KR20150145613A - 광학 필름의 제조 방법, 이를 이용하여 제조되는 광학 부재 및 광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열 수축성 필름의 양면에 복굴절성 필름을 적층하여 적층체를 형성하는 단계; 및 상기 복굴절성 필름이 모두 하기 식 (1)을 만족하도록 상기 적층체를 열 수축하는 단계를 포함하는 광학 필름의 제조 방법, 이를 이용하여 제조되는 광학 부재 및 광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 액정표시장치에 관한 것이다.
식 (1): n_x > n_z > n_y
상기 식 (1)에 있어서, n_x는 복굴절성 필름의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고, n_y는 복굴절성 필름의 상기 n_x 방향에 수직인 방향의 굴절율이며, n_z 는 복굴절성 필름의 두께 방향의 굴절율임.

Description

광학 필름의 제조 방법, 이를 이용하여 제조되는 광학 부재 및 광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 액정표시장치{PREPARING METHOD FOR THE OPTICAL FILM, OPTICAL MAMBER AND OPTICAL FILM BY THE SAME METHOD, POLARIZING PLATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY COMPRISING THE SAME}

본 발명은 광학 필름의 제조 방법, 이를 이용하여 제조되는 광학 부재 및 광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 IPS 모드 액정표시장치 등에 위상차 필름으로 유용하게 적용될 수 있는 광학 필름의 제조 방법, 이를 이용하여 제조되는 광학 부재 및 광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 음극선관 디스플레이에 비해 소비 전력이 낮고, 부피가 작고, 가벼워 휴대가 용이하기 때문에 광학 디스플레이 소자로서 보급이 확산되고 있다. 일반적으로 액정표시장치는 액정 셀의 양측에 편광판을 설치한 기본 구성을 가지며, 구동회로의 전계 인가 여부에 따라 액정 셀의 배향이 변하게 되고, 그에 따라 편광판을 통해 나온 투과광의 특성이 달라지게 됨으로써 빛의 가시화가 이루어진다. 이 때 입사광의 입사 각도에 따라 빛의 경로와 복굴절성이 변화하게 되는데, 이는 액정이 두 개의 상이한 굴절률을 가지는 이방성 물질이기 때문이다.

이와 같은 특성으로 인해, 액정표시장치는 시야각(viewing angle)에 따라 상이 얼마나 뚜렷하게 보이는지를 가늠하는 척도인 콘트라스트 비(contrast ratio)가 달라지고 계조 반전(gray scale inversion) 현상이 발생하여 시인성이 떨어진다는 단점을 지닌다. 상기와 같은 단점을 극복하기 위하여 액정표시장치 장치에는 액정 셀에서 발생하는 광학 위상차를 발현시켜 주는 광학 위상차 필름(compensation film)이 사용되고 있다.

상기와 같은 위상차 필름으로는, 예를 들면, n_x ＞ n_z ＞ n_y 의 굴절률 분포를 가지는 광학 필름이 사용되고 있다. 이때, 상기와 같은 굴절률 분포를 가지는 광학 필름은 한 장의 필름으로 구현이 어려워, 종래에는 두 층 이상의 다층 필름으로 구성되는 구조가 현실적으로 제시되었다. 그러나, 다층 필름으로 제조하는 경우, 필름의 박형화가 어려우며, 또한 적층되는 두 층 이상의 필름의 광축을 정확하게 배치되지 않으면 원하는 위상차 특성을 나타내지 않는 등 제조가 매우 까다롭다는 문제점이 있었다.

따라서, 한 장의 필름으로 위와 같은 굴절률 분포를 가지는 광학 필름을 제조하기 위한 연구가 계속하여 진행되고 있으며, 예를 들면, 수지 필름의 편면 또는 양면에 아크릴계 점착제 등을 개재하여 수축성 필름을 부착하여 적층체를 형성하고, 상기 적층체를 연신 처리하여, 상기 연신 방향과 직교하는 방향으로 수축력을 부여하는 방법이 제안된바 있다.

그러나, 수지 필름의 편면에 수축성 필름을 적층하여 열 수축 과정을 진행하는 경우, 수축성 필름은 강하게 수축하려고 하지만 수지 필름은 수축을 잘 안 하려고 하므로 수지 필름의 엣지 부분이 말리는 현상이 발생하는 문제점이 있다. 이 경우 폭이 좁아지므로 생산성이 떨어지고, 말린 엣지 부분이 롤과 롤 사이에서 압착이 될 때 파단이 발생하여 공정 안정성도 크게 저하되는 문제점이 있다. 또한, 수지 필름의 양면에 수축성 필름을 적층하여 열 수축 과정을 진행하는 경우, 수축성 필름의 강한 수축력에 의하여 수지 필름의 표면에 주름이 심하게 생길 수 있으며, 또한 박리 후 수지 필름의 양면에 모두 점착 잔류물이 묻어날 수 있는바, 최종적으로 제조되는 광학 필름의 외관이 불량하다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 열 수축 과정에서도 복굴절성 필름의 말림 현상, 주름 발생 현상, 접착 또는 점착 잔류물이 묻어나는 현상 등이 발생하지 않는 등 공정 안정성이 우수하며, 적절한 수축력 부여로 원하는 위상차 구현이 용이한, 새로운 n_x ＞ n_z ＞ n_y 의 굴절률 분포를 가지는 단일의 광학 필름의 제조 방법, 이를 이용하여 제조되는 광학 부재 및 광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 액정표시장치를 제공하고자 한다.

한편, 본 발명의 과제는 상술한 내용에 한정하지 않는다. 본 발명의 과제는 본 명세서의 내용 전반으로부터 이해될 수 있을 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 부가적인 과제를 이해하는데 아무런 어려움이 없을 것이다.

일 측면에서, 본 발명은 열 수축성 필름의 양면에 복굴절성 필름을 적층하여 적층체를 형성하는 단계; 및 상기 복굴절성 필름이 모두 하기 식 (1)을 만족하도록 상기 적층체를 열 수축하는 단계를 포함하는 광학 필름의 제조 방법을 제공한다.

식 (1): n_x > n_z > n_y

상기 식 (1)에 있어서, n_x는 복굴절성 필름의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고, n_y는 복굴절성 필름의 상기 n_x 방향에 수직인 방향의 굴절율이며, n_z 는 복굴절성 필름의 두께 방향의 굴절율임.

한편, 상기 적층체를 형성하는 단계는 활성 에너지선 경화형 수지층을 매개로 열 수축성 필름의 양면에 복굴절성 필름을 합지하는 것이 바람직하다.

보다 구체적으로, 상기 적층체를 형성하는 단계는 상기 열 수축성 필름과 열 수축성 필름의 양면에 적층되는 복굴절성 필름 사이에 활성 에너지선 경화형 조성물을 도포한 후, 이들을 합지하고, 활성 에너지선 경화형 조성물에 활성 에너지선을 조사하여 경화시키는 방법으로 수행되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 활성 에너지선 경화형 조성물은 하기 [화학식 1]로 표시되는 제1화합물, 적어도 하나 이상의 카르복시기를 포함하는 제2화합물, 및 라디칼 개시제를 포함하는 것일 수 있다.

[화학식 1]

상기 [화학식 1]에서, R₁은 에스테르기 또는 에테르기고; R₂는 C_{1 ~10} 알킬기, C_4~10 시클로알킬기, 또는 이들의 조합이고, 이때 R₂는 분자 내에 적어도 하나 이상의 히드록시 치환기를 가지며; R₃는 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C_{1 ~10} 알킬기임.

또는, 상기 활성 에너지선 경화형 조성물은 호모폴리머의 유리전이온도가 120℃ 이상인 제1에폭시 화합물, 호모폴리머의 유리전이온도가 60℃ 이하인 제2에폭시 화합물 및 광 양이온 중합 개시제를 포함하는 것일 수 있다.

한편, 상기 활성 에너지선 경화형 조성물은 파장 320nm 이상의 자외선에 의하여 경화되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 활성 에너지선 경화형 수지층은 유리전이온도가 70℃ 이상인 것이 바람직하다.

한편, 상기 복굴절성 필름은 290nm 이상의 파장에서의 광 투과도가 80% 이상인 것이 바람직하다.

한편, 상기 복굴절성 필름의 유리전이온도는 상기 열 수축성 필름의 유리전이온도보다 20℃ 이상 큰 것이 바람직하다.

한편, 상기 적층체를 열 수축하는 단계는 하기 식 (2)를 더 만족하도록 수행되는 것이 바람직하다.

식 (2): 0% ≤ S₂ - S₁ ≤ 5%

상기 식 (2)에 있어서, S₁은 적층체 상태에서의 복굴절성 필름의 연신 방향에 수직한 방향의 수축률이며, S₂는 적층체 상태에서의 열 수축 성 필름의 연신 방향에 수직한 방향의 수축률임.

또한, 상기 적층체를 열 수축하는 단계는 하기 식 (3) 및 (4)를 더 만족하도록 수행되는 것이 더욱 바람직하다.

식 (3): 0.10 N/2cm ≤ P_a ≤ 1.0 N/2cm

식 (4): 0.01 N/2cm ≤ P_b ≤ 0.50 N/2cm

상기 식 (3) 및 (4)에 있어서, P_a는 열 수축 전 복굴절성 필름과 열 수축성 필름의 접착력이며, P_b는 열 수축 후 복굴절성 필름과 열 수축성 필름의 접착력임.

