KR20220079700A - 광학 필름 및 그 제조 방법, 편광판, 및 화상 표시 장치 - Google Patents

광학 필름 및 그 제조 방법, 편광판, 및 화상 표시 장치 Download PDF

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KR20220079700A
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소라 미치시타
야스아키 오카다
징환 쉬
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

광학 필름(1)은 투명 필름 기재(11)의 표면에 이활층(15)을 구비한다. 이활층(15)은 바인더 수지 및 미립자를 함유한다. 이활층(15)의 알칼리 성분의 함유량은 5∼75ppm이다. 바인더 수지 또는 그 전구 물질, 미립자, 알칼리 성분 및 용매를 함유하는 이활층 형성용 조성물을 투명 필름 기재 상에 도포하고 가열함으로써 이활층을 형성할 수 있다. 광학 필름은 편광자 보호 필름으로서 사용할 수 있다.

Description

광학 필름 및 그 제조 방법, 편광판, 및 화상 표시 장치{OPTICAL FILM, PRODUCTION METHOD THEREOF, POLARIZER, AND IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 투명 필름 기재의 표면에 이활(易滑)층을 구비하는 광학 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 편광자의 표면에 이활층을 구비하는 광학 필름이 접합된 편광판, 및 상기 편광판을 구비하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
모바일 기기, 카 네비게이션 장치, 퍼스널 컴퓨터용 모니터, 텔레비전 등의 각종 화상 표시 장치로서, 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치가 널리 사용되고 있다. 액정 표시 장치는 그 표시 원리로부터 액정 셀의 시인측 표면에 편광판이 배치되어 있다. 투과형 액정 표시 장치에서는 액정 셀의 양면에 편광판이 배치되어 있다. 유기 EL 표시 장치에서는 외광이 금속 전극(음극)에 의해 반사되어서 경면과 같이 시인되는 것을 억지하기 위해서, 시인측 표면에 원평광판(전형적으로는, 편광판과 1/4 파장판의 적층체)이 배치되는 경우가 있다.
편광판은 일반적으로 편광자의 편면 또는 양면에 편광자의 보호 등을 목적으로 한 투명 필름(편광자 보호 필름)을 구비한다. 편광자로서는 폴리비닐알콜(PVA)계 필름에 요오드를 흡착시키고, 연신 등에 의해 분자를 배향한 것이 널리 사용되고 있다.
편광자의 표면에 접합되는 편광자 보호 필름으로서, 아크릴, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 환상 폴리올레핀 등의 수지 재료로 이루어지는 저투습 필름이 접합된 편광판은 고습 환경에 장시간 노출된 경우에서도 광학 특성의 변화가 작고, 내구성이 우수한 경향이 있다. 특허문헌 1에서는 아크릴계 필름의 표면에 미립자 및 바인더 수지를 포함하는 이활층을 설치함으로써, 필름을 롤 형상으로 권취할 때의 블록킹을 억제할 수 있는 것이 기재되어 있다. 특허문헌 1의 실시예에서는, 아크릴계 필름의 표면에 1∼7중량%의 실리카 미립자를 포함하는 평균 두께 400nm(두께 범위 300∼500nm)의 우레탄 수지층을 설치한 편광자 보호 필름이 개시되어 있다.
일본 특허 제5354733호
화상 표시 장치의 대형화나 고휘도화가 진행되는 중, 화상 표시 장치를 구성하는 편광판에는 보다 가혹한 환경(예를 들면, 보다 고온, 고습도의 조건)에서도 광학 특성의 변화가 작은 것이 요구되도록 되고 있다. 특허문헌 1에 개시된 편광자 보호 필름을 구비한 편광판은 고습도 환경에 장시간 폭로되면, 줄무늬 형상의 얼룩 등의 광학적인 결점이 생겨서, 표시 특성의 저하를 초래하는 경우가 있다고 하는 과제가 새롭게 판명되었다.
상기 과제를 감안하여, 본 발명은 블록킹이 발생하기 어렵고, 또한 고온 고습 환경에 장시간 노출된 경우에서도, 광학적인 결점이 생기기 어려운 광학 필름의 제공을 목적으로 한다.
상기 과제를 감안하여 본 발명자들이 검토한 결과, 미립자의 분산성 향상 등을 목적으로 해서 이활층 형성용 조성물 중에 첨가되는 암모니아나 아민 등의 알칼리 성분이 이활층 중에 잔존하고 있는 것이, 가습 환경에서의 내구성 저하의 한 원인이며, 이활층 중의 잔존 알칼리량을 소정 범위로 함으로써 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견했다.
본 발명은 투명 필름 기재의 표면에 이활층을 구비하는 광학 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 이활층은 바인더 수지 및 미립자를 함유한다. 미립자의 평균 1차 입자지름은, 예를 들면 10∼250nm이며, 바람직하게는 10∼100nm이다. 이활층의 알칼리 성분의 함유량은 5∼75ppm이 바람직하다. 이활층의 두께는 40∼280nm가 바람직하다.
투명 필름 기재로서는 아크릴계 필름 등이 사용된다. 이활층의 바인더 수지로서는 우레탄계 수지 등이 사용된다. 이활층 중의 미립자의 함유량은 바람직하게는 3∼50중량% 정도이며, 보다 바람직하게는 10∼50중량%이다. 이활층의 미립자는 투명 필름 기재에 매설되어 있어도 좋다.
투명 필름 기재의 표면에 이활층 형성용 조성물을 도포하고 가열함으로써, 이활층이 형성된다. 이활층 형성용 조성물은 바인더 수지 또는 그 전구 물질, 미립자, 알칼리 성분 및 용매를 함유한다. 이활층 형성용 조성물에 알칼리 성분이 포함되어 있음으로써, 미립자의 분산성이 향상되고, 슬라이딩성이 우수한 광학 필름이 얻어진다. 또한, 알칼리 성분은 바인더 수지(전구체)의 반응을 촉진하기 위한 촉매로서도 작용할 수 있다. 가열에 의한 알칼리 성분의 휘발을 촉진하는 관점에서, 알칼리 성분의 비점은 150℃ 이하가 바람직하다. 알칼리 성분으로서는 아민이나 암모니아 등을 들 수 있다.
이활층 형성용 조성물을 도포 후의 가열 온도를 높게 함으로써, 알칼리 성분의 휘발을 촉진하여, 잔존 알칼리 성분이 적은 이활층을 형성할 수 있다. 예를 들면 투명 필름 기재의 유리 전이 온도보다 10℃ 이상 높은 온도로 이활층 형성용 조성물을 가열해도 좋다. 가열 온도를 높게 함으로써, 이활층의 미립자가 투명 필름 기재에 매설된 영역이 형성되기 쉬워서 투명 필름 기재와 이활층의 밀착성이 향상되는 경향이 있다.
투명 필름 기재 상에 이활층 형성용 조성물을 도포한 후, 투명 필름 기재를 가열하면서 연신을 행해도 좋다. 특히, 투명 필름 기재의 유리 전이 온도보다 10℃ 이상 높은 온도에서 이활층 형성용 조성물을 가열하면서 투명 필름 기재를 연신함으로써, 투명 필름 기재와 이활층의 밀착성이 향상되는 경향이 있다.
이활층은 다른 필름이나 유리 기판 등과의 접착성 향상에도 기여할 수 있다. 광학 필름은, 예를 들면 편광자 보호 필름으로서 사용할 수 있다. 예를 들면 폴리비닐알콜계 편광자의 표면에 접착제층을 통해서 광학 필름을 접합함으로써 편광판이 얻어진다. 광학 필름은 이접착층 형성면 및 이접착층 비형성면 중 어느 면을 편광자와 접합해도 좋다. 액정 표시 셀이나 유기 EL 셀 등의 화상 표시 셀의 표면에 편광판을 배치함으로써, 화상 표시 장치를 형성할 수 있다.
(발명의 효과)
본 발명의 광학 필름은 접착성이 우수하고, 블록킹이 발생하기 어렵고, 또한 고온 고습 환경에 장시간 노출되었을 경우에서도 광학적인 결점이 생기기 어렵기 때문에, 편광자 보호 필름 등의 표시 장치용 필름으로서 적합하게 사용된다.
도 1은 이활층을 구비하는 광학 필름의 구성예를 나타내는 단면도이다.
도 2a는 편광판의 구성예를 나타내는 단면도이다.
도 2b는 편광판의 구성예를 나타내는 단면도이다.
도 3은 필름 기재와 이활층의 계면에 계면층이 형성되어 있는 광학 필름의 단면 TEM 관찰상이다.
도 4는 필름 기재와 이활층의 계면에 계면층이 형성되어 있지 않은 광학 필름의 단면 TEM 관찰상이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 광학 필름의 구성예를 나타내는 개략 단면도이다. 광학 필름(1)은 필름 기재(11)의 적어도 일방의 면에 이활층(15)을 구비한다. 필름 기재의 양면에 이활층이 설치되어 있어도 좋다. 광학 필름은 다른 필름이나 유리 기판 등과 접합해서 사용된다.
광학 필름의 사용 형태로서 편광자 보호 필름을 들 수 있다. 도 2a 및 도 2b는 편광자 보호 필름으로서의 광학 필름(1)을 구비하는 편광판의 구성예를 나타내는 단면도이다. 도 2a에 나타내는 편광판(100) 및 도 2b에 나타내는 편광판(101)은 편광자(5)의 일방의 면(제 1 주면)에, 접착제층(6)을 통해서 접합된 광학 필름(1)을 구비한다. 편광판(100)에서는 광학 필름(1)은 필름 기재(11)의 편광자(5)와의 접합면에 이활층(15)을 갖는다. 도 2b에 나타내는 편광판(101)에서는 광학 필름(1)의 이활층(15)이 설치되어 있지 않은 면에 편광자(5)가 접합되어 있다. 도 2a에 나타내는 편광판(100) 및 도 2b에 나타내는 편광판(101)에서는 편광자(5)의 타방의 면(제 2 주면)에 접착제층(7)을 통해서 투명 보호 필름(2)이 접합되어 있다.
