KR20180069015A

KR20180069015A - 이형 표시 장치

Info

Publication number: KR20180069015A
Application number: KR1020187013405A
Authority: KR
Inventors: 히로시 벳쿠
Original assignee: 코니카 미놀타 가부시키가이샤
Priority date: 2015-12-16
Filing date: 2016-12-12
Publication date: 2018-06-22
Also published as: WO2017104623A1; JPWO2017104623A1; CN108369356A; KR102036468B1

Abstract

표시 화면이 직사각형 및 정사각형과는 상이한 형상인 액정 표시 장치는, IPS 셀과, 상기 IPS 셀을 양측으로부터 사이에 끼우는 각 편광판을 구비하고 있다. IPS 셀은, 1화소의 표시 영역(P) 내에서 스트라이프상으로 위치하는 화소 전극(110)과, 화소 전극(110)과 교대로 배열되는 스트라이프상의 공통 전극(108)을 갖고 있다. 각 편광판의 두께는, 각각 20㎛ 이상 65㎛ 이하이다. 각 편광판은, 편광자와, 상기 편광자를 양측으로부터 사이에 끼우는 각 광학 필름을 갖고 있다. 각 편광판의 각 광학 필름에 있어서, -40℃ 내지 100℃의 사이에서의 Log(tanδ)의 값이, -1.8 이상이다.

Description

이형 표시 장치

본 발명은 표시 화면이 직사각형 및 정사각형과는 상이한 형상인 이형 표시 장치에 관한 것이다.

근년, 모바일 단말기나 디지털 사이니지 등의 각종 전자 기기가 고기능화 및 다양화되는 것에 수반하여, 전자 기기로의 새로운 가치의 도입에 있어서, 표시 화면의 프레임폭 협소화가 주목을 받고 있다. 프레임폭 협소화 기술을 추진해 가면, 전자 기기의 디자인성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 표시 화면의 형상을, 직사각형 및 정사각형 이외의 형상(이하에서는, 이형 형상이라고도 칭한다)으로 용이하게 변경할 수 있다. 이것은, 예를 들어 표시에 필요한 회로나 배선을 표시 화면 내에 배치함(표시 화면의 외측 프레임 영역에는 배치하지 않음)으로써 프레임폭 협소화가 달성되기 때문에, 표시 화면을 이형 형상으로 하더라도, 표시 화면의 단부까지, 화소의 구동에 필요한 신호를 표시 화면 내의 회로 등으로부터 공급할 수 있는 것에 의한다. 이렇게 표시 화면을 이형 형상으로 한 표시 장치를, 여기에서는 이형 표시 장치라 칭한다. 이형 표시 장치는, 특히, 차량의 계기판(인스트루먼트 패널)이나, 디자인성에 특징을 내고 싶은 분야에 있어서, 그 적용이 검토되고 있다.

한편, 시야각이 넓고, 고화질의 표시를 행하는 표시 장치로서, IPS형(In Plane Switching)의 액정 표시 장치가 알려져 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조). IPS형의 액정 표시 장치의 표시 화면을 이형 형상으로 함으로써, 시인성이 우수한 이형 표시 장치의 실현을 기대할 수 있다.

일본 특허 공개 제2015-114377호 공보(청구항 1, 단락 〔0011〕, 도 1 등 참조)

그런데, IPS 셀을 양측으로부터 2매의 편광판 사이에 끼워서 이형 표시 장치를 구성하는 경우, 각 편광판은, 표시 화면의 형상, 즉, 이형 형상으로 펀칭된다. 이때, 편광판의 두께가 두꺼우면, 펀칭 시에 편광판에 크랙이 발생하기 쉬워지기 때문에, 편광판은 얇은 것이 바람직하다. 즉, 커팅성을 향상시키는 관점에서는, 편광판을 얇게 하는 것이 바람직하다.

그러나, 편광판을 얇게 하면, 편광자의 내구성이 저하된다. 즉, 상술한 차량의 계기판 등의 차량 탑재 용도에서는, 차 내가 고온 고습의 조건이 될 수 있는데, 이러한 사용 환경을 상정하여 습열 내구 시험을 행했을 때에, 편광판이 얇다면, 염색된 편광자의 색이 바래기 쉬워져, 편광자가 열화된다.

이러한 편광자의 내구성 저하를 회피하기 위해서는, 편광자의 염색을 짙게 할 필요가 있게 된다. 그러나, 편광자의 염색을 짙게 하면, 편광자의 투과율이 낮아져서, 표시 화상의 밝기가 저하된다. 이 때문에, 표시 화상의 밝기 저하를, IPS 셀의 구성을 연구함으로써 커버할 것이 요망된다.

또한, 편광판의 편광자(예를 들어 폴리비닐알코올 필름)는 온도 변화에 따른 점성의 변화가 크다. 이 때문에, 편광자를 사이에 끼운 2매의 광학 필름에 대해서도, 온도에 따른 점성의 변화가 크면, 온도 변화에 의해 편광판에 크랙이 발생하는 경우가 있다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 편광판을 이형 형상으로 펀칭할 때의 크랙 및 온도 변화에 따른 편광판의 크랙 발생을 억제할 수 있는 동시에, 편광자의 투과율이 저하되는 경우에도, IPS 셀의 투과율을 높이는 것에 의해 표시 화상의 밝기 저하를 회피할 수 있는 이형 표시 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 상기 목적은, 이하의 구성에 의해 달성된다.

본 발명의 일 측면에 관한 이형 표시 장치는, 표시 화면이, 직사각형 및 정사각형과는 상이한 형상인 이형 표시 장치이며,

IPS 셀과, 상기 IPS 셀을 양측으로부터 사이에 끼우는 각 편광판을 구비하고,

상기 IPS 셀은,

1화소의 표시 영역 내에서 스트라이프상으로 위치하는 화소 전극과,

상기 화소 전극과 교대로 배열되는 스트라이프상의 공통 전극을 갖고 있으며,

상기 각 편광판의 두께는, 각각 20㎛ 이상 65㎛ 이하이고,

상기 각 편광판은,

편광자와, 상기 편광자를 양측으로부터 사이에 끼우는 각 광학 필름을 갖고 있으며,

손실 탄성률과 저장 탄성률의 비를 나타내는 손실 정접을 tanδ로 했을 때,

상기 각 편광판의 각 광학 필름에 있어서, -40℃ 내지 100℃의 사이에서의 Log(tanδ)의 값이, -1.8 이상이다.

상기 구성에 의하면, 편광판이, 두께 20㎛ 이상 65㎛ 이하의 박형이므로, 편광판을 이형 형상으로 펀칭하는 경우에도, 크랙의 발생을 억제할 수 있다. 또한, IPS 셀은, 1화소의 표시 영역 내에, 스트라이프상의 화소 전극과 스트라이프상의 공통 전극을 갖고 있으며, 이들 전극이 교대로 나란히 위치하고 있다. 이에 의해, 예를 들어 공통 전극을 평면 형상으로 형성하여 스트라이프상의 화소 전극과 오버랩시키는 구성에 비하여, 고투과율의 IPS 셀을 실현할 수 있다. 따라서, 편광판이 박형이며, 편광자의 내구성 저하를 회피하기 위해, 편광자의 염색을 짙게 한 경우에도, 즉, 편광자의 투과율이 저하되는 경우에도, 고투과율의 IPS 셀을 사용하여, 표시 화상의 밝기 저하를 회피할 수 있다. 또한, 각 편광판의 각 광학 필름에 있어서, -40℃ 내지 100℃의 사이에서의 Log(tanδ)의 값이 -1.8 이상이며, 온도 변화에 따른 점성의 변화가 작으므로, 온도 변화에 따른 편광판의 크랙 발생을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 이형 표시 장치의 일례인 액정 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 A-A'선 화살표 방향으로 본 단면도이다.
도 3은 상기 액정 표시 장치가 갖는 IPS 셀의 상세한 구성을 도시하는 단면도이다.
도 4는 상기 IPS 셀에 1화소의 표시 영역에서의 화소 전극을 확대하여 도시하는 평면도이다.
도 5는 상기 표시 영역에서의 상기 화소 전극 및 공통 전극의 단면도이다.
도 6은 본 실시 형태의 참고예가 되는, 1화소의 표시 영역에서의 화소 전극 및 공통 전극의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 7은 상기 IPS 셀의 제조 공정을 도시하는 단면도이다.

본 발명의 실시 일 형태에 대해서, 도면에 기초하여 설명하면 이하와 같다. 또한, 본 명세서에 있어서, 수치 범위를 A 내지 B로 표기한 경우, 그 수치 범위에 하한 A 및 상한 B의 값은 포함되는 것으로 한다. 또한, 본 발명은 이하의 내용에 한정되는 것은 아니다.

〔액정 표시 장치〕

도 1은, 본 실시 형태에 따른 이형 표시 장치의 일례인 액정 표시 장치(1)의 평면도이다. 액정 표시 장치(1)의 표시 화면(1a)은 직사각형 및 정사각형 이외의 형상(이형 형상)으로 되어 있다. 도 1에서는, 표시 화면(1a)의 형상은, 복수의 도형을 조합한 형상, 보다 구체적으로는, 직사각형에 2개의 볼록 형상을 조합한 형상으로 되어 있지만, 이러한 형상의 이외에도, 원형, 타원형, 삼각형, 마름모형, 사다리꼴, 성형 등의 형상이 생각된다.

도 2는, 도 1의 A-A'선 화살표 방향으로 본 단면도이다. 액정 표시 장치(1)는 IPS 방식으로 구동되는 IPS 셀(2)을 2매의 편광판(3·4) 사이에 끼워서 구성되어 있음과 함께, IPS 셀(2)을 조명하는 백라이트(5)를 구비하고 있다. 또한, IPS 셀(2)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다. 또한, 이하에서 나타내는 본 실시 형태의 구성은, FFS(Fringe Field Switching) 방식을 포함하는 모든 IPS 방식의 액정 표시 장치에 적용 가능하다.

편광판(3)은 IPS 셀(2)에 대하여 시인측(백라이트(5)와는 반대측)에 위치하고 있고, 편광자(11)와, 보호 필름(12)과, 대향 필름(13)을 포함하고 있다. 편광자(11)는 소정의 직선 편광을 투과한다. 보호 필름(12)은 편광자(11)에 대하여 IPS 셀(2)과는 반대측(시인측)에 위치하고 있다. 대향 필름(13)은 편광자(11)에 대하여 IPS 셀(2)측에 위치하고 있다. 즉, 보호 필름(12) 및 대향 필름(13)은 편광자(11)를 양측으로부터 사이에 끼우는 광학 필름이다. 편광판(3)은 대향 필름(13)측에 있어서, 점착층(6)을 통하여 IPS 셀(2)과 접착되어 있다. 또한, 편광판(3)은 보호 필름(12)에 대하여 편광자(11)와는 반대측에, 하드 코트층, 방현층, 반사 방지층, 대전 방지층 등의 기능층을 추가로 갖고 있어도 된다.

편광판(4)은 IPS 셀(2)에 대하여 백라이트(5)측에 위치하고 있고, 편광자(21)와, 보호 필름(22)과, 대향 필름(23)을 포함하고 있다. 편광자(21)는 소정의 직선 편광을 투과하는 것이며, 투과축이 편광자(11)와 직교하도록 배치되어 있다. 보호 필름(22)은 편광자(21)에 대하여 IPS 셀(2)과는 반대측(백라이트(5)측)에 위치하고 있다. 대향 필름(23)은 편광자(21)에 대하여 IPS 셀(2)측에 위치하고 있다. 즉, 보호 필름(22) 및 대향 필름(23)은 편광자(21)를 양측으로부터 사이에 끼우는 광학 필름이다. 편광판(4)은 대향 필름(23)측에 있어서, 점착층(7)을 통하여 IPS 셀(2)과 접착되어 있다.

〔IPS 셀에 대해서〕

도 3은, IPS 셀(2)의 상세한 구성을 도시하는 단면도이다. IPS 셀(2)은 전술한 특허문헌 1의 구성에 있어서, 공통 전극(대향 전극)을 스트라이프상으로 형성한 것에 상당한다. 이하, IPS 셀(2)의 상세에 대하여 설명한다.

IPS 셀(2)은 TFT(Thin Film Transistor) 기판(100)과 대향 기판(200)으로 액정층(300)을 끼움 지지하여 구성되어 있다. TFT 기판(100) 및 대향 기판(200)은 예를 들어 유리나 수지 등의 투명 기판으로 구성되어 있다.

먼저, TFT 기판(100)측의 구성에 대하여 설명한다. TFT 기판(100) 상에는 게이트 전극(101)이 형성되어 있다. 게이트 전극(101)은 주사선과 동일층의 금속층으로 형성되어 있다. 게이트 전극(101)은 질화 실리콘(SiN)을 포함하는 절연막(102)으로 덮여 있다. 절연막(102) 상에 있어서, 게이트 전극(101)과 대향하는 위치에는, 반도체층(103)이 형성되어 있다. 반도체층(103)은 TFT의 채널부를 포함한다. 반도체층(103) 상에는, 채널부를 끼워서 소스 전극(104)과 드레인 전극(105)이 형성되어 있다. 소스 전극(104)은 영상 신호선과 접속되고, 드레인 전극(105)은 화소 전극(110)과 접속된다. 소스 전극(104) 및 드레인 전극(105)은 동일층의 금속층으로 형성되어 있다.

TFT는, 상기 게이트 전극(101), 반도체층(103), 소스 전극(104), 드레인 전극(105)을 포함하여 구성되어 있다. 이 TFT는, SIN으로 형성되는 무기 패시베이션막(106)으로 덮여 있다. 무기 패시베이션막(106)은 TFT의 특히 채널부를 불순물로부터 보호한다. 무기 패시베이션막(106) 상에는, 폴리이미드 수지 등의 유기 패시베이션막(107)이 형성되어 있다. 유기 패시베이션막(107)은 TFT의 보호와 동시에 표면을 평탄화하는 역할도 갖기 때문에, 두껍게 형성되어 있다. 유기 패시베이션막(107) 상에는, 공통 전극(108)과, 예를 들어 SiN이나 폴리이미드 수지 등으로 형성되는 패시베이션막(109)이 형성되어 있다. TFT의 상방 공통 전극(108)은 패시베이션막(109)으로 덮여 있다.

화소 전극(110)은 패시베이션막(109) 상으로 형성되어 있음과 함께, 패시베이션막(109)에 설치된 스루홀(111)을 통하여, TFT의 드레인 전극(105)과 도통하고 있다. 이에 의해, 영상 신호가 화소 전극(110)에 공급된다. 공통 전극(108) 및 화소 전극(110)은 투명 도전막의 재료인 ITO(Indium Tin Oxide)로 형성되지만, 이 밖에도, 예를 들어 일본 특허 공개 제2011-100749호 공보에 기재된 In·Sn 복합 산화물로 형성되어도 된다. 액정층(300)의 액정 분자(301)를 배향시키기 위한 배향막(113)은 화소 전극(110)을 덮도록 형성되어 있다.

도 4는, 1화소의 표시 영역(P)(대향 기판(200)의 후술하는 블랙 매트릭스(202)로 차광되어 있지 않은 영역)에 있어서의 화소 전극(110)을 확대하여 도시하는 평면도이다. 또한, 상기 도면에서는, 편의상, 공통 전극(108) 및 패시베이션막(109)의 도시를 생략하고 있다. 표시 화면(1a)(도 1 참조)에 평행한 면 내에서 서로 수직한 2 방향 중 일 방향을 X 방향으로 하고, 타 방향을 Y 방향으로 한다. 드레인 전극(105)과 도통하는 화소 전극(110)은 1화소의 표시 영역(P)의 외측에서 복수로 분기되고, 각각이 표시 영역(P) 내에서 X 방향을 따라서 연장하고 있다. 이 결과, 표시 영역(P) 내에서는, 화소 전극(110)은 스트라이프상(줄무늬상)으로 형성되어 있다. 즉, 화소 전극(110)은 X 방향을 따라서 연장하고, 또한, Y 방향으로 간격을 두고 나란히 위치하고 있다.

도 5는, 1화소의 표시 영역(P)에 있어서의 화소 전극(110) 및 공통 전극(108)의 단면도이다. 또한, 도 5에서는, 편의상, 배향막(113)의 도시를 생략하고 있다. 상기 도면에 도시하는 바와 같이, 표시 영역(P)에 있어서, 패시베이션막(109)은 표시 영역(P) 내에서 스트라이프상으로 형성되어 있다. 즉, 패시베이션막(109)은 유기 패시베이션막(107) 상에서, X 방향을 따라서 연장하고, 또한, Y 방향으로 간격을 두고 나란히 위치하고 있다. 따라서, 유기 패시베이션막(107)은 각 패시베이션막(109)을 하방으로부터 지지하는 하지층을 구성하고 있다.

상기한 화소 전극(110)은 스트라이프상의 패시베이션막(109) 상에 위치하고 있다. 또한, 상기한 공통 전극(108)은 유기 패시베이션막(107) 상에서, 인접하는 패시베이션막(109)의 사이에 위치하고, X 방향으로 연장되어서 형성되어 있다. 따라서, 공통 전극(108)은 X 방향을 따라서 연장하고, 또한, Y 방향에 있어서 화소 전극(110)과 교대로 배열되도록 위치하고 있게 된다. 즉, 표시 영역(P) 내에서는, 화소 전극(110)과 공통 전극(108)과는 오버랩하지 않고, Y 방향으로 어긋나서 위치하고 있다.

도 6은, 본 실시 형태의 참고예가 되는, 1화소의 표시 영역(P)에 있어서의 화소 전극(110) 및 공통 전극(108)의 구성을 도시하는 단면도이며, 특허문헌 1의 구성에 대응하고 있다. 특허문헌 1에서는, 유기 패시베이션막(107) 상에 공통 전극(108)을 평면상(솔리드상)으로 형성하고, 공통 전극(108)을 패시베이션막(109)으로 덮은 후, 패시베이션막(109) 상에 화소 전극(110)을 스트라이프상으로 형성하고 있다. 따라서, 화소 전극(110)은 공통 전극(108)의 일부와 오버랩하고 있다. 이와 같이, 표시 영역(P) 내에서 화소 전극(110)과 공통 전극(108)이 오버랩하고 있는지 여부에서, 본 실시 형태의 구성과 특허문헌 1의 구성은 서로 상이하다.

이어서, 대향 기판(200)측의 구성에 대하여 설명한다. 도 3에서 도시하는 대향 기판(200)의 내측(액정층(300)측)에는, 화소마다, 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러 필터(201)가 형성되어 있다. 그리고, 인접하는 컬러 필터(201·201)의 사이에는, 블랙 매트릭스(202)가 형성되어 있다. 블랙 매트릭스(202)는 TFT를 차광하는 차광막이며, TFT에 광 전류가 흐르는 것을 방지하고 있다.

컬러 필터(201) 및 블랙 매트릭스(202)를 덮도록 오버코트막(203)이 형성되어 있다. 컬러 필터(201) 및 블랙 매트릭스(202)의 표면은 요철로 되어 있지만, 오버코트막(203)을 설치함으로써 표면이 평탄화된다.

오버코트막(203) 상에는, 액정의 초기 배향을 정하기 위한 배향막(114)이 형성되어 있다. 또한, 액정 표시 장치(1)는 IPS 방식이기 때문에, 공통 전극(108)은 상술한 바와 같이 TFT 기판(100)측에 형성되어 있고, 대향 기판(200)측에는 형성되어 있지 않다.

IPS 셀(2)에서는, 대향 기판(200)의 내측에는 도전막이 형성되어 있지 않기 때문에, 대향 기판(200)의 전위가 불안정해진다. 또한, 외부로부터의 전자 노이즈가 액정층(300)에 침입하여, 화상에 대하여 영향을 준다. 이러한 영향을 회피하기 위해서, 대향 기판(200)의 외측에 표면 도전막(210)이 형성되어 있다.

상기한 IPS 셀(2)의 구성에 있어서, 공통 전극(108)에는 일정한 전압이 인가되고, 화소 전극(110)에는 영상 신호에 따른 전압이 인가된다. 화소 전극(110)에 전압이 인가되면, 전기력선이 발생하고, 액정층(300)의 액정 분자(301)가 전기력선의 방향으로 회전한다. 이렇게 액정 분자(301)의 방향을 제어함으로써, 액정층(300)에 있어서의 광의 투과(백라이트(5)로부터의 광의 투과)가 제어되고, 이에 의해 표시 화면(1a)(도 1 참조)에 화상이 표시된다.

상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, IPS 셀(2)은 1화소의 표시 영역(P) 내에서 스트라이프상으로 위치하는 화소 전극(110)과, 화소 전극(110)과 교대로 배열되는 스트라이프상의 공통 전극(108)을 갖고 있다. 이 구성에서는, 표시 영역(P) 내에 있어서, 백라이트(5)로부터의 광은, 화소 전극(110) 및 공통 전극(108) 중 어느 한쪽을 투과하고, 양쪽을 투과하는 경우가 없다. 즉, 표시 영역(P) 내에 있어서, 화소 전극(110)과 공통 전극(108)의 중복 부분이 없어, 그 중복 부분을 광이 투과한다는 경우가 없다. 이에 의해, 화소 전극(110)과 공통 전극(108)의 중복 부분을 광이 투과하는 도 6의 구성에 비하여, 광의 투과율을 높일 수 있다.

또한, 표시 영역(P) 내에서, 화소 전극(110)과 공통 전극(108)이 오버랩하지 않기 때문에, 화소 전극(110) 및 공통 전극(108)으로의 전압 인가 시에, 액정 분자(301)의 배향 혼란이 발생하는 것을 억제할 수 있고, 이것에 의해서도, 액정층(300)을 투과하는 광의 투과율을 높일 수 있다.

즉, 본 실시 형태의 IPS 셀(2)의 구성에 의하면, (1) 표시 영역(P) 내에 있어서, 화소 전극(110)과 공통 전극(108)의 중복 부분이 없어, 그 중복 부분을 광이 투과하는 경우가 없는 점, (2) 액정 분자(301)의 배향 혼란을 억제할 수 있는 점으로부터, 고투과율의 IPS 셀(2)을 실현할 수 있다.

또한, 스트라이프상의 패시베이션막(109) 상에 화소 전극(110)이 위치하고, 공통 전극(108)은 인접하는 패시베이션막(109·109)의 사이에 위치하고 있기 때문에, 1화소의 표시 영역(P) 내에서, 화소 전극(110)과 공통 전극(108)을(Y 방향으로) 비켜놓는 구성(양자가 오버랩하지 않는 구성)을 확실하게 실현할 수 있다.

