KR20220038354A - 편광 필름 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
시감도 보정 단체 투과율이 상이한 적어도 2 개의 영역을 가지면서, 서로의 영역 윤곽이 잘 시인되지 않고, 또한, 필름 전체가 광 흡수 이방성을 나타낼 수 있는 신규한 편광 필름을 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명은, 편광층과 기재층을 포함하는 편광 필름으로서, 그 편광 필름의 면 방향으로 제 1 영역과, 상기 제 1 영역과 인접하고, 상기 제 1 영역보다 시감도 보정 단체 투과율이 높은 제 2 영역을 포함하고, 상기 제 2 영역은, 그 제 1 영역의 시감도 보정 단체 투과율과의 차가 30 ％ 미만이고, 또한, 시감도 보정 편광도가 10 ％ 보다 큰 영역 X 를 포함하는, 편광 필름에 관한 것이다.
Description
본 발명은 편광 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 다이오드 (OLED) 를 사용한 유기 EL 표시 장치는, 액정 표시 장치 등에 비해 경량화나 박형화가 가능할 뿐만 아니라, 폭넓은 시야각, 빠른 응답 속도, 높은 콘트라스트 등의 고화질을 실현할 수 있기 때문에, 스마트폰이나 텔레비전, 디지털 카메라 등, 여러 가지 분야에서 사용되고 있다. 유기 EL 표시 장치에서는, 그 장치를 구성하는 전극에서의 광 반사나 외광의 반사에 의한 시인성의 저하를 억제하기 위해서 타원 편광판이 사용되고 있다.
이와 같은 타원 편광판에 사용되는 편광 필름으로서, 특허문헌 1 ∼ 3 에는, 기재 상에 패턴화된 편광층을 적층한 패턴 편광 필름이 개시되어 있다.
종래의 패턴 편광 필름에 있어서는, 상기 특허문헌 1 ∼ 3 에 개시되는 바와 같이, 시감도 보정 단체 투과율이 낮고, 또한, 편광 필름으로서 기능할 수 있는 일반적인 범위의 시감도 보정 편광도 (통상, 90 ％ 정도 이상) 를 갖는 편광 영역과, 시감도 보정 단체 투과율이 높고, 또한, 상기 편광 영역보다 시감도 보정 편광도가 상당히 낮은 (통상, 10 ％ 이하) 저편광 영역이 명확하게 시인된다. 시감도 보정 단체 투과율이 상이한 적어도 2 개의 영역을 가지면서, 서로의 영역 윤곽이 잘 시인되지 않고, 또한, 필름 전체가 광 흡수 이방성을 나타낼 수 있는 편광 필름은 지금까지 알려지지 않았다.
본 발명은, 시감도 보정 단체 투과율이 상이한 적어도 2 개의 영역을 가지면서, 서로의 영역 윤곽이 잘 시인되지 않고, 또한, 필름 전체가 광 흡수 이방성을 나타낼 수 있는 신규한 편광 필름, 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자 등은 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토한 결과, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉, 본 발명은 이하의 양태를 포함한다.
[1] 편광층과 기재층을 포함하는 편광 필름으로서,
그 편광 필름의 면 방향으로 제 1 영역과, 상기 제 1 영역과 인접하고, 상기 제 1 영역보다 시감도 보정 단체 투과율이 높은 제 2 영역을 포함하고,
상기 제 2 영역은, 그 제 1 영역의 시감도 보정 단체 투과율과의 차가 30 ％ 미만이고, 또한, 시감도 보정 편광도가 10 ％ 보다 큰 영역 X 를 포함하는, 편광 필름.
[2] 상기 영역 X 는, 제 1 영역과 접하는 제 2 영역의 외곽으로부터 내측을 향하여 연속해서 존재하는, 상기 [1] 에 기재된 편광 필름.
[3] 제 2 영역은, 적어도 2 개의 상이한 시감도 보정 단체 투과율을 갖는, 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 편광 필름.
[4] 제 2 영역의 시감도 보정 단체 투과율과 제 1 영역의 시감도 보정 단체 투과율의 차는, 제 2 영역 전역에 있어서 30 ％ 미만인, 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된 편광 필름.
[5] 제 1 영역의 시감도 보정 단체 투과율은 30 ％ 이상 55 ％ 미만인, 상기 [1] ∼ [4] 중 어느 하나에 기재된 편광 필름.
[6] 영역 X 는, 시감도 보정 단체 투과율이 45 ％ 이상 70 ％ 이하인, 상기 [1] ∼ [5] 중 어느 하나에 기재된 편광 필름.
[7] 영역 X 는, 시감도 보정 편광도가 30 ％ 이상 85 ％ 이하인, 상기 [1] ∼ [6] 중 어느 하나에 기재된 편광 필름.
[8] 제 2 영역의 시감도 보정 단체 투과율이, 제 2 영역의 외곽으로부터 내측을 향하여 단계적으로 높아지는, 상기 [1] ∼ [7] 중 어느 하나에 기재된 편광 필름.
[9] 제 2 영역은, 제 1 영역과 접하는 영역 2-1 과, 상기 영역 2-1 의 내측에 위치하는 영역 2-2 로 구성되어 있고,
영역 2-2 의 시감도 보정 단체 투과율은 실질적으로 균일하고, 또한, 영역 2-1 에 있어서의 시감도 보정 단체 투과율보다 높은, 상기 [1] ∼ [8] 중 어느 하나에 기재된 편광 필름.
[10] 영역 2-1 의 시감도 보정 단체 투과율은, 영역 2-2 를 향하여 단계적으로 높아지는, 상기 [9] 에 기재된 편광 필름.
[11] 영역 2-2 의 시감도 보정 단체 투과율은 45 ％ 이상 70 ％ 이하인, 상기 [9] 또는 [10] 에 기재된 편광 필름.
[12] 제 2 영역의 평면에서 본 형상은, 원형, 타원형, 장원형 또는 다각형인, 상기 [1] ∼ [11] 중 어느 하나에 기재된 편광 필름.
[13] 편광층과 기재층 사이에 배향층을 갖는, 상기 [1] ∼ [12] 중 어느 하나에 기재된 편광 필름.
[14] 편광층은, 이색성 색소 및 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물의 경화층으로 이루어지는, 상기 [1] ∼ [13] 중 어느 하나에 기재된 편광 필름.
[15] 상기 [1] ∼ [14] 중 어느 하나에 기재된 편광 필름과 위상차 필름을 포함하는 타원 편광판.
[16] 상이한 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 적어도 2 개의 영역을 면 방향으로 포함하는 편광 필름의 제조 방법으로서,
제 1 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 영역을 형성하는 공정과,
제 1 시감도 보정 단체 투과율보다 높고, 또한, 제 1 시감도 보정 단체 투과율과의 차가 30 ％ 미만이고, 시감도 보정 편광도가 10 ％ 보다 큰 영역을, 상기 제 1 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 영역에 인접하여 형성하는 공정을 포함하는, 편광 필름의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 시감도 보정 단체 투과율이 상이한 적어도 2 개의 영역을 가지면서, 서로의 영역 윤곽이 잘 시인되지 않고, 또한, 필름 전체가 광 흡수 이방성을 나타낼 수 있는 신규한 편광 필름, 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 편광 필름의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2 는, 본 발명의 편광 필름의 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
도 3 은, 본 발명의 일례인 도 2 의 편광 필름의 *-* 부에 있어서의 시감도 보정 단체 투과율을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 4 는, 본 발명의 편광 필름의 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
도 5 는, 본 발명의 일례인 도 4 의 편광 필름의 *-* 부에 있어서의 시감도 보정 단체 투과율을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 6 은, 본 발명의 편광 필름의 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
도 7 은, 본 발명의 일례인 도 6 의 편광 필름의 *-* 부에 있어서의 시감도 보정 단체 투과율을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 8 은, 본 발명의 편광 필름의 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
도 9 는, 본 발명의 일례인 도 8 의 편광 필름의 *-* 부에 있어서의 시감도 보정 단체 투과율을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 10 은, 본 발명의 편광 필름의 제조 과정에 있어서의 적층 구조의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 11 은, 본 발명의 편광 필름의 제조 과정에 있어서의 적층 구조의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2 는, 본 발명의 편광 필름의 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
도 3 은, 본 발명의 일례인 도 2 의 편광 필름의 *-* 부에 있어서의 시감도 보정 단체 투과율을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 4 는, 본 발명의 편광 필름의 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
도 5 는, 본 발명의 일례인 도 4 의 편광 필름의 *-* 부에 있어서의 시감도 보정 단체 투과율을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 6 은, 본 발명의 편광 필름의 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
도 7 은, 본 발명의 일례인 도 6 의 편광 필름의 *-* 부에 있어서의 시감도 보정 단체 투과율을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 8 은, 본 발명의 편광 필름의 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
도 9 는, 본 발명의 일례인 도 8 의 편광 필름의 *-* 부에 있어서의 시감도 보정 단체 투과율을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 10 은, 본 발명의 편광 필름의 제조 과정에 있어서의 적층 구조의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 11 은, 본 발명의 편광 필름의 제조 과정에 있어서의 적층 구조의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명의 범위는 여기서 설명하는 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 저해하지 않는 범위에서 여러 가지 변경을 할 수 있다.
<편광 필름>
본 발명의 편광 필름은 편광층과 기재층을 포함하고, 그 면 방향으로 제 1 영역과, 제 1 영역과 인접하고, 또한, 제 1 영역보다 시감도 보정 단체 투과율이 높은 제 2 영역을 포함한다. 상기 제 2 영역은, 제 1 영역의 시감도 보정 단체 투과율과의 차가 30 ％ 미만이고, 또한, 시감도 보정 편광도가 10 ％ 보다 큰 영역 X 를 포함한다.
제 2 영역이 영역 X 를 포함함으로써, 서로 시감도 보정 단체 투과율이 상이한 제 1 영역과 제 2 영역의 영역 윤곽을 잘 시인하지 않게 하는 효과를 발생시킬 수 있다. 본 발명에 있어서의 상기 효과를 발생시키는 한, 영역 X 는 제 2 영역 내의 어느 영역에 존재하고 있어도 된다. 시감도 보정 단체 투과율이 상이한 제 1 영역과 제 2 영역의 경계 부분이 잘 눈에 띄지 않게 되어, 2 개의 영역 윤곽의 시인성을 저하시키는 효과가 얻어지기 쉬운 점에서, 영역 X 는, 제 1 영역과 접하는 제 2 영역의 외곽으로부터 내측을 향하여 연속해서 존재하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 있어서, 제 2 영역은, 실질적으로 균일한 시감도 보정 단체 투과율을 갖는다 (이하, 「제 1 양태」 라고도 한다). 이하, 제 1 양태의 편광 필름의 구성의 일례를 도면에 기초하여 설명한다. 본 발명의 편광 필름의 일례를 나타내는 개략 단면도인 도 1 에 있어서, 본 발명의 편광 필름 (11) 은 기재층 (12) 과 그 위에 적층된 편광층 (13) 으로 구성된다. 도 2 는, 도 1 에 나타내는 바와 같은 층 구성을 갖는 편광 필름 (11) 을, 편광층 (13) 측에서 본 평면도이고, 편광 필름 (11) 의 면 방향으로 제 1 영역 (1) 과, 상기 제 1 영역 (1) 의 면 방향에 있어서의 내측에 인접하는 제 2 영역 (2) 을 갖는다. 도 2 의 편광 필름의 *-* 부에 있어서의 시감도 보정 단체 투과율을 모식적으로 나타내는 도 3 에 있어서, 제 2 영역 (2) 의 시감도 보정 단체 투과율 (a) 은, 제 1 영역 (1) 의 시감도 보정 단체 투과율 (b) 보다 높고, 제 2 영역 (2) 전역에 걸쳐 균일하다.
또한, 본 명세서에 있어서 「실질적으로 균일한 시감도 보정 단체 투과율」 이란, 당해 영역 내의 시감도 보정 단체 투과율의 최소값과 최대값의 차가 2 ％ 이내를 의미하고, 「균일한 시감도 보정 단체 투과율」 이란, 당해 영역 내의 시감도 보정 단체 투과율의 최소값과 최대값의 차가 1 ％ 이내인 것을 의미한다.
제 1 양태에 있어서, 제 1 영역의 시감도 보정 단체 투과율과 제 2 영역의 시감도 보정 단체 투과율의 차는 30 ％ 미만이고, 바람직하게는 25 ％ 이하, 보다 바람직하게는 20 ％ 이하이다. 제 2 영역의 시감도 보정 단체 투과율과 제 1 영역의 시감도 보정 단체 투과율의 차가 상기 상한 이하이면, 제 1 영역과 제 2 영역의 영역 윤곽이 잘 시인되지 않게 되어, 제 1 영역과 제 2 영역의 외관적인 차를 작게 할 수 있다. 제 1 양태에 있어서의 제 1 영역의 시감도 보정 단체 투과율과 제 2 영역의 시감도 보정 단체 투과율의 차의 하한값은, 편광 필름의 용도 등에 따라 적절히 결정하면 되지만, 통상, 1 ％ 를 초과하고, 바람직하게는 2 ％ 이상, 보다 바람직하게는 3 ％ 이상이다.
상기 제 1 양태에 있어서, 제 2 영역은 전역에 걸쳐 영역 X 인 것이 바람직하다. 제 2 영역의 시감도 보정 단체 투과율이 실질적으로 균일한 경우, 통상, 시감도 보정 편광도도 동일한 정도가 된다. 따라서, 제 2 영역의 시감도 보정 편광도는, 통상 10 ％ 이상이고, 바람직하게는 30 ％ 이상, 보다 바람직하게는 35 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 40 ％ 이상, 특히 바람직하게는 45 ％ 이상이고, 또, 바람직하게는 85 ％ 이하, 보다 바람직하게는 83 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 81 ％ 이하이다. 제 2 영역이 상기 범위 내의 시감도 보정 편광도를 가짐으로써, 서로 상이한 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 영역에 패턴화된 필름이면서, 필름 전역이 광 흡수 이방성을 나타내는 편광 필름을 얻을 수 있다.
