KR20200081369A - 편광 필름 및 그 제조 방법 - Google Patents

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타카미치 이노마타
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니폰 제온 가부시키가이샤
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Abstract

편광 필름은, 편광자층과, 수지층과, 접착층과, 하드 코트층을 이 순서로 포함하고, 상기 수지층은, 두께 1mm의 필름으로서 측정된 저장 탄성률이 10 MPa 이상 1000 MPa 이하인 수지로 형성되고, 상기 하드 코트층에 상기 접착층이 직접 접해 있다.

Description

편광 필름 및 그 제조 방법
본 발명은, 편광 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치 등에 사용되는 편광자에는, 예를 들어 폴리비닐알코올계 중합체의 필름에 이색성 물질에 의한 염색 처리 등을 실시하여 얻어지는 편광자와 같이, 온도, 습도, 자외선, 기계적인 힘 등의 사용 환경에 의해 열화되기 쉬운 성질을 갖는 편광자가 있다. 그 때문에, 편광자를 보호하기 위하여, 편광자에 하드 코트층 등의 보호층을 형성하는 경우가 있다(특허문헌 1, 2).
또한, 보호층을 갖는 전사박을 사용하여, 편광판 등의 성형품의 표면에 보호층을 전사하는 것이 행하여지고 있다(특허문헌 3).
일본 공개 특허 공보 2014 - 130298 호 일본 공개 특허 공보 2010 - 009027 호(대응 공보 : 미국 특허 출원 공개 제 2011 / 0043733 호 명세서) 국제 공개 제 01 / 092006 호(대응 공보 : 미국 특허 출원 공개 제 2004 / 0028910 호 명세서)
근년, 액정 표시 장치의 박형화가 점점 더 요구되고 있기 때문에, 편광자를 포함하는 편광 필름도 박형화가 요구되고 있다. 한편으로, 편광 필름을 박형으로 해도, 편광자의 열화가 충분히 억제되어 있을 필요가 있다. 그러나, 보호층으로서 하드 코트층을 갖는 편광 필름은, 박형으로 하면, 현저한 컬이 발생하는 경우가 있고, 또한 편광자가 충분히 보호되지 않는 경우가 있었다.
또한, 박형의 액정 표시 장치와 함께, 플렉서블한 액정 표시 장치나 유기 발광 다이오드(OLED) 표시 장치의 개발이 진행되고 있어, 편광 필름도, 굴곡된 후의 높은 복원성이 요구되고 있다.
이와 같이, 현저한 컬의 발생이 억제되고, 또한 편광자가 충분히 보호되며, 굴곡 후의 높은 복원성을 갖는 편광 필름이 요구되고 있다.
본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과, 편광자층과, 수지층과, 접착층과, 하드 코트층을 이 순서로 포함하고, 상기 수지층이 소정의 수지로 형성되고, 상기 하드 코트층에 상기 접착층이 직접 접해 있는 편광 필름에 의해 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다. 즉, 본 발명은, 하기를 제공한다.
[1] 편광자층과, 수지층과, 접착층과, 하드 코트층을 이 순서로 포함하고,
상기 수지층은, 두께 1mm의 필름으로서 측정된 저장 탄성률이 10 MPa 이상 1000 MPa 이하인 수지로 형성되고,
상기 하드 코트층에 상기 접착층이 직접 접해 있는, 편광 필름.
[2] 상기 수지층의 두께가, 1㎛ 이상 13㎛ 이하인, [1]에 기재된 편광 필름.
[3] 상기 편광자층의 두께가, 1㎛ 이상 25㎛ 이하인, [1] 또는 [2]에 기재된 편광 필름.
[4] 상기 접착층의 두께가, 0㎛보다 크고 5㎛ 이하인, [1] ~ [3] 중 어느 한 항에 기재된 편광 필름.
[5] 점착층을 더 포함하고, 상기 점착층은, 상기 편광자층의 상기 수지층측과는 반대측에 형성되고, 상기 점착층의 두께는 2㎛ 이상 25㎛ 이하인, [1] ~ [4] 중 어느 한 항에 기재된 편광 필름.
[6] 상기 수지는, 두께 100㎛의 필름으로서 측정된 40℃ 90%RH에서의 수증기 투과율이, 5 g/(m2·day) 미만인, [1] ~ [5] 중 어느 한 항에 기재된 편광 필름.
[7] 상기 수지가, 지환식 구조를 갖는 중합체를 포함하는, [1] ~ [6] 중 어느 한 항에 기재된 편광 필름.
[8] 상기 지환식 구조를 갖는 중합체가, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체의 수소화물, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 α-올레핀의 부가 공중합체, 및 노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 α-올레핀의 부가 공중합체의 수소화물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인, [7]에 기재된 편광 필름.
[9] 상기 지환식 구조를 갖는 중합체가, 블록 공중합체 수소화물[E]이고,
상기 블록 공중합체 수소화물[E]는, 블록 공중합체[D]의 수소화물이고,
상기 블록 공중합체[D]는, 중합체 블록[A]와, 중합체 블록[B] 또는 중합체 블록[C]로 이루어지는 블록 공중합체이고,
상기 중합체 블록[A]는, 방향족 비닐 화합물 유래의 반복 단위[I]을 주성분으로 하는 중합체 블록이고,
상기 중합체 블록[B]는, 방향족 비닐 화합물 유래의 반복 단위[I] 및 사슬형 공액 디엔 화합물 유래의 반복 단위[II]를 주성분으로 하는 중합체 블록이며,
상기 중합체 블록[C]는, 사슬형 공액 디엔 화합물 유래의 반복 단위[II]를 주성분으로 하는 중합체 블록인, [7]에 기재된 편광 필름.
[10] 상기 수지가, 가소제 및/또는 연화제를 더 포함하는, [1] ~ [9] 중 어느 한 항에 기재된 편광 필름.
[11] 상기 가소제 및/또는 연화제가, 에스테르 구조를 갖는 화합물 및 지방족 탄화수소 중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인, [10]에 기재된 편광 필름.
[12] 상기 편광 필름으로부터 잘라내진 10cm 정방형의 절편을, 23℃ 55%RH의 환경하에서 24시간 조습(調濕)한 후 수평면 상에 두었을 때, 상기 절편의 4개의 꼭짓점에 있어서의 상기 수평면으로부터의 높이 중의 최대값이, 30mm 이하인, [1] ~ [11] 중 어느 한 항에 기재된 편광 필름.
[13] 상기 편광자층이, 폴리비닐알코올 수지를 포함하는, [1] ~ [12] 중 어느 한 항에 기재된 편광 필름.
[14] 편광 필름의 제조 방법으로서,
상기 편광 필름은, 편광자층과, 수지층과, 접착층과, 하드 코트층을 이 순서로 포함하고, 상기 수지층은, 두께 1mm의 필름으로서 측정된 저장 탄성률이 10 MPa 이상 1000 MPa 이하인 수지로 형성되고, 상기 하드 코트층에 상기 접착층이 직접 접해 있고,
상기 제조 방법은,
가지지체의 면 상에, 상기 하드 코트층을 형성하는 공정,
상기 편광자층과 상기 수지층을 포함하는 적층체를 준비하는 공정,
상기 적층체의 수지층측의 면과, 상기 가지지체의 면 상에 형성된 상기 하드 코트층을, 상기 접착층을 개재하여 첩합하는 공정, 및
상기 하드 코트층으로부터, 상기 가지지체를 박리하는 공정
을 포함하는, 편광 필름의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 현저한 컬의 발생이 억제되고, 또한 편광자가 충분히 보호되며, 굴곡 후의 높은 복원성을 갖는 편광 필름이 제공된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 편광 필름을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 편광 필름을 구비한 화상 표시 장치를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 편광 필름을 구비한 화상 표시 장치를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 편광 필름의 제조 방법의 설명도이다.
이하, 본 발명에 대하여 실시형태 및 예시물을 나타내어 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 나타내는 실시형태 및 예시물에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구범위 및 그 균등한 범위를 일탈하지 않는 범위에서 임의로 변경하여 실시할 수 있다. 또한 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙여, 그 설명을 생략할 때가 있다.
이하의 설명에 있어서, 「장척상」의 필름이란, 필름의 폭에 대하여 5배 이상의 길이를 갖는 것을 말하며, 바람직하게는 10배 혹은 그 이상의 길이를 갖고, 구체적으로는 롤상으로 권취되어 보관 또는 운반되는 정도의 길이를 갖는 것을 말한다. 필름의 폭에 대한 길이의 비율의 상한은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 100,000배 이하로 할 수 있다.
이하의 설명에 있어서, 접착제란, 별도로 언급하지 않는 한, 협의의 접착제뿐만 아니라, 23℃에 있어서의 전단 저장 탄성률이 1 MPa 미만인 점착제도 포함한다. 여기서, 협의의 접착제란, 에너지선 조사 후, 혹은 가열 처리 후, 23℃에 있어서의 전단 저장 탄성률이 1 MPa ~ 500 MPa인 접착제를 말한다.
이하의 설명에 있어서, 「판」, 「층」 및 「필름」이란, 별도로 언급하지 않는 한, 강직한 부재여도 되고, 예를 들어 수지제의 필름과 같이 가요성을 갖는 부재여도 된다.
이하의 설명에 있어서, 어느 필름의 면내 리타데이션 Re는, 별도로 언급하지 않는 한, Re = (nx - ny) × d로 나타내어지는 값이다. 여기서, nx는, 상기 필름의 두께 방향과 수직한 방향(면내 방향)으로서 최대의 굴절률을 부여하는 방향의 굴절률을 나타낸다. ny는, 상기 필름의 면내 방향으로서 nx의 방향과 수직한 방향의 굴절률을 나타낸다. d는, 상기 필름의 두께를 나타낸다. 측정 파장은, 별도로 언급하지 않는 한, 550nm이다.
[1. 편광 필름]
본 발명의 일 실시형태에 따른 편광 필름은, 편광자층과, 수지층과, 접착층과, 하드 코트층을 이 순서로 포함하고, 하드 코트층에 접착층이 직접 접해 있다.
[1.1. 수지층]
[수지층을 형성하는 수지]
수지층을 형성하는 수지는, 통상 중합체를 포함한다. 수지층의 수지에 포함되는 중합체로는, 예를 들어, 폴리에스테르, 아크릴 중합체, 지환식 구조를 갖는 중합체를 들 수 있다.
수지층을 형성하는 수지는, 지환식 구조를 갖는 중합체를 포함하는 것이 바람직하다.
지환식 구조를 갖는 중합체는, 그 중합체의 구조 단위가 지환식 구조를 갖는 중합체이다. 지환식 구조를 갖는 중합체는, 통상, 수증기 투과율이 낮다. 그 때문에, 지환식 구조를 갖는 중합체를 포함하는 수지로 수지층을 형성함으로써, 편광자층까지 수증기가 도달하는 것을 억제하여, 편광 필름의 내습성을 향상시킬 수 있다.
수지층을 형성하는 수지는, 지환식 구조를 갖는 중합체를 1종 단독으로 포함하고 있어도 되고, 2종 이상의 조합으로 포함하고 있어도 된다.
