KR20100038413A - 광학 필름, 편광판, 및 화상 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
파장 200∼350 ㎚ 범위도 포함시켜 우수한 자외선 흡수 능력을 가짐과 함께, 우수한 내열성, 우수한 광학적 투명성을 가지며, 외관 상의 결점이 없는 광학 필름을 제공하는 것, 그러한 광학 필름을 사용한, 외관 결점이 적은 편광판을 제공하는 것, 그러한 편광판을 사용한 고품위의 화상 표시 장치를 제공하는 것.
본 발명의 광학 필름은, (메타)아크릴계 수지를 주성분으로서 함유하는 수지 성분과, 그 수지 성분 100 중량부에 대해 0.35∼3.0 중량부의 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제를 함유하는 성형 재료를 압출 성형으로 성형하여 얻어진다.
본 발명의 광학 필름은, (메타)아크릴계 수지를 주성분으로서 함유하는 수지 성분과, 그 수지 성분 100 중량부에 대해 0.35∼3.0 중량부의 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제를 함유하는 성형 재료를 압출 성형으로 성형하여 얻어진다.
Description
본 발명은, 광학 필름, 그것을 사용한 편광판, 및 그 편광판을 적어도 1 장 포함하는 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치, PDP 등의 화상 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치에는, 그 화상 형성 방식으로부터 액정 패널 표면을 형성하는 유리 기판의 양측에 편광판을 배치하는 것이 필요 불가결하다. 편광판은, 일반적으로는 폴리비닐알코올계 필름과 요오드 등의 이색성 (二色性) 재료로 이루어지는 편광자의 양면에, 편광자 보호 필름을 폴리비닐알코올계 접착제에 의해 부착시킨 것이 사용되고 있다.
편광자 보호 필름으로서 사용하는 광학 필름에는, 액정이나 편광자를 자외선 열화로부터 방지할 목적에서, 자외선 흡수 성능이 필요해지는 경우가 있다. 현재는, 편광자 보호 필름으로서 트리아세틸셀룰로오스계 필름이 주로 사용되고, 그 필름 중에 자외선 흡수제를 첨가하여 자외선 흡수 성능을 갖게 하고 있다.
그러나, 트리아세틸셀룰로오스는 내습열성이 충분하지 않아, 트리아세틸셀룰로오스 필름을 편광자 보호 필름으로서 사용한 편광판을 고온 또는 고습하에서 사용하면, 편광도나 색상 등의 편광판의 성능이 저하된다는 결점이 있다. 또 트리아세틸셀룰로오스 필름은 경사 방향의 입사광에 대해 위상차를 일으킨다. 이러한 위상차는, 최근 액정 디스플레이의 대형화가 진행됨에 따라, 현저하게 시야각 특성에 영향을 미치게 되었다.
그래서, 종래부터 트리아세틸셀룰로오스를 대신하는 편광자 보호 필름의 재료로서, 투명성 및 내열성이 높은 (메타)아크릴계 수지가 검토되고 있다 (특허문헌 1∼3).
(메타)아크릴계 수지를 주된 재료로 하는 편광자 보호 필름에 대해 상기와 같이 자외선 흡수 성능을 갖게 하기 위해, 트리아진계 자외선 흡수제나 트리아졸계 자외선 흡수제를 첨가하는 것이 검토되고 있다 (특허문헌 4). 그러나, 이들 자외선 흡수제를 사용한 경우, 압출 성형으로 성형하여 필름화하는 과정에서, 시간의 경과와 함께 휘발된 그 자외선 흡수제가 캐스트 롤 등에 부착된다는 문제가 있다. 그리고, 이 부착물이 필름을 오염시키거나, 이 부착물의 형상이 필름에 전사되거나 하여, 얻어지는 필름에 외관 상의 결점을 부여한다.
또, 트리아진계 자외선 흡수제나 트리아졸계 자외선 흡수제를 사용하는 경우, 파장 200∼350 ㎚ 범위에서 충분한 자외선 흡수능이 발휘되지 않는 경우가 있다.
본 발명의 과제는, (1) 파장 200∼350 ㎚ 범위도 포함시켜 우수한 자외선 흡수 능력을 가짐과 함께, 우수한 내열성, 우수한 광학적 투명성을 가지며, 외관 상의 결점이 없는 광학 필름을 제공하는 것, (2) 그러한 광학 필름을 사용한, 외관 결점이 적은 편광판을 제공하는 것, (3) 그러한 편광판을 사용한 고품위의 화상 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 광학 필름은,
(메타)아크릴계 수지를 주성분으로서 함유하는 수지 성분과, 그 수지 성분 100 중량부에 대해 0.35∼3.0 중량부의 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제를 함유하는 성형 재료를 압출 성형으로 성형하여 얻어진다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제는, 300 ℃ 에서 20 분간의 가열에 있어서의 중량 감소가 10 % 이하이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 파장 200∼350 ㎚ 범위에서의 광선 투과율의 최대값이 7 % 이하이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 압출 성형시의 성형 재료의 온도가 200 ℃ 이상이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 성형 재료가, 트리아졸계 자외선 흡수제 및/또는 트리아진계 자외선 흡수제를 함유한다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 편광판이 제공된다. 본 발명의 편광판은, 본 발명의 광학 필름을 편광자 보호 필름으로서 포함한다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 화상 표시 장치가 제공된다. 본 발명의 화상 표시 장치는, 본 발명의 편광판을 적어도 1 장 포함한다.
본 발명에 의하면, 파장 200∼350 ㎚ 범위도 포함시켜 우수한 자외선 흡수 능력을 가짐과 함께, 우수한 내열성, 우수한 광학적 투명성을 가지며, 외관 상의 결점이 없는 광학 필름을 제공할 수 있다. 또, 그러한 광학 필름을 사용한, 외관 결점이 적은 편광판을 제공할 수 있다. 또한, 그러한 편광판을 사용한 고품위의 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.
이와 같은 효과는, 목적으로 하는 광학 필름을, (메타)아크릴계 수지를 주성분으로서 함유하는 수지 성분과 그 수지 성분에 대해 특정량의 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제를 함유하는 성형 재료를 압출 성형으로 성형하여 얻음으로써 달성할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 편광판의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 액정 표시 장치의 개략 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 액정 표시 장치의 개략 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태에는 한정되지 않는다.
[A. 광학 필름]
[A-1. 수지 재료]
본 발명의 광학 필름은, (메타)아크릴계 수지를 주성분으로서 함유하는 수지 성분을 함유하는 성형 재료를 압출 성형으로 성형하여 얻어진다. 즉, 본 발명의 광학 필름은 (메타)아크릴계 수지를 주성분으로서 함유한다.
상기 (메타)아크릴계 수지로는, Tg (유리 전이 온도) 가 바람직하게는 115 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 120 ℃ 이상, 더욱 바람직하게는 125 ℃ 이상, 특히 바람직하게는 130 ℃ 이상이다. 본 발명의 광학 필름은, Tg (유리 전이 온도) 가 115 ℃ 이상인 (메타)아크릴계 수지를 주성분으로서 함유함으로써, 예를 들어 편광자 보호 필름으로서 편광판에 장착한 경우, 내구성이 우수한 것이 될 수 있다. 상기 (메타)아크릴계 수지의 Tg 의 상한값은 특별히 한정되지 않지만, 성형성 등의 관점에서, 바람직하게는 170 ℃ 이하이다.
상기 (메타)아크릴계 수지로는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서, 임의의 적절한 (메타)아크릴계 수지를 채용할 수 있다. 예를 들어, 폴리메타크릴산메틸 등의 폴리(메타)아크릴산에스테르, 메타크릴산메틸-(메타)아크릴산 공중합체, 메타크릴산메틸-(메타)아크릴산에스테르 공중합체, 메타크릴산메틸-아크릴산에스테르-(메타)아크릴산 공중합체, (메타)아크릴산메틸-스티렌 공중합체 (MS 수지 등), 지환족 탄화수소기를 갖는 중합체 (예를 들어, 메타크릴산메틸-메타크릴산시클로헥실 공중합체, 메타크릴산메틸-(메타)아크릴산노르보르닐 공중합체 등) 를 들 수 있다. 바람직하게는, 폴리(메타)아크릴산메틸 등의 폴리(메타)아크릴산 C1-6 알킬을 들 수 있다. 보다 바람직하게는, 메타크릴산메틸을 주성분 (50∼100 중량%, 바람직하게는 70∼100 중량%) 으로 하는 메타크릴산메틸계 수지를 들 수 있다.
상기 (메타)아크릴계 수지의 구체예로는, 예를 들어 미츠비시 레이온사 제조의 아크리펫 VH 나 아크리펫 VRL20A, 분자내 가교나 분자내 고리화 반응에 의해 얻어지는 고 Tg (메타)아크릴계 수지를 들 수 있다.
본 발명에 있어서는, 높은 내열성, 높은 투명성, 높은 기계적 강도를 갖는 점에서, 상기 (메타)아크릴계 수지로서 글루타르산 무수물 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지, 락톤 고리 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지가 바람직하다.
글루타르산 무수물 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지로는, 일본 공개특허공보 2006-283013호, 일본 공개특허공보 2006-335902호, 일본 공개특허공보 2006-274118호 등에 기재된, 글루타르산 무수물 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지를 들 수 있다.
락톤 고리 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지로는, 일본 공개특허공보 2000-230016호, 일본 공개특허공보 2001-151814호, 일본 공개특허공보 2002-120326호, 일본 공개특허공보 2002-254544호, 일본 공개특허공보 2005-146084호 등에 기재된, 락톤 고리 구조를 갖는 (메타)아크릴계 수지를 들 수 있다.
본 발명의 광학 필름 중의 상기 (메타)아크릴계 수지의 함유량은, 바람직하게는 50∼100 중량%, 보다 바람직하게는 50∼99 중량%, 더욱 바람직하게는 60∼98 중량%, 특히 바람직하게는 70∼97 중량% 이다. 본 발명의 광학 필름 중의 상기 (메타)아크릴계 수지의 함유량이 50 중량% 미만인 경우에는, (메타)아크릴계 수지가 본래 갖는 고내열성, 고투명성을 충분히 반영하지 못할 우려가 있다.
본 발명의 광학 필름 중에는, 상기 (메타)아크릴계 수지 이외의 수지 성분이 함유되어 있어도 된다. 상기 (메타)아크릴계 수지 이외의 수지 성분으로는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 임의의 적절한 수지 성분을 채용할 수 있다.
