KR20150046266A - 광학 필름 및 광학 필름의 제조 방법, 편광판 및 액정 표시 장치 - Google Patents

광학 필름 및 광학 필름의 제조 방법, 편광판 및 액정 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은, 백탁이 적고, 열 주름을 발생시키기 어렵고, 또한 롤체에 있어서의 권취 형상의 열화가 적은 광학 필름 및 그것에 의해 휘도가 높은 액정 표시 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 광학 필름은, 아실기의 총 치환도가 2.0 내지 3.0이며, 또한 아실기 모두가 아세틸기인 셀룰로오스에스테르를 함유하고, 필름 면 내의 서로 직교하는 2개의 방향의 파단 신도가, 모두 1 내지 10％이며, 또한 두께가 15 내지 35㎛이다.

Description

광학 필름 및 광학 필름의 제조 방법, 편광판 및 액정 표시 장치{OPTICAL FILM, METHOD FOR PRODUCING OPTICAL FILM, POLARIZING PLATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 광학 필름 및 광학 필름의 제조 방법, 편광판 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.
현재, 스마트 폰이나 타블렛 등의 휴대형 액정 표시 장치가 널리 보급되어 있다. 이들 휴대형 액정 표시 장치에는, 박형화가 요구되고 있다.
액정 표시 장치는, 액정 셀과, 그것을 끼움 지지하는 한 쌍의 편광판을 갖는다. 편광판은, 통상, 편광자와, 그것을 끼움 지지하는 한 쌍의 보호 필름을 갖는다. 그 때문에, 휴대형 액정 표시 장치의 박형화에 수반하여, 그 구성 부재인 보호 필름의 박막화도 요구되고 있다.
보호 필름은, 통상, 제막된 필름 원단을 연신해서 제조된다. 보호 필름을 박막화하기 위해서는, 필름 원단의 두께를 얇게 하는 것도 유효하지만; 필름 원단을 얇게 하려고 하면, 주름이 발생하기 쉽다. 그 때문에, 필름 원단의 두께를 얇게 하는 것이 아니고, 연신 배율을 높임으로써, 보호 필름을 박막화하는 것이 요망되고 있다.
이에 비해, TAC나 DAC 등의 셀룰로오스아세테이트를 포함하는 필름 원단을 용액 제막법으로 얻은 후; 상기 필름 원단을 고배율로, 1방향으로 연신해서 얻어지는 광학 필름이 제안되어 있다(특허문헌 1 내지 3). 또한, CAP나 CAB 등의 탄소 원자수 3 이상의 아실기를 포함하는 셀룰로오스에스테르를 포함하는 필름 원단을 용융 제막법으로 얻은 후; 상기 필름 원단을, 고배율로 2축 연신해서 얻어지는 광학 필름 등도 제안되어 있다(특허문헌 4). 또한, 셀룰로오스아세테이트와, 인산에스테르계 가소제를 포함하는 필름 원단을 용액 제막법으로 얻은 후, 2축 연신해서 얻어지는 광학 필름도 제안되어 있다(특허문헌 5).
일본 특허 공개 제2009-288259호 공보 일본 특허 공개 제2002-127244호 공보 일본 특허 공개 제2007-264110호 공보 일본 특허 제4834444호 공보 일본 특허 공개 제2008-3126호 공보
그런데, 특허문헌 4에 도시되는 바와 같이, 용융 제막법이 적용되는 CAP나 CAB 등의 수지는, 비교적 높은 유연성을 갖고 있다. 그 때문에, 이들 수지를 포함하는 필름 원단은, 고배율 연신할 수 있기는 하지만, 연신 후의 필름이 백탁되기 쉽다는 문제가 있었다.
또한, 이러한 유연성이 높은 수지를 포함하는 필름 원단을 고배율 연신해서 얻어지는 필름은, 파단 신도가 높고, 인장 탄성률은 낮은 경향이 있다. 이러한 인장 탄성률이 낮은 필름의 롤체를 권취 코어가 수평이 되도록 장기 보존하면, 특히 필름의 막 두께가 작은 경우에, 필름의 폭 방향 중앙부가 자중으로 오목해지거나 해서 권취 형상이 악화되기 쉽다는 문제가 있었다.
또한, 스마트 폰이나 타블렛 등의 휴대형 액정 표시 장치는, 텔레비전이나 노트 등과 비교해서 고온으로 되는 경우가 있다. 그 때문에, 파단 신도가 높은 필름을 휴대형 액정 표시 장치의 보호 필름으로서 사용하면, 백라이트 등의 열이나 습도의 영향으로 신축되기 쉬워, 열 주름(thermal wrinkle)을 발생한다는 문제가 있었다. 또한, 특허문헌 1 내지 3과 같은, 고배율로 한 방향으로 연신된 필름(또는 필름 면 내의 한 방향만의 파단 신도가 낮은 필름)에 있어서도, 열 주름이 발생한다는 문제가 있었다.
또한, 용액 제막법으로 얻어지는 특허문헌 5의 필름 원단은, 연신성이 충분하지 않아, 연신 배율을 충분히 높이는 것은 곤란하였다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 백탁이 적고, 열 주름을 발생하기 어렵고, 또한 롤체로 보존했을 때의 권취 형상의 악화가 적은 광학 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 그러한 광학 필름을 포함하고, 휘도가 높은 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
[1] 아실기의 총 치환도가 2.0 내지 3.0이며, 또한 아실기 모두가 아세틸기인 셀룰로오스에스테르를 함유하고, 필름 면 내의 지상축 방향과 상기 지상축 방향과 직교하는 방향의 25℃에 있어서의 파단 신도가 모두 1 내지 10％이며, 또한 두께가 15 내지 35㎛인, 광학 필름.
[2] JIS K-7136에 준거해서 측정되는 헤이즈가 0.5 이하인, [1]에 기재된 광학 필름.
[3] 상기 광학 필름이, 환 구조를 갖는 분자량 1만 이하의 첨가제를 더 함유하는, [1] 또는 [2]에 기재된 광학 필름.
[4] 상기 첨가제는, 반복 단위에 포함되는 환 구조가 비방향환 구조 또는 방향환 구조인, 폴리에스테르 화합물 또는 스티렌계 화합물, 또는 피라노오스 구조 또는 푸라노오스 구조를 갖고, 상기 피라노오스 구조 또는 푸라노오스 구조가 비방향환 구조 또는 방향환 구조를 포함하는 치환기를 갖는 당에스테르 화합물인, [3]에 기재된 광학 필름.
[5] 상기 환 구조는 방향환인, [3] 또는 [4]에 기재된 광학 필름.
[6] 상기 첨가제는, 반복 단위에 포함되는 환 구조가 방향환 구조인 분자량 600 이상의 폴리에스테르 화합물 또는 분자량 600 이상의 스티렌계 화합물인, [3] 내지 [5] 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름.
[7] 상기 첨가제의 함유량은, 상기 셀룰로오스에스테르에 대하여 5 내지 30질량％인, [3] 내지 [6] 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름.
[8] 필름 면 내의 지상축 방향과 상기 지상축 방향과 직교하는 방향 중 적어도 한쪽의 23℃ 55％ RH 하에 있어서의 인장 탄성률이, 5.0 내지 8.0㎬인, [1] 내지 [7] 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름.
[9] 필름 면 내의 지상축 방향과 상기 지상축 방향과 직교하는 방향의 25℃에 있어서의 파단 신도가 모두 1 내지 5％인, [1] 내지 [8] 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름.
[10] 23℃ 55％ RH 하, 측정 파장 590㎚에 있어서의 면 내 방향의 리타데이션 Ro(590)가 10㎚ 이하인, [1] 내지 [9] 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름.
[11] 아실기의 총 치환도가 2.0 내지 3.0이며, 또한 아실기 모두가 아세틸기인 셀룰로오스에스테르와, 환 구조를 갖는 분자량 1만 이하의 첨가제를 함유하는 도프액을 얻는 공정과,
상기 도프액을 무단 형상의 금속 지지체 상에 유연하는 공정과,
유연된 상기 도프액을 건조시켜서 얻어지는 막상물을, 상기 금속 지지체로부터 박리하는 공정과,
박리된 상기 막상물을, 상기 막상물의 면 내의 서로 직교하는 2개의 방향으로 각각 1.3 내지 4.0배의 연신 배율로 연신하여, 두께 15 내지 35㎛의 광학 필름을 얻는 공정을 포함하는, 광학 필름의 제조 방법.
[12] 상기 첨가제는, 반복 단위에 포함되는 환 구조가 비방향환 구조 또는 방향환 구조인, 폴리에스테르 화합물 또는 스티렌계 화합물, 또는 피라노오스 구조 또는 푸라노오스 구조를 갖고, 상기 피라노오스 구조 또는 푸라노오스 구조가 비방향환 구조 또는 방향환 구조를 포함하는 치환기를 갖는 당에스테르 화합물인, [11]에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
[13] 상기 환 구조는 방향환인, [11] 또는 [12]에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
[14] 상기 첨가제는, 반복 단위에 포함되는 환 구조가 방향환 구조인 분자량 600 이상의 폴리에스테르 화합물 또는 분자량 600 이상의 스티렌계 화합물인, [10] 내지 [13] 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
[15] 상기 첨가제의 함유량은, 상기 셀룰로오스에스테르에 대하여 5 내지 30질량％인, [10] 내지 [14] 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
[16] 상기 광학 필름의, 23℃ 55％ RH 하, 측정 파장 590㎚에 있어서의 면 내 방향의 리타데이션 Ro(590)가 10㎚ 이하인, [10] 내지 [15] 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
[17] [1] 내지 [10] 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름을 포함하는, 편광판.
[18] [1] 내지 [10] 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름을 포함하는, 액정 표시 장치.
[19] 액정 셀과, 상기 액정 셀의 한쪽 면에 배치되고, 제1 편광자를 갖는 제1 편광판과, 상기 액정 셀의 다른쪽 면에 배치되고, 제2 편광자를 갖는 제2 편광판을 갖는 액정 표시 장치이며, 상기 제1 편광판이, 상기 제1 편광자의 상기 액정 셀과는 반대측 면에 배치된 [1] 내지 [10] 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름을 갖거나, 또는 상기 제2 편광판이, 상기 제2 편광자의 상기 액정 셀과는 반대측 면에 배치된 [1] 내지 [10] 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름을 갖는 액정 표시 장치.
본 발명에 따르면, 백탁이 적고, 열 주름을 발생하기 어렵고, 또한 롤체로 보존했을 때의 권취 형상의 열화가 적은 광학 필름을 제공할 수 있다. 그것에 의해, 휘도가 높은 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 액정 표시 장치의 기본적인 구성의 일례를 도시하는 모식도.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다. 본원 명세서에 있어서 「내지」란, 그 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 의미로 사용된다.
1. 광학 필름
본 발명의 광학 필름은, 셀룰로오스에스테르와, 환 구조를 갖는 첨가제를 포함한다.
셀룰로오스에스테르
셀룰로오스를 구성하는 β-1,4 결합되어 있는 글루코오스 단위는, 2위, 3위 및 6위에 유리의 히드록시기(수산기)를 갖고 있다. 셀룰로오스에스테르는, 이들 히드록시기(수산기)의 일부 또는 전부를 아실화한 중합체(중합체)이다. 아실기의 총 치환도는, 2위, 3위 및 6위에 위치하는 셀룰로오스의 히드록시기(수산기)가 아실화되어 있는 비율(100％의 아실화는 치환도 3)을 의미한다.
셀룰로오스에스테르에 포함되는 아실기는, 후술하는 바와 같이, 연신 후의 필름의 백탁을 적게 하기 위함 등과 같은 이유로, 모두 아세틸기인 것이 바람직하다. 즉, 셀룰로오스에스테르는, 아실기 모두가 아세틸기인 셀룰로오스아세테이트인 것이 바람직하다.
셀룰로오스에스테르의 아실기의 총 치환도는, 2.0 내지 3.0인 것이 바람직하고, 2.5 내지 2.95인 것보다 바람직하다. 아실기의 총 치환도가 2.5 이상이고, 또한 아실기 모두가 아세틸기인 셀룰로오스에스테르는, 용융 유연법에 의한 제막이 불가능하고, 고배율에서의 2축 연신을 실현하기 위해서는, 본 발명의 용액 유연법에 의한 제막이 특히 유효하기 때문이다. 아실기의 총 치환도의 측정은, ASTM-D817-96에 준해서 행할 수 있다. 2축 연신이란, 바람직하게는 필름의 반송 방향(MD 방향) 및 폭 방향(TD 방향)의 양쪽으로 연신하는 것이다.
셀룰로오스에스테르의 중량 평균 분자량은, 일정 이상의 기계적 강도를 갖는 필름을 얻기 위해서는, 5.0×104 내지 5.0×105인 것이 바람직하고, 1.0×105 내지 3.0×105인 것이 보다 바람직하고, 1.5×105 내지 2.5×105인 것이 더욱 바람직하다. 셀룰로오스에스테르의 분자량 분포(중량 평균 분자량 Mw/수 평균 분자량Mn)은, 1.0 내지 4.5인 것이 바람직하다.
셀룰로오스에스테르의 중량 평균 분자량 및 분자량 분포는, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정할 수 있다. 측정 조건은, 이하와 같다.
용매: 메틸렌클로라이드
칼럼: Shodex K806, K805, K803G(쇼와 덴꼬(주)제)를 3개 접속해서 사용한다.
칼럼 온도: 25℃
시료 농도: 0.1질량％
검출기: RI Model 504(GL사이언스사제)
펌프: L6000(히타치 세이사꾸쇼(주)제)
유량: 1.0ml/min
교정 곡선: 표준 폴리스티렌 STK standard 폴리스티렌(도소(주)제) Mw=1.0×106 내지 5.0×102까지의 13 샘플에 의한 교정 곡선을 사용한다. 13 샘플은, 거의 등간격으로 선택하는 것이 바람직하다.
셀룰로오스 에스테르는, 일반적으로는, 원료 셀룰로오스를 아실기에 대응하는 지방산(바람직하게는 아세트산) 또는 그 산 무수물로 아실화해서 합성된다. 셀룰로오스에스테르는, 예를 들어 일본 특허 공개 평 10-45804호 공보에 기재된 방법으로 합성될 수 있다.
원료 셀룰로오스는, 목재 펄프이어도, 면화 린터이어도 된다. 목재 펄프는, 침엽수이어도, 활엽수이어도 된다. 이 원료 셀룰로오스로부터 얻어지는 셀룰로오스에스테르는, 적절히 혼합하여, 또는 단독으로 사용할 수 있다.
예를 들어, 면화 린터 유래 셀룰로오스에스테르:목재 펄프(침엽수) 유래 셀룰로오스에스테르:목재 펄프(활엽수) 유래 셀룰로오스에스테르의 비율을 100:0:0, 90:10:0, 85:15:0, 50:50:0, 20:80:0, 10:90:0, 0:100:0, 0:0:100, 80:10:10, 85:0:15, 40:30:30으로 사용할 수 있다.
이와 같이, 아실기 모두가 아세틸기인 셀룰로오스에스테르(셀룰로오스아세테이트)는, 아실기의 일부가 프로피오닐기 등인 셀룰로오스에스테르(셀룰로오스 혼산 에스테르)와 비교해서 유연성이 낮다. 그 때문에, 셀룰로오스아세테이트의 막상물은, 통상, 연신성이 낮아, 고배율로 2축 연신하는 것은 어렵다.