한편, 상기 열 수축하는 단계는 적층체를 길이 방향(MD)으로 1축 연신하는 방법으로 수행되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 연신은 열 수축성 필름의 유리전이온도를 Tg라 할 때, (Tg) 내지 (Tg + 100℃)의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 연신은 1.1 내지 3.0 배의 연신 배율로 수행되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 광학 필름의 제조 방법은 상기 열 수축하는 단계 후에 복굴절성 필름을 열 수축성 필름으로부터 박리하는 단계를 더 포함할 수 있다.

다른 측면에서, 본 발명은 열 수축성 필름; 및 상기 열 수축성 필름의 양면에 적층되어 있는 복굴절성 필름을 포함하며, 상기 복굴절성 필름은 하기 식 (1)을 만족하는 광학 부재를 제공한다.

식 (1): n_x > n_z > n_y

상기 식 (1)에 있어서, n_x는 복굴절성 필름의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고, n_y는 복굴절성 필름의 상기 n_x 방향에 수직인 방향의 굴절율이며, n_z 는 복굴절성 필름의 두께 방향의 굴절율임.

또한, 다른 측면에서, 본 발명은 상기 광학 필름의 제조 방법으로 제조되며, 하기 식 (5) 내지 (7)을 만족하는 광학 필름을 제공한다.

식 (5): 150nm ≤ R_in ≤ 350nm

식 (6): 50nm ≤ R_th ≤ 250nm

식 (7): 0.1 ≤ Nz ≤ 1

상기 식 (5) 내지 (7)에 있어서, R_in는 파장 550nm에서 측정한 필름의 면 방향 위상차 값이고, R_th는 파장 550nm에서 측정한 필름의 두께 방향 위상차 값이며, Nz는 파장 550nm에서 측정한 면 방향 위상차 값에 대한 두께 방향 위상차 값의 비(R_th/R_in)임.

한편 본 발명은, 상기 광학 필름을 포함하는 편광판 및 액정표시장치 역시 제공한다.

본 발명의 제조 방법으로 제조되는 광학 필름은 한 장의 필름으로도 효과적으로 n_x > n_z > n_y 굴절률 분포를 가지는 위상차 특성을 구현할 수 있으며, 박형으로 제조가 가능하고, 그 제조 역시 용이하며, 기존의 두 층 이상의 적층 필름보다 색상 및 시감의 변화가 적다.

또한, 본 발명의 제조 방법은 열 수축성 필름의 양면에 복굴절성 필름을 적층한 후 열 수축 과정을 진행하는바, 열 수축성 필름의 강한 수축력을 복굴절성 필름으로 균등하게 분산시킬 수 있으며, 따라서 열 수축 과정에서도 복굴절성 필름의 말림 현상, 주름 발생 현상, 점착 또는 접착 잔류물이 묻어나는 현상 등이 거의 발생하지 않는 등 공정 안정성이 우수하고, 적절한 수축력 부여가 가능하므로 원하는 위상차를 용이하게 구현할 수 있다. 또한, 한 번의 공정으로 두 장의 광학 필름을 제조할 수 있는바, 생산성이 매우 우수하다.

한편, 본 발명의 제조 방법은 상기 열 수축성 필름과 복굴절성 필름의 적층을 위하여 종래의 아크릴계 점착제가 아닌 활성 에너지선 경화형 수지층을 이용하는 것이 바람직하며, 이 경우 고온 연신 과정에서도 박리가 쉽게 일어나지 않고, 따라서 열 수축성 필름에 의한 복굴절성 필름의 수축이 효과적으로 일어날 수 있는바, 최종적으로 제조되는 광학 필름의 품질이 우수하다는 장점이 있다.

도 1은 실시예에 따라 제조되는 적층체의 열 수축 결과를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 실시예 및 비교예 1에 따라 제조된 광학 필름의 외관을 비교하여 보여주는 사진이다.
도 3은 실시예 및 비교예 2에 따라 제조된 광학 필름의 외관을 비교하여 보여주는 사진이다.

먼저 본 명세서에 사용되는 용어를 정의한다.

(1) n_x는 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절율이며, n_y는 면 방향에 있어서 지상축에 수직인 방향인 방향(즉, 진상축 방향)의 굴절율이며, n_z는 두께 방향의 굴절율을 의미한다. 상기 n_x, n_y, n_z는 550nm 파장의 광에서 측정한다. 한편, 상기 n_{x ,} n_{y ,} n_z은 당해 기술분야에 있어서 잘 알려진 공지의 방법으로 측정이 가능하며, 예를 들면, 프리즘 커플러 장비(SAIRON TECHNOLOGY社 SPA-3DR) 등을 이용하여 측정이 가능하다.

(2) R_in은 550nm 파장의 광에서의 면 방향 위상차값을 의미하는 것으로, 면 방향 위상차값 R_in=(n_x-n_y)×d 에 의해 구해진다. 이때, 상기 n_x 및 n_y는 상기한 바와 동일하며, d는 필름의 두께를 의미한다. 한편, 상기 R_in은 당해 기술분야에 있어서 잘 알려진 공지의 방법으로 측정이 가능하며, 예를 들면, Axomatrics社의 Axoscan 장비를 이용하여 측정할 수 있다.

(3) R_th은 550nm 파장의 광에서의 두께 방향 위상차값을 의미하는 것으로, 두께 방향 위상차값 R_th=(n_z-n_y)×d 에 의해 구해진다. 이때, 상기 n_y 및 n_z는 상기한 바와 동일하며, d는 필름의 두께를 의미한다. 한편, 상기 R_th은 당해 기술분야에 있어서 잘 알려진 공지의 방법으로 측정이 가능하며, 예를 들면, Axomatrics社의 Axoscan 장비를 이용하여 측정할 수 있다.

(4) 복굴절성 필름이란 연신에 의하여 특정 방향으로 굴절율이 발현되는 필름을 의미하며, 이때 연신 방향으로 최대 굴절율이 발현되는 것을 구체적으로 정의 복굴절성 필름이라 하고, 연신 방향에 수직한 방향으로 최대 굴절율이 발현되는 필름을 구체적으로 부의 복굴절성 필름이라 한다.

(5) 열 수축성 필름이란 상기 복굴절성 필름보다 큰 열 수축성을 갖는 필름을 의미하며, 구체적으로는 동일한 열 수축 조건에서 단일 필름 상태로 측정한 연신 방향에 대하여 수직한 방향의 수축률이 상기 복굴절성 필름보다 약 10% 이상 큰 필름을 의미한다. 한편, 상기 수축률은 당해 기술분야에 있어서 잘 알려진 공지의 방법으로 측정이 가능하다. 예를 들면, 필름에 1cm 간격으로 점을 찍은 후, Zwick社의 UTM(Universe Testing Machine) 장비를 이용하여 필름을 수축시키고, 수축시킨 후의 점의 거리를 재는 방법으로 측정할 수 있다.

(6) 본 명세서에 있어서 점착제란 다음과 같은 성질을 가지는 것을 의미한다.

- 고점도 저탄성률의 반고체상의 물질이다.

- 압력을 가함으로써 피착제와 결합한다.

- 결합 과정에서 상태가 변하지 않는다.

- 광의의 접착제의 일종이며, 피착제 사이에 개재한 후 압력에 의하여 접착력을 발현하기 때문에, 감압형 접착제(PSA)라고도 불린다.

(7) 본 명세서에 있어서 활성 에너지선 경화형 수지층이란 상술한 점착제와는 구별되는 개념으로 다음과 같은 성질을 가지는 것을 의미한다.

- 조성물 상태에서는 유동성이 있는 저점도의 액체 상태이며, 피착체에 도포되었을 때, 피착제에 충분히 젖는 것에 의하여 접착 면적을 크게하고, 활성 에너지선 조사에 의하여 경화함으로써 피착제와 결합한다.

- 활성 에너지선 조사량의 증가에 의하여 점착 상태를 거쳐 경화에 이른다.

- 결합 과정에서 상태가 액체상에서 고체상으로 비가역적으로 변한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

<< 광학 필름 제조 방법 >>

본 발명의 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위하여 연구를 거듭한 결과, 열 수축성 필름의 양면에 복굴절성 필름을 적층하여 적층체를 형성한 후 동시에 고온 연신하는 경우, 두 장의 복굴절성 필름이 모두 n_x > n_z > n_y 굴절률 분포를 가질 수 있을 뿐만 아니라, 제조 과정에서의 공정 안정성이 우수하고, 원하는 위상차 구현이 용이하며, 생산성 역시 우수하다는 것을 알아내고 본 발명을 완성하였다.

보다 구체적으로, 본 발명의 광학 필름의 제조 방법은 열 수축성 필름의 양면에 복굴절성 필름을 적층하여 적층체를 형성하는 단계 및 상기 적층체를 열 수축하는 단계를 포함한다.

이때, 본 발명의 광학 필름의 제조 방법은 열 수축 단계에 의하여 열 수축성 필름의 양면에 적층되어 있는 복굴절성 필름이 모두 하기 식 (1)을 만족한다. 즉, 열 수축성 필름과 합지된 복굴절성 필름은 모두 열 수축성 필름에 의하여 고온 연신 과정에서 연신 방향의 수직한 방향으로 강제적으로 수축이 되며, 그 결과 연신 방향에 수직한 방향의 굴절률이 두께 방향의 굴절률보다 작게 발현이 되어, 최종적으로 n_x > n_z > n_y를 만족하게 된다. 이와 같이 복굴절성 필름이 최종적으로 n_x > n_z > n_y를 만족하는 경우, IPS 모드 위상차 필름으로 매우 유용하게 사용할 수 있다.

