적층한 부재로 하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 광학 필름에 편광자 또는 보호층을 갖는 편광판과 적층된 광학 필름은 휘도 향상 필름으로서 사용할 수 있다. 특히 편광판과 광원 사이에 상기 휘도 향상 필름을 설치함으로써 광원의 광을 휘도 향상 필름이 선택적으로 편광으로서 투과광과 산란광으로 변경했을 때에 편광의 투과광은 그대로 편광판을 통과하기 때문에 편광판에 의한 광흡수 손실이 저감되고, 또한 광원측으로 리턴된 산란광은 재반사됨으로써 출사광으로서 이용되는 시스템에 의해 광원의 광이용 효율을 높일 수 있다.
(실시예)
이하에 본 발명을 실시예에 의해 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하, 실시예의 평가·측정에 사용한 방법을 나타낸다.
~투명성을 갖는 수지의 유리전이온도의 측정~
시차주사형 열량계(Seiko Instruments Inc. 제품, 상품명 DSC200)를 사용하여 승온속도 10℃/min.에서 측정했다.
~헤이즈의 측정 방법~
JIS K7136(2000년)에 준거하여 헤이즈 미터(NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES CO., LTD. 제품, 상품명 NDH5000)를 사용하여 측정했다.
~전 광선 투과율의 측정 방법~
JIS K7361-1(1997년)에 준거하여 헤이즈 미터(NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES CO., LTD. 제품, 상품명 NDH5000)를 사용하여 측정했다.
~T⊥, T//의 측정 및 투과광 강도비의 계산~
광학 필름용 수지 조성물로 이루어진 광학 필름 중의 섬유상 또는 주상 입자의 장축이 배향된 방향에 대하여 편광판의 흡수축이 직교하도록 적층 배치하여 편광판측으로부터 상기 광학 필름을 향해서 광을 입사시켜 광학 필름으로부터의 출사광 강도를 편광 현미경에 의해 측정하여 T⊥를 얻었다. 한편, 광학 필름 중의 섬유상 또는 주상 입자의 장축이 배향한 방향에 대하여 편광판의 흡수축이 평행하게 되도록 적층 배치하여 편광판 측으로부터 광학 필름을 향해서 광을 입사시켜 광학 필름으로부터의 출사광 강도를 편광 현미경에 의해 측정하여 T//를 얻었다. 얻어진 T//와 T⊥로부터 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)를 산출했다. 이 때, 광파장 400~700㎚를 측정에 사용했다. 여기서는 계산의 편의상, 1점 측정한 경우는 대표적인 값으로서 광파장 550㎚에 있어서의 값을 사용한다.
투과광 강도비의 파장 의존성을 평가할 경우에는 파장으로서 각각 450㎚, 650㎚의 투과광 강도비를 550㎚의 투과광 강도비로 나눈 값을 사용했다.
그러나, 이러한 특성은 가시광영역인 380~780㎚의 범위에 있어서 하등 다르지 않다.
실시예 1
섬유상 또는 주상 입자로서 산화아연 입자(입자 중량당 10중량%의 애시드 포스폭시에틸 메타크릴레이트로 처리한 것, 단축 지름의 평균 치수 50㎚, 장축 지름의 평균 치수 3㎛, 굴절률 1.95) 10중량%를 함유하는 염화 메틸렌 슬러리 용액을 φ50mm 레버러토리 원통 로터형 교반혼합장치를 이용하여 전단 속도 10,000sec- 1으로 5분 분산·혼합시킨 후 투명성을 갖는 수지로서 폴리카보네이트(TEIJIN CHEMICALS LTD. 제품, 상품명 Panlite, 유리전이온도 141℃, 평균 굴절률 1.55)를 배합하여 용액 중의 산화아연과 폴리카보네이트의 조성비가 30중량%:70중량%가 되고, 또한 용액 중 비휘발성 성분의 농도가 25중량%가 되도록 조정하여 φ30mm 소형 호모지나이저를 이용하여 3,000rpm으로 60분 용해·혼합했다. 이 용액을 지지기판으로서 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지 필름 상에 제막하고, 하룻밤 정치한 후에 160℃에서 건조해 필름상의 광학 필름용 수지 조성물을 얻었다. 얻어진 필름의 Tg는 165℃였다. 또한, 필름 헤이즈 값은 34%이었다.