지환식 구조를 갖는 중합체는, 주쇄에 지환식 구조를 갖고 있어도 되고, 측쇄에 지환식 구조를 갖고 있어도 되며, 주쇄 및 측쇄의 쌍방에 지환식 구조를 갖고 있어도 된다. 그 중에서도, 기계적 강도 및 내열성의 관점에서, 적어도 주쇄에 지환식 구조를 갖는 중합체가 바람직하다.
지환식 구조로는, 예를 들어, 포화 지환식 탄화수소(시클로알칸) 구조, 불포화 지환식 탄화수소(시클로알켄, 시클로알킨) 구조 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 기계 강도 및 내열성의 관점에서, 시클로알칸 구조 및 시클로알켄 구조가 바람직하고, 그 중에서도 시클로알칸 구조가 특히 바람직하다.
지환식 구조를 구성하는 탄소 원자수는, 하나의 지환식 구조당, 바람직하게는 4개 이상, 보다 바람직하게는 5개 이상이고, 바람직하게는 30개 이하, 보다 바람직하게는 20개 이하, 특히 바람직하게는 15개 이하의 범위이다. 지환식 구조를 구성하는 탄소 원자수를 이 범위로 함으로써, 지환식 구조를 갖는 중합체를 포함하는 수지의 기계 강도, 내열성 및 성형성이 고도로 밸런스된다.
지환식 구조를 갖는 중합체에 있어서, 지환식 구조를 갖는 구조 단위의 비율은, 사용 목적에 따라 적당히 선택할 수 있다. 지환식 구조를 갖는 중합체에 있어서의 지환식 구조를 갖는 구조 단위의 비율은, 바람직하게는 55 중량% 이상, 보다 바람직하게는 70 중량% 이상, 특히 바람직하게는 90 중량% 이상이고, 100 중량% 이하로 할 수 있다. 지환식 구조를 갖는 중합체에 있어서의 지환식 구조를 갖는 구조 단위의 비율이 이 범위에 있으면, 지환식 구조를 갖는 중합체를 포함하는 수지의 투명성 및 내열성이 양호해진다.
지환식 구조를 갖는 중합체로는, 예를 들어, 노르보르넨계 중합체, 단환의 고리형 올레핀계 중합체, 고리형 공액 디엔계 중합체, 비닐 지환식 탄화수소 중합체, 및 이들의 수소화물, 그리고 비닐 방향족 탄화수소 중합체의 수소화물을 들 수 있다. 이들 중에서도, 투명성 및 성형성이 양호하므로, 노르보르넨계 중합체, 및 비닐 방향족 탄화수소 중합체의 수소화물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상이 보다 바람직하다.
노르보르넨계 중합체의 예로는, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체 및 그 수소화물; 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 부가 중합체 및 그 수소화물을 들 수 있다. 또한, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체의 예로는, 노르보르넨 구조를 갖는 1종류의 단량체의 개환 단독 중합체, 노르보르넨 구조를 갖는 2종류 이상의 단량체의 개환 공중합체, 그리고, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체 및 이것과 공중합할 수 있는 임의의 단량체와의 개환 공중합체를 들 수 있다. 또한, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 부가 중합체의 예로는, 노르보르넨 구조를 갖는 1종류의 단량체의 부가 단독 중합체, 노르보르넨 구조를 갖는 2종류 이상의 단량체의 부가 공중합체, 그리고, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체 및 이것과 공중합할 수 있는 임의의 단량체와의 부가 공중합체를 들 수 있다. 이들 중에서, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체의 수소화물, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 α-올레핀의 부가 공중합체, 및 노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 α-올레핀의 부가 공중합체의 수소화물이 바람직하고, 노르보르넨 구조를 갖는 2종 이상의 단량체의 개환 공중합체의 수소화물, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 α-올레핀의 부가 공중합체, 및 노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 α-올레핀의 부가 공중합체의 수소화물이 보다 바람직하다.
노르보르넨 구조를 갖는 단량체로는, 예를 들어, 비시클로[2.2.1]헵토-2-엔(관용명 : 노르보르넨), 트리시클로[4.3.0.12,5]데카-3,7-디엔(관용명 : 디시클로펜타디엔), 7,8-벤조트리시클로[4.3.0.12,5]데카-3-엔(관용명 : 메타노테트라하이드로플루오렌), 테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]도데카-3-엔(관용명 : 테트라시클로도데센), 및 이들 화합물의 유도체(예를 들어, 고리에 치환기를 갖는 것) 등을 들 수 있다. 여기서, 치환기로는, 예를 들어 알킬기, 알킬렌기, 극성기 등을 들 수 있다. 이들 치환기는, 동일 또는 상이하고, 복수개가 고리에 결합되어 있어도 된다. 노르보르넨 구조를 갖는 단량체는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
극성기의 종류로는, 예를 들어, 헤테로 원자, 또는 헤테로 원자를 갖는 원자단 등을 들 수 있다. 헤테로 원자로는, 예를 들어, 산소 원자, 질소 원자, 황 원자, 규소 원자, 할로겐 원자 등을 들 수 있다. 극성기의 구체예로는, 카르복실기, 카르보닐옥시카르보닐기, 에폭시기, 하이드록실기, 옥시기, 에스테르기, 실라놀기, 실릴기, 아미노기, 니트릴기, 술폰산기 등을 들 수 있다.
노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 개환 공중합 가능한 단량체로는, 예를 들어, 시클로헥센, 시클로헵텐, 시클로옥텐 등의 모노 고리형 올레핀류 및 그 유도체; 시클로헥사디엔, 시클로헵타디엔 등의 고리형 공액 디엔 및 그 유도체; 등을 들 수 있다. 노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 개환 공중합 가능한 단량체는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체는, 예를 들어, 단량체를 개환 중합 촉매의 존재하에 중합 또는 공중합함으로써 제조할 수 있다.
노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 α-올레핀의 부가 공중합체에 있어서, α-올레핀으로는, 예를 들어, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐 등의 탄소 원자수 2 ~ 20의 α-올레핀 및 이들의 유도체를 들 수 있다. 이들 중에서도, 에틸렌이 바람직하다. α-올레핀은, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 부가 중합체는, 예를 들어, 단량체를 부가 중합 촉매의 존재하에 중합 또는 공중합함으로써 제조할 수 있다.
상술한 개환 중합체 및 부가 중합체의 수소화물은, 예를 들어, 개환 중합체 및 부가 중합체의 용액에 있어서, 니켈, 팔라듐 등의 전이 금속을 포함하는 수소화 촉매의 존재하에서, 탄소-탄소 불포화 결합을, 바람직하게는 90% 이상 수소화함으로써 제조할 수 있다.
비닐 방향족 탄화수소 중합체의 수소화물은, 방향족 비닐 화합물 유래의 반복 단위[I]을 포함하는 중합체의 수소화물을 의미한다. 방향족 비닐 화합물 유래의 반복 단위란, 방향족 비닐 화합물을 중합하여 얻어지는 구조를 갖는 반복 단위를 의미한다. 단, 당해 수소화물 및 그 구성 단위는, 그 제조 방법에 의해서는 한정되지 않는다.
반복 단위[I]에 대응하는 방향족 비닐 화합물로는, 예를 들어, 스티렌; α-메틸스티렌, 2-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, 2,4-디이소프로필스티렌, 4-t-부틸스티렌, 5-t-부틸-2-메틸스티렌 등의, 치환기로서 탄소수 1 ~ 6의 알킬기를 갖는 스티렌류; 4-클로로스티렌, 디클로로스티렌, 4-모노플루오로스티렌 등의, 치환기로서 할로겐 원자를 갖는 스티렌류; 4-메톡시스티렌 등의, 치환기로서 탄소수 1 ~ 6의 알콕시기를 갖는 스티렌류; 4-페닐스티렌 등의, 치환기로서 아릴기를 갖는 스티렌류; 1-비닐나프탈렌, 2-비닐나프탈렌 등의 비닐나프탈렌류; 등을 들 수 있다. 이들은, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다. 이들 중에서도, 흡습성을 낮출 수 있는 점에서, 스티렌, 치환기로서 탄소수 1 ~ 6의 알킬기를 갖는 스티렌류 등의, 극성기를 함유하지 않는 방향족 비닐 화합물이 바람직하고, 공업적 입수의 용이함에서, 스티렌이 특히 바람직하다.
방향족 비닐 화합물 유래의 반복 단위[I]을 포함하는 중합체의 수소화물은, 특정한 블록 공중합체 수소화물[E]인 것이 바람직하다. 블록 공중합체 수소화물[E]는, 블록 공중합체[D]의 수소화물이다. 블록 공중합체[D]는, 중합체 블록[A]와, 중합체 블록[B] 또는 중합체 블록[C]로 이루어지는 중합체 블록이다. 중합체 블록[A]는, 방향족 비닐 화합물 유래의 반복 단위[I]을 주성분으로 하는 중합체 블록이다. 중합체 블록[B]는, 방향족 비닐 화합물 유래의 반복 단위[I] 및 사슬형 공액 디엔 화합물 유래의 반복 단위[II]를 주성분으로 하는 중합체 블록이다. 중합체 블록[C]는, 사슬형 공액 디엔 화합물 유래의 반복 단위[II]를 주성분으로 하는 중합체 블록이다. 여기서, 「주성분」이란, 중합체 블록 중에서, 50 중량% 이상인 성분을 말한다. 사슬형 공액 디엔 화합물 유래의 반복 단위란, 사슬형 공액 디엔 화합물을 중합하여 얻어지는 구조를 갖는 반복 단위를 의미한다.
반복 단위[II]에 대응하는 사슬형 공액 디엔 화합물로는, 예를 들어, 1,3-부타디엔, 이소프렌, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 1,3-펜타디엔 등을 들 수 있다. 이들은, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다. 사슬형 공액 디엔 화합물은, 직쇄형이어도 되고, 분기형이어도 된다.
비닐 방향족 탄화수소 중합체의 수소화물은, 비닐 방향족 탄화수소 중합체가 갖는 불포화 결합을 수소화하여 얻어지는 물질이다. 여기서, 수소화되는 비닐 방향족 탄화수소 중합체의 불포화 결합에는, 중합체의 주쇄 및 측쇄의 탄소-탄소 불포화 결합, 그리고, 방향고리의 탄소-탄소 불포화 결합이 모두 포함된다.
수소화물은, 예를 들어, 비닐 방향족 탄화수소 중합체의 용액에 있어서, 니켈, 팔라듐 등의 전이 금속을 포함하는 수소화 촉매의 존재하에서, 중합체의 불포화 결합을, 바람직하게는 90% 이상 수소화함으로써 제조할 수 있다.
수지층을 형성하는 수지에 포함되는 중합체의 중량평균 분자량 Mw는, 바람직하게는 10,000 이상, 보다 바람직하게는 15,000 이상, 특히 바람직하게는 20,000 이상이고, 바람직하게는 100,000 이하, 보다 바람직하게는 80,000 이하, 특히 바람직하게는 50,000 이하이다. 중량평균 분자량이 이러한 범위에 있을 때에, 수지층의 기계적 강도 및 성형성이 고도로 밸런스된다.