제 1 양태의 편광 필름에 있어서, 제 1 영역은, 종래 일반적인 편광 필름을 구성하는 편광층에 요구되는 편광 기능을 갖는 영역인 것이 바람직하고, 통상, 실질적으로 균일한 시감도 보정 단체 투과율을 갖는다. 그 시감도 보정 단체 투과율은 30 ％ 이상 55 ％ 미만인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 35 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 38 ％ 이상, 특히 바람직하게는 40 ％ 이상이고, 또, 보다 바람직하게는 50 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 48 ％ 이하, 특히 바람직하게는 45 ％ 이하이다.
제 1 양태의 편광 필름에 있어서, 제 1 영역의 시감도 보정 편광도는, 바람직하게는 90 ％ 이상, 보다 바람직하게는 92 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 95 ％ 이상이다. 제 1 영역의 시감도 보정 단체 투과율의 상한은 특별히 한정되는 것은 아니며, 100 ％ 이어도 된다.
제 1 양태의 편광 필름에 있어서, 영역 X 의 시감도 보정 단체 투과율은, 바람직하게는 45 ％ 이상 70 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 45 ％ 이상 65 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 45 ％ 이상 60 ％ 이하이다. 제 1 양태의 편광 필름에 있어서 영역 X 의 시감도 보정 단체 투과율이 상기 범위 내이면, 제 1 영역과 제 2 영역의 영역 윤곽을 눈에 띄지 않게 하는 효과가 높아지기 쉽다.
제 1 양태의 편광 필름에 있어서, 영역 X 의 시감도 보정 편광도는, 통상 10 ％ 이상, 바람직하게는 30 ％ 이상, 보다 바람직하게는 35 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 40 ％ 이상, 특히 바람직하게는 45 ％ 이상이고, 또, 바람직하게는 85 ％ 이하, 보다 바람직하게는 83 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 81 ％ 이하이다. 제 1 양태의 편광 필름에 있어서 영역 X 의 시감도 보정 편광도가 상기 범위 내이면, 서로 상이한 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 영역에 패턴화된 필름이면서, 제 1 영역 및 영역 X (실질적으로 제 2 영역) 로 구성되는 필름 전역이 광 흡수 이방성을 나타내는 편광 필름이 된다.
본 발명에 있어서, 시감도 보정 단체 투과율 (Ty) 및 시감도 보정 편광도 (Py) 는, 분광 광도계를 사용하여 측정한 단체 투과율 및 편광도에 기초하여 산출할 수 있다.
예를 들어, 가시광인 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 의 범위에서 투과축 방향 (배향 수직 방향) 의 투과율 (T1) 및 흡수축 방향 (배향 동일 방향) 의 투과율 (T2) 을, 분광 광도계에 편광자가 부착된 폴더를 세트한 장치를 사용하여 더블 빔법으로 측정할 수 있다.
측정 직경은 원형의 직경 1 ㎜ 로 한다. 가시광 범위에서의 단체 투과율 및 편광도는, 하기 식 (식 1) 및 (식 2) 를 사용하여 각 파장에 있어서의 단체 투과율 및 편광도를 산출하고, 또한 JIS Z 8701 의 2 도 시야 (C 광원) 에 의해 시감도 보정을 실시함으로써, 시감도 보정 단체 투과율 (Ty) 및 시감도 보정 편광도 (Py) 를 산출할 수 있다. 상세하게는, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 따라 측정 및 산출할 수 있다.
단체 투과율 [％] = (T1 + T2)/2
(식 1)
편광도 [％] = {(T1 - T2)/(T1 + T2)} × 100
(식 2)
제 2 영역 내에 있어서 복수 단계로 시감도 보정 단체 투과율을 제어함으로써, 제 1 영역과 제 2 영역의 영역 윤곽을 흐리게 하기 쉬워져, 상기 제 1 양태와 비교하여 보다 높은 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 영역을 제 2 영역 내에 형성하는 것도 가능해지므로, 본 발명의 다른 일 양태에 있어서, 제 2 영역은, 적어도 2 개의 상이한 시감도 보정 단체 투과율을 갖는다 (이하, 「제 2 양태」 라고도 한다). 이 경우, 시감도 보정 단체 투과율이 보다 낮은 영역이 제 1 영역과 접하는 제 2 영역에 존재함으로써, 제 1 영역과 제 2 영역의 경계 부분이 눈에 잘 띄지 않게 되어, 영역 윤곽의 시인성을 낮추는 효과가 보다 우수하다. 따라서, 제 2 양태에 있어서, 제 1 영역과 접하는 제 2 영역의 외곽측의 시감도 보정 단체 투과율은, 제 2 영역의 내측의 시감도 보정 단체 투과율보다 낮은 것이 바람직하고, 적어도 제 1 영역과 접하는 제 2 영역이 영역 X 인 것이 보다 바람직하다.
제 2 양태에 있어서, 제 2 영역의 시감도 보정 단체 투과율은, 제 2 영역의 외곽으로부터 내측을 향하여 단계적으로 높아지는 것이 바람직하다. 제 2 영역의 시감도 보정 단체 투과율이, 제 1 영역에 접하는 제 2 영역의 외곽으로부터 내측을 향하여 높아짐으로써, 제 1 영역과 제 2 영역의 경계 부분이 눈에 잘 띄지 않게 되어, 영역 윤곽의 시인성을 낮추는 효과가 보다 우수하다. 제 2 영역의 시감도 보정 단체 투과율이 단계적으로 높아지는 경우의 양태로는, 예를 들어, 도 4, 6 및 8 에 나타내는 바와 같은 양태를 들 수 있다.
도 4 는, 도 1 에 나타내는 바와 같은 층 구성을 갖는 편광 필름 (11) 을, 편광층 (13) 측에서 본 평면도이고, 편광 필름 (11) 의 면 방향으로 제 1 영역 (1) 과, 상기 제 1 영역 (1) 의 면 방향에 있어서의 내측에 인접하는 제 2 영역 (2) 을 갖는다. 제 2 영역 (2) 은, 추가로, 제 1 영역에 접하는 영역 2-1 (3) 과, 그 영역 2-1 (3) 의 면 방향에 있어서의 내측에 위치하는 영역 2-2 (4) 로 구성되어 있다. 도 4 의 편광 필름의 *-* 부에 있어서의 시감도 보정 단체 투과율을 모식적으로 나타내는 도 5 에 있어서, 제 2 영역 (2) 의 시감도 보정 단체 투과율은, 제 1 영역 (1) 의 시감도 보정 단체 투과율 (b) 보다 높고, 제 2 영역 (2) 을 구성하는 영역 2-2 (4) 의 시감도 보정 단체 투과율 (a-2) 은 영역 2-1 (3) 의 시감도 보정 단체 투과율 (a-1) 보다 높다.
도 4 에 나타내는 편광 필름 (11) 에 있어서, 영역 2-2 (4) 의 시감도 보정 단체 투과율 (a-2) 은, 도 5 에 나타내는 바와 같이 실질적으로 균일하고, 영역 2-1 (3) 은 실질적으로 균일한 시감도 보정 단체 투과율 (a-1) 을 갖는 1 개의 영역으로 이루어진다. 제 2 영역 중에서 가장 높은 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 영역 2-2 와 제 1 영역 사이에, 시감도 보정 단체 투과율이 제 1 영역보다 높고, 영역 2-2 보다 낮은 영역 2-1 을 형성함으로써, 제 1 영역과 제 2 영역의 영역 윤곽을 눈에 잘 띄지 않게 하는 효과를 높일 수 있다. 영역 2-1 의 시감도 보정 단체 투과율은, 각각 실질적으로 균일한 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 2 이상의 영역에 의해 복수 단계로 높아져 있어도 된다. 이 경우, 제 2 영역을 구성하는 실질적으로 균일한 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 복수의 영역 중, 가장 높은 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 영역이 영역 2-2 가 되고, 그 이외의 영역이 영역 2-1 이 된다.
또, 영역 2-1 의 시감도 보정 단체 투과율은, 실질적으로 균일한 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 영역 2-2 를 향하여 그라데이션상으로 서서히 높아져 있어도 된다. 도 6 은, 영역 2-1 (3) 의 시감도 보정 단체 투과율이 영역 2-2 (4) 를 향하여 그라데이션상으로 높아지는 편광 필름 (11) 의 일례를 나타내는 평면도이다. 도 6 의 편광 필름의 *-* 부에 있어서의 시감도 보정 단체 투과율을 모식적으로 나타내는 도 7 에 있어서, 영역 2-2 (4) 의 시감도 보정 단체 투과율 (a-2) 은 실질적으로 균일하고, 또한, 영역 2-1 (3) 의 시감도 보정 단체 투과율 (a-1) 보다 높고, 영역 2-1 (3) 의 시감도 보정 단체 투과율은, 영역 2-2 (4) 를 향하여 그라데이션상으로 높아지고 있다.
영역 2-1 (3) 의 시감도 보정 단체 투과율 (a-1) 이 영역 2-2 (4) 를 향하여 단계적으로 높아지고 있으면, 제 1 영역과 제 2 영역의 영역 윤곽을 눈에 잘 띄지 않게 하는 효과가 높아져, 비교적 높은 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 영역 2-2 (4) 를 형성한 경우에도 제 1 영역과 제 2 영역의 외관적인 차가 작아지기 쉽다. 따라서, 본 발명의 제 2 양태에 있어서의 바람직한 편광 필름의 일 양태에 있어서, 제 2 영역은, 제 1 영역과 접하는 영역 2-1 과, 상기 영역 2-1 의 내측에 위치하는 영역 2-2 로 구성되고, 영역 2-2 의 시감도 보정 단체 투과율은 실질적으로 동일하고, 또한, 영역 2-1 에 있어서의 시감도 보정 단체 투과율보다 높고, 영역 2-1 의 시감도 보정 단체 투과율은 영역 2-2 를 향하여 단계적으로 높아진다.
제 2 영역은, 실질적으로 균일한 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 영역 2-2 를 포함하지 않고, 제 2 영역 내의 한 점을 향하여, 제 1 영역과 접하는 제 2 영역의 외곽으로부터 내측으로 단계적으로 높아지고 있어도 된다. 도 8 은, 이러한 양태의 일례를 나타내는 평면도이고, 편광 필름 (11) 은 면 방향으로 제 1 영역 (1) 과, 상기 제 1 영역 (1) 의 면 방향에 있어서의 내측에 인접하는 제 2 영역 (2) 을 갖는다. 도 8 의 편광 필름의 *-* 부에 있어서의 시감도 보정 단체 투과율을 모식적으로 나타내는 도 9 에 있어서, 제 2 영역 (2) 의 시감도 보정 단체 투과율 (a) 은, 제 1 영역 (1) 의 시감도 보정 단체 투과율 (b) 보다 높고, 제 2 영역 (2) 내의 한 점을 향하여 제 2 영역 (2) 의 외곽으로부터 내측으로 그라데이션상으로 높아진다. 그 양태에 있어서도, 제 2 영역의 시감도 보정 단체 투과율은, 각각 실질적으로 균일한 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 2 이상의 영역에 의해 복수 단계로 높아져 있어도 된다.
제 2 영역 내에 있어서의 영역 2-2 의 위치, 및 제 2 영역 내의 한 점을 향하여 제 2 영역의 시감도 보정 단체 투과율이 높아지는 경우의 상기 「한 점」 (이하, 「중심점」 이라고도 한다) 의 위치는, 제 2 영역의 형상, 편광 필름의 용도 등에 따라 적절히 선택하면 되고, 제 2 영역 내 중 어느 위치에 위치하고 있어도 된다. 통상, 영역 2-2 나 제 2 영역 내의 중심점은, 제 2 영역 내에서 가장 높은 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 영역 또는 점이 되기 때문에, 제 1 영역과 접하지 않는 제 2 영역 내 중 어느 위치에 위치하는 것이 바람직하다. 또, 제 2 영역의 시감도 보정 단체 투과율이 제 2 영역의 내측을 향하여 높아지는 경우, 시감도 보정 단체 투과율이 제 2 영역의 외곽으로부터 영역 2-2 또는 상기 중심점을 향하여 동심상으로 높아지면, 제 2 영역 내에서 시감도 보정 단체 투과율이 상이한 것에 의한 영역 윤곽의 시인을 억제하기 쉬워진다.
제 2 양태에 있어서, 제 2 영역 내의 시감도 보정 단체 투과율의 최소값과 최대값의 차는, 바람직하게는 30 ％ 미만, 보다 바람직하게는 25 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 20 ％ 이하이다.
제 2 영역 내에 있어서의 시감도 보정 단체 투과율의 차가 상기 범위 내이면, 제 2 영역 내에서 시감도 보정 단체 투과율이 상이함으로써 시인될 수 있는 영역 윤곽을 눈에 잘 띄지 않게 하는 효과가 우수하다. 제 2 영역 내의 시감도 보정 단체 투과율의 차의 하한값은, 편광 필름의 용도, 제 2 영역의 크기 등에 따라 적절히 결정하면 되고, 통상 1 ％ 를 초과하고, 바람직하게는 3 ％ 이상, 보다 바람직하게는 5 ％ 이상이다.