이어서, 투과광 강도비를 평가하기 위해서 얻어진 필름을 2축 연신장치(IMOTO MACHINERY CO., LTD. 제품, 형식 16A1)를 이용하여 자유폭 1축 연신 모드에 있어서 180℃에서 2.0배로 연신하여 광학 필름을 얻었다. 얻어진 광학 필름의 전 광선 투과율은 90%이었다. 또한, 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)는 2.5이었다. 광학 필름의 외관은 양호했다.
따라서, 얻어진 광학 필름용 수지 조성물로 이루어진 광학 필름의 투과광 강도비는 (T⊥)/(T//)>1.0이기 때문에 편광된 광의 선택 투과성이 우수한 것이었다.
실시예 2
실시예 1의 필름의 연신 조건을 180℃에서 3.0배로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조작을 실시해서 광학 필름을 얻었다. 또한, 얻어진 광학 필름의 전 광선 투과율은 87%이고, 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)는 3.0이었다. 광학 필름의 외관은 양호했다.
따라서, 얻어진 광학 필름용 수지 조성물로 이루어진 광학 필름의 투과광 강도비는 (T⊥)/(T//)>1.0이기 때문에 편광된 광의 선택 투과성이 우수한 것이었다.
실시예 3
실시예 1의 산화아연 입자(입자 중량당 10중량%의 애시드 포스폭시에틸 메타크릴레이트로 처리한 것, 단축 지름의 평균 치수 60㎚, 장축 지름의 평균 치수 700㎚)를 이용하여 용액 중의 산화아연과 폴리카보네이트의 조성비를 1중량%:99중량%로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조작을 실시해서 필름상의 광학 필름용 수지 조성물 및 광학 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 Tg는 157℃였다. 또한, 필름 헤이즈는 22%이었다.
광학 필름의 전 광선 투과율은 91%이고, 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)는 1.15이었다. 광학 필름의 외관은 양호했다.
따라서, 얻어진 광학 필름용 수지 조성물로 이루어진 광학 필름의 투과광 강도비는 (T⊥)/(T//)>1.0이기 때문에 편광된 광의 선택 투과성이 우수한 것이었다.
실시예 4
실시예 1의 용액 중의 산화아연과 폴리카보네이트의 조성비를 10중량%:90중량%로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조작을 실시해서 필름상의 광학 필름용 수지 조성물 및 광학 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 Tg는 160℃였다. 또한, 필름 헤이즈 값은 24%이었다.
광학 필름의 전 광선 투과율은 90%이고, 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)는 2.0이었다. 광학 필름의 외관은 양호했다.
따라서, 얻어진 광학 필름용 수지 조성물로 이루어진 광학 필름의 투과광 강도비는 (T⊥)/(T//)>1.0이기 때문에 편광된 광의 선택 투과성이 우수한 것이었다.
실시예 5
실시예 1의 산화아연 대신에 산화티탄 입자(입자 중량당 10중량%의 애시드 포스폭시에틸 메타크릴레이트로 처리한 것, 단축 지름의 평균 치수 40㎚, 장축 지름의 평균 치수 2㎛, 평균 굴절률 2.6, 장축 방향의 굴절률 2.7)를 이용하여 용액 중의 산화티탄과 폴리카보네이트의 조성비를 5중량%:95중량%로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조작을 실시해서 필름상의 광학 필름용 수지 조성물 및 광학 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 Tg는 165℃였다. 또한, 필름 헤이즈 값은 39%이었다.
광학 필름의 전 광선 투과율은 90%이고, 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)는 2.2이었다. 광학 필름의 외관은 양호했다.
