KR20210018317A - 편광 필름 및 그 제조 방법, 편광판 그리고 표시 장치 - Google Patents

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KR20210018317A
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요스케 오타
노부유키 하타나카
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스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤
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Abstract

표면에 양전자를 주입 에너지 3 ㎸ 로 조사하여 측정되는, 양전자 수명 측정법으로부터 산출되는 평균 자유 체적 반경을 직경으로 변환한 공공 사이즈가 0.45 ㎚ 이상 0.57 ㎚ 이하인 표면을 갖는 기재의 상기 표면 상에 적층된, 적어도 1 개의 중합성기를 갖는 중합성 액정 화합물 및 이색성 색소를 포함하는 중합성 액정 조성물의 경화물인 편광자를 포함하여 이루어지는, 편광 필름.

Description

편광 필름 및 그 제조 방법, 편광판 그리고 표시 장치
본 발명은, 편광 필름 및 그 제조 방법, 그리고, 상기 편광 필름을 포함하는 편광판 및 그것을 구비하는 표시 장치에 관한 것이다.
종래, 편광판은, 액정 표시 패널이나 유기 일렉트로루미네선스 (유기 EL) 표시 패널 등의 각종 화상 표시 패널에 있어서, 액정 셀이나 유기 EL 표시 소자 등의 화상 표시 소자에 첩합 (貼合) 되어 사용되고 있다. 이와 같은 편광판으로서, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 요오드나 이색성 염료 등의 이색성을 나타내는 화합물을 흡착 배향시킨 편광자의 적어도 일방의 면에, 접착층을 개재하여, 트리아세틸셀룰로오스 필름 등의 보호층을 적층한 구성을 갖는 편광판이 알려져 있다.
최근, 화상 표시 패널 등의 디스플레이에 대하여 박형화의 계속적인 요구가 존재하고 있고, 그 구성 요소의 하나인 편광판이나 편광자에 대해서도 추가적인 박형화가 요구되고 있다. 이와 같은 요구에 대하여, 예를 들어, 중합성 액정 화합물과 이색성을 나타내는 화합물로 이루어지는 박형의 호스트 게스트형 편광자가 제안되어 있다 (특허문헌 1 ∼ 3).
일본 공표특허공보 2007-510946호 일본 공개특허공보 2013-37353호 일본 공개특허공보 2017-083843호
그러나, 상기 특허문헌 1 에 기재된 바와 같은 호스트 게스트형 편광자는, 보호층 등의 고분자 필름이나 화상 표시 소자 등과 첩합되었을 때, 편광자가 노출되는 외부 환경 조건에 따라서는, 편광자에 포함되는 이색성 색소가 고분자 필름이나 점접착제층 중으로 확산하기 쉬워지고, 이방성이 흐트러짐으로써 시간 경과적으로 편광 성능이 저하된다는 과제가 생길 수 있다.
이러한 과제를 해결하기 위해, 특허문헌 2 에 기재된 편광 필름에 있어서는, 투명 기재 상에 배향층, 편광층 및 보호층이 형성된 편광 필름을 전면판 (유리 기재) 에 대하여, 인셀 방식으로 배치하고 있다. 그러나, 특허문헌 2 에 기재된 편광 필름을 구성하는 상기 보호층의 형성에는, 용제 건조 공정이 필수이고, 보호층을 형성하기 위한 조성물 중에 포함되는 용제종이나 구축되는 보호층의 종류에 따라서는, 상기 건조 공정 중에 편광자 중의 이색성 화합물이 보호층 내로 확산하기 쉬워지고, 이로써 시간 경과적으로 편광 성능의 저하를 발생할 수 있다.
또한, 특허문헌 3 에는, 편광막의 양면을 확산 방지층으로 봉지함으로써, 이색성 색소의 편광막 밖으로의 확산을 방지할 수 있고, 편광판의 광학 성능의 시간 경과적인 저하를 억제할 수 있는 것이 시사되어 있다. 그러나, 특허문헌 3 에 있어서 상기 확산 방지층으로서 제안되는 폴리비닐알코올 등의 친수성 화합물은, 편광판이 물에 침지하는 등의 환경에 노출되었을 때에 균열이나 박리, 들뜸 등에 의해 헤이즈가 상승하기 쉽다. 또, 폴리비닐알코올은 절곡했을 때의 변형에 대한 허용도가 낮기 때문에, 미세한 파단을 발생하기 쉽고, 이 외관적인 변화들은 높은 투명성이 요구되는 편광 필름에 있어서 외관적인 결함이 될 뿐만 아니라, 각종 화상 표시 장치 등의 디스플레이에 사용하는 경우에는 시인성을 악화시키는 원인이 될 수 있다.
본 발명은, 양호한 내열 성능이나 내수 성능을 나타내는 편광 필름, 바람직하게는 박형의 편광 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 본 발명은 그 편광 필름을 포함하는 편광판 및 표시 장치를 제공하는 것도 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉, 본 발명은, 이하의 바람직한 양태를 제공하는 것이다.
[1] 표면에 양전자를 주입 에너지 3 ㎸ 로 조사하여 측정되는, 양전자 수명 측정법으로부터 산출되는 평균 자유 체적 반경을 직경으로 변환한 공공 (空孔) 사이즈가 0.45 ㎚ 이상 0.57 ㎚ 이하인 표면을 갖는 기재의 상기 표면 상에 적층된, 적어도 1 개의 중합성기를 갖는 중합성 액정 화합물 및 이색성 색소를 포함하는 중합성 액정 조성물의 경화물인 편광자를 포함하여 이루어지는, 편광 필름.
[2] 53 ℃ 의 온수에 30 분간 침지했을 때의 헤이즈 변화량이 1.0 이하인, 상기 [1] 에 기재된 편광 필름.
[3] 상기 이색성 색소는 아조 색소인, 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 편광 필름.
[4] 상기 중합성 액정 화합물은 스멕틱 액정성을 나타내는, 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된 편광 필름.
[5] 상기 편광자는 X 선 해석 측정에 있어서 브래그 피크를 나타내는, 상기 [1] ∼ [4] 중 어느 하나에 기재된 편광 필름.
[6] 편광자가 적층되는 상기 기재 표면은, 라디칼 중합성 모노머를 포함하는 경화성 조성물의 경화층으로 구성되어 있는, 상기 [1] ∼ [5] 중 어느 하나에 기재된 편광 필름.
[7] 편광자가 적층되는 상기 기재 표면은, (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 중합성 모노머를 포함하는 경화성 조성물의 경화층으로 구성되어 있는, 상기 [1] ∼ [6] 중 어느 하나에 기재된 편광 필름.
[8] 편광자가 광 배향막을 개재하여 기재의 표면 상에 적층되는, 상기 [1] ∼ [7] 중 어느 하나에 기재된 편광 필름.
[9] 상기 [1] ∼ [8] 중 어느 하나에 기재된 편광 필름과 위상차 필름을 구비하여 이루어지는 편광판으로서, 상기 위상차 필름이 식 (X) :
100 ㎚ ≤ Re(550) ≤ 180 ㎚ (X)
[식 중, Re(550) 은 파장 550 ㎚ 에 있어서의 면내 위상차값을 나타낸다]
를 만족하고, 상기 위상차 필름의 지상축과 상기 편광 필름의 흡수축이 이루는 각도가 실질적으로 45° 인, 편광판.
[10] 위상차 필름이 식 (Y) :
Re(450)/Re(550) ＜ 1 (Y)
[식 중, Re(450) 및 Re(550) 은, 각각, 파장 450 ㎚ 및 550 ㎚ 에 있어서의 면내 위상차값을 나타낸다]
를 만족하는, 상기 [9] 에 기재된 편광판.
[11] 위상차 필름이, 중합성 액정 화합물의 중합체로 구성되는, 상기 [9] 또는 [10] 에 기재된 편광판.
[12] 상기 [1] ∼ [8] 중 어느 하나에 기재된 편광 필름, 또는, 상기 [9] ∼ [11] 중 어느 하나에 기재된 편광판을 구비하여 이루어지는 표시 장치.
[13] 표면에 양전자를 주입 에너지 3 ㎸ 로 조사하여 측정되는, 양전자 수명 측정법으로부터 산출되는 평균 자유 체적 반경을 직경으로 변환한 공공 사이즈가 0.45 ㎚ 이상 0.57 ㎚ 이하인 표면을 갖는 기재의 상기 표면 상에, 적어도 1 개의 중합성기를 갖는 중합성 액정 화합물 및 이색성 색소를 포함하는 중합성 액정 조성물의 도막을 형성하는 것,
상기 도막으로부터 용제를 제거하는 것,
중합성 액정 화합물이 액체상으로 상전이하는 온도 이상까지 승온한 후 강온하여, 그 중합성 액정 화합물을 스멕틱상으로 상전이시키는 것, 및,
상기 스멕틱상을 유지한 채로 중합성 액정 화합물을 중합시키는 것
을 포함하는, 편광 필름의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 양호한 내열 성능이나 내수 성능을 나타내는 편광 필름을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명의 범위는 여기서 설명하는 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 저해하지 않는 범위에서 여러 가지 변경을 할 수 있다.
＜편광 필름＞
본 발명의 편광 필름은, 기재와, 상기 기재에 적층된 편광자를 포함하여 이루어진다. 본 발명의 편광 필름에 있어서, 상기 편광자는, 적어도 1 개의 중합성기를 갖는 중합성 액정 화합물 및 이색성 색소를 포함하는 중합성 액정 조성물의 경화물이고, 기재는, 표면에 양전자를 주입 에너지 3 ㎸ 로 조사하여 측정되는, 양전자 수명 측정법으로부터 산출되는 평균 자유 체적 반경을 직경으로 변환한 공공 사이즈가 0.45 ㎚ 이상 0.57 ㎚ 이하인 표면을 갖고, 편광자는 기재의 상기 표면 상에 적층된다.
편광자를 적층하는 기재 표면의 상기 공공 사이즈는, 기재의 편광자가 적층되는 측의 최외표면의 공공 사이즈를 의미하고, 그 표면에 양전자를 주입 에너지 3 ㎸ 로 조사하여 측정되는 양전자 수명 측정법에 의해 산출되는 평균 자유 체적 반경 (R3) 을 직경으로 변환한 수치를 나타낸다. 또한, 본 발명에 있어서, 기재의 편광자가 적층되는 측의 최외표면이란, 기재에 있어서 편광자가 직접 또는 배향막을 개재하여 적층되는 면을 의미한다. 본 발명에 있어서의 상기 공공 사이즈의 상세한 측정 방법은, 후술하는 실시예에 기재된 바와 같다.
중합성 액정 화합물과 이색성 색소를 포함하는 중합성 액정 조성물을 경화시킴으로써 제작되는 편광자에 있어서는, 이색성 색소가 중합성 액정 화합물에 포섭되고, 중합성 액정 화합물과 이색성 색소가 배향한 상태에서 중합하고, 경화되는데, 종래 널리 사용되고 있는 폴리비닐알코올계 수지 필름에 이색성 색소를 흡착 배향시킨 편광자와 비교하여, 이색성 색소가 고분자 성분에 유지되기 어렵고, 고온 환경하 등에 있어서 이색성 색소가 편광자로부터, 그 편광자와 적층되는 다른 층으로 열 확산하고, 시간 경과적으로 편광 성능의 저하를 발생하기 쉬운 경향이 있다. 편광자를 적층하는 기재 표면의 상기 공공 사이즈가 0.57 ㎚ 를 초과하면, 고온 환경하 등에 있어서 편광자 중의 이색성 색소를 차폐하는 기능이 충분하지 않기 때문에, 이색성 색소가 편광자 밖으로 확산하기 쉬워지고, 편광 필름의 시간 경과적인 편광 성능의 저하를 발생하기 쉬워진다. 또, 편광자를 적층하는 기재 표면의 상기 공공 사이즈가 0.45 ㎚ 미만이면, 편광 필름을 절곡했을 때의 변형에 대한 허용도가 낮아져, 미세한 파단이 발생함으로써 백화를 발생하고, 편광 필름을 각종 화상 표시 장치 등의 디스플레이에 사용한 경우의 시인성을 저하시키는 원인이 된다. 따라서, 본 발명에 있어서, 편광자가 적층되는 기재의 표면의 공공 사이즈는, 0.57 ㎚ 이하, 바람직하게는 0.54 ㎚ 이하, 보다 바람직하게는 0.51 ㎚ 이하이고, 또, 0.45 ㎚ 이상, 바람직하게는 0.48 ㎚ 이상, 보다 바람직하게는 0.50 ㎚ 이상이다. 편광자가 적층되는 기재 표면의 공공 사이즈가 상기 범위이면, 편광자 중의 이색성 색소의 편광자 밖으로의 확산 억제 효과가 우수할 뿐만 아니라, 절곡했을 때의 변형을 발생하기 어렵고, 편광 성능 및 시인성이 우수한 편광 필름이 된다. 또, 기재 표면이 소정의 공공 사이즈를 가짐으로써 편광자와의 밀착성을 향상시킬 수 있고, 편광 필름의 가공성 및 생산성의 관점에서도 유리하다.
본 발명에 있어서, 기재는, 편광자가 적층되는 측에 상기 공공 사이즈를 만족하는 표면을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않고, 단층 구조여도 되고 다층 구조여도 된다. 본 발명에 있어서 기재는, 통상, 수지 필름을 포함하여 구성되고, 단독의 수지 필름으로 이루어지는 단층 구조여도 되고, 수지 필름에 상기 공공 사이즈를 만족하는 층을 형성한 다층 구조여도 된다. 수지 필름을 기재로서 사용함으로써 굴곡성을 갖는 편광 필름을 얻을 수 있고, 예를 들어, 플렉시블 디스플레이 등의 굴곡성이 요구되는 용도에 있어서도 널리 이용할 수 있는 편광 필름을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는, 편광 필름이 기재가 되는 수지 필름과 편광자 사이에 1 이상의 층을 포함하는 경우, 상기 1 이상의 층 중, 배향막 (층) 이외의 기재측에 위치하는 층은 모두 기재로 간주한다. 따라서, 상기 양전자 수명 측정법에 의해 산출되는 공공 사이즈에 관하여, 기재가 되는 수지 필름과 편광자 사이에 1 이상의 층이 형성된 편광 필름에 있어서의 기재의 최외표면이란, 상기 1 이상의 층 중, 배향막 (층) 이외의 층으로 가장 편광자측에 위치하는 층의 표면을 의미한다.
수지 필름을 구성하는 수지로는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 ; 노르보르넨계 폴리머 등의 고리형 올레핀계 수지 ; 폴리에틸렌테레프탈레이트 ; 폴리메타크릴산에스테르 ; 폴리아크릴산에스테르 ; 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 등의 셀룰로오스에스테르 ; 폴리에틸렌나프탈레이트 ; 폴리카보네이트 ; 폴리술폰 ; 폴리에테르술폰 ; 폴리에테르케톤 ; 폴리페닐렌술파이드 ; 폴리페닐렌옥사이드 ; 폴리아미드 및 폴리아미드이미드 등을 들 수 있다. 입수 용이성의 관점에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리메타크릴산에스테르, 셀룰로오스에스테르, 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 고리형 올레핀계 수지 또는 폴리카보네이트가 바람직하다. 셀룰로오스에스테르는, 셀룰로오스에 포함되는 수산기의 일부 또는 전부가, 에스테르화된 것이고, 시장으로부터 용이하게 입수할 수 있다. 또, 셀룰로오스에스테르 기재도 시장으로부터 용이하게 입수할 수 있다. 시판되는 셀룰로오스에스테르 기재로는, 예를 들어, “후지탁 필름” (후지 사진 필름 (주)) ; “KC8UX2M”, “KC8UY” 및 “KC4UY” (코니카 미놀타 (주)) 등을 들 수 있다. 기재에 요구되는 특성은, 편광 필름의 구성에 따라 상이하지만, 통상, 위상차성이 가능한 한 작은 기재가 바람직하다. 위상차성이 가능한 한 작은 기재로는, 제로탁 (코니카 미놀타 옵토 주식회사), Z 탁 (후지 필름 주식회사) 등의 위상차를 가지지 않는 셀룰로오스에스테르 필름 등을 들 수 있다. 수지 필름은, 연신 및 미연신의 어느 것이어도 되고, 편광자가 적층되지 않는 기재의 면에는, 하드 코트 처리, 반사 방지 처리, 대전 방지 처리 등이 이루어져도 된다.
