KR20190043623A - 편광판 및 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

편광판(5)은 제1 보호 필름(광학 필름(12)), 편광자(11), 제2 보호 필름(광학 필름(13))을 이 순서로 적층하여 구성된다. 제2 보호 필름의 면 내 방향의 리타데이션값 Ro 및 두께 방향의 리타데이션값 Rt는, 소정의 범위 내에 있다. 제1 보호 필름의 황색도를 나타내는 Y.I값과, 제2 보호 필름의 황색도를 나타내는 Y.I값의 차는, 0.4 이하이다. 제2 보호 필름만이 자외선 흡수 기능을 가짐과 함께, 흡수한 자외선을 열로 변환함으로써, 흡수에 의한 벤드를 억제하는 벤드 억제제를 포함한다.

Description

편광판 및 액정 표시 장치

본 발명은, 편광판과, 그 편광판을 구비한 IPS(In Plane Switching)형 액정 표시 장치에 관한 것이다.

종래부터, 액정 표시 장치에 있어서의 표시 불균일을 개선하는 기술로서, 예를 들어 특허문헌 1에 개시된 것이 있다. 특허문헌 1에서는, 박형 액정 표시 장치(예를 들어 IPS형 액정 표시 장치)에 광학 필름을 적용하였을 때, 표시면에서 원 형상 또는 타원 형상의 광 불균일이 발생하는 과제에 대하여, 지방족 디카르복실산과 지방족 디올의 중축합 에스테르를 가소제로서 사용하고, 광학 필름을 형성하는 폴리머(바람직하게는 셀룰로오스아실레이트)에 대하여, 상기 가소제를 10질량％ 이상 함유시킴으로써, 상기 광 불균일을 개선하고 있다.

한편, 대형 텔레비전으로서 사용되는 액정 표시 장치의 박형화에 수반하여, 액정 셀의 유리 기판이 얇아지면, 액정 셀에 대하여 시인측에 위치하는 편광판이 흡수에 의해 치수 변화를 일으켜서 벤드(굽힘 변형)되고, 이에 수반하여 액정 셀의 벤드나, 그 벤드에 의한 화상 불균일(벤드 불균일)이 발생한다. 이 때문에, 종래는, 상기 편광판에 있어서, 편광자에 대하여 시인측에 위치하는 보호 필름을 투습성이 낮은 필름으로 구성함으로써, 편광판의 흡수를 저감시켜 치수 변화를 억제하고, 이에 의해 액정 셀의 벤드를 억제하도록 하고 있었다. 또한, 상기 투습성이 낮은 필름으로서는, 예를 들어 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트)나 아크릴 등의 수지 필름이 있다.

일본 특허 공개 제2013-254190호 공보(청구항 9, 10, 23, 단락 [0037] 내지 [0043], [0215] 등 참조)

여기서, 이하에서의 설명의 편의상, 액정 셀에 대하여 시인측에 위치하는 편광판에 있어서, 편광자에 대하여 시인측에 위치하는 보호 필름을, T1 필름이라고도 칭하고, 편광자에 대하여 액정 셀측에 위치하는 보호 필름을, T2 필름이라고도 칭한다.

액정 표시 장치에 있어서, 시인측의 편광판의 T2 필름은 T1 필름보다도 액정 셀측에 위치하여 액정 셀과 직접 접합되기 때문에, T2 필름의 벤드가 액정 셀의 유리 기판에 끼치는 영향은, T1 필름의 벤드가 유리 기판에 끼치는 영향보다도 크다. 특히, 근년의 액정 표시 장치의 박형화에 의해, 액정 셀의 유리 기판이 얇아지면, 유리 기판이 벤드되기 쉬워지기 때문에, T2 필름의 벤드의 영향이 점점 커진다. 이 때문에, 박형 액정 표시 장치에서는, 시인측 편광판의 T2 필름의 벤드를 억제하는 것이 점점 중요해진다.

이 점에서, 상술한 바와 같이, T1 필름을 PET나 아크릴 등의 저투습 수지 필름으로 구성하고, T1 필름에 있어서의 수분의 투과를 억제함으로써, 함수에 의한 편광판의 치수 변화를 어느 정도 억제하는 것은 가능하다. 그러나, 이 경우에도, T1 필름에 있어서의 수분의 투과를 완전히 없앨 수는 없고, T1 필름을 투과한 수분이 T2 필름에 침투하여, T2 필름이 치수 변화를 일으켜, T2 필름이 벤드되는 일이 일어날 수 있다. 따라서, T2 필름 자체에 벤드를 억제하는 기능을 갖게 하는 것이 바람직하지만, 이와 같은 구성은 종래부터 아직 제안되어 있지 않다.

또한, 근년, 고투과율 패널을 탑재한 IPS형 액정 표시 장치에서는, 투과 광량이 많은 점에서, 종래는 인식되지 못했던 색 불균일 등이 인식되기 쉽다. 특히, 액정 셀에 대하여 시인측에 위치하는 편광판에 있어서, T1 필름과 T2 필름에서, 황색도를 나타내는 Y.I값(Yellowness Indices, Yellow Index)의 차가 너무 크면, 색 불균일이 보다 인식되기 쉬워지는 것을 다양한 검토로부터 알았다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은, 보호 필름(T2 필름)의 벤드를 억제하여, IPS형 액정 표시 장치에 적용되었을 때의 화상 불균일(벤드 불균일)을 억제함과 함께, T1 필름과 T2 필름에서의 Y.I값의 차에 기인하는 색 불균일을 억제할 수 있는 편광판과, 그 편광판을 구비한 액정 표시 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 상기 목적은, 이하의 제조 방법에 의해 달성된다.

즉, 본 발명의 일 측면에 관한 편광판은, 제1 보호 필름, 편광자, 제2 보호 필름을 이 순서로 적층한 편광판이며,

상기 제2 보호 필름에 있어서, 하기 식 (i)로 정의되는 필름 면 내 방향의 리타데이션값 Ro(nm) 및 하기 식 (ii)로 정의되는 필름의 두께 방향의 리타데이션값 Rt(nm)가, 하기 식 (iii) 및 (iv)로 규정되는 조건을 만족시키고,

(i) Ro=(nx-ny)×d

(ii) Rt=((nx+ny)/2-nz)×d

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

(iii) 0nm≤Ro≤10nm

(iv) |Rt|≤25nm

상기 제1 보호 필름의 황색도를 나타내는 Y.I값과, 상기 제2 보호 필름의 황색도를 나타내는 Y.I값의 차가, 0.4 이하이고,

상기 제1 보호 필름 및 상기 제2 보호 필름 중, 상기 제2 보호 필름만이 자외선 흡수 기능을 가짐과 함께, 흡수한 자외선을 열로 변환함으로써, 흡수에 의한 벤드를 억제하는 벤드 억제제를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 관한 액정 표시 장치는,

상기 편광판과,

한 쌍의 기판으로 액정층을 협지한 IPS형 액정 셀을 포함하고,

상기 편광판은 상기 액정 셀에 대하여 시인측에 배치되며, 또한 상기 편광자에 대하여 상기 제2 보호 필름이 상기 액정 셀측이 되게 배치된다.

편광판의 제2 보호 필름이 벤드 억제제를 포함하고 있음으로써, 제2 보호 필름 자체의 벤드를 억제할 수 있기 때문에, 상기 편광판을 IPS형 액정 표시 장치의 시인측 편광판에 적용하였을 때, 제2 보호 필름의 벤드에 기인하는 액정 셀의 기판 벤드를 억제하여, 벤드 불균일(화상 불균일)을 억제할 수 있다. 또한, 제1 보호 필름과 제2 보호 필름에서 Y.I값의 차가 0.4 이하로 작기 때문에, IPS형 액정 표시 장치에 있어서, Y.I값의 차에 기인하는 색 불균일을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 IPS형 액정 표시 장치의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이다.

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

본 실시 형태의 편광판은, 제1 보호 필름, 편광자, 제2 보호 필름을 이 순서로 적층한 편광판이다. 상기 제2 보호 필름에 있어서, 하기 식 (i)로 정의되는 필름 면 내 방향의 리타데이션값 Ro(nm) 및 하기 식 (ii)로 정의되는 필름의 두께 방향의 리타데이션값 Rt(nm)는, 하기 식 (iii) 및 (iv)로 규정되는 조건을 만족시키고 있다.

(i) Ro=(nx-ny)×d

(ii) Rt=((nx+ny)/2-nz)×d

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

(iii) 0nm≤Ro≤10nm

(iv) |Rt|≤25nm

상기 제1 보호 필름의 황색도를 나타내는 Y.I값과, 상기 제2 보호 필름의 황색도를 나타내는 Y.I값의 차가, 0.4 이하이고, 상기 제1 보호 필름 및 상기 제2 보호 필름 중, 상기 제2 보호 필름만이 자외선 흡수 기능을 가짐과 함께, 흡수한 자외선을 열로 변환함으로써, 흡수에 의한 벤드를 억제하는 벤드 억제제를 포함한다.

제1 보호 필름, 편광자, 제2 보호 필름을 이 순서로 적층한 편광판에 있어서, 제2 보호 필름은, 식 (i) 및 (ii)로 정의되는 Ro 및 Rt가, 식 (iii) 및 (iv)를 만족시키는, 소위 제로 위상차 필름이다. 이와 같은 구성의 편광판을, 예를 들어 IPS형 액정 표시 장치의 시인측 편광판에 적용하는 경우에는, 제2 보호 필름은 편광자에 대하여 액정 셀측에 위치하게 된다. 이 때문에, 제2 보호 필름의 벤드가 액정 셀의 기판(예를 들어 유리 기판)에 끼치는 영향은, 기판과 다른 층(편광자, 제2 보호 필름)을 개재하여 위치하는 제1 보호 필름의 벤드가 상기 기판에 끼치는 영향보다도 커진다.

그래서, 기판에 끼치는 영향이 보다 큰 제2 보호 필름에, 벤드 억제제를 포함시킴으로써, 기판의 벤드를 억제하는 효과가, 예를 들어 제1 보호 필름에 벤드 억제제를 포함시키는 경우에 비해 높아진다. 또한, 벤드 억제제는, 흡수한 자외선을 열로 변환하기 때문에, 가령 외부의 수분이 제1 보호 필름을 투과하였다고 해도, 제2 보호 필름에 침투하기 어려워져, 상기 수분에 기인하는 제2 보호 필름의 벤드가 확실하게 억제된다. 그 결과, IPS형 액정 표시 장치에 있어서, 제2 보호 필름의 벤드 및 그것에 의한 액정 셀의 기판 벤드를 억제하여, 표시 화상의 불균일(벤드 불균일, 휘도 불균일)을 억제할 수 있다.

또한, 고투과율의 IPS형 액정 셀을 사용한 액정 표시 장치에 있어서는, 투과 광량이 많기 때문에, 지금까지는 인식되기 어려웠던 색 불균일이 인식되기 쉬워져, 특히 제1 보호 필름의 Y.I값과 제2 보호 필름의 Y.I값의 차가 클수록, 색 불균일이 보다 인식되기 쉬워진다. 이것은, 2종의 보호 필름의 Y.I값의 차가 클수록, 한쪽 보호 필름을 투과하는 광의 색감과, 다른 쪽 보호 필름을 투과하는 광의 색감이 상이하고, 이러한 색감의 차이가, 표시 화상의 색 불균일을 강조하는 방향으로 작용하기 때문이 아닐까라고 추측하고 있다.

본 실시 형태에서는, 제2 보호 필름에 벤드 억제제를 포함시킴으로써, 예를 들어 제1 보호 필름을 저투습성 수지 필름(예를 들어 PET 필름, 아크릴 필름)으로 구성한 경우에도, 제1 보호 필름과 제2 보호 필름에서 Y.I값의 차를 동등하게 근접시키는 것이 가능해지고, 구체적으로는 2종의 보호 필름의 Y.I값의 차를 0.4 이하, 바람직하게는 0.3 이하로 억제하는 것이 가능해진다. 이렇게 2종의 보호 필름의 Y.I값의 차를 작게 할 수 있는 결과, 투과 광량이 많은 고투과율의 IPS형 액정 표시 장치에 편광판을 적용한 경우에도, 색 불균일을 억제할 수 있다.

또한, 필름의 Y.I값은, PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름에서는, 예를 들어 1.1이며, 아크릴 필름에서는, 예를 들어 1.7이며, 셀룰로오스에스테르 필름에서는, 예를 들어 0.5이다. 그리고, 벤드 억제제를 필름에 함유시키면, 필름의 Y.I값은 증가하는 경향이 있다. 따라서, 예를 들어 제1 보호 필름으로서 PET 필름 또는 아크릴 필름을 사용하고, 제2 보호 필름으로서 셀룰로오스에스테르 필름을 사용하고, 제2 보호 필름에 벤드 억제제를 함유시킴과 함께, 그 벤드 억제제의 종류나 첨가량을 적절하게 선택 또는 조정함으로써, 2종의 보호 필름의 Y.I값의 차를 0.4 이하, 바람직하게는 0.3 이하로 억제하는 것이 가능하다.

또한, 제2 보호 필름이 자외선 흡수 기능을 갖는 벤드 억제제를 포함하고 있기 때문에, 제2 보호 필름을 갖는 상기 편광판을 액정 셀의 시인측에 배치함으로써, 자외선에 의한 액정 셀의 열화를 방지할 수도 있다.

여기서, 제1 보호 필름의 투습성을 낮게 하여 편광판의 흡수를 저감시키고, 흡수에 의한 벤드를 의해 억제하는 관점에서, 제1 보호 필름은, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하는 수지를 포함하는 PET 필름인 것이 바람직하다.

또한, 제1 보호 필름이 PET 필름인 경우, 제2 보호 필름의 Y.I값은 0.8 내지 1.4인 것이 바람직하다. PET 필름의 Y.I값은 1.1이기 때문에, 제2 보호 필름의 Y.I값이 0.8 내지 1.4이면, 제1 보호 필름과 제2 보호 필름의 Y.I값의 차로서, 0.3 이하를 항상 실현하여, 색 불균일을 억제하는 효과를 더욱 높일 수 있다.

또한, 자외선 흡수 기능을 가지며, 또한 흡수한 자외선을 열로 변환함으로써, 흡수에 의한 벤드를 억제하는 상술한 벤드 억제제로서는, 질소 함유 복소환 화합물을 생각할 수 있다. 단, 구조 중에 질소 원자가 5개 이상 포함되는 질소 함유 복소환 화합물은, 벤드 억제제로서뿐만 아니라, Ro 및 Rt를 모두 상승시키는 리타데이션 상승제로서도 작용한다. 이 때문에, 벤드 불균일을 억제함과 함께, IPS용 제로 위상차 필름을 용이하게 실현하는 관점에서는, 벤드 억제제가, 구조 중에 질소 원자가 4개 이하인 질소 함유 복소환 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 제2 보호 필름으로서는, 셀룰로오스에스테르를 포함하는 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 셀룰로오스에스테르 수지를 포함하는 필름은, 첨가제의 첨가가 비교적 용이한 용액 유연 제막법으로 제막할 수 있기 때문에, 벤드 억제제를 포함하는 제2 보호 필름 및 그것을 구비한 편광판을 용이하게 실현할 수 있다.

본 실시 형태의 액정 표시 장치는, 상술한 본 실시 형태의 편광판과, 한 쌍의 기판으로 액정층을 협지한 IPS형 액정 셀을 포함하고, 상기 편광판은 상기 액정 셀에 대하여 시인측에 배치되며, 또한 상기 편광자에 대하여 상기 제2 보호 필름이 상기 액정 셀측이 되게 배치된다. 이 경우, IPS형 액정 표시 장치에 있어서, 액정 셀의 기판이 얇아진 경우에도, 기판의 벤드 및 그것에 의한 벤드 불균일을 억제할 수 있음과 함께, 색 불균일을 억제할 수 있다.

특히, IPS형 액정 표시 장치는 액정 셀의 특성상, 벤드 불균일의 영향을 받기 쉽다. 이 때문에, 벤드 불균일을 억제하는 본 실시 형태의 편광판 구성은, 액정 셀이 IPS형인 경우에 매우 유효해진다.

[IPS형 액정 표시 장치]

이하, 본 실시 형태의 액정 표시 장치의 구체적인 구성에 대하여 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태에 따른 IPS형 액정 표시 장치(1)의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이다. 액정 표시 장치(1)은 액정 표시 패널(2) 및 백라이트(3)를 구비하고 있다. 백라이트(3)는 액정 표시 패널(2)를 조명하기 위한 광원이다.

액정 표시 패널(2)는, IPS형 액정 셀(4)의 시인측에 편광판(5)을 배치하고, 백라이트(3)측에 편광판(6)을 배치하여 구성되어 있다. 액정 셀(4)은 액정층을 한 쌍의 유리 기판(도시하지 않음)으로 협지하여 형성된다.

편광판(5)은 편광자(11)와 광학 필름(12·13)을 구비하고 있다. 편광자(11)는 소정의 직선 편광을 투과한다. 광학 필름(12)은 편광자(11)의 시인측에 배치되는 제1 보호 필름(T1 필름이라고도 칭함)이다. 광학 필름(13)은, 편광자(11)의 액정 셀(4)측, 즉, 편광자(11)에 대하여 시인측과는 반대측에 배치되는 제2 보호 필름(T2 필름이라고도 칭함)이다. 광학 필름(12)은, 편광자(11)를 통해 광학 필름(13)과 대향하여 배치되는 점에서, 대향 필름이라 칭할 수도 있다. 편광판(5)은 액정 셀(4)의 시인측에 점착층(7)을 통해 부착되어 있다. 즉, 편광판(5)은 액정 셀(4)에 대하여 시인측에 위치하고, 또한 광학 필름(13)이 편광자(11)에 대하여 액정 셀(4)측이 되게, 액정 셀(4)에 접합되어 있다.

편광판(6)은 편광자(14)와 광학 필름(15·16)을 구비한다. 편광자(14)는 소정의 직선 편광을 투과한다. 광학 필름(15)은 편광자(14)의 시인측(액정 셀(4)측)에 배치되는 제3 보호 필름(T3 필름이라고도 칭함)이다. 광학 필름(16)은 편광자(14)의 백라이트(3)측(시인측과는 반대측)에 배치되는 제4 보호 필름(T4 필름이라고도 칭함)이다. 이러한 편광판(6)은 액정 셀(4)의 백라이트(3)측에 점착층(8)을 통해 부착되어 있다. 또한, 시인측의 광학 필름(15)을 생략하고, 편광자(14)를 점착층(8)에 직접 접촉시켜도 된다. 편광자(11)와 편광자(14)는 크로스니콜 상태로 되게 배치된다.

[제2 보호 필름]

이어서, 시인측의 편광판의 제2 보호 필름에 대하여 설명한다. 또한, 이하에서 나타내는 제2 보호 필름의 구성은, 백라이트측의 편광판의 제3 보호 필름에도 적용 가능하다. 단, 제2 보호 필름에 포함되는 벤드 억제제는, 제3 보호 필름에 포함되어 있어도 되고, 포함되어 있지 않아도 된다.

본 실시 형태의 제2 보호 필름은 소위 제로 위상차 필름이다. 즉, 제2 보호 필름에 있어서, 하기 식 (i)로 정의되는 필름 면 내 방향의 리타데이션값 Ro(nm) 및 하기 식 (ii)로 정의되는 필름의 두께 방향의 리타데이션값 Rt(nm)는, 하기 식 (iii) 및 (iv)로 규정되는 조건을 만족시킨다.

(i) Ro=(nx-ny)×d

(ii) Rt={(nx+ny)/2-nz}×d

(식 중, nx는 필름 면 내의 지상축 방향의 굴절률, ny는 필름 면 내의 진상축 방향(지상축에 수직인 방향)의 굴절률, nz는 필름의 두께 방향의 굴절률(굴절률은 23℃, 55％RH의 환경 하, 파장 590nm에서 측정), d는 필름의 두께(nm)를 나타낸다.)

