KR20210008001A - 광학 적층체 및 표시장치 - Google Patents
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Abstract
박막화된 접어 구부릴 수 있는 광학 적층체를 제공하는 것. 제1 보호층, 편광층, 제1 접착층, 제1 위상차층, 제2 접착층, 제2 위상차층 및 제2 보호층이 이 순서로 적층되고, 상기 제2 보호층의 두께(B)에 대한 상기 제1 보호층의 두께(A)의 비율(A/B)이 3.3 이하인, 광학 적층체.
Description
본 발명은, 광학 적층체 및 이것을 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치에 이용하는 적층 광학 소자가 제안되고 있다(특허문헌 1).
최근, 접어 구부릴 수 있는 표시장치에 대한 개발이 진행되고 있다.
본 발명은, 접어 구부릴 수 있는 광학 적층체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
［1］ 제1 보호층, 편광층, 제1 접착층, 제1 위상차층, 제2 접착층, 제2 위상차층 및 제2 보호층이 이 순서로 적층되고, 상기 제2 보호층의 두께(B)에 대한 상기 제1 보호층의 두께(A)의 비율(A/B)이 3.3 이하인, 광학 적층체.
［2］ 상기 제2 보호층은, 이하의 식(1)으로 정의되는 수정 인성이 2300 MPa·% 이상인, [1］에 기재된 광학 적층체.
수정 인성=최대 응력×최대 변형 (1)
〔다만, 최대 응력 및 최대 변형은 각각, 응력-변형 곡선에서 파괴점에서의 응력 및 변형을 나타낸다〕
［3］ 상기 제1 보호층의 두께는 10㎛ ~ 200㎛인, [1］또는［2］에 기재된 광학 적층체.
［4］ 상기 제2 보호층의 두께는 5㎛ ~ 100㎛인, [1］ ~ ［3］중 어느 하나에 기재된 광학 적층체.
［5］ 상기 제1 접착층 및/또는 상기 제2 접착층의 두께는 1㎛ 이상인, [1］ ~ ［4］중 어느 하나에 기재된 광학 적층체.
［6］ ［1］ ~ ［5］중 어느 하나에 기재된 광학 적층체를 포함하는 표시장치.
본 발명에 따르면, 접어 구부릴 수 있는 표시장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 형태와 관련되는 광학 적층체의 개략 단면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 적층체의 제조 방법을 모식적으로 나타내는 적층체의 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명의 적층체의 제조 방법을 모식적으로 나타내는 적층체의 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명의 적층체의 제조 방법을 모식적으로 나타내는 적층체의 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명의 적층체의 제조 방법을 모식적으로 나타내는 적층체의 개략 단면도이다.
도 6은 본 발명의 적층체의 제조 방법을 모식적으로 나타내는 적층체의 개략 단면도이다.
도 7은 실시예에서의 평가 시험의 방법을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 적층체의 제조 방법을 모식적으로 나타내는 적층체의 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명의 적층체의 제조 방법을 모식적으로 나타내는 적층체의 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명의 적층체의 제조 방법을 모식적으로 나타내는 적층체의 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명의 적층체의 제조 방법을 모식적으로 나타내는 적층체의 개략 단면도이다.
도 6은 본 발명의 적층체의 제조 방법을 모식적으로 나타내는 적층체의 개략 단면도이다.
도 7은 실시예에서의 평가 시험의 방법을 모식적으로 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 형태와 관련되는 광학 적층체(이하, 광학 적층체라고도 한다)에 대해 설명한다.
＜광학 적층체＞
도 1에 본 발명의 일 형태와 관련되는 광학 적층체의 개략 단면도를 나타낸다. 광학 적층체(10)는, 제1 보호층(11), 편광층(12), 제1 접착층(13), 제1 위상차층(14), 제2 접착층(15), 제2 위상차층(16) 및 제2 보호층(17)이 이 순서로 적층된 구성을 가지고, 제2 보호층(16)의 두께(B)에 대한 제1 보호층(11)의 두께(A)의 비율(A/B)이 3.3 이하인 것으로, 박막화되어 있는 것에 관계없이 접어 구부릴 수 있다. 접어 구부릴 수 있다는 것은, 접어 구부림 곡률 2.5 R의 접어 구부림 시험에서 양호한 결과가 얻어지는 것을 말한다. 본 발명의 바람직한 실시형태와 관련되는 광학 적층체에서는, 접어 구부림 곡률 1 R의 접어 구부림 시험에서 양호한 결과를 얻어진다. 접어 구부림 곡률 2.5 R 및 1 R의 접어 구부림 시험은, 후술의 실시예에서 설명하는 방법에 따라서 행해진다.
광학 적층체(10)는, 두께가 예를 들면 25㎛ ~ 1000㎛이어도 좋고, 바람직하게는 30㎛ ~ 500㎛이고, 보다 바람직하게는 35㎛ ~ 200㎛이다. 광학 적층체(10)의 두께가 25㎛ ~ 1000㎛인 경우에는, 광학 적층체(10)를 이용하는 표시장치를 박막화하기 쉬워지는 경향이 있다.
이하, 광학 적층체(10)를 구성하는 각 층에 대해 설명한다.
［제1 보호층］
제1 보호층(11)은, 표시장치를 접어 구부릴 수 있게 하는 관점에서, 예를 들면 수지 필름으로 구성되어도 좋고, 바람직하게는 투명 수지 필름으로 구성되어도 좋다. 수지 필름은, 길이가 긴 롤 형상 수지 필름이어도 좋고, 매엽상 수지 필름이어도 좋다. 연속적으로 제조할 수 있는 점에서 길이가 긴 롤 형상 수지 필름이 바람직하다. 수지 필름을 구성하는 수지로는, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 노르보르넨계 폴리머 등의 폴리올레핀; 환상 올레핀계 수지; 폴리비닐 알코올; 폴리에틸렌 테레프탈레이트; 폴리메타크릴산 에스테르; 폴리아크릴산 에스테르; 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스 및 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 등의 셀룰로오스 에스테르; 폴리에틸렌 나프탈레이트; 폴리카보네이트; 폴리설폰; 폴리에테르설폰; 폴리에테르케톤; 폴리페닐렌설피드; 폴리페닐렌옥시드; 폴리이미드; 폴리아미드; 폴리아미드이미드 등의 플라스틱을 들 수 있다. 그 중에서도 환상 올레핀계 수지, 셀룰로오스 에스테르 기재, 폴리이미드, 폴리아미드 및 폴리아미드이미드가 바람직하다. 제1 보호층(11)은, 박리되지 않고 표시장치에 포함되는 층일 수 있다.
수지 필름의 두께는, 광학 적층체(10)의 박막화의 관점에서는 얇은 것이 바람직하지만, 너무나 얇으면 내충격성이 확보하기 어려워지는 경향이 있다. 수지 필름의 두께는, 예를 들면 10 ~ 200㎛이어도 좋고, 바람직하게는 30 ~ 150㎛, 보다 바람직하게는 50 ~ 100㎛이다.
제1 보호층(11)은, 편광층이 형성되지 않는 쪽의 표면 혹은 양면에, 하드 코트 처리, 반사 방지 처리, 대전 방지 처리 등이 되어도 좋다.
(배향막)
제1 보호층(11)은, 배향막을 가지고 있어도 좋다. 배향막은, 제1 보호층(11) 상에 형성되는 편광층(12)을 구성하는 중합성 액정을 소망한 방향으로 액정 배향시키는, 배향 규제력을 가지는 것이다.
배향막은, 중합성 액정의 액정 배향을 용이하게 한다. 수평 배향, 수직 배향, 하이브리드 배향, 경사 배향 등의 액정 배향 상태는, 배향막 및 중합성 액정의 성질에 의해서 변화하고, 그 조합은 임의로 선택할 수 있다. 예를 들면, 배향막이 배향 규제력으로서 수평 배향을 발현시키는 재료이면, 중합성 액정은 수평 배향 또는 하이브리드 배향을 형성할 수 있고, 수직 배향을 발현시키는 재료이면, 중합성 액정은 수직 배향 또는 경사 배향을 형성할 수 있다. 수평, 수직 등의 표현은, 편광층(12) 평면을 기준으로 한 경우의, 배향한 중합성 액정의 장축의 방향을 나타낸다. 예를 들면, 수직 배향이란 편광층(12) 평면에 대해서 수직인 방향으로, 배향한 중합성 액정의 장축을 가지는 것이다. 여기서 말하는 수직이란, 편광층(12) 평면에 대해서 90°±20°의 것을 의미한다.
배향 규제력은, 배향막이 배향성 폴리머로 형성되어 있는 경우는, 표면 상태나 러빙 조건에 따라 임의로 조정할 수 있고, 광배향성 폴리머로 형성되어 있는 경우는, 편광 조사 조건 등에 따라 임의로 조정할 수 있다. 또한, 중합성 액정의, 표면장력이나 액정성 등의 물성을 선택함으로써, 액정 배향을 제어할 수도 있다.
제1 보호층(11)과 편광층(12)의 사이에 형성되는 배향막으로는, 배향막 상에 편광층(12)을 형성할 때에 사용되는 용제에 불용이고, 또한, 용제의 제거나 액정의 배향을 위한 가열 처리에서의 내열성을 가지는 것이 바람직하다. 배향막으로는, 배향성 폴리머로 이루어지는 배향막, 광배향막 및 그루브(grooｖe) 배향막 등을 들 수 있고, 길이가 긴 롤 형상 수지 필름에 적용하는 경우에는, 배향 방향을 용이하게 제어할 수 있는 점에서, 광배향막이 바람직하다.
배향막의 두께는, 예를 들면 10 nm ~ 5000 nm의 범위이어도 좋고, 바람직하게는 10 nm ~ 1000 nm의 범위이고, 보다 바람직하게는 30 ~ 300 nm이다.
러빙 배향막에 이용되는 배향성 폴리머로는, 분자 내에 아미드 결합을 가지는 폴리아미드나 젤라틴류, 분자 내에 이미드 결합을 가지는 폴리이미드 및 그 가수분해물인 폴리아믹산, 폴리비닐 알코올, 알킬 변성 폴리비닐 알코올, 폴리아크릴아미드, 폴리옥사졸, 폴리에틸렌이민, 폴리스티렌, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리아크릴산 및 폴리아크릴산 에스테르류 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리비닐 알코올이 바람직하다. 이들의 배향성 폴리머는, 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 좋다.
수지 필름으로 구성되는 제1 보호층 상에 배향성 폴리머로 이루어지는 배향막을 형성하는 경우, 배향막은, 통상, 배향성 폴리머가 용제에 용해한 조성물(이하, 「배향성 폴리머 조성물」이라고도 한다.)을 수지 필름에 도포해, 용제를 제거하거나, 또는 배향성 폴리머 조성물을 수지 필름에 도포해, 용제를 제거해, 러빙 하는 것(러빙법)에 의해 얻어진다.
상기 용제로는, 물; 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, 이소프로필 알코올, 프로필렌 글리콜, 메틸 셀로솔브, 부틸 셀로솔브 및 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 등의 알코올 용제; 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸렌글리콜 메틸 에테르 아세테이트, γ－부티로락톤, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 및 젖산 에틸 등의 에스테르 용제; 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 메틸 아밀 케톤 및 메틸 이소부틸 케톤 등의 케톤 용제; 펜탄, 헥산 및 헵탄 등의 지방족 탄화수소 용제; 톨루엔 및 크실렌 등의 방향족 탄화수소 용제, 아세트니트릴 등의 니트릴 용제; 테트라히드로푸란 및 디메톡시 에탄 등의 에테르 용제; 클로로포름 및 클로로벤젠 등의 염소 치환 탄화수소 용제; 등을 들 수 있다. 이들 용제는, 단독으로도 좋고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 좋다.
배향성 폴리머 조성물 중의 배향성 폴리머의 농도는, 배향성 폴리머가, 용제에 완용(完溶)할 수 있는 범위이면 좋지만, 용액에 대해서 고형분 환산으로 0.1 ~ 20 질량%가 바람직하고, 0.1 ~ 10 질량%가 보다 바람직하다.
배향성 폴리머 조성물로서 시판의 배향막 재료를 그대로 사용해도 좋다. 시판의 배향막 재료의 예로는, SUNEVER(등록상표)(Nissan Chemical Industries, Ltd. 제) 또는 Optoma(등록상표)(JSR 주식회사 제) 등을 들 수 있다.
배향성 폴리머 조성물을 수지 필름에 도포하는 방법으로는, 스핀 코팅법, 익스트루젼법, 그라비아 코팅법, 다이코팅법, 바 코팅법 및 어플리케이터법 등의 도포 방법이나, 플렉소법 등의 인쇄법 등의 공지의 방법을 들 수 있다. 본 발명의 편광판을, 롤투롤(Roll－to－Roll) 형식의 연속적 제조 방법에 따라 제조하는 경우, 상기 도포 방법에는 통상, 그라비아 코팅법, 다이코팅법 또는 플렉소법 등의 인쇄법이 채용된다.
배향성 폴리머 조성물에 포함되는 용제를 제거함으로써, 배향성 폴리머의 건조 피막이 형성된다. 용제의 제거 방법으로는, 자연 건조법, 통풍 건조법, 가열 건조법 및 감압 건조법 등을 들 수 있다.
러빙하는 방법으로는, 러빙천에 감겨 회전하는 러빙 롤에, 배향성 폴리머 조성물을 수지 필름에 도포해 어닐링함으로써 수지 필름 표면에 형성된 배향성 폴리머의 막을, 접촉시키는 방법을 들 수 있다.
광배향막은, 통상, 광반응성기를 가지는 폴리머 또는 모노머 및 용제를 포함하는 조성물(이하, 「광배향막 형성용 조성물」이라고도 한다)을 수지 필름에 도포해, 편광(바람직하게는, 편광 UV)을 조사하는 것으로 얻어진다. 광배향막은, 조사하는 편광의 편광 방향을 선택함으로써, 배향 규제력의 방향을 임의로 제어할 수 있는 점에서 보다 바람직하다.