상기 서술한 바와 같은 수지로부터 형성되는 수지 필름을, 예를 들어, 연신 조건으로서 장력, 온도 혹은 속도 등을 제어하면서 연신하고, 연신 배율을 적절히 조정함으로써, 표면의 양전자 수명 측정법에 의해 산출되는 상기 공공 사이즈를 조정할 수 있다. 일반적으로, 연신 배율이 높아질수록 수지 필름의 결정화가 진행되고, 공공 사이즈를 작게 할 수 있다. 본 발명의 편광 필름을 구성하는 기재로서, 양전자 수명 측정법에 의해 산출되는 상기 공공 사이즈가 0.45 ㎚ 이상 0.57 ㎚ 이하인 수지 필름을 단독으로 사용할 수 있다.
본 발명의 기재는, 상기 서술한 바와 같은 수지로부터 형성되는 연신 또는 미연신의 수지 필름에, 양전자 수명 측정법에 의해 산출되는 상기 공공 사이즈가 0.45 ㎚ 이상 0.57 ㎚ 이하의 범위에 있는 층 (이하, 「경화물층」이라고도 한다) 을 형성한 다층 구조여도 된다. 수지 필름의 표면에 상기 공공 사이즈를 갖는 경화물층을 형성함으로써, 수지 필름 자체가 갖는 공공 사이즈에 의한 제한을 받지 않고, 편광 필름을 구성하는 기재로서 여러 가지 수지 필름을 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시양태에 있어서, 편광 필름을 구성하는 기재는, 수지 필름과, 상기 수지 필름 상에 형성된 양전자 수명 측정법에 의해 산출되는 상기 공공 사이즈가 0.45 ㎚ 이상 0.57 ㎚ 이하의 범위에 있고, 기재의 최외층에 배치되는 경화물층을 갖는다.
본 발명에 있어서, 상기 경화물층은, 예를 들어, 중합성 모노머를 포함하는 경화성 조성물의 경화층이어도 된다. 경화물층을 형성하는 경화성 조성물은, 반응 속도가 높고, 균일한 공공 사이즈를 갖는 경화물층이 얻어지기 쉽고, 편광자 중의 이색성 색소의 확산을 효과적으로 억제하는 관점에서, 활성 라디칼 등에 의해 중합하고 경화하는 특성을 갖는 라디칼 중합성 모노머를 필수 성분으로서 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 경화물층의 형성에 적절한 라디칼 중합성 모노머로는, 예를 들어, 다관능 (메트)아크릴레이트 화합물 등의 (메트)아크릴레이트 화합물 ; 다관능 우레탄(메트)아크릴레이트 화합물 등의 우레탄(메트)아크릴레이트 화합물 ; 다관능 에폭시(메트)아크릴레이트 화합물 등의 에폭시(메트)아크릴레이트 화합물 ; 카르복실기 변성 에폭시(메트)아크릴레이트 화합물, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트 화합물 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종만을 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 그 중에서도, 중합성 모노머로는, (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 중합성 모노머가 바람직하고, 다관능 (메트)아크릴레이트 화합물이 보다 바람직하고, 다관능 아크릴레이트 화합물이 특히 바람직하다. (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 화합물을 중합성 모노머로서 사용함으로써, 원하는 공공 사이즈를 갖는 경화물층을 조제하기 쉽고, 편광자 중의 이색성 색소에 대한 우수한 차폐 기능을 기재가 되는 수지 필름에 부여할 수 있다.
다관능 (메트)아크릴레이트 화합물은, 분자 내에 2 개 이상의 (메트)아크릴로일기, 바람직하게는 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 화합물을 의미하고, 그 예로는, 분자 내에 (메트)아크릴로일옥시기를 2 개 갖는 2 관능 (메트)아크릴레이트 모노머, 분자 내에 (메트)아크릴로일옥시기를 3 개 이상 갖는 3 관능 이상의 (메트)아크릴레이트 모노머 등을 들 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 용어 「(메트)아크릴레이트」란, 「아크릴레이트」 또는 「메타크릴레이트」를 의미하고, 용어 「(메트)아크릴로일」도 동일하게, 「아크릴로일」 또는 「메타크릴로일」을 의미한다.
다관능 (메트)아크릴레이트 화합물로서, 1 종류 또는 2 종류 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트 화합물을 포함하고 있어도 된다. 또, 2 종류 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트 화합물을 포함하는 경우, 각각의 다관능 (메트)아크릴레이트 화합물 사이에서, (메트)아크릴로일옥시기의 수가 동일해도 되고, 상이해도 된다.
2 관능 (메트)아크릴레이트 모노머로는, 예를 들어 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 1,3-부탄디올디(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트, 1,9-노난디올디(메트)아크릴레이트 및 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트 등의 알킬렌글리콜디(메트)아크릴레이트 ; 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트 및 폴리테트라메틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트 등의 폴리옥시알킬렌글리콜디(메트)아크릴레이트 ; 테트라플루오로에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트 등의 할로겐 치환 알킬렌글리콜의 디(메트)아크릴레이트 ; 트리메틸올프로판디(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨디(메트)아크릴레이트 등의 지방족 폴리올의 디(메트)아크릴레이트 ; 수소 첨가 디시클로펜타디에닐디(메트)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올디(메트)아크릴레이트 등의 수소 첨가 디시클로펜타디엔 또는 트리시클로데칸디알칸올의 디(메트)아크릴레이트 ; 1,3-디옥산-2,5-디일디(메트)아크릴레이트 [별명 : 디옥산글리콜디(메트)아크릴레이트] 등의 디옥산글리콜 또는 디옥산디알칸올의 디(메트)아크릴레이트 ; 비스페놀 A 에틸렌옥사이드 부가물 디아크릴레이트물, 비스페놀 F 에틸렌옥사이드 부가물 디아크릴레이트물 등의 비스페놀 A 또는 비스페놀 F 의 알킬렌옥사이드 부가물의 디(메트)아크릴레이트 ; 비스페놀 A 디글리시딜에테르의 아크릴산 부가물, 비스페놀 F 디글리시딜에테르의 아크릴산 부가물 등의 비스페놀 A 또는 비스페놀 F 의 에폭시디(메트)아크릴레이트 ; 실리콘디(메트)아크릴레이트 ; 하이드록시피발산네오펜틸글리콜에스테르의 디(메트)아크릴레이트 ; 2,2-비스[4-(메트)아크릴로일옥시에톡시에톡시페닐]프로판 ; 2,2-비스[4-(메트)아크릴로일옥시에톡시에톡시시클로헥실]프로판 ; 2-(2-하이드록시-1,1-디메틸에틸)-5-에틸-5-하이드록시메틸-1,3-디옥산] 의 디(메트)아크릴레이트 ; 트리스(하이드록시에틸)이소시아누레이트디(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
3 관능 (메트)아크릴레이트 모노머로는, 분자 내에 3 개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 모노머를 들 수 있고, 그 예로는, 글리세린트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트와 산 무수물의 반응물, 카프로락톤 변성 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 이소시아누레이트트리(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트와 산 무수물의 반응물, 에틸렌옥사이드 변성 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트와 산 무수물의 반응물, 프로필렌옥사이드 변성 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트와 산 무수물의 반응물 등을 들 수 있다.
4 관능 (메트)아크릴레이트 모노머로는, 분자 내에 4 개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 모노머를 들 수 있고, 그 예로는, 디트리메틸올프로판테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 트리펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 트리펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 트리펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 트리펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
5 관능 (메트)아크릴레이트 모노머로는, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 트리펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트와 산 무수물의 반응물, 카프로락톤 변성 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 트리펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 트리펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 트리펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트와 산 무수물의 반응물, 에틸렌옥사이드 변성 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트와 산 무수물의 반응물, 프로필렌옥사이드 변성 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트와 산 무수물의 반응물 등을 들 수 있다.
6 관능 (메트)아크릴레이트 모노머로는, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 트리펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 트리펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 트리펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 트리펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
7 관능 (메트)아크릴레이트 모노머로는, 트리펜타에리트리톨헵타(메트)아크릴레이트, 트리펜타에리트리톨헵타(메트)아크릴레이트와 산 무수물의 반응물, 카프로락톤 변성 트리펜타에리트리톨헵타(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 트리펜타에리트리톨헵타(메트)아크릴레이트와 산 무수물의 반응물, 에틸렌옥사이드 변성 트리펜타에리트리톨헵타(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 트리펜타에리트리톨헵타(메트)아크릴레이트와 산 무수물의 반응물, 프로필렌옥사이드 변성 트리펜타에리트리톨헵타(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 트리펜타에리트리톨헵타(메트)아크릴레이트와 산 무수물의 반응물 등을 들 수 있다.
8 관능 (메트)아크릴레이트 모노머로는, 분자 내에 8 개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 모노머를 들 수 있고, 그 예로는, 트리펜타에리트리톨옥타(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 트리펜타에리트리톨옥타(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 트리펜타에리트리톨옥타(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 트리펜타에리트리톨옥타(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
얻어지는 경화물층의 가교 밀도를 높이기 쉽고, 원하는 공공 사이즈를 얻기 쉬운 점에서, 4 ∼ 8 관능 아크릴레이트 모노머가 바람직하고, 6 ∼ 8 관능 아크릴레이트 모노머가 보다 바람직하다. 이들 중에서도, 적층체의 내구성 및 굴곡성 등의 관점에서, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 및 트리펜타에리트리톨옥타아크릴레이트가 더욱 바람직하다.
본 발명에 있어서, 다관능 (메트)아크릴레이트 화합물의 가교점간 분자량 및 가교점수를 제어함으로써, 얻어지는 경화물층의 공공 사이즈를 원하는 범위로 조정할 수 있다. 구체적으로는, 가교점간 분자량이 커질수록 가교 밀도가 낮아지고, 얻어지는 경화물층의 공공 사이즈가 커지는 경향이 있고, 한편, 가교점수가 많아질수록 가교 밀도가 조밀해지고, 얻어지는 경화물층의 공공 사이즈가 작아지는 경향이 있다.
기재 표면에 있어서의 경화물층을 구성하는 경화성 조성물에 있어서, 라디칼 중합성 모노머, 바람직하게는 다관능 (메트)아크릴레이트 화합물의 함유량은, 경화성 조성물의 고형분 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 50 질량부 이상이고, 보다 바람직하게는 60 질량부 이상이다. 다관능 (메트)아크릴레이트 모노머의 함유량이 상기의 범위이면, 원하는 공공 사이즈를 갖는 경화물층을 조제하기 쉽고, 기재에 우수한 이색성 색소의 차폐 기능을 부여할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 경화성 조성물의 고형분이란, 경화성 조성물에 용제가 포함되는 경우, 경화성 조성물로부터 용제를 제외한 성분의 합계량을 의미한다.
상기 경화물층을 형성하는 경화성 조성물은, 라디칼 중합성 모노머, 바람직하게는 다관능 (메트)아크릴레이트 화합물에 더하여, 추가로 다관능 우레탄(메트)아크릴레이트 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
다관능 우레탄(메트)아크릴레이트 화합물은, 일반적으로, 이소시아네이트 화합물과 폴리올 화합물과 (메트)아크릴레이트 화합물의 반응물이고, 분자 내에 2 개 이상의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 화합물을 의미한다. 다관능 우레탄(메트)아크릴레이트 화합물은, 가교제로서 기능하고, 가교점수가 많기 때문에 얻어지는 경화물층의 가교 구조를 조밀하게 할 수 있음과 함께, 적당한 인성을 부여할 수 있기 때문에, 굴곡성이 우수하고, 절곡 등에 의한 변형에 대한 내성을 향상시킬 수 있다.
다관능 우레탄(메트)아크릴레이트 화합물로는, 내구성과 굴곡성 등의 관점에서 관능기수가 2 ∼ 5 인 것이 바람직하고, 분자량이 400 ∼ 8000 의 범위에 있는 것이 바람직하다.
경화성 조성물이 우레탄(메트)아크릴레이트 화합물을 포함하는 경우, 그 함유량은, 사용하는 다관능 (메트)아크릴레이트 화합물의 종류에 따라 적절히 결정하면 된다. 본 발명의 일 실시양태에 있어서, 경화물층을 형성하는 경화성 조성물은, 다관능 (메트)아크릴레이트와 우레탄(메트)아크릴레이트 화합물을, 바람직하게는 95 : 5 ∼ 50 : 50, 보다 바람직하게는 90 : 10 ∼ 70 : 30 의 비율 (다관능 (메트)아크릴레이트 : 우레탄(메트)아크릴레이트 화합물, 질량비) 로 포함한다. 다관능 (메트)아크릴레이트와 우레탄(메트)아크릴레이트 화합물을 상기 배합 비율로 포함함으로써, 기재에 이색성 색소에 대한 높은 차폐 기능 및 우수한 굴곡성을 부여할 수 있다.
상기 경화물층을 형성하는 경화성 조성물은, 광 중합 개시제를 포함해도 된다. 광 중합 개시제는, 가시광선, 자외선, X 선, 전자선 등의 활성 에너지선의 조사에 의해, 경화성 화합물의 경화를 개시할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고, 그 구체예로는, 아세토페논, 3-메틸아세토페논, 벤질디메틸케탈, 1-(4-이소프로필페닐)-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온 및 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온 등의 아세토페논계 개시제 ; 벤조페논, 4-클로로벤조페논 및 4,4'-디아미노벤조페논 등의 벤조페논계 개시제 ; 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-하이드록시-시클로헥실-페닐-케톤 등의 알킬페논계 개시제 ; 벤조인프로필에테르 및 벤조인에틸에테르 등의 벤조인에테르계 개시제 ; 4-이소프로필티오크산톤 등의 티오크산톤계 개시제 ; 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드 등의 아실포스핀옥사이드계 개시제 ; 그 밖에, 크산톤, 플루오레논, 캠퍼퀴논, 벤즈알데히드, 안트라퀴논 등을 들 수 있다. 이들 광 중합 개시제는 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
경화성 조성물이 광 중합 개시제를 포함하는 경우, 광 중합 개시제의 함유량은, 경화성 화합물의 총량 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 1 ∼ 10 질량부, 보다 바람직하게는 2 ∼ 6 질량부이다. 광 중합 개시제의 함유량이 상기의 하한치 이상이면, 중합 개시능이 충분히 발현되고, 경화성이 향상된다. 한편, 중합 개시제의 함유량이 상기의 상한치 이하이면, 광 중합 개시제가 잔존하기 어려워지고, 가시광선 투과율의 저하 등을 억제하기 쉬워진다.
기재 표면에 있어서의 경화물층을 형성하는 경화성 조성물은, 필요에 따라, 자외선 흡수제, 대전 방지제, 안정화제, 산화 방지제, 착색제, 표면 조정제 등의 첨가제를 포함해도 된다. 첨가제는 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 첨가제의 함유량은, 경화성 조성물의 고형분의 질량에 대하여, 바람직하게는 0.1 ∼ 10 질량％ 정도이다.
경화물층은, 예를 들어, 경화성 조성물을 구성하는 각 성분을 용제에 용해시켜 조제한 용액 (이하, 「경화물층 형성용 조성물」이라고도 한다) 을, 기재를 구성하는 수지 필름에 도포한 후, 용제를 건조 제거하고, 중합성 성분을 경화시킴으로써 얻어진다.
상기 용제로는, 경화성 조성물을 구성하는 성분을 용해시킬 수 있는 것이면 되고, 예를 들어, 헥산, 옥탄 등의 지방족 탄화수소 ; 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소 ; 에탄올, 1-프로판올, 이소프로판올, 1-부탄올 등의 알코올류 ; 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류 ; 아세트산에틸, 아세트산부틸, 아세트산이소부틸 등의 에스테르류 ; 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르 등의 글리콜에테르류 ; 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등의 에스테르화글리콜에테르류 등으로부터 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 이들 용제는, 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 용제의 종류 및 함유량은, 경화성 조성물에 포함되는 성분의 종류나 함유량, 수지 필름의 재질, 형상, 도포 방법, 경화물층의 두께 등에 따라 적절히 선택되지만, 예를 들어, 용제의 함유량은, 경화성 조성물에 포함되는 성분의 총량 100 질량부에 대하여, 10 ∼ 10000 질량부, 바람직하게는 20 ∼ 1000 질량부, 보다 바람직하게는 20 ∼ 100 질량부 정도여도 된다.
경화물층 형성용 조성물을 수지 필름 등에 도포하는 방법으로는, 스핀 코팅법, 익스트루전법, 그라비아 코팅법, 다이 코팅법, 바 코팅법 및 어플리케이터법 등의 도포 방법이나, 플렉소법 등의 인쇄법 등의 공지된 방법을 들 수 있다.
경화물층 형성용 조성물에 포함되는 용제를 제거하는 방법으로는, 자연 건조법, 통풍 건조법, 가열 건조법 및 감압 건조법 등을 들 수 있다.
기재가 표면에 경화물층을 포함하는 경우, 그 경화물층의 두께는, 바람직하게는 0.1 ∼ 20 ㎛, 보다 바람직하게는 1 ∼ 10 ㎛, 더욱 바람직하게는 2 ∼ 5 ㎛ 이다. 경화물층의 두께가 상기 하한치 이상이면, 이색성 색소에 대한 충분한 확산 억제 효과를 발휘할 수 있고, 상기 상한치 이하이면, 박형의 편광 필름을 얻을 수 있다.