식 (1): n_x > n_z > n_y

상기 식 (1)에 있어서, n_x는 복굴절성 필름의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고, n_y는 복굴절성 필름의 상기 n_x 방향에 수직인 방향의 굴절율이며, n_z 는 복굴절성 필름의 두께 방향의 굴절율이다.

한편, 본 발명의 광학 필름의 제조 방법은 열 수축 단계에 의하여 열 수축성 필름의 양면에 적층되어 있는 복굴절성 필름이 모두 하기 식 (2)를 더 만족하도록 수행되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 적층체 상태에서 복굴절성 필름이 모두 열 수축성 필름이 실질적으로 동일한 배율로 수축을 하는 경우, 최종적으로 제조되는 광학 필름의 전구체 필름인 복굴절성 필름이 모두 충분히 수축될 수 있는바, 매우 우수한 품질의 광학 필름 제조가 가능해진다. 보다 바람직하게는 적층체 상태에서의 열 수축성 필름의 연신 방향에 수직한 방향의 수축률과 적층체 상태에서의 복굴절성 필름의 연신 방향에 수직한 방향의 수축률의 차는 0% 내지 3% 정도, 0% 내지 2%, 또는 0 내지 1% 정도일 수 있다. 한편, 하기 적층체 상태에서의 연신 방향에 수직한 방향의 수축률은 당해 기술분야에 있어서 잘 알려진 공지의 방법으로 측정이 가능하며, 예를 들면, 적층체를 형성하기 전 두 장의 복굴절성 필름과 열 수축성 필름 모두 일면에 점을 1cm 간격으로 찍은 후, 이들을 적층하고, 열 수축 후 박리한 다음, 각각의 필름의 점 간격을 재는 방법으로 측정할 수 있다.

식 (2): 0% ≤ S₂ - S₁ ≤ 5%

상기 식 (2)에 있어서, S₁은 적층체 상태에서의 복굴절성 필름의 연신 방향에 수직한 방향의 수축률이며, S₂는 적층체 상태에서의 열 수축 성 필름의 연신 방향에 수직한 방향의 수축률이다.

한편, 본 발명의 광학 필름의 제조 방법은 열 수축 단계에 의하여 열 수축성 필름의 양면에 적층되어 있는 복굴절성 필름이 모두 하기 식 (3) 및 (4)를 더 만족하도록 수행되는 것이 더욱 바람직하다. 이와 같이, 열 수축 전 복굴절성 필름과 열 수축성 필름의 접착력이 하기 범위 정도의 접착력을 가지는 경우 열 수축 단계에서 박리가 쉽게 일어나지 않는 장점이 있으며, 이와 동시에 열 수축 후 복굴절성 필름과 열 수축성 필름의 접착력이 하기 범위 정도의 접착력을 가지는 경우 열 수축 후 박리하는 과정에서 필름에 손상 없이 용이하게 박리가 가능하다는 장점이 있다. 보다 바람직하게는 열 수축 전 복굴절성 필름과 열 수축성 필름의 접착력은 0.10 N/2cm 내지 0.50 N/2cm 정도 또는 0.15 N/2cm 내지 0.30 N/2cm 정도일 수 있으며, 열 수축 후 복굴절성 필름과 열 수축성 필름의 접착력은 0.05 N/2cm 내지 0.30 N/2cm 정도 또는 0.10 N/2cm 내지 0.15 N/2cm 정도일 수 있다. 하기 접착력은 당해 기술분야에 있어서 잘 알려진 공지의 방법으로 측정이 가능하며, 예를 들면, Stable Micro Systems社의 Texture Analyzer(모델명: TA-XT Plus) 장비를 이용하여 측정할 수 있다.

식 (3): 0.10 N/2cm ≤ P_a ≤ 1.0 N/2cm

식 (4): 0.01 N/2cm ≤ P_b ≤ 0.50 N/2cm

상기 식 (3) 및 (4)에 있어서, P_a는 열 수축 전 복굴절성 필름과 열 수축성 필름의 접착력이며, P_b는 열 수축 후 복굴절성 필름과 열 수축성 필름의 접착력이다.

한편, 열 수축 단계에 의하여 상기 식 (1)을 만족하며, 바람직하게는 상기 식 (2)를 더 만족하며, 보다 바람직하게는 상기 식 (3) 및 (4)를 더 만족하는 본원발명의 광학 필름의 제조 방법은, 복굴절성 필름, 열 수축성 필름 및 이들을 합지하기 위한 물질과, 두 필름의 합지 방법, 열 수축 조건 등을 적절하게 제어함으로써 구현할 수 있다.

1. 복굴절성 필름

본 발명에 이용되는 상기 복굴절성 필름은, 최종적으로 제조되는 광학 필름의 전구체 필름으로써, 당해 기술분야에 일반적으로 사용되는 정의 복굴절성 필름 또는 부의 복굴절성 필름이 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 정의 복굴절성 필름으로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 트리아세틸셀룰로오스, 폴리아미드이미드, 폴리비닐알코올, 폴리비닐클로라이드, 폴리페닐렌에테르, 폴리아릴레이트, 폴리아릴에테르케톤, 폴리에테르케톤, 폴리에스테르이미드, 폴리푸마르산에스테르, 폴리에테르설폰, 폴리올레핀 등을 포함하는 것이 사용될 수 있다. 또한, 상기 부의 복굴절성 필름으로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스타이렌 등을 포함하는 것이 사용될 수 있다.

한편, 상기 복굴절성 필름은 정의 복굴절성 필름인 것이 보다 바람직하다. 정의 복굴절성 필름은 연신 방향으로 최대 굴절율이 발현이 되는바, 고온 연신 과정에서 열 수축성 필름을 이용하여 연신 방향에 수직한 방향으로 강제적으로 열 수축을 시키는 경우, n_x > n_z > n_y를 보다 용이하게 구현할 수 있다는 장점이 있다.

이때, 상기 정의 복굴절성 필름은, 그 중에서도 특히 주쇄에 벤젠 고리 또는 지환족 고리를 포함하는, 폴리카보네이트, 폴리아미이드, 폴리이미드 또는 폴리아미드이미드를 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우 위상차 발현성이 우수하기 때문에 얇은 필름 두께에서도 높은 위상차 값을 효과적으로 구현할 수 있는 장점이 있다.

한편, 상기 복굴절성 필름은 최종적인 열 수축 처리에 의하여 n_x > n_z > n_y의 관계를 충족할 수 있는 경우라면, 1축 연신 또는 2축 연신 처리된 필름을 사용하여도 무관하나, 미연신 필름인 것이 최종적으로 제조되는 광학 필름이 n_x > n_z > n_y를 만족하기 더욱 용이하다는 점에서 바람직하다.

한편, 상기 복굴절성 필름은 두께가 10㎛ 내지 60㎛ 인 것이 바람직하며, 예를 들면, 10㎛ 내지 40㎛ 또는 10㎛ 내지 30㎛ 정도일 수 있다. 이와 같은 두께 범위를 가지는 경우, 추후 열 수축을 위한 연신에 의하여 박형화가 가능하며, 또한 본 발명이 추가하는 위상차 값의 범위를 효과적으로 구현할 수 있다.

한편, 상기 복굴절성 필름은 290nm 이상의 파장에서의 광 투과도가 80% 이상인 것이 바람직하며, 예를 들면, 290nm 내지 800nm의 파장 또는 290nm 내지 500nm의 파장에서의 광 투과도가 80% 내지 95% 정도 또는 80% 내지 90% 정도일 수 있다. 본 발명의 경우 후술하는 바와 같이 복굴절성 필름과 열 수축성 필름을 활성 에너지선 경화형 수지층을 매개로 부착하는 것이 바람직하며, 이때 활성 에너지선 경화형 수지층 중 양이온 경화형 수지층의 경우 일반적으로 295nm 파장의 광을 주로 사용하는 광 개시제를 사용하는바, 그 근방에서의 광 투과도가 80% 미만인 복굴절성 필름을 사용하는 경우에는 자외선의 통과가 어려워 수지층의 경화가 어려울 수 있다. 한편, 상기 광 투과도는 공징의 방법으로 측정이 가능하며, 예를 들면 Hitachi사의 U-3310 spectrometer 를 이용하여 측정할 수 있다.

한편, 열 수축성 필름의 양면에 적층되는 두 장의 복굴절성 필름이 반드시 서로 동일해야 하는 것은 아니나, 동일한 경우가 서로 상이한 경우에 비하여 열 수축성 필름의 수축력을 균등하게 분산시킬 수 있는 등, 본 발명의 효과를 보다 효과적으로 구현할 수 있다는 장점이 있다.

2. 열 수축성 필름

본 발명에 이용되는 상기 열 수축성 필름은, 상기 복굴절성 필름이 n_x > n_z > n_y의 관계를 충족할 수 있도록 복굴절성 필름을 연신 방향에 대하여 수직한 방향으로 강제로 수축시키기 위한 필름으로, 본 발명에서 사용 가능한 열 수축성 필름은 상기 복굴절성 필름보다 큰 열 수축성을 갖는 것이면 공지의 수지 필름을 특별한 제한 없이 사용이 가능하다. 예를 들면, 이에 한정되는 것은 아니나, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 트리아세틸셀룰로오스, 폴리스타이렌, 폴리아미드이미드, 폴리비닐알코올, 폴리비닐클로라이드, 폴리페닐렌에테르 등의 고분자 물질을 포함하는 것을 사용할 수 있으며, 다만, 상기한 바와 같이 동일한 열 수축 조건에서 단일 필름 상태로 측정한 연신 방향에 수직한 방향의 수축률이 상기 복굴절성 필름보다 적어도 대략 10 % 이상은 커야 한다.