제 2 양태에 있어서, 제 2 영역의 시감도 보정 단체 투과율과 제 1 영역의 시감도 보정 단체 투과율의 차는, 제 2 영역의 전역에 있어서 30 ％ 미만인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 25 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 20 ％ 이하이다. 제 2 영역의 전역에 있어서 제 1 영역의 시감도 보정 단체 투과율과의 차가 상기 상한 이하이면, 제 1 영역과 제 2 영역의 영역 윤곽을 잘 시인할 수 없게 되어, 제 1 영역과 제 2 영역의 외관적인 차를 작게 할 수 있다. 제 2 양태에 있어서의 제 1 영역의 시감도 보정 단체 투과율과 제 2 영역의 시감도 보정 단체 투과율의 차의 하한값은, 제 2 영역 내에 있어서의 시감도 보정 단체 투과율이 상이한 각 영역의 분포, 편광 필름의 용도 등에 따라 적절히 결정하면 된다. 예를 들어, 제 2 영역이 도 5 에 나타내는 바와 같은 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 경우, 상기 하한값은, 통상 1 ％ 를 초과하고 바람직하게는 2 ％ 이상, 보다 바람직하게는 3 ％ 이상이다. 제 2 영역이 도 7 이나 9 에 나타내는 바와 같은 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 경우에는, 제 2 영역의 시감도 보정 단체 투과율이 제 1 영역의 시감도 보정 단체 투과율보다 높은 한 하한값은 특별히 한정되지 않는다.
제 2 양태에 있어서는, 제 2 영역 전역이 영역 X 이어도 되고, 제 2 영역의 일부가 영역 X 이어도 된다. 제 2 영역이 영역 2-1 과 영역 2-2 로 이루어지는 경우, 영역 2-1 의 일부가 영역 X 이어도 되고, 영역 2-1 만이 영역 X 이어도 되고, 영역 2-1 과 영역 2-2 가 모두 영역 X 이어도 된다. 제 2 영역에 있어서의 영역 X 의 면적이 넓어지면, 제 1 영역과 제 2 영역의 영역 윤곽의 시인성을 저하시키는 효과가 우수한 경향이 있다.
제 2 영역의 총면적에 대해 영역 X 가 일정 이상의 면적을 차지함으로써, 제 1 영역과 제 2 영역의 경계 부분을 눈에 잘 띄지 않게 하는 효과가 얻어지기 쉽기 때문에, 영역 X 의 면적이 제 2 영역의 총면적에 대해 일정 이상이 되도록 제 2 영역의 외곽으로부터 내측을 향하여 영역 X 를 형성하는 것이 바람직하다. 제 2 영역의 총면적에 대한 영역 X 의 면적이, 예를 들어 30 ％ 이상, 바람직하게는 40 ％ 이상, 보다 바람직하게는 50 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 60 ％ 이상, 특히 바람직하게는 70 ％ 이상, 특히 바람직하게는 80 ％ 이상이 되도록, 제 1 영역과 접하는 제 2 영역의 외곽으로부터 내측을 향하여, 바람직하게는 연속해서 영역 X 를 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 있어서는, 제 2 영역의 전역이 영역 X 이다 (즉, 제 2 영역의 총면적에 대한 영역 X 의 면적은 100 ％ 이다).
제 2 양태의 편광 필름에 있어서, 제 1 영역은, 종래 일반적인 편광 필름을 구성하는 편광층에 요구되는 편광 기능을 갖는 영역인 것이 바람직하고, 통상, 실질적으로 균일한 시감도 보정 단체 투과율을 갖는다. 그 시감도 보정 단체 투과율은 30 ％ 이상 55 ％ 미만인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 35 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 38 ％ 이상, 특히 바람직하게는 40 ％ 이상이고, 또, 보다 바람직하게는 50 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 48 ％ 이하, 특히 바람직하게는 45 ％ 이하이다.
제 2 양태의 편광 필름에 있어서, 제 1 영역의 시감도 보정 편광도는, 바람직하게는 90 ％ 이상, 보다 바람직하게는 92 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 95 ％ 이상이다. 제 1 영역의 시감도 보정 단체 투과율의 상한은 특별히 한정되는 것은 아니며, 100 ％ 이어도 된다.
제 2 양태의 편광 필름에 있어서, 영역 X 의 시감도 보정 단체 투과율은, 바람직하게는 45 ％ 이상 70 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 45 ％ 이상 65 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 45 ％ 이상 60 ％ 이하이다. 제 2 양태의 편광 필름에 있어서 영역 X 의 시감도 보정 단체 투과율이 상기 범위 내이면, 제 1 영역과 제 2 영역의 영역 윤곽을 눈에 띄지 않게 하는 효과가 높아지기 쉽다. 제 2 영역이 영역 2-1 과 영역 2-2 로 이루어지는 경우, 영역 2-2 의 시감도 보정 단체 투과율이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.
제 2 양태의 편광 필름에 있어서, 영역 X 의 시감도 보정 편광도는, 통상 10 ％ 이상, 바람직하게는 30 ％ 이상, 보다 바람직하게는 35 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 40 ％ 이상, 특히 바람직하게는 45 ％ 이상이고, 또, 바람직하게는 85 ％ 이하, 보다 바람직하게는 83 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 81 ％ 이하이다. 제 2 양태의 편광 필름에 있어서 영역 X 의 시감도 보정 편광도가 상기 범위 내이면, 서로 상이한 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 영역에 패턴화된 필름이면서, 제 1 영역 및 영역 X (실질적으로 제 2 영역) 로 구성되는 필름 전역이 광 흡수 이방성을 나타내는 편광 필름이 된다. 제 2 영역이 영역 2-1 과 영역 2-2 로 이루어지는 경우, 영역 2-2 의 시감도 보정 편광도가 상기 범위 내인 것이 바람직하다.
제 2 양태의 편광 필름에 있어서, 제 2 영역 내의 시감도 보정 단체 투과율의 최대값은, 바람직하게는 95 ％ 이하, 보다 바람직하게는 90 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 85 ％ 이하, 특히 바람직하게는 80 ％ 미만, 특히 바람직하게는 75 ％ 이하, 보다 특히 바람직하게는 70 ％ 이하이다. 제 2 영역 내의 시감도 보정 단체 투과율의 최소값은, 바람직하게는 45 ％ 이상이다. 제 2 영역이 영역 2-1 과 영역 2-2 로 이루어지는 경우, 통상, 영역 2-2 의 시감도 보정 단체 투과율의 최대값은 상기 제 2 영역 내의 시감도 보정 단체 투과율의 최대값의 범위 내가 된다.
제 2 양태의 편광 필름에 있어서, 제 2 영역 내의 시감도 보정 편광도의 최소값은, 예를 들어 0 ％ 이어도 되고, 바람직하게는 10 ％ 이상, 보다 바람직하게는 20 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 30 ％ 이상이다. 제 2 영역이 영역 2-1 과 영역 2-2 로 이루어지는 경우, 통상, 영역 2-2 의 시감도 보정 단체 투과율의 최소값은 상기 제 2 영역 내의 시감도 보정 단체 투과율의 최소값의 범위 내가 된다.
본 발명의 편광 필름의 총면적에 대한 제 1 영역 및 제 2 영역의 각 점유 면적의 비율은, 편광 필름의 용도나 요구되는 특성 등에 따라 적절히 선택하면 된다. 편광 필름 표면의 총면적에 대한 제 1 영역 및 제 2 영역의 점유 면적의 합계의 비율은, 바람직하게는 90 ％ 이상, 보다 바람직하게는 95 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 99 ％ 이상이다.
제 1 영역의 점유 면적과 제 2 영역의 점유 면적의 합계 면적에 대한 제 1 영역의 점유 면적은, 바람직하게는 50 ％ 이상, 보다 바람직하게는 70 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 80 ％ 이상이다.
제 1 영역의 점유 면적과 제 2 영역의 점유 면적의 합계 면적에 대한 제 2 영역의 점유 면적은, 바람직하게는 50 ％ 이하, 보다 바람직하게는 30 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 20 ％ 이하이다. 본 발명의 편광 필름에 있어서, 제 2 영역은 제 1 영역 내에 각각 독립적으로 복수개 형성되어 있어도 된다.
본 발명의 편광 필름에 있어서, 제 2 영역이 영역 2-1 과 영역 2-2 로 구성되는 경우, 그 제 2 영역의 표면적에 대한 영역 2-1 의 점유 면적의 비율은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 20 ％ 이상, 바람직하게는 30 ％ 이상이다. 또, 제 2 영역이 영역 2-1 과 영역 2-2 로 구성되는 경우, 그 제 2 영역의 표면적에 대한 영역 2-2 의 점유 면적의 비율은, 예를 들어 20 ％ 이상, 바람직하게는 30 ％ 이상이고, 또, 예를 들어 80 ％ 이하, 바람직하게는 70 ％ 이하이다.
본 발명의 편광 필름에 있어서, 제 2 영역의 형상은, 제 2 영역 내에 있어서의 시감도 보정 단체 투과율이 상이한 각 영역의 분포, 편광 필름의 용도 등에 따라 적절히 결정하면 된다. 제 2 영역의 평면에서 본 형상은, 예를 들어, 원형 ; 타원형 ; 장원형 ; 삼각형, 정방형, 직사각형, 마름모꼴 등의 다각형 ; 문자 형상 ; 이들의 조합 등, 임의의 형상이어도 되고, 제 2 영역을 형성할 때의 가공의 용이성 등의 관점에서, 바람직하게는 원형, 타원형, 장원형 또는 다각형이다.
제 2 영역이 원형인 경우, 그 직경은 5 ㎝ 이하인 것이 바람직하고, 3 ㎝ 이하인 것이 보다 바람직하고, 2 ㎝ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 제 2 영역이 타원형 또는 장원형인 경우, 그 장축은 5 ㎝ 이하인 것이 바람직하고, 3 ㎝ 이하인 것이 보다 바람직하고, 2 ㎝ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 제 2 영역이 다각형인 경우, 이 다각형이 내접되도록 그린 가상원의 직경은 5 ㎝ 이하인 것이 바람직하고, 3 ㎝ 이하인 것이 보다 바람직하고, 2 ㎝ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 편광 필름이 장척상의 편광 필름인 경우, 장척상의 편광 필름은 통상, 편광 필름의 용도 등에 따라 소정 사이즈로 재단되기 때문에, 재단 후의 편광 필름의 소정의 위치에 제 1 영역이나 제 2 영역이 형성되도록, 장척상의 편광 필름에 있어서의 제 1 영역이나 제 2 영역의 배치를 설정하는 것이 바람직하다.
(기재층)
본 발명에 있어서 기재층은, 편광 필름을 제조할 때에 편광층이나 배향층을 지지할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고, 당해 분야에서 공지된 기재를 사용할 수 있다. 기재로는, 예를 들어 유리 기재나 수지 기재를 들 수 있고, 장척의 편광 필름을 연속적으로 제조할 수 있는 관점에서 수지 기재가 바람직하다. 수지 기재는, 가시광을 투과할 수 있는 투광성을 갖는 기재인 것이 바람직하다. 여기서, 투광성이란, 파장 380 ∼ 780 ㎚ 의 파장역의 광에 대해 시감도 보정 단체 투과율이 80 ％ 이상인 것을 말한다.
수지 기재를 구성하는 수지로는, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 ; 노르보르넨계 폴리머 등의 고리형 올레핀계 수지 ; 폴리비닐알코올 ; 폴리에틸렌테레프탈레이트 ; 폴리메타크릴산에스테르 ; 폴리아크릴산에스테르 ; 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스 및 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 등의 셀룰로오스에스테르 ; 폴리에틸렌나프탈레이트 ; 폴리카보네이트 ; 폴리술폰 ; 폴리에테르술폰 ; 폴리에테르케톤 ; 폴리페닐렌술파이드 및 폴리페닐렌옥사이드 ; 등을 들 수 있다.
시판되는 셀룰로오스에스테르의 수지 기재로는, "후지택 필름" (후지 사진 필름 주식회사 제조) ; "KC8UX2M", "KC8UY" 및 "KC4UY" (이상, 코니카 미놀타 옵토 주식회사 제조) 등을 들 수 있다.
시판되는 고리형 올레핀계 수지로는, "Topas" (등록상표) (Ticona 사 (독) 제조), "아톤" (등록상표) (JSR 주식회사 제조), "제오노아 (ZEONOR)" (등록상표), "제오넥스 (ZEONEX)" (등록상표) (이상, 닛폰 제온 주식회사 제조) 및 "아펠" (등록상표) (미츠이 화학 주식회사 제조) 을 들 수 있다. 이와 같은 고리형 올레핀계 수지를, 용제 캐스트법, 용융 압출법 등의 공지된 수단에 의해 제막 (製膜) 하여, 수지 기재로 할 수 있다. 시판되고 있는 고리형 올레핀계 수지의 수지 기재를 사용할 수도 있다. 시판되는 고리형 올레핀계 수지의 수지 기재로는, "에스시나" (등록상표), "SCA40" (등록상표) (이상, 세키스이 화학 공업 주식회사 제조), "제오노아 필름" (등록상표) (옵테스 주식회사 제조) 및 "아톤 필름" (등록상표) (JSR 주식회사 제조) 을 들 수 있다.
기재층의 두께는, 실용적인 취급을 할 수 있을 정도의 질량인 점에서는, 얇은 편이 바람직하지만, 강도나 가공성의 관점에서, 통상, 5 ㎛ ∼ 300 ㎛ 이고, 바람직하게는 20 ㎛ ∼ 200 ㎛ 이다. 또, 기재층은 박리 가능하게 형성되어 있어도 되고, 예를 들어, 편광 필름의 패턴화 편광층을, 표시 장치를 이루는 부재나 후술하는 위상차 필름 등에 첩합 (貼合) 한 후, 편광 필름으로부터 박리할 수 있는 것이어도 된다. 이로써, 편광 필름의 추가적인 박막화 효과가 얻어진다.