광반응성기란, 광을 조사함으로써 액정 배향능을 일으키는 기를 말한다. 구체적으로는, 광을 조사하는 것으로 생기는 분자의 배향 야기 또는 이성화 반응, 2량화 반응, 광가교 반응, 또는 광분해 반응과 같은, 액정 배향능의 기원이 되는 광반응을 일으키는 것이다. 상기 광반응성기 중에서도, 2량화 반응 또는 광가교 반응을 일으키는 것이, 배향성이 우수한 점에서 바람직하다. 이상과 같은 반응을 일이킬 수 있는 광반응성기로는, 불포화 결합, 특히 이중 결합을 가지는 것이 바람직하고, 탄소-탄소 이중 결합(C=C 결합), 탄소-질소 이중 결합(C=N 결합), 질소-질소 이중 결합(N=N 결합), 및 탄소-산소 이중 결합(C=O 결합)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 가지는 기가 보다 바람직하다.
C=C 결합을 가지는 광반응성기로는 예를 들면, 비닐기, 폴리엔기, 스틸벤기, 스틸바졸기, 스틸바졸리움기, 칼콘기 및 신나모일기 등을 들 수 있다. 반응성의 제어가 용이한 점이나 광배향시의 배향 규제력 발현의 관점에서, 칼콘기 및 신나모일기가 바람직하다. C=N 결합을 가지는 광반응성기로는, 방향족 시프 염기 및 방향족 히드라존 등의 구조를 가지는 기를 들 수 있다. N=N 결합을 가지는 광반응성기로는, 아조벤젠기, 아조나프탈렌기, 방향족 복소환아조기, 비스아조기 및 포르마잔기 등이나, 아족시벤젠을 기본 구조로 하는 것을 들 수 있다. C=O 결합을 가지는 광반응성기로는, 벤조페논기, 쿠마린기, 안트라퀴논기 및 말레이미드기 등을 들 수 있다. 이들의 기는, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 알릴 옥시기, 시아노기, 알콕시카르보닐기, 히드록실기, 설폰산기 및 할로겐화 알킬기 등의 치환기를 가지고 있어도 좋다.
광배향막 형성용 조성물의 용제로는, 광반응성기를 가지는 폴리머 및 모노머를 용해하는 것이 바람직하고, 상기 용제로는, 예를 들면, 상기 배향성 폴리머 조성물의 용제로서 들 수 있던 용제 등을 들 수 있다.
광배향막 형성용 조성물에 대한, 광반응성기를 가지는 폴리머 또는 모노머의 함유량은, 상기 광반응성기를 가지는 폴리머 또는 모노머의 종류나 제조하려고 하는 광배향막의 두께에 따라 적절히 조절할 수 있지만, 0.2 질량% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.3 ~ 10 질량%의 범위가 특히 바람직하다. 또한, 광배향막의 특성이 현저하게 손상되지 않는 범위에서, 폴리비닐 알코올이나 폴리이미드 등의 고분자 재료나 광증감제가 포함되어 있어도 좋다.
광배향막 형성용 조성물을 수지 필름에 도포하는 방법으로는, 전술한 배향성 폴리머 조성물을 수지 필름에 도포하는 방법과 같은 방법을 들 수 있다. 도포된 광배향막 형성용 조성물로부터, 용제를 제거하는 방법으로는, 예를 들면, 배향성 폴리머 조성물로부터 용제를 제거하는 방법과 같은 방법을 들 수 있다.
편광을 조사하려면, 수지 필름 등 상에 도포된 광배향막 형성용 조성물로부터, 용제를 제거한 것에 직접, 편광을 조사하는 형식에서도, 수지 필름측으로부터 편광을 조사해, 편광을 투과시켜 조사하는 형식이어도 좋다. 또한, 상기 편광은, 실질적으로 평행광인 것이 특히 바람직하다. 조사하는 편광의 파장은, 광반응성기를 가지는 폴리머 또는 모노머의 광반응성기가, 광 에너지를 흡수할 수 있는 파장 영역의 것이 좋다. 구체적으로는, 파장 250 ~ 400 nm의 범위의 UV(자외광)가 특히 바람직하다. 상기 편광 조사에 이용하는 광원으로는, 크세논 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프, 메탈할라이드 램프, KrF, ArF 등의 자외광 레이저 등을 들 수 있고, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프 및 메탈할라이드 램프가 보다 바람직하다. 이들의 램프는, 파장 313 nm의 자외광의 발광 강도가 크기 때문에 바람직하다. 상기 광원으로부터의 광을, 적절한 편광자를 통과해 조사함으로써, 편광을 조사할 수 있다. 이러한 편광자로는, 편광 필터나 글란 톰손(Glan-Thompson), 글란 테일러(Glan Taylor) 등의 편광 프리즘이나 와이어 그리드 타입의 편광자를 이용할 수 있다.
또한 러빙 또는 편광 조사를 행할 때에, 마스킹을 행하면, 액정 배향의 방향이 다른 복수의 영역(패턴)을 형성할 수도 있다.
그루브(grooｖe) 배향막은, 막표면에 요철 패턴 또는 복수의 그루브(홈)를 가지는 막이다. 등간격으로 배열된 복수의 직선 형태의 그루브를 가지는 막에 액정 분자를 배치한 경우, 그 홈에 따른 방향으로 액정 분자가 배향한다.
그루브 배향막을 얻는 방법으로는, 감광성 폴리이미드막 표면에 패턴 형상의 슬릿을 가지는 노광용 마스크를 개재하여 노광 후, 현상 및 린스 처리를 행해 요철 패턴을 형성하는 방법, 표면에 홈을 가지는 판상의 원반에, 경화 전의 UV 경화성 수지의 층을 형성하고, 수지층을 수지 필름에 옮기고 나서 경화하는 방법, 및 수지 필름 상에 형성한 경화 전의 UV 경화성 수지의 막에, 복수의 홈을 가지는 롤상의 원반을 꽉 눌러 요철을 형성하고, 그 후 경화하는 방법 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 일본 특허공개 평 6－34976호 공보 및 일본 특허공개 2011－242743호 공보 기재의 방법 등을 들 수 있다.
배향 흐트러짐이 작은 배향을 얻기 위해서는, 그루브 배향막의 볼록부의 폭은 0.05㎛ ~ 5㎛인 것이 바람직하고, 오목부의 폭은 0.1㎛ ~ 5㎛인 것이 바람직하고, 요철의 단차의 깊이는 2㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.01㎛ ~ 1㎛ 이하인 것이 바람직하다.
［편광층］
편광층(12)은, 1개 이상의 중합성 액정 화합물〔이하, 중합성 액정(a)이라고도 한다〕 및 이색성 색소를 포함하는 층이면 특별히 한정되지 않는다. 편광층(12)이 광학 적층체(10) 평면 방향으로의 편광 특성을 가지는 경우, 이색성 색소와 중합성 액정(a)이, 광학 적층체(10) 평면에 대해서 수평 배향한 상태로 중합성 액정(a)을 경화하면 좋고, 편광층(20)이 광학 적층체(10)의 두께 방향으로의 편광 특성을 가지는 경우, 이색성 색소와 중합성 액정(a)이, 광학 적층체(10) 평면에 대해서 수직 배향한 상태에서 중합성 액정(a)을 경화하면 좋다. 편광층(12)은, 코팅층인 것이 바람직하고, 예를 들면 후술하는 조성물(A)의 경화물이어도 좋다.
편광층(12)은, 예를 들면 0.5 ~ 10㎛의 범위이어도 좋고, 바람직하게는 1 ~ 8㎛의 범위이고, 보다 바람직하게는 1.5 ~ 5㎛의 범위이다.
편광층(12)은, 예를 들면 1개 이상의 중합성 액정(a)과 이색성 색소를 함유하는 편광층 형성용 조성물(이하, 조성물(A)이라고도 한다)을, 제1 보호층 또는 배향막 상에 도포해, 얻어진 도막 중의 중합성 액정(a)을 중합 시킴으로써 형성할 수 있다.
(중합성 액정)
중합성 액정(a)은, 중합성기를 가지고, 또한 액정성을 가지는 화합물이다. 중합성기는, 중합 반응에 관여하는 기를 의미하고, 광중합성기인 것이 바람직하다. 여기서, 광중합성기란, 후술하는 광중합개시제로부터 발생한 활성 라디칼이나 산 등에 의해서 중합 반응에 관여할 수 있는 기를 말한다. 중합성기로는, 비닐기, 비닐옥시기, 1－클로로비닐기, 이소프로페닐기, 4－비닐 페닐기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 옥시라닐기, 옥세타닐기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 비닐옥시기, 옥시라닐기 및 옥세타닐기가 바람직하고, 아크릴로일옥시기가 보다 바람직하다. 액정성은 써모트로픽 액정이어도 리오트로픽 액정이어도 좋지만, 후술하는 이색성 색소와 혼합하는 경우에는, 써모트로픽 액정이 바람직하다.
중합성 액정(a)이 써모트로픽 액정인 경우는, 네마틱 액정상을 나타내는 써모트로픽성 액정 화합물이어도 좋고, 스메틱 액정상을 나타내는 써모트로픽성 액정 화합물이어도 좋다. 중합 반응에 의해 경화막으로서 편광 기능을 발현할 때, 중합성 액정(a)이 나타내는 액정 상태는, 스메틱상인 것이 바람직하고, 고차 스메틱상이면 고성능화의 관점에서 보다 바람직하다. 그 중에서도, 스메틱 B상, 스메틱 D상, 스메틱 E상, 스메틱 F상, 스메틱 G상, 스메틱 H상, 스메틱 I상, 스메틱 J상, 스메틱 K상 또는 스메틱 L상을 형성하는 고차 스메틱 액정 화합물이 보다 바람직하고, 스메틱 B상, 스메틱 F상 또는 스메틱 I상을 형성하는 고차 스메틱 액정 화합물이 더 바람직하다. 중합성 액정(a)이 형성하는 액정상이 이들의 고차 스메틱상이면, 편광 성능의 보다 높은 편광층을 제조할 수 있다. 또한, 이와 같이 편광 성능이 높은 편광층은 X선 회절 측정에서 헥사틱상이나 크리스탈상의 고차 구조 유래의 브래그 피크가 얻어지는 것이다. 상기 브래그 피크는 분자 배향의 주기 구조로부터 유래하는 피크이고, 그 주기 간격이 3 ~ 6Å인 막을 얻을 수 있다. 본 발명의 편광층은, 이 중합성 액정(a)이 스메틱상 상태로 중합된 중합성 액정(a)의 중합체를 포함하는 것이, 보다 높은 편광 특성이 얻어지는 관점에서 바람직하다.
이러한 화합물로는, 구체적으로는, 하기 식(I)으로 나타내는 화합물(이하, 화합물(I)이라고도 한다) 등을 들 수 있다. 상기 중합성 액정(a)은, 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 좋다.
[화 1]
［식(I) 중,
X1, X2 및 X3는, 각각 독립적으로, 2가의 방향족기 또는 2가의 지환식 탄화수소기를 나타내고, 여기서, 상기 2가의 방향족기 또는 2가의 지환식 탄화수소기로 포함되는 수소 원자는, 할로겐 원자, 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 탄소수 1 ~ 4의 플루오르 알킬기, 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기, 시아노기 또는 니트로 기로 치환되어 있어도 좋고, 상기 2가의 방향족기 또는 2가의 지환식 탄화수소기를 구성하는 탄소 원자가, 산소 원자 또는 황 원자 또는 질소 원자로 치환되어 있어도 좋다. 다만, X1, X2 및 X3 중 적어도 하나는, 치환기를 가지고 있어도 좋은 1, 4-페닐렌기 또는 치환기를 가지고 있어도 좋은 시클로헥산-1, 4-디일기이다.
Y1, Y2, W1 및 W2는, 서로 독립적으로, 단결합 또는 2가의 연결기이다.
V1 및 V2는, 서로 독립적으로, 치환기를 가지고 있어도 좋은 탄소수 1 ~ 20의 알칸디일기를 나타내고, 상기 알칸디일기를 구성하는 -CH2－는, －O－, －S－ 또는 -NH－로 치환되어도 좋다.
U1 및 U2는, 서로 독립적으로, 중합성기 또는 수소 원자를 나타내고, 적어도 1개는 중합성기이다.］
화합물(I)에서, X1, X2 및 X3 중 적어도 하나는, 치환기를 가지고 있어도 좋은 1, 4-페닐렌기, 또는 치환기를 가지고 있어도 좋은 시클로헥산-1, 4-디일기이다. 특히, X1 및 X3는 치환기를 가지고 있어도 좋은 시클로헥산-1, 4-디일기인 것이 바람직하고, 상기 시클로헥산-1, 4-디일기는, 트랜스-시클로헥산-1, 4-디일기인 것이 더 바람직하다. 트랜스-시클로헥산-1, 4-디일기의 구조를 포함하는 경우, 스메틱 액정성이 발현하기 쉬운 경향이 있다. 또한, 치환기를 가지고 있어도 좋은 1, 4-페닐렌기, 또는 치환기를 가지고 있어도 좋은 시클로헥산-1, 4-디일기가 임의로 가지는 치환기로는, 메틸기, 에틸기 및 부틸기 등의 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 시아노기 및 염소 원자, 불소 원자 등의 할로겐 원자를 들 수 있다. 바람직하게는 무치환이다.
Y1 및 Y2는, 서로 독립적으로, 단결합, －CH2CH2－, －CH2O－, －COO－, －OCO－, －N=N－, －CRa=CRb－, －C≡C－ 또는 -CRa=N－가 바람직하고, Ra 및 Rb는, 서로 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기를 나타낸다. Y1 및 Y2는, －CH2CH2－, －COO－, －OCO－ 또는 단결합인 것이 보다 바람직하고, X1, X2 및 X3가 모두 시클로헥산-1, 4-디일기를 포함하지 않는 경우, Y1 및 Y2가 서로 다른 결합 방식인 것이 보다 바람직하다. Y1 및 Y2가 서로 다른 결합 방식인 경우에는, 스메틱 액정성이 발현하기 쉬운 경향이 있다.