본 발명의 편광 필름을 구성하는 기재는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 한에서, 수지 필름 및 상기 경화물층 이외의 층을 포함하고 있어도 된다. 그러한 다른 층으로는, 예를 들어, 대전 방지층, 기재의 편광자가 적층되는 측과는 반대측의 면에 형성되는 하드 코트층, 반사 방지층, 가스 배리어층 등을 들 수 있다.
기재의 두께는, 편광 필름의 박형화의 관점에서, 바람직하게는 5 ∼ 300 ㎛, 보다 바람직하게는 10 ∼ 200 ㎛, 더욱 바람직하게는 20 ∼ 100 ㎛ 이다. 또한, 기재가 상기 경화물층 등을 포함하는 다층 구조인 경우, 상기 기재의 두께는, 기재를 구성하는 다층 구조 전체의 두께를 의미한다.
본 발명의 편광 필름을 구성하는 편광자는, 적어도 1 개의 중합성기를 갖는 중합성 액정 화합물 및 이색성 색소를 포함하여 이루어지는 중합성 액정 조성물의 경화물이다.
본 발명의 편광 필름에 있어서, 편광자를 형성하는 중합성 액정 조성물 (이하, 「중합성 액정 조성물 (A)」라고도 한다) 에 포함되는 중합성 액정 화합물 (이하, 「중합성 액정 화합물 (A)」라고도 한다) 은, 적어도 1 개의 중합성기를 갖는 액정 화합물이다. 여기서, 중합성기란, 중합 개시제로부터 발생하는 활성 라디칼이나 산 등에 의해 중합 반응에 관여할 수 있는 기를 말한다. 중합성 액정 화합물 (A) 가 갖는 중합성기로는, 예를 들어, 비닐기, 비닐옥시기, 1-클로로비닐기, 이소프로페닐기, 4-비닐페닐기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 옥시라닐기, 옥세타닐기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 라디칼 중합성기가 바람직하고, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 비닐기, 비닐옥시기가 보다 바람직하고, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기가 바람직하다.
본 발명에 있어서, 중합성 액정 화합물 (A) 는 스멕틱 액정성을 나타내는 화합물인 것이 바람직하다. 스멕틱 액정성을 나타내는 중합성 액정 화합물을 사용함으로써, 배향 질서도가 높은 편광자를 형성할 수 있다. 중합성 액정 화합물 (A) 가 나타내는 액정 상태는 스멕틱상 (스멕틱 액정 상태) 이고, 보다 높은 배향 질서도를 실현할 수 있는 관점에서, 고차 스멕틱상 (고차 스멕틱 액정 상태) 인 것이 보다 바람직하다. 여기서, 고차 스멕틱상이란, 스멕틱 B 상, 스멕틱 D 상, 스멕틱 E 상, 스멕틱 F 상, 스멕틱 G 상, 스멕틱 H 상, 스멕틱 I 상, 스멕틱 J 상, 스멕틱 K 상 및 스멕틱 L 상을 의미하고, 이들 중에서도, 스멕틱 B 상, 스멕틱 F 상 및 스멕틱 I 상이 보다 바람직하다. 액정성은 서모트로픽성 액정이어도 되고 리오트로픽성 액정이어도 되지만, 치밀한 막두께 제어가 가능한 점에서 서모트로픽성 액정이 바람직하다. 또, 중합성 액정 화합물 (A) 는 모노머여도 되지만, 중합성기가 중합한 올리고머여도 되고 폴리머여도 된다.
중합성 액정 화합물 (A) 로는, 적어도 1 개의 중합성기를 갖는 액정 화합물이면 특별히 한정되지 않고, 공지된 중합성 액정 화합물을 사용할 수 있지만, 스멕틱 액정성을 나타내는 화합물이 바람직하다. 그러한 중합성 액정 화합물로는, 예를 들어, 하기 식 (A1) 로 나타내는 화합물 (이하, 「중합성 액정 화합물 (A1)」이라고도 한다) 을 들 수 있다.
U1-V1-W1-(X1-Y1-)n-X2-W2-V2-U2 (A1)
[식 (A1) 중,
X1 및 X2 는, 서로 독립적으로, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 지환식 탄화수소기를 나타내고, 여기서, 그 2 가의 방향족기 또는 2 가의 지환식 탄화수소기에 포함되는 수소 원자는, 할로겐 원자, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 4 의 플루오로알킬기, 탄소수 1 ∼ 4 의 알콕시기, 시아노기 또는 니트로기로 치환되어 있어도 되고, 그 2 가의 방향족기 또는 2 가의 지환식 탄화수소기를 구성하는 탄소 원자가, 산소 원자 또는 황 원자 또는 질소 원자로 치환되어 있어도 된다. 단, X1 및 X2 중 적어도 1 개는, 치환기를 가지고 있어도 되는 1,4-페닐렌기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 시클로헥산-1,4-디일기이다.
Y1 은, 단결합 또는 2 가의 연결기이다.
n 은 1 ∼ 3 이고, n 이 2 이상인 경우, 복수의 X1 은 서로 동일해도 되고, 상이해도 된다. X2 는, 복수의 X1 중의 어느 것 또는 전부와 동일해도 되고, 상이해도 된다. 또, n 이 2 이상인 경우, 복수의 Y1 은 서로 동일해도 되고, 상이해도 된다. 액정성의 관점에서 n 은 2 이상이 바람직하다.
U1 은, 수소 원자 또는 중합성기를 나타낸다.
U2 는, 중합성기를 나타낸다.
W1 및 W2 는, 서로 독립적으로, 단결합 또는 2 가의 연결기이다.
V1 및 V2 는, 서로 독립적으로, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 알칸디일기를 나타내고, 그 알칸디일기를 구성하는 -CH2- 는, -O-, -CO-, -S- 또는 NH- 로 치환되어 있어도 된다.]
중합성 액정 화합물 (A1) 에 있어서, X1 및 X2 는, 서로 독립적으로, 바람직하게는, 치환기를 가지고 있어도 되는 1,4-페닐렌기, 또는, 치환기를 가지고 있어도 되는 시클로헥산-1,4-디일기이고, X1 및 X2 중의 적어도 1 개는, 치환기를 가지고 있어도 되는 1,4-페닐렌기, 또는, 치환기를 가지고 있어도 되는 시클로헥산-1,4-디일기이고, 트랜스-시클로헥산-1,4-디일기인 것이 바람직하다. 치환기를 가지고 있어도 되는 1,4-페닐렌기, 또는, 치환기를 가지고 있어도 되는 시클로헥산-1,4-디일기가 임의로 갖는 치환기로는, 메틸기, 에틸기 및 부틸기 등의 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 시아노기 및 염소 원자, 불소 원자 등의 할로겐 원자를 들 수 있다. 바람직하게는 무치환이다.
또, 중합성 액정 화합물 (A1) 은, 식 (A1) 중, 식 (A1-1) :
-(X1-Y1-)n-X2- (A1-1)
[식 중, X1, Y1, X2 및 n 은 각각 상기와 동일한 의미를 나타낸다.]
로 나타내는 부분 [이하, 부분 구조 (A1-1) 이라고 칭한다.] 이 비대칭 구조인 것이, 스멕틱 액정성을 발현하기 쉬운 점에서 바람직하다.
부분 구조 (A1-1) 이 비대칭 구조인 중합성 액정 화합물 (A1) 로는, 예를 들어,
n 이 1 이고, 1 개의 X1 과 X2 가 서로 상이한 구조인 중합성 액정 화합물 (A1) 을 들 수 있다. 또,
n 이 2 이고, 2 개의 Y1 이 서로 동일한 구조인 화합물로서,
2 개의 X1 이 서로 동일한 구조이고, 1 개의 X2 는 이들 2 개의 X1 과는 상이한 구조인 중합성 액정 화합물 (A1),
2 개의 X1 중 W1 에 결합하는 X1 이, 타방의 X1 및 X2 와는 상이한 구조이고, 타방의 X1 과 X2 는 서로 동일한 구조인 중합성 액정 화합물 (A1) 도 들 수 있다. 또한,
n 이 3 이고, 3 개의 Y1 이 서로 동일한 구조인 화합물로서,
3 개의 X1 및 1 개의 X2 중 어느 1 개가 다른 3 개 전부와 상이한 구조인 중합성 액정 화합물 (A1) 을 들 수 있다.
Y1 은, -CH2CH2-, -CH2O-, -CH2CH2O-, -COO-, -OCOO-, 단결합, -N=N-, -CRa=CRb-, -C≡C-, -CRa=N- 또는 -CO-NRa- 가 바람직하다. Ra 및 Rb 는, 서로 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기를 나타낸다. Y1 은, -CH2CH2-, -COO- 또는 단결합인 것이 보다 바람직하고, 복수의 Y1 이 존재하는 경우, X2 와 결합하는 Y1 은, -CH2CH2- 또는 -CH2O- 인 것이 보다 바람직하다. X1 및 X2 가 모두 동일 구조인 경우, 서로 상이한 결합 방식인 2 이상의 Y1 이 존재하는 것이 바람직하다. 서로 상이한 결합 방식인 복수의 Y1 이 존재하는 경우에는, 비대칭 구조가 되기 때문에, 스멕틱 액정성이 발현되기 쉬운 경향이 있다.
U2 는, 중합성기이다. U1 은, 수소 원자 또는 중합성기이고, 바람직하게는 중합성기이다. U1 및 U2 가 모두 중합성기인 것이 바람직하고, 모두 라디칼 중합성기인 것이 바람직하다. 중합성기로는, 중합성 액정 화합물 (A) 가 갖는 중합성기로서 앞서 예시한 기와 동일한 것을 들 수 있다. U1 로 나타내는 중합성기와 U2 로 나타내는 중합성기는, 서로 상이해도 되지만, 동일한 종류의 기인 것이 바람직하다. 또, 중합성기는 중합되어 있는 상태여도 되고, 미중합 상태여도 되지만, 바람직하게는 미중합 상태이다.
V1 및 V2 로 나타내는 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 V2 는, 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 의 알칸디일기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 의 알칸디일기이다.
그 알칸디일기가 임의로 갖는 치환기로는, 시아노기 및 할로겐 원자 등을 들 수 있지만, 그 알칸디일기는, 무치환인 것이 바람직하고, 무치환의 직사슬형 알칸디일기인 것이 보다 바람직하다.
W1 및 W2 는, 서로 독립적으로, 단결합, -O-, -S-, -COO- 또는 -OCOO- 가 바람직하고, 단결합 또는 -O- 가 보다 바람직하다.
중합성 액정 화합물 (A) 로는, 적어도 1 개의 중합성기를 갖는 중합성 액정 화합물이면 특별히 한정되지 않고, 공지된 중합성 액정 화합물을 사용할 수 있지만, 스멕틱 액정성을 나타내는 것이 바람직하고, 스멕틱 액정성을 나타내기 쉬운 구조로는, 분자 구조 중에 비대칭성의 분자 구조를 갖는 것이 바람직하고, 구체적으로는 이하 (A-a) ∼ (A-i) 의 부분 구조를 갖는 중합성 액정 화합물로서 스멕틱 액정성을 나타내는 중합성 액정 화합물인 것이 보다 바람직하다. 고차 스멕틱 액정성을 나타내기 쉽다는 관점에서 (A-a), (A-b) 또는 (A-c) 의 부분 구조를 갖는 것이 보다 바람직하다. 또한, 하기 (A-a) ∼ (A-i) 에 있어서, * 는 결합손 (단결합) 을 나타낸다.
[화학식 1]
Figure pct00001
중합성 액정 화합물 (A) 로는, 구체적으로는 예를 들어, 식 (A-1) ∼ 식 (A-25) 로 나타내는 화합물을 들 수 있다. 중합성 액정 화합물 (A) 가 시클로헥산-1,4-디일기를 갖는 경우, 그 시클로헥산-1,4-디일기는, 트랜스체인 것이 바람직하다.
[화학식 2]
Figure pct00002
[화학식 3]
Figure pct00003
[화학식 4]
Figure pct00004
[화학식 5]
Figure pct00005
[화학식 6]
Figure pct00006
이들 중에서도, 식 (A-2), 식 (A-3), 식 (A-4), 식 (A-5), 식 (A-6), 식 (A-7), 식 (A-8), 식 (A-13), 식 (A-14), 식 (A-15), 식 (A-16) 및 식 (A-17) 로 나타내는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하다. 중합성 액정 화합물 (A) 로서, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
중합성 액정 화합물 (A) 는, 예를 들어, Lub 등, Recl. Trav. Chim. Pays-Bas, 115, 321-328 (1996), 또는 일본 특허 제4719156호 등에 기재된 공지된 방법으로 제조할 수 있다.
본 발명에 있어서, 중합성 액정 조성물 (A) 는, 중합성 액정 화합물 (A) 이외의 다른 중합성 액정 화합물을 포함하고 있어도 되지만, 배향 질서도가 높은 편광막을 얻는 관점에서, 중합성 액정 조성물 (A) 에 포함되는 전체 중합성 액정 화합물의 총질량에 대한 중합성 액정 화합물 (A) 의 비율은, 바람직하게는 51 질량％ 이상이고, 보다 바람직하게는 70 질량％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 90 질량％ 이상이다.
또, 중합성 액정 조성물 (A) 가 2 종 이상의 중합성 액정 화합물 (A) 를 포함하는 경우, 그 중의 적어도 1 종이 중합성 액정 화합물 (A1) 이어도 되고, 그 전부가 중합성 액정 화합물 (A1) 이어도 된다. 복수의 중합성 액정 화합물을 조합함으로써, 액정-결정 상전이 온도 이하의 온도에서도 일시적으로 액정성을 유지할 수 있는 경우가 있다.
중합성 액정 조성물 (A) 에 있어서의 중합성 액정 화합물의 함유량은, 중합성 액정 조성물 (A) 의 고형분에 대하여, 바람직하게는 40 ∼ 99.9 질량％ 이고, 보다 바람직하게는 60 ∼ 99 질량％ 이고, 더욱 바람직하게는 70 ∼ 99 질량％ 이다. 중합성 액정 화합물의 함유량이 상기 범위 내이면, 중합성 액정 화합물의 배향성이 높아지는 경향이 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 고형분이란, 중합성 액정 조성물 (A) 로부터 용제를 제외한 성분의 합계량을 말한다.
본 발명에 있어서, 편광자를 형성하는 중합성 액정 조성물 (A) 는 이색성 색소를 포함하여 이루어진다. 여기서, 이색성 색소란, 분자의 장축 방향에 있어서의 흡광도와 단축 방향에 있어서의 흡광도가 상이한 성질을 갖는 색소를 의미한다. 본 발명에 있어서 사용할 수 있는 이색성 색소는, 상기 성질을 갖는 것이면 특별히 제한되지 않고, 염료여도 되고, 안료여도 된다. 또, 2 종 이상의 염료 또는 안료를 각각 조합하여 사용해도 되고, 염료와 안료를 조합하여 사용해도 된다.
이색성 색소로는, 300 ∼ 700 ㎚ 의 범위에 극대 흡수 파장 (λMAX) 을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 이색성 색소로는, 예를 들어, 아크리딘 색소, 옥사진 색소, 시아닌 색소, 나프탈렌 색소, 아조 색소 및 안트라퀴논 색소 등을 들 수 있다.
아조 색소로는, 모노아조 색소, 비스아조 색소, 트리스아조 색소, 테트라키스아조 색소 및 스틸벤아조 색소 등을 들 수 있고, 비스아조 색소 및 트리스아조 색소가 바람직하고, 예를 들어, 식 (Ⅰ) 로 나타내는 화합물 (이하, 「화합물 (Ⅰ)」이라고도 한다.) 을 들 수 있다.
K1(-N=N-K2)p-N=N-K3 (Ⅰ)
[식 (Ⅰ) 중, K1 및 K3 은, 서로 독립적으로, 치환기를 가지고 있어도 되는 페닐기, 치환기를 가지고 있어도 되는 나프틸기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 1 가의 복소 고리기를 나타낸다. K2 는, 치환기를 가지고 있어도 되는 p-페닐렌기, 치환기를 가지고 있어도 되는 나프탈렌-1,4-디일기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 2 가의 복소 고리기를 나타낸다. p 는 1 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. p 가 2 이상의 정수인 경우, 복수의 K2 는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. 가시역에 흡수를 나타내는 범위에서 -N=N- 결합이 -C=C-, -COO-, -NHCO-, -N=CH- 결합으로 치환되어 있어도 된다.]
