KR20150013831A - 광학 필름 적층체의 제조 방법, 박형 편광막, 편광판 및 액정 표시 장치 - Google Patents

광학 필름 적층체의 제조 방법, 박형 편광막, 편광판 및 액정 표시 장치 Download PDF

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코니카 미놀타 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는, 박형 편광막을 갖고, 필름 폭 방향으로 편광도 불균일이 없는 광학 필름 적층체의 제조 방법, 편광도 불균일이 없는 박형 편광막 및 액정 표시 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 광학 필름 적층체의 제조 방법은, (1) 열가소성 수지 기재 상에 친수성 고분자층을 적층하여 적층체를 형성하는 적층 공정, (2) 상기 적층체를 공중 연신하여 배향시킨 친수성 고분자층을 포함하는 연신 적층체를 형성하는 연신 공정 및 (3) 상기 친수성 고분자층에 2색성 물질을 흡착시키는 염색 공정을 갖는 광학 필름 적층체의 제조 방법으로서, 상기 공중 연신시의, 상기 기재의 TD 방향에 있어서의 친수성 고분자층이 적층되어 있지 않은 단부의 온도가, 상기 기재의 TD 방향에 있어서의 중심의 온도보다 1 내지 40℃의 범위 내에서 높은 것을 특징으로 한다.

Description

광학 필름 적층체의 제조 방법, 박형 편광막, 편광판 및 액정 표시 장치{METHOD FOR PRODUCING OPTICAL FILM LAMINATE, THIN POLARIZING FILM, POLARIZING PLATE, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 광학 필름 적층체의 제조 방법, 박형 편광막, 편광판 및 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 박형화 및 경량화가 진행된 액정 표시 장치에 사용되는 박형 편광막에 관한 것이다.
최근 액정 표시 장치가 모바일형 태블릿이나 스마트폰에 사용되게 되어, 박형화, 경량화가 진행되고 있다.
액정 표시 장치에는 여러 가지 부재가 사용되고 있다. 그 중에서 종래 편광막은 단층체의 제조 방법으로 제조되고 있었지만, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 50 내지 80㎛ 두께의 PVA계 수지 단층체를, 예를 들어 주속이 상이한 복수 세트의 롤러를 갖는 반송 장치에 걸고, 염색액으로의 침지에 의해 PVA계 수지 단층체에 2색성 물질을 흡착시켜, 60℃ 전후의 수용액 중에서 연신함으로써 제조된다. 이 단층체의 편광막의 두께는 15 내지 35㎛의 범위 내이다.
상기 방법에 의한 편광막의 박막화에는 한계가 있기 때문에, 새로운 박막화의 기술이 제안되어 있다(특허문헌 2 참조). 특허문헌 2에는 비정질성 에스테르계 열가소성 수지 기체에 제막된 폴리비닐알코올계 수지층을 포함하는 필름 적층체를 MD 방향(필름 반송 방향)으로 공중 연신하고, 배향시킨 폴리비닐알코올에 2색성 물질을 흡착시킴으로써, 박형 편광막을 포함하는 광학 필름 적층체를 제조하는 방법이 개시되어 있다.
그러나, 이 방법으로 제조된 편광막은 막 두께가 얇아, 약간의 연신 불균일에 의해 배향 불균일이 발생하기 쉽다. 또한 본 발명자들이 검토한 결과, 이 방법으로 제작한 광학 필름 적층체는, TD 방향(필름 폭 방향)의 단부와 중앙부 사이에서 편광도에 차이가 발생하고, 특히 단부에서 편광도 불균일이 발생한다는 이 방법으로 제조된 편광막 특유의 문제가 있는 것을 알았다.
또한, 이 편광막을 사용해서 제조된 액정 표시 장치는, 편광막의 편광도가 낮은 부분에서는 콘트라스트가 저하되어, 콘트라스트의 불균일이 발생한다. 그러나, 이와 같은 문제는 종래 알려져 있지 않았다.
일본 특허 공개 제2005-266325호 공보 일본 특허 제4691205호 공보
본 발명은 상기 문제·상황을 감안하여 이루어진 것이며, 그 해결 과제는 박형 편광막을 갖고 필름 폭 방향으로 편광도 불균일이 없는 광학 필름 적층체의 제조 방법을 제공하는 것이다. 또한, 편광도 불균일이 없는 박형 편광막 및 박형의 편광판을 제공하는 것이며, 또한 박형이며 콘트라스트 불균일이 없는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해 상기 문제의 원인 등에 대해서 검토하는 과정에 있어서, 광학 필름 적층체의 친수성 고분자층의 TD 방향에 있어서의 중심부의 편광도와 친수성 고분자층의 TD 방향에 있어서의 단부의 편광도가 상이한 것을 알아내었다. 이에 반해, 광학 필름 적층체의 공중 연신시에, 상기 친수성 고분자층이 적층되어 있지 않은 부분인 기재 단부의 온도를, 친수성 고분자층이 적층되어 있는 부분인 기재 중심의 온도보다 고온으로 함으로써, 친수성 고분자층의 상기 중심부와 상기 단부의 편광도의 차이가 작아지는 것을 알아내어 본 발명에 이르렀다.
즉, 본 발명에 따른 상기 과제는 이하의 수단에 의해 해결된다.
1. (1) 열가소성 수지 기재 상에 친수성 고분자층을 적층하여 적층체를 형성하는 적층 공정, (2) 상기 적층체를 공중 연신하고, 배향시킨 친수성 고분자층을 포함하는 연신 적층체를 형성하는 연신 공정 및 (3) 상기 친수성 고분자층에 2색성 물질을 흡착시키는 염색 공정을 갖는 광학 필름 적층체의 제조 방법으로서, 상기 공중 연신시의, 상기 기재의 TD 방향에 있어서의 친수성 고분자층이 적층되어 있지 않은 단부의 온도가, 상기 기재의 TD 방향에 있어서의 중심의 온도보다 1 내지 40℃의 범위 내에서 높은 것을 특징으로 하는 광학 필름 적층체의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 광학 필름 적층체에 있어서의 상기 친수성 고분자층의 두께가 2 내지 10㎛의 범위 내이고, 상기 광학 필름 적층체에 있어서의 상기 기재의 두께가 5 내지 45㎛의 범위 내이며, 또한 JIS K 7209의 (A법)에 준해서 하기 식 (1)로부터 구해지는 상기 적층 공정 전의 기재의 흡수율이 0.3 내지 4.3％의 범위 내인 것을 특징으로 하는 광학 필름 적층체의 제조 방법.
식 (1): 흡수율=(w2-w1)/w1×100(％)
(식 (1) 중, w1은 물에 침지하기 전의 시험편의 건조 질량(㎎)이고, w2는 23.0±1.0℃의 물에 24±1시간 침지한 후의 시험편의 질량(㎎)임)
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 친수성 고분자층을 형성하는 친수성 고분자가 폴리비닐알코올계 수지인 것을 특징으로 하는 광학 필름 적층체의 제조 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 친수성 고분자층이 박형 편광막이고, 상기 박형 편광막의 TD 방향에 있어서의 중심의 편광도 A와, 상기 박형 편광막의 TD 방향에 있어서의 단부로부터 25㎜ 내측의 편광도 B가, 하기 식 (2)를 만족하도록 조정하는 것을 특징으로 하는 광학 필름 적층체의 제조 방법.
식 (2): 0.999≤A/B≤1.001
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (1) 내지 (3)의 공정에 더하여, (4) 상기 친수성 고분자층의 면에 접착제를 개재해서 제2 광학 필름을 접합하는 접합 공정 및 (5) 상기 기재를 박리하는 박리 공정을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 광학 필름 적층체의 제조 방법.
6. 두께가 2 내지 10㎛인 친수성 고분자층의 편광막이고, 또한 편광막의 TD 방향에 있어서의 중심의 편광도 A와, 편광막의 TD 방향에 있어서의 단부로부터 25㎜ 내측의 편광도 B가, 하기 식 (2)를 만족하는 것을 특징으로 하는 박형 편광막.
식 (2): 0.999≤A/B≤1.001
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름 적층체의 제조 방법에 의해 제조된 광학 필름 적층체가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 편광판.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름 적층체의 제조 방법에 의해 제조된 광학 필름 적층체가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
본 발명의 상기 수단에 의해, 편광도 불균일이 없는 광학 필름 적층체의 제조 방법을 제공할 수 있다. 또한, 친수성 고분자의 편광막의 두께가 2 내지 10㎛로 얇음에도 불구하고 폭 방향으로 편광도 불균일이 없는 박형 편광막을 제공할 수 있다.
본 발명의 효과의 발현 기구 내지 작용 기구에 대해서는 명확히 되어있지 않지만, 이하와 같이 추정하고 있다.
기재를 롤러 반송하면서 그 위에 친수성 고분자의 수용액을 도포할 때, 표면에 도포한 친수성 고분자가 돌아들어 반송 롤러를 더럽히지 않기 위해서, 기재의 TD 방향의 단부에는 도포하지 않는다. 친수성 고분자층은 건조 후 TD 방향 또는 MD 방향으로 연신되지만, 그 시점에서 친수성 고분자층은 완전히는 건조되어 있지 않다. 기재가 어느 정도 흡수성이 있을 경우, 친수성 고분자층이 적층되어 있는 부분의 기재는 친수성 고분자층으로부터 수분을 흡수하고, 연신 공정에 있어서도 수분을 함유하고 있다.
그로 인해, 친수성 고분자층이 적층되어 있는 부분의 기재는, 친수성 고분자층이 적층되어 있지 않은 단부의 기재보다 탄성률이 낮다. 이 상태에서 TD 방향 또는 MD 방향으로 연신되면, 중심부와 단부에서 연신의 상태가 상이하고, 친수성 고분자층의 배향 상태도 필름 폭 방향에서 상이하다고 추정하고 있다. 이 친수성 고분자층의 배향 상태의 차이가, 2색성 물질을 흡착시켜서 제조된 광학 필름 적층체의 편광도의 차이가 되어 나타나, 편광도 불균일이 발생한다고 추정하고 있다.
도 1은 본 발명의 제조 방법 공정의 개략도
도 2는 적층체의 법선 방향에서 본 연신 공정의 개략도
본 발명의 광학 필름 적층체의 제조 방법은 (1) 열가소성 수지 기재 상에 친수성 고분자층을 적층하여 적층체를 형성하는 적층 공정, (2) 상기 적층체를 공중 연신하고, 배향시킨 친수성 고분자층을 포함하는 연신 적층체를 형성하는 연신 공정 및 (3) 상기 친수성 고분자층에 2색성 물질을 흡착시키는 염색 공정을 갖는 광학 필름 적층체의 제조 방법으로서, 상기 공중 연신시의 상기 기재의 TD 방향에 있어서의 친수성 고분자층이 적층되어 있지 않은 단부의 온도가, 상기 기재의 TD 방향에 있어서의 중심의 온도보다 1 내지 40℃의 범위 내에서 높은 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 상기 기재 중의 함수율이 친수성 고분자층이 도포된 중앙부와 단부에서 상이한 것에 의한 탄성률의 차이를 온도로 보상할 수 있고, 본 발명의 효과가 발현되는 결과, 2 내지 10㎛로 얇은 친수성 고분자의 편광막이어도 필름 폭 방향의 편광도의 편차가,
식 (2): 0.999≤A/B≤1.001
인 박형 편광막이 비로소 얻어졌다.
본 발명의 실시 형태로는, 본 발명의 효과 발현의 관점에서 공중 연신 후의 친수성 고분자층의 두께가 2 내지 10㎛의 범위 내이고, 기재의 두께가 5 내지 45㎛의 범위 내이며, 또한 상기 기재의 흡수율이 0.3 내지 4.3％의 범위 내인 것이 바람직하다. 또한, 친수성 고분자층을 형성하는 친수성 고분자가 폴리비닐알코올인 것이, 높은 편광도를 얻을 수 있는 점에서 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서는 상기 친수성 고분자가 폴리비닐알코올계 수지인 것이 바람직하고, 또한 요오드로 염색되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 편광도가 높은 편광막이 얻어진다.
또한, 상기 (1) 내지 (3)의 공정에 더하여, (4) 상기 친수성 고분자층의 면에 접착제를 개재하여 제2 광학 필름을 접합하는 접합 공정 및 (5) 상기 기재를 박리하는 박리 공정을 가짐으로써, 친수성 고분자층의 연신에 의한 영향을 받지 않고 광학 필름을 설계할 수 있기 때문에, 최적의 광학 필름으로 조합할 수 있다.