이에 비해 본 발명자들은, 셀룰로오스아세테이트에 「환 구조를 갖는 첨가제」를 첨가함으로써, 셀룰로오스아세테이트의 막상물 연신성이 높아지는 것을 알아내었다. 이 원인은, 반드시 명백한 것은 아니지만, 「환 구조를 갖는 첨가제」의 환 구조가 부피 밀도가 높기 때문에, 셀룰로오스아세테이트 분자쇄간에 인입되어, 셀룰로오스아세테이트 분자쇄간의 간극을 확장시키기 때문이라고 추측된다.
그리고, 그러한 셀룰로오스아세테이트의 막상물을 고배율로 2축 연신해서 얻어지는 필름은, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 등의 셀룰로오스 혼산 에스테르의 막상물을 고배율로 2축 연신해서 얻어지는 필름과 달리, 백탁이 적고, 또한 필름 면 내의 2개의 연신 방향의 파단 신도가 모두 낮고, 인장 탄성률이 높은 것을 알아내었다. 즉, 얻어지는 필름은 백탁이 적기 때문에, 액정 표시 장치의 휘도를 높일 수 있다. 또한, 얻어지는 필름의, 2개의 연신 방향의 파단 신도가 모두 낮고, 인장 탄성률이 모두 높기 때문에, 편광판의 고온 고습 하에 있어서의 열 주름나, 롤체로 보존했을 때의 권취 형상의 악화를 억제할 수 있다.
(환 구조를 갖는 첨가제)
환 구조를 갖는 첨가제는, 환 구조로서 비방향환 구조 또는 방향환 구조, 바람직하게는 방향환 구조를 포함한다.
비방향환 구조는, 탄소수 5 내지 22의, 치환 또는 비치환된 지방족 탄화수소환 또는 지방족 헤테로환인 것이 바람직하다. 비방향환 구조의 예에는, 시클로펜틸환, 시클로헥실환, 노르보르닐환, 시클로헵틸환, 이소보르닐환, 아다만틸환, 시클로데실환, 디시클로펜타닐환, 산 무수물환(예를 들어 -CH-C(=O)OC(=O)-CH-) 등이 포함된다.
방향환 구조는, 탄소수 6 내지 23의, 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소환 또는 방향족 헤테로환인 것이 바람직하고, 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소환인 것이 보다 바람직하다. 방향환 구조의 예에는, 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 페난트렌환 등이 포함된다.
지방족 탄화수소환, 지방족 헤테로환, 방향족 탄화수소환 또는 방향족 헤테로환이 가질 수 있는 치환기의 예에는, 탄소수 1 내지 3의 알킬기, 알콕시기, 시아노기, 수산기 등이 포함된다.
환 구조를 갖는 첨가제는, 반복 단위에 포함되는 환 구조가 비방향환 구조 또는 방향환 구조인, 폴리에스테르 화합물 또는 스티렌계 화합물, 또는 피라노오스 구조 또는 푸라노오스 구조를 갖고, 상기 피라노오스 구조 또는 푸라노오스 구조가 비방향환 구조 또는 방향환 구조를 포함하는 치환기를 갖는 당에스테르 화합물인 것이 바람직하다.
폴리에스테르 화합물
폴리에스테르 화합물은, 디카르복실산과 디올과의 축합물에서 유래되는 반복 단위를 포함한다. 반복 단위는, 비방향환 구조 또는 방향환 구조를 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 폴리에스테르 화합물을 구성하는 디카르복실산과 디올 중 적어도 한쪽이, 비방향환 구조 또는 방향환 구조를 포함하는 것이 바람직하지만, 디카르복실산이 비방향환 구조 또는 방향환 구조를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
디카르복실산은, 지방족 디카르복실산, 지환식 디카르복실산 또는 방향족 디카르복실산일 수 있다. 지방족 디카르복실산의 탄소수는, 바람직하게는 4 내지 20이며, 보다 바람직하게는 4 내지 12이다. 지방족 디카르복실산의 예에는, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세박산, 운데칸디카르복실산, 도데칸디카르복실산 등이 포함된다.
방향족 디카르복실산의 탄소수는, 바람직하게는 8 내지 20이며, 보다 바람직하게는 8 내지 12이다. 방향족 디카르복실산의 예에는, 1,2-벤젠디카르복실산(프탈산), 1,3-벤젠디카르복실산(이소프탈산), 1,4-벤젠디카르복실산(테레프탈산), 1,5-나프탈렌디카르복실산, 1,4-크실리덴디카르복실산 등이 포함된다.
지환식 디카르복실산의 탄소수는, 바람직하게는 6 내지 20이며, 보다 바람직하게는 6 내지 12이다. 지환식 디카르복실산의 예에는, 1,3-시클로부탄디카르복실산, 1,3-시클로펜탄디카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 1,4-시클로헥산디아세트산 등이 포함된다.
폴리에스테르 화합물을 구성하는 디카르복실산은, 1종류이어도, 2종류 이상 있어도 된다. 폴리에스테르 화합물을 구성하는 디카르복실산은, 방향족 디카르복실산을 포함하는 것이 바람직하고, 방향족 디카르복실산과 지방족 디카르복실산의 양쪽을 포함하는 것이 보다 바람직하다. 방향족 디카르복실산은, 1,4-벤젠디카르복실산(테레프탈산)이 특히 바람직하다.
디올은, 지방족 디올, 알킬에테르디올, 지환식 디올 또는 방향족 디올일 수 있다. 지방족 디올의 탄소수는, 바람직하게는 2 내지 20이며, 보다 바람직하게는 2 내지 12이다. 지방족 디올의 예에는, 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-1,3-프로판디올(3,3-디메틸올헵탄), 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 2-에틸-1,3-헥산디올, 2-메틸-1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올 및 1,12-옥타데칸디올 등이 포함된다. 알킬에테르디올의 탄소수는, 바람직하게는 4 내지 20이며, 보다 바람직하게는 4 내지 12이다. 알킬에테르디올의 예에는, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜, 폴리에틸렌에테르글리콜 및 폴리프로필렌에테르글리콜 등이 포함된다.
지환식 디올의 탄소수는, 바람직하게는 4 내지 20이며, 보다 바람직하게는 4 내지 12이다. 지환식 디올의 예에는, 1,4-시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올 등이 포함된다.
방향족 디올의 탄소수는, 바람직하게는 6 내지 20이며, 보다 바람직하게는 6 내지 12이다. 방향족 디올의 예에는, 1,2-디히드록시벤젠(카테콜), 1,3-디히드록시벤젠(레조르시놀), 1,4-디히드록시벤젠(히드로퀴논) 등이 포함된다.
폴리에스테르 화합물을 구성하는 디올은, 1종류이어도, 2종류 이상 있어도 된다. 폴리에스테르 화합물을 구성하는 디올은, 지방족 디올을 포함하는 것이 바람직하다.
이들 중에서도 방향족 디카르복실산과 지방족 디카르복실산을 포함하는 디카르복실산과, 지방족 디올과의 축합물에서 유래되는 반복 단위를 포함하는 폴리에스테르 화합물이, 그것을 포함하는 필름의 연신성과 투명성이 양호하다는 점에서 바람직하다.
폴리에스테르 화합물의 분자 말단은, 필요에 따라 모노카르복실산 또는 모노알코올로 밀봉되어 있어도 된다.
모노카르복실산은, 지방족 모노카르복실산, 지환식 모노카르복실산 또는 방향족 모노카르복실산일 수 있다. 지방족 모노카르복실산의 탄소수는, 바람직하게는 2 내지 30, 보다 바람직하게는 2 내지 4일 수 있다. 지방족 카르복실산의 예에는, 아세트산, 프로피온산, 부탄산, 카프릴산, 카프로산, 데칸산, 도데칸산, 스테아르산, 올레산 등이 포함된다. 지환식 모노카르복실산의 예에는, 시클로헥실모노카르복실산 등이 포함된다. 방향족 모노카르복실산의 예에는, 벤조산, 파라tert-부틸 벤조산, 오르토톨루일산, 메타톨루일산, 파라톨루일산, 디메틸벤조산, 에틸벤조산, 노르말프로필벤조산, 아미노벤조산, 아세톡시벤조산, 페닐아세트산, 3-페닐프로피온산 등이 포함된다.
모노알코올은, 지방족 모노알코올, 지환식 모노알코올 또는 방향족 모노알코올일 수 있다. 지방족 모노알코올의 탄소수는 1 내지 30이며, 바람직하게는 1 내지 3일 수 있다. 지방족 모노알코올의 예에는, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 이소부탄올, 펜탄올, 이소펜탄올, 헥산올, 이소헥산올, 옥탄올, 이소옥탄올, 2-에틸헥실알코올, 노닐알코올, 이소노닐알코올, tert-노닐알코올, 데칸올, 도데칸올, 도데카헥산올, 도데카옥탄올, 알릴알코올, 올레일알코올 등이 포함된다. 지환식 모노알코올의 예에는, 시클로헥실 알코올 등이 포함된다. 방향족 모노알코올의 예에는, 벤질알코올, 3-페닐프로판올 등이 포함된다.
환 구조를 갖는 폴리에스테르 화합물의 구체예에는, 이하의 것이 포함된다. 후술하는 표 1에 있어서, TPA: 테레프탈산, PA: 프탈산, SA: 숙신산, AA: 아디프산, SEA: 세박산을 나타낸다.
Figure pct00001
스티렌계 화합물
스티렌계 화합물은, 스티렌계 단량체의 단독중합체이어도 되고, 스티렌계 단량체와 그 이외의 공중합 단량체와의 공중합체이어도 된다. 스티렌계 화합물에 있어서의 스티렌계 단량체 유래의 구성 단위의 함유 비율은, 분자 구조가 일정 이상의 벌크(높은 부피 밀도)를 갖기 위해서는, 바람직하게는 30 내지 100몰％, 보다 바람직하게는 50 내지 100몰％일 수 있다.
스티렌계 단량체는, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure pct00002
화학식 1 중의 R101 내지 R103은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 30의 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. R104는, 수소 원자, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 아릴옥시기, 탄소수 2 내지 30의 알킬옥시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 탄소수 2 내지 30의 알킬카르보닐옥시기, 아릴카르보닐옥시기, 수산기, 카르복실기, 시아노기, 아미노기, 아미드기, 니트로기를 나타낸다. 이들 기는, 각각 치환기(예를 들어 수산기, 할로겐 원자, 알킬기 등)를 더 가져도 된다. R104는, 각각 동일해도, 상이해도 되고, 서로 결합해서 환을 형성해도 된다.
스티렌계 단량체의 예에는, 스티렌; α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, p-메틸스티렌 등의 알킬 치환 스티렌류; 4-클로로스티렌, 4-브로모스티렌 등의 할로겐 치환 스티렌류; p-히드록시스티렌, α-메틸-p-히드록시스티렌, 2-메틸-4-히드록시스티렌, 3,4-디히드록시스티렌 등의 히드록시스티렌류; 비닐벤질알코올류; p-메톡시스티렌, p-tert-부톡시스티렌, m-tert-부톡시스티렌 등의 알콕시 치환 스티렌류; 3-비닐벤조산, 4-비닐벤조산 등의 비닐벤조산류; 4-비닐벤질아세테이트; 4-아세톡시스티렌; 2-부틸아미드스티렌, 4-메틸아미드스티렌, p-술폰아미드스티렌 등의 아미드스티렌류; 3-아미노스티렌, 4-아미노스티렌, 2-이소프로페닐아닐린, 비닐벤질디메틸아민 등의 아미노스티렌류; 3-니트로스티렌, 4-니트로스티렌 등의 니트로스티렌류; 3-시아노스티렌, 4-시아노스티렌 등의 시아노스티렌류; 비닐페닐아세토니트릴; 페닐스티렌 등의 아릴스티렌류, 인덴류 등이 포함된다. 스티렌계 단량체는, 1종류이어도, 2종류 이상을 조합해도 된다.
스티렌계 단량체와 조합되는 공중합 단량체는, 하기 화학식 2로 표시되는 (메트)아크릴산에스테르 화합물, 무수 말레산, 무수 시트라콘산, 시스-1-시클로헥센-1,2-무수 디카르복실산, 3-메틸-시스-1-시클로헥센-1,2-무수 디카르복실산, 4-메틸-시스-1-시클로헥센-1,2-무수 디카르복실산 등의 산 무수물, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 니트릴기 함유 라디칼 중합성 단량체; 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 트리플루오로메탄술포닐아미노에틸(메트)아크릴레이트 등의 아미드 결합 함유 라디칼 중합성 단량체; 아세트산 비닐 등의 지방산 비닐류; 염화비닐, 염화 비닐리덴 등의 염소 함유 라디칼 중합성 단량체; 1,3-부타디엔, 이소프렌, 1,4-디메틸부타디엔 등의 공액 디올레핀류 등이 포함되고, 바람직하게는 하기 화학식 2로 표시되는 (메트)아크릴산에스테르 화합물 또는 무수 말레산이다.
Figure pct00003
화학식 2 중의 R105 내지 R107은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 30의 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. R108은, 수소 원자, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 시클로알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. 이들 기는, 각각 치환기(예를 들어 수산기, 할로겐 원자, 알킬기 등)를 더 가져도 된다.
(메트)아크릴산에스테르계 화합물의 예에는, (메트)아크릴산 메틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산 프로필(i-, n-), (메트)아크릴산 부틸(n-, i-, s-, tert-), (메트)아크릴산 펜틸(n-, i-, s-), (메트)아크릴산 헥실(n-, i-), (메트)아크릴산 헵틸(n-, i-), (메트)아크릴산 옥틸(n-, i-), (메트)아크릴산 노닐(n-, i-), (메트)아크릴산 미리스틸(n-, i-), (메트)아크릴산(2-에틸헥실), (메트)아크릴산(ε-카프로락톤), (메트)아크릴산(2-히드록시에틸), 아크릴산(2-히드록시프로필), (메트)아크릴산(3-히드록시프로필), (메트)아크릴산(4-히드록시부틸), (메트)아크릴산(2-히드록시부틸), 아크릴산(2-메톡시에틸), (메트)아크릴산(2-에톡시에틸)아크릴산 페닐, (메트)메타크릴산 페닐, (메트)아크릴산(2 또는 4-클로로페닐), (메트)아크릴산(2 또는 3 또는 4-에톡시카르보닐 페닐), (메트)아크릴산(o 또는 m 또는 p-톨릴), (메트)아크릴산 벤질, (메트)아크릴산 페네틸, (메트)아크릴산(2-나프틸), (메트)아크릴산 시클로헥실, (메트)아크릴산(4-메틸시클로헥실), (메트)아크릴산(4-에틸시클로헥실) 등이 포함된다.
스티렌계 화합물의 구체예에는, 스티렌/무수 말레산 공중합체, 스티렌/아크릴산에스테르 공중합체, 스티렌/히드록시스티렌 중합체, 스티렌/아세톡시 스티렌 중합체 등이 포함된다. 그 중에서도, 스티렌/무수 말레산 공중합체가 바람직하다.
당에스테르 화합물
당에스테르 화합물은, 당에 포함되는 수산기와 모노카르복실산을 에스테르화 반응시켜서 얻어지는 화합물이다.
당에스테르 화합물을 구성하는 당은, 푸라노오스 구조와 피라노오스 구조 중 적어도 한쪽이 1개 이상 12개 이하 결합된 구조를 갖는 화합물인 것이 보다 바람직하다.
당에스테르 화합물을 구성하는 당의 예에는, 글루코오스, 갈락토오스, 만노오스, 프룩토오스, 크실로오스 및 아라비노오스 등의 단당; 락토오스, 수크로오스, 말티톨, 셀로비오스, 말토오스 등의 2당; 셀로트리오스, 라피노오스 등의 3당 등이 포함된다. 그 중에서도, 피라노오스 구조와 푸라노오스 구조의 양쪽을 갖는 당이 바람직하고, 특히 수크로오스가 바람직하다.