1 가의 복소 고리기로는, 예를 들어, 퀴놀린, 티아졸, 벤조티아졸, 티에노티아졸, 이미다졸, 벤조이미다졸, 옥사졸, 벤조옥사졸 등의 복소 고리 화합물로부터 1 개의 수소 원자를 제외한 기를 들 수 있다. 2 가의 복소 고리기로는, 상기 복소 고리 화합물로부터 2 개의 수소 원자를 제외한 기를 들 수 있다.
K1 및 K3 에 있어서의 페닐기, 나프틸기 및 1 가의 복소 고리기, 그리고 K2 에 있어서의 p-페닐렌기, 나프탈렌-1,4-디일기 및 2 가의 복소 고리기가 임의로 갖는 치환기로는, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기 ; 메톡시기, 에톡시기, 부톡시기 등의 탄소수 1 ∼ 4 의 알콕시기 ; 트리플루오로메틸기 등의 탄소수 1 ∼ 4 의 불화알킬기 ; 시아노기 ; 니트로기 ; 할로겐 원자 ; 아미노기, 디에틸아미노기, 피롤리디논기 등의 치환 또는 무치환 아미노기 (치환 아미노기란, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 1 개 또는 2 개 갖는 아미노기, 혹은 2 개의 치환 알킬기가 서로 결합하여 탄소수 2 ∼ 8 의 알칸디일기를 형성하고 있는 아미노기를 의미한다. 무치환 아미노기는 -NH2 이다.) 등을 들 수 있다.
화합물 (Ⅰ) 중에서도, 이하의 식 (I-1) ∼ 식 (I-8) 중 어느 것으로 나타내는 화합물이 바람직하다.
[화학식 7]
Figure pct00007
[식 (I-1) ∼ (I-8) 중,
B1 ∼ B30 은, 서로 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 4 의 알콕시기, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 무치환의 아미노기 (치환 아미노기 및 무치환 아미노기의 정의는 상기와 같음), 염소 원자 또는 트리플루오로메틸기를 나타낸다.
n1 ∼ n4 는, 서로 독립적으로 0 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.
n1 이 2 이상인 경우, 복수의 B2 는 서로 동일해도 되고 상이해도 되고,
n2 가 2 이상인 경우, 복수의 B6 은 서로 동일해도 되고 상이해도 되고,
n3 이 2 이상인 경우, 복수의 B9 는 서로 동일해도 되고 상이해도 되고,
n4 가 2 이상인 경우, 복수의 B14 는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.]
상기 안트라퀴논 색소로는, 식 (I-9) 로 나타내는 화합물이 바람직하다.
[화학식 8]
Figure pct00008
[식 (I-9) 중,
R1 ∼ R8 은, 서로 독립적으로, 수소 원자, -Rx, -NH2, -NHRx, -NRx 2, -SRx 또는 할로겐 원자를 나타낸다.
Rx 는, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기 또는 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기를 나타낸다.]
상기 옥사존 색소로는, 식 (I-10) 으로 나타내는 화합물이 바람직하다.
[화학식 9]
Figure pct00009
[식 (I-10) 중,
R9 ∼ R15 는, 서로 독립적으로, 수소 원자, -Rx, -NH2, -NHRx, -NRx 2, -SRx 또는 할로겐 원자를 나타낸다.
Rx 는, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기 또는 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기를 나타낸다.]
상기 아크리딘 색소로는, 식 (I-11) 로 나타내는 화합물이 바람직하다.
[화학식 10]
Figure pct00010
[식 (I-11) 중,
R16 ∼ R23 은, 서로 독립적으로, 수소 원자, -Rx, -NH2, -NHRx, -NRx 2, -SRx 또는 할로겐 원자를 나타낸다.
Rx 는, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기 또는 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기를 나타낸다.]
식 (I-9), 식 (I-10) 및 식 (I-11) 에 있어서, Rx 의 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기 및 헥실기 등을 들 수 있고, 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기로는, 페닐기, 톨루일기, 자일릴기 및 나프틸기 등을 들 수 있다.
상기 시아닌 색소로는, 식 (I-12) 로 나타내는 화합물 및 식 (I-13) 으로 나타내는 화합물이 바람직하다.
[화학식 11]
Figure pct00011
[식 (I-12) 중,
D1 및 D2 는, 서로 독립적으로, 식 (I-12a) ∼ 식 (I-12d) 중 어느 것으로 나타내는 기를 나타낸다.
[화학식 12]
Figure pct00012
n5 는 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.]
[화학식 13]
Figure pct00013
[식 (I-13) 중,
D3 및 D4 는, 서로 독립적으로, 식 (I-13a) ∼ 식 (1-13h) 중 어느 것으로 나타내는 기를 나타낸다.
[화학식 14]
Figure pct00014
n6 은 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.]
이들 이색성 색소 중에서도, 아조 색소는 직선성이 높기 때문에 편광 성능이 우수한 편광자의 제작에 바람직하지만, 고성능의 편광자를 포함하는 편광 필름에 있어서는 극히 소량의 색소의 편광자 밖으로의 확산이더라도 그 광학 특성에 대한 영향이 커진다. 이와 같은 편광자에 있어서도, 상기 특정한 공공 사이즈를 갖는 기재 표면 상에 편광자를 적층시키는 본 발명의 편광 필름의 구성이면, 이색성 색소의 확산 (특히 열 확산) 을 효과적으로 억제할 수 있고, 본 발명의 효과를 현저하게 발휘할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시양태에 있어서, 편광자를 형성하는 중합성 액정 조성물에 포함되는 이색성 색소는, 바람직하게는 아조 색소이다.
본 발명에 있어서, 이색성 색소의 중량 평균 분자량은, 통상, 300 ∼ 2000 이고, 바람직하게는 400 ∼ 1000 이다. 이색성 색소의 중량 평균 분자량이 상기 상한치 이하이면, 편광자에 있어서 중합성 액정 화합물에 포섭된 상태로 존재하는 이색성 색소가 움직이기 쉽고, 고온 환경하 등에 의해 편광자 밖으로 확산하기 쉬워진다. 이와 같은 경우에 있어서도, 상기 특정한 공공 사이즈를 갖는 기재 표면 상에 편광자를 적층시키는 본 발명의 편광 필름의 구성이면, 이색성 색소의 확산 (특히 열 확산) 을 효과적으로 억제할 수 있고, 본 발명의 효과를 현저하게 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시양태에 있어서, 편광자를 형성하는 중합성 액정 조성물 (A) 에 포함되는 이색성 색소와, 그 편광자가 적층되는 상기 특정한 공공 사이즈를 갖는 기재 표면 (경화물층) 이 모두 소수성인 것이 바람직하고, 중합성 액정 조성물 (A) 에 포함되는 이색성 색소와, 그 편광자가 적층되는 상기 특정한 공공 사이즈를 갖는 표면을 포함하는 기재 전체가 소수성인 것이 보다 바람직하다. 이색성 색소와 기재 표면이 모두 소수성이면, 기재 표면과 이색성 색소의 상용성이 높아지기 때문에 이색성 색소가 편광자 밖으로 확산하기 쉬워진다. 본 발명의 편광 필름에 있어서는, 편광자가 적층되는 기재 표면의 공공 사이즈를 상기 특정한 범위로 제어하며, 또한, 이색성 색소와 기재 표면 또는 기재 전체를 모두 소수성으로 함으로써, 이색성 색소에 대한 높은 차폐 기능을 확보한 채로 내수성의 향상도 실현할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 소수성의 이색성 색소란, 25 ℃, 100 g 의 물에 대한 용해도가 1 g 이하인 색소를 의미한다. 또, 소수성의 기재 표면 (경화물층) 이란, 물에 대한 접촉각이 50° 이상인 기재 표면 (경화물층) 을 의미하고, 기재 전체가 소수성이라는 것은, 기재가 되는 수지 필름, 및 기재가 다층 구조인 경우에는 기재를 구성하는 각 층의 표면에 있어서의 물에 대한 접촉각이 각각 50° 이상인 것을 의미한다.
중합성 액정 조성물 (A) 에 있어서의 이색성 색소의 함유량은, 사용하는 이색성 색소의 종류 등에 따라 적절히 결정할 수 있지만, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 0.1 ∼ 50 질량부이고, 보다 바람직하게는 0.1 ∼ 20 질량부이고, 더욱 바람직하게는 0.1 ∼ 12 질량부이다. 이색성 색소의 함유량이 상기 범위 내이면, 중합성 액정 화합물의 배향을 흐트러뜨리기 어렵고, 높은 배향 질서도를 갖는 편광자를 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서, 편광자를 형성하기 위한 중합성 액정 조성물 (A) 는, 중합 개시제를 함유하고 있어도 된다. 중합 개시제는, 중합성 액정 화합물의 중합 반응을 개시할 수 있는 화합물이고, 보다 저온 조건하에서, 중합 반응을 개시할 수 있는 점에서, 광 중합 개시제가 바람직하다. 구체적으로는, 광의 작용에 의해 활성 라디칼 또는 산을 발생할 수 있는 광 중합 개시제를 들 수 있고, 그 중에서도, 광의 작용에 의해 라디칼을 발생하는 광 중합 개시제가 바람직하다. 중합 개시제는 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
광 중합 개시제로는, 공지된 광 중합 개시제를 사용할 수 있고, 예를 들어, 활성 라디칼을 발생하는 광 중합 개시제로는, 자기 개열형의 광 중합 개시제, 수소 인발형의 광 중합 개시제가 있다.
자기 개열형의 광 중합 개시제로서, 자기 개열형의 벤조인계 화합물, 아세토페논계 화합물, 하이드록시아세토페논계 화합물, α-아미노아세토페논계 화합물, 옥심에스테르계 화합물, 아실포스핀옥사이드계 화합물, 아조계 화합물 등을 사용할 수 있다. 또, 수소 인발형 광 중합 개시제로서, 수소 인발형의 벤조페논계 화합물, 벤조인에테르계 화합물, 벤질케탈계 화합물, 디벤조수베론계 화합물, 안트라퀴논계 화합물, 크산톤계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 할로게노아세토페논계 화합물, 디알콕시아세토페논계 화합물, 할로게노비스이미다졸계 화합물, 할로게노트리아진계 화합물, 트리아진계 화합물 등을 사용할 수 있다.
산을 발생하는 광 중합 개시제로는, 요오드늄염 및 술포늄염 등을 사용할 수 있다.
이 중에서도, 색소의 용해를 방지하는 관점에서 저온에서의 반응이 바람직하고, 저온에서의 반응 효율의 관점에서 자기 개열형의 광 중합 개시제가 바람직하고, 특히 아세토페논계 화합물, 하이드록시아세토페논계 화합물, α-아미노아세토페논계 화합물, 옥심에스테르계 화합물이 바람직하다.
광 중합 개시제로는, 구체적으로는 예를 들어, 이하의 것을 들 수 있다.
벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르 및 벤조인이소부틸에테르 등의 벤조인계 화합물 ;
2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1,2-디페닐-2,2-디메톡시에탄-1-온, 2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]프로판-1-온, 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤 및 2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온의 올리고머 등의 하이드록시아세토페논계 화합물 ;
2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온, 2-디메틸아미노-2-벤질-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 등의 α-아미노아세토페논계 화합물 ;
1,2-옥탄디온, 1-[4-(페닐티오)-,2-(O-벤조일옥심)], 에타논,1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-,1-(O-아세틸옥심) 등의 옥심에스테르계 화합물 ;
2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 및 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드 등의 아실포스핀옥사이드계 화합물 ;
벤조페논, o-벤조일벤조산메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐술파이드, 3,3',4,4'-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논 및 2,4,6-트리메틸벤조페논 등의 벤조페논 화합물 ;
디에톡시아세토페논 등의 디알콕시아세토페논계 화합물 ;
2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸푸란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(푸란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 및 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등의 트리아진계 화합물.
광 중합 개시제는, 예를 들어 상기의 광 중합 개시제로부터 중합성 액정 조성물 (A) 에 포함되는 중합성 액정 화합물과의 관계에 있어서 적절히 선택하면 된다.
또, 시판되는 광 중합 개시제를 사용해도 된다. 시판되는 중합 개시제로는, 이르가큐어 (Irgacure) (등록상표) 907, 184, 651, 819, 250, 및 369, 379, 127, 754, OXE01, OXE02, OXE03 (BASF 사 제조) ; Omnirad BCIM, Esacure 1001M, Esacure KIP160 (IDM Resins B.V. 사 제조) ; 세이크올 (등록상표) BZ, Z, 및 BEE (세이코 화학 주식회사 제조) ; 카야큐어 (kayacure) (등록상표) BP100, 및 UVI-6992 (다우·케미컬 주식회사 제조) ; 아데카옵토마 SP-152, N-1717, N-1919, SP-170, 아데카아크루즈 NCI-831, 아데카아크루즈 NCI-930 (주식회사 ADEKA 제조) ; TAZ-A, 및 TAZ-PP (니혼 시이벨 헤그너 주식회사 제조) ; 그리고, TAZ-104 (주식회사 산와 케미컬 제조) ; 등을 들 수 있다.
편광자를 형성하기 위한 중합성 액정 조성물 (A) 에 있어서의 중합 개시제의 함유량은, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대하여 바람직하게는 1 ∼ 10 질량부이고, 보다 바람직하게는 1 ∼ 8 질량부, 더욱 바람직하게는 2 ∼ 8 질량부, 특히 바람직하게는 4 ∼ 8 질량부이다. 중합 개시제의 함유량이 상기 상한 하한치 내이면, 중합성 액정 화합물의 배향을 크게 흐트러뜨리지 않고, 중합성 액정 화합물의 중합 반응을 실시할 수 있다.
본 발명 중의 중합성 액정 화합물의 중합률은, 제조시의 라인 오염이나 취급의 관점에서, 60 ％ 이상인 것이 바람직하고, 65 ％ 이상이 보다 바람직하고, 70 ％ 이상이 더욱 바람직하다.
중합성 액정 조성물 (A) 는 광 증감제를 추가로 함유하고 있어도 된다. 광 증감제를 사용함으로써 중합성 액정 화합물의 중합 반응을 보다 촉진시킬 수 있다. 광 증감제로는, 크산톤, 티오크산톤 등의 크산톤 화합물 (예를 들어, 2,4-디에틸티오크산톤, 2-이소프로필티오크산톤 등) ; 안트라센, 알콕시기 함유 안트라센 (예를 들어, 디부톡시안트라센 등) 등의 안트라센 화합물 ; 페노티아진 및 루브렌 등을 들 수 있다. 광 증감제는 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
중합성 액정 조성물 (A) 가 광 증감제를 포함하는 경우, 그 함유량은, 중합 개시제 및 중합성 액정 화합물의 종류 및 그 양에 따라 적절히 결정하면 되지만, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대하여, 0.1 ∼ 30 질량부가 바람직하고, 0.5 ∼ 10 질량부가 보다 바람직하고, 0.5 ∼ 8 질량부가 더욱 바람직하다.
중합성 액정 조성물 (A) 는 레벨링제를 포함하고 있어도 된다. 레벨링제는, 중합성 액정 조성물의 유동성을 조정하고, 그 중합성 액정 조성물을 도포함으로써 얻어지는 도막을 보다 평탄하게 하는 기능을 갖고, 구체적으로는, 계면 활성제를 들 수 있다. 레벨링제로는, 폴리아크릴레이트 화합물을 주성분으로 하는 레벨링제 및 불소 원자 함유 화합물을 주성분으로 하는 레벨링제로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하다. 레벨링제는 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
폴리아크릴레이트 화합물을 주성분으로 하는 레벨링제로는, 예를 들어, “BYK-350”, “BYK-352”, “BYK-353”, “BYK-354”, “BYK-355”, “BYK-358N”, “BYK-361N”, “BYK-380”, “BYK-381” 및 “BYK-392” (BYK Chemie 사) 를 들 수 있다.
불소 원자 함유 화합물을 주성분으로 하는 레벨링제로는, 예를 들어, “메가팍 (등록상표) R-08”, 동 “R-30”, 동 “R-90”, 동 “F-410”, 동 “F-411”, 동 “F-443”, 동 “F-445”, 동 “F-470”, 동 “F-471”, 동 “F-477”, 동 “F-479”, 동 “F-482” 및 동 “F-483” (DIC (주)) ; “서프론 (등록상표) S-381”, 동 “S-382”, 동 “S-383”, 동 “S-393”, 동 “SC-101”, 동 “SC-105”, “KH-40” 및 “SA-100” (AGC 세이미케미컬 (주)) ; “E1830”, “E5844” ((주) 다이킨 파인케미컬 연구소) ; “에프톱 EF301”, “에프톱 EF303”, “에프톱 EF351” 및 “에프톱 EF352” (미츠비시 머트리얼 전자 화성 (주)) 를 들 수 있다.