한편, 상기 열 수축성 필름은, 이에 한정되는 것은 아니나, 그 중에서도 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하는 것이 바람직하다. 폴리에틸렌테레프탈레이트의 경우 가격 경쟁력이 우수할 뿐만 아니라, 유리전이온도가 낮아 고온 연신 과정에서 열 수축성이 우수하기 때문이다.

한편, 상기 열 수축성 필름은 폭 방향(TD)으로 1축 연신 처리된 필름인 것이 상기 복굴절성 필름을 효과적으로 수축시키기 위하여 바람직하다. 이때, 본 발명은 시판되는 열 수축성 필름으로써 폭 방향(TD)으로 1축 연신 처리된 필름을 사용할 수 있으며, 또는 시판되는 수축 특성을 가지는 미연신 고분자 필름을 후술하는 방법에 의하여 폭 방향(TD)으로 1축 연신 처리하여 사용할 수도 있다.

한편, 상기 열 수축성 필름은 두께가 10㎛ 내지 100㎛ 인 것이 바람직하며, 20㎛ 내지 80㎛ 정도인 것이 보다 바람직하다. 이 경우 복굴절성 필름을 보다 효과적으로 수축시킬 수 있다.

한편, 상기 복굴절성 필름의 유리전이온도는 모두 상기 열 수축성 필름의 유리전이온도 보다 20℃ 이상 큰 것이 바람직하며, 예를 들면, 20℃ 내지 100℃ 또는 30℃ 내지 80℃ 정도 차이가 날 수 있다. 이와 같이 유리전이온도가 차이가 나는 경우, 고온 연신 과정에서 상대적으로 열 수축성 필름은 강하게 수축하게 되고, 복굴절성 필름은 비교적 고분자의 상태가 단단하여 그 자체로는 수축이 강하게 일어나지 않게 된다. 이때, 강하게 수축되는 열 수축성 필름에 의하여 복굴절성 필름이 강제로 더욱 수축하게 되며, 그 결과 고분자가 강하게 배향되므로 높은 위상차를 발현할 수 있다. 유리전이온도의 측정 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 유리전이온도는 시차주사형 열량계(DSC)에 의해 측정될 수 있다. 예컨대, 시차주사형 열량계(DSC)를 이용하는 경우, 약 10mg의 시료를 전용 팬(pan)에 밀봉하고 일정 승온 조건으로 가열할 때 상변이가 일어남에 따른 물질의 흡열 및 발열량을 온도에 따라 그려 유리전이온도를 측정할 수 있다.

3. 적층체 형성 공정

본 발명은 상술한 복굴절성 필름과 열 수축성 필름을 합지하여 적층체를 형성하며, 이때 적층체 형성을 위한 접착 수단으로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 활성 에너지선 경화형 수지층을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 발명자들의 연구에 의하면, 점착제, 예를 들면 아크릴계 점착제를 이용하는 경우에는 점착제에 의한 점착 잔류물이 발생하여 생산성이 저하될 뿐만 아니라, 점착제에 의해 접착된 두 층의 필름이 고온 연신 과정에서 박리되기 쉬워 복굴절성 필름이 충분히 수축되지 못하는 문제점이 있었다. 또한 접착제 중에서도 수계 접착제, 예를 들면 폴리비닐알코올계 수계 접착제를 사용하는 경우에는 수분에 의하여 박리 후 필름에 기포가 발생하는 문제가 있었다. 그러나, 이와 달리 활성 에너지선 경화형 수지층을 이용하는 경우, 상기와 같은 문제가 발생하지 않았다.

한편, 본 발명에 사용 가능한 활성 에너지선 경화형 수지층은 특별히 한정되지 않으며, 선택하는 복굴절성 필름 및 열 수축성 필름에 대하여 상기한 바와 같은 특징을 가질 수 있는 다양한 활성 에너지선 경화형 조성물을 선택하여 이를 경화함으로써 사용할 수 있다. 즉, 후술할 열 수축 단계에서도 충분한 접착력을 가짐으로써, 상술한 식 (1) 뿐만 아니라, 바람직하게는 상술한 식 (2) 역시 만족하며, 더욱 바람직하게는 식 (3) 및 (4) 역시 만족할 수 있는 활성 에너지선 경화형 조성물을 선택하여 이를 경화함으로써 사용한다.

당해 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 활성 에너지선 경화형 조성물로는, 예를 들면, (메타)아크릴레이트계 라디칼 경화형 조성물, 엔/티올계 라디칼 경화형 조성물, 불포화 폴리에스테르계 라디칼 경화형 조성물 등의 광 라디칼 중합반응을 이용하는 조성물이나, 에폭시계 양이온 경화형 조성물, 옥세탄계 양이온 경화형 조성물, 에폭시/옥세탄계 양이온 경화형 조성물, 비닐에테르계 양이온 경화형 조성물 등의 광 양이온 중합반응을 이용하는 조성물 등을 들 수 있다.

보다 구체적으로 예를 들면, 상기 광 라디칼 중합반응을 이용하는 조성물로는 이에 한정되는 것은 아니나, 하기 [화학식 1]로 표시되는 제1화합물, 적어도 하나 이상의 카르복시기를 포함하는 제2화합물, 및 라디칼 개시제를 포함하는 라디칼 경화형 조성물을 들 수 있다.

[화학식 1]

상기 [화학식 1]에서, R₁은 에스테르기 또는 에테르기고; R₂는 C_{1 ~10} 알킬기, C_4~10 시클로알킬기, 또는 이들의 조합이고, 이때 R₂는 분자 내에 적어도 하나 이상의 히드록시 치환기를 가지며; R₃는 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C_{1 ~10} 알킬기이다. 한편, 상기 히드록시기는 알킬기 또는 시클로알킬기 내의 임의의 위치에 치환될 수 있다. 예를 들면, 상기 히드록시기는 알킬기의 말단에 올 수도 있고, 알킬기의 중간에 올 수도 있다. 한편, 상기 알킬기 또는 시클로알킬기에 포함되어 있는 나머지 수소 원자는 임의의 치환기로 치환될 수 있다.

이때, 상기 제1화합물은, 접착력을 구현하기 위한 성분으로, [화학식 1]로 표시되는 다양한 화합물들이 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1화합물은, 이로써 제한되는 것은 아니지만, 하기 [화학식 2] 내지 [화학식 11]로 표시되는 화합물로부터 선택되는 1종 이상의 화합물일 수 있다.

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

[화학식 5]

[화학식 6]

[화학식 7]

[화학식 8]

[화학식 9]

[화학식 10]

[화학식 11]

또한, 상기 제2화합물은 조성물의 내열성 및 점도 특성을 향상시키기 위한 것으로, 적어도 하나 이상의 카르복시기를 포함한다. 보다 구체적으로, 상기 제2화합물은 예를 들면, 하기 [화학식 12] 내지 [화학식 26]로 표시되는 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.

[화학식 12]

[화학식 13]

[화학식 14]

(여기서, 상기 R'은

또는

이고, p는 1 내지 5의 정수임)

[화학식 15]

[화학식 16]

[화학식 17]

[화학식 18]

[화학식 19]

[화학식 20]

[화학식 21]

[화학식 22]

[화학식 23]

[화학식 24]

[화학식 25]

[화학식 26]

또한, 상기 라디칼 경화형 조성물에 포함되는 상기 라디칼 개시제는, 라디칼 중합성을 촉진하여 경화 속도를 향상시키기 위한 것으로, 상기 라디칼 개시제로는 당해 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 라디칼 개시제들이 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 이에 한정되는 것은 아니나, 포스핀 옥사이드(Phosphine oxide), 페닐 비스 (2,4,6-트리메틸벤조일)(phenyl bis (2,4,6-trimethyl benzoyl) 등이 바람직하게 사용될 수 있다.

한편, 상기 라디칼 경화형 조성물은, 점도 조절을 위해, 제3화합물로 탄소수 7 내지 20개, 바람직하게는 탄소수 7 내지 15개의 고리 구조를 포함하는 아크릴 모노머를 추가로 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제3화합물은, 예를 들면 이소보닐 (메트)아크릴레이트(Isobornyl (meth)acrylate), 노보닐 (메트)아크릴레이트(Norbornyl (meth)acrylate), 디시클로펜타닐 (메트)아크릴레이트(Dicyclopentanyl (meth)acrylate), 디시클로펜테닐 (메트)아크릴레이트(Dicyclopentenyl (meth)acrylate) 및 1-아다만틸-(메트)아크릴레이트(1-adamantyl-(meth)acrylate)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

보다 구체적으로는, 상기 라디칼 경화형 조성물은, 전체 조성물 100 중량부에 대하여, 40 내지 80 중량부의 제1화합물, 15 내지 50 중량부의 제2화합물 및 0.5 내지 10 중량부의 라디칼 개시제를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 광 양이온 중합반응을 이용하는 조성물에 대하여 보다 구체적으로 예를 들면, 이에 한정되는 것은 아니나, 호모폴리머의 유리전이온도가 120℃ 이상인 제1에폭시 화합물, 호모폴리머의 유리전이온도가 60℃ 이하인 제2에폭시 화합물 및 광 양이온 중합 개시제를 포함하는 양이온 경화형 조성물을 들 수 있다. 상기 에폭시 화합물은 분자 내에 1개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물을 의미하는 것으로, 바람직하게는 분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물이며, 단량체(monomer), 중합체(polymer) 또는 수지(resin)의 형태의 화합물들을 모두 포함하는 개념이다. 바람직하게는 본 발명의 에폭시 화합물은 수지 형태일 수 있다.