[광학 필름]
광학 필름(1)은 필름 기재(11)의 적어도 일방의 면에 이활층(15)을 구비한다.
<필름 기재>
필름 기재(11)로서는 투명 필름이 바람직하다. 투명 필름 기재의 전체 광선 투과율은 80% 이상이 바람직하고, 85% 이상이 보다 바람직하고, 90% 이상이 더욱 바람직하다. 필름 기재(11)를 구성하는 수지 재료로서는 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리올레핀계 수지, 환상 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지 등을 들 수 있다. 광학 필름이 광학 등방성의 편광자 보호 필름으로서 사용되는 경우에는 복굴절이 작기 때문에, 필름 기재(11)의 수지 재료로서 아크릴계 수지 또는 환상 폴리올레핀계 수지가 바람직하고, 아크릴계 수지가 특히 바람직하다.
환상 폴리올레핀계 수지로서는, 예를 들면 폴리노르보르넨을 들 수 있다. 환상 폴리올레핀계 수지의 시판품으로서 Zeon Corporation제의 ZEONOR 및 ZEONEX, JSR제의 ARTON, Mitsui Chemicals Inc.제의 APEL, Topas Advanced Polymers Co., Ltd.제의 TOPAS 등을 들 수 있다. 환상 폴리올레핀계 필름은 환상 올레핀계 수지를 50중량% 이상 함유하는 것이 바람직하다.
아크릴계 수지로서는 폴리메타크릴산 메틸 등의 폴리(메타)아크릴산 에스테르, 메타크릴산 메틸-(메타)아크릴산 공중합체, 메타크릴산 메틸-(메타)아크릴산 에스테르 공중합체, 메타크릴산 메틸-아크릴산 에스테르-(메타)아크릴산 공중합체, (메타)아크릴산 메틸-스티렌 공중합체(MS 수지 등), 지환족 탄화수소기를 갖는 중합체(예를 들면, 메타크릴산 메틸-메타크릴산 시클로헥실 공중합체, 메타크릴산 메틸-(메타)아크릴산 노르보르닐 공중합체 등)를 들 수 있다.
본 명세서에 있어서, 「(메타)아크릴」이란, 아크릴 및/또는 메타크릴을 의미한다. 아크릴계 수지는 아크릴산 또는 그 유도체를 구성 모노머 성분으로 하는 것, 및 메타크릴산 또는 그 유도체를 구성 모노머 성분으로 하는 것을 포함한다.
아크릴계 수지로서, 일본 특허공개 2006-283013호 공보, 일본 특허공개 2006-335902호 공보, 일본 특허공개 2006-274118호 공보 등에 기재된 글루타르산 무수물 구조를 갖는 아크릴계 수지; 및/또는 일본 특허공개 2000-230016호 공보, 일본 특허공개 2001-151814호 공보, 일본 특허공개 2002-120326호 공보, 일본 특허공개 2002-254544호 공보, 일본 특허공개 2005-146084호 공보 등에 기재된 락톤환 구조를 갖는 아크릴계 수지를 사용해도 좋다. 글루타르산 무수물 구조를 갖는 아크릴계 수지 및 락톤환 구조를 갖는 아크릴계 수지는 높은 내열성, 높은 투명성, 및 높은 기계적 강도를 갖기 때문에, 편광도가 높고 또한 내구성이 우수한 편광판의 제조에 적합하다.
필름 기재(11)가 아크릴계 필름일 경우, 필름 기재 중의 아크릴계 수지의 함유량은 50중량% 이상이 바람직하고, 60∼98중량%가 보다 바람직하고, 70∼97중량%가 더욱 바람직하다. 아크릴계 필름은 아크릴계 수지 이외의 열가소성 수지를 함유하고 있어도 좋다. 예를 들면, 다른 열가소성 수지를 배합함으로써, 아크릴계 수지의 복굴절을 상쇄하여, 광학 등방성이 우수한 아크릴계 필름이 얻어진다. 또한, 필름의 기계 강도 향상 등을 목적으로 해서 아크릴계 수지 이외의 열가소성 수지를 배합해도 좋다.
아크릴계 수지 이외의 열가소성 수지로서는 올레핀계 중합체, 할로겐화 비닐계 중합체, 폴리스티렌, 스티렌과 아크릴계 모노머와 공중합체, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌옥시드, 폴리페닐렌술피드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리옥시벤질렌, 폴리아미드이미드, 고무계 폴리머 등을 들 수 있다.
필름 기재(11)는 산화 방지제, 안정제, 보강재, 자외선 흡수제, 난연제, 대전 방지제, 착색제, 충전제, 가소제, 윤활제, 필러 등의 첨가제를 포함하고 있어도 좋다. 수지 재료와 첨가제 등을 혼합하여, 미리 펠릿 등의 열가소성 수지 조성물로 하고 나서 필름화를 행해도 좋다.
필름 기재(11)의 두께는 5∼200㎛ 정도이다. 기계 강도, 투명성 및 핸들링성 등의 관점에서, 필름 기재(11)의 두께는 10∼100㎛가 바람직하고, 15∼60㎛가 보다 바람직하다.
필름 기재(11)의 유리 전이 온도 Tg는 100℃ 이상이 바람직하고, 110℃ 이상이 보다 바람직하다. 필름 기재(11)가 아크릴계 필름일 경우, 상술한 바와 같이, 아크릴계 수지로서 글루타르산 무수물 구조를 갖는 아크릴계 수지나 락톤환 구조를 갖는 아크릴계 수지를 사용함으로써, 아크릴계 필름의 Tg를 높이고, 내열성을 향상시킬 수 있다. 필름 기재(11)의 Tg의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 성형성 등의 관점에서 170℃ 이하가 바람직하다.
필름 기재(11)의 제조 방법으로서는 용액 캐스트법, 용융 압출법, 캘린더법, 압축 성형법 등을 들 수 있다. 필름 기재(11)는 미연신 필름 및 연신 필름 중 어느 것이어도 좋다. 필름 기재(11)가 아크릴계 필름일 경우, 기계 강도 향상의 관점에서, 아크릴계 필름은 적어도 1방향으로 연신된 연신 필름인 것이 바람직하고, 2축 연신 필름이 특히 바람직하다. 아크릴계 수지의 복굴절을 상쇄하도록 다른 열가소성 수지를 배합함으로써, 연신한 경우에서도 리타데이션이 작고 광학 등방성이 우수한 아크릴계 필름이 얻어진다.
<이활층>
필름 기재(11)의 표면에 설치되는 이활층(15)은 바인더 수지 및 미립자를 포함한다. 이활층(15)이 미립자를 포함함으로써, 이활층(15)의 표면에 미세한 요철이 형성되어, 필름의 슬라이딩성이 향상된다. 그 때문에, 광학 필름(1)의 롤 반송시의 손상의 저감이나, 롤 형상으로 권취할 때의 블록킹 억제에 기여한다.
(바인더 수지)
바인더 수지로서는 아크릴계 필름 등의 필름 기재와의 밀착성이 우수한 점으로부터, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 이소시아네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 분자 중에 아미노기를 포함하는 폴리머류, 옥사졸린기 등의 가교성 관능기를 갖는 아크릴 수지 등의 반응성기를 갖는 수지(폴리머)가 사용된다. 이활층(15)의 바인더 수지로서는 폴리우레탄 수지가 특히 바람직하다. 폴리우레탄 수지 바인더를 포함하는 이활층(15)은 필름 기재(11)와의 밀착성이 높다.
우레탄 수지는 대표적으로는 폴리올과 폴리이소시아네이트의 반응 생성물이다. 폴리올 성분으로서는 폴리아크릴 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올 등의 고분자 폴리올이 바람직하게 사용된다.
폴리아크릴 폴리올은 대표적으로는 (메타)아크릴산 에스테르와 수산기 함유 모노머의 중합에 의해 얻어진다. (메타)아크릴산 에스테르로서는, 예를 들면 (메타)아크릴산 메틸, (메타)아크릴산 부틸, (메타)아크릴산 2-에틸헥실, (메타)아크릴산 시클로헥실 등을 들 수 있다. 수산기 함유 모노머로서는 (메타)아크릴산 2-히드록시에틸, (메타)아크릴산 2-히드록시프로필, (메타)아크릴산 3-히드록시프로필, (메타)아크릴산 2-히드록시부틸, (메타)아크릴산 4-히드록시부틸, (메타)아크릴산 2-히드록시펜틸 등의 (메타)아크릴산의 히드록시알킬에스테르; 글리세린, 트리메틸올프로판 등의 다가알콜의 (메타)아크릴산 모노에스테르; N-메틸올 (메타)아크릴아미드 등을 들 수 있다.
폴리아크릴 폴리올은 상기 이외의 모노머 성분을 포함하고 있어도 좋다. 다른 모노머 성분으로서는 (메타)아크릴산 등의 불포화 모노카르복실산; 말레산 등의 불포화 디카르복실산 및 그 무수물 및 디에스테르류; (메타)아크릴로니트릴 등의 불포화 니트릴류; (메타)아크릴아미드, N-메틸올 (메타)아크릴아미드 등의 불포화 아미드류; 아세트산 비닐, 프로피온산 비닐 등의 비닐에스테르류; 메틸비닐에테르 등의 비닐에테르류; 에틸렌, 프로필렌 등의 α-올레핀류; 염화비닐, 염화비닐리덴 등의 할로겐화 α,β-불포화 지방족 단량체; 스티렌, α-메틸스티렌 등의 α,β-불포화 방향족 단량체 등을 들 수 있다.