중합성 액정 조성물 (A) 가 레벨링제를 함유하는 경우, 그 함유량은, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대하여, 0.05 ∼ 5 질량부가 바람직하고, 0.05 ∼ 3 질량부가 보다 바람직하다. 레벨링제의 함유량이 상기 범위 내이면, 중합성 액정 화합물을 수평 배향시키기 쉬우며, 또한, 불균일이 생기기 어렵고, 보다 평활한 편광자가 얻어지는 경향이 있다.
중합성 액정 조성물 (A) 는, 광 증감제 및 레벨링제 이외의 다른 첨가제를 함유해도 된다. 다른 첨가제로는, 예를 들어, 산화 방지제, 이형제, 안정제, 블루잉제 등의 착색제, 난연제 및 활제 등을 들 수 있다. 중합성 액정 조성물 (A) 가 다른 첨가제를 함유하는 경우, 다른 첨가제의 함유량은, 중합성 액정 조성물 (A) 의 고형분에 대하여, 0 ％ 초과 20 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0 ％ 초과 10 질량％ 이하이다.
중합성 액정 조성물 (A) 는, 종래 공지된 조제 방법에 의해 제조할 수 있고, 통상, 중합성 액정 화합물 및 이색성 색소, 그리고, 필요에 따라 중합 개시제 및 상기 서술한 첨가제 등을 혼합, 교반함으로써 조제할 수 있다.
본 발명의 편광 필름에 있어서, 편광자는 배향 질서도가 높은 편광자인 것이 바람직하다. 배향 질서도가 높은 편광자는, X 선 회절 측정에 있어서 헥사틱상이나 크리스탈상과 같은 고차 구조 유래의 브래그 피크가 얻어진다. 브래그 피크란, 분자 배향의 면 주기 구조에서 유래하는 피크를 의미한다. 따라서, 본 발명의 편광 필름을 구성하는 편광자는 X 선 회절 측정에 있어서 브래그 피크를 나타내는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 편광 필름을 구성하는 편광자에 있어서는, 중합성 액정 화합물 또는 그 중합체가, X 선 회절 측정에 있어서 그 편광자가 브래그 피크를 나타내도록 배향하고 있는 것이 바람직하고, 광을 흡수하는 방향으로 중합성 액정 화합물의 분자가 배향하는 「수평 배향」인 것이 보다 바람직하다. 본 발명에 있어서는 분자 배향의 면 주기 간격이 3.0 ∼ 6.0 Å 인 편광자가 바람직하다. 브래그 피크를 나타내는 높은 배향 질서도는, 사용하는 중합성 액정 화합물의 종류, 이색성 색소의 종류나 그 양, 및 중합 개시제의 종류나 그 양 등을 제어함으로써 실현할 수 있다.
본 발명의 편광 필름에 있어서, 편광자는 광 배향막을 개재하여 상기 특정한 공공 사이즈를 갖는 기재 표면에 적층되어 있어도 된다. 광 배향막을 포함하는 경우, 광 배향막의 두께는, 바람직하게는 10 ∼ 5000 ㎚ 이고, 보다 바람직하게는 10 ∼ 1000 ㎚ 이고, 더욱 바람직하게는 30 ∼ 100 ㎚ 이다. 광 배향막의 두께가 상기 범위인 경우, 본 발명의 편광 필름에 있어서의 편광자 중의 이색성 색소의 확산 억제 효과에 영향을 미치지 않고, 배향 규제력을 발휘할 수 있고, 높은 배향 질서로 편광자를 형성할 수 있다.
본 발명의 편광 필름에 있어서, 편광자의 기재와는 반대측의 면은, 접착제층 혹은 오버 코트층 및 점착제층을 이 순서로 개재하여, 위상차판이 적층되어 있어도 된다. 편광자와 위상차판이 적층되는 경우, 위상차판의 지상축 (광축) 과 편광자의 흡수축을 실질적으로 45° 가 되도록 적층하는 것이 바람직하다. 위상차판의 지상축 (광축) 과 편광자의 흡수축을 실질적으로 45° 가 되도록 적층함으로써, 타원 편광판으로서의 기능을 얻을 수 있다. 또한, 실질적으로 45° 란 통상 45 ± 5° 의 범위이다.
본 발명의 편광 필름은, 상기 중합성 액정 조성물 (A) 로부터 형성되는 편광자가, 표면에 양전자를 주입 에너지 3 ㎸ 로 조사하여 측정되는, 양전자 수명 측정법으로부터 산출되는 평균 자유 체적 반경을 직경으로 변환한 공공 사이즈가 0.45 ㎚ 이상 0.57 ㎚ 이하인 표면을 갖는 기재의 상기 표면 상에 적층된 구성을 갖기 때문에, 편광자 중의 이색성 색소의 확산 억제 효과가 높으며, 또한, 굴곡성이 우수하고, 시간 경과적인 편광 성능의 저하가 적은 고성능의 편광 필름이 된다.
본 발명의 편광 필름은 내수성도 우수하고, 편광 필름을 53 ℃ 의 온수에 30 분간 침지했을 때의 헤이즈의 변화량이 1.0 이하인 것이 바람직하고, 0.8 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.7 이하인 것이 더욱 바람직하다. 헤이즈의 변화량이 상기 상한 이하이면, 내수성이 우수하고, 고습 환경하나 물에 대한 침지시에도 균열이나 박리, 들뜸 등이 생기기 어렵고, 높은 시인성을 확보할 수 있다. 헤이즈의 변화량의 하한치는 특별히 한정되지 않고, 통상, 0.02 이상이다. 또한, 상기 헤이즈의 변화량의 측정 방법은, 후술하는 실시예에 기재된 바와 같다.
본 발명의 편광 필름은, 예를 들어,
표면에 양전자를 주입 에너지 3 ㎸ 로 조사하여 측정되는, 양전자 수명 측정법으로부터 산출되는 평균 자유 체적 반경을 직경으로 변환한 공공 사이즈가 0.45 ㎚ 이상 0.57 ㎚ 이하인 표면을 갖는 기재의 상기 표면 상에, 적어도 1 개의 중합성기를 갖는 중합성 액정 화합물 및 이색성 색소를 포함하는 중합성 액정 조성물의 도막을 형성하는 것,
상기 도막으로부터 용제를 제거하는 것,
중합성 액정 화합물이 액체상으로 상전이하는 온도 이상까지 승온한 후 강온하여, 그 중합성 액정 화합물을 스멕틱상으로 상전이시키는 것, 및,
상기 스멕틱상을 유지한 채로 중합성 액정 화합물을 중합시키는 것
을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
상기 서술한 바와 같이, 상기 특정한 공공 사이즈를 갖는 기재 표면 상에 편광자를 적층함으로써, 편광자 중의 이색성 색소의 확산 억제 효과가 높으며, 또한, 굴곡성 및 내수성이 우수한 편광 필름을 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명은,
표면에 양전자를 주입 에너지 3 ㎸ 로 조사하여 측정되는, 양전자 수명 측정법으로부터 산출되는 평균 자유 체적 반경을 직경으로 변환한 공공 사이즈가 0.45 ㎚ 이상 0.57 ㎚ 이하인 표면을 갖는 기재의 상기 표면 상에, 적어도 1 개의 중합성기를 갖는 중합성 액정 화합물 및 이색성 색소를 포함하는 중합성 액정 조성물 (이하, 「중합성 액정 조성물 (A)」라고도 한다) 의 도막을 형성하는 것,
상기 도막으로부터 용제를 제거하는 것,
중합성 액정 화합물이 액체상으로 상전이하는 온도 이상까지 승온한 후 강온하여, 그 중합성 액정 화합물을 스멕틱상으로 상전이시키는 것, 및,
상기 스멕틱상을 유지한 채로 중합성 액정 화합물을 중합시키는 것
을 포함하는, 편광 필름의 제조 방법도 대상으로 한다.
본 발명의 편광 필름의 제조 방법에 있어서, 사용할 수 있는 중합성 액정 화합물 및 이색성 색소를 포함하는 중합성 액정 조성물 (A) 나, 특정한 공공 사이즈를 갖는 표면을 갖는 기재 등의 편광 필름을 구성하는 재료 등에 대해서는, 본 발명의 편광 필름에 사용할 수 있는 것으로서 앞서 기재한 것과 동일한 것을 사용할 수 있다.
중합성 액정 조성물 (A) 의 도막의 형성은, 예를 들어, 상기 특정한 공공 사이즈를 갖는 기재 상에 직접 또는 후술하는 배향막을 개재하여 중합성 액정 조성물 (A) 를 도포함으로써 실시할 수 있다. 일반적으로 스멕틱 액정성을 나타내는 화합물은 점도가 높기 때문에, 중합성 액정 조성물 (A) 의 도포성을 향상시켜 편광자의 형성을 용이하게 하는 관점에서, 중합성 액정 조성물 (A) 에 용제를 첨가함으로써 점도 조정을 실시해도 된다 (이하, 중합성 액정 조성물에 용제를 첨가한 조성물을 「편광자 형성용 조성물」이라고도 한다).
편광자 형성용 조성물에 사용하는 용제는, 사용하는 중합성 액정 화합물 및 이색성 색소의 용해성 등에 따라 적절히 선택할 수 있다. 구체적으로는 예를 들어, 물, 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, 이소프로필알코올, 프로필렌글리콜, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 알코올 용제, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸렌글리콜메틸에테르아세테이트, γ-부티로락톤, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 락트산에틸 등의 에스테르 용제, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤 용제, 펜탄, 헥산, 헵탄 등의 지방족 탄화수소 용제, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소 용제, 아세토니트릴 등의 니트릴 용제, 테트라하이드로푸란, 디메톡시에탄 등의 에테르 용제, 및, 클로로포름, 클로로벤젠 등의 염소화탄화수소 용제 등을 들 수 있다. 이들 용제는, 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 용제의 함유량은, 중합성 액정 조성물 (A) 를 구성하는 고형 성분 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 100 ∼ 1900 질량부이고, 보다 바람직하게는 150 ∼ 900 질량부이고, 더욱 바람직하게는 180 ∼ 600 질량부이다.
편광자 형성용 조성물을 기재 등에 도포하는 방법으로는, 스핀 코팅법, 익스트루전법, 그라비아 코팅법, 다이 코팅법, 바 코팅법, 어플리케이터법 등의 도포법, 플렉소법 등의 인쇄법 등의 공지된 방법을 들 수 있다.
이어서, 편광자 형성용 조성물로부터 얻어진 도막 중에 포함되는 중합성 액정 화합물이 중합하지 않는 조건에서, 용제를 건조 등에 의해 제거함으로써, 건조 도막이 형성된다. 건조 방법으로는, 자연 건조법, 통풍 건조법, 가열 건조 및 감압 건조법 등을 들 수 있다.
또한, 중합성 액정 화합물을 액체상으로 상전이시키기 위해, 중합성 액정 화합물이 액체상으로 상전이하는 온도 이상까지 승온한 후 강온하여, 그 중합성 액정 화합물을 스멕틱상 (스멕틱 액정 상태) 으로 상전이시킨다. 이러한 상전이는, 상기 도막 중의 용제 제거 후에 실시해도 되고, 용제의 제거와 동시에 실시해도 된다.
중합성 액정 화합물의 스멕틱 액정 상태를 유지한 채로, 중합성 액정 화합물을 중합시킴으로써, 중합성 액정 조성물의 경화층으로서 편광자가 형성된다. 중합 방법으로는 광 중합법이 바람직하다. 광 중합에 있어서, 건조 도막에 조사하는 광으로는, 당해 건조 도막에 포함되는 중합성 액정 화합물의 종류 (특히, 그 중합성 액정 화합물이 갖는 중합성기의 종류), 중합 개시제의 종류 및 그것들의 양 등에 따라 적절히 선택된다. 그 구체예로는, 가시광, 자외광, 적외광, X 선, α 선, β 선 및 γ 선으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 활성 에너지선이나 활성 전자선을 들 수 있다. 그 중에서도, 중합 반응의 진행을 제어하기 쉬운 점이나, 광 중합 장치로서 당 분야에서 광범위하게 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다는 점에서, 자외광이 바람직하고, 자외광에 의해 광 중합 가능하도록, 중합성 액정 조성물에 함유되는 중합성 액정 화합물이나 중합 개시제의 종류를 선택해 두는 것이 바람직하다. 또, 중합시에, 적절한 냉각 수단에 의해 건조 도막을 냉각하면서, 광 조사함으로써, 중합 온도를 제어할 수도 있다. 이와 같은 냉각 수단의 채용에 의해, 보다 저온에서 중합성 액정 화합물의 중합을 실시하면, 비교적 내열성이 낮은 기재를 사용했다 하더라도, 적절히 편광자를 형성할 수 있다. 광 중합시, 마스킹이나 현상을 실시하는 것 등에 의해, 패터닝된 편광자를 얻을 수도 있다.
상기 활성 에너지선의 광원으로는, 예를 들어, 저압 수은 램프, 중압 수은 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프, 크세논 램프, 할로겐 램프, 카본 아크등, 텅스텐 램프, 갈륨 램프, 엑시머 레이저, 파장 범위 380 ∼ 440 ㎚ 를 발광하는 LED 광원, 케미컬 램프, 블랙 라이트 램프, 마이크로웨이브 여기 수은등, 메탈 할라이드 램프 등을 들 수 있다.
자외선 조사 강도는, 통상, 10 ∼ 3,000 ㎽/㎠ 이다. 자외선 조사 강도는, 바람직하게는 중합 개시제의 활성화에 유효한 파장 영역에 있어서의 강도이다. 광을 조사하는 시간은, 통상 0.1 초 ∼ 10 분이고, 바람직하게는 1 초 ∼ 5 분, 보다 바람직하게는 5 초 ∼ 3 분, 더욱 바람직하게는 10 초 ∼ 1 분이다. 이와 같은 자외선 조사 강도로 1 회 또는 복수 회 조사하면, 그 적산 광량은, 10 ∼ 3,000 mJ/㎠, 바람직하게는 50 ∼ 2,000 mJ/㎠, 보다 바람직하게는 100 ∼ 1,000 mJ/㎠ 이다.
광 중합을 실시함으로써, 중합성 액정 화합물은, 스멕틱상, 바람직하게는 고차의 스멕틱상의 액정 상태를 유지한 채로 중합하고, 편광자가 형성된다. 중합성 액정 화합물이 스멕틱상의 액정 상태를 유지한 채로 중합하여 얻어지는 편광자는, 상기 이색성 색소의 작용에도 수반하여, 종래의 호스트 게스트형 편광 필름, 즉, 네마틱상의 액정 상태로 이루어지는 편광자와 비교하여, 편광 성능이 높다는 이점이 있다. 또한, 이색성 색소나 리오트로픽 액정만을 도포한 것과 비교하여, 강도가 우수하다는 이점도 있다.
편광자의 두께는, 적용되는 표시 장치에 따라 적절히 선택할 수 있고, 바람직하게는 0.1 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하의 막이고, 보다 바람직하게는 0.3 ㎛ 이상 4 ㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.5 ㎛ 이상 3 ㎛ 이하이다. 막두께가 이 범위보다 얇아지면, 필요한 광 흡수가 얻어지지 않는 경우가 있으며, 또한, 막두께가 이 범위보다 두꺼워지면, 배향막에 의한 배향 규제력이 저하되고, 배향 결함을 발생하기 쉬운 경향이 있다.
본 발명에 있어서 편광자는, 배향막을 개재하여 상기 특정한 공공 사이즈를 갖는 기재 표면에 적층 (형성) 되어도 된다. 그 배향막은, 중합성 액정 화합물을 원하는 방향으로 액정 배향시키는, 배향 규제력을 갖는 것이다. 배향막으로는, 중합성 액정 화합물을 함유하는 조성물의 도포 등에 의해 용해되지 않는 용제 내성을 갖고, 또, 용제의 제거나 중합성 액정 화합물의 배향을 위한 가열 처리에 있어서의 내열성을 갖는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서, 배향막으로는, 배향각의 정밀도 및 품질, 그리고, 배향막을 포함하는 편광 필름의 내수성 및 굴곡성 등의 관점에서 광 배향막이 바람직하다. 광 배향막은, 조사하는 편광의 편광 방향을 선택함으로써, 배향 규제력의 방향을 임의로 제어할 수 있는 점에서도 유리하다.
광 배향막은, 통상, 광 반응성기를 갖는 폴리머 또는 모노머와 용제를 포함하는 조성물 (이하, 「광 배향막 형성용 조성물」이라고도 한다) 을 기재에 도포하고, 편광 (바람직하게는, 편광 UV) 을 조사함으로써 얻어진다.