이때, 상기 제1에폭시 화합물은, 호모폴리머의 유리전이온도가 120℃ 이상인 에폭시 화합물이면 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 호모 폴리머의 유리전이온도가 120℃ 이상인 지환족 에폭시 화합물 및/또는 방향족 에폭시가 본 발명의 제1에폭시 화합물로 사용될 수 있다. 호모폴리머의 유리전이온도가 120℃ 이상인 에폭시 화합물의 구체적인 예로는, 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 비닐사이클로헥센디옥사이드 디시클로펜타디엔디옥사이드, 비스에폭시사이클로펜틸에테르, 비스페놀 A 계 에폭시 화합물, 비스페놀 F 계 에폭시 화합물 등을 들 수 있다. 한편, 상기 제1에폭시 화합물은 호모폴리머의 유리전이온도가 120℃ 내지 200℃ 정도인 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 제2에폭시 화합물은, 호모폴리머의 유리전이온도가 60℃ 이하인 에폭시 화합물이면 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2에폭시 화합물로 지환족 에폭시 화합물, 지방족 에폭시 화합물 등이 사용될 수 있다. 이때, 상기 지환식 에폭시 화합물로는, 2관능형 에폭시 화합물, 즉 2개의 에폭시를 가지는 화합물을 사용하는 것이 바람직하고, 상기 2개의 에폭시기가 모두 지환식 에폭시기인 화합물을 사용하는 것이 보다 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 지방족 에폭시 화합물로는, 지환식 에폭시기가 아닌 지방족 에폭시기를 가지는 에폭시 화합물이 예시될 수 있다. 예를 들면, 지방족 다가 알코올의 폴리글리시딜에테르; 지방족 다가 알코올의 알킬렌옥시드 부가물의 폴리글리시딜에테르; 지방족 다가 알코올과 지방족 다가 카복실산의 폴리에스테르 폴리올의 폴리글리시딜에테르; 지방족 다가 카복실산의 폴리글리시딜에테르; 지방족 다가 알코올과 지방족 다가 카복실산의 폴리에스테르 폴리카복실산의 폴리글리시딜에테르; 글리시딜 아크릴레이트 또는 글리시딜 메타크릴레이트의 비닐 중합에 의해 얻어지는 다이머, 올리고머 또는 폴리머; 또는 글리시딜 아크릴레이트 또는 글리시딜 메타크릴레이트와 다른 비닐계 단량체의 비닐 중합에 의해 얻어지는 올리고머 또는 폴리머가 예시될 수 있고, 바람직하게는 지방족 다가 알코올 또는 그 알킬렌옥시드 부가물의 폴리글리시딜에테르가 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

바람직하게는, 본 발명의 상기 제2에폭시 화합물은 글리시딜 에테르기를 하나 이상 포함하는 것일 수 있으며, 예를 들면, 1,4-시클로헥산디메탄올 디글리시딜 에테르, 1,4-부탄디올디글시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 네오펜틸디글시딜에테르, 레조시놀디글리시딜에테르, 디에틸렌글라이콜디글리시딜에테르, 에틸렌글라이콜디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, n-부틸 글리시딜 에테르, 2-에틸헥실 글리시딜 에테르, 페닐 글리시딜 에테르, 및 o-크레실(Cresyl) 글리시딜 에테르로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상이 본 발명의 제2에폭시 화합물로 사용될 수 있다.

한편, 상기 제2에폭시 화합물은 호모폴리머의 유리전이온도가 0℃ 내지 60℃ 정도인 것이 보다 바람직하다

한편, 이로써 한정되는 것은 아니나, 상기 에폭시 화합물로 에폭시화 지방족 고리기를 하나 이상 포함하는 제 1 에폭시 화합물 및 글리시딜에테르기를 하나 이상 포함하는 제 2 에폭시 화합물의 조합을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 상기와 같은 제1에폭시 화합물과 제2에폭시 화합물의 조합을 사용하는 경우, 저점도와 접착력을 만족할 뿐만 아니라, 편광판의 열 충격 물성이 향상되는 것으로 나타났다.

한편, 상기 제2에폭시 화합물은 제1에폭시 화합물 100 중량부에 대하여, 30 내지 100 중량부의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다. 제2에폭시 화합물의 함량이 100 중량부를 초과할 경우, 전체 조성물의 유리전이온도가 낮아져 내열성이 저하되고, 30 중량부 미만인 경우에는 접착력이 저하될 수 있기 때문이다.

보다 바람직하게는, 상기 제1에폭시 화합물과 제2에폭시 화합물의 중량비가 1:1 내지 3:1정도이며, 보다 바람직하게는, 1:1 내지 2:1의 중량비, 가장 바람직하게는 상기 제1에폭시 화합물과 제2에폭시 화합물이 1:1의 중량비로 혼합되어 사용될 수 있다. 제1에폭시 화합물과 제2에폭시 화합물의 중량비율이 상기 범위를 만족할 때, 유리전이온도 및 접착력 면에서 가장 바람직한 물성을 얻을 수 있다.

한편, 상기 양이온성 광 중합 개시제는 활성 에너지 선의 조사에 의해 양이온(cation) 종이나 루이스산을 만들어내는 화합물로서, 예를 들면 방향족 디아조늄염, 방향족 요오드 알루미늄염이나 방향족 설포늄염과 같은 오늄염, 철-아렌 착제 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 상기 양이온성 광 중합 개시제의 함량은 제1에폭시 화합물 100 중량부에 대하여, 0.5 내지 20 중량부 정도이며, 바람직하게는 0.5 내지 15 중량부 정도, 더 바람직하게는 0.5 내지 10 중량부 정도이다.

한편, 상기 양이온 경화형 조성물은 필요에 따라, 분자 내에 적어도 1개의 옥세타닐기를 갖는 옥세탄 화합물 100 내지 400 중량부를 더 포함할 수 있다. 옥세탄 화합물을 사용할 경우, 조성물의 점도를 낮추어 경화 후 수지층의 박막화를 도모 할 수 있다.

한편, 옥세탄 화합물은 분자 내에 적어도 1개의 옥세타닐기를 갖는 것이면, 특별히 한정되지 않으며, 당해 기술 분야에 잘 알려진 다양한 옥세탄 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 상기 옥세탄 화합물로는, 3-에틸-3-〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸〕옥세탄, 1,4-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸〕벤젠, 1,4-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시〕벤젠, 1,3-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시〕벤젠, 1,2-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시〕벤젠, 4,4'-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시〕비페닐, 2,2'-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시〕비페닐, 3,3',5,5'-테트라메틸-4,4'-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시〕비페닐, 2,7-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시〕나프탈렌, 비스〔4-{(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시}페닐〕메탄, 비스〔2-{(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시}페닐〕메탄, 2,2-비스〔4-{(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시}페닐〕프로판, 노볼락형페놀-포름알데히드 수지의 3-클로로메틸-3-에틸옥세탄에 의한 에테르화 변성물, 3(4),8(9)-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸〕-트리시클로[5.2.1.0 2,6]데칸, 2,3-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸〕노르보르난, 1,1,1-트리스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸〕프로판, 1-부톡시-2,2-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸〕부탄, 1,2-비스〔{2-(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시}에틸티오〕에탄, 비스〔{4-(3-에틸옥세탄-3-일)메틸티오}페닐〕술피드, 1,6-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시〕-2,2,3,3,4,4,5,5-옥타플루오로헥산 등을 들 수 있다. 한편, 상기 옥세탄 화합물의 함량은 제1에폭시 화합물 100중량부에 대하여, 100 내지 400 중량부, 보다 바람직하게는 150 내지 300중량부 정도인 것이 바람직하다.

한편, 옥세탄화합물로 옥세타닐기를 2개 갖는 경우 경화 후 수지층의 유리전이온도를 높이는데 효과적이며 옥세타닐기를 1개 갖는 경우 접착력에 유리하다.

한편, 본 발명에서 사용되는 상기 활성 에너지선 경화형 조성물은 파장 320nm 이상의 자외선에 의하여 경화되는 것이 바람직하다. 일반적으로 열 수축성 필름으로 사용되는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 등의 경우 낮은 영역의 파장, 예를 들면 310nm 이하의 광은 투과시키지 않기 때문에, 이러한 낮은 영역의 파장의 자외선에 의하여 경화되는 활성 에너지선 경화형 조성물을 사용하는 경우에는 경화를 위하여 자외선을 적층체의 양면에 모두 조사해야 하는 번거로움이 있다. 그러나, 이보다 상대적으로 높은 파장, 예를 들면 320nm 이상의 자외선에 의하여도 경화가 가능한 활성 에너지선 경화형 조성물을 사용하는 경우에는, 적층체의 일면에만 자외선을 조사하여도 양쪽 모두 접착체의 경화가 가능하므로, 제조 공정이 더욱 간소해지며, 생산성이 향상되는 효과가 있다.

이러한 관점에서, 본 발명의 경우 활성 에너지선 경화형 조성물 중에서도 특히 광 라디칼 중합 반응을 이용하는 조성물을 사용하는 것이 바람직하다. 광 라디칼 중합 반응을 이용하는 조성물은 주로 390nm 정도의 영역을 흡수하는 라디칼 개시제를 사용하기 때문에, 양쪽 모두 경화시키기 위해서 자외선을 한 면에만 조사해도 무방하기 때문이다. 이와 달리, 광 양이온 중합 반응을 이용하는 조성물은 주로 295nm 정도의 영역을 흡수하는 양이온 개시제를 사용하는바, 양쪽 모두 경화시키기 위해서는 자외선을 양면에 모두 조사해야 하는 번거로움이 있다.