본 발명의 광학 필름 적층체의 제조 방법에 의해 제조함으로써, 친수성 고분자층의 편광막의 막 두께가 2 내지 10㎛로 얇아도 TD 방향의 중심 편광도 A와, TD 방향의 단부로부터 25㎜ 내측의 편광도 B가 0.999≤A/B≤1.001의 관계를 충족하는 박형 편광막이 얻어지는 것이 비로소 가능해졌다.
본 발명의 광학 필름 적층체는 편광판 및 액정 표시 장치에 적절하게 구비될 수 있다.
이하, 본 발명과 그 구성 요소 및 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용·형태에 대해서 상세한 설명을 한다. 또한, 본원에 있어서 「내지」는, 그 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 의미로 사용한다.
(광학 필름 적층체의 제조 방법)
본 발명의 광학 필름 적층체의 제조 방법은, (1) 열가소성 수지 기재 상에, 친수성 고분자층을 적층하여 적층체를 형성하는 적층 공정, (2) 상기 적층체를 공중 연신하고, 배향시킨 친수성 고분자층을 포함하는 연신 적층체를 형성하는 연신 공정 및 (3) 상기 친수성 고분자층에 2색성 물질을 흡착시키는 염색 공정을 갖는 광학 필름 적층체의 제조 방법으로서, 상기 공중 연신시의, 상기 기재의 TD 방향에 있어서의 친수성 고분자층이 적층되어 있지 않은 단부의 온도가, 상기 기재의 TD 방향에 있어서의 중심의 온도보다 1 내지 40℃의 범위 내에서 높은 것을 특징으로 한다. TD 방향에 있어서의 친수성 고분자층이 적층되어 있지 않은 단부의 온도를, TD 방향에 있어서의 중심의 온도보다 1 내지 40℃의 범위 내에서 높게 하는 방법으로는, 단부의 가온 장치를 중앙부의 가온 장치보다 강하게 가온하도록 해도 좋고, 또한 필름면 전체를 가온해 두고 중앙부만을 냉각해도 좋다. 또한 단부의 온도가 좌우 단부에서 상이할 경우에는 좌우의 평균값으로 한다.
[제조 공정의 개요]
도 1은 본 발명의 광학 필름 적층체의 제조 공정 일례를 도시한 도면이다. 도 1의 공정은 적층 공정(1), 연신 공정(2), 염색 공정(3) 및 세정 건조 공정(4)을 갖고 있다. 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 염색 공정(3)과 세정 건조 공정(4)의 사이에 가교제 용액 중에서 연신하는 공정을 가져도 좋다.
여기서 MD 방향이란, 도 1의 적층 공정(1), 연신 공정(2), 염색 공정(3) 및 세정 건조 공정(4)에 있어서의 필름 적층체의 반송 방향이고, TD 방향이란, 필름 적층체의 면 내에서 MD 방향과 직교하는 방향, 즉 폭 방향이다.
[(1) 적층 공정]
적층 공정(1)에서는, 롤(6)로부터 풀어내진 기재에 도포기(11)에 의해 친수성 고분자 용액을 도포하고, 건조기(12)에 의해 건조되어 적층체가 형성된다. 도포기(11)로부터 공급되는 친수성 고분자 용액이, 백 롤러(13)를 더럽히지 않기 위해서, 도포기(11)는 친수성 고분자의 도포 폭이 기재의 폭보다 작아지도록 설정되어 있다.
롤(6)로부터 풀어내진 기재가 도포기(11)까지 반송되는 사이에, 밀착성이나 박리성을 조정하기 위해서, 도시되어 있지 않은 표면 처리 공정을 가져도 좋다.
또한, 도시되어 있지 않으나, 롤 형상의 기재를 사용하는 대신, 기재의 형성재와 친수성 고분자의 형성재의 공압출에 의해, 기재층과 친수성 고분자층을 적층하는 적층 공정으로 할 수도 있다.
연신 전의 상기 적층체의 상기 친수성 고분자층의 두께는, 당해 적층체에 연신 공정을 실시함으로써 얻어지는 연신 적층체에 있어서의 친수성 고분자층(연신물)의 두께에 따라서 적절하게 설정할 수 있다. 상기 연신 적층체에 있어서의 친수성 고분자층(연신물)의 두께는, 편광막을 박형으로 사용하는 것을 중시하는 관점에서, 0.5 내지 30㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 나아가 1 내지 20㎛의 범위 내, 나아가 2 내지 10㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 친수성 고분자층(연신물)의 두께가 2㎛ 이상이면, 제조시의 두께가 균일해져, 매우 바람직한 외관을 얻을 수 있다. 친수성 고분자층(연신물)의 두께가 10㎛ 이하이면 액정 표시 장치의 박막화의 요청을 충분히 충족시킬 수 있다.
상기 적층체에 있어서의 친수성 고분자층의 두께는 연신 처리에 의해 연신 또는 수축이 발생하여, 상기의 두께가 된다. 따라서, 연신 전의 적층체에 있어서의 친수성 고분자층의 두께는 통상 1 내지 50㎛의 범위 내 정도, 나아가 2 내지 30㎛의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 또한, 적층체에 있어서의 친수성 고분자층은 수분율이 1 내지 40질량％의 범위 내, 나아가 2 내지 25질량％의 범위 내인 것이, 당해 적층체에 연신 처리 등을 실시하는 데 있어서 바람직하다.
기재에 친수성 고분자를 함유하는 수용액을 도포한 후에, 상기 친수성 고분자를 함유하는 용액을 건조함으로써, 상기 기재 상에 친수성 고분자층을 형성하여, 상기 적층체를 얻을 수 있다. 이러한 도포에 의해, 기재와 친수성 고분자층은 프라이머층 또는 박리층을 개재하여, 또는 기재와 친수성 고분자층이 직접 적층되어 기재와 친수성 고분자층이 일체화된 상태의 적층체가 얻어진다. 상기 수용액은 친수성 고분자의 분말 또는 친수성 고분자 필름의 분쇄물, 절단물 등을 적절하게 가열한 물(열수)에 용해함으로써 제조할 수 있다.
상기 수용액의 기재 상으로의 도포는, 도포법은 와이어 바 코팅법, 리버스 코팅, 그라비아 코팅 등의 롤 코팅법, 스핀 코팅법, 스크린 코팅법, 파운틴 코팅법, 디핑법, 스프레이법 등을 적절하게 선택해서 채용할 수 있다. 기재가 프라이머층 또는 박리층을 갖는 경우에는 당해 프라이머층 또는 박리층에, 프라이머층을 갖지 않는 경우에는 기재에, 직접 상기 수용액을 도포한다. 또한, 건조 온도는 통상 50 내지 200℃의 범위 내, 바람직하게는 80 내지 150℃의 범위 내이며, 건조 시간은 통상 5 내지 30분간의 범위 내 정도이다.
상기 수용액은 TD 방향으로 기재의 단부로부터 0.5 내지 35㎜의 범위 내에서 내측에 도포되어 상기 친수성 고분자층이 형성되는 것이 바람직하고, 5 내지 35㎜의 범위 내에서 내측에 도포되는 것이 더욱 바람직하다. 5㎜ 이상이면, 다소 기재의 반송이 사행되어도 반송 롤러를 수용액으로 더럽힐 일이 없다. 35㎜ 이하이면 광학 필름 적층체를 높은 수율로 얻을 수 있다.
[(2) 연신 공정]
도 1에 도시한 연신 공정(2)에서는, 오븐(20) 내에 롤러 쌍(21) 및 롤러 쌍(22)을 갖는 연신 장치가 설치되어 있다. 먼저 적층 공정(1)으로부터 반송된 적층체가 오븐에서 고온으로 가열되면서, 상류에서 롤러 쌍(21)으로 닙되고, 하류에서 롤러 쌍(22)으로 닙된 상태에서 롤러 사이의 공중을 통과하여 공중 연신된다. 오븐(20)은 적층체가 연신 가능한 온도로 적층체를 가열하고 있다. 이때, 롤러 쌍(21)의 각 롤러의 주변 속도보다 롤러 쌍(22)의 각 롤러의 주변 속도를 빠르게 함으로써, 롤러 쌍(21)과 롤러 쌍(22) 사이의 적층체가 자유 단부 연신으로 세로 일축 연신(MD 방향의 연신)된다.
도 2는 연신 공정(2)을 도 1의 참조 부호 27의 방향에서 본 도면이다. 롤러 쌍(21)과 롤러 쌍(22) 사이의 공중에 있는 적층체는, 친수성 고분자층이 적층되어 있는 적층 부분(28)과 적층되어 있지 않은 단부(29)가 있고, 단부(29)의 기재의 친수성 고분자층이 적층되어 있지 않은 측의 면에 히터(25)와 히터(26)의 열풍이 닿아, 단부(29)는 적층 부분(28)의 기재보다 고온이 되고 있다.
여기서, 자유 단부 연신과 고정 단부 연신에 대해서 개략적으로 설명한다. 긴 필름을 반송 방향으로 연신하면, 연신하는 방향에 대하여 수직 방향, 즉 폭 방향으로 필름이 수축된다. 자유 단부 연신은 이 수축을 억제하는 일 없이 연신하는 방법을 말한다. 또한 세로 일축 연신이란, 세로 방향으로만 연신하는 연신 방법이다. 자유 단부 일축 연신은, 일반적으로 연신 방향에 대하여 수직 방향으로 일어나는 수축을 억제하면서 연신하는 고정 단부 일축 연신과 대비되는 것이다. 이 자유 단부 일축의 연신 처리에 의해, 적층체에 포함되는 친수성 고분자가 배향되고, 적층체는 연신 적층체로 변화한다.
본 발명의 광학 필름 적층체의 제조 방법은, 상기 적층체를 공중 연신하고, 배향시킨 친수성 고분자층을 포함하는 연신 적층체를 형성하는 공정을 갖는다. 상기 공중 연신시의, 상기 기재의 TD 방향의 단부(친수성 고분자층이 적층되어 있지 않은 부분)의 온도는, 상기 기재의 TD 방향의 중심 온도보다 1 내지 40℃의 범위 내에서 높다. 상기 기재의 온도는 방사 온도계에 의해 측정된다.
기재 단부의 온도와 중심의 온도 차가 1℃ 미만 또는 40℃를 초과하는 경우에는 큰 편광도 불균일이 발생한다.
기재 단부의 온도와 중심의 온도 차가 1℃ 미만인 경우에는, 흡수하고 있지 않은 기재 단부의 탄성률이, 흡수한 기재 중심부의 탄성률까지 저하되지 않는다고 생각된다. 또한, 기재 단부의 온도와 중심의 온도 차가 40℃를 초과하는 경우에는 친수성 고분자층의 단부가 국소적으로 건조하고, 배향 불균일이 되어, 편광도 불균일이 발생해버린다고 생각된다.
통상 필름을 연신해서 제조할 때에는 단부를 가열하면 단부만이 늘어나거나, 넥인(Neck in)되기 쉬워져, 두께 불균일 등이 발생하므로 단부를 가열하는 것은 생각할 수 없는 것이었지만, 본 발명에서는 단부를 고온으로 함으로써, 반대로 폭 방향의 편광도 불균일을 생기기 어렵게 하는 효과를 발생시킬 수 있다.
연신 공정에서는, 상기 기재에 친수성 고분자의 수용액을 도포하고, 건조가 완전히 행해지기 전에 공중 연신이 행해진다. 공중 연신의 개시 시점에서, 친수성 고분자층의 건조가 완전하지 않기 때문에, 수분은 기재에도 확산되고, 적층체 중심부의 기재의 함수량은 TD 방향의 단부의 기재의 함수량보다 높다. 여기서, 공중 연신은 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 오븐 등의 가열 장치를 사용해서 행하는 「공중에 있어서 고온으로 연신하는 처리」를 말한다. 또한, 이 공중 연신에 의해 얻어진 적층체를 연신 적층체라고 부른다.
상기 공중 연신은, MD 방향으로 연신 배율이 3.5배 이하, 연신 온도가 상기 기재의 유리 전이 온도 이상, 결정화 온도 이하에서 연신하는 것이 바람직하다. 유리 전이 온도 미만, 또는 결정화 온도를 초과하면 연신이 곤란해지기 때문이다. 기재로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 비정질성 폴리에스테르를 사용한 경우, 공중 연신의 기재의 TD 방향의 중심 온도는, 70 내지 150℃의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
MD 방향의 연신은 하류측의 반송 롤러가 상류측의 반송 롤러보다도 빠른 주 속도로 회전하고, 적층체의 웹을 반송하고 있을 때, 상류측의 반송 롤러로부터 웹이 이격된 점에서, 하류측의 반송 롤러에 접할 때까지의 사이에 이루어진다.