W1 및 W2는, 서로 독립적으로, 단결합, －O－, －S－, －COO－ 또는 OCO－가 바람직하고, 서로 독립적으로 단결합 또는 -O－인 것이 보다 바람직하다.
V1 및 V2로 나타내는 탄소수 1 ~ 20의 알칸디일기로는, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로판-1, 3-디일기, 부탄-1, 3-디일기, 부탄-1, 4-디일기, 펜탄-1, 5-디일기, 헥산-1, 6-디일기, 헵탄-1, 7-디일기, 옥탄-1, 8-디일기, 데칸-1, 10－디일기, 테트라데칸-1, 14－디일기 및 이코산 1, 20－디일기 등을 들 수 있다. V1 및 V2는, 바람직하게는 탄소수 2 ~ 12의 알칸디일기이고, 보다 바람직하게는 직쇄상의 탄소수 6 ~ 12의 알칸디일기이다. 직쇄상의 탄소수 6 ~ 12의 알칸디일기로 함으로써 결정성이 향상해, 스메틱 액정성을 발현하기 쉬운 경향이 있다.
치환기를 가지고 있어도 좋은 탄소수 1 ~ 20의 알칸디일기가 임의로 가지는 치환기로는, 시아노기 및 염소 원자, 불소 원자 등의 할로겐 원자 등을 들 수 있지만, 상기 알칸디일기는, 무치환인 것이 바람직하고, 무치환이고 또한 직쇄상의 알칸디일기인 것이 보다 바람직하다.
U1 및 U2는, 함께 중합성기이면 바람직하고, 함께 광중합성기이면 보다 바람직하다. 광중합성기를 가지는 중합성 액정 화합물은, 열중합성기보다도 저온 조건 하에서 중합할 수 있기 때문에, 액정이 보다 질서도가 높은 상태에서 중합체를 형성할 수 있는 점에서 유리하다.
U1 및 U2로 나타내는 중합성기는 서로 달라도 좋지만, 동일하다고 바람직하다. 중합성기로는, 비닐기, 비닐옥시기, 1－클로로비닐기, 이소프로페닐기, 4－비닐 페닐기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 옥시라닐기, 옥세타닐기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 비닐옥시기, 옥시라닐기 및 옥세타닐기가 바람직하고, 메타크릴로일옥시기, 혹은 아크릴로일옥시기가 보다 바람직하다.
이러한 중합성 액정 화합물로는, 예를 들면, 이하와 같은 것을 들 수 있다.
[화 2]
[화 3]
[화 4]
[화 5]
예시한 상기 화합물 중에서도, 식(1－2), 식(1－3), 식(1－4), 식(1－6), 식(1－7), 식(1－8), 식(1－13), 식(1－14) 및 식(1－15)으로 나타내는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하다.
예시한 화합물(I)은, 단독 또는 조합하여, 편광층(12)에 이용할 수 있다. 또한, 2종 이상의 중합성 액정(a)을 조합하는 경우에는, 적어도 1종이 화합물(I)인 것이 바람직하고, 2종 이상이 화합물(I)인 것이 보다 바람직하다. 2종 이상의 중합성 액정(a)을 조합함으로써 액정-결정 상전이 온도 이하의 온도에서도 일시적으로 액정성을 유지할 수 있는 경우가 있다. 2 종류의 중합성 액정(a)을 조합하는 경우의 질량비로는, 통상, 1：99 ~ 50：50이고, 바람직하게는 5：95 ~ 50：50이고, 보다 바람직하게는 10：90 ~ 50：50이다.
화합물(I)은, 예를 들면, Lub et al. Recl.Traｖ.Chim.Pays－Bas, 115, 321－328(1996), 또는 일본 특허 제4719156호등 에 기재된 공지 방법으로 제조된다.
편광층(12) 중에서의 중합성 액정(a)의 함유 비율은, 편광층(12)을 형성하는 조성물(A)의 고형분 100 질량부에 대해서, 통상 50 ~ 99.5 질량부이고, 바람직하게는 60 ~ 99 질량부이고, 보다 바람직하게는 70 ~ 98 질량부이고, 더 바람직하게는 80 ~ 97 질량부이다. 중합성 액정의 함유 비율이 상기 범위 내이면, 배향성이 높아지는 경향이 있다. 여기서, 고형분이란, 조성물(A)로부터 용제를 제외한 성분의 합계량을 말한다.
(이색성 색소)
이색성 색소란, 분자의 장축 방향에서의 흡광도와 단축 방향에서의 흡광도가 다른 성질을 가지는 색소를 말한다. 이색성 색소로는, 가시광을 흡수하는 특성을 가지는 특성을 가지는 것이 바람직하고, 380 ~ 680 nm의 범위에 흡수 극대 파장(λMAX)을 가지는 것이 보다 바람직하다. 이러한 이색성 색소로는, 예를 들면, 아크리딘 색소, 옥사진 색소, 시아닌 색소, 나프탈렌 색소, 아조 색소 및 안트라퀴논 색소 등을 들 수 있지만, 그 중에서도 아조 색소가 바람직하다. 아조 색소로는, 모노아조 색소, 비스아조 색소, 트리스아조 색소, 테트라키스아조 색소 및 스틸벤아조 색소 등을 들 수 있고, 바람직하게는 비스아조 색소 및 트리스아조 색소이다. 이색성 색소는 단독으로도, 조합해도 좋지만, 가시광 전역으로 흡수를 얻기 위해서는, 3 종류 이상의 이색성 색소를 조합하는 것이 바람직하고, 3 종류 이상의 아조 색소를 조합하는 것이 보다 바람직하다.
아조 색소로는, 예를 들면, 식(II)으로 나타내는 화합물(이하, 「화합물(II)」이라고 하기도 한다)을 들 수 있다.
T1－A1(－N=N－A2) p－N=N－A3－T2(II)
［식(II) 중,
A1 및 A2 및 A3는, 서로 독립적으로, 치환기를 가지고 있어도 좋은 1, 4-페닐렌기, 나프탈렌-1, 4-디일기 또는 치환기를 가지고 있어도 좋은 2가의 복소환기를 나타내고, T1 및 T2는 전자 흡인기 혹은 전자 방출기이고, 아조 결합면 내에 대해서 실질적으로 180°의 위치에 가진다. p는 0 ~ 4의 정수를 나타낸다. p가 2 이상인 경우, 각각의 A2는 서로 동일해도 달라도 좋다. 가시역에 흡수를 나타내는 범위에서 -N=N- 결합이 -C=C-, -COO-, -NHCO-. -N=CH- 결합으로 치환되어도 좋다.］
A1 및 A2 및 A3에서의 1, 4-페닐렌기, 나프탈렌-1, 4-디일기 및 2가의 복소환기가 임의로 가지는 치환기로는, 메틸기, 에틸기 및 부틸기 등의 탄소수 1 ~ 4의 알킬기; 메톡시기, 에톡시기 및 부톡시기 등의 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기; 트리플루오로 메틸기 등의 탄소수 1 ~ 4의 불화 알킬기; 시아노기; 니트로기; 염소 원자, 불소 원자 등의 할로겐 원자; 아미노기, 디에틸 아미노기 및 피로리디노기 등의 치환 또는 무치환 아미노기 (치환 아미노기란, 탄소수 1 ~ 6의 알킬기를 1개 또는 2가지는 아미노기, 혹은 2개의 치환 알킬기가 서로 결합해 탄소수 2 ~ 8의 알칸디일기를 형성하고 있는 아미노기를 의미한다. 무치환 아미노기는, －NH2이다.)를 들 수 있다. 또한 탄소수 1 ~ 6의 알킬기로는, 메틸기, 에틸기 및 헥실기 등을 들 수 있다. 탄소수 2 ~ 8의 알칸디일기로는, 에틸렌기, 프로판-1, 3-디일기, 부탄-1, 3-디일기, 부탄-1, 4-디일기, 펜탄-1, 5-디일기, 헥산-1, 6-디일기, 헵탄 1, 7-디일기, 옥탄-1, 8-디일기 등을 들 수 있다. 스메틱 액정과 같은 고질서 액정 구조 중에 포섭하기 위해서는, A1 및 A2 및 A3는 무치환 또는 수소가 메틸기 또는 메톡시기로 치환된 1, 4-페닐렌기, 또는 2가의 복소환기가 바람직하고, p는 0 또는 1인 것이 바람직하다. 그 중에서도 p가 1이고, 또한, A1 및 A2 및 A3의 3개의 구조의 적어도 2개가 1, 4-페닐렌기인 것이 분자 합성의 간편함과 높은 성능의 양쪽 모두를 가지는 점에서 보다 바람직하다.
2가의 복소환기로는, 퀴놀린, 티아졸, 벤조티아졸, 티에노티아졸, 이미다졸, 벤조이미다졸, 옥사졸 및 벤조옥사졸로부터 2개의 수소 원자를 제거한 기를 들 수 있다. A2가 2가의 복소환기인 경우에는, 분자 결합 각도가 실질적으로 180°가 되는 구조가 바람직하고, 구체적으로는, 두 개의 5원환이 축합한 벤조티아졸, 벤조이미다졸, 벤조옥사졸 구조가 보다 바람직하다.
T1 및 T2는 전자 흡인기 혹은 전자 방출기이고, 다른 구조인 것이 바람직하고, T1가 전자 흡인기 및 T2전자 방출기, 혹은 T1가 전자 방출기 및 T2전자 흡인기의 관계인 것이 더 바람직하다. 구체적으로는, T1 및 T2는 서로 독립적으로 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, 탄소수 1 ~ 4의 알콕시기, 시아노기, 니트로기, 탄소수 1 ~ 6의 알킬기를 1개 또는 2개 가지는 아미노기, 혹은 2개의 치환 알킬기가 서로 결합해 탄소수 2 ~ 8의 알칸디일기를 형성하고 있는 아미노기, 또는 트리플루오로 메틸기가 바람직하고, 그 중에서도 스메틱 액정과 같은 고질서 액정 구조 중에 포섭하기 위해서는, 분자의 배제 체적이 보다 작은 구조체일 필요가 있기 때문에, 탄소수 1 ~ 6의 알킬기, 탄소수 1 ~ 6의 알콕시기, 시아노기, 탄소수 1 ~ 6의 알킬기를 1개 또는 2개 가지는 아미노기, 혹은 2개의 치환 알킬기가 서로 결합해 탄소수 2 ~ 8의 알칸디일기를 형성하고 있는 아미노기가 바람직하다.
이러한 아조 색소로는, 예를 들면, 이하와 같은 것을 들 수 있다.
[화 6]
[화 7]
식(2－1) ~ (2－6) 중,
B1 ~ B20는, 서로 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1 ~ 6의 알킬기, 탄소수 1 ~ 6의 알콕시기, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 무치환의 아미노기 (치환 아미노기 및 무치환 아미노기의 정의는 상기와 같다), 염소 원자 또는 트리플루오로 메틸기를 나타낸다. 높은 편광 성능을 얻어지는 관점에서, B2, B6, B9, B14, B18, B19는 수소 원자 또는 메틸기가 바람직하고, 수소 원자가 보다 바람직하다.
n1 ~ n4는, 각각 독립적으로 0 ~ 3의 정수를 나타낸다.
n1가 2 이상인 경우, 복수의 B2는 각각 동일해도 좋고, 달라도 좋고,
n2가 2 이상인 경우, 복수의 B6는 각각 동일해도 좋고, 달라도 좋고,
n3가 2 이상인 경우, 복수의 B9는 각각 동일해도 좋고, 달라도 좋고,
n4가 2 이상인 경우, 복수의 B14는 각각 동일해도 좋고, 달라도 좋다.
상기 안트라퀴논 색소로는, 식(2－7)으로 나타내는 화합물이 바람직하다.
[화 8]
［식(2－7) 중,
R1 ~ R8는, 서로 독립적으로, 수소 원자, －Rx, －NH2, －NHRx, －NRx 2, －SRx 또는 할로겐 원자를 나타낸다.
Rx는, 탄소수 1 ~ 4의 알킬기 또는 탄소수 6 ~ 12의 아릴기를 나타낸다.］
상기 옥사진 색소로는, 식(2－8)으로 나타내는 화합물이 바람직하다.
[화 9]
［식(2－8) 중,
R9 ~ R15는, 서로 독립적으로, 수소 원자, －Rx, －NH2, －NHRx, －NRx 2, －SRx 또는 할로겐 원자를 나타낸다.
Rx는, 탄소수 1 ~ 4의 알킬기 또는 탄소수 6 ~ 12의 아릴기를 나타낸다.］
상기 아크리딘 색소로는, 식(2－9)으로 나타내는 화합물이 바람직하다.
[화 10]
［식(2－9) 중,
R16 ~ R23는, 서로 독립적으로, 수소 원자, －Rx, －NH2, －NHRx, －NRx 2, －SRx 또는 할로겐 원자를 나타낸다.
Rx는, 탄소수 1 ~ 4의 알킬기 또는 탄소수 6 ~ 12의 아릴기를 나타낸다.］
식(2－7), 식(2－8) 및 식(2－9)에서의, Rx로 나타내는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기 및 헥실기 등을 들 수 있고, 탄소수 6 ~ 12의 아릴기로는, 페닐기, 톨루일기, 크실릴기 및 나프틸기 등을 들 수 있다.
상기 시아닌 색소로는, 식(2－10)으로 나타내는 화합물 및 식(2－11)로 나타내는 화합물이 바람직하다.
[화 11]
［식(2－10) 중,
D1 및 D2는, 서로 독립적으로, 식(2－10a) ~ 식(2－10d)의 어느 하나로 나타내는 기를 나타낸다.