폴리에스테르 폴리올은 대표적으로는 다염기산과 폴리올의 반응에 의해 얻어진다. 다염기산으로서는 오르토 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 1,4-나프탈렌 디카르복실산, 2,5-나프탈렌 디카르복실산, 2,6-나프탈렌 디카르복실산, 비페닐 디카르복실산, 테트라히드로프탈산 등의 방향족 디카르복실산; 옥살산, 숙신산, 말론산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바신산, 데칸디카르복실산, 도데칸디카르복실산, 옥타데칸디카르복실산, 주석산, 알킬숙신산, 리놀레산, 말레산, 푸마르산, 메사콘산, 시트라콘산, 이타콘산 등의 지방족 디카르복실산; 헥사히드로프탈산, 테트라히드로프탈산, 1,3-시클로헥산 디카르복실산, 1,4-시클로헥산 디카르복실산 등의 지환식 디카르복실산; 또는 이들의 산무수물, 알킬에스테르, 산할라이드 등의 반응성 유도체 등을 들 수 있다.
폴리올로서는 에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 네오펜틸글리콜, 펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 1,10-데칸디올, 1-메틸-1,3-부틸렌글리콜, 2-메틸-1,3-부틸렌글리콜, 1-메틸-1,4-펜틸렌글리콜, 2-메틸-1,4-펜틸렌글리콜, 1,2-디메틸-네오펜틸글리콜, 2,3-디메틸-네오펜틸글리콜, 1-메틸-1,5-펜틸렌글리콜, 2-메틸-1,5-펜틸렌글리콜, 3-메틸-1,5-펜틸렌글리콜, 1,2-디메틸부틸렌글리콜, 1,3-디메틸부틸렌글리콜, 2,3-디메틸부틸렌글리콜, 1,4-디메틸부틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디올, 비스페놀A, 비스페놀F, 수첨 비스페놀A, 수첨 비스페놀F 등을 들 수 있다.
폴리에테르 폴리올은 대표적으로는 다가알콜에 알킬렌 옥시드를 개환 중합해서 부가시킴으로써 얻어진다. 다가알콜로서는, 예를 들면 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 글리세린, 트리메틸올프로판 등을 들 수 있다. 알킬렌옥시드로서는, 예를 들면 에틸렌옥시드, 프로필렌옥시드, 부틸렌옥시드, 스티렌옥시드, 테트라히드로푸란 등을 들 수 있다.
폴리이소시아네이트로서는 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 도데카메틸렌 디이소시아네이트, 1,4-부탄 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 라이신 디이소시아네이트, 2-메틸펜탄-1,5-디이소시아네이트, 3-메틸펜탄-1,5-디이소시아네이트 등의 지방족 디이소시아네이트; 이소포론 디이소시아네이트, 수첨 크실릴렌 디이소시아네이트, 4,4'-시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트, 메틸시클로헥실렌 디이소시아네이트, 1,3-비스(이소시아네이트메틸)시클로헥산 등의 지환족 디이소시아네이트; 톨릴렌 디이소시아네이트, 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐디메틸메탄 디이소시아네이트, 4,4'-디벤질 디이소시아네이트, 1,5-나프틸렌 디이소시아네이트, 크실릴렌 디이소시아네이트, 1,3-페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-페닐렌 디이소시아네이트 등의 방향족 디이소시아네이트; 디알킬디페닐메탄 디이소시아네이트, 테트라알킬디페닐메탄 디이소시아네이트, α,α,α,α-테트라메틸크실릴렌 디이소시아네이트 등의 방향지방족 디이소시아네이트 등을 들 수 있다.
이활층(15)을 구성하는 우레탄 수지는 바람직하게는 카르복실기를 갖는다. 우레탄 수지가 카르복실기를 가짐으로써, 가교 구조의 도입이 가능해진다. 카르복실기를 갖는 우레탄 수지는, 예를 들면 폴리올과 폴리이소시아네이트에 추가해서, 유리 카르복실기를 갖는 쇄장제를 반응시킴으로써 얻어진다. 유리 카르복실기를 갖는 쇄장제로서는 디히드록시카르복실산, 디히드록시숙신산 등을 들 수 있다. 디히드록시카르복실산으로서는 디메틸올알칸산(예를 들면, 디메틸올아세트산, 디메틸올부탄산, 디메틸올프로피온산, 디메틸올부티르산, 디메틸올펜탄산) 등의 디알킬올알칸산 등을 들 수 있다.
우레탄 수지의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 모노머 성분을 한 번에 반응시키는 원샷법, 및 단계적으로 반응시키는 다단법 중 어느 것이어도 좋다. 유리 카르복실기를 갖는 쇄장제를 사용해서 우레탄 수지에 카르복실기를 도입하는 경우에는 다단계법이 바람직하다. 우레탄 수지의 제조에 있어서는 필요에 따라서 우레탄 반응 촉매를 사용해도 좋다.
우레탄 수지의 수 평균 분자량은 5,000∼600,000이 바람직하고, 10,000∼400,000이 보다 바람직하다. 우레탄 수지의 산가는 10∼50이 바람직하고, 20∼45가 보다 바람직하다.
우레탄 수지는 가교 구조를 갖고 있어도 좋다. 우레탄 수지에 가교 구조가 도입됨으로써, 이활층(15)과 필름 기재(11)의 밀착성 및 이활층(15)의 경도가 향상되는 경향이 있다. 가교제로서는 우레탄 수지의 가교성 관능기와 반응 가능한 것을 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 우레탄 수지가 카르복실기를 가질 경우에는 아미노기, 옥사졸린기, 에폭시기, 카르보디이미드기 등을 포함하는 가교제가 사용된다. 이들 중에서도, 옥사졸린기를 갖는 가교제가 바람직하다. 옥사졸린기는 상온에서는 카르복실기와의 반응성이 작기 때문에, 우레탄 수지와 혼합했을 때의 포트 라이프가 길고, 공정의 리드타임에 유연하게 대응할 수 있다.
가교제는 저분자 화합물이어도 좋고, 폴리머이어도 좋다. 수계 조성물에의 용해성이 높고, 우레탄 수지와의 상용성도 우수한 점으로부터, 가교제로서는 아크릴계 폴리머가 바람직하고, 옥사졸린기를 갖는 아크릴계 폴리머가 특히 바람직하다.
가교제의 사용량은 우레탄 수지 100중량부에 대해서 1∼30중량부가 바람직하고, 3∼20중량부가 보다 바람직하다.
(미립자)
이활층(15)에 미립자가 포함됨으로써, 이활층의 표면에 미세한 요철 형상이 형성되고, 광학 필름(1)의 슬라이딩성이 향상되고, 블록킹을 억제할 수 있다. 슬라이딩성 향상에 기여하는 요철을 형성하는 관점에서, 미립자의 입자지름(평균 1차 입자지름)은 10nm 이상이 바람직하고, 15nm 이상이 보다 바람직하고, 20nm 이상이 더욱 바람직하다. 미립자의 평균 1차 입자지름은 이활층의 두께보다 작은 것이 바람직하다. 미립자의 입자지름이 이활층의 두께보다 작음으로써, 이활층으로부터의 미립자의 탈락을 억제할 수 있다. 미립자의 입자지름은 250nm 이하가 바람직하고, 200nm 이하가 보다 바람직하다. 또한, 미립자의 평균 1차 입자지름이 가시광 파장보다 작음으로써, 바인더 수지와 미립자의 계면에서의 가시광의 산란을 억제할 수 있다. 투명성 향상의 관점으로부터는 미립자의 입자지름은 100nm 이하가 바람직하고, 80nm 이하가 보다 바람직하고, 60nm 이하가 더욱 바람직하고, 50nm 이하가 특히 바람직하다.
이접착층(15)의 미립자는 무기 미립자 및 유기 미립자 중 어느 것이어도 좋다. 분산성 및 입자지름의 균일성이 우수한 점으로부터, 미립자로서는 무기 미립자가 바람직하다. 무기 미립자로서는 티타니아, 알루미나, 지르코니아 등의 무기 산화물; 탄산칼슘, 탤크, 클레이, 소성 카올린, 소성 규산칼슘, 수화 규산칼슘, 규산알루미늄, 규산마그네슘, 인산칼슘 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 무기 산화물이 바람직하다. 유기계 미립자로서는 실리콘계 수지, 불소계 수지, 아크릴계 수지 등을 들 수 있다. 미립자에 기인한 광산란을 억제하기 위해서는 바인더 수지(일반적으로 굴절률 1.5 정도)와 미립자의 굴절률차가 작은 것이 바람직하다. 바인더 수지와의 굴절률차가 작고 또한 분산성이 우수한 점으로부터, 이활층(15)의 미립자로서는 실리카 입자가 바람직하다.
수계 조성물로 이활층(15)을 형성할 경우, 수분산성이 높은 미립자를 사용하는 것이 바람직하다. 미립자의 수분산액을 조성물 중에 배합해도 좋다. 미립자의 분산성을 높이기 위해서는, 아민이나 암모니아 등의 알칼리 성분을 첨가하여 이활층 형성용 조성물을 약 알칼리성으로 하는 것이 바람직하다.
수분산성 실리카 입자로서는 콜로이드 실리카가 바람직하게 사용된다. 콜로이드 실리카로서 Fuso Chemical Co., Ltd.제의 Quartron PL 시리즈, Nissan Chemical Industries, Ltd.제의 SNOWTEX 시리즈, Nippon Aerosil Co., Ltd.의 AERODISP 시리즈 및 AEROSIL 시리즈, Nippon Shokubai Co. Ltd.제의 SEAHOSTAR KE 시리즈 등의 시판품을 사용해도 좋다.