또한, 도 3에서는, 무기 패시베이션막(106)과 유기 패시베이션막(107)을 양쪽 다 설치하고 있지만, 어느 한쪽을 생략한 구성이어도 된다. 이 경우, 상술한 하지층은, 무기 패시베이션막(106)과 유기 패시베이션막(107) 중 어느 한쪽이 된다. 또한, 도 3에서는, TFT 기판(100)에 있어서, 게이트 전극(101) 상에 반도체층(103)을 설치한 보텀 게이트의 구성을 나타내고 있지만, 반도체층(103) 상에 게이트 전극(101)을 설치하는 톱 게이트의 구성이어도 된다.

〔IPS 셀의 제조 방법〕

본 실시 형태에서는, 상기와 같이 공통 전극(108)을 스트라이프상으로 형성하는 것 이외에는, 전술한 특허문헌 1과 마찬가지의 제조 방법을 채용하여 IPS 셀(2)을 제조할 수 있다. 그래서, 이하에서는, IPS 셀(2)의 제조 방법에 대해서, 특허문헌 1과 상이한 부분, 즉, 1화소의 표시 영역(P)의 부분에 특화하여 설명한다.

도 7은, IPS 셀(2)의 제조 공정을 도시하는 단면도이다. 먼저, 유리 등의 투명 기판을 포함하는 TFT 기판(100)(도 3 참조) 상에 게이트 전극(101)으로부터 유기 패시베이션막(107)까지 원하는 형상으로 형성한 후, 유기 패시베이션막(107) 상에 패시베이션막(109)을 형성한다. 계속해서, 패시베이션막(109) 상에 화소 전극(110)을 형성하기 위한 ITO층(110a)을 빈틈없이 도포하고, 그 후, ITO층(110a) 상에 포토레지스트(401)를 스트라이프상으로 형성한다.

이어서, 스트라이프상의 포토레지스트(401)를 마스크로 하여, ITO층(110a)을 습식 에칭함으로써, 스트라이프상의 ITO를 포함하는 화소 전극(110)을 형성한다. 그 후, 패시베이션층(109)을 건식 에칭하여 스트라이프상으로 한다.

계속해서, 공통 전극(108)을 형성하기 위한 ITO를 스퍼터하고, 유기 패시베이션막(107) 상에 ITO층(108a)을 형성하고, 그 후, ITO층(108a) 상에 포토레지스트(402)를 도포한다.

이어서, 애싱 처리에 의해, 포토레지스트(402)의 일부를 분해, 제거하고, 그 후, 습식 에칭에 의해, 포토레지스트(401) 상의 ITO층(108a) 및 화소 전극(110)을 구성하는 ITO의 일부를 제거한다. 마지막으로, 애싱 처리에 의해, 포토레지스트(401·402)를 분해, 제거한다. 이에 의해, 스트라이프상의 화소 전극(110)과, 스트라이프상의 공통 전극(108)을 갖는 IPS 셀(2)이 얻어진다.

〔편광판의 상세에 대해서〕

이어서, IPS 셀(2)을 양측으로부터 사이에 끼우는 편광판(3·4)의 상세에 대하여 설명한다. 또한, 편광판(4)의 편광자(21), 보호 필름(22), 대향 필름(23)은 편광판(3)의 편광자(11), 보호 필름(12), 대향 필름(13)과 마찬가지의 구성이기 때문에, 이하에서는, 편광판(3)을 예로 들어서 그 상세에 대하여 설명하고, 편광판(4)의 상세한 설명을 생략한다.

편광자(11)는 예를 들어 PVA(폴리비닐알코올) 필름을 2색성 색소로 염색하고, 고배율 연신함으로써 얻어지는 것이며, 그 두께는 15㎛ 이하이고, 바람직하게는 5 내지 7㎛이다.

보호 필름(12) 및 대향 필름(13)은 예를 들어 셀룰로오스에스테르계 수지, 환상 폴리올레핀 수지(COP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지, 아크릴 수지 중 적어도 어느 것을 포함하여 구성된다. 편광판(3)의 두께는, 20㎛ 이상 65㎛ 이하이다(편광판(4)의 두께도 동일하다). 이에 의해, 박형의 편광판(3)이 구성되기 때문에, 표시 화면(1a)(도 1 참조)의 형상에 맞춰서, 편광판(3)을 이형 형상으로 펀칭하는 경우에도, 편광판(3)에 크랙이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

특히, 셀룰로오스에스테르계 수지는, 기계적 강도가 COP 등보다도 높다. 이 때문에, 보호 필름(12) 및 대향 필름(13)이 셀룰로오스에스테르계 수지를 포함하여 구성되는 경우에는, 편광판(3)의 펀칭 시에 크랙이 발생하는 것을 확실하게 억제할 수 있다.

또한, 상술한 IPS 셀(2)의 구성에 의해, 고투과율의 IPS 셀(2)을 실현할 수 있기 때문에, 편광판(3)이 박형인 경우에 발생하는 편광자(11)의 내구성 저하를 회피하기 위해, 편광자(11)의 염색을 짙게 한 경우에도, 표시 화상의 밝기 저하를 회피할 수 있다. 즉, 편광자(11)의 염색을 짙게 하면, 편광자(11)의 투과율이 저하되지만, IPS 셀(2)의 고투과율을 실현할 수 있기 때문에, 편광자(11)의 투과율이 저하되어도, IPS 셀(2)의 고투과율에 의해 표시 화상의 밝기 저하를 회피할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 손실 탄성률 A와 저장 탄성률 B의 비 A/B를 나타내는 손실 정접을 tanδ로 했을 때, 편광판(3)의 광학 필름(보호 필름(12), 대향 필름(13))에 있어서, -40℃ 내지 100℃의 사이에서의 Log(tanδ)의 값이, -1.8 이상이다(편광판(4)의 광학 필름(보호 필름(22), 대향 필름(23))에 대해서도 동일하다). 또한, δ는, 물체에 응력이 부여되어서, 물체에 변형이 발생했을 때에, 응력에 대한 변형의 위상 지연에 상당한다.

상기 온도 범위에 있어서, Log(tanδ)의 값이 -1.8 이상이면, 광학 필름의 온도 변화에 따른 점성(점탄성)의 변화가 작다고 할 수 있다. 이 때문에, 편광자(11)로서, 온도 변화에 따른 점성의 변화가 큰 PVA 필름을 사용한 경우에도, 온도 변화에 따른 점성의 변화가 작은 보호 필름(12) 및 대향 필름(13) 사이에 편광자(11)를 끼우고 있는 것에 의해, 온도 변화에 따른 편광판의 크랙 발생을 억제할 수 있다.

또한, 편광판(3)의 광학 필름(보호 필름(12), 대향 필름(13))은 말단 밀봉한 폴리에스테르를 가소제로서 포함하는 것이 바람직하다(편광판(4)의 광학 필름(보호 필름(22), 대향 필름(23))에 대해서도 동일하다). 이 경우, 상기 광학 필름의 온도 변화에 따른 위상차 변동 및 점성의 변화를 작게 할 수 있어, 광학 특성(위상차, 점성)을 안정시킬 수 있다.

이하, 편광판(3·4)을 구성하는 각 광학 필름의 상세에 대하여 설명한다.

〔필름 기재〕

(셀룰로오스에스테르계 수지)

본 실시 형태의 광학 필름의 필름 기재로서 사용할 수 있는 셀룰로오스에스테르계 수지는, 셀룰로오스(디, 트리)아세테이트, 셀룰로오스프로피오네이트, 셀룰로오스부티레이트, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트부티레이트, 셀룰로오스아세테이트프탈레이트, 및 셀룰로오스프탈레이트 중에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다. 이들 중 적어도 1종의 수지를 사용하여 광학 필름을 제막함으로써, -40℃ 내지 100℃의 사이에서의 Log(tanδ)의 값이 -1.8 이상이 되는 광학 필름을 용이하게 실현할 수 있다.

이들 중에서 특히 바람직한 셀룰로오스에스테르로서는, 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스프로피오네이트, 셀룰로오스부티레이트, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트나 셀룰로오스아세테이트부티레이트를 들 수 있다.

혼합 지방산에스테르로서, 더욱 바람직한 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트나 셀룰로오스아세테이트부티레이트의 저급 지방산에스테르는, 탄소 원자수 2 내지 4의 아실기를 치환기로서 갖고, 아세틸기의 치환도를 X로 하고 프로피오닐기 또는 부티릴기의 치환도를 Y로 했을 때, 하기 식 (I) 및 (II)를 동시에 만족시키는 셀룰로오스에스테르를 포함하는 셀룰로오스 수지인 것이 바람직하다.

식 (I) 2.6≤X+Y≤3.0

식 (II) 1.0≤X≤2.5

이 중, 특히 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트가 바람직하게 사용되고, 그 중에서도 1.9≤X≤2.5이며, 0.1≤Y≤0.9인 것이 바람직하다. 상기 아실기로 치환되어 있지 않은 부분은, 통상 수산기로서 존재하고 있다. 이들은 공지된 방법으로 합성할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서 사용되는 셀룰로오스에스테르는, 중량 평균 분자량 Mw와 수 평균 분자량 Mn의 비 Mw/Mn이 1.5 내지 5.5인 것이 바람직하게 사용된다. 보다 바람직하게는 2.0 내지 5.0, 더욱 바람직하게는 2.5 내지 5.0, 특히 바람직하게는 3.0 내지 5.0의 셀룰로오스에스테르가 사용된다.

본 실시 형태에서 사용되는 셀룰로오스에스테르의 원료 셀룰로오스는, 목재 펄프여도 되고, 면화 린터여도 된다. 또한, 목재 펄프는 침엽수여도 되고 활엽수여도 되지만, 침엽수쪽이 보다 바람직하다. 제막 시의 박리성의 면에서는, 면화 린터가 바람직하게 사용된다. 이들로부터 만들어진 셀룰로오스에스테르는, 적절히 혼합하고, 또는 단독으로 사용할 수 있다.

예를 들어, 면화 린터 유래 셀룰로오스에스테르:목재 펄프(침엽수) 유래 셀룰로오스에스테르:목재 펄프(활엽수) 유래 셀룰로오스에스테르의 비율이, 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 되도록, 각 셀룰로오스에스테르를 혼합하여 사용할 수 있다.

본 실시 형태에 있어서, 셀룰로오스에스테르계 수지는, 20ml의 순수(전기 전도도 0.1μS/cm 이하, pH6.8)에 1g 투입하고, 25℃, 1hr, 질소 분위기 하에서 교반했을 때의 pH가 6 내지 7, 전기 전도도가 1 내지 100μS/cm인 것이 바람직하다.

(지환식 올레핀 폴리머계 수지)

본 실시 형태의 광학 필름의 필름 기재로서는, 지환식 올레핀 폴리머계 수지(COP)를 사용해도 된다. 지환식 올레핀 폴리머계 수지는, 포화 지환 탄화수소(시클로알칸) 구조나 불포화 지환 탄화수소(시클로알켄) 구조와 같은 지환식 구조를 갖는 폴리머이다. 지환식 구조를 구성하는 탄소 원자수에는, 특별한 제한은 없지만, 통상 4 내지 30개, 바람직하게는 5 내지 20개, 보다 바람직하게는 5 내지 15개의 범위일 때에, 기계 강도, 내열성 및 성형성의 특성이 고도로 밸런스가 잡혀서, 바람직하다.

단, 본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이, 온도 변화에 따른 편광판의 크랙 발생을 억제하는 관점에서, -40℃ 내지 100℃의 사이에서의 Log(tanδ)의 값이 -1.8 이상일 필요가 있다. 예를 들어 JSR사제의 아톤(G7810)은 COP의 측쇄에 극성기가 붙은 폴리머인데, 상기 온도 범위에서의 Log(tanδ)의 최솟값이 -1.7이기 때문에, 본 실시 형태의 광학 필름에 적합하게 된다. 또한, 상기 아톤에 고무 입자를 첨가함으로써, 상기 온도 범위에서의 Log(tanδ)의 값을 증대시켜서, 온도 변화에 따른 점성의 변화를 더욱 작게 할 수 있다. 이러한 고무 입자로서는, 예를 들어 아사히 가세이 케미컬즈사제의 SRB215를 사용할 수 있다.

(제로 위상차 필름)

각 편광판에 있어서, 편광자에 대하여 IPS 셀측의 광학 필름, 즉, 대향 필름은, 표시 성능의 향상의 관점에서, 하기 식 (i)로 표시되는 Ro가, 0nm 이상 10nm 이하이고, 하기 식 (ii)로 표시되는 Rt가, -10nm 이상 +10nm 이하인 제로 위상차 필름인 것이 바람직하다.

식 (i) Ro=(nx-ny)×d

식 (ii) Rt={(nx+ny)/2-nz}×d

(식 중, Ro는 필름의 면 내 방향의 리타데이션값, Rt는 필름의 두께 방향의 리타데이션값, nx는 필름면 내의 지상축 방향의 굴절률, ny는 필름면 내의 진상축 방향의 굴절률, nz는 필름의 두께 방향의 굴절률(굴절률은 23℃, 55％RH의 환경 하, 파장 590nm에서 측정), d는 필름의 두께(nm)를 나타낸다.)

IPS 방식에서는, 액정 셀 자체가 양호한 표시 성능을 발휘하도록 구성되어 있기 때문에, 대향 필름으로서는, 투과광에 위상차를 부여하는 위상차 필름보다도, 위상차를 거의 부여하지 않는 제로 위상차 필름을 사용하는 쪽이, 액정 셀의 이점(표시 성능의 향상)을 발휘하기 쉽기 때문이다.

상기 제로 위상차 필름은, 대향 필름에 리타데이션 저하제를 함유시킴으로써 실현할 수 있다. 리타데이션 저하제로서는, 예를 들어, 푸라노오스 구조 또는 피라노오스 구조를 1개 갖는 화합물 (A) 중의, 또는 푸라노오스 구조 또는 피라노오스 구조 중 적어도 1종을 2개 이상 12개 이하 결합한 화합물 (B) 중의, OH기의 모두 또는 일부를 지방족 아실기에 의해 에스테르화한 당에스테르를 사용할 수 있다.

여기서, 리타데이션 저하제로서의 상기 당에스테르는, 푸라노오스 구조 또는 피라노오스 구조를 갖고 있는 점에서, 셀룰로오스에스테르와 화학 구조가 유사하다. 이 때문에, 상기 당에스테르는, 셀룰로오스에스테르와의 상호 작용이 강하다. 따라서, 상기 당에스테르와 셀룰로오스에스테르를 포함하는 제로 위상차 필름을 실현함으로써, 제로 위상차 필름을 박형화해도, 제로 위상차 필름의 기계적 강도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.

면 내 방향의 리타데이션 Ro 및 두께 방향의 리타데이션 Rt를 확실하게 작게 하는 관점에서, 상기 당에스테르는, 푸라노오스 구조 또는 피라노오스 구조 중 적어도 1종을 2개 이상 12개 이하 결합한 화합물 (B) 중의 OH기의 모두 또는 일부를 지방족 아실기에 의해 에스테르화한 화합물인 것이 바람직하다. 또한, 상기 당에스테르는, 푸라노오스 구조 또는 피라노오스 구조 중 적어도 1종을 2개 결합한 화합물 (B) 중의 OH기의 모두 또는 일부를 아세틸기에 의해 에스테르화한 화합물인 것이 보다 바람직하다. 이러한 당에스테르로서는, 예를 들어 아세틸수크로오스를 들 수 있다.

〔광학 필름의 제조 방법〕

이어서, 본 실시 형태의 광학 필름의 제조 방법에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 통상의 인플레이션법, T-다이법, 캘린더법, 절삭법, 유연법, 에멀션법, 핫 프레스법 등의 제조 방법을 사용할 수 있는데, 유연법(용액 유연 제막법 또는 용융 유연 제막법)이 바람직하게 사용된다.

(용액 유연 제막법)

용액 유연 제막법으로는, 이하의 공정을 순서대로 거침으로써 광학 필름을 제막할 수 있다.

(1) 용해 공정

이 공정은, 열가소성 수지에 대한 양용매를 주로 하는 유기 용매에, 용해 가마 중에서 열가소성 수지, 열수축 재료, 기타의 첨가제를 교반하면서 용해하여, 도프를 형성하는 공정이다. 열가소성 수지의 용해에는, 상압에서 행하는 방법, 주용매의 비점 이하에서 행하는 방법, 주용매의 비점 이상에서 가압하여 행하는 방법, 일본 특허 공개 평9-95544호 공보, 일본 특허 공개 평9-95557호 공보, 또는 일본 특허 공개 평9-95538호 공보에 기재된 바와 같은 냉각 용해법으로 행하는 방법, 일본 특허 공개 평11-21379호 공보에 기재된 바와 같은 고압에서 행하는 방법 등 여러가지의 용해 방법을 사용할 수 있는데, 특히 주용매의 비점 이상에서 가압하여 행하는 방법이 바람직하다.

상기 도프에는, 회수 스크랩을 섞어도 된다. 회수 스크랩이란, 필름을 미세하게 분쇄한 것이며, 필름을 제막할 때에 발생하는, 필름의 양쪽 사이드 부분을 잘라 떨어뜨린 것이나, 찰상 등으로 스펙 아웃한 필름 원단을 말한다. 회수 스크랩을 도프에 섞음으로써, 필름의 제조에 회수 스크랩을 재이용할 수 있다.

(2) 유연 공정

이 공정은, 상기 도프를, 송액 펌프(예를 들어, 가압형 정량 기어 펌프)를 통하여 유연 다이에 송액하고, 유연 다이의 슬릿으로부터 금속 지지체 상의 유연 위치에 상기 도프를 유연하는 공정이다. 금속 지지체로서는, 무단의 금속 벨트(예를 들어 스테인리스 벨트)나, 회전하는 금속 드럼 등을 사용할 수 있다.

유연 다이로서는, 다이의 구금 부분의 슬릿 형상을 조정할 수 있고, 막 두께를 균일하게 하기 쉬운 점에서, 가압 다이를 사용하는 것이 바람직하다. 가압 다이에는, 코트 행어 다이나 T다이 등이 있고, 모두 바람직하게 사용된다.

금속 지지체의 표면은 경면으로 되어 있다. 제막 속도를 높이기 위하여 가압 다이를 금속 지지체 상에 2기 이상 설치하고, 도프량을 분할하여 중층해도 된다. 또는 복수의 도프를 동시에 유연하는 공유연법에 의해 적층 구조의 필름을 얻는 것도 바람직하다.

(3) 용매 증발 공정

이 공정은, 웹(금속 지지체 상에 도프를 유연하여 형성된 유연막(도프막))을 금속 지지체 상에서 가열하여, 용매를 증발시키는 공정이다.

용매를 증발시키기 위해서는, 웹 측으로부터 바람을 불게 하는 방법 및/또는 지지체의 이면으로부터 액체에 의해 전열시키는 방법, 복사열에 의해 표리로부터 전열하는 방법 등이 있는데, 이면 액체 전열 방법의 건조 효율이 좋고 바람직하다. 또, 그들을 조합하는 방법도 바람직하게 사용된다. 유연 후의 웹에 대해서는, 금속 지지체 상에서 40 내지 100℃의 분위기 하에서 건조시키는 것이 바람직하다. 상기 온도 범위를 유지하기 위해서는, 상기 온도 범위의 온풍을 웹 상면에 쏘거나, 적외선 등의 수단에 의해 웹을 가열하는 것이 바람직하다.

(4) 박리 공정

이 공정은, 금속 지지체 상에서 용매가 증발한 웹을, 박리 위치에서 박리하는 공정이다. 박리된 웹은 다음 공정에 보내진다. 웹의 면 품질, 투습성, 박리성의 관점에서, 유연으로부터 30 내지 120초 이내에서 웹을 금속 지지체로부터 박리하는 것이 바람직하다.

금속 지지체 상의 박리 위치에 있어서의 온도(박리 온도)는 바람직하게는 10 내지 40℃이며, 더욱 바람직하게는 11 내지 30℃이다.

박리하는 시점에서의 금속 지지체 상에서의 웹의 잔류 용매량은, 건조의 조건의 강약, 금속 지지체의 길이 등에 따라, 50 내지 120질량％의 범위인 것이 바람직하다. 잔류 용매량이 보다 많은 시점에서 웹을 박리하는 경우, 웹이 너무 유연하면, 박리 시에 평면성을 손상시키고, 박리 장력에 의한 쓸림(선상의 흠집)이나 세로 줄무늬가 발생하기 쉽기 때문에 경제 속도와 품질의 균형으로 박리 시의 잔류 용매량이 결정된다.

또한, 웹의 잔류 용매량은, 하기 식으로 정의된다.

잔류 용매량(％)=(웹의 가열 처리 전의 질량(g)-웹의 가열 처리 후의 질량(g))/(웹의 가열 처리 후의 질량(g))×100

여기서, 잔류 용매량을 측정할 때의 가열 처리란, 115℃에서 1시간의 가열 처리를 가리킨다.

금속 지지체로부터 웹을 박리할 때의 박리 장력은, 통상, 196 내지 245N/m인데, 박리 시에 주름이 생기기 쉬울 경우, 190N/m 이하의 장력으로 박리하는 것이 바람직하고, 나아가, 박리할 수 있는 최저 장력 내지 166.6N/m, 이어서, 최저 장력 내지 137.2N/m으로 박리하는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, 최저 장력 내지 100N/m으로 박리하는 것이다.

본 실시 형태에서는, 금속 지지체 상의 박리 위치에 있어서의 온도를 -50 내지 40℃로 하는 것이 바람직하고, 10 내지 40℃가 보다 바람직하고, 15 내지 30℃로 하는 것이 가장 바람직하다.

(5) 건조 및 연신 공정

이 공정은, 웹을 금속 지지체로부터 박리한 후, 박리한 웹을 건조 장치 내에서 건조시키는, 및/또는 텐터 연신 장치를 사용하여 연신하는 공정이다. 건조 장치 내에는, 복수의 롤이 배치되어 있고, 각 롤을 교대로 통과하여 웹을 반송함으로써, 웹을 건조시킨다. 또한, 텐터 연신 장치에서는, 클립으로 웹의 양단을 클립하여 반송하여, 웹을 연신한다.

건조 장치 내에서 웹을 건조시키는 수단으로서는, 웹의 양면에 열풍을 불게 하는 것이 일반적인데, 바람 대신 마이크로웨이브를 쏘아서 가열하는 수단도 있다. 너무 급격한 건조는, 완성된 필름의 평면성을 손상시키기 쉽다. 고온에 의한 건조는, 잔류 용매량이 8질량％ 이하 정도부터 행하는 것이 좋다. 전체를 통하여, 건조는 대략 40 내지 250℃에서 행하여진다. 특히 40 내지 160℃에서 건조시키는 것이 바람직하다.

텐터 연신 장치를 사용하는 경우, 텐터의 좌우 파지 수단에 의해 필름의 파지 길이(파지 개시부터 파지 종료까지의 거리)를 좌우에서 독립적으로 제어할 수 있는 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 연신 공정에 있어서, 평면성을 개선하기 위해서, 의도적으로 상이한 온도를 갖는 구획(존)을 만드는 것도 바람직하다.