TD 방향의 중심부 온도를 제어하는 수단으로는, 예를 들어 연신 장치가 설치되어 있는 오븐의 온도를 조정하는 것 등을 들 수 있다. 또한, TD 방향의 단부의 기재 온도를 중심부보다 높게 하는 수단으로는, 예를 들어 적외선 조사, 전열 히터, 마이크로파 조사, 열풍, 가열 롤러의 접촉 등을 들 수 있다. 열풍을 분사할 경우에는 친수성 고분자층의 건조 불균일이 발생하지 않도록, 도포면과 반대측의 면(기재면)으로부터 바람을 분사하는 방법이 바람직하다.
또한, 연신 배율은 연신 전후의 연신 방향에서의 필름 길이의 비의 값 W/W0(W는 연신 후, W0은 연신 전의 길이를 나타냄)를 말한다.
[(3) 염색 공정]
이어서, 도 1에 도시한 염색 공정(3)에 의해, 친수성 고분자가 배향된 친수성 고분자층에 2색성 물질을 흡착시킨 착색 적층체를 형성한다. 도 1에 있어서, 염색액(31)이 채워진 염색욕(32)을 구비한 염색 장치에 있어서, 롤러(33 내지 36)에 의해 연신 적층체를 염색액(31)에 침지시키면서 반송함으로써, 2색성 물질이 배향해서 흡착된 착색 적층체를 얻을 수 있다.
염색 공정(3)을 통과한 착색 적층체는, 배향하지 않은 2색성 물질을 제거하기 위한 세정 장치(41) 및 건조 장치(42)를 구비한 세정 건조 공정(4)을 거치고, 형성된 광학 필름 적층체는 롤(7)에 권취된다.
염색 처리는 상기 연신 적층체의 친수성 고분자층에 2색성 물질을 흡착시켜서 2색성 물질을 배향시킨다. 상기 염색 공정은 상기 연신 공정 전, 동시 또는 후에 실시할 수 있지만, 친수성 고분자층에 흡착시킨 2색성 물질을 양호하게 배향시키는 점에서, 상기 염색 공정은 상기 적층체에 연신 공정을 실시한 후에 행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 광학 필름 적층체의 제조 방법에서는, 상기 연신 공정 및 염색 공정에 더하여, 가교 공정을 실시할 수 있다. 상기 가교 공정에서 행하여지는 가교 처리는, 예를 들어 가교제를 포함하는 용액(가교 용액) 중에 상기 연신 적층체 또는 염색된 상기 연신 적층체를 침지시킴으로써 행할 수 있다. 또한, 가교 용액 중에서 연신함으로써 2색성 물질을 보다 고도로 배향시킬 수 있다.
[(4) 접합 공정/(5) 박리 공정]
상기 (1) 내지 (3)의 공정에 더하여, (4) 상기 친수성 고분자층의 면에 접착제를 개재하여 제2 광학 필름을 접합하는 접합 공정 및 (5) 상기 기재를 박리하는 박리 공정을 추가로 가짐으로써, 상기 친수성 고분자층과 동시에 공중 연신된 기재와는 상이한 광학 필름 상에 상기 친수성 고분자층이 적층된 다종 다양한 광학 필름 적층체가 얻어진다.
기재에 제막된 친수성 고분자층을 포함하는 광학 필름 적층체는 (4) 접합 공정/(5) 박리 공정에 있어서, 이하의 패턴 1과 같이 접착제를 도포함으로써, (4) 접합 공정과 (5) 박리 처리를 동시에 행할 수 있다. 또한, 패턴 2와 같이, 점착제 시트를 사용하여 친수성 고분자층에 점착제를 전사하고, (4) 접합 공정/(5) 박리 공정을 행할 수 있다.
제조되는 친수성 고분자층의 두께는, 연신에 의한 박막화에 의해 통상 10㎛ 이하에 지나지 않기 때문에, 친수성 고분자층을 단층체로 취급하기는 어렵다. 따라서, 친수성 고분자층은 기재에 제막함으로써 광학 필름 적층체로서 취급하거나, 또는 제2 광학 필름에 접착제를 개재하여 접합/박리함으로써, 별도의 광학 기능 필름 적층체로서 취급할 수 있다. (4) 및 (5)의 공정에 의한 두가지 패턴을 하기에 나타낸다.
(패턴 1)
상기 (4) 접합 공정/(5) 박리 공정에 있어서는, 연속 웹의 광학 필름 적층체에 포함되는 친수성 고분자층과 제2 광학 기능 필름 중 어느 하나에 접착제를 도포하여 접합하면서 권취하고, 그 권취 공정에 있어서, 친수성 고분자층을 제2 광학 필름에 전사하면서 기재를 박리함으로써, 친수성 고분자층과 제2 광학 필름이 적층된 별도의 광학 기능 필름 적층체가 형성된다.
(패턴 2)
(4) 접합 공정에서는, 광학 필름 적층체의 친수성 고분자층 상에 세퍼레이터 상에 점착제층이 적층된 점착제 시트를 접합하고, 점착제층을 개재하여 세퍼레이터를 적층한다. 이어서, 세퍼레이터를 박리하고, 노출된 점착제층에 제2 광학 필름을 접합한다. (5) 박리 공정에서 기재를 박리함으로써, 친수성 고분자층과 제2 광학 필름이 적층된 별도의 광학 필름 적층체가 형성된다.
상기 제2 광학 필름으로는, 예를 들어 액정 표시 장치용 시야각 확대 필름, 액정 표시 장치의 시야각 변화에 의한 색상 변동을 방지하기 위한 역파장 분산 필름, 유기 EL 표시 장치의 외광 반사를 방지하여 콘트라스트를 향상하기 위한 λ/4 위상차 필름 등의 광학 필름을 들 수 있다.
(친수성 고분자층)
본 발명의 광학 필름 적층체가 갖는 친수성 고분자층은, 기재 상에 형성한 친수성 고분자를 함유하는 층을 1축 방향으로 연신하고, 상기 친수성 고분자를 배향시켜 2색성 물질을 흡착시킨 층이다. 바람직하게는 상기 친수성 고분자층은 박형 편광막이다.
(폴리비닐알코올계 수지)
상기 친수성 고분자층의 형성에 사용하는 바람직한 친수성 고분자로는, 폴리비닐알코올계 수지를 들 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지로는, 예를 들어 폴리비닐알코올 및 그의 유도체를 들 수 있다. 폴리비닐알코올의 유도체로는, 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈 등을 들 수 있는 것 외에, 에틸렌, 프로필렌 등의 올레핀, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 등의 불포화 카르복실산 그 알킬에스테르, 아크릴아미드 등으로 변성한 것을 들 수 있다. 폴리비닐알코올의 중합도는 100 내지 10000의 범위 내 정도가 바람직하고, 300 내지 3000의 범위 내가 보다 바람직하다.
비누화도는 80 내지 100몰％의 범위 내 정도인 것이 일반적으로 사용된다. 상기의 것 이외에, 친수성 고분자로는, 에틸렌·아세트산 비닐 공중합체계 부분 비누화물, 폴리비닐알코올의 탈수 처리물이나 폴리 염화 비닐의 탈염산 처리물 등을 들 수 있다. 상기 친수성 고분자로는 폴리비닐알코올계 수지 중에서도 폴리비닐알코올을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 폴리비닐알코올계 수지 중에는 가소제, 계면 활성제 등의 첨가제를 함유할 수도 있다. 가소제로는 폴리올 및 그 축합물 등을 들 수 있고, 예를 들어 글리세린, 디글리세린, 트리글리세린,에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등을 들 수 있다. 가소제 등의 사용량은 특별히 제한되지 않지만, 폴리비닐알코올계 수지 중 20질량％ 이하로 하는 것이 적합하다.
(기재)
상기 기재를 구성하는 재료로는, 예를 들어 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차단성, 등방성, 연신성 등이 우수한 열가소성 수지가 사용된다. 이러한 열가소성 수지의 구체예로는 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스에스테르 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리술폰 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리올레핀 수지, (메트)아크릴 수지, 환상 폴리올레핀 수지(노르보르넨계 수지), 폴리아릴레이트 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리비닐알코올 수지 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.
상기 기재를 구성하는 재료로는 흡수성이 있는 기재 쪽이, 친수성 고분자층과의 계면에서 밀착성이 높은 점에서 폴리에스테르, 아크릴 수지 또는 셀룰로오스에스테르가 바람직하고, 특히 연신이 용이한 점에서 비정질성 폴리에스테르가 바람직하다.
상기 비정질성 폴리에스테르는 이소프탈산을 공중합시킨 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트, 시클로헥산디메탄올을 공중합시킨 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 다른 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하는 비정질성 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함할 수 있다. 또한, 상기 비정질성 폴리에스테르는 편광판에 있어서 친수성 고분자층의 일면을 보호하는 광학 기능 필름으로 할 수 있도록, 투명 수지인 것이 바람직하다.
셀룰로오스에스테르는 셀룰로오스와 지방산의 에스테르이다. 이러한 셀룰로오스에스테르계 수지의 구체예로는 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스디아세테이트, 셀룰로오스트리프로피오네이트, 셀룰로오스디프로피오네이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 셀룰로오스트리아세테이트가 특히 바람직하다. 셀룰로오스트리아세테이트는 많은 제품이 시판되고 있고, 입수 용이성이나 비용의 점에서도 유리하다. 셀룰로오스트리아세테이트의 시판품의 예로는 코니카미놀타테크 KC8UX, KC4UX, KC5UX, KC8UY, KC4UY, KC12UR, KC8UCR-3, KC8UCR-4, KC8UCR-5, KC8UE, KC4UE, KC4FR-3, KC4FR-4, KC4HR-1, KC8UY-HA, KC8UX-RHA(이상 코니카미놀타(주) 제조) 등을 들 수 있다.
셀룰로오스에스테르 필름의 유리 전이 온도는 150 내지 170℃의 범위 내가 바람직하고, 결정화 온도는 180 내지 200℃의 범위 내가 바람직하다.
폴리올레핀 수지로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등을 들 수 있다. 환상 폴리올레핀 수지의 구체예로는, 바람직하게는 노르보르넨계 수지이다. 환상 올레핀계 수지는 환상 올레핀을 중합 단위로 해서 중합되는 수지의 총칭이고, 예를 들어 일본 특허 공개 평1-240517호 공보, 일본 특허 공개 평3-14882호 공보, 일본 특허 공개 평3-122137호 공보 등에 기재되어 있는 수지를 들 수 있다. 구체예로는 환상 올레핀의 개환(공)중합체, 환상 올레핀의 부가 중합체, 환상 올레핀과 에틸렌, 프로필렌 등의 α-올레핀과 그 공중합체(대표적으로는 랜덤 공중합체) 및, 이들을 불포화 카르복실산이나 그의 유도체로 변성한 그래프트 중합체 및, 그것들의 수소화물 등을 들 수 있다. 환상 올레핀의 구체예로는 노르보르넨계 단량체를 들 수 있다.
환상 폴리올레핀 수지로는 다양한 제품이 시판되고 있다. 구체예로는 닛본제온 가부시끼가이샤 제조의 상품명 「제오넥스」, 「제오노아」, JSR 가부시끼가이샤 제조의 상품명 「아톤」, TICONA사 제조의 상품명 「토퍼스」, 미츠이카가쿠 가부시끼가이샤 제조의 상품명 「APEL」을 들 수 있다.
(메트)아크릴계 수지로는 Tg(유리 전이 온도)가 바람직하게는 115℃ 이상, 보다 바람직하게는 120℃ 이상, 더욱 바람직하게는 125℃ 이상, 특히 바람직하게는 130℃ 이상이다. Tg가 115℃ 이상임으로써, 편광판의 내구성이 우수한 것이 될 수 있다. 상기 (메트)아크릴계 수지의 Tg의 상한값은 특별히 한정되지 않지만, 성형성 등의 관점에서 바람직하게는 170℃ 이하이다.
(메트)아크릴계 수지로는, 예를 들어 폴리메타크릴산 메틸 등의 폴리(메트)아크릴산 에스테르, 메타크릴산 메틸-(메트)아크릴산 공중합, 메타크릴산 메틸-(메트)아크릴산 에스테르 공중합체, 메타크릴산 메틸-아크릴산 에스테르-(메트)아크릴산 공중합체, (메트)아크릴산 메틸-스티렌 공중합체(MS 수지 등), 지환족 탄화수소기를 갖는 중합체(예를 들어, 메타크릴산 메틸-메타크릴산 시클로헥실 공중합체, 메타크릴산 메틸-(메트)아크릴산 노르보르닐 공중합체 등)를 들 수 있다. 바람직하게는 폴리(메트)아크릴산 메틸 등의 폴리(메트)아크릴산 C1-6 알킬을 들 수 있다. 보다 바람직하게는 메타크릴산 메틸을 주성분(50 내지 100질량％, 바람직하게는 70 내지 100질량％)으로 하는 메타크릴산 메틸계 수지를 들 수 있다.