이활층(15)의 표면으로의 요철 형성에 의해 광학 필름(1)의 슬라이딩성을 높이는 관점에서, 이활층(15)에 있어서의 미립자의 함유량은 3중량% 이상이 바람직하고, 5중량% 이상이 보다 바람직하다. 특히, 이활층(15)의 두께가 작을 경우(예를 들면, 280nm 이하일 경우)에는 미립자의 함유량을 크게 해서 단위면적당 미립자의 양(수밀도)을 높임으로써, 이활층(15)의 면내에 균일하게 요철을 형성하는 것이 바람직하다. 이활층(15)에 있어서의 미립자의 함유량은 8중량% 이상이 바람직하고, 10중량% 이상이 보다 바람직하고, 12중량% 이상이 더욱 바람직하다. 이활층(15)의 미립자의 함유량이 과도하게 크면, 바인더 수지와 미립자의 계면에서의 광산란의 증대에 기인하는 광학 특성의 저하를 초래하는 경우가 있다. 또한, 미립자 함유량의 증대에 따라, 바인더 수지의 상대적인 함유량이 작아지기 때문에, 이활층의 접착성이 저하하는 경우가 있다. 그 때문에, 이활층(15)에 있어서의 미립자의 함유량은 50중량% 이하가 바람직하고, 40중량% 이하가 보다 바람직하고, 30중량% 이하가 더욱 바람직하다.
(잔존 알칼리량)
미립자의 분산성을 높이기 위해서 아민이나 암모니아 등의 알칼리 성분을 사용하면, 이활층에는 불가피하게 알칼리 성분이 잔존한다. 광학 필름(1)을 편광자 보호 필름으로서 사용했을 경우, 이활층(15)의 잔존 알칼리 성분의 수분으로의 용출이나, 필름 기재(11)를 투과한 알칼리 성분이 편광자를 열화시켜 편광판의 편광도의 저하나, 줄무늬 형상의 얼룩 등의 광학적인 결함이 발생하는 경우가 있다.
편광판의 가습 내구성을 높이는 관점에서, 이활층(15)의 잔존 알칼리량은 75ppm 이하가 바람직하고, 70ppm 이하가 보다 바람직하고, 60ppm 이하가 더욱 바람직하고, 55ppm 이하가 특히 바람직하다. 편광판의 가습 내구성 향상의 관점에서는 이활층(15)에 있어서의 잔존 알칼리량은 적을수록 바람직하다.
한편, 이활층(15)의 잔존 알칼리량이 과도하게 작으면, 미립자의 분산성이 손상되어 미립자의 응집에 기인한 백탁 등의 외관 불량이 생기는 경우가 있다. 또한, 분산성의 저하에 의한 미립자의 응집이나 이활층으로부터의 탈락에 기인하여, 이활층의 표면에 적절한 요철이 형성되지 않아서 광학 필름의 슬라이딩성이 저하하는 경향이 있다. 그 때문에, 이활층(15)의 잔존 알칼리량은 5ppm 이상이 바람직하고, 10ppm 이상이 보다 바람직하고, 20ppm 이상이 더욱 바람직하다.
이활층 중의 잔존 알칼리 성분의 구체예로서는 아민 및 암모니아를 들 수 있고, 이활층 중의 아민 및 암모니아의 함유량의 합계가 상기 범위 내인 것이 바람직하다. 이활층 중의 알칼리량은 알칼리 성분의 종류에 따라서 액체 크로마토그래피나 이온 크로마토그래피 등에 의해 정량할 수 있다. 크로마토그래피와 질량 분석(MS)을 조합시킨 분석법(예를 들면, LC/MS)에 의해 알칼리 성분의 정량을 행해도 좋다. 이활층 중에 복수의 알칼리 성분이 포함되어 있을 경우에는, 각 성분의 합계를 이활층의 알칼리 성분 함유량(잔존량)이라고 한다.
<이활층의 형성>
필름 기재(11)의 표면에의 이활층(15)의 형성 방법은 특별히 한정되지 않는다. 바람직하게는, 바인더 수지 및 미립자를 포함하는 이활층 형성용 조성물(도포액)을 필름 기재(11) 상에 도포하고 가열함으로써, 이활층(15)이 형성된다.
(이활층 형성용 조성물)
이활층 형성용 조성물은 물을 용매(및 미립자에 대한 분산매)로 하는 수계의 조성물인 것이 바람직하다. 이활층 형성용 조성물에 있어서의 고형분(비휘발 성분)의 농도는 1∼30중량%가 바람직하고, 2∼20중량%가 보다 바람직하고, 3∼15중량%가 더욱 바람직하다.
수계 이활층 형성용 조성물은 용매(및 분산매)로서의 물과, 바인더 수지 또는 그 전구 물질과, 미립자를 포함한다. 이활층 형성용 조성물은 알칼리 성분을 더 포함하는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 알칼리 성분은 미립자의 분산을 촉진하는 작용을 갖는다. 입자지름이 작은 미립자는 응집하기 쉬운 경향이 있지만, 이활층 형성용 조성물이 암모니아나 아민 등의 알칼리 성분을 포함함으로써, 미립자의 분산성을 향상시켜서, 외관이나 슬라이딩성이 우수한 광학 필름이 얻어진다.
한편, 이활층 형성용 조성물에 포함되는 알칼리가 이활층에 잔존하면, 편광판의 내습열성을 저하시키는 원인이 될 수 있다. 특히, 가성 등의 강알칼리는 소량이라도 편광자를 열화시키는 원인이 될 수 있다. 그 때문에, 이활층 형성용 조성물에 포함되는 알칼리 성분으로서는 암모니아나 아민 등의 약알칼리 성분이 바람직하다. 미립자의 분산성 향상과 편광자의 열화 방지를 양립하는 관점에서, 이활층 형성용 조성물(도포액)의 pH는 7.5∼9 정도가 바람직하다.
미립자의 분산성을 향상시키는 관점에서, 이활층 형성용 조성물에 포함되는 알칼리 성분의 양은 이활층 형성용 조성물의 고형분에 대하여 300ppm 이상이 바람직하고, 500ppm 이상이 보다 바람직하다. 한편, 알칼리 성분의 함유량이 과도하게 크면, 잔존 알칼리량을 저하시키는 것이 곤란해지는 경우가 있기 때문에, 이활층 형성용 조성물에 포함되는 알칼리 성분의 양은 이활층 형성용 조성물의 고형분에 대하여 50000ppm 이하가 바람직하고, 10000ppm 이하가 보다 바람직하고, 5000ppm 이하가 더욱 바람직하다. 상술한 바와 같이, 이활층 형성용 조성물에 포함되는 알칼리 성분의 구체예로서는 아민 및 암모니아를 들 수 있고, 이들 알칼리 성분의 함유량의 합계가 상기 범위 내인 것이 바람직하다.
이활층 형성용 조성물에 포함되는 알칼리 성분은 미립자의 분산성 향상에 추가해서, 촉매 작용 등을 갖는 것이어도 좋다. 예를 들면 바인더 수지가 우레탄계 수지일 경우는 폴리우레탄 전구 물질(폴리올, 이소시아네이트 등)의 우레탄화 촉매로서 트리에틸아민 등의 제 3 급 아민이 이활층 형성용 조성물에 포함되어 있어도 좋다.
필름 기재 상에 이활층 형성용 조성물을 도포한 후에 가열함으로써, 알칼리 성분을 휘발 제거하여 이활층(15)의 잔존 알칼리 성분을 저감할 수 있다. 가열에 의한 알칼리 성분의 휘발을 촉진하는 관점에서, 이활층 형성용 조성물에 포함되는 알칼리 성분은 비점이 150℃ 이하인 것이 바람직하다. 알칼리 성분의 비점은 130℃ 이하가 보다 바람직하고, 120℃ 이하가 더욱 바람직하고, 110℃ 이하가 특히 바람직하다. 알칼리 성분의 비점은 100℃ 이하 또는 90℃ 이하이어도 좋다. 이활층 형성용 조성물에 복수의 알칼리 성분이 포함되는 경우에는, 적어도 1개의 알칼리 성분의 비점이 상기 범위인 것이 바람직하고, 2 이상의 알칼리 성분의 비점이 상기 범위인 것이 바람직하다. 이활층에 포함되는 알칼리의 전체량 100중량부에 대해서 50중량% 이상의 알칼리 성분의 비점이 상기 범위인 것이 바람직하다. 이활층 형성용 조성물에 포함되는 모든 알칼리 성분의 비점이 상기 범위인 것이 이상적이다.
이활층 형성용 조성물은 바인더 수지(또는 그 전구 물질), 미립자 및 알칼리 성분에 추가해서, 가교제를 포함하고 있어도 좋다. 이활층 형성용 조성물은 가교 촉진제 등의 촉매, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 레벨링제, 블록킹 방지제, 대전 방지제, 분산 안정제, 소포제, 증점제, 분산제, 계면활성제, 윤활제 등의 첨가제를 포함하고 있어도 좋다.
(필름 기재 상에의 이활층의 형성)
필름 기재(11) 상에 이활층 형성용 조성물을 도포하기 전에, 필름 기재의 표면 처리를 행해도 좋다. 표면 처리를 행함으로써, 필름 기재의 젖음 장력을 조정하여, 이활층(15)과의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 표면 처리로서는 코로나 처리, 플라즈마 처리, 오존 블로잉, 자외선 조사, 화염 처리, 화학약품 처리 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 코로나 처리 또는 플라즈마 처리가 바람직하다.
이활층 형성용 조성물의 도포방법으로서는 바 코트법, 롤 코트법, 그라비어 코트법, 로드 코트법, 슬롯 오리피스 코트법, 커튼 코트법, 파운틴 코트법 등을 들 수 있다. 도포 후의 이활층 형성용 조성물을 가열하여 용매를 제거함으로써 이활층(15)이 형성된다. 가열에 의해 바인더 수지의 전구 물질을 반응시켜 경화시켜도 좋다. 예를 들면 이활층 형성용 조성물이 가교제를 포함하는 경우에는, 가열에 의해 가교 반응을 촉진할 수 있다.
이활층 형성시의 가열 온도는, 예를 들면 50∼200℃ 정도이다. 이활층 형성용 조성물에 있어서의 수지 성분의 경화 반응을 촉진함과 아울러, 이활층 형성용 조성물에 포함되는 알칼리 성분을 효율적으로 휘발 제거시키는 관점에서, 가열 온도는 100℃ 이상이 바람직하고, 120℃ 이상이 보다 바람직하고, 130℃ 이상이 더욱 바람직하고, 135℃ 이상이 특히 바람직하다. 또한, 가열 온도는 이활층 형성용 조성물에 포함되는 알칼리 성분의 비점보다 높은 것이 바람직하다.