당에스테르 화합물을 구성하는 모노카르복실산은, 지방족 모노카르복실산, 지환식 모노카르복실산 또는 방향족 모노카르복실산일 수 있다. 부피 밀도가 높은 당에스테르 화합물을 얻기 위해서는, 당에스테르 화합물을 구성하는 모노카르복실산은, 지환식 모노카르복실산 또는 방향족 모노카르복실산을 포함하는 것이 바람직하고, 방향족 모노카르복실산을 포함하는 것이 보다 바람직하다. 모노카르복실산은, 1종류이어도 되고, 2종 이상을 조합해도 된다. 예를 들어, 지방족 모노카르복실산과 방향족 모노카르복실산을 조합해도 된다.
지방족 모노카르복실산의 예에는, 아세트산, 프로피온산 등이 포함된다. 지환식 모노카르복실산의 예에는, 시클로펜탄 카르복실산, 시클로헥산카르복실산 등이 포함된다. 방향족 모노카르복실산의 예에는, 벤조산, 페닐 아세트산 등이 포함된다.
당에스테르 화합물은, 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.
화학식 3의 R1 내지 R8은, 지방족 모노카르복실산으로부터 유도되는 1가의 기, 지환식 모노카르복실산으로부터 유도되는 1가의 기 또는 방향족 모노카르복실산으로부터 유도되는 1가의 기를 나타내고; R1 내지 R8 중 적어도 1개는, 지환식 모노카르복실산으로부터 유도되는 1가의 기 또는 방향족 모노카르복실산으로부터 유도되는 1가의 기이다. R1 내지 R8은, 서로 동일해도, 상이해도 된다.
지방족 모노카르복실산으로부터 유도되는 1가의 기의 예에는, 메틸카르보닐기(아세틸기) 등의 탄소 원자수 2 이상의 지방족 모노카르복실산으로부터 유도되는 1가의 기가 포함된다. 지환식 모노카르복실산으로부터 유도되는 1가의 기의 예에는, 시클로펜틸카르복실산이나 시클로헥실카르복실산의 탄소 원자수 5 이상의 지환식 모노카르복실산으로부터 유도되는 1가의 기가 포함된다. 방향족 모노카르복실산으로부터 유도되는 1가의 기의 예에는, 페닐카르보닐기(벤조일기), 페닐메틸카르보닐기 등의 탄소 원자수 7 이상의 방향족 모노카르복실산으로부터 유도되는 1가의 기가 포함된다. 지환식 모노카르복실산으로부터 유도되는 1가의 기에 있어서의 비방향환이나 방향족 모노카르복실산으로부터 유도되는 1가의 기에 있어서의 방향환은, 알킬기나 알콕실기 등의 치환기를 더 가져도 된다.
그 중에서도, R1 내지 R8은, 방향족 모노카르복실산으로부터 유도되는 1가의 기인 것이 바람직하다.
화학식 3으로 표시되는 화합물의 구체예에는, 이하의 것이 포함된다. 하기 표의 R은, 화학식 3에 있어서의 R1 내지 R8을 나타낸다.
Figure pct00005
Figure pct00006
당에스테르 화합물의 평균 치환도는, 3.0 내지 8.0인 것이 바람직하고, 5.0 내지 8.0이 특히 바람직하다. 피라노오스 구조 또는 푸라노오스 구조를 구성하는 탄소 원자에 결합되는 치환기가 비방향환 구조 또는 방향환 구조를 포함하는 경우에, 평균 치환도가 상기 범위이면, 당에스테르 화합물의 벌크를 일정 이상으로 하기 쉽기 때문이다.
이 환 구조를 갖는 당에스테르 화합물은, 필요에 따라 환 구조를 갖지 않는 당에스테르와 조합해서 사용되어도 된다. 환 구조를 갖지 않는 당에스테르 화합물의 예에는, 이하의 것이 포함된다. 하기 표의 R은, 하기 화학식 A의 R1 내지 R8을 나타낸다.
[화학식 A]
Figure pct00007
Figure pct00008
이들 중에서도, 분자 구조가 충분한 벌크를 갖는다는 점에서, 반복 단위가 방향환 구조를 갖는 폴리에스테르 화합물 및 스티렌계 화합물, 방향환 구조를 갖는 당에스테르 화합물이 바람직하고, 또한, 분자 구조가 비교적 쇄상 구조에 가까우며, 필름의 연신성을 높이기 쉽다(가소화 효과가 얻어지기 쉽다)는 점 등에서, 반복 단위가 방향환 구조를 갖는 폴리에스테르 화합물 및 스티렌계 화합물이 보다 바람직하다.
환 구조를 갖는 첨가제는, 전술한 바와 같이, 셀룰로오스에스테르 분자간에 존재하여, 셀룰로오스에스테르 분자쇄끼리의 간격을 넓힐 수 있다. 그것에 의해, 필름의 연신성을 높일 수 있다고 생각된다. 그 때문에, 환 구조를 갖는 첨가제는, 그 분자 구조가 충분한 벌크를 갖는 것이 바람직하고, 환 구조를 많이 포함하는 것이 바람직하다.
환 구조를 갖는 첨가제의 부피 밀도(벌크)는, 하기 식에서 정의되는 「벌크 지수」에 의해 평가할 수 있다.
벌크 지수=환 구조 부분의 분자량 총합/환 구조를 갖는 첨가제 전체의 분자량
상기 식에 있어서의 「환 구조 부분」이란, 비방향환 구조 또는 방향환 구조 그 자체를 나타낸다. 비방향환 구조나 방향환 구조가 치환기를 갖는 경우, 치환기도 환 구조의 일부라고 간주한다. 예를 들어, 상기 표 1의 폴리에스테르의 예시 화합물6의 「환 구조 부분」은, 테레프탈산 유래의 페닐렌기(-C6H4-)와 벤조산 유래의 페닐기(-C6H5)이다. 스티렌/무수 말레산 공중합체의 「환 구조 부분」은, 스티렌을 구성하는 페닐기(-C6H5)와, 무수 말레산 유래의 -CHC(=O)OC(=O)CH-이다. 스티렌/히드록시스티렌 공중합체의 「환 구조 부분」은, 스티렌을 구성하는 페닐기(-C6H5)와 히드록시스티렌을 구성하는 히드록시페닐기(-C6H4OH)이다. 상기 식(FA-1)로 표시되는 당에스테르 화합물의 「환 구조 부분」은, 피라노오스 구조 또는 푸라노오스 구조를 구성하는 탄소 원자에 결합되는, 글루코시드 결합 이외의 치환기에 포함되는 페닐기(-C6H5)이다.
환 구조를 갖는 첨가제의 벌크 지수는, 0.2 이상인 것이 바람직하고, 0.6 이상인 것이 보다 바람직하다. 「벌크 지수」의 상한은, 예를 들어 0.9 정도로 할 수 있다.
환 구조를 갖는 첨가제의 중량 평균 분자량은, 셀룰로오스에스테르와의 상용성을 확보하기 위함 등과 같은 이유로, 바람직하게는 1만 이하, 보다 바람직하게는 5000 이하로 할 수 있다. 환 구조를 갖는 첨가제의 중량 평균 분자량은, 블리드 아웃을 억제하기 위함 등과 같은 이유로, 바람직하게는 300 이상, 보다 바람직하게는 400 이상으로 할 수 있다.
환 구조를 갖는 첨가제가, 반복 단위가 방향환 구조를 갖는 폴리에스테르 화합물 또는 스티렌계 화합물일 경우, 이들 화합물의 중량 평균 분자량은, 필름의 연신성을 높이기 쉽고, 또한 연신 후의 필름 인장 탄성률도 높이기 쉽다는 점 등에서, 600 이상인 것이 바람직하고, 1000 이상인 것이 보다 바람직하고, 2000 이상인 것이 더욱 바람직하다.
환 구조를 갖는 첨가제의 함유량은, 셀룰로오스에스테르에 대하여 5 내지 30질량％인 것이 바람직하고, 5 내지 20질량％인 것이 보다 바람직하다. 환 구조를 갖는 첨가제의 함유량이 5질량％ 미만이면, 셀룰로오스에스테르 분자쇄끼리의 간격을 충분히 확장하지는 못하는 경우가 있다. 환 구조를 갖는 첨가제의 함유량이 30질량％ 초과이면, 필름으로부터 블리드 아웃하기 쉬울 뿐만 아니라, 파단 신도가 높아져 버린다.
기타 첨가제
본 발명의 광학 필름은, 필요에 따라 가소제, 자외선 흡수제, 매트제(미립자) 등의 각종 첨가제를 더 함유할 수 있다.
가소제
가소제의 예에는, 상기 폴리에스테르 화합물 중 환 구조를 갖지 않는 폴리에스테르 화합물, 다가 알코올에스테르계 화합물 등이 포함된다. 다가 알코올에스테르계 화합물로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2010-32655호 공보의 단락(0218 내지 0170)에 기재된 화합물 등이 포함된다.
가소제의 함유량은, 셀룰로오스에스테르에 대하여 1 내지 40질량％인 것이 바람직하고, 5 내지 20질량％인 것이 보다 바람직하다.
자외선 흡수제
본 발명의 광학 필름은, 자외선 흡수제를 더 함유해도 된다. 자외선 흡수제의 예에는, 벤조트리아졸계 화합물, 2-히드록시벤조페논계 화합물, 살리실산 페닐에스테르계 화합물 등이 포함된다.
그 중에서도, 분자량 400 이상의 자외선 흡수제는, 승화되기 어렵거나, 또는 고비점으로 휘발되기 어렵고, 필름의 고온 건조시에도 비산되기 어렵기 때문에, 비교적 소량의 첨가로 효과적으로 내후성을 개량할 수 있다는 관점에서 바람직하다. 분자량이 400 이상인 자외선 흡수제로서는, 예를 들어 2-[2-히드록시-3,5-비스(α,α-디메틸벤질)페닐]-2-벤조트리아졸, 2,2-메틸렌 비스[4-(1,1,3,3-테트라부틸)-6-(2H-벤조트리아졸-2-일)페놀] 등의 벤조트리아졸계, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트, 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)세바케이트 등의 힌더드아민계, 나아가서는 2-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)-2-n-부틸말론산 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜), 1-[2-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오닐옥시]에틸]-4-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오닐옥시]-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 등의 분자 내에 힌더드페놀과 힌더드아민의 구조를 모두 갖는 하이브리드계의 것을 들 수 있고, 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용해서 사용할 수 있다. 그 중에서도, 2-[2-히드록시-3,5-비스(α,α-디메틸벤질)페닐]-2-벤조트리아졸이나 2,2-메틸렌 비스[4-(1,1,3,3-테트라부틸)-6-(2H-벤조트리아졸-2-일)페놀]이, 특히 바람직하다.
자외선 흡수제는, 시판품이어도 되고, 예를 들어 BASF 재팬사제의 티누빈109, 티누빈171, 티누빈234, 티누빈326, 티누빈327, 티누빈328, 티누빈928 등의 티누빈 시리즈, 또는 2,2'-메틸렌 비스[6-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)페놀](분자량 659; 시판품의 예로서는, 가부시끼가이샤 ADEKA제의 LA31)을 바람직하게 사용할 수 있다.
자외선 방지제의 함유량은, 광학 필름 중에 질량 비율로 1ppm 내지 1000ppm인 것이 바람직하고, 10 내지 1000ppm인 것이 더욱 바람직하다.
매트제
본 발명의 광학 필름은, 미끄럼성을 부여하기 위해서 매트제를 더 함유해도 된다. 매트제로서는, 얻어지는 필름의 투명성을 손상시키지 않고, 또한 용융시의 내열성이 있으면 무기 화합물이어도 유기 화합물이어도 된다. 매트제는, 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
그 중에서도, 셀룰로오스에스테르와 굴절률이 근접하고, 필름의 투명성(헤이즈)이 우수한 이산화규소가 특히 바람직하게 사용된다. 이산화규소의 구체예로서는, 에어로실 200V, 에어로실 R972V, 에어로실 R972, R974, R812, 200, 300, R202, OX50, TT600, NAX50(이상 닛본에어로실(주)제), 시호스타 KEP-10, 시호스타 KEP-30, 시호스타 KEP-50(이상, 가부시끼가이샤 닛본 쇼꾸바이제), 사이로호빅(100)(후지 시리시아제), 닙 시일 E220A(일본 실리카 공업제), 애드마파인 SO(애드마텍스제) 등의 상품명을 갖는 시판품 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
입자의 형상은, 부정형, 바늘 형상, 편평, 구상 등, 특별히 제한되지 않는다. 구상의 입자를 사용하면, 얻어지는 필름의 투명성이 양호하게 생기므로 바람직하다.
입자의 크기는, 가시광의 파장에 가까우면 광이 산란되고, 투명성이 나빠지므로, 가시광의 파장보다 작은 것이 바람직하고, 또한 가시광의 파장의 1/2 이하인 것이 바람직하다. 입자의 크기가 너무 작으면, 미끄럼성이 개선되지 않는 경우가 있으므로, 80㎚ 내지 180㎚의 범위인 것이 바람직하다. 입자의 크기란, 입자가 1차 입자의 응집체인 경우에는, 응집체의 크기를 의미한다. 또한, 입자가 구상이 아닌 경우에는, 그 투영 면적에 상당하는 원의 직경을 의미한다.
매트제의 함유량은, 셀룰로오스에스테르에 대하여 0.05 내지 1.0질량％ 정도로 할 수 있고, 바람직하게는 0.1 내지 0.8질량％로 할 수 있다.
본 발명의 광학 필름의 두께는, 바람직하게는 15 내지 35㎛이며, 보다 바람직하게는 15 내지 30㎛이다. 두께가 15㎛ 미만이면 필름의 강도가 충분하지 않은 경우가 있고, 두께가 35㎛ 초과이면, 예를 들어 휴대형 액정 표시 장치용 광학 필름으로서는 너무 두꺼운 경우가 있다.
본 발명의 광학 필름은, 후술하는 바와 같이, 아실기가 모두 아세틸기인 셀룰로오스에스테르를 주성분으로 하는 막상물을, 고배율로 2축 연신해서 얻어진다. 그 때문에, 본 발명의 광학 필름은, 백탁이 적고(헤이즈가 낮고), 또한 2개의 연신 방향의 인장 탄성률이 모두 높고, 2개의 연신 방향의 파단 신도가 모두 일정 이하로 되어 있다.
[인장 탄성률]
본 발명의 광학 필름의 지상축 방향과, 이 지상축 방향과 그것과 직교하는 방향의, 23℃ 55RH 하에 있어서의 인장 탄성률은, 각각 3.0 내지 8.5㎬인 것이 바람직하고, 5.0 내지 8.0㎬인 것이 보다 바람직하다.
특히, 편광자와 광학 필름을 롤 투 롤로 접합해서 편광판을 얻는 경우에, 편광판의 TD/MD 방향의 인장 탄성률을 밸런스 좋게 높이기 위해서는, 광학 필름의, 적어도 편광자의 흡수축 방향(MD 방향)보다도, 그것과 직교하는 방향(TD 방향)의 인장 탄성률 쪽이 높은 것이 바람직하다. 광학 필름의, 편광자의 흡수축 방향(MD 방향)과 직교하는 방향(TD 방향)의 인장 탄성률은, 5.0 내지 8.0㎬인 것이 보다 바람직하다.