수지층을 형성하는 수지에 포함되는 중합체의 분자량 분포(Mw/Mn)는, 바람직하게는 1.2 이상, 보다 바람직하게는 1.5 이상, 특히 바람직하게는 1.8 이상이고, 바람직하게는 3.5 이하, 보다 바람직하게는 3.0 이하, 특히 바람직하게는 2.7 이하이다. 여기서, Mn은, 수평균 분자량을 나타낸다. 분자량 분포를 상기 범위의 하한값 이상으로 함으로써, 중합체의 생산성을 높여, 제조 비용을 억제할 수 있다. 또한, 상한값 이하로 함으로써, 저분자 성분의 양이 적어진다. 그 결과, 수지층의 고온 노출시의 완화를 억제하여, 수지층의 안정성을 높일 수 있다.
상기의 중량평균 분자량(Mw) 및 수평균 분자량(Mn)은, 겔·퍼미에이션·크로마토그래피(GPC)를 이용하여 측정할 수 있다. GPC에서 사용하는 용매로는, 시클로헥산, 톨루엔, 테트라하이드로푸란을 들 수 있다. GPC를 이용한 경우, 중량평균 분자량은, 예를 들어 폴리이소프렌 환산 또는 폴리스티렌 환산의 상대 분자량으로서 측정된다.
수지층을 형성하는 수지는, 중합체 외에, 가소제 및/또는 연화제(가소제 혹은 연화제, 또는 그 양방)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 수지가 가소제 및/또는 연화제를 더 포함함으로써, 수지층을 형성하는 수지의 성형성(예를 들어, 신전성(伸展性))을 양호하게 할 수 있다.
가소제 및/또는 연화제로는, 예를 들어, 에스테르 구조를 갖는 화합물 및 지방족 탄화수소 중합체를 들 수 있다. 수지층을 형성하는 수지는, 가소제 및/또는 연화제로서, 에스테르 구조를 갖는 화합물 및 지방족 탄화수소 중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하고, 지방족 탄화수소 중합체를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
에스테르 구조를 갖는 화합물로는, 예를 들어, 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 페닐디페닐포스페이트 등의, 인산에스테르 화합물; 옥살산에스테르, 말론산에스테르, 숙신산에스테르, 글루타르산에스테르, 아디프산에스테르, 피멜산에스테르, 수베르산에스테르, 아젤라산에스테르, 세바스산에스테르, 스테아르산에스테르 등의, 지방족 카르복실산에스테르; 벤조산에스테르, 프탈산에스테르, 이소프탈산에스테르, 테레프탈산에스테르, 트리멜리트산에스테르, 피로멜리트산에스테르 등의, 방향족 카르복실산에스테르 화합물;을 들 수 있다.
지방족 탄화수소 중합체로는, 예를 들어, 폴리이소부텐, 수소화 폴리이소부텐, 수소화 폴리이소프렌, 수소화 1,3-펜타디엔계 석유 수지, 수소화 시클로펜타디엔계 석유 수지, 및 수소화 스티렌·인덴계 석유 수지를 들 수 있다.
수지층을 형성하는 수지에 포함되는 중합체 100 중량부에 대하여 가소제 및 연화제의 합계는, 바람직하게는 5 중량부 이상, 보다 바람직하게는 10 중량부 이상, 더욱 바람직하게는 20 중량부 이상이고, 바람직하게는 100 중량부 이하, 보다 바람직하게는 70 중량부 이하, 더욱 바람직하게는 50 중량부 이하이다. 수지에 있어서의 가소제 및 연화제의 합계의 비율을, 상기 범위 내로 함으로써, 수지의 성형성을 보다 양호하게 할 수 있다.
수지층을 형성하는 수지는, 중합체, 가소제 및/또는 연화제 이외에, 각종 첨가제를 포함하고 있어도 된다. 첨가제로는, 예를 들어, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 및 광 안정제를 들 수 있다.
[수지의 물성 등]
수지층을 형성하는 수지는, 두께 1mm의 필름으로서 측정된 저장 탄성률이 통상 10 MPa 이상, 바람직하게는 50 MPa 이상, 보다 바람직하게는 150 MPa 이상, 더욱 바람직하게는 200 MPa 이상이고, 통상 1000 MPa 이하이며, 바람직하게는 900 MPa 이하, 보다 바람직하게는 850 MPa 이하이다.
수지층이, 저장 탄성률이 상기 범위에 있는 수지로 형성되어 있음으로써, 현저한 컬의 발생이 억제되고, 또한 편광자가 충분히 보호되며, 굴곡된 후의 높은 복원성을 갖는 편광 필름이 얻어질 수 있다.
저장 탄성률은, 시판의 동적 점탄성 측정 장치를 사용하여 측정 가능하고, 구체적으로는, 실시예 중의 평가 항목의 란에 기재한 바와 같이 측정할 수 있다.
수지층을 형성하는 수지는, 두께 100㎛의 필름으로서 측정된 40℃ 90%RH에서의 수증기 투과율이, 바람직하게는 5 g/(m2·day) 미만, 보다 바람직하게는 4 g/(m2·day) 이하이고, 하한값은, 이상적으로는 0 g/(m2·day)이며, 0.1 g/(m2·day)로 해도 된다. 수증기 투과율이 상한값 이하임으로써, 수지층의 저투습성을 충분히 우수한 것으로 할 수 있어, 편광자층에까지 수증기가 도달하는 것을 억제하여, 편광 필름의 신뢰성을 우수한 것으로 할 수 있다. 수증기 투과율은, 시판의 수증기 투과도 측정 장치를 사용하여 측정 가능하고, 구체적으로는 실시예 중의 평가 항목의 란에 기재한 바와 같이 측정할 수 있다.
수지층의 두께는, 바람직하게는 1㎛ 이상, 보다 바람직하게는 2㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 3㎛ 이상이고, 바람직하게는 13㎛ 이하, 보다 바람직하게는 10㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 7㎛ 이하이다. 수지층의 두께를 상기 하한값 이상으로 함으로써, 편광 필름의 고온 고습 환경하에서의 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있어, 편광 필름이 포함하는 편광자층을 보다 양호하게 보호할 수 있다. 수지층의 두께를 상기 상한값 이하로 함으로써, 편광 필름의 두께를 얇게 할 수 있다.
수지층은, 예를 들어, T 다이를 구비하는 압출기로부터, 수지층을 형성하는 수지를 압출하여 필름상으로 성형하고, 필요에 따라 필름을 연신함으로써 제조할 수 있다. 수지층은, 연신되어 있어도 되고, 연신되어 있지 않아도 된다. 그러나, 수지층을, 연신을 포함하는 공정에 의해 제조함으로써, 얇은 편광 필름을 용이하게 제조할 수 있다.
수지층은, 바람직하게는, 광학적으로, 실질적으로 등방성이다. 여기서, 「광학적으로, 실질적으로 등방성을 갖는다」는 것은, 면내 리타데이션 Re가, 바람직하게는 0nm 이상 5nm 이하, 보다 바람직하게는 0nm 이상 2nm 이하인 것을 의미한다.
수지층은, 그 표면에 코로나 처리 등의 처리가 되어 있어도 된다. 이에 의해, 수지층에, 예를 들어 접착층과의 접착성 향상 등의 성능을 발휘시킬 수 있다.
[1.2. 편광자층]
편광자층으로는, 직각으로 교차하는 2개의 직선 편광 중 일방을 투과하고, 타방을 흡수 또는 반사할 수 있는 필름을 사용할 수 있다. 편광자층의 구체예를 들면, 폴리비닐알코올, 부분 포르말화 폴리비닐알코올 등의 비닐알코올계 중합체를 포함하는 폴리비닐알코올 수지의 필름에, 요오드, 이색성 염료 등의 이색성 물질에 의한 염색 처리, 연신 처리, 가교 처리 등의 적절한 처리를 적절한 순서 및 방식으로 실시한 것을 들 수 있다. 편광자층은, 폴리비닐알코올 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
[편광자층의 두께]
편광자층의 두께는, 바람직하게는 1㎛ 이상, 보다 바람직하게는 2㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 4㎛ 이상이고, 바람직하게는 25㎛ 이하, 보다 바람직하게는 23㎛ 이하이다.
[1.3. 하드 코트층]
하드 코트층은, 통상, 수지층보다 경도가 커, 수지층의 표면에 흠집이 생기는 것을 억제하는 기능을 갖는다. 하드 코트층은, JIS K5600-5-4에 규정되는 연필 경도 시험에서, 「HB」 이상의 경도를 나타내는 것이 바람직하다.
또한, 하드 코트층은, 스틸 울 #0000을 하중 0.025 MPa를 가하여 하드 코트층에 대고, 하드 코트층의 표면을 10 왕복시켜 관찰하였을 때, 목시로 흠집이 확인되지 않는 정도의 내찰상성을 갖는 것이 바람직하다.
하드 코트층은, 방현 기능 및/또는 반사 저감 기능을 갖고 있어도 된다.
하드 코트층을 형성하기 위한 조성물로는, 예를 들어, 활성 에너지선에 의해 경화될 수 있는, 활성 에너지선 경화형 수지와 미립자를 포함하는 조성물을 들 수 있다. 활성 에너지선으로는, 자외선, 전자선 등을 들 수 있다.
활성 에너지선 경화형 수지로서, 경화 후에 JIS K5600-5-4에 규정되는 연필 경도 시험에서, 「HB」 이상의 경도를 나타내는 수지가 바람직하다.
활성 에너지선 경화형 수지로는, 예를 들어, 유기 실리콘계, 멜라민계, 에폭시계, 아크릴계, 우레탄아크릴레이트계, 다관능 아크릴레이트계의 활성 에너지선 경화형 수지를 들 수 있다. 그 중에서도, 접착력이 양호하고, 강인성 및 생산성이 우수한 관점에서, 우레탄아크릴레이트계 자외선 경화형 수지 및/또는 다관능 아크릴레이트계 자외선 경화형 수지가 바람직하다.
미립자는, 하드 코트층의 도전율, 굴절률 등의 각종 물성을 조절할 수 있다. 미립자는, 바람직하게는 굴절률이 1.4 이상이다.
미립자는, 유기물로 구성되는 유기 미립자여도 되고, 무기물로 구성되는 무기 미립자여도 된다. 미립자는, 바람직하게는 무기 미립자이고, 보다 바람직하게는 무기 산화물의 미립자이다. 미립자를 구성할 수 있는 무기 산화물로는, 예를 들어, 실리카, 티타니아(산화티탄), 지르코니아(산화지르코늄), 산화아연, 산화주석, 산화세륨, 5산화안티몬, 이산화티탄, 주석을 도프한 산화인듐(ITO), 안티몬을 도프한 산화주석(ATO), 인을 도프한 산화주석(PTO), 아연을 도프한 산화인듐(IZO), 알루미늄을 도프한 산화아연(AZO), 및 불소를 도프한 산화주석(FTO)을 들 수 있다.
미립자로는, 하드 코트층을 형성하는 바인더로서의 수지와의 밀착성과, 투명성의 밸런스가 우수하고, 하드 코트층의 굴절률을 용이하게 조정할 수 있으므로, 실리카 미립자가 바람직하다.
하드 코트층을 형성하기 위한 조성물은, 미립자를 1종 단독으로 포함하고 있어도 되고, 2종 이상의 조합으로 포함하고 있어도 된다.