(iii) 0nm≤Ro≤10nm

(iv) |Rt|≤25nm

리타데이션값 Ro·Rt는 공지된 방법을 따라서 측정할 수 있다. 구체적으로는, 리타데이션값 Ro·Rt는 자동 복굴절률계 액소 스캔(Axo Scan Mueller Matrix Polarimeter: 액소 매트릭스사제)을 사용하여, 23℃·55％RH의 환경 하, 590nm의 파장에 있어서, 삼차원 굴절률 측정을 행하고, 얻어진 굴절률 nx, ny, nz로부터 산출할 수 있다.

제2 보호 필름의 리타데이션값 Ro·Rt를 거의 제로로 함으로써(식 (iii) 및 (iv)로 규정되는 조건을 만족시킴으로써), 편광판을 제2 보호 필름측에서 액정 셀에 접합시켰을 때, 얻어지는 액정 표시 장치에 있어서의 흑색 표시 시의 광 누설을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 제2 보호 필름의 두께를 저감시킬 수 있기 때문에, 편광판 및 액정 표시 장치의 더 한층의 박형 경량화를 도모하는 것이 가능해지므로 바람직하다.

제2 보호 필름은, 380nm에서의 광투과율이 50％ 미만인 광투과성 필름인 것이 바람직하다. 제2 보호 필름의 파장 380nm에 있어서의 광투과율은, 예를 들어 자외 가시 분광 광도계(닛본 분꼬우사제, 제품명: V7100)를 사용하여 측정하여 구할 수 있다. 380nm에서의 광투과율은, 바람직하게는 25％ 미만이고, 더욱 바람직하게는 10％ 미만이다.

제2 보호 필름에 있어서, 380nm에 있어서의 광투과율을 50％ 미만으로 하는 방법으로서는, 필름에 380nm에 있어서의 광흡수를 갖는 첨가제를 첨가하는 것이며, 특히 자외 영역에 강한 흡수를 갖는 자외선 흡수제를 첨가하는 것이 유효하다.

이하, 제2 보호 필름의 상세에 대하여, 더욱 설명한다.

(셀룰로오스 수지 필름)

제2 보호 필름의 바람직한 형태의 하나는, 셀룰로오스 수지를 함유하고 있는 셀룰로오스 수지 필름이다.

편광판의 제2 보호 필름에 사용하는 셀룰로오스 수지로서는, 셀룰로오스에스테르 수지, 셀룰로오스에테르 수지, 셀룰로오스에테르 에스테르 수지 등을 들 수 있다.

제2 보호 필름에 사용하는 셀룰로오스에스테르로서는, 특별히 한정은 없지만, 탄소수 2 내지 22 정도의 카르복실산에스테르이며, 방향족 카르복실산의 에스테르여도 되고, 특히 셀룰로오스의 저급 지방산에스테르인 것이 바람직하다.

셀룰로오스의 저급 지방산에스테르에 있어서의 저급 지방산이란, 탄소 원자수가 6 이하인 지방산을 의미하고 있다. 히드록시기에 결합하는 아실기는 직쇄여도 분지되어도 되고, 또한 환을 형성해도 된다. 또한 다른 치환기가 치환되어도 된다. 동일한 치환도인 경우, 상기 탄소수가 많으면 복굴절성이 저하되기 때문에, 탄소수로서는 탄소수 2 내지 6의 아실기 중에서 선택하는 것이 바람직하다. 상기 셀룰로오스에스테르로서의 탄소수가 2 내지 4인 것이 바람직하고, 탄소수가 2 내지 3인 것이 보다 바람직하다.

상기 셀룰로오스에스테르는 혼합산 유래의 아실기를 사용할 수도 있고, 특히 바람직하게는 탄소수가 2와 3, 또는 탄소수가 2와 4인 아실기를 사용할 수 있다. 본 실시 형태에서 사용되는 셀룰로오스에스테르로서는, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트부티레이트, 또는 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트부티레이트와 같은 아세틸기 이외에도 프로피오네이트기 또는 부티레이트기가 결합된 셀룰로오스의 혼합 지방산에스테르를 사용할 수 있다. 또한, 부티레이트를 형성하는 부티릴기로서는 직쇄상이어도 분지되어 있어도 된다. 본 실시 형태에 있어서 바람직하게 사용되는 셀룰로오스에스테르로서는, 특히 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스아세테이트부티레이트, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트프탈레이트이다.

또한, 리타데이션값은, 셀룰로오스에스테르의 상기 아실기의 종류와 셀룰로오스 수지 골격의 피라노오스환으로의 아실기의 치환도 등에 의해 적절히 제어할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 하기 식 (A) 및 식 (B)를 동시에 만족시키는 셀룰로오스에스테르를 사용하는 것이 바람직하다.

식 (A)

2.0≤X+Y≤3.0

식 (B)

0≤Y≤2.0

상기 식 (A) 및 식 (B)에 있어서, X는 아세틸기의 치환도, Y는 프로피오닐기 또는 부티릴기의 치환도이다. 상기 두 식을 만족시키는 것은, 우수한 광학 특성을 나타내는 편광판용 보호 필름을 제조하는 데 적합하다.

이 중에서도, 특히 트리아세틸셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트가 바람직하게 사용된다. 더욱 바람직하게는 2.8≤X≤3.0의 트리아세틸셀룰로오스가 사용된다.

셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트부티레이트에서는 1.5≤X≤2.9이며, 0.1≤Y≤1.5, 2.8≤X+Y≤3.0인 것이 바람직하다. 아실기의 치환도 측정 방법은 ASTM-D817-96에 준하여 측정할 수 있다.

상기 아실기의 치환도가 너무 낮으면, 셀룰로오스 수지의 골격을 구성하는 피라노오스환의 히드록시기에 대하여 미반응 부분이 많아지고, 해당 히드록시기가 많이 잔존함으로써, 리타데이션의 습도 변화나 편광판용 보호 필름으로서 편광자를 보호하는 능력이 저하되어버리는 경우가 있어, 바람직하지 않다.

본 실시 형태에서 사용되는 셀룰로오스에스테르의 수평균 분자량은, 60000 내지 300000의 범위인 것이, 얻어지는 필름의 기계적 강도가 강하기 때문에 바람직하다. 또한, 수평균 분자량이 70000 내지 200000인 범위인 셀룰로오스에스테르가 바람직하게 사용된다.

셀룰로오스에스테르의 수평균 분자량은 고속 액체 크로마토그래피에 의해 하기 조건에서 측정할 수 있다.

용매: 아세톤

칼럼: MPW×1(도소(주)제)

시료 농도: 0.2(질량/용량)％

유량: 1.0ml/분

시료 주입량: 300μl

표준 시료: 표준 폴리스티렌

온도: 23℃

셀룰로오스에스테르의 원료인 셀룰로오스로서는, 특별히 한정은 없지만, 면화 린터, 목재 펄프, 케나프 등을 들 수 있다. 또한, 그들로부터 얻어진 셀룰로오스에스테르는, 각각 임의의 비율로 혼합 사용할 수 있다.

셀룰로오스에스테르는, 셀룰로오스 원료의 아실화제가 산무수물(무수 아세트산, 무수 프로피온산, 무수 부티르산)인 경우에는, 아세트산과 같은 유기산이나 메틸렌클로라이드 등의 용매를 사용하고, 황산과 같은 프로톤성 촉매를 사용하여 반응이 행해진다. 아실화제가 산클로라이드(CH₃COCl, C₂H₅COCl, C₃H₇COCl)인 경우에는, 촉매로서 아민과 같은 염기성 화합물을 사용하여 반응이 행해진다. 구체적으로는, 일본 특허 공개 평10-45804호 공보에 기재된 방법을 참고로 하여 합성할 수 있다.

셀룰로오스에스테르에 있어서, 글루코오스 단위의 6위치의 아실기의 평균 치환도가 0.5 내지 0.9인 것이 바람직하다.

셀룰로오스에스테르를 구성하는 글루코오스 단위의 6위치에는, 2위치 및 3위치와 달리, 반응성이 높은 1급 히드록시기가 존재한다. 이 1급 히드록시기는, 황산을 촉매로 하는 셀룰로오스에스테르의 제조 과정에서 황산에스테르를 우선적으로 형성한다. 그 때문에, 셀룰로오스의 에스테르화 반응에 있어서, 촉매 황산량을 증가시킴으로써, 통상의 셀룰로오스에스테르에 비해, 글루코오스 단위의 6위치보다도 2위치 및 3위치의 평균 치환도를 높일 수 있다. 또한, 필요에 따라서, 셀룰로오스를 트리틸화하면, 글루코오스 단위의 6위치의 히드록시기를 선택적으로 보호할 수 있기 때문에, 트리틸화에 의해 6위치의 히드록시기를 보호하고, 에스테르화한 후, 트리틸기(보호기)를 탈리함으로써, 글루코오스 단위의 6위치보다도 2위치 및 3위치의 평균 치환도를 높일 수 있다. 구체적으로는, 일본 특허 공개 제2005-281645호 기재된 방법으로 제조된 셀룰로오스에스테르도 바람직하게 사용할 수 있다.

아세틸셀룰로오스의 경우, 아세트화율을 높이려고 하면, 아세트화 반응의 시간을 연장할 필요가 있다. 단, 반응 시간을 너무 길게 하면, 분해가 동시에 진행되고, 폴리머쇄의 절단이나 아세틸기의 분해 등이 일어나서, 바람직하지 않은 결과를 초래한다. 따라서, 아세트화도를 높이고, 분해를 어느 정도 억제하기 위해서는, 반응 시간은 어느 범위로 설정할 필요가 있다. 반응 시간으로 규정하는 것은, 반응 조건이 다양하고, 반응 장치나 설비 그 밖의 조건에서 크게 변하므로 적절하지 않다. 폴리머의 분해가 진행됨에 따라서, 분자량 분포가 넓어져가므로, 셀룰로오스에스테르의 경우에도, 분해의 정도는, 통상 사용되는 중량 평균 분자량(Mw)/수평균 분자량(Mn)의 값으로 규정할 수 있다. 즉, 셀룰로오스트리아세테이트의 아세트화 과정에서, 과잉으로 너무 길어 분해가 너무 진행되는 일이 없으며, 또한 아세트화에는 충분한 시간 아세트화 반응을 행하게 하기 위한 반응 정도의 하나의 지표인 중량 평균 분자량(Mw)/수평균 분자량(Mn)의 값을 사용할 수 있다.

셀룰로오스에스테르의 제조법의 일례를 이하에 나타내면, 셀룰로오스 원료로서 면화 린터 100질량부를 해쇄하여, 40질량부의 아세트산을 첨가하고, 36℃에서 20분간 전처리 활성화를 하였다. 그 후, 황산 8질량부, 무수 아세트산 260질량부, 아세트산 350질량부를 첨가하고, 36℃에서 120분간 에스테르화를 행하였다. 24％ 아세트산마그네슘 수용액 11질량부로 중화시킨 후, 63℃에서 35분간 비누화 숙성하고, 아세틸셀룰로오스를 얻었다. 이것을 10배의 아세트산 수용액(아세트산:물=1:1(질량비))을 사용하여, 실온에서 160분간 교반한 후, 여과, 건조시켜 아세틸 치환도 2.75의 정제 아세틸셀룰로오스를 얻었다. 이 아세틸셀룰로오스의 Mn은 92000, Mw는 156000, Mw/Mn은 1.7이었다. 동일하게, 셀룰로오스에스테르의 에스테르화 조건(온도, 시간, 교반), 가수 분해 조건을 조정함으로써, 치환도, Mw/Mn비가 다른 셀룰로오스에스테르를 합성할 수 있다. 셀룰로오스에스테르의 Mw/Mn비는 1.4 내지 5.0인 것이 바람직하다.

또한, 셀룰로오스에스테르의 합성에 있어서, 정제하여 저분자량 성분을 제거하는 것, 미(未)아세트화 또는 저아세트화도의 성분을 여과로 제거하는 것도 바람직하게 행해진다.

또한, 혼산 셀룰로오스에스테르에 대해서는, 일본 특허 공개 평10-45804호 공보에 기재된 방법으로 얻을 수 있다.

또한, 셀룰로오스에스테르는, 셀룰로오스에스테르 중의 미량 금속 성분에 의해서도 영향을 받는다. 이들은 제조 공정에서 사용되는 물에 관련되어 있다고 생각할 수 있지만, 불용성의 핵이 될 수 있는 성분은 적은 쪽이 바람직하다. 철, 칼슘, 마그네슘 등의 금속 이온은, 유기 산성기를 포함하고 있을 가능성이 있는 폴리머 분해물 등과 염 형성함으로써 불용물을 형성하는 경우가 있어, 적은 것이 바람직하다. 철(Fe) 성분에 대해서는, 1ppm 이하인 것이 바람직하다. 칼슘(Ca) 성분에 대해서는, 카르복실산이나, 술폰산 등의 산성 성분과, 또한 많은 배위자와 배위 화합물, 즉, 착체를 형성하기 쉽고, 많은 불용의 칼슘에서 유래되는 스컴(불용성의 앙금, 탁함)을 형성한다.

칼슘(Ca) 성분은 60ppm 이하, 바람직하게는 0 내지 30ppm이다. 마그네슘(Mg) 성분에 대해서는, 역시 너무 많으면 불용분을 발생하기 때문에, 0 내지 70ppm인 것이 바람직하고, 특히 0 내지 20ppm인 것이 바람직하다. 철(Fe)분의 함량, 칼슘(Ca)분 함량, 마그네슘(Mg)분 함량 등의 금속 성분은, 절건한 셀룰로오스에스테르를 마이크로다이제스트 습식 분해 장치에서 황질산 분해하고, 알칼리 용융으로 전처리를 행한 후, ICP-AES(유도 결합 플라스마 발광 분광 분석 장치)를 사용하여 분석할 수 있다.

상기 설명한 셀룰로오스에스테르 수지 이외에도, 셀룰로오스에테르 수지, 셀룰로오스에테르 에스테르 수지 등을 들 수 있다.

셀룰로오스에테르 수지는, 셀룰로오스의 히드록시기 일부 또는 전부가 알콕시기로 치환된 것이다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 제한되지 않지만, 2 내지 20 이하로 할 수 있다. 그러한 알콕시기의 예에는, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 등이 포함되고, 바람직하게는 메톡시기, 에톡시기이며, 보다 바람직하게는 에톡시기이다. 셀룰로오스에테르 수지에 포함되는 알콕시기는 1종이어도, 2종류 이상이어도 된다.

셀룰로오스에테르 수지의 구체예에는, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스 등이 포함되고, 바람직하게는 에틸셀룰로오스이다.

셀룰로오스에테르 수지의 알콕시기의 총 치환도는 특별히 제한되지 않지만, 1.5 이상 3.0 미만이어도 되고, 바람직하게는 2.0 이상 3.0 미만이고, 보다 바람직하게는 2.5 이상 2.9 이하이다. 알콕시기의 치환도는 ASTM D4794-94에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.

셀룰로오스에테르 수지의 중량 평균 분자량이나 분자량 분포 등은, 셀룰로오스에스테르 수지와 동일한 범위로 조정할 수 있다.

그 밖에는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2011-56787호 공보, 일본 특허 공개 제2007-99876호 공보, 일본 특허 공개 제2005-83997호 공보 등에 기재된 셀룰로오스에테르 수지, 셀룰로오스에테르 에스테르 수지도 셀룰로오스에스테르 수지와 동일하게 사용할 수 있다.

(셀룰로오스 수지 필름의 첨가제)

편광판의 제2 보호 필름을 구성하는 셀룰로오스 수지 필름에는, 각각의 목적에 따라서 각종 첨가제를 사용할 수 있다.

<리타데이션 저하제 1: 당에스테르>

제2 보호 필름은, 셀룰로오스에스테르와 함께, 리타데이션 저하제를 포함하는 구성이 바람직하다.

리타데이션 저하제로서, 푸라노오스 구조 또는 피라노오스 구조를 1개 갖는 화합물 (A), 또는 푸라노오스 구조 또는 피라노오스 구조 중 적어도 1종을 2개 이상 12개 이하로 결합한 화합물 (B) 중의 OH기의 모두 또는 일부를 지방족 아실기에 의해 에스테르화한 화합물인 당에스테르 또는 당에스테르 화합물을 포함하고 있어도 된다.

바람직한 화합물 (A) 및 화합물 (B)의 예로서는, 이하에 나타내는 화합물을 들 수 있지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

화합물 (A)의 예로서는, 글루코오스, 갈락토오스, 만노오스, 프룩토오스, 크실로오스, 아라비노오스 등을 들 수 있다. 또한, 화합물 (A)에는, 말토오스를 고압에서 수소 첨가하여 환원시켜 얻어지는 말티톨도 포함된다.

또한, 화합물 (B)의 예로서는, 락토오스, 수크로오스, 셀로비오스, 말토오스, 셀로트리오스, 말토트리오스, 라피노오스, 케스토오스 등을 들 수 있다. 이들 화합물 (A) 및 화합물 (B) 중에서, 특히 푸라노오스 구조와 피라노오스 구조를 양쪽에 갖는 것이 바람직하다. 예로서는 수크로오스를 들 수 있다.

당에스테르를 합성할 때에 사용되는 모노카르복실산으로서는, 특별히 제한은 없고, 공지된 지방족 모노카르복실산, 지환족 모노카르복실산 등을 사용할 수 있다. 사용되는 카르복실산은 1종이어도 되고, 2종 이상의 혼합이어도 된다.

바람직한 지방족 모노카르복실산으로서는, 예를 들어 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 이소부티르산, 발레르산, 카프로산, 에난트산, 카프릴산, 펠라르곤산, 카프르산, 2-에틸-헥산카르복실산, 운데실산, 라우르산, 트리데실산, 미리스트산, 펜타데실산, 팔미트산, 헵타데실산, 스테아르산, 노나데칸산, 아라킨산, 베헨산, 리그노세르산, 세로트산, 헵타코산산, 몬탄산, 멜리스산, 락세르산 등의 포화 지방산, 운데실렌산, 올레산, 소르브산, 리놀레산, 리놀렌산, 아라키돈산, 옥텐산 등의 불포화 지방산 등을 들 수 있다.

바람직한 지환족 모노카르복실산의 예로서는, 시클로펜탄카르복실산, 시클로헥산카르복실산, 시클로옥탄카르복실산 또는 그들의 유도체를 들 수 있다.

이들 화합물의 제조 방법의 상세한 것은, 예를 들어 일본 특허 공개 평8-245678호 공보에 기재되어 있다.

상기 화합물 (A) 및 화합물 (B)의 에스테르화 화합물에 더하여, 올리고당의 에스테르화 화합물을, 푸라노오스 구조 또는 피라노오스 구조 중 적어도 1종을 3 내지 12개 결합한 화합물로서 적용할 수 있다.

올리고당은 전분, 자당 등에 아밀라아제 등의 효소를 작용시켜 제조되는 것이다. 본 실시 형태에 적용할 수 있는 올리고당으로서는, 말토올리고당, 이소말토올리고당, 프룩토올리고당, 갈락토올리고당, 크실로올리고당을 들 수 있다. 올리고당도 상기 화합물 (A) 및 화합물 (B)와 동일한 방법으로 아세틸화할 수 있다.

이어서, 당에스테르의 제조예의 일례를 나타낸다. 글루코오스(29.8g, 166mmol)에 피리딘(100ml)을 첨가한 용액에 무수 아세트산(200ml)을 적하하고, 24시간 반응시켰다. 그 후, 증발로 용액을 농축시켜 빙수에 투입하였다. 1시간 방치한 후, 유리 필터로 여과하여, 고체와 물을 분리하고, 유리 필터 상의 고체를 클로로포름에 녹이고, 이것이 중성이 될 때까지 냉수로 분액하였다. 유기층을 분리 후, 무수 황산나트륨에 의해 건조시켰다. 무수 황산나트륨을 여과에 의해 제거한 후, 클로로포름을 증발에 의해 제거하고, 또한 감압 건조시킴으로써 글리코오스펜타아세테이트(58.8g, 150mmol, 90.9％)를 얻었다. 또한, 상기 무수 아세트산 대신에, 상술한 모노카르복실산을 사용할 수 있다.