또한, 상이한 온도 구획의 사이에 각각의 구획이 간섭을 일으키지 않도록, 뉴트럴 존을 설치하는 것도 바람직하다.

또한, 연신 조작은 다단계로 분할하여 실시해도 되고, 2축 연신(유연 방향 및 폭 방향의 연신)을 실시하는 것도 바람직하다. 또한, 2축 연신을 행하는 경우에는, 동시 2축 연신을 행해도 되고, 단계적으로 실시해도 된다. 단계적인 연신이란, 예를 들어, 연신 방향이 상이한 연신을 순차 행하는 것이어도 되고, 동일한 방향의 연신을 다단계로 분할하고, 또한 상이한 방향의 연신을 그 어느 단계에 추가하는 것이어도 된다. 즉, 예를 들어, 다음과 같은 연신 스텝이 가능하다.

·유연 방향으로 연신-폭 방향으로 연신-유연 방향으로 연신-유연 방향으로 연신

·폭 방향으로 연신-폭 방향으로 연신-유연 방향으로 연신-유연 방향으로 연신

또한, 동시 2축 연신에는, 1 방향으로 연신하고, 다른 한쪽을, 장력을 완화하여 수축시키는 경우도 포함된다. 동시 2축 연신의 바람직한 연신 배율은, 폭 방향, 길이 방향 모두, 1.01배 내지 1.5배의 범위에서 설정할 수 있다.

연신을 행하는 경우의 웹 잔류 용매량은, 연신 개시 시에 20 내지 100질량％인 것이 바람직하고, 또한 웹의 잔류 용매량이 10질량％ 이하(더욱 바람직하게는 5질량％ 이하)로 될 때까지 연신을 걸면서 건조를 행하는 것이 바람직하다.

연신을 행하는 경우의 건조 온도는, 30 내지 160℃가 바람직하고, 50 내지 150℃가 더욱 바람직하고, 70 내지 140℃가 가장 바람직하다.

연신 공정에 있어서, 분위기의 폭 방향 온도 분포에 불균일이 적은 것이, 필름의 균일성을 높이는 관점에서 바람직하다. 구체적으로는, 연신 공정에서의 폭 방향의 온도 불균일은 ±5℃ 이내가 바람직하고, ±2℃ 이내가 보다 바람직하고, ±1℃ 이내가 가장 바람직하다.

(6) 권취 공정

이 공정은, 웹 중의 잔류 용매량이 2질량％ 이하가 되고 나서 필름으로서 권취기에 의해 권취하는 공정이다. 잔류 용매량을 0.4질량％ 이하로 함으로써, 치수 안정성이 양호한 필름을 얻을 수 있다. 특히 0.00 내지 0.10질량％로 필름을 권취하는 것이 바람직하다.

권취 방법으로서는, 일반적으로 사용되고 있는 방법을 사용하면 되고, 정 토크법, 정 텐션법, 테이퍼 텐션법, 내부 응력 일정한 프로그램 텐션 컨트롤법 등이 있고, 그들을 구분지어 사용하면 된다.

본 실시 형태에 있어서의 광학 필름은, 긴 필름인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 100m 내지 5000m 정도의 것을 나타내고, 통상, 롤상으로 제공되는 형태의 것이다. 또한, 필름의 폭은 1.3 내지 4m인 것이 바람직하고, 1.4 내지 2m인 것이 보다 바람직하다.

(용융 유연 제막법)

용융 유연 제막법에서는, 이하의 공정을 순서대로 거침으로써 광학 필름을 제막할 수 있다.

<용융 펠릿 제조 공정>

용융 압출에 사용하는, 수지를 포함하는 조성물은, 통상 미리 혼련하여 펠릿화해 두는 것이 바람직하다.

펠릿화는, 공지된 방법이어도 되고, 예를 들어, 건조한 열가소성 수지와 열수축 재료 등을 포함하는 첨가제를, 피더로 압출기에 공급하고, 1축이나 2축의 압출기를 사용하여 혼련하고, 다이로부터 스트랜드상으로 압출하고, 수냉 또는 공랭하고, 커팅함으로써 가능하다.

원재료는, 압출하기 전에 건조해 두는 것이 원재료의 분해를 방지함에 있어서 중요하다. 특히 셀룰로오스에스테르는 흡습하기 쉬우므로, 제습 열풍 건조기나 진공 건조기로 70 내지 140℃에서 3시간 이상 건조하고, 수분율을 200ppm 이하, 또한 100ppm 이하로 해 두는 것이 바람직하다.

첨가제는, 압출기에 공급하기 전에 혼합해 두어도 되고, 각각 개별의 피더로 공급해도 된다. 입자나 산화 방지제 등의 소량의 첨가제는, 균일하게 혼합하기 위해서, 사전에 혼합해 두는 것이 바람직하다.

산화 방지제의 혼합은, 고체끼리 혼합해도 되고, 필요에 따라, 산화 방지제를 용제에 용해해 두고, 열가소성 수지에 함침시켜서 혼합해도 되고, 또는 분무하여 혼합해도 된다.

진공 나우타 믹서 등을 사용하는 것이, 건조와 혼합을 동시에 할 수 있으므로 바람직하다. 또한, 피더부나 다이로부터의 출구 등의 공기와 접촉하는 부분은, 제습 공기나 제습한 N₂ 가스 등의 분위기 하에서 하는 것이 바람직하다.

압출기는, 전단력을 억제하고, 수지가 열화(분자량 저하, 착색, 겔 생성 등)하지 않도록, 펠릿화할 수 있을 정도로 가능한 한 저온에서 가공하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 2축 압출기의 경우, 깊은 홈 타입의 스크루를 사용하여, 동일 방향으로 회전시키는 것이 바람직하다. 혼련의 균일성으로부터, 맞물림 타입이 바람직하다.

이상과 같이 하여 얻어진 펠릿을 사용하여 필름 제막을 행한다. 펠릿화하지 않고, 원재료의 분말을 그대로 피더로 압출기에 공급하고, 그대로 필름 제막하는 것도 가능하다.

<용융 혼합물을 다이로부터 냉각롤에 압출하는 공정>

먼저, 제작한 펠릿을 1축이나 2축 타입의 압출기를 사용하고, 압출할 때의 용융 온도 Tm을 200 내지 300℃ 정도로 하고, 리프 디스크 타입의 필터 등으로 여과하여 이물을 제거한 후, T다이로부터 필름 형상으로 압출하고, 냉각롤 상에서 고화하고, 탄성 터치 롤과 압박하면서 유연한다.

공급 호퍼로부터 압출기에 도입할 때는, 진공 하 또는 감압 하나, 불활성 가스 분위기 하로 하여 산화 분해 등을 방지하는 것이 바람직하다. 또한, Tm은, 압출기의 다이 출구 부분의 온도이다.

다이에 흠집이나 가소제의 응결물 등의 이물이 부착되면, 줄무늬 상의 결함이 발생하는 경우가 있다. 이러한 결함을 다이 라인이라고도 칭한다. 다이 라인 등의 표면의 결함을 작게 하기 위해서는, 압출기부터 다이까지의 배관에는, 수지의 체류부가 최대한 적어지는 구조로 하는 것이 바람직하다. 다이의 내부나 립에 흠집 등이 최대한 없는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

압출기나 다이 등의 용융 수지와 접촉하는 내면은, 표면 조도를 작게 하거나, 표면 에너지가 낮은 재질을 사용하거나 하여, 용융 수지가 부착되기 어려운 표면 가공이 실시되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 하드크롬 도금이나 세라믹 용사한 것을 표면 조도 0.2S 이하로 되도록 연마한 것을 들 수 있다.

냉각롤에는 특별히 제한은 없지만, 고강성의 금속 롤이며 내부에 온도 제어 가능한 열매체 또는 냉매체가 흐르는 구조를 구비하는 롤이라면 된다. 또한, 냉각롤의 크기는 한정되지 않지만, 용융 압출된 필름을 냉각하기에 충분한 크기이면 된다. 통상, 냉각롤의 직경은, 100mm 내지 1m 정도이다.

냉각롤의 표면 재질은, 탄소강, 스테인리스, 알루미늄, 티타늄 등을 들 수 있다. 또한 표면의 경도를 높이거나, 수지와의 박리성을 개량하기 위해서, 하드크롬 도금이나, 니켈 도금, 비정질 크롬 도금 등이나, 세라믹 용사 등의 표면 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

냉각롤 표면의 표면 조도는, Ra로 0.1㎛ 이하로 하는 것이 바람직하고, 또한 0.05㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 롤 표면이 평활할수록, 얻어지는 필름의 표면도 평활하게 할 수 있다. 물론, 표면 가공한 표면을 더욱 연마하여, 표면 조도를 더욱 작게 해도 된다.

탄성 터치 롤로서는, 일본 특허 공개 평03-124425호, 일본 특허 공개 평08-224772호, 일본 특허 공개 평07-100960호, 일본 특허 공개 평10-272676호, WO97/028950호, 일본 특허 공개 평11-235747호, 일본 특허 공개 제2002-36332호, 일본 특허 공개 제2005-172940호나 일본 특허 공개 제2005-280217호 공보에 기재되어 있는 표면이 박막 금속 슬리브 피복 실리콘 고무 롤을 사용할 수 있다.

냉각롤로부터 필름을 박리할 때는, 장력을 제어하여 필름의 변형을 방지하는 것이 바람직하다.

〔복합 수지 필름의 제조 방법〕

본 실시 형태의 광학 필름은, 복합 수지 필름으로 구성되어도 된다. 복합 수지 필름을 제조하는 방법으로서는, 공유연법 또는 공압출법을 채용할 수 있다.

(공유연법: 더블 캐스트법)

유연(캐스트) 공정에서의 금속 지지체는, 표면을 경면 마무리한 것이 바람직하고, 금속 지지체로서는, 스테인리스 스틸 벨트 또는 주물로 표면을 도금 마무리한 드럼이 바람직하게 사용된다. 캐스트의 폭은 1 내지 4m로 할 수 있다.

유연 공정의 금속 지지체의 표면 온도는, -50℃ 내지 용제가 비등하여 발포하지 않는 온도로 설정된다. 온도가 높은 쪽이 웹의 건조 속도가 빠르게 할 수 있으므로 바람직하지만, 너무 지나치게 높으면 웹이 발포하거나, 평면성이 열화되는 경우가 있다. 바람직한 지지체 온도로서는, 0 내지 100℃에서 적절히 결정되고, 5 내지 30℃가 더욱 바람직하다. 또는, 냉각함으로써 웹을 겔화시켜서 잔류 용매를 많이 포함한 상태에서 드럼으로부터 박리하는 것도 바람직한 방법이다.

금속 지지체의 온도를 제어하는 방법은 특별히 제한되지 않지만, 온풍 또는 냉풍을 세차게 내뿜는 방법이나, 온수를 금속 지지체의 이측에 접촉시키는 방법이 있다. 온수를 사용하는 쪽이 열의 전달이 효율적으로 행해지기 때문에, 금속 지지체의 온도가 일정해질 때까지의 시간이 짧아 바람직하다. 온풍을 사용하는 경우에는 용매의 증발 잠열에 의한 웹의 온도 저하를 고려하여, 용매의 비점 이상의 온풍을 사용하면서, 발포도 방지하면서 목적으로 하는 온도보다도 높은 온도의 바람을 사용하는 경우가 있다. 특히, 유연으로부터 박리할 때까지의 동안에 지지체의 온도 및 건조풍의 온도를 변경하여, 효율적으로 건조를 행하는 것이 바람직하다.

본 실시 형태에서는, 아세틸화셀룰로오스의 용액을 2회 이상으로 분할하여 캐스트하는 것도 바람직하다.

조제된 도프 A를 다이에 의해 스테인리스 스틸 벨트에 유연하고, 유연된 웹 상에 추가로 조제된 도프 B를, 다이를 통하여 적층 유연한다. 적층된 웹은, 박리 점에서 박리되고, 그 후 건조 존에서 건조되어 권취된다.

도프 A, 도프 B의 조성물로서의 구성에 특별히 제한은 없고, 아세틸화셀룰로오스, 셀룰로오스 나노파이버, 및 기타 첨가제나 용매의 조성 비율은 어떻게 하든 채용할 수 있다. 또한, 도프 A, 도프 B의 유연막 두께도 특별히 제한은 없다. 3회 이상의 분할 캐스트도 가능하다.

(공압출법)

본 실시 형태에 있어서는, 공압출법에 의해 적층 구조의 필름을 제작할 수도 있다. 예를 들어, 스킨층/코어층/스킨층과 같은 구성의 필름을 만들 수 있다. 예를 들어, 매트제는, 스킨층에 많이, 또는 스킨층에만 넣을 수 있다. 가소제, 자외선 흡수제는 스킨층보다도 코어층에 많이 넣을 수 있고, 코어층에만 넣어도 된다. 또한, 코어층과 스킨층에서 가소제, 자외선 흡수제의 종류를 변경할 수도 있어, 예를 들어, 스킨층에 저휘발성의 가소제 및/또는 자외선 흡수제를 포함시키고, 코어층에 가소성이 우수한 가소제, 또는 자외선 흡수성이 우수한 자외선 흡수제를 첨가할 수도 있다. 스킨층과 코어층의 유리 전이 온도가 상이해도 되고, 스킨층의 유리 전이 온도에서 코어층의 유리 전이 온도가 낮은 것이 바람직하다. 이때, 스킨과 코어의 양자의 유리 전이 온도를 측정하고, 이들의 체적분율로부터 산출한 평균값을 상기 유리 전이 온도 Tg로 정의하여 마찬가지로 취급할 수도 있다. 또한, 용융 유연 시의 셀룰로오스에스테르를 포함하는 용융물의 점도도 스킨층과 코어층에서 상이해도 되고, 스킨층의 점도>코어층의 점도여도 되고, 코어층의 점도≥스킨층의 점도여도 된다.

또한, 상기 공압출법이란, 복수의 압출기를 사용하여, 각각으로부터 적층하는 수지를 가열 용융하고, 각각의 수지를 합류시킨 후에 T다이의 슬릿상의 토출구로부터의 공압출, 칠드 롤로 냉각 고화시켜서 캐스트 시트(미연신 상태)를 형성하는 방법이다. 용융 수지를 합류시켜서, T다이로부터 시트를 압출하는 방법으로서는, 용융 수지를 합류시키고 나서 매니폴드를 확장하는 피드 블록법과, 용융 수지를 각각 매니폴드에서 확장하고 나서 합류시키는 멀티 매니폴드법이 있는데, 그 어느 것이든 사용해도 된다.

〔첨가제〕

본 실시 형태의 광학 필름(필름 기재)은 산화 방지제를 포함하는 것이 바람직하다. 바람직한 산화 방지제는, 인계 또는 페놀계이며, 인계와 페놀계를 동시에 조합하면 보다 바람직하다. 이하, 본 실시 형태에 있어서 적합하게 사용할 수 있는 산화 방지제에 대하여 설명한다.

<페놀계 산화 방지제>

본 실시 형태에 있어서는, 페놀계의 산화 방지제가 바람직하게 사용되고, 특히 힌더드 페놀 화합물이 바람직하게 사용된다.

힌더드 페놀 화합물의 구체예에는, n-옥타데실3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)-프로피오네이트, n-옥타데실3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)-아세테이트, n-옥타데실3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤조에이트, n-헥실3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐벤조에이트, n-도데실3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐벤조에이트, 네오-도데실3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 도데실β(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 에틸α-(4-히드록시-3,5-디-t-부틸페닐)이소부티레이트, 옥타데실α-(4-히드록시-3,5-디-t-부틸페닐)이소부티레이트, 옥타데실α-(4-히드록시-3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 2-(n-옥틸티오)에틸3,5-디-t-부틸-4-히드록시-벤조에이트, 2-(n-옥틸티오)에틸3,5-디-t-부틸-4-히드록시-페닐아세테이트, 2-(n-옥타데실티오)에틸3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐아세테이트, 2-(n-옥타데실티오)에틸3,5-디-t-부틸-4-히드록시-벤조에이트, 2-(2-히드록시에틸티오)에틸3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤조에이트, 디에틸글리콜비스-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시-페닐)프로피오네이트, 2-(n-옥타데실티오)에틸3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 스테아르아미도-N,N-비스-[에틸렌3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], n-부틸이미노-N,N-비스-[에틸렌3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 2-(2-스테아로일옥시에틸티오)에틸3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤조에이트, 2-(2-스테아로일옥시에틸티오)에틸7-(3-메틸-5-t-부틸-4-히드록시페닐)헵타노에이트, 1,2-프로필렌글리콜비스-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 에틸렌글리콜비스-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 네오펜틸글리콜비스-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 에틸렌글리콜비스-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐아세테이트), 글리세린-l-n-옥타데카노에이트-2,3-비스-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐아세테이트), 펜타에리트리톨-테트라키스-[3-(3',5'-디-t-부틸-4'-히드록시페닐)프로피오네이트], 1,1,1-트리메틸올에탄-트리스-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 소르비톨헥사-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 2-히드록시에틸7-(3-메틸-5-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 2-스테아로일옥시에틸7-(3-메틸-5-t-부틸-4-히드록시페닐)헵타노에이트, 1,6-n-헥산디올-비스[(3',5'-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 펜타에리트리톨-테트라키스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시히드로신나메이트)가 포함된다. 상기 타입의 힌더드 페놀 화합물은, 예를 들어, 시바 재팬(주)에서, "Irganox1076" 및 "Irganox1010"이라고 하는 상품명으로 시판되고 있다.

<인계 산화 방지제>

인계 산화 방지제로서는, 포스파이트(phosphite), 포스포나이트(phosphonite), 포스피나이트(phosphinite), 또는 제3급 포스판(phosphane) 등의 인계 화합물을 사용할 수 있다. 인계 화합물로서는, 종래 기지의 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 일본 특허 공개 제2002-138188호, 일본 특허 공개 제2005-344044호 단락 번호 0022 내지 0027, 일본 특허 공개 제2004-182979호 단락 번호 0023 내지 0039, 일본 특허 공개 평10-306175호, 일본 특허 공개 평1-254744호, 일본 특허 공개 평2-270892호, 일본 특허 공개 평5-202078호, 일본 특허 공개 평5-178870호, 일본 특허 공표 제2004-504435호, 일본 특허 공표 제2004-530759호, 및 일본 특허 출원 제2005-353229호 공보의 명세서 중에 기재되어 있는 것이 바람직하다.

인계 화합물의 첨가량은, 수지 100질량부에 대하여 통상 0.01 내지 10질량부, 바람직하게는 0.05 내지 5질량부, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 3질량부이다.

인계 화합물로서는, 상기 일반식으로 표시되는 화합물 외에, 트리페닐포스파이트, 디페닐이소데실포스파이트, 페닐디이소데실포스파이트, 트리스(노닐페닐)포스파이트, 트리스(디노닐페닐)포스파이트, 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트, 10-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)-9,10-디히드로-9-옥사-10-포스파페난트렌-10-옥사이드, 6-[3-(3-t-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로폭시]-2,4,8,10-테트라-t-부틸디벤즈[d,f][1.3.2]디옥사포스페핀, 트리데실포스파이트 등의 모노포스파이트계 화합물; 4,4'-부틸리덴-비스(3-메틸-6-t-부틸페닐-디-트리데실포스파이트), 4,4'-이소프로필리덴-비스(페닐-디-알킬(C12 내지 C15)포스파이트) 등의 디포스파이트계 화합물; 트리페닐포스포나이트, 테트라키스(2,4-디-tert-부틸페닐)[1,1-비페닐]-4,4'-디일비스포스포나이트, 테트라키스(2,4-디-tert-부틸-5-메틸페닐)[1,1-비페닐]-4,4'-디일비스포스포나이트 등의 포스포나이트계 화합물; 트리페닐포스피나이트, 2,6-디메틸페닐디페닐포스피나이트 등의 포스피나이트계 화합물; 트리페닐포스핀, 트리스(2,6-디메톡시페닐)포스핀 등의 포스핀계 화합물; 등을 들 수 있다.

상기 타입의 인계 화합물은, 예를 들어, 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤로부터, "SumilizerGP", 가부시키가이샤 ADEKA로부터 "ADK STAB PEP-24G", "ADK STAB PEP-36" 및 "ADK STAB 3010", 시바 재팬 카부시끼가이샤로부터 "IRGAFOS P-EPQ", 사까이 가가꾸 고교 가부시키가이샤로부터 "GSY-P101"이라고 하는 상품명으로 시판되고 있다.

<기타의 산화 방지제>

또한, 디라우릴-3,3'-티오디프로피오네이트, 디미리스틸-3,3'-티오디프로피오네이트, 디스테아릴-3,3'-티오디프로피오네이트, 펜타에리트리틸테트라키스(3-라우릴티오프로피오네이트) 등의 황계 산화 방지제, 2-tert-부틸-6-(3-tert-부틸-2-히드록시-5-메틸벤질)-4-메틸페닐아크릴레이트, 2-[1-(2-히드록시-3,5-디-tert-펜틸페닐)에틸]-4,6-디-tert-펜틸페닐아크릴레이트 등의 내열 가공 안정제, 일본 특허 공고 평08-27508호 기재된 3,4-디히드로-2H-1-벤조피란계 화합물, 3,3'-스피로디크로만계 화합물, 1,1-스피로인단계 화합물, 모르폴린, 티오모르폴린, 티오모르폴린옥시드, 티오모르폴린디옥시드, 피페라진 골격을 부분 구조에 갖는 화합물, 일본 특허 공개 평03-174150에 기재된 디알콕시벤젠계 화합물 등의 산소 스캐빈저 등을 들 수 있다. 이들 산화 방지제의 부분 구조가, 폴리머의 일부, 또는 규칙적으로 폴리머에 펜던트되어 있어도 되고, 가소제, 산 포착제, 자외선 흡수제 등의 첨가제의 분자 구조의 일부에 도입되어 있어도 된다.

(기타 첨가제)

본 실시 형태에 따른 필름 기재에는, 상기 화합물 등 이외에, 목적에 따라 여러가지 화합물 등을 첨가제로서 함유시킬 수 있다.