광학 필름의 지상축 방향(예를 들어 MD 방향)의 인장 탄성률은, 이하의 방법으로 측정할 수 있다. 먼저, 광학 필름을 100㎜(MD 방향)×10㎜(TD 방향)의 사이즈로 잘라내고, 샘플 필름으로 한다. 이 샘플 필름을, JIS K7127에 준거하여, 오리엔테크사제 텐실론 RTC-1225A를 사용하여, 척간 거리를 50㎜로 하고, 지상축 방향(예를 들어 MD 방향)으로 인장하여, 지상축 방향(예를 들어 MD 방향)의 인장 탄성률을 측정한다. 측정은, 23℃ 55％ RH 하에서 행할 수 있다.
광학 필름의 지상축과 직교하는 방향(예를 들어 TD 방향)의 인장 탄성률은, 샘플 필름을 인장하는 방향을, 지상축과 직교하는 방향(예를 들어 TD 방향)으로 변경하는 것 이외는 전술한 것과 마찬가지로 하여 측정할 수 있다.
[파단 신도]
본 발명의 광학 필름의 지상축 방향과 그것과 직교하는 방향의, 23℃ 55％ RH 하에 있어서의 파단 신도는, 각각 1 내지 10％인 것이 바람직하고, 1 내지 5％인 것이 보다 바람직하다.
광학 필름의 지상축 방향(예를 들어 MD 방향)의 파단 신도는, 이하의 방법으로 측정할 수 있다. 먼저, 광학 필름을, 100㎜(MD 방향)×10㎜(TD 방향)의 사이즈로 잘라내서 샘플 필름으로 한다. 계속해서, 샘플 필름을, 오리엔테크사제 텐실론 RTC-1225A를 사용하여, 척간 거리를 50㎜로 하고, 지상축 방향(예를 들어 MD 방향)으로 인장하여, 필름의 파단점으로부터 파단 신도를 구한다. 측정은, 23℃ 55％ RH 분위기 하, 인장 속도 50㎜/분의 조건에서 행할 수 있다.
광학 필름의 지상축과 직교하는 방향(예를 들어 TD 방향)의 파단 신도는, 샘플 필름을 인장하는 방향을, 지상축과 직교하는 방향(예를 들어 TD 방향)으로 변경하는 것 이외는 전술한 것과 마찬가지로 하여 측정할 수 있다.
광학 필름의 파단 신도(또는 인장 탄성률)는,0 예를 들어 셀룰로오스에스테르의 아실기의 총 치환도(셀룰로오스아세테이트의 아세틸기 치환도), 첨가제의 종류, 연신 조건 등에 의해 조정될 수 있다. 광학 필름의 파단 신도를 낮게 하기(또는 인장 탄성률을 높게 하기) 위해서는, 예를 들어 아실기의 총 치환도가 높은 셀룰로오스에스테르를 선택하거나, 분자량이 일정 이상인 폴리에스테르 화합물이나 스티렌계 화합물을 선택하거나, 연신 배율을 높이거나 하면 된다.
[헤이즈]
본 발명의 광학 필름은, 전술한 바와 같이, 백탁이 적고, 헤이즈가 저감되어 있다. 본 발명의 광학 필름의 헤이즈값은, 1.0％ 이하인 것이 바람직하고, 0.5％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 본 발명의 광학 필름을 산란 필름으로서 사용하는 경우에는, 헤이즈값은 상기 범위를 초과하고 있어도 된다. 헤이즈는, JIS K-7136에 준거하여, 헤이즈 미터(탁도계)(형식: NDH 2000, 닛본 덴쇼꾸(주)제)로 측정될 수 있다.
[리타데이션]
본 발명의 광학 필름은, 측정 파장 590㎚, 23℃ 55％ RH의 조건 하에서 측정되는 면 내 방향의 리타데이션 Ro는, 0≤Ro≤20㎚를 만족하는 것이 바람직하고, 0㎚≤Ro≤10㎚를 만족하는 것이 보다 바람직하다. 광학 필름의, 측정 파장 590㎚, 23℃ 55％ RH의 조건 하에서 측정되는 두께 방향의 리타데이션 Rth는, 0㎚≤Rth≤80㎚를 만족하는 것이 바람직하고, 0㎚≤Rth≤50㎚를 만족하는 것이 보다 바람직하다. 이러한 리타데이션값을 갖는 광학 필름은, 후술하는 바와 같이, 액정 표시 장치의 보호 필름(F1/F4)으로서 바람직하게 사용된다.
Ro 및 Rth는, 셀룰로오스에스테르의 아실기의 총 치환도나 연신 조건 등에 의해 조정할 수 있다. Ro를 하기 위해서는, 예를 들어 셀룰로오스에스테르의 아실기의 총 치환도를 높게 하거나, TD/MD 방향의 연신 배율의 차를 작게 하거나 하면 된다.
리타데이션 Ro 및 Rth는, 각각 이하의 식으로 정의된다.
식(I): Ro=(nx-ny)×d(㎚)
식(II): Rth={(nx+ny)/2-nz}×d(㎚)
(식(I) 및 (II)에 있어서,
nx는, 광학 필름의 면 내 방향에 있어서 굴절률이 최대가 되는 지상축 방향x에 있어서의 굴절률을 나타내고;
ny는, 광학 필름의 면 내 방향에 있어서 상기 지상축 방향x와 직교하는 방향y에 있어서의 굴절률을 나타내고;
nz는, 광학 필름의 두께 방향z에 있어서의 굴절률을 나타내고;
d(㎚)는 광학 필름의 두께를 나타냄)
리타데이션 Ro 및 Rth는, 예를 들어 이하의 방법에 의해 구할 수 있다.
1) 광학 필름을, 23℃ 55％ RH로 조습한다. 조습 후의 광학 보상 필름의 평균 굴절률을 아베 굴절계 등으로 측정한다.
2) 조습후의 광학 필름에, 상기 필름 표면의 법선과 평행하게 측정 파장 590㎚의 광을 입사시켰을 때의 Ro를, KOBRA21DH, 오지 게이소꾸(주)로 측정한다.
3) KOBRA21ADH에 의해, 광학 필름의 면 내 지상축을 경사축(회전축)으로 하여, 광학 필름의 표면 법선에 대하여 θ의 각도(입사각(θ))로부터 측정 파장 590㎚의 광을 입사시켰을 때의 리타데이션값 R(θ)을 측정한다. 리타데이션값 R(θ)의 측정은, θ가 0° 내지 50°인 범위에서, 10°마다 6점 행할 수 있다. 광학 필름의 면 내 지상축은, KOBRA21ADH에 의해 확인할 수 있다.
4) 측정된 R0 및 R(θ)과, 전술한 평균 굴절률과 막 두께로부터, KOBRA21ADH에 의해, nx, ny 및 nz를 산출하고, 측정 파장 590㎚에서의 Rth를 산출한다. 리타데이션의 측정은, 23℃ 55％ RH 조건 하에서 행할 수 있다.
광학 필름의 면 내 지상축과 필름의 폭 방향이 이루는 각 θ1(배향 각)은 바람직하게는 -1° 내지 +1°이며, 더욱 바람직하게는 -0.5° 내지 +0.5°이다. 광학 필름의 배향 각 θ1의 측정은, 자동 복굴절계 KOBRA-WR(오지 게이소꾸 기끼)을 사용하여 측정할 수 있다.
본 발명의 광학 필름은, 전체 광선 투과율이 바람직하게는 90％ 이상이며, 보다 바람직하게는 93％ 이상이다.
본 발명의 광학 필름에는, 하드 코팅층, 대전 방지층, 백코트층, 반사 방지층, 역활성층, 접착층, 방현층, 배리어층 등의 기능성층을 더 가져도 된다.
[하드 코팅층]
하드 코팅층은, 활성선 경화성 화합물의 경화물을 함유한다. 활성선 경화성 화합물로서는, 에틸렌성 불포화 이중 결합을 갖는 단량체를 포함하는 성분이 바람직하게 사용된다. 활성선 경화성 화합물로서는, 자외선 경화성 화합물이나 전자선 경화성 화합물을 들 수 있지만, 자외선 조사에 의해 경화하는 화합물이, 기계적 막 강도(내찰상성, 연필 경도)가 우수하다는 점에서 바람직하다.
자외선 경화성 화합물로서는, 예를 들어 자외선 경화형 우레탄 아크릴레이트계 수지, 자외선 경화형 폴리에스테르아크릴레이트계 수지, 자외선 경화형 에폭시아크릴레이트계 수지, 자외선 경화형 폴리올아크릴레이트계 수지, 또는 자외선 경화형 에폭시 수지 등이 바람직하게 사용된다. 그 중에서도 자외선 경화형 아크릴레이트계 수지가 바람직하다.
하드 코팅층은, 화성 화합물과, 광중합 개시제를 함유하는 하드 코팅층용 도포액을 광학 필름 상에 도포한 후, 활성선 조사에 의해 경화시켜서 얻을 수 있다.
광중합 개시제로서는, 구체적으로는, 아세토페논, 벤조페논, 히드록시벤조페논, 미힐러 케톤, α-아밀옥심에스테르, 티오크산톤 등 및 이들의 유도체를 들 수 있지만, 특별히 이들에 한정되는 것은 아니다. 하드 코팅층용 도포액 내의 광중합 개시제량으로서는, 질량 비율로, 광중합 개시제: 화성 화합물=20:100 내지 0.01:100의 범위로 하는 것이 바람직하다.
하드 코팅층용 도포액은, 필요에 따라, 무기 미립자 또는 유기 미립자를 더 함유하는 것이 바람직하다. 무기 미립자의 예에는, 산화규소, 산화티타늄, 산화알루미늄, 산화주석, 산화인듐, ITO, 산화아연, 산화지르코늄, 산화마그네슘, 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 소성카올린, 소성규산칼슘, 수화규산칼슘, 규산알루미늄, 규산마그네슘 및 인산칼슘이 포함되고, 바람직하게는 산화규소, 산화티타늄, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 산화마그네슘 등이 사용된다.
유기 미립자의 예에는, 폴리메타크릴산 메틸아크릴레이트 수지 분말, 아크릴스티렌계 수지 분말, 폴리메틸메타크릴레이트 수지 분말, 실리콘계 수지 분말 등이 포함된다.
미립자의 평균 입자 직경은, 특별히 제한되지 않지만, 방현층을 형성하는 것도 감안하면, 0.01 내지 5㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 또한 0.01 내지 1.0㎛의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 또한, 입경이 상이한 2종 이상의 미립자를 함유해도 된다. 미립자의 평균 입자 직경은, 예를 들어 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치에 의해 측정할 수 있다.
미립자의 함유 비율은, 자외선 경화성 화합물 100질량부에 대하여 10 내지 400질량부의 범위 내로 되도록 배합하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는, 50 내지 200질량부의 범위 내이다.
이들 하드 코팅층은 그라비아 코터, 딥 코터, 리버스 코터, 와이어 바 코터, 다이 코터, 잉크젯법 등 공지된 방법을 사용하여, 하드 코팅층을 형성하는 도포 조성물을 도포하고, 도포 후, 가열 건조하고, UV 경화 처리함으로써 형성할 수 있다.
하드 코팅층의 드라이 막 두께로서는 평균 막 두께 0.1 내지 30㎛의 범위 내, 바람직하게는 1 내지 20㎛, 특히 바람직하게는 6 내지 15㎛의 범위 내이다.
UV 경화 처리의 광원으로서는, 자외선을 발생하는 광원이면 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 카본 아크 등, 메탈 할라이드 램프, 크세논 램프 등을 사용할 수 있다.
조사 조건은 각각의 램프에 따라 상이하지만, 활성선의 조사량은, 통상 5 내지 500mJ/㎠의 범위 내, 바람직하게는 5 내지 200mJ/㎠의 범위 내이다.
[반사 방지층]
본 발명의 광학 필름은, 하드 코팅층의 상층에 반사 방지층을 더 가져도 된다. 그것에 의해, 본 발명의 광학 필름을, 외광 반사 방지 기능을 갖는 반사 방지 필름으로서 사용할 수 있다.
반사 방지층은, 광학 간섭에 의해 반사율이 감소하도록 굴절률, 막 두께, 층의 수, 층순 등을 고려해서 적층되어 있는 것이 바람직하다. 반사 방지층은, 지지체(상술한 광학 필름)보다도 굴절률이 낮은 저굴절률층, 또는 지지체보다도 굴절률이 높은 고굴절률층과 저굴절률층을 조합해서 구성되어 있는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, 3층 이상의 굴절률 층으로 구성되는 반사 방지층이며, 지지체측으로부터 굴절률이 상이한 3층을, 중굴절률층(지지체보다도 굴절률이 높고, 고굴절률층보다도 굴절률이 낮은 층)/고굴절률층/저굴절률층의 순서대로 적층되어 있는 것이 바람직하게 사용된다. 또는, 2층 이상의 고굴절률층과 2층 이상의 저굴절률층을 교대로 적층한 4층 이상의 층 구성의 반사 방지층도 바람직하게 사용된다.
반사 방지 필름의 층 구성으로서는 하기와 같은 구성을 생각할 수 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
광학 필름/하드 코팅층/저굴절률층
광학 필름/하드 코팅층/중굴절률층/저굴절률층
광학 필름/하드 코팅층/중굴절률층/고굴절률층/저굴절률층
광학 필름/하드 코팅층/고굴절률층(도전성층)/저굴절률층
광학 필름/하드 코팅층/방현성층/저굴절률층
반사 방지 필름에 있어서 필수적인 저굴절률층은, 실리카계 미립자를 함유하는 것이 바람직하다. 실리카계 미립자의 굴절률은, 지지체(상술한 광학 필름)의 굴절률보다 낮고, 23℃, 파장 550㎚에 있어서 1.30 내지 1.45의 범위인 것이 바람직하다. 실리카계 미립자로서, 특히 외각층을 갖고 내부가 다공질 또는 공동의 입자를 적어도 1종류 이상 포함하는 것이 바람직하다. 특히 상기 외각층을 갖고 내부가 다공질 또는 공동인 입자가, 중공 실리카계 미립자인 것이 바람직하다.
저굴절률층의 막 두께는, 5㎚ 내지 0.5㎛인 것이 바람직하고, 10㎚ 내지 0.3㎛인 것이 더욱 바람직하고, 30㎚ 내지 0.2㎛인 것이 가장 바람직하다.
저굴절률층은, 저굴절률층용 도포액을 도포 및 건조 후, 경화시켜서 얻을 수 있다. 저굴절률층용 도포액은, 상기 실리카계 미립자를 포함하고, 하기 화학식 4로 표시되는 유기 규소 화합물 또는 그 가수분해물, 또는 그 중축합물을 더 함유해도 된다.
Figure pct00009
화학식 4로 표시되는 유기 규소 화합물은, 식 중, R은 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타낸다. 구체적으로는, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라이소프로폭시실란 등이 바람직하게 사용된다.
저굴절률층용 도포액은, 필요에 따라 용제, 실란 커플링제, 경화제, 계면 활성제 등을 더 함유해도 된다.
2. 광학 필름의 제조 방법
본 발명의 광학 필름은, 착색 억제, 이물 결점의 억제, 다이라인 등의 광학 결점의 억제 등의 관점에서, 용액 유연법이나 용융 유연법에 의해 제조될 수 있다. 그 중에서도, 얻어지는 필름의 평면성, 줄무늬 등의 고장내성 및 막 두께의 정밀도 등이 양호하다는 점 등에서, 용액 유연법이 바람직하다.