(메트)아크릴계 수지의 구체예로서, 예를 들어 미츠비시레이온 가부시끼가이샤 제조의 아크리페트VH나 아크리페트VRL20A, 일본 특허 공개 제2004-70296호 공보에 기재된 분자 내에 환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지, 분자 내 가교나 분자 내 환화 반응에 의해 얻어지는 고Tg(메트)아크릴 수지계를 들 수 있다.
(메트)아크릴계 수지로는 락톤환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지를 사용할 수도 있다. 락톤환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지로는 일본 특허 공개 제2000-230016호 공보, 일본 특허 공개 제2001-151814호 공보, 일본 특허 공개 제2002-120326호 공보, 일본 특허 공개 제2002-254544호 공보, 일본 특허 공개 제2005-146084호 공보 등에 기재된 것을 들 수 있다.
또한, (메트)아크릴계 수지로는 불포화 카르복실산 알킬에스테르의 구조 단위 및 글루타르산 무수물의 구조 단위를 갖는 아크릴 수지를 사용할 수 있다. 상기 아크릴 수지로는 일본 특허 공개 제2004-70290호 공보, 일본 특허 공개 제2004-70296호 공보, 일본 특허 공개 제2004-163924호 공보, 일본 특허 공개 제2004-292812호 공보, 일본 특허 공개 제2005-314534호 공보, 일본 특허 공개 제2006-131898호 공보, 일본 특허 공개 제2006-206881호 공보, 일본 특허 공개 제2006-265532호 공보, 일본 특허 공개 제2006-283013호 공보, 일본 특허 공개 제2006-299005호 공보, 일본 특허 공개 제2006-335902호 공보 등에 기재된 것을 들 수 있다.
또한, (메트)아크릴계 수지로는, 글루타르이미드 단위, (메트)아크릴산 에스테르 단위 및 방향족 비닐 단위를 갖는 열가소성 수지를 사용할 수 있다. 당해 열가소성 수지로는 일본 특허 공개 제2006-309033호 공보, 일본 특허 공개 제2006-317560호 공보, 일본 특허 공개 제2006-328329호 공보, 일본 특허 공개 제2006-328334호 공보, 일본 특허 공개 제2006-337491호 공보, 일본 특허 공개 제2006-337492호 공보, 일본 특허 공개 제2006-337493호 공보, 일본 특허 공개 제2006-337569호 공보 등에 기재된 것을 들 수 있다.
기재에는 이하에 설명하는 당에스테르 화합물, 가소제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 미립자 및 리타데이션 제어제 중 적어도 하나를 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 이들 첨가제를 함유하는 기재는 표면 보호 필름이나, 위상차 필름으로도 사용할 수 있다.
기재 중의 상기 열가소성 수지의 함유량은, 바람직하게는 50 내지 100질량％의 범위 내, 보다 바람직하게는 50 내지 99질량％의 범위 내, 더욱 바람직하게는 60 내지 98질량％의 범위 중, 특히 바람직하게는 70 내지 97질량％의 범위 내이다.
<당에스테르 화합물>
기재를 구성하는 재료로 셀룰로오스에스테르를 사용하는 경우, 기재에 셀룰로오스에스테르 이외의 당에스테르 화합물을 함유시키는 것이 바람직하다. 당에스테르 화합물은, 당에 포함되는 히드록시기와 모노카르복실산을 에스테르화 반응시켜서 얻어지는 화합물이다.
당에스테르 화합물을 구성하는 당은 푸라노오스 구조와 피라노오스 구조 중 적어도 한쪽이 1 내지 12개의 범위 내에서 결합한 화합물인 것이 바람직하다.
당에스테르 화합물을 구성하는 당의 예로는 글루코오스, 갈락토오스, 만노오스, 프룩토오스, 크실로오스 및 아라비노오스 등의 단당; 락토오스, 수크로오스, 말티톨, 락티톨, 락튤로오스, 셀로비오스, 말토오스, 겐티오비오스 등의 2당; 셀로트리오스, 말토트리오스, 라피노오스, 케스토오스, 겐티오트리오스, 크실로트리오스 등의 3당; 니스토오스, 1F-프럭토실니스토오스, 스타키오스, 겐티오테트라오스, 갈락토실수크로오스 등의 4당 이상 셀룰로오스 이외의 다당 등이 포함된다. 당에스테르 화합물을 구성하는 당의 예로는 말토올리고당, 이소말토올리고당, 프룩토올리고당, 갈락토올리고당, 크실로올리고당 등의 올리고당도 포함된다. 이들 올리고당은 전분이나 자당에 아밀라아제 등의 효소를 작용시켜서 제조된다.
그 중에서도 피라노오스 구조와 푸라노오스 구조의 양쪽을 갖는 당이 바람직하고, 수크로오스, 케스토오스, 니스토오스, 1F-프럭토실니스토오스, 스타키오스 등이 보다 바람직하며, 수크로오스가 더욱 바람직하다.
당에스테르 화합물을 구성하는 모노카르복실산은 특별히 제한되지 않고, 공지된 지방족 모노카르복실산, 지환족 모노카르복실산 또는 방향족 모노카르복실산일 수 있다. 필름의 리타데이션을 발현시키기 쉽게 하기 위해서는, 방향족 모노카르복실산이 바람직하다. 모노카르복실산은 1종이어도 좋고, 2종 이상의 혼합물이어도 좋다. 예를 들어, 지방족 모노카르복실산과 방향족 모노카르복실산을 조합해도 좋다.
지방족 모노카르복실산의 예로는 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 이소부티르산, 발레르산, 카프로산, 에난트산, 카프릴산, 펠라르곤산, 카프르산, 2-에틸-헥산카르복실산, 운데실산, 라우르산, 트리데실산, 미리스트산, 펜타데실산, 팔미트산, 헵타데실산, 스테아르산, 노나데칸산, 아라킨산, 베헨산, 리그노세르산, 세로트산, 헵타코산산, 몬탄산, 멜리스산, 락세르산 등의 포화 지방산; 운데실렌산, 올레산, 소르브산, 리놀산, 리놀렌산, 아라키돈산, 옥텐산 등의 불포화 지방산 등이 포함된다.
지환족 모노카르복실산의 예로는 아세트산, 시클로펜탄카르복실산, 시클로헥산카르복실산, 시클로옥탄카르복실산이 포함된다.
방향족 모노카르복실산은 1개 이상의 벤젠환을 갖는 모노카르복실산이며, 벤젠환은 알킬기 또는 알콕시기 등의 치환기를 더 가져도 좋다. 방향족 모노카르복실산의 예로는 벤조산, 크실릴산, 헤메리트산, 메시틸렌산, 프레니틸산, γ-이소듀릴산, 듀릴산, 메시토산, α-이소듀릴산, 쿠민산, α-톨루일산, 히드로아트로프산, 아트로프산, 히드로신남산, 살리실산, o-아니스산, m-아니스산, p-아니스산, 크레오소트산, o-호모살리실산, m-호모살리실산, p-호모살리실산, o-피로카텍산, β-레소르실산, 바닐린산, 이소바닐린산, 베라트르산, o-베라트르산, 갈산, 아사론산, 만델산, 호모아니스산, 호모바닐린산, 호모베라트르산, o-호모베라트르산, 프탈론산, p-쿠마르산 등을 들 수 있고, 특히 벤조산이 바람직하다.
피라노오스 구조 또는 푸라노오스 구조를 갖는 구성 당에 포함되는 히드록시기의 70％ 이상이 모노카르복실산으로 에스테르화되어 있는 것이 바람직하다.
당에스테르 화합물은 하기 일반식 A로 표시되는 피라노오스 구조 또는 푸라노오스 구조 중 적어도 1종을 1 내지 12개의 범위에서 축합해서 얻어지는 당을, 모노카르복실산으로 에스테르화해서 얻어지는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00001
일반식 (A)에 있어서, R11 내지 R15 및 R21 내지 R25는 탄소수 2 내지 22의 아실기 또는 수소 원자를 나타낸다. m, n은 각각 0 내지 12의 정수를 나타내고, m+n은 1 내지 12의 정수를 나타낸다.
탄소수 2 내지 22의 아실기는 벤조일기인 것이 바람직하다. 벤조일기는 또한 치환기를 가져도 좋고, 그러한 치환기의 예로는 알킬기, 알케닐기, 알콕실기, 페닐기 등이 포함된다.
당에스테르 화합물의 함유량은 기재(광학 필름)의 습도의 변동에 의한 위상차값의 변동을 억제하고, 표시 품위를 안정화시키기 위해서, 셀룰로오스에스테르에 대하여 1 내지 30질량％의 범위 내인 것이 바람직하고, 5 내지 30질량％의 범위 내인 것이 특히 바람직하다.
<가소제>
상기 기재는 가소제를 함유해도 좋다. 가소제로는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 다가 카르복실산 에스테르계 가소제, 글리콜레이트계 가소제, 프탈산에스테르계 가소제, 지방산 에스테르계 가소제 및 다가 알코올 에스테르계 가소제, 폴리에스테르계 가소제, 아크릴계 가소제 등으로부터 선택된다. 그 중, 가소제를 2종 이상 사용하는 경우에는 적어도 1종은 다가 알코올 에스테르계 가소제인 것이 바람직하다.
다가 알코올에스테르계 가소제는 2가 이상의 지방족 다가 알코올과 모노카르복실산의 에스테르로 이루어지는 가소제이고, 분자 내에 방향환 또는 시클로알킬환을 갖는 것이 바람직하다. 바람직하게는 2 내지 20가의 지방족 다가 알코올에스테르이다.
프탈산 에스테르계 가소제로는 디에틸프탈레이트, 디메톡시에틸프탈레이트, 디메틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디-2-에틸헥실프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, 디시클로헥실프탈레이트, 디시클로헥실테레프탈레이트 등을 들 수 있다.
시트르산 에스테르계 가소제로는 시트르산 아세틸트리메틸, 시트르산 아세틸트리에틸, 시트르산 아세틸트리부틸 등을 들 수 있다.
지방산 에스테르계 가소제로서 올레산 부틸, 리시놀산 메틸아세틸, 세박산 디부틸 등을 들 수 있다.
인산 에스테르계 가소제로는 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 크레실디페닐포스페이트, 옥틸디페닐포스페이트, 디페닐비페닐포스페이트, 트리옥틸포스페이트, 트리부틸포스페이트 등을 들 수 있다.
다가 카르복실산 에스테르 화합물로는 2가 이상, 바람직하게는 2가 내지 20가의 다가 카르복실산과 알코올의 에스테르로 이루어진다. 또한, 지방족 다가 카르복실산은 2 내지 20가인 것이 바람직하고, 방향족 다가 카르복실산, 지환식 다가 카르복실산의 경우에는 3가 내지 20가인 것이 바람직하다.
다가 카르복실산은 다음 일반식 (a)로 표시된다.
일반식 (a): Rb(COOH)m(OH)n
일반식 (a)에 있어서, Rb는 (m+n)가의 유기기, m은 2 이상의 양의 정수, n은 0 이상의 정수, COOH기는 카르복시기, OH기는 알코올성 히드록시기 또는 페놀성 히드록시기를 나타낸다.
바람직한 다가 카르복실산의 예로는, 예를 들어 이하와 같은 것을 들 수 있지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 트리멜리트산, 트리메신산, 피로멜리트산과 같은 3가 이상의 방향족 다가 카르복실산 또는 그의 유도체, 숙신산, 아디프산, 아젤라산, 세박산, 옥살산, 푸마르산, 말레산, 테트라히드로프탈산과 같은 지방족 다가 카르복실산, 타르타르산, 타르트론산, 말산, 시트르산과 같은 옥시 다가 카르복실산 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 특히 옥시 다가 카르복실산을 사용하는 것이 보류성 향상 등의 점에서 바람직하다.
다가 카르복실산 에스테르 화합물에 사용되는 알코올로는 특별히 제한은 없고, 공지된 알코올, 페놀류를 사용할 수 있다. 예를 들어 탄소수 1 내지 32의 직쇄 또는 측쇄를 가진 지방족 포화 알코올 또는 지방족 불포화 알코올을 바람직하게 사용할 수 있다. 탄소수 1 내지 20인 것이 더욱 바람직하고, 탄소수 1 내지 10인 것이 특히 바람직하다. 또한, 시클로펜탄올, 시클로헥산올 등의 지환식 알코올 또는 그의 유도체, 벤질 알코올, 신나밀알코올 등의 방향족 알코올 또는 그의 유도체 등도 바람직하게 사용할 수 있다.