이하에, 본 실시 형태의 당에스테르 화합물의 구체예를 들지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.

제2 보호 필름은, 편광 기능의 열화를 억제하여, 표시 품위를 안정화하기 위해서, 상기 당에스테르 화합물을, 필름 중에 1 내지 35질량％의 범위 중, 특히 5 내지 30질량％의 범위 내에서 포함하는 것이 바람직하다. 이 범위 내이면, 본 실시 형태의 우수한 효과를 나타냄과 함께, 원단 보관 중에 있어서의 블리드 아웃 등도 없어 바람직하다. 또한, OH기를 모두 에스테르화한 당에스테르 화합물과, OH기가 1개 이상 잔존하고 있는 당에스테르 화합물을 병용해도 된다. 예를 들어, 수크로오스옥타아세테이트, 수크로오스헵타아세테이트, 수크로오스헥사아세테이트의 혼합물 등을 들 수 있다. 혼합의 비율은 특별히 한정은 없지만, 예를 들어 30:30:30, 40:30:30, 40:50:10, 50:30:20, 60:30:10, 80:10:10, 90:7:3, 95:5:0, 등의 조합을 들 수 있다. 이들은, 당의 에스테르화 시에 반응 시간 또는 당과 반응시키는 모노카르복실산의 첨가량을 조정함으로써 제어해도 되고, 각각을 혼합해도 된다.

<리타데이션 저하제 2: 아크릴 중합체>

제2 보호 필름은, 리타데이션 저하제로서, 수평균 분자량이 500 이상, 30000 이하인 아크릴 중합체를 함유해도 된다. 이러한 아크릴 중합체로서는, 국제 공개 WO08/044463호 공보의 단락 [0059] 내지 [0093]에 기재된 것이 바람직하게 사용된다.

<리타데이션 저하제 3: 폴리에스테르>

제2 보호 필름은, 리타데이션 저하제로서, 하기 일반식 (B1) 또는 (B2)로 표시되는 폴리에스테르를 함유해도 된다. 이것은, 탄소수 2 내지 12의 2가의 알코올 G와 탄소수 2 내지 12의 2염기산, 탄소수 1 내지 12의 모노카르복실산 B₁, 또는 탄소수 1 내지 12의 모노알코올인 B₂로부터 얻어진 폴리에스테르 있다.

일반식 (B1)

B₁-(G-A-)_mG-B₁

상기 일반식 (B1)에 있어서, B₁은 탄소수 1 내지 12의 모노카르복실산을 나타내고, G는 탄소수 2 내지 12의 2가의 알코올을 나타내고, A는 탄소수 2 내지 12의 2염기산을 나타낸다. B₁, G, A는 모두 방향환의 비율이 적거나, 포함하지 않는 것이 특히 바람직하다. m은 반복수를 나타낸다.

일반식 (B2)

B₂-(A-G-)_nA-B₂

상기 일반식 (B2)에 있어서, B₂는 탄소수 1 내지 12의 모노알코올을 나타내고, G는 탄소수 2 내지 12의 2가의 알코올을 나타내고, A는 탄소수 2 내지 12의 2염기산을 나타낸다. B₂, G, A는 모두 방향환의 비율이 적거나, 포함하지 않는 것이 특히 바람직하다. n은 반복수를 나타낸다.

B₁로 표시되는 모노카르복실산으로서는, 특별히 제한은 없고, 공지된 지방족 모노카르복실산, 지환족 모노카르복실산 등을 바람직하게 사용할 수 있다.

바람직한 모노카르복실산의 예로서는, 이하와 같은 것을 들 수 있지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.

지방족 모노카르복실산으로서는, 탄소수 1 내지 32의 직쇄 또는 측쇄를 가진 지방산을 바람직하게 사용할 수 있다. 탄소수 1 내지 20인 것이 더욱 바람직하고, 탄소수 1 내지 12인 것이 특히 바람직하다. 아세트산을 함유시키면 셀룰로오스에스테르와의 상용성이 증가되기 때문에 바람직하고, 아세트산과 다른 모노카르복실산을 혼합하여 사용하는 것도 바람직하다.

바람직한 지방족 모노카르복실산으로서는, 예를 들어 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프로산, 에난트산, 카프릴산, 펠라르곤산, 카프르산, 2-에틸-헥산카르복실산, 운데실산, 라우르산, 트리데실산, 미리스트산, 펜타데실산, 팔미트산, 헵타데실산, 스테아르산, 노나데칸산, 아라킨산, 베헨산, 리그노세르산, 세로트산, 헵타코산산, 몬탄산, 멜리스산, 락세르산 등의 포화 지방산, 운데실렌산, 올레산, 소르브산, 리놀레산, 리놀렌산, 아라키돈산 등의 불포화 지방산 등을 들 수 있다.

B₂로 표시되는 모노알코올 성분으로서는, 특별히 제한은 없고, 공지된 알코올류를 사용할 수 있다. 예를 들어, 탄소수 1 내지 32의 직쇄 또는 측쇄를 가진 지방족 포화 알코올 또는 지방족 불포화 알코올을 바람직하게 사용할 수 있다. 탄소수 1 내지 20인 것이 더욱 바람직하고, 탄소수 1 내지 12인 것이 특히 바람직하다.

G로 표시되는 2가의 알코올 성분으로서는, 이하와 같은 것을 들 수 있지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 1,2-부틸렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 1,4-부틸렌글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,5-펜틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜 등을 들 수 있다. 이들 중, 에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 1,2-부틸렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 1,4-부틸렌글리콜, 1,6-헥산디올, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜이 바람직하고, 또한 1,3-프로필렌글리콜, 1,4-부틸렌글리콜, 1,6-헥산디올, 디에틸렌글리콜을 바람직하게 사용된다.

A로 표시되는 2염기산(디카르복실산) 성분으로서는, 지방족 2염기산, 지환식 2염기산이 바람직하다. 예를 들어, 지방족 2염기산으로서는, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 운데칸디카르복실산, 도데칸디카르복실산 등, 특히 지방족 디카르복실산으로서는 탄소 원자수 4 내지 12의 것, 이들로부터 선택되는 적어도 하나의 것을 사용한다. 즉, 2종 이상의 2염기산을 조합하여 사용해도 된다. 그 때에는, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산 등의 방향족 디카르복실산을 병용할 수도 있다.

m, n은 각각 반복수를 나타내고, 1 이상이며 170 이하가 바람직하다.

폴리에스테르의 수평균 분자량은 20000 이하가 바람직하고, 10000 이하인 것이 더욱 바람직한다. 특히 수평균 분자량이 500 내지 10000인 폴리에스테르는, 셀룰로오스에스테르와의 상용성이 양호하고, 제막 내에 있어서 증발도 휘발도 일어나기 어려워 바람직하다.

폴리에스테르의 중축합은 통상의 방법에 의해 행해진다. 예를 들어, 상기 2염기산과 글리콜의 직접 반응, 상기 2염기산 또는 이들의 알킬에스테르류, 예를 들어 2염기산의 메틸에스테르와 글리콜류의 폴리에스테르화 반응 또는 에스테르 교환 반응에 의해 열용융 축합법이나, 또는 이들 산의 산클로라이드와 글리콜의 탈할로겐화수소 반응 중 어느 방법에 의해 용이하게 합성할 수 있다. 수평균 분자량이 그만큼 크지 않은 폴리에스테르는 직접 반응에 의한 것이 바람직하다. 저분자량측에 분포가 높게 있는 폴리에스테르는 셀룰로오스에스테르와의 상용성이 매우 좋고, 필름 형성 후, 투습도도 작고, 게다가 투명성이 우수한 제2 보호 필름을 얻을 수 있다.

분자량의 조정 방법은 특별히 제한없이 종래의 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 중합 조건에 따라서 다르지만, 1가의 산(모노카르복실산) 또는 1가의 알코올(모노알코올)로 분자 말단을 봉쇄하는 방법에서는, 이들 1가의 화합물의 첨가량을 컨트롤함으로써 분자량을 조정할 수 있다. 이 경우, 1가의 산이 폴리머의 안정성의 점에서 바람직하다.

예를 들어, 1가의 산으로서는, 아세트산, 프로피온산, 부티르산 등을 바람직한 예로서 들 수 있다. 중축합 반응 중에는 계 밖으로 증류 제거시키지 않고, 정지하여 반응계 밖으로 이러한 1가의 산을 제거할 때에 증류 제거하기 쉬운 것이 선택되지만, 이들을 혼합 사용해도 된다. 또한, 직접 반응의 경우에는, 반응 중에 증류 제거되는 물의 양에 따라서 반응을 정지하는 타이밍을 계측함으로써도, 수평균 분자량을 조절할 수 있다. 그 밖에도, 투입하는 글리콜 또는 2염기산의 몰수를 치우치게 함으로써도 할 수 있고, 반응 온도를 컨트롤해도 조절할 수 있다.

본 실시 형태의 폴리에스테르는, 제2 보호 필름 중에 대하여 1 내지 40질량％ 함유하는 것이 바람직하고, 2 내지 30질량％ 함유하는 것이 더욱 바람직하고, 3 내지 15질량％ 함유하는 것이 특히 바람직하다.

상기 아크릴 중합체, 또는 폴리에스테르가 첨가된 필름을 사용함으로써, 고온 고습에 의한 열화가 적은 편광판이 얻어진다. 또한, 이 편광판을 사용함으로써, 콘트라스트나 시야각 안정성이 장시간 유지되고, 표면의 평면성이 우수한 IPS형 액정 표시 장치가 얻어진다.

<가소제>

편광판의 제2 보호 필름은 필요에 따라서 가소제를 함유할 수 있다. 가소제는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 다가 카르복실산에스테르계 가소제, 글리콜레이트계 가소제, 프탈산에스테르계 가소제, 지방산에스테르계 가소제 및 다가 알코올 에스테르계 가소제, 폴리에스테르계 가소제, 아크릴계 가소제 등으로부터 선택된다. 또한, 이들 가소제가 리타데이션 저하제로서 작용하는 경우도 있다.

글리콜레이트계 가소제는 특별히 한정되지 않지만, 알킬프탈릴알킬글리콜레이트류를 바람직하게 사용할 수 있다. 알킬프탈릴알킬글리콜레이트류로서는, 예를 들어 메틸프탈릴메틸글리콜레이트, 에틸프탈릴에틸글리콜레이트, 프로필프탈릴프로필글리콜레이트, 부틸프탈릴부틸글리콜레이트, 옥틸프탈릴옥틸글리콜레이트, 메틸프탈릴에틸글리콜레이트, 에틸프탈릴메틸글리콜레이트, 에틸프탈릴프로필글리콜레이트, 메틸프탈릴부틸글리콜레이트, 에틸프탈릴부틸글리콜레이트, 부틸프탈릴메틸글리콜레이트, 부틸프탈릴에틸글리콜레이트, 프로필프탈릴부틸글리콜레이트, 부틸프탈릴프로필글리콜레이트, 메틸프탈릴옥틸글리콜레이트, 에틸프탈릴옥틸글리콜레이트, 옥틸프탈릴메틸글리콜레이트, 옥틸프탈릴에틸글리콜레이트 등을 들 수 있다.

프탈산에스테르계 가소제로서는, 예를 들어 디에틸프탈레이트, 디메톡시에틸프탈레이트, 디메틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디-2-에틸헥실프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, 디시클로헥실프탈레이트, 디시클로헥실테레프탈레이트 등을 들 수 있다.

시트르산에스테르계 가소제로서는, 예를 들어 시트르산아세틸트리메틸, 시트르산아세틸트리에틸, 시트르산아세틸트리부틸 등을 들 수 있다.

지방산에스테르계 가소제로서, 예를 들어 올레산부틸, 리시놀산메틸아세틸, 세바스산디부틸 등을 들 수 있다.

인산에스테르계 가소제로서는, 예를 들어 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 크레실디페닐포스페이트, 옥틸디페닐포스페이트, 디페닐비페닐포스페이트, 트리옥틸포스페이트, 트리부틸포스페이트 등을 들 수 있다.

다가 카르복실산에스테르 화합물로서는, 2가 이상, 바람직하게는 2가 내지 20가의 다가 카르복실산과 알코올의 에스테르를 포함한다. 또한, 지방족 다가 카르복실산은 2 내지 20가인 것이 바람직하고, 방향족 다가 카르복실산, 지환식 다가 카르복실산의 경우에는 3가 내지 20가인 것이 바람직하다.

다가 카르복실산은 하기 일반식 (C)로 표시된다.

일반식 (C)

R₂(COOH)_m(OH)_n

상기 일반식 (C)에 있어서, R₂는 (m+n)가의 유기기, m은 2 이상의 양의 정수, n은 0 이상의 정수, COOH기는 카르복시기, OH기는 알코올성 또는 페놀성 히드록시기를 나타낸다.

바람직한 다가 카르복실산의 예로서는, 이하와 같은 것을 들 수 있지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 트리멜리트산, 트리메스산, 피로멜리트산과 같은 3가 이상의 방향족 다가 카르복실산 또는 그의 유도체, 숙신산, 아디프산, 아젤라산, 세바스산, 옥살산, 푸마르산, 말레산, 테트라히드로프탈산과 같은 지방족 다가 카르복실산, 타르타르산, 타르트론산, 말산, 시트르산과 같은 옥시 다가 카르복실산 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 특히 옥시 다가 카르복실산을 사용하는 것이, 보류성 향상 등의 점에서 바람직하다.

다가 카르복실산에스테르에 사용되는 알코올로서는, 특별히 제한은 없고, 공지된 알코올, 페놀류를 사용할 수 있다. 예를 들어, 탄소수 1 내지 32의 직쇄 또는 측쇄를 가진 지방족 포화 알코올 또는 지방족 불포화 알코올을 바람직하게 사용할 수 있다. 탄소수 1 내지 20인 것이 더욱 바람직하고, 탄소수 1 내지 10인 것이 특히 바람직하다. 또한, 시클로펜탄올, 시클로헥산올 등의 지환식 알코올 또는 그의 유도체, 벤질알코올, 신나밀알코올 등의 방향족 알코올 또는 그의 유도체 등도 바람직하게 사용할 수 있다.

다가 카르복실산으로서 옥시 다가 카르복실산을 사용하는 경우에는, 옥시 다가 카르복실산의 알코올성 또는 페놀성 히드록시기를, 모노카르복실산을 사용하여 에스테르화해도 된다. 바람직한 모노카르복실산의 예로서는 이하와 같은 것을 들 수 있지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.

지방족 모노카르복실산으로서는 탄소수 1 내지 32의 직쇄 또는 측쇄를 가진 지방산을 바람직하게 사용할 수 있다. 탄소수 1 내지 20인 것이 더욱 바람직하고, 탄소수 1 내지 10인 것이 특히 바람직하다.

바람직한 지방족 모노카르복실산으로서는, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프로산, 에난트산, 카프릴산, 펠라르곤산, 카프르산, 2-에틸-헥산카르복실산, 운데실산, 라우르산, 트리데실산, 미리스트산, 펜타데실산, 팔미트산, 헵타데실산, 스테아르산, 노나데칸산, 아라킨산, 베헨산, 리그노세르산, 세로트산, 헵타코산산, 몬탄산, 멜리스산, 락세르산 등의 포화 지방산, 운데실렌산, 올레산, 소르브산, 리놀레산, 리놀렌산, 아라키돈산 등의 불포화 지방산 등을 들 수 있다.

바람직한 지환족 모노카르복실산의 예로서는, 시클로펜탄카르복실산, 시클로헥산카르복실산, 시클로옥탄카르복실산 또는 그들의 유도체를 들 수 있다.

바람직한 방향족 모노카르복실산의 예로서는, 벤조산, 톨루일산 등의 벤조산의 벤젠환에 알킬기를 도입한 것, 비페닐카르복실산, 나프탈렌카르복실산, 테트랄린카르복실산 등의 벤젠환을 2개 이상 갖는 방향족 모노카르복실산 또는 그들의 유도체를 들 수 있다. 특히 아세트산, 프로피온산, 벤조산인 것이 바람직하다.

다가 카르복실산에스테르의 분자량은 특별히 제한은 없지만, 분자량 300 내지 1000의 범위인 것이 바람직하고, 350 내지 750의 범위인 것이 더욱 바람직한다. 보류성 향상의 점에서는 큰 쪽이 바람직하고, 투습성, 셀룰로오스에스테르와의 상용성의 점에서는 작은 쪽이 바람직하다.

다가 카르복실산에스테르에 사용되는 알코올류는 1종이어도 되고, 2종 이상의 혼합이어도 된다.

다가 카르복실산에스테르의 산가는 1mgKOH/g 이하인 것이 바람직하고, 0.2mgKOH/g 이하인 것이 더욱 바람직하다. 산가를 상기 범위로 함으로써, 리타데이션의 환경 변동도 억제되기 때문에 바람직하다.

산가란, 시료 1g 중에 포함되는 산(시료 중에 존재하는 카르복시기)을 중화시키기 위해 필요한 수산화칼륨의 밀리그램수를 말한다. 산가는 JIS K0070에 준거하여 측정한 것이다.

특히 바람직한 다가 카르복실산에스테르 화합물의 예를 이하에 나타내지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 트리에틸시트레이트, 트리부틸시트레이트, 아세틸트리에틸시트레이트(ATEC), 아세틸트리부틸시트레이트(ATBC), 벤조일트리부틸시트레이트, 아세틸트리페닐시트레이트, 아세틸트리벤질시트레이트, 타르타르산디부틸, 타르타르산디아세틸디부틸, 트리멜리트산트리부틸, 피로멜리트산테트라부틸 등을 들 수 있다.

폴리에스테르계 가소제는 특별히 한정되지 않지만, 분자 내에 방향환 또는 시클로알킬환을 갖는 폴리에스테르계 가소제를 사용할 수 있다. 폴리에스테르계 가소제로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 하기 일반식 (D)로 표시되는 방향족 말단 에스테르계 가소제를 사용할 수 있다.

일반식 (D)

B-(G-A)n-G-B

상기 일반식 (D)에 있어서, B는 벤젠모노카르복실산 잔기, G는 탄소수 2 내지 12의 알킬렌글리콜 잔기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴글리콜 잔기 또는 탄소수가 4 내지 12의 옥시알킬렌글리콜 잔기, A는 탄소수 4 내지 12의 알킬렌디카르복실산 잔기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴디카르복실산 잔기를 나타내고, n은 1 이상의 정수를 나타낸다.

일반식 (D)로 표시되는 화합물은, B로 표시되는 벤젠모노카르복실산 잔기와 G로 표시되는 알킬렌글리콜 잔기 또는 옥시알킬렌글리콜 잔기 또는 아릴글리콜 잔기, A로 표시되는 알킬렌디카르복실산 잔기 또는 아릴디카르복실산 잔기로 구성되는 것이며, 통상의 폴리에스테르계 가소제와 동일한 반응에 의해 얻어진다.

폴리에스테르계 가소제의 벤젠모노카르복실산 성분으로서는, 예를 들어 벤조산, 파라터셔리부틸벤조산, 오르토톨루일산, 메타톨루일산, 파라톨루일산, 디메틸벤조산, 에틸벤조산, 노르말프로필벤조산, 아미노벤조산, 아세톡시벤조산 등이 있고, 이들은 각각 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다.

폴리에스테르계 가소제의 탄소수 2 내지 12의 알킬렌글리콜 성분으로서는, 에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,2-프로판디올, 2-메틸1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올(네오펜틸글리콜), 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. 특히 탄소수 2 내지 12의 알킬렌글리콜이 셀룰로오스에스테르와의 상용성이 우수하기 때문에, 특히 바람직하다.

또한, 상기 방향족 말단 에스테르의 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.