광 반응성기란, 광 조사함으로써 액정 배향능을 발생하는 기를 말한다. 구체적으로는, 광 조사에 의해 생기는 분자의 배향 야기 또는 이성화 반응, 2 량화 반응, 광 가교 반응 혹은 광 분해 반응 등의 액정 배향능의 기원이 되는 광 반응에 관여하는 기를 들 수 있다. 그 중에서도, 2 량화 반응 또는 광 가교 반응에 관여하는 기가, 배향성이 우수한 점에서 바람직하다. 광 반응성기로서, 불포화 결합, 특히 이중 결합을 갖는 기가 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 군에서 선택되는 적어도 1 개를 갖는 기가 특히 바람직하다.
C=C 결합을 갖는 광 반응성기로는, 비닐기, 폴리엔기, 스틸벤기, 스틸바졸기, 스틸바졸륨기, 칼콘기 및 신나모일기 등을 들 수 있다. C=N 결합을 갖는 광 반응성기로는, 방향족 시프염기, 방향족 히드라존 등의 구조를 갖는 기를 들 수 있다. N=N 결합을 갖는 광 반응성기로는, 아조벤젠기, 아조나프탈렌기, 방향족 복소 고리 아조기, 비스아조기, 포르마잔기, 및 아족시벤젠 구조를 갖는 기 등을 들 수 있다. C=O 결합을 갖는 광 반응성기로는, 벤조페논기, 쿠마린기, 안트라퀴논기 및 말레이미드기 등을 들 수 있다. 이들 기는, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 알릴옥시기, 시아노기, 알콕시카르보닐기, 하이드록실기, 술폰산기, 할로겐화알킬기 등의 치환기를 가지고 있어도 된다.
그 중에서도, 광 2 량화 반응에 관여하는 광 반응성기가 바람직하고, 광 배향에 필요한 편광 조사량이 비교적 적으며, 또한, 열 안정성이나 시간 경과적 안정성이 우수한 광 배향막이 얻어지기 쉽다는 점에서, 신나모일기 및 칼콘기가 바람직하다. 광 반응성기를 갖는 폴리머로는, 당해 폴리머 측사슬의 말단부가 신남산 구조가 되는 신나모일기를 갖는 것이 특히 바람직하다.
광 배향막 형성용 조성물을 기재 상에 도포함으로써, 기재 상에 광 배향 야기층을 형성할 수 있다. 그 조성물에 포함되는 용제로는, 편광자를 형성할 때에 사용할 수 있는 용제로서 앞서 예시한 용제와 동일한 것을 들 수 있고, 광 반응성기를 갖는 폴리머 혹은 모노머의 용해성에 따라 적절히 선택할 수 있다.
광 배향막 형성용 조성물 중의 광 반응성기를 갖는 폴리머 또는 모노머의 함유량은, 폴리머 또는 모노머의 종류나 목적으로 하는 광 배향막의 두께에 따라 적절히 조절할 수 있지만, 광 배향막 형성용 조성물의 질량에 대하여, 적어도 0.2 질량％ 로 하는 것이 바람직하고, 0.3 ∼ 10 질량％ 의 범위가 보다 바람직하다. 광 배향막의 특성이 현저하게 저해되지 않는 범위에서, 광 배향막 형성용 조성물은, 폴리비닐알코올이나 폴리이미드 등의 고분자 재료나 광 증감제를 포함하고 있어도 된다.
광 배향막 형성용 조성물을 기재 상에 도포하는 방법, 및 도포된 광 배향막 형성용 조성물로부터 용제를 제거하는 방법으로는, 편광자 형성용 조성물을 기재에 도포하는 방법 및 용제를 제거하는 방법과 동일한 방법을 들 수 있다.
편광의 조사는, 기판 상에 도포된 광 배향막 형성용 조성물로부터 용제를 제거한 것에 직접 편광 UV 를 조사하는 형식이어도 되고, 기재측으로부터 편광을 조사하고, 편광을 투과시켜 조사하는 형식이어도 된다. 또, 당해 편광은, 실질적으로 평행광이면 특히 바람직하다. 조사하는 편광의 파장은, 광 반응성기를 갖는 폴리머 또는 모노머의 광 반응성기가, 광 에너지를 흡수할 수 있는 파장 영역의 것이 바람직하다. 구체적으로는, 파장 250 ∼ 400 ㎚ 의 범위의 UV (자외선) 가 특히 바람직하다. 당해 편광 조사에 사용하는 광원으로는, 크세논 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프, 메탈 할라이드 램프, KrF, ArF 등의 자외광 레이저 등을 들 수 있고, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프 및 메탈 할라이드 램프가 보다 바람직하다. 이들 중에서도, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프 및 메탈 할라이드 램프가, 파장 313 ㎚ 의 자외선의 발광 강도가 크기 때문에 바람직하다. 상기 광원으로부터의 광을, 적당한 편광자를 통과하여 조사함으로써, 편광 UV 를 조사할 수 있다. 이러한 편광자로는, 편광 필터나 글랜 톰슨, 글랜 테일러 등의 편광 프리즘이나 와이어 그리드 타입의 편광자를 사용할 수 있다.
또한, 러빙 또는 편광 조사를 실시할 때에, 마스킹을 실시하면, 액정 배향의 방향이 상이한 복수의 영역 (패턴) 을 형성할 수도 있다.
＜편광판＞
본 발명은, 본 발명의 편광 필름과, 위상차 필름을 구비하여 이루어지는 편광판 (타원 편광판) 을 포함한다. 본 발명의 편광판에 있어서 위상차 필름은, 하기 식 (X) :
100 ㎚ ≤ Re(550) ≤ 180 ㎚ (X)
[식 중, Re(550) 은 파장 550 ㎚ 에 있어서의 면내 위상차값을 나타낸다]
를 만족하는 것이 바람직하다. 위상차 필름이 상기 (X) 로 나타내는 면내 위상차값을 가지면, 이른바 λ/4 판으로서 기능한다. 상기 식 (X) 는, 더욱 바람직하게는 120 ㎚ ≤ Re(550) ≤ 160 ㎚ 이다.
본 발명의 편광판에 있어서, 위상차 필름의 지상축과 편광 필름의 흡수축이 이루는 각도는, 바람직하게는 실질적으로 45° 이다. 또한, 본 발명에 있어서 「실질적으로 45°」란, 45° ± 5° 를 의미한다.
또한, 위상차 필름이 하기 식 (Y) :
Re(450)/Re(550) ＜ 1 (Y)
[식 중, Re(450) 및 Re(550) 은 각각 파장 450 ㎚ 및 550 ㎚ 에 있어서의 면내 위상차값을 나타낸다]
를 만족하는 것이 바람직하다. 상기 식 (Y) 를 만족하는 위상차 필름은, 이른바 역파장 분산성을 갖고, 우수한 편광 성능을 나타낸다. Re(450)/Re(550) 의 값은, 바람직하게는 0.93 이하이고, 보다 바람직하게는 0.88 이하, 더욱 바람직하게는 0.86 이하, 바람직하게는 0.80 이상, 보다 바람직하게는 0.82 이상이다.
상기 위상차 필름은, 폴리머를 연신함으로써 위상차를 부여하는 연신 필름이어도 되지만, 편광판의 박층화의 관점에서, 중합성 액정 화합물의 중합체를 포함하는 중합성 액정 조성물 (이하, 「중합성 액정 조성물 (B)」라고도 한다) 로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 위상차 필름에 있어서 중합성 액정 화합물은, 통상, 배향한 상태에 있어서 중합하고 있다. 위상차 필름을 형성하는 중합성 액정 화합물 (이하, 「중합성 액정 화합물 (B)」라고도 한다) 은, 중합성 관능기, 특히 광 중합성 관능기를 갖는 액정 화합물을 의미한다.
광 중합성 관능기란, 광 중합 개시제로부터 발생한 활성 라디칼이나 산 등에 의해 중합 반응에 관여할 수 있는 기를 말한다. 광 중합성 관능기로는, 비닐기, 비닐옥시기, 1-클로로비닐기, 이소프로페닐기, 4-비닐페닐기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 옥시라닐기, 옥세타닐기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 비닐옥시기, 옥시라닐기 및 옥세타닐기가 바람직하고, 아크릴로일옥시기가 보다 바람직하다. 액정성은 서모트로픽성 액정이어도 되고 리오트로픽성 액정이어도 되고, 상질서 구조로는 네마틱 액정이어도 되고 스멕틱 액정이어도 된다. 중합성 액정 화합물로서, 1 종만을 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
중합성 액정 화합물 (B) 로는, 성막의 용이성 및 상기 식 (Y) 로 나타내는 위상차성을 부여한다는 관점에서, 하기 (가) ∼ (라) 를 모두 만족하는 화합물을 들 수 있다.
(가) 서모트로픽 액정성을 갖는 화합물이다 ;
(나) 그 중합성 액정 화합물의 장축 방향 (a) 상에 π 전자를 갖는다.
(다) 장축 방향 (a) 에 대하여 교차하는 방향 [교차 방향 (b)] 상에 π 전자를 갖는다.
(라) 장축 방향 (a) 으로 존재하는 π 전자의 합계를 N(πa), 장축 방향으로 존재하는 분자량의 합계를 N(Aa) 로 하여 하기 식 (ⅰ) 로 정의되는 중합성 액정 화합물의 장축 방향 (a) 의 π 전자 밀도 :
D(πa) ＝ N(πa)/N(Aa) (ⅰ)
와, 교차 방향 (b) 으로 존재하는 π 전자의 합계를 N(πb), 교차 방향 (b) 으로 존재하는 분자량의 합계를 N(Ab) 로 하여 하기 식 (ⅱ) 로 정의되는 중합성 액정 화합물의 교차 방향 (b) 의 π 전자 밀도 :
D(πb) ＝ N(πb)/N(Ab) (ⅱ)
가,
0 ≤ [D(πa)/D(πb)] ≤ 1
의 관계에 있다 [즉, 교차 방향 (b) 의 π 전자 밀도가, 장축 방향 (a) 의 π 전자 밀도보다 크다].
또한, 상기 (가) ∼ (라) 를 모두 만족하는 중합성 액정 화합물 (B) 는, 예를 들어, 러빙 처리에 의해 형성한 배향막 상에 도포하고, 상전이 온도 이상으로 가열함으로써, 네마틱상을 형성하는 것이 가능하다. 이 중합성 액정 화합물 (B) 가 배향하여 형성된 네마틱상에서는 통상, 중합성 액정 화합물의 장축 방향이 서로 평행이 되도록 배향하고 있고, 이 장축 방향이 네마틱상의 배향 방향이 된다.
상기 특성을 갖는 중합성 액정 화합물 (B) 는, 일반적으로 역파장 분산성을 나타내는 것인 경우가 많다. 상기 (가) ∼ (라) 의 특성을 만족하는 화합물로서 구체적으로는, 예를 들어, 하기 식 (Ⅱ) :
[화학식 15]
Figure pct00015
로 나타내는 화합물을 들 수 있다. 상기 식 (Ⅱ) 로 나타내는 화합물은 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
식 (Ⅱ) 중, Ar 은 치환기를 가지고 있어도 되는 2 가의 방향족기를 나타낸다. 여기서 말하는 방향족기란, 평면성을 갖는 고리형 구조의 기이고, 그 고리형 구조가 갖는 π 전자수가 휘켈칙에 따라 [4n ＋ 2] 개인 것을 말한다. 여기서, n 은 정수를 나타낸다. -N= 이나 -S- 등의 헤테로 원자를 포함하여 고리 구조를 형성하고 있는 경우, 이들 헤테로 원자 상의 비공유 결합 전자쌍을 포함하여 휘켈칙을 만족하고, 방향족성을 갖는 경우도 포함한다. 그 2 가의 방향족기 중에는 질소 원자, 산소 원자, 황 원자 중 적어도 1 개 이상이 포함되는 것이 바람직하다.
식 (Ⅱ) 중, G1 및 G2 는 각각 독립적으로, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 지환식 탄화수소기를 나타낸다. 여기서, 그 2 가의 방향족기 또는 2 가의 지환식 탄화수소기에 포함되는 수소 원자는, 할로겐 원자, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 4 의 플루오로알킬기, 탄소수 1 ∼ 4 의 알콕시기, 시아노기 또는 니트로기로 치환되어 있어도 되고, 그 2 가의 방향족기 또는 2 가의 지환식 탄화수소기를 구성하는 탄소 원자가, 산소 원자, 황 원자 또는 질소 원자로 치환되어 있어도 된다.
식 (Ⅱ) 중, L1, L2, B1 및 B2 는 각각 독립적으로, 단결합 또는 2 가의 연결기이다.
식 (Ⅱ) 중, k, l 은, 각각 독립적으로 0 ∼ 3 의 정수를 나타내고, 1 ≤ k ＋ l 의 관계를 만족한다. 여기서, 2 ≤ k ＋ l 인 경우, B1 및 B2, G1 및 G2 는, 각각 서로 동일해도 되고, 상이해도 된다.
식 (Ⅱ) 중, E1 및 E2 는 각각 독립적으로, 탄소수 1 ∼ 17 의 알칸디일기를 나타내고, 여기서, 알칸디일기에 포함되는 수소 원자는, 할로겐 원자로 치환되어 있어도 되고, 그 알칸디일기에 포함되는 -CH2- 는, -O-, -S-, -Si- 로 치환되어 있어도 된다. P1 및 P2 는 서로 독립적으로, 중합성기 또는 수소 원자를 나타내고, 적어도 1 개는 중합성기이다.
식 (Ⅱ) 중, G1 및 G2 는, 각각 독립적으로, 바람직하게는, 할로겐 원자 및 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개의 치환기로 치환되어 있어도 되는 1,4-페닐렌디일기, 할로겐 원자 및 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개의 치환기로 치환되어 있어도 되는 1,4-시클로헥산디일기이고, 보다 바람직하게는 메틸기로 치환된 1,4-페닐렌디일기, 무치환의 1,4-페닐렌디일기, 또는 무치환의 1,4-trans-시클로헥산디일기이고, 특히 바람직하게는 무치환의 1,4-페닐렌디일기, 또는 무치환의 1,4-trans-시클로헥산디일기이다. 또, 복수 존재하는 G1 및 G2 중 적어도 1 개는 2 가의 지환식 탄화수소기인 것이 바람직하고, 또, L1 또는 L2 에 결합하는 G1 및 G2 중 적어도 1 개는 2 가의 지환식 탄화수소기인 것이 보다 바람직하다.
식 (Ⅱ) 중, L1 및 L2 는 각각 독립적으로, 바람직하게는, 단결합, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬렌기, -O-, -S-, -Ra1ORa2-, -Ra3COORa4-, -Ra5OCORa6-, -Ra7OC=OORa8-, -N=N-, -CRc=CRd-, 또는 -C≡C- 이다. 여기서, Ra1 ∼ Ra8 은 각각 독립적으로 단결합, 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬렌기를 나타내고, Rc 및 Rd 는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기 또는 수소 원자를 나타낸다. L1 및 L2 는 각각 독립적으로, 보다 바람직하게는 단결합, -ORa2-1-, -CH2-, -CH2CH2-, -COORa4-1-, 또는 -OCORa6-1- 이다. 여기서, Ra2-1, Ra4-1, Ra6-1 은 각각 독립적으로 단결합, -CH2-, -CH2CH2- 중 어느 것을 나타낸다. L1 및 L2 는 각각 독립적으로, 더욱 바람직하게는 단결합, -O-, -CH2CH2-, -COO-, -COOCH2CH2-, 또는 -OCO- 이다.
본 발명의 바람직한 일 실시양태에 있어서, 식 (Ⅱ) 중의 G1 및 G2 중 적어도 1 개는 2 가의 지환식 탄화수소기이고, 그 2 가의 지환식 탄화수소기가, 치환기를 가지고 있어도 되는 2 가의 방향족기 Ar 과 -COO- 인 L1 및/또는 L2 에 의해 결합하고 있는 중합성 액정 화합물이 사용된다.
식 (Ⅱ) 중, B1 및 B2 는 각각 독립적으로, 바람직하게는, 단결합, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬렌기, -O-, -S-, -Ra9ORa10-, -Ra11COORa12-, -Ra13OCORa14-, 또는 -Ra15OC=OORa16- 이다. 여기서, Ra9 ∼ Ra16 은 각각 독립적으로 단결합, 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬렌기를 나타낸다.
B1 및 B2 는 각각 독립적으로, 보다 바람직하게는 단결합, -ORa10-1-, -CH2-, -CH2CH2-, -COORa12-1-, 또는 -OCORa14-1- 이다. 여기서, Ra10-1, Ra12-1, Ra14-1 은 각각 독립적으로 단결합, -CH2-, -CH2CH2- 중 어느 것을 나타낸다. B1 및 B2 는 각각 독립적으로, 더욱 바람직하게는 단결합, -O-, -CH2CH2-, -COO-, -COOCH2CH2-, -OCO-, 또는 -OCOCH2CH2- 이다.