따라서, 얻어진 광학 필름용 수지 조성물로 이루어진 광학 필름의 투과광 강도비는 (T⊥)/(T//)>1.0이기 때문에 편광된 광의 선택 투과성이 우수한 것이었다.
실시예 6
실시예 1에 있어서 얻어진 필름상의 광학 필름용 수지 조성물을 분쇄하고, 폭 200mm, 슬릿 갭 0.25mm를 갖는 T다이를 설치한 스크류 지름 φ20mm, 압축비 3.5의 단축 압출기(TOYO SEIKI SEISAKU-SHO, LTD. 제품, 상품명 LABO PLASTOMILL)를 이용하여 압출기 실린더 온도 프로파일로서 원료 공급구로부터 다이까지의 온도가 각각 180℃; 200℃; 240℃; 260℃에서 압출, 수냉 롤로 냉각하면서 필름을 얻었다.
얻어진 필름을 실시예 1과 동일한 조건에서 연신 배향하여 광학 필름을 얻었다. 광학 필름의 전 광선 투과율은 88%이었다. 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)는 2.7이었다. 광학 필름의 외관은 양호했다.
따라서, 얻어진 광학 필름용 수지 조성물로 이루어진 광학 필름의 투과광 강도비는 (T⊥)/(T//)>1.0이기 때문에 편광된 광의 선택 투과성이 우수한 것이었다.
실시예 7
실시예 1의 투명성을 갖는 수지로서 폴리카보네이트 대신에 폴리아릴레이트(UNITIKA LTD. 제품, 상품명 U폴리머 P-3001, 유리전이온도 160℃)를 이용하여 용액 중의 산화아연과 폴리아릴레이트의 조성비를 10중량%:90중량%로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조작을 실시해서 필름상의 광학 필름용 수지 조성물을 얻었다. 얻어진 필름의 Tg는 177℃였다. 또한, 필름 헤이즈 값은 35%이었다.
얻어진 필름을 195℃로 연신한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 광학 필름을 얻었다. 광학 필름의 전 광선 투과율은 90%이었다. 또한, 투과광 강도비 (T ⊥)/(T//)는 2.8이었다. 광학 필름의 외관은 양호했다.
따라서, 얻어진 광학 필름용 수지 조성물로 이루어진 광학 필름의 투과광 강도비는 (T⊥)/(T//)>1.0이기 때문에 편광된 광의 선택 투과성이 우수한 것이었다.
실시예 8
실시예 1의 산화아연 대신에 탄산스트론튬 입자(입자 중량당 10중량%의 애시드 포스폭시에틸 메타크릴레이트로 처리한 것, 단축 지름의 평균 치수 60㎚, 장축 지름의 평균 치수 600㎚, 평균 굴절률 1.67, 장축 방향의 굴절률 1.52)를 이용하여 실시예 1의 투명성을 갖는 수지로서 폴리카보네이트 대신에 폴리스티렌(TOSOH CORPORATION 제품, 표준 폴리스티렌, 유리전이온도 100℃)을 이용하여 용액 중의 탄산스트론튬과 폴리스티렌의 조성비를 20중량%:80중량%로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조작을 실시해서 필름상의 광학 필름용 수지 조성물을 얻었다. 얻어진 필름의 Tg는 118℃였다. 또한, 필름 헤이즈 값은 32%이었다.
상기 필름상의 광학 필름용 수지 조성물을 140℃에서 연신한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 광학 필름을 얻었다. 광학 필름의 전 광선 투과율은 90%이고, 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)는 2.0이었다. 광학 필름의 외관은 양호했다.
따라서, 얻어진 광학 필름용 수지 조성물로 이루어진 광학 필름의 투과광 강도비는 (T⊥)/(T//)>1.0이기 때문에 편광된 광의 선택 투과성이 우수한 것이었다.