다가 카르복실산으로 옥시 다가 카르복실산을 사용하는 경우에는, 옥시 다가 카르복실산의 알코올성 또는 페놀성 히드록시기를 모노카르복실산을 사용해서 에스테르화해도 좋다. 바람직한 모노카르복실산의 예로는 이하와 같은 것을 들 수 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.
지방족 모노카르복실산으로는 탄소수 1 내지 32의 직쇄 또는 측쇄를 가진 지방산을 바람직하게 사용할 수 있다. 탄소수 1 내지 20인 것이 더욱 바람직하고, 탄소수 1 내지 10인 것이 특히 바람직하다.
바람직한 지방족 모노카르복실산으로는 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프로산, 에난트산, 카프릴산, 펠라르곤산, 카프르산, 2-에틸-헥산카르복실산, 운데실산, 라우르산, 트리데실산, 미리스트산, 펜타데실산, 팔미트산, 헵타데실산, 스테아르산, 노나데칸산, 아라킨산, 베헨산, 리그노세르산, 세로트산, 헵타코산산, 몬탄산, 멜리스산, 락세르산 등의 포화 지방산, 운데실렌산, 올레산, 소르브산, 리놀산, 리놀렌산, 아라키돈산 등의 불포화 지방산 등을 들 수 있다.
바람직한 지환족 모노카르복실산의 예로는 시클로펜탄카르복실산, 시클로헥산카르복실산, 시클로옥탄카르복실산, 또는 그들의 유도체를 들 수 있다.
바람직한 방향족 모노카르복실산의 예로는 벤조산, 톨루일산 등의 벤조산의 벤젠환에 알킬기를 도입한 것, 비페닐 카르복실산, 나프탈렌 카르복실산, 테트랄린카르복실산 등의 벤젠환을 2개 이상 갖는 방향족 모노카르복실산, 또는 그들의 유도체를 들 수 있다. 특히 아세트산, 프로피온산, 벤조산인 것이 바람직하다.
다가 카르복실산 에스테르 화합물의 분자량은 특별히 제한은 없지만, 분자량 300 내지 1000의 범위인 것이 바람직하고, 350 내지 750의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 보류성 향상의 점에서는 큰 쪽이 바람직하고, 투습성, 셀룰로오스에스테르와의 상용성의 점에서는 작은 편이 바람직하다.
다가 카르복실산 에스테르에 사용되는 알코올류는 1종류이어도 좋고, 2종 이상의 혼합이어도 좋다.
본 발명에 사용할 수 있는 다가 카르복실산 에스테르 화합물의 산가는 1㎎KOH/g 이하인 것이 바람직하고, 0.2㎎KOH/g 이하인 것이 더욱 바람직하다. 산가를 상기 범위로 함으로써 리타데이션의 환경 변동도 억제되기 때문에 바람직하다.
폴리에스테르계 가소제는 특별히 한정되지 않지만, 분자 내에 방향환 또는 시클로알킬환을 갖는 폴리에스테르계 가소제를 사용할 수 있다. 폴리에스테르계 가소제로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 하기 일반식 (b)로 표시되는 방향족 말단 에스테르계 가소제를 사용할 수 있다.
일반식 (b): B-(G-A)n-G-B
일반식 (b)에 있어서, B는 벤젠 모노카르복실산 잔기, G는 탄소수 2 내지 12의 알킬렌글리콜 잔기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴 글리콜 잔기 또는 탄소수가 4 내지 12의 옥시알킬렌 글리콜 잔기, A는 탄소수 4 내지 12의 알킬렌 디카르복실산 잔기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴디카르복실산 잔기를 나타내고, 또한 n은 1 이상의 정수를 나타낸다.
일반식 (b) 중, B로 나타내지는 벤젠 모노카르복실산 잔기와 G로 나타내지는 알킬렌글리콜 잔기 또는 옥시알킬렌 글리콜 잔기 또는 아릴 글리콜 잔기, A로 나타내지는 알킬렌 디카르복실산 잔기 또는 아릴디카르복실산 잔기로 구성되는 것이며, 통상의 폴리에스테르계 가소제와 마찬가지의 반응에 의해 얻어진다.
본 발명에서 사용되는 폴리에스테르계 가소제의 벤젠 모노카르복실산 성분으로는, 예를 들어 벤조산, 파라tert-부틸벤조산, 오르토톨루일산, 메타톨루일산, 파라톨루일산, 디메틸벤조산, 에틸벤조산, 노르말프로필벤조산, 아미노벤조산, 아세톡시벤조산 등이 있고, 이것들은 각각 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다.
본 발명에 사용할 수 있는 폴리에스테르계 가소제의 탄소수 2 내지 12의 알킬렌글리콜 성분으로는 에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,2-프로판디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올(네오펜틸글리콜), 2,2-디에틸-1,3-프로판디올(3,3-디메틸올펜탄), 2-n-부틸-2-에틸-1,3프로판디올(3,3-디메틸올헵탄), 3-메틸-1,5-펜탄디올1,6-헥산디올, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 2-에틸-1,3-헥산디올, 2-메틸-1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올, 1,12-옥타데칸디올 등이 있고, 이들 글리콜은 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용된다. 특히 탄소수 2 내지 12의 알킬렌글리콜이 셀룰로오스에스테르와의 상용성이 우수하기 때문에, 특히 바람직하다.
또한, 상기 방향족 말단 에스테르의 탄소수 4 내지 12의 옥시알킬렌글리콜 성분으로는, 예를 들어 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜 등이 있고, 이 글리콜은 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다.
방향족 말단에스테르의 탄소수 4 내지 12의 알킬렌디카르복실산 성분으로는, 예를 들어 숙신산, 말레산, 푸마르산, 글루타르산, 아디프산, 아젤라산, 세박산, 도데칸디카르복실산 등이 있고, 이것들은 각각 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용된다. 탄소수 6 내지 12의 아릴렌디카르복실산 성분으로는 프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 1,4-나프탈렌디카르복실산 등이 있다.
본 발명에서 사용되는 폴리에스테르계 가소제는, 수 평균 분자량이 바람직하게는 300 내지 1500, 보다 바람직하게는 400 내지 1000의 범위가 적합하다. 또한, 그 산가는 0.5㎎KOH/g 이하, 히드록시가(수산기값)는 25㎎KOH/g 이하, 보다 바람직하게는 산가 0.3㎎KOH/g 이하, 히드록시가(수산기값)는 15㎎KOH/g 이하인 것이다.
(메트)아크릴계 가소제로는 (메트)아크릴계 중합체가 바람직하고, (메트)아크릴계 중합체로는 적어도 분자 내에 방향환과 히드록시기를 갖지 않는 에틸렌성 불포화 단량체 Xa와, 분자 내에 방향환을 가지지 않는 히드록시기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체 Xb를 공중합해서 얻어진 중량 평균 분자량 3000 내지 30000의 범위 내의 중합체 X 및 방향환을 갖지 않는 에틸렌성 불포화 단량체 Ya를 중합해서 얻어진 중량 평균 분자량 500 내지 3000의 범위 내의 중합체 Y인 것이 더욱 바람직하다.
상기 중합체 X는 하기 일반식 (X)로 표시되고, 상기 중합체 Y는 하기 일반식 (Y)로 표시되는 것이 더욱 바람직하다.
일반식 (X)
-[CH2-C(-Rc)(-CO2Rd)]m-[CH2-C(-Re)(-CO2Rf-OH)-]n-[Xc]p-
일반식 (Y)
Ry-[CH2-C(-Rg)(-CO2Rh-OH)-]k-[Yb]q-
식 중, Rc, Re, Rg는 H 또는 메틸기를 나타내고, Rd는 탄소수 1 내지 12의 알킬기 또는 탄소수 3 내지 12의 시클로알킬기를 나타내고, Rf, Rh는 -CH2-, -C2H4- 또는 C3H6-을 나타내고, Ry는 OH, H 또는 탄소수 3 이내의 알킬기를 나타내고, Xc는 Xa, Xb에 중합 가능한 단량체 단위를 나타내고, Yb는 Ya에 공중합 가능한 단량체 단위를 나타내고, m, n, k, p 및 q는 몰 조성비를 나타낸다(단, m≠0, n≠0, k≠0, m+n+p=100, k+q=100임).
이들 가소제의 첨가량으로는 셀룰로오스에스테르 등의 기재 수지 100질량％에 대하여 0.5 내지 30질량％의 범위 내가 바람직하고, 5 내지 20질량％의 범위 내가 특히 바람직하다.
<자외선 흡수제>
본 발명에 따른 기재(광학 필름)는 자외선 흡수제를 함유해도 좋다. 자외선 흡수제는 400㎚ 이하의 자외선을 흡수함으로써, 내구성을 향상시키는 것을 목적으로 하고 있고, 특히 파장 370㎚에서의 투과율이 10％ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5％ 이하, 더욱 바람직하게는 2％ 이하이다.
본 발명에 사용되는 자외선 흡수제는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 옥시벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 살리실산 에스테르계 화합물, 벤조페논계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물, 트리아진계 화합물, 니켈 착염계 화합물, 무기 분체 등을 들 수 있다.
예를 들어, 5-클로로-2-(3,5-디-sec-부틸-2-히드록시페닐)-2H-벤조트리아졸, (2-2H-벤조트리아졸-2-일)-6-(직쇄 및 측쇄 도데실)-4-메틸페놀, 2-히드록시-4-벤질옥시벤조페논, 2,4-벤질옥시벤조페논 등이 있고, 또한 티누빈 109, 티누빈 171, 티누빈 234, 티누빈 326, 티누빈 327, 티누빈 328, 티누빈 928 등의 티누빈류가 있고, 이것들은 모두 BASF재팬사 제조의 시판품이며 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명에서 바람직하게 사용되는 자외선 흡수제는 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 벤조페논계 자외선 흡수제, 트리아진계 자외선 흡수제이며, 특히 바람직하게는 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 벤조페논계 자외선 흡수제이다.
그 외에 1,3,5-트리아진환을 갖는 화합물 등의 원반 형상 화합물도 자외선 흡수제로서 바람직하게 사용된다.
본 발명에 따른 기재(광학 필름)는 자외선 흡수제를 2종 이상을 함유하는 것이 바람직하다.
또한, 자외선 흡수제로는 고분자 자외선 흡수제도 바람직하게 사용할 수 있고, 특히 일본 특허 공개 평6-148430호에 기재된 중합체 타입의 자외선 흡수제가 바람직하게 사용된다.
자외선 흡수제의 첨가 방법은 메탄올, 에탄올, 부탄올 등의 알코올이나 메틸렌클로라이드, 아세트산 메틸, 아세톤, 디옥솔란 등의 유기 용매 또는 이들의 혼합 용매에 자외선 흡수제를 용해하고 나서 도핑에 첨가하거나, 또는 직접 도핑 조성중에 첨가해도 좋다.
무기 분체와 같이 유기 용제에 용해되지 않는 것은, 유기 용제와 셀룰로오스에스테르 중에 디졸버나 샌드밀을 사용하여 분산하고 나서 도핑에 첨가한다.
자외선 흡수제의 사용량은 자외선 흡수제의 종류, 사용 조건 등에 따라 균일하지 않지만, 기재(광학 필름)의 건조 막 두께가 30 내지 200㎛인 경우에는 기재(광학 필름)의 전체 질량에 대하여 0.5 내지 10질량％의 범위 내가 바람직하고, 0.6 내지 4질량％의 범위 내가 더욱 바람직하다.
<산화 방지제>
본 발명에 따른 기재는 산화 방지제를 함유하고 있어도 좋다. 산화 방지제는 열화 방지제라고도 한다.
산화 방지제는, 예를 들어 기재 중의 잔류 용매량의 할로겐이나 인산계 가소제의 인산 등에 의해 기재가 분해하는 것을 늦추거나, 방지하기도 하는 역할을 가지므로, 기재 중에 함유시키는 것이 바람직하다.
이러한 산화 방지제로는 힌더드페놀계의 화합물이 바람직하게 사용되고, 예를 들어 2,6-디-t-부틸-p-크레졸, 펜타에리트리틸-테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 트리에틸렌글리콜-비스[3-(3-t-부틸-5-메틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 1,6-헥산디올-비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 2,4-비스-(n-옥틸티오)-6-(4-히드록시-3,5-디-t-부틸아닐리노)-1,3,5-트리아진, 2,2-티오-디에틸렌비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, N,N'-헥사메틸렌비스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시-히드로신남아미드), 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)벤젠, 트리스-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)-이소시아누레이트 등을 들 수 있다.
특히, 2,6-디-t-부틸-p-크레졸, 펜타에리트리틸-테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 트리에틸렌글리콜-비스[3-(3-t-부틸-5-메틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]가 바람직하다. 또한, 예를 들어 N,N'-비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오닐]히드라진 등의 히드라진계의 금속 불활성제나 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트 등의 인계 가공 안정제를 병용해도 좋다.