이활층 형성시의 가열 온도는 필름 기재의 유리 전이 온도(Tg)보다 고온인 것이 바람직하다. 고온에서 가열함으로써, 이활층 형성용 조성물에 있어서의 수지 성분의 경화 반응을 촉진함과 아울러, 이활층 형성용 조성물에 포함되는 알칼리 성분을 효율적으로 휘발 제거할 수 있다. 가열 온도는 필름 기재의 Tg보다 10℃ 이상 높은 온도인 것이 바람직하다.
필름 기재의 Tg보다 고온에서 가열함으로써, 이활층 형성용 조성물 중의 알칼리의 휘발 제거 효율을 높임과 아울러, 필름 기재의 표면에 이활층 형성용 조성물이 침투하기 쉬워져서, 필름 기재(11)와 이활층(15)의 밀착성이 향상된다고 생각된다. 이활층의 밀착성을 향상시키는 관점에서, 가열 온도는 필름 기재의 Tg+10℃ 이상이 바람직하고, Tg+15℃ 이상이 보다 바람직하고, Tg+20℃ 이상이 더욱 바람직하다.
필름 기재의 Tg+10℃ 이상의 온도에서 가열하면, 필름 기재가 유리 상태로부터 고무 상태로 되어 표면이 변형되기 쉬워지기 때문에, 필름 기재(11)와 이활층(15)의 계면에 있어서, 필름 기재의 수지 성분과 이활층의 구성 성분이 혼재한 계면층이 형성되기 쉽다. 계면층이 형성됨으로써, 필름 기재(11)와 이활층(15)의 밀착성이 향상되는 경향이 있다.
특히, 도 3의 단면 관찰상에 나타낸 바와 같이, 필름 기재(11)의 표면에 이활층(15)의 미립자가 끼워 넣어짐으로써 매설된 영역이 존재하는 경우에, 필름 기재(11)와 이활층(15)의 밀착성이 높은 광학 필름이 얻어진다. 필름 기재를 Tg보다 고온으로 가열한 고무 상태에서 미립자가 필름 기재에 매설되고, 그 후에 필름 기재가 유리 상태로 되돌아가면, 필름 기재의 표면에 매설된 미립자 및 그 주위에 존재하는 바인더 수지가 필름 기재의 표면에 고착하기 때문에, 필름 기재(11)와 이활층(15)의 밀착성이 향상된다고 생각된다.
필름 기재의 제조 공정에 있어서 이활층을 형성해도 좋다. 또한, 필름 기재의 형성시의 가열을 이용하여 이활층을 형성해도 좋다. 예를 들면 필름 기재가 연신 필름일 경우에는, 연신 전의 필름이나 종연신 후의 필름의 표면에, 이활층 형성용 조성물을 도포하고, 텐터에 의한 횡연신 또는 동시 2축 연신시의 가열을 이용하여 용매의 건조나 수지의 경화를 행할 수 있다.
이활층 형성용 조성물을 도포한 후에 필름 기재의 연신을 행할 경우에는, 이활층에의 크랙 발생 등의 불량을 억제하는 관점에서, 연신 배율은 5배 이하가 바람직하고, 4배 이하가 보다 바람직하고, 3배 이하가 더욱 바람직하고, 2.5배 이하가 특히 바람직하다. 연신 배율의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 필름 강도 향상의 관점에서, 연신 배율은 1.3배 이상이 바람직하고, 1.5배 이상이 보다 바람직하다. 필름 기재가 아크릴계 필름일 경우는 필름 강도 향상의 관점에서, 반송방향(MD) 및 폭방향(TD)의 각각으로 상기 연신 배율로 연신을 실시하는 것이 바람직하다.
필름 기재의 2축 연신을 행할 경우, 2축 연신은 축차 2축 연신이어도 좋고, 동시 2축 연신이어도 좋다. 또한, 경사 연신을 행해도 좋다. 축차 2축 연신을 행할 경우에는 상술한 바와 같이 롤 연신에 의해 필름을 일 방향(MD)으로 연신한 후, 필름 상에 이활층 형성용 조성물을 도포하고, 텐터에 의한 연신시에 이활층 형성용 조성물의 가열을 행해도 좋다.
연신 온도는 이활층의 가열 온도로서 상술한 바와 같이, 필름 기재의 Tg보다 고온인 것이 바람직하고, Tg+10℃ 이상이 바람직하고, Tg+15℃ 이상이 보다 바람직하고, Tg+20℃ 이상이 더욱 바람직하다. 특히, 이활층 형성용 조성물을 도포한 후에, 상기 온도에서 적어도 일 방향으로 연신을 행하는 것이 바람직하다. 필름 기재의 Tg보다 고온의 고무 상태에서 연신을 행하면, 필름 기재의 표면에 이활층 형성용 조성물 중의 미립자가 매설된 영역이 형성되기 쉬워서, 필름 기재(11)와 이활층(15)의 밀착성이 향상되는 경향이 있다. 고온에서의 연신에 의해 필름 기재에 미립자가 매설되기 쉬워지는 이유로서, 고무 상태에서 연신을 행하면 필름 기재의 변형시에 이활층 형성용 조성물이 젖음 확산되기 쉬워서, 변형시에 형성되는 표면 요철의 오목부에 미립자가 끼워진 상태가 되기 쉬운 것을 들 수 있다. 또한, 연신 후에 응력을 개방하면서 냉각을 행하면, 필름 기재가 수축할 때에 필름 기재의 표면에 끼워진 입자가 고착되기 때문에, 필름 기재에 미립자가 매설된 영역이 형성되기 쉽다고 생각된다.
이활층 형성용 조성물의 고형분 농도 및 도포 두께를 조정함으로써, 이활층(15)의 두께를 조정할 수 있다. 이활층 형성용 조성물을 도포한 후에 필름 기재의 연신을 행하는 경우에는 연신 배율에 의해도 이활층(15)의 두께를 조정할 수 있다.
이활층(15)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 가열에 의한 알칼리 성분의 제거를 촉진하는 관점에서 280nm 이하가 바람직하고, 250nm 이하가 보다 바람직하고, 230nm 이하가 더욱 바람직하다. 광학 필름(1)을 편광자 보호 필름으로서 사용하는 경우에는 이활층(15)의 두께가 작을수록 편광판의 가습 내구성이 향상되는 경향이 있다.
이활층 형성용 조성물의 가열 건조시에 알칼리 성분이 과잉으로 제거되면, 바인더 수지 중에서의 미립자의 분산성이 저하하여, 미립자의 응집이나 이것에 따른 이활층 표면으로부터의 미립자의 탈락 등이 발생하기 쉽다. 미립자의 응집이나 탈락이 발생하면, 광학 필름의 슬라이딩성이 저하하여, 반송시의 상처나 권취시의 블록킹이 발생하기 쉬워진다. 그 때문에, 이활층(15)의 두께는 40nm 이상이 바람직하고, 50nm 이상이 보다 바람직하고, 80nm 이상이 더욱 바람직하고, 100nm 이상이 특히 바람직하다. 이활층의 두께는 110nm 이상, 120nm 이상, 130nm 이상, 140nm 이상, 또는 150nm 이상이어도 좋다.
[편광판]
편광판은 편광자의 일방의 면에만 투명 보호 필름을 구비하는 것이어도 좋고, 도 2a 및 도 2b에 나타낸 바와 같이 편광자(5)의 양면에 투명 보호 필름을 구비하는 것이어도 좋다. 편광자의 일방의 면에 편광자 보호 필름으로서 상기 광학 필름을 접합함으로써, 편광자의 일방의 면에만 투명 보호 필름을 갖는 편광판이 형성된다. 편광자의 양방의 면에 편광자 보호 필름을 갖는 편광판은 편광자의 적어도 일방의 면에 상기 광학 필름이 접합되어 있으면 좋다. 편광판은 편광자의 양면에 상기 광학 필름이 접합된 것이어도 좋다. 편광자(5)와 광학 필름(1)은 접착제층(6)을 통해서 접합된다.
<편광자>
편광자(5)로서는 폴리비닐알콜이나, 부분 포르말화 폴리비닐알콜 등의 폴리비닐알콜계 필름에, 요오드나 이색성 염료 등의 이색성 물질을 흡착시켜서 1방향으로 배향시킨 폴리비닐알콜(PVA)계 편광자가 사용된다. 예를 들면, 폴리비닐알콜계 필름에 요오드 염색 및 연신을 실시함으로써, PVA계 편광자가 얻어진다.
편광자(5)의 제조 공정에 있어서는 필요에 따라서 수세, 팽윤, 가교 등의 처리가 행해져도 좋다. 연신은 요오드 염색의 전후 어느 것에 행해져도 좋고, 염색하면서 연신이 행해져도 좋다. 연신은 공중에서의 연신(건식 연신), 또는 수중이나, 붕산, 요오드화 칼륨 등을 포함하는 수용액 중에서의 연신(습식 연신) 중 어느 것이어도 좋고, 이들을 병용해도 좋다. 편광자(5)의 막두께는 특별히 제한되지 않지만, 일반적으로 1∼50㎛ 정도이다.
편광자(5)로서 두께가 10㎛ 이하인 박형의 PVA계 편광자를 사용할 수도 있다. 박형의 편광자로서는, 예를 들면 일본 특허공개 소 51-069644호 공보, 일본 특허공개 2000-338329호 공보, WO2010/100917호 팜플렛, 일본 특허 제4691205호 명세서, 일본 특허 제4751481호 명세서 등에 기재되어 있는 박형 편광자를 들 수 있다. 이들 박형 편광자는 PVA계 수지층과 연신용 수지 기재를 적층체의 상태로 연신하는 공정과, 요오드 염색하는 공정을 포함하는 제법에 의해 얻어진다. 이 제법이면, PVA계 수지층이 얇아도 연신용 수지 기재에 지지되어 있기 때문에, 연신에 의한 파단 등의 불량 없이 연신하는 것이 가능해진다.