본 발명의 광학 필름을 성형할 때 사용하는 성형 재료 중의 상기 (메타)아크릴계 수지의 함유량은, 바람직하게는 50∼100 중량%, 보다 바람직하게는 50∼99 중량%, 더욱 바람직하게는 60∼98 중량%, 특히 바람직하게는 70∼97 중량% 이다. 본 발명의 광학 필름을 성형할 때 사용하는 성형 재료 중의 상기 (메타)아크릴계 수지의 함유량이 50 중량% 미만인 경우에는, (메타)아크릴계 수지가 본래 갖는 고내열성, 고투명성을 충분히 반영하지 못할 우려가 있다.
본 발명의 광학 필름을 성형할 때 사용하는 성형 재료 중에는, 상기 (메타)아크릴계 수지 이외의 수지 성분이 함유되어 있어도 된다. 상기 (메타)아크릴계 수지 이외의 수지 성분으로는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 임의의 적절한 수지 성분을 채용할 수 있다.
[A-2. 자외선 흡수제]
본 발명의 광학 필름은, 자외선 흡수제를 함유하는 성형 재료를 압출 성형으로 성형하여 얻어진다.
본 발명의 광학 필름은, 상기 자외선 흡수제로서 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제를 필수로 함유한다. 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제로는, 하기 일반식 (2) 로 나타내는 시아노아크릴레이트 구조를 포함하는 화합물이면, 임의의 적절한 화합물을 채용할 수 있다.
[화학식 2]
일반적으로, 자외선 흡수능이 필요한 광학 필름에는, 380 ㎚ 의 광선 투과율을 저감시키기 위해, 트리아졸계 자외선 흡수제, 트리아진계 자외선 흡수제, 벤조페논계 자외선 흡수제가 선택된다. 그러나, 이들 자외선 흡수제는, 그 자외선 흡수제를 함유하는 성형 재료를 압출 성형으로 성형하여 필름화하는 과정에서, 시간의 경과와 함께 휘발된 그 자외선 흡수제가 캐스트 롤 등에 부착된다는 문제가 있다. 그리고, 이 부착물이 필름을 오염시키거나, 이 부착물의 형상이 필름에 전사되거나 하여, 얻어지는 필름에 외관 상의 결점을 부여한다. 또, 이들 자외선 흡수제를 사용하는 경우, 파장 200∼350 ㎚ 범위에서 충분한 자외선 흡수능이 발휘되지 않는 경우가 있다. 본 발명에 있어서는, 자외선 흡수제로서 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제를, 특정한 양의 범위 내에서 필수로 함유시킴으로써, 상기 문제를 해결할 수 있다.
상기 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제로서, 구체적으로는 예를 들어 BASF 사 제조의 「Uvinul3030」, 「Uvinul3035」, 「Uvinul3039」 를 들 수 있다.
본 발명의 효과를 보다 더 발휘시키기 위해, 상기 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제는, 분자량이 바람직하게는 250 이상, 보다 바람직하게는 350 이상, 더욱 바람직하게는 500 이상, 특히 바람직하게는 750 이상, 가장 바람직하게는 1000 이상이다. 그 분자량의 상한은, 바람직하게는 10000 이하, 보다 바람직하게는 7500 이하, 더욱 바람직하게는 5000 이하, 특히 바람직하게는 3000 이하, 가장 바람직하게는 2000 이하이다.
상기 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제는, (메타)아크릴계 수지를 주성분으로서 함유하는 수지 성분 100 중량부에 대해 0.35∼3.0 중량부 함유한다. 바람직하게는 0.5∼2.5 중량부, 보다 바람직하게는 0.7∼2.0 중량부이다. 상기 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제가 (메타)아크릴계 수지를 주성분으로서 함유하는 수지 성분 100 중량부에 대해 0.35 중량부 미만인 경우, 자외선 흡수능이 부족할 우려가 있다. 또, 상기 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제가 (메타)아크릴계 수지를 주성분으로서 함유하는 수지 성분 100 중량부에 대해 3.0 중량부보다 많은 경우, 필름 물성이나 제막성 (製膜性) 에 영향을 미칠 우려가 있다. 구체적으로는, 용융시의 점도가 변화되고, 상용 (相溶) 되지 않게 되어 백탁되고, 휘발량이 증가함으로써 캐스트 롤이 오염되고, 가시광 흡수가 증가하여 황색미가 늘어나고, 혼련시에 잘 섞이지 않게 되어 액체 상태로 벤트부로부터 나오고, 필름의 가요성이 떨어진다는 등의 폐해가 발생할 우려가 있다.
상기 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제는, 바람직하게는 300 ℃ 에서 20 분간의 가열에 있어서의 중량 감소가 10 % 이하이다. 「300 ℃ 에서 20 분간의 가열에 있어서의 중량 감소」 의 측정 방법에 대해서는 후술한다. 상기 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제는, 300 ℃ 에서 20 분간의 가열에 있어서의 중량 감소가 작으면 작을수록 바람직하다. 300 ℃ 에서 20 분간의 가열에 있어서의 중량 감소는, 보다 바람직하게는 9 % 이하, 더욱 바람직하게는 8 % 이하, 특히 바람직하게는 6 % 이하, 가장 바람직하게는 5 % 이하이다. 300 ℃ 에서 20 분간의 가열에 있어서의 중량 감소가 10 % 보다 큰 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제를 사용한 경우, 광학 필름 성형시의 가열에 의해 자외선 흡수능이 저하될 우려가 있다.
본 발명의 광학 필름은, 상기 자외선 흡수제로서 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제와 함께, 임의의 적절한 다른 자외선 흡수제를 병용해도 된다.
다른 자외선 흡수제로는, 바람직하게는 트리아졸계 자외선 흡수제 및/또는 트리아진계 자외선 흡수제를 들 수 있다.
트리아졸계 자외선 흡수제는 분자량 400 이상인 것이 바람직하다. 트리아진계 자외선 흡수제는 분자량 400 이상인 것이 바람직하다.
상기 트리아졸계 자외선 흡수제로는, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서, 임의의 적절한 트리아졸계 화합물을 채용할 수 있다. 상기 트리아졸계 자외선 흡수제로는, 예를 들어 2,2'-메틸렌비스[4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-6-(2H-벤조트리아졸-2-일)페놀], 2-(3,5-디-tert-부틸-2-히드록시페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-p-크레졸, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4,6-비스(1-메틸-1-페닐에틸)페놀, 2-벤조트리아졸-2-일-4,6-디-tert-부틸페놀, 2-[5-클로로(2H)-벤조트리아졸-2-일]-4-메틸-6-(tert-부틸)페놀, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4,6-디-tert-부틸페놀, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)페놀, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-메틸-6-(3,4,5,6-테트라히드로프탈이미딜메틸)페놀, 메틸3-(3-(2H-벤조트리아졸-2-일)-5-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트/폴리에틸렌글리콜 300 의 반응 생성물, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-6-(직사슬 및 측사슬 도데실)-4-메틸페놀 등을 들 수 있다.
상기 트리아진계 자외선 흡수제로는, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서, 임의의 적절한 트리아진계 화합물을 채용할 수 있다. 상기 트리아진계 자외선 흡수제로는, 예를 들어 1,3,5-트리아진 고리를 갖는 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다. 구체적으로는, 2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-5-[(헥실)옥시]-페놀 등을 들 수 있다.
시판품으로는, 예를 들어 트리아졸계 자외선 흡수제로서 「아데카스탑 LA-31」 (아사히 전화 공업사 제조), 트리아진계 자외선 흡수제로서 「티누빈 1577」 (치바 스페셜리티 케미컬즈사 제조) 등을 들 수 있다.
[A-3. 산화 방지제]
본 발명의 광학 필름을 얻기 위해 사용하는 성형 재료에는, 수지 성분의 분해를 방지하는 것 등을 위해, 산화 방지제가 함유되어 있어도 된다.
상기 산화 방지제의 양은, 상기 수지 성분 100 중량부에 대해, 바람직하게는 0.02 중량부 이상이고, 보다 바람직하게는 0.02∼5 중량부, 더욱 바람직하게는 0.05∼3 중량부, 특히 바람직하게는 0.1∼2.5 중량부이다. 상기 산화 방지제의 양이 0.02 중량부보다 작으면, 수지 성분 (특히 (메타)아크릴계 수지) 의 분해가 촉진될 우려가 있다. 상기 산화 방지제의 양이 5 중량부보다 크면, 얻어지는 광학 필름의 광학 특성이 저하될 우려가 있다.
상기 산화 방지제는, 바람직하게는 300 ℃ 에서 20 분간의 가열에 있어서의 중량 감소가 10 % 이하이다. 상기 산화 방지제는, 300 ℃ 에서 20 분간의 가열에 있어서의 중량 감소가 작으면 작을수록 바람직하다. 300 ℃ 에서 20 분간의 가열에 있어서의 중량 감소는, 보다 바람직하게는 9 % 이하, 더욱 바람직하게는 8 % 이하, 특히 바람직하게는 6 % 이하, 가장 바람직하게는 5 % 이하이다. 300 ℃ 에서 20 분간의 가열에 있어서의 중량 감소가 10 % 보다 큰 산화 방지제를 사용한 경우, 광학 필름 성형시에 수지 성분 (특히 (메타)아크릴계 수지) 의 분해가 촉진되고, 발포가 발생하여 광학 필름으로서 사용하지 못할 우려가 있다.
상기 산화 방지제는, 본 발명의 효과를 보다 더 발현시키기 위해, 페놀계 산화 방지제를 함유하는 것이 바람직하다. 페놀계 산화 방지제로는, 임의의 적절한 페놀계 산화 방지제를 채용할 수 있다. 예를 들어, n-옥타데실=3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)-프로피오네이트, n-옥타데실=3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)-아세테이트, n-옥타데실=3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤조에이트, n-헥실=3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐벤조에이트, n-도데실=3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐벤조에이트, 네오-도데실=3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 도데실=β(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 에틸=
-(4-히드록시-3,5-디-t-부틸페닐)이소부틸레이트, 옥타데실=
-(4-히드록시-3,5-디-t-부틸페닐)이소부틸레이트, 옥타데실=
-(4-히드록시-3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 2-(n-옥틸티오)에틸=3,5-디-t-부틸-4-히드록시-벤조에이트, 2-(n-옥틸티오)에틸=3,5-디-t-부틸-4-히드록시-페닐아세테이트, 2-(n-옥타데실티오)에틸=3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐아세테이트, 2-(n-옥타데실티오)에틸=3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤조에이트, 2-(2-히드록시에틸티오)에틸=3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤조에이트, 디에틸글리콜=비스-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시-페닐)프로피오네이트, 2-(n-옥타데실티오)에틸=3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 스테아르아미드-N,N-비스-[에틸렌=3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], n-부틸이미노-N,N-비스-[에틸렌=3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 2-(2-스테아로일옥시에틸티오)에틸=3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤조에이트, 2-(2-스테아로일옥시에틸티오)에틸=7-(3-메틸-5-t-부틸-4-히드록시페닐)헵타노에이트, 1,2-프로필렌글리콜=비스-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 에틸렌글리콜=비스-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 네오펜틸글리콜=비스-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 에틸렌글리콜=비스-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐아세테이트), 글리세린-1-n-옥타데카노에이트-2,3-비스-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐아세테이트), 펜타에리트리톨-테트라키스-[3-(3',5'-디-t-부틸-4'-히드록시페닐)프로피오네이트], 1,1,1-트리메틸올에탄-트리스-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 소르비톨헥사-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 2-히드록시에틸=7-(3-메틸-5-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 2-스테아로일옥시에틸=7-(3-메틸-5-t-부틸-4-히드록시페닐)헵타노에이트, 1,6-n-헥산디올-비스[(3',5'-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 펜타에리트리톨-테트라키스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시히드로신나메이트), 3,9-비스[1,1-디메틸-2-[β-(3-t-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피오닐옥시]에틸]2,4,8,10-테트라옥사스피로[5,5]-운데칸을 들 수 있다. 300 ℃ 에서 20 분간의 가열에 있어서의 중량 감소가 10 % 이하인 것으로는, 예를 들어 펜타에리트리톨-테트라키스-[3-(3',5'-디-t-부틸-4'-히드록시페닐)프로피오네이트], 3,9-비스[1,1-디메틸-2-[β-(3-t-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피오닐옥시]에틸]2,4,8,10-테트라옥사스피로[5,5]-운데칸을 들 수 있다.