이들 화합물의 첨가량은 셀룰로오스에스테르 등의 기재 수지 100질량％에 대하여 1질량ppm 내지 1.0질량％의 범위 내가 바람직하고, 10 내지 1000 질량ppm의 범위 내가 더욱 바람직하다.
<미립자>
본 발명에 따른 기재는 미립자를 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 미립자로는 무기 화합물의 예로서 이산화규소, 이산화티타늄, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 탄산칼슘, 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 소성 카올린, 소성 규산칼슘, 수화 규산칼슘, 규산 알루미늄, 규산 마그네슘 및 인산 칼슘을 들 수 있다. 또한, 유기 화합물의 미립자도 바람직하게 사용할 수 있다. 유기 화합물의 예로는 폴리테트라플루오로에틸렌, 셀룰로오스아세테이트, 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리프로필렌메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리에틸렌카르보네이트, 아크릴스티렌계 수지, 실리콘계 수지, 폴리카르보네이트 수지, 벤조구아나민계 수지, 멜라민계 수지, 폴리올레핀계 분말, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 또는 폴리불화 에틸렌계 수지, 전분 등의 유기 고분자 화합물의 분쇄 분급물도 들 수 있다. 또는, 또한 현탁 중합법으로 합성한 고분자 화합물, 스프레이 드라이법 또는 분산법 등에 의해 공형으로 한 고분자 화합물, 또는 무기 화합물을 사용할 수 있다.
미립자는 규소를 포함하는 것이 탁도가 낮아지는 점에서 바람직하고, 특히 이산화규소가 바람직하다.
미립자의 1차 입자의 평균 입경은 5 내지 400㎚가 바람직하고, 더욱 바람직하는 것은 10 내지 300㎚이다.
이것들은 주로 입경 0.05 내지 0.3㎛의 2차 응집체로서 함유되어 있어도 좋고, 평균 입경 100 내지 400㎚의 입자이면 응집하지 않고 1차 입자로서 포함되어 있는 것도 바람직하다.
이들 미립자의 함유량은 기재 전체 질량 100질량％에 대하여 0.01 내지 1질량％의 범위 내인 것이 바람직하고, 특히 0.05 내지 0.5질량％의 범위 내가 바람직하다.
이산화규소의 미립자는, 예를 들어 에어로실 R972, R972V, R974, R812, 200, 200V, 300, R202, OX50, TT600(이상 닛본에어로실(주) 제조)의 상품명으로 시판되고 있어, 사용할 수 있다.
산화 지르코늄의 미립자는, 예를 들어 에어로실 R976 및 R811(이상 닛본에어로실(주) 제조)의 상품명으로 시판되고 있어, 사용할 수 있다.
중합체의 예로서 실리콘 수지, 불소 수지 및 아크릴 수지를 들 수 있다. 실리콘 수지가 바람직하고, 특히 삼차원의 망상 구조를 갖는 것이 바람직하며, 예를 들어 토스펄 103, 동105, 동108, 동120, 동145, 동3120 및 동240(이상 도시바실리콘(주) 제조)의 상품명으로 시판되고 있어, 사용할 수 있다.
기재가 셀룰로오스에스테르 함유 용액을 유연해서 제막될 경우, 각종 첨가제는 제막 전의 셀룰로오스에스테르 함유 용액인 도핑에 뱃치 첨가해도 좋고, 첨가제 용해액을 별도로 준비해서 인라인 첨가해도 좋다. 특히 미립자는 여과재에 대한 부하를 저감시키기 위해서, 일부 또는 전량을 인라인 첨가하는 것이 바람직하다.
첨가제 용해액을 인라인 첨가하는 경우에는, 도핑과의 혼합성을 좋게 하기 위해서, 소량의 셀룰로오스에스테르를 용해하는 것이 바람직하다. 바람직한 셀룰로오스에스테르의 양은 용제 100질량부에 대하여 1 내지 10질량부이고, 보다 바람직하게는 3 내지 5질량부이다.
본 발명에 있어서 인라인 첨가, 혼합을 행하기 위해서는, 예를 들어 스태틱 믹서(도레이 엔지니어링 제조), SWJ(도레이 정지형 관내 혼합기 Hi-Mixer) 등의 인라인 믹서 등이 바람직하게 사용된다.
<리타데이션 제어제>
액정 표시 장치 등의 표시 장치의 표시 품질의 향상을 위해 기재(광학 필름) 중에 리타데이션 제어제를 첨가하거나, 배향막을 형성해서 액정층을 형성하고, 편광판 보호 필름과 액정층 유래의 리타데이션을 복합화하거나 함으로써, 기재(광학 필름)에 대하여 광학 보상능을 부여할 수 있다. 리타데이션을 조절하기 위해서 첨가하는 화합물은 유럽 특허 911,656A2호 명세서에 기재되어 있는 바와 같은, 2개 이상의 방향족 환을 갖는 방향족 화합물을 리타데이션 제어제로서 사용할 수도 있다. 또는, 일본 특허 공개 제2006-2025호 공보에 기재된 막대 형상 화합물을 들 수 있다. 또한 2종류 이상의 방향족 화합물을 병용해도 좋다. 상기 방향족 화합물의 방향족 환에는, 방향족 탄화수소환에 더하여, 방향족성 헤테로환을 포함하는 방향족성 헤테로환인 것이 특히 바람직하고, 방향족성 헤테로환은 일반적으로 불포화 헤테로환이다. 그 중에서도 일본 특허 공개 제2006-2026호 공보에 기재된 1,3,5-트리아진 환이 특히 바람직하다.
이들 리타데이션 제어제의 첨가량은 사용하는 기재 수지 100질량％에 대하여 0.5 내지 20질량％의 범위 내인 것이 바람직하고, 1 내지 10질량％의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
상기 기재의 두께는 5 내지 45㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 5㎛ 이상이면, 연신 공정에서의 연신의 균일성이 우수하고, 45㎛ 이하이면 연신시의 온도 구배가 기재의 두께 방향으로 균일해지기 쉽다. 또한, 45㎛ 이하이면 상기 기재를 편광판의 보호 필름으로서 그대로 사용한 경우에, 편광판의 박막화를 달성할 수 있다. 또한, 상기 기재는 폭이 1000 내지 3000㎜인 롤 형상의 필름인 것이 바람직하다.
(기재의 흡수율)
본 발명에 따른 기재의 적층 공정 이전의 흡수율은 0.3 내지 4.3％의 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 흡수율이 0.3％ 이상이면 친수성 고분자층과의 계면에서 밀착성이 높아지기 때문에, 적층체를 연신했을 때의 친수성 고분자층 연신의 균일성이 우수하고, 나아가서는 또한 편광도 불균일이 발생하기 어렵다. 또한, 상기 흡수율이 4.3％ 이하이면, (1) 적층 공정, (2) 연신 공정 및 (3) 염색 공정에 더하여, 또한 (4) 접합 공정 및 (5) 박리 공정을 실시할 때 박리면이 균일해서, 박리 나머지가 발생하지 않는다.
상기 기재 중, 폴리에스테르의 흡수율은 0.4％ 정도이고, 셀룰로오스에스테르 중 하나인 셀룰로오스트리아세테이트의 흡수율은 4.4％ 정도이다. 상기 기재의 흡수율은 각종 첨가제가 첨가됨으로써 변화한다. 예를 들어 시판하고 있는 셀룰로오스아세테이트 필름과 같이 가소제 등이 첨가되어 있으면 흡수율은 4.4％보다 낮아진다.
기재에 친수성 고분자의 수용액을 도포하고 건조하여 연신할 때에는, 친수성 고분자층은 완전히는 건조되어 있지 않고, 이렇게 큰 흡수율을 갖는 기재는 친수성 고분자층으로부터 수분을 흡수하여, 연신 공정에 있어서도 수분을 유지하고 있다.
이와 같이, 흡수율이 큰 기재는, 친수성 고분자층이 적층된 부분의 탄성률이 저하되고, 친수성 고분자층이 적층되어 있지 않은 TD 방향의 단부와의 탄성률의 차이가 크다. 이러한 적층체를 균일한 온도에서 연신할 경우, 기재에 탄성률이 상이한 부분을 갖기 때문에, 연신이 불균일해져, 광학 필름 적층체에 편광도 불균일이 발생한다고 추정된다. 본 발명의 광학 필름 적층체의 제조 방법을 사용하면, 흡수율이 큰 기재를 사용한 경우에도 편광도 불균일을 발생시키는 경우가 없다.
또한, 흡수율은 JIS K7209의 A법에 준하여, 이하의 방법으로 구한다.
적층 전의 기재의 필름을 세로 50㎜, 가로 50㎜의 정사각형으로 잘라내어, 시험편을 제작한다.
23℃의 물에 침지 후, 시험편을 50.0±2.0℃로 조절한 오븐에서 24±1시간 건조한다. 이어서, 데시케이터에 넣어서 실온까지 냉각한 후, 0.1㎎까지 잰다. 이 작업을 시험편의 질량이 ±0.1㎎ 이내에서 일정(질량 w1)하게 될 때까지 반복한다.
다음으로 증류수를 넣은 용기에 시험편을 넣는다. 이 증류수는 23.0℃±1.0℃로 조절한다. 24±1시간 침지 후, 시험편을 물에서 취출하여, 표면의 수분을 깨끗하고 마른 천 또는 필터지로 모두 닦아낸다. 물에서 취출하여 1분 이내에 다시 시험편을 0.1㎎까지 잰다(질량 w2).
상기 흡수율은 하기 식에 의해 구해진다.
흡수율 C=(w2-w1)/w1×100(％)
(제2 광학 필름)
상기 제2 광학 필름은 상기 (기재)의 항에서 나타낸 재료와 마찬가지의 재료를 사용할 수 있다. 상기 제2 광학 필름으로는 투명 보호 필름이어도 좋지만, 여러가지 위상차 필름을 사용함으로써, 시야각 특성의 향상, 색 편차 방지 등의 고기능을 부가시킨 편광판을 제조할 수 있다. 상기 제2 광학 필름은, 상기 친수성 고분자막을 연신할 때의 영향을 받지 않기 때문에, 여러 가지 고기능을 부여할 수 있다. 또한, 제2 광학 필름의 친수성 고분자층의 면에 제3 광학 필름을 접착함으로써, 편광막이 제2 광학 필름과 제3 광학 필름에 의해 끼움 지지된 편광판을 얻을 수 있다.
(2색성 물질)
상기 적층체를 공중 연신하고 배향시킨 친수성 고분자층에 염색 공정에서 상기 적층체의 친수성 고분자층에 2색성 물질을 흡착시킴으로써, 기재 상에 박형 편광막이 적층된 광학 필름 적층체를 제작할 수 있다.
2색성 물질로는, 예를 들어 요오드나 유기 염료 등을 들 수 있다. 유기 염료로는, 예를 들어 레드BR, 레드LR, 레드R, 핑크LB, 루빈BL, 보르도GS, 스카이블루LG, 레몬옐로우, 블루BR, 블루2R, 네이비RY, 그린LG, 바이올렛LB, 바이올렛B, 블랙H, 블랙B, 블랙GSP, 옐로우3G, 옐로우R, 오렌지LR, 오렌지3R, 스칼렛GL, 스칼렛KGL, 콩고레드, 브릴리언트 바이올렛BK, 수프라 블루G, 수프라 블루GL, 수프라 오렌지GL, 다이렉트 스카이블루, 다이렉트 퍼스트 오렌지S, 퍼스트 블랙 등을 사용할 수 있다. 이들 2색성 물질은 1종이어도 좋고, 2종류 이상을 병용해서 사용해도 좋다.
염색 처리는, 예를 들어 상기 2색성 물질을 함유하는 용액(염색 용액)에, 상기 적층체를 침지시킴으로써 행할 수 있다. 상기 염색 용액으로는 상기 2색성 물질을 용매에 용해한 용액을 사용할 수 있다. 상기 용매로는 물이 일반적으로 사용되지만, 물과 상용성이 있는 유기 용매가 더 첨가되어도 좋다. 2색성 물질의 농도로는 0.01 내지 10질량％의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 0.02 내지 7질량％의 범위 내에 있는 것이 보다 바람직하며, 0.025 내지 5질량％의 범위 내인 것이 특히 바람직하다.