<접착제>
편광자(5)와 광학 필름(1)의 접합에 사용되는 접착제층(6)은 광학적으로 투명하면, 그 재료는 특별히 제한되지 않고, 에폭시계 수지, 실리콘계 수지, 아크릴계 수지, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에테르, 폴리비닐알콜 등을 들 수 있다. 접착제층(6)의 두께는, 예를 들면 0.01∼20㎛ 정도이며, 피착체의 종류나 접착제 재료 등에 따라서 적당하게 설정된다. 도포 후의 가교 반응에 의해 접착성을 나타내는 경화형 접착제를 사용하는 경우, 접착제층(6)의 두께는 0.01∼5㎛가 바람직하고, 0.03∼3㎛가 보다 바람직하다.
접착제로서는 수계 접착제, 용제계 접착제, 핫멜트 접착제계, 활성 에너지선 경화형 접착제 등의 각종 형태의 것이 사용된다. 이들 중에서도, 접착제층의 두께를 작게 할 수 있는 점으로부터, 수계 접착제 또는 활성 에너지선 경화형 접착제가 바람직하다.
수계 접착제의 폴리머 성분으로서는 비닐 폴리머, 젤라틴, 비닐계 라텍스, 폴리우레탄, 폴리에스테계, 에폭시 등을 예시할 수 있다. 이들 중에서도, 편광자와의 접착성이 우수한 점으로부터, 비닐 폴리머가 바람직하고, 폴리비닐알콜계 수지가 특히 바람직하다. 폴리비닐알콜계 수지 중에서도, 아세트아세틸기 함유 폴리비닐알콜이 바람직하다.
폴리비닐알콜계 수지의 평균 중합도는 접착성의 점으로부터, 100∼5000 정도가 바람직하고, 1000∼4000이 보다 바람직하다. 폴리비닐알콜계 수지의 평균 비누화도는 85몰% 이상이 바람직하고, 90몰% 이상이 보다 바람직하다.
수계 접착제 조성물(용액)은 폴리비닐알콜계 수지 등의 폴리머에 추가해서, 가교제를 포함하고 있어도 좋다. 가교제로서는 접착제를 구성하는 폴리머와 반응성을 갖는 관능기를 1분자 중에 적어도 2개 갖는 화합물이 사용된다. 폴리비닐알콜계 수지의 가교제로서는 알킬렌 디아민류; 이소시아네이트류; 에폭시류; 알데히드류; 메틸올 요소, 메틸올멜라민 등의 아미노-포름알데히드를 들 수 있다. 이들 중에서도, 아미노-포름알데히드가 바람직하다. 아미노-포름알데히드 수지로서는 메틸올 기를 갖는 화합물이 바람직하고, 메틸올멜라민이 특히 바람직하다. 접착제 조성물 중의 가교제의 배합량은 폴리비닐알콜계 수지 100중량부에 대해서 10∼60중량부 정도가 바람직하고, 20∼50중량부가 보다 바람직하다.
활성 에너지선 경화형 접착제는 전자선이나 자외선 등의 활성 에너지선의 조사에 의해 라디칼 중합, 양이온 중합 또는 음이온 중합 가능한 접착제이다. 그 중에서도, 저에너지로 경화 가능한 점으로부터, 자외선 조사에 의해 중합이 개시되는 광라디칼 중합성 접착제, 광양이온 중합성 접착제, 또는 광양이온 중합과 광라디칼 중합을 병용하는 하이브리드형 접착제가 바람직하다.
라디칼 중합성 접착제의 모노머로서는 (메타)아크릴로일기를 갖는 화합물이나, 비닐기를 갖는 화합물을 들 수 있다. 그 중에서도, (메타)아크릴로일기를 갖는 화합물이 적합하다. (메타)아크릴로일기를 갖는 화합물로서는 C1-20 쇄상 알킬 (메타)아크릴레이트, 지환식 알킬 (메타)아크릴레이트, 다환식 알킬 (메타)아크릴레이트 등의 알킬 (메타)아크릴레이트; 히드록실기 함유 (메타)아크릴레이트; 글리시딜 (메타)아크릴레이트 등의 에폭시기 함유 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 라디칼 중합성 접착제는 히드록시에틸 (메타)아크릴아미드, N-메틸올 (메타)아크릴아미드, N-메톡시메틸 (메타)아크릴아미드, N-에톡시메틸 (메타)아크릴아미드, (메타)아크릴아미드, (메타)아크릴로일모르폴린 등의 질소 함유 모노머를 포함하고 있어도 좋다. 라디칼 중합성 접착제는 가교 성분으로서, 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 1,9-노난디올 디아크릴레이트, 트리시클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트, 환상 트리메틸올프로판 포르말 아크릴레이트, 디옥산글리콜 디아크릴레이트, EO 변성 디글리세린 테트라아크릴레이트 등의 다관능 모노머를 포함하고 있어도 좋다.
양이온 중합성 접착제의 경화성 성분으로서는 에폭시기나 옥세타닐기를 갖는 화합물을 들 수 있다. 에폭시기를 갖는 화합물은 분자 내에 적어도 2개의 에폭시기를 갖는 것이면 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 알려져 있는 각종 경화성 에폭시 화합물이 사용된다. 바람직한 에폭시 화합물로서, 분자 내에 적어도 2개의 에폭시기와 적어도 1개의 방향환을 갖는 화합물(방향족계 에폭시 화합물), 분자 내에 적어도 2개의 에폭시기를 갖고, 그 중 적어도 1개는 지환식환을 구성하는 이웃하는 2개의 탄소 원자와의 사이에서 형성되어 있는 화합물 등(지환식 에폭시 화합물)을 들 수 있다. 양이온 중합성 접착제에 (메타)아크릴로일 기를 갖는 화합물 등의 라디칼 중합성 화합물을 함유시킴으로써 하이브리드형 접착제로 할 수도 있다.
광경화형 접착제는 광중합 개시제를 포함하는 것이 바람직하다. 광중합 개시제는 반응종에 따라서 적당히 선택하면 좋다. 예를 들면 라디칼 중합성 접착제에는 광중합 개시제로서 광조사에 의해 라디칼을 생성하는 광라디칼 발생제를 배합하는 것이 바람직하다. 양이온 중합성 접착제에는 광중합 개시제로서 광조사에 의해 양이온류 또는 루이스산을 발생하는 광양이온 중합 개시제(광산(光酸) 발생제)를 배합하는 것이 바람직하다. 하이브리드형 접착제에는 광양이온 중합 개시제 및 광라디칼 발생제를 배합하는 것이 바람직하다.
중합 개시제의 함유량은 모노머 100중량부에 대해서 통상 0.1∼10중량부 정도, 바람직하게는 0.5∼3중량부이다. 또한, 라디칼 중합성 접착제를 전자선 경화형으로서 사용하는 경우에는 광중합 개시제는 특별히 필요없다. 활성 에너지선 경화형 접착제에는 경화 속도나 감도를 상승시키기 위해 필요에 따라서 광증감제를 첨가할 수도 있다. 광증감제의 사용량은 모노머 100중량부에 대해서 통상 0.001∼10중량부 정도, 바람직하게는 0.01∼3중량부이다.
접착제는 필요에 따라서 적당한 첨가제를 포함하고 있어도 좋다. 첨가제의 예로서는 실란 커플링제, 티타늄 커플링제 등의 커플링제, 에틸렌옥시드 등의 접착 촉진제, 자외선 흡수제, 열화 방지제, 염료, 가공 조제, 이온 트랩제, 산화 방지제, 점착 부여제, 충전제, 가소제, 레벨링제, 발포 억제제, 대전 방지제, 내열안정제, 내가수분해 안정제 등을 들 수 있다.
[편광판의 제작]
편광자(5)의 일방의 면(제 1 주면)에 접착제층(6)을 통해서 광학 필름(1)을 접합함으로써 편광판이 제조된다. 광학 필름(1)은 도 2a에 나타내는 바와 같이 이활층 형성면이 접착제층을 통해서 편광자(5)와 접합하고 있어도 좋고, 도 2b에 나타내는 바와 같이 이활층 비형성면이 접착제층을 통해서 편광자(5)와 접합하고 있어도 좋다.
이활층(15)은 이접착층으로서도 기능할 수 있다. 도 2a에 나타내는 바와 같이, 광학 필름(1)의 이활층(15) 형성면에 접착제층(6)을 통해서 편광자(5)를 접합하는 경우에는 이활층(15)이 편광자와 편광자 보호 필름(광학 필름(1))의 접착성 향상에 기여할 수 있다. 도 2b에 나타내는 바와 같이 이활층 비형성면이 접착제층을 통해서 편광자(5)와 접합하고 있을 경우에는 이활층(15)이 광학 필름(1) 상에 설치되는 다른 필름, 점착제층, 유리 기판 등과의 접착성 향상에 기여할 수 있다.
편광자(5)와 광학 필름(1)의 접합에 있어서는 편광자(5) 및 광학 필름(1) 중 어느 일방 또는 양방에 접착제 조성물을 도포한 후, 편광자(5)와 광학 필름(1)을 롤 라미네이터 등에 의해 접합하고, 접착제를 경화시키는 것이 바람직하다. 편광자(5) 및/또는 광학 필름(1)에의 접착제 조성물의 도포 방법으로서는 롤법, 분무법, 침지법 등을 들 수 있다. 편광자(5) 및/또는 광학 필름(1)의 표면에 접착제 조성물을 도포하기 전에, 코로나 처리, 플라즈마 처리, 비누화 처리 등의 표면 처리를 행해도 좋다.