[화 12]
n5는 1 ~ 3의 정수를 나타낸다.］
[화 13]
［식(2－11) 중,
D3 및 D4는, 서로 독립적으로, 식(2－11a) ~ 식(2－11h)의 어느 하나로 나타내는 기를 나타낸다.
[화 14]
n6는 1 ~ 3의 정수를 나타낸다.］
이색성 색소의 함유량(복수종 포함하는 경우에는 그 합계량)은, 양호한 광흡수 특성을 얻는 관점에서, 중합성 액정(a) 100 질량부에 대해서, 통상 0.1 ~ 30 질량부이고, 바람직하게는 1 ~ 20 질량부이고, 보다 바람직하게는 3 ~ 15 질량부이다. 이색성 색소의 함유량이 이 범위보다 적으면 광흡수가 불충분이 되어, 충분한 편광 성능을 얻지 못하고, 이 범위보다eh 많으면 액정 분자의 배향을 저해하는 경우가 있다.
［제1 접착층］
광학 적층체(10)는, 편광층(12)과 제1 위상차층(14)의 사이에 제1 접착층(13)을 가진다.
제1 접착층(13)은, 점착제, 접착제 또는 이들의 조합으로 형성할 수 있다. 제1 접착층(13)은, 통상 1층이지만, 2층 이상이어도 좋다. 제1 접착층(13)은, 편광층(12) 또는 제1 위상차층(14)에 접해 형성될 수 있다.
점착제로는, (메타)아크릴계 점착제, 스티렌계 점착제, 실리콘계 점착제, 고무계 점착제, 우레탄계 점착제, 폴리에스테르계 점착제, 에폭시계 공중합체 점착제 등을 이용할 수 있다.
접착제로는, 예를 들면, 수계 접착제, 활성 에너지선 경화형 접착제, 점착제 등 중 1 또는 2종 이상을 배합해 형성할 수 있다. 수계 접착제로는, 예를 들면 폴리비닐 알코올계 수지 수용액, 수계 2액형 우레탄계 에멀젼 접착제 등을 들 수 있다. 활성 에너지선 경화형 접착제로는, 자외선 등의 활성 에너지선을 조사함으로써 경화하는 접착제이고, 예를 들면 중합성 화합물 및 광중합성 개시제를 포함하는 것, 광반응성 수지를 포함하는 것, 바인더 수지 및 광반응성 가교제를 포함하는 것 등을 들 수 있다. 상기 중합성 화합물로는, 광경화성 에폭시계 모노머, 광경화성 아크릴계 모노머, 광경화성 우레탄계 모노머 등의 광중합성 모노머나, 이러한 모노머로부터 유래하는 올리고머 등을 들 수 있다. 상기 광중합개시제로는, 자외선 등의 활성 에너지선을 조사해 중성 라디칼, 음이온 라디칼, 양이온 라디칼의 활성종을 발생하는 물질을 포함하는 것을 들 수 있다.
제1 접착층(13)의 두께는, 예를 들면 1㎛ 이상이어도 좋고, 바람직하게는 1㎛ ~ 25㎛, 보다 바람직하게는 2㎛ ~ 15㎛, 더 바람직하게는 2.5㎛ ~ 5㎛이다. 제1 접착층(13)의 두께가 1㎛ 이상이면, 광학 적층체(10)를 접어 구부렸을 때에 응력이 완화되어 광학 적층체(10)에 크랙이 발생하기 어려워지는 경향이 있다.
［제1 위상차층］
제1 위상차층(14)은, 1개 이상의 중합성 액정(이하, 중합성 액정(b)이라고도 한다)을 중합함으로써 형성할 수 있다. 제1 위상차층(14)은, 코팅층인 것이 바람직하고, 예를 들면 후술하는 조성물(B)의 경화물이어도 좋다. 제1 위상차층(14)은, 포지티브 A 플레이트일 수 있고, λ／4판 또는 λ／2판일 수 있다.
제1 위상차층(14)은, 포지티브 C 플레이트일 수 있다.
제1 위상차층(14)은, 예를 들면 1개 이상의 중합성 액정(b)을 함유하는 조성물(이하, 조성물(B)이라고도 한다)을, 기재(이하, 제1기재라고도 한다) 상에 도포해, 얻어진 도막 중의 중합성 액정(b)을 중합해 얻을 수 있다. 제1 위상차층(14) 및 제1기재로 이루어지는 적층체(이하, 적층체(3)라고도 한다)는, 제1 보호층(11), 편광층(12) 및 제1 접착층(13)을 가지는 적층체(이하, 적층체(1)라고도 한다)에 제1 접착층(13)을 통해 첩합될 수 있다. 적층체(3)는, 제2 보호층(17), 제2 위상차층(16) 및 제2 접착층(15)을 가지는 적층체(이하, 적층체(2)라고도 한다)에 제2 접착층(15)을 통해 첩합될 수 있다. 어느 경우에도, 첩합면은 제1 위상차층(14)으로 할 수 있다. 적층체(1)에 첩합한 후, 또는 적층체(2)에 첩합한 후, 제1기재는 박리할 수 있다.
조성물(B)을 도포하는 제1기재는, 배향막을 가질 수 있다. 배향막의 예로는, 제1 보호층(11) 상에 형성하는 배향막에 대해 예시한 배향막이 적용된다.
광학 적층체(10)가 원편광판이고, 제1 위상차층(14) 및 제2 위상차층(16)이, 각각 λ／4판 및 포지티브 C 플레이트인 경우, 편광층(12)의 흡수축과 제1 위상차층(14) 지상축이 이루는 모서리는, 45°로 할 수 있다.
광학 적층체(10)가 원편광판이고, 제1 위상차층(14) 및 제2 위상차층(16)이, 각각 λ／4판 및 λ／2판인 경우, 편광층(12)의 흡수축과 제1 위상차층(14) 지상축이 이루는 모서리를 「α」, 편광층(12)의 흡수축과 제2 위상차층(16) 지상축이 이루는 모서리를 「β」라고 하는 경우, 하기의 관계식이 되도록 적층할 수 있다.
[수 1]
중합성 액정(b)이 가지는 중합성기로는, 비닐기, 비닐옥시기, 1－클로로비닐기, 이소프로페닐기, 4－비닐 페닐기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 옥시라닐기, 옥세타닐기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 비닐옥시기, 옥시라닐기 및 옥세타닐기가 바람직하고, 아크릴로일옥시기가 보다 바람직하다. 중합성 액정(b)의 액정성은 써모트로픽성 액정이어도 리오트로픽 액정이어도 좋고, 써모트로픽 액정을 질서도로 분류하면, 네마틱 액정에서도 스메틱 액정이어도 좋다.
그 중에서도, 제막의 용이함의 관점에서 써모트로픽성의 네마틱 액정이 바람직하고, 하기 식(III)으로 나타내는 화합물(이하, 화합물(III)이라고도 한다)이 바람직하다.
상기 중합성 액정은, 단독으로 이용해도 좋고, 조합해도 좋다.
[화 15]
［식(III) 중,
X1은, 산소 원자, 황 원자 또는 NR1－를 나타낸다. R1는, 수소 원자 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기를 나타낸다.
Y1은, 치환기를 가지고 있어도 좋은 탄소수 6 ~ 12의 1가의 방향족 탄화수소기 또는 치환기를 가지고 있어도 좋은 탄소수 3 ~ 12의 1가의 방향족 복소환식기를 나타낸다.
Q3 및 Q4는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기를 가지고 있어도 좋은 탄소수 1 ~ 20의 1가의 지방족 탄화수소기, 탄소수 3 ~ 20의 1가의 지환식 탄화수소기, 치환기를 가지고 있어도 좋은 탄소수 6 ~ 20의 1가의 방향족 탄화수소기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, －NR2R3 또는 -SR2를 나타내거나, 또는, Q3와 Q4가 서로 결합하고, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 방향환 또는 방향족 복소환을 형성한다. R2 및 R3는, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 ~ 6의 알킬기를 나타낸다.
D1 및 D2는, 각각 독립적으로, 단결합, －C(=O)－O－, －C(=S)－O－, －CR4R5－, －CR4R5－CR6R7－, －O－CR4R5－, －CR4R5－O－CR6R7－, －CO－O－CR4R5－, －O－CO－CR4R5－, －CR4R5－O－CO－CR6R7－, －CR4R5－CO－O－CR6R7－ 또는 NR4－CR5R6－ 또는 CO－NR4－를 나타낸다.
R4, R5, R6 및 R7는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기를 나타낸다.
G1 및 G2는, 각각 독립적으로, 탄소수 5 ~ 8의 2가의 지환식 탄화수소기를 나타내고, 상기 지환식 탄화수소기를 구성하는 메틸렌기는, 산소 원자, 황 원자 또는 NH－로 치환되어도 좋고, 상기 지환식 탄화수소기를 구성하는 메틴기는, 제3급 질소 원자로 치환되어도 좋다.
L1 및 L2는, 각각 독립적으로, 1가의 유기기를 나타내고, L1 및 L2 중 적어도 하나는, 중합성기를 가진다.］
화합물(III)에서의 L1는, 하기 식(III－1)로 나타내는 기이면 바람직하고, 또한, L2는 식(III－2)으로 나타내는 기이면 바람직하다.
P1－F1－(B1－A1) k－E1－ (III－1)
P2－F2－(B2－A2) l－E2－ (III－2)
［식(III－1) 및 식(III－2) 중,
B1, B2, E1 및 E2는, 각각 독립적으로, －CR4R5－, －CH2－CH2－, －O－, －S－, －CO－O－, －O－CO－O－, －CS－O－, －O－CS－O－, －CO－NR1－, －O－CH2－, －S－CH2－ 또는 단결합을 나타낸다.
A1 및 A2는, 각각 독립적으로, 탄소수 5 ~ 8의 2가의 지환식 탄화수소기 또는 탄소수 6 ~ 18의 2가의 방향족 탄화수소기를 나타내고, 상기 지환식 탄화수소기를 구성하는 메틸렌기는, 산소 원자, 황 원자 또는 NH－로 치환되어도 좋고, 상기 지환식 탄화수소기를 구성하는 메틴기는, 제3급 질소 원자로 치환되어도 좋다.
k 및 l는, 각각 독립적으로, 0 ~ 3의 정수를 나타낸다.
F1 및 F2는, 탄소수 1 ~ 12의 2가의 지방족 탄화수소기를 나타낸다.
P1는, 중합성기를 나타낸다.
P2는, 수소 원자 또는 중합성기를 나타낸다.
R4 및 R5는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기를 나타낸다.］
바람직한 화합물(III)로는, 일본 특허공개 2011－207765호 공보에 기재된 화합물을 들 수 있다.
중합성 액정(b)의 구체예로는, 액정 편람(액정 편람 편집 위원회편, Maruzen(주) 헤세이 12년 10월 30일 발행)의 「3.8.6 네트워크(완전 가교형)」, 「6.5.1 액정 재료 b.중합성 네마틱 액정 재료」에 기재된 화합물 중에서 중합성기를 가지는 화합물을 들 수 있다.
제1 위상차층(14)의 두께는, 예를 들면 0.5㎛ ~ 5㎛이어도 좋고, 바람직하게는 1㎛ ~ 4㎛이고, 보다 바람직하게는 2㎛ ~ 3.5㎛이다.
［제2 접착층］
광학 적층체(10)는, 제1 위상차층(14)과 제2 위상차층(16)의 사이에 제2 접착층(15)을 가진다. 제2 접착층(15)은, 점착제, 접착제 또는 이들의 조합으로 형성할 수 있다. 제2 접착층(15)은, 통상 1층이지만, 2층 이상이어도 좋다. 제2 접착층(15)은, 제1 위상차층(14) 또는 제2 위상차층(16)에 접해 형성될 수 있다.
제2 접착층(15)에 이용하는 점착제 및 접착제는, 상술의 제1 접착층(14)의 설명에서 예시한 점착제 및 접착제를 이용할 수 있다.
제2 접착층(15)의 두께는, 예를 들면 1㎛ 이상이어도 좋고, 바람직하게는 1㎛ ~ 25㎛, 보다 바람직하게는 2㎛ ~ 15㎛, 더 바람직하게는 2.5㎛ ~ 5㎛이다. 제2 접착층(15)의 두께가 3㎛ 이상이면, 광학 적층체(10)를 접어 구부렸을 때에 응력이 완화되어 광학 적층체(10)에 크랙이 발생하기 어려운 경향이 있다.
［제2 위상차층］
제2 위상차층(16)은, 1개 이상의 중합성 액정(이하, 중합성 액정(c)이라고도 한다)을 중합함으로써 형성할 수 있다. 제2 위상차층(16)은, 코팅층인 것이 바람직하고, 예를 들면 후술하는 조성물(C)의 경화물이어도 좋다. 제2 위상차층(16)은, 포지티브 A 플레이트일 수 있고, λ／4판일 수 있다. 제2 위상차층(16)은, 포지티브 C 플레이트일 수 있다.
제2 위상차층(16)은, 예를 들면 1개 이상의 중합성 액정(c)을 함유하는 조성물(이하, 조성물(C)이라고도 한다)을, 제2 보호층(17) 상에 도포해, 얻어진 도막 중의 중합성 액정(c)을 중합함으로써 형성할 수 있다. 제2 보호층(17)은, 배향막을 가지고 있어도 좋다.
광학 적층체(10)가 원편광판인 경우, 편광층(12)의 흡수축과 제1 위상차층(14) 지상축이 이루는 모서리를 「α」, 편광층(12)의 흡수축과 제2 위상차층(16) 지상축이 이루는 모서리를 「β」라고 하는 경우, 하기의 관계식이 되도록 적층할 수 있다.
[수 2]
중합성 액정(c)은, 상술의 중합성 액정(b)의 설명에서 예시한 것을 이용할 수 있다.
제2 위상차층(16)의 두께는, 예를 들면 0.5㎛ ~ 5㎛이어도 좋고, 바람직하게는 1㎛ ~ 4㎛이고, 보다 바람직하게는 2㎛ ~ 3.5㎛이다.