미립자의 수평균 입자경은, 바람직하게는 1nm 이상 1000nm 이하이고, 보다 바람직하게는, 1nm 이상 500nm 이하이며, 더욱 바람직하게는, 1nm 이상 250nm 이하이다. 미립자의 수평균 입자경이 작을수록, 하드 코트층의 헤이즈를 낮출 수 있고, 미립자와, 하드 코트층을 형성하는 바인더로서의 수지의 밀착성을 높일 수 있다.
헤이즈(%)는, 예를 들어, 시판되고 있는 헤이즈미터(예를 들어, 닛폰 덴쇼쿠사 제조 「NDH 2000」) 등을 사용하여, JIS K-7136에 준거하여 측정할 수 있다.
하드 코트층을 형성하기 위한 조성물에 있어서, 미립자의 함유량은, 활성 에너지선 경화형 수지 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 10 ~ 80 중량부이고, 보다 바람직하게는 10 ~ 50 중량부이며, 더욱 바람직하게는 20 ~ 40 중량부이다. 미립자의 함유량이 상기 범위이면, 헤이즈값, 전체 광선 투과율 등의 광학 특성이 우수하다.
전체 광선 투과율(%)은, 예를 들어, 시판되고 있는 헤이즈미터(닛폰 덴쇼쿠사 제조 「NDH 2000」) 등을 사용하여, JIS K-7361에 준거하여 측정할 수 있다.
하드 코트층을 형성하기 위한 조성물은, 활성 에너지선 경화형 수지를 용해 또는 분산시키기 위한 용제를 포함하고 있어도 된다. 그 용제로는, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, n-부탄올, 이소부탄올 등의 알코올류; 에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 아세트산에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디아세톤글리콜 등의 글리콜류; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류; n-헥산, n-헵탄 등의 지방족 탄화수소; 아세트산에틸, 아세트산부틸 등의 에스테르류; 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류; 메틸에틸케토옥심 등의 옥심류; 및 이들의 2종 이상으로 이루어지는 조합; 등을 들 수 있다.
활성 에너지선 경화형 수지를 자외선에 의해 경화시키는 경우, 하드 코트층을 형성하기 위한 조성물은, 광중합 개시제를 더 포함하고 있어도 된다. 광중합 개시제로는, 예를 들어, 종전 공지의 광중합 개시제를 들 수 있고, 구체적으로는, 예를 들어, 벤조페논, 치바·스페셜티·케미컬즈사 제조 「다로큐어 1173」, 「이르가큐어 651」, 「이르가큐어 184」, 「이르가큐어 907」, 「이르가큐어 754」 등을 들 수 있다.
하드 코트층을 형성하기 위한 조성물은, 상기 미립자 및 활성 에너지선 경화형 수지 이외에, 각종 첨가제(예, 중합 금지제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 대전 방지제, 광 안정제, 용제, 소포제, 레벨링제)를 포함하고 있어도 된다.
하드 코트층의 두께는, 바람직하게는 0.5㎛ 이상 20㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는, 0.5㎛ 이상 10㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는, 0.5㎛ 이상 8㎛ 이하이다.
[1.4. 접착층]
하드 코트층과 직접 접하는 접착층을 구성하기 위한 접착제로는, 하드 코트층과 수지층을 양호하게 접착하는 접착제를 사용할 수 있다. 접착제로는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 아크릴계 접착제; 에폭시계 접착제; 우레탄계 접착제; 폴리에스테르계 접착제; 폴리비닐알코올계 접착제; 폴리올레핀계 접착제; 변성 폴리올레핀계 접착제; 폴리비닐알킬에테르계 접착제; 고무계 접착제, 염화비닐-아세트산비닐계 접착제; SEBS(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체)계 접착제, 에틸렌-스티렌 공중합체 등의 에틸렌계 접착제; 에틸렌-(메트)아크릴산메틸 공중합체, 에틸렌-(메트)아크릴산에틸 공중합체 등의 아크릴산에스테르계 접착제; 등을 들 수 있다.
접착층의 두께는, 통상 0㎛보다 크고, 바람직하게는 0.1㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1㎛ 이상이고, 바람직하게는 5㎛ 이하, 보다 바람직하게는 3㎛ 이하이다. 접착층의 두께가 상기 범위에 있음으로써, 하드 코트층과 수지층을 접착층이 보다 강하게 접착할 수 있고, 편광 필름의 굴곡 복원성을 향상시킬 수 있는 동시에, 편광 필름의 두께를 얇게 할 수 있다.
[1.5. 그 밖의 임의의 층]
편광 필름은, 편광자층, 수지층, 하드 코트층에 직접 접해 있는 접착층, 및 하드 코트층 이외에, 임의의 층을 포함할 수 있다. 임의의 층으로는, 예를 들어, 하드 코트층을 형성할 때에 사용하는 가지지체, 편광자층의 수지층측과는 반대측에 형성되는 점착층, 및 광학 이방성층을 들 수 있다.
편광자층의 수지층측과는 반대측에 형성될 수 있는 점착층의 두께는, 바람직하게는 2㎛ 이상이고, 보다 바람직하게는 5㎛ 이상이며, 바람직하게는 25㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 20㎛ 이하이다.
광학 이방성층은, 어느 위치에 형성되어 있어도 되며, 예를 들어, 수지층과 접착층 사이에 형성되어 있어도 되고, 편광자층의 수지층측과는 반대측에 형성되어 있어도 된다. 광학 이방성층이, 편광자층의 수지층측과는 반대측에 형성되고, 편광 필름이 편광자층의 수지층측과는 반대측에 형성되는 점착층을 포함하는 경우에는, 광학 이방성층은, 바람직하게는 점착층과 편광자층 사이에 형성된다. 광학 이방성층이란, 광학적으로 이방성을 갖는 층을 의미하고, 예를 들어, nx, ny, 및 nz가 서로 동일한 값은 아닌 층을 들 수 있다. 여기서, nz는, 층의 두께 방향의 굴절률을 나타낸다. 광학 이방성층으로는, 구체적으로는, 예를 들어, 1/4λ 필름, 1축성 시야각 보상 필름, 2축성 시야각 보상 필름, 경사 배향 필름을 들 수 있고, 용도에 따라 어느 하나를 1매로, 혹은 복수매를 조합하여 사용해도 된다.
가지지체에 대해서는, 후술한다.
[1.6. 편광 필름의 물성 등]
편광 필름은, 편광 필름으로부터 잘라내진 10cm 정방형의 절편을, 23℃ 55%RH의 환경하에 24시간 방치하여 조습한 후 수평면 상에 두었을 때, 상기 절편의 4개의 꼭짓점에 있어서의 상기 수평면으로부터의 높이 중의 최대값이, 30mm 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 편광 필름을 화상 표시 소자 등의 광학 소자에 실장하는 것이 보다 용이해진다.
편광 필름은, 바람직하게는 자외선 흡수능을 갖는다. 구체적으로는, 편광 필름의 380nm의 광의 투과율이, 10% 이하인 것이 바람직하다. 편광 필름에 자외선 흡수능을 부여하기 위해서는, 편광 필름이 구비하는 층(예, 하드 코트층, 접착층, 수지층, 점착층) 중 적어도 하나의 층에, 자외선 흡수능을 부여하는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 편광 필름이 구비하는 층 중 적어도 하나의 층에, 자외선 흡수제를 함유시키는 것이 보다 바람직하다.
[1.7. 편광 필름의 층 구성]
실시형태에 따른 편광 필름의 층 구성에 대하여, 이하에 도면을 이용하여 설명한다.
[제 1 실시형태]
도 1은, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 편광 필름을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 편광 필름(100)은, 편광자층(101)과, 수지층(102)과, 접착층(103)과, 하드 코트층(104)을 이 순서로 포함하고, 하드 코트층(104)에 접착층(103)이 직접 접해 있다. 수지층(102)에는, 하드 코트층(104)이 접착층(103)을 개재하여 적층되어 있다. 편광자층(101)과 수지층(102)은 직접 접해 있고, 수지층(102)의 면(102U) 및 하드 코트층의 면(104D)은, 접착층(103)과 직접 접해 있다.
본 실시형태에서는, 수지층(102)과 접착층(103)은 직접 접해 있으나, 편광 필름은, 수지층과 접착층 사이에, 광학 이방성층을 포함하고 있어도 된다. 또한, 본 실시형태에서는, 편광자층(101)이 편광 필름(100)의 가장 외측에 위치하고 있으나, 광학 이방성층이, 편광자층의 수지층측과는 반대측에 형성되어 있어도 된다.
본 실시형태에서는, 편광자층(101)과 수지층(102)이 직접 접해 있으나, 편광자층과 수지층은, 예를 들어 접착층 등의 다른 층을 개재하여 적층되어 있어도 된다.
[제 2 실시형태]
도 2는, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 편광 필름을 구비한 화상 표시 장치를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 화상 표시 장치(250)는, 화상 표시 소자(251) 및 편광 필름(200)을 구비한다. 편광 필름(200)은, 편광자층(201)과, 수지층(202)과, 접착층(203)과, 하드 코트층(204)을 이 순서로 포함하고, 하드 코트층(204)에 접착층(203)이 직접 접해 있다. 수지층(202)에는, 하드 코트층(204)이 접착층(203)을 개재하여 적층되어 있다. 편광자층(201)과 수지층(202)은 직접 접해 있고, 수지층(202)의 면(202U) 및 하드 코트층(204)의 면(204D)은, 접착층(203)과 직접 접해 있다. 편광 필름(200)은, 점착층(205)을 더 포함한다. 점착층(205)은, 편광자층(201)의, 수지층(202)측과는 반대측에 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 점착층(205)은, 편광자층(201)의, 수지층(202)과 접해 있는 면과는 반대측의 면(201D)에 직접 접하도록 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 편광자층(201)과 수지층(202)이 직접 접해 있으나, 편광자층과 수지층은, 예를 들어 접착층 등의 다른 층을 개재하여 적층되어 있어도 된다.
점착층(205)과 화상 표시 소자(251)가 접하도록, 편광 필름(200)과 화상 표시 소자(251)가 첩합되어 있다. 본 실시형태에서는, 편광 필름(200)과 화상 표시 소자(251)가 첩합되어 있으나, 편광 필름은, 화상 표시 소자와 첩합되어 있지 않아도 된다.
화상 표시 소자(251)로는, 임의의 화상 표시 소자를 사용할 수 있다. 화상 표시 소자로는, 예를 들어, 액정 표시 소자(예, TN(Twisted Nematic)형 액정 표시 소자, STN(Super Twisted Nematic)형 액정 표시 소자, HAN(Hybrid Alignment Nematic)형 액정 표시 소자, IPS(In Plane Switching)형 액정 표시 소자, VA(Vertical Alignment)형 액정 표시 소자, MVA(Multiple Vertical Alignment)형 액정 표시 소자, OCB(Optical Compensated Bend)형 액정 표시 소자), OLED 표시 장치를 들 수 있다.
[제 3 실시형태]
도 3은, 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 편광 필름을 구비한 화상 표시 장치를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 화상 표시 장치(350)는, 화상 표시 소자(351) 및 편광 필름(300)을 구비한다. 편광 필름(300)은, 점착층(305)과, 광학 이방성층(306)과, 편광자층(301)과, 수지층(302)과, 접착층(303)과, 하드 코트층(304)을 이 순서로 포함하고, 하드 코트층(304)에 접착층(303)이 직접 접해 있다. 수지층(302)에는, 하드 코트층(304)이 접착층(303)을 개재하여 적층되어 있다. 수지층(302)의 면(302U) 및 하드 코트층의 면(304D)은, 접착층(303)과 직접 접해 있다.