또한, 상기 2색성 물질로서 요오드를 사용하는 경우, 염색 효율을 한층 더 향상할 수 있는 점에서, 요오드화물을 더 첨가하는 것이 바람직하다. 이 요오드화물로는, 예를 들어 요오드화 칼륨, 요오드화 리튬, 요오드화 나트륨, 요오드화 아연, 요오드화 알루미늄, 요오드화 납, 요오드화 구리, 요오드화 바륨, 요오드화 칼슘, 요오드화 주석, 요오드화 티타늄 등을 들 수 있다. 이들 요오드화물의 첨가 비율은, 상기 염색 용액에 있어서, 0.01 내지 10질량％의 범위 내인 것이 바람직하고, 0.1 내지 5질량％의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 이들 중에서도 요오드화 칼륨을 첨가하는 것이 바람직하고, 요오드와 요오드화 칼륨의 비율(질량비)은 1:5 내지 1:100의 범위 내에 있는 것이 바람직하며, 1:6 내지 1:80의 범위 내에 있는 것이 보다 바람직하고, 1:7 내지 1:70의 범위 내에 있는 것이 특히 바람직하다.
상기 염색 용액에 대한 적층체의 침지 시간은 특별히 한정되지 않지만, 통상적으로는 15초 내지 5분간의 범위 내인 것이 바람직하고, 1분 내지 3분간의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 또한, 염색 용액의 온도는 10 내지 60℃의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 20 내지 40℃의 범위 내에 있는 것이 보다 바람직하다.
또한, 염색 처리로는 상술한 바와 같은 염색 용액에 침지하는 방법 이외에, 예를 들어 2색성 물질을 포함하는 용액을 상기 적층체에 도포 또는 분무하는 방법이어도 좋다.
(가교 용액)
가교제로는 종래 공지된 물질을 사용할 수 있다. 예를 들어, 붕산, 붕사 등의 붕소 화합물이나, 글리옥살, 글루타르알데히드 등을 들 수 있다. 이것들은 1종류여도 좋고, 2종류 이상을 병용해도 좋다.
상기 가교 용액으로는 상기 가교제를 용매에 용해한 용액을 사용할 수 있다. 상기 용매로는, 예를 들어 물을 사용할 수 있지만, 또한 물과 상용성이 있는 유기 용매를 포함해도 좋다. 상기 용액에 있어서의 가교제의 농도는, 이것에 한정되는 것은 아니지만, 1 내지 10질량％의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 2 내지 6질량％의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
상기 가교 용액 중에는 편광자 면 내의 균일한 특성이 얻어지는 점에서, 요오드화물을 첨가해도 좋다. 요오드화물로는, 예를 들어 요오드화 칼륨, 요오드화 리튬, 요오드화 나트륨, 요오드화 아연, 요오드화 알루미늄, 요오드화 납, 요오드화 구리, 요오드화 바륨, 요오드화 칼슘, 요오드화 주석, 요오드화 티타늄 등을 들 수 있고, 이 함유량은 0.05 내지 15질량％의 범위 내, 보다 바람직하게는 0.5 내지 8질량％의 범위 내이다.
상기 가교 용액에 대한 상기 적층체의 침지 시간은, 통상 15초 내지 5분간의 범위 내인 것이 바람직하고, 30초 내지 3분간의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 또한, 가교 용액의 온도는 20 내지 70℃의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 40 내지 70℃의 범위 내에 있는 것이 보다 바람직하다.
(편광판)
상기 광학 필름 적층체의 2색성 물질이 흡착된 친수성 고분자층은, 박형 편광막으로서 기능한다. 또한, 상기 광학 필름 적층체의 기재는 보호 필름으로서 기능한다. 따라서, 광학 필름 적층체는 박형 편광막과 보호 필름이 적층된 편광판으로서 사용할 수 있다.
상기 편광판(연신 적층체)은 친수성 고분자층(편광막)의 편측에 기재를 갖는다. 기재는 편광판의 투명 보호 필름으로서, 그대로 사용할 수 있다. 한편, 친수성 고분자층에 있어서의 기재가 없는 측에는 투명 보호 필름을 접합할 수 있다.
투명 보호 필름으로는 상기 기재로서 예시한 것과 마찬가지의 재료를 사용할 수 있다. 투명 보호 필름의 두께는 적절하게 결정할 수 있지만, 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성, 박층성 등의 점에서, 1 내지 500㎛의 범위 내 정도이다. 특히 1 내지 300㎛의 범위 내가 바람직하고, 5 내지 200㎛의 범위 내가 보다 바람직하다. 투명 보호 필름은 5 내지 150㎛의 범위 내인 경우에 특히 적합하다.
또한, 친수성 고분자층(편광자)의 양측에 투명 보호 필름을 형성하는 경우, 그 표리에 있어 같은 중합체 재료를 포함하는 투명 보호 필름(기재를 포함)을 사용해도 좋고, 상이한 중합체 재료 등을 포함하는 투명 보호 필름을 사용해도 좋다.
(액정 표시 장치로의 적용)
상기 광학 필름 적층체는, 액정 표시 장치 등의 각종 장치의 제조 등에 바람직하게 사용할 수 있다. 액정 표시 장치의 제조는 종래에 준해서 행할 수 있다. 즉 액정 표시 장치는, 일반적으로 액정 셀과 편광판 또는 광학 필름 및, 필요에 따라 조명 시스템 등의 구성 부품을 적절하게 조립해서 구동 회로를 내장하는 것 등에 의해 형성되지만, 본 발명의 광학 필름 적층체를 편광판으로서 액정 표시 장치에 사용함으로써, 시야각 특성의 향상, 색 편차 방지 등의 화질 향상이 달성된다. 본 발명의 광학 필름 적층체는 여러 가지 액정 셀에 대해서 효과를 발휘하고, 예를 들어 TN형이나 STN형, π형, VA형, IPS형 등의 임의의 타입인 것과 조합해서 사용할 수 있다.
(유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치(유기 EL 표시 장치라고도 함)로의 적용)
또한, 유기 EL 표시 장치는, 투명 기판 상에 투명 전극과 유기 발광층과 금속 전극을 순서대로 적층해서 발광체(유기 일렉트로루미네센스 발광체)를 형성하고 있다. 유기 EL 표시 장치는 비발광시에 금속 전극에서 외광이 반사되어 화상의 콘트라스트가 저하되는 것을 방지하기 위해 원편광판이 사용된다. 상기 제2 광학 필름으로서 λ/4 위상차 필름을 사용함으로써, 상기 제2 광학 필름 적층체는 원편광판으로서 기능하고, 유기 EL 표시 장치에 사용함으로써, 콘트라스트 향상 효과를 발휘할 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예를 들어서 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니다. 또한, 실시예에 있어서 「부」 또는 「％」의 표시를 사용하지만, 특별히 언급이 없는 한 「질량부」 또는 「질량％」를 나타낸다.
[실시예 1]
(광학 필름 적층체 1의 제작)
비정질성 폴리에스테르 기재로서, 이소프탈산을 6mol％ 공중합시킨 중합도 1500의 이소프탈산 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하, 「비정질성 PET」라고 함)의 연속 웹의 140㎛ 두께, 1490㎜ 폭의 기재를 제작하였다. 상기 비정질성 PET의 흡수율은 상기 (기재의 흡수율)의 항에 기재한 방법으로 측정한 결과, 0.4％이고, 유리 전이 온도는 75℃이다.
(적층 공정)
친수성 고분자로서 폴리비닐알코올(이하, 「PVA」라고 함)을 사용하여, 연속 웹의 비정질성 PET 기재와 PVA 층을 포함하는 적층체를 이하와 같이 제작하였다. 덧붙여서 말하면 PVA의 유리 전이 온도는 80℃이다.
중합도 1000, 비누화도 99％의 PVA 분말을 물에 용해한 4.5질량％ 농도의 PVA 수용액을 준비하였다. 이어서, 상기 기재에 상기 PVA 수용액을 1450㎜의 폭으로 도포하고, 50 내지 70℃의 범위 내의 온도에서 건조하여, 10㎛ 두께의 PVA층과 140㎛ 두께의 기재를 갖는 연속 웨브의 적층체를 제작하였다. 또한, 상기 연속 웨브의 적층체는 PVA층이 적층되어 있지 않은 기재의 부분을, TD 방향의 양측에 20㎜의 폭으로 갖고 있었다.
(연신 공정)
10㎛ 두께의 PVA층을 포함하는 상기 적층체를, 95℃의(95℃의 공기가 흐름) 오븐(20) 중의 연신 장치에 통과시키고, 연신 배율이 2배가 되도록 MD 방향으로 공중 연신하여, PVA층의 두께가 5㎛인 연신 적층체를 제작하였다. 또한, 연신 중에 기재면의 온도를 방사 온도계로 측정한 결과, 전체면에 걸쳐서 95℃였다.
(염색 공정)
상기 연신 적층체를, 액온 30℃의 요오드 및 요오드화 칼륨을 포함하는 염색액에, 최종적으로 형성되는 PVA층의 파장 550㎚의 광의 투과율이 40 내지 44％의 범위 내가 되도록 시간을 조정하고, 침지함으로써, 연신 적층체에 포함되는 PVA층에 요오드를 흡착시켜 착색 적층체를 제작하였다. 상기 염색액은 물을 용매로 하고, 요오드 농도를 0.30질량％로 하고, 요오드화 칼륨 농도를 2.1질량％로 하였다.
(가교 공정)
상기 착색 적층체를, 가교 공정 중에 착색 적층체를 비정질성 PET 기재와 일체로, 더욱 MD 방향으로 연신하여, PVA층의 두께가 3㎛가 되고, 기재의 두께가 42㎛가 되었다. 이것을 세정 건조하여, PVA층의 두께가 3㎛, 기재의 두께가 42㎛인 광학 필름 적층체 1을 제작하였다. 구체적으로는 상기 가교 공정은 착색 적층체를, 4질량％의 붕산과 5질량％의 요오드화 칼륨을 포함하는 액온 65℃의 붕산 수용액으로 설정된 처리 장치에 배치된 연신 장치에 걸고, 30 내지 90초의 범위 내의 시간을 들여서 연신 공정 전부터 가교 공정 후까지의 연신 배율이 3.3배가 되도록 MD 방향으로 연신하는 공정이다.
(광학 필름 적층체 2 내지 5의 제작)
상기 광학 필름 적층체 1의 제작에 있어서, 적층체를 오븐 중의 연신 장치에 통과시키는 것에 더하여, 오븐(20) 중에서 적층체의 PVA층이 적층되어 있지 않은 양단의 부분에 히터(25 및 26)의 바람을 불어대어, PVA층이 적층되어 있지 않은 양쪽 측단부의 기재의 온도를 표 1의 온도가 되도록 조정하고, 기재의 중앙 온도가 95℃가 되도록 필요에 따라 오븐의 온도를 조정하여 연신한 것 이외에는, 마찬가지로 하여 광학 필름 적층체 2 내지 5를 제작하였다.
또한, 연신중인 기재면의 온도는 방사 온도계로 측정하였다. 사용한 기재의 흡수율은 0.4％이고, 광학 필름 적층체 2 내지 5의 PVA층의 두께는 3㎛이며, 기재의 두께는 42㎛였다.
(광학 필름 적층체 6의 제작)
상기 광학 필름 적층체 2의 제작에 있어서, 기재로서 두께 140㎛, 폭 1490㎜의 셀룰로오스트리아세테이트 필름 1(중량 평균 분자량 24만인 셀룰로오스트리아세테이트를 포함하는 필름)의 연속 웹을 사용하여, 오븐(20) 및 히터(25 및 26)의 온도를 조절하고, 양쪽 측단부 기재의 온도 및 기재 중심의 온도를 표 1과 같이 조정한 것 이외에는, 마찬가지로 하여 3㎛ 두께의 PVA층과 42㎛ 두께의 기재를 포함하는 광학 필름 적층체 6을 제작하였다.
또한, 상기 셀룰로오스트리아세테이트 필름 1의 흡수율은, 상기 (기재의 흡수율) 항에 기재한 방법으로 측정한 결과, 4.4％였다. 또한, 상기 셀룰로오스트리아세테이트 필름 1의 유리 전이 온도는 160℃이고, 결정화 온도는 195℃였다.
(광학 필름 적층체 7 내지 13의 제작)
광학 필름 적층체 1의 제작에 있어서, 광학 필름 적층체의 PVA층(친수성 고분자층)이 표 1의 두께가 되도록 PVA 수용액을 도포하고, 적층체를 오븐(20) 중의 연신 장치에 통과시키는 것에 더하여, 오븐 중에서 적층체의 PVA층이 적층되어 있지 않은 양단의 부분에 히터(25 및 26)의 바람을 불어 대어, PVA층이 적층되어 있지 않은 양쪽 측단부 기재의 온도와, 기재 중심의 온도가 표 1에 나타낸 온도가 되도록 오븐의 온도와 히터의 온도를 조정하여 연신한 것 이외에는, 마찬가지로 하여 광학 필름 적층체 7 내지 13을 제작하였다. 또한, 연신중인 기재면의 온도는 방사 온도계로 측정하였다. 광학 필름 적층체 7 내지 13의 PVA층의 두께는 3㎛이고, 기재의 두께는 42㎛였다.