한편, 본 발명에서 사용하는 상기 활성 에너지선 경화형 수지층은 유리전이온도가 70℃ 이상인 것이 바람직하며, 예를 들면 70 내지 150℃ 정도, 또는 80 내지 120℃ 정도일 수 있다. 이 경우, 충분한 내열성을 가질 수 있는바, 열 수축을 위한 고온 연신 과정에서 충분한 접착력을 가질 수 있다.

한편, 이와 같은 활성 에너지선 경화형 수지층을 매개로 적층체를 형성하는 경우, 적층체 형성 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 상기 열 수축성 필름과 열 수축성 필름의 양면에 적층되는 복굴절성 필름 사이에 활성 에너지선 경화형 조성물을 도포한 후, 이들을 합지하고, 활성 에너지선 경화형 조성물에 활성 에너지선을 조사하여 경화시키는 방법으로 수행되는 것일 수 있다,

이때, 복굴절성 필름과 열 수축성 필름 사이에 활성 에너지선 경화형 조성물을 도포하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 복굴절성 필름 또는 열 수축성 필름 상에 활성 에너지선 경화형 조성물을 점적 방식으로 흘려 넣음으로써, 충분한 양의 뱅크(BANK)를 형성하는 방식을 이용할 수 있다.

또한, 합지하는 방법 역시 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 상기 필름들을 조성물을 사용하여 접착시키면서, 서로 반대 방향으로 회전하는 두 개의 롤 사이를 통과하는 라미네이트 공정 등을 이용할 수 있다.

또한, 활성 에너지선 경화형 조성물을 경화시키는 방법 역시 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 자외선, 가시광선, 전자선, X선 등의 활성 에너지선 조사를 통해 경화시키는 방법으로 수행될 수 있다. 이때, 조사 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 자외선 조사장치(LH10 Fusion D bulb)를 이용하여 광량 500mJ/cm² 정도의 자외선을 세기 2000mW/cm² 정도, 속도 20m/min 정도의 조건에서 조사하는 방법으로 수행할 수 있다.

한편, 상기와 같은 방법으로 형성되는 본원발명의 적층체는 폭(width) 대비 길이(length)가 1.5 배 이상, 바람직하게는 2 내지 8배 정도, 더욱 바람직하게는 2 내지 5배 정도일 수 있다. 이와 같이, 열 수축성 필름의 양면에 복굴절성 필름이 합지된 상태의 적층체의 길이(length)가 폭(width) 대비 길수록, 적층체의 중앙 부분에 전달되는 힘이 약하기 때문에, 수축이 보다 자유롭게 잘 일어날 수 있다는 장점이 있다.

4. 열 수축 공정

상기와 같은 방법으로 적층체가 형성이 되면, 적층체를 상기한 바와 같이 식 (1)을 만족하며, 바람직하게는 식 (2)를 더 만족하며, 보다 바람직하게는 상기 식 (3) 및 (4)를 더 만족하도록 열 수축 시킨다. 이때, 상기 열 수축하는 단계는 적층체를 공지의 연신 장비 등을 이용하여 길이 방향(MD)으로 1축 연신하는 방법으로 수행되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 고온 조건의 오븐 안에서 적층체의 길이 방향(MD)의 양 끝을 잡아준 상태에서 UTM 장비를 이용하여 적층체를 길이 방향(MD)으로 당기는 방법으로 1축 연신할 수 있다. 본 발명에 사용한 상기 복굴절성 필름은 연신 방향을 따라 최대 굴절율이 발현이 되는 정의 복굴절성 필름인 것이 바람직하며, 이 경우 길이 방향(MD)이 x 방향(굴절율이 최대가 되는 방향)이 되고, 폭 방향(TD)이 y 방향(굴절율이 최대가 되는 방향에 수직한 방향)이 된다. 이때, 상기 고온 연신에 의하여 y 방향으로 적층체가 수축하게 되는데, 특히 복굴절성 필름은 상대적으로 수축이 더 잘 일어나는 열 수축성 필름과 합지되어 있는바 급격하게 수축하게 되며, 그 결과 n_y 가 n_z 보다 더 작아지므로, n_x > n_z > n_y 의 위상차 특성을 효과적으로 구현할 수 있게 된다.

이때, 상기 연신은 열 수축성 필름의 유리전이온도를 Tg라 할 때, (Tg) 내지 (Tg + 100℃)의 온도에서 수행되는 것이 바람직하며, 예를 들면, (Tg + 20℃) 내지 (Tg + 80℃)의 온도에서 수행될 수 있다. 연신 온도가 이와 같은 범위를 만족해야지만 높은 위상차 구현이 가능하다. 구체적으로, 이와 같은 연신 온도에서 복굴절성 필름은 수축을 잘 안 하려고 하나, 열 수축성 필름은 매우 강하게 수축을 하려고 하며, 이때 이들은 수지층에 의하여 부착되어 있는바, 복굴절성 필름은 연신 과정에서 강한 폭 수축이 일어나게 되며, 그 결과 높은 위상차를 가질 수 있다.

또한, 상기 연신은 1.1 내지 3.0 배의 연신 배율로 수행되는 것이 바람직하며, 예를 들면, 1.1 내지 2.5 배 또는 1.1 내지 2.0 배의 연신 배율로 수행될 수 있다. 이와 같은 연신 배율로 연신이 수행되는 경우, 복굴절성 필름을 본 발명이 원하는 만큼 폭 방향으로 수축시킬 수 있으며, 본 발명이 원하는 만큼의 높은 위상차를 구현시킬 수 있다.

또한, 상기 연신은 상기 복굴절성 필름의 두께가 연신에 의하여 5㎛ 내지 65㎛가 되도록 수행하는 것이 바람직하며, 예를 들면, 5㎛ 내지 45㎛ 또는 10㎛ 내지 30㎛ 정도일 수 있다. 연신 후 복굴절성 필름의 두께가 이보다 두꺼운 경우에는 이를 포함하는 편광판이나 디스플레이 장치의 박형 경량화 추세에 부흥할 수 없을 뿐만 아니라, 본 발명이 추구하는 위상차 값의 범위를 벗어날 수 있기 때문이다.

5. 기타 공정

한편, 본 발명의 제조 방법은 상기 적층체를 형성하는 단계 전에 열 수축성 필름을 텐터 연신기 등을 이용하여 폭 방향(TD)으로 1축 연신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이는 상기 열 수축성 필름을 폭 방향(TD)으로 1축 연신 된 상태로 사용하기 위한 것으로, 상기한 바와 같이, 상기 열 수축성 필름이 폭 방향(TD)으로 1축 연신 처리된 필름인 경우 상기 복굴절성 필름을 효과적으로 수축시키기 위하여 바람직하다. 이때, 상기 연신은 열 수축성 필름의 유리전이온도를 Tg라 할 때, (Tg-20)℃ 내지 (Tg+50)℃의 온도에서, 1.5 내지 5.0 배의 연신 배율로 수행될 수 있다.

한편, 본 발명의 제조 방법은 상기 열 수축하는 단계 후에 복굴절성 필름을 열 수축성 필름으로부터 박리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 복굴절성 필름을 단일의 위상차 필름으로 사용하기 위해서는 박리하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 박리하는 단계는 상온에서 진행될 수 있으며, 박리 방법은 특별히 한정되지 않는다.

<< 광학 부재, 광학 필름, 편광판 및 액정표시장치 >>

한편, 본 발명은 상기한 제조 방법에 의하여 제조되는 광학 부재 역시 제공한다. 구체적으로, 본 발명은 열 수축성 필름; 및 상기 열 수축성 필름의 양면에 적층되어 있는 복굴절성 필름을 포함하며, 상기 복굴절성 필름은 상술한 식 (1)을 만족하는 광학 부재를 또한 제공한다. 이때, 상기 열 수축성 필름 및 복굴절성 필름의 재료 및 적층 방법 등은 상기한 바와 동일하며, 또한 상기 광학 부재 역시 바람직하게는 상술한 식 (2)를 더 만족하고, 보다 바람직하게는 상술한 식 (3) 및 (4)를 더 만족한다.

또한, 본 발명은 상기한 제조 방법에 의하여 제조되는 광학 필름 역시 제공한다. 이때, 본 발명의 광학 필름은 하기 식 (5) 내지 (7) 중 적어도 하나 이상을 만족하는 것이 바람직하다. 이 경우 IPS 모드용 위상차 필름으로 매우 유용하게 사용될 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 광학 필름은 R_in의 범위가 200nm 내지 300nm 정도 이고, R_th의 범위가 100nm 내지 200nm 정도이며, Nz 값이 0.2 내지 0.9 또는 0.3 내지 0.7 정도일 수 있다.

식 (5): 150nm ≤ R_in ≤ 350nm

식 (6): 50nm ≤ R_th ≤ 250nm

식 (7): 0.1 ≤ Nz ≤ 1

상기 식 (5) 내지 (7)에 있어서, R_in는 파장 550nm에서 측정한 필름의 면 방향 위상차 값이고, R_th는 파장 550nm에서 측정한 필름의 두께 방향 위상차 값이며, Nz는 파장 550nm에서 측정한 면 방향 위상차 값에 대한 두께 방향 위상차 값의 비(R_th/R_in)이다.