<산 포착제>

산 포착제로서는, 미국 특허 제4,137,201호 명세서에 기재되어 있는 산 포착제로서의 에폭시 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 산 포착제로서의 에폭시 화합물은, 당해 기술분야에 있어서 기지이며, 여러가지 폴리글리콜의 디글리시딜에테르, 특히 폴리글리콜 1몰당 약 8 내지 40몰의 에틸렌옥시드 등의 축합에 의해 유도되는 폴리글리콜, 글리세롤의 디글리시딜에테르 등, 금속 에폭시 화합물(예를 들어, 염화비닐 폴리머 조성물에 있어서, 및 염화비닐 폴리머 조성물과 함께, 종래부터 이용되고 있는 것), 에폭시화에테르 축합 생성물, 비스페놀 A의 디글리시딜에테르(즉, 4,4'-디히드록시디페닐디메틸메탄), 에폭시화 불포화 지방산에스테르(특히, 2 내지 22개의 탄소 원자의 지방산의 4 내지 2개 정도의 탄소 원자의 알킬에스테르(예를 들어, 부틸에폭시스테아레이트) 등), 및 여러가지 에폭시화 장쇄 지방산 트리글리세라이드 등(예를 들어, 에폭시화 대두유 등의 조성물에 의해 대표되고, 예시될 수 있는, 에폭시화 식물성 기름 및 다른 불포화 천연기름(이들은 때로는 에폭시화 천연 글리세라이드 또는 불포화 지방산이라 칭해지고, 이들 지방산은 일반적으로 12 내지 22개의 탄소 원자를 함유하고 있다))이 포함된다.

<광안정제>

광안정제로서는, 힌더드 아민 광안정제(HALS) 화합물을 들 수 있고, 이것은 기지의 화합물이며, 예를 들어, 미국 특허 제4,619,956호 명세서의 제5 내지 11란 및 미국 특허 제4,839,405호 명세서의 제3 내지 5란에 기재되어 있는 바와 같이, 2,2,6,6-테트라알킬피페리딘 화합물, 또는 그들의 산부가염 또는 그들과 금속 화합물의 착체가 포함된다. 또한, 일본 특허 공개 제2007-63311호 공보에 기재되어 있는 광안정제를 사용할 수 있다.

<자외선 흡수제>

자외선 흡수제로서는, 자외선에 의한 열화 방지의 관점에서, 파장 370nm 이하의 자외선 흡수능이 우수하고, 또한 액정 표시성의 관점에서, 파장 400nm 이상의 가시광 흡수가 적은 것이 바람직하다. 예를 들어, 옥시벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 살리실산에스테르계 화합물, 벤조페논계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물, 니켈 착염계 화합물 등을 들 수 있는데, 벤조페논계 화합물이나 착색이 적은 벤조트리아졸계 화합물이 바람직하다. 또한, 일본 특허 공개 평10-182621호 공보, 일본 특허 공개 평8-337574호 공보에 기재된 자외선 흡수제, 일본 특허 공개 평6-148430호 공보에 기재된 고분자 자외선 흡수제를 사용해도 된다.

벤조트리아졸계 화합물의 구체예로서, 2-(2'-히드록시-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-부틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-부틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-(3",4",5",6"-테트라히드로프탈이미도메틸)-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2,2-메틸렌비스(4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-6-(2H-벤조트리아졸-2-일)페놀), 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸-5'-(2-옥틸옥시카르보닐에틸)-페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-(1-메틸-1-페닐에틸)-5'-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-페닐)벤조트리아졸, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-6-(직쇄 및 측쇄 도데실)-4-메틸페놀, 옥틸-3-〔3-tert-부틸-4-히드록시-5-(클로로-2H-벤조트리아졸-2-일)페닐〕프로피오네이트와 2-에틸헥실-3-〔3-tert-부틸-4-히드록시-5-(5-클로로-2H-벤조트리아졸-2-일)페닐〕프로피오네이트의 혼합물 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.

또한, 시판품으로서, 티누빈(TINUVIN)326, 티누빈(TINUVIN)109, 티누빈(TINUVIN)171, 티누빈(TINUVIN)900, 티누빈(TINUVIN)928, 티누빈(TINUVIN)360(모두 시바 재팬사제), LA31(ADEKA사제), Sumisorb250(스미토모 가가꾸사제), RUVA-100(오츠카 가가꾸제)을 들 수 있다.

벤조페논계 화합물의 구체예로서, 2,4-디히드록시벤조페논, 2,2'-디히드록시-4-메톡시벤조페논, 2-히드록시-4-메톡시-5-술포벤조페논, 비스(2-메톡시-4-히드록시-5-벤조일페닐메탄) 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.

본 실시 형태에 있어서는, 자외선 흡수제는 0.1 내지 20질량％ 첨가하는 것이 바람직하고, 나아가 0.5 내지 10질량％ 첨가하는 것이 바람직하고, 더 나아가 1 내지 5질량％ 첨가하는 것이 바람직하다. 이들은 2종 이상을 병용해도 된다.

<매트제>

본 실시 형태의 필름 기재에는, 매트제 등의 미립자를 첨가할 수 있고, 미립자로서는, 무기 화합물의 미립자 또는 유기 화합물의 미립자를 들 수 있다. 미립자로서는, 예를 들어, 이산화규소, 이산화티타늄, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 탄산칼슘, 카올린, 탈크, 소성 규산칼슘, 수화규산칼슘, 규산알루미늄, 규산마그네슘, 인산칼슘 등의 무기 미립자나 가교 고분자 미립자를 들 수 있다. 그 중에서도, 이산화규소가 수지 기판의 헤이즈를 낮게 할 수 있으므로 바람직하다. 이산화규소와 같은 미립자는 유기물에 의해 표면 처리되어 있는 경우가 많은데, 이러한 것은 수지 기판의 헤이즈를 저하할 수 있기 때문에 바람직하다.

표면 처리에서 바람직한 유기물로서는, 할로실란류, 알콕시실란류, 실라잔, 실록산 등을 들 수 있다. 미립자의 평균 입경이 큰 쪽이 미끄럼성 효과는 크고, 반대로 평균 입경이 작은 쪽은 투명성이 우수하다.

또한, 미립자의 2차 입자의 평균 입경은, 0.05 내지 1.0㎛의 범위이다. 바람직한 미립자의 2차 입자의 평균 입경은 5 내지 50nm가 바람직하고, 더욱 바람직하게는, 7 내지 14nm이다. 이들 미립자는 셀룰로오스에스테르 필름 중에서는, 셀룰로오스에스테르 필름 표면에 0.01 내지 1.0㎛의 요철을 생성시키기 위하여 바람직하게 사용된다. 미립자의 셀룰로오스에스테르 중의 함유량은, 셀룰로오스에스테르에 대하여 0.005 내지 0.3 질량％가 바람직하다.

이산화규소의 미립자로서는, 닛본에어로실(주)제의 에어로실(AEROSIL) 200, 200V, 300, R972, R972V, R974, R202, R812, OX50, TT600 등을 들 수 있고, 바람직하게는 에어로실 200V, R972, R972V, R974, R202, R812이다. 이들 미립자는 2종 이상 병용해도 된다. 2종 이상 병용하는 경우, 임의의 비율로 혼합하여 사용할 수 있다. 이 경우, 평균 입경이나 재질이 다른 미립자, 예를 들어, 에어로실 200V와 R972V를 질량비로 0.1:99.9 내지 99.9:0.1의 범위에서 사용할 수 있다.

상기 매트제로서 사용되는 기재 중의 미립자의 존재는, 다른 목적으로서 기재의 강도 향상을 위하여 사용할 수도 있다.

(가소제)

광학 필름은, 가소제를 함유하는 것이 바람직하다. 가소제로서는, 폴리에스테르 화합물이 바람직하다.

폴리에스테르 화합물로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 디카르복실산 또는 이들의 에스테르 형성성 유도체와 글리콜의 축합 반응에 의해 얻어지는, 말단이 히드록시기(수산기)가 되는 중합체(이하, 「폴리에스테르폴리올」이라고 한다), 또는, 당해 폴리에스테르폴리올의 말단 히드록시기가 모노카르복실산으로 밀봉된 중합체(이하, 「말단 밀봉한 폴리에스테르」 또는 간단히 「말단 밀봉 폴리에스테르」라고도 한다)를 사용할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 에스테르 형성성 유도체란, 디카르복실산의 에스테르화물, 디카르복실산클로라이드, 디카르복실산의 무수물이다.

본 실시 형태의 광학 필름이, 말단 밀봉한 폴리에스테르를 가소제로서 포함함으로써, 필름의 온도 변화에 따른 위상차 변동 및 점성(tanδ)의 변동이 억제되어, 광학 특성(위상차, 점성)이 안정된다.

폴리에스테르 화합물의 구체예로서는, 하기 일반식 (A)로 표시되는 에스테르계 화합물을 들 수 있다.

B-(G-A)n-G-B …(A)

(식 중, B는 히드록시기, 벤젠모노카르복실산 잔기 또는 지방족 모노카르복실산 잔기이며, G는 탄소수 2 내지 18의 알킬렌글리콜 잔기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴 글리콜 잔기 또는 탄소수가 4 내지 12인 옥시알킬렌글리콜 잔기이며, A는 탄소수 4 내지 12의 알킬렌디카르복실산 잔기 또는 탄소수 6 내지 16의 아릴디카르복실산 잔기이며, n은 1 이상의 정수이다.)

상기 일반식 (A)에 있어서, B가 히드록시기인 화합물이 폴리에스테르폴리올에 상당하고, B가 벤젠모노카르복실산 잔기 또는 지방족 모노카르복실산 잔기인 화합물이 말단 밀봉 폴리에스테르에 상당한다. 일반식 (A)로 표시되는 폴리에스테르 화합물은, 통상의 폴리에스테르계 가소제와 마찬가지의 반응에 의해 얻어지는 것이다.

일반식 (A)로 표시되는 폴리에스테르 화합물의 지방족 모노카르복실산 성분으로서는, 예를 들어, 탄소수 3 이하의 지방족 모노카르복실산이 바람직하고, 아세트산, 프로피온산, 부탄산(부티르산)을 들 수 있고, 이들은 각각 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다.

일반식 (A)로 표시되는 폴리에스테르 화합물의 벤젠모노카르복실산 성분으로서는, 예를 들어, 벤조산, 파라tert-부틸벤조산, 오르토톨루일산, 메타톨루일산, 파라톨루일산, 디메틸벤조산, 에틸벤조산, 노르말프로필벤조산, 아미노벤조산, 아세톡시벤조산, 지방족산 등이 있고, 이들은 각각 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다. 특히, 벤조산, 또는 파라톨루일산을 포함하는 것이 바람직하다.

일반식 (A)로 표시되는 폴리에스테르 화합물의 탄소수 2 내지 18의 알킬렌글리콜 성분으로서는, 에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올(1,2-프로필렌글리콜), 1,3-프로판디올(1,3-프로필렌글리콜), 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,2-프로판디올, 2-메틸1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 2,3-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올(네오펜틸글리콜), 1,2-시클로펜탄디올, 1,3-시클로펜탄디올, 1,4-시클로헥산디올, 2,2-디에틸-1,3-프로판디올(3,3-디메틸올 펜탄), 2-n-부틸-2-에틸-1,3프로판디올(3,3-디메틸올헵탄), 3-메틸-1,5-펜탄디올1,6-헥산디올, 2,2,4-트리메틸1,3-펜탄디올, 2-에틸1,3-헥산디올, 2-메틸1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올, 1,12-옥타데칸디올 등이 있고, 이들 글리콜은, 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용된다. 그 중에서도, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 2-메틸1,3-프로판디올이 바람직하고, 더욱 바람직하게는, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜이다. 특히, 탄소수 2 내지 12의 알킬렌글리콜이 셀룰로오스에스테르와의 상용성이 우수하기 때문에 바람직하다. 보다 바람직하게는 탄소수 2 내지 6의 알킬렌글리콜이며, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 4의 알킬렌글리콜이다.

일반식 (A)로 표시되는 폴리에스테르 화합물의 탄소수 4 내지 12의 옥시알킬렌글리콜 성분으로서는, 예를 들어, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜 등이 있고, 이들 글리콜은, 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다.

일반식 (A)로 표시되는 폴리에스테르 화합물의 탄소수 6 내지 12의 아릴 글리콜로서는, 예를 들어, 1,4-시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 시클로헥산디에탄올, 1,4-벤젠디메탄올 등의 환상 글리콜류가 있고, 이들 글리콜은, 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다.

일반식 (A)로 표시되는 폴리에스테르 화합물의 탄소수 4 내지 12의 알킬렌디카르복실산 성분으로서는, 예를 들어, 숙신산, 말레산, 푸마르산, 글루타르산, 아디프산, 아젤라산, 세바스산, 도데칸디카르복실산 등이 있고, 이들은, 각각 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용된다.

일반식 (A)로 표시되는 폴리에스테르 화합물의 탄소수 6 내지 16의 아릴디카르복실산 성분으로서는, 프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 2,3-나프탈렌디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 2,7-나프탈렌디카르복실산, 1,8-나프탈렌디카르복실산, 2,6-안트라센디카르복실산 등이 있다. 상기 아릴디카르복실산은 방향족환에 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기로서는, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 또는 분지상의 알킬기, 알콕시기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기를 들 수 있다.

일반식 (A)에 있어서, B가 히드록시기일 경우, 즉, 폴리에스테르 화합물이 폴리에스테르폴리올일 경우에는, A는 탄소수 10 내지 16의 아릴디카르복실산 잔기인 것이 바람직하다. 예를 들어 벤젠환 구조, 나프탈렌환 구조, 안트라센환 구조 등의 방향족환식 구조를 갖는 디카르복실산을 사용할 수 있고, 구체적인 아릴디카르복실산 성분으로서는, 예를 들어 오르토프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 2,3-나프탈렌디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 2,7-나프탈렌디카르복실산, 1,8-나프탈렌디카르복실산, 2,6-안트라센디카르복실산을 들 수 있다. 바람직하게는, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 2,3-나프탈렌디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 2,7-나프탈렌디카르복실산, 1,8-나프탈렌디카르복실산이며, 더욱 바람직하게는, 2,3-나프탈렌디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산이며, 특히 바람직하게는, 2,6-나프탈렌디카르복실산이다. 이들은 1종 또는 2종 이상을 병용할 수 있다.

상기 폴리에스테르폴리올은, 원료로서 사용하는 디카르복실산의 탄소수의 평균이 10 내지 16의 범위인 것이 바람직하다. 디카르복실산의 탄소수의 평균이 10 이상이면, 셀룰로오스에스테르 필름의 치수 안정성이 우수하고, 탄소수의 평균이 16 이하이면 셀룰로오스에스테르와의 상용성이 우수하고, 셀룰로오스에스테르 필름의 투명성이 현저하게 우수하다. 디카르복실산으로서, 바람직하게는 탄소수의 평균이 10 내지 14이며, 더욱 바람직하게는 탄소수의 평균이 10 내지 12이다.

상기 폴리에스테르폴리올의 디카르복실산 탄소수의 평균이란, 단일의 디카르복실산을 사용하여 폴리에스테르폴리올을 중합하는 경우에는 그 디카르복실산의 탄소수를 의미하는데, 2종 이상의 디카르복실산을 사용하여 폴리에스테르폴리올을 중합하는 경우, 각각의 디카르복실산의 탄소수와 그 디카르복실산의 몰분율의 곱의 합계를 의미한다.

상기 탄소수의 평균이 10 내지 16이라면, 상기한 10 내지 16개의 탄소 원자를 갖는 아릴디카르복실산과 그 이외의 디카르복실산을 병용할 수 있다. 병용할 수 있는 디카르복실산으로서는, 4 내지 9개의 탄소 원자를 갖는 디카르복실산이 바람직하고, 예를 들어, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 말레산, 오르토프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산이나 이들의 에스테르화물, 산염화물, 산 무수물을 들 수 있다.

이하에, 폴리에스테르폴리올의 탄소수가 10 내지 16인 디카르복실산의 구체예를 나타내지만, 본 실시 형태에서는 이들에 전혀 한정되지 않는다.

(1) 2,6-나프탈렌디카르복실산

(2) 2,3-나프탈렌디카르복실산

(3) 2,6-안트라센디카르복실산

(4) 2,6-나프탈렌디카르복실산:숙신산(75:25 내지 99:1 몰비)

(5) 2,6-나프탈렌디카르복실산:테레프탈산(50:50 내지 99:1 몰비)

(6) 2,3-나프탈렌디카르복실산:숙신산(75:25 내지 99:1 몰비)

(7) 2,3-나프탈렌디카르복실산:테레프탈산(50:50 내지 99:1 몰비)

(8) 2,6-안트라센디카르복실산:숙신산(50:50 내지 99:1 몰비)

(9) 2,6-안트라센디카르복실산:테레프탈산(25:75 내지 99:1 몰비)

(10) 2,6-나프탈렌디카르복실산:아디프산(67:33 내지 99:1 몰비)

(11) 2,3-나프탈렌디카르복실산:아디프산(67:33 내지 99:1 몰비)

(12) 2,6-안트라센디카르복실산:아디프산(40:60 내지 99:1 몰비)

본 실시 형태에 있어서 사용할 수 있는 폴리에스테르 화합물로서는, 상기 폴리에스테르폴리올 이외에, 화합물의 수용성이나 배향성의 관점에서, 옥탄올-물 분배 계수(logP(B))가 0 이상 7 미만인 화합물을 사용하는 것도 바람직하다.

폴리에스테르폴리올은, 디카르복실산 또는 그들의 에스테르 형성성 유도체(일반식 (A)의 A에 상당하는 성분)와 글리콜(일반식 (A)의 G에 상당하는 성분)을 필요에 따라서 에스테르화 촉매의 존재 하에서, 예를 들어 180 내지 250℃의 온도 범위 내에서, 10 내지 25시간, 주지 관용의 방법으로 에스테르화 반응시킴으로써 제조할 수 있다.

에스테르화 반응을 행할 때에, 톨루엔, 크실렌 등의 용매를 사용해도 되지만, 무용매 또는 원료로서 사용하는 글리콜을 용매로서 사용하는 방법이 바람직하다.

상기 에스테르화 촉매로서는, 예를 들어 테트라이소프로필티타네이트, 테트라부틸티타네이트, p-톨루엔술폰산, 디부틸주석옥사이드 등을 사용할 수 있다. 상기 에스테르화 촉매는, 디카르복실산 또는 그들의 에스테르 형성성 유도체의 전량 100질량부에 대하여 0.01 내지 0.5질량부 사용하는 것이 바람직하다.

디카르복실산 또는 그들의 에스테르 형성성 유도체와 글리콜을 반응시킬 때의 몰비는, 폴리에스테르의 말단기가 히드록시기(수산기)로 되는 몰비여야만 하고, 그 때문에 디카르복실산 또는 그들의 에스테르 형성성 유도체 1몰에 대하여 글리콜은 1.1 내지 10몰이다. 바람직하게는, 디카르복실산 또는 그들의 에스테르 형성성 유도체 1몰에 대하여 글리콜이 1.5 내지 7몰이며, 보다 바람직하게는, 디카르복실산 또는 그들의 에스테르 형성성 유도체 1몰에 대하여 글리콜이 2 내지 5몰이다.

상기 폴리에스테르폴리올의 말단기는 히드록시기(수산기)인데, 폴리에스테르폴리올 중에는, 부생성물로서 카르복시기 말단의 화합물도 포함될 수 있다. 단, 폴리에스테르폴리올 중에 있어서의 카르복시기 말단은, 습도 안정성을 저하시키기 때문에, 그 함유량은 낮은 편이 바람직하다. 구체적으로는, 산가 5.0mgKOH/g 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.0mgKOH/g 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.5mgKOH/g 이하이다. 또한, 여기에서 말하는 「산가」란, 시료 1g 중에 포함되는 산(시료 중에 존재하는 카르복시기)을 중화하기 위하여 필요한 수산화칼륨의 밀리그램수를 말한다. 산가는 JIS K0070:1992에 준거하여 측정할 수 있다.

상기 폴리에스테르폴리올은, 히드록시(수산기)가(OHV)가 35mg/g 이상 220mg/g 이하의 범위인 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 히드록시(수산기)가란, 시료 1g 중에 포함되는 OH기를 아세틸화했을 때에, 히드록시기(수산기)와 결합한 아세트산을 중화하기 위하여 요하는 수산화칼륨의 밀리그램수를 말한다. 히드록시(수산기)가는, 무수아세트산을 사용하여 시료 중의 OH기를 아세틸화하고, 사용되지 않은 아세트산을 수산화칼륨 용액으로 적정하고, 초기의 무수아세트산의 적정 값과의 차로부터 구해진다.

상기 폴리에스테르폴리올의 히드록시기(수산기) 함유량은, 70％ 이상인 것이 바람직하다. 히드록시기(수산기) 함유량이 적은 경우, 폴리에스테르폴리올과 셀룰로오스에스테르의 상용성이 저하되는 경향이 있다. 이 때문에, 히드록시기(수산기) 함유량은, 70％ 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 90％ 이상이며, 더욱 바람직하게는 99％ 이상이다. 본 실시 형태에 있어서, 히드록시기(수산기) 함유량이 50％ 이하인 화합물은, 말단기의 한쪽이 히드록시기(수산기) 이외의 기로 치환되어 있기 때문에 폴리에스테르폴리올에는 포함되지 않는다.

상기 히드록시기(수산기) 함유량은, 하기의 식 (B)에 의해 구할 수 있다.

Y/X×100=히드록시기(수산기) 함유량(％) …(B)

X: 상기 폴리에스테르폴리올의 히드록시기(수산기)가(OHV)

Y: 1/(수 평균 분자량(Mn))×56×2×1000

상기 폴리에스테르폴리올은, 300 내지 3000의 범위 내의 수 평균 분자량을 갖는 것이 바람직하고, 350 내지 2000의 수 평균 분자량을 갖는 것이 보다 바람직하다.

또한, 본 실시 형태의 폴리에스테르폴리올의 분자량 분산도는 1.0 내지 3.0인 것이 바람직하고, 1.0 내지 2.0인 것이 보다 바람직하다. 분산도가 상기 범위 내이면, 셀룰로오스에스테르와의 상용성이 우수한 폴리에스테르폴리올이 얻어지기 쉽다.

또한, 상기 폴리에스테르폴리올은, 분자량이 300 내지 1800인 성분을 50％ 이상 함유하는 것이 바람직하다. 수 평균 분자량을 상기 범위로 함으로써, 상용성을 대폭으로 향상시킬 수 있다.

말단 밀봉 폴리에스테르는, 2개의 말단기 B 중 적어도 한쪽이 모노카르복실산 잔기이면 된다. 즉, 2개의 말단기 B 중 한쪽이 히드록시기이며, 다른 쪽이 모노카르복실산 잔기여도 된다. 단, 2개의 말단기 B의 양쪽이 모노카르복실산 잔기인 것이 바람직하다.

말단기 B로서는, 상술한 벤젠모노카르복실산 잔기, 지방족 모노카르복실산 잔기를 사용할 수 있고, 바람직하게는 벤젠모노카르복실산 잔기를 사용할 수 있다. 즉, 말단 밀봉 폴리에스테르는, 방향족 말단 폴리에스테르인 것이 바람직하다.