［제2 보호층］
제2 보호층(17)은, 광학 적층체(10)의 접어 구부림성의 관점에서, 예를 들면 수지 필름으로 구성되어도 좋고, 바람직하게는 투명 수지 필름으로 구성되어도 좋다. 수지 필름은, 길이가 긴 롤상 수지 필름이어도 좋고, 매엽상 수지 필름이어도 좋다. 연속적으로 제조할 수 있는 점에서 길이가 긴 롤상 수지 필름이 바람직하다. 수지 필름을 구성하는 수지로는, 제1 보호층(11)의 설명에서 예시한 수지, 수지 필름, 시판의 수지 필름을 이용할 수 있다. 제2 보호층(17)은, 박리되지 않고 표시장치에 포함되는 층일 수 있다.
수지 필름의 두께는, 광학 적층체(10)의 박막화의 관점에서는 얇은 것이 바람직하지만, 너무 얇으면 내충격성이 확보하기 어려워지는 경향이 있다. 수지 필름의 두께는, 예를 들면 5 ~ 100㎛이어도 좋고, 바람직하게는 10 ~ 80㎛, 보다 바람직하게는 15 ~ 60㎛이다. 제1 보호층의 두께와 제2 보호층의 두께는, 같아도 좋고, 달라도 좋다. 제1 보호층은, 제2 보호층보다도 두꺼워도 좋다.
제2 보호층의 두께(B)에 대한 제1 보호층의 두께(A)의 비율(A/B)은, 3.3 이하이고, 바람직하게는 0.5 ~ 3.3, 보다 바람직하게는 0.5 ~ 3.0, 더 바람직하게는 1 ~ 3.0이다. 광학 적층체가, 이러한 비율을 만족하면, 굴곡시에 광학 적층체에 크랙이 생기기 어렵다.
제2 보호층은, 이하의 식(1)으로 정의되는 수정 인성이, 예를 들면 2300 MPa·% 이상이어도 좋고, 바람직하게는 2400 MPa·% 이상, 보다 바람직하게는 2500 MPa·% 이상, 더 바람직하게는 2600 MPa·% 이상, 특히 바람직하게는 2700 MPa·% 이상이다. 한편, 수정 인성은, 예를 들면 10000 MPa·% 이하이다. 제2 보호층이, 이러한 수정 인성을 만족하면, 굴곡시에 광학 적층체에 크랙이 생기기 어렵다.
수정 인성=최대 응력×최대 변형 (1)
〔다만, 최대 응력 및 최대 변형은 각각, 응력-변형 곡선에서 파괴점에서의 응력 및 변형을 나타낸다〕
수정 인성은, 후술하는 실시예에서의 수정 인성의 측정 방법에 따라서 측정할 수 있다.
제2 보호층(17)은, 배향막을 가지고 있어도 좋다. 배향막의 예로는, 제1 보호층(11) 상에 형성하는 배향막에 대해 예시한 배향막을 적용할 수 있다.
제2 보호층(17)은, 한쪽 혹은 양쪽 모두의 표면에, 하드 코트 처리, 반사 방지 처리, 대전 방지 처리 등이 되어도 좋다.
＜광학 적층체의 제조 방법＞
광학 적층체(10)의 제조 방법의 제1 실시형태는, 이하의 공정을 포함한다.
1) 제1 보호층(11) 및 편광층(12)을 가지는 적층체 A(31)와 박리 필름 A(18), 제1 접착층(13) 및 박리 필름 B(19)를 가지는 제1 점착 시트(34)를 준비하는 공정(도 2a).
2) 제1 점착 시트(34)의 박리 필름 A(18)를 박리하고, 제1 점착 시트(34)의 제1 접착층(13)과 적층체 A(31)의 편광층(12)을 첩합하는 공정. 제1 위상차층(14) 및 제1기재(박리 필름 C)(20)을 가지는 적층체 C(33)를 준비하는 공정(도 2b).
3) 적층체 A(31)의 박리 필름 B(19)를 박리하고, 적층체 A(31)의 제1 접착층(13)과 적층체 C(33)의 제1 위상차층(14)을 첩합하는 공정. 박리 필름 D(21), 제2 접착층(15) 및 박리 필름 E(22)를 가지는 제2 점착 시트(35)를 준비하는 공정(도 2c).
4) 제1기재(박리 필름 C)(20)을 박리하고, 제2 점착 시트(35)의 박리 필름 D(21)를 박리해, 제1 위상차층(14)과 제2 점착 시트(35)의 제2 접착층(15)을 첩합하는 공정. 제2 보호층(17) 및 제2 위상차층(16)을 가지는 적층체 B(32)를 준비하는 공정(도 2d).
5) 박리 필름 E(22)를 박리해, 제2 접착층(15)과 적층체 B(32)의 제2 위상차층(16)을 첩합하는 공정(도 2e).
각 공정은 연속적으로 행할 수 있다.
상기 적층체 B(32)를 준비하는 공정 4)에서, 제2 보호층(17)과 제2 위상차층(16)을 적층할 때에, 제2 보호층(17)의 제2 위상차층(16)을 적층하는 측의 면에 코로나 처리를 행해도 좋다. 코로나 처리는, 예를 들면 출력 0.1 ~ 1.0 kW, 처리 속도 0.1 ~ 20 m/분의 조건에서 1회 또는 복수회 행할 수 있다.
광학 적층체(10)의 제조 방법의 제2 실시형태는, 이하의 공정을 포함한다.
1) 박리 필름 D(21), 제2 접착층(15) 및 박리 필름 E(22)를 가지는 제2 점착 시트(35)와, 제2 보호층(17) 및 제2 위상차층(16)을 가지는 적층체 B(32)를 준비하는 공정(도 3a).
2) 제1 위상차층(14) 및 제1기재(박리 필름 C)(20)을 가지는 적층체 C(33)를 준비하는 공정. 박리 필름 D(21)를 박리해, 제2 접착층(15)과 적층체 B(32)의 제2 위상차층(16)을 첩합하는 공정(도 3b).
3) 박리 필름 A(18), 제1 접착층(13) 및 박리 필름 B(19)를 가지는 제1 점착 시트(34)를 준비하는 공정. 박리 필름 E(22)를 박리해, 제1 위상차층(14)과 제2 접착층(15)을 첩합하고, 적층체 C(33)의 제1기재(박리 필름 C)(20)을 박리하는 공정(도 3c).
4) 제1 보호층(11) 및 편광층(12)을 가지는 적층체 A(31)를 준비하는 공정. 제1 점착 시트(34)의 박리 필름 A(18)를 박리하고, 제1 접착층(13)과 제1 위상차층(14)을 첩합하는 공정(도 3d).
5) 박리 필름 B(19)를 박리하고, 제1 접착층(13)과 적층체 A(31)의 편광층(12)을 첩합하는 공정(도 3e).
(적층체 A)
적층체 A(31)의 편광층(12)은, 제1 보호층(11) 상에, 또는 제1 보호층(11)이 배향막을 가지는 경우에는 배향막 상에, 1개 이상의 중합성 액정(a)과 이색성 색소를 함유하는 조성물(A)을 도포해, 중합성 액정(a)을 중합하는 것으로 제조할 수 있다. 조성물(A)은, 용제, 중합개시제를 더 포함하고, 증감제, 중합 금지제, 레벨링제, 반응성 첨가제 등을 더 포함할 수 있다.
조성물(A)이 용제를 포함하는 경우, 일반적으로 점도가 높은 중합성 액정 화합물을 용제에 용해시킨 조성물(A)로 함으로써 도포가 용이하게 되어, 결과적으로 편광막을 형성하기 쉬워지는 경향이 있다. 용제로는, 중합성 액정 화합물을 완전하게 용해할 수 있는 것이 바람직하고, 또한, 중합성 액정 화합물의 중합 반응에 불활성 용제인 것이 바람직하다.
용제로는, 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, 이소프로필 알코올, 프로필렌 글리콜, 에틸렌글리콜 메틸 에테르, 에틸렌글리콜 부틸 에테르 및 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 등의 알코올 용제; 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸렌글리콜 메틸 에테르 아세테이트, γ－부티로락톤 또는 프로필렌글리콜 메틸 에테르 아세테이트 및 젖산 에틸 등의 에스테르 용제; 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 2－헵타논 및 메틸 이소부틸 케톤 등의 케톤 용제; 펜탄, 헥산 및 헵탄 등의 지방족 탄화수소 용제; 톨루엔 및 크실렌 등의 방향족 탄화수소 용제, 아세트니트릴 등의 니트릴 용제; 테트라히드로푸란 및 디메톡시 에탄 등의 에테르 용제; 클로로포름 및 클로로벤젠 등의 염소 함유 용제; 디메틸아세토아미드, 디메틸포름아미드, N－메틸-2－피롤리돈, 1, 3-디메틸-2－이미다졸리디논 등의 아미드계 용제 등을 들 수 있다. 이러한 용제는, 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 좋다.
용제의 함유량은, 조성물(A)의 총량에 대해서 50 ~ 98 질량%가 바람직하다. 환언하면, 조성물(A)에서의 고형분의 함유량은, 2 ~ 50 질량%가 바람직하다. 상기 고형분의 함유량이 50 질량% 이하이면, 조성물(A)의 점도가 낮아지기 때문에, 편광층(12)의 두께가 대략 균일하게 됨으로써, 상기 편광층(12)에 불균일이 생기기 어려워지는 경향이 있다. 또한, 이러한 고형분의 함유량은, 제조하려고 하는 편광층(12)의 두께를 고려해 정할 수 있다.
조성물(A)은 중합개시제를 함유하고 있어도 좋다. 중합개시제는, 중합성 액정 등의 중합 반응을 개시할 수 있는 화합물이다. 중합개시제로는, 써모트로픽 액정상의 상태에 의존하지 않는 관점에서, 광의 작용에 의해 활성 라디칼을 발생하는 광중합개시제가 바람직하다.
중합개시제로는, 예를 들면 벤조인 화합물, 벤조페논 화합물, 알킬페논 화합물, 아실 포스핀 옥시드 화합물, 트리아진 화합물, 요오드늄염 및 설포늄 염 등을 들 수 있다.
조성물(A) 중의 중합개시제는, 1 종류이어도 좋고, 광의 광원에 맞추어 2 종류 이상의 복수의 중합개시제를 혼합해도 좋다.
조성물(A) 중의 중합개시제의 함유량은, 중합성 액정의 종류 및 그 양에 따라 적절히 조절할 수 있지만, 중합성 액정의 함유량 100 질량부에 대해서, 통상 0.1 ~ 30 질량부, 바람직하게는 0.5 ~ 10 질량부, 보다 바람직하게는 0.5 ~ 8 질량부이다. 중합개시제의 함유량이 상기 범위 내이면, 중합성 액정의 배향을 흐트리지 않고 중합을 실시할 수 있다.
조성물(A)은 증감제를 함유해도 좋다. 증감제로는, 광증감제가 바람직하다. 해증감제로는, 예를 들면, 크산톤 및 티옥산톤 등의 크산톤 화합물(예를 들면, 2, 4－디에틸티옥산톤, 2－이소프로필티옥산톤등); 안트라센 및 알콕시기 함유 안트라센(예를 들면, 디부톡시안트라센등) 등의 안트라센 화합물; 페노티아진 및 루브렌 등을 들 수 있다.
조성물(A)이 증감제를 함유하는 경우, 조성물(A)에 함유되는 중합성 액정의 중합 반응을 보다 촉진할 수 있다. 이러한 증감제의 사용량은, 중합성 액정의 함유량 100 질량부에 대해서, 0.1 ~ 10 질량부가 바람직하고, 0.5 ~ 5 질량부가 보다 바람직하고, 0.5 ~ 3 질량부가 더 바람직하다.
중합 반응을 안정적으로 진행시키는 관점에서, 조성물(A)은 중합 금지제를 함유해도 좋다. 중합 금지제에 의해, 중합성 액정의 중합 반응의 진행 정도를 컨트롤할 수 있다.
중합 금지제로는, 예를 들면 히드로퀴논, 알콕시기 함유 히드로퀴논, 알콕시기 함유 카테콜(예를 들면, 부틸 카테콜 등), 피로갈롤, 2, 2, 6, 6－테트라메틸-1－피페리지닐옥시 라디칼 등의 라디칼 포착제; 티오페놀류; β－나프틸아민류 및 β－나프톨류 등을 들 수 있다.
조성물(A)이 중합 금지제를 함유하는 경우, 중합 금지제의 함유량은, 중합성 액정의 함유량 100 질량부에 대해서, 바람직하게는 0.1 ~ 10 질량부, 보다 바람직하게는 0.5 ~ 5 질량부, 더 바람직하게는 0.5 ~ 3 질량부이다. 중합 금지제의 함유량이, 상기 범위 내이면, 중합성 액정의 배향을 흐트리지 않고 중합을 행할 수 있다.
조성물(A)에는, 레벨링제를 함유시켜도 좋다. 레벨링제란, 조성물의 유동성을 조정해, 조성물을 도포해 얻어지는 막을 보다 평탄하게 하는 기능을 가지는 첨가제이고, 예를 들면, 유기 변성 실리콘 오일계, 폴리아크릴레이트계 및 퍼플루오로알킬계의 레벨링제를 들 수 있다.
조성물(A)이 레벨링제를 함유하는 경우, 중합성 액정의 함유량 100 질량부에 대해서, 바람직하게는 0.01 ~ 5 질량부, 보다 바람직하게는 0.1 ~ 5 질량부, 더 바람직하게는 0.1 ~ 3 질량부이다. 레벨링제의 함유량이 상기 범위 내이면, 중합성 액정을 수평 배향시키는 것이 용이하고, 또한 얻어지는 편광막이 보다 평활하게 되는 경향이 있다. 중합성 액정에 대한 레벨링제의 함유량이 상기 범위를 초과하면, 얻어지는 편광막에 불균일이 생기기 쉬운 경향이 있다. 또한 조성물(A)은, 레벨링제를 2종 이상 함유하고 있어도 좋다.