상기 산화 방지제는, 본 발명의 효과를 보다 더 발현시키기 위해, 상기 수지 성분 100 중량부에 대해 0.01 중량부 이상의 페놀계 산화 방지제와 0.01 중량부 이상의 티오에테르계 산화 방지제를 함유하는 것이 보다 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.025 중량부 이상의 페놀계 산화 방지제와 0.025 중량부 이상의 티오에테르계 산화 방지제를 함유하는 것이고, 특히 바람직하게는 0.05 중량부 이상의 페놀계 산화 방지제와 0.05 중량부 이상의 티오에테르계 산화 방지제를 함유하는 것이다.
티오에테르계 산화 방지제로는, 임의의 적절한 티오에테르계 산화 방지제를 채용할 수 있다. 예를 들어, 펜타에리트리틸테트라키스(3-라우릴티오프로피오네이트), 디라우릴-3,3'-티오디프로피오네이트, 디미리스틸-3,3'-티오디프로피오네이트, 디스테아릴-3,3'-티오디프로피오네이트를 들 수 있다. 300 ℃ 에서 20 분간의 가열에 있어서의 중량 감소가 10 % 이하인 것으로는, 예를 들어 펜타에리트리틸테트라키스(3-라우릴티오프로피오네이트) 를 들 수 있다.
상기 산화 방지제는, 본 발명의 효과를 보다 더 발현시키기 위해, 상기 수지 성분 100 중량부에 대해 0.01 중량부 이상의 페놀계 산화 방지제와 0.01 중량부 이상의 인계 산화 방지제를 함유하는 것이 보다 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.1 중량부 이상의 페놀계 산화 방지제와 0.1 중량부 이상의 인계 산화 방지제를 함유하는 것이고, 특히 바람직하게는 0.5 중량부 이상의 페놀계 산화 방지제와 0.5 중량부 이상의 인계 산화 방지제를 함유하는 것이다.
인계 산화 방지제로는, 임의의 적절한 인계 산화 방지제를 채용할 수 있다. 예를 들어, 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트, 2-[[2,4,8,10-테트라키스(1,1-디메틸에틸)디벤조[d,f][1,3,2]디옥사포스페핀-6-일]옥시]-N,N-비스[2-[[2,4,8,10-테트라키스(1,1디메틸에틸)디벤조[d,f][1,3,2]디옥사포스페핀-6-일]옥시]-에틸]에탄아민, 디페닐트리데실포스파이트, 트리페닐포스파이트, 2,2-메틸렌비스(4,6-디-t-부틸페닐)옥틸포스파이트, 비스(2,6-디-t-부틸-4-메틸페닐)펜타에리스톨디포스파이트, 디스테아릴펜타에리트리톨디포스파이트, 사이클릭네오펜탄테트라일비스(2,6-디-t-부틸-4-메틸페닐)포스파이트를 들 수 있다. 300 ℃ 에서 20 분간의 가열에 있어서의 중량 감소가 10 % 이하인 것으로는, 예를 들어 사이클릭네오펜탄테트라일비스(2,6-디-t-부틸-4-메틸페닐)포스파이트 등을 들 수 있다.
[A-4. 성형 재료]
본 발명의 광학 필름을 압출 성형에 의해 얻기 위해 사용하는 성형 재료는, 상기 수지 성분 및 상기 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제를 함유하고, 바람직하게는 추가로 상기 산화 방지제를 함유한다.
본 발명에서 사용하는 성형 재료는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서, 임의의 적절한 그 밖의 성분을 함유할 수 있다. 예를 들어, 일반적인 배합제, 구체적으로는 안정제, 활제, 가공 보조제, 가소제, 내충격 보조제, 위상차 저감제, 광택 제거제, 항균제, 곰팡이 방지제 등이 함유되어 있어도 된다.
[A-5. 광학 필름의 특성]
본 발명의 광학 필름은, 광 투과율이 높은 것이 바람직하고, 면내 위상차 (Δnd) 나 두께 방향 위상차 (Rth) 가 낮은 것이 바람직하다. 면내 위상차 (Δnd) 는, Δnd = (nx-ny)×d 에 의해 구할 수 있다. 두께 방향 위상차 (Rth) 는, Rth = (nx-nz)×d 에 의해 구할 수 있다. 여기서, nx, ny 는, 각각 지상축 방향, 진상축 방향에 있어서의 면내 굴절률이고, nz 는 두께 방향 굴절률이다. 또한, 지상축 방향이란, 면내 굴절률이 최대가 되는 방향을 말한다.
본 발명의 광학 필름은, 두께를 80 ㎛ 로 한 경우에 있어서의, 380 ㎚ 에서의 광선 투과율이, 바람직하게는 15 % 이하이고, 보다 바람직하게는 12 % 이하, 보다 바람직하게는 10 % 이하, 더욱 바람직하게는 8 % 이하, 특히 바람직하게는 6 % 이하, 가장 바람직하게는 5 % 이하이다. 본 발명의 광학 필름의 두께 80 ㎛ 에 있어서의 380 ㎚ 에서의 광선 투과율이 15 % 를 초과하면, 충분한 자외선 흡수 능력을 발휘하지 못할 우려가 있다.
본 발명의 광학 필름은, 바람직하게는 파장 200∼350 ㎚ 범위에서의 광선 투과율의 최대값이 7 % 이하이다. 보다 바람직하게는 6 % 이하, 더욱 바람직하게는 5 % 이하이다. 상기 광선 투과율의 최대값이 7 % 보다 커지면, 백 라이트나 태양광의 일부 파장이 편광자에 데미지를 줄 우려가 있다. 트리아진계 자외선 흡수제나 트리아졸계 자외선 흡수제를 사용하는 경우, 파장 200∼350 ㎚ 범위에서 충분한 자외선 흡수능이 발휘되지 않는 경우가 있는데, 본 발명에 있어서는 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제를 필수로 사용함으로써, 파장 200∼350 ㎚ 범위에서도 충분한 자외선 흡수능을 발휘할 수 있다.
본 발명의 광학 필름의 두께 80 ㎛ 에 있어서의 YI 는, 바람직하게는 1.27 이하, 보다 바람직하게는 1.25 이하, 더욱 바람직하게는 1.23 이하, 특히 바람직하게는 1.20 이하이다. 상기 YI 가 1.3 을 초과하면, 우수한 광학적 투명성이 발휘되지 못할 우려가 있다. 또한, YI 는, 예를 들어 고속 적분구식 분광 투과율 측정기 (상품명 DOT-3C : 무라카미 색채 기술 연구소 제조) 를 이용하고, 측정하여 얻어지는 색의 3 자극값 (X, Y, Z) 으로부터 다음 식에 의해 구할 수 있다.
YI = [(1.28X-1.06Z)/Y]×100
본 발명의 광학 필름의 두께 80 ㎛ 에 있어서의 b 값 (헌터의 표색계에 준한 색상의 척도) 은, 바람직하게는 1.5 미만, 보다 바람직하게는 1.0 이하이다. b 값이 1.5 이상인 경우, 필름의 착색에 의해, 우수한 광학적 투명성이 발휘되지 못할 우려가 있다. 또한, b 값은, 예를 들어 광학 필름 샘플을 가로 세로 3 ㎝ 로 재단하고, 고속 적분구식 분광 투과율 측정기 (상품명 DOT-3C : 무라카미 색채 기술 연구소 제조) 를 이용하여 색상을 측정할 수 있다. 또, 색상을 헌터의 표색계에 준해 b 값으로 평가할 수 있다.
본 발명의 광학 필름에 있어서는, 면내 위상차 (Δnd) 는, 바람직하게는 3.0 ㎚ 이하, 보다 바람직하게는 1.0 ㎚ 이하이다. 상기 면내 위상차 (Δnd) 가 3.0 ㎚ 를 초과하면, 본 발명의 효과, 특히 우수한 광학적 특성이 발휘되지 못할 우려가 있다. 두께 방향 위상차 (Rth) 는, 바람직하게는 5.0 ㎚ 이하, 보다 바람직하게는 3.0 ㎚ 이하이다. 상기 두께 방향 위상차 (Rth) 가 5.0 ㎚ 를 초과하면, 본 발명의 효과, 특히 우수한 광학적 특성이 발휘되지 못할 우려가 있다. 본 발명의 광학 필름이 편광자와 액정 셀 사이에 배치되는 경우에는, 상기 위상차인 것이 바람직하다.
본 발명의 광학 필름에 있어서는, 투습도가 바람직하게는 100 g/㎡·24 hr 이하, 보다 바람직하게는 60 g/㎡·24 hr 이하이다. 상기 투습도가 100 g/㎡·24 hr 을 초과하면, 내습성이 떨어질 우려가 있다.
본 발명의 광학 필름은, 바람직하게는 우수한 기계적 강도도 갖는다. 인장 강도는, MD 방향에 있어서, 바람직하게는 65 N/㎟ 이상, 보다 바람직하게는 70 N/㎟ 이상, 더욱 바람직하게는 75 N/㎟ 이상, 특히 바람직하게는 80 N/㎟ 이상이고, TD 방향에 있어서, 바람직하게는 45 N/㎟ 이상, 보다 바람직하게는 50 N/㎟ 이상이고, 더욱 바람직하게는 55 N/㎟ 이상, 특히 바람직하게는 60 N/㎟ 이상이다. 인장 신장은, MD 방향에 있어서, 바람직하게는 6.5 % 이상, 보다 바람직하게는 7.0 % 이상, 더욱 바람직하게는 7.5 % 이상, 특히 바람직하게는 8.0 % 이상이고, TD 방향에 있어서, 바람직하게는 5.0 % 이상, 보다 바람직하게는 5.5 % 이상, 더욱 바람직하게는 6.0 % 이상, 특히 바람직하게는 6.5 % 이상이다. 인장 강도 혹은 인장 신장이 상기 범위를 벗어나는 경우에는, 우수한 기계적 강도가 발휘되지 못할 우려가 있다.