방향족 말단 에스테르의 탄소수 4 내지 12의 알킬렌디카르복실산 성분으로서는, 예를 들어 숙신산, 말레산, 푸마르산, 글루탈산, 아디프산, 아젤라산, 세바스산, 도데칸디카르복실산 등이 있고, 이들은 각각 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용된다. 탄소수 6 내지 12의 아릴렌디카르복실산 성분으로서는, 프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산, 1,5나프탈렌디카르복실산, 1,4나프탈렌디카르복실산 등이 있다.

폴리에스테르계 가소제는, 수평균 분자량이 바람직하게는 300 내지 1500, 보다 바람직하게는 400 내지 1000의 범위가 적합하다. 또한, 그의 산가는 0.5mgKOH/g 이하, 히드록시기가는 25mgKOH/g 이하, 보다 바람직하게는 산가 0.3mgKOH/g 이하, 히드록시기가는 15mgKOH/g 이하의 것이다.

이하, 본 실시 형태에서 사용할 수 있는 방향족 말단 에스테르계 가소제의 합성예를 나타낸다.

<샘플 No. 1(방향족 말단 에스테르 샘플)>

반응 용기에 프탈산 410부, 벤조산 610부, 디프로필렌글리콜 737부 및 촉매로서 테트라이소프로필티타네이트 0.40부를 일괄적으로 투입하여 질소 기류 중에서 교반 하에, 환류 응축기를 사용하여 과잉의 1가 알코올을 환류시키면서, 산가가 2 이하로 될 때까지 130 내지 250℃에서 가열을 계속하여 생성되는 물을 연속적으로 제거하였다. 이어서 200 내지 230℃에서 1.33×10⁴Pa 내지 최종적으로 4×10²Pa 이하의 감압 하에 유출분을 제거하고, 이 후에 여과하여 다음의 성상을 갖는 방향족 말단 에스테르계 가소제를 얻었다.

점도(25℃, mPa·s); 43400

산가; 0.2

<샘플 No. 2(방향족 말단 에스테르 샘플)>

반응 용기에, 프탈산 410부, 벤조산 610부, 에틸렌글리콜 341부 및 촉매로서 테트라이소프로필티타네이트 0.35부를 사용하는 것 이외에는, 샘플 No. 1과 완전히 동일하게 하여 다음의 성상을 갖는 방향족 말단 에스테르를 얻었다.

점도(25℃, mPa·s); 31000

산가; 0.1

<샘플 No. 3(방향족 말단 에스테르 샘플)>

반응 용기에, 프탈산 410부, 벤조산 610부, 1,2-프로판디올 418부 및 촉매로서 테트라이소프로필티타네이트 0.35부를 사용하는 것 이외에는, 샘플 No. 1과 완전히 동일하게 하여 다음의 성상을 갖는 방향족 말단 에스테르를 얻었다.

점도(25℃, mPa·s); 38000

산가; 0.05

<샘플 No. 4(방향족 말단 에스테르 샘플)>

반응 용기에, 프탈산 410부, 벤조산 610부, 1,3-프로판디올 418부 및 촉매로서 테트라이소프로필티타네이트 0.35부를 사용하는 것 이외에는, 샘플 No. 1과 완전히 동일하게 하여 다음의 성상을 갖는 방향족 말단 에스테르를 얻었다.

점도(25℃, mPa·s); 37000

산가; 0.05

이하에, 본 실시 형태에서 사용할 수 있는 방향족 말단 에스테르계 가소제의 구체적 화합물을 나타내지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.

<벤드 억제제>

본 실시 형태의 편광판 제2 보호 필름은, 자외선 흡수 기능을 가짐과 함께, 흡수한 자외선을 열로 변환함으로써, 흡수에 의한 벤드를 억제하는 벤드 억제제를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 벤드 억제제는, 380nm에서의 광투과율을 50％ 미만으로 하기 위한 가장 유효한 수단이다.

벤드 억제제는, 400nm 이하의 자외선을 흡수함으로써, 내구성을 향상시킬 수 있음과 함께, 자외선에 의한 액정 셀의 열화를 방지할 수 있다. 특히 파장 380nm에서의 투과율이 25％ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10％ 이하, 더욱 바람직하게는 5％ 이하이다.

사용하는 벤드 억제제는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 옥시벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 살리실산에스테르계 화합물, 벤조페논계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물, 트리아진계 화합물, 니켈 착염계 화합물, 무기 분체 등을 들 수 있다.

본 실시 형태에 적용 가능한 벤드 억제제로서는, 예를 들어 5-클로로-2-(3,5-디-sec-부틸-2-히드록실페닐)-2H-벤조트리아졸, (2-2H-벤조트리아졸-2-일)-6-(직쇄 및 측쇄 도데실)-4-메틸페놀, 2-히드록시-4-벤질옥시벤조페논, 2,4-벤질옥시벤조페논 등이 있고, 또한 티누빈 109, 티누빈 171, 티누빈234, 티누빈 326, 티누빈 327, 티누빈 328, 티누빈 928 등의 티누빈류가 있고, 이들은 모두 BASF 재팬사제의 시판품이며, 바람직하게 사용할 수 있다.

더 바람직하게 사용되는 벤드 억제제는, 벤조트리아졸계 화합물, 벤조페논계 화합물, 트리아진계 화합물이며, 특히 바람직하게는 벤조트리아졸계 화합물, 벤조페논계 화합물이다.

예를 들어, 벤조트리아졸계 화합물로서는, 하기 일반식 (b)로 표시되는 화합물을 사용할 수 있다.

상기 일반식 (b)에 있어서, R₁, R₂, R₃, R₄ 및 R₅는 동일해도 상이해도 되고, 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, 히드록시기, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 알콕시기, 아실옥시기, 아릴옥시기, 알킬티오기, 아릴티오기, 모노 또는 디알킬아미노기, 아실아미노기 또는 5 내지 6원의 복소환기를 나타내고, R₄와 R₅는 폐환되어 5 내지 6원의 탄소환을 형성해도 된다. 또한, 상기 기재된 이들 기는 임의의 치환기를 갖고 있어도 된다.

이하에, 벤조트리아졸계 화합물의 구체예를 들지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.

UV-1: 2-(2′히드록시-5'-메틸페닐)벤조트리아졸

UV-2: 2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-부틸페닐)벤조트리아졸

UV-3: 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸-5'-메틸페닐)벤조트리아졸

UV-4: 2-(2'-히드록시-3',5'디-tert-부틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸

UV-5: 2-(2'-히드록시-3'-(3",4",5",6"-테트라히드로프탈이미도메틸)-5'-메틸페닐)벤조트리아졸

UV-6: 2,2-메틸렌비스(4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-6-(2H-벤조트리아졸-2-일)페놀)

UV-7: 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸

UV-8: 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-6-(직쇄 및 측쇄 도데실)-4-메틸페놀(TINUVIN171)

UV-9: 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(TINUVIN109)

또한, 후술하는 실시예에서 등장하는 벤드 억제제 2는, 트리아졸계 화합물의 일종이다.

또한, 벤조페논계 화합물로서는, 하기 일반식 (c)로 표시되는 화합물이 바람직하게 사용된다.

상기 일반식 (c)에 있어서, Y는 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 알케닐기, 알콕시기 또는 페닐기를 나타내고, 이들 알킬기, 알케닐기 및 페닐기는 치환기를 갖고 있어도 된다. A는 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 페닐기, 시클로알킬기, 알킬카르보닐기, 알킬술포닐기 또는 -CO(NH)_{n -1}-D기를 나타내고, D는 알킬기, 알케닐기 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 페닐기를 나타낸다. m 및 n은 1 또는 2를 나타낸다.

상기에 있어서, 알킬기로서는, 예를 들어 탄소수 24까지의 직쇄 또는 분지의 지방족기를 나타내고, 알콕시기로서는 예를 들어, 탄소수 18까지의 알콕시기를 나타내고, 알케닐기로서는 예를 들어, 탄소수 16까지의 알케닐기이며 알릴기, 2-부테닐기 등을 나타낸다. 또한, 알킬기, 알케닐기, 페닐기에의 치환기로서는 할로겐 원자, 예를 들어 염소 원자, 브롬 원자, 불소 원자 등, 히드록시기, 페닐기(이 페닐기에는 알킬기 또는 할로겐 원자 등을 치환하고 있어도 됨) 등을 들 수 있다.

이하에 일반식 (c)로 표시되는 벤조페논계 화합물의 구체예를 나타내지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.

UV-10: 2,4-디히드록시벤조페논

UV-11: 2,2'-디히드록시-4-메톡시벤조페논

UV-12: 2-히드록시-4-메톡시-5-술포벤조페논

UV-13: 비스(2-메톡시-4-히드록시-5-벤조일페닐메탄)

이 밖에, 1,3,5트리아진환을 갖는 화합물 등의 원반상 화합물(트리아진계 화합물)도, 벤드 억제제로서 바람직하게 사용된다.

또한, 후술하는 실시예에서 등장하는 벤드 억제제 3 및 4는, 트리아진계 화합물의 일종이다.

본 실시 형태에 있어서는, 벤드 억제제로서는, 특히 하기에서 나타내는 「2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-6-(1-메틸-1-페닐에틸)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)페놀」이, 제2 보호 필름의 자외선 흡수성과 저리타데이션을 양립시킨 후에 얇은 필름을 제공할 수 있기 때문에, 바람직하게 사용된다.

이와 같이, 벤드 억제제로서는, 구조 중에 질소 원자를 포함하는 질소 함유 복소환 화합물을 사용할 수 있다. 이 중, 구조 중에 질소 원자가 5개 이상 포함되는 질소 함유 복소환 화합물은, Ro 및 Rt를 모두 상승시키는 리타데이션 상승제로서도 작용한다. 이 때문에, 본 실시 형태와 같이 IPS용 제로 위상차 필름을 용이하게 실현하는 관점에서는, 벤드 억제제는, 구조 중에 질소 원자가 4개 이하인 질소 함유 복소환 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 질소 함유 복소환 화합물로서는, 예를 들어 후술하는 실시예에서 등장하는 벤드 억제제 1 및 2가 있다.

본 실시 형태의 제2 보호 필름은 벤드 억제제를 2종 이상 함유할 수도 있다.

또한, 벤드 억제제로서는, 고분자 자외선 흡수제도 바람직하게 사용할 수 있고, 특히 일본 특허 공개 평6-148430호 공보에 기재된 폴리머 타입의 자외선 흡수제가 바람직하게 사용된다.

벤드 억제제의 첨가 방법은, 메탄올, 에탄올, 부탄올 등의 알코올이나 메틸렌클로라이드, 아세트산메틸, 아세톤, 디옥솔란 등의 용매 또는 이들의 혼합 용매에 벤드 억제제를 용해시키고 나서 도프에 첨가하거나 또는 직접 도프 조성 중에 첨가해도 된다. 무기 분체와 같이 유기 용매에 용해되지 않는 것은, 유기 용매와 셀룰로오스에스테르중에 디졸버나 샌드 밀을 사용하여, 분산시키고 나서 도프에 첨가한다.

벤드 억제제의 사용량은 벤드 억제제의 종류, 사용 조건 등에 따라서 일률적이지는 않지만, 제2 보호 필름의 건조막 두께가 10 내지 100㎛인 경우에는, 제2 보호 필름에 대하여 0.5 내지 10질량％가 바람직하고, 0.6 내지 4 질량％가 더욱 바람직하다.

<미립자>

제2 보호 필름은 미립자를 함유할 수 있다. 미립자로서는, 무기 화합물의 예로서, 이산화규소, 이산화티타늄, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 소성 카올린, 소성 규산칼슘, 수화규산칼슘, 규산알루미늄, 규산마그네슘 및 인산칼슘을 들 수 있다. 미립자는 규소를 포함하는 것이, 탁도가 낮아지는 점에서 바람직하고, 특히 이산화규소가 바람직하다. 본 실시 형태에서 말하는 미립자란, 1차 입자의 평균 입경이 5 내지 400nm인 범위 내에 있는 입자를 말한다.

미립자의 1차 입자의 평균 입경은 5 내지 400nm가 바람직하고, 더욱 바람직한 것은 10 내지 300nm이다. 이들은 주로 입경 0.05 내지 0.3㎛의 2차 응집체로서 함유되어 있어도 되고, 평균 입경 100 내지 400nm의 입자라면, 응집하지 않고 1차 입자로서 포함되어 있는 것도 바람직하다. 제2 보호 필름에 있어서의 이들 미립자의 함유량은 0.01 내지 1질량％인 것이 바람직하고, 특히 0.05 내지 0.5 질량％가 바람직하다. 공유연법에 의한 다층 구성의 제2 보호 필름의 경우에는, 표면에 이 첨가량의 미립자를 함유하는 것이 바람직하다.

이산화규소의 미립자는, 예를 들어 에어로실 R972, R972V, R974, R812, 200, 200V, 300, R202, OX50, TT600(이상, 닛본 에어로실(주)제)의 상품명으로 시판되고 있으며, 사용할 수 있다.

산화지르코늄의 미립자는, 예를 들어 에어로실 R976 및 R811(이상, 닛본 에어로실(주)제)의 상품명으로 시판되고 있으며, 사용할 수 있다.

폴리머의 예로서, 실리콘 수지, 불소 수지 및 아크릴 수지를 들 수 있다. 실리콘 수지가 바람직하고, 특히 삼차원의 망상 구조를 갖는 것이 바람직하고, 예를 들어 토스펄 103, 동 105, 동 108, 동 120, 동 145, 동 3120 및 동 240(이상, 도시바 실리콘(주)제)의 상품명으로 시판되고 있어, 사용할 수 있다.

이들 중에서도, 에어로실 200V, 에어로실 R972V가 제2 보호 필름의 탁도를 낮게 유지하면서, 마찰 계수를 낮추는 효과가 크기 때문에 특히 바람직하게 사용된다. 제2 보호 필름에 있어서는, 적어도 한쪽 면의 운동 마찰 계수가 0.2 내지 1.0인 것이 바람직하다.

각종 첨가제는 제막 전의 셀룰로오스에스테르 함유 용액인 도프에 배치 첨가해도 되고, 첨가제 용해액을 별도로 준비하여 인라인 첨가해도 된다. 특히 미립자는 여과재로의 부하를 저감시키기 위해서, 일부 또는 전체량을 인라인 첨가하는 것이 바람직하다.

첨가제 용해액을 인라인 첨가하는 경우에는, 도프와의 혼합성을 높이기 위해서, 소량의 셀룰로오스에스테르를 용해시키는 것이 바람직하다. 바람직한 셀룰로오스에스테르의 양은, 용매 100질량부에 대하여 1 내지 10질량부로, 보다 바람직하게는, 3 내지 5질량부이다.

본 실시 형태에 있어서 인라인 첨가, 혼합을 행하기 위해서는, 예를 들어 스태틱 믹서(도레이 엔지니어링제), SWJ(도레이 정지형 관내 혼합기 Hi-Mixer) 등의 인라인 믹서 등이 바람직하게 사용된다.

(셀룰로오스 수지 필름의 제조 방법)

이어서, 제2 보호 필름의 일례인 셀룰로오스 수지 필름의 제조 방법에 대하여 설명한다.

셀룰로오스 수지 필름은 용액 유연(제막)법으로 제조된 필름이어도 되고, 용융 유연(제막)법으로 제조된 필름이어도 되고, 어느 쪽도 바람직하게 사용할 수 있지만, 특히 바람직하게는 용액 유연법으로 제조된 필름이다.

용액 유연법으로 제조된 필름의 제조는, 셀룰로오스에스테르 및 첨가제를 용매에 용해시켜 도프를 조제하는 공정, 도프를 무한히 이행하는 무단의 금속 지지체 상에 유연하는 공정, 유연한 도프를 웹으로서 건조시키는 공정, 금속 지지체로부터 박리하는 공정, 연신 또는 폭 유지하는 공정, 추가로 건조시키는 공정, 마무리된 필름을 권취하는 공정에 의해 행해진다.

도프를 조제하는 공정에 대하여 설명한다. 도프 중의 셀룰로오스에스테르의 농도는, 짙은 쪽이 금속 지지체에 유연된 후의 건조 부하를 저감시킬 수 있어 바람직하지만, 셀룰로오스에스테르의 농도가 너무 짙으면, 여과 시의 부하가 증가하여, 여과 정밀도가 나빠진다. 이들을 양립시키는 농도로서는, 10 내지 35질량％의 범위 내가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 15 내지 25질량％의 범위 내이다.

도프에서 사용되는 용매는 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 되지만, 셀룰로오스에스테르의 양용매와 빈용매를 혼합하여 사용하는 것이 생산 효율의 점에서 바람직하고, 양용매가 많은 쪽이 셀룰로오스에스테르의 용해성의 점에서 바람직하다. 양용매와 빈용매의 혼합 비율의 바람직한 범위는, 양용매가 70 내지 98질량％이며, 빈용매가 2 내지 30질량％이다. 양용매, 빈용매란, 사용하는 셀룰로오스에스테르를 단독으로 용해시키는 것을 양용매, 단독으로 팽윤되거나 또는 용해되지 않는 것을 빈용매라 정의하고 있다. 그 때문에, 셀룰로오스에스테르의 평균 아세트화도(아세틸기 치환도)에 따라서는, 양용매, 빈용매가 바뀌고, 예를 들어 아세톤을 용매로서 사용할 때에는, 셀룰로오스에스테르의 아세트산에스테르(아세틸기 치환도 2.4), 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트에서는 양용매가 되고, 셀룰로오스의 아세트산에스테르(아세틸기 치환도 2.8)에서는 빈용매가 된다.

사용되는 양용매는 특별히 한정되지 않지만, 메틸렌클로라이드 등의 유기 할로겐 화합물이나 디옥솔란류, 아세톤, 아세트산메틸, 아세토아세트산메틸 등을 들 수 있다. 특히 바람직하게는 메틸렌클로라이드 또는 아세트산메틸을 들 수 있다.

또한, 사용되는 빈용매는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 메탄올, 에탄올, n-부탄올, 시클로헥산, 시클로헥사논 등이 바람직하게 사용된다. 또한, 도프 중에는 물이 0.01 내지 2질량％ 함유되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 셀룰로오스에스테르의 용해에 사용되는 용매는, 필름 제막 공정에서 건조에 의해 필름으로부터 제거된 용매를 회수하고, 이것을 재이용하여 사용된다. 회수 용매 중에, 셀룰로오스에스테르에 첨가되어 있는 첨가제, 예를 들어 가소제, 자외선 흡수제, 폴리머, 모노머 성분 등이 미량 함유되어 있는 경우도 있지만, 이들이 포함되어 있어도 바람직하게 재이용할 수 있고, 필요하면 정제하여 재이용할 수도 있다.

상기 기재된 도프를 조제할 때의, 셀룰로오스에스테르의 용해 방법으로서는, 일반적인 방법을 사용할 수 있다. 가열과 가압을 조합하면, 상압에 있어서의 비점 이상으로 가열할 수 있다. 용매의 상압에서의 비점 이상이며 또한 가압 하에서 용매가 비등하지 않는 범위의 온도에서 가열하면서 교반 용해되면, 겔이나 덩어리라 불리는 괴상 미용해물의 발생을 방지하기 때문에 바람직하다. 또한, 셀룰로오스에스테르를 빈용매와 혼합하여 습윤 또는 팽윤시킨 후, 추가로 양용매를 첨가하여 용해시키는 방법도 바람직하게 사용된다.

가압은 질소 가스 등의 불활성 기체를 압입하는 방법이나, 가열에 의해 용매의 증기압을 상승시키는 방법에 의해 행해도 된다. 가열은 외부로부터 행하는 것이 바람직하고, 예를 들어 재킷 타입의 것은 온도 컨트롤이 용이하여 바람직하다.

용매를 첨가한 가열 온도는, 높은 쪽이 셀룰로오스에스테르의 용해성의 관점에서 바람직하지만, 가열 온도가 너무 높으면, 필요해지는 압력이 커져 생산성이 나빠진다. 바람직한 가열 온도는 45 내지 120℃이고, 60 내지 110℃가 더욱 바람직하고, 70℃ 내지 105℃가 더욱 바람직하다. 또한, 압력은 설정 온도에서 용매가 비등하지 않도록 조정된다.