조성물(A)은, 반응성 첨가제를 포함해도 좋다. 반응성 첨가제로는, 그 분자 내에 탄소-탄소 불포화 결합과 활성 수소 반응성기를 가지는 것이 바람직하다. 또한 여기서 말하는 「활성 수소 반응성기」란, 카르복실기 (－COOH), 수산기 (－OH), 아미노기 (－NH2) 등의 활성 수소를 가지는 기에 대하여 반응성을 가지는 기를 의미하고, 글리시딜기, 옥사졸린기, 카르보디이미드기, 아지리딘기, 이미드기, 이소시아네이트기, 티오이소시아네이트기, 무수 말레산기 등이 그 대표예이다. 반응성 첨가제가 가지는, 탄소-탄소 불포화 결합 및 활성 수소 반응성기의 개수는, 통상, 각각 1 ~ 20개이고, 바람직하게는 각각 1 ~ 10개이다.
반응성 첨가제에서, 활성 수소 반응성기가 적어도 2개 존재하는 것이 바람직하고, 이 경우, 복수 존재하는 활성 수소 반응성기는 동일해도, 다른 것이어도 좋다.
반응성 첨가제가 가지는 탄소-탄소 불포화 결합이란, 탄소-탄소 이중 결합 또는 탄소-탄소 삼중 결합, 또는 이들의 조합이어도 좋지만, 탄소-탄소 이중 결합인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 반응성 첨가제로는, 비닐기 및/또는 (메타)아크릴기로서 탄소-탄소 불포화 결합을 포함하는 것이 바람직하다. 또한 활성 수소 반응성기가, 에폭시기, 글리시딜기 및 이소시아네이트기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 반응성 첨가제가 바람직하고, 아크릴기와 이소시아네이트기를 가지는 반응성 첨가제가 보다 바람직하다.
반응성 첨가제의 구체예로는, 메타크릴록시글리시딜에테르나 아크릴록시글리시딜에테르 등의, (메타)아크릴기와 에폭시기를 가지는 화합물; 옥세탄아크릴레이트나 옥세탄메타크릴레이트 등의, (메타)아크릴기와 옥세탄기를 가지는 화합물; 락톤 아크릴레이트나 락톤 메타크릴레이트 등의, (메타)아크릴기와 락톤기를 가지는 화합물; 비닐옥사졸린이나 이소프로페닐옥사졸린 등의, 비닐기와 옥사졸린기를 가지는 화합물; 이소시아네이트메틸 아크릴레이트, 이소시아네이트메틸 메타크릴레이트, 2－이소시아네이트에틸 아크릴레이트 및 2－이소시아네이트에틸 메타크릴레이트 등의, (메타)아크릴기와 이소시아네이트기를 가지는 화합물의 올리고머 등을 들 수 있다. 또한, 메타크릴산 무수물, 아크릴산 무수물, 무수 말레산 및 비닐 무수 말레산 등의, 비닐기나 비닐렌기와 산 무수물을 가지는 화합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 메타크릴록시글리시딜에테르, 아크릴록시글리시딜에테르, 이소시아네이트메틸아크릴레이트, 이소시아네이트메틸메타크릴레이트, 비닐옥사졸린, 2－이소시아네이트에틸 아크릴레이트, 2－이소시아네이트에틸메타크릴레이트 및 상기 올리고머가 바람직하고, 이소시아네이트메틸아크릴레이트, 2－이소시아네이트에틸 아크릴레이트 및 상기 올리고머가 특히 바람직하다.
구체적으로는, 하기 식(Y)으로 나타내는 화합물이 바람직하다.
[화 16]
［식(Y) 중,
n는 1 ~ 10까지의 정수를 나타내고, R1＇는, 탄소수 2 ~ 20의 2가의 지방족 또는 지환식 탄화수소기, 혹은 탄소수 5 ~ 20의 2가의 방향족 탄화수소기를 나타낸다. 각 반복 단위에 있는 2개의 R2＇는, 한쪽이 -NH-이고, 다른 쪽이 ＞N－C(=O)－R3＇로 나타내는 기이다. R3＇는, 수산기 또는 탄소-탄소 불포화 결합을 가지는 기를 나타낸다.
식(Y) 중의 R3＇ 가운데, 적어도 1개의 R3＇는 탄소-탄소 불포화 결합을 가지는 기이다.］
상기 식(Y)으로 나타내는 반응성 첨가제 중에서도, 하기 식(YY)으로 나타내는 화합물(이하, 화합물(YY)이라고 하는 경우가 있다.)이 특히 바람직하다(또한 n는 상기와 같은 의미이다).
[화 17]
화합물(YY)에는, 시판품을 그대로 또는 필요에 따라서 정제하여 이용할 수 있다. 시판품으로는, 예를 들면, Laromer(등록상표) LR－9000(BASF 사 제)을 들 수 있다.
조성물(A)이 반응성 첨가제를 함유하는 경우, 반응성 첨가제의 함유량은, 중합성 액정 100 질량부에 대해서, 통상 0.01 ~ 10 질량부이고, 바람직하게는 0.1 ~ 5 질량부이다.
조성물(A)을 제1 보호층(11) 또는 배향막 상에 도포하는 방법으로는, 압출 코팅법, 다이렉트 그라비아 코팅법, 리버스 그라비아 코팅법, CAP 코팅법, 슬릿 코팅법, 마이크로 그라비아법, 다이코팅법, 잉크젯법 등을 들 수 있다. 또한, 딥 코터, 바 코터, 스핀 코터 등의 코터를 이용하여 도포하는 방법 등도 들 수 있다. 그 중에서도, 롤투롤 형식으로 연속적으로 도포하는 경우에는, 마이크로 그라비아법, 잉크젯법, 슬릿 코팅법, 다이코팅법에 따르는 도포 방법이 바람직하고, 제1 보호층(11)이 매엽상인 경우에는, 균일성이 높은 스핀 코팅법이 바람직하다. 롤투롤 형식으로 도포하는 경우, 제1 보호층(11)에 배향막을 형성하기 위한 조성물(이하, 배향성 폴리머 조성물이라고도 한다) 등을 도포해 배향막을 형성하여, 얻어진 배향막 상에 조성물(A)을 연속적으로 더 도포할 수도 있다.
조성물(A)에 포함되는 용제를 제거하는 건조 방법으로는, 예를 들면, 자연 건조, 통풍 건조, 가열 건조, 감압 건조 및 이들을 조합한 방법을 들 수 있다. 그 중에서도, 자연 건조 또는 가열 건조가 바람직하다. 건조 온도는, 0 ~ 200℃의 범위가 바람직하고, 20 ~ 150℃의 범위가 보다 바람직하고, 50 ~ 130℃의 범위가 더 바람직하다. 건조시간은, 10초간 ~ 10분간이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30초간 ~ 5분간이다. 배향성 폴리머 조성물도 이와 같이 건조할 수 있다.
(중합성 액정의 중합)
중합성 액정(a)을 중합시키는 방법으로는, 광중합이 바람직하다. 광중합은, 제1 보호층 상 또는 배향막 상에 중합성 액정(a)을 조성물(A)이 도포된 적층체에 활성 에너지선을 조사함으로써 실시된다. 조사하는 활성 에너지선으로는, 건조 피막에 포함되는 중합성 액정(A)의 종류(특히, 중합성 액정(A)이 가지는 광중합성 관능기의 종류), 광중합개시제를 포함하는 경우에는 광중합개시제의 종류, 및 이들의 양에 따라 적절히 선택된다. 구체적으로는, 가시광, 자외광, 적외광, X선, α선, β선, 및 γ선으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 일종 이상의 광을 들 수 있다. 그 중에서도, 중합 반응의 진행을 제어하기 쉬운 점, 및 광중합 장치로서 당분야에서 광범위하게 이용되고 있는 것을 사용할 수 있는 점에서, 자외광이 바람직하고, 자외광에 의해서 광중합할 수 있도록, 중합성 액정(a)의 종류를 선택하는 것이 바람직하다.
상기 활성 에너지선의 광원으로는, 예를 들면, 저압 수은 램프, 중압수은 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프, 크세논 램프, 할로겐 램프, 카본 아크등, 텅스텐 램프, 갈륨 램프, 엑시머 레이져(excimer laser), 파장 범위 380 ~ 440 nm를 발광하는 LED 광원, 케미컬 램프, 블랙 라이트 램프, 마이크로 웨이브 여기 수은등, 메탈할라이드 램프 등을 들 수 있다.
자외선 조사 강도는, 통상, 10 mW/㎠ ~ 3,000 mW/㎠이다. 자외선 조사 강도는, 바람직하게는 양이온 중합개시제 또는 라디칼 중합개시제의 활성화에 유효한 파장 영역에서의 강도이다. 광을 조사하는 시간은, 통상 0.1초 ~ 10분이고, 바람직하게는 0.1초 ~ 5분이고, 보다 바람직하게는 0.1초 ~ 3분이고, 더 바람직하게는 0.1초 ~ 1분이다. 이러한 자외선 조사 강도로 1회 또는 복수회 조사하면, 그 적산 광량은, 10 mJ/㎠ ~ 3,000 mJ/㎠, 바람직하게는 50 mJ/㎠ ~ 2,000 mJ/㎠, 보다 바람직하게는 100 mJ/㎠ ~ 1,000 mJ/㎠이다. 적산 광량이 이 범위 내인 경우에는, 중합성 액정(A)의 경화가 충분하게 되어, 양호한 전사성이 얻어지기 쉬워져, 광학 적층체의 착색을 억제하기 쉬워지는 경향이 있다.
(적층체 B)
적층체 B(32)의 제2 위상차층(16)은, 제2 보호층(17) 상에, 또는 제2 보호층(17)이 배향막을 가지는 경우에는 배향막 상에, 1개 이상의 중합성 액정(c)을 함유하는 제2 위상차층 형성용 조성물(C)(이하, 조성물(C)이라고도 한다)을 도포해, 중합성 액정(c)을 중합하는 것으로 제조할 수 있다. 조성물(C)은, 용제, 중합개시제를 더 포함하고, 광증감제, 중합 금지제, 레벨링제 등을 더 포함할 수 있다.
조성물(C)의 도포, 건조 및 중합성 액정(c)의 중합은, 상술의 적층체 A(31) 형성 공정에서 예시한 조성물(A)의 도포, 건조 및 중합성 액정(a)의 중합과 마찬가지로 행할 수 있다.
(적층체 C)
적층체 C(33)의 제1 위상차층(14)은, 제1기재 상에, 또는 제1기재가 배향막을 가지는 경우에는 배향막 상에, 1개 이상의 중합성 액정(b)을 함유하는 제1 위상차층 형성용 조성물(B)(이하, 조성물(B)이라고도 한다)을 도포해, 중합성 액정(b)을 중합하는 것으로 제조할 수 있다. 조성물(B)은, 용제, 중합개시제를 더 포함하고, 광증감제, 중합 금지제, 레벨링제 등을 더 포함할 수 있다.
조성물(B)의 도포, 건조 및 중합성 액정(b)의 중합은, 상술의 적층체 A(31) 형성 공정에서 예시한 조성물(A)의 도포, 건조 및 중합성 액정(a)의 중합과 마찬가지로 행할 수 있다.
(제1 점착 시트 및 제2 점착 시트)
제1 점착 시트(34) 및 제2 점착 시트(35)는, 예를 들면 톨루엔이나 아세트산에틸 등의 유기용제에 점착제 조성물을 용해 또는 분산시켜 점착제액을 조제하고, 이것을 이형처리가 실시된 박리 필름 B(19) 또는 박리 필름 E(22) 상에 점착제로 이루어지는 층을 시트 상에 형성해 두고, 그 점착제층 상에 또 다른 박리 필름 A(18) 또는 박리 필름 D(21)를 첩합하는 방식 등에 의해 제작할 수 있다.
광학 적층체(10)의 제조 방법의 제3 실시형태는, 이하의 공정을 포함한다.
1) 제1 위상차층(14) 및 제1기재(박리 필름 C)(20)을 가지는 적층체 C(33)를 준비하고, 적층체 C(33)의 제1 위상차층(14) 측의 면에 접착제를 도포해 제2 접착층(15)을 형성하는 공정. 제2 보호층(17) 및 제2 위상차층(16)을 가지는 적층체 B(32)를 준비하는 공정(도 4a).
2) 제2 접착층(15)과 적층체 B(32)의 제2 위상차층(16)을 첩합하는 공정(도 4b).
3) 박리 필름 A(18), 제1 접착층(13) 및 박리 필름 B(19)를 가지는 제1 점착 시트(34)를 준비해, 제1기재(박리 필름 C)(20)을 박리하는 공정(도 4c).
4) 제1 보호층(11) 및 편광층(12)을 가지는 적층체 A(31)를 준비하는 공정. 제1 점착 시트(34)의 박리 필름 A(18)를 박리하고, 제1 접착층(13)과 제1 위상차층(14)을 첩합하는 공정(도 4d).
5) 박리 필름 B(19)를 박리하고, 제1 접착층(13)과 적층체 A(31)의 제1 위상차층(14)을 첩합하는 공정(도 4d).
광학 적층체(10)의 제조 방법의 제4 실시형태는, 이하의 공정을 포함한다.
1) 제1 보호층(11) 및 편광층(12)을 가지는 적층체 A(31)를 준비하는 공정. 제1 위상차층(14) 및 제1기재(박리 필름 C)(20)을 가지는 적층체 C(33)를 준비하고, 적층체 C(33)의 제1 위상차층(14) 측의 면에 접착제를 도포해 제1 접착층(13)을 형성하는 공정(도 5a).
2) 제1 접착층(13)과 적층체 A(31)의 편광층(12)을 첩합하는 공정(도 5b).