본 발명의 광학 필름은, 광학적 투명성을 나타내는 헤이즈가 낮으면 낮을수록 좋고, 바람직하게는 5 % 이하, 보다 바람직하게는 3 % 이하, 더욱 바람직하게는 1.5 % 이하, 특히 바람직하게는 1 % 이하이다. 헤이즈가 5 % 이하이면, 필름에 양호한 클리어감을 시각적으로 줄 수 있고, 나아가 1.5 % 이하로 하면, 창 등의 채광 부재로서 사용했을 때에도, 시인성과 채광성이 함께 얻어지므로, 또, 표시 장치의 전면판으로서 사용했을 때에도, 표시 내용을 양호하게 시인할 수 있기 때문에, 공업적 이용 가치가 높다.
본 발명의 광학 필름의 두께는, 바람직하게는 10∼250 ㎛ 이고, 보다 바람직하게는 15∼200 ㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 30∼180 ㎛ 이고, 특히 바람직하게는 40∼160 ㎛ 이다. 본 발명의 광학 필름의 두께가 20 ㎛ 이상이면, 적당한 강도, 강성을 가지며, 라미네이트나 인쇄 등의 2 차 가공시에 취급성이 양호해진다. 또 인취시의 응력에 의해 발생하는 위상차도 제어가 용이하고, 안정적이고 또한 용이하게 필름을 제조할 수 있다. 본 발명의 광학 필름의 두께가 200 ㎛ 이하이면, 필름 권취가 용이해지는 것 외에, 라인 속도, 생산성, 그리고 컨트롤성이 용이해진다.
본 발명의 광학 필름은, 다른 기재에 적층하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 유리, 폴리올레핀 수지, 하이배리어층이 되는 에틸렌비닐리덴 공중합체, 폴리에스테르 등의 기재에 대해, 접착성 수지층을 포함한 다층 압출 성형이나 다층 인플레이션 성형에 의해 적층 성형할 수도 있다. 열 융착성이 높은 경우에는, 접착층을 생략하는 경우도 있다.
본 발명의 광학 필름은, 편광자 보호 필름으로서의 용도에 적합하다. 또, 편광자 보호 필름으로서의 용도 이외에도, 예를 들어 창이나 카 포트 지붕재 등의 건축용 채광 부재, 창 등의 차량용 채광 부재, 온실 등의 농업용 채광 부재, 조명 부재, 전면 (前面) 필터 등의 디스플레이 부재 등에 적층하여 사용할 수 있고, 또 종래부터 (메타)아크릴계 수지 필름이 피복되어 있던 가전의 케이싱, 차량 내장 부재, 내장용 건축 재료, 벽지, 화장판, 현관문, 창틀, 풋스톨 등에도 적층하여 사용할 수 있다.
[A-6. 광학 필름의 성형]
본 발명의 광학 필름은, 상기 성형 재료를 압출 성형 (T 다이법이나 인플레이션법 등의 용융 압출법) 함으로써 얻어진다. 구체적으로는, 직접 첨가 혹은 마스터 뱃치법을 사용한 2 축 혼련을 실시하는 것이 바람직하다. 혼련 방법으로는, 토시바 기계사 제조의 TEM 등을 이용하여 혼련을 실시하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 압출 성형할 때의 성형 재료로서 상기 서술한 바와 같이, (메타)아크릴계 수지를 주성분으로서 함유하는 수지 성분과 그 수지 성분에 대해 특정량의 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제를 함유하는 성형 재료를 사용하는 것, 및 얻어지는 광학 필름의 특정 조건하에서의 광선 투과율을 특정량 이하로 함으로써, 파장 200∼350 ㎚ 범위도 포함시켜 우수한 자외선 흡수 능력을 가짐과 함께, 우수한 내열성, 우수한 광학적 투명성을 가지며, 외관 상의 결점이 없는 광학 필름을 제공할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 압출 성형할 때의 성형 재료의 온도를 200 ℃ 이상으로 해도, 본 발명의 효과를 충분히 발휘할 수 있다. 따라서, 성형 용이성 면을 고려하면, 압출 성형시의 성형 재료의 온도가 200 ℃ 이상이 되도록 온도를 설정하는 것이 바람직하다. 압출 성형시의 성형 재료의 온도는, 보다 바람직하게는 200∼300 ℃ 이고, 더욱 바람직하게는 220∼300 ℃ 이다. 온도가 지나치게 높아지면, (메타)아크릴계 수지의 분해가 진행되기 쉬울 우려가 있다.
압출 성형은, 드라이 라미네이션법과 같이, 가공시에 사용되는 접착제 중의 용매, 예를 들어 드라이 라미네이션용 접착제 중의 유기 용제를 건조, 비산시킬 필요가 없고, 용매 건조 공정이 불필요하여 생산성이 우수하다.
본 발명의 광학 필름을 얻기 위한 성형 방법의 바람직한 실시형태의 일례로는, 성형 재료를 2 축 혼련기에 첨가하여 성형 온도를 200 ℃ 이상 (보다 바람직하게는 200∼300 ℃, 더욱 바람직하게는 220∼300 ℃) 으로 하여 압출하여 수지 펠릿을 제조하고, 얻어진 수지 펠릿을 T 다이에 연결한 단축 압출기에 공급하여 다이스 온도 200 ℃ 이상 (보다 바람직하게는 200∼300 ℃, 더욱 바람직하게는 220∼300 ℃) 에서 압출하고, 광학 필름으로 한다. 본 발명에서 압출 성형에 의해 얻어지는 광학 필름의 두께는, 바람직하게는 20∼250 ㎛, 보다 바람직하게는 25∼200 ㎛, 더욱 바람직하게는 30∼180 ㎛, 특히 바람직하게는 40∼160 ㎛ 이다.
본 발명에 있어서의 광학 필름은, 종연신 및/또는 횡연신에 의해 연신되어 있어도 된다.
상기 연신은, 종연신에 의해서만 연신 (자유단 1 축 연신) 해도 되고, 횡연신에 의해서만 연신 (고정단 1 축 연신) 해도 되는데, 종연신 배율이 1.1∼3.0 배, 횡연신 배율이 1.1∼3.0 배의 축차 연신 또는 동시 2 축 연신인 것이 바람직하다. 종연신에 의해서만 연신 (자유단 1 축 연신) 하거나 횡연신에 의해서만 연신 (고정단 1 축 연신) 하는 것에서는, 연신 방향으로만 필름 강도가 높아지고, 연신 방향에 대해 직각 방향으로는 강도가 높아지지 않아, 필름 전체로서 충분한 필름 강도가 얻어지지 않을 우려가 있다. 상기 종연신 배율은, 보다 바람직하게는 1.2∼2.5 배, 더욱 바람직하게는 1.3∼2.0 배이다. 상기 횡연신 배율은, 보다 바람직하게는 1.2∼2.5 배, 더욱 바람직하게는 1.4∼2.5 배이다. 종연신 배율, 횡연신 배율이 1.1 배 미만인 경우, 연신 배율이 지나치게 낮아 연신 효과가 거의 없을 우려가 있다. 종연신 배율, 횡연신 배율이 3.0 배를 초과하면, 필름 단면 (端面) 의 평활성 문제에 의해 연신 끊김이 발생하기 쉽다.
상기 연신 온도는, 연신시키는 필름의 Tg∼(Tg+30 ℃) 가 바람직하다. 상기 연신 온도가 Tg 보다 낮으면, 필름이 파단될 우려가 있다. 상기 연신 온도가 (Tg+30 ℃) 를 초과하면, 필름이 용융되기 시작하여 통지 (通紙) 가 곤란해질 우려가 있다.
본 발명의 광학 필름은, 종연신 및/또는 횡연신에 의해 연신되어 이루어짐으로써, 우수한 광학적 특성을 가짐과 함께, 기계적 강도도 우수하고, 생산성이나 리워크성이 향상된다. 연신 후의 광학 필름의 두께는, 바람직하게는 10∼80 ㎛, 보다 바람직하게는 15∼60 ㎛ 이다.
[B. 편광판]
본 발명의 편광판은, 본 발명의 광학 필름을 편광자 보호 필름으로서 포함한다. 바람직하게는, 폴리비닐알코올계 수지로 형성되는 편광자와 본 발명의 광학 필름을 포함하는 편광판으로서, 그 편광자가 접착제층을 개재하여 그 광학 필름에 접착되어 이루어진다.
본 발명의 편광판의 바람직한 실시형태의 하나는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 편광자 (31) 의 일방의 면이, 접착제층 (32) 및 접착용이층 (33) 을 개재하여 본 발명의 광학 필름 (34) 에 접착되어 이루어지고, 편광자 (31) 의 다른 일방의 면이, 접착제층 (35) 을 개재하여 광학 필름 (36) 에 접착되어 이루어지는 형태이다. 광학 필름 (36) 은 본 발명의 광학 필름이어도 되고, 다른 임의의 적절한 광학 필름 (편광자 보호 필름) 이어도 된다.
상기 폴리비닐알코올계 수지로 형성되는 편광자는, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 물질 (대표적으로는, 요오드, 이색성 염료) 로 염색하여 1 축 연신한 것이 사용된다. 폴리비닐알코올계 수지 필름을 구성하는 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는, 바람직하게는 100∼5000, 더욱 바람직하게는 1400∼4000 이다. 편광자를 구성하는 폴리비닐알코올계 수지 필름은, 임의의 적절한 방법 (예를 들어, 수지를 물 또는 유기 용매에 용해시킨 용액을 유연 성막하는 유연법, 캐스트법, 압출법) 으로 성형될 수 있다. 편광자의 두께는, 편광판이 사용되는 LCD 의 목적이나 용도에 따라 적당히 설정될 수 있는데, 대표적으로는 5∼80 ㎛ 이다.