편광자층(301)은, 접착층(303)과 접하는 수지층(302)의 면(302U)과는 반대측의 수지층(302)의 면(302D)과 직접 접해 있다. 본 실시형태에서는, 이와 같이 편광자층(301)과 수지층(302)은 직접 접해 있으나, 편광자층과 수지층은, 예를 들어 접착층 등의 다른 층을 개재하여 적층되어 있어도 된다.
광학 이방성층(306)은, 편광자층(301)의, 수지층(302)과 접하는 측의 면과는 반대측의 면(301D)과 직접 접해 있다. 본 실시형태에서는, 이와 같이 편광자층(301)과 광학 이방성층(306)이 직접 접해 있으나, 편광자층과 광학 이방성층은, 예를 들어 접착층 등의 다른 층을 개재하여 적층되어 있어도 된다.
점착층(305)은, 편광자층(301)의, 수지층(302)측과는 반대측에 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 점착층(305)은, 광학 이방성층(306)의 면(301D)과는 반대측의 면(306D)에 직접 접하도록 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 편광 필름(300)은 점착층(305)을 구비하지만, 편광 필름은 점착층을 구비하고 있지 않아도 된다.
점착층(305)과 화상 표시 소자(351)가 접하도록, 편광 필름(300)과 화상 표시 소자(351)가 첩합되어 있다. 본 실시형태에서는, 편광 필름(300)과 화상 표시 소자(351)가 첩합되어 있으나, 편광 필름은, 화상 표시 소자와 첩합되어 있지 않아도 된다.
화상 표시 소자(351)로는, 임의의 화상 표시 소자를 사용할 수 있다. 화상 표시 소자로는, 예를 들어, 화상 표시 소자(251)의 설명에 있어서 예시한 액정 표시 소자를 들 수 있다.
편광 필름(300)은, 광학 이방성층(306)을 구비하므로, 특히 광학 이방성층(306)을 1/4λ판으로 한 경우에는, OLED 표시 소자와 함께 사용하기에 호적하다.
[2. 편광 필름의 제조 방법]
본 발명의 편광 필름의 제조 방법은, 임의의 방법으로 제조할 수 있다. 이하, 편광 필름의 제조 방법의 일 실시형태에 대하여, 도면을 이용하여 설명한다.
도 4는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 편광 필름의 제조 방법의 설명도이다.
본 실시형태의 제조 방법은, 가지지체(401)의 면(401D) 상에, 하드 코트층(104)을 형성하여 전사용 적층체(402)를 얻는 공정, 편광자층(101)과 수지층(102)을 포함하는 적층체(403)를 준비하는 공정, 상기 적층체(403)의 수지층(102)측의 면(102U)과, 가지지체(401)의 면(401D) 상에 형성된 하드 코트층(104)을, 접착층(103a)을 개재하여 첩합하는 공정, 및 하드 코트층(104)으로부터 가지지체(401)를 박리하는 공정을 포함한다.
본 실시형태의 제조 방법에 의하면, 하드 코트층(104)을 미리 가지지체(401)에 형성하고 나서, 하드 코트층(104)과 적층체(403)를 접착층(103a)을 개재하여 첩합하므로, 제조되는 편광 필름의 현저한 컬의 발생이 억제될 수 있다. 한편, 하드 코트층을 형성하기 위한 조성물을 직접 적층체에 도포하고, 경화시켜 하드 코트층을 형성하면, 하드 코트층을 형성하기 위한 조성물이 경화될 때에 수축하고, 그 결과, 하드 코트층을 포함하는 편광 필름의 컬의 정도가 커진다.
가지지체(401)로는, 임의의 필름을 사용할 수 있다. 가지지체(401)로는, 통상, 중합체를 포함하는 수지 필름이 사용된다. 가지지체(401)에 포함될 수 있는 중합체로는, 예를 들어, 사슬형 올레핀 중합체, 시클로올레핀 중합체, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리스티렌, 폴리비닐알코올, 아세트산셀룰로오스계 중합체, 폴리염화비닐, 및 폴리메타크릴레이트를 들 수 있다. 가지지체(401)에 포함될 수 있는 중합체로는, 그 중에서도, 가지지체(401)의 박리를 용이하게 하는 관점에서, 하드 코트층(104)과의 밀착성이 낮은 중합체(예, 시클로올레핀 중합체)가 바람직하다.
가지지체(401) 상에 하드 코트층(104)을 형성하는 방법으로는, 구체적으로는, 예를 들어, 하드 코트층을 형성하기 위한 조성물을, 가지지체(401)의 면(401D) 상에 도포하고 도막을 건조시킨 후, 필요에 따라 도막의 경화 처리를 행하는 방법을 들 수 있다. 도포 방법으로는, 예를 들어, 와이어 바 코트법, 딥법, 스프레이법, 스핀 코트법, 롤 코트법, 그라비어 코트법, 및 다이 도포를 들 수 있다. 도막을 건조시키는 조건으로는, 예를 들어, 온도 70℃ ~ 120℃, 건조 시간 1 ~ 5분을 들 수 있다. 하드 코트층을 형성하기 위한 조성물이, 활성 에너지선 경화형 수지를 포함하는 경우에는, 도막을 건조시킨 후, 자외선 등의 활성 에너지선을 도막에 조사함으로써 도막을 경화시켜, 하드 코트층을 형성할 수 있다. 활성 에너지선의 조사 강도 및 조사 시간은, 활성 에너지선 경화형 수지의 종류 등에 따라 적당히 설정할 수 있다.
하드 코트층을 형성하기 위한 조성물의 예 및 바람직한 예로는, 상기 항목 [1.3. 하드 코트층]에서 설명한 예 및 바람직한 예와 동일하다.
적층체(403)를 준비하는 공정은, 예를 들어, 편광자층(101)과 수지층(102)을, 접착층을 개재하여 첩합하는 공정을 포함하고 있어도 된다. 적층체(403)를 준비하는 공정은, 미연신의 편광자층과 미연신의 수지층을 포함하는 적층체를 연신하는 공정을 포함하고 있어도 된다.
편광자층(101) 및 수지층(102)의 예 및 바람직한 예로는, 상기 항목 [1.2. 편광자층] 및 [1.1. 수지층]에서 설명한 예 및 바람직한 예와 동일하다.
적층체(403)의 수지층(102)측의 면(102U)과 하드 코트층(104)을, 접착층(103a)을 개재하여 첩합하는 공정은, 예를 들어, 적층체(403)의 수지층(102)측의 면(102U)의 표면에 코로나 처리 등의 표면 처리를 행하는 공정을 포함하고 있어도 되고, 적층체(403)의 수지층(102)측의 면(102U) 및/또는 하드 코트층(104)의 면(104D)에 접착층(103a)의 재료를 도포하여 도막을 얻는 공정을 포함하고 있어도 되며, 얻어진 도막으로부터 용매를 제거하는 공정을 포함하고 있어도 되고, 적층체(403)의 수지층(102)측의 면(102U)과 하드 코트층(104)의 면(104D)을 얻어진 도막을 개재하여 마주보게 하는 공정을 포함하고 있어도 되며, 도막을 경화시키는 공정을 포함하고 있어도 된다. 통상, 적층체(403)의 수지층(102)측의 면(102U)과 하드 코트층(104)을, 얻어진 도막을 개재하여 마주보게 하는 공정 후, 도막을 경화시키는 공정을 행함으로써, 적층체(403)의 수지층(102)측의 면(102U)과 하드 코트층(104)이 접착층(103a)을 개재하여 첩합된다.
본 실시형태에서는, 수지층(102)은, 적층체(403)의 최외에 있고, 적층체의 수지층(102)측의 면(102U)은, 수지층(102)의 노출되어 있는 측의 면이다. 또한, 본 실시형태에서는, 적층체(403)의 수지층(102)측의 면(102U) 상에 형성된 접착층(103a)의 면(103aU)이, 하드 코트층의 면(104D)과 접하도록 첩합되어 있다.
적층체(403)의 수지층(102)측의 면(102U) 및/또는 하드 코트층(104)의 면(104D)에 접착층(103a)의 재료를 도포하는 방법으로는, 예를 들어, 상기 하드 코트층을 형성하는 방법에 있어서 설명한 도포 방법과 동일한 방법을 들 수 있다.
접착층(103a)의 재료의 예로는, 상기 항목 [1.4. 접착층]에서 설명한 접착제의 예와 동일한 예를 들 수 있다.
실시예
이하, 실시예를 나타내어 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 나타내는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구범위 및 그 균등한 범위를 일탈하지 않는 범위에서 임의로 변경하여 실시할 수 있다.
이하의 설명에 있어서, 양을 나타내는 「%」 및 「부」는, 별도로 언급하지 않는 한 중량 기준이다. 또한, 이하에 설명하는 조작은, 별도로 언급하지 않는 한, 상온 및 상압의 조건에서 행하였다.
[평가 방법]
[중량평균 분자량 및 수평균 분자량의 측정 방법]
중합체의 중량평균 분자량 및 수평균 분자량은, 겔·퍼미에이션·크로마토그래피(GPC) 시스템(토소사 제조 「HLC8020GPC」)을 이용하여, 폴리스티렌 환산값 또는 폴리이소프렌 환산값으로서 측정하였다. 용매로는 표준 물질로서 폴리스티렌을 사용하는 경우에는 테트라하이드로푸란, 표준 물질로서 폴리이소프렌을 사용하는 경우에는 시클로헥산을 사용하였다. 또한, 측정시의 온도는, 38℃였다.
[중합체의 수소화율의 측정 방법]
중합체의 수소화율은, 1H-NMR 측정에 의해 측정하였다.
[두께의 측정 방법]
필름의 두께는, 스냅 게이지에 의해 측정하였다.
[저장 탄성률의 측정 방법]
저장 탄성률은, 동적 점탄성 측정 장치(티·에이·인스트루먼트·저팬사 제조 「ARES」)에 의해, 조건 : -100℃ 내지 +250℃의 온도 범위에서 승온 속도 5℃/분으로 측정하였다.
[수증기 투과율의 측정 방법]
수증기 투과율은, 수증기 투과도 측정 장치(MOCON사 제조 「PERMATRAN-W」)를 사용하여, JIS K 7129 B법에 따라, 온도 40℃, 습도 90%RH의 조건으로 측정하였다.
[컬의 크기의 평가 방법]
필름으로부터 10cm 정방형의 절편을 잘라내고, 잘라낸 절편을 23℃ 55%RH의 환경하에 24시간 방치하여 조습하였다. 그 후, 절편을, 하드 코트층이 위가 되도록 하여 정반(定盤) 상에 두었다. 절편의 4개의 꼭짓점의, 정반의 수평면으로부터의 높이를 각각 측정하고, 4개의 꼭짓점의 높이의 최대값 h1을 구하였다. 높이 최대값 h1로부터, 필름의 컬의 크기를 하기 기준에 의해 평가하였다.