기재층은, 1 층 구조이어도 되고 2 층 이상의 다층 구조이어도 된다. 기재층이 다층 구조인 경우, 각 층은 동일한 재료로 형성되어 있어도 되고, 서로 상이한 재료로 형성되어 있어도 된다.
또, 기재층은, 예를 들어 1/4 파장판 기능과 같은 위상차 기능을 가지고 있어도 된다. 기재층이 위상차 기능을 가짐으로써, 기재층과 패턴화된 편광층의 조합에 의해, 타원 편광판의 기능을 갖는 편광 필름을 얻을 수 있다. 이로써, 편광 필름에, 기재층과는 별도로 위상차 필름을 첩합하지 않아도, 타원 편광판을 얻을 수 있다. 또, 기재층이 다층 구조인 경우, 1/2 파장판 기능을 갖는 층과 1/4 파장판 기능을 갖는 층이 적층된 것을 사용하여, 패턴화된 편광층을 1/2 파장판 기능을 갖는 층측에 적층함으로써, 타원 편광판을 얻을 수 있다. 혹은, 기재층이 다층 구조인 경우, 역파장 분산성의 1/4 파장판 기능을 갖는 층과 포지티브 C 플레이트 기능을 갖는 층이 적층된 것을 사용함으로써도, 타원 편광판을 얻을 수 있다.
(편광층)
본 발명에 있어서 편광층은, 편광 기능을 갖는 층이고, 그 층의 면내에 제 1 영역 및 제 2 영역을 형성할 수 있는 것인 한 특별히 한정되는 것은 아니다. 편광층으로는, 종래 편광 필름으로서 일반적으로 사용되고 있는 것을 사용할 수 있고, 예를 들어, 흡수 이방성을 갖는 색소를 흡착시킨 연신 필름이나 흡수 이방성을 갖는 색소를 도포한 필름을 편광자로서 포함하는 필름 (층) 등을 들 수 있다. 흡수 이방성을 갖는 색소로는, 예를 들어, 이색성 색소를 들 수 있다.
흡수 이방성을 갖는 색소를 흡착시킨 연신 필름을 편광자로서 포함하는 편광층은 통상, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 1 축하는 공정, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 색소로 염색함으로써, 그 이색성 색소를 흡착시키는 공정, 이색성 색소가 흡착된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정, 및 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하는 공정을 거쳐 제조된 편광자의 적어도 일방의 면에 접착제를 개재하여 투명 보호 필름 사이에 끼워 넣음으로써 제조된다.
폴리비닐알코올계 수지는, 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화함으로써 얻어진다. 폴리아세트산비닐계 수지로는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 외에, 아세트산비닐과 그것에 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체가 사용된다. 아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로는, 예를 들어, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 들 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는, 통상 85 ∼ 100 몰％ 정도이고, 바람직하게는 98 몰％ 이상이다. 폴리비닐알코올계 수지는 변성되어 있어도 되고, 예를 들어, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말이나 폴리비닐아세탈도 사용할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는, 통상 1,000 ∼ 10,000 정도이고, 바람직하게는 1,500 ∼ 5,000 의 범위이다.
이와 같은 폴리비닐알코올계 수지를 제막한 것이, 편광층의 원단 필름으로서 사용된다. 폴리비닐알코올계 수지를 제막하는 방법은, 특별히 한정되는 것은 아니며, 공지된 방법으로 제막할 수 있다. 폴리비닐알코올계 원단 필름의 막두께는, 예를 들어, 10 ∼ 150 ㎛ 정도로 할 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지 필름의 1 축 연신은, 이색성 색소에 의한 염색 전, 염색과 동시, 또는 염색 후에 실시할 수 있다. 1 축 연신을 염색 후에 실시하는 경우, 이 1 축 연신은, 붕산 처리 전에 실시해도 되고, 붕산 처리 중에 실시해도 된다. 또, 이들 복수의 단계로 1 축 연신을 실시하는 것도 가능하다. 1 축 연신시에는, 주속이 상이한 롤 사이에서 1 축으로 연신해도 되고, 열롤을 사용하여 1 축으로 연신해도 된다. 또 1 축 연신은, 대기 중에서 연신을 실시하는 건식 연신이어도 되고, 용제를 사용하여, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 팽윤시킨 상태에서 연신을 실시하는 습식 연신이어도 된다. 연신 배율은, 통상 3 ∼ 8 배 정도이다.
폴리비닐알코올계 수지 필름의 이색성 색소에 의한 염색은, 예를 들어, 이색성 색소를 함유하는 수용액에, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지시키는 방법에 의해 실시된다.
이색성 색소로서 구체적으로는, 요오드나 이색성의 유기 염료가 사용된다. 이색성의 유기 염료로는, C. I. DIRECT RED 39 등의 디스아조 화합물로 이루어지는 이색성 직접 염료, 및 트리스아조, 테트라키스아조 등의 화합물로 이루어지는 이색성 직접 염료 등을 들 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지 필름은, 염색 처리 전에, 물에 대한 침지 처리를 실시해 두는 것이 바람직하다.
이색성 색소로서 요오드를 사용하는 경우에는 통상, 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 수용액에, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지시켜 염색하는 방법이 채용된다.
이 수용액에 있어서의 요오드의 함유량은, 물 100 질량부당, 통상, 0.01 ∼ 1 질량부 정도이다. 또 요오드화칼륨의 함유량은, 물 100 질량부당, 통상, 0.5 ∼ 20 질량부 정도이다. 염색에 사용하는 수용액의 온도는, 통상 20 ∼ 40 ℃ 정도이다. 또, 이 수용액에 대한 침지 시간 (염색 시간) 은, 통상 20 ∼ 1,800 초 정도이다.
한편, 이색성 색소로서 이색성의 유기 염료를 사용하는 경우에는 통상, 수용성 이색성 염료를 포함하는 수용액에 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지시켜 염색하는 방법이 채용된다.
이 수용액에 있어서의 이색성 유기 염료의 함유량은, 물 100 질량부당, 통상, 1 × 10-4 ∼ 10 질량부 정도이고, 바람직하게는 1 × 10-3 ∼ 1 질량부이고, 더욱 바람직하게는 1 × 10-3 ∼ 1 × 10-2 질량부이다. 이 수용액은, 황산나트륨 등의 무기염을 염색 보조제로서 포함하고 있어도 된다. 염색에 사용하는 이색성 염료 수용액의 온도는, 통상, 20 ∼ 80 ℃ 정도이다. 또, 이 수용액에 대한 침지 시간 (염색 시간) 은, 통상, 10 ∼ 1,800 초 정도이다.
이색성 색소에 의한 염색 후의 붕산 처리는 통상, 염색된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액에 침지시키는 방법에 의해 실시할 수 있다. 이 붕산 수용액에 있어서의 붕산의 함유량은, 물 100 질량부당, 통상 2 ∼ 15 질량부 정도이고, 바람직하게는 5 ∼ 12 질량부이다. 이색성 색소로서 요오드를 사용한 경우에는, 이 붕산 수용액은 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하고, 그 경우의 요오드화칼륨의 함유량은, 물 100 질량부당, 통상 0.1 ∼ 15 질량부 정도이고, 바람직하게는 5 ∼ 12 질량부이다. 붕산 수용액에 대한 침지 시간은, 통상 60 ∼ 1,200 초 정도이고, 바람직하게는 150 ∼ 600 초, 더욱 바람직하게는 200 ∼ 400 초이다. 붕산 처리의 온도는, 통상 50 ℃ 이상이고, 바람직하게는 50 ∼ 85 ℃, 더욱 바람직하게는 60 ∼ 80 ℃ 이다.
붕산 처리 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름은 통상, 수세 처리된다. 수세 처리는, 예를 들어, 붕산 처리된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 물에 침지시키는 방법에 의해 실시할 수 있다. 수세 처리에 있어서의 물의 온도는, 통상 5 ∼ 40 ℃ 정도이다.
또 침지 시간은, 통상 1 ∼ 120 초 정도이다.
수세 후에 건조 처리가 실시되어, 편광자가 얻어진다. 건조 처리는 예를 들어, 열풍 건조기나 원적외선 히터를 사용하여 실시할 수 있다. 건조 처리의 온도는, 통상 30 ∼ 100 ℃ 정도이고, 바람직하게는 50 ∼ 80 ℃ 이다. 건조 처리의 시간은, 통상 60 ∼ 600 초 정도이고, 바람직하게는 120 ∼ 600 초이다. 건조 처리에 의해, 편광자의 수분율은 실용 정도로까지 저감된다. 그 수분율은, 통상 5 ∼ 20 질량％ 정도이고, 바람직하게는 8 ∼ 15 질량％ 이다. 수분율이 상기 범위 내이면, 적당한 가소성을 갖고, 열안정성이 우수한 편광자를 얻을 수 있다.
이렇게 하여 폴리비닐알코올계 수지 필름에, 1 축 연신, 이색성 색소에 의한 염색, 붕산 처리, 수세 및 건조를 시켜 얻어지는 편광층의 두께는, 바람직하게는 5 ∼ 40 ㎛ 이다.
편광층으로서, 상기와 같은 이색성 색소를 흡착시킨 연신 필름을 사용하는 경우에는, 기재층 상에 점접착제층 등을 개재하여 연신 필름으로 이루어지는 편광층을 적층함으로써, 기재층과 편광층을 포함하는 적층 필름이 얻어진다.
흡수 이방성을 갖는 색소를 도포한 필름으로는, 예를 들어, 액정성을 갖는 이색성 색소를 포함하는 조성물, 또는 이색성 색소와 중합성 액정 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물을 도포하여 얻어지는 필름을 들 수 있다. 이와 같은 액정성의 조성물로 형성되는 필름을 편광층으로서 사용하는 편광 필름은, 연신 필름으로 이루어지는 편광층을 포함하는 편광 필름과 비교하여 박형화나 생산성 등의 면에서 유리하다. 따라서, 본 발명에 있어서, 편광층은, 이색성 색소 및 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물의 경화층으로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 편광 필름에 있어서, 편광층을 형성하는 편광층 형성용의 액정 조성물에 포함되는 액정 화합물은, 특별히 한정되는 것은 아니며, 편광 기능을 갖는 층을 형성할 수 있는 한, 광학 필름의 분야에 있어서 공지된 액정 화합물을 사용할 수 있다. 액정 화합물로는, 예를 들어, 봉상 액정 화합물, 원반상 액정 화합물, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.
또, 액정 화합물은, 고분자 액정 화합물이어도 되고, 중합성 액정 화합물이어도 되고, 이들의 혼합물이어도 된다.
중합성 액정 화합물을 사용함으로써, 편광 필름의 색상을 임의로 제어할 수 있음과 함께, 편광 필름을 대폭 박형화할 수 있는 점에서, 액정 화합물로는 중합성 액정 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 또, 연신 처리를 실시하는 일 없이 편광 필름을 제조할 수 있기 때문에, 열에 의한 연신 완화가 없는 비신축성의 편광 필름으로 할 수 있는 점에 있어서도 유리하다.
본 발명에 있어서, 편광층 형성용의 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 네마틱 액정성 또는 스멕틱 액정성을 나타내는 화합물인 것이 바람직하고, 스멕틱 액정성을 나타내는 화합물인 것이 보다 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 모노머이어도 되지만, 중합성기가 중합한 올리고머이어도 되고 폴리머이어도 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 하나는, 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 중 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 중 적어도 하나는, 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 개의 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 상태이어도 되고, 미중합의 상태이어도 되지만, 바람직하게는 미중합의 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.
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.
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 중 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, 편광층을 형성할 수 있는 중합성 액정 조성물 (A) 는 이색성 색소를 포함한다. 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, 염료이어도 되고, 안료이어도 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 제거한 기를 들 수 있다. 2 가의 복소 고리기로는, 상기 복소 고리 화합물로부터 2 개의 수소 원자를 제거한 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, 피롤리디노기 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.
[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 같다), 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.
[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.
[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.
[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.
[식 (I-12) 중,
D1 및 D2 는, 서로 독립적으로, 식 (I-12a) ∼ 식 (I-12d) 중 어느 것으로 나타내는 기를 나타낸다.
n5 는 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.]
[식 (I-13) 중,
D3 및 D4 는, 서로 독립적으로, 식 (I-13a) ∼ 식 (1-13h) 중 어느 것으로 나타내는 기를 나타낸다.
n6 은 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.]
중합성 액정 조성물 (A) 에 있어서의 이색성 색소의 함유량 (복수종 포함하는 경우에는 그 합계량) 은, 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 잘 흐트러트리지 않고, 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, 요오도늄염 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) ; 아데카옵토머 SP-152, N-1717, N-1919, SP-170, 아데카아크루즈 NCI-831, 아데카아크루즈 NCI-930 (주식회사 ADEKA 제조) ; TAZ-A, 및 TAZ-PP (니혼 시베르헤그너 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 0.1 ∼ 30 질량부이고, 보다 바람직하게는 0.5 ∼ 10 질량부, 더욱 바람직하게는 0.5 ∼ 8 질량부이다. 중합 개시제의 함유량이 상기 상한 하한값 내이면, 중합성 액정 화합물의 배향을 크게 흐트러트리는 일 없이, 중합성 액정 화합물의 중합 반응을 실시할 수 있다.
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 ∼ 10 질량부가 바람직하고, 0.5 ∼ 5 질량부가 보다 바람직하고, 0.5 ∼ 3 질량부가 더욱 바람직하다.
중합성 액정 조성물 (A) 는 레벨링제를 포함하고 있어도 된다. 레벨링제는, 중합성 액정 조성물의 유동성을 조정하여, 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 세이미 케미컬 (주)) ; "E1830", "E5844" ((주) 다이킨 파인 케미컬 연구소) ; "에프톱 EF301", "에프톱 EF303", "에프톱 EF351" 및 "에프톱 EF352" (미츠비시 머티리얼 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 쉽고, 또한, 불균일이 잘 발생하지 않고, 보다 평활한 편광자를 얻을 수 있는 경향이 있다.