편광자의 제조 방법으로는, 목적, 사용 재료 및 조건 등에 따라 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 대표적으로는, 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 팽윤, 염색, 가교, 연신, 수세, 및 건조 공정으로 이루어지는 일련의 제조 공정에 제공하는 방법이 채용된다. 건조 공정을 제외한 각 처리 공정에 있어서는, 각각의 공정에 사용되는 용액을 함유하는 욕 (浴) 중에 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지함으로써 처리한다. 팽윤, 염색, 가교, 연신, 수세, 및 건조의 각 처리의 순번, 횟수 및 실시 유무는, 목적, 사용 재료 및 조건 등에 따라 적당히 설정될 수 있다. 예를 들어, 몇 개의 처리를 1 개의 공정에서 동시에 실시해도 되고, 특정 처리를 생략해도 된다. 보다 상세하게는, 예를 들어 연신 처리는, 염색 처리 후에 실시해도 되고, 염색 처리 전에 실시해도 되고, 팽윤 처리, 염색 처리 및 가교 처리와 동시에 실시해도 된다. 또 예를 들어, 가교 처리를 연신 처리 전후에 실시하는 것이 바람직하게 채용될 수 있다. 또 예를 들어 수세 처리는, 모든 처리 뒤에 실시해도 되고, 특정 처리 뒤에만 실시해도 된다.
팽윤 공정은, 대표적으로는, 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 물로 채운 처리욕 (팽윤욕) 중에 침지함으로써 실시된다. 이 처리에 의해, 폴리비닐알코올계 수지 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정함과 함께, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 팽윤시킴으로써 염색 얼룩 등의 불균일성을 방지할 수 있다. 팽윤욕에는, 글리세린이나 요오드화칼륨 등이 적당히 첨가될 수 있다. 팽윤욕의 온도는, 대표적으로는 20∼60 ℃ 정도이고, 팽윤욕에 대한 침지 시간은 대표적으로는 0.1∼10 분 정도이다.
염색 공정은, 대표적으로는 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 요오드 등의 이색성 물질을 함유하는 처리욕 (염색욕) 중에 침지함으로써 실시된다. 염색욕의 용액에 사용되는 용매는, 물이 일반적으로 사용되는데, 물과 상용성을 갖는 유기 용매가 적당량 첨가되어 있어도 된다. 이색성 물질은, 용매 100 중량부에 대해, 대표적으로는 0.1∼1.0 중량부의 비율로 사용된다. 이색성 물질로서 요오드를 사용하는 경우에는, 염색욕의 용액은, 요오드화물 등의 보조제를 추가로 함유하는 것이 바람직하다. 염색 효율이 개선되기 때문이다. 보조제는, 용매 100 중량부에 대해, 바람직하게는 0.02∼20 중량부, 더욱 바람직하게는 2∼10 중량부의 비율로 사용된다. 요오드화물의 구체예로는, 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티탄을 들 수 있다. 염색욕의 온도는, 대표적으로는 20∼70 ℃ 정도이고, 염색욕에 대한 침지 시간은, 대표적으로는 1∼20 분 정도이다.
가교 공정은, 대표적으로는 상기 염색 처리된 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 가교제를 함유하는 처리욕 (가교욕) 중에 침지함으로써 실시된다. 가교제로는, 임의의 적절한 가교제가 채용될 수 있다. 가교제의 구체예로는, 붕산, 붕사 등의 붕소 화합물, 글리옥살, 글루타르알데히드 등을 들 수 있다. 이들은, 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 가교욕의 용액에 사용되는 용매는, 물이 일반적으로 사용되지만, 물과 상용성을 갖는 유기 용매가 적당량 첨가되어 있어도 된다. 가교제는, 용매 100 중량부에 대해 대표적으로는 1∼10 중량부의 비율로 사용된다. 가교제의 농도가 1 중량부 미만인 경우에는, 충분한 광학 특성을 얻지 못하는 경우가 많다. 가교제의 농도가 10 중량부를 초과하는 경우에는, 연신시에 필름에 발생하는 연신력이 커져 얻어지는 편광판이 수축되는 경우가 있다. 가교욕의 용액은, 요오드화물 등의 보조제를 추가로 함유하는 것이 바람직하다. 면내에 균일한 특성이 얻어지기 쉽기 때문이다. 보조제의 농도는, 바람직하게는 0.05∼15 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5∼8 중량% 이다. 요오드화물의 구체예는 염색 공정의 경우와 동일하다. 가교욕의 온도는, 대표적으로는 20∼70 ℃ 정도, 바람직하게는 40∼60 ℃ 이다. 가교욕에 대한 침지 시간은, 대표적으로는 1 초∼15 분 정도, 바람직하게는 5 초∼10 분이다.
연신 공정은, 상기와 같이 어느 단계에서 실시해도 된다. 구체적으로는, 염색 처리 후에 실시해도 되고, 염색 처리 전에 실시해도 되고, 팽윤 처리, 염색 처리 및 가교 처리와 동시에 실시해도 되고, 가교 처리 후에 실시해도 된다. 폴리비닐알코올계 수지 필름의 누적 연신 배율은, 5 배 이상으로 할 필요가 있고, 바람직하게는 5∼7 배, 더욱 바람직하게는 5∼6.5 배이다. 누적 연신 배율이 5 배 미만인 경우에는, 고편광도의 편광판을 얻는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 누적 연신 배율이 7 배를 초과하는 경우에는, 폴리비닐알코올계 수지 필름 (편광자) 이 파단되기 쉬워지는 경우가 있다. 연신의 구체적인 방법으로는, 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 예를 들어, 습식 연신법을 채용한 경우에는, 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 처리욕 (연신욕) 중에서 소정 배율로 연신한다. 연신욕의 용액으로는, 물 또는 유기 용매 (예를 들어, 에탄올) 등의 용매 중에, 각종 금속염, 요오드, 붕소 또는 아연 화합물을 첨가한 용액이 바람직하게 사용된다.
수세 공정은, 대표적으로는 상기 각종 처리가 실시된 폴리비닐알코올계 수지 필름을, 처리욕 (수세욕) 중에 침지함으로써 실시된다. 수세 공정에 의해, 폴리비닐알코올계 수지 필름의 불필요한 잔존물을 씻어 흘려 보낼 수 있다. 수세욕은, 순수여도 되고, 요오드화물 (예를 들어, 요오드화칼륨, 요오드화나트륨) 의 수용액이어도 된다. 요오드화물 수용액의 농도는, 바람직하게는 0.1∼10 질량% 이다. 요오드화물 수용액에는, 황산아연, 염화아연 등의 보조제를 첨가해도 된다. 수세욕의 온도는, 바람직하게는 10∼60 ℃, 더욱 바람직하게는 30∼40 ℃ 이다. 침지 시간은 대표적으로는 1 초∼1 분이다. 수세 공정은 1 회만 실시해도 되고, 필요에 따라 복수 회 실시해도 된다. 복수 회 실시하는 경우, 각 처리에 사용되는 수세욕에 함유되는 첨가제의 종류나 농도는 적당히 조정될 수 있다. 예를 들어, 수세 공정은, 폴리머 필름을 요오드화칼륨 수용액 (0.1∼10 중량%, 10∼60 ℃) 에 1 초∼1 분 침지하는 공정과, 순수로 헹구는 공정을 포함한다.
건조 공정으로는, 임의의 적절한 건조 방법 (예를 들어, 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조) 이 채용될 수 있다. 예를 들어, 가열 건조의 경우에는, 건조 온도는 대표적으로는 20∼80 ℃ 이고, 건조 시간은 대표적으로는 1∼10 분이다. 이상과 같이 하여 편광자가 얻어진다.
본 발명의 편광판에 있어서는, 상기 편광자가 접착제층을 개재하여 본 발명의 광학 필름에 접착되어 이루어진다.
본 발명에 있어서, 본 발명의 광학 필름과 편광자의 접착은, 접착제로 형성되는 접착제층을 개재하여 실시된다. 이 접착제층은, 보다 강한 접착성을 발현시키기 위해, 폴리비닐알코올계 접착제로 형성되는 층이 바람직하다. 폴리비닐알코올계 접착제는, 폴리비닐알코올계 수지와 가교제를 함유한다.
상기 폴리비닐알코올계 수지는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 폴리아세트산비닐을 비누화하여 얻어진 폴리비닐알코올 ; 그 유도체 ; 추가로 아세트산비닐과 공중합성을 갖는 단량체의 공중합체의 비누화물 ; 폴리비닐알코올을 아세탈화, 우레탄화, 에테르화, 그래프트화, 인산에스테르화 등을 한 변성 폴리비닐알코올 ; 등을 들 수 있다. 상기 단량체로는, (무수) 말레산, 푸마르산, 크로톤산, 이타콘산, (메타)아크릴산 등의 불포화 카르복실산 및 그 에스테르류 ; 에틸렌, 프로필렌 등의 
-올레핀, (메타)알릴술폰산(소다), 술폰산소다(모노알킬말레이트), 디술폰산소다알킬말레이트, N-메틸올아크릴아미드, 아크릴아미드알킬술폰산알칼리염, N-비닐피롤리돈, N-비닐피롤리돈 유도체 등을 들 수 있다. 이들 폴리비닐알코올계 수지는 1 종만 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
상기 폴리비닐알코올계 수지는, 접착성 면에서는, 평균 중합도가 바람직하게는 100∼3000, 보다 바람직하게는 500∼3000 이고, 평균 비누화도가 바람직하게는 85∼100 몰%, 보다 바람직하게는 90∼100 몰% 이다.
상기 폴리비닐알코올계 수지로는, 아세트아세틸기를 갖는 폴리비닐알코올계 수지를 사용할 수 있다. 아세트아세틸기를 갖는 폴리비닐알코올계 수지는, 반응성이 높은 관능기를 갖는 폴리비닐알코올계 접착제로서, 편광판의 내구성이 향상되는 점에서 바람직하다.
아세트아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지는, 폴리비닐알코올계 수지와 디케텐을 공지된 방법으로 반응시켜 얻어진다. 예를 들어, 폴리비닐알코올계 수지를 아세트산 등의 용매 중에 분산시켜 두고, 이것에 디케텐을 첨가하는 방법, 폴리비닐알코올계 수지를 디메틸포름아미드 또는 디옥산 등의 용매에 미리 용해시켜 두고, 이것에 디케텐을 첨가하는 방법 등을 들 수 있다. 또, 폴리비닐알코올에 디케텐 가스 또는 액상 디케텐을 직접 접촉시키는 방법을 들 수 있다.
아세트아세틸기를 갖는 폴리비닐알코올계 수지의 아세트아세틸기 변성도는, 0.1 몰% 이상이면 특별히 제한은 없다. 0.1 몰% 미만에서는 접착제층의 내수성이 불충분하여 부적당하다. 아세트아세틸기 변성도는, 바람직하게는 0.1∼40 몰%, 더욱 바람직하게는 1∼20 몰% 이다. 아세트아세틸기 변성도가 40 몰% 를 초과하면 가교제와의 반응점이 적어져 내수성의 향상 효과가 작다. 아세트아세틸기 변성도는 NMR 에 의해 측정한 값이다.