AA : h1 ≤ 10mm 컬이 매우 작아, 패널로의 실장성이 매우 양호하다.
A : 10mm < h1 ≤ 25mm 컬이 작아, 패널로의 실장성이 양호하다.
B : 25mm < h1 ≤ 40mm 컬이 커, 패널로의 실장성이 불량하여 패널의 수율이 저하된다.
C : 40mm < h1 컬이 매우 커, 패널로의 실장이 곤란하다.
[편광 필름의 신뢰성]
점착층이 형성되어 있는 편광 필름으로부터, 10cm 정방형의 절편을 잘라내고, 잘라낸 절편을 유리판(코닝사 제조 「이글 XG」(등록상표))에 점착층을 개재해 첩합하여, 신뢰성 평가용 샘플을 얻었다. 신뢰성 평가용 샘플을, 85℃ 85%RH의 항온조 내에 120시간 방치한 후, 신뢰성 평가용 샘플을, 시인측의 편광 필름을 일부 제거한 IPS 액정 모니터(LG 제조 LG23MP47HQ-P) 상에 두고, 표시 화상의 열화를 목시로 비교 평가하였다. 표시 화상의 열화가 적을수록, 편광 필름의 신뢰성이 보다 높은 것을 나타낸다.
AA : 표시 화상의 열화를 확인할 수 없다.
A : 열화가 화상 표시에 지장이 없는 정도이다.
B : 열화가 화상 표시에 미소한 지장이 있는 정도이다.
C : 열화가 화상 표시에 현저한 지장이 있는 정도이다.
[필름의 굴곡 복원성]
JIS K5600-5-1(내굴곡성(원통형 맨드릴법))에 준거하여, 직경 2mm의 맨드릴을 구비한 시험기를 사용하여 샘플의 구부림을 행하고, 샘플의 굴곡 상태를 24시간 유지하였다. 24시간 후, 시험기로부터 샘플을 떼어내고, 샘플의 굴곡 부분에 대해 반사광의 변형을 목시 관찰하여, 하기 기준에 의해 필름의 굴곡 복원성을 평가하였다.
A : 변형이 없고, 완전히 복원되어 있다.
B : 약간 변형이 있고, 약간 복원되어 있다.
C : 변형이 현저하고, 복원되어 있지 않다.
[실시예 1]
[1-1. 수지 x1의 제조]
100 중량부의 노르보르넨계 중합체(노르보르넨계 수지(ZEONOR1420 : 유리 전이점 Tg = 137℃, 중량평균 분자량 30000 : 닛폰 제온(주) 제조)와, 50 중량부의 가소제로서의 폴리이소부텐(JX 닛코닛세키 에너지사 제조 「닛세키 폴리부텐 HV-300」, 수평균 분자량 1,400)을 혼합함으로써 수지 x1을 얻었다.
[1-2. 수지층의 제조]
수지 x1을, T 다이를 구비하는 열 용융 압출 필름 성형기에 공급하여, T 다이로부터 수지 x1을 압출하고, 4 m/분의 인취 속도로 롤에 권취함으로써, 필름상이고 장척상을 이루는 수지층 A1을 얻었다(두께 12㎛).
또한, 수지 x1로부터 이하의 방법에 의해 두께 1mm의 필름을 제조하고, 저장 탄성률을 측정하였다. 두께 1mm의 필름으로서 측정된 수지 x1의 저장 탄성률은, 900 MPa였다.
(두께 1mm의 필름의 작성 방법)
수지 x1(수지층 A1)을 열 용융 프레스기를 사용하여 클리어런스 1mm, 250℃, 30 MPa의 조건으로, 열 용융하여 성형함으로써 두께 1mm의 측정용 필름을 얻었다.
또한, 수지 x1로부터 이하의 방법에 의해 두께 100㎛의 필름을 제조하고, 40℃ 90%RH에서의 수증기 투과율을 측정하였다. 두께 100㎛의 필름으로서 측정된 수지 x1의 수증기 투과율은, 4.5 g/(m2·day)였다.
(두께 100㎛의 필름의 작성 방법)
두께 1mm의 필름의 작성 방법과 동일한 방법으로, 클리어런스를 100㎛로 변경함으로써 두께 100㎛의 필름을 얻었다.
[1-3. 편광자의 제조]
원단 필름으로서, 두께 60㎛의 미연신 폴리비닐알코올 필름(비닐론 필름, 평균 중합도 약 2400, 비누화도 99.9 몰%)을 사용하였다. 가이드 롤을 통하여 필름을 길이 방향으로 연속 반송하면서, 필름에 대해 팽윤 처리, 이어서 염색 처리를 행하여, 필름에 요오드를 흡착시켰다. 팽윤 처리에서는, 필름을 30℃에서 1분간 순수에 침지하였다. 염색 처리에서는, 필름을 32℃에서 2분간, 염색 용액(요오드 및 요오드화칼륨을 몰비 1 : 23으로 포함하는 염색제 용액, 염색제 농도 1.2 mmol/L)에 침지하였다. 그 후, 필름을 35℃에서 30초간, 붕산 3% 수용액으로 세정한 후, 57℃에서, 붕산 3% 및 요오드화칼륨 5%를 포함하는 수용액 중에서 2배로 연신을 행하였다. 그 후, 필름에 대하여, 35℃에서, 요오드화칼륨 5% 및 붕산 1.0%를 포함하는 수용액 중에서 보색 처리를 행한 후, 필름을 60℃에서 2분간 건조시켜 두께 23㎛의 편광자 P1을 얻었다. 얻어진 편광자의 총 연신 배율은 6.0배, 편광자 P1의 수분율을 쿠라보사 제조 인라인 수분율 측정 장치로 측정한 결과 7.5%였다.
[1-4. 하드 코트층 형성용 조성물 H1의 조제]
6관능기 이상의 아크릴로일기를 함유하는 우레탄아크릴레이트 올리고머(닛폰 합성 화학 공업사 제조, 상품명 「UV-1700B」)의 100 부에, 실리카 입자(CIK 나노텍 주식회사 제조, 수평균 입경 30nm) 20 부와 광중합 개시제(치바·스페셜티·케미컬즈사 제조, 상품명 「IRGACURE184」) 6 부를 첨가하고, 교반기를 사용하여 2000 rpm으로 5분간 교반함으로써, 하드 코트층 형성용 조성물 H1을 얻었다.
[1-5. 하드 코트층의 형성]
가지지체로서의, 두께가 23㎛인 열가소성 수지 필름(닛폰 제온사 제조, 상품명 「제오노아 필름 ZF14」)의 면 상에, 그라비어 코터를 사용하여 상기 하드 코트층 형성용 조성물 H1을 도포하고, 건조(90℃ × 2분), 자외선 조사(적산 광량 200 mW/cm2)를 행함으로써, 막두께가 7㎛인 하드 코트층을 형성하여, 전사용 필름을 얻었다.
[1-6. 적층체의 준비]
얻어진 수지층 A1의 편방의 면에 인라인 코로나 처리를 실시한 후, 코로나 처리를 실시한 면에 자외선(UV) 경화형 접착제(ADEKA사 제조 「아클스 KRX-7007」)를 그라비어 코트하여 접착제 도포층을 형성하고, 수지층과 편광자 P1을 접착제 도포층을 개재하여 핀치 롤에 의해 첩합하고, 그 직후에 UV 조사 장치에 의해 750 mJ/cm2의 UV 조사를 행하여, 「편광자층 / 접착층(두께 2㎛) / 수지층」의 층 구성을 갖는 적층체를 얻었다.
[1-7. 수지층과 하드 코트층의 첩합]
그 후, 얻어진 적층체에 있어서 노출되어 있는 수지층의 외면(타방의 면)에, 인라인 코로나 처리를 실시한 후, 당해 수지층면에 UV 경화형 접착제(ADEKA사 제조 「아클스 KRX-7007」)를 그라비어 코트하여 접착제 도포층을 형성하고, 적층체의 수지층과 전사용 필름의 하드 코트층을 접착제 도포층을 개재하여 핀치 롤로 첩합하고, 그 직후 UV 조사 장치에 의해 500 mJ/cm2의 UV를 조사하여, 「가지지체 / 하드 코트층 / 접착층 / 수지층 / 접착층 / 편광자층」의 층 구성을 갖는 편광 필름 F1a를 얻었다.
[1-8. 가지지체의 박리]
「가지지체 / 하드 코트층 / 접착층 / 수지층 / 접착층 / 편광자층」의 층 구성을 갖는 편광 필름 F1a(적층체)로부터, 가지지체인 제오노아 필름 ZF14를 제거하고, 편광 필름 F1b를 얻었다. 얻어진 편광 필름 F1b의 총 두께는 47㎛였다. 얻어진 편광 필름 F1b에 대하여, 컬의 크기 및 굴곡 복원성을 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[1-9. 점착층의 형성]
점착제 조성물 P1의 조정
n-부틸아크릴레이트(n-BA) 69 중량부, 페녹시디에틸렌글리콜아크릴레이트 30 중량부, 4-하이드록시부틸아크릴레이트(4HBA) 1 중량부, 아세트산에틸 120 중량부 및 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.1 중량부를 반응 용기에 넣고, 이 반응 용기 내의 공기를 질소 가스로 치환한 후, 교반하에 질소 분위기 중에서 이 반응 용액을 66℃로 승온시켜, 10시간 반응시켰다. 반응 종료 후, 아세트산에틸로 희석하여, 고형분 20 중량%의 아크릴계 공중합체 용액(점착제 조성물 P1)을 얻었다. 한편, 얻어진 아크릴계 공중합체의 GPC에 의한 중량평균 분자량(Mw)은 110만이었다.
점착제 조성물 P1 500 중량부(고형분 100 중량부)에 대하여, 이소시아네이트계 가교제(닛폰 폴리우레탄사 제조 「코로네이트 L」) 0.1 중량부 및 실란 커플링제(신에츠 폴리머사 제조 「KBM-402」) 0.1 중량부를 첨가하고, 충분히 혼합하여 점착제 조성물을 얻었다. 얻어진 점착제 조성물을 실리콘으로 박리 처리된 PET 필름(미츠비시 화학 제조 「MRV38」)에 다이 코터를 사용하여 도포하고, 90℃에서 3분간 건조하여 용제분을 휘발시켜 20㎛의 점착층을 형성하였다. 이어서, 점착층이 형성된 PET 필름을 편광 필름 F1b의 편광자층의, 수지층측과는 반대측의 면에 첩합하여 점착층을 형성하고, 「하드 코트층 / 접착층 / 수지층 / 접착층 / 편광자층 / 점착층 / PET 필름」의 층 구성을 갖는 편광 필름 F1c를 얻었다. 얻어진 편광 필름 F1c를 온도 23℃, 습도 55%의 조건하에서 5일간 보존하는 것에 의해 숙성시킨 후, PET 필름을 제거하고, 유리에 첩합하여 85℃ 85%RH에서의 신뢰성을 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 2]
실시예 1 [1-1. 수지 x1의 제조]와 동일하게 하여 제조된 수지 x1을, T 다이를 구비하는 열 용융 압출 필름 성형기에 공급하였다. T 다이로부터 수지 x1을 압출하고, 4.1 m/분의 인취 속도로 롤에 권취함으로써, 필름상이고 장척상을 이루는 미연신 수지층을 얻었다(두께 10㎛).