실시예 9
실시예 1의 산화아연 대신에 탄화규소입자(입자 중량당 10중량%의 애시드 포 스폭시에틸 메타크릴레이트로 처리한 것, 단축 지름의 평균 치수 50㎚, 장축 지름의 평균 치수 5㎛, 평균 굴절률 2.6)를 이용하여 용액 중의 탄화규소와 폴리카보네이트의 조성비를 10중량%:90중량%로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조작을 실시하여 필름상의 광학 필름용 수지 조성물 및 광학 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 Tg는 160℃였다. 또한, 필름 헤이즈 값은 40%이었다.
광학 필름의 전 광선 투과율은 88%이고, 투과광 강도 (T⊥)/(T//)는 2.3이었다. 광학 필름의 외관은 양호했다.
따라서, 얻어진 광학 필름용 수지 조성물로 이루어진 광학 필름의 투과광 강도비는 (T⊥)/(T//)>1.0이기 때문에 편광된 광의 선택 투과성이 우수한 것이었다.
실시예 10
섬유상 또는 주상 입자로서 각각 입자 중량당 10중량%의 애시드 포스폭시에틸 메타크릴레이트로 처리한 산화아연 입자(a)(단축 지름의 평균 치수 50㎚, 장축 지름의 평균 치수 600㎚, 굴절률 1.95) 및 산화아연 입자(b)(단축 지름의 평균 치수 50㎚, 장축 지름의 평균 치수 1㎛, 굴절률 1.95)의 2종류의 산화아연 입자를 사용하여 용액 중에 있어서의 산화아연 입자(a), 산화아연 입자(b) 및 폴리카보네이트의 조성비가 5중량%:5중량%:90중량%가 되도록 조정한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조작을 실시하여 필름상의 광학 필름용 수지 조성물 및 광학 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 Tg는 160℃였다. 또한, 필름 헤이즈 값은 30%이었다.
광학 필름의 전 광선 투과율은 90%이고, 파장 550㎚에 있어서의 투과광 강도 비 (T⊥)/(T//)는 2.0이었다. 파장 450㎚에 있어서의 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)는 2.2이고, 파장 650㎚에 있어서의 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)는 2.0이었다. 광학 필름의 외관은 양호했다.
따라서, 얻어진 광학 필름용 수지 조성물로 이루어진 광학 필름의 투과광 강도비는 (T⊥)/(T//)>1.0이고, 또한 파장에 의한 투과광 강도비는 450~650㎚에 있어서 2.2~2.0으로 안정화되어 편광된 광의 선택 투과성은 넓은 광파장 범위에 있어서 우수한 것이었다.
실시예 11
섬유상 또는 주상 입자로서, 산화아연 입자(a)(입자 중량당 10중량%의 애시드 포스폭시에틸 메타크릴레이트로 처리한 것, 단축 지름의 평균 치수 50㎚, 장축 지름의 평균 치수 600㎚, 굴절률 1.95) 및 산화티탄 입자(b)(입자 중량당 10중량%의 애시드 포스폭시에틸 메타크릴레이트로 처리한 것, 단축 지름의 평균 치수 40㎚, 장축 지름의 평균 치수 2㎛, 굴절률 2.7)의 2종류의 산화아연 입자 및 산화티탄 입자를 사용하여 용액 중에 있어서의 산화아연 입자(a), 산화티탄 입자(b) 및 폴리카보네이트의 조성비가 3중량%:7중량%:90중량%가 되도록 조정한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조작을 실시하여 필름상의 광학 필름용 수지 조성물 및 광학 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 Tg는 160℃였다. 또한, 필름 헤이즈 값은 30%이었다.
광학 필름의 전 광선 투과율은 90%이고, 파장 550㎚에 있어서의 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)는 2.3이었다. 파장 450㎚에 있어서의 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)는 2.4이고, 파장 650㎚에 있어서의 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)는 2.3이었다. 광학 필름의 외관은 양호했다.