3) 박리 필름 D(21), 제2 접착층(15) 및 박리 필름 E(22)를 가지는 제2 점착 시트(35)를 준비하는 공정(도 5c).
4) 제1기재(박리 필름 C)(20)을 박리하고, 박리 필름 D(21)를 박리해, 제1 위상차층(14)과 제2 접착층(15)을 첩합하는 공정. 제2 보호층(17) 및 제2 위상차층(16)을 가지는 적층체 B(32)를 준비하는 공정(도 5d).
5) 박리 필름 E(22)를 박리하고, 제2 접착층(15)과 제2 위상차층(16)을 첩합하는 공정(도 5e).
광학 적층체(10)의 제조 방법의 제5 실시형태는, 이하의 공정을 포함한다.
1) 제1 위상차층(14) 및 제1기재(박리 필름 C)(20)을 가지는 적층체 C(33)를 준비하고, 제2 보호층(17) 및 제2 위상차층(16)을 가지는 적층체 B(32)를 준비해, 접착제로 이루어지는 제2 접착층(15)을 준비하는 공정(도 6a).
2) 적층체 C(33)와 적층체 B(32)를 제2 접착층(15)을 통해 첩합하는 공정(도 6b).
3) 제1기재(박리 필름 C)(20)을 박리하는 공정(도 6c).
4) 제1 보호층(11) 및 편광층(12)을 가지는 적층체 A(31)를 준비해, 적층체 A(31)의 편광층(12) 측의 면에 접착제를 도포해 제1 접착층(13)을 형성하는 공정(도 6d).
5) 제1 접착층(13)과 제1 위상차층(14)을 첩합하는 공정(도 6e).
제1 접착층(13)을 접착제로 구성하는 경우, 제1 접착층(13)은, 접착제를 편광층(12) 측의 표면에 또는 제1 위상차층(14) 측의 표면에 도포해, 제1 위상차층(14)의 표면과 또는 편광층(12)의 표면을 첩합하여, 경화할 수 있다.
제2 접착층(15)을 접착제로 구성하는 경우, 제2 접착층(15)은, 제1 위상차층(14) 측의 표면에 또는 제2 위상차층(16)의 표면에 도포해, 제2 위상차층(16)의 표면과 또는 제1 위상차층(14)의 표면을 첩합하여, 경화할 수 있다.
접착제를 도포하는 방법은, 편광층(12), 제1 위상차층(14) 및 제2 위상차층(16)의 표면에 도포할 수 있으면 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 닥터 블레이드, 와이어 바, 다이 코터, 콤마 코터, 그라비아 코터 등을 들 수 있다. 도포후(경화 전의 경화성 조성물층의 두께)는, 바람직하게는 약 1 ~ 20㎛이고, 보다 바람직하게는 2㎛ ~ 15㎛이다.
접착제가 활성 에너지선 경화형 접착제인 경우, 활성 에너지선의 조사에 이용하는 광원은, 특별히 한정되지 않지만, 파장 400 nm 이하에 발광 분포를 가지는 광원인 것이 바람직하다. 이러한 광원으로는, 예를 들면, 저압 수은등, 중압수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙 라이트 램프, 마이크로 웨이브 여기 수은등, 메탈할라이드 램프를 들 수 있다. 활성 에너지선의 조사는 복수회 나누어 행해지는 것이 바람직하다.
활성 에너지선 경화성 조성물에의 각 회의 광조사 강도는, 조성물의 조성 마다 결정되는 것으로 특별히 한정되지 않지만, 10 ~ 5000 mW/㎠인 것이 바람직하다. 활성 에너지선 경화성 조성물에의 광조사 강도가 10 mW/㎠ 미만이면, 반응 시간이 너무 길어지고, 5000 mW/㎠를 초과하면, 광원으로부터 복사되는 열 및 활성 에너지선 경화성 조성물의 중합시의 발열에 의해, 활성 에너지선 경화성 조성물의 구성 재료인 경화성 수지 등의 황변이나 제1 보호층(11) 및 제2 보호층(17)의 열화를 일으킬 가능성이 있다. 또한 조사 강도는, 바람직하게는 중합개시제의 활성화에 유효한 파장 영역에서의 강도이고, 보다 바람직하게는 파장 400 nm 이하의 파장 영역에서의 강도이고, 더 바람직하게는 파장 280 ~ 320 nm의 파장 영역에서의 강도이다.
활성 에너지선(15)이 자외선인 경우, 조사부에서는, 적층체(13)를 향해서 길이 방향(반송 방향)으로 100 ~ 800 N/m의 장력을 가하면서, 조사 시간이 0.1초 이상이 되는 라인 속도로 적층체(13)를 반송하는 것이 바람직하다. 활성 에너지를 조사하는 합계 시간은, 경화성 조성물층(14) 중의 활성 에너지선 경화성 조성물을 경화할 수 있는 시간이면 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 적산 광량이 30 mJ/㎠ 이상이 되는 시간이면 좋다.
접착제로서 수계 접착제를 사용하는 경우는, 접착제를 편광층(12) 측의 표면에 또는 적층체(3)의 제1 위상차층(14) 측의 표면에 도포해, 적층체(3)의 제1 위상차층(14)의 표면과 또는 적층체(1)의 편광층(12)의 표면을 첩합한 후, 수계 접착제중에 포함되는 물을 제거하기 위한 건조 공정을 실시하는 것이 바람직하다. 건조 공정 후, 예를 들면 20 ~ 45℃의 온도에서 양생하는 양생 공정을 설치해도 좋다.
＜표시장치＞
본 발명의 일 실시형태와 관련되는 표시장치는, 광학 적층체(10)가, 점착제층을 통해 화상 표시 소자에 첩합된 것이다. 광학 적층체(10)는, 제1 보호층(11)이 제2 보호층(17)에 대해서 시인 측에 배치되도록, 화상 표시 소자에 첩합될 수 있다. 점착제층은, 광학 적층체(10)의 용도에 따라, 광학 적층체(10)의 어느 표면에 설치할 수 있다. 점착제로는, 특별히 한정되지 않고, 후술하는 점착제를 이용할 수 있다. 점착제는, 제2 보호층 상에 형성될 수 있다.
표시장치로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 유기 일렉트로루미네센스(유기 EL) 표시장치, 무기 일렉트로루미네센스(무기 EL) 표시장치, 액정표시장치, 터치 패널 표시장치, 전계발광 표시장치 등을 들 수 있다. 광학 적층체(10)는 접어 구부릴 수 있는 표시장치에 적합하게 이용할 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 예 중의 「%」 및 「부」는, 특별히 기재하지 않는 한, 질량% 및 질량부이다.
［두께의 측정］
광학 적층체를 형성하는 각 층의 두께는, 접촉식 막 두께 측정 장치(주식회사 니콘제 MS－5C)에 의해서 측정하였다.
［굴곡성 시험］
각 실시예 및 비교예에서 얻어진 광학 적층체에 대해서, 이하와 같이 굴곡성 시험을 행하였다. 도 7은, 본평가 시험의 방법을 모식적으로 나타내는 도면이다. 2개의 스테이지(501, 502)를 구비한 굴곡 장치(Science Town 사 제, STS－VRT－500)을 준비하고, 스테이지(501, 502) 상에 광학 적층체(100)를 올려놓았다(도 7a). 2개의 스테이지(501, 502)의 사이의 거리(갭) C는, 5 mm(2.5 R) 또는 2 mm(1.0 R)로 설정하였다. 이 스테이지(501, 502)는, 2개의 스테이지의 사이(갭) C를 중심으로 요동할 수 있고, 초기는 2개의 스테이지(501, 502)는 동일 평면을 구성한다.
2개의 스테이지(501, 502)를 위치 P1 및 위치 P2를 회전축의 중심으로서 상방으로 90도 회전시켜 2개의 스테이지(501, 502)를 닫고(도 7b), 다시 스테이지(501, 502)를 여는 동작을 1회의 굴곡이라고 정의한다. 이 동작을 반복해, 광학 적층체(100)에 최초로 크랙이 생길 때까지의 굴곡 횟수를 세었다. 평가의 기준은 이하와 같다.
◎(매우 좋다)：20만회 이상,
○(좋다)：10만회 이상 20만회 미만,
△(사용 가능)：5만회 이상 10만회 미만,
×(약간 뒤떨어진다)：1만회 이상 5만회 미만,
××(뒤떨어진다)：1만회 미만
［수정 인성의 측정］
샘플로서 각 실시예 및 비교예에서의 광학 적층체의 제2 보호층을 이용하고, JIS K7161에 준거해 UTM(Uniｖersal Testing Machine(Shimadzu Corporation 제 오토 그래프 AG－X)를 이용하여 응력-변형 곡선을 작성하였다. 최대 응력 및 최대 변형은 각각, 응력-변형 곡선에서 파괴점으로부터 구하였다.
이하의 식(1)에 따라서 수정 인성을 구하였다.
수정 인성=최대 응력×최대 변형 (1)
［중합성 액정 화합물］
중합성 액정 화합물은, 식(1－6)으로 나타내는 중합성 액정 화합물［이하, 화합물(1－6)이라고도 한다］과 식(1－7)으로 나타내는 중합성 액정 화합물［이하, 화합물(1－7)이라고도 한다］을 이용하였다.
[화 18]
[화 19]
화합물(1－6) 및 화합물(1－7)은, Lub et al.Recl.Traｖ.Chim.Pays－Bas, 115, 321－328(1996) 기재의 방법에 따라 합성하였다.
이색성 색소에는, 하기 식(2－1a), (2－1b), (2－3a)으로 나타내는 일본 특허공개 2013－101328호 공보의 실시예에 기재된 아조 색소를 이용하였다.
[화 20]
[화 21]
[화 22]
［편광자층 형성용 조성물］
편광자층 형성용 조성물［이하, 조성물(A－1)이라고도 한다］은, 화합물(1－6) 75 중량부, 화합물(1－7) 25 중량부, 이색성 염료로서 상기 식(2－1a), (2－1b), (2－3a)으로 나타내는 아조 색소 각 2.5 중량부, 중합개시제로서 2－디메틸 아미노-2－벤질-1－(4－몰포리노페닐) 부탄-1－온(Irgacure369, BASF 재팬 사 제) 6 중량부, 및 레벨링제로서 폴리아크릴레이트 화합물(BYK－361 N, BYK－Chemie 사 제) 1.2 중량부를, 용제의 톨루엔 400 중량부에 혼합해, 얻어진 혼합물을 80℃에서 1시간 교반함으로써 조제하였다.
［제1 위상차층 형성용 조성물］
하기에 나타내는 각 성분을 혼합해, 얻어진 혼합물을 80℃에서 1시간 교반함으로써, 조성물(B－1)을 얻었다.
하기 식으로 나타내는 화합물 b－1：80 중량부
[화 23]
하기 식으로 나타내는 화합물 b－2：20 중량부
[화 24]
중합개시제(Irgacure369, 2－디메틸 아미노-2－벤질-1－(4－몰포리노페닐) 부탄-1－온, BASF 재팬 사 제)：6 중량부
레벨링제(BYK－361 N, 폴리아크릴레이트 화합물, BYK－Chemie 사 제)：0.1 중량부
용제(시클로펜타논)：400 중량부
［제2 위상차층 형성용 조성물］
하기에 나타내는 각 성분을 혼합해, 얻어진 혼합물을 80℃에서 1시간 교반함으로써, 조성물(C－1)을 얻었다.
하기 식으로 나타내는 화합물 c－1(LC242, BASF 재팬 사 제)：100 중량부
[화 25]
중합개시제(Irgacure907, 2－메틸-4＇－(메틸 티오)－2－몰포리노프로피오페논, BASF 재팬 사 제)：2.6 중량부
레벨링제(BYK－361 N, 폴리아크릴레이트 화합물, BYK－Chemie 사 제)：0.5 중량부
첨가제(LR9000, BASF 재팬 사 제)：5.7 중량부
용제(프로필렌 글리콜 1－모노메틸 에테르 2－아세테이트)：412 중량부
［폴리머 1］
이하의 구조 단위로 이루어지는 광반응성기를 가지는 폴리머 1을 준비하였다.
[화 26]
［배향막 형성용 조성물］
폴리머 1을 농도 5 중량%로, 시클로펜타논에 용해한 용액을 배향막 형성용 조성물［이하, 조성물(D－1)이라고도 한다］로서 이용하였다.
［적층체 A］
제1 보호층의 형성
제1 보호층으로서 셀룰로오스계 필름(TAC 필름, Konica Minolta, Inc. 제, 두께 25㎛, TAC1)을 이용하였다. 상기 필름 상에, 상술한 바와 같이 얻어진 조성물(D－1)을 바 코트법에 따라 도포하고, 80℃의 건조 오븐 중에서 1분간 가열 건조하였다. 얻어진 건조 피막에 편광 UV 조사 처리를 실시해 제1 배향막(AL1)을 형성하였다. 편광 UV처리는, UV 조사 장치(SPOT CURE SP－7; USHIO INC. 제)로부터 조사되는 광을, 와이어 그리드(UIS－27132＃＃, USHIO INC. 제)를 투과시키고, 파장 365 nm로 측정한 적산 광량이 100 mJ/㎠인 조건에서 행했다. 제1 배향막(AL1)의 두께는 100 nm이었다.
편광층의 형성
형성한 제1 배향막(AL1) 상에, 조성물(A－1)을 바 코트법에 따라 도포하고, 120℃의 건조 오븐에서 1분간 가열 건조한 후, 실온까지 냉각하였다. 상기 UV 조사 장치를 이용하고, 적산 광량 1200 mJ/㎠(365 nm 기준)로 자외선을, 건조 피막에 조사함으로써, 편광층(pol)을 형성하였다. 얻어진 편광층(pol)의 두께를 레이저 현미경(Olympus 주식회사 제 OLS3000)에 의해 측정했는데, 1.8㎛이었다. 이와 같이 하여 편광층(pol)/제1 배향막(AL1)/제1 보호층(TAC1)로 이루어지는 적층체 A를 얻었다.