또한, 본 발명은 상기 광학 필름을 적어도 하나 이상 포함하는 편광판을 제공한다. 이 경우, 본 발명에 따른 상기 광학 필름은 편광자의 일면 또는 양면에 직접 부착되거나, 편광자의 양면에 보호 필름이 부착된 편광판의 보호 필름 상에 부착되어, 위상차 필름으로 유용하게 사용될 수 있다.

상기 광학 필름을 편광자의 일면 또는 양면에 직접 부착시키는 경우, 예를 들어, 그 구조는 상 보호필름/편광자/광학 필름, 광학 필름/편광자/하 보호필름, 광학 필름/상 보호필름/편광자/하 보호필름 또는 상 보호필름/편광자/하 보호필름/광학 필름 일 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 광학 필름을 적어도 하나 이상 포함하는 액정표시장치를 제공한다. 예컨대 본 발명은 상기 광학 필름을 적어도 하나 이상 포함하는 IPS 모드 액정표시장치를 제공한다.

이때, 상기 액정표시장치는 액정 셀 및 상기 액정 셀의 양면에 각각 구비된 제 1 편광판 및 제 2 편광판을 포함하는 것일 수 있으며, 상기 광학 필름은 상기 액정 셀과 상기 제 1 편광판 및/또는 제 2 편광판 사이에 위상차 필름으로써 구비될 수 있다. 즉, 제 1 편광판과 액정 셀 사이에 광학 필름이 구비될 수 있고, 제 2 편광판과 액정 셀 사이에, 또는 제 1 편광판과 액정 셀 사이와 제 2 편광판과 액정 셀 사이 모두에 광학 필름이 하나 또는 2 이상 구비될 수 있다.

이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

제조예 1 - 열 수축성 필름

열 수축성 필름으로 시판되는 폴리에틸렌테레프탈레이트 연신 필름(SKC社 SP19H, TD 1축 연신, Tg=76℃)를 사용하였다. 한편, 상기 연신 필름은 155℃ 오븐에서 UTM 장비를 이용하여 길이 방향(MD)으로 30% 일축 연신 하였을 때의 폭 방향(TD) 수축률이 78%이었다.

제조예 2 - 복굴절성 필름

폴리카보네이트 수지(LG Chem, DVD 1080, Tg=148℃)를 사용하여 250℃ 조건 하에서 30φ L/D 40 Vent-type Co-rotating Twin Extruder 에서 펠렛(pellet)을 제조하였다. 상기 제조한 원료 펠렛을 250℃에서 같은 압출기에서 압출기로 용융한 뒤, 코트 행거 타입의 티-다이(T-die)에 통과시키는 방법으로, 두께 20㎛의 미연신 필름을 제조하였다. 한편, 상기 미연신 필름은 155℃ 오븐에서 UTM 장비를 이용하여 길이 방향(MD)으로 30% 일축 연신 하였을 때의 폭 방향(TD) 수축률이 15%이었다. 한편, 상기 폴라카보네이트 수지는 290nm 파장에서의 광 투과도가 80% 이상이다.

제조예 3 - 라디칼 경화형 조성물

활성 에너지선 경화형 수지층으로 사용하기 위하여 라디칼 경화형 조성물을 제조하였다. 구체적으로, 상기 라디칼 경화형 조성물은 2-히드록시에틸아크릴릴레이트 70 중량%, 이타콘산 10 중량%, 및 4,4'-((((프로판-2,2-디일비스(4,1-페닐렌))비스(옥시))비스(1-(메타크릴로일옥시)프로판-3,2-디일))비스(옥시))비스(4-옥소부탄 산) 20 중량%를 포함하는 조성물 100 중량부에, 라디칼 개시제 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀옥사이드 3 중량부 및 광산 발생제 디페닐(4-페닐티오)페닐설포늄헥사플루오로포스페이트 5 중량부를 첨가하여 제조하였다. 시차주사열량계(DSC Mettler 社)를 이용하여 측정한 조성물의 유리전이온도는 82℃ 이었다.

실시예

상기 제조예 1의 폴리에틸렌테레프탈레이트 연신 필름의 양면에 상기 제조예 2의 폴리카보네이트 미연신 필름을 상기 제조예 3의 라디칼 경화형 조성물을 이용하여 부착하여 적층체를 제조하였다. 구체적으로, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 연신 필름 양면에 있어서 각각의 폴리카보네이트 미연신 필름 사이에 상기 라디칼 경화형 조성물을 점적 방식으로 도포한 후, 이들을 합지하였다. 그 후, 일면에 UV 경화기(Light Hammer社, Fusion UV)를 이용하여 광량 500mJ/cm², 세기 2000mW/cm², 속도 20m/min의 조건으로 경화하여 적층체를 형성하였다. 한편, 상기 UV 경화기에 사용된 램프는 LH10 Fusion D bulb 이였으며, 램프와 샘플간의 거리는 5.7cm 이었다. 한편, 상기 적층체의 길이(length)는 10cm이고, 폭(width)는 5cm이었으며, 따라서 폭(width) 대비 길이(length)의 비는 2배 정도이었다. 상기 적층체를 155℃ 오븐에서, UTM 장비를 이용하여 MD 방향으로 30% 1축 연신 한 후, 적층체를 상온으로 꺼내어 폴리에틸렌테레프탈레이트 연신 필름의 양면에 적층되어 있는 폴리카보네이트 연신 필름을 상온에서 박리하였다. 그 결과 최종적으로 두께 22㎛의 폴리카보네이트 연신 필름 두 장(광학 필름 1 및 2)을 얻을 수 있었다.

비교예 1

상기 제조예 2의 폴리카보네이트 미연신 필름의 양면에 상기 제조예 1의 폴리에틸렌테레프탈레이트 연신 필름을 상기 제조예 3의 라디칼 경화형 조성물을 이용한 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일한 방법으로 적층체를 제조하였다. 상기 적층체를 147℃ 오븐에서, UTM 장비를 이용하여 MD 방향으로 25% 1축 연신 한 후, 적층체를 상온으로 꺼내어 폴리카보네이트 연신 필름의 양면에 적층되어 있는 폴리에틸렌테레프탈레이트 연신 필름을 접착제와 함께 상온에서 박리하였다. 그 결과 최종적으로 두께 22㎛의 폴리카보네이트 연신 필름(광학 필름 3) 한 장을 얻을 수 있었다.

비교예 2

상기 제조예 1의 폴리에틸렌테레프탈레이트 연신 필름의 편면에만 상기 제조예 2의 폴리카보네이트 미연신 필름을 상기 제조예 3의 라디칼 경화형 조성물을 이용한 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일한 방법으로 적층체를 제조하였다. 상기 적층체를 147℃ 오븐에서, UTM 장비를 이용하여 MD 방향으로 20% 1축 연신 한 후, 적층체를 상온으로 꺼내어 폴리에틸렌테레프탈레이트 연신 필름의 편면에 적층되어 있는 폴리카보네이트 연신 필름을 상온에서 박리하였다. 그 결과 최종적으로 두께 22㎛의 폴리카보네이트 연신 필름(광학 필름 4) 한 장을 얻을 수 있었다.

실험예 1 - 폭 수축률( S ₁ , S ₂ ) 및 접착력( P _a , P _b ) 측정

상기 실시예에 있어서, 적층체 상태에서의 복굴절성 필름의 폭 수축률(S₁) 및 열 수축성 필름의 폭 수축률(S₂)을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. 이때, 상기 폭 수축률(S₁, S₂)는 적층체를 형성하기 전 두 장의 복굴절성 필름과 열 수축성 필름 모두 일면에 점을 1cm 간격으로 찍은 후, 이들을 적층하고, 열 수축 후 박리한 다음, 각각의 필름의 점 간격을 재는 방법으로 측정하였다.

또한, 상기 실시예에 있어서, 수축 전 복굴절성 필름과 열 수축성 필름의 접착력(P_a) 및 열 수축 후 복굴절성 필름과 열 수축성 필름의 접착력(P_b)을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. 이때, 상기 접착력(P_a, P_b)은 Stable Micro Systems社의 Texture Analyzer(모델명: TA-XT Plus) 장비를 이용하여 측정하였다.

구 분		S1	S2	Pa	Pb
실시예	광학 필름 1	40	40	0.18	0.14
	광학 필름 2	40		0.17	0.13
비교예 1	광학 필름 3	40	40	0.17	0.13
비교예 2	광학 필름 4	40	40	0.18	0.13

상기 표 1에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 실시예에서 제조된 적층체의 경우, 두 장의 복굴절성 필름 모두 상기 식 (2)를 만족하며, 나아가 상기 식 (3) 및 (4) 역시 만족한다. 이를 통하여, 본 발명의 실시예에서 제조된 적층체의 경우, 열 수축 과정에서 박리가 쉽게 일어나지 않았으며, 그 결과 하기 도 1에 예시적으로 도시(수지층 생략)한 바와 같이 두 장의 복굴절성 필름(1, 2) 모두 열 수축성 필름(3)과 실질적으로 동일하게 수축되었다는 것을 알 수 있다.

한편, 비교예 1 및 2의 경우 역시 본 발명의 실시예에서와 마찬가지로 활성 에너지선 경화형 수지층을 이용하여 적층체를 형성하였는바, 복굴절성 필름 모두 상기 식 (2)를 만족하며, 나아가 상기 식 (3) 및 (4)를 만족하는 것을 알 수 있다.