(방향족 말단 에스테르계 가소제 1의 합성)
반응 용기에 프탈산 410부, 벤조산 610부, 디프로필렌글리콜 737부 및 촉매로서 테트라이소프로필티타네이트 0.40부를 일괄로 투입하여 질소 기류 중에서 교반 하, 환류 응축기를 부착해서 과잉의 1가 알코올을 환류시키면서, 산가가 2 이하로 될 때까지 130 내지 250℃에서 가열을 계속해 생성되는 물을 연속적으로 제거하였다. 계속해서 200 내지 230℃에서 1.33×104㎩ 내지 최종적으로 4×102㎩ 이하의 감압 하, 유출분을 제거하고, 그 후 여과해서 다음의 성상을 갖는 방향족 말단 에스테르계 가소제 1을 얻었다.
점도: 43400(m㎩·s, 25℃)
산가: 0.2
(광학 필름 적층체 14의 제작)
상기 광학 필름 적층체 6의 제작에 있어서, 기재의 셀룰로오스트리아세테이트 필름 1 대신에, 중량 평균 분자량 24만인 셀룰로오스트리아세테이트에 상기 방향족 말단 에스테르계 가소제 1을 5.0질량％ 첨가해서 제작한 셀룰로오스트리아세테이트 필름 2를 사용한 것 이외에는, 마찬가지로 하여 3㎛ 두께의 PVA층과 42㎛ 두께의 기재를 포함하는 광학 필름 적층체 14를 제작하였다.
상기 셀룰로오스트리아세테이트 필름 2의 사양 두께: 140㎛, 폭: 1490㎜, 유리 전이점: 150℃, 결정화 온도: 190℃, 흡수율(상기 (기재의 흡수율) 항에 기재한 방법으로 측정): 4.3％.
(광학 필름 적층체 15의 제작)
상기 광학 필름 적층체 2의 제작에 있어서, 기재로서 하기 사양의 폴리카르보네이트 필름을 사용하고, 기재 중심의 온도와 기재 단부의 온도를 표 1의 기재와 같이 조정한 것 이외에는, 마찬가지로 하여 3㎛ 두께의 PVA층과 42㎛ 두께의 기재를 포함하는 광학 필름 적층체 15를 제작하였다.
상기 폴리카르보네이트 필름의 사양 두께: 140㎛, 폭: 1490㎜, 중량 평균 분자량: 10만, 유리 전이점: 150℃, 흡수율(상기 (기재의 흡수율) 항에 기재한 방법으로 측정): 0.2％.
(광학 필름 적층체 16의 제작)
상기 광학 필름 적층체 2의 제작에 있어서, 기재로서 델펫 80N(아사히가세이 케미컬즈사 제조; 아크릴 수지, 유리 전이점 107℃)을 사용해서 하기 사양으로 제작한 필름을 사용하고, 기재 중심의 온도와 기재 단부의 온도를 표 1의 기재와 같이 조정한 것 이외에는, 마찬가지로 하여 3㎛ 두께의 PVA층과 42㎛ 두께의 기재를 포함하는 광학 필름 적층체 16을 제작하였다.
상기 필름의 사양 두께: 140㎛, 폭: 1490㎜, 흡수율(상기 (기재의 흡수율) 항에 기재한 방법으로 측정): 0.3％.
(광학 필름 적층체 17 내지 20의 제작)
광학 필름 적층체 5의 제작에 있어서, 광학 필름 적층체에 있어서의 기재의 두께가 표 1에 나타낸 바와 같이 4㎛, 5㎛, 45㎛ 및 46㎛가 되도록, 적층 공정 전의 기재의 두께를 조정한 것 이외에는, 마찬가지로 하여 광학 필름 적층체 17 내지 20을 제작하였다.
(편광도 불균일의 평가)
다음의 조건으로 광학 필름 적층체의 TD 방향의 중심의 편광도를 측정하여, 편광도 A라고 하였다. 또한, 광학 필름 적층체의 TD 방향으로, PVA층의 단부로부터 25㎜ 내측의 편광도를 측정하여, 편광도 B라고 하였다. A/B의 비의 값을 구하였다. 편광도 불균일은 상기 비의 값이 1에 가까울수록 좋고, 1로부터 괴리될수록 나쁘다.
편광도계: UV-2200(시마즈세이사꾸쇼사 제조)
측정 환경: 온도 23℃, 상대 습도 55％
(편광도 불균일의 평가 기준)
○: 0.999≤A/B≤1.001
△: 0.998≤A/B <0.999 또는 1.001<A/B≤1.002
×: A/B<0.998 또는 1.002<A/B
또한, 셀룰로오스트리아세테이트는 표 중에서 셀룰로오스에스테르라고 표기하였다.
Figure pct00002
표 1로부터, 공중 연신시에 상기 기재의 TD 방향의 단부 온도가, 상기 기재의 TD 방향의 중심 온도보다 1 내지 40℃의 범위 내에서 높게 함으로써, 편광도 불균일이 개선되는 것을 알 수 있다.
[실시예 2]
(광학 필름 적층체 101 내지 120의 제작)
웹 형상의 상기 광학 필름 적층체 1 내지 20의 PVA층의 표면에 접착제를 도포하면서, 24㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름을 접합한 후, 비정질성 PET 기재, 셀룰로오스에스테르 기재, 폴리카르보네이트 기재 또는 아크릴 수지 기재를 박리하여, 광학 필름 적층체 1 내지 20에 대응하는 광학 필름 적층체 101 내지 120(웹 형상의 PVA층/TAC 적층체)을 얻었다.
(편광도 불균일 및 외관의 평가)
상기 광학 필름 적층체 101 내지 120에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 편광도 불균일의 평가 및 외관의 평가를 행하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
[실시예 3]
(편광판 101 내지 120의 제작)
웹 형상의 상기 광학 필름 적층체 101 내지 120의 PVA층의 표면(상기 기재를 박리한 면)에 접착제를 도포하면서, 24㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름을 접합하고, TAC/PVA층/TAC의 적층체인 대응하는 웹 형상의 편광판 101 내지 120을 각각 제작하였다.
(액정 표시 장치 101 내지 120의 제작)
상기에 의해 제작한 웹 형상의 편광판 101 내지 120을, PVA층의 단부로부터 10㎜ 내측에서 슬릿하고, 단부를 제외하여, 슬릿된 웹 형상의 편광판을 얻었다. 상기 슬릿된 웹 형상의 편광판 단부를 1변으로 포함하는 직사각형이 되도록, 각각 파나소닉(주) 제조 42인치 액정 텔레비전(비에라 TH-L42G3)에 사용되고 있는 편광판의 치수로 재단하여, 각각 42인치 사이즈의 편광판 101 내지 120을 얻었다. 또한, 직사각형으로 재단하는 방향은, 비에라 TH-L42G3에 미리 접합되어 있었던 양면의 편광판과 동일한 방향으로 흡수축이 향하도록 결정하였다.
상기 제작한 42인치 사이즈의 편광판 101 내지 120을 사용하여, 다음의 방법에 의해 액정 표시 장치 101 내지 120을 제작하였다.
파나소닉(주) 제조 42인치 액정 텔레비전(비에라 TH-L42G3)의 미리 접합되어 있었던 양면의 편광판을 박리하고, 상기 제작한 42인치 사이즈의 편광판 101 내지 120을 각각 액정 셀의 유리면측에, 또한 미리 접합되어 있었던 편광판과 동일한 방향으로 흡수축이 향하도록 액정 셀의 양면에 접합하여, 대응하는 액정 표시 장치 101 내지 120을 각각 제작하였다.
이상과 같이 해서 제작한 액정 표시 장치 101 내지 120을 사용해서 콘트라스트 불균일의 평가를 행하였다.
(콘트라스트 불균일의 평가)
상기 액정 표시 장치를 백라이트 점등 2시간 후의 흑색 표시에서의 콘트라스트 불균일(강약)과, 화상 표시했을 때의 영향을 육안으로 평가하였다. 또한, 콘트라스트 불균일의 평가 결과에 대해서는 △ 이상이면 문제가 없다. 다음의 평가 기준으로 판정하여, 결과를 표 2에 나타냈다.
○: 콘트라스트 불균일이 전혀 보이지 않음
△: 화상 표시는 신경 쓰이지 않지만, 약한 콘트라스트 불균일이 보임
×: 화상 표시에서도 신경 쓰이고, 콘트라스트 불균일이 강하게 보임
결과를 표 2에 나타낸다.
Figure pct00003
표 2로부터 공중 연신시에 상기 기재의 TD 방향의 단부의 온도가, 상기 기재의 TD 방향의 중심의 온도보다 1 내지 40℃의 범위 내에서 높게 함으로써, 친수성 고분자층과 제2 광학 필름이 적층된 광학 필름 적층체에 있어서도, 편광도 불균일이 개선되는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 광학 필름 적층체를 사용한 액정 표시 장치는 콘트라스트 불균일이 개선되는 것을 알 수 있다.
본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 광학 필름 적층체는, 폭 방향으로 편광도 불균일이 없는 박형 편광막이고, 박형의 편광판 및 액정 표시 장치에 바람직하게 사용할 수 있다.
1: 적층 공정
2: 연신 공정
3: 염색 공정
4: 세정 건조 공정
6: 롤
7: 롤
11: 도포기
12: 건조기
20: 오븐
25: 히터
26: 히터
31: 염색액
32: 염색욕
41: 세정 장치
42: 건조기

Claims (8)

  1. (1) 열가소성 수지 기재 상에 친수성 고분자층을 적층하여 적층체를 형성하는 적층 공정, (2) 상기 적층체를 공중 연신하여, 배향시킨 친수성 고분자층을 포함하는 연신 적층체를 형성하는 연신 공정, 및 (3) 상기 친수성 고분자층에 2색성 물질을 흡착시키는 염색 공정을 갖는 광학 필름 적층체의 제조 방법이며, 상기 공중 연신시의, 상기 기재의 TD 방향에 있어서의 친수성 고분자층이 적층되어 있지 않은 단부의 온도가 상기 기재의 TD 방향에 있어서의 중심의 온도보다 1 내지 40℃의 범위 내에서 높은 것을 특징으로 하는 광학 필름 적층체의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광학 필름 적층체에 있어서의 상기 친수성 고분자층의 두께가 2 내지 10㎛의 범위 내이고, 상기 광학 필름 적층체에 있어서의 상기 기재의 두께가 5 내지 45㎛의 범위 내이며, 또한 JIS K 7209의 (A법)에 준해서 하기 식 (1)로부터 구해지는 상기 적층 공정 전의 기재의 흡수율이 0.3 내지 4.3％의 범위 내인 것을 특징으로 하는 광학 필름 적층체의 제조 방법.
    식 (1): 흡수율=(w2-w1)/w1×100(％)
    (식 (1) 중, w1은 물에 침지하기 전의 시험편의 건조 질량(㎎)이고, w2는 23.0±1.0℃의 물에 24±1시간 침지한 후의 시험편의 질량(㎎)임)
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 친수성 고분자층을 형성하는 친수성 고분자가 폴리비닐알코올계 수지인 것을 특징으로 하는 광학 필름 적층체의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 친수성 고분자층이 박형 편광막이고, 상기 박형 편광막의 TD 방향에 있어서의 중심의 편광도 A와, 상기 박형 편광막의 TD 방향에 있어서의 단부로부터 25㎜ 내측의 편광도 B가, 하기 식 (2)를 만족하도록 조정하는 것을 특징으로 하는 광학 필름 적층체의 제조 방법.
    식 (2): 0.999≤A/B≤1.001
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (1) 내지 (3)의 공정에 더하여, (4) 상기 친수성 고분자층의 면에 접착제를 개재해서 제2 광학 필름을 접합하는 접합 공정 및 (5) 상기 기재를 박리하는 박리 공정을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 광학 필름 적층체의 제조 방법.
  6. 두께가 2 내지 10㎛인 친수성 고분자층의 편광막이고, 또한 편광막의 TD 방향에 있어서의 중심의 편광도 A와, 편광막의 TD 방향에 있어서의 단부로부터 25㎜ 내측의 편광도 B가, 하기 식 (2)를 만족하는 것을 특징으로 하는 박형 편광막.
    식 (2): 0.999≤A/B≤1.001
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름 적층체의 제조 방법에 의해 제조된 광학 필름 적층체가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 편광판.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름 적층체의 제조 방법에 의해 제조된 광학 필름 적층체가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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