［적층체 B］
제2 보호층의 형성
제2 보호층으로서 TAC1를 이용하였다. 상기 필름 상에, 코로나 처리를 1회실시했다. 코로나 처리의 조건은, 출력 0.3 kW, 처리 속도 3 m/분으로 하였다. 상기 필름 상에, 조성물(D－1)을 바 코트법에 따라 도포하고, 90℃의 건조 오븐 중에서 1분간 가열 건조하여, 제2 배향막(AL2)을 얻었다.
제2 위상차층의 형성
제2 보호층의 제2 배향막 상(AL2)에, 조성물(C－1)을 바 코트법에 따라 도포해, 90℃의 건조 오븐에서 1분간 가열 건조하였다. 얻어진 건조 피막에, 질소 분위기 하에서, 상기 UV 조사 장치를 이용하고, 적산 광량 1000 mJ/㎠(365 nm 기준)의 자외선을 조사함으로써, 위상차층을 형성하였다. 얻어진 위상차층의 두께를 레이저 현미경(Olympus 주식회사 사 제 OLS3000)에 의해 측정했는데, 2.0㎛이었다. 제2 위상차층은, 두께 방향으로 위상차를 나타내는 포지티브 C 플레이트(posiC)이었다. 이와 같이 하여 제2 위상차층(posiC)/제2 배향막(AL2)/제2 보호층(TAC2)으로 이루어지는 적층체 B를 얻었다.
［적층체 C］
제1 위상차층의 형성
제1기재로서 두께 100㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(PET)을 준비하고, 상기 필름 상에 조성물(D－1)을 바 코트법에 따라 도포해, 80℃의 건조 오븐 중에서 1분간 가열 건조하였다. 얻어진 건조 피막에 편광 UV 조사 처리를 실시해 제3 배향막(AL3)을 형성하였다. 편광 UV 처리는, 상기 UV 조사 장치를 이용하고, 파장 365 nm로 측정한 적산 광량이 100 mJ/㎠인 조건에서 행했다. 또한, 편광 UV의 편광 방향은 편광층의 흡수 축에 대하여 45°가 되도록 행했다.
이렇게 하여 얻어진 제1기재의 제3 배향막(AL3) 상에, 조성물(B－1)을 바 코트법에 따라 도포해, 120℃의 건조 오븐에서 1분간 가열 건조한 후, 실온까지 냉각하였다. 얻어진 건조 피막에, 상기 UV 조사 장치를 이용하고, 적산 광량 1000 mJ/㎠(365 nm 기준)의 자외선을 조사함으로써, 제1 위상차층을 형성하였다. 얻어진 제1 위상차층의 두께를 레이저 현미경(Olympus 주식회사 제 OLS3000)에 의해 측정했는데, 2.0㎛이었다. 제1 위상차층은, 면내방향으로 λ／4의 위상차값을 나타내는 λ／4판(QWP)이었다. 이와 같이 하여 제1 위상차층(QWP)/제3 배향막(AL3)/제1기재(PET)로 이루어지는 적층체 C를 얻었다.
［점착 시트］
제1 접착층 및 제2 접착층을 형성하기 위한 점착 시트(제1 및 제2 접착층 형성용 점착 시트)를 하기와 같이 제작하였다.
하기 성분을, 질소 분위기 하에서 55℃에서 혼합해 반응시킴으로써 아크릴 수지를 얻었다.
아크릴산 부틸：70부
아크릴산 메틸：20부
아크릴산：1.0부
개시제(아조비스이소부틸니트릴)：0.2부
용제(아세트산에틸)：80부
얻어진 아크릴 수지에, Coronate L(TOSOH CORPORATION) 0.5부, 실란 커플링제X－12－981(Shin-Etsu Silicone 주식회사) 0.5부를 혼합하고, 마지막에 전체 고형분 농도가 10%가 되도록 아세트산에틸을 첨가하여, 점착제 형성용 조성물을 얻었다. 얻어진 점착제 형성용 조성물을 이형처리된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(SpB, 두께 38㎛)의 이형처리면에, 어플리케이터를 이용하여 건조 후의 두께가 5㎛가 되도록 도포하였다. 도포막을 100℃에서 1분간 건조하여, 점착제(PSA1 또는 PSA2)를 구비하는 필름을 얻었다. 그 후, 노출되어 있는 점착제 면 상에 이형처리된 다른 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(SpA, 두께 38㎛)을 첩합하였다. 그 후, 23℃, 50%RH의 조건에서, 7일간 양생시켰다. 이와 같이 하여, 박리 필름 A(SpA)/점착제(PSA1 또는 PSA2)/박리 필름 B(SpB)로 이루어지는 점착 시트를 제작하였다.
＜실시예 1＞
적층체 A(pol/AL1/TAC1)와 제1 접착층 형성용 점착 시트(SpA/PSA1/SpB)를 준비하였다.
제1 접착층 형성용 점착 시트로부터 박리 필름 A를 박리하였다(PSA1/SpB). 적층체 A의 편광층 측의 면과 제1 접착층 형성용 점착 시트의 박리한 면을 첩합하고 적층체 A1(SpB/PSA1/pol/AL1/TAC1)를 얻었다.
적층체 A1로부터 박리 필름 B를 박리해 (PSA1/pol/AL1/TAC1), 제1 접착층면과 적층체 C의 제1 위상차층 측의 면을 첩합하고, 적층체 A2(PET/AL3/QWP/PSA1/pol/AL1/TAC1)를 얻었다.
적층체 A2로부터 PET를 박리해 (AL3/QWP/PSA1/pol/AL1/TAC1), 제2 접착층 형성용 점착 시트로부터 박리 필름 A를 박리해 (PSA2/SpB), 제2 접착층면과 적층체 A2의 제3 배향막측의 면을 첩합하고, 적층체 A3(Spb/PSA2/AL3/QWP/PSA1/pol/AL1/TAC1)를 얻었다.
적층체 A3로부터 박리 필름 B를 박리해, 적층체 A3의 제2 접착제층면과 적층체 B의 제2 위상차층 측의 면과 첩합하고, 광학 적층체(TAC1/AL2/posiC/PSA2/AL3/QWP/PSA1/pol/AL1/TAC1)를 얻었다.
얻어진 광학 적층체에 대해 각 층의 두께, 제2 보호층의 수정 인성 및 접어 구부림 시험 결과를 표 1에 나타낸다.
＜실시예 2＞
제1 보호층의 두께를 표 1에 나타내는 두께(TAC3)로 변경한 것, 및 제2 보호층의 종류 및 두께를 표 1에 나타내는 종류 및 두께(PET)로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 광학 적층체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1에서, PET는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 의미한다.
＜실시예 3＞
제1 보호층의 종류 및 두께를 표 1에 나타내는 종류 및 두께(HC－PI)로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 광학 적층체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1에서, HC－PI는, 표면에 하드 코트층을 가지는 폴리이미드 필름을 의미한다.
＜실시예 4＞
제1 보호층의 종류 및 두께를 표 1에 나타내는 종류 및 두께(HC－PI)로 변경한 적층체 A(pol/AL1/HC－PI)와 제1 접착층 형성용 점착 시트(SpA/PSA1/SpB)를 준비하였다.
제1 접착층 형성용 점착 시트로부터 박리 필름 A를 박리하였다(PSA1/SpB). 적층체 A의 편광층 측의 면과 제1 접착층 형성용 점착 시트의 박리한 면을 첩합하여 적층체 A1(SpB/PSA1/pol/AL1/HC－PI)를 얻었다.
적층체 A1로부터 박리 필름 B를 박리해 (PSA1/pol/AL1/HC－PI), 제1 접착층면과 적층체 C의 제1 위상차층 측의 면을 첩합하고, 적층체 A2(PET/AL3/QWP/PSA1/pol/AL1/HC－PI)를 얻었다.
적층체 A2로부터 PET를 박리했다 (AL3/QWP/PSA1/pol/AL1/HC－PI).
그 다음에 자외선 경화형 접착제로서 에폭시 화합물을 포함하는 조성물(주식회사 ADEKA 제, 점도：44 mPa·s)을, 적층체 B의 위상차층 측의 면 상에 바 코트법에 따라 도포해, 접착제층(AD)을 형성하였다.
적층체 A2의 제3 배향막측의 면과 적층체 B의 자외선 경화형 접착제를 도포한 면을 첩합하였다.
그 다음에 적산 광량(파장 280 ~ 320 nm의 파장 영역에서의 광조사 강도의 적산량)이 약 250 mJ/㎠(측정기：FusionUV 사 제조 UV Power PuckII에 의한 측정치)인 자외선(UVB)을 적층체 B면 측으로부터 조사해 광학 적층체(TAC2/AL2/posiC/AD/AL3/QWP/PSA1/pol/AL1/HC－PI)를 제조하였다.
＜실시예 5＞
제2 보호층의 종류 및 두께를 표 1에 나타내는 종류 및 두께(COP2)로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 광학 적층체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1에서, COP는, 환상 올레핀계 수지 필름을 의미한다.
＜실시예 6＞
제1 보호층의 두께를 표 1에 나타내는 두께(TAC4)로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 광학 적층체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
＜비교예 1＞
적층체 B를 제조할 때, 제2 보호층 표면에 코로나 처리를 실시하지 않았던 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 광학 적층체를 얻은 후, 광학 적층체로부터 제2 보호층을 박리하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
＜비교예 2＞
적층체 A를 제조할 때에, 제1 보호층의 두께를 50㎛로 변경하였다(TAC5). 적층체 A의 편광층 상에 조성물(D－1)을 바 코트법에 따라 도포해, 80℃의 건조 오븐 중에서 1분간 가열 건조하였다. 얻어진 건조 피막에 편광 UV 조사 처리를 실시해 제3 배향막을 형성하였다. 편광 UV처리는, UV 조사 장치(SPOT CURE SP－7; USHIO INC. 제)를 이용하고, 파장 365 nm에서 측정한 적산 광량이 100 mJ/㎠인 조건에서 행했다. 또한, 편광 UV의 편광 방향은 편광층의 흡수 축에 대하여 45°가 되도록 행했다.
이렇게 하여 얻어진 제3 배향막 상에, 조성물(B－1)을 바 코트법에 따라 도포하고, 120℃의 건조 오븐에서 1분간 가열 건조한 후, 실온까지 냉각하였다. 얻어진 건조 피막에, 상기 UV 조사 장치를 이용하고, 적산 광량 1000 mJ/㎠(365 nm 기준)의 자외선을 조사함으로써, 제1 위상차층을 형성하였다. 제1 위상차층은, λ／4판이었다.
이 제1 위상차층 상에 조성물(D－1)을 바 코트법에 따라 도포해, 90℃의 건조 오븐 중에서 1분간 가열 건조하여 제2 배향막을 형성하였다. 그 후, 제2 배향막 상에, 조성물(C－1)을 바 코트법에 따라 도포해, 90℃의 건조 오븐에서 1분간 가열 건조한 후, 질소 분위기에서 상기 UV 조사 장치를 이용하고, 적산 광량 1000 mJ/㎠(365 nm 기준)의 자외선을 조사함으로써, 제2 위상차층을 형성하였다. 얻어진 제2 위상차층의 두께를 레이저 현미경(Olympus 주식회사 사 제 OLS3000)에 의해 측정했는데, 1.8㎛이었다. 제2 위상차층은, 포지티브 C 플레이트이었다.
＜비교예 3＞
제1 보호층을 TAC 필름으로부터 환상 올레핀계 수지 필름(ARTON, JSR 주식회사, COP1)로 변경해, 각 층의 두께를 표 1에 나타내는 두께로 변경한 것 이외는, 비교예 2와 마찬가지로 하여, 광학 적층체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
＜비교예 4＞
제1 보호층의 두께를 표 1에 나타내는 두께로 변경한 것(TAC4), 및 제2 보호층의 종류 및 두께를 표 1에 나타내는 종류 및 두께(COP2)로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 광학 적층체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
10 광학 적층체,
11 제1 보호층,
12 편광층,
13 제1 접착층,
14 제1 위상차층,
15 제2 접착층,
16 제2 위상차층,
17 제2 보호층,
18 박리 필름 A,
19 박리 필름 B,
20 제1기재(박리 필름 C),
21 박리 필름 D,
22 박리 필름 E,
31 적층체 A,
32 적층체 B,
33 적층체 C,
34 제1 점착 시트,
35 제2 점착 시트,
100 적층체,
501 스테이지,
502 스테이지.
11 제1 보호층,
12 편광층,
13 제1 접착층,
14 제1 위상차층,
15 제2 접착층,
16 제2 위상차층,
17 제2 보호층,
18 박리 필름 A,
19 박리 필름 B,
20 제1기재(박리 필름 C),
21 박리 필름 D,
22 박리 필름 E,
31 적층체 A,
32 적층체 B,
33 적층체 C,
34 제1 점착 시트,
35 제2 점착 시트,
100 적층체,
501 스테이지,
502 스테이지.
Claims (6)
- 제1 보호층, 편광층, 제1 접착층, 제1 위상차층, 제2 접착층, 제2 위상차층 및 제2 보호층이 이 순서로 적층되고, 상기 제2 보호층의 두께(B)에 대한 상기 제1 보호층의 두께(A)의 비율(A/B)이 3.3 이하인, 광학 적층체.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 보호층은, 이하의 식(1)으로 정의되는 수정 인성이 2300 MPa·% 이상인, 광학 적층체.
수정 인성=최대 응력×최대 변형 (1)
〔다만, 최대 응력 및 최대 변형은 각각, 응력-변형 곡선에서 파괴점에서의 응력 및 변형을 나타낸다〕 - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 보호층의 두께는 10㎛ ~ 200㎛인, 광학 적층체. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 보호층의 두께는 5㎛ ~ 100㎛인, 광학 적층체. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 접착층 및/또는 상기 제2 접착층의 두께는 1㎛ 이상인, 광학 적층체. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체를 포함하는 표시장치.
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