상기 말단 밀봉 폴리에스테르는, 글리콜(일반식 (A)의 G에 상당하는 성분)과, 디카르복실산 또는 그들의 에스테르 형성성 유도체(일반식 (A)의 A에 상당하는 성분) 및 모노카르복실산 또는 그들의 에스테르 형성성 유도체(일반식 (A)의 B에 상당하는 성분)와 에스테르화 반응시킴으로써 얻을 수 있고, 예를 들어, 일본 특허 공개 제2011-52205호 공보, 일본 특허 공개 제2008-69225호 공보, 일본 특허 공개 제2008-88292호 공보, 일본 특허 공개 제2008-115221호 공보 등을 참고로 하여 합성할 수 있다.

본 실시 형태의 에스테르 화합물은, 그 합성 시점에서는 분자량 및 분자 구조에 분포를 갖는 혼합물인데, 그 중에 본 실시 형태에 바람직한 성분, 예를 들어, 일반식 (A)의 A로서 프탈산 잔기 및 아디프산 잔기를 갖는 폴리에스테르 화합물을 적어도 1종 함유하고 있는 것이 바람직하다.

말단 밀봉 폴리에스테르는, 수 평균 분자량이, 바람직하게는 300 내지 1500, 보다 바람직하게는 400 내지 1000이다. 또한, 산가는, 0.5mgKOH/g 이하, 히드록시(수산기)가는 25mgKOH/g 이하, 보다 바람직하게는 산가 0.3mgKOH/g 이하, 히드록시(수산기)가는 15mgKOH/g 이하이다.

이하에, 본 실시 형태에서 사용할 수 있는 폴리에스테르(에스테르계 화합물)의 구체적 화합물을 나타내지만, 본 실시 형태는 이것에 한정되지 않는다.

당에스테르(당에스테르 화합물)로서는, 셀룰로오스에스테르 이외의 에스테르이며, 하기 단당, 2당, 3당 또는 올리고당 등의 당의 OH기의 모두 또는 일부를 에스테르화한 화합물이며, 보다 구체적인 예시로서는, 일반식 (1)로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.

식 중, R₁ 내지 R₈은, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 22의 알킬 카르보닐기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 22의 아릴 카르보닐기를 나타낸다. R₁ 내지 R₈은, 동일해도 되고, 상이해도 된다.

이하에, 일반식 (1)로 나타나는 화합물을 보다 구체적으로 나타내지만(화합물 1-1 내지 화합물 1-23), 이들에 한정은 되지 않는다. 또한, 하기 표에 있어서 평균 치환도가 8.0 미만인 경우, R₁ 내지 R₈ 중 어느 것은 수소 원자를 나타낸다.

이들 가소제는, 셀룰로오스에스테르 필름 100질량부에 대하여 0.5 내지 30질량부를 첨가하는 것이 바람직하다.

〔하드 코트층〕

본 실시 형태에서는, 광학 필름의 표면에 기능층으로서의 하드 코트층이 형성되어 있어도 된다. 하드 코트층은, 예를 들어, 활성 에너지선 경화형 수지로 구성되는 것이 바람직하다.

(활성 에너지선 경화형 수지)

활성 에너지선 경화형 수지란, 자외선이나 전자선과 같은 활성선 조사에 의해 가교 반응 등을 거쳐서 경화되는 수지를 말하며, 구체적으로는 에틸렌성 불포화기를 갖는 수지이다. 더욱 구체적으로는, 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.

자외선 경화형 아크릴레이트계 수지로서는, 다관능 아크릴레이트가 바람직하다. 그 다관능 아크릴레이트로서는, 펜타에리트리톨 다관능 아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 다관능 아크릴레이트, 펜타에리트리톨 다관능 메타크릴레이트, 및 디펜타에리트리톨 다관능 메타크릴레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 것이 바람직하다. 여기서, 다관능 아크릴레이트란, 분자 중에 2개 이상의 아크릴로일옥시기 또는 메타크로일옥시기를 갖는 화합물이다.

다관능 아크릴레이트의 모노머로서는, 예를 들어 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 트리메틸올에탄트리아크릴레이트, 테트라메틸올메탄트리아크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라아크릴레이트, 펜타글리세롤트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨디아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 글리세린트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 트리스(아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타크릴레이트, 네오펜틸글리콜디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 트리메틸올에탄트리메타크릴레이트, 테트라메틸올메탄트리메타크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라메타크릴레이트, 펜타글리세롤트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨디메타크릴레이트, 펜타에리트리톨트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라메타크릴레이트, 글리세린트리메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨테트라메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사메타크릴레이트, 활성 에너지선 경화형의 이소시아누레이트 유도체 등을 바람직하게 들 수 있다. 이들 다관능 아크릴레이트로서는 시판품을 사용해도 되고, 펜타에리트리톨 트리/테트라아크릴레이트(신나까무라 가가꾸 고교 가부시키가이샤제, A-TMM-3L 등), 펜타에리트리톨트리아크릴레이트(교에이샤 가가꾸제, PE-3A) 등을 입수할 수 있다. 또한, 이들 화합물은, 각각 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용된다.

활성 에너지선 경화형 수지의 이소시아누레이트 유도체로서는, 이소시아누르산 골격에 1개 이상의 에틸렌성 불포화기가 결합한 구조를 갖는 화합물이면 되고, 특별히 제한은 없지만, 동일 분자 내에 3개 이상의 에틸렌성 불포화기 및 1개 이상의 이소시아누레이트환을 갖는 화합물이 바람직하다.

이러한 이소시아누르산 트리아크릴레이트 화합물로서는 시판품을 사용할 수도 있고, 예를 들어 신나까무라 가가꾸 고교 가부시키가이샤제 A-9300 등을 들 수 있다. 이소시아누르산디아크릴레이트 화합물의 시판품으로서는, 예를 들어 도아 고세이 가부시키가이샤제 아로닉스 M-215 등을 들 수 있다. 이소시아누르산 트리아크릴레이트 화합물 및 이소시아누르산디아크릴레이트 화합물의 혼합물로서는, 예를 들어 도아 고세이 가부시키가이샤제 아로닉스 M-315, 아로닉스 M-313 등을 들 수 있다. ε-카프로락톤 변성의 활성 에너지선 경화형의 이소시아누레이트 유도체로서는, ε-카프로락톤 변성 트리스-(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트인 신나까무라 가가꾸 고교 가부시키가이샤제 A-9300-1CL, 도아 고세이 가부시키가이샤제 아로닉스 M-327 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.

또한, 활성 에너지선 경화형 수지로서는, 단관능 아크릴레이트를 사용해도 된다. 단관능 아크릴레이트로서는, 이소보로닐아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 이소스테아릴아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 에틸카르비톨아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴아크릴레이트, 베헤닐아크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트 등을 들 수 있다. 단관능 아크릴레이트로서는, 신나까무라 가가꾸 고교 가부시키가이샤나 오사까 유끼 가가꾸 고교 가부시키가이샤 등으로부터 입수할 수 있다. 이들 화합물은, 각각 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용된다. 또한, 상기 모노머의 이량체, 삼량체 등의 올리고머여도 된다.

또한, 활성 에너지선 경화형 수지로서는, 우레탄 아크릴레이트를 사용해도 된다. 우레탄 아크릴레이트로서는, 예를 들어, 아라까와 가가꾸 고교(주)제의 빔 세트 575CB, 교에이샤 가가꾸제의 UA-306H 등의 시판품을 사용할 수 있다.

상술한 바와 같은 다관능 아크릴레이트의 점도는, 25℃에서의 점도가 3000mPa·s 이하인 것이 바람직하고, 1500mPa·s 이하가 더욱 바람직하다. 특히 바람직하게는, 1000mPa·s 이하이다. 이러한 저점도 수지로서는, 글리세린트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트 등을 들 수 있다. 또한, 상기 점도는 E형 점도계를 사용해서 25℃의 조건에서 측정한 값이다.

하드 코트층 조성물 중에 있어서의, 상기 활성 에너지선 경화형 수지의 배합량은, 조성물 전체를 100질량부로 하면, 통상, 10 내지 99질량부, 바람직하게는 35 내지 99질량부이다. 활성 에너지선 경화형 수지의 배합량이 적으면, 하드 코트층의 막강도가 충분히 얻어지기 어렵다. 또한, 배합량이 많으면, 후술하는 공지된 도포 방법으로 도포했을 때의 막 두께 균일성이나 도포 줄무늬 등의 고장이 발생하기 때문에 바람직하지 않다.

(양이온 중합성 화합물)

하드 코트층은, 또한 양이온 중합성 화합물을 함유해도 된다. 양이온 중합성 화합물이란, 에너지 활성선 조사나 열에 의해 양이온 중합을 일으켜서 수지화하는 것이다. 구체적으로는, 에폭시기, 환상 에테르기, 환상 아세탈기, 환상 락톤기, 환상 티오에테르기, 스피로오르토에스테르 화합물, 비닐옥소기 등을 들 수 있다. 그 중에서도 에폭시기나 비닐에테르기 등의 관능기를 갖는 화합물이, 본 실시 형태에 있어서는, 적합하게 사용된다.

에폭시기 또는 비닐에테르기를 갖는 양이온 중합성 화합물로서는, 예를 들어, 페닐글리시딜에테르, 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 글리세린디글리시딜에테르, 비닐시클로헥센디옥사이드, 리모넨디옥사이드, 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3',4'-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 비스-(6-메틸-3,4-에폭시시클로헥실) 아디페이트, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 디에틸렌글리콜디비닐에테르, 폴리에틸렌글리콜디비닐에테르, 1,4-시클로헥산디메탄올디비닐에테르 등을 들 수 있다. 또한, 에폭시 화합물로서는, 폴리머 화합물도 사용할 수 있다.

하드 코트층 조성물에 상기 양이온 중합성 화합물이 포함되는 경우, 하드 코트층 조성물 중에 있어서의, 양이온 중합성 화합물의 배합량은, 조성물 전체를 100질량부로 하면, 통상, 1 내지 90질량부, 바람직하게는 1 내지 50질량부이다.

(미립자)

하드 코트층은, 미립자를 함유해도 된다. 미립자로서는 무기 미립자와 유기 미립자를 들 수 있다. 무기 입자로서는, 실리카, 산화티타늄, 산화알루미늄, 산화주석, 산화인듐, ITO, 산화아연, 산화지르코늄, 산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 소성 카올린, 소성 규산칼슘, 수화규산칼슘, 규산알루미늄, 규산마그네슘 및 인산칼슘을 들 수 있다. 유기 입자로서는, 폴리메타아크릴산메틸아크릴레이트 수지 분말, 아크릴스티렌계 수지 분말, 폴리메틸메타크릴레이트 수지 분말, 실리콘계 수지 분말, 폴리스티렌계 수지 분말, 폴리카르보네이트 수지 분말, 벤조구아나민계 수지 분말, 멜라민계 수지 분말, 폴리올레핀계 수지 분말, 폴리에스테르계 수지 분말, 폴리아미드계 수지 분말, 폴리이미드계 수지 분말, 또는 폴리불화에틸렌계 수지 분말 등을 들 수 있다. 이들 미립자의 평균 입경은, 하드 코트층 도포 조성물의 안정성이나 클리어성으로부터, 30nm 내지 200nm가 바람직하다. 또한, 하드 코트층에는 입경이 서로 다른 2종 이상의 미립자를 함유시켜도 된다. 원하는 연필 경도를 달성하기 쉬운 점으로부터, 하드 코트층에는 실리카 미립자를 함유시키는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시 형태의 작용 효과를 보다 잘 발휘하는 점으로부터, 하드 코트층에는 중합성 불포화기를 갖는 유기 화합물에 의해 표면 처리된 반응성 실리카 미립자(Xa)를 함유시키는 것이 바람직하다. 이하, 중합성 불포화기를 갖는 유기 화합물에 의해 표면 처리된 반응성 실리카 미립자(Xa)에 대하여 설명한다.

《반응성 실리카 미립자(Xa)》

실리카 미립자로서는, 공지된 것을 사용할 수 있다. 또한, 그 형상은, 구상이어도 되고, 부정형의 것이어도 되고, 통상의 콜로이달 실리카에 한하지 않고 중공 입자, 다공질 입자, 코어/셸형 입자 등이어도 상관없지만, pH가 2.0 내지 6.5인 콜로이달 실리카가 바람직하다.

실리카 미립자의 분산매는, 물 또는 유기 용매가 바람직하다. 유기 용매로서는, 메탄올, 이소프로필알코올, 에틸렌글리콜, 부탄올, 에틸렌글리콜모노프로필에테르 등의 알코올류; 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류; 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등의 아미드류; 아세트산에틸, 아세트산부틸, γ-부티로락톤 등의 에스테르류; 테트라히드로푸란, 1,4-디옥산 등의 에테르류 등의 유기 용제를 들 수 있고, 이들 중에서 알코올류 및 케톤류가 바람직하다. 이들 유기 용제는, 단독 또는 2종 이상 혼합하여 분산매로서 사용할 수도 있다. 시판품으로서는, 예를 들어, 콜로이달 실리카로서, 닛산 가가꾸 고교(주)제 MEK-ST-L, MEK-ST-MS, IPA-ST-L, IPA-ST-ZL 등을 들 수 있다.

반응성 실리카 미립자(Xa)는 상술한 바와 같은 콜로이달 실리카를, 중합성 불포화기를 갖는 유기 화합물(이하, 「유기 화합물(X)」라고 한다)로 표면 처리함으로써 얻어진다. 유기 화합물(X)은 중합성 불포화기, 바람직하게는 에틸렌성 불포화기를 갖고, 또한 하기 일반식 (a)에 나타내는 기 및 분자 내에 실라놀기를 갖는 화합물 또는 가수분해에 의해 실라놀기를 생성하는 화합물인 것이 바람직하다.

[-U-C(=V)-NH-]은, 구체적으로는, [-O-C(=O)-NH-], [-O-C(=S)-NH-], [-S-C(=O)-NH-], [-NH-C(=O)-NH-], [-NH-C(=S)-NH-], 및 [-S-C(=S)-NH-]의 6종이다. 이들 기는, 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 그 중에서도, 열 안정성의 관점에서, [-O-C(=O)-NH-]기와, [-O-C(=S)-NH-]기 또는 [-S-C(=O)-NH-]기 중 적어도 어느 하나를 병용하는 것이 바람직하다.

유기 화합물(X)에 포함되는 에틸렌성 불포화기로서는 특별히 제한은 없지만, 예를 들어, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 비닐기를 적합예로서 들 수 있다. 이에틸렌성 불포화기는, 활성 라디칼종에 의해 부가 중합을 하는 구성 단위이다.

실라놀기를 생성하는 화합물로서는, 규소 원자에 알콕시기, 아릴옥시기, 아세톡시기, 아미노기, 할로겐 원자 등이 결합한 화합물을 들 수 있지만, 규소 원자에 알콕시기 또는 아릴옥시기가 결합한 화합물, 즉, 알콕시실릴기 함유 화합물 또는 아릴옥시실릴기 함유 화합물이 바람직하다. 구체예로서는, 예를 들어, 하기 일반식 (b)에 나타내는 화합물을 들 수 있다.

일반식 (b) 중, R²¹, R²²는, 동일해도 되고, 상이해도 되며, 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 8의 알킬기 또는 아릴기이며, 예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 옥틸, 페닐, 크실릴기 등을 들 수 있다. 여기서, j는, 1 내지 3의 정수이다.

[(R²¹O)_jR²² _3-jSi-]로 나타나는 기로서는, 예를 들어, 트리메톡시실릴기, 트리에톡시실릴기, 트리페녹시실릴기, 메틸디메톡시실릴기, 디메틸메톡시실릴기 등을 들 수 있다. 이러한 기 중, 트리메톡시실릴기 또는 트리에톡시실릴기 등이 바람직하다.

R²³은, 탄소수 1 내지 12의 지방족 또는 방향족 구조를 갖는 2가의 유기기이며, 쇄상, 분지상 또는 환상의 구조를 포함하고 있어도 된다. 구체예로서, 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 헥사메틸렌, 시클로헥실렌, 페닐렌, 크실릴렌, 도데카메틸렌 등을 들 수 있다.

R²⁴는, 2가의 유기기이며, 통상, 분자량 14 내지 1만, 바람직하게는, 분자량 76 내지 500의 2가의 유기기 중에서 선택된다. 구체예로서, 헥사메틸렌, 옥타메틸렌, 도데카메틸렌 등의 쇄상 폴리알킬렌기; 시클로헥실렌, 노르보르닐렌 등의 지환식 또는 다환식에 2가의 유기기; 페닐렌, 나프틸렌, 비페닐렌, 폴리페닐렌 등의 2가의 방향족기; 및 이들의 알킬기 치환체, 아릴기 치환체를 들 수 있다. 또한, 이들 2가의 유기기는 탄소 및 수소 원자 이외의 원소를 포함하는 원자단을 포함하고 있어도 되고, 폴리에테르 결합, 폴리에스테르 결합, 폴리아미드 결합, 폴리카르보네이트 결합을 포함할 수도 있다.

R²⁵는, (k+1)가의 유기기이며, 바람직하게는, 쇄상, 분지상 또는 환상의 포화 탄화수소기, 불포화 탄화수소기 중에서 선택된다.

Z는, 활성 라디칼종의 존재 하, 분자간 가교 반응을 하는 중합성 불포화기를 분자 중에 갖는 1가의 유기기를 나타낸다. 또한, k는, 바람직하게는, 1 내지 20의 정수이며, 더욱 바람직하게는, 1 내지 10의 정수, 특히 바람직하게는, 1 내지 5의 정수이다.

유기 화합물(X)은 예를 들어, 가수분해성 실란과, 폴리이소시아네이트 화합물, 폴리티오이소시아네이트 화합물 및 이소시아네이트기와 티오이소시아네이트기를 모두 갖는 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물과, 이소시아네이트기 또는 티오이소시아네이트기와 부가 반응을 일으키는 활성 수소 원자를 갖는 활성 수소 함유 중합성 불포화 화합물을 직접 부가 반응하게 함으로써 행할 수 있다.

바람직하게는, 머캅토프로필트리메톡시실란과 이소포론디이소시아네이트를 디부틸주석디라우레이트 존재 하에서 혼합하고, 60 내지 70℃에서 수 시간 정도 반응시킨 후에, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트를 첨가하고, 또한 60 내지 70℃에서 수 시간 정도 반응시킨다.

이어서, 얻어진 유기 화합물(X)을 실리카 미립자와 혼합하고, 가수분해시키고, 양자를 결합시킴으로써 반응성 실리카 미립자(Xa)를 제조할 수 있다.

실리카 미립자로의 유기 화합물(X)의 결합량은, 실리카 미립자를 100질량％ 로서, 바람직하게는 0.01질량％ 이상이며, 더욱 바람직하게는 0.1질량％ 이상, 특히 바람직하게는 1질량％ 이상이다.

상기 범위라면, 조성물 중에 있어서의 반응성 실리카 미립자(Xa)의 분산성이 양호하다. 또한, 반응성 실리카 미립자(Xa) 제조 시의 원료 중의 실리카 미립자의 배합 비율은, 바람직하게는 5 내지 99질량％이며, 더욱 바람직하게는 10 내지 98질량％이다. 하드 코트층용 도포 조성물 중의, 반응성 실리카 미립자(Xa)의 함유량은, 조성물 중의 고형분 전량을 100질량％로 했을 때에, 5 내지 80질량％가 바람직하고, 10 내지 80질량％가 보다 바람직하다. 이러한 범위에서 사용함으로써 하드 코트 도포 조성물 중에서 반응성 실리카 미립자(Xa)가 안정적으로 존재한다.

또한, 하드 코트층은, 전술한 활성 에너지선 경화형 수지와 미립자를 함유하고, 함유 질량비로, 활성 에너지선 경화형 수지:미립자=90:10 내지 20:80인 것이 바람직하다.

(기타의 첨가제, 하드 코트층의 제조 방법)

하드 코트층에는, 상기 활성 에너지선 경화형 수지의 경화 촉진을 위해서, 또한 광중합 개시제를 함유시키는 것이 바람직하다. 광중합 개시제의 배합량으로서는, 질량비로, 광중합 개시제:활성 에너지선 경화형 수지=20:100 내지 0.01:100인 것이 바람직하다.

광중합 개시제로서는, 구체적으로는, 알킬페논계, 아세토페논, 벤조페논, 히드록시벤조페논, 미힐러케톤, α-아밀옥심에스테르, 티오크산톤 등 및 이들의 유도체를 들 수 있지만, 특별히 이들에 한정되는 것은 아니다. 이들은 시판하는 것을 사용해도 되고, 예를 들어, BASF 재팬(주)제의 이르가큐어184, 이르가큐어907, 이르가큐어651 등을 바람직한 예시로서 들 수 있다.

또한, 하드 코트층은, 상술한 자외선 흡수제와 마찬가지의 자외선 흡수제를 함유하고 있어도 된다.

나아가, 하드 코트층이 2층 이상으로 구성되고, 또한 기재 필름과 접하는 하드 코트층에 자외선 흡수제를 함유하는 것이, 본 실시 형태의 목적 효과가 양호하게 발휘되고, 또한 하드 코트층의 막강도(내찰상성)나 연필 경도가 양호하게 얻어지는 점에서 바람직하다. 자외선 흡수제의 함유량으로서는, 질량비로, 자외선 흡수제:하드 코트층 조성물=0.01:100 내지 10:100으로 함유하는 것이 바람직하다.

하드 코트층을 2층 이상 설치하는 경우, 기재 필름과 접하는 하드 코트층의 막 두께는, 0.05 내지 2㎛의 범위인 것이 바람직하다. 2층 이상의 적층은 동시 중층으로 형성해도 된다. 동시 중층이란, 건조 공정을 거치지 않고 기재 상에 2층 이상의 하드 코트층을 wet on wet로 도포하여 하드 코트층을 형성하는 것이다. 제1 하드 코트층 상에 건조 공정을 거치지 않고, 제2 하드 코트층을 wet on wet로 적층하기 위해서는, 압출 코터에 의해 순차 중층하거나, 또는 복수의 슬릿을 갖는 슬롯다이로 동시 중층을 행하면 된다.

또한, 하드 코트층의 제작 방법으로서는, 셀룰로오스아세테이트 필름을 팽윤 또는 일부 용해를 하는 용제로 희석한 하드 코트층 도포 조성물을, 이하의 방법으로 셀룰로오스아세테이트 필름 상에 도포, 건조, 경화하여 설치하는 방법이, 하드 코트층과 셀룰로오스아세테이트 필름의 층간 밀착이 얻어지기 쉬운 점에서 바람직하다.