편광자(5)와 광학 필름(1)을 접합한 후에 접착제의 종류에 따라서 접착제를 경화시킴으로써, 접착제층(6)이 형성된다. 수계 접착제를 사용했을 경우에는 가열 건조에 의해 접착제의 경화가 행해진다. 활성 에너지선 경화형 접착제를 사용했을 경우에는 전자선이나 자외선 등의 활성 에너지선의 조사에 의해 접착제의 경화가 행해진다. 이활층(15) 상에 광양이온 중합성의 접착제를 설치하면, 이활층의 잔존 알칼리 성분의 작용에 의해 광활성종(양이온 또는 루이스산)이 실활(失活)되기 쉽고, 중합 장해가 발생하는 경우가 있다. 그 때문에, 접착제층(6)으로서 광양이온 중합성의 접착제 또는 광양이온/광라디칼 하이브리드형 접착제를 사용하는 경우에는 도 2b에 나타내는 바와 같이 광학 필름(1)의 이활층 비형성면을 편광자(5)와 접합하는 것이 바람직하다.
<투명 보호 필름>
편광자(5)의 제 2 주면에는 접착제층(7)을 통해서 투명 보호 필름(2)이 접합되어 있어도 좋다. 투명 보호 필름(2)으로서는 임의의 적절한 투명 필름을 채용할 수 있다. 투명 보호 필름(2)의 두께는 5∼200㎛ 정도이다. 기계 강도, 투명성 및 핸들링성 등의 관점에서, 투명 보호 필름(2)의 두께는 10∼100㎛가 바람직하고, 15∼60㎛가 보다 바람직하다. 광학 필름(1)과 투명 보호 필름(2)의 두께는 동일해도 좋고 달라도 좋다.
투명 보호 필름(2)을 형성하는 재료로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스테르류; 디아세틸셀룰로오스나 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머; 폴리스티렌이나 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체 등의 스티렌계 폴리머; 폴리노르보르넨 등의 환상 폴리올레핀; 폴리카보네이트 등을 들 수 있다.
투명 보호 필름(2)은 이활층(도시하지 않음)을 구비하고 있어도 좋다. 투명 보호 필름(2)에는 광학 필름(1)의 이활층(15)과 같은 이활층이 설치되어도 좋다.
편광자(5)와 투명 보호 필름(2)의 접합에 사용되는 접착제층(7)으로서는 수계 접착제, 용제계 접착제, 핫멜트 접착제계, 활성 에너지선 경화형 접착제 등의 각종 형태의 것이 사용된다. 접착제층(6)과 접착제층(7)에 동일한 접착제 조성물을 사용해도 좋다.
[편광판의 용도]
편광판에는 액정 셀이나 유기 EL 셀 등에의 접합을 위한 점착제층을 설치해도 좋다. 점착제층을 형성하는 점착제로서는 아크릴계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에테르, 불소계나 고무계 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 것을 적당하게 선택해서 사용할 수 있다. 특히, 광학적 투명성이 우수하고, 적당한 젖음성과 응집성을 나타내고, 또한 내후성이나 내열성 등이 우수한 점으로부터, 아크릴계 점착제가 바람직하다.
편광판에의 점착제층의 부설은 적당한 방식으로 행할 수 있다. 예를 들면 톨루엔이나 아세트산에틸 등의 용매에 베이스 폴리머 등을 용해 또는 분산시킨 고형분 농도 10∼40중량% 정도의 점착제 용액을 조제하고 편광판 상에 부설하는 방식,또는 적당한 기재 상에 형성한 점착제층을 편광판 상에 전사하는 방법 등을 들 수 있다.
편광판의 양면에 점착제층을 설치해도 좋다. 편광판의 양면에 점착제층을 설치하는 경우, 표리의 점착제층의 조성이나 두께는 동일해도 좋고 달라도 좋다. 점착제층의 두께는 일반적으로는 5∼500㎛ 정도이다.
점착제층의 표면에는 점착제층의 오염 방지 등을 목적으로 해서, 세퍼레이터를 가착해도 좋다. 세퍼레이터로서는 플라스틱 필름의 표면을 실리콘계 이형제, 장쇄 알킬계 이형제, 불소계 이형제 등의 박리제로 코팅 처리한 것이 바람직하게 사용된다.
편광판은 다른 광학층과 적층한 적층 편광판이어도 좋다. 광학층으로서는 위상차판, 시각보상 필름, 휘도 향상 필름 등을 들 수 있다.
편광판을 액정 셀이나 유기 EL 셀 등의 화상 표시 셀의 표면에 접합함으로써 화상 표시 장치를 형성할 수 있다. 액정 표시 장치의 형성은 액정 셀과 편광판, 및 필요에 따라서 조명 시스템 등의 구성 부품을 적당하게 조립해서 구동 회로를 조립하는 것 등에 의해 형성된다. 유기 EL 표시 장치에 있어서는, 유기 EL 셀의 표면에 본 발명의 편광판과 위상차 필름(전형적으로는 1/4 파장판)을 결합시킨 원평광판과 접합함으로써, 금속 전극 등에 의한 외광의 반사광의 재출사를 저감하여, 시인성을 향상시킬 수 있다.
(실시예)
이하, 실시예를 나타내서 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 이하의 「%」의 기재는 특별히 언급이 없는 한 중량%이다.
[이활층 형성용 조성물의 조제]
수지 성분으로서 폴리에스테르 우레탄 및 이소포론 디이소시아네이트를 포함하고, 또한 경화 촉매로서의 트리에틸아민 및 분산매로서의 메틸에틸케톤을 포함하는 고형분 34%의 수계 폴리우레탄(DKS Co. Ltd.제 「Superflex 210R」) 20.6중량부, 고형분 25%의 옥사졸린 함유 폴리머 수용액(Nippon Shokubai Co., Ltd.제 「Epocros WS-700」) 5.2중량부, 1중량%의 암모니아수 2.8중량부, 평균 1차 입자지름 35nm의 콜로이드 실리카의 20% 수분산액(Fuso Chemical Industry Co., Ltd.제 「Quartron PL-3」) 7.5중량부, 및 순수 63.9중량부를 혼합하여, 이활층 형성용 조성물을 조제했다. 이 조성물은 고형분 100중량부에 대해서 실리카 입자를 15.3중량부 함유하는 농도 9.8%의 수용액이었다. 이하의 실시예 및 비교예에서는 이 조성물을 사용해서 이활층을 형성했다.
[실시예 1]
용융 압출 제막 장치, 그라비어 코터, 텐터식 동시 2축 연신 장치, 및 권취 장치를 구비하는 필름 제조 장치를 사용하여, 광학 필름을 제작했다. 아크릴계 수지로서, 일본 특허공개 2017-26939호의 실시예에 기재된 「투명 보호 필름 1A」의 제작에 사용한 것과 동일한 이미드화 MS 수지(유리 전이 온도: 120℃)의 펠릿을 사용했다. 아크릴계 수지를 T다이로부터 용융 압출해서 160㎛의 두께로 제막하고, 필름의 일방의 면에 그라비어 코터로 상기 조성물을 약 9㎛의 웨트 두께로 도포하고, 온도 140℃의 가열 로 내에서 동시 2축 연신 텐터에 의해 길이방향(MD) 및 폭방향(TD)으로 각각 2배로 연신하여, 두께 40㎛의 아크릴계 필름의 일방의 면에 두께 50nm의 이활층을 구비하는 광학 필름을 얻었다.
[실시예 2∼4 및 비교예 1, 2]
이활층 형성용 조성물의 도포 두께를 변경한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여, 광학 필름을 얻었다. 이활층의 두께(연신 후)는 표 2에 나타내는 바와 같았다.
[실시예 5, 6 및 비교예 3∼5]
텐터 연신시의 로 내 온도(연신 온도)를 표 2에 나타낸 바와 같이 변경했다. 연신 온도를 변경한 것 이외에는 실시예 1과 같이 해서 광학 필름을 얻었다.
[편광판의 제작]
(편광자의 제작)
두께 45㎛의 폴리비닐알콜(PVA)계 수지 필름(Kuraray Co., Ltd. 제 「PE4500」)의 장척롤을 롤 연신기에 의해 길이방향으로 5.9배가 되도록 길이방향으로 1축 연신하면서, 표 1에 나타내는 팽윤욕, 염색욕, 가교욕 1, 가교욕 2, 및 세정욕을 순서대로 반송하고, 70℃에서 5분간 건조시켜서 두께 18㎛의 편광자를 제작했다. 염색욕에 있어서의 요오드 농도 및 요오드화칼륨 농도는 편광자의 단체 투과율이 43.4%가 되도록 조정했다.
Figure pat00001
(자외선 경화형 접착제의 조제)
N-히드록시에틸 아크릴아미드 40중량부 및 아크릴로일모르폴린 60중량부를 경화성 성분으로서 포함하고, 또한 중합 개시제로서 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온(BASF제 「IRGACURE 819」) 3중량부를 포함하는 자외선 경화형 접착제를 조제했다.
(편광자와 편광자 보호 필름의 접합)
편면의 편광자 보호 필름으로서 각 실시예 및 비교예의 광학 필름을 사용하고, 타방의 면의 편광자 보호 필름으로서 2축 연신 환상 폴리올레핀 필름(Zeon Corporation제 「ZeonorFilm ZF-14」)을 사용했다. 광학 필름의 이활층 형성면 및 ZeonorFilm의 표면에, 상기 자외선 경화형 접착제를 약 1㎛의 두께로 도포하고, 롤 라미네이터로 편광자에 접합한 후, 적산 광량 1000/mJ/㎠의 자외선을 조사해서 접착제를 경화시켜서, 편광자의 일방의 면에 아크릴계 필름(광학 필름), 타방의 면에 ZeonorFilm을 구비하는 편광판을 얻었다.