중합성 액정 조성물 (A) 는, 중합 반응을 안정적으로 진행시키는 관점에서 중합 금지제를 함유해도 된다. 중합 금지제에 의해, 중합성 액정 화합물의 중합 반응의 진행 정도를 컨트롤할 수 있다. 중합 금지제로는, 예를 들어 하이드로퀴논, 알콕시기 함유 하이드로퀴논, 알콕시기 함유 카테콜 (예를 들어, 부틸카테콜 등), 피로갈롤, 2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리디닐옥시 라디칼 등의 라디칼 포착제 ; 티오페놀류 ; β-나프틸아민류 또는 β-나프톨류 등을 들 수 있다.
중합성 액정 조성물 (A) 가 중합 금지제를 함유하는 경우, 중합 금지제의 함유량은, 중합성 액정 화합물의 함유량 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 0.1 ∼ 10 질량부, 보다 바람직하게는 0.5 ∼ 5 질량부, 더욱 바람직하게는 0.5 ∼ 3 질량부이다. 중합 금지제의 함유량이 상기 범위 내이면, 중합성 액정 화합물의 배향을 크게 흐트러트리는 일 없이 중합을 실시할 수 있다.
또한, 중합성 액정 조성물 (A) 는 반응성 첨가제를 포함해도 된다. 반응성 첨가제로는, 그 분자 내에 탄소-탄소 불포화 결합과 활성 수소 반응성기를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 여기서 말하는 「활성 수소 반응성기」 란, 카르복실기 (-COOH), 수산기 (-OH), 아미노기 (-NH2) 등의 활성 수소를 갖는 기에 대해 반응성을 갖는 기를 의미하고, 글리시딜기, 옥사졸린기, 카르보디이미드기, 아지리딘기, 이미드기, 이소시아네이트기, 티오이소시아네이트기, 무수 말레산기 등이 그 대표예이다. 반응성 첨가제가 갖는 탄소-탄소 불포화 결합 또는 활성 수소 반응성기의 개수는, 통상, 각각 1 ∼ 20 개이고, 바람직하게는 각각 1 ∼ 10 개이다.
반응성 첨가제에 있어서, 활성 수소 반응성기가 적어도 2 개 존재하는 것이 바람직하고, 이 경우, 복수 존재하는 활성 수소 반응성기는 동일해도 되고, 상이한 것이어도 된다.
반응성 첨가제가 갖는 탄소-탄소 불포화 결합이란, 탄소-탄소 이중 결합, 탄소-탄소 삼중 결합, 또는 그들의 조합이어도 되지만, 탄소-탄소 이중 결합인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 반응성 첨가제로는, 비닐기 및/또는 (메트)아크릴기로서 탄소-탄소 불포화 결합을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 활성 수소 반응성기가, 에폭시기, 글리시딜기 및 이소시아네이트기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 반응성 첨가제가 바람직하고, 아크릴기와 이소시아네이트기를 갖는 반응성 첨가제가 보다 바람직하다.
반응성 첨가제의 구체예로는, 메타크릴옥시글리시딜에테르나 아크릴옥시글리시딜에테르 등의 (메트)아크릴기와 에폭시기를 갖는 화합물 ; 옥세탄아크릴레이트나 옥세탄메타크릴레이트 등의 (메트)아크릴기와 옥세탄기를 갖는 화합물 ; 락톤아크릴레이트나 락톤메타크릴레이트 등의 (메트)아크릴기와 락톤기를 갖는 화합물 ; 비닐옥사졸린이나 이소프로페닐옥사졸린 등의 비닐기와 옥사졸린기를 갖는 화합물 ; 이소시아나토메틸아크릴레이트, 이소시아나토메틸메타크릴레이트, 2-이소시아나토에틸아크릴레이트 또는 2-이소시아나토에틸메타크릴레이트 등의 (메트)아크릴기와 이소시아네이트기를 갖는 화합물의 올리고머 등을 들 수 있다. 또, 메타크릴산 무수물, 아크릴산 무수물, 무수 말레산 또는 비닐 무수 말레산 등의, 비닐기나 비닐렌기와 산 무수물을 갖는 화합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 메타크릴옥시글리시딜에테르, 아크릴옥시글리시딜에테르, 이소시아나토메틸아크릴레이트, 이소시아나토메틸메타크릴레이트, 비닐옥사졸린, 2-이소시아나토에틸아크릴레이트, 2-이소시아나토에틸메타크릴레이트 또는 상기의 올리고머가 바람직하고, 이소시아나토메틸아크릴레이트, 2-이소시아나토에틸아크릴레이트 또는 상기의 올리고머가 특히 바람직하다.
구체적으로는, 하기 식 (Y) 로 나타내는 화합물이 바람직하다.
[식 (Y) 중, n 은 1 ∼ 10 까지의 정수를 나타내고, R1' 는, 탄소수 2 ∼ 20 의 2 가의 지방족 또는 지환식 탄화수소기, 혹은 탄소수 5 ∼ 20 의 2 가의 방향족 탄화수소기를 나타낸다.
각 반복 단위에 있는 2 개의 R2' 는, 일방이 -NH- 이고, 타방이 >N-C(=O)-R3' 로 나타내는 기이다. R3' 는, 수산기 또는 탄소-탄소 불포화 결합을 갖는 기를 나타낸다.
식 (Y) 중의 R3' 중, 적어도 1 개의 R3' 는 탄소-탄소 불포화 결합을 갖는 기이다.]
상기 식 (Y) 로 나타내는 반응성 첨가제 중에서도, 하기 식 (YY) 로 나타내는 화합물 (이하, 화합물 (YY) 라고 하는 경우가 있다.) 이 특히 바람직하다 (또한, n 은 상기와 동일한 의미이다).
화합물 (YY) 에는, 시판품을 그대로 또는 필요에 따라 정제하여 사용할 수 있다. 시판품으로는, 예를 들어, Laromer (등록상표) LR-9000 (BASF 사 제조) 을 들 수 있다.
중합성 액정 조성물 (A) 가 반응성 첨가제를 함유하는 경우, 반응성 첨가제의 함유량은, 액정 화합물 100 질량부에 대하여, 통상 0.01 ∼ 10 질량부이고, 바람직하게는 0.1 ∼ 5 질량부이다.
중합성 액정 조성물 (A) 는, 광 증감제, 레벨링제, 중합 금지제 및 반응성 첨가제 이외의 다른 첨가제를 함유해도 된다. 다른 첨가제로는, 예를 들어, 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 ％ 를 초과하고 20 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0 ％ 를 초과하고 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 필름을 구성하는 편광층은, 예를 들어,
중합성 액정 조성물 (A) 의 도막을 형성하는 것,
상기 도막으로부터 용제를 제거하는 것,
중합성 액정 화합물이 액정상으로 상전이하는 온도 이상까지 승온한 후 강온하여, 그 중합성 액정 화합물을 상전이시키는 것, 및
상기 액정상을 유지한 채로 중합성 액정 화합물을 중합시키는 것
을 포함하는 방법에 의해, 중합성 액정 조성물 (A) 로부터 형성할 수 있다.
중합성 액정 조성물 (A) 의 도막의 형성은, 예를 들어, 앞서 기재한 기재 상에 직접 또는 후술하는 배향막을 개재하여 중합성 액정 조성물 (A) 를 도포함으로써 실시할 수 있다.
이 때, 특히, 일반적으로 스멕틱 액정성을 나타내는 화합물에서는 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 「편광층 형성용 조성물」 이라고도 한다).
편광층 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 염소화 탄화수소 용제 등을 들 수 있다. 이들 용제는, 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
용제의 함유량은, 중합성 액정 조성물 (A) 를 구성하는 고형분 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 100 ∼ 1900 질량부이고, 보다 바람직하게는 150 ∼ 900 질량부이고, 더욱 바람직하게는 180 ∼ 600 질량부이다.
편광층 형성용 조성물을 기재 등에 도포하는 방법으로는, 스핀 코팅법, 익스트루전법, 그라비어 코팅법, 다이 코팅법, 바 코팅법, 어플리케이터법 등의 도포법, 플렉소법 등의 인쇄법 등의 공지된 방법을 들 수 있다.
이어서, 편광층 형성용 조성물로부터 얻어진 도막 중에 포함되는 중합성 액정 화합물이 중합하지 않는 조건으로, 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 액정상으로 상전이시키기 위해, 중합성 액정 화합물이 액정상으로 상전이하는 온도 이상까지 승온한 후 강온하고, 그 중합성 액정 화합물을 액정상 (스멕틱상) 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 그들의 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 냉각시키면서, 광 조사함으로써, 중합 온도를 제어할 수도 있다. 이와 같은 냉각 수단의 채용에 의해, 보다 저온에서 중합성 액정 화합물의 중합을 실시하면, 비교적 내열성이 낮은 기재를 사용했다고 해도, 적절히 편광자를 형성할 수 있다. 광 중합시, 마스킹이나 현상을 실시하는 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 복수회 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, 바람직하게는 스멕틱상, 바람직하게는 고차의 스멕틱상의 액정 상태를 유지한 채로 중합하여, 편광층이 형성된다. 중합성 액정 화합물이 스멕틱상의 액정 상태를 유지한 채로 중합하여 얻어지는 편광층은, 상기 이색성 색소의 작용에도 수반하여, 편광 성능이 높다는 이점이 있다. 또한, 이색성 색소나 리오트로픽 액정만을 도포한 것과 비교하여, 강도가 우수하다는 이점도 있다.
편광층 형성용 조성물로 형성되는 편광층의 두께는, 편광 필름의 용도, 적용되는 표시 장치에 따라 적절히 선택할 수 있다. 바람직하게는 0.1 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하의 막이고, 보다 바람직하게는 0.3 ㎛ 이상 4 ㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.5 ㎛ 이상 3 ㎛ 이하이다.
본 발명에 있어서, 편광층 형성용 조성물로 형성되는 편광층은, 배향층을 개재하여 기재 표면에 적층 (형성) 되어도 된다. 배향층은, 중합성 액정 화합물을 원하는 방향으로 액정 배향시키는, 배향 규제력을 갖는 것이다. 배향층을 포함함으로써, 중합성 액정 화합물의 배향 정밀도를 향상시키기 쉬워지기 때문에, 본 발명의 일 양태에 있어서, 편광 필름은 편광층과 기재층 사이에 배향층을 갖는다. 배향층으로는, 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, 배향층으로는, 배향성 폴리머를 포함하는 배향막, 광 배향막 및 표면에 요철 패턴이나 복수의 홈을 갖는 그루브 배향막, 배향 방향으로 연신하고 있는 연신 필름 등을 들 수 있고, 배향각의 정밀도 및 품질, 그리고, 배향층을 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.
배향성 폴리머로는, 예를 들어, 분자 내에 아미드 결합을 갖는 폴리아미드나 젤라틴류, 분자 내에 이미드 결합을 갖는 폴리이미드 및 그 가수분해물인 폴리아믹산, 폴리비닐알코올, 알킬 변성 폴리비닐알코올, 폴리아크릴아미드, 폴리옥사졸, 폴리에틸렌이민, 폴리스티렌, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산 및 폴리아크릴산에스테르류를 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리비닐알코올이 바람직하다. 배향성 폴리머는 단독 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
배향성 폴리머를 포함하는 배향막은, 통상, 배향성 폴리머가 용제에 용해된 조성물 (이하, 「배향성 폴리머 조성물」 이라고도 한다) 을 기재에 도포하여, 용제를 제거하거나, 또는 배향성 폴리머 조성물을 기재에 도포하여, 용제를 제거하고, 러빙함 (러빙법) 으로써 얻어진다. 용제로는, 편광층 형성용 조성물에 사용할 수 있는 용제로서 앞서 예시한 용제와 동일한 것을 들 수 있다.
배향성 폴리머 조성물 중의 배향성 폴리머의 농도는, 배향성 폴리머 재료가, 용제에 완용될 수 있는 범위이면 되지만, 용액에 대해 고형분 환산으로 0.1 ∼ 20 ％ 가 바람직하고, 0.1 ∼ 10 ％ 정도가 더욱 바람직하다.
배향성 폴리머 조성물로서, 시판되는 배향막 재료를 그대로 사용해도 된다. 시판되는 배향막 재료로는, 선에버 (등록상표, 닛산 화학 공업 (주) 제조), 옵토머 (등록상표, JSR (주) 제조) 등을 들 수 있다.
배향성 폴리머 조성물을 기재에 도포하는 방법으로는, 편광층 형성용 조성물을 기재에 도포하는 방법으로서 앞서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다.
배향성 폴리머 조성물에 포함되는 용제를 제거하는 방법으로는, 자연 건조법, 통풍 건조법, 가열 건조 및 감압 건조법 등을 들 수 있다.
배향막에 배향 규제력을 부여하기 위해서, 필요에 따라 러빙 처리를 실시할 수 있다 (러빙법). 러빙법에 의해 배향 규제력을 부여하는 방법으로는, 러빙포가 권부되고, 회전하고 있는 러빙 롤에, 배향성 폴리머 조성물을 기재에 도포하고 어닐함으로써 기재 표면에 형성된 배향성 폴리머의 막을 접촉시키는 방법을 들 수 있다. 러빙 처리를 실시할 때, 마스킹을 실시하면, 배향의 방향이 상이한 복수의 영역 (패턴) 을 배향막에 형성할 수도 있다.
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 발생시키는 기를 말한다. 구체적으로는, 광 조사에 의해 발생하는 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 시프 염기, 방향족 하이드라존 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, 할로겐화 알킬기 등의 치환기를 가지고 있어도 된다.