얻어진 미연신 수지층을, 140℃에서 3배로 자유단 1축 연신하여, 두께 6㎛의 수지층 A2를 얻었다.
수지층 A1 대신에 수지층 A2를 사용한 것 이외에는, 실시예 1의 [1-6. 적층체의 준비] ~ [1-7. 수지층과 하드 코트층의 첩합]과 동일하게 하여, 가지지체를 갖는 편광 필름 F2a를 얻고, 편광 필름 F1a 대신에 편광 필름 F2a를 사용한 것 이외에는, 실시예 1의 [1-8. 가지지체의 박리]와 동일하게 하여 편광 필름 F2b를 얻고, 편광 필름 F1b 대신에 편광 필름 F2b를 사용한 것 이외에는, 실시예 1의 [1-9. 점착층의 형성]과 동일하게 하여, 점착층을 갖는 편광 필름 F2c를 얻었다.
편광 필름 F2b의 총 두께는 40㎛였다. 편광 필름 F2c의 총 두께를 표 1에 나타낸다. 또한 편광 필름의 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 3]
[3-1. 중합체 Y의 제조] 블록 공중합체 수소화물[E]의 제조
일본 공개 특허 공보 2002 - 105151 호에 기재된 제조예를 참조하여, 제 1 단계에서 스티렌 모노머 25 부를 중합시킨 후, 제 2 단계에서 스티렌 모노머 30 부 및 이소프렌 모노머 25 부를 중합시키고, 그 후에 제 3 단계에서 스티렌 모노머 20 부를 중합시켜 블록 공중합체[D1]을 얻은 후, 그 블록 공중합체를 수소화하여 블록 공중합체 수소화물[E1]을 합성하였다. 블록 공중합체 수소화물[E1]의 Mw는 84,500, Mw/Mn은 1.20, 주쇄 및 방향고리의 수소화율은 대략 100%였다.
블록 공중합체 수소화물[E1] 100 부에, 산화 방지제로서 펜타에리트리틸·테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트](마츠바라 산업사 제조, 제품명 「Songnox1010」) 0.1 부를 용융 혼련하여 배합한 후, 펠릿상으로 하여, 성형용의 수지 y1을 얻었다.
또한, 수지 y1로부터, 두께 1mm의 필름을 제조하고, 저장 탄성률을 측정하였다. 두께 1mm의 필름으로서 측정된 수지 y1의 저장 탄성률은, 810 MPa였다. 수지 y1로부터 두께 1mm의 필름을 제조하는 방법은, 수지 x1로부터 두께 1mm의 필름을 제조하는 방법으로서 상술한 방법과 동일하다.
수지 y1로부터 두께 100㎛의 필름을 제조하고, 40℃ 90%RH에서의 수증기 투과율을 측정하였다. 두께 100㎛의 필름으로서 측정된 수지 y1의 수증기 투과율은, 4.0 g/(m2·day)였다. 수지 y1로부터 두께 100㎛의 필름을 제조하는 방법은, 수지 x1로부터 두께 100㎛의 필름을 제조하는 방법으로서 상술한 방법과 동일하다.
[3-2. 수지층의 제조]
수지 y1을, T 다이를 구비하는 열 용융 압출 필름 성형기에 공급하였다. T 다이로부터 수지 y1을 압출하고, 4.1 m/분의 인취 속도로 롤에 권취함으로써, 수지 y1을 필름상으로 성형하였다. 이에 의해, 수지 y1로 이루어지는 장척의 미연신 수지층(두께 10㎛)을 얻었다.
얻어진 수지 y1로 이루어지는 미연신 수지층을, 140℃에서 6배로 자유단 1축 연신하여, 두께 4㎛의 수지층 B1을 얻었다.
[3-3. 편광 필름의 제조]
수지층 A1 대신에 수지층 B1을 사용한 것 이외에는, 실시예 1의 [1-6. 적층체의 준비] ~ [1-7. 수지층과 하드 코트층의 첩합]과 동일하게 하여, 가지지체를 갖는 편광 필름 F3a를 얻고, 편광 필름 F1a 대신에 편광 필름 F3a를 사용한 것 이외에는, 실시예 1의 [1-8. 가지지체의 박리]와 동일하게 하여 편광 필름 F3b를 얻고, 편광 필름 F1b 대신에 편광 필름 F3b를 사용한 것 이외에는, 실시예 1의 [1-9. 점착층의 형성]과 동일하게 하여, 점착층을 갖는 편광 필름 F3c를 얻었다.
편광 필름 F3b의 총 두께는, 38㎛였다. 편광 필름 F3c의 총 두께를 표 1에 나타낸다. 또한 편광 필름의 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 4]
[4-1. 편광자의 제조]
원단 필름으로서, 두께 60㎛의 미연신 폴리비닐알코올 필름 대신에, 두께 20㎛의 미연신 폴리비닐알코올 필름(평균 중합도 약 2400, 비누화도 99.9 몰%)을 사용한 것 이외에는 실시예 1의 [1-3. 편광자의 제조]와 동일하게 하여, 두께 7㎛의 편광자 P2를 제조하였다.
[4-2. 편광 필름의 제조]
수지층 A1 대신에, 실시예 3 [3-2. 수지층의 제조]와 동일하게 하여 얻어진 수지층 B1을 사용하고, 편광자 P1 대신에 편광자 P2를 사용한 것 이외에는, 실시예 1의 [1-6. 적층체의 준비] ~ [1-7. 수지층과 하드 코트층의 첩합]과 동일하게 하여, 가지지체를 갖는 편광 필름 F4a를 얻고, 편광 필름 F1a 대신에 편광 필름 F4a를 사용한 것 이외에는, 실시예 1의 [1-8. 가지지체의 박리]와 동일하게 하여 편광 필름 F4b를 얻고, 편광 필름 F1b 대신에 편광 필름 F4b를 사용한 것 이외에는, 실시예 1의 [1-9. 점착층의 형성]과 동일하게 하여, 점착층을 갖는 편광 필름 F4c를 얻었다.
편광 필름 F4b의 총 두께는 22㎛였다. 편광 필름 F4c의 총 두께를 표 1에 나타낸다. 또한 편광 필름의 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 5]
[5-1. 수지층 B2의 제조]
수지 y1 대신에, 실시예 3 [3-1. 중합체의 제조]와 동일하게 하여 제조된 100 중량부의 수지 y1과 30 중량부의 가소제로서의 폴리이소부텐(JX 닛코닛세키 에너지사 제조 「닛세키 폴리부텐 HV-300」, 수평균 분자량 1,400)의 혼합물인, 수지 y2를 사용한 것 이외에는, 실시예 3 [3-2. 수지층의 제조]와 동일하게 하여, 수지층 B2(두께 10㎛)를 얻었다.
또한, 수지 y2로부터, 두께 1mm의 필름을 제조하고, 저장 탄성률을 측정하였다. 두께 1mm의 필름으로서 측정된 수지 y2의 저장 탄성률은, 720 MPa였다. 수지 y2로부터 두께 1mm의 필름을 제조하는 방법은, 수지 x1로부터 두께 1mm의 필름을 제조하는 방법으로서 상술한 방법과 동일하다.
수지 y2로부터 두께 100㎛의 필름을 제조하고, 40℃ 90%RH에서의 수증기 투과율을 측정하였다. 두께 100㎛의 필름으로서 측정된 수지 y2의 수증기 투과율은, 4.8 g/(m2·day)였다. 수지 y2로부터 두께 100㎛의 필름을 제조하는 방법은, 수지 x1로부터 두께 100㎛의 필름을 제조하는 방법으로서 상술한 방법과 동일하다.
[5-2. 편광 필름의 제조]
수지층 A1 대신에, 수지층 B2를 사용하고, 편광자 P1 대신에 실시예 4의 [4-1. 편광자의 제조]와 동일하게 하여 얻어진 편광자 P2를 사용한 것 이외에는, 실시예 1의 [1-6. 적층체의 준비] ~ [1-7. 수지층과 하드 코트층의 첩합]과 동일하게 하여, 가지지체를 갖는 편광 필름 F5a를 얻고, 편광 필름 F1a 대신에 편광 필름 F5a를 사용한 것 이외에는, 실시예 1의 [1-8. 가지지체의 박리]와 동일하게 하여 편광 필름 F5b를 얻고, 편광 필름 F1b 대신에 편광 필름 F5b를 사용한 것 이외에는, 실시예 1의 [1-9. 점착층의 형성]과 동일하게 하여, 점착층을 갖는 편광 필름 F5c를 얻었다.
편광 필름 F5b의 총 두께는 22㎛였다. 편광 필름 F5c의 총 두께를 표 1에 나타낸다. 또한 편광 필름의 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 6]
[6-1. 편광자의 제조]
원단 필름으로서, 두께 60㎛의 미연신 폴리비닐알코올 필름 대신에, 두께 15㎛의 미연신 폴리비닐알코올 필름(평균 중합도 약 2400, 비누화도 99.9 몰%)을 사용한 것 이외에는 실시예 1의 [1-3. 편광자의 제조]와 동일하게 하여, 두께 5㎛의 편광자 P3을 제조하였다.
[6-2. 편광 필름의 제조]
수지층 A1 대신에, 실시예 3 [3-2. 수지층의 제조]와 동일하게 하여 얻어진 수지층 B1을 사용하고, 편광자 P1 대신에 편광자 P3을 사용한 것 이외에는, 실시예 1의 [1-6. 적층체의 준비] ~ [1-7. 수지층과 하드 코트층의 첩합]과 동일하게 하여, 가지지체를 갖는 편광 필름 F6a를 얻고, 편광 필름 F1a 대신에 편광 필름 F6a를 사용한 것 이외에는, 실시예 1의 [1-8. 가지지체의 박리]와 동일하게 하여 편광 필름 F6b를 얻고, 편광 필름 F1b 대신에 편광 필름 F6b를 사용한 것 이외에는, 실시예 1의 [1-9. 점착층의 형성]과 동일하게 하여, 점착층을 갖는 편광 필름 F6c를 얻었다.
편광 필름 F6b의 총 두께는 20㎛였다. 편광 필름 F6c의 총 두께를 표 1에 나타낸다. 또한 편광 필름의 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 7]
[7-1. 수지층 B3의 제조]
실시예 3 [3-1. 중합체 Y의 제조]와 동일하게 하여 얻어진 수지 y1을, T 다이를 구비하는 열 용융 압출 필름 성형기에 공급하였다. T 다이로부터 수지 y1을 압출하고, 4.3 m/분의 인취 속도로 롤에 권취함으로써, 수지 y1을 필름상으로 성형하였다. 이에 의해, 수지 y1로 이루어지는 장척의 미연신 수지층(두께 6㎛)을 얻었다.
얻어진 수지 y1로 이루어지는 미연신 수지층을, 140℃에서 6배로 자유단 1축 연신하여, 두께 2㎛의 수지층 B3을 얻었다.