상기 가교제로는, 폴리비닐알코올계 접착제에 사용되고 있는 것을 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 가교제는, 폴리비닐알코올계 수지와 반응성을 갖는 관능기를 적어도 2 개 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 에틸렌디아민, 트리에틸렌아민, 헥사메틸렌디아민 등의 알킬렌기와 아미노기를 2 개 갖는 알킬렌디아민류 (그 중에서도 헥사메틸렌디아민이 바람직하다) ; 톨릴렌디이소시아네이트, 수소화톨릴렌디이소시아네이트, 트리메틸렌프로판톨릴렌디이소시아네이트 어덕트, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 메틸렌비스(4-페닐메탄트리이소시아네이트), 이소포론디이소시아네이트 및 이들의 케토옥심 블록물 또는 페놀 블록물 등의 이소시아네이트류 ; 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 글리세린디 또는 트리글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 디글리시딜아닐린, 디글리시딜아민 등의 에폭시류 ; 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 부틸알데히드 등의 모노알데히드류 ; 글리옥살, 말론디알데히드, 숙신디알데히드, 글루타르디알데히드, 말레인디알데히드, 프탈디알데히드 등의 디알데히드류 ; 메틸올우레아, 메틸올멜라민, 알킬화메틸올우레아, 알킬화메틸올화멜라민, 아세토구아나민, 벤조구아나민과 포름알데히드의 축합물 등의 아미노-포름알데히드 수지 ; 또한 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 철, 니켈 등의 2 가 금속, 또는 3 가 금속의 염 및 그 산화물 ; 등을 들 수 있다. 가교제로는, 멜라민계 가교제가 바람직하고, 특히 메틸올멜라민이 바람직하다.
상기 가교제의 배합량은, 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대해, 바람직하게는 0.1∼35 중량부, 보다 바람직하게는 10∼25 중량부이다. 한편, 내구성을 보다 향상시키기 위해서는, 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대해, 가교제를 30 중량부 초과 46 중량부 이하의 범위에서 배합할 수 있다. 특히, 아세트아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지를 사용하는 경우에는, 가교제의 사용량을 30 중량부 초과하여 사용하는 것이 바람직하다. 가교제를 30 중량부 초과 46 중량부 이하의 범위에서 배합함으로써, 내수성이 향상된다.
또한, 상기 폴리비닐알코올계 접착제에는, 추가로 실란 커플링제, 티탄 커플링제 등의 커플링제, 각종 점착 부여제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 내열 안정제, 내가수분해 안정제 등의 안정제 등을 배합할 수도 있다.
본 발명의 광학 필름은, 편광자와 접하는 면에 접착성 향상을 위해 접착용이 처리를 실시할 수 있다. 접착용이 처리로는, 코로나 처리, 플라즈마 처리, 저압 UV 처리, 비누화 처리 등의 표면 처리나 앵커층을 형성하는 방법을 들 수 있고, 이들을 병용할 수도 있다. 이들 중에서도, 코로나 처리, 앵커층을 형성하는 방법, 및 이들을 병용하는 방법이 바람직하다.
상기 앵커층으로는, 예를 들어 반응성 관능기를 갖는 실리콘층을 들 수 있다. 반응성 관능기를 갖는 실리콘층의 재료는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 이소시아네이트기 함유의 알콕시실란올류, 아미노기 함유 알콕시실란올류, 메르캅토기 함유 알콕시실란올류, 카르복시 함유 알콕시실란올류, 에폭시기 함유 알콕시실란올류, 비닐형 불포화기 함유 알콕시실란올류, 할로겐기 함유 알콕시실란올류, 이소시아네이트기 함유 알콕시실란올류를 들 수 있고, 아미노계 실란올이 바람직하다. 또한 상기 실란올을 효율적으로 반응시키기 위한 티탄계 촉매나 주석계 촉매를 첨가함으로써, 접착력을 강고하게 할 수 있다. 또 상기 반응성 관능기를 갖는 실리콘에 다른 첨가제를 첨가해도 된다. 구체적으로는 나아가서는 테르펜 수지, 페놀 수지, 테르펜-페놀 수지, 로진 수지, 자일렌 수지 등의 점착 부여제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 내열 안정제 등의 안정제 등을 사용해도 된다. 또, 앵커층으로서 셀룰로오스아세테이트부틸레이트 수지를 비누화시킨 것으로 이루어지는 층도 들 수 있다.
상기 반응성 관능기를 갖는 실리콘층은 공지된 기술에 의해 도공, 건조시켜 형성된다. 실리콘층의 두께는, 건조 후에, 바람직하게는 1∼100 ㎚, 더욱 바람직하게는 10∼50 ㎚ 이다. 도공시, 반응성 관능기를 갖는 실리콘을 용제로 희석해도 된다. 희석 용제는 특별히 제한되지는 않지만, 알코올류를 들 수 있다. 희석 농도는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 1∼5 중량%, 보다 바람직하게는 1∼3 중량% 이다.
상기 접착제층의 형성은, 상기 접착제를 본 발명의 광학 필름의 어느 측 또는 양측, 편광자의 어느 측 또는 양측에 도포함으로써 실시한다. 본 발명의 광학 필름과 편광자를 부착시킨 후에는, 건조 공정을 실시하여, 도포 건조층으로 이루어지는 접착제층을 형성한다. 접착제층을 형성한 후에 이것을 부착시킬 수도 있다. 편광자와 본 발명의 광학 필름의 부착은, 롤 라미네이터 등에 의해 실시할 수 있다. 가열 건조 온도, 건조 시간은 접착제의 종류에 따라 적당히 결정 된다.
접착제층의 두께는, 건조 후의 두께가 지나치게 두꺼워지면, 본 발명의 광학 필름의 접착성 면에서 바람직하지 않으므로, 바람직하게는 0.01∼10 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.03∼5 ㎛ 이다.
편광자에 대한 본 발명의 광학 필름의 부착은, 편광자의 양면에 본 발명의 광학 필름의 일방측에서 접착시킬 수 있다.
또, 편광자에 대한 본 발명의 광학 필름의 부착은, 편광자의 편면에 본 발명의 광학 필름의 일방측에서 접착시키고, 다른 일방의 편면에 셀룰로오스계 수지를 부착시킬 수 있다.
상기 셀룰로오스계 수지는 특별히 한정되지는 않지만, 트리아세틸셀룰로오스가 투명성, 접착성 면에서 바람직하다. 셀룰로오스계 수지의 두께는, 바람직하게는 30∼100 ㎛, 보다 바람직하게는 40∼80 ㎛ 이다. 두께가 30 ㎛ 보다 얇으면 필름 강도가 저하되어 작업성이 떨어지고, 100 ㎛ 보다 두꺼우면 내구성에 있어서 광 투과율의 저하가 현저해진다.
본 발명의 편광판은, 최외층의 적어도 일방으로서 점착제층을 갖고 있어도 된다 (이와 같은 편광판을 점착형 편광판이라고 하는 경우가 있다). 특히 바람직한 형태로서, 본 발명의 광학 필름의 편광자가 접착되어 있지 않은 측에, 다른 광학 필름이나 액정 셀 등의 다른 부재와 접착하기 위한 점착제층을 형성할 수 있다.
상기 점착제층을 형성하는 점착제는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 아크릴계 중합체, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에테르, 불소계나 고무계 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 것을 적당히 선택하여 사용할 수 있다. 특히, 아크릴계 점착제와 같이 광학적 투명성이 우수하고, 적당한 젖음성과 응집성과 접착성의 점착 특성을 나타내고, 내후성이나 내열성 등이 우수한 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 특히, 탄소수가 4∼12 인 아크릴계 폴리머로 이루어지는 아크릴계 점착제가 바람직하다.
또 상기에 추가하여, 흡습에 의한 발포 현상이나 박리 현상의 방지, 열팽창차 등에 의한 광학 특성의 저하나 액정 셀의 휨 방지, 나아가서는 고품질이며 내구성이 우수한 액정 표시 장치의 형성성 등의 면에서, 흡습율이 낮고 내열성이 우수한 점착제층이 바람직하다.
상기 점착제층은, 예를 들어 천연물이나 합성물의 수지류, 특히 점착성 부여 수지나, 유리 섬유, 유리 비드, 금속 분말, 그 밖의 무기 분말 등으로 이루어지는 충전제나 안료, 착색제, 산화 방지제 등의 점착제층에 첨가되는 첨가제를 함유하고 있어도 된다.
또 미립자를 함유하여 광확산성을 나타내는 점착제층 등이어도 된다.
상기 점착제층의 부설은, 적당한 방식으로 실시할 수 있다. 그 예로는, 예를 들어 톨루엔이나 아세트산에틸 등의 적당한 용제의 단독물 또는 혼합물로 이루어지는 용매에 베이스 폴리머 또는 그 조성물을 용해 또는 분산시킨 10∼40 중량% 정도의 점착제 용액을 조제하고, 그것을 유연 방식이나 도공 방식 등의 적당한 전개 방식으로 편광판 상 또는 광학 필름 상에 직접 부설하는 방식, 혹은 상기에 준하여 세퍼레이터 상에 점착제층을 형성하여 그것을 편광자 보호 필름면에 이착 (移着) 하는 방식 등을 들 수 있다.
점착제층은, 조성 또는 종류 등이 상이한 것의 중첩층으로서 편광판의 편면 또는 양면에 형성할 수도 있다. 또 양면에 형성하는 경우, 편광판의 표리에 있어서 상이한 조성이나 종류나 두께 등의 점착제층으로 할 수도 있다.
점착제층의 두께는, 사용 목적이나 접착력 등에 따라 적당히 결정할 수 있고, 바람직하게는 1∼40 ㎛ 이고, 보다 바람직하게는 5∼30 ㎛ 이고, 특히 바람직하게는 10∼25 ㎛ 이다. 1 ㎛ 보다 얇으면 내구성이 나빠지고, 또 40 ㎛ 보다 두꺼워지면 발포 등에 의한 들뜸이나 박리가 발생하기 쉬워 외관 불량이 된다.
본 발명의 광학 필름과 상기 점착제층 사이의 밀착성을 향상시키기 위해, 그 층간에 앵커층을 형성할 수도 있다.
상기 앵커층으로는, 바람직하게는 폴리우레탄, 폴리에스테르, 분자 중에 아미노기를 함유하는 폴리머류에서 선택되는 앵커층이 이용되고, 특히 바람직하게는 분자 중에 아미노기를 함유한 폴리머류가 사용된다. 분자 중에 아미노기를 함유한 폴리머는, 분자 중의 아미노기가, 점착제 중의 카르복실기나, 도전성 폴리머 중의 극성기와 반응 혹은 이온성 상호 작용 등의 상호 작용을 나타내므로, 양호한 밀착성이 확보된다.