그 중에서도, 광 2 량화 반응에 관여하는 광 반응성기가 바람직하고, 광 배향에 필요한 편광 조사량이 비교적 적고, 또한, 열안정성이나 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, 편광층 형성용 조성물에 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, 편광층 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 조사하여, 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 통과시켜 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 때, 마스킹을 실시하면, 액정 배향의 방향이 상이한 복수의 영역 (패턴) 을 형성할 수도 있다.
그루브 (groove) 배향막은, 막 표면에 요철 패턴 또는 복수의 그루브 (홈) 를 갖는 막이다. 등간격으로 늘어선 복수의 직선상의 그루브를 갖는 막에 중합성 액정 화합물을 도포했을 경우, 그 홈을 따른 방향으로 액정 분자가 배향한다.
그루브 배향막을 얻는 방법으로는, 감광성 폴리이미드막 표면에 패턴 형상의 슬릿을 갖는 노광용 마스크를 개재하여 노광 후, 현상 및 린스 처리를 실시하여 요철 패턴을 형성하는 방법, 표면에 홈을 갖는 판상의 원반에, 경화 전의 UV 경화 수지의 층을 형성하고, 형성된 수지층을 기재에 옮기고 나서 경화시키는 방법, 및 기재에 형성한 경화 전의 UV 경화 수지의 막에, 복수의 홈을 갖는 롤상의 원반을 가압하여 요철을 형성하고, 그 후 경화시키는 방법 등을 들 수 있다.
배향층 (배향성 폴리머를 포함하는 배향막 또는 광 배향막) 의 두께는, 통상 10 ∼ 5000 ㎚ 이고, 바람직하게는 10 ∼ 1000 ㎚, 보다 바람직하게는 10 ∼ 500 ㎚, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 300 ㎚, 특히 바람직하게는 30 ∼ 300 ㎚ 이다.
이와 같이 하여, 기재 상에, 필요에 따라 배향층을 개재하여 적층된, 편광층 형성용 조성물의 경화층으로 이루어지는 편광층을 포함하는 적층 필름을 얻을 수 있다.
본 발명의 편광 필름은, 기재층, 편광층 및 필요에 따라 배향층에 더하여, 종래의 편광 필름이 포함할 수 있는 다른 층을 포함하고 있어도 된다. 그러한 다른 층으로는, 예를 들어, 편광층을 보호하기 위한 보호층 등을 들 수 있다.
<편광 필름의 제조 방법>
본 발명의 편광 필름은, 예를 들어,
제 1 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 영역을 형성하는 공정 (이하, 「제 1 영역 형성 공정」 이라고도 한다) 과,
제 1 시감도 보정 단체 투과율보다 높고, 또한, 제 1 시감도 보정 단체 투과율과의 차가 30 ％ 미만이고, 시감도 보정 편광도가 10 ％ 보다 큰 영역을, 상기 제 1 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 영역에 인접하여 형성하는 공정 (이하, 「제 2 영역 형성 공정」 이라고도 한다) 을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 편광 필름의 제조 방법의 일례를, 도 10 및 도 11 에 기초하여 설명한다.
제 1 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 영역은, 본 발명의 편광 필름에 있어서의 제 1 영역의 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 영역이고, 제 1 영역 형성 공정은, 통상, 편광층을 형성하는 공정이다. 편광층은, 이색성 색소를 흡착시킨 연신 필름으로 구성되거나, 편광층 형성용 조성물의 경화층인지 등 그 종류에 따라, 각각 앞서 예시한 바와 같은 방법에 따라 제조할 수 있고, 이로써, 도 10 에 나타내는 바와 같은 기재층 (12) 상에 실질적으로 균일한 제 1 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 편광층 (13) 을 포함하는 적층 필름 (14) 이 얻어진다.
제 1 시감도 보정 단체 투과율보다 높고, 또한, 제 1 시감도 보정 단체 투과율과의 차가 30 ％ 미만이고, 시감도 보정 편광도가 10 ％ 보다 큰 영역은, 본 발명의 편광 필름에 있어서의 제 2 영역에 포함되는 영역 X 에 상당한다. 본 발명의 편광 필름의 제조에 있어서, 제 1 영역과 제 2 영역을 완전히 다른 공정으로서 제조해도 되지만, 제조의 용이함 및 제조 효율, 그리고 얻어지는 편광 필름의 광학 특성 등의 관점에서, 최종적으로 제 1 영역 또는 제 2 영역이 되는 영역 전체에 제 1 영역의 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 편광층을 형성한 후, 원하는 영역에 제 2 영역을 형성하는 것이 바람직하다.
제 2 영역 형성 공정은, 예를 들어,
제 1 영역 형성 공정에 의해 얻어진 적층 필름에 있어서, 최종적으로 제 1 영역이 되는 영역을 피복하기 위한 피복 영역과, 최종적으로 제 2 영역이 되는 영역을 노출시키기 위한 노출 영역을 갖는 보호 필름을 상기 적층 필름에 적층하는 공정 (이하, 「보호 필름 적층 공정」 이라고도 한다) 과,
제 1 영역 형성 공정에 의해 형성한 편광층의 색소의 일부를 용출할 수 있는 용해액에 상기 보호 필름이 부착된 적층 필름을 접촉시키고, 노출 영역에 존재하는 편광층의 시감도 보정 단체 투과율이 제 1 시감도 보정 단체 투과율보다 30 ％ 미만의 범위에서 높고, 또한, 시감도 보정 편광도가 10 ％ 보다 커지도록 그 노출 영역의 편광층의 색소의 일부를 용출시키는 공정 (이하, 「용해액 접촉 공정」 이라고도 한다)
을 포함하는 방법에 의해 실시할 수 있다.
보호 필름 적층 공정에서는, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 제 1 영역 형성 공정에서 얻어진 적층 필름의 편광층 (13) 상에, 최종적으로 제 1 영역이 되는 영역을 피복하기 위한 피복 영역 (21) 과, 최종적으로 제 2 영역이 되는 영역을 노출시키기 위한 노출 영역 (22) 을 갖는 보호 필름 (20) 을 상기 적층 필름 (14) 에 적층한다. 이로써, 보호 필름이 부착된 적층 필름 (15) 을 얻을 수 있다. 노출 영역 (22) 은, 예를 들어 보호 필름 (20) 의 개구부로 할 수 있다. 피복 영역 (21) 은, 후술하는 편광층 (13) 내의 일부의 색소를 용해시킬 수 있는 용해액과, 보호 필름이 부착된 적층 필름 (15) 을 접촉시켰을 때, 용해액이 편광층 (13) 과 접촉하는 것을 방지하기 위한 영역이다. 한편, 보호 필름 (20) 의 노출 영역 (22) 에서는, 용해액을 편광층 (13) 에 접촉시킬 수 있다.
편광층 (13) 이 용해액과 접촉하면, 용해액이 편광층 (13) 의 색소의 일부를 용출한다. 이 용출의 정도를 제어함으로써, 편광층 (13) 의 시감도 보정 단체 투과율 및 시감도 보정 편광도를 조정할 수 있기 때문에, 노출 영역 (22) 은, 최종적으로 제 2 영역이 되는 영역에 대응시켜 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 2 에 나타내는 편광 필름 (11) 을 제조하는 경우에는, 제 2 영역 (2) 의 형상에 맞추어 그 형상을 결정하는 것이 바람직하고, 제 2 영역 (2) 의 평면에서 본 형상에 대응하여 형성하면 된다. 용해액이 편광층 중에 침투하는 것을 고려하여, 노출 영역 (22) 을, 최종적으로 원하는 제 2 영역 (2) 보다 조금 작게 형성해도 된다.
또, 보호 필름 (20) 의 피복 영역 (21) 은, 편광층 (13) 의 색소의 일부를 용출시키지 않는 영역에 대응시켜 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 2 에 나타내는 편광 필름 (11) 을 제조하는 경우에는, 제 1 영역 (1) 의 형상에 맞추어 그 형상을 결정하는 것이 바람직하다.
보호 필름 (20) 으로는, 시트상 기재에 노출 영역 (22) 이 되는 영역을 형성한 것을 사용할 수 있다. 노출 영역 (22) 이 되는 영역은, 시트상 기재의 소정 부분을, 펀칭, 커팅 플로터, 워터 제트 등에 의해 기계적으로 타발하는 방법, 시트상 기재의 소정 부분을 레이저 어블레이션, 화학적 용해 등에 의해 제거하는 방법 등에 의해 형성할 수 있다.
보호 필름 (20) 을 형성하는 시트상 기재로는, 편광층 (13) 의 색소의 일부를 용출할 수 있는 용해액에 접촉시켰을 때에 그 용해액에 불용이고, 또, 용해액이나 용출된 일부의 색소를 제거하기 위해서 실시하는 세정 조건에 있어서 내구성을 갖는 것이면, 그 재료는 특별히 한정되지 않는다. 보호 필름 (20) 을 형성하는 시트상 기재로는, 예를 들어, 상기한 기재층과 동일한 재료를 사용하여 형성할 수 있고, 특히 수지 기재를 사용하여 형성되는 것이 바람직하고, 보호 필름 (20) 의 노출 영역 (22) 이 되는 영역 (예를 들어, 개구부) 의 변형을 억제하기 쉬운 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
보호 필름 (20) 은, 편광층 (13) 에 첩합하기 위한 점착층 (도시 생략) 을 가지고 있는 것이 바람직하다. 보호 필름 (20) 은 이후에 박리되기 때문에, 점착층은, 편광층 (13) 에 대해 박리 가능한 것이 바람직하다. 보호 필름 (20) 의 두께는, 통상 20 ㎛ 이상이고, 30 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 또, 통상 250 ㎛ 이하이고, 200 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
용해액 접촉 공정에서는, 보호 필름이 부착된 적층 필름 (15) 을, 편광층 (13) 의 색소의 일부를 용출할 수 있는 용해액에 접촉시킴으로써, 노출 영역 (22) 에 존재하는 편광층 (13) 의 시감도 보정 단체 투과율 및 시감도 보정 편광도를 원하는 값으로 조정하여, 상이한 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 적어도 2 개의 영역을 면 방향으로 포함하는 편광 필름을 얻을 수 있다.
보호 필름이 부착된 적층 필름 (15) 과 용해액의 접촉은, 보호 필름이 부착된 적층 필름 (15) 을 용해액에 침지시키고, 보호 필름이 부착된 적층 필름 (15) 에 용해액을 도포, 분무, 적하하는 등에 의해 실시할 수 있고, 보호 필름이 부착된 적층 필름 (15) 을 용해액에 침지시키는 방법에 의해 실시하는 것이 바람직하다. 이로써, 편광층 (13) 중, 보호 필름 (20) 의 노출 영역 (22) 으로부터 노출되는 편광층 (13) 표면에 용해액이 접촉하고, 그 노출 영역 (22) 의 편광층 (13) 내의 색소의 일부가 용출된다. 색소가 용출되는 양/정도를 제어함으로써, 그 노출 영역 (22) 의 편광층 (13) 의 시감도 보정 단체 투과율 및 시감도 보정 편광도를 제어할 수 있다. 일반적으로, 용출, 제거되는 색소의 양이 많아질수록, 그 영역에 있어서의 시감도 보정 단체 투과율은 높아지고, 시감도 보정 편광도는 낮아지는 경향이 있다. 용출되는 색소의 양이나 그 정도에 대해서는, 편광층을 구성하는 재료와의 관계에 있어서, 후술하는 용해액의 종류, 편광층과 용해액의 접촉 시간, 용해액의 온도 등을 선택/조정함으로써 제어할 수 있다.
편광층 (13) 의 표면 중, 보호 필름 (20) 의 피복 영역 (21) 에 피복된 영역은, 편광층 (13) 이 용해액과 직접 접촉하지 않기 때문에, 편광층 (13) 내의 색소가 잘 용출되지 않는다. 따라서, 예를 들어 도 10 에 있어서, 편광층 (13) 중 피복 영역 (21) 에 대응하는 영역에서는 편광층 (13) 이 잔존하고, 노출 영역 (22) 에 대응하는 영역에서는, 편광층 (13) 의 시감도 보정 단체 투과율 및 시감도 보정 편광도가, 상기 피복 영역 (21) 에 대해 제어된 편광 필름을 얻을 수 있다.
용해액은, 편광층 내의 색소를 용출하는 것이기 때문에, 필요가 없는 영역의 편광층의 색소가 용출, 제거되지 않게, 보호 필름의 두께, 노출 영역의 크기, 용해액의 농도, 용해액에 대한 보호 필름이 부착된 적층 필름의 침지 시간, 보호 필름이 부착된 적층 필름에 대한 용해액의 도포량, 분무량 또는 적하량 등을 조정하는 것이 바람직하다.
용해액으로는, 편광층의 색소의 일부를 용출시키는 것으로서, 편광층 전체를 용해시키지 않고, 기재층 및 보호 필름을 용해시키지 않는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 유기 용제가 바람직하다. 예를 들어 아니솔, 톨루엔 등의 방향족 탄화수소, 테트라하이드로푸란, 디메톡시에탄 등의 에테르, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸렌글리콜메틸에테르아세테이트, γ-부티로락톤 등의 에스테르, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로펜타논 등의 케톤, 클로로포름 등의 염소, 디메틸술폰, 디메틸술폭사이드, 술포란 등의 황을 함유하는 용해액 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 조합해도 된다.