셀룰로오스아세테이트 필름을 팽윤 또는 일부 용해하는 용제로서는, 케톤 및/또는 아세트산에스테르를 포함하는 용제가 바람직하다. 구체적으로는, 케톤으로서는 메틸에틸케톤, 아세톤, 시클로헥사논 등을 들 수 있다. 또한, 아세트산에스테르로서는 아세트산에틸, 아세트산메틸, 아세트산부틸 등을 들 수 있다. 하드 코트층 도포 조성물은, 기타의 용제로서, 알코올계 용제를 포함해도 된다.

하드 코트층 도포 조성물의 도포량은, 웨트 막 두께로서 0.1 내지 40㎛가 적합하고, 더욱 바람직하게는, 0.5 내지 30㎛이다. 또한, 드라이 막 두께로서는 평균 막 두께 5 내지 20㎛ 정도, 바람직하게는 7 내지 12㎛가 바람직하다.

하드 코트층은, 그라비아 코터, 딥 코터, 리버스 코터, 와이어 바 코터, 다이(압출) 코터, 잉크젯법 등 공지된 도포 방법을 사용하여, 하드 코트층을 형성하는 하드 코트 도포 조성물을 도포하고, 도포 후, 건조하고, 활성선을 조사(UV 경화 처리라고도 한다)하고, 또한 필요에 따라, UV 경화 후에 가열 처리함으로써 형성할 수 있다. UV 경화 후의 가열 처리 온도로서는 80℃ 이상이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 100℃ 이상이며, 특히 바람직하게는 120℃ 이상이다. 이러한 고온에서 UV 경화 후의 가열 처리를 행함으로써, 하드 코트층의 기계적 강도(내찰성, 연필 경도)가 보다 양호해진다.

건조는, 감율 건조 구간의 온도를 80℃ 이상의 고온으로 하여 행하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 감율 건조 구간의 온도는 95℃ 이상, 130℃ 이하이다. 감율 건조 구간의 온도를 고온으로 하여 건조 처리로 함으로써, 하드 코트층의 형성 시에 도막 수지 중에서 대류가 발생하기 때문에, 하드 코트층 표면에 미세한 표면 조도가 발현하기 쉽고, 후술하는 산술 평균 조도 Ra도 얻어지기 쉬워진다.

일반적으로, 건조 프로세스는, 건조가 시작되면, 건조 속도가 일정한 상태로부터 서서히 감소하는 상태로 변화해 가는 것이 알려져 있고, 건조 속도가 일정한 구간을 항률 건조 구간, 건조 속도가 감소해 가는 구간을 감율 건조 구간이라 칭한다. 항률 건조 구간에 있어서는 유입되는 열량은 모두 도막 표면의 용매 증발에 소비되고 있고, 도막 표면의 용매가 적어지면 증발면이 표면으로부터 내부로 이동하여 감율 건조 구간에 들어간다. 이 이후에는 도막 표면의 온도가 상승하여 열풍 온도에 근접해 가기 때문에, 자외선 경화형 수지 조성물의 온도가 상승하여, 수지 점도가 저하되어서 유동성이 증가한다고 생각된다.

UV 경화 처리의 광원으로서는, 자외선을 발생하는 광원이라면 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 카본 아크등, 메탈 할라이드 램프, 크세논 램프 등을 사용할 수 있다.

조사 조건은 각각의 램프에 따라 상이한데, 활성선의 조사량은, 통상 50 내지 1000mJ/㎠, 바람직하게는 50 내지 300mJ/㎠이다.

또한, 활성선을 조사할 때에는, 필름의 반송 방향으로 장력을 부여하면서 행하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 폭 방향으로도 장력을 부여하면서 행하는 것이다. 부여하는 장력은, 통상 30 내지 500N/m, 바람직하게는 30 내지 300N/m이다. 장력을 부여하는 방법은 특별히 한정되지 않고 백롤 상에서 반송 방향으로 장력을 부여해도 되고, 텐터로 폭 방향, 또는 2축 방향으로 장력을 부여해도 된다. 이에 의해 또한 평면성이 우수한 필름을 얻을 수 있다.

하드 코트층에는, 대전 방지성을 부여하기 위하여 도전제를 함유시켜도 되고, 바람직한 도전제로서는, 금속 산화물 입자 또는 π 공액계 도전성 폴리머를 들 수 있다. 또한, 이온 액체도 도전성 화합물로서 바람직하게 사용된다.

또한, 하드 코트층에는, 불소-실록산 그래프트 중합체나 실리콘계 계면 활성제를 함유시켜도 된다.

불소-실록산 그래프트 중합체란, 적어도 불소계 수지에, 실록산 및/또는 오르가노실록산 단체를 포함하는 폴리실록산 및/또는 오르가노폴리실록산을 그래프트화시켜서 얻어지는 공중합체의 폴리머를 말한다. 시판품으로서는, 후지 가세이 고교 가부시키가이샤제의 ZX-022H, ZX-007C, ZX-049, ZX-047-D 등을 들 수 있다.

실리콘계 계면 활성제는, 실리콘 오일의 메틸기의 일부를 친수성기로 치환한 계면 활성제이다. 친수성기로서는, 폴리에테르, 폴리글리세린, 피롤리돈, 베타인, 황산염, 인산염, 4급염 등이 있다. 실리콘 계면 활성제의 구체적 상품으로서, 예를 들어, SH200, BY16-873, PRX413(디메틸실리콘 오일; 도레이·다우코닝·실리콘(주)사제), SH203, SH230, SF8416(알킬 변성 실리콘 오일; 도레이·다우코닝·실리콘(주)사제), SF8417, BY16-208, BY16-209, BY16-849, BY16-872, FZ-2222, FZ-2207(디메틸폴리실록산·폴리에틸렌옥시드 직쇄상 블록 공중합체; 닛폰 유니카(주)제의 FZ 시리즈), KF-101, KF-102, KF-105(에폭시 변성 실리콘 오일; 신에쯔 가가꾸 고교사제), BYK-UV3500, BYK-UV3510, BYK-333, BYK-331, BYK-337(폴리에테르 변성 실리콘 오일, 빅 케미-재팬사제) 등을 들 수 있지만 이들에 한정되지 않는다.

또한, 이들 성분은, 도포액 내의 고형분 성분에 대하여 0.01 내지 5질량％의 범위에서 첨가하는 것이 바람직하다.

(하드 코트층의 표면 형상)

본 실시 형태에 있어서의 하드 코트층의 표면의 산술 평균 조도 Ra는, 긴 필름으로서 권취했을 때의 블로킹 방지 효과나 셀룰로오스아세테이트 필름과의 밀착성이 우수한 점으로부터, 4 내지 20nm인 것이 바람직하다. 산술 평균 조도 Ra는, JIS B0601:1994의 규정에 기초하여, 광학 간섭식 표면 조도계(RST/PLUS, WYKO사제)로 측정한 값이다.

또한, 하드 코트층 표면의 요철 평균 간격 Sm은 3 내지 40㎛가 바람직하다. 또한, 하드 코트층의 표면의 산술 평균 조도 Ra와, 셀룰로오스에스테르 필름(필름 기재)의 하드 코트층 도설면의 요철 평균 간격 Sm의 비율(Ra/Sm)이 2×10^-4 내지 6×10^-3인 것이 바람직하다. Sm에 대해서는, 산술 평균 조도 Ra와 마찬가지로, JIS B0601:1994의 규정에 기초하여, 광학 간섭식 표면 조도계(RST/PLUS, WYKO사제)로 측정할 수 있다.

하드 코트층의 표면의 산술 평균 조도 Ra를 상기 범위로 하기 위해서, 주형을 눌러서 표면에 돌기를 형성시키는 방법이나, SP값(용해도 파라미터)이 서로 다른 수지를 섞어, 표면 요철을 형성시키는 방법, 스피노달 분해나 핵 생성 등으로 돌기 형성시키는 방법을 사용할 수 있다.

또한, 돌기 형성에 사용되는 주형 롤로서는, 요철이 미세한 것부터 거친 것까지, 적절히 선택하여 적용할 수 있고, 매트상, 렌티큘러 렌즈상, 구상의 요철이 규칙적이고, 또는 랜덤하게 배열된 것을 사용할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 하드 코트 필름의 헤이즈값은, 1％ 이하인 것이, 충분한 휘도나 높은 콘트라스트가 얻어지는 점에서 바람직하다.

〔기능성층〕

(백코트층)

본 실시 형태의 필름 기재에 있어서의 하드 코트층을 형성한 측과는 반대측의 면에, 컬이나 블로킹 방지를 위하여 백코트층을 형성해도 된다.

컬이나 블로킹 방지의 관점에서, 백코트층에는, 이산화규소, 이산화티타늄, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 탄산칼슘, 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 소성 카올린, 소성 규산칼슘, 산화주석, 산화인듐, 산화아연, ITO, 수화규산칼슘, 규산알루미늄, 규산마그네슘 및 인산칼슘 등의 입자를 첨가할 수 있다.

백코트층에 포함되는 입자는, 바인더에 대하여 0.1 내지 50질량％가 바람직하다. 백코트층을 설치한 경우의 헤이즈 증가는 0.5％ 이하인 것이 바람직하고, 특히 0.1％ 이하인 것이 바람직하다. 바인더로서는, 셀룰로오스에스테르 수지가 바람직하다. 또한, 백코트층을 형성하기 위한 도포 조성물에는, 알코올류, 케톤류 및/또는 아세트산에스테르류 당의 용매를 함유하는 것이 바람직하다.

(반사 방지층)

본 실시 형태에서는, 필름 기재 상에 하드 코트층을 형성하고, 그 하드 코트층의 상층에 반사 방지층을 도설하고, 외광 반사 방지 기능을 갖는 반사 방지 필름으로서 사용할 수도 있다.

반사 방지층은, 광학 간섭에 의해 반사율이 감소하도록 굴절률, 막 두께, 층의 수, 층 순서 등을 고려하여 적층되어 있는 것이 바람직하다. 반사 방지층은, 지지체인 필름 기재보다도 굴절률이 낮은 저굴절률층, 또는 지지체보다도 굴절률이 높은 고굴절률층과 저굴절률층을 조합하여 구성되어 있는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, 3층 이상의 굴절률층으로 구성되는 반사 방지층이며, 지지체측으로부터 굴절률이 상이한 3층을, 중굴절률층(지지체보다도 굴절률이 높고, 고굴절률층보다도 굴절률이 낮은 층)/고굴절률층/저굴절률층의 순서로 적층되어 있는 것이 바람직하게 사용된다. 또는, 2층 이상의 고굴절률층과 2층 이상의 저굴절률층을 교대로 적층한 4층 이상의 층 구성의 반사 방지층도 바람직하게 사용된다.

반사 방지층을 갖는 필름의 층 구성으로서는, 하기와 같은 구성을 생각할 수 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

셀룰로오스아세테이트 필름/하드 코트층/저굴절률층

셀룰로오스아세테이트 필름/하드 코트층/중굴절률층/저굴절률층

셀룰로오스아세테이트 필름/하드 코트층/중굴절률층/고굴절률층/저굴절률층

셀룰로오스아세테이트 필름/하드 코트층/고굴절률층(도전성층)/저굴절률층

셀룰로오스아세테이트 필름/하드 코트층/방현성층/저굴절률층

(저굴절률층)

저굴절률층은, 실리카계 미립자를 함유하는 것이 바람직하고, 그 굴절률은, 23℃, 파장 550nm 측정으로, 1.30 내지 1.45의 범위인 것이 바람직하다.

저굴절률층의 막 두께는, 5nm 내지 0.5㎛인 것이 바람직하고, 10nm 내지 0.3㎛인 것이 더욱 바람직하고, 30nm 내지 0.2㎛인 것이 가장 바람직하다.

저굴절률층 형성용 조성물에 대해서는, 실리카계 미립자로서, 특히 외각층을 갖고 내부가 다공질 또는 공동의 입자를 적어도 1종류 이상 포함하는 것이 바람직하다. 특히 그 외각층을 갖고 내부가 다공질 또는 공동인 입자가, 중공 실리카계 미립자인 것이 바람직하다.

또한, 저굴절률층 형성용 조성물에는, 하기 일반식 (OSi-1)로 표시되는 유기 규소 화합물 또는 그 가수분해물, 또는, 그 중축합물을 아울러 함유시켜도 된다.

일반식 (OSi-1): Si(OR)₄

상기 일반식으로 표시되는 유기 규소 화합물은, 식 중, R은 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타낸다. 구체적으로는, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라이소프로폭시실란 등이 바람직하게 사용된다.

이 외에 용제, 필요에 따라, 실란 커플링제, 경화제, 계면 활성제 등을 첨가해도 된다. 또한, 불소 원자를 35 내지 80질량％의 범위에서 포함하고, 또한 가교성 또는 중합성의 관능기를 포함하는 불소 함유 화합물을 주로 하여 되는 열경화성 및/또는 광경화성을 갖는 화합물을 함유해도 된다. 구체적으로는 불소 함유 폴리머, 또는 불소 함유 졸겔 화합물 등이다. 불소 함유 폴리머로서는, 예를 들어 퍼플루오로알킬기 함유 실란 화합물〔예를 들어 헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라히드로데실)트리에톡시실란〕의 가수분해물이나 탈수 축합물 외에, 불소 함유 모노머 단위와 가교 반응성 단위를 구성 단위로 하는 불소 함유 공중합체를 들 수 있다. 기타, 용제, 필요에 따라, 실란 커플링제, 경화제, 계면 활성제 등을 첨가해도 된다.

(고굴절률층)

고굴절률층의 굴절률은, 23℃, 파장 550nm 측정으로, 굴절률을 1.4 내지 2.2의 범위로 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 고굴절률층의 두께는 5nm 내지 1㎛가 바람직하고, 10nm 내지 0.2㎛인 것이 더욱 바람직하고, 30nm 내지 0.1㎛인 것이 가장 바람직하다. 굴절률을 조정은, 금속 산화물 미립자 등을 첨가함으로써 행할 수 있다. 사용하는 금속 산화물 미립자의 굴절률은 1.80 내지 2.60인 것이 바람직하고, 1.85 내지 2.50인 것이 더욱 바람직하다.

금속 산화물 미립자의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니라, Ti, Zr, Sn, Sb, Cu, Fe, Mn, Pb, Cd, As, Cr, Hg, Zn, Al, Mg, Si, P 및 S 중에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 갖는 금속 산화물을 사용할 수 있다. 이들 금속 산화물 미립자에는, Al, In, Sn, Sb, Nb, 할로겐 원소, Ta 등의 미량의 원자를 도프해도 된다. 또한, 이들의 혼합물이어도 된다. 본 실시 형태에 있어서는, 그 중에서도, 산화지르코늄, 산화안티몬, 산화주석, 산화아연, 산화인듐-주석(ITO), 안티몬 도프 산화주석(ATO), 및 안티몬산아연 중에서 선택되는 적어도 1종의 금속 산화물 미립자를 주성분으로서 사용하는 것이 특히 바람직하다. 특히 안티몬산아연 입자를 함유하는 것이 바람직하다.

이들 금속 산화물 미립자의 1차 입자의 평균 입자 직경은 10nm 내지 200nm의 범위이며, 10 내지 150nm인 것이 특히 바람직하다. 금속 산화물 미립자의 평균 입자 직경은, 주사 전자 현미경(SEM) 등에 의한 전자 현미경 사진으로부터 계측할 수 있다. 동적 광 산란법이나 정적 광 산란법 등을 이용하는 입도 분포계 등에 의해 계측해도 된다. 입경이 너무 작으면 응집하기 쉬워져, 분산성이 열화된다. 입경이 너무 크면 헤이즈가 현저하게 상승해 바람직하지 않다. 금속 산화물 미립자의 형상은, 미립상(米粒狀), 구 형상, 입방체상, 방추 형상, 바늘상 또는 부정 형상인 것이 바람직하다.

금속 산화물 미립자는 유기 화합물에 의해 표면 처리해도 된다. 금속 산화물 미립자의 표면을 유기 화합물로 표면 수식함으로써, 유기 용매 중에서의 분산 안정성이 향상되고, 분산 입경의 제어가 용이해지는 동시에, 경시에서의 응집, 침강을 억제할 수도 있다. 이 때문에, 바람직한 유기 화합물에서의 표면 수식량은 금속 산화물 입자에 대하여 0.1질량％ 내지 5질량％, 보다 바람직하게는 0.5질량％ 내지 3질량％이다. 표면 처리에 사용하는 유기 화합물의 예에는, 폴리올, 알칸올아민, 스테아르산, 실란 커플링제 및 티타네이트 커플링제가 포함된다. 이 중에서도 실란 커플링제가 바람직하다. 2종 이상의 표면 처리를 조합해도 된다.

또한, 고굴절률층은, π 공액계 도전성 폴리머를 함유해도 된다. π 공액계 도전성 폴리머란, 주쇄가 π 공액계으로 구성되어 있는 유기 고분자라면 사용할 수 있다. 예를 들어, 폴리티오펜류, 폴리피롤류, 폴리아닐린류, 폴리페닐렌류, 폴리아세틸렌류, 폴리페닐렌비닐렌류, 폴리아센류, 폴리티오펜비닐렌류, 및 이들의 공중합체를 들 수 있다. 중합의 용이함, 안정성의 면에서는, 폴리티오펜류, 폴리아닐린류, 폴리아세틸렌류가 바람직하다.

π 공액계 도전성 폴리머는, 비치환인채여도 충분한 도전성이나 바인더 수지에 대한 용해성이 얻어지지만, 도전성이나 용해성을 보다 높이기 위해서, 알킬기, 카르복시기, 술포기, 알콕시기, 히드록시기, 시아노기 등의 관능기를 도입해도 된다.

또한, 고굴절률층은, 이온성 화합물을 함유해도 된다. 이온성 화합물로서는, 이미다졸륨계, 피리듐계, 지환식 아민계, 지방족 아민계, 지방족 포스포늄계의 양이온과 BF₄-, PF₆- 등의 무기 이온계, CF₃SO₂-, (CF₃SO₂)₂N-, CF₃CO₂- 등의 불소계의 음이온을 포함하는 화합물 등을 들 수 있다. 그 폴리머와 바인더의 비율은, 폴리머 100질량부에 대하여 바인더가 10 내지 400질량부가 바람직하고, 특히 바람직하게는, 폴리머 100질량부에 대하여 바인더가 100 내지 200질량부이다.

(방현성층)

하드 코트층 상에는, 기능성층으로서 방현층을 형성할 수도 있다. 방현성층은, 필름 표면에 반사된 상의 윤곽을 흐리는 것에 의해 반사상의 시인성을 저하시켜서, 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이, 플라즈마 디스플레이와 같은 화상 표시 장치 등의 사용 시에, 반사상의 투영이 신경쓰이지 않도록 하는 층이다. 방현층은, 구체적으로는, 상기한 하드 코트층에 미립자 등의 첨가나 상기 주형을 눌러서 표면에 돌기를 형성하는 방법 등에 의해, 층 표면의 산술 평균 조도 Ra를 0.1 내지 1㎛로 조정한 층인 것이 바람직하다.

또한, 상기 방현층의 적분 반사율에 차지하는 산란 반사율의 비율(산란 반사 비율)은 2 내지 60％인 것이 바람직하다. 상기 범위에 산란 반사 비율을 미립자 등을 사용하여 제어함으로써, 상술한 바와 같은 투습성이 높은 아세트화도를 갖는 셀룰로오스아세테이트 필름과 방현층의 층간 밀착성을 향상시킬 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 산란 반사 비율의 비율이 20 내지 50％의 범위라면 보다 밀착성을 양호하게 할 수 있다.

또한, 산란 반사 비율은, 코니카 미놀타(주)제, 분광 측색계 CM-2500d를 사용하여, 측정 직경 φ8mm, 관찰 시야 2°의 조건에서, SCI(적분 반사율) 및 SCE(산란 반사율)를 측정함으로써 구할 수 있다.

〔도전층〕

본 실시 형태에서는, 광학 필름의 최표면에(예를 들어 하드 코트층 상에), 도전층을 형성해도 된다. 도전층은, 적어도 도전성 섬유를 함유하고, 바인더, 감광성 화합물, 또한 필요에 따라 그 밖의 성분을 함유하여 이루어지는 것이 바람직하다.

(도전성 섬유)

도전성 섬유의 구조로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 중실 구조 및 중공 구조 중 어느 것인 것이 바람직하다.

여기서, 중실 구조의 섬유를 와이어라고 칭하는 경우가 있고, 중공 구조의 섬유를 튜브라고 칭하는 경우가 있다.

또한, 평균 단축 길이가 5nm 내지 1,000nm이며, 평균 장축 길이가 1㎛ 내지 100㎛인 도전성 섬유를 「나노와이어」라고 칭하는 경우가 있다.

또한, 평균 단축 길이가 1nm 내지 1,000nm, 평균 장축 길이가 0.1㎛ 내지 1,000㎛이며, 중공 구조를 갖는 도전성 섬유를 「나노튜브」라고 칭하는 경우가 있다.

도전성 섬유의 재료로서는, 도전성을 갖고 있으면 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 금속 및 카본 중 적어도 어느 것인 것이 바람직하다. 이들 중에서도, 도전성 섬유는, 금속 나노와이어, 금속 나노튜브, 및 카본 나노 튜브 중 적어도 어느 것인 것이 바람직하다.

<금속 나노와이어>

금속 나노와이어의 재료로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 장주기율표(IUPAC1991)의 제4 주기, 제5 주기, 및 제6 주기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 금속이 바람직하고, 제2족 내지 제14족 중에서 선택되는 적어도 1종의 금속이 보다 바람직하고, 제2족, 제8족, 제9족, 제10족, 제11족, 제12족, 제13족, 및 제14족 중에서 선택되는 적어도 1종의 금속이 더욱 바람직하고, 주성분으로서 포함하는 것이 특히 바람직하다.

상기 금속으로서는, 예를 들어, 구리, 은, 금, 백금, 팔라듐, 니켈, 주석, 코발트, 로듐, 이리듐, 철, 루테늄, 오스뮴, 망간, 몰리브덴, 텅스텐, 니오븀, 탄탈륨, 티타늄, 비스무트, 안티몬, 납, 또는 이들의 합금 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 도전성이 우수한 점에서, 은, 및 은과의 합금이 바람직하다.

상기 은과의 합금에서 사용하는 금속으로서는, 백금, 오스뮴, 팔라듐, 이리듐 등을 들 수 있다. 이들은, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

금속 나노와이어의 형상으로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 원기둥상, 직육면체상, 단면이 다각형이 되는 주상 등 임의의 형상을 취할 수 있다. 높은 투명성이 필요하게 되는 용도에서는, 원기둥상이나 단면의 다각형의 각이 둥글게 되어 있는 단면 형상인 것이 바람직하다. 금속 나노와이어의 단면 형상은, 기재 상에 금속 나노와이어 수분산액을 도포하고, 단면을 투과형 전자 현미경(TEM)으로 관찰함으로써 조사할 수 있다.