따라서, 얻어진 광학 필름용 수지 조성물로 이루어진 광학 필름의 투과광 강도비는 (T⊥)/(T//)>1.0이고, 또한 파장에 의한 투과광 강도비는 450㎚~650㎚에 있어서 2.4~2.3으로 안정화되어 편광된 광의 선택 투과성은 넓은 광파장 범위에 있어서 우수한 것이었다.
실시예 12
편광자 단체로서 전 광선 투과율이 37%인 편광자와 실시예 1에 있어서 얻은 광학 필름을 상기 광학 필름의 연신 방향으로서 입자의 장축이 배향된 방향과 편광자의 흡수축이 일치하도록 하여 필름을 적층시켰다. 이 필름 적층체의 배면측에 광원용 도광판과 또한 그 배면에 광반사판을 배치하도록 하여 광원으로부터의 광을 필름 적층체 중에 통과시켜 전 광선 투과율을 측정한 결과 49%이었다. 또한, 이 때의 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)는 990이었다.
따라서, 얻어진 광학 필름용 수지 조성물로 이루어진 광학 필름의 투과광 강도비는 (T⊥)/(T//)>1.0이기 때문에 편광된 광의 선택 투과성이 우수한 것이었다.
또한, 얻어진 광학 필름과 편광자의 적층 필름은 투과광 강도비가 크기 때문에[(T⊥)/(T//)는 990] 이 적층 필름은 휘도 향상 필름으로서 적합하게 사용할 수 있다.
비교예 1
실시예 1에 있어서 산화아연을 사용하지 않고, 연신 온도를 160℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조작을 실시하여 필름상의 수지 조성물을 얻었다. 얻어진 필름의 Tg는 140℃였다. 또한, 필름 헤이즈 값은 0.1%이었다.
얻어진 필름을 실시예 1과 동일한 조건에서 연신 배향하여 필름을 얻었다. 필름의 전 광선 투과율은 90%이었다. 필름의 외관은 양호했다. 그러나, 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)는 1.0이었다.
따라서, 섬유상 또는 주상 입자를 사용하지 않았으므로 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)=1.0이기 때문에 편광된 광의 선택 투과성이 열화한 것이었다.
비교예 2
실시예 1에 있어서 섬유상 또는 주상 산화아연 입자(입자 중량당 10중량%의 애시드 포스폭시에틸 메타크릴레이트로 처리한 것, 단축 지름의 평균 치수 30㎚, 장축 지름의 평균 치수 120㎚, 굴절률 1.95) 10중량%를 함유하는 염화 메틸렌 슬러리 용액을 φ50mm 레버러토리 원통 로터형 교반혼합장치를 이용하여 전단 속도 300sec-1으로 5분 분산·혼합시키고 연신 온도를 165℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조작을 실시하여 필름상의 수지 조성물을 얻었다. 얻어진 필름의 Tg는 149℃였다. 필름 중에 분산 불량에 의한 큰 입자 덩어리가 다수 있었기 때문에 표면에 요철을 발생시켜 외관은 불량했다.
얻어진 필름을 실시예 1과 동일한 조건에서 연신 배향하여 필름을 얻었다. 또한, 필름의 전 광선 투과율은 86%이었다. 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)는 1.0이었다.
따라서, 사용하는 입자의 장축 지름의 평균 치수가 120㎚로 작기 때문에 표면 외관이 열화하고, 또한 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)=1.0이기 때문에 편광된 광의 선택 투과성이 열화한 것이었다.
비교예 3
실시예 1에 있어서 용액 중의 산화아연과 폴리카보네이트의 조성비를 40중량%:60중량%로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조작을 실시하여 필름상 수지 조성물의 작성을 시도했지만, 산화아연(입자)의 배합량이 40중량%로 많기 때문에 매우 물러서 필름의 연신 도중에 있어서 필름 상에 현저한 균열과 주름이 발생되어 파단되었다.
따라서, 섬유상 또는 주상 입자의 배합 비율이 높고, 성형 가공성이 열화한 것이었다.