이들 용제를, 편광층을 구성하는 성분에 따라 적절히 선택함으로써, 노출 영역의 편광층의 시감도 보정 단체 투과율 및 시감도 보정 편광도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 기초하는 편광층에 대해서는, 물, 알코올 등의 친수성의 용제를 사용하는 것이 바람직하다. 또, 이색성 색소 및 액정 화합물을 포함하는 편광층 형성용 조성물의 경화층인 편광층에 대해서는, 톨루엔, 디메틸술폭사이드 등의 용제를 사용하는 것이 바람직하다. 제 2 영역에 적어도 2 개의 상이한 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 영역을 형성하기 위해서, 용해액 접촉 공정을 복수회 실시하는 경우, 각 용해액 접촉 공정에서 사용하는 용해액의 종류는 동일해도 되고, 상이해도 된다.
보호층이 부착된 적층 필름과 용해액을 접촉시키는 접촉 조건은, 편광층의 두께나, 편광층의 일부의 색소를 용출시키기 위해서 용해액에 접하는 영역의 크기 등에 따라 적절히 선정하면 된다. 용해액의 온도는, 10 ∼ 80 ℃ 인 것이 바람직하고, 20 ∼ 60 ℃ 인 것이 보다 바람직하다. 보호층이 부착된 적층 필름과 용해액의 접촉 시간은, 원하는 시감도 보정 단체 투과율 및 시감도 보정 편광도에 따라 적절히 조정하면 된다. 접촉 시간은, 통상 1 ∼ 300 초이고, 바람직하게는 5 ∼ 120 초이다.
용해액 접촉 공정 후, 용해액이나 용출한 색소를 씻어내는 세정 공정을 형성하는 것이 바람직하다. 세정 공정은, 예를 들어 편광층이 중합성 액정 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물의 경화물인 경우에는 물이나 알코올 등의, 편광층이나 편광층 내의 색소를 용해시키지 않는 용제를 적절히 사용하여 실시할 수 있다.
용해액 접촉 공정 후, 보호 필름이 부착된 적층 필름으로부터 보호 필름을 박리함 (이하, 「박리 공정」 이라고도 한다) 으로써, 제 1 영역과 제 2 영역을 갖는 편광 필름을 얻을 수 있다.
상기 공정에 의해 얻어진, 상이한 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 2 개의 영역을 포함하는 편광 필름에 있어서, 추가로, 노출 영역이 상이한 보호 필름을 적층한 후, 용해액 접촉 공정을 실시함으로써, 시감도 보정 단체 투과율이 제 2 영역의 외곽으로부터 내측을 향하여 단계적으로 높아지는 편광 필름을 얻을 수 있다. 예를 들어, 도 11 에 나타내는 보호 필름이 부착된 적층 필름 (16) 에서는, 상기 공정에 의해 얻어진 제 1 영역 (1) 과 제 2 영역 (2) 을 갖는 편광층 (13) 상에, 상기 공정에서 사용한 보호 필름 (20) 과는 상이한 피복 영역 (23) 및 노출 영역 (24) 을 형성한 보호 필름 (25) 이 적층되어 있다. 도 11 의 보호 필름이 부착된 적층 필름 (16) 의 노출 영역 (24) 은, 앞의 공정에서 용해액에 접촉한 노출 영역 (22) 보다 좁아져 있으며, 편광층의 색소의 일부를 용출할 수 있는 용해액에 그 노출 영역 (24) 에서 노출된 편광층 (13) 을 접촉시킴으로써, 그 노출 영역 (24) 의 편광층 (13) 의 시감도 보정 단체 투과율 및 시감도 보정 편광도를 원하는 값으로 조정하여, 제 2 영역의 내측에, 추가로 시감도 보정 단체 투과율 및 시감도 보정 편광도가 제어된 영역을 갖는 편광 필름을 얻을 수 있다. 이와 같은 조작을 반복함으로써, 예를 들어 도 4 에 나타내는 바와 같은 영역 2-1 (3) 과, 그 내측에 위치하는 영역 2-2 (4) 를 갖는 편광 필름 (11) 등의, 제 2 영역의 외곽으로부터 내측을 향하여 시감도 보정 단체 투과율이 단계적으로 높아지는 편광 필름을 얻을 수 있다. 용해액 접촉 공정의 횟수, 이들의 공정 조건 및 용해액의 종류 등을 선택함으로써, 제 2 영역의 시감도 보정 단체 투과율 및 시감도 보정 편광도를 제어하여, 도 2, 4, 6 및 8 로 대표되는 패턴의 제 2 영역을 갖는 편광 필름을 제조할 수 있다.
제 2 영역에 적어도 2 개의 상이한 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 영역을 형성하기 위해서, 용해액 접촉 공정을 복수회 실시하는 경우, 각 용해액 접촉 공정에서 사용하는 용해액의 종류는 동일해도 되고, 상이해도 된다. 또, 보호 필름이 부착된 적층 필름과 용해액의 접촉 조건은, 원하는 시감도 보정 단체 투과율 및 시감도 보정 편광도에 따라 적절히 조정하면 되고, 각 용해액 접촉 공정에 있어서 채용하는 조건은, 동일해도 되고 상이해도 된다.
본 발명에 있어서 상기 편광 필름은, Roll to Roll 형식에 의해 연속적으로 제조할 수 있다. 이 경우, 제 1 영역 형성 공정에 있어서 롤상으로 권회된, 기재층과 편광층을 포함하는 적층 필름을 제조하고, 이 적층 필름을 권출하면서 반송하여, 보호 필름 적층 공정, 및 용해액 접촉 공정 등을 연속적으로 실시하면 된다. 보호 필름 적층 공정에서는, 롤상으로 권회된 보호 필름을 권출하면서 반송하고, 적층 필름에 보호 필름을 적층하여 보호 필름이 부착된 적층 필름을 얻으면 된다. 용해액 접촉 공정에서는, 보호 필름이 부착된 적층 필름을 연속적으로 반송하면서 용해액으로 채워진 용해액욕을 통과시키거나, 또는, 보호 필름이 부착된 적층 필름을 연속적으로 반송하면서 용해액을 도포, 분무 혹은 적하하여, 제 1 영역과 제 2 영역을 갖는 보호 필름이 부착된 편광 필름을 얻으면 된다. 그 후, 보호 필름이 부착된 편광 필름을 반송하면서 연속적으로 보호 필름을 박리하고, 편광 필름을 롤상으로 권취하여 권회체로 하면 된다. 제 2 영역이 시감도 보정 단체 투과율이 상이한 복수의 영역으로 이루어지는 경우, 상기 보호 필름 적층 공정, 용해액 접촉 공정 및 박리 공정을 반복함으로써, 원하는 패턴을 갖는 편광 필름을 제조할 수 있다. 상기와 같이 연속적으로 제조된 편광 필름은, 예를 들어 10 m 이상의 길이를 가질 수 있다.
제 1 영역 형성 공정에 있어서는, 롤상으로 권회된 기재층을 권출하면서 반송하고, 이 기재층에 연신 필름으로 구성되는 편광층을, 점접착제층 등을 개재하여 첩합하거나, 또는 상기 기재층 상에, 도포 장치에 의해 편광층 형성용 조성물을 연속적으로 도공하고, 건조 및 경화시킴으로써 편광층을 연속해서 형성할 수 있다. 편광 필름이 기재층과 편광층 사이에 배향층을 포함하는 경우에는, 예를 들어, 롤상으로 권회된 기재층을 권출하면서 반송하고, 이 기재층 상에, 도포 장치에 의해 연속적으로 배향층 형성용 조성물을 도공하여 배향층을 형성하면 된다.
<타원 편광판>
본 발명의 편광 필름은, 위상차 필름과 적층함으로써, 타원 편광판을 구성하는 재료로서 바람직하게 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 본 발명의 편광 필름과 위상차 필름을 포함하는 타원 편광판을 포함한다.
위상차 필름으로는, 폴리머를 연신함으로써 위상차를 부여하는 연신 필름이나, 중합성 액정 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물의 경화물로서, 상기 중합성 액정 화합물이 필름면에 대해 수평 방향 또는 수직 방향으로 배향한 상태에서 경화됨으로써 얻어지는 필름 등을 들 수 있다. 얻어지는 타원 편광판의 박형화의 관점에서는, 중합성 액정 조성물의 경화물로 위상차 필름이 구성되는 것이 바람직하다.
위상차 필름을 형성하는 중합성 액정 화합물 및 중합성 액정 조성물로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2011-207765 등에 기재되는 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 타원 편광판은, 본 발명의 편광 필름과, 또는 본 발명의 편광 필름으로부터 기재를 제거한 편광 필름을 포함하여 구성되는 것이고, 예를 들어, 본 발명의 편광 필름과 위상차 필름을 점접착제층 등을 개재하여 적층시킴으로써 본 발명의 타원 편광판을 얻을 수 있다. 또, 본 발명의 편광 필름으로부터 기재를 제거한 편광 필름과 위상차 필름을 첩합시킴으로써 본 발명의 타원 편광판을 얻을 수 있다.
점접착제로는, 당해 분야에 있어서 공지된 점착제 및/또는 접착제를 사용할 수 있다.
본 발명의 적층체 및 타원 편광판은, 다양한 표시 장치에 사용할 수 있다.
표시 장치란, 표시 소자를 갖는 장치이고, 발광원으로서 발광 소자 또는 발광 장치를 포함한다. 표시 장치로는, 액정 표시 장치, 유기 일렉트로 루미네선스 (EL) 표시 장치, 무기 일렉트로 루미네선스 (EL) 표시 장치, 터치 패널 표시 장치, 전자 방출 표시 장치 (예를 들어 전기장 방출 표시 장치 (FED), 표면 전계 방출 표시 장치 (SED)), 전자 페이퍼 (전자 잉크나 전기 영동 소자를 사용한 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 투사형 표시 장치 (예를 들어 그레이팅 라이트 밸브 (GLV) 표시 장치, 디지털 마이크로 미러 디바이스 (DMD) 를 갖는 표시 장치) 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 것이라도 포함한다. 이들 표시 장치는, 2 차원 화상을 표시하는 표시 장치이어도 되고, 3 차원 화상을 표시하는 입체 표시 장치이어도 된다.
본 발명의 편광 필름은, 서로 상이한 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 영역에 패턴화된 필름이면서, 필름 전역이 광 흡수 이방성을 나타내는 편광 필름이 될 수 있다. 이와 같은 특성을 이용하여, 예를 들어, 제 2 영역을 스마트폰이나 태블릿 등에 형성된 카메라의 렌즈 위치에 대응시키는 영역으로서 이용하고, 카메라 기능을 방해하는 일 없이, 카메라 홀 영역에도 화상을 표시시킬 수 있는, 종래에 없는 표시 장치를 구성할 수 있는 광학 필름이 될 수 있다.
실시예
본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은, 이들의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예, 비교예 중의 「％」 및 「부」 는, 특별히 기재가 없는 한, 질량％ 및 질량부이다.
1. 실시예 1
(1) 배향층 형성용 조성물의 조제
하기 성분을 혼합하고, 얻어진 혼합물을 80 ℃ 에서 1 시간 교반함으로써, 광 배향막 형성용 조성물인 배향층 형성용 조성물을 얻었다.
·하기 식에 나타내는 광 반응성기를 갖는 폴리머 2 부
[상기 식 중 n 은, 10 ∼ 50 이다.]
·용제 : o-자일렌 98 부
(2) 편광층 형성용 조성물의 조제
하기의 성분을 혼합하고, 80 ℃ 에서 1 시간 교반함으로써, 편광층 형성용 조성물을 얻었다. 이색성 색소에는, 일본 공개특허공보 2013-101328호의 실시예에 기재된 아조계 색소를 사용하였다.
·식 (1-6) 으로 나타내는 중합성 액정 화합물 75 부
·식 (1-7) 로 나타내는 중합성 액정 화합물 25 부
·하기에 나타내는 이색성 색소 (1) 2.8 부
·하기에 나타내는 이색성 색소 (2) 2.8 부
·하기에 나타내는 이색성 색소 (3) 2.8 부
·중합 개시제 : 2-디메틸아미노-2-벤질-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 (이르가큐어 369 ; 치바 스페셜티 케미컬즈사 제조) 6 부
·레벨링제 : 폴리아크릴레이트 화합물 (BYK-361N ; BYK-Chemie 사 제조) 1.2 부
·용제 : 시클로펜타논 250 부
(3) 편광 필름의 제조
(a) 제 1 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 편광층의 형성
기재층으로서의 트리아세틸셀룰로오스 필름 (코니카 미놀타사 제조 KC4UY-TAC, 두께 40 ㎛) 을 20 × 20 ㎜ 로 잘라내고, 그 표면에 코로나 처리 (AGF-B10, 가스가 전기 주식회사 제조) 를 실시하였다. 코로나 처리가 실시된 필름 표면에, 바 코터를 사용하여 배향층 형성용 조성물을 도포한 후, 120 ℃ 로 설정한 건조 오븐으로 1 분간 건조시켜, 배향층용 도공층을 얻었다. 배향층용 도공층 상에 편광 UV 조사 장치 (SPOT CURE SP-7 ; 우시오 전기 주식회사 제조) 를 사용하여, 필름변에 대해 0°방향의 편광 UV 를, 50 mJ/㎠ (313 ㎚ 기준) 의 적산 광량으로 조사하여 배향층을 형성하였다.
얻어진 배향층 상에, 바 코터를 사용하여 편광층 형성용 조성물을 도포한 후, 110 ℃ 로 설정한 건조 오븐으로 1 분간 건조시켰다. 그 후 고압 수은 램프 (유니큐어 VB-15201BY-A, 우시오 전기 주식회사 제조) 를 사용하여, 자외선을 조사 (질소 분위기하, 파장 : 365 ㎚, 파장 365 ㎚ 에 있어서의 적산 광량 : 1000 mJ/㎠) 함으로써, 액정 화합물 및 이색성 색소가 배향한 편광층을 얻었다. 얻어진 편광 필름에 대해 후술하는 방법에 따라, 시감도 보정 단체 투과율 (Ty) 및 시감도 보정 편광도 (Py) 를 측정하였다. 결과를, 제 1 영역의 시감도 보정 단체 투과율 (Ty) 및 시감도 보정 편광도 (Py) 로서 표 1 에 나타낸다.