또는 냉각 용해법도 바람직하게 사용되고, 이에 의해 아세트산메틸 등의 용매에 셀룰로오스에스테르를 용해시킬 수 있다.

이어서, 이 셀룰로오스에스테르 용액을 여과지 등의 적당한 여과재를 사용하여 여과한다. 여과재로서는, 불용물 등을 제거하기 위해 절대 여과 정밀도가 작은 쪽이 바람직하지만, 절대 여과 정밀도가 너무 작으면 여과재의 눈막힘이 발생하기 쉽다는 문제가 있다. 이 때문에 절대 여과 정밀도 0.008mm 이하의 여과재가 바람직하고, 0.001 내지 0.008mm의 여과재가 보다 바람직하고, 0.003 내지 0.006mm의 여과재가 더욱 바람직하다.

여과재의 재질은 특별히 제한은 없고, 통상의 여과재를 사용할 수 있지만, 폴리프로필렌, 테플론(등록 상표) 등의 플라스틱제 여과재나, 스테인리스 스틸 등의 금속제 여과재가 섬유의 탈락 등이 없어 바람직하다. 여과에 의해, 원료의 셀룰로오스에스테르에 포함되어 있던 불순물, 특히 휘점 이물을 제거, 저감시키는 것이 바람직하다.

휘점 이물이란, 2매의 편광판을 크로스니콜 상태로 하여 배치하고, 그 사이에 제2 보호 필름을 두고, 한쪽 편광판의 측으로부터 광을 쏘여, 다른 쪽 편광판 측으로부터 관찰하였을 때에 반대측으로부터의 광이 누설되어 보이는 점(이물)이며, 직경이 0.01mm 이상인 휘점수가 200개/cm² 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 100개/cm² 이하이고, 더욱 바람직하게는 50개/cm² 이하이고, 더욱 바람직하게는 0 내지 10개/cm²의 범위 내이다. 또한, 직경이 0.01mm 이하인 휘점도 적은 쪽이 바람직하다.

도프의 여과는 통상의 방법으로 행할 수 있지만, 용매의 상압에서의 비점 이상이며, 또한 가압 하에서 용매가 비등하지 않는 범위의 온도에서 가열하면서 여과하는 방법이, 여과 전후의 여과압의 차(차압이라 함)의 상승이 작아서 바람직하다. 바람직한 온도는 45 내지 120℃의 범위 내이며, 45 내지 70℃의 범위 내가 보다 바람직하고, 45 내지 55℃의 범위 내인 것이 더욱 바람직한다.

여과압은 작은 쪽이 바람직하다. 여과압은 1.6MPa 이하인 것이 바람직하고, 1.2MPa 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.0MPa 이하인 것이 더욱 바람직한다.

여기서, 도프의 유연에 대하여 설명한다. 유연(캐스트) 공정에 있어서의 금속 지지체는, 표면을 경면 마무리한 것이 바람직하고, 금속 지지체로서는, 스테인리스 스틸 벨트 또는 주물에서 표면을 도금 마무리한 드럼이 바람직하게 사용된다. 캐스트의 폭은 1 내지 4m로 할 수 있다.

유연 공정의 금속 지지체의 표면 온도는 -50℃ 내지 용매의 비점 미만의 온도의 범위 내에서, 온도가 높은 쪽이 웹의 건조 속도를 빠르게 할 수 있으므로 바람직하지만, 과도하게 너무 높으면 웹이 발포되거나, 또는 평면성이 열화되는 경우가 있다. 바람직한 지지체 온도는 0 내지 40℃의 범위 내이며, 5 내지 30℃의 범위 내가 더욱 바람직하다. 또한, 냉각시킴으로써 웹을 겔화시켜 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 목적으로 하는 온도보다도 높은 온도의 바람을 사용하는 경우가 있다.

보호 필름이 양호한 평면성을 나타내기 위해서는, 금속 지지체로부터 웹을 박리할 때의 잔류 용매량은 10 내지 150질량％가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 내지 40질량％ 또는 60 내지 130질량％이며, 특히 바람직하게는 10 내지 30질량％ 또는 70 내지 120질량％이다. 여기서, 잔류 용매량은 하기 식으로 정의된다.

잔류 용매량(질량％)={(M-N)/N}×100

또한, M은 웹 또는 필름을 제조 중 또는 제조 후의 임의의 시점에서 채취한 시료의 질량이며, N은 질량 M의 것을 115℃에서 1시간 가열한 후의 질량이다.

또한, 셀룰로오스 수지 필름의 건조 공정에 있어서는, 웹을 금속 지지체로부터 박리하고, 더욱 건조시키고, 잔류 용매량을 1질량％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.1질량％ 이하이고, 특히 바람직하게는 0 내지 0.01질량％ 이하이다.

필름 건조 공정에서는 일반적으로 롤 건조 방식(상하에 배치한 다수의 롤에, 웹을 교대로 통과 건조시키는 방식)이나 텐터 방식으로 웹을 반송시키면서 건조시키는 방식이 채용된다.

셀룰로오스 수지 필름을 제작하기 위해서는, 금속 지지체으로부터 박리한 직후에, 웹의 잔류 용매량이 많은 부분에서 반송 방향(세로 방향)으로 연신하고, 또한 웹의 양단을 클립 등으로 파지하는 텐터 방식으로 폭 방향(가로 방향)으로 연신을 행하는 것이 특히 바람직하다.

박리 직후에 세로 방향으로 연신하기 위해서, 박리 장력을 210N/ｍ 이상으로 박리하는 것이 바람직하고, 특히 바람직하게는 220 내지 300N/m이다.

웹을 건조시키는 수단은 특별히 제한없이, 일반적으로 열풍, 적외선, 가열 롤, 마이크로파 등으로 행할 수 있지만, 간편함의 면에서 열풍으로 행하는 것이 바람직하다.

웹의 건조 공정에 있어서의 건조 온도는 40 내지 200℃에서 단계적으로 높여가는 것이 바람직하고, 50 내지 140℃의 범위에서 행하는 것이 치수 안정성을 높게 하기 때문에 더욱 바람직하다.

셀룰로오스 수지 필름의 막 두께는 특별히 제한되지는 않지만, 10 내지 200㎛가 사용된다. 특히 막 두께는 10 내지 60㎛인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 내지 40㎛이다.

셀룰로오스 수지 필름은 폭 1 내지 4m의 것이 사용된다. 특히 폭 1.4 내지 4m의 것이 바람직하게 사용되고, 특히 바람직하게는 1.6 내지 3m이다. 4m를 초과하면 반송이 곤란해진다.

<연신 조작, 굴절률 제어>

셀룰로오스 수지 필름은, 상술한 바와 같이, 하기 식 (i) 및 (ii)로 표시되는 리타데이션값 Ro·Rt가, 하기 식 (iii) 및 (iv)로 규정되는 조건을 만족시키는 것이 바람직하다.

(i) Ro=(nx-ny)×d

(ii) Rt=((nx+ny)/2-nz)×d

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

(iii) 0nm≤Ro≤10nm

(iv) |Rt|≤25nm

상기 굴절률은, 예를 들어 KOBRA-21ADH(오지 게이소꾸 기끼(주))를 사용하여, 23℃, 55％RH의 환경 하에 측정 파장 590nm에서 구할 수 있다.

상기 리타데이션값 Ro, Rt를 얻기 위해서는, 제2 보호 필름이 본 실시 형태의 구성을 취하고, 또한 연신 조작에 의해 굴절률 제어를 행하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 필름의 길이 방향(제막 방향) 및 그것과 필름 면 내에서 직교하는 방향, 즉, 폭 방향에 대하여 순서대로 또는 동시에 연신할 수 있다.

서로 직교하는 2축 방향의 연신 배율은, 각각 최종적으로는 유연 방향으로 1.0 내지 2.0배, 폭 방향으로 1.01 내지 2.5배의 범위로 하는 것이 바람직하고, 유연 방향으로 1.01 내지 1.5배, 폭 방향으로 1.05 내지 2.0배의 범위에서 행하는 것이 바람직하다.

웹을 연신하는 방법에는 특별히 한정은 없는다. 예를 들어, 복수의 롤에 주속차를 두고, 그 사이에서 롤 주속차를 이용하여 세로 방향으로 연신하는 방법, 웹의 양단을 클립이나 핀으로 고정하고, 클립이나 핀의 간격을 진행 방향으로 확장하여 세로 방향으로 연신하는 방법, 동일하게 가로 방향으로 확장하여 가로 방향으로 연신하는 방법, 또는 종횡 동시에 확장하여 종횡 양 방향으로 연신하는 방법 등을 들 수 있다. 물론, 이들 방법은 조합하여 사용해도 된다. 또한, 소위 텐터법의 경우, 리니어 드라이브 방식으로 클립 부분을 구동하면 매끄러운 연신을 행할 수 있고, 파단 등의 위험성을 감소시킬 수 있으므로 바람직하다.

제막 공정에서의 이들의 폭 유지 또는 가로 방향의 연신은, 텐터에 의해 행하는 것이 바람직하고, 핀 텐터여도 클립 텐터여도 된다.

보호 필름의 지상축 또는 진상축이 필름 면 내에 존재하고, 제막 방향이 이루는 각을 θ1이라 하면, θ1은 -1° 이상 +1° 이하인 것이 바람직하고, -0.5° 이상 +0.5° 이하인 것이 보다 바람직하다. 이 θ1은 배향각으로서 정의할 수 있고, θ1의 측정은 자동 복굴절계 KOBRA-21ADH(오지 게이소꾸 기끼)를 사용하여 행할 수 있다. θ1이 각각 상기 관계를 만족시키는 것은, 표시 화상에 있어서 높은 휘도를 얻는 것, 광 누설을 억제 또는 방지하는 데 기여할 수 있고, 컬러 액정 표시 장치에 있어서는 충실한 색 재현을 얻는 데 기여할 수 있다.

(아크릴 필름)

본 실시 형태의 편광판 제2 보호 필름은, 아크릴계 수지를 포함하는 필름(아크릴 필름)이어도 된다. 아크릴계 수지에는 메타크릴 수지도 포함된다. 아크릴 필름은, 셀룰로오스에스테르 필름과 동일하게, 예를 들어 용액 유연 제막법에 의해 제조할 수 있다.

(메트)아크릴계 수지로서는, Tg(유리 전이 온도)가 바람직하게는 115℃ 이상, 보다 바람직하게는 120℃ 이상, 더욱 바람직하게는 125℃ 이상, 특히 바람직하게는 130℃ 이상이다. Tg가 115℃ 이상임으로써, 필름의 내구성이 향상된다. 상기 (메트)아크릴계 수지의 Tg의 상한값은 특별히 한정되지 않지만, 성형성 등의 관점에서, 바람직하게는 170℃ 이하이다.

(메트)아크릴계 수지로서는, 본 실시 형태의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서, 임의의 적절한 (메트)아크릴계 수지를 채용할 수 있다. 예를 들어, 폴리메타크릴산메틸 등의 폴리(메트)아크릴산에스테르, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산 공중합, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산에스테르 공중합체, 메타크릴산메틸-아크릴산에스테르-(메트)아크릴산 공중합체, (메트)아크릴산메틸-스티렌 공중합체(MS 수지 등), 지환족 탄화수소기를 갖는 중합체(예를 들어, 메타크릴산메틸-메타크릴산 시클로헥실 공중합체, 메타크릴산메틸-(메트)아크릴산노르보르닐 공중합체 등)를 들 수 있다. 바람직하게는 폴리(메트)아크릴산메틸 등의 폴리(메트)아크릴산C1-6알킬을 들 수 있다. 보다 바람직하게는 메타크릴산메틸을 주성분(50 내지 100질량％, 바람직하게는 70 내지 100질량％의 범위)으로 하는 메타크릴산메틸계 수지를 들 수 있다.

(메트)아크릴계 수지의 구체예로서, 예를 들어 아크리페트 VH나 아크리페트 VRL20A, 다이야날 BR52, BR80, BR83, BR85, BR88(미쯔비시 레이온(주)제), KT75(덴끼 가가꾸 고교(주)제), 델펫 60N, 80N(아사히 가세이 케미컬즈(주)제), 일본 특허 공개 제2004-70296호 공보에 기재된 분자 내에 환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지, 분자 내 가교나 분자 내 환화 반응에 의해 얻어지는 고Tg (메트)아크릴 수지계를 들 수 있다.

(메트)아크릴계 수지로서는, 락톤환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지를 사용하는 것도 바람직하다. 락톤환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지로서는, 일본 특허 공개 제2000-230016호 공보, 일본 특허 공개 제2001-151814호 공보, 일본 특허 공개 제2002-120326호 공보, 일본 특허 공개 제2002-254544호 공보, 일본 특허 공개 제2005-146084호 공보 등에 기재된 것을 들 수 있다.

또한, (메트)아크릴계 수지로서는, 불포화 카르복실산알킬에스테르의 구조 단위 및 글루타르산무수물의 구조 단위를 갖는 아크릴 수지를 사용할 수 있다. 상기 아크릴 수지로서는, 일본 특허 공개 제2004-70290호 공보, 일본 특허 공개 제2004-70296호 공보, 일본 특허 공개 제2004-163924호 공보, 일본 특허 공개 제2004-292812호 공보, 일본 특허 공개 제2005-314534호 공보, 일본 특허 공개 제2006-131898호 공보, 일본 특허 공개 제2006-206881호 공보, 일본 특허 공개 제2006-265532호 공보, 일본 특허 공개 제2006-283013호 공보, 일본 특허 공개 제2006-299005호 공보, 일본 특허 공개 제2006-335902호 공보 등에 기재된 것을 들 수 있다.

또한, (메트)아크릴계 수지로서는, 글루타르이미드 단위, (메트)아크릴산에스테르 단위 및 방향족 비닐 단위를 갖는 열가소성 수지를 사용할 수 있다. 당해 열가소성 수지로서는, 일본 특허 공개 제2006-309033호 공보, 일본 특허 공개 제2006-317560호 공보, 일본 특허 공개 제2006-328329호 공보, 일본 특허 공개 제2006-328334호 공보, 일본 특허 공개 제2006-337491호 공보, 일본 특허 공개 제2006-337492호 공보, 일본 특허 공개 제2006-337493호 공보, 일본 특허 공개 제2006-337569호 공보 등에 기재된 것을 들 수 있다.

제2 보호 필름을 아크릴 필름으로 구성하는 경우에도, 상술한 벤드 억제제를 첨가하여, 제2 보호 필름의 벤드를 억제하는 것이 가능하다.

[제1 보호 필름]

이어서, 시인측의 편광판의 제1 보호 필름에 대하여 설명한다. 또한, 이하에서 나타내는 제1 보호 필름의 구성은, 백라이트측의 편광판의 제4 보호 필름에도 적용 가능하다.

제1 보호 필름은, 상술한 제2 보호 필름에 적용 가능한 아크릴 필름으로 구성할 수도 있고, 폴리에스테르 수지(예를 들어 PET 수지)를 포함하는 폴리에스테르 필름으로 구성할 수도 있다. 아크릴 수지 및 폴리에스테르 수지는 저투습이며, 필름의 함수 및 그것에 의한 벤드를 억제하는 관점에서, 제1 보호 필름을 구성하는 수지로서 적합하게 사용할 수 있다. 덧붙여서 말하면, 아크릴의 투습도는, 예를 들어 두께 40㎛의 경우에 200g/m²·day이며, PET 수지의 투습도는, 예를 들어 두께 80㎛의 경우에 20g/m²·day이다. 또한, 투습도의 측정 조건은 40℃ 90％RH이다.

(폴리에스테르 필름)

제1 보호 필름은, 면 내에 초복굴절성을 가지고, 파장 380nm에서의 광투과율이 50％ 이상인 폴리에스테르 필름이어도 된다. 여기서, 면 내에 초복굴절성을 갖는다는 것은, 면 내 방향의 리타데이션 Ro가 8000nm 이상인 것을 말한다. 제1 보호 필름에 있어서의 파장 380nm에서의 광투과율은, 60 내지 95％인 것이 바람직하고, 70 내지 95％인 것이 보다 바람직하고, 80 내지 95％인 것이 한층 더 바람직하다.

제1 보호 필름에 있어서, 파장 380nm에 있어서의 광투과율을 50％ 이상으로 하는 방법으로서는, 제1 보호 필름에, 파장 380nm 부근의 광을 흡수하는 첨가제를 첨가하지 않는 것이 유효하고, 특히 자외선을 흡수하는 자외선 흡수제를 첨가하지 않는 것이 바람직하다.

본 실시 형태의 폴리에스테르 필름은 연신 폴리에스테르 필름이며, 그 리타데이션 Ro의 하한값은, 초복굴절성을 발현시키는 관점에서, 8000nm인 것이 바람직하고, 10000nm인 것이 보다 바람직하다. 한편, 연신 폴리에스테르 필름의 리타데이션 Ro의 상한값은, 그 이상의 리타데이션 Ro를 갖는 필름을 사용하였다고 해도 더 한층의 시인성의 개선 효과는 실질적으로 얻어지지 않고, 또한 리타데이션 Ro의 크기에 따라서 필름의 두께도 상승하는 경향이 있기 때문에, 박형화에 대한 요청에 반할지도 모른다는 관점, 및 공업 재료로서 취급성이 저하되는 관점에서, 30000nm로 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 폴리에스테르 필름 중에 자외선 흡수제를 함유시키면, 복굴절성이 저하되어버린다. 초복굴절성을 유지하기 위해서는, 폴리에스테르 필름을 제조할 때의 연신 배율을 높이는 것이나, 연신 온도를 조정하는 등이 필요하게 된다. 그러나, 이들 수단을 적용하면, 헤이즈의 증대를 초래하고, 표시 장치의 콘트라스트를 저하시킨다. 또한, 폴리에스테르 필름의 막 두께를 두껍게 하여, 복굴절값을 증대시키는 수단도 있지만, 표시 장치의 대형화에 수반하여 경량화, 박막화가 요구되고 있는 중에, 질량과 두께가 증가되어버리게 된다. 또한, 폴리에스테르 필름이 두꺼워짐으로써, 편광판이나 표시 장치를 제조할 때의 취급성의 저하에 기인하는 제조 트러블이나 고장 등의 원인이 되는 경우도 있다. 본 실시 형태에서는, 제1 보호 필름(폴리에스테르 필름)에 자외선 흡수제를 첨가하지 않기 때문에, 상기 문제가 발생하는 일은 없다.

연신 폴리에스테르 필름은, 면 내 방향의 리타데이션 Ro와 두께 방향의 리타데이션값 Rt의 비(Ro/Rt)의 값이, 바람직하게는 0.2 이상이며, 보다 바람직하게는 0.5 이상, 더욱 바람직하게는 0.6 이상이다.

Ro/Rt의 최댓값은 2.0(즉, 완전한 1축 대칭성 필름)이지만, 완전한 1축 대칭성 필름에 근접함에 따라서 배향 방향과 직교하는 방향의 기계적 강도가 저하되는 경향이 있다. 따라서, 폴리에스테르 필름의 Ro/Rt의 상한은, 바람직하게는 1.2 이하, 보다 바람직하게는 1.0 이하이다.

연신 폴리에스테르 필름의 원료 수지인 폴리에스테르는, 투명성이 우수함과 함께, 열적, 기계적 특성도 우수하고, 연신 가공에 의해 용이하게 리타데이션을 제어할 수 있다. 폴리에스테르 중에서도, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌나프탈레이트가 바람직하다. 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리에틸렌나프탈레이트로 대표되는 폴리에스테르는, 고유 복굴절이 크고, 필름의 두께가 얇아도 비교적 용이하게 큰 리타데이션이 얻어지므로 바람직하다. 특히 폴리에틸렌나프탈레이트는, 폴리에스테르 중에서도 고유 복굴절률이 큰 점에서, 리타데이션을 특히 높게 하고자 하는 경우나, 리타데이션을 높게 유지하면서 필름 두께를 얇게 하고자 하는 경우에 적합하다.