비교예 4
실시예 1에 있어서 산화아연(입자 중량당 10중량%의 애시드 포스폭시에틸 메타크릴레이트로 처리한 것, 단축 지름의 평균 치수 200㎚, 장축 지름의 평균 치수 600㎚)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조작을 실시하여 필름상의 수지 조성물을 얻었다. 필름의 Tg는 160℃였다. 또한, 필름 헤이즈 값은 40%이었다.
얻어진 필름을 실시예 1과 동일한 조건에서 연신 배향하여 필름을 얻었다. 필름의 외관은 양호했다. 필름의 전 광선 투과율은 81%이었다. 그러나, 투과광 강 도비 (T⊥)/(T//)는 1.0이었다.
따라서, 사용하는 입자의 단축 지름의 평균 치수가 200㎚로 크기 때문에 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)=1.0으로 편광된 광의 선택 투과성이 열화한 것이었다.
비교예 5
실시예 1에 있어서 산화아연 대신에 탄산스트론튬(입자 중량당 10중량%의 애시드 포스폭시에틸 메타크릴레이트로 처리한 것, 단축 지름의 평균 치수 50㎚, 장축 지름의 평균 치수 250㎚, 평균 굴절률 1.6, 장축 방향의 굴절률 1.52)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조작을 실시해서 필름상의 수지 조성물을 얻었다. 필름의 Tg는 165℃였다. 또한, 필름 헤이즈 값은 14%이었다.
얻어진 필름을 실시예 1과 동일한 조건에서 연신 배향하여 필름을 얻었다. 필름의 외관은 양호했다. 필름의 전 광선 투과율은 90%이었다. 그러나, 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)는 1.0이었다.
따라서, 사용하는 입자의 장축 지름의 평균 치수가 250㎚로 작기 때문에 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)=1.0으로 편광된 광의 선택 투과성이 열화한 것이었다.
비교예 6
실시예 1에 있어서 산화아연 대신에 구상 콜로이드 실리카(입자 중량당 10중량%의 애시드 포스폭시에틸 메타크릴레이트로 처리한 것, 평균 입자지름 80㎚, 평균 굴절률 1.46)를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조작을 실시하여 필름상의 수지 조성물을 얻었다. 필름의 Tg는 168℃였다. 또한, 필름 헤이즈 값은 8%이었 다.
얻어진 필름을 실시예 1과 동일한 조건에서 연신 배향하여 필름을 얻었다. 필름의 외관은 양호했다. 필름의 전 광선 투과율은 90%이었다. 그러나, 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)는 1.0이었다.
따라서, 사용하는 입자로서 섬유상 또는 주상 입자가 아니라 구상 입자를 사용했기 때문에 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)=1.0으로 편광된 광의 선택 투과성이 열화한 것이었다.
비교예 7
실시예 1에 있어서 산화아연 대신에 탄산스트론튬(입자 중량당 10중량%의 애시드 포스폭시에틸 메타크릴레이트로 처리한 것, 단축 지름의 평균 치수 10㎚, 장축 지름의 평균 치수 60㎚, 평균 굴절률 1.6, 장축 방향의 굴절률 1.52)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조작을 실시하여 필름 상의 수지 조성물을 얻었다. 필름의 Tg는 169℃였다. 또한, 필름 헤이즈 값은 0.6%이었다.
얻어진 필름을 실시예 1과 동일한 조건에서 연신 배향하여 필름을 얻었다. 필름의 외관은 양호했다. 필름의 전 광선 투과율은 90%이었다. 그러나, 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)는 1.0이었다.
따라서, 사용하는 입자의 장축 지름의 평균 치수가 60㎚로 작기 때문에 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)=1.0으로 편광된 광의 선택 투과성이 열화한 것이었다.
비교예 8
실시예 1에 있어서 산화아연 대신에 탄산스트론튬(입자 중량당 10중량%의 애시드 포스폭시에틸 메타크릴레이트로 처리한 것, 단축 지름의 평균 치수 90㎚, 장축 지름의 평균 치수 500㎚, 평균 굴절률 1.6, 장축 방향의 굴절률 1.52)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조작을 실시하여 필름상의 수지 조성물을 얻었다. 필름의 Tg는 160℃였다. 또한, 필름 헤이즈 값은 45%이었다.