실험예 2 - 위상차 특성 측정

상기 실시예 및 비교예 1에서 제조한 광학 필름의 위상차 특성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다. n_x, n_y, n_z는 프리즘 커플러 장비(SAIRON TECHNOLOGY社 SPA-3DR)를 이용하여 측정하였으며, 위상차 값은 Axometrics社의 Axoscan 측정장비를 이용하여 측정하였다.

구 분		두께 (㎛)	nx/ny/nz	Rin (㎚)	Rth (㎚)	Nz
실시예	광학 필름 1	22	1.5896/1.5785/1.5844	243	129	0.53
	광학 필름 2	22	1.5896/1.5785/1.5844	244	130	0.53
비교예 1	광학 필름 3	22	1.5894/1.5774/1.5858	324	225	0.69
비교예 2	광학 필름 4	22	1.5894/1.5746/1.5886	324	309	0.96

상기 표 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 의하면 IPS 모드용 액정표시장치에 위상차 필름으로 사용하기에 매우 적합한 위상차 값을 가지는 단일의 광학 필름 두 장을 한 번의 제조 공정으로 제조할 수 있는 것을 알 수 있다.

한편, 비교예 1의 경우 n_x > n_z > n_y의 관계를 만족하는 광학 필름을 제조할 수 있기는 하나, 양면에 적층되는 열 수축성 필름의 강한 수축력에 의하여 R_in 및 R_th 값이 다소 크게 발현되는 것을 알 수 있으며, 또한 한 번의 제조 공정으로 단일의 광학 필름 한 장만을 제조할 수 있는 것을 알 수 있다.

또한, 비교예 2의 경우도 n_x > n_z > n_y의 관계를 만족하는 광학 필름을 제조할 수 있기는 하나, 열 수축 필름의 강한 수축력에 의하여 R_in 및 R_th 값이 다소 크게 발현되는 것을 알 수 있으며, 또한 한 번의 제조 공정으로 단일의 광학 필름 한 장만을 제조할 수 있는 것을 알 수 있다.

실험예 3 - 필름의 외관 측정

상기 실시예에 따라 제조된 광학 필름과 비교예 1에 따라 제조된 광학 필름의 외관을 사진으로 촬영하여 하기 도 2에 함께 나타내고, 실시예에 따라 제조된 광학 필름과 비교예 2에 따라 제조된 광학 필름의 외관을 사진으로 촬영하여 하기 도 3에 함께 나타내었다.

하기 도 2에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 광학 필름(아래쪽)은 열 수축성 필름의 양면에 복굴절성 필름을 적층한 후 열 수축 과정을 진행하였는바, 열 수축성 필름의 강한 수축력을 복굴절성 필름으로 균등하게 분산시켜, 연신 후 필름의 외관이 주름지지 않고 투명한 것을 알 수 있다. 그러나, 비교예 1에 따라 제조된 광학 필름(위쪽)은 복굴절성 필름의 양 면에 열 수축성 필름을 적층한 후 열 수축 과정을 진행하였는바, 열 수축성 필름의 강한 수축력에 의하여 적층체가 종 방향으로 주름지면서 활성 에너지선 경화형 수지층에 굴곡을 일으켜 헤이즈가 발생한 것을 알 수 있다.

또한, 하기 도 3에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 광학 필름(왼쪽)은 동일한 이유로 제조되는 광학 필름의 엣지 부분에 말림 현상이 발생하지 않은 것을 알 수 있다. 그러나, 비교예 2에 따라 제조된 광학 필름(오른쪽)은 열 수축성 필름의 편면에만 복굴절성 필름을 적층한 후 열 수축 과정을 진행하였는바, 열 수축성 필름과 복굴절성 필름의 수축율 차이에 의하여 제조되는 광학 필름의 엣지 부분이 심하게 말려 있는 것을 알 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

1, 2: 복굴절성 필름
3: 열 수축성 필름
W: 폭
L: 길이

Claims (18)

1. 열 수축성 필름의 양면에 복굴절성 필름을 적층하여 적층체를 형성하는 단계; 및 상기 복굴절성 필름이 모두 하기 식 (1)을 만족하도록 상기 적층체를 열 수축하는 단계를 포함하는 광학 필름의 제조 방법.
   식 (1): n_x > n_z > n_y
   상기 식 (1)에 있어서, nx는 복굴절성 필름의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고, ny는 복굴절성 필름의 상기 nx 방향에 수직인 방향의 굴절율이며, nz 는 복굴절성 필름의 두께 방향의 굴절율임.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 적층체를 형성하는 단계는 활성 에너지선 경화형 수지층을 매개로 열 수축성 필름의 양면에 복굴절성 필름을 합지하는 것인 광학 필름의 제조 방법.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 적층체를 형성하는 단계는, 상기 열 수축성 필름과 열 수축성 필름의 양면에 적층되는 복굴절성 필름 사이에 활성 에너지선 경화형 조성물을 도포한 후, 이들을 합지하고, 활성 에너지선 경화형 조성물에 활성 에너지선을 조사하여 경화시키는 방법으로 수행되는 것인 광학 필름의 제조 방법.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 활성 에너지선 경화형 조성물은 하기 [화학식 1]로 표시되는 제1화합물, 적어도 하나 이상의 카르복시기를 포함하는 제2화합물, 및 라디칼 개시제를 포함하는 것인 광학 필름의 제조 방법.
   [화학식 1]
   

   

   
   상기 [화학식 1]에서, R₁은 에스테르기 또는 에테르기고; R₂는 C_{1 ~10} 알킬기, C_4~10 시클로알킬기, 또는 이들의 조합이고, 이때 R₂는 분자 내에 적어도 하나 이상의 히드록시 치환기를 가지며; R₃는 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C_{1 ~10} 알킬기임.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 활성 에너지선 경화형 조성물은 호모폴리머의 유리전이온도가 120℃ 이상인 제1에폭시 화합물, 호모폴리머의 유리전이온도가 60℃ 이하인 제2에폭시 화합물 및 광 양이온 중합 개시제를 포함하는 것인 광학 필름의 제조 방법.
   
6. 제 3 항에 있어서,
   상기 활성 에너지선 경화형 조성물은 파장 320nm 이상의 자외선에 의하여 경화되는 것인 광학 필름의 제조 방법.
   
7. 제 2 항에 있어서,
   상기 활성 에너지선 경화형 수지층은 유리전이온도가 70℃ 이상인 광학 필름의 제조 방법.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 복굴절성 필름은 290nm 이상의 파장에서의 광 투과도가 80% 이상인 광학 필름의 제조 방법.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 복굴절성 필름의 유리전이온도는 상기 열 수축성 필름의 유리전이온도보다 20℃ 이상 큰 광학 필름의 제조 방법.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 적층체를 열 수축하는 단계는 하기 식 (2) 를 더 만족하도록 수행되는 것인 광학 필름의 제조 방법.
    식 (2): 0% ≤ S₂ - S₁ ≤ 5%
    상기 식 (2)에 있어서, S₁은 적층체 상태에서의 복굴절성 필름의 연신 방향에 수직한 방향의 수축률이며, S₂는 적층체 상태에서의 열 수축 성 필름의 연신 방향에 수직한 방향의 수축률임.
    
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 적층체를 열 수축하는 단계는 하기 식 (3) 및 (4)를 더 만족하도록 수행되는 것인 광학 필름의 제조 방법.
    식 (3): 0.10 N/2cm ≤ P_a ≤ 1.0 N/2cm
    식 (4): 0.01 N/2cm ≤ P_b ≤ 0.5 N/2cm
    상기 식 (3) 및 (4)에 있어서, P_a는 열 수축 전 복굴절성 필름과 열 수축성 필름의 접착력이며, P_b는 열 수축 후 복굴절성 필름과 열 수축성 필름의 접착력임.
    
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 수축하는 단계는 적층체를 길이 방향(MD)으로 1축 연신하는 것인 광학 필름의 제조 방법.
    
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 연신은 열 수축성 필름의 유리전이온도를 Tg라 할 때, (Tg) 내지 (Tg + 100℃)의 온도에서 수행되는 것인 광학 필름의 제조 방법.
    
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 연신은 1.1 내지 3.0 배의 연신 배율로 수행되는 것인 광학 필름의 제조 방법.
    
15. 열 수축성 필름; 및
    상기 열 수축성 필름의 양면에 적층되어 있는 복굴절성 필름을 포함하며,
    상기 복굴절성 필름은 하기 식 (1)을 만족하는 광학 부재.
    식 (1): n_x > n_z > n_y
    상기 식 (1)에 있어서, n_x는 복굴절성 필름의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고, n_y는 복굴절성 필름의 상기 n_x 방향에 수직인 방향의 굴절율이며, n_z 는 복굴절성 필름의 두께 방향의 굴절율임.
    
16. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항의 제조 방법으로 제조되며,
    하기 식 (5) 내지 (7)을 만족하는 광학 필름.
    식 (5): 150nm ≤ R_in ≤ 350nm
    식 (6): 50nm ≤ R_th ≤ 250nm
    식 (7): 0.1 ≤ Nz ≤ 1
    상기 식 (5) 내지 (7)에 있어서, R_in는 파장 550nm에서 측정한 필름의 면 방향 위상차 값이고, R_th는 파장 550nm에서 측정한 필름의 두께 방향 위상차 값이며, Nz는 파장 550nm에서 측정한 면 방향 위상차 값에 대한 두께 방향 위상차 값의 비(R_th/R_in)임.
    
17. 제 16 항의 광학 필름을 포함하는 편광판.
    
18. 제 16 항의 광학 필름을 포함하는 액정표시장치.
    

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