용액 유연법에 의한 본 발명의 광학 필름의 제조는, 1) 셀룰로오스에스테르와, 환 구조를 갖는 분자량 1만 이하의 첨가제와, 필요에 따라서 다른 첨가제를 용제에 용해시켜서 도프액을 얻는 공정, 2) 상기 도프액을 무단 형상의 금속 지지체 상에 유연하는 공정, 3) 유연된 도프액을 건조시켜서 얻어지는 막상물을, 금속 지지체로부터 박리하는 공정, 4) 막상물을 연신하는 공정, 5) 연신 후의 필름을 권취하는 공정을 거쳐서 행하여지는 것이 바람직하다.
1) 용해 공정
도프액의 제조에 유용한 유기 용매는, 셀룰로오스에스테르나 환 구조를 갖는 첨가제 등을 동시에 용해하는 것이면, 제한 없이 사용할 수 있다.
예를 들어, 염소계 유기 용매로서는, 염화메틸렌을 들 수 있다. 비염소계 유기 용매로서는, 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 아밀, 아세톤, 테트라히드로푸란, 1,3-디옥솔란, 1,4-디옥산, 시클로헥사논, 포름산에틸, 2,2,2-트리플루오로에탄올, 2,2,3,3-헥사플루오로-1-프로판올, 1,3-디플루오로-2-프로판올, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-메틸-2-프로판올, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-프로판올, 2,2,3,3,3-펜타플루오로-1-프로판올, 니트로에탄 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 염화메틸렌, 아세트산 메틸, 아세트산에틸, 아세톤 등이 바람직하다.
도프에는, 상기 유기 용매 이외에, 1 내지 40질량％의 탄소 원자수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄상의 지방족 알코올을 함유시키는 것이 바람직하다. 도프액 내에 알코올을 함유시킴으로써, 막상물이 겔화되어, 금속 지지체로부터의 박리가 용이해진다.
탄소 원자수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄상의 지방족 알코올로서는, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, iso-프로판올, n-부탄올, sec-부탄올, tert-부탄올을 들 수 있다. 이 내도프의 안정성, 비점도 비교적 낮고, 건조성도 좋다는 점 등에서 에탄올이 바람직하다.
특히, 메틸렌클로라이드 및 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄상의 지방족 알코올을 함유하는 용매에, 셀룰로오스에스테르 및 환 구조를 갖는 첨가제를, 적어도 계 15 내지 45질량％ 용해시키는 것이 바람직하다.
셀룰로오스에스테르 등의 용해는, 상압에서 행하는 방법, 주 용매의 비점 이하에서 행하는 방법, 주 용매의 비점 이상에서 가압해서 행하는 방법, 일본 특허 공개 평 9-95544호 공보, 일본 특허 공개 평 9-95557호 공보, 또는 일본 특허 공개 평 9-95538호 공보에 기재된 바와 같은 냉각 용해법으로 행하는 방법, 일본 특허 공개 평 11-21379호 공보에 기재되어 있는 고압에서 행하는 방법 등 다양한 방법이 있지만, 특히 주 용매의 비점 이상에서 가압해서 행하는 방법이 바람직하다.
도프액 내의 셀룰로오스에스테르 등의 농도는, 합계 15 내지 45질량％의 범위로 할 수 있다.
여과는, 포집 입자 직경 0.5 내지 5㎛의 범위 내이고, 또한 여수 시간 10 내지 25sec/100ml의 범위 내의 여과재를 사용하는 것이 바람직하다.
이 방법에서는, 입자 분산 시에 잔존하는 응집물이나 주 도프 첨가시 발생하는 응집물을, 포집 입자 직경 0.5 내지 5㎛의 범위 내이고, 또한 여수 시간 10 내지 25sec/100ml의 범위 내의 여과재를 사용함으로써 응집물만 제거할 수 있다. 주 도프에서는 입자의 농도도 첨가액에 비해 충분히 얇기 때문에, 여과 시에 응집물끼리가 달라붙어서 급격하게 여과압이 상승하는 일도 없다.
2) 유연 공정
도프액을, 송액 펌프(예를 들어, 가압형 정량 기어 펌프)를 통해서 가압 다이에 송액한다. 그리고, 가압 다이의 슬릿으로부터, 무한히 이송하는 무단의 금속 지지체 상(예를 들어 스테인리스 벨트, 또는 회전하는 금속 드럼 등)의 유연 위치에, 도프액을 유연한다.
다이의 구금 부재 부분의 슬릿 형상을 조정할 수 있고, 막 두께를 균일하게 하기 쉬운 가압 다이가 바람직하다. 가압 다이에는, 코팅 행어 다이나 T다이 등이 있고, 모두 바람직하게 사용된다. 금속 지지체의 표면은 경면으로 되어 있다. 제막 속도를 올리기 위해서, 가압 다이를 금속 지지체 상에 2기 이상 설치하고, 도프액의 유량을 분할해서 중층(重層)해도 된다. 또는 복수의 도프액을 동시에 유연하는 공유연법에 의해 적층 구조의 필름을 얻어도 된다.
3) 용매 증발·박리 공정
금속 지지체 상에 유연된 도프액을 금속 지지체 상에서 가열하여, 도프액 내의 용매를 증발시켜서, 막상물을 얻는다.
용매를 증발시키기 위해서는, 도프액면 측으로부터 바람을 불게 하는 방법 및/또는 지지체의 이면으로부터 액체에 의해 전열시키는 방법, 복사열에 의해 표리로부터 전열하는 방법 등이 있지만, 이면 액체 전열 방법이, 건조 효율이 좋아 바람직하다. 또한, 그들을 조합하는 방법도 바람직하게 사용된다. 금속 지지체 상의 도프액을 40 내지 100℃의 범위 내의 분위기 하에서, 지지체 상에서 건조시키는 것이 바람직하다. 40 내지 100℃의 범위 내의 분위기 하에 유지하기 위해서는, 이 온도의 온풍을, 금속 지지체 상의 도프액면에 쏘이거나 적외선 등의 수단에 의해 가열하는 것이 바람직하다.
금속 지지체 상에서 용매를 증발시켜서 얻어지는 막상물을, 박리 위치에서 박리시킨다. 얻어지는 막상물의 면 품질, 투습성, 박리성의 관점에서, 유연 후 30 내지 120초 이내에서, 막상물을 금속 지지체로부터 박리하는 것이 바람직하다. 금속 지지체 상의 박리 위치에 있어서의 온도는, 바람직하게는 10 내지 40℃의 범위이며, 더욱 바람직하게는 11 내지 30℃의 범위이다.
박리하는 시점에서의 금속 지지체 상에서의 막상물의 박리 시 잔류 용매량은, 건조 조건의 강약, 금속 지지체의 길이 등에 따라 50 내지 120질량％의 범위에서 박리하는 것이 바람직하다. 그러나, 잔류 용매량이 보다 많은 시점에서 박리되는 경우, 막상물이 너무 부드러우면 박리 시 평면성을 손상시켜, 박리 장력에 의한 잡아당김이나 세로 줄무늬가 발생하기 쉽다. 그 때문에, 경제 속도와 품질과의 균형으로 박리 시의 잔류 용매량이 결정된다.
막상물의 잔류 용매량은 하기 식으로 정의된다.
잔류 용매량(％)=(막상물의 가열 처리 전 질량-막상물의 가열 처리 후 질량)/(막상물의 가열 처리 후 질량)×100
또한, 잔류 용매량을 측정할 때의 가열 처리란, 140℃에서 1시간의 가열 처리를 행하는 것을 나타낸다.
금속 지지체와 필름을 박리할 때의 박리 장력은, 통상, 196 내지 245N/m의 범위 내이지만, 박리 시에 주름이 생기기 쉬운 경우, 190N/m 이하의 장력으로 박리하는 것이 바람직하다.
4) 건조 및 연신 공정
박리된 막상물을, 건조 장치 내를 복수 배치한 롤러에 의해 반송시키면서 건조시킨다. 그리고, 텐터 연신 장치로, 막상물의 양단을 클립으로 집으면서 반송하여, 막상물을 연신한다.
건조는, 막상물의 양면에 열풍을 쏘이는 방법이 일반적이지만, 열풍 대신 마이크로웨이브를 쏘여서 가열해도 된다. 너무 급격한 건조는 완성된 필름 평면성을 손상시키기 쉽다. 고온에 의한 건조는 잔류 용매가 8질량％ 이하 정도부터 행하는 것이 좋다. 전체를 통과시키고, 건조는 대략 40 내지 250℃의 범위 내에서 행하여진다. 특히 40 내지 200℃의 범위 내에서 건조시키는 것이 바람직하다.
텐터 연신 장치로 건조시키는 경우, 건조 온도는 30 내지 160℃의 범위가 바람직하고, 50 내지 150℃의 범위가 더욱 바람직하다. 텐터 연신 장치에 있어서, 분위기의 폭 방향 온도 분포가 적은 것이, 필름의 균일성을 높이는 관점에서 바람직하다. 그 때문에, 텐터 공정에서의 폭 방향의 온도 분포는, ±5℃ 이내가 바람직하고, ±2℃ 이내가 보다 바람직하고, ±1℃ 이내가 가장 바람직하다.
본 발명의 광학 필름을 얻기 위해서는, 연신은, 적어도 2방향으로 실시하는 것(2축 연신)이 바람직하다. 2축 연신은, 유연 방향(MD 방향)과 폭 방향(TD 방향)으로 실시하는 것이 바람직하다. 2축 연신은, 동시에 행해도 되고, 단계적으로 행해도 된다.
단계적이란, 예를 들어 연신 방향의 서로 다른 연신을 순차 행하는 것도 가능하고, 동일한 방향의 연신을 다단계로 분할하고, 또한 상이한 방향의 연신을 그 어느 한쪽의 단계에 부가하는 것도 가능하다. 예를 들어, 다음과 같은 연신 스텝이 가능하다.
유연 방향으로 연신→폭 방향으로 연신
폭 방향으로 연신→폭 방향으로 연신
유연 방향으로 연신→폭 방향으로 연신→폭 방향으로 연신
폭 방향으로 연신→폭 방향으로 연신→유연 방향으로 연신
동시 2축 연신에는, 한 방향으로 연신하고, 다른 한쪽을, 장력을 완화해서 수축시키는 경우도 포함된다.
연신 배율은, 유연 방향(MD 방향)과 폭 방향(TD 방향)의 연신 배율의 합계가 2.5 내지 9배, 바람직하게는 3 내지 6배, 보다 바람직하게는 3.2 내지 6배의 범위로 되도록 설정될 수 있다. 구체적으로는, 유연 방향(MD 방향)과 폭 방향(TD 방향)의 연신 배율은, 각각 1.3 내지 4.0배로 할 수 있고, 바람직하게는 1.5 내지 3.0배로 할 수 있다. 예를 들어, 유연 방향(MD 방향)의 연신 배율이 2.0배, 폭 방향(TD 방향)의 연신 배율이 1.5배일 때, 연신 배율의 합계는 2.0+1.5=3.5배가 된다.
전술한 바와 같이, 아실기 모두가 아세틸기인 셀룰로오스에스테르와, 환 구조를 갖는 첨가제를 함유하는 막상물은, 높은 연신성을 갖는다. 그 때문에, 상기 막상물을 고배율로 2축 연신해서 얻어지는 광학 필름은, 백탁을 발생하기 어렵고, 또한 서로 직교하는 2 방향의 양쪽 인장 탄성률이 높고, 파단 신도가 저감되어 있다.
연신 개시 시의 막상물의 잔류 용매량은, 20 내지 100질량％의 범위인 것이 바람직하다. 연신 종료 후에 얻어지는 필름은, 잔류 용매량이 5질량％ 이하, 바람직하게는 1질량％ 이하로 될 때까지 건조시키는 것이 바람직하다.
5) 권취 공정
연신, 건조 후에 얻어지는 광학 필름을, 권취기로 롤 형상으로 권취한다. 권취 방법은, 일반적으로 사용되고 있는 것을 사용하면 되고, 정 토크법, 정 텐션법, 테이퍼 텐션법, 내부 응력이 일정한 프로그램 텐션 컨트롤법 등이 있고, 그들을 구분지어 사용하면 된다.
본 발명의 광학 필름은, 긴 필름이어도 된다. 예를 들어, 길이가 100m 내지 10000m 정도이고, 폭이 1 내지 4m, 바람직하게는 1.4 내지 3m인 긴 필름으로 할 수 있다. 긴 필름은, 통상, 폭 방향에 대하여 수직 방향으로 권취된 롤체로서 보존될 수 있다.
권취하기 전에, 제품이 되는 폭에, 광학 필름의 폭 방향 단부를 슬릿해서 잘라 버린 후, 권취 내면의 부착이나 찰상 방지를 위해서, 널링 가공(엠보싱 가공)을 폭 방향 양단부에 더욱 실시해도 된다. 널링 가공의 방법은, 요철의 패턴을 측면에 갖는 금속 링을 가열이나 가압에 의해 가공할 수 있다.
본 발명의 광학 필름은, 전술한 바와 같이, 인장 탄성률이 높여져 있다. 그 때문에, 필름 두께가 15 내지 35㎛ 정도로 얇아도, 롤체를 권취 코어가 수평이 되도록 보존했을 때, 필름의 폭 방향 중앙부가 자중으로 오목해지는 등의 변형(권취 형상의 변화)을 억제할 수 있다.
3. 편광판
본 발명의 편광판은, 편광자와, 그 적어도 한쪽 면에 배치된 본 발명의 광학 필름을 갖는다.
편광자는, 일정 방향의 편파면의 광만을 통과시키는 소자이며, 그 예에는, 폴리비닐알코올계 편광 필름이 포함된다. 폴리비닐알코올계 편광 필름에는, 폴리비닐알코올계 필름에 요오드를 염색시킨 것과, 2색성 염료를 염색시킨 것이 있다.
편광자는, 폴리비닐알코올 필름을 1축 연신한 후, 염색하거나; 또는 폴리비닐알코올 필름을 염색한 후, 1축 연신하여, 바람직하게는 붕소 화합물로 내구성 처리를 더욱 행하여 얻을 수 있다. 편광자의 막 두께는, 5 내지 30㎛의 범위 내가 바람직하고, 5 내지 15㎛의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
폴리비닐알코올 필름으로서는, 일본 특허 공개 제2003-248123호 공보, 일본 특허 공개 제2003-342322호 공보 등에 기재된 에틸렌 단위의 함유량 1 내지 4몰％, 중합도 2000 내지 4000, 비누화도 99.0 내지 99.99몰％의 에틸렌 변성 폴리비닐알코올이 바람직하게 사용된다.
편광자의 한쪽 면에 본 발명의 광학 필름이 배치되는 경우, 편광자의 다른쪽 면에는 위상차 필름이 배치되어도 된다. 위상차 필름의 리타데이션은, 조합되는 액정 셀의 종류에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 위상차 필름의, 23℃ RH55％ 하, 파장 590㎚로 측정되는 면 내 리타데이션 Ro(590)는 30 내지 150㎚의 범위인 것이 바람직하고, 두께 방향의 리타데이션 Rth(590)는 70 내지 300㎚의 범위인 것이 바람직하다. 리타데이션이 상기 범위인 위상차 필름은, 예를 들어 VA형 액정 셀 등에 바람직하게 사용할 수 있다.
광학 필름과 편광자와의 접합은, 특별히 한정되지 않지만, 완전 비누화형의 폴리비닐 알코올계 접착제나, 활성 에너지선 경화성 접착제 등을 사용해서 행할 수 있다. 얻어지는 접착제층의 탄성률이 높고, 편광판의 변형을 억제하기 쉽다는 점 등에서, 활성 에너지선 경화성 접착제를 사용하는 것이 바람직하다.