식 (Ⅱ) 중, k 및 l 은, 역파장 분산성 발현의 관점에서 2 ≤ k ＋ l ≤ 6 의 범위가 바람직하고, k ＋ l ＝ 4 인 것이 바람직하고, k ＝ 2 또한 l ＝ 2 인 것이 보다 바람직하다. k ＝ 2 또한 l ＝ 2 이면 대칭 구조가 되기 때문에 더욱 바람직하다.
식 (Ⅱ) 중, E1 및 E2 는 각각 독립적으로, 탄소수 1 ∼ 17 의 알칸디일기가 바람직하고, 탄소수 4 ∼ 12 의 알칸디일기가 보다 바람직하다.
식 (Ⅱ) 중, P1 또는 P2 로 나타내는 중합성기로는, 예를 들어 에폭시기, 비닐기, 비닐옥시기, 1-클로로비닐기, 이소프로페닐기, 4-비닐페닐기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 옥시라닐기, 및 옥세타닐기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 비닐옥시기, 옥시라닐기 및 옥세타닐기가 바람직하고, 아크릴로일옥시기가 보다 바람직하다.
식 (Ⅱ) 중, Ar 은 치환기를 가지고 있어도 되는 방향족 탄화수소 고리, 치환기를 가지고 있어도 되는 방향족 복소 고리, 및 전자 흡인성기로부터 선택되는 적어도 1 개를 갖는 것이 바람직하다. 당해 방향족 탄화수소 고리로는, 예를 들어, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리, 안트라센 고리 등을 들 수 있고, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리가 바람직하다. 당해 방향족 복소 고리로는, 푸란 고리, 벤조푸란 고리, 피롤 고리, 인돌 고리, 티오펜 고리, 벤조티오펜 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 트리아졸 고리, 트리아진 고리, 피롤린 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리, 티아졸 고리, 벤조티아졸 고리, 티에노티아졸 고리, 옥사졸 고리, 벤조옥사졸 고리, 및 페난트롤린 고리 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 티아졸 고리, 벤조티아졸 고리, 또는 벤조푸란 고리를 갖는 것이 바람직하고, 벤조티아졸기를 갖는 것이 더욱 바람직하다. 또, Ar 에 질소 원자가 포함되는 경우, 당해 질소 원자는 π 전자를 갖는 것이 바람직하다.
식 (Ⅱ) 중, Ar 로 나타내는 2 가의 방향족기에 포함되는 π 전자의 합계수 Nπ 는 8 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 이상이고, 더욱 바람직하게는 14 이상이고, 특히 바람직하게는 16 이상이다. 또, 바람직하게는 30 이하이고, 보다 바람직하게는 26 이하이고, 더욱 바람직하게는 24 이하이다.
Ar 로 나타내는 방향족기로는, 예를 들어 이하의 식 (Ar-1) ∼ 식 (Ar-23) 의 기를 들 수 있다.
[화학식 16]
Figure pct00016
식 (Ar-1) ∼ 식 (Ar-23) 중, * 표는 연결부를 나타내고, Z0, Z1 및 Z2 는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 ∼ 12 의 알킬기, 시아노기, 니트로기, 탄소수 1 ∼ 12 의 알킬술피닐기, 탄소수 1 ∼ 12 의 알킬술포닐기, 카르복실기, 탄소수 1 ∼ 12 의 플루오로알킬기, 탄소수 1 ∼ 6 의 알콕시기, 탄소수 1 ∼ 12 의 알킬티오기, 탄소수 1 ∼ 12 의 N-알킬아미노기, 탄소수 2 ∼ 12 의 N,N-디알킬아미노기, 탄소수 1 ∼ 12 의 N-알킬술파모일기 또는 탄소수 2 ∼ 12 의 N,N-디알킬술파모일기를 나타낸다.
식 (Ar-1) ∼ 식 (Ar-23) 중, Q1 및 Q2 는, 각각 독립적으로, -CR2'R3'-, -S-, -NH-, -NR2'-, -CO- 또는 O- 를 나타내고, R2' 및 R3' 는, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기를 나타낸다.
식 (Ar-1) ∼ 식 (Ar-23) 중, J1 및 J2 는, 각각 독립적으로, 탄소 원자, 또는 질소 원자를 나타낸다.
식 (Ar-1) ∼ 식 (Ar-23) 중, Y1, Y2 및 Y3 은, 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 방향족 탄화수소기 또는 방향족 복소 고리기를 나타낸다.
식 (Ar-1) ∼ 식 (Ar-23) 중, W1 및 W2 는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 시아노기, 메틸기 또는 할로겐 원자를 나타내고, m 은 0 ∼ 6 의 정수를 나타낸다.
Y1, Y2 및 Y3 에 있어서의 방향족 탄화수소기로는, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 비페닐기 등의 탄소수 6 ∼ 20 의 방향족 탄화수소기를 들 수 있고, 페닐기, 나프틸기가 바람직하고, 페닐기가 보다 바람직하다. 방향족 복소 고리기로는, 푸릴기, 피롤릴기, 티에닐기, 피리디닐기, 티아졸릴기, 벤조티아졸릴기 등의 질소 원자, 산소 원자, 황 원자 등의 헤테로 원자를 적어도 1 개 포함하는 탄소수 4 ∼ 20 의 방향족 복소 고리기를 들 수 있고, 푸릴기, 티에닐기, 피리디닐기, 티아졸릴기, 벤조티아졸릴기가 바람직하다.
Y1 및 Y2 는, 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 다고리계 방향족 탄화수소기 또는 다고리계 방향족 복소 고리기여도 된다. 다고리계 방향족 탄화수소기는, 축합 다고리계 방향족 탄화수소기, 또는 방향 고리 집합에서 유래하는 기를 말한다. 다고리계 방향족 복소 고리기는, 축합 다고리계 방향족 복소 고리기, 또는 방향 고리 집합에서 유래하는 기를 말한다.
식 (Ar-1) ∼ 식 (Ar-23) 중, Z0, Z1 및 Z2 는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 ∼ 12 의 알킬기, 시아노기, 니트로기, 탄소수 1 ∼ 12 의 알콕시기인 것이 바람직하고, Z0 은, 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 12 의 알킬기, 시아노기가 더욱 바람직하고, Z1 및 Z2 는, 수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 메틸기, 시아노기가 더욱 바람직하다.
식 (Ar-1) ∼ 식 (Ar-23) 중, Q1 및 Q2 는, -NH-, -S-, -NR2'-, -O- 가 바람직하고, R2' 는 수소 원자가 바람직하다. 그 중에서도 -S-, -O-, -NH- 가 특히 바람직하다.
식 (Ar-1) ∼ (Ar-23) 중에서도, 식 (Ar-6) 및 식 (Ar-7) 이 분자의 안정성의 관점에서 바람직하다.
식 (Ar-17) ∼ (Ar-23) 에 있어서, Y1 은, 이것이 결합하는 질소 원자 및 Z0 과 함께, 방향족 복소 고리기를 형성하고 있어도 된다. 방향족 복소 고리기로는, Ar 이 가지고 있어도 되는 방향족 복소 고리로서 상기한 것을 들 수 있지만, 예를 들어, 피롤 고리, 이미다졸 고리, 피롤린 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 인돌 고리, 퀴놀린 고리, 이소퀴놀린 고리, 푸린 고리, 피롤리딘 고리 등을 들 수 있다. 이 방향족 복소 고리기는, 치환기를 가지고 있어도 된다. 또, Y1 은, 이것이 결합하는 질소 원자 및 Z0 과 함께, 전술한 치환되어 있어도 되는 다고리계 방향족 탄화수소기 또는 다고리계 방향족 복소 고리기여도 된다. 예를 들어, 벤조푸란 고리, 벤조티아졸 고리, 벤조옥사졸 고리 등을 들 수 있다. 또한, 상기 식 (Ⅱ) 로 나타내는 화합물은, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2010-31223호에 기재된 방법에 준하여 제조할 수 있다.
위상차 필름을 구성하는 중합성 액정 조성물 (B) 중의 중합성 액정 화합물 (B) 의 함유량은, 중합성 액정 조성물 (B) 의 고형분 100 질량부에 대하여, 예를 들어 70 ∼ 99.5 질량부이고, 바람직하게는 80 ∼ 99 질량부이고, 보다 바람직하게는 90 ∼ 98 질량부이다. 함유량이 상기 범위 내이면, 위상차 필름의 배향성이 높아지는 경향이 있다. 여기서, 고형분이란, 중합성 액정 조성물 (B) 로부터 용제 등의 휘발성 성분을 제외한 성분의 합계량을 말한다.
중합성 액정 조성물 (B) 는, 중합성 액정 화합물 (B) 의 중합 반응을 개시하기 위한 중합 개시제를 포함하고 있어도 된다. 중합 개시제로는, 당해 분야에서 종래 사용되고 있는 것으로부터 적절히 선택하여 사용할 수 있고, 열 중합 개시제여도 되고, 광 중합 개시제여도 되지만, 보다 저온 조건하에서 중합 반응을 개시할 수 있는 점에서, 광 중합 개시제가 바람직하다. 바람직하게는, 중합성 액정 조성물 (A) 에 있어서 사용할 수 있는 광 중합 개시제로서 앞서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다. 또, 중합성 액정 조성물 (B) 는, 필요에 따라, 광 증감제, 레벨링제, 및 중합성 액정 조성물 (A) 에 포함되는 첨가제로서 예시한 첨가제 등을 함유해도 된다. 광 증감제 및 레벨링제로는, 중합성 액정 조성물 (A) 에 있어서 사용할 수 있는 것으로서 앞서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다.
위상차 필름은, 예를 들어, 중합성 액정 화합물 (B) 및 필요에 따라 중합 개시제, 첨가제 등을 포함하는 중합성 액정 조성물 (B) 에 용제를 첨가하여 혼합 및 교반함으로써 조제되는 조성물 (이하, 「위상차 필름 형성용 조성물」이라고도 한다) 을, 기재 또는 배향막 상에 도포하고, 건조에 의해 용제를 제거하고, 얻어진 도막 중의 중합성 액정 화합물 (B) 를 가열 및/또는 활성 에너지선에 의해 경화시켜 얻을 수 있다. 위상차 필름의 제작에 사용되는 기재 및/또는 배향막으로는, 본 발명의 편광자를 제작할 때에 사용할 수 있는 것으로서 앞서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다.
위상차 필름 형성용 조성물에 사용하는 용제, 위상차 필름 형성용 조성물의 도포 방법, 활성 에너지선에 의한 경화 조건 등은, 모두, 본 발명의 편광자의 제작 방법에 있어서 채용할 수 있는 것과 동일한 것을 들 수 있다.
위상차 필름의 두께는, 적용되는 표시 장치에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 박막화 및 굴곡성 등의 관점에서, 0.1 ∼ 10 ㎛ 인 것이 바람직하고, 1 ∼ 5 ㎛ 인 것이 보다 바람직하고, 1 ∼ 3 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 편광판은 본 발명의 편광 필름 및 위상차 필름을 구비하여 이루어진다. 또, 추가로 이들 이외의 다른 층 (보호 필름, 점접착제층 등) 을 포함하고 있어도 된다. 본 발명의 편광판에 있어서, 본 발명의 편광 필름과 위상차 필름은 접착제층 혹은 오버 코트층 및 점착제층을 이 순서로 개재하여 첩합되어 있어도 된다.
본 발명의 편광판의 두께는, 표시 장치의 굴곡성이나 시인성의 관점에서, 바람직하게는 10 ∼ 300 ㎛, 보다 바람직하게는 20 ∼ 200 ㎛, 더욱 바람직하게는 25 ∼ 100 ㎛ 이다.
＜표시 장치＞
본 발명은, 본 발명의 편광 필름, 또는, 본 발명의 편광판을 구비하여 이루어지는 표시 장치를 포함한다. 본 발명의 표시 장치는, 예를 들어, 점접착제층을 개재하여 본 발명의 편광 필름 또는 편광판을 표시 장치의 표면에 첩합함으로써 얻을 수 있다. 표시 장치란, 표시 기구를 갖는 장치이고, 발광원으로서 발광 소자 또는 발광 장치를 포함한다. 표시 장치로는, 액정 표시 장치, 유기 일렉트로루미네선스 (EL) 표시 장치, 무기 일렉트로루미네선스 (EL) 표시 장치, 터치 패널 표시 장치, 전자 방출 표시 장치 (전장 방출 표시 장치 (FED 등), 표면 전계 방출 표시 장치 (SED)), 전자 페이퍼 (전자 잉크나 전기 영동 소자를 사용한 표시 장치), 플라즈마 표시 장치, 투사형 표시 장치 (그레이팅 라이트 밸브 (GLV) 표시 장치, 디지털 마이크로미러 디바이스 (DMD) 를 갖는 표시 장치 등) 및 압전 세라믹 디스플레이 등을 들 수 있다. 액정 표시 장치는, 투과형 액정 표시 장치, 반투과형 액정 표시 장치, 반사형 액정 표시 장치, 직시형 액정 표시 장치 및 투사형 액정 표시 장치 등의 어느 것이나 포함한다. 이들 표시 장치는, 2 차원 화상을 표시하는 표시 장치여도 되고, 3 차원 화상을 표시하는 입체 표시 장치여도 된다. 특히, 본 발명의 표시 장치로는, 유기 EL 표시 장치 및 터치 패널 표시 장치가 바람직하고, 특히 유기 EL 표시 장치가 바람직하다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되지 않는다. 이하, 사용량, 함유량을 나타내는 부 및 ％ 는, 특별히 언급이 없는 한 질량 기준이다.
＜경화물층 형성용 조성물의 조제＞
하기의 성분을 혼합하고, 50 ℃ 에서 4 시간 교반함으로써, 경화물층 형성용 조성물 (A) 를 얻었다.
·아크릴레이트 모노머 :
[화학식 17]
Figure pct00017
·우레탄아크릴레이트 수지 :
에베크릴 4858 30 부
·중합 개시제 :
이르가큐어 907 3 부
·용제 :
메틸에틸케톤 10 부
아크릴레이트 모노머를 표 1 에 나타낸 양으로 혼합한 것 이외에는 상기 경화물층 형성용 조성물 (A) 와 동일하게 하여, 경화물층 형성용 조성물 (B) ∼ (E) 를 얻었다.
＜아크릴레이트 모노머의 구조＞
실시예 및 비교예에 사용한 아크릴레이트 모노머의 구조는 이하와 같다.
[화학식 18]
Figure pct00018
[화학식 19]
Figure pct00019
[화학식 20]
Figure pct00020
Figure pct00021
＜편광막 형성용 조성물의 조제＞
하기의 성분을 혼합하고, 80 ℃ 에서 1 시간 교반함으로써, 편광막 형성용 조성물을 얻었다. 이색성 색소에는, 일본 공개특허공보 2013-101328호의 실시예에 기재된 아조 색소를 사용하였다.
·중합성 액정 화합물 :
[화학식 21]
Figure pct00022
[화학식 22]
Figure pct00023
·이색성 색소 :
아조 색소 ;
[화학식 23]
Figure pct00024
[화학식 24]
Figure pct00025
[화학식 25]
Figure pct00026
·중합 개시제 :
2-디메틸아미노-2-벤질-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 (이르가큐어 369 ; 치바·스페셜티·케미컬즈 (주) 제조) 6 부
·레벨링제 :
폴리아크릴레이트 화합물 (BYK-361N ; BYK-Chemie 사 제조) 1.2 부
·용제 :
o-자일렌 400 부
실시예 1
(1) 기재 상에 대한 광 배향막의 제작
(ⅰ) 광 배향막 형성용 조성물의 조제
일본 공개특허공보 2013-033249호에 기재된 하기 성분을 혼합하고, 얻어진 혼합물을 80 ℃ 에서 1 시간 교반함으로써, 광 배향막 형성용 조성물을 얻었다.
·광 배향성 폴리머 :
[화학식 26]
Figure pct00027
·용제 :
o-자일렌 98 부
(ⅱ) 기재 수지 필름 표면에 대한 경화물층의 형성
기재 수지 필름으로서 트리아세틸셀룰로오스 필름 (KC4UY, 코니카 미놀타 (주) 제조) 을 사용하고, 필름 표면에 코로나 처리를 실시한 후에, 상기 경화물층 형성용 조성물 (A) 를 바 코트법 (＃2 30 ㎜/s) 에 의해 도포하고, 80 ℃ 의 건조 오븐에서 1 분간 가열 건조시킴으로써 건조 피막을 얻었다. 이어서, UV 조사 장치 (SPOT CURE SP-7 ; 우시오 전기 주식회사 제조) 를 사용하여, 노광량 500 mJ/㎠ (365 ㎚ 기준) 의 자외선을, 경화물층 형성용 조성물의 건조 피막층에 조사함으로써, 기재 수지 필름 표면에 경화물층 (수지층) 을 형성한 경화물층 부착 기재 필름을 얻었다.