얻어진 필름을 실시예 1과 동일한 조건에서 연신 배향하여 필름을 얻었다. 필름의 외관은 양호했다. 필름의 전 광선 투과율은 90%이었다. 그러나, 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)는 1.0이었다.
따라서, 사용하는 입자의 단축 지름의 평균 치수가 90㎚로 크고 장축 지름의 평균 치수가 500㎚로 작기 때문에 투과광 강도비 (T⊥)/(T//)=1.0으로 편광된 광의 선택 투과성이 열화한 것이었다.
본 발명을 상세하게 또한 특정한 실시형태를 참조해서 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 각종 변경이나 수정을 가할 수 있는 것은 당업자에 있어서 명확하다.
본 발명은 2007년 2월 26일에 출원한 일본 특허출원(일본 특허출원 2007-045281), 2008년 1월 17일에 출원한 일본 특허출원(일본 특허출원 2008-008098)에 근거하는 것이고, 그 내용은 여기서 참조로서 받아들인다.
본 발명에 의하면, 특정한 입자 사이즈의 섬유상 또는 주상 입자와 투명성을 갖는 수지로 이루어진 광학 필름용 수지 조성물 및 이것으로 이루어진 필름이고, 상기 필름에 광을 입사시켰을 경우에 편광 성분을 선택적으로 투과 또는 산란시키는 광학 부재를 제공할 수 있다.

Claims (12)

1종류 이상의 섬유상 또는 주상 입자로서 입자의 단축 지름의 평균 치수가 1~70㎚이고, 장축 지름의 평균 치수가 600㎚~5㎛인 입자 1~30중량%와 투명성을 갖는 수지 70~99중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학 필름용 수지 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 섬유상 또는 주상 입자는 단축 지름의 평균 치수가 1~70㎚이고 장축 지름의 평균 치수가 600㎚ 이상 800㎚ 미만인 입자(a) 및 단축 지름의 평균 치수가 1~70㎚이고 장축 지름의 평균 치수가 800㎚ 이상 5㎛ 이하인 입자(b)로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학 필름용 수지 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 1종류 이상의 섬유상 또는 주상 입자는 산화티탄, 산화아연, 산화마그네슘, 탄산스트론튬, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탄산코발트, 탄산망간, 규산칼슘, 염기성 황산칼슘, 수산화산화알루미늄, 이모고라이트, 탄화규소로 이루어진 무기 결정 입자군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 광학 필름용 수지 조성물.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 투명성을 갖는 수지는 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 스티렌 아 크릴로니트릴 공중합체, 폴리푸마르산 디에스테르, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르술폰, 환상 폴리올레핀, 말레이미드계 공중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 광학 필름용 수지 조성물.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
필름 헤이즈 값이 10% 이상인 것을 특징으로 하는 광학 필름용 수지 조성물.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 투명성을 갖는 수지와 섬유상 또는 주상 입자를 전단 속도 500~50,000sec-1으로 분산 혼합을 행하는 것을 특징으로 하는 광학 필름용 수지 조성물.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름용 수지 조성물로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학 필름.
제 7 항에 있어서,
연신하는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
제 8 항에 있어서,
상기 연신시 상기 투명성을 갖는 수지의 유리전이온도(Tg)에 대하여 Tg+10℃~Tg+40℃에 있어서 1축 연신 배향시키는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
제 8 항에 있어서,
상기 연신시 상기 투명성을 갖는 수지의 유리전이온도에 대하여 350℃를 상한으로 하는 Tg+10℃~Tg+130℃에 있어서 용융 압출 성형하는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름을 편광자 또는 보호층을 갖는 편광판과 적층하여 이루어진 것을 특징으로 하는 광학 필름.
제 11 항에 기재된 광학 필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 휘도 향상 필름.
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