금속 나노와이어의 평균 단축 길이(「평균 단축 직경」, 「평균 직경」이라고 칭하는 경우가 있다)는 1nm 내지 50nm인 것이 바람직하다. 상기 평균 단축 길이가, 1nm 미만이면 내산화성이 악화되고, 내구성이 나빠지는 경우가 있고, 50nm을 초과하면, 금속 나노와이어에 기인한 산란이 발생하여, 충분한 투명성을 얻을 수 없는 경우가 있다. 또한, 상기 평균 단축 길이는, 10nm 내지 40nm인 것이 보다 바람직하고, 15nm 내지 35nm인 것이 더욱 바람직하다.

금속 나노와이어의 평균 단축 길이는, 투과형 전자 현미경(TEM; 니혼덴시 가부시키가이샤제, JEM-2000FX)을 사용하여, 300개의 금속 나노와이어를 관찰하고, 그 평균값으로부터 금속 나노와이어의 평균 단축 길이를 구하였다. 또한, 금속 나노와이어의 단축이 원형이 아닌 경우의 단축 길이는, 가장 긴 것을 단축 길이로 하였다.

금속 나노와이어의 평균 장축 길이(「평균 길이」라고 칭하는 경우가 있다)는 1㎛ 내지 40㎛인 것이 바람직하다. 상기 평균 장축 길이가, 1㎛ 미만이면 밀한 네트워크를 형성하는 것이 어려워, 충분한 도전성을 얻을 수 없는 경우가 있고, 40㎛를 초과하면, 금속 나노와이어가 너무 길어서 제조 시에 얽혀서, 제조 과정에서 응집물이 발생해버리는 경우가 있다. 또한, 상기 평균 장축 길이는, 3㎛ 내지 35㎛인 것이 보다 바람직하고, 5㎛ 내지 30㎛인 것이 더욱 바람직하다.

금속 나노와이어의 평균 장축 길이는, 예를 들어 투과형 전자 현미경(TEM; 니혼덴시 가부시키가이샤제, JEM-2000FX)을 사용하여, 300개의 금속 나노와이어를 관찰하고, 그 평균값으로부터 금속 나노와이어의 평균 장축 길이를 구하였다. 또한, 금속 나노와이어가 구부러져 있는 경우, 그것을 호로 하는 원을 고려하여, 그 반경, 및 곡률로부터 산출되는 값을 장축 길이로 하였다.

금속 나노와이어의 제조 방법으로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2009-215594호 공보, 일본 특허 공개 제2009-242880호 공보, 일본 특허 공개 제2009-299162호 공보, 일본 특허 공개 제2010-84173호 공보, 일본 특허 공개 제2010-86714호 공보에 기재된 방법을 사용할 수 있다. 금속 나노와이어의 제조 방법은, 특별히 제한은 없고, 어떠한 방법으로 제조해도 되지만, 이하와 같이 할로겐 화합물과 분산 첨가제를 용해한 용매 중에서 가열하면서 금속 이온을 환원함으로써 제조하는 것이 바람직하다.

상기 용매로서는, 친수성 용매가 바람직하고, 예를 들어, 물, 알코올류, 에테르류, 케톤류 등을 들 수 있고, 이들은 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 상기 알코올류로서는, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 에틸렌글리콜 등을 들 수 있다. 상기 에테르류로서는, 예를 들어, 디옥산, 테트라히드로푸란 등을 들 수 있다. 상기 케톤류로서는, 예를 들어, 아세톤 등을 들 수 있다.

상기 가열 시의 가열 온도는, 250℃ 이하인 것이 바람직하고, 20℃ 내지 200℃인 것이 보다 바람직하다. 가열 온도가 낮아질수록, 핵 형성 확률이 낮아지고, 가열 온도가 20℃ 미만이면 금속 나노와이어가 너무 길어져서 얽히기 쉬워져, 분산 안정성이 나빠지는 경우가 있다. 한편, 가열 온도가 250℃를 초과하면, 금속 나노와이어의 단면의 각이 급준해져, 도포막 평가에서의 투과율이 낮아지는 경우가 있다. 또한, 가열 온도는, 30℃ 내지 180℃인 것이 보다 바람직하고, 40℃ 내지 170℃인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 필요에 따라, 금속 나노와이어의 형성 과정에서 온도를 변경해도 된다. 도중에서의 온도 변경에 의해, 금속 나노와이어의 핵 형성 제어나 재핵 발생의 억제, 선택 성장의 촉진에 의한 단분산성 향상의 효과를 향상시킬 수 있다.

상기 가열 시에는, 환원제를 첨가하여 행하는 것이 바람직하다. 환원제로서는, 특별히 제한은 없고, 통상 사용되는 것 중에서 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 수소화붕소 금속염, 수소화알루미늄염, 알칸올아민, 지방족 아민, 헤테로환식 아민, 방향족 아민, 아르알킬아민, 알코올, 유기산류, 환원당류, 당알코올류, 아황산나트륨, 히드라진 화합물, 덱스트린, 하이드로퀴논, 히드록실아민, 에틸렌글리콜, 글루타티온 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 환원당류, 그의 유도체로서의 당알코올류, 에틸렌글리콜이 특히 바람직하다.

상기 수소화붕소 금속염으로서는, 예를 들어, 수소화붕소나트륨, 수소화붕소칼륨 등을 들 수 있다.

상기 수소화알루미늄염으로서는, 예를 들어, 수소화알루미늄리튬, 수소화알루미늄칼륨, 수소화알루미늄세슘, 수소화알루미늄베릴륨, 수소화알루미늄마그네슘, 수소화알루미늄칼슘 등을 들 수 있다.

상기 알칸올아민으로서는, 예를 들어, 디에틸아미노에탄올, 에탄올아민, 프로판올아민, 트리에탄올아민, 디메틸아미노프로판올 등을 들 수 있다.

상기 지방족 아민으로서는, 예를 들어, 프로필아민, 부틸아민, 디프로필렌 아민, 에틸렌디아민, 트리에틸렌펜타민 등을 들 수 있다.

상기 헤테로환식 아민으로서는, 예를 들어, 피페리딘, 피롤리딘, N메틸피롤리딘, 모르폴린 등을 들 수 있다.

상기 방향족 아민으로서는, 예를 들어, 아닐린, N-메틸아닐린, 톨루이딘, 아니시딘, 페네티딘 등을 들 수 있다.

상기 아르알킬아민으로서는, 예를 들어, 벤질아민, 크실렌디아민, N-메틸벤질아민 등을 들 수 있다.

상기 알코올로서는, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올 등을 들 수 있다.

상기 유기산류로서는, 예를 들어, 시트르산, 말산, 타르타르산, 시트르산, 숙신산, 아스코르브산 또는 그들의 염 등을 들 수 있다.

상기 환원당류로서는, 예를 들어, 글루코오스, 갈락토오스, 만노오스, 프룩토오스, 수크로오스, 말토오스, 라피노오스, 스타키오스 등을 들 수 있다.

상기 당알코올류로서는, 예를 들어, 소르비톨 등을 들 수 있다.

상기 환원제에 따라서는, 기능으로서 분산 첨가제, 용매로서도 작용하는 경우가 있고, 마찬가지로 바람직하게 사용할 수 있다.

상기 금속 나노와이어 제조 시에는, 분산 첨가제와, 할로겐 화합물 또는 할로겐화 금속 미립자를 첨가하여 행하는 것이 바람직하다. 분산 첨가제와 할로겐 화합물의 첨가의 타이밍은, 환원제의 첨가 전이어도 되고, 첨가 후여도 되며, 금속 이온 또는 할로겐화 금속 미립자의 첨가 전이어도 되고, 첨가 후여도 되지만, 단분산성이 보다 좋은 금속 나노와이어를 얻기 위해서는, 할로겐 화합물의 첨가를 2단계 이상으로 나누는 것이 바람직하다.

상기 분산 첨가제로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 아미노기 함유 화합물, 티올기 함유 화합물, 술피드기 함유 화합물, 아미노산 또는 그의 유도체, 펩티드 화합물, 다당류, 합성 고분자, 이들에서 유래하는 겔 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 젤라틴, 폴리비닐알코올, 메틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 폴리알킬렌 아민, 폴리아크릴산의 부분 알킬에스테르, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐피롤리돈 공중합체가 특히 바람직하다.

상기 분산 첨가제로서 사용 가능한 구조에 대해서는, 예를 들어, 「안료의 사전」(이토 세이시로 편, 가부시키가이샤 아사쿠라 서원 발행, 2000년)의 기재를 참조할 수 있다.

또한, 사용하는 분산 첨가제의 종류에 따라, 얻어지는 금속 나노와이어의 형상을 변화시킬 수도 있다.

상기 할로겐 화합물로서는, 브롬, 염소, 요오드를 함유하는 화합물이라면 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 브롬화나트륨, 염화나트륨, 요오드화나트륨, 요오드화칼륨, 브롬화칼륨, 염화칼륨, 요오드화칼륨 등의 알칼리 할라이드나 하기의 분산 첨가제와 병용할 수 있는 화합물이 바람직하다. 상기 할로겐 화합물에 따라서는, 분산 첨가제로서 기능하는 것이 있을 수 있는데, 마찬가지로 바람직하게 사용할 수 있다.

상기 할로겐 화합물의 대체로서 할로겐화은 미립자를 사용해도 되고, 할로겐 화합물과 할로겐화은 미립자를 모두 사용해도 된다.

상기 분산제와 할로겐 화합물은 동일 물질로 병용해도 된다. 상기 분산제와 할로겐 화합물을 병용한 화합물로서는, 예를 들어, 아미노기와 브롬화물 이온을 포함하는 HTAB(헥사데실-트리메틸암모늄브로마이드), 아미노기와 염화물 이온을 포함하는 HTAC(헥사데실-트리메틸암모늄클로라이드), 아미노기와 브롬화물 이온 또는 염화물 이온을 포함하는 도데실트리메틸암모늄브로마이드, 도데실트리메틸암모늄클로라이드, 스테아릴트리메틸암모늄브로마이드, 스테아릴트리메틸암모늄클로라이드, 데실트리메틸암모늄브로마이드, 데실트리메틸암모늄클로라이드, 디메틸디스테아릴암모늄브로마이드, 디메틸디스테아릴암모늄클로라이드, 디라우릴디메틸암모늄브로마이드, 디라우릴디메틸암모늄클로라이드, 디메틸디파르미틸암모늄브로마이드, 디메틸디파르미틸암모늄클로라이드, 등을 들 수 있다.

금속 나노와이어를 형성한 후, 한외 여과, 투석, 겔 여과, 데칸테이션, 원심 분리 등의 방법에 의해, 탈염 처리를 행해도 된다.

<금속 나노튜브>

금속 나노튜브의 재료로서는, 특별히 제한은 없고, 어떠한 금속이어도 되고, 예를 들어, 상기한 금속 나노와이어의 재료 등을 사용할 수 있다.

금속 나노튜브의 형상으로서는, 단층이어도 되고, 다층이어도 되지만, 도전성 및 열전도성이 우수한 점에서 단층인 것이 바람직하다.

금속 나노튜브의 두께(외경과 내경의 차)는 3nm 내지 80nm인 것이 바람직하다. 상기 두께가, 3nm 미만이면 내산화성이 악화되고, 내구성이 나빠지는 경우가 있고, 80nm을 초과하면, 금속 나노튜브에 기인한 산란이 발생하는 경우가 있다. 또한, 상기 두께는, 3nm 내지 30nm인 것이 보다 바람직하다.

금속 나노튜브의 평균 장축 길이는, 1㎛ 내지 40㎛인 것이 바람직하고, 3㎛ 내지 35㎛인 것이 보다 바람직하고, 5㎛ 내지 30㎛인 것이 더욱 바람직하다.

상기 금속 나노튜브의 제조 방법으로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 미국 출원 공개 제2005/0056118호 명세서 등에 기재된 방법 등을 사용할 수 있다.

<카본 나노 튜브>

카본 나노 튜브(CNT)는 그래파이트상 탄소 원자면(그래핀 시트)이 단층 또는 다층의 동축 관상으로 된 물질이다. 단층의 카본 나노 튜브는 싱글 월 나노튜브(SWNT), 다층의 카본 나노 튜브는 멀티월 나노튜브(MWNT)라고 불리고, 특히, 2층의 카본 나노 튜브는 더블 월 나노튜브(DWNT)라고도 불린다. 본 실시 형태에서 사용되는 도전성 섬유에 있어서, 카본 나노 튜브는, 단층이어도 되고, 다층이어도 되지만, 도전성 및 열전도성이 우수한 점에서 단층인 것이 바람직하다.

카본 나노 튜브의 제조 방법으로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 이산화탄소의 접촉 수소 환원, 아크 방전법, 레이저 증발법, 열 CVD법, 플라스마 CVD법, 기상 성장법, 일산화탄소를 고온 고압화로 철 촉매와 함께 반응시켜서 기상에서 성장시키는 HiPco법(high-pressure carbon monoxide process) 등의 공지된 수단을 사용할 수 있다.

또한, 이들 방법으로 얻어진 카본 나노 튜브는, 세정, 원심 분리, 여과, 산화, 크로마토그래프 등의 방법에 의해, 부생성물이나 촉매 금속 등의 잔류물을 제거하는 것이, 고순도화된 카본 나노 튜브를 얻을 수 있는 점에서 바람직하다.

상기 도전성 섬유의 애스펙트비는, 10 이상인 것이 바람직하다. 상기 애스펙트비란, 일반적으로는 섬유상의 물질의 긴 변과 짧은 변의 비(평균 장축 길이/평균 단축 길이의 비)를 의미한다.

애스펙트비의 측정 방법으로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 전자 현미경 등에 의해 측정하는 방법 등을 들 수 있다.

도전성 섬유의 애스펙트비를 전자 현미경으로 측정하는 경우, 도전성 섬유의 애스펙트비가 10 이상인지 여부는, 전자 현미경의 1 시야로 확인할 수 있으면 된다. 또한, 도전성 섬유의 장축 길이와 단축 길이를 각각 따로 측정함으로써, 도전성 섬유 전체의 애스펙트비를 어림잡을 수 있다.

또한, 도전성 섬유가 튜브상인 경우, 애스펙트비를 산출하기 위한 직경으로서는, 그 튜브의 외경을 사용한다.

도전성 섬유의 애스펙트비는, 10 이상이라면 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 50 내지 1,000,000인 것이 바람직하다. 상기 애스펙트비가 10 미만이면 도전성 섬유에 의한 네트워크 형성이 이루어지지 않아, 도전성이 충분히 취해지지 않는 경우가 있고, 1,000,000을 초과하면, 도전성 섬유의 형성시나 그 후의 취급에 있어서, 성막 전에 도전성 섬유가 얽혀 응집하기 때문에, 안정적인 액이 얻어지지 않는 경우가 있다. 또한, 상기 애스펙트비는, 100 내지 1,000,000인 것이 보다 바람직하다.

전체 도전성 조성물 중에 있어서의, 상기 애스펙트비가 10 이상의 도전성 섬유의 비율(비율)은 체적비로 50％ 이상인 것이 바람직하다. 상기 비율이 50％ 미만이면 도전성에 기여하는 도전성 물질이 감소하여 도전성이 저하되어버리는 경우가 있고, 동시에 밀한 네트워크를 형성할 수 없기 때문에 전압 집중이 발생하여, 내구성이 저하되어버리는 경우가 있다. 또한, 도전성 섬유 이외의 형상의 입자는, 도전성에 크게 기여하지 않는 데다가 흡수를 갖기 때문에 바람직하지 않고, 특히 금속의 경우에, 구형 등의 플라스몬 흡수가 강한 경우에는, 투명도가 악화되어버리는 경우가 있다. 또한, 상기 비율은, 60％ 이상이 보다 바람직하고, 75％ 이상이 특히 바람직하다.

여기서, 상기 비율은, 예를 들어, 도전성 섬유가 은 나노와이어일 경우에는, 은 나노와이어 수분산액을 여과하고, 은 나노와이어와, 그 이외의 입자를 분리하고, ICP 발광 분석 장치를 사용하여 여과지에 남아있는 은의 양과, 여과지를 투과한 은의 양을 각각 측정함으로써, 도전성 섬유의 비율을 구할 수 있다. 여과지에 남아있는 도전성 섬유를 TEM으로 관찰하고, 300개의 도전성 섬유의 단축 길이를 관찰하고, 그 분포를 조사함으로써, 단축 길이가 200nm 이하이고, 또한 장축 길이가 1㎛ 이상인 도전성 섬유인 것을 확인한다. 또한, 여과지는, 상기 사이즈의 도전성 섬유 이외의 입자의 최장축을 계측하고, 그 최장축의 2배 이상이며, 또한 도전성 섬유의 장축 최단 길이 이하의 길이의 입자를 통과시키는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 도전성 섬유의 평균 단축 길이 및 평균 장축 길이는, 예를 들어, 투과형 전자 현미경(TEM)이나 광학 현미경을 사용하고, TEM상이나 광학 현미경 상을 관찰함으로써 구할 수 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 도전성 섬유의 평균 단축 길이 및 평균 장축 길이는, 투과형 전자 현미경(TEM)에 의해 300개의 도전성 섬유를 관찰하고, 그 평균값으로부터 구한 것이다.

<바인더>

상기 바인더로서는, 유기 고분자 중합체이며, 분자(바람직하게는, 아크릴계 공중합체를 주쇄로 하는 분자) 중에 적어도 1개의 알칼리 가용성을 촉진하는 기(예를 들어 카르복실기, 인산기, 술폰산기 등)를 갖는 알칼리 가용성 수지 중에서 적절히 선택할 수 있다.

이들 중에서도, 유기 용제에 가용이며 약 알칼리 수용액에 의해 현상 가능한 것이 바람직하고, 또한, 산 해리성기를 갖고, 산의 작용에 의해 산 해리성기가 해리한 때에 알칼리 가용으로 되는 것이 특히 바람직하다. 또한, 산 해리성기란, 산의 존재 하에서 해리하는 것이 가능한 관능기를 나타낸다.

상기 바인더의 제조에는, 예를 들어 공지된 라디칼 중합법에 의한 방법을 적용할 수 있다. 상기 라디칼 중합법으로 알칼리 가용성 수지를 제조할 때의 온도, 압력, 라디칼 개시제의 종류 및 그 양, 용매의 종류 등등의 중합 조건은, 당업자에게 있어서 용이하게 설정 가능하고, 실험적으로 조건을 정할 수 있다.

선상의 상기 유기 고분자 중합체로서는, 측쇄에 카르복실산을 갖는 폴리머(산성기를 갖는 감광성 수지)가 바람직하다.

측쇄에 카르복실산을 갖는 폴리머로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 소59-44615호, 일본 특허 공고 소54-34327호, 일본 특허 공고 소58-12577호, 일본 특허 공고 소54-25957호, 일본 특허 공개 소59-53836호, 일본 특허 공개 소59-71048호의 각 공보에 기재되어 있는 것과 같은, 메타크릴산 공중합체, 아크릴산 공중합체, 이타콘산 공중합체, 크로톤산 공중합체, 말레산 공중합체, 부분 에스테르화 말레산 공중합체 등, 및 측쇄에 카르복실산을 갖는 산성 셀룰로오스 유도체, 수산기를 갖는 폴리머에 산 무수물을 부가시킨 것 등이며, 또한 측쇄에 (메트)아크릴로일기를 갖는 고분자 중합체도 바람직한 것으로서 들 수 있다.

이들 중에서도, 벤질(메트)아크릴레이트/(메트)아크릴산 공중합체, 벤질(메트)아크릴레이트/(메트)아크릴산/다른 단량체를 포함하는 다원 공중합체가 특히 바람직하다.

또한, 측쇄에 (메트)아크릴로일기를 갖는 고분자 중합체나 (메트)아크릴산/글리시딜(메트)아크릴레이트/다른 단량체를 포함하는 다원 공중합체도 유용한 것으로서 들 수 있다. 그 폴리머는 임의의 양으로 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 이외에도, 일본 특허 공개 평7-140654호 공보에 기재된, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트/폴리스티렌매크로모노머/벤질메타크릴레이트/메타크릴산 공중합체, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트/폴리메틸메타크릴레이트매크로모노머/벤질메타크릴레이트/메타크릴산 공중합체, 2-히드록시에틸메타크릴레이트/폴리스티렌매크로모노머/메틸메타크릴레이트/메타크릴산 공중합체, 2-히드록시에틸메타크릴레이트/폴리스티렌매크로모노머/벤질메타크릴레이트/메타크릴산 공중합체, 등을 들 수 있다.

상기 알칼리 가용성 수지에 있어서의 구체적인 구성 단위로서는, (메트)아크릴산과, 그 (메트)아크릴산과 공중합 가능한 다른 단량체가 바람직하다. 상기 (메트)아크릴산과 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예를 들어 알킬(메트)아크릴레이트, 아릴(메트)아크릴레이트, 비닐 화합물 등을 들 수 있다. 이들은, 알킬기 및 아릴기의 수소 원자는, 치환기로 치환되어 있어도 된다.

상기 알킬(메트)아크릴레이트 또는 아릴(메트)아크릴레이트로서는, 예를 들어 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 프로필(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, 펜틸(메트)아크릴레이트, 헥실(메트)아크릴레이트, 옥틸(메트)아크릴레이트, 페닐(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트, 톨릴(메트)아크릴레이트, 나프틸(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸(메트)아크릴레이트, 등을 들 수 있다. 이들은, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

상기 비닐 화합물로서는, 예를 들어, 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔, 글리시딜메타크릴레이트, 아크릴로니트릴, 비닐아세테이트, N-비닐피롤리돈, 테트라히드로푸르푸릴메타크릴레이트, 폴리스티렌매크로모노머, 폴리메틸메타크릴레이트매크로모노머, CH₂=CR₁R₂, CH₂=C(R₁)(COOR₃), 등을 들 수 있다. 단, R₁은 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기를 나타내고, R₂는 탄소수 6 내지 10의 방향족 탄화수소환을 나타내고, R₃은 탄소수 1 내지 8의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 12의 아르알킬기를 나타낸다. 이들은, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

상기 바인더의 중량 평균 분자량은, 알칼리 용해 속도, 막 물성 등의 점에서, 1,000 내지 500,000이 바람직하고, 3,000 내지 300,000이 보다 바람직하고, 5,000 내지 200,000이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 중량 평균 분자량은, 겔 퍼미에이션 크로마토그래피법에 의해 측정하고, 표준 폴리스티렌 검량선을 사용하여 구할 수 있다.

상기 바인더의 함유량은, 상기 도전층 전체에 대하여 25질량％ 내지 80질량％인 것이 바람직하고, 30질량％ 내지 75질량％가 보다 바람직하고, 40질량％ 내지 70질량％가 더욱 바람직하다. 상기 함유량의 범위에 있으면, 현상성과 금속 나노와이어의 도전성 양립이 도모된다.