[평가]
<이활층의 잔존 알칼리량>
이활층에 잔존하는 트리에틸아민 및 암모니아의 양을 정량했다. 트리에틸아민의 잔존량은 광학 필름의 표면으로부터 이활층을 깎아낸 분말을 칭량하고 메탄올에 용해하고, 용액의 가스 크로마토그래피 질량 분석(GC/MS)법에 의해 정량했다. 암모니아의 잔존량은 광학 필름을 25℃의 순수에 침지한 후, 120℃의 건조기에서 60분간의 가열 추출을 행하고, 수 중에 용출된 암모니아를 이온 크로마토그래피에 의해 정량했다. 트리에틸아민의 양과 암모니아의 양의 합계를 잔존 알칼리량이라고 했다.
<이활층의 밀착성>
광학 필름의 이활층 형성면에 점착테이프(Nitto Denko Corporation제 「No. 31B」)를 선압 8kg/m, 압착 속도 0.3m/분으로 압착하고, 50℃에서 48시간 보존한 후, 점착테이프의 선단을 파지하고 인장 속도 30m/분으로 180°박리 시험을 행하고, 하기의 기준에 의해 이활층의 밀착성을 판정했다.
○: 아크릴계 필름으로부터 이활층이 박리되지 않고 점착테이프와 이활층의 계면에서 박리된 것
×: 아크릴계 필름과 이활층의 계면에서 박리가 발생한 것
<목시 평가>
광학 필름의 표면을 목시로 관찰하고, 실리카 입자의 응집에 의한 국소적인 탁함(헤이즈 상승)의 유무, 및 이활층 비형성면에 있어서의 상처의 유무를 평가했다.
○: 실리카 입자의 응집이 없고 면내의 균일성이 양호하고, 스크레치가 확인되지 않은 것
△: 실리카 입자의 응집에 의한 탁함은 보여지지 않았지만, 이활층 비형성면에 깊이 1㎛ 이하의 상처가 확인된 것
×: 실리카 입자의 응집에 의한 탁함 및 이활층 비형성면의 상처가 확인된 것
<계면층의 유무>
광학 필름의 단면을 투과형 전자현미경(TEM)에 의해 관찰하고, 아크릴계 필름과 이활층의 계면에 있어서 이활층 중의 입자가 아크릴계 필름에 매설되어 있는 영역(계면층)의 유무를 확인했다. 실시예 3(계면층 있음)의 TEM 관찰상을 도3, 비교예 4(계면층 없음)의 TEM 관찰상을 도 4에 나타낸다.
<편광판의 가습 내구성>
편광판을 320mm×240mm의 사이즈로 잘라내고, 환상 폴리올레핀 필름측의 면을 두께 20㎛의 아크릴계 점착제를 통해서 유리 상에 접합했다. 이 시료를 온도 60℃, 상대 습도 90%(조건 1)의 항온 항습조, 또는 온도 85℃, 상대 습도 85%(조건 2)의 항온 항습조에 넣고, 500시간 유지해서 가열·가습 내구 시험을 실시했다.
내구 시험 전의 편광도(P0) 및 내구 시험 후의 편광도(P)를 측정하여, 편광도의 변화량(ΔP)=|P-P0|을 산출했다. 또한, 내구 시험 후의 편광판 상에 다른 편광판을 직교 니콜로 배치하고, 목시로 관찰해서 줄무늬 형상의 얼룩의 유무를 확인하고, 이하의 기준에 의해 평가했다.
◎: 조건 1 및 조건 2 중 어느 내구 시험 후의 시료도 줄무늬 얼룩이 관찰되지 않음
○: 조건 1의 내구 시험 후의 시료에는 줄무늬 얼룩이 관찰되지 않고, 조건 2의 내구 시험 후의 시료에서는 약간의 줄무늬 얼룩이 시인됨
△: 조건 1 및 조건 2의 내구 시험 후의 양방의 시료에 있어서 약간의 줄무늬 얼룩이 시인됨
×: 조건 1 및 조건 2의 내구 시험 후의 양방의 시료에 있어서 줄무늬 얼룩이 명백히 시인됨
실시예 및 비교예의 광학 필름의 제작 조건(연신 온도 및 연신 후의 이활층의 두께), 광학 필름의 평가 결과(목시, 밀착성, 계면층의 유무), 및 편광판의 내구 시험 결과(줄무늬 얼룩의 유무 및 편광도의 변화량(ΔP))를 표 2에 나타낸다.
Figure pat00002
두께 350nm의 이활층을 구비하는 비교예 2의 광학 필름은 아크릴계 필름과 이활층의 밀착성이 양호하고, 광학 필름의 외관도 양호했다. 그러나, 이 광학 필름을 편광자 보호 필름으로서 사용한 편광판은 가습 내구 시험 후의 편광도의 저하가 크고, 현저한 줄무늬 형상의 얼룩이 확인되었다. 연신 온도(이활층 형성시의 가열 온도)가 120℃ 이하인 비교예 3∼5에 있어서도 비교예 2와 마찬가지로 가습 내구 시험 후의 편광도의 저하가 크고, 현저한 줄무늬 형상의 얼룩이 확인되었다.
연신 온도 140℃에서 50nm∼250nm의 이활층을 형성한 실시예 1∼4의 광학 필름에는 미립자의 응집에 기인하는 백탁이 보여지지 않고 양호한 외관을 나타냈다. 또한, 실시예 1의 광학 필름은 이활층 비형성면에 미세한 상처가 보여졌지만, 다른 부재와의 접합 시에 점착제나 접착제 등에 의해 매립되어 광학적인 결점이 되지 않을 레벨의 상처였다. 또한, 실시예 1∼4의 광학 필름을 사용한 편광판은 비교예 2의 광학 필름을 사용한 편광판에 비해서, 가습 내구성이 우수하고, 줄무늬 얼룩의 발생이 억제되어 있었다.
두께 30nm의 이활층을 형성한 비교예 1의 광학 필름은 편광판의 가습 내구성은 양호했지만, 실리카 미립자의 응집에 의한 백탁 및 이활층 비형성면의 손상이 보여져서, 외관이 열화하여 있었다. 상처의 발생은 분산성의 저하에 의해 실리카 미립자가 이활층의 표면으로부터 탈락하여, 광학 필름의 슬라이딩성이 저하한 것에 기인한다고 생각된다.
실시예 1∼4와 비교예 1, 2의 대비로부터, 이활층의 두께가 작고, 잔존 알칼리 성분이 적을수록, 가습 내구 시험 후의 줄무늬 얼룩의 발생이 억제되어, 가습내구성이 우수한 편광판이 얻어지는 것을 알 수 있다. 한편, 이활층의 두께가 과도하게 작고, 잔존 알칼리 성분이 과도하게 작으면, 미립자의 분산성의 저하에 기인하여 외관 불량이나 슬라이딩성의 저하가 발생하는 것을 알 수 있다.
연신 온도 160℃ 또는 180℃에서 두께 200nm의 이활층을 형성한 실시예 5및 실시예 6에서는 실시예 3과 마찬가지로, 광학 필름의 외관 및 편광판의 가습내구성이 우수하였다. 한편, 연신 온도 80∼120℃에서 두께 200nm의 이활층을 형성한 비교예 3∼5에서는 이활층의 잔존 알칼리량이 많고, 비교예 2와 같이 편광판의 가습 내구 시험 후에 현저한 줄무늬 얼룩이 확인되었다.
이들의 결과로부터, 미립자의 분산성을 저하시키지 않는 범위에서 이활층의 잔존 알칼리량을 저하시킴으로써, 편광자 보호 필름으로서 사용했을 경우에 편광판의 가습 내구성이 우수한 광학 필름이 얻어지는 것을 알 수 있다.
저온에서 연신을 행한 비교예 3∼5에서는 다른 예에 비해서 아크릴계 필름과 이활층의 밀착성이 열화하여 있었다. 실시예 3 등에서는 아크릴계 필름과 이활층의 계면에 있어서, 아크릴계 필름에 입자가 매립된 상태의 계면층(도 3 참조)이 형성되어 있었던 것에 대해서, 비교예 3∼5에서는 계면층이 형성되어 있지 않았다(도 4 참조). 이들 결과로부터, 이활층 형성용 조성물을 도포한 후의 가열 온도를 높임으로써, 이활층 형성용 조성물 중의 알칼리 성분을 효율적으로 휘발시켜서 잔존 알칼리량을 저하시킬 수 있는 것에 추가해서, 필름 기재와 이활층의 계면에서의 밀착성을 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있다.
1: 광학 필름
11: 필름 기재
15: 이활층
2: 투명 필름
5: 편광자
6, 7: 접착제층
100, 101: 편광판

Claims (9)

  1. 제 1 주면 및 제 2 주면을 갖는 폴리비닐알콜계 편광자 및 상기 편광자의 제 1 주면에 접착제층을 통해서 접합된 광학 필름을 구비하는 편광판으로서,
    상기 광학 필름은 투명 필름 기재의 표면에 이활층을 구비하고,
    상기 이활층은 바인더 수지 및 무기 미립자를 함유하고,
    상기 이활층의 아민 및 암모니아의 함유량의 합계가 5∼75ppm이며,
    상기 광학 필름의 이활층 비형성면이 상기 편광자의 제 1 주면에 접합되어 있는 편광판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 필름의 이활층 비형성면이 광양이온 중합성의 접착제, 또는 광양이온 중합과 광라디칼 중합의 하이브리드형 접착제를 통해서 상기 편광자의 제 1 주면에 접합되어 있는 편광판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이활층의 두께가 40∼280nm인 편광판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 필름 기재와 상기 이활층의 계면에 있어서, 상기 무기 미립자가 상기 투명 필름 기재에 매설되어 있는 영역이 존재하는 편광판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기 미립자의 평균 1차 입자지름이 10∼250nm인 편광판.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 이활층 중의 상기 무기 미립자의 함유량이 3∼50중량%인 편광판.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 필름 기재가 아크릴계 필름인 편광판.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 이활층의 상기 바인더 수지가 우레탄계 수지인 편광판.
  9. 화상 표시 셀과, 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 편광판을 갖는 화상 표시 장치.
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