(연신 폴리에스테르 필름의 제조 방법)

이하에, 연신 폴리에스테르 필름의 제조 방법의 개요를 설명한다.

폴리에스테르 필름은 임의의 디카르복실산과 디올을 축합시켜 얻을 수 있다. 디카르복실산으로서는, 예를 들어 테레프탈산, 이소프탈산, 오르토프탈산, 2,5-나프탈렌디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 디페닐카르복실산, 디페녹시에탄디카르복실산, 디페닐술폰카르복실산, 안트라센디카르복실산, 1,3-시클로펜탄디카르복실산, 1,3-시클로헥산디카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 헥사히드로테레프탈산, 헥사히드로이소프탈산, 말론산, 디메틸말론산, 숙신산, 3,3-디에틸숙신산, 글루타르산, 2,2-디메틸글루타르산, 아디프산, 2-메틸아디프산, 트리메틸아디프산, 피멜산, 아젤라산, 다이머산, 세바스산, 수베르산, 도데카디카르복실산 등을 들 수 있다.

디올로서는, 예를 들어 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 1,2-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 데카메틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥사디올, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 비스(4-히드록시페닐)술폰 등을 들 수 있다.

폴리에스테르 필름을 구성하는 디카르복실산 성분과 디올 성분으로서는, 각각 1종 또는 2종 이상을 사용해도 된다. 폴리에스테르 필름을 구성하는 구체적인 폴리에스테르 수지로서는, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등을 들 수 있고, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)이며, 보다 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)이다. 폴리에스테르 수지는, 필요에 따라서 다른 공중합 성분을 포함해도 되고, 기계 강도의 점에서는 공중합 성분의 비율은 3몰％ 이하가 바람직하고, 바람직하게는 2몰％ 이하, 더욱 바람직하게는 1.5몰％ 이하이다. 이들 수지는 투명성이 우수함과 함께, 열적, 기계적 특성도 우수하다. 또한, 이들 수지는 연신 가공에 의해 용이하게 리타데이션을 제어할 수 있다.

폴리에스테르 필름은 일반적인 제조 방법을 따라서 얻을 수 있다. 구체적으로는, 폴리에스테르 수지를 용융시키고, 시트상으로 압출 성형된 무배향 폴리에스테르를 유리 전이 온도 이상의 온도에 있어서, 롤의 속도차를 이용하여 세로 방향으로 연신한 후, 텐터에 의해 가로 방향으로 연신하고, 열 처리 및 필요에 따라서 이완 처리를 실시함으로써 연신 폴리에스테르 필름을 제조하는 용융 유연법 등을 들 수 있다. 연신 폴리에스테르 필름은 1축 연신 필름이어도, 2축 연신 필름이어도 된다.

폴리에스테르 필름을 얻기 위한 제조 조건은, 공지된 방법을 따라서 적절히 설정할 수 있다. 예를 들어, 세로 연신 온도 및 가로 연신 온도는 통상 80 내지 130℃이며, 바람직하게는 90 내지 120℃이다. 세로 연신 배율은 통상 1.0 내지 3.5배이며, 바람직하게는 1.0배 내지 3.0배이다. 또한, 가로 연신 배율은 통상 2.5 내지 6.0배이며, 바람직하게는 3.0 내지 5.5배이다.

리타데이션을 특정 범위로 제어하는 것은, 연신 배율이나 연신 온도, 필름의 두께를 적절히 설정함으로써 행할 수 있다. 예를 들어, 세로 연신과 가로 연신의 연신 배율차가 높을수록, 연신 온도가 낮을수록, 필름의 두께가 두꺼울수록, 높은 리타데이션을 얻기 쉬워진다. 반대로, 세로 연신과 가로 연신의 연신 배율차가 낮을수록, 연신 온도가 높을수록, 필름의 두께가 얇을수록, 낮은 리타데이션을 얻기 쉬워진다. 또한, 연신 온도가 높을수록, 토탈 연신 배율이 낮을수록, 리타데이션값과 두께 방향 리타데이션값의 비(Ro/Rt)가 낮은 필름이 얻기 쉬워진다. 반대로, 연신 온도가 낮을수록, 토탈 연신 배율이 높을수록, 리타데이션값과 두께 방향 리타데이션값의 비(Ro/Rt)가 높은 필름이 얻어진다. 또한, 열 처리 온도는 통상 140 내지 240℃의 범위 내가 바람직하고, 보다 바람직하게는 170 내지 240℃의 범위 내이다.

이완 처리의 온도는 통상 100 내지 230℃의 범위 내이며, 110 내지 210℃의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 120 내지 180℃의 범위 내가 더욱 바람직하다. 또한, 이완량은 통상 0.1 내지 20％의 범위 내이며, 1 내지 10％의 범위 내인 것이 바람직하고, 2 내지 5％의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 이 이완 처리의 온도 및 이완량은, 이완 처리 후의 폴리에스테르 필름의 150℃에 있어서의 열수축률이 2％ 이하가 되게 설정되는 것이 바람직하다.

또한, 1축 연신 및 2축 연신 처리에 있어서는, 가로 연신 후, 보잉으로 대표되는 배향 주축의 변형을 완화시키기 위해서, 다시 열 처리를 행하거나, 연신 처리를 행하거나 할 수 있다. 보잉에 의한 배향 주축의 연신 방향에 대한 변형의 최댓값은, 바람직하게는 30° 이내, 보다 바람직하게는 15° 이내, 보다 더 바람직하게는 8° 이내이다. 배향 주축의 변형의 최댓값이 30°를 초과하면, 후속 공정에서 편광판을 구성하고, 매엽화하였을 때, 이 매엽간에서 광학 특성의 불균일이 발생하는 경우가 있다. 여기서 배향 주축이란, 연신 폴리에스테르 필름 상의 임의의 점에 있어서의 분자 배향 방향을 말한다. 또한, 배향 주축의 연신 방향에 대한 변형이란, 배향 주축과 연신 방향의 각도차를 말한다. 또한, 그 최댓값이란, 긴 방향에 대하여 수직 방향 상에 있어서의 값의 최댓값을 말한다. 상기 배향 주축은, 예를 들어 위상차 필름·광학 재료 검사 장치 RETS(오츠카 덴시 가부시키가이샤제) 또는 분자 배향계 MOA(오지 게이소꾸 기끼 가부시끼가이샤제)를 사용하여 측정할 수 있다.

폴리에스테르 필름에 있어서의 리타데이션의 변동을 억제하기 위해서는, 필름의 두께 불균일이 작은 것이 바람직하다. 리타데이션차가 생기게 하기 위해 세로 연신 배율을 낮게 하면, 세로 두께 불균일(이하, 「두께 불균일」이라고도 함)의 값이 높아지는 경우가 있다. 세로 두께 불균일의 값은, 연신 배율의 어느 특정한 범위에서 매우 높아지는 영역이 있기 때문에, 그러한 범위를 벗어나게 제막 조건을 설정하는 것이 바람직하다.

연신 폴리에스테르 필름의 두께 불균일은 5.0％ 이하인 것이 바람직하고, 4.5％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 4.0％ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 3.0％ 이하인 것이 특히 바람직하다. 필름의 두께 불균일은 임의의 수단으로 측정할 수 있다. 예를 들어, 필름의 반송 방향으로 연속된 테이프상 샘플(길이 3m)을 채취하고, 시판되고 있는 측정기, 예를 들어 (주)세이코·이엠제의 「전자 마이크로미터 밀리트론 1240」을 사용하여, 1cm 피치로 100점의 두께를 측정하고, 두께의 최댓값(dmax), 최솟값(dmin), 평균값(d)을 구하고, 하기 식으로 두께 불균일(％)을 산출할 수 있다.

두께 불균일(％)=((dmax-dmin)/d)×100

연신 폴리에스테르 필름의 두께는 임의이며, 예를 들어 15 내지 300㎛의 범위 내, 바람직하게는 30 내지 200㎛의 범위 내에서 적절히 설정할 수 있고, 특히 60 내지 80㎛의 범위이면, 박막화와 양호한 시인성을 양립시킬 수 있는 관점에서 바람직하다.

연신 폴리에스테르 필름에 있어서의 적어도 한쪽 면에는, 각종 기능층을 갖고 있어도 된다. 그러한 기능층으로서는, 예를 들어 하드 코팅층(자외선 경화 수지층이라고도 함), 방현층, 반사 방지층, 저반사층, 저반사 방현층, 반사 방지 방현층, 대전 방지층, 실리콘층, 점착층, 방오층, 내지문층, 발수층 및 블루 커트층 등으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 제1 보호 필름인 연신 폴리에스테르 필름의 시인면측에, 자외선 경화 수지층을 갖는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 방현층, 반사 방지층, 저반사층, 저반사 방현층, 반사 방지 방현층을 마련함으로써, 경사 방향으로부터 관찰하였을 때의 색 불균일이 보다 개선된다는 효과도 기대할 수 있다.

각종 기능층을 마련할 때, 연신 폴리에스테르 필름의 표면에 접착 용이층을 마련하는 것이 바람직하다. 그 때, 반사광에 의한 간섭을 억제하는 관점에서, 접착 용이층의 굴절률을, 기능층의 굴절률과 배향 필름의 굴절률의 상승 평균 근방이 되게 조정하는 것이 바람직하다. 접착 용이층의 굴절률의 조정은 공지된 방법을 채용할 수 있고, 예를 들어 바인더 수지에, 티타늄이나 지르코늄, 기타 금속종을 함유시킴으로써 용이하게 조정할 수 있다. 접착 용이층의 형성에 사용하는 도포액은, 수용성 또는 수분산성 공중합 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지 및 폴리우레탄 수지 중 적어도 1종을 포함하는 수성 도포액이 바람직하다. 이들 도포액으로서는, 예를 들어 일본 특허 공고 평6-81714호 공보, 일본 특허 제3200929호 공보, 일본 특허 제3632044호 공보, 일본 특허 제4547644호 공보, 일본 특허 제4770971호 공보, 일본 특허 제3567927호 공보, 일본 특허 제3589232호 공보, 일본 특허 제3589233호 공보, 일본 특허 제3900191호 공보, 일본 특허 제4150982호 공보 등에 개시된 수용성 또는 수분산성 공중합 폴리에스테르 수지 용액, 아크릴 수지 용액, 폴리우레탄 수지 용액 등을 들 수 있다.

(자외선 경화 수지층)

본 실시 형태에 있어서는, 상술한 바와 같이, 제1 보호 필름이 자외선 경화 수지층(이하, 하드 코팅층이라고도 칭함)을 갖는 구성인 것이 바람직하다.

하드 코팅층은, 제1 보호 필름의 표면에 하드 코팅성을 부여하기 위한 층이며, 예를 들어 자외선 경화 수지와 광중합 개시제를 함유하는 하드 코팅층 형성용 조성물을 사용하고, 도막 형성 후, 자외선의 조사에 의해 자외선 경화 수지를 경화하여 형성되는 층이다.

본 실시 형태에 적용 가능한 자외선 경화 수지는, 자외선에 의해 경화되는 특성을 구비한 수지 성분이면 특별히 제한은 없지만, 대표적인 수지 재료로서는, 아크릴레이트계 관능기를 갖는 화합물 등의 1 또는 2 이상의 불포화 결합을 갖는 화합물을 들 수 있다. 하나의 불포화 결합을 갖는 화합물로서는, 예를 들어 에틸(메트)아크릴레이트, 에틸헥실(메트)아크릴레이트, 스티렌, 메틸스티렌, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있다. 2개 이상의 불포화 결합을 갖는 화합물로서는, 예를 들어 폴리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 등 및 이들을 에틸렌옥시드(EO) 등으로 변성시킨 다관능 화합물, 또는 상기 다관능 화합물과 (메트)아크릴레이트 등의 반응 생성물(예를 들어, 다가 알코올의 폴리(메트)아크릴레이트 에스테르) 등을 들 수 있다. 또한, 「(메트)아크릴레이트」란, 메타크릴레이트 및 아크릴레이트를 가리키는 것이다.

상기 화합물 외에도, 불포화 이중 결합을 갖는 비교적 저분자량(수평균 분자량 300 내지 8만, 바람직하게는 400 내지 5000)의 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 알키드 수지, 스피로아세탈 수지, 폴리부타디엔 수지, 폴리티올폴리엔 수지 등도 상기 자외선 경화 수지로서 사용할 수 있다. 또한, 이 경우의 수지란, 모노머 이외의 이량체, 올리고머, 폴리머를 모두 포함한다.

본 실시 형태에 있어서의 바람직한 화합물로서는, 3개 이상의 불포화 결합을 갖는 화합물을 들 수 있다. 이러한 화합물을 사용하면, 형성하는 하드 코팅층의 가교 밀도를 높일 수 있고, 도막 경도를 높일 수 있다.

구체적으로는 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 폴리에스테르 다관능 아크릴레이트 올리고머(3 내지 15관능), 우레탄 다관능 아크릴레이트 올리고머(3 내지 15관능) 등을 적절히 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.

자외선 경화 수지는 용매 건조형 수지(열가소성 수지 등, 도공 시에 고형분을 조정하기 위해 첨가한 용매를 건조시키기만 하여, 피막을 형성하는 것이 가능한 수지)와 병용하여 사용할 수도 있다. 용매 건조형 수지를 병용함으로써, 도포면의 피막 결함을 유효하게 방지할 수 있다. 자외선 경화 수지와 병용하여 사용할 수 있는 용매 건조형 수지는 특별히 한정되지 않고, 일반적인 열가소성 수지를 사용할 수 있다.

광중합 개시제로서는 특별히 한정되지 않고, 공지된 것을 사용할 수 있고, 예를 들어 광중합 개시제로서는, 아세토페논류, 벤조페논류, 미힐러벤조일벤조에이트, α-아밀옥심에스테르, 티오크산톤류, 프로피오페논류, 벤질류, 벤조인류, 아실포스핀옥시드류를 들 수 있다. 또한, 광증감제를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하고, 그의 구체예로서는, 예를 들어 n-부틸아민, 트리에틸아민, 폴리-n-부틸포스핀 등을 들 수 있다.

광중합 개시제로서는, 자외선 경화 수지가 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 수지계인 경우에는, 아세토페논류, 벤조페논류, 티오크산톤류, 벤조인, 벤조인메틸에테르 등을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 자외선 경화 수지가 양이온 중합성 관능기를 갖는 수지계인 경우에는, 광중합 개시제로서는, 방향족 디아조늄염, 방향족 술포늄염, 방향족 요오도늄염, 메탈로센 화합물, 벤조인술폰산에스테르 등을 단독 또는 혼합물로서 사용하는 것이 바람직하다.

광중합 개시제로서는, 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 자외선 경화 수지의 경우에는, 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤(상품명: IRGACURE 184, BASF 재팬사제)이, 자외선 경화 수지와의 상용성, 및 황변도 적다는 이유에서 바람직하다.

하드 코팅층 형성용 조성물에 있어서의 광중합 개시제의 함유량은, 자외선 경화 수지 100질량부에 대하여 1.0 내지 10질량부의 범위 내인 것이 바람직하다. 첨가량이 1.0질량부 이상이면, 하드 코팅층의 경도를 원하는 조건으로 할 수 있고, 10질량부 이하이면, 도설된 막의 심부까지 전리 방사선이 도달하여, 내부 경화가 촉진되고, 목표인 하드 코팅층 표면의 원하는 연필 경도를 얻을 수 있는 점에서 바람직하다.

광중합 개시제의 함유량의 보다 바람직한 하한은 2.0질량부이며, 더 바람직한 상한은 8.0질량부이다. 상기 광중합 개시제의 함유량이 이 범위에 있음으로써, 막 두께 방향으로 경도 분포가 발생하지 않고, 하드 코팅층으로서 균일한 경도가 되기 쉬워진다.

상기 하드 코팅층 형성용 조성물은 용매를 함유하고 있어도 된다. 용매로서는, 사용하는 자외선 경화 수지 성분의 종류 및 용해성에 따라서, 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 용매로서, 케톤류(예를 들어, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 디아세톤알코올 등), 에테르류(예를 들어, 디옥산, 테트라히드로푸란, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등), 지방족 탄화수소류(예를 들어, 헥산 등), 지환식 탄화수소류(예를 들어, 시클로헥산 등), 방향족 탄화수소류(예를 들어, 톨루엔, 크실렌 등), 할로겐화 탄소류(예를 들어, 디클로로메탄, 디클로로에탄 등), 에스테르류(예를 들어, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산부틸 등), 물, 알코올류(예를 들어, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 시클로헥산올 등), 셀로솔브류(예를 들어, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브 등), 셀로솔브아세테이트류, 술폭시드류(예를 들어, 디메틸술폭시드 등), 아미드류(예를 들어, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등) 등을 예시할 수 있고, 이들의 혼합 용매를 사용할 수도 있다. 특히 케톤류 용매에서 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논의 어느 것, 또는 이들의 혼합물을 적어도 포함하는 것이, 자외선 경화 수지와의 상용성, 도포성이 우수하다는 이유에서 바람직하다.

또한, 하드 코팅층 형성용 조성물에는, 하드 코팅층의 경도를 높게 하거나, 경화 수축을 억제하거나, 블로킹을 방지하거나, 굴절률을 제어하거나, 방현성을 부여하거나, 입자나 하드 코팅층 표면의 성질을 제어하거나 하는 목적에 따라서, 종래 공지된 유기 미립자, 무기 미립자, 분산제, 계면 활성제, 대전 방지제, 실란 커플링제, 증점제, 착색 방지제, 착색제(안료, 염료), 소포제, 레벨링제, 난연제, 접착 부여제, 중합 금지제, 산화 방지제, 표면 개질제 등을 첨가하여도 된다. 또한, 상기 하드 코팅층 형성용 조성물은 광증감제를 포함해도 되고, 그의 구체예로서는 n-부틸아민, 트리에틸아민, 폴리-n-부틸포스핀 등을 들 수 있다.

상기 하드 코팅층 형성용 조성물의 조제 방법으로서는, 각 구성 성분을 균일하게 혼합할 수 있으면, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 각 구성 성분을, 페인트 셰이커, 비즈 밀, 니더, 믹서 등의 공지된 장치를 사용하여 혼합 또는 용해시켜 조제할 수 있다.

또한, 상기 하드 코팅층 형성용 조성물을 제1 보호 필름 상에 도포하는 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 스핀 코팅법, 침지법, 스프레이법, 다이 코팅법, 바 코팅법, 롤 코터법, 메니스커스 코터법, 플렉소 인쇄법, 스크린 인쇄법, 피드 코터법 등의 공지된 습식 도포 방법을 들 수 있다.

[제1 보호 필름의 물성]

제1 보호 필름의 면 내 방향의 리타데이션 Ro는 350nm 이하여도 된다. 또한, 제1 보호 필름의 두께 방향의 리타데이션 Rt는 350nm 이하여도 된다. 이 경우, 예를 들어 아크릴 수지(아크릴-스티렌 중합체를 포함함)를 함유하는 필름을 제1 보호 필름으로서 사용할 수 있다.

제1 보호 필름의 면 내 방향의 리타데이션 Ro는 8000nm 이상이어도 된다. 또한, 제1 보호 필름의 두께 방향의 리타데이션 Ro는 8000nm 이상이어도 된다. 이 경우, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 함유하는 필름을 제1 보호 필름으로서 사용할 수 있다.

제1 보호 필름은, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 또는 아크릴 수지를 함유하고 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 투습도가 200g/m²·day 이하인 제1 보호 필름을 확실하게 실현할 수 있다.

제1 보호 필름의 두께는 10㎛ 이상 40㎛ 이하인 것이 바람직하다. 박형의 제1 보호 필름을 사용함으로써 박형의 편광판 실현에 기여할 수 있다.