활성 에너지선 경화성 접착제의 바람직한 예로서는, 일본 특허 공개 제2011-028234에 개시되어 있는 바와 같은, (α) 양이온 중합성 화합물, (β) 광 양이온 중합 개시제, (γ) 380㎚보다 긴 파장의 광에 극대 흡수를 나타내는 광증감제 및 (δ) 나프탈렌계 광 증감 보조제의 각 성분을 함유하는 광경화성 접착제 조성물을 들 수 있다. 단, 이외의 광경화성 접착제가 사용되어도 된다.
이하, 광경화성 접착제를 사용한 편광판의 제조 방법 일례를 설명한다. 편광판은, 1) 광학 필름의 편광자를 접착하는 면을 접착 용이화 처리하는 전처리 공정, 2) 편광자와 광학 필름과의 접착면 중 적어도 한쪽에, 다음의 광경화성 접착제를 도포하는 접착제 도포 공정, 3) 얻어진 접착제층을 개재해서 편광자와 광학 필름을 접합하는 접합 공정 및 4) 접착제층을 개재해서 편광자와 광학 필름이 접합된 상태에서 접착제층을 경화시키는 경화 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 1)의 전처리 공정은, 필요에 따라서 실시하면 된다.
(전처리 공정)
전처리 공정에서는, 광학 필름의, 편광자와의 접착면에 접착 용이화 처리를 행한다. 편광자의 양면에 각각 광학 필름을 접착시키는 경우에는, 각각의 광학 필름의, 편광자와의 접착면에 접착 용이화 처리를 행한다. 접착 용이 처리로서는, 코로나 처리, 플라즈마 처리 등을 들 수 있다.
(접착제 도포 공정)
접착제 도포 공정에서는, 편광자와 광학 필름과의 접착면 중 적어도 한쪽에, 상기 광경화성 접착제를 도포한다. 편광자 또는 광학 필름의 표면에 직접 광경화성 접착제를 도포하는 경우, 그 도포 방법에 특별한 한정은 없다. 예를 들어, 닥터 블레이드, 와이어 바, 다이 코터, 콤마 코터, 그라비아 코터 등, 다양한 도포 시공 방식을 이용할 수 있다. 또한, 편광자와 광학 필름 사이에, 광경화성 접착제를 유연시킨 후, 롤 등으로 가압해서 균일하게 펴서 넓히는 방법도 이용할 수 있다.
(접합 공정)
이렇게 해서 광경화성 접착제를 도포한 후, 접합 공정에 제공된다. 이 접합 공정에서는, 예를 들어 전의 도포 공정에서 편광자의 표면에 광경화성 접착제를 도포한 경우, 거기에 광학 필름이 서로 겹쳐진다. 전의 도포 공정에서 광학 필름의 표면에 광경화성 접착제를 도포한 경우에는, 거기에 편광자가 서로 겹쳐진다. 또한, 편광자와 광학 필름 사이에 광경화성 접착제를 유연시킨 경우에는, 그 상태에서 편광자와 광학 필름이 서로 겹쳐진다. 편광자의 양면에 광학 필름을 접착하는 경우이며, 양면 모두 광경화성 접착제를 사용하는 경우에는, 편광자의 양면에 각각, 광경화성 접착제를 개재하여 광학 필름이 서로 겹쳐진다. 그리고 통상은, 이 상태에서 양면(편광자의 편면에 광학 필름을 서로 겹친 경우에는, 편광자측과 광학 필름 측, 또한 편광자의 양면에 광학 필름을 서로 겹친 경우에는, 그 양면의 광학 필름 측)으로부터 롤 등 사이에 끼워서 가압하게 된다. 롤의 재질은, 금속이나 고무 등을 사용하는 것이 가능하다. 양면에 배치되는 롤은, 동일한 재질이어도 되고, 다른 재질이어도 된다.
(경화 공정)
경화 공정에서는, 미경화의 광경화성 접착제에 활성 에너지선을 조사하여, 에폭시 화합물이나 옥세탄 화합물을 포함하는 접착제층을 경화시킨다. 그것에 의해, 광경화성 접착제를 개재하여 서로 겹친 편광자와 광학 필름을 접착시킨다. 편광자의 편면에 광학 필름을 접합하는 경우, 활성 에너지선은, 편광자 측 또는 광학 필름 측 중 어느 쪽으로부터 조사해도 된다. 또한, 편광자의 양면에 광학 필름을 접합하는 경우, 편광자의 양면에 각각 광경화성 접착제를 개재하여 광학 필름을 서로 겹친 상태에서, 어느 한쪽의 광학 필름측으로부터 활성 에너지선을 조사하고, 양면의 광경화성 접착제를 동시에 경화시키는 것이 유리하다.
활성 에너지선으로서는, 가시광선, 자외선, X선, 전자선 등을 사용할 수 있고, 취급이 용이하고 경화 속도도 충분하기 때문에, 일반적으로는, 전자선 또는 자외선이 바람직하게 사용된다.
전자선의 조사 조건은, 상기 접착제를 경화할 수 있는 조건이면, 임의의 적절한 조건을 채용할 수 있다. 예를 들어, 전자선 조사는, 가속 전압이 바람직하게는 5 내지 300㎸의 범위 내이며, 더욱 바람직하게는 10 내지 250㎸의 범위 내이다. 가속 전압이 5㎸ 미만인 경우, 전자선이 접착제까지 도달하지 않아 경화 부족으로 될 우려가 있고, 가속 전압이 300㎸를 초과하면, 시료를 통과하는 침투력이 너무 강해서 전자선이 세게 튀어, 투명 광학 필름이나 편광자에 대미지를 끼칠 우려가 있다. 조사선량으로서는, 5 내지 100kGy의 범위 내, 더욱 바람직하게는 10 내지 75kGy의 범위 내이다. 조사선량이 5kGy 미만인 경우에는, 접착제가 경화 부족으로 되고, 100kGy를 초과하면, 투명 광학 필름이나 편광자에 대미지를 끼쳐, 기계적 강도의 저하나 황변을 발생하고, 소정의 광학 특성을 얻을 수 없다.
자외선의 조사 조건은, 상기 접착제를 경화할 수 있는 조건이면, 임의의 적절한 조건을 채용할 수 있다. 자외선의 조사량은 적산 광량으로 50 내지 1500mJ/㎠의 범위 내인 것이 바람직하고, 100 내지 500mJ/㎠의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.
이상과 같이 해서 얻어진 편광판에 있어서, 접착제층의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 통상 0.01 내지 10의 범위 내이며, 바람직하게는 0.5 내지 5㎛의 범위 내이다.
본 발명의 광학 필름은, 전술한 바와 같이, 지상축 방향과 그것과 직교하는 방향의 파단 신도가 모두 저감되어 있다. 그 때문에, 본 발명의 광학 필름을 포함하는 편광판은, 고온 고습 하에 있어서도 열 주름이 발생하기 어렵다고 생각된다.
4. 액정 표시 장치
본 발명의 액정 표시 장치는, 액정 셀과, 그것을 끼움 지지하는 한 쌍의 편광판을 포함한다. 그리고, 한 쌍의 편광판 중 적어도 한쪽을, 본 발명의 광학 필름을 포함하는 편광판으로 할 수 있다. 적어도 한쪽의 편광판은, 편광자와, 본 발명의 광학 필름을 갖는다. 본 발명의 광학 필름은, 편광자의 액정 셀과는 반대측 면에 배치되는 것(후술하는 F1 또는 F4로서 배치되는 것)이 바람직하다.
도 1은, 액정 표시 장치의 기본적인 구성의 일례를 도시하는 모식도이다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치(10)는, 액정 셀(30)과, 그것을 끼움 지지하는 제1 편광판(50) 및 제2 편광판(70)과, 백라이트(90)를 포함한다.
액정 셀(30)은 예를 들어 STN, TN, OCB, HAN, VA(MVA, PVA), IPS 등의 다양한 표시 모드의 것이 제안되어 있다. 높은 콘트라스트를 얻기 위해서는, VA(MVA, PVA) 모드가 바람직하다.
VA 방식의 액정 셀은, 한 쌍의 투명 기판과, 그들 사이에 끼움 지지된 액정층을 갖는다.
한 쌍의 투명 기판 중, 한쪽의 투명 기판에는, 액정 분자에 전압을 인가하기 위한 화소 전극이 배치된다. 대향 전극은, (화소 전극이 배치된) 상기 한쪽의 투명 기판에 배치되어도 되고, 다른 쪽의 투명 기판에 배치되어도 되고, 개구율을 높이기 위해서는, (화소 전극이 배치된) 상기 한쪽의 투명 기판에 배치되는 것이 바람직하다.
투명 기판의 두께는, 바람직하게는 0.3 내지 0.7㎜의 범위로 하고, 보다 바람직하게는 0.3 내지 0.5㎜의 범위로 할 수 있다.
액정층은, 부 또는 정의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자를 포함한다. 한쪽의 투명 기판에 화소 전극이 배치되고, 다른 쪽의 투명 기판에 대향 전극이 배치되는 경우, 부의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자를 사용하는 것이 바람직하다. 한쪽의 투명 기판에, 화소 전극과 대향 전극의 양쪽이 배치되는 경우, 정의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자인 것이 바람직하다. 액정 분자는, 투명 기판의 액정층 측의 면에 설치된 배향막의 배향 규제력에 의해, 전압 무인가 시(화소 전극과 대향 전극 사이에 전계가 발생하지 않았을 때)에는, 액정 분자의 장축이, 투명 기판의 표면에 대하여 대략 수직으로 되도록 배향하고 있다.
이렇게 구성된 액정 셀에서는, 화소 전극에 화상 신호(전압)를 인가함으로써, 화소 전극과 대향 전극 사이에 전계를 발생시킨다. 이에 의해, 투명 기판의 표면에 대하여 수직으로 초기 배향하고 있는 액정 분자를, 그 장축이 기판면에 대하여 수평 방향으로 되도록 배향시킨다. 이와 같이, 액정층을 구동하고, 각 부화소의 투과율 및 반사율을 변화시켜서 화상 표시를 행한다.
제1 편광판(50)은, 제1 편광자(51)와, 제1 편광자(51)의 시인측의 면에 배치된 보호 필름(53)(F1)과, 제1 편광자(51)의 액정 셀 측의 면에 배치된 보호 필름(55)(F2)을 포함한다. 제2 편광판(70)은, 제2 편광자(71)와, 제2 편광자(71)의 액정 셀 측의 면에 배치된 보호 필름(73)(F3)과, 제2 편광자(71)의 백라이트 측의 면에 배치된 보호 필름(75)(F4)을 포함한다. 보호 필름(55)(F2)과 보호 필름(73)(F3)의 한쪽은, 필요에 따라 생략되는 경우도 있다.
그리고, 보호 필름(53)(F1)과 보호 필름(75)(F4) 중 적어도 한쪽; 바람직하게는 양쪽을, 본 발명의 광학 필름으로 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 광학 필름은, 백탁이 적고, 헤이즈가 저감되어 있다. 그 때문에, 본 발명의 광학 필름을 보호 필름 F1/F4로서 갖는 본 발명의 액정 표시 장치는, 높은 휘도를 가질 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예를 들어서 본 발명을 구체적으로 설명하겠지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니다.
1. 광학 필름의 재료
1) 셀룰로오스에스테르
하기 표의 셀룰로오스에스테르를 사용하였다.
Figure pct00010
2) 첨가제
2-1) 환 구조를 갖는 첨가제
폴리에스테르 화합물1: 숙신산/테레프탈산/에틸렌글리콜(50/50/100몰비)로 이루어지는 축합물(중량 평균 분자량 2000, 벌크 지수 0.23)의 말단 미밀봉물
폴리에스테르 화합물1의 벌크 지수는, 이하와 같이 해서 산출하였다. 즉, 폴리에스테르 화합물1에는, 테레프탈산/에틸렌글리콜의 축합 유닛 -[C(=O)-C6H4-C(=O)-O-CH2CH2-O]-(분자량 192)가 50개, 숙신산/에틸렌글리콜의 축합 유닛 -[C(=O)-CH2CH2-C(=O)-O-CH2CH2-O]-(분자량 144)가 50개, 각각 포함된다. 그 때문에, 폴리에스테르 화합물1의 분자량은, 192×50+144×50+18=16818이 된다. 한편, 폴리에스테르 화합물1 중의 방향환 구조(-C6H4-)의 총 분자량은, 76(-C6H4-의 분자량)×50(개)=3800이 된다. 따라서, 폴리에스테르 화합물1의 벌크 지수는, 3800/16818=0.23이 된다.
폴리에스테르 화합물2: 숙신산/테레프탈산/에틸렌글리콜(50/50/100몰비)로 이루어지는 축합물(중량 평균 분자량 600)의 말단 미밀봉물
폴리에스테르 화합물3: 숙신산/테레프탈산/에틸렌글리콜(50/50/100몰비)로 이루어지는 축합물(중량 평균 분자량 3000)의 말단 미밀봉물
폴리에스테르 화합물4: 숙신산/테레프탈산/에틸렌글리콜(80/20/100몰비)로 이루어지는 축합물(중량 평균 분자량 2000)의 말단 미밀봉물
폴리에스테르 화합물5: 숙신산/테레프탈산/에틸렌글리콜(75/25/100몰비)로 이루어지는 축합물(중량 평균 분자량 2000)의 말단 미밀봉물
폴리에스테르 화합물6: 아디프산/프탈산/프로필렌글리콜(50/50/100몰비)로 이루어지는 축합물(중량 평균 분자량 400)의 벤조산 밀봉물
폴리에스테르 화합물7: 숙신산/테레프탈산/에틸렌글리콜(75/25/100몰비)로 이루어지는 축합물(중량 평균 분자량 2000)의 벤조산 밀봉물
폴리에스테르 화합물8: 아디프산/테레프탈산/프로필렌글리콜(50/50/100몰비)로 이루어지는 축합물(중량 평균 분자량 1000)의 말단 미밀봉물
폴리에스테르 화합물9: 세박산/테레프탈산/에틸렌글리콜(50/50/100몰비)로 이루어지는 축합물(중량 평균 분자량 1000)의 말단 미밀봉물
스티렌계 화합물1: 사토마사제, SMA2625(스티렌/무수 말레산(67/33몰비) 공중합체, 중량 평균 분자량 9000, 벌크 지수 0.82)
스티렌계 화합물1의 벌크 지수는, 이하와 같이 해서 산출하였다. 즉, 스티렌계 화합물1에는, 스티렌 유닛 -CH(C6H5)-CH2-(분자량 104)가 67개, 무수 말레산 유닛 -C2H2(C2O3)-(분자량 98)가 33개 포함된다. 따라서, 스티렌계 화합물1의 분자량은, 104×67+98×33+2=10204가 된다. 한편, 스티렌계 화합물1 중의, 스티렌 유래의 방향환 구조(-C6H5)와 무수 말레산 유래의 비방향환 구조(-CHC(=O)OC(=O)CH-)의 총 분자량은, 77(-C6H5의 분자량)×67(개)+98(-CHC(=O)OC(=O)CH-의 분자량)×33(개)=8393이 된다. 따라서, 스티렌계 화합물1의 벌크 지수는, 8393/10204=0.82가 된다.