(b) 제 2 영역 (영역 2-1) 의 형성
상기에서 얻어진 제 1 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 편광층 상에, 5 ㎜ 의 개구부 (노출 영역) 를 형성한 보호 필름 (후지모리 공업 주식회사 제조의 AY-638. 두께가 38 ㎛ 인 폴리에스테르 필름 상에 두께가 15 ㎛ 인 점착제층으로 구성되어 있다) 을 첩합한 후, 그 개구부에 실온 (25 ℃) 조건으로 톨루엔을 60 초간 침지시켰다. 이어서, 톨루엔을 제거한 후 보호 필름을 박리하여, 영역 2-1 을 갖는 편광 필름 1 을 얻었다. 얻어진 편광 필름 1 의 영역 2-1 의 시감도 보정 단체 투과율 (Ty) 및 시감도 보정 편광도 (Py) 를, 후술하는 방법에 따라 측정하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
(c) 제 2 영역 (영역 2-2) 의 형성
이어서, 상기 (b) 에 있어서 톨루엔을 침지시킨 5 ㎜ 직경의 중앙부에 상당하는 영역에 3 ㎜ 의 개구부 (노출 영역) 를 형성한 보호 필름 (후지모리 공업 주식회사 제조의 AY-638. 두께가 38 ㎛ 인 폴리에스테르 필름 상에 두께가 15 ㎛ 인 점착제층으로 구성되어 있다) 을 첩합한 후, 그 개구부에 40 ℃ 조건하에서 톨루엔을 10 초간 침지시켰다. 이어서, 톨루엔을 제거한 후 보호 필름을 박리하여, 영역 2-1 의 중앙부에 영역 2-2 를 갖는 편광 필름 2 를 얻었다. 얻어진 편광 필름 2 의 영역 2-2 의 시감도 보정 단체 투과율 (Ty) 및 시감도 보정 편광도 (Py) 를, 후술하는 방법에 따라 측정하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
<시감도 보정 단체 투과율 (Ty) 및 시감도 보정 편광도 (Py) 의 측정>
얻어진 편광 필름에 대해, 이하의 순서로 시감도 보정 단체 투과율 (Ty) 및 시감도 보정 편광도 (Py) 를 산출하였다. 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 의 범위에서 투과축 방향의 투과율 (T1) 및 흡수축 방향의 투과율 (T2) 을, 분광 광도계 (시마즈 제작소 주식회사 제조 UV-3150) 에 편광자가 부착된 폴더를 세트한 장치를 사용하여 더블 빔법으로 측정하였다. 그 폴더의 레퍼런스측에는 광량을 50 ％ 커트하는 메시를 설치하였다. 각 영역에 있어서의 측정 직경은 원형의 직경 1 ㎜ 로 좁혔다. 하기 (식 1) 및 (식 2) 에 따라, 각 파장에 있어서의 투과율 및 편광도를 산출하고, 또한 JIS Z 8701 의 2 도 시야 (C 광원) 에 의해 시감도 보정을 실시하여, 시감도 보정 단체 투과율 (Ty) 및 시감도 보정 편광도 (Py) 를 산출하였다.
편광도 [％] = {(T1 - T2)/(T1 + T2)} × 100
(식 1)
단체 투과율 [％] = (T1 + T2)/2
(식 2)
<영역 윤곽의 평가>
얻어진 편광 필름에 대해, 자연광의 조건하, 1 m 떨어져 육안으로, 제 1 영역과 제 2 영역의 영역 윤곽에 대해 확인하고, 이하의 기준에 따라 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
(평가 기준)
4. 윤곽의 시인이 곤란하였다.
3. 윤곽이 약간 시인되었다.
2. 윤곽이 흐릿하게 시인되었다.
1. 윤곽이 분명히 시인되었다.
<편광 성능의 평가>
얻어진 편광 필름의 제 2 영역 (영역 2-2) 의 편광도를 하기의 기준에 따라 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
(평가 기준)
4. 편광도가 50 ％ 이상
3. 편광도가 40 ％ 이상 50 ％ 미만
2. 편광도가 30 ％ 이상 40 ％ 미만
1. 편광도가 0 ％ 이상 30 ％ 미만
2. 실시예 2
제 2 영역 (영역 2-2) 의 형성 공정에서 2 ㎜ 의 개구부를 형성한 보호 필름 (후지모리 공업 주식회사 제조의 AY-638. 두께가 38 ㎛ 인 폴리에스테르 필름 상에 두께가 15 ㎛ 인 점착제층으로 구성되어 있다) 을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 영역 2-1 의 중앙부에 영역 2-2 를 갖는 편광 필름을 제조하고, 성능 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
3. 실시예 3
제 2 영역 (영역 2-1) 의 형성 공정에 있어서의 톨루엔에서의 침지 시간을 90 초로 하고, 제 2 영역 (영역 2-2) 의 형성 공정에 있어서의 톨루엔에서의 침지 시간을 40 ℃ 조건하 15 초로 한 것 이외에는, 실시예 2 와 동일하게 하여, 영역 2-1 의 중앙부에 영역 2-2 를 갖는 편광 필름을 제조하고, 성능 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
4. 실시예 4
제 2 영역 (영역 2-2) 의 형성 공정에 있어서의 톨루엔에서의 침지 시간을 40 ℃ 조건하 30 초로 한 것 이외에는, 실시예 3 과 동일하게 하여, 영역 2-1 의 중앙부에 영역 2-2 를 갖는 편광 필름을 제조하고, 성능 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
5. 실시예 5
제 2 영역 (영역 2-2) 의 형성 공정에서 4 ㎜ 의 개구부를 형성한 보호 필름 (후지모리 공업 주식회사 제조의 AY-638. 두께가 38 ㎛ 인 폴리에스테르 필름 상에 두께가 15 ㎛ 인 점착제층으로 구성되어 있다) 을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 영역 2-1-1 의 중앙부에 영역 2-1-2 를 갖는 편광 필름 2 를 제조하였다. 이어서, 상기 영역 2-1-2 를 형성하기 위해서 상기 공정에서 톨루엔을 침지시킨 4 ㎜ 직경의 중앙부에 상당하는 영역에 3 ㎜ 의 개구부 (노출 영역) 를 형성한 보호 필름 (후지모리 공업 주식회사 제조의 AY-638. 두께가 38 ㎛ 인 폴리에스테르 필름 상에 두께가 15 ㎛ 의 점착제층으로 구성되어 있다) 을 첩합한 후, 그 개구부에 40 ℃ 조건하 톨루엔을 10 초간 침지시켰다. 이어서, 톨루엔을 제거한 후 보호 필름을 박리하여, 영역 2-1-1 의 내측에 영역 2-1-2 를 갖고, 또한 영역 2-1-2 의 내측 중앙부에 영역 2-2 를 갖는 편광 필름 3 을 얻었다. 얻어진 편광 필름 3 에 대해, 실시예 1 과 동일하게, 각 영역의 시감도 보정 단체 투과율 (Ty) 및 시감도 보정 편광도 (Py) 를 측정하고, 성능 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
6. 실시예 6
제 2 영역 (영역 2-1) 의 형성 공정에 있어서, 톨루엔 대신에 디메틸술폭사이드를 사용하고, 또한, 침지 조건을 80 ℃ 하 60 초로 하고, 제 2 영역 (영역 2-2) 의 형성 공정에서 톨루엔 대신에 디메틸술폭사이드를 사용하고, 또한, 침지 조건을 80 ℃ 하 90 초로 한 것 이외에는, 실시예 2 와 동일하게 하여, 영역 2-1 의 중앙부에 영역 2-2 를 갖는 편광 필름을 제조하고, 성능 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
7. 실시예 7
제 2 영역 (영역 2-1) 의 형성 공정에서 5 ㎜ 의 개구부를 형성한 보호 필름 (후지모리 공업 주식회사 제조의 AY-638. 두께가 38 ㎛ 인 폴리에스테르 필름 상에 두께가 15 ㎛ 인 점착제층으로 구성되어 있다) 을 사용하여 영역 2-1 을 형성하고, 제 2 영역 (영역 2-2) 의 형성 공정을 실시하지 않았던 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 제 1 영역의 내측에 균일한 시감도 보정 단체 투과율의 제 2 영역을 갖는 편광 필름을 제조하고, 성능 평가를 실시하였다.
결과를 표 1 에 나타낸다.
8. 실시예 8
제 2 영역 (영역 2-2) 의 형성 공정에 있어서, 톨루엔 대신에 아니솔을 실온 (25 ℃) 조건으로 10 초간 침지시킨 것 이외에는, 실시예 2 와 동일하게 하여, 영역 2-1 의 중앙부에 영역 2-2 를 갖는 편광 필름을 제조하고, 성능 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
9. 비교예 1
제 2 영역 (영역 2-1) 의 형성 공정에 있어서, 톨루엔 대신에 아니솔을 실온 (25 ℃) 조건으로 10 초간 침지시키고, 제 2 영역 (영역 2-2) 의 형성 공정을 실시하지 않았던 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 제 1 영역의 내측에, 그 제 1 영역의 시감도 보정 단체 투과율과의 차가 30 ％ 를 초과하는 비교 제 2 영역을 갖는 편광 필름을 제조하고, 성능 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
1
제 1 영역
2 제 2 영역
3 영역 2-1
4 영역 2-2
11 편광 필름
12 기재층
13 편광층
14 적층 필름
15, 16 보호 필름이 부착된 적층 필름
20, 25 보호 필름
21, 23 피복 영역
22, 24 노출 영역
a 제 2 영역의 시감도 보정 단체 투과율
a-1 영역 2-1 의 시감도 보정 단체 투과율
a-2 영역 2-2 의 시감도 보정 단체 투과율
b 제 1 영역의 시감도 보정 단체 투과율
2 제 2 영역
3 영역 2-1
4 영역 2-2
11 편광 필름
12 기재층
13 편광층
14 적층 필름
15, 16 보호 필름이 부착된 적층 필름
20, 25 보호 필름
21, 23 피복 영역
22, 24 노출 영역
a 제 2 영역의 시감도 보정 단체 투과율
a-1 영역 2-1 의 시감도 보정 단체 투과율
a-2 영역 2-2 의 시감도 보정 단체 투과율
b 제 1 영역의 시감도 보정 단체 투과율
Claims (16)
- 편광층과 기재층을 포함하는 편광 필름으로서,
그 편광 필름의 면 방향으로 제 1 영역과, 상기 제 1 영역과 인접하고, 상기 제 1 영역보다 시감도 보정 단체 투과율이 높은 제 2 영역을 포함하고,
상기 제 2 영역은, 그 제 1 영역의 시감도 보정 단체 투과율과의 차가 30 ％ 미만이고, 또한, 시감도 보정 편광도가 10 ％ 보다 큰 영역 X 를 포함하는, 편광 필름. - 제 1 항에 있어서,
상기 영역 X 는, 제 1 영역과 접하는 제 2 영역의 외곽으로부터 내측을 향하여 연속해서 존재하는, 편광 필름. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
제 2 영역은, 적어도 2 개의 상이한 시감도 보정 단체 투과율을 갖는, 편광 필름. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 2 영역의 시감도 보정 단체 투과율과 제 1 영역의 시감도 보정 단체 투과율의 차는, 제 2 영역 전역에 있어서 30 ％ 미만인, 편광 필름. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 영역의 시감도 보정 단체 투과율은 30 ％ 이상 55 ％ 미만인, 편광 필름. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
영역 X 는, 시감도 보정 단체 투과율이 45 ％ 이상 70 ％ 이하인, 편광 필름. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
영역 X 는, 시감도 보정 편광도가 30 ％ 이상 85 ％ 이하인, 편광 필름. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 2 영역의 시감도 보정 단체 투과율이, 제 2 영역의 외곽으로부터 내측을 향하여 단계적으로 높아지는, 편광 필름. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 2 영역은, 제 1 영역과 접하는 영역 2-1 과, 상기 영역 2-1 의 내측에 위치하는 영역 2-2 로 구성되어 있고,
영역 2-2 의 시감도 보정 단체 투과율은 실질적으로 균일하고, 또한, 영역 2-1 에 있어서의 시감도 보정 단체 투과율보다 높은, 편광 필름. - 제 9 항에 있어서,
영역 2-1 의 시감도 보정 단체 투과율은, 영역 2-2 를 향하여 단계적으로 높아지는, 편광 필름. - 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
영역 2-2 의 시감도 보정 단체 투과율은 45 ％ 이상 70 ％ 이하인, 편광 필름. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 2 영역의 평면에서 본 형상은, 원형, 타원형, 장원형 또는 다각형인, 편광 필름. - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
편광층과 기재층 사이에 배향층을 갖는, 편광 필름. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
편광층은, 이색성 색소 및 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물의 경화층으로 이루어지는, 편광 필름. - 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 편광 필름과 위상차 필름을 포함하는 타원 편광판.
- 상이한 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 적어도 2 개의 영역을 면 방향으로 포함하는 편광 필름의 제조 방법으로서,
제 1 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 영역을 형성하는 공정과,
제 1 시감도 보정 단체 투과율보다 높고, 또한, 제 1 시감도 보정 단체 투과율과의 차가 30 ％ 미만이고, 시감도 보정 편광도가 10 ％ 보다 큰 영역을, 상기 제 1 시감도 보정 단체 투과율을 갖는 영역에 인접하여 형성하는 공정을 포함하는, 편광 필름의 제조 방법.
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