[편광판]

본 실시 형태의 편광판은, 상술한 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름이, 자외선 경화형 접착제 또는 수계 접착제를 사용하여 편광자의 양면에 접합되어 있는 구성이다. 상기 편광판이 시인측의 편광판으로서 사용되는 경우, 편광판용 보호 필름에는, 방현층 또는 클리어 하드 코팅층, 반사 방지층, 대전 방지층, 방오층 등을 마련하는 것이 바람직하다.

(편광자)

편광판의 주된 구성 요소인 편광자는, 일정 방향의 편파면의 광만을 통과시키는 소자이며, 현재 알려져 있는 대표적인 편광자는 폴리비닐알코올계 편광 필름이다. 폴리비닐알코올계 편광 필름에는, 폴리비닐알코올계 필름에 요오드를 염색시킨 것과, 2색성 염료를 염색시킨 것이 있다.

편광자로서는, 폴리비닐알코올 수용액을 제막하고, 이것을 1축 연신시켜 염색하거나, 염색한 후 1축 연신하고 나서, 바람직하게는 붕소 화합물로 내구성 처리를 행한 편광자를 사용될 수 있다. 편광자의 막 두께는 2 내지 30㎛가 바람직하고, 특히 2 내지 15㎛인 것이 바람직하다.

또한, 일본 특허 공개 제2003-248123호 공보, 일본 특허 공개 제2003-342322호 공보 등에 기재된 에틸렌 단위의 함유량 1 내지 4몰％, 중합도 2000 내지 4000, 비누화도 99.0 내지 99.99몰％의 에틸렌 변성 폴리비닐알코올도 바람직하게 사용된다. 그 중에서도, 열수 절단 온도가 66 내지 73℃인 에틸렌 변성 폴리비닐알코올 필름이 바람직하게 사용된다. 이 에틸렌 변성 폴리비닐알코올 필름을 사용한 편광자는, 편광 성능 및 내구 성능이 우수할 뿐 아니라 색 불균일이 적고, 대형 액정 표시 장치에 특히 바람직하게 사용된다.

(편광판의 제작)

본 실시 형태의 편광판은 일반적인 방법으로 제작할 수 있다. 구체적으로는, 제1 보호 필름의 편광자 대향면측을 적절히 표면 처리하고, 요오드 용액 중에 침지 연신하여 제작한 편광자의 한쪽 면에, 후술하는 자외선 경화형 접착제 또는 수계 접착제를 사용하여 접합시킨다. 그리고, 편광자의 다른 쪽 면에 제2 보호 필름을 접합시킨다.

편광자와의 접합의 방향은, 예를 들어 편광자의 흡수축과 각 보호 필름의 지상축이 직교하게 접합시키는 것이 바람직하다.

(자외선 경화형 접착제)

본 실시 형태의 편광판에 있어서는, 보호 필름과 편광자가 자외선 경화형 접착제에 의해 접착되어 있는 것이 바람직하다. 보호 필름과 편광자의 접합에 자외선 경화형 접착제를 적용함으로써, 박막이라도 강도가 높고, 평면성이 우수한 편광판을 얻을 수 있다.

<자외선 경화형 접착제의 조성>

편광판용 자외선 경화형 접착제 조성물로서는, 광 라디칼 중합을 이용한 광 라디칼 중합형 조성물, 광 양이온 중합을 이용한 광 양이온 중합형 조성물, 그리고 광 라디칼 중합 및 광 양이온 중합을 병용한 하이브리드형 조성물이 알려져 있다.

광 라디칼 중합형 조성물로서는, 일본 특허 공개 제2008-009329호 공보에 기재된 히드록시기나 카르복시기 등의 극성기를 함유하는 라디칼 중합성 화합물 및 극성기를 함유하지 않는 라디칼 중합성 화합물을 특정 비율로 포함하는 조성물 등이 알려져 있다. 특히 라디칼 중합성 화합물은, 라디칼 중합 가능한 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 화합물인 것이 바람직하다. 라디칼 중합 가능한 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 화합물의 바람직한 예에는, (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물이 포함된다. (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물의 예에는, N 치환 (메트)아크릴아미드계 화합물, (메트)아크릴레이트계 화합물 등이 포함된다. (메트)아크릴아미드는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드를 의미한다.

또한, 광 양이온 중합형 조성물로서는, 일본 특허 공개 제2011-028234호 공보에 개시되어 있는 바와 같은, (α) 양이온 중합성 화합물, (β) 광 양이온 중합 개시제, (γ) 380nm보다 긴 파장의 광에 극대 흡수를 나타내는 광증감제 및 (δ) 나프탈렌계 광 증감 보조제의 각 성분을 함유하는 자외선 경화형 접착제 조성물을 들 수 있다. 단, 이외의 자외선 경화형 접착제가 사용되어도 된다.

(1) 전처리 공정

전처리 공정은, 보호 필름의 편광자와의 접착면에 접착 용이화 처리를 행하는 공정이다. 접착 용이 처리로서는, 코로나 처리, 플라스마 처리 등을 들 수 있다.

(자외선 경화형 접착제의 도포 공정)

자외선 경화형 접착제의 도포 공정으로서는, 편광자와 편광판용 보호 필름의 접착면 중 적어도 한쪽에, 상기 자외선 경화형 접착제를 도포한다. 편광자 또는 보호 필름의 표면에 직접, 자외선 경화형 접착제를 도포하는 경우, 그 도포 방법에 특별한 한정은 없다. 예를 들어, 닥터 블레이드, 와이어 바, 다이 코터, 콤마 코터, 그라비아 코터 등, 각종 습식 도포 방식을 이용할 수 있다. 또한, 편광자와 보호 필름 사이에, 자외선 경화형 접착제를 도포한 후, 롤러 등으로 가압하여 균일하게 밀어 펴는 방법도 이용할 수 있다.

(2) 접합 공정

상기 방법에 의해 자외선 경화형 접착제를 도포한 후에는 접합 공정으로 처리된다. 이 접합 공정에서는, 예를 들어 앞의 도포 공정에서 편광자의 표면에 자외선 경화형 접착제를 도포한 경우, 거기에 셀룰로오스 수지 필름이 중첩된다. 또한, 제1 또는 제2 보호 필름의 표면에 자외선 경화형 접착제를 도포하는 방식의 경우에는, 거기에 편광자가 중첩된다. 또한, 편광자와 보호 필름 사이에 자외선 경화형 접착제를 유연시킨 경우에는, 그 상태에서 편광자와 보호 필름이 중첩된다. 그리고, 통상은, 이 상태에서 양면의 보호 필름측으로부터 가압 롤러 등 사이에 끼워 가압하게 된다. 가압 롤러의 재질은 금속이나 고무 등을 사용하는 것이 가능하다. 양면에 배치되는 가압 롤러는, 동일한 재질이어도 되고, 다른 재질이어도 된다.

(3) 경화 공정

경화 공정에서는, 미경화의 자외선 경화형 접착제에 자외선을 조사하여, 양이온 중합성 화합물(예를 들어, 에폭시 화합물이나 옥세탄 화합물)이나 라디칼 중합성 화합물(예를 들어, 아크릴레이트계 화합물, 아크릴아미드계 화합물 등)을 포함하는 자외선 경화형 접착제층을 경화시켜, 자외선 경화형 접착제를 통해 중첩된 편광자와 보호 필름을 접착시킨다. 편광자의 양면에 보호 필름을 접합시키는 본 실시 형태의 구성에 있어서는, 편광자의 양면에 각각 자외선 경화형 접착제를 통해 보호 필름을 중첩한 상태에서, 자외선을 조사하고, 양면의 자외선 경화형 접착제를 동시에 경화시키는 것이 유리하다.

자외선의 조사 조건은, 자외선 경화형 접착제를 경화시킬 수 있는 조건이면, 임의의 적절한 조건을 채용할 수 있다. 자외선의 조사량은 적산 광량으로 50 내지 1500mJ/cm²의 범위인 것이 바람직하고, 100 내지 500mJ/cm²의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 제1 보호 필름측으로부터 자외선 조사하는 것이 수율 향상의 점에서도 바람직하다.

편광판의 제조 공정을 연속 라인에서 행하는 경우, 라인 속도는 접착제의 경화 시간에 의존하지만, 바람직하게는 1 내지 500m/min의 범위, 보다 바람직하게는 5 내지 300m/min의 범위, 더욱 바람직하게는 10 내지 100m/min의 범위이다. 라인 속도가 1m/min 이상이면, 생산성을 확보할 수 있고, 또는 보호 필름에의 대미지를 억제할 수 있고, 내구성이 우수한 편광판을 제작할 수 있다. 또한, 라인 속도가 500m/min 이하이면, 자외선 경화형 접착제의 경화가 충분해지고, 목적으로 하는 경도를 구비하고, 접착성이 우수한 자외선 경화형 접착제층을 형성할 수 있다.

편광자의 보호 필름이 접합되어 있는 면과는 반대측의 면에는, 다른 열가소성 수지가, 물풀 또는 자외선 경화형 접착제를 사용하여 편광자와 접합되어 있는 것이 바람직하다. 셀룰로오스 수지 필름의 경우에는, 편광자와 접합되는 면이 비누화 처리되어, 폴리비닐알코올계 물풀에 의해 접합되는 것이 바람직하다.

[액정 표시 장치]

상기한 편광판을 액정 표시 장치에 사용함으로써, 각종 시인성이 우수한 액정 표시 장치를 제작할 수 있다.

본 실시 형태의 편광판은 STN, TN, OCB, HAN, VA(MVA, PVA), IPS, OCB 등의 각종 구동 방식의 액정 표시 장치에 사용할 수 있지만, 바람직하게는 IPS형 액정 표시 장치이다.

액정 표시 장치에는, 통상 시인측의 편광판과 백라이트측의 편광판의 2매의 편광판이 사용되지만, 본 실시 형태의 편광판을 시인측 및 백라이트측의 양쪽의 편광판으로서 사용하는 것이 바람직하고, 편측의 편광판으로서 사용하는 것도 바람직하다.

IPS형 액정 표시 장치에 있어서의 상기 편광판의 접합 방향은, 일본 특허 공개 제2005-234431호 공보를 참조하여 행할 수 있다.

본 실시 형태에 사용하는 액정 셀은, 액정층과, 상기 액정층을 협지하는 한 쌍의 기판(유리 기판)을 포함하고, 상기 한 쌍의 기판 두께가 0.3 내지 0.7mm의 범위 내인 유리 기판인 것이, 액정 표시 장치의 박형화, 경량화의 관점에서 바람직하다. 또한, 본 실시 형태의 편광판은, 액정 셀을 구성하는 유리 기판을 박막화해도 패널 벤드를 일으키기 어렵게 할 수 있다.

액정 셀에 사용할 수 있는 유리 기판을 구성하는 재질로서는, 예를 들어 소다 석회 유리, 규산염 유리 등을 들 수 있고, 규산염 유리인 것이 바람직하고, 구체적으로는 실리카 유리 또는 붕규산 유리인 것이 보다 바람직하다.

유리 기판을 구성하는 유리는, 알칼리 성분을 실질적으로 함유하지 않는 무알칼리 유리인 것, 구체적으로는 알칼리 성분의 함유량이 1000ppm 이하인 유리인 것이 바람직하다. 유리 기판 중의 알칼리 성분의 함유량은 500ppm 이하인 것이 바람직하고, 300ppm 이하인 것이 보다 바람직하다. 알칼리 성분을 함유하는 유리 기판은, 필름 표면에서 양이온의 치환이 발생하고, 백탁 현상이 발생하기 쉽다. 이에 의해, 필름 표층의 밀도가 저하되기 쉽고, 유리 기판이 파손되기 쉽기 때문이다.

액정 표시 장치를 구성하는 액정 셀의 유리 기판 두께는, 0.3 내지 0.7mm의 범위 내인 것이 바람직하다. 이러한 두께로 하는 것은, 액정 표시 장치의 박형화 형성에 기여할 수 있는 점에서 바람직하다.

유리 기판은 공지된 방법, 예를 들어 플로트법, 다운드로우법, 오버플로우 다운드로우법 등에 의해 성형될 수 있다. 그 중에서도, 성형 시에 유리 기판의 표면이 성형 부재와 접촉되지 않고, 얻어지는 유리 기판의 표면에 흠집이 나기 어려운 등의 점에서, 오버플로우 다운드로우법이 바람직하다.

또한, 이러한 유리 기판은 시판품으로서도 입수할 수 있고, 예를 들어 아사히 글래스사제의 무알칼리 유리 AN100(두께 500㎛), 코닝사제의 유리 기판 EAGLE XG(r) Slim(두께 300㎛, 400㎛ 등), 닛폰 덴키 가라스사제의 유리 기판(두께 100 내지 200㎛) 등을 들 수 있다.

또한, 편광판과 액정 셀을 구성하는 유리 기판은, 점착층을 통해 접착된다. 점착층으로서는, 양면 테이프, 예를 들어 린텍사제의 두께 25㎛의 양면 테이프(무기재 테이프 MO-3005C) 등이나, 또는 활성 광선 경화형 수지층의 형성에 사용하는 조성물을 적용할 수 있다.

본 실시 형태의 편광판을 사용함으로써, 특히 화면이 30형 이상의 대화면인 액정 표시 장치여도, 패널 벤드가 억제되어, 표시 불균일, 정면 콘트라스트 등 시인성이 우수하고, 박형이며 경량화된 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.

[실시예]

이하, 실시예를 들어 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.

<제1 보호 필름의 제작>

(폴리에스테르 필름의 제작)

<폴리에스테르 수지 A의 조제>

에스테르화 반응 용기를 승온하여, 200℃에서 테레프탈산을 86.4질량부 및 에틸렌글리콜을 64.6질량부 투입하고, 가열 교반하면서, 촉매로서 삼산화안티몬을 0.017질량부, 아세트산마그네슘4수화물을 0.064질량부, 트리에틸아민 0.16질량부를 투입하였다. 게이지압이 0.34MPa, 온도가 240℃인 조건 하에서 가압 에스테르화 반응을 행하였다.

이어서, 에스테르화 반응 용기를 상압으로 복귀시키고, 인산을 0.014질량부 첨가하였다. 또한, 15분에 260℃까지 승온하고, 인산트리메틸을 0.012질량부 첨가하였다. 이어서 15분 후에, 고압 분산기로 분산 처리를 행하고, 또한 15분 후, 얻어진 에스테르화 반응 생성물을 중축합 반응캔으로 이송하여, 280℃에서 감압 하 중축합 반응을 행하였다.

중축합 반응 종료 후, 니혼 세이센사제의 나슬론 필터 NF-05S로 여과 처리를 행하고, 노즐로부터 스트랜드 형상으로 압출하고, 미리 여과 처리(구멍 직경: 1㎛ 이하)를 행한 후, 냉각수를 사용하여 냉각, 고화시켜, 수지를 펠릿상으로 커트하였다. 얻어진 폴리에스테르 수지 A(폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 A)의 고유 점도는 0.62cm³/g이며, 불활성 입자 및 내부 석출 입자는 실질상 함유하고 있지 않았다.

(접착성 개질층 형성용 도포액의 조제)

통상의 방법에 의해 에스테르 교환 반응 및 중축합 반응을 행하고, 디카르복실산 성분으로서(디카르복실산 성분 전체에 대하여) 테레프탈산을 46몰％, 이소프탈산을 46몰％ 및 5-술포네이트이소프탈산나트륨 8몰％를 사용하고, 글리콜 성분으로서(글리콜 성분 전체에 대하여) 에틸렌글리콜을 50몰％ 및 네오펜틸글리콜을 50몰％의 조성의 수분산성 술폰산 금속염기 함유 공중합 폴리에스테르 수지를 조제하였다.

이어서, 물 51.4질량부, 이소프로필알코올 38질량부, n-부틸셀로솔브 5질량부, 비이온계 계면 활성제 0.06질량부를 혼합한 후, 가열 교반하고, 77℃에 도달한 후, 상기 수분산성 술폰산 금속염기 함유 공중합 폴리에스테르 수지를 5질량부 첨가하여, 수지 덩어리가 없어질 때까지 계속 가열하여 교반한 후, 수지 수분산액을 상온까지 냉각시키고, 고형분 농도가 5.0질량％인 균일한 수분산성 공중합 폴리에스테르 수지액을 얻었다.

또한, 응집체 실리카 입자(후지 시리시아(주)사제, 사이리시아 310) 3질량부를 물 50질량부에 분산시켰다. 상기 수분산성 공중합 폴리에스테르 수지액 99.5질량부에 사이리시아 310의 수분산액 0.54질량부를 첨가하고, 교반하면서 물 20질량부를 첨가하여, 접착성 개질층 형성용 도포액을 조제하였다.

(PET 필름의 제작)

상기 조제한 폴리에스테르 수지 A를 통상의 방법에 의해 건조시켜 압출기에 공급하고, 285℃에서 용융시키고, 이 폴리머를 스테인리스 소결체의 여과재(공칭 여과 정밀도 10㎛ 입자 95％ 커트)로 여과하여, 구금으로부터 시트상으로 하여 압출한 후, 정전 인가 캐스트법을 사용하여 표면 온도 30℃의 캐스팅 드럼에 둘러 감아 냉각 고화시켜, 미연신 폴리에스테르 필름(PET 필름)을 제작하였다.

이어서, 리버스 롤법에 의해 이 미연신 PET 필름의 양면에 건조 후의 도포량이 0.08g/m²가 되게, 상기 조제한 접착성 개질층 형성용 도포액을 도포한 후, 80℃에서 20초간 건조시켰다.

이 접착성 개량층을 형성한 미연신 필름을 텐터 연신기로 유도하고, 필름의 단부를 클립으로 파지하면서, 온도 125℃의 가열존에서 폭 방향으로 4배로 연신하였다.

이어서, 폭 방향으로 연신된 폭을 유지한 유지한 채, 온도 225℃, 30초간으로 처리하고, 또한 폭 방향으로 3％의 완화 처리를 행하여, 필름 두께가 60㎛인 1축 배향 PET 필름(제1 보호 필름 1-1)을 제작하였다.

(아크릴 필름의 제작)

<아크릴계 수지 1(공중합체 A1)의 합성>

단량체로서, 스티렌을 93.6질량부(90mol％)와 아크릴산 7.2질량부(10mol％)와, 에틸벤젠을 29.4질량부, 2-에틸헥산올을 3.3질량부의 혼합액에 대하여, 2,2-비스(4,4-디-tert 부틸퍼옥시드)프로판을 0.04질량부 첨가하고, 이 중합액을, 5.0L의 완전 혼합형 반응기를 갖는 중합 장치에, 1.67L/시로 연속적으로 투입하였다. 이 때, 완전 혼합형 반응기의 온도는 135℃로 조정하였다. 이어서, 중합 반응기로부터 연속해서 배출되는 중합체 용액을 2.7 내지 4.0kPa로 감압된 벤트 타입 스크류식 압출기에 공급하고, 휘발분을 제거하여 펠릿상 공중합체 A1을 얻었다. 공중합체 A1에 있어서의 단량체 단위의 구성 비율은, 스티렌 단량체가 90mol％, 아크릴산 단량체가 10mol％이며, 중량 평균 분자량은 30만이었다.

하기 성분을 교반 장치에 의해 교반하고, 가열하면서 충분히 용해시켜, 도프 1을 조제하였다.

(도프 1의 조성)

공중합체 A1(스티렌: 90mol％, 아크릴산: 10mol％, 중량 평균 분자량: 30만) 100질량부

미립자(닛본 에어로실사제 R812, 실리카 입자, 평균 입경 8nm) 0.30질량부

염화메틸렌 150질량부

에탄올 5질량부

조제한 도프 1을, 벨트 유연 장치를 사용하여, 온도 22℃, 2m 폭으로 스테인리스 밴드 지지체에 균일하게 유연하였다. 스테인리스 밴드 지지체에서, 잔류 용제량이 50％가 될 때까지 용매를 증발시켜, 얻어진 막상물을 박리 장력 162N/m으로 스테인리스 밴드 지지체 상으로부터 박리하였다.