(ⅲ) 광 배향막의 형성
이어서, 상기 경화물층 부착 기재 필름의 경화물층의 표면에 코로나 처리를 실시한 후에, 상기 광 배향막 형성용 조성물을 도포하고, 120 ℃ 에서 건조시켜 건조 피막을 얻었다. 이 건조 피막 상에 편광 UV 를 조사하여 광 배향막을 형성하고, 광 배향막 부착 필름을 얻었다. 편광 UV 처리는, UV 조사 장치 (SPOT CURE SP-7 ; 우시오 전기 주식회사 제조) 를 사용하여, 파장 365 ㎚ 로 측정한 강도가 100 mJ 인 조건에서 실시하였다.
(2) 편광막의 제작
상기와 같이 하여 얻은 광 배향막 부착 기재 필름 상에, 상기의 편광막 형성용 조성물을 바 코트법 (＃9 30 ㎜/s) 에 의해 도포하고, 120 ℃ 의 건조 오븐에서 1 분간 가열 건조시킴으로써 중합성 액정 화합물을 액체상으로 상전이시킨 후, 실온까지 냉각하여 그 중합성 액정 화합물을 스멕틱 액정 상태로 상전이시켰다. 이어서, UV 조사 장치 (SPOT CURE SP-7 ; 우시오 전기 주식회사 제조) 를 사용하여, 노광량 1000 mJ/㎠ (365 ㎚ 기준) 의 자외선을, 편광막 형성용 조성물로부터 형성된 층에 조사함으로써, 그 건조 피막에 포함되는 중합성 액정 화합물을, 상기 중합성 액정 화합물의 스멕틱 액정 상태를 유지한 채로 중합시키고, 그 건조 피막으로부터 편광막을 형성하였다. 이 때의 편광막의 막두께를 레이저 현미경 (올림퍼스 주식회사 제조 OLS3000) 에 의해 측정한 결과, 2.3 ㎛ 였다. 이렇게 하여 얻어진 것은, 편광막과 기재를 포함하는 편광막 적층체이다. 이 편광막에 대하여, X 선 회절 장치 X' Pert PRO MPD (스펙트리스 주식회사 제조) 를 사용하여 동일하게 X 선 회절 측정을 실시한 결과, 2θ ＝ 20.2° 부근에 피크 반가폭 (FWHM) ＝ 약 0.17° 의 샤프한 회절 피크 (브래그 피크) 가 얻어졌다. 피크 위치로부터 구한 질서 주기 (d) 는 약 4.4 Å 이고, 고차 스멕틱상을 반영한 구조를 형성하는 것을 확인하였다.
＜편광도 (Py), 단체 투과율 (Ty) 의 측정＞
이하와 같이 하여, 실시예 1 의 편광막 적층체의 편광도 (Py) 및 단체 투과율 (Ty) 을 측정하였다. 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 의 범위에서 투과축 방향의 투과율 (Ta) 및 흡수축 방향의 투과율 (Tb) 을, 분광 광도계 (시마즈 제작소 주식회사 제조 UV-3150) 에 편광자 부착 폴더를 세트한 장치를 사용하여 더블 빔법으로 측정하였다. 그 폴더는, 레퍼런스측은 광량을 50 ％ 커트하는 메시를 설치하였다.
하기 식 (식 1) 그리고 (식 2) 를 사용하여, 각 파장에 있어서의 단체 투과율, 편광도를 산출하고, 추가로 JIS Z 8701 의 2 도 시야 (C 광원) 에 의해 시감도 보정을 실시하고, 시감도 보정 단체 투과율 (Ty) 및 시감도 보정 편광도 (Py) 를 산출하였다.
단체 투과율 (Ty) (％) ＝ (Ta ＋ Tb)/2 (식 1)
편광도 (Py) (％) ＝ (Ta － Tb)/(Ta ＋ Tb) × 100 (식 2)
실시예 2 및 3 그리고 비교예 1 ∼ 3
경화물층 형성용 조성물 (A) 대신에, 표 2 에 나타낸 경화물층 형성용 조성물 (B) ∼ (E) 를 각각 사용한 것 이외에는 동일한 방법으로, 실시예 2 및 3 그리고 비교예 2 및 3 의 편광막 적층체를 얻었다. 또, 경화물층 형성용 조성물을 사용하지 않는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 비교예 1 의 편광막 적층체를 얻었다.
실시예 4
경화물층 부착 기재 필름으로서, 두께 40 ㎛ 의 트리아세틸셀룰로오스 필름에 4 ㎛ 의 하드 코트층을 부여하여 얻어진 투명 보호 필름 (「40CHC」, 주식회사 토판 TOMOEGAWA 옵티컬 필름 제조) 을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로, 실시예 4 의 편광막 적층체를 얻었다.
비교예 4
트리아세틸셀룰로오스 필름 (KC4UY, 코니카 미놀타 (주) 제조) 을 사용하고, 막 표면에 코로나 처리를 실시한 후에, 경화물층 형성용 조성물 (F) : 물 100 부에 카르복실기 변성 폴리비닐알코올 [(주) 쿠라레 제조 「쿠라레포발 KL318」] 7 부와, 열 가교제로서 수용성 폴리아미드에폭시 수지 [스미카 켐텍스 (주) 로부터 입수한 「스미레이즈 레진 650」 (고형분 농도 30 질량％ 의 수용액)] 3.5 부를 첨가한 수용액 (점도 : 92 cP) 을 와이어 바 코터 (＃30) 로 도포하고, 80 ℃ 에서 5 분간 건조시킴으로써, 상기 수용액을 건조시켜 경화물층 부착 기재 필름을 얻었다. 얻어진 경화물층 부착 기재 필름을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로, 비교예 4 의 편광막 적층체를 얻었다.
＜공공 사이즈의 측정＞
실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 4 에서 사용한 경화물층 부착 기재 필름에 대하여, 하기의 조건에서 양전자 소멸 수명과 상대 강도를 측정하였다. 양전자 선원 : 22 Na 베이스의 양전자 빔, 감마선 검출기 : 불화바륨 신틸레이터 및 광 전자 배증관, 양전자 주입 에너지 : 3 keV, 장치 분해능 : 230 ps, 측정 온도 : 22 ℃, 카운트수 : 15,000,000 으로 하였다. 상기 측정 조건을 따라 양전자 수명의 측정을 실시하고, 비선형 최소 이승법에 의해 3 성분 해석하여, 평균 소멸 수명이 작은 것부터, τ1, τ2, τ3 으로 하고, 그것에 따른 강도를 I1, I2, I3 (I1 ＋ I2 ＋ I3 ＝ 100 ％) 으로 하였다. 가장 장수명의 τ3 과 자유 체적 변화의 관계는 하기 (식 3) 과 같이 되고, 평균 자유 체적 반경 (R3 : 단위 ㎚) 과의 관계가 도출된다. 공공 사이즈는 평균 자유 체적 반경을 직경으로 변환한 수치로 하였다.
τ3 ＝ (1/2)[1 － (R3/(R3 ＋ 0.166)) ＋ (1/2π)sin(2πR3/(R3 ＋ 0.166))] － 1 (식 3)
여기서는 해석값의 τ3 및, 그것에 따른 강도 I3 을 평균 소멸 수명과 상대 강도의 데이터로 하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 4 의 편광막 적층체에 대하여, 이하의 방법에 따라 내열성을 평가하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
＜내열성의 평가＞
상기 편광막 적층체를 105 ℃ dry 의 조건에서 24 시간 가열 후, 재차 편광막 적층체의 편광도 (Py), 단체 투과율 (Ty) 을 측정하여 내열 시험 전후에 있어서의 변화율량을 산출하였다.
Figure pct00028
실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 4 의 적층체에 대하여, 이하의 방법에 따라 내수성 및 굴곡성을 평가하였다. 결과를 표 3 에 나타낸다.
＜내수성의 평가＞
상기 편광막 적층체의 헤이즈값을 헤이즈미터로 측정하였다. 또한, 상기 편광막 적층체를 가온 기능 부여 수조에 투입하고, 53 ℃ 의 조건에서 30 분 투입 후, 재차 적층체의 헤이즈를 측정하여 내수 시험 전후에 있어서의 변화율량을 산출하였다.
＜굴곡성의 평가＞
굴곡성의 평가는 JIS-K-5600-5-1 에 기재된 도료 일반 시험 방법-내굴곡성 (원통형 맨드릴법) 방법을 사용하여, 이하와 같이 실시하였다.
피시험 필름을 가로세로 25 ㎜ × 200 ㎜ 로 잘라내고, 원통형 맨드릴법 내굴곡성 시험기 타입 II 형 (TP 기연 주식회사 제조) 을 사용하여 필름을 온도 25 ℃, 상대 습도 55 ％ RH 의 조건하에서 직경 (Φ) 이 2 ㎜ 인 맨드릴 봉에, 경화물 형성용 조성물의 경화층을 외측으로 하여 감아 굴곡성 시험을 실시하였다. 시험 후의 필름을 사용하고, 암실 환경하에서 조명 투과광으로 육안 확인하여, 크랙의 발생 상황을 관찰하였다. 균열을 시인할 수 있는 것을 「×」로 하고, 균열을 시인할 수 없는 것을 「○」로 판정하였다.
Figure pct00029
양전자 수명 측정법으로부터 산출되는 평균 자유 체적 반경을 직경으로 변환한 공공 사이즈가 0.45 ㎚ 이상 0.57 ㎚ 이하인 표면을 갖는 본 발명의 편광 필름 (실시예 1 ∼ 4 의 편광막 적층체) 은, 양호한 내열 성능, 내수 성능 및 굴곡성을 갖는 것이 확인되었다.

Claims (13)

  1. 표면에 양전자를 주입 에너지 3 ㎸ 로 조사하여 측정되는, 양전자 수명 측정법으로부터 산출되는 평균 자유 체적 반경을 직경으로 변환한 공공 (空孔) 사이즈가 0.45 ㎚ 이상 0.57 ㎚ 이하인 표면을 갖는 기재의 상기 표면 상에 적층된, 적어도 1 개의 중합성기를 갖는 중합성 액정 화합물 및 이색성 색소를 포함하는 중합성 액정 조성물의 경화물인 편광자를 포함하여 이루어지는, 편광 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    53 ℃ 의 온수에 30 분간 침지했을 때의 헤이즈 변화량이 1.0 이하인, 편광 필름.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 이색성 색소는 아조 색소인, 편광 필름.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합성 액정 화합물은 스멕틱 액정성을 나타내는, 편광 필름.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편광자는 X 선 해석 측정에 있어서 브래그 피크를 나타내는, 편광 필름.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    편광자가 적층되는 상기 기재 표면은, 라디칼 중합성 모노머를 포함하는 경화성 조성물의 경화층으로 구성되어 있는, 편광 필름.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    편광자가 적층되는 상기 기재 표면은, (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 중합성 모노머를 포함하는 경화성 조성물의 경화층으로 구성되어 있는, 편광 필름.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    편광자가 광 배향막을 개재하여 기재의 표면 상에 적층되는, 편광 필름.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 편광 필름과 위상차 필름을 구비하여 이루어지는 편광판으로서, 상기 위상차 필름이 식 (X) :
    100 ㎚ ≤ Re(550) ≤ 180 ㎚ (X)
    [식 중, Re(550) 은 파장 550 ㎚ 에 있어서의 면내 위상차값을 나타낸다]
    를 만족하고, 상기 위상차 필름의 지상축과 상기 편광 필름의 흡수축이 이루는 각도가 실질적으로 45° 인, 편광판.
  10. 제 9 항에 있어서,
    위상차 필름이 식 (Y) :
    Re(450)/Re(550) ＜ 1 (Y)
    [식 중, Re(450) 및 Re(550) 은, 각각, 파장 450 ㎚ 및 550 ㎚ 에 있어서의 면내 위상차값을 나타낸다]
    를 만족하는, 편광판.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    위상차 필름이, 중합성 액정 화합물의 중합체로 구성되는, 편광판.
  12. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 편광 필름, 또는, 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 편광판을 구비하여 이루어지는 표시 장치.
  13. 표면에 양전자를 주입 에너지 3 ㎸ 로 조사하여 측정되는, 양전자 수명 측정법으로부터 산출되는 평균 자유 체적 반경을 직경으로 변환한 공공 사이즈가 0.45 ㎚ 이상 0.57 ㎚ 이하인 표면을 갖는 기재의 상기 표면 상에, 적어도 1 개의 중합성기를 갖는 중합성 액정 화합물 및 이색성 색소를 포함하는 중합성 액정 조성물의 도막을 형성하는 것,
    상기 도막으로부터 용제를 제거하는 것,
    중합성 액정 화합물이 액체상으로 상전이하는 온도 이상까지 승온한 후 강온하여, 그 중합성 액정 화합물을 스멕틱상으로 상전이시키는 것, 및,
    상기 스멕틱상을 유지한 채로 중합성 액정 화합물을 중합시키는 것
    을 포함하는, 편광 필름의 제조 방법.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020004106A1 (ja) * 2018-06-27 2020-01-02 富士フイルム株式会社 偏光子および画像表示装置
WO2020196669A1 (ja) * 2019-03-27 2020-10-01 デンカ株式会社 組成物
WO2021145582A1 (ko) * 2020-01-17 2021-07-22 주식회사 엘지화학 모노-아조 이색성 염료 화합물, 이를 포함하는 편광판 조성물, 그로부터 형성된 편광판, 이를 구비하는 광학 소자

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007510946A (ja) 2003-11-06 2007-04-26 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 配向した重合体の膜を含む二色性のゲスト−ホスト偏光子
JP2013037353A (ja) 2011-07-12 2013-02-21 Sumitomo Chemical Co Ltd 偏光子及びその製造方法
JP2017083843A (ja) 2015-10-30 2017-05-18 住友化学株式会社 偏光板

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3687231B2 (ja) * 1996-10-29 2005-08-24 日本ゼオン株式会社 高分子フィルム、偏光フィルム及びその製造方法
JP2001108826A (ja) * 1999-10-04 2001-04-20 Sekisui Chem Co Ltd 偏光子保護フィルム及びその製造方法と偏光板
JP4146791B2 (ja) * 2003-12-26 2008-09-10 株式会社 日立ディスプレイズ 液晶表示装置
US7492439B1 (en) * 2004-09-21 2009-02-17 The University Of Rochester Liquid crystal devices especially for use in liquid crystal point diffraction interferometer systems
CN100523872C (zh) * 2005-01-18 2009-08-05 富士胶片株式会社 透明膜及其制备方法、偏振片和图像显示装置
JP2006284736A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Nippon Oil Corp 液晶フィルムおよび光学素子用積層フィルム
WO2007069473A1 (ja) * 2005-12-12 2007-06-21 Konica Minolta Opto, Inc. 偏光板保護フィルム、フィルム製造方法、偏光板及び液晶表示装置
JP5168278B2 (ja) * 2007-07-10 2013-03-21 コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 防眩性フィルム、これを用いた防眩性反射防止フィルム、偏光板、及び表示装置
JP2009145496A (ja) * 2007-12-12 2009-07-02 Nitto Denko Corp 積層偏光板、積層フィルムの製造方法、および画像表示装置
JP2011154176A (ja) * 2010-01-27 2011-08-11 Sumitomo Chemical Co Ltd 楕円偏光板およびその製造方法、ならびに楕円偏光板チップ、液晶表示装置
KR20160092163A (ko) * 2015-01-27 2016-08-04 동우 화인켐 주식회사 보호층을 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 표시장치
JP6713872B2 (ja) * 2015-07-31 2020-06-24 日東電工株式会社 積層フィルム、積層フィルムの製造方法、光学部材、画像表示装置、光学部材の製造方法および画像表示装置の製造方法
JP6055569B1 (ja) * 2016-05-18 2016-12-27 日本ゼオン株式会社 重合性化合物、混合物、重合性液晶組成物、高分子、光学フィルム、光学異方体、偏光板、フラットパネル表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置および反射防止フィルム
KR20180061485A (ko) * 2016-11-28 2018-06-08 삼성디스플레이 주식회사 플렉서블 표시 장치
CN106772755B (zh) * 2017-02-27 2019-03-29 合肥京东方光电科技有限公司 一种偏光片和液晶显示设备

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007510946A (ja) 2003-11-06 2007-04-26 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 配向した重合体の膜を含む二色性のゲスト−ホスト偏光子
JP2013037353A (ja) 2011-07-12 2013-02-21 Sumitomo Chemical Co Ltd 偏光子及びその製造方法
JP2017083843A (ja) 2015-10-30 2017-05-18 住友化学株式会社 偏光板

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