[7-2. 편광 필름의 제조]
수지층 A1 대신에, 수지층 B3을 사용하고, 편광자 P1 대신에 실시예 6 [6-1. 편광자의 제조]와 동일하게 하여 얻어진 편광자 P3을 사용한 것 이외에는, 실시예 1의 [1-6. 적층체의 준비] ~ [1-7. 수지층과 하드 코트층의 첩합]과 동일하게 하여, 가지지체를 갖는 편광 필름 F7a를 얻고, 편광 필름 F1a 대신에 편광 필름 F7a를 사용한 것 이외에는, 실시예 1의 [1-8. 가지지체의 박리]와 동일하게 하여 편광 필름 F7b를 얻고, 편광 필름 F1b 대신에 편광 필름 F7b를 사용한 것 이외에는, 실시예 1의 [1-9. 점착층의 형성]과 동일하게 하여, 점착층을 갖는 편광 필름 F7c를 얻었다.
편광 필름 F7b의 총 두께는 18㎛였다. 편광 필름 F7c의 총 두께를 표 1에 나타낸다. 또한 편광 필름의 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 1]
[C1-1. 수지층 C의 제조]
아크릴 수지(스미토모 화학사 제조 「스미펙스 HT55X」)를, T 다이를 구비하는 열 용융 압출 필름 성형기에 공급하였다. T 다이로부터 아크릴 수지를 압출하고, 4 m/분의 인취 속도로 롤에 권취함으로써, 아크릴 수지를 필름상으로 성형하였다. 이에 의해, 아크릴 수지로 이루어지는 장척의 수지층 C(두께 40㎛)를 얻었다.
또한, 아크릴 수지(스미토모 화학사 제조 「스미펙스 HT55X」)로부터, 두께 1mm의 필름을 제조하고, 저장 탄성률을 측정하였다. 두께 1mm의 필름으로서 측정된 아크릴 수지의 저장 탄성률은, 2800 MPa였다. 아크릴 수지로부터 두께 1mm의 필름을 제조하는 방법은, 수지 x1로부터 두께 1mm의 필름을 제조하는 방법으로서 상술한 방법과 동일하다.
[C1-2. 하드 코트층의 형성]
수지층 C의 면 상에, 실시예 1 [1-4. 하드 코트층 형성용 조성물 H1의 조제]와 동일하게 하여 얻어진 하드 코트층 형성용 조성물 H1을, 그라비어 코터를 사용하여 도포하고, 건조(90℃ × 2분), 자외선 조사(적산 광량 200 mW/cm2)를 행함으로써, 막두께가 7㎛인 하드 코트층을 형성하여, 하드 코트층을 갖는 적층체를 얻었다.
[C1-3. 편광 필름의 제조]
얻어진 하드 코트층을 갖는 적층체의, 수지층 C의 면에 인라인 코로나 처리를 실시하고, 코로나 처리를 실시한 면에 자외선(UV) 경화형 접착제(ADEKA사 제조 「아클스 KRX-7007」)를 그라비어 코트하여 접착제 도포층을 형성하고, 수지층 C와, 실시예 6 [6-1. 편광자의 제조]와 동일하게 하여 얻어진 편광자 P3을, 접착제 도포층을 개재하여 핀치 롤에 의해 첩합하고, 그 직후에 UV 조사 장치에 의해 750 mJ/cm2의 UV 조사를 행하여, 「편광자층 / 접착층 / 수지층 / 하드 코트층」의 층 구성을 갖는 편광 필름 FC1b를 얻었다. 편광 필름 F1b 대신에 편광 필름 FC1b를 사용한 것 이외에는, 실시예 1의 [1-9. 점착층의 형성]과 동일하게 하여, 점착층을 갖는 편광 필름 FC1c를 얻었다.
편광 필름 FC1c의 총 두께를 표 2에 나타낸다. 또한 편광 필름의 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
[비교예 2]
수지층으로서, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름(후지 필름 제조 「후지택 T25」, 두께 25㎛)을 준비하였다.
두께 1mm의 필름으로서 측정된 트리아세틸셀룰로오스의 저장 탄성률은, 3400 MPa였다. 트리아세틸셀룰로오스 필름으로부터 두께 1mm의 필름을 제조하는 방법은, 수지 x1로부터 두께 1mm의 필름을 제조하는 방법으로서 상술한 방법과 동일하다.
수지층 C 대신에, TAC 필름을 사용하고, 편광자 P3 대신에 실시예 1 [1-3. 편광자의 제조]와 동일하게 하여 얻어진 편광자 P1을 사용한 것 이외에는, 비교예 1 [C1-2. 하드 코트층의 형성] 및 [C1-3. 편광 필름의 제조]와 동일하게 하여, 편광자층 / 접착층 / 수지층 / 하드 코트층의 층 구성을 갖는 편광 필름 FC2b 및 점착층을 갖는 편광 필름 FC2c를 얻었다.
편광 필름 FC2c의 총 두께를 표 2에 나타낸다. 또한 편광 필름의 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
[비교예 3]
실시예 1 [1-3. 편광자의 제조]와 동일하게 하여 얻어진 편광자 P1의 면 상에, 실시예 1 [1-4. 하드 코트층 형성용 조성물 H1의 조제]와 동일하게 하여 얻어진 하드 코트층 형성용 조성물 H1을, 그라비어 코터를 사용하여 도포하고, 건조(90℃ × 2분), 자외선 조사(적산 광량 200 mW/cm2)를 행함으로써, 막두께가 7㎛인 하드 코트층을 형성하여, 하드 코트층을 갖는 편광 필름 FC3b를 얻었다. 편광 필름 F1b 대신에 편광 필름 FC3b를 사용한 것 이외에는, 실시예 1의 [1-9. 점착층의 형성]과 동일하게 하여, 점착층을 갖는 편광 필름 FC3c를 얻었다.
편광 필름 FC3c의 총 두께를 표 2에 나타낸다. 또한 편광 필름의 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure pct00001
Figure pct00002
표 2 중, *은, 컬의 정도가 현저하여, h1을 측정할 수 없었던 것을 나타낸다.
표 2 중, **은, 필름의 품질이 현저하게 나쁘기 때문에, 평가할 수 없었던 것을 나타낸다.
표 2 중, PMMA는, 아크릴 수지(스미토모 화학사 제조 「스미펙스 HT55X」)를 의미한다.
이상의 결과로부터, 편광자층과, 저장 탄성률이 10 MPa 이상 1000 MPa 이하인 수지로 형성된 수지층과, 접착층과, 하드 코트층을 이 순서로 포함하는 실시예의 편광 필름은, 현저한 컬의 발생이 억제되어 있고, 또한 편광 필름의 신뢰성이 높아, 편광자가 양호하게 보호되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 굴곡 복원성도 우수한 것을 알 수 있다.
한편, 저장 탄성률이 1000 MPa보다 큰 수지로 형성된 수지층을 구비하고, 수지층과 하드 코트층 사이에 접착층이 없는 비교예 1 및 2의 편광 필름, 및 수지층을 구비하고 있지 않은 비교예 3의 편광 필름은, 컬의 크기, 신뢰성 평가, 및 굴곡 복원성의 어느 평가 결과도 실시예와 비교하여 떨어진다.
이들 결과는, 본 발명에 의해, 현저한 컬의 발생이 억제되고, 또한 편광자가 충분히 보호되며, 굴곡 후의 높은 복원성을 갖는 편광 필름이 제공되는 것을 나타내는 것이다.
100, 200, 300 편광 필름
101, 201, 301 편광자층
102, 202, 302 수지층
103, 203, 303 접착층
104, 204, 304 하드 코트층
250, 350 화상 표시 장치
251, 351 화상 표시 소자
306 광학 이방성층

Claims (14)

  1. 편광자층과, 수지층과, 접착층과, 하드 코트층을 이 순서로 포함하고,
    상기 수지층은, 두께 1mm의 필름으로서 측정된 저장 탄성률이 10 MPa 이상 1000 MPa 이하인 수지로 형성되고,
    상기 하드 코트층에 상기 접착층이 직접 접해 있는, 편광 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지층의 두께가, 1㎛ 이상 13㎛ 이하인, 편광 필름.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 편광자층의 두께가, 1㎛ 이상 25㎛ 이하인, 편광 필름.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착층의 두께가, 0㎛보다 크고 5㎛ 이하인, 편광 필름.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    점착층을 더 포함하고, 상기 점착층은, 상기 편광자층의 상기 수지층측과는 반대측에 형성되며, 상기 점착층의 두께는 2㎛ 이상 25㎛ 이하인, 편광 필름.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지는, 두께 100㎛의 필름으로서 측정된 40℃ 90%RH에서의 수증기 투과율이, 5 g/(m2·day) 미만인, 편광 필름.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지가, 지환식 구조를 갖는 중합체를 포함하는, 편광 필름.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 지환식 구조를 갖는 중합체가, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체의 수소화물, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 α-올레핀의 부가 공중합체, 및 노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 α-올레핀의 부가 공중합체의 수소화물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인, 편광 필름.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 지환식 구조를 갖는 중합체가, 블록 공중합체 수소화물[E]이고,
    상기 블록 공중합체 수소화물[E]는, 블록 공중합체[D]의 수소화물이고,
    상기 블록 공중합체[D]는, 중합체 블록[A]와, 중합체 블록[B] 또는 중합체 블록[C]로 이루어지는 블록 공중합체이고,
    상기 중합체 블록[A]는, 방향족 비닐 화합물 유래의 반복 단위[I]을 주성분으로 하는 중합체 블록이고,
    상기 중합체 블록[B]는, 방향족 비닐 화합물 유래의 반복 단위[I] 및 사슬형 공액 디엔 화합물 유래의 반복 단위[II]를 주성분으로 하는 중합체 블록이며,
    상기 중합체 블록[C]는, 사슬형 공액 디엔 화합물 유래의 반복 단위[II]를 주성분으로 하는 중합체 블록인, 편광 필름.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지가, 가소제 및/또는 연화제를 더 포함하는, 편광 필름.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 가소제 및/또는 연화제가, 에스테르 구조를 갖는 화합물 및 지방족 탄화수소 중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인, 편광 필름.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편광 필름으로부터 잘라내진 10cm 정방형의 절편을, 23℃ 55%RH의 환경하에서 24시간 조습(調濕)한 후 수평면 상에 두었을 때, 상기 절편의 4개의 꼭짓점에 있어서의 상기 수평면으로부터의 높이 중의 최대값이, 30mm 이하인, 편광 필름.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편광자층이, 폴리비닐알코올 수지를 포함하는, 편광 필름.
  14. 편광 필름의 제조 방법으로서,
    상기 편광 필름은, 편광자층과, 수지층과, 접착층과, 하드 코트층을 이 순서로 포함하고, 상기 수지층은, 두께 1mm의 필름으로서 측정된 저장 탄성률이 10 MPa 이상 1000 MPa 이하인 수지로 형성되고, 상기 하드 코트층에 상기 접착층이 직접 접해 있고,
    상기 제조 방법은,
    가지지체의 면 상에, 상기 하드 코트층을 형성하는 공정,
    상기 편광자층과 상기 수지층을 포함하는 적층체를 준비하는 공정,
    상기 적층체의 수지층측의 면과, 상기 가지지체의 면 상에 형성된 상기 하드 코트층을, 상기 접착층을 개재하여 첩합하는 공정, 및
    상기 하드 코트층으로부터, 상기 가지지체를 박리하는 공정
    을 포함하는, 편광 필름의 제조 방법.
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