스티렌계 화합물2: 마루젠 세끼유 가가꾸(주)사제, 마루카 린커CST50(스티렌/히드록시스티렌(50/50몰비) 공중합체, 중량 평균 분자량 2000, 벌크 지수 0.76)
스티렌계 화합물2의 벌크 지수는, 이하와 같이 해서 산출하였다. 즉, 스티렌계 화합물2에는, 스티렌 유닛 -CH(C6H5)-CH2-(분자량 104)가 50개, 히드록시스티렌유닛 -CH(C6H5OH)-CH2-(분자량 120)가 50개, 각각 포함된다. 따라서, 스티렌계 화합물2의 분자량은, 120×50+104×50+2=11202가 된다. 한편, 스티렌계 화합물2 중의 방향환 구조 -C6H5/-C6H5OH의 총 분자량은, 77(-C6H5의 분자량)×50(개)+93(-C6H5OH의 분자량)×50(개)=8500이 된다. 따라서, 스티렌계 화합물2의 벌크 지수는, 8500/11202=0.76이 된다.
당에스테르 화합물1: 하기 화학식 3으로 표시되는 당에스테르 화합물
[화학식 3]
Figure pct00011
R1 내지 R8: 벤조일기(평균 치환도: 5.5), 나머지는 수소 원자
당에스테르 화합물2: 상기 화학식 3에 있어서 R1 내지 R8의 벤조일기의 평균 치환도를 6.5로 변경한 당에스테르 화합물
당에스테르 화합물3: 상기 화학식 3에 있어서 R1 내지 R8의 벤조일기의 평균 치환도를 7.2로 변경한 당에스테르 화합물
당에스테르 화합물4: 상기 화학식 3에 있어서 R1 내지 R8의 벤조일기의 평균 치환도를 8.0으로 변경한 당에스테르 화합물
2-2) 기타 첨가제
폴리에스테르 화합물A: 아디프산/에틸렌글리콜로부터 이루어지는 축합물(중량 평균 분자량 1700)의 말단 미밀봉물
TPP: 트리페닐포스페이트
BDP: 비페닐디페닐포스페이트
2. 광학 필름의 제작
[실시예 1]
하기 성분을, 교반 및 가열하면서 충분히 용해시켜서, 도프액을 제조하였다.
(도프액의 조성)
셀룰로오스에스테르A1: 100질량부
폴리에스테르 화합물1: 10질량부
자외선 흡수제: Ti928: 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-6-(1-메틸-1-페닐에틸)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)페놀(티누빈928), BASF 재팬사제): 3.0질량부
매트제: R972V(닛본에어로실사제, 실리카 입자, 평균 입경=16㎚): 0.30질량부
박리 보조제: 일렉트로닉 커트 S412(다케모토 유시사제): 0.50질량부
메틸렌클로라이드: 300질량부
에탄올: 40질량부
얻어진 도프액을, 벨트 유연 장치를 사용하여, 온도 22℃, 2m 폭으로 스테인리스 밴드 지지체에 균일하게 유연하였다. 스테인리스 밴드 지지체 상에서, 잔류 용제량이 100％가 될 때까지 도프액 내의 용매를 증발시켰다. 그리고, 얻어진 막상물을, 박리 장력 162N/m으로 스테인리스 밴드 지지체 상으로부터 박리하였다.
계속해서, 박리한 막상물을, 35℃에서 더욱 건조시킨 후, 1m 폭으로 슬릿하였다. 얻어진 막상물을, 롤간에서 반송 방향(MD 방향)으로 200℃에서 2.0배 연신하고, 텐터로 폭 방향(TD 방향)으로 200℃에서 1.5배 연신하였다. 텐터에 의한 연신 개시 시의 잔류 용매량은 8％이었다.
텐터에서 연신한 후, 130℃에서 5분간의 완화 처리를 실시하고, 얻어진 필름을 120℃, 140℃의 건조 존을 다수의 롤러에 의해 반송시키면서 건조시켰다. 얻어진 필름을 1.5m 폭으로 슬릿하고, 필름의 폭 방향 양단에 폭 10㎜, 높이 5㎛의 널링 가공을 실시하여, 코어에 권취하였다. 그것에 의해, 광학 필름(101)의 롤체를 얻었다. 광학 필름(101)의 막 두께는 25㎛, 권취 길이는 4000m이었다.
[실시예 2 내지 36, 비교예 1 내지 6 및 8 내지 11]
셀룰로오스에스테르, 첨가제 및 그 함유량, 연신 조건, 막 두께 중 어느 하나 이상을, 표 3 또는 표 4에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 광학 필름(102 내지 142 및 144 내지 147)을 얻었다.
[비교예 7]
펠릿의 제작
표 1의 셀룰로오스에스테르C(셀룰로오스아세테이트프로피오네이트)를 제습 열풍 건조기로 90℃에서 6시간 이상 건조시켜서, 수분율을 80ppm 이하로 하였다. 얻어진 셀룰로오스에스테르C와, 하기 첨가제를 호퍼로 혼합해서 수지 조성물로 하였다.
(수지 조성물의 조성)
셀룰로오스에스테르C: 100질량부
폴리에스테르 화합물1: 10질량부
GSY-P101(사까이 가가꾸 고교(주)제): 0.25질량부
Irganox1010(BASF 재팬(주)제): 0.5질량부
SumilizerGS(스미토모 가가꾸(주)제): 0.24질량부
R972V(에어로실사제): 0.15질량부
상기 수지 조성물을 2축 압출기에 투입해서 용융 혼련하였다. 다이스 직전에 설치된 눈금 100㎛의 금속 메쉬(필터부)로, 용융 수지를 여과한 후, 240℃에서, 다이스의 원형 구경으로부터 스트랜드 형상으로 압출하였다. 압출된 용융 수지를 수냉한 후, 스트랜드 커터로 긴 직경 5㎜, 단면 직경이 2.5㎜인 원통형으로 커트하고, 펠릿을 얻었다.
필름의 제조
얻어진 펠릿을, 감압 하, 90℃, 6시간 건조시킨 후, 단축 압출기에 투입하였다. 그리고, 질소 분위기 하에서, 240℃에서 용융 혼련한 후, 다이로부터, 표면 온도가 90℃인 냉각 롤 상에 압출하였다. 압출된 수지를, 복수의 냉각 롤로 냉각 고화한 후, 박리 롤로 박리하여, 막상물을 얻었다. 얻어진 막상물의 양단부 10㎝를 슬릿하고, 롤 연신 장치로 막상물의 반송 방향(MD 방향)으로, 200℃에서 연신 배율 2.0배로 연신하고, 텐터로 폭 방향(TD 방향)으로 200℃에서 1.5배 연신하였다. 그 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 막 두께 25㎛의 광학 필름(143)을 얻었다.
실시예 1 내지 19와 비교예 1 내지 3의 광학 필름의 조성과 연신 조건을 표 3에 나타내고; 실시예 20 내지 36과 비교예 4 내지 11의 광학 필름의 조성과 연신 조건을 표 4에 나타낸다.
Figure pct00012
Figure pct00013
얻어진 광학 필름의 인장 탄성률, 파단 신도, 헤이즈, Ro와 Rth 및 권취 형상을, 이하의 방법으로 측정하였다.
[인장 탄성률 및 파단 신도]
먼저, 광학 필름을 10㎜(MD 방향)×100㎜(TD 방향)의 사이즈로 잘라내고, 샘플 필름을 얻었다. 이 샘플 필름을, 25℃ 55％ RH의 환경 하에서 24시간 조습하였다. 조습 후의 샘플 필름을, JIS K7127에 준거하여, 오리엔테크사제 텐실론 RTC-1225A를 사용하여, 척간 거리를 50㎜로 하고, MD 방향으로 인장하여, MD 방향의 인장 탄성률 및 파단 신도를 측정하였다. 또한, 샘플 필름을 인장하는 방향을 TD 방향으로 변경한 것 이외는 마찬가지로 하여 TD 방향의 인장 탄성률 및 파단 신도를 측정하였다. 인장 탄성률 및 파단 신도의 측정은, 23℃ 55％ RH 하, 인장 속도 50㎜/분의 조건에서 행하였다.
[헤이즈]
얻어진 광학 필름을, 23℃ 55％ RH 하에서 5시간 이상 조습하였다. 계속해서, 얻어진 광학 필름의 헤이즈를, JIS K-7136에 준거하여, 23℃ 55％ RH의 조건 하에서, 헤이즈 미터(탁도계)(형식: NDH 2000, 닛본 덴쇼꾸(주)제)로 측정하였다.
[Ro 및 Rth]
광학 필름의 면 내 방향의 리타데이션 Ro와 두께 방향의 리타데이션 Rth는, 이하의 방법으로 측정하였다.
1) 광학 필름을, 23℃ 55％ RH에서 조습한다. 조습 후의 광학 필름의 평균 굴절률을 아베 굴절계로 측정하였다.
2) 조습 후의 광학 필름에, 상기 필름 표면의 법선과 평행하게 측정 파장 590㎚의 광을 입사시켰을 때의 Ro를, KOBRA21DH, 오지 게이소꾸(주)로 측정하였다.
3) KOBRA21ADH에 의해, 광학 필름의 면 내 지상축을 경사축(회전축)으로 하여, 광학 필름의 표면 법선에 대하여 θ의 각도(입사각(θ))로부터 측정 파장 590㎚의 광을 입사시켰을 때의 리타데이션값 R(θ)을 측정하였다. 리타데이션값 R(θ)의 측정은, θ가 0° 내지 50°인 범위에서, 10°마다 6점 행하였다. 광학 필름의 면 내 지상축은, KOBRA21ADH에 의해 확인하였다.
4) 측정된 Ro 및 R(θ)과, 전술한 평균 굴절률과 막 두께로부터, KOBRA21ADH에 의해, nx, ny 및 nz를 산출하여, 측정 파장 590㎚에서의 Rth를 산출하였다.
[권취 형상의 변화]
광학 필름을 폭 방향에 대하여 수직 방향으로 권취한 롤체(권취 길이: 4000m, 폭: 1330m)를 준비하였다. 이 롤체에, 먼지 부착 방지용 폴리에틸렌 시트를 씌워서, 30℃ 내지 40℃, 65％ RH 내지 85％ RH의 창고에서, 코어(권취 코어)의 길이 방향이 수평이 되도록 1개월간 보관하였다. 그리고, 1개월 경과 후의 롤체의 권취 상태를, 육안으로 관찰하고, 하기와 같이 평가하였다.
◎: 롤의 표면에 주름, 변형 등의 변화는 확인되지 않는다.
○: 롤의 표면에 약간 주름이 확인되지만, 변형은 확인되지 않는다.
△: 롤의 표면에 약한 주름이 확인되고, 일부에 변형도 확인된다.
×: 롤의 표면 내지 내부에 강한 주름, 표면에 강한 변형이 있고, 내부까지 변형 있음.
실시예 1 내지 19와 비교예 1 내지 3의 광학 필름의 평가 결과를 표 5에 나타내고; 실시예 20 내지 36과 비교예 4 내지 11의 광학 필름의 평가 결과를 표 6에 나타낸다.
Figure pct00014
Figure pct00015
표 5 및 표 6에 도시되는 바와 같이, 실시예 1 내지 36의 필름은, MD 방향/TD 방향의 파단 신도가 모두 1 내지 10％의 범위 내이며, 헤이즈가 1％ 이하로 낮고, 권취 형상의 변화가 적은 것을 알 수 있다. 이에 비해, 비교예 1 내지 9의 필름은, MD 방향/TD 방향 중 적어도 한쪽의 파단 신도가 10％초과로 높고, 권취 형상의 변화가 큰 것을 알 수 있다.
구체적으로는, 비교예 1의 필름은, 유연성이 비교적 높은 CAP를 포함하기 때문에, 백탁을 발생하고, 파단 신도가 높은 것을 알 수 있다. 비교예 2의 필름은, 연신 배율이 너무 높기 때문에, 파단 신도가 너무 낮아지는 것을 알 수 있다. 비교예 4의 필름은 미연신이며, 비교예 5의 필름은 TD 방향으로만 연신되고 있고, 비교예 6의 필름은 MD/TD 방향 모두 저배율 연신되고 있기 때문에, 모두 파단 신도가 높은 것을 알 수 있다. 비교예 7의 필름은, CAP를 사용한 용융 제막 필름이기 때문에, 백탁을 발생할 뿐만 아니라, 파단 신도가 높은 것을 알 수 있다. 비교예 9와 11의 필름에 포함되는 TPP/BDP는, 블리드 아웃하기 쉽고, 제막 공정에서의 필름에 있어서의 함유량이 적어져 버리기 때문에, 연신성이 낮고, 연신 후의 필름 파단 신도도 높은 것을 알 수 있다. 비교예 8과 10에서는, 필름의 연신성이 낮고, 표 4에 나타나는 연신 조건에서는 파단되는 것을 알 수 있다.
3. 위상차 필름의 제작
1) 위상차 필름a
하기 성분을, 교반 및 가열하면서 충분히 용해시켜서, 도프액1을 제조하였다.
(도프액1의 조성)
셀룰로오스에스테르(아세틸기 치환도 2.3, 중량 평균 분자량 Mw 18.5만의 디아세틸셀룰로오스): 100질량부
하기 화합물A-022(리타데이션 상승제): 4질량부
하기 화학식 5로 표시되는 당에스테르 화합물: 10질량부
R972V(닛본에어로실사제, 실리카 입자, 평균 입경=16㎚, 매트제): 0.30질량부
메틸렌클로라이드: 300질량부
에탄올: 40질량부
Figure pct00016
Figure pct00017
R1 내지 R8: 메틸카르보닐기(CH3CO-), 평균 치환도: 5.5, 나머지는 수소 원자
상기 제조한 도프액1을 벨트 유연 장치를 사용하고, 온도 22℃, 2m 폭으로 스테인리스 밴드 지지체에 균일하게 유연하였다. 스테인리스 밴드 지지체의 도프액1 중의 용매를, 잔류 용제량이 100％가 될 때까지 증발시킨 후, 박리 장력 162N/m으로 스테인리스 밴드 지지체 상으로부터 박리해서 막상물을 얻었다. 계속해서, 얻어진 막상물 중의 용매를, 35℃에서 더욱 증발시킨 후, 1m 폭으로 슬릿하였다. 얻어진 막상물을, 존 연신으로 반송 방향(MD 방향)으로 1.1배, 텐터 연신으로 폭 방향(TD 방향)으로 1.5배 연신하면서, 135℃의 건조 온도에서 건조시켰다. 텐터에 의한 연신 개시 시의 잔류 용매량은 8％이었다. 텐터에서의 연신 후, 130℃에서 5분간의 완화 처리를 행하였다.
얻어진 필름을, 120℃, 140℃의 건조 존을 다수의 롤러에 의해 반송시키면서 건조를 종료시켰다. 그 후, 필름을 1.5m 폭으로 슬릿하고, 필름의 폭 방향 양단부에 폭 10㎜, 높이 5㎛의 널링 가공을 실시하여, 막 두께 30㎛의 위상차 필름a를 얻었다.
2) 위상차 필름b
도프액의 제조
하기 성분을 혼합해서 도프액A 및 B를 각각 제조하였다.