<감광성 화합물>

상기 감광성 화합물이란, 노광에 의해 화상을 형성하는 기능을 도전층에 부여하거나, 또는 그 계기를 부여하는 화합물을 의미한다. 구체적으로는, (1) 노광에 의한 산을 발생하는 화합물(광산 발생제), (2) 감광성의 퀴논디아지드 화합물, (3) 광 라디칼 발생제 등을 들 수 있다. 이들은, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 또한, 감도 조정을 위해서, 증감제 등을 병용하여 사용할 수도 있다.

(광산 발생제)

광산 발생제로서는, 광 양이온 중합의 광 개시제, 광 라디칼 중합의 광 개시제, 색소류의 광 소색제, 광 변색제, 또는 마이크로레지스트 등에 사용되고 있는 활성 광선 또는 방사선의 조사에 의해 산을 발생하는 공지된 화합물 및 그들의 혼합물을 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.

광산 발생제에는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 디아조늄염, 포스포늄염, 술포늄염, 요오도늄염, 이미도술포네이트, 옥심술포네이트, 디아조디술폰, 디술폰, o-니트로벤질술포네이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 술폰산을 발생하는 화합물인 이미도술포네이트, 옥심술포네이트, o-니트로벤질술포네이트가 특히 바람직하다.

또한, 활성 광선 또는 방사선의 조사에 의해 산을 발생하는 기, 또는 화합물을 수지의 주쇄 또는 측쇄에 도입한 화합물, 예를 들어, 미국 특허 제3,849,137호 명세서, 독일국 특허 제3914407호 명세서, 일본 특허 공개 소63-26653호, 일본 특허 공개 소55-164824호, 일본 특허 공개 소62-69263호, 일본 특허 공개 소63-146038호, 일본 특허 공개 소63-163452호, 일본 특허 공개 소62-153853호, 일본 특허 공개 소63-146029호의 각 공보 등에 기재된 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 미국 특허 제3,779,778호, 유럽 일본 특허 제126,712호 등의 각 명세서에 기재된 광에 의해 산을 발생하는 화합물도 사용할 수 있다.

(퀴논디아지드 화합물)

상기 퀴논디아지드 화합물은, 예를 들어, 1,2-퀴논디아지드술포닐클로라이드류, 히드록시 화합물, 아미노 화합물 등을 탈염산제의 존재 하에서 축합 반응시킴으로써 얻어진다.

상기 광산 발생제, 및 상기 퀴논디아지드 화합물의 배합량은, 노광부와 미노광부의 용해 속도차와, 감도의 허용폭의 점에서, 상기 바인더의 총량 100질량부에 대하여 1질량부 내지 100질량부인 것이 바람직하고, 3질량부 내지 80질량부가 보다 바람직하다. 또한, 상기 광산 발생제와, 상기 퀴논디아지드 화합물을 병용해도 된다.

본 실시 형태에 있어서는, 상기 광산 발생제 중에서도 술폰산을 발생하는 화합물이 바람직하고, 하기와 같은 옥심 술포네이트 화합물이 고감도인 관점에서 특히 바람직하다.

〔점착제층〕

본 실시 형태의 시인측의 편광판의 최표면에(예를 들어 하드 코트층 상에) 점착제층을 통하여 터치 패널을 접착함으로써, 터치 패널 표시 장치를 구성할 수도 있다. 상기 점착제층으로서는, 특별히 제한없이, 공지된 점착제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 우레탄계 점착제, 고무계 점착제, 폴리에스테르계 점착제 등을 사용할 수 있는데, 점착력이나 저장 탄성률의 제어가 비교적 용이한 아크릴계 점착제를 사용하는 것이 특히 바람직하다.

아크릴계 점착제로서는, (메트)아크릴산메틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산n-부틸, (메트)아크릴산이소부틸, (메트)아크릴산n-헥실, (메트)아크릴산2-에틸부틸, (메트)아크릴산2-에틸헥실, (메트)아크릴산이소옥틸, (메트)아크릴산데실 등의 탄소수 1 내지 20 아크릴산알킬에스테르의 1종 또는 2종 이상과, 상기 아크릴산알킬에스테르와 공중합 가능한 (메트)아크릴산, 이타콘산, 말레산, 무수 말레산, (메트)아크릴산2-히드록시에틸, (메트)아크릴산4-히드록시부틸 등의 관능기 모노머의 공중합체에, 이소시아네이트계 가교제, 에폭시계 가교제, 아지리딘계 가교제, 금속 킬레이트계 가교제 등의 가교제를 반응시킨 것을 들 수 있다.

점착제층의 두께는, 1㎛ 내지 13㎛인 것이 바람직하다. 점착제층의 두께가 1㎛ 이상인 경우, 충분한 점착력이 얻어지고, 13㎛ 이하인 경우, 제거 가공 시나 재단 가공 시에 풀의 비어져나옴을 억제할 수 있고, 또한 높은 연필 경도가 유지된다. 더욱 바람직한 점착제층의 두께는, 3 내지 12㎛이다.

점착제층의 저장 탄성률로서는, 0℃에서의 저장 탄성률이 1.0×10⁶ 내지 1.0×10⁸Pa인 것이 바람직하다. 점착제층의 저장 탄성률이 1.0×10⁶Pa 이상의 경우, 충분한 제거 가공 적성, 재단 가공 적성 및 높은 연필 경도가 얻어지고, 1.0×10⁸Pa 이하인 경우, 충분한 점착력이 얻어진다. 바람직한 점착제층의 저장 탄성률은, 1.5×10⁶ 내지 1.0×10⁷Pa이다.

하드 코트층 상에 점착제층을 형성하는 방법으로서는, 별도로, 박리 시트에 점착제 함유 조성물을 도포하고, 건조시켜서 제작한 점착제층에, 하드 코트 필름(필름 기재+하드 코트층)을 적층하는 방법을 들 수 있다. 상기 점착제 함유 조성물의 도포 방법은, 예를 들어, 바 코트법, 나이프 코트법, 롤 코트법, 블레이드 코트법, 다이 코트법, 그라비아 코트법, 커튼 코트법 등의 종래 공지된 방법을 들 수 있다. 또한, 상기 점착제 함유 조성물을 하드 코트 필름의 표면에 직접 도포하고, 건조시킴으로써, 점착제층을 적층하게 해도 된다.

상기 박리 시트는, 여러가지 박리 시트를 사용할 수 있지만, 대표적으로는 박리성을 표면에 갖는 기재 시트로 구성된다. 기재 시트로서는, 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리카르보네이트 수지 등의 필름이나, 이들 필름에 전료 등의 충전제를 배합한 필름이나 합성지 등을 들 수 있다. 또한, 글라신지, 클레이코트지, 상질지 등의 종이 기재를 들 수 있다.

기재 시트의 표면에 박리성을 갖게 하기 위해서는, 그 표면에 열경화성 실리콘 수지나, 자외선 경화형 실리콘 수지 등의 박리제를 도포 등에 의해 부착시키면 된다. 박리제의 도포량은, 0.03 내지 3.0g/㎡가 바람직하다. 박리 시트는, 박리제를 갖는 표면이 점착제층에 접하여 적층된다.

〔실시예〕

이하, 실시예를 들어서 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예에 있어서 「부」 또는 「％」의 표시를 사용하지만, 특별히 언급이 없는 한 「질량부」 또는 「질량％」를 나타낸다.

<보호 필름의 제작>

<셀룰로오스에스테르 필름 CE1의 제작>

<미립자 분산액 1의 조제>

실리카 미립자(에어로실 R972V 닛본에어로실(주)제) 11질량부

에탄올 89질량부

이상을 디졸버로 50분간 교반 혼합한 후, 만톤 가울린으로 분산을 행하여, 미립자 분산액 1을 조제하였다.

<미립자 첨가액 1의 조제>

메틸렌클로라이드를 넣은 용해 탱크에 충분히 교반하면서, 미립자 분산액 1을 천천히 첨가하였다. 또한, 2차 입자의 입경이 소정의 크기로 되도록 아트라이터로 분산을 행하였다. 이것을 니혼세이센(주)제의 파인메트 NF로 여과하여, 미립자 첨가액 1을 조제하였다.

메틸렌클로라이드 99질량부

미립자 분산액 1 5질량부

<도프의 조제>

먼저, 가압 용해 탱크에 메틸렌클로라이드와 에탄올을 첨가하였다. 이어서, 용제를 넣은 가압 용해 탱크에 셀룰로오스아세테이트를 교반하면서 투입하였다. 이것을 가열하고, 교반하면서, 완전히 용해하였다. 이것을 아즈미 로시(주)제의 아즈미 로시 No.244를 사용하여 여과하여, 주도프를 조제하였다.

메틸렌클로라이드 340질량부

에탄올 64질량부

셀룰로오스디아세테이트(평균 아세틸기 치환도 2.41, Mw 30만) 100질량부

폴리에스테르계 화합물 AP-16 6질량부

당에스테르 화합물 1-3 6질량부

미립자 첨가액 1 1질량부

그 후, 상기 비율이 되도록, 주도프와 각 재료를 밀폐 용기에 투입하고, 교반하면서 용해하여 도프를 조제하였다.

<제막>

이어서, 무단 벨트 유연 장치를 사용하여, 도프를 온도 33℃, 1500mm폭으로 스테인리스 벨트 지지체 상에 균일하게 유연하였다. 스테인리스 벨트의 온도는 30℃로 제어하였다. 그리고, 스테인리스 벨트 상에서, 유연(캐스트)한 필름 중의 잔류 용매량이 75％로 될 때까지 용매를 증발시키고, 그 후, 박리 장력 130N/m으로, 스테인리스 벨트 상으로부터 웹을 박리하였다.

박리한 웹(셀룰로오스에스테르 필름)을 160℃의 열을 가하면서 텐터를 사용하여 폭 방향으로 10％ 연신하였다. 연신 개시 시의 잔류 용매는 15％였다. 이어서, 건조 존을 다수의 롤로 반송시키면서 건조를 종료시켰다. 건조 온도는 130℃이며, 반송 장력은 100N/m으로 하였다. 건조 후, 필름을 1.5m폭으로 슬릿하고, 필름 양단에 폭 10mm, 높이 10㎛의 널링 가공을 실시하고, 롤상으로 권취하여, 건조 막 두께 30㎛의 셀룰로오스에스테르 필름 CE1을 얻었다. 셀룰로오스에스테르 필름 CE1의 권취 길이는 5200m였다.

셀룰로오스에스테르 필름 CE1의 면 내 위상차값 Ro 및 두께 방향의 위상차값 Rth를, 자동 복굴절률계 액소 스캔(Axo Scan Mueller Matrix Polarimeter: 액소 매트릭스사제)을 사용하여 측정한 바, Ro=1nm, Rth=4nm였다.

<셀룰로오스에스테르 필름 CE2 내지 CE3의 제작>

표 1에 나타내는 막 두께로 변경하여 제막한 것 이외에는, 셀룰로오스에스테르 필름 CE1과 동일한 방법으로 셀룰로오스에스테르 필름 CE2 내지 CE3을 제막하였다.

<셀룰로오스에스테르 필름 CE4의 준비>

시판하고 있는 코니카 미놀타 가부시키가이샤제의 셀룰로오스에스테르 필름(KC2CT1, 막 두께 20㎛)을 추가 연신함으로써, 막 두께 13㎛의 셀룰로오스에스테르 필름 CE4를 준비하였다.

<지환식 구조를 갖는 중합체 수지의 합성>

에틸렌 분위기 하에서, 용량 1.6l의 오토클레이브에 페닐노르보르넨 농도가 20mol/l이고, 총액량이 640ml로 되도록 톨루엔과 페닐노르보르넨-톨루엔 용액을 넣었다. 메틸알루미녹산(앨버말사제, MAO 20％ 톨루엔 용액)을 Al 기준으로 5.88mmol, 메틸렌(시클로펜타디에닐)(테트라메틸시클로펜타디에닐)지르코늄디클로라이드 1.5㎛ol을 첨가하고, 에틸렌을 도입하여 압력을 0.2MPa로 유지하면서, 80℃에서 60분간 반응시켰다.

반응 종료 후, 방냉하면서 에틸렌을 탈압하고, 계 내를 질소로 치환하였다. 그 후, 흡착수 분량을 10질량％로 조정한 실리카(후지 실리시아사제, 그레이드: G-3 입경: 50㎛)를 3.0g 첨가해서 1시간 반응시켰다. 그 반응액을 여과지(5C, 90mm)와 셀라이트(와코 쥰야꾸 고교사)를 세트한 가압 여과기(애드반텍 도요 가부시키가이샤, 형식 KST-90-UH)에 넣고, 질소로 가압 여과하여 중합액을 회수하였다. 그 중합액을 5배량의 아세톤 중에 소량씩 적하하여 석출시켜, 지환식 구조를 갖는 중합체 수지 COP1을 얻었다. COP1의 중량 평균 분자량은 142000이며, 또한 유리 전이 온도는 140℃였다.

상기에서 합성한 지환식 구조를 갖는 중합체 수지 COP1을, 공기를 유통시킨 열풍 건조기를 사용해서 70℃에서 2시간 건조하여 수분을 제거한 후에, 65mmφ의 스크루를 구비한 수지 용융 혼련기를 갖는 T다이식 필름 용융 압출 성형기(T다이 폭 500mm)를 사용하여, 용융 수지 온도 240℃, T다이 온도 240℃의 성형 조건에서, 막 두께 100㎛의 COP 필름을 압출하여 성형하였다.

이어서, 박리한 COP 필름을, 200℃의 열을 가하면서 텐터를 사용하여 폭 방향으로 90％ 연신하였다. 이어서, 건조 존에서 다수의 롤러에 의해 반송시키면서 건조를 종료시켰다. 건조 온도는 130℃이며, 반송 장력은 100N/m으로 하였다. 건조 후, 1.5m폭으로 슬릿하고, 필름 양단에 폭 10mm, 높이 10㎛의 널링 가공을 실시하고, 롤상으로 권취하여, 건조 막 두께 8㎛의 COP 필름 1을 얻었다. COP 필름 1의 권취 길이는, 5000m였다.

COP 필름 1의 면 내 위상차값 Ro 및 두께 방향의 위상차값 Rth를, 자동 복굴절률계 액소 스캔(Axo Scan Mueller Matrix Polarimeter: 액소 매트릭스사제)을 사용하여 측정한 바, Ro=0nm, Rth=2nm였다.

JSR(주)제의 아톤(G7810)을 사용하고, 첨가제로서 폴리에스테르계 화합물 AP-15를 첨가한 것 이외에는, 셀룰로오스에스테르 필름 CE1과 마찬가지로 하여, COP 필름 2를 제작하였다.

COP 필름 2의 면 내 위상차값 Ro 및 두께 방향의 위상차값 Rth를, 자동 복굴절률계 액소 스캔(Axo Scan Mueller Matrix Polarimeter: 액소 매트릭스사제)을 사용하여 측정한 바, Ro=2nm, Rth=3nm였다.

<점성의 측정>

상기와 같이 하여 준비한 각 광학 필름(셀룰로오스에스테르 필름 CE1 내지 CE4, COP 필름1 내지 2)의 점성을, 히타치 하이테크 사이언스제의 점탄성 측정 장치(DMA7100)를 사용하여 측정하였다. 즉, 상기 장치를 사용하고, 각 광학 필름에 있어서, -40℃ 내지 90℃의 온도 범위에서의 Log(tanδ)의 최솟값을 측정하였다.

<편광자의 제작>

쿠라레제 PVA 필름(두께 20㎛)을 사용하여, 요오드 농도 0.3wt％ 및 KI 함유의 염색욕(35℃)에서, 연신 배율 2배로 연신하고, 염색한 후, 붕산을 넣은 가교욕(50℃)에서, 2.5배 연신하여, 토탈 연신 배율을 5배로 하여 연신했다(두께 7㎛). 그 후, 60℃의 건조기에서 상기 PVA 필름을 건조하여, 편광자 1을 제작하였다. 또한, 토탈 연신 배율을 5.7배로 하여 연신한 것 이외에는, 상기와 동일한 방법으로, 두께 5㎛의 편광자 2도 제작하였다.

<편광판의 제작>

표 1에 나타내는 보호 필름 및 대향 필름의 조합으로 이들을 편광자에 접착제를 사용하여 접합하여, 편광판 1 내지 6을 제작하였다.

<평가>

(크랙)

상기에서 제작한 편광판 1 내지 6을 원 형상(직사각형 이외의 이형 형상)에 펀칭한 후, 편광판에 크랙이 생겼는지를 현미경으로 관찰하였다. 또한, 상기에서 제작한 편광판 1 내지 6을 -30℃와 80℃ 사이에서 온도 변화시키고, 이 온도 변화를 200회 반복하여 행한 후, 편광판에 크랙이 생겼는지를 현미경으로 관찰하였다. 그리고, 이하의 평가 기준에 기초하여, 크랙에 대하여 평가하였다.

《평가 기준》

○: 펀칭 시 및 온도 변화 시의 양쪽에 있어서, 크랙이 거의 보이지 않았다.

×: 펀칭 시 및 온도 변화 시의 적어도 한쪽에 있어서, 크랙의 발생이 보였다.

(휘도)

<IPS형 액정 표시 장치의 제작>

도 7에서 도시한 제조 방법에 의해, 스트라이프상의 화소 전극과, 스트라이프상의 공통 전극을 갖는 IPS 셀을 제작하였다. 그 후, 표 1에서 나타낸 편광판 1 내지 6을 IPS 셀의 시인측 및 백라이트측에 접착제로 접착하여, IPS형의 액정 표시 장치 1 내지 6을 제작하였다.

이어서, 코니카 미놀타(주)제의 분광 방사 휘도계 CS2000을 사용하여, 상기에서 제작한 IPS형의 액정 표시 장치의 휘도를 측정하고, 이하의 기준에 기초하여 평가하였다.

《평가 기준》

○: 휘도값이, 기준값 이상이다.

△: 휘도값이, 기준값의 90％ 이상이며, 또한, 기준값 미만이다.

×: 휘도값이, 기준값의 90％ 미만이다.

표 1은, 편광판 1 내지 6에 관한 평가의 결과를 나타내고 있고, 표 2는, 액정 표시 장치 1 내지 6에 관한 평가의 결과를 나타내고 있다.

표 1의 결과로부터, 편광판 1 내지 4에서는, 크랙의 발생이 없는 것에 반해서, 편광판 5 및 6에서는 크랙이 발생하였다. 이것은, 편광판 1 내지 4에서는, 편광판 5 및 6과는 달리, 두께가 20㎛ 이상 65㎛ 이하의 박형이기 때문에, 펀칭에 대하여 크랙이 발생하기 어렵고, 또한, Log(tanδ)의 값이 -1.8 이상이며, 온도 변화에 따른 점성의 변화가 작으므로, 온도 변화에 의해 크랙이 발생하기 어렵게 되어 있기 때문이라 생각된다.

또한, 표 2로부터, 액정 표시 장치 1 내지 6은 모두, 휘도 평가가 양호한 결과로 되어 있다. 이것은, IPS 셀이, 스트라이프상의 화소 전극과 스트라이프상의 공통 전극을 갖고 있음으로써, 고투과율의 IPS 셀을 실현할 수 있기 때문이라고 생각된다.

이상에서 설명한 본 실시 형태의 이형 표시 장치는, 이하와 같이 표시할 수 있다.

1. 표시 화면이, 직사각형 및 정사각형과는 상이한 형상인 이형 표시 장치이며,

상기 IPS 셀은,

상기 각 편광판의 두께는, 각각 20㎛ 이상 65㎛ 이하이고,

상기 각 편광판은,

상기 각 편광판의 각 광학 필름에 있어서, -40℃ 내지 100℃의 사이에서의 Log(tanδ)의 값이, -1.8 이상인 것을 특징으로 하는 이형 표시 장치.

2. 상기 각 편광판의 각 광학 필름은, 각각, 셀룰로오스에스테르계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 1에 기재된 이형 표시 장치.

3. 상기 각 편광판의 각 광학 필름은, 말단 밀봉한 폴리에스테르를 가소제로서 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 1 또는 2에 기재된 이형 표시 장치.

4. 상기 IPS 셀은,

1화소의 표시 영역 내에서 스트라이프상으로 위치하는 패시베이션막과,

상기 패시베이션막을 지지하는 하지층을 더 갖고 있으며,

상기 화소 전극은, 상기 패시베이션막 상에 위치하고 있고,

상기 공통 전극은, 상기 하지층 상이며, 또한, 인접하는 상기 패시베이션막의 사이에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 상기 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 이형 표시 장치.

본 발명은 표시 화면이 이형 형상인 표시 장치에 이용 가능하다.

1: 액정 표시 장치(이형 표시 장치)
1a: 표시 화면
2: IPS 셀
3: 편광판
4: 편광판
11: 편광자
12: 보호 필름(광학 필름)
13: 대향 필름(광학 필름)
21: 편광자
22: 보호 필름(광학 필름)
23: 대향 필름(광학 필름)
107: 유기 패시베이션막(하지층)
108: 공통 전극
109: 패시베이션막
110: 화소 전극
P: 표시 영역

Claims

표시 화면이, 직사각형 및 정사각형과는 상이한 형상인 이형 표시 장치이며,
IPS 셀과, 상기 IPS 셀을 양측으로부터 사이에 끼우는 각 편광판을 구비하고,
상기 IPS 셀은,
1화소의 표시 영역 내에서 스트라이프상으로 위치하는 화소 전극과,
상기 화소 전극과 교대로 배열되는 스트라이프상의 공통 전극을 갖고 있으며,
상기 각 편광판의 두께는 각각 20㎛ 이상 65㎛ 이하이고,
상기 각 편광판은,
편광자와, 상기 편광자를 양측으로부터 사이에 끼우는 각 광학 필름을 갖고 있으며,
손실 탄성률과 저장 탄성률의 비를 나타내는 손실 정접을 tanδ로 했을 때,
상기 각 편광판의 각 광학 필름에 있어서, -40℃ 내지 100℃의 사이에서의 Log(tanδ)의 값이 -1.8 이상인, 이형 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 각 편광판의 각 광학 필름은 각각 셀룰로오스에스테르계 수지를 포함하는, 이형 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각 편광판의 각 광학 필름은 말단 밀봉한 폴리에스테르를 가소제로서 포함하는, 이형 표시 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 IPS 셀은,
1화소의 표시 영역 내에서 스트라이프상으로 위치하는 패시베이션막과,
상기 패시베이션막을 지지하는 하지층을 더 갖고 있으며,
상기 화소 전극은 상기 패시베이션막 상에 위치하고 있고,
상기 공통 전극은, 상기 하지층 상이며 또한 인접하는 상기 패시베이션막의 사이에 위치하고 있는, 이형 표시 장치.