분자 중에 아미노기를 함유하는 폴리머류로는, 예를 들어 폴리에틸렌이민, 폴리알릴아민, 폴리비닐아민, 폴리비닐피리딘, 폴리비닐피롤리딘, 전술한 아크릴계 점착제의 공중합 모노머에서 나타낸 디메틸아미노에틸아크릴레이트 등의 함아미노기 함유 모노머의 중합체 등을 들 수 있다.
상기 앵커층에 대전 방지성을 부여하기 위해, 대전 방지제를 첨가할 수도 있다. 대전 방지성 부여를 위한 대전 방지제로는, 이온성 계면 활성제계, 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리퀴녹살린 등의 도전 폴리머계, 산화주석, 산화안티몬, 산화인듐 등의 금속 산화물계 등을 들 수 있는데, 특히 광학 특성, 외관, 대전 방지 효과, 및 대전 방지 효과의 열시 (熱時), 가습시에 있어서의 안정성이라는 관점에서, 도전성 폴리머계가 바람직하게 사용된다. 이 중에서도, 폴리아닐린, 폴리티오펜 등의 수용성 도전성 폴리머, 혹은 수분산성 도전성 폴리머가 특히 바람직하게 사용된다. 이것은, 대전 방지층의 형성 재료로서 수용성 도전성 폴리머나 수분산성 도전성 폴리머를 사용한 경우, 도포 공정시에 유기 용제에 의한 광학 필름 기재의 변질을 억제할 수 있기 때문이다.
본 발명에 있어서, 상기한 편광판을 형성하는 편광자나 광학 필름 (편광자 보호 필름 등), 또 점착제층 등의 각 층에는, 예를 들어 살리실산에스테르계 화합물이나 벤조페놀계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물이나 시아노아크릴레이트계 화합물, 니켈착염계 화합물 등의 자외선 흡수제로 처리하는 방식 등의 방식에 의해 자외선 흡수능을 갖게 한 것 등이어도 된다.
본 발명의 편광판은, 액정 셀의 시인측, 백 라이트측의 어느 편측에 형성해도 되고, 양측에 형성해도 되며, 한정되지 않는다.
[C. 화상 표시 장치]
다음으로, 본 발명의 화상 표시 장치에 대해 설명한다. 본 발명의 화상 표시 장치는 본 발명의 편광판을 적어도 1 장 포함한다. 여기서는 일례로서 액정 표시 장치에 대해 설명하지만, 본 발명이 편광판을 필요로 하는 모든 표시 장치에 적용될 수 있는 것은 말할 필요도 없다. 본 발명의 편광판을 적용할 수 있는 화상 표시 장치의 구체예로는, 일렉트로 루미네센스 (EL) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 (PD), 전계 방출 디스플레이 (FED : Field Emission Display) 와 같은 자발광형 표시 장치를 들 수 있다. 도 2 는, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 액정 표시 장치의 개략 단면도이다. 도시예에서는 투과형 액정 표시 장치에 대해 설명하지만, 본 발명이 반사형 액정 표시 장치 등에도 적용되는 것은 말할 필요도 없다.
액정 표시 장치 (100) 는, 액정 셀 (10) 과, 액정 셀 (10) 을 사이에 두고 배치된 위상차 필름 (20, 20') 과, 위상차 필름 (20, 20') 의 외측에 배치된 편광판 (30, 30') 과, 도광판 (40) 과, 광원 (50) 과, 리플렉터 (60) 를 구비한다. 편광판 (30, 30') 은, 그 편광축이 서로 직교하도록 하여 배치되어 있다. 액정 셀 (10) 은, 1 쌍의 유리 기판 (11, 11') 과, 그 기판 사이에 배치된 표시 매체로서의 액정층 (12) 을 갖는다. 일방의 기판 (11) 에는, 액정의 전기 광학 특성을 제어하는 스위칭 소자 (대표적으로는 TFT) 와, 이 스위칭 소자에 게이트 신호를 부여하는 주사선 및 소스 신호를 부여하는 신호선이 형성되어 있다 (모두 도시 생략). 타방의 유리 기판 (11') 에는, 컬러 필터를 구성하는 컬러층과 차광층 (블랙 매트릭스층) 이 형성되어 있다 (모두 도시 생략). 기판 (11, 11') 의 간격 (셀 갭) 은, 스페이서 (13) 에 의해 제어되고 있다. 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는, 편광판 (30, 30') 의 적어도 1 개로서 상기 기재된 본 발명의 편광판이 채용된다.
예를 들어, TN 방식의 경우에는, 이와 같은 액정 표시 장치 (100) 는, 전압 무인가시에는 액정층 (12) 의 액정 분자가, 편광축을 90 도 어긋나게 한 상태로 배열되어 있다. 그러한 상태에 있어서는, 편광판에 의해 일방향의 광만이 투과된 입사광은, 액정 분자에 의해 90 도 비틀어진다. 상기와 같이, 편광판은 그 편광축이 서로 직교하도록 하여 배치되어 있으므로, 타방의 편광판에 도달한 광 (편광) 은, 당해 편광판을 투과한다. 따라서, 전압 무인가시에는, 액정 표시 장치 (100) 는 흰색을 표시한다 (노멀리 화이트 방식). 한편, 이와 같은 액정 표시 장치 (100) 에 전압을 인가하면, 액정층 (12) 내의 액정 분자의 배열이 변화된다. 그 결과, 타방의 편광판에 도달한 광 (편광) 은, 당해 편광판을 투과하지 못하고, 흑색 표시가 된다. 이와 같은 표시의 전환을, 액티브 소자를 이용하여 화소마다 실시함으로써, 화상이 형성된다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에는 한정되지 않는다. 또한, 특별히 나타내지 않는 한, 실시예, 비교예 중의 퍼센트는 중량 기준이다. 평가는 이하와 같이 하여 실시하였다.
<UV 흡수능의 평가 방법>
얻어진 광학 필름에 대해, 히타치 하이테크놀로지즈사 제조의 히타치 분광 광도계 U-4100 을 이용하여, 380 ㎚ 의 광선 투과율, 및 파장 200∼350 ㎚ 범위에서의 광선 투과율을 측정하였다.
<300 ℃ 에서 20 분간의 가열에 있어서의 중량 감소>
300 ℃ 에서 20 분간의 가열에 있어서의 중량 감소는, 질소 기류 중에서 300 ℃ 에서 20 분간 가열했을 때의 중량 감소율로 평가하였다. 시료 약 5∼10 ㎎ 을 사용하고, 열중량 분석 장치 (세이코 인스트루먼트 (주) 제조, TG/DTA6200) 로 질소 기류 중에서 측정하였다. 10 ℃/분으로 300 ℃ 까지 승온시킨 후, 300 ℃ 에서 20 분간 유지하였다. 처리 전의 중량 = M0, 처리 후의 중량 = M1, 중량 감소율 (%) = M 으로 했을 때, 다음 식으로 계산하였다
M = (M1-M0)/M0
<캐스트 롤의 오염>
압출 가공에 있어서 T 다이 직후의 캐스트 롤 상에서 캐스트 롤 이외의 롤에 의해 필름을 사이에 두는 방식이 아닌 제막 방법에 있어서 캐스트 롤을 따라 필름을 반송하고 있는 상태에서 1 시간 경과 후, 캐스트 롤의 상태를 육안으로 관찰하였다.
○ : 캐스트 롤은 원래의 상태를 유지하고 있다.
△ : 약간 부착물이 보인다.
× : 부착물이 현저하게 퇴적되어 명확하게 필름의 외관에 악영향을 미친다.
<편광판의 외관 평가>
점착형 편광판을 25 ㎜×50 ㎜ 로 재단 후, 이형 필름을 박리하고, 점착제층을 개재하여 유리판에 부착시켜 평가 샘플로 하였다. 이것을, 자외선 롱라이프 페이드미터 (스가 시험기 주식회사 제조, 형식 : U48HB) 에 투입하고, 240 시간의 자외선 조사를 실시하였다. 조사 후, 샘플을 꺼내 외관을 육안으로 평가하였다.
○ : 초기와의 변화가 보이지 않는다.
× : 초기에 비해 변색이 보인다.
[참고예 1] : 편광자의 제조
두께 80 ㎛ 의 폴리비닐알코올 필름을, 5 중량% (중량비 : 요오드/요오드화칼륨 = 1/10) 의 요오드 수용액 중에서 염색하였다. 이어서, 3 중량% 의 붕산 및 2 중량% 요오드화칼륨을 함유하는 수용액에 침지하고, 추가로 4 중량% 의 붕산 및 3 중량% 의 요오드화칼륨을 함유하는 수용액 중에서 5.5 배까지 연신시킨 후, 5 중량% 의 요오드화칼륨 수용액에 침지시켰다. 그 후, 40 ℃ 의 오븐에서 3 분간 건조시켜 두께 30 ㎛ 의 편광자를 얻었다.
[실시예 1]
아크릴계 수지 펠릿 (미츠비시 레이온 제조, 「아크리펫 VH」) 100 중량부에 대해, 시아노아크릴레이트계 UV 흡수제 (BASF 사 제조, Uvinul3030, 분자량 = 1060) 를 1.2 중량부, 트리아졸계 UV 흡수제 (ADEKA 사 제조, 아데카스탑 LA-31) 를 3.5 중량부, 인계 산화 방지제 (ADEKA 사 제조, PEP-36) 를 1 중량부, 페놀계 산화 방지제 (치바 스페셜티 케미컬즈사 제조, IRGANOX1010) 1 중량부를, 2 축 혼련기로 220 ℃ 에서 혼합하여 수지 펠릿을 제조하였다.
사용한 각 첨가제를 300 ℃ 에서 20 분간 가열한 것에 의한 중량 감소는, 각각 시아노아크릴레이트계 UV 흡수제 (BASF 사 제조, Uvinul3030, 분자량 = 1060) = 0.4 %, 트리아졸계 UV 흡수제 (ADEKA 사 제조, 아데카스탑 LA-31) = 2.8 %, 인계 산화 방지제 (ADEKA 사 제조, PEP-36) = 7.9 %, 페놀계 산화 방지제 (치바 스페셜티 케미컬즈사 제조, IRGANOX1010) = 4.2 % 였다.
얻어진 수지 펠릿을, 100.5 ㎪, 100 ℃ 에서 12 시간 건조시키고, 단축 압출기로 다이스 온도를 230 ℃ 에서 T 다이로부터 압출하고, 또한 텐터 연신 장치를 이용하여, 135 ℃ 에서 동시 2 축 방식으로 세로×가로 = 1.9×1.9 배로 연신시켜 두께 30 ㎛ 의 광학 필름 (1) 을 제조하였다.
평가 결과를 표 1 에 나타냈다.