(도프액A의 조성)
셀룰로오스에스테르CE-1(아세틸기 치환도 2.81, 아실기의 총 치환도 2.81): 100질량부
첨가제A-5: 테레프탈산/숙신산(55몰％/45몰％)/에틸렌글리콜/프로필렌글리콜(45몰％/55몰％)의 아세트산 말단 밀봉물(수 평균 분자량 800): 12질량부
하기 화합물A: 4질량부
매트제 분산액(AEROSIL R972, 니혼 에어로질 가부시끼가이샤 제조, 2차 평균 입자 사이즈 1.0㎛ 이하): 셀룰로오스에스테르 100질량부에 대하여 고형분 0.13질량부
디클로로메탄: 406질량부
메탄올: 61질량부
화합물A
Figure pct00018
(도프액B의 조성)
셀룰로오스에스테르CE-2(아세틸기 치환도 2.43, 아실기의 총 치환도 2.43): 100질량부
첨가제A-5: 테레프탈산/숙신산(55몰％/45몰％)/에틸렌글리콜/프로필렌글리콜(45몰％/55몰％)의 아세트산 말단 밀봉물(수 평균 분자량 800): 18질량부
매트제 분산액(AEROSIL R972, 니혼 에어로질 가부시끼가이샤 제조, 2차 평균 입자 사이즈 1.0㎛ 이하): 셀룰로오스에스테르 100질량부에 대하여 고형분 0.13질량부
디클로로메탄: 406질량부
메탄올: 61질량부
(공 유연 필름)
얻어진 도프액A 및 B를, 주행하는 유연 밴드 상에 유연 다이로부터 도프액A/도프액B/도프액A의 순서대로 적층되도록, 동시 다층 유연을 행하였다. 각 도프의 유연량을 조정하고, 코어층(도프액B의 층)이 가장 두꺼워지도록 하였다. 잔류 용제량이 약 30질량％에서 유연 밴드로부터 벗겨낸 필름을, 텐터에 의해 140℃의 열풍을 쏘이면서 폭 방향으로 30％ 연신하였다. 그 후, 텐터 반송으로부터 롤 반송로 이행하여, 다시 120℃ 내지 150℃에서 건조하고, 위상차 필름b를 얻었다. 얻어진 위상차 필름b의 막 두께는, 스킨층(도프액A의 층)/코어층(도프액B의 층)/스킨층(도프액A의 층)이 2.5㎛/55㎛/2.5㎛이었다.
3) 위상차 필름c
노르보르넨계 수지인 ZEONOR1420(닛본 제온(주)제)의 펠릿을 100℃에서 5시간 건조하였다. 그 후, 상기 펠릿을, 통상의 방법에 의해 압출기에 공급해서 250℃에서 용융하고, 다이로부터 냉각 드럼 상으로 토출시켜서, 두께 150㎛의 미연신 필름을 얻었다.
계속해서, 롤간에서의 플로트 방식을 사용한 세로 연신기로, 전술한 미연신 필름을 143℃의 온도에서 세로 방향(MD 방향)으로 1.2배로 연신하였다. 이것을, 텐터법을 사용한 가로 연신기에 공급하고, 인취 장력과 텐터 체인 장력을 조정하면서, 150℃의 온도에서 가로 방향(TD 방향)으로 1.8배로 더 연신하였다. 그것에 의해, 위상차 필름c를 얻었다.
얻어진 위상차 필름a 내지 c의 파장 590㎚에 있어서의 면 내 방향의 리타데이션 Ro와 두께 방향의 리타데이션 Rth를, 전술한 것과 마찬가지로 하여 측정하였다. 그 평가 결과를 표 7에 나타낸다.
Figure pct00019
4. 편광판의 제작
[실시예 37]
1) 편광자의 제조
두께 30㎛의 폴리비닐알코올 필름을, 35℃의 물에서 팽윤시켰다. 얻어진 필름을, 요오드 0.075g, 요오드화 칼륨 5g 및 물 100g으로 이루어지는 수용액에 60초간 침지하고, 또한 요오드화 칼륨 3g, 붕산 7.5g 및 물 100g으로 이루어지는 45℃의 수용액에 침지하였다. 얻어진 필름을, 연신 온도 55℃, 연신 배율 5배의 조건에서 1축 연신하였다. 이 1축 연신 필름을, 수세한 후, 건조시켜서, 두께 10㎛의 편광자를 얻었다.
2) 광경화성 접착제의 제조
하기 성분을 혼합한 후, 탈포하여, 광경화성 접착제를 제조하였다. 또한, 트리아릴 술포늄 헥사플루오로포스페이트는, 50％ 프로필렌카르보네이트 용액으로서 배합하고, 하기에는 트리아릴술포늄헥사플루오로포스페이트의 고형분량을 표시하였다.
(광경화성 접착제의 조성)
3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트: 45질량부
에폴리드GT-301(다이셀 가가꾸사제의 지환식 에폭시 수지): 40질량부
1,4-부탄디올디글리시딜에테르: 15질량부
트리아릴술포늄헥사플루오로포스페이트: 2.3질량부
9,10-디부톡시안트라센: 0.1질량부
1,4-디에톡시나프탈렌: 2.0질량부
편광판의 제작
제작한 위상차 필름a 상에, 상기 제조한 광경화성 접착제를, 마이크로그라비아 코터를 사용해서 건조 두께가 5㎛가 되도록 도포하고, 광경화성 접착제층을 형성하였다. 도포는, 그라비아 롤러#300, 회전 속도 140％/라인 속도의 조건에서 행하였다.
마찬가지로, 광학 필름(101) 상에 상기 제조한 광경화성 접착제를, 건조 두께 5㎛가 되도록 도포해서 광경화성 접착제층을 형성하였다.
상기 제작한 편광자의 한쪽 면에, 광경화성 접착제층이 형성된 위상차 필름a를 배치하고, 다른쪽 면에, 광경화성 접착제층이 형성된 광학 필름(101)을 배치하고, 위상차 필름a/광경화성 접착제층/편광자/광경화성 접착제층/광학 필름(101)의 적층물을 얻었다. 얻어진 적층물을, 롤러기로 접합하였다. 접합은, 광학 필름(101)의 지상축과 편광자의 흡수축이 서로 직교가 되도록 행하였다.
접합한 적층물의 양면측으로부터, 전자선을 조사하여, 광경화성 접착제층을 경화시켜서 편광판(201)을 얻었다. 라인 속도는 20m/min, 가속 전압은 250㎸, 조사선량은 20kGy로 하였다.
[실시예 38 내지 72, 비교예 12 내지 22]
광학 필름 및 위상차 필름의 종류를, 표 8 또는 표 9에 나타나는 바와 같이 변경한 것 이외는 실시예 37과 마찬가지로 하여 편광판(202 내지 247)을 얻었다.
얻어진 편광판의 열 주름을, 이하의 방법으로 평가하였다.
[열 주름]
얻어진 편광판(201)을 85℃ 95％의 조건에서 168시간 보존한 후의, 열 주름의 발생의 유무를 육안으로 관찰하였다.
◎: 열 주름이 확인되지 않는다.
○: 열 주름이 약간 발생하였지만, 실용상 문제없는 레벨.
×: 열 주름이 크게 발생하였다.
실시예 37 내지 55 및 비교예 12 내지 14의 편광판 평가 결과를 표 8에 나타내고; 실시예 56 내지 72 및 비교예 15 내지 22의 편광판 평가 결과를 표 9에 나타낸다.
Figure pct00020
Figure pct00021
표 8 및 표 9에 나타나는 바와 같이, 실시예 37 내지 72의 편광판은, 열 주름이 발생하지 않거나, 열 주름이 발생해도 실용상 문제없는 레벨인 데 반해, 비교예 10 내지 16 및 18의 편광판은, 열 주름이 발생하는 것을 알 수 있다. 실시예 37 내지 72의 편광판을 구성하는 필름의 적어도 TD 방향(바람직하게는 TD 방향/MD 방향의 양쪽)의 인장 탄성률이 높기 때문이라고 생각된다. 실시예 51 및 52와, 그 이외의 실시예와의 대비로부터, 특히 광학 필름의 TD 방향의 인장 탄성률을, MD 방향의 인장 탄성률보다도 높게 함으로써, 편광판의 열 주름을 발생하기 어렵게 할 수 있다는 것을 알 수 있다.
5. 액정 표시 장치의 제작
[실시예 73]
시판되고 있는 VA형 액정 표시 장치(SONY제 40형 디스플레이 KLV-40J3000)의, 액정 셀의 양면에 접합되어 있던 한 쌍의 편광판을 박리하고, 상기 제작한 편광판(201)을 액정 셀의 양면에 각각 접합해서 액정 표시 장치(301)를 얻었다. 편광판(201)의 접합은, 전술한 위상차 필름a가 액정 셀 측이 되게 행하였다.
[실시예 74 내지 108, 비교예 23 내지 33]
액정 셀의 양면에 접합하는 편광판(201)을, 표 10 또는 표 11에 나타나는 바와 같이 변경한 것 이외는 실시예 73과 마찬가지로 하여 액정 표시 장치(302 내지 347)를 얻었다.
얻어진 액정 표시 장치의 휘도를, 이하의 방법으로 측정하였다.
[정면 콘트라스트(휘도)]
액정 표시 장치의 백색 표시 시의 표시 화면의 법선 방향으로부터의 휘도와, 흑색 표시 시의 표시 화면의 법선 방향으로부터의 휘도를, 각각 ELDIM사제 EZ-Contrast160D를 사용하여 측정하였다. 얻어진 값을, 하기 식에 적용시켜서 정면 콘트라스트로서 산출하였다. 휘도의 측정은, 23℃ 55％ RH의 환경 하에서 행하였다.
정면 콘트라스트=(표시 장치의 법선 방향으로부터 측정한 백색 표시의 휘도)/(표시 장치의 법선 방향으로부터 측정한 흑색 표시의 휘도)
그리고, 액정 표시 장치의 휘도를, 이하의 기준에 기초하여 평가하였다.
◎: 정면 콘트라스트가 1200 이상
○: 정면 콘트라스트가 1000 이상 1200 미만
×: 정면 콘트라스트가 1000 미만
실시예 73 내지 91과 비교예 23 내지 25의 액정 표시 장치의 평가 결과를 표 10에 나타내고; 실시예 92 내지 108과 비교예 26 내지 33의 액정 표시 장치의 평가 결과를 표 11에 나타낸다.
Figure pct00022
Figure pct00023
표 10 및 표 11에 도시되는 바와 같이, 실시예 73 내지 108의 액정 표시 장치는, 비교예 23 내지 25, 29, 31 및 33의 액정 표시 장치보다도 휘도가 높은 것을 알 수 있다. 실시예 73 내지 108의 액정 표시 장치를 구성하는 F1/F4의 필름은 백탁이 적고, 헤이즈가 낮기 때문이라고 생각된다.
본 출원은, 2012년 11월 2일 출원된 일본 특허 출원 제2012-242742에 기초하는 우선권을 주장한다. 상기 출원 명세서 및 도면에 기재된 내용은, 모두 본원 명세서에 원용된다.
본 발명의 광학 필름은, 백탁이 적고, 열 주름을 발생하기 어렵고, 또한 롤체로 보존했을 때의 권취 형상의 열화가 저감될 수 있다. 그러한 광학 필름을 포함하는 액정 표시 장치는, 휘도가 높아질 수 있다.
10 액정 표시 장치
30 액정 셀
50 제1 편광판
51 제1 편광자
53 보호 필름(F1)
55 보호 필름(F2)
70 제2 편광판
71 제2 편광자
73 보호 필름(F3)
75 보호 필름(F4)
90 백라이트

Claims (19)

  1. 아실기의 총 치환도가 2.0 내지 3.0이며, 또한 아실기 모두가 아세틸기인 셀룰로오스에스테르를 함유하고,
    필름 면 내의 지상축 방향과 상기 지상축 방향과 직교하는 방향의 25℃에 있어서의 파단 신도가 모두 1 내지 10％이며, 또한
    두께가 15 내지 35㎛인, 광학 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    JIS K-7136에 준거해서 측정되는 헤이즈가 0.5 이하인, 광학 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광학 필름이, 환 구조를 갖는 분자량 1만 이하의 첨가제를 더 함유하는, 광학 필름.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 첨가제는, 반복 단위에 포함되는 환 구조가 비방향환 구조 또는 방향환 구조인, 폴리에스테르 화합물 또는 스티렌계 화합물, 또는 피라노오스 구조 또는 푸라노오스 구조를 갖고, 상기 피라노오스 구조 또는 푸라노오스 구조가 비방향환 구조 또는 방향환 구조를 포함하는 치환기를 갖는 당에스테르 화합물인, 광학 필름.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 환 구조는 방향환인, 광학 필름.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 첨가제는, 반복 단위에 포함되는 환 구조가 방향환 구조인 분자량 600 이상의 폴리에스테르 화합물 또는 분자량 600 이상의 스티렌계 화합물인, 광학 필름.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 첨가제의 함유량은, 상기 셀룰로오스에스테르에 대하여 5 내지 30질량％인, 광학 필름.
  8. 제1항에 있어서,
    필름 면 내의 지상축 방향과 상기 지상축 방향과 직교하는 방향 중 적어도 한쪽의 23℃ 55％ RH 하에 있어서의 인장 탄성률이 5.0 내지 8.0㎬인, 광학 필름.
  9. 제1항에 있어서,
    필름 면 내의 지상축 방향과 상기 지상축 방향과 직교하는 방향의 25℃에 있어서의 파단 신도가 모두 1 내지 5％인, 광학 필름.
  10. 제1항에 있어서,
    23℃ 55％ RH 하, 측정 파장 590㎚에 있어서의 면 내 방향의 리타데이션 Ro(590)가 10㎚ 이하인, 광학 필름.
  11. 아실기의 총 치환도가 2.0 내지 3.0이며, 또한 아실기 모두가 아세틸기인 셀룰로오스에스테르와, 환 구조를 갖는 분자량 1만 이하의 첨가제를 함유하는 도프액을 얻는 공정과,
    상기 도프액을 무단 형상의 금속 지지체 상에 유연하는 공정과,
    유연된 상기 도프액을 건조시켜서 얻어지는 막상물을, 상기 금속 지지체로부터 박리하는 공정과,
    박리된 상기 막상물을, 상기 막상물의 면 내의 서로 직교하는 2개의 방향으로 각각 1.3 내지 4.0배의 연신 배율로 연신하여, 두께 15 내지 35㎛의 광학 필름을 얻는 공정
    을 포함하는, 광학 필름의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 첨가제는, 반복 단위에 포함되는 환 구조가 비방향환 구조 또는 방향환 구조인, 폴리에스테르 화합물 또는 스티렌계 화합물, 또는 피라노오스 구조 또는 푸라노오스 구조를 갖고, 상기 피라노오스 구조 또는 푸라노오스 구조가 비방향환 구조 또는 방향환 구조를 포함하는 치환기를 갖는 당에스테르 화합물인, 광학 필름의 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 환 구조는 방향환인, 광학 필름의 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 첨가제는, 반복 단위에 포함되는 환 구조가 방향환 구조인 분자량 600 이상의 폴리에스테르 화합물 또는 분자량 600 이상의 스티렌계 화합물인, 광학 필름의 제조 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 첨가제의 함유량은, 상기 셀룰로오스에스테르에 대하여 5 내지 30질량％인, 광학 필름의 제조 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 광학 필름의, 23℃ 55％ RH 하, 측정 파장 590㎚에 있어서의 면 내 방향의 리타데이션 Ro(590)가 10㎚ 이하인, 광학 필름의 제조 방법.
  17. 제1항에 기재된 광학 필름을 포함하는, 편광판.
  18. 제1항에 기재된 광학 필름을 포함하는, 액정 표시 장치.
  19. 액정 셀과, 상기 액정 셀의 한쪽 면에 배치되고, 제1 편광자를 갖는 제1 편광판과, 상기 액정 셀의 다른쪽 면에 배치되고, 제2 편광자를 갖는 제2 편광판을 갖는 액정 표시 장치이며,
    상기 제1 편광판이, 상기 제1 편광자의 상기 액정 셀과는 반대측 면에 배치된 제1항에 기재된 광학 필름을 갖거나, 또는
    상기 제2 편광판이, 상기 제2 편광자의 상기 액정 셀과는 반대측 면에 배치된 제1항에 기재된 광학 필름을 갖는 액정 표시 장치.
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