이어서, 박리된 막상물을 35℃에서 용매를 증발시켜, 텐터 연신으로 폭 방향으로 1.25배 연신하면서, 135℃의 건조 온도에서 건조시켰다. 존 연신에 의한 연신을 개시하였을 때의 잔류 용매량은 20.0％, 텐터에 의한 연신을 개시하였을 때의 잔류 용매량은 8.0％였다.

텐터로 연신한 후, 130℃에서 5분간의 완화 처리를 실시한 후, 120℃, 140℃의 건조존을 다수의 롤러로 반송시키면서 건조를 종료시켰다. 얻어진 필름을 1.5m 폭으로 슬릿하고, 필름 양단에 폭 10mm, 높이 5㎛의 널링 가공을 실시한 후, 코어에 권취하여, 아크릴 필름(제1 보호 필름 1-2)을 제작하였다. 제작한 아크릴 필름의 막 두께는 40㎛, 권취 길이는 4000m였다.

<제2 보호 필름의 제작>

(수지 및 첨가제)

먼저, 제2 보호 필름의 제작에 사용한 수지 및 각종 첨가제를 이하에 나타낸다.

<셀룰로오스 수지>

셀룰로오스 수지 A: 트리아세틸셀룰로오스(TAC): 아세틸기 치환도=2.9

<당에스테르>

당에스테르 A: 화합물 1로 나타낸 화합물 1, 아세틸기 치환도=8

<폴리에스테르 화합물>

폴리에스테르 화합물 A: 상세한 것은 후술한다.

<미립자>

미립자 A: 에어로실 R972V(닛본 에어로실사제)

<벤드 억제제>

벤드 억제제 1: 화합물 12로 나타낸 구조의 티누빈 928(BASF 재팬사제)

벤드 억제제 2: 하기 구조를 갖는 벤조트리아졸계 화합물(스미까 켐텍스사제 Sumisorb 250)

벤드 억제제 3: 하기 구조를 갖는 트리아진계 화합물

벤드 억제제 4: 하기 구조를 갖는 트리아진계 화합물

또한, 구조식 중의 「Me」는 메틸기를 가리킨다.

(폴리에스테르 화합물 A의 조제)

1,2-프로판디올 251g, 무수 프탈산 278g, 아디프산 91g, 벤조산 610g, 에스테르화 촉매로서 테트라이소프로필티타네이트 0.191g을, 온도계, 교반기, 완급 냉각관을 구비한 2L의 4구 플라스크에 투입하고, 질소 기류 중 230℃가 될 때까지, 교반하면서 서서히 승온시켰다. 15시간 탈수 축합 반응시켜, 반응 종료 후 200℃에서 미반응의 1,2-프로판디올을 감압 증류 제거함으로써, 폴리에스테르 화합물 A를 얻었다. 산가 0.10, 수평균 분자량 450이었다.

[제2 보호 필름 2-1의 제작]

(주 도프 1의 조제)

하기 조성의 주 도프 1을 조제하였다.

먼저, 가압 용해 탱크에 메틸렌클로라이드와 에탄올을 첨가하였다. 그리고, 용제가 들어간 가압 용해 탱크에 셀룰로오스 수지 A 및 각 첨가제를 교반하면서 투입하고, 이것을 가열하고, 교반하면서 완전히 용해시켰다. 또한, 미립자 A는, 첨가하는 에탄올의 일부를 사용하여 10％ 분산액으로서 가압 용해 탱크에 투입하였다.

셀룰로오스 수지 A 100질량부

당에스테르 A 15질량부

폴리에스테르 A 2질량부

벤드 억제제 1 2.4질량부

미립자 A 0.1질량부

메틸렌클로라이드 420질량부

에탄올 40질량부

상기 첨가제 성분을 밀폐 용기에 투입하고, 교반하면서 용해시켜, 이것을 아즈미 로시(주)제의 아즈미 로시 No. 244를 사용하여 여과하고, 주 도프 1을 조제하였다.

(필름 제막)

상기 조제한 주 도프 1을, 벨트 유연 장치를 사용하여, 온도 22℃, 2m 폭으로 스테인리스 밴드 지지체에 균일하게 유연하였다. 스테인리스 밴드 지지체에서, 잔류 용제량이 100％ 미만이 될 때까지 용매를 증발시켜, 박리 장력 160N/m으로 스테인리스 밴드 지지체 상에서 도프막(웹)을 박리하였다.

이어서, 박리한 웹을 35℃에서 용매를 증발시켜, 1.6m 폭으로 슬릿하고, 그 후, 텐터 연신기를 사용하여, 160℃의 온도에서 폭 방향(TD 방향)으로 원래 폭에 대하여 1.1배 연신을 하였다. 이 때, 텐터에 의한 연신을 개시하였을 때의 잔류 용매량은, 3 내지 15질량％였다.

그 후, 120℃, 140℃의 건조존을 다수의 롤러로 반송시키면서 건조를 종료시켜, 1.3m 폭으로 슬릿하고, 필름 양단에 폭 10mm, 높이 2.5㎛의 널링 가공을 실시한 후, 코어에 권취하여, 제2 보호 필름 2-1을 제작하였다. 제2 보호 필름 2-1의 막 두께는 50㎛, 감기 길이는 3900m로 하였다.

[제2 보호 필름 2-2 내지 2-8의 제작]

수지의 종류, 벤드 억제제의 종류 및 첨가량을 표 1과 같이 변경한 것 이외에는, 제2 보호 필름 2-1의 제작과 동일하게 하여, 제2 보호 필름 2-2 내지 2-8을 제작하였다. 이 중, 아크릴 수지를 포함하는 제2 보호 필름 2-7의 제작에 대해서는, 벤드 억제제 2를 추가한 것 이외에는, 상술한 제1 보호 필름 1-2(아크릴 필름)의 제작과 동일하게 하여, 제2 보호 필름 2-7을 제작하였다.

[리타데이션값 Ro·Rt의 측정]

상기에서 제작한 제2 보호 필름 2-1 내지 2-8의 리타데이션값 Ro·Rt를 이하와 같이 하여 측정하였다. 즉, 자동 복굴절률계 액소 스캔(Axo Scan Mueller Matrix Polarimeter: 액소 매트릭스사제)을 사용하고, 23℃·55％RH의 환경 하에 590nm의 파장에 있어서 삼차원 굴절률 측정을 행하고, 얻어진 굴절률 nx, ny, nz로부터, 전술한 식에 의해 제2 보호 필름 2-1 내지 2-8의 리타데이션값 Ro·Rt를 산출하였다.

[Y.I값의 측정]

상기에서 제작한 제1 보호 필름 1-1 내지 1-2의 Y.I값과, 제2 보호 필름 2-1 내지 2-8의 Y.I값을, 이하와 같이 하여 측정하였다. 즉, 상기에서 제작한 각각의 필름 시료에 대하여, ASTM E313에 따라서, 분광 측색계(CM3700d, 코니카 미놀타 센싱(주)제)를 사용하여 색의 3 자극값 X, Y, Z를 구하고, 하기 식에 따라서 황색도를 나타내는 Y.I값(옐로우 인덱스)을 구하였다.

Y.I값=100(1.28X-1.06Z)/Y

[편광판의 제작]

상기에서 제작한 제1 보호 필름 1-1(PET 필름) 및 제2 보호 필름 2-1을 사용하여, 하기 방법에 따라서 편광판 101을 제작하였다.

[편광판 101의 제작]

1) 편광자의 제작

폴리비닐알코올 필름의 두께 60㎛의 긴 폴리비닐알코올 필름을, 가이드 롤을 통해 연속 반송하면서, 요오드와 요오드화칼륨 배합의 염색욕(30℃)에 침지하여 염색 처리와 2.5배의 연신 처리를 실시한 후, 붕산과 요오드화칼륨을 첨가한 산성욕(60℃) 중에서, 토탈로서 5배가 되는 연신 처리와 가교 처리를 실시하고, 얻어진 두께 12㎛의 요오드-PVA계 편광자를, 건조기 내에서 50℃, 30분간 건조시켜 수분율 4.9％의 편광자를 얻었다.

2) 자외선 경화형 접착제 B의 조제

하기 각 성분을 혼합하여, 액상의 자외선 경화형 접착제를 조제하였다.

3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트 40질량부

비스페놀 A형 에폭시 수지 60질량부

디페닐[4-(페닐티오)페닐]술포늄헥사플루오로안티모네이트(양이온 중합 개시제) 4.0질량부

3) 접합 및 편광판 제작

제1 보호 필름 1-1의 접합면에 코로나 처리를 실시한 후, 상기 조제한 자외선 경화형 접착제 B를, 챔버 닥터를 구비한 도공 장치에 의해 두께 3㎛로 도공하였다. 또한, 제2 보호 필름 2-1의 접합면에 코로나 처리를 실시한 후, 동일하게 자외선 경화형 접착제 B를 두께 3㎛의 두께로 도공하였다.

제1 보호 필름 1-1 및 제2 보호 필름 2-1에 자외선 경화형 접착제를 도공한 후, 즉시, 상기에서 준비한 편광자의 편면에 제1 보호 필름 1-1을, 다른 쪽 면에 제2 보호 필름 2-1을, 각각 자외선 경화형 접착제 B의 도공면을 개재하여 접합 롤에 의해 접합시켰다. 그 후, 라인 속도 20m/분으로, 메탈 할라이드 램프를 280 내지 320nm의 파장에 있어서의 적산 광량이 320mJ/cm²가 되게 제1 보호 필름 1-1측으로부터 조사하여, 양면의 접착제를 경화시켜, 편광판 101을 얻었다.

[편광판 102 내지 108의 제작]

상기 편광판 101의 제작에 있어서, 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름을, 표 1에 기재된 조합이 되게 변경한 것 이외에는, 편광판 101의 제작과 동일하게 하여 편광판 102 내지 108을 제작하였다.

[액정 표시 장치의 제작]

상기에서 제작한 편광판 101을 사용하여, 하기 방법에 따라서 액정 표시 장치 201을 제작하였다.

즉, 액정 셀로서, 두께가 0.5mm인 2매의 유리 기판과, 그들 사이에 배치된 액정층을 갖는 IPS 방식의 액정 셀을 준비하였다. 그리고, 점착층을 통해 상기 제작한 한 쌍의 편광판 101·101을, 각각 제2 보호 필름이 액정 셀측이 되도록 접합시켜 액정 표시 장치 201을 얻었다. 접합은, 시인측의 편광판의 편광자의 흡수축과 백라이트측의 편광판의 편광자의 흡수축이 직교하도록 하였다. 이하, 동일하게 하여, 편광판 102 내지 108을 사용하여, 액정 표시 장치 202 내지 208을 제작하였다.

[평가]

(벤드 불균일)

상기 제작한 액정 표시 장치 201 내지 208을, 40℃ 95％RH의 환경 하에서 24시간 방치하였다. 이어서, 40℃ 드라이 환경 하에서 액정 표시 장치 201 내지 208을 흑색 표시시킨 상태에서, 표시 화면의 4 정점 부근의 휘도와 표시 화면 중앙부 부근의 휘도의 차(중심부와 주변부의 화상 불균일)를 눈으로 관찰하였다. 그리고, 이하의 평가 기준에 기초하여, 벤드 불균일의 평가를 행하였다.

《평가 기준》

◎: 벤드 불균일이 전혀 보이지 않음.

○: 벤드 불균일이 약간 보이지만, 실사용상 문제 없음.

△: 벤드 불균일이 보이지만, 실사용상으로는 허용되는 품질임.

×: 명확한 벤드 불균일이 보이고, 실사용상 문제 있음.

(색 불균일)

상기에서 제작한 액정 표시 장치 201 내지 208을 암실에서 흑색 표시하고, 화면의 색(흑색)의 균일성을 눈으로 보아 관찰하고, 이하의 평가 기준에 기초하여 색 불균일의 평가를 행하였다.

《평가 기준》

◎: 색 불균일이 전혀 관찰되지 않음.

○: 색 불균일이 약간 관찰되지만, 실사용상 문제 없음.

△: 색 불균일이 관찰되지만, 실사용상으로는 허용되는 품질임.

×: 색 불균일이 명백하게 관찰되어, 실사용상 문제가 있음.

표 1은, 각 필름의 특성과 평가의 결과를 정리하여 나타낸 것이다.

표 1로부터, 실시예 1 내지 6에서는, 벤드 불균일 및 색 불균일의 양쪽이 억제되어 있다. 이것은, 실시예 1 내지 6의 편광판에서는, 편광판의 제2 보호 필름에 벤드 억제제가 함유되어 있는 점에서, 제2 보호 필름 자체의 벤드가 억제되어, 액정 셀의 유리 기판 벤드가 억제되어 있기 때문에, 그리고 제1 보호 필름의 Y.I값과, 제2 보호 필름의 Y.I값의 차 ΔY.I가, 0.4 이하로 작은 점에서, 각 필름의 Y.I값의 상이에 의해 색 불균일이 거의 강조되지 않고, 그 결과, 색 불균일이 시인되기 어려워졌기 때문이라고 생각된다. 특히 표 1로부터, ΔY.I가 0.3 이하이면, 더욱 벤드 불균일 및 색 불균일을 억제하는 효과가 높다고 할 수 있다.

또한, 벤드 억제제 3 및 4를 사용한 실시예 4 및 6에서는, 다른 실시예에 비해 Ro 및 Rt의 값이 높다. 이것은, 벤드 억제제 3 및 4는 구조 중에 질소 원자를 5개 이상 포함하는 질소 함유 복소환 화합물이며, 벤드 억제뿐만 아니라 리타데이션 상승제로서도 기능하고 있기 때문이라고 생각된다. 따라서, IPS용 제로 위상차 필름을 용이하게 실현하는 관점에서는, 벤드 억제제로서는, 구조 중에 질소 원자가 4개 이하인 질소 함유 복소환 화합물인 것이 바람직하다고 할 수 있다.

또한, 실시예 1 및 7의 결과로부터, 셀룰로오스에스테르 수지에 벤드 억제제를 함유시킨 제2 보호 필름을 사용한 구성의 쪽이, 아크릴 수지에 벤드 억제제를 함유시킨 제2 보호 필름을 사용한 구성보다도, 벤드 불균일을 억제하는 효과가 높다. 이로부터, 벤드 억제제는, 셀룰로오스에스테르 수지와 조합하여 사용함으로써, 벤드 불균일을 억제하는 효과를 발휘하기 쉽다고 할 수 있다. 따라서, 벤드 억제제를 함유시키는 제2 보호 필름은, 셀룰로오스에스테르 수지를 포함하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.

이어서, 실시예 4의 구성(제2 보호 필름으로서의 PET 필름에 벤드 억제제 3을 첨가한 구성)에 있어서, 벤드 억제제의 첨가량을 변화시켜, Y.I값을 변화시킨 제2 보호 필름 2-9 내지 2-11을 제작하고, 그 제2 보호 필름 2-9 내지 2-11을 사용하여 편광판 109 내지 111 및 액정 표시 장치 209 내지 211을 상기와 동일하게 하여 제작하였다. 그리고, 각 액정 표시 장치 209 내지 211에 있어서의 벤드 불균일 및 색 불균일에 대하여 상기와 동일한 방법으로 평가하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.

표 2로부터, 제2 보호 필름의 Y.I값이 0.8 내지 1.4의 범위이면, ΔY.I를 0.3 이하로 억제하여, 색 불균일을 더욱 억제할 수 있다고 할 수 있다.

[보충]

이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 범위는 이것으로 한정되는 것은 아니며, 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 각종 변경을 가하여 실시할 수 있다.

이상에서 설명한 본 실시 형태의 편광판 및 액정 표시 장치는, 이하와 같이 표현할 수 있다.

1. 제1 보호 필름, 편광자, 제2 보호 필름을 이 순서로 적층한 편광판이며,

상기 제2 보호 필름에 있어서, 하기 식 (i)로 정의되는 필름 면 내 방향의 리타데이션값 Ro(nm) 및 하기 식 (ii)로 정의되는 필름의 두께 방향의 리타데이션값 Rt(nm)가, 하기 식 (iii) 및 (iv)로 규정되는 조건을 만족시키고,

(i) Ro=(nx-ny)×d

(ii) Rt=((nx+ny)/2-nz)×d

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

(iii) 0nm≤Ro≤10nm

(iv) |Rt|≤25nm

상기 제1 보호 필름의 황색도를 나타내는 Y.I값과, 상기 제2 보호 필름의 황색도를 나타내는 Y.I값의 차가, 0.4 이하이고,

상기 제1 보호 필름 및 상기 제2 보호 필름 중, 상기 제2 보호 필름만이 자외선 흡수 기능을 가짐과 함께, 흡수한 자외선을 열로 변환함으로써, 흡수에 의한 벤드를 억제하는 벤드 억제제를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.

2. 상기 제1 보호 필름이, 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하는 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상기 1에 기재된 편광판.

3. 상기 제2 보호 필름의 Y.I값이 0.8 내지 1.4인 것을 특징으로 하는, 상기 2에 기재된 편광판.

4. 상기 벤드 억제제가, 구조 중에 질소 원자가 4개 이하인 질소 함유 복소환 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 상기 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 편광판.

5. 상기 제2 보호 필름이 셀룰로오스에스테르를 포함하는 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상기 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 편광판.

6. 상기 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 편광판과,

한 쌍의 기판으로 액정층을 협지한 IPS형 액정 셀을 포함하고,

상기 편광판은 상기 액정 셀에 대하여 시인측에 배치되며, 또한 상기 편광자에 대하여 상기 제2 보호 필름이 상기 액정 셀측이 되게 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

본 발명의 편광판은, 예를 들어 IPS형 액정 표시 장치에 이용 가능하다.

1 액정 표시 장치
4 액정 셀
5 편광판
11 편광자
12 광학 필름(제1 보호 필름)
13 광학 필름(제2 보호 필름)

Claims (6)

1. 제1 보호 필름, 편광자, 제2 보호 필름을 이 순서로 적층한 편광판이며,
   상기 제2 보호 필름에 있어서, 하기 식 (i)로 정의되는 필름 면 내 방향의 리타데이션값 Ro(nm) 및 하기 식 (ii)로 정의되는 필름의 두께 방향의 리타데이션값 Rt(nm)가, 하기 식 (iii) 및 (iv)로 규정되는 조건을 만족시키고,
   (i) Ro=(nx-ny)×d
   (ii) Rt=((nx+ny)/2-nz)×d
   (식 중, nx는 필름 면 내의 지상축 방향의 굴절률, ny는 필름 면 내의 진상축 방향의 굴절률, nz는 필름의 두께 방향의 굴절률(굴절률은 23℃, 55％RH의 환경 하, 파장 590nm에서 측정), d는 필름의 두께(nm)를 나타낸다.)
   (iii) 0nm≤Ro≤10nm
   (iv) |Rt|≤25nm
   상기 제1 보호 필름의 황색도를 나타내는 Y.I값과, 상기 제2 보호 필름의 황색도를 나타내는 Y.I값의 차가, 0.4 이하이고,
   상기 제1 보호 필름 및 상기 제2 보호 필름 중, 상기 제2 보호 필름만이 자외선 흡수 기능을 가짐과 함께, 흡수한 자외선을 열로 변환함으로써, 흡수에 의한 벤드를 억제하는 벤드 억제제를 포함하는 편광판.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 보호 필름이 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하는 수지를 포함하는 편광판.
3. 제2항에 있어서, 상기 제2 보호 필름의 Y.I값이 0.8 내지 1.4인 편광판.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 벤드 억제제가, 구조 중에 질소 원자가 4개 이하인 질소 함유 복소환 화합물을 포함하는 편광판.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 보호 필름이 셀룰로오스에스테르를 포함하는 수지를 포함하는 편광판.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 편광판과,
   한 쌍의 기판으로 액정층을 협지한 IPS형 액정 셀을 포함하고,
   상기 편광판은 상기 액정 셀에 대하여 시인측에 배치되며, 또한 상기 편광자에 대하여 상기 제2 보호 필름이 상기 액정 셀측이 되게 배치되는 액정 표시 장치.

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