[실시예 2]
아크릴계 수지 펠릿 (미츠비시 레이온 제조, 「아크리펫 VH」) 100 중량부에 대해, 시아노아크릴레이트계 UV 흡수제 (BASF 사 제조, Uvinul3035, 분자량 = 297) 를 1.2 중량부, 트리아졸계 UV 흡수제 (ADEKA 사 제조, 아데카스탑 LA-31) 를 3.5 중량부, 인계 산화 방지제 (ADEKA 사 제조, PEP-36) 를 1 중량부, 페놀계 산화 방지제 (치바 스페셜티 케미컬즈사 제조, IRGANOX1010) 1 중량부를, 2 축 혼련기로 220 ℃ 에서 혼합하여 수지 펠릿을 제조하였다.
사용한 각 첨가제를 300 ℃ 에서 20 분간 가열한 것에 의한 중량 감소는, 각각 시아노아크릴레이트계 UV 흡수제 (BASF 사 제조, Uvinul3035, 분자량 = 297) 
50 %, 트리아졸계 UV 흡수제 (ADEKA 사 제조, 아데카스탑 LA-31) = 2.8 %, 인계 산화 방지제 (ADEKA 사 제조, PEP-36) = 7.9 %, 페놀계 산화 방지제 (치바 스페셜티 케미컬즈사 제조, IRGANOX1010) = 4.2 % 였다.
얻어진 수지 펠릿을, 100.5 ㎪, 100 ℃ 에서 12 시간 건조시키고, 단축 압출기로 다이스 온도를 230 ℃ 에서 T 다이로부터 압출하고, 또한 텐터 연신 장치를 이용하여, 135 ℃ 에서 동시 2 축 방식으로 세로×가로 = 1.9×1.9 배로 연신시켜 두께 30 ㎛ 의 광학 필름 (2) 을 제조하였다.
평가 결과를 표 1 에 나타냈다.
[실시예 3]
아크릴계 수지 펠릿 (미츠비시 레이온 제조, 「아크리펫 VH」) 100 중량부에 대해, 시아노아크릴레이트계 UV 흡수제 (BASF 사 제조, Uvinul3039, 분자량 = 361) 를 1.2 중량부, 트리아졸계 UV 흡수제 (ADEKA 사 제조, 아데카스탑 LA-31) 를 3.5 중량부, 인계 산화 방지제 (ADEKA 사 제조, PEP-36) 를 1 중량부, 페놀계 산화 방지제 (치바 스페셜티 케미컬즈사 제조, IRGANOX1010) 1 중량부를, 2 축 혼련기로 220 ℃ 에서 혼합하여 수지 펠릿을 제조하였다.
사용한 각 첨가제를 300 ℃ 에서 20 분간 가열한 것에 의한 중량 감소는, 각각 시아노아크릴레이트계 UV 흡수제 (BASF 사 제조, Uvinul3039, 분자량 = 361) 
50 %, 트리아졸계 UV 흡수제 (ADEKA 사 제조, 아데카스탑 LA-31) = 2.8 %, 인계 산화 방지제 (ADEKA 사 제조, PEP-36) = 7.9 %, 페놀계 산화 방지제 (치바 스페셜티 케미컬즈사 제조, IRGANOX1010) = 4.2 % 였다.
얻어진 수지 펠릿을, 100.5 ㎪, 100 ℃ 에서 12 시간 건조시키고, 단축 압출기로 다이스 온도를 230 ℃ 에서 T 다이로부터 압출하고, 또한 텐터 연신 장치를 이용하여, 135 ℃ 에서 동시 2 축 방식으로 세로×가로 = 1.9×1.9 배로 연신시켜 두께 30 ㎛ 의 광학 필름 (3) 을 제조하였다.
평가 결과를 표 1 에 나타냈다.
[비교예 1]
아크릴계 수지 펠릿 (미츠비시 레이온 제조, 「아크리펫 VH」) 100 중량부에 대해, 트리아졸계 UV 흡수제 (ADEKA 사 제조, 아데카스탑 LA-31) 를 3.5 중량부, 인계 산화 방지제 (ADEKA 사 제조, PEP-36) 를 1 중량부, 페놀계 산화 방지제 (치바 스페셜티 케미컬즈사 제조, IRGANOX1010) 1 중량부를, 2 축 혼련기로 220 ℃ 에서 혼합하여 수지 펠릿을 제조하였다.
사용한 각 첨가제를 300 ℃ 에서 20 분간 가열한 것에 의한 중량 감소는, 각각 트리아졸계 UV 흡수제 (ADEKA 사 제조, 아데카스탑 LA-31) = 2.8 %, 인계 산화 방지제 (ADEKA 사 제조, PEP-36) = 7.9 %, 페놀계 산화 방지제 (치바 스페셜티 케미컬즈사 제조, IRGANOX1010) = 4.2 % 였다.
얻어진 수지 펠릿을, 100.5 ㎪, 100 ℃ 에서 12 시간 건조시키고, 단축 압출기로 다이스 온도를 230 ℃ 에서 T 다이로부터 압출하고, 또한 텐터 연신 장치를 이용하여, 135 ℃ 에서 동시 2 축 방식으로 세로×가로 = 1.9×1.9 배로 연신시켜 두께 30 ㎛ 의 광학 필름 (C1) 을 제조하였다.
평가 결과를 표 1 에 나타냈다.
| 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제 | 380 ㎚ 의 광선 투과율 (%) | 파장 200∼350 ㎚ 범위에서의 광선 투과율의 최대값 (%) | 파장 200∼350 ㎚ 범위에서의 광선 투과율의 최대값을 나타내는 파장 (㎚) | 캐스트 롤의 오염 | |||
| 종류 | 분자량 | 300 ℃ 에서 20 분간의 가열에 있어서의 중량 감소 | |||||
| 실시예 1 | Uvinul 3030 | 1060 | 0.4 % | 7 | 2.0 | 256 | ○ |
| 실시예 2 | Uvinul 3035 | 297 | 50 % 이상 | 7 | 2.1 | 256 | △ |
| 실시예 3 | Uvinul 3039 | 361 | 50 % 이상 | 7 | 2.2 | 256 | △ |
| 비교예 1 | - | - | - | 7 | 8.5 | 272 | ○ |
[실시예 4]
(접착제)
아세트아세틸기 변성된 폴리비닐알코올 수지 100 중량부 (아세틸화도 13 %) 에 대해 메틸올멜라민 20 중량부를 함유하는 수용액을, 농도 0.5 중량% 가 되도록 조정한 폴리비닐알코올계 접착제 수용액을 조제하였다.
(편광판의 제조)
참고예 1 에서 얻어진 편광자의 양면에 실시예 1 에서 얻어진 광학 필름 (1) 을, 폴리비닐알코올계 접착제를 이용하여 부착시켰다. 폴리비닐알코올계 접착제는, 각각 아크릴 수지면측에 도포하고, 70 ℃ 에서 10 분간 건조시켜 편광판을 얻었다.
(점착제)
베이스 폴리머로서 부틸아크릴레이트 : 아크릴산 : 2-히드록시에틸아크릴레이트 = 100 : 5 : 0.1 (중량비) 의 공중합체로 이루어지는 중량 평균 분자량 200 만인 아크릴계 폴리머를 함유하는 용액 (고형분 30 %) 을 사용하였다. 상기 아크릴계 폴리머 용액에 이소시아네이트계 다관능성 화합물인 닛폰 폴리우레탄사 제조 콜로네이트 L 을 폴리머 고형분 100 부에 대해 4 부, 및 첨가제 (KBM403, 신에츠 실리콘 제조) 를 0.5 부, 점도 조정을 위한 용제 (아세트산에틸) 를 첨가하고, 점착제 용액 (고형분 12 %) 을 조제하였다. 당해 점착제 용액을, 건조 후의 두께가 25 ㎛ 가 되도록, 이형 필름 (폴리에틸렌테레프탈레이트 기재 : 다이아 호일 MRF38, 미츠비시 화학 폴리에스테르 제조) 상에 도포한 후, 열풍 순환식 오븐에서 건조시켜 점착제층을 형성하였다.
(편광판 앵커층)
폴리아크릴산에스테르의 폴리에틸렌이민 부가물 (닛폰 촉매사 제조, 상품명 폴리먼트 NK380) 을 메틸이소부틸케톤으로 50 배로 희석하였다. 이것을 편광판의 나일론 수지측에, 와이어바 (#5) 를 이용하여 건조 후의 두께가 50 ㎚ 가 되도록 도포 건조시켰다.
(점착형 편광판의 제조)
상기 편광판의 앵커층에, 상기 점착제층을 형성한 이형 필름을 부착시켜 점착제형 편광판을 제조하였다.
(편광판의 평가)
얻어진 편광판에 있어서의, 필름과 편광자의 접착성, 및 외관을 평가하였다. 접착성은 양호하고, 편광자와 필름이 일체화되어 박리가 발생하지 않았다. 또, 외관의 평가 결과는 ○ 였다.
산업상 이용가능성
본 발명의 광학 필름 및 편광판은, 각종 화상 표시 장치 (액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치, PDP 등) 에 바람직하게 사용할 수 있다.
10 : 액정 셀
11, 11' : 유리 기판
12 : 액정층
13 : 스페이서
20, 20' : 위상차 필름
30, 30' : 편광판
31 : 편광자
32 : 접착제층
33 : 접착용이층
34 : 광학 필름
35 : 접착제층
36 : 광학 필름
40 : 도광판
50 : 광원
60 : 리플렉터
100 : 액정 표시 장치
11, 11' : 유리 기판
12 : 액정층
13 : 스페이서
20, 20' : 위상차 필름
30, 30' : 편광판
31 : 편광자
32 : 접착제층
33 : 접착용이층
34 : 광학 필름
35 : 접착제층
36 : 광학 필름
40 : 도광판
50 : 광원
60 : 리플렉터
100 : 액정 표시 장치
Claims (7)
- (메타)아크릴계 수지를 주성분으로서 함유하는 수지 성분과, 상기 수지 성분 100 중량부에 대해 0.35∼3.0 중량부의 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제를 함유하는 성형 재료를 압출 성형으로 성형하여 얻어지는, 광학 필름.
- 제 1 항에 있어서,
상기 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제는, 300 ℃ 에서 20 분간의 가열에 있어서의 중량 감소가 10 % 이하인, 광학 필름. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
파장 200∼350 ㎚ 범위에서의 광선 투과율의 최대값이 7 % 이하인, 광학 필름. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압출 성형시의 상기 성형 재료의 온도가 200 ℃ 이상인, 광학 필름. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 성형 재료가, 트리아졸계 자외선 흡수제 및/또는 트리아진계 자외선 흡수제를 함유하는, 광학 필름. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름을 편광자 보호 필름으로서 포함하는, 편광판.
- 제 6 항에 기재된 편광판을 적어도 1 장 포함하는, 화상 표시 장치.
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