KR20220084341A

KR20220084341A - 광학 필름

Info

Publication number: KR20220084341A
Application number: KR1020227016306A
Authority: KR
Inventors: 고지 미야모토; 다카마사 에가와
Original assignee: 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
Priority date: 2019-10-15
Filing date: 2020-10-12
Publication date: 2022-06-21
Also published as: CN114556165B; TW202122463A; CN114556165A; WO2021075395A1; JP2021063212A

Abstract

투명성 및 내절성이 우수한 광학 필름을 제공한다. 본 발명의 광학 필름은, 폴리이미드계 수지를 포함하고, 당해 폴리이미드계 수지는, 식 (1):

로 나타나는 구성 단위를 포함하며, 식 (1) 중의 Y로서, 식 (3):

으로 나타나는 구조를 포함하고, 또한 중량 평균 분자량이 160,000 이상이다.

Description

광학 필름

본 발명은, 플렉시블 표시 장치의 재료 등에 사용되는 광학 필름 및 폴리이미드계 수지 및 당해 광학 필름을 구비하는 플렉시블 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치 등의 표시 장치는, 휴대전화나 스마트 워치와 같은 다양한 용도로 널리 활용되고 있다. 이와 같은 표시 장치의 전면판으로서 유리가 이용되어 왔지만, 유리는 매우 강직하며, 깨지기 쉽기 때문에, 플렉시블 표시 장치의 전면판 재료로서의 이용은 어렵다. 유리를 대신하는 재료의 하나로서, 폴리이미드계 수지 등의 폴리머를 이용한 내열성 등이 높은 광학 필름이 검토되고 있다.

특허 문헌 1에는, 비페닐-4,4'디올류와 2개의 트리멜리트산류가 에스테르화하여 형성된 에스테르형 테트라카르본산 2무수물을 모노머 성분으로서 가지는 폴리이미드 수지 및 당해 폴리이미드 수지로 형성된 폴리이미드 필름이 개시되어 있다. 이와 같은 폴리이미드 수지로 형성된 폴리이미드 필름은 고내열성이나 저선 열팽창 계수를 가지는 점에서 유리하다.

국제공개 제2014/046180호

플렉시블 표시 장치의 재료인 전면판용 필름은, 플렉시블 표시 장치 내부 부재의 보호의 역할을 하는 경우도 있어, 외부로부터의 충격 등을 완화시키기 위해 그 두께를 크게 하는 것이 요구되는 경우가 있다. 그러나, 특허 문헌 1과 같은 폴리이미드 수지는, 강직한 에스테르형 테트라카르본산 2무수물 유래의 구조를 포함하기 때문에, 얻어지는 폴리이미드 필름의 투명성이 충분하지 않고, 특히 두께가 커지면 헤이즈의 증가나 투과율의 저하가 현저해져, 플렉시블 표시 장치의 재료 등에 필요한 투명성을 담보할 수 없는 것을 알 수 있었다. 또한, 플렉시블 표시 장치의 재료 등에 사용되는 광학 필름에는 우수한 내절성(耐折性)도 요구된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 투명성 및 내절성이 우수한 광학 필름 및 폴리이미드계 수지 및 당해 광학 필름을 구비하는 플렉시블 표시 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 폴리이미드계 수지를 포함하는 광학 필름에 있어서, 식 (1) 중의 Y로서 식 (3)으로 나타나는 구조를 포함하고, 또한 폴리이미드계 수지의 중량 평균 분자량을 조정하면, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다. 즉, 본 발명에는, 이하의 바람직한 형태가 포함된다.

[1] 폴리이미드계 수지를 포함하는 광학 필름으로서,

당해 폴리이미드계 수지는, 식 (1):

[식 (1) 중, X는 2가의 유기기를 나타내고,

Y는 4가의 유기기를 나타내며,

*은 결합손을 나타냄]

로 나타나는 구성 단위를 포함하고, 식 (1) 중의 Y로서, 식 (3):

[식 (3) 중, R¹은, 서로 독립적으로, 할로겐 원자, 할로겐 원자를 가져도 되는, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 또는 아릴옥시기를 나타내고,

R²∼R⁵는, 서로 독립적으로, 수소 원자, 또는 할로겐 원자를 가져도 되는 1가의 탄화수소기를 나타내며,

m은, 서로 독립적으로, 0~3의 정수를 나타내고,

n은 1~4의 정수를 나타내며,

*은 결합손을 나타내고, 단, R²~R⁵를 가지는 적어도 하나의 벤젠환에 있어서, R²~R⁵ 중 적어도 하나가 할로겐 원자를 가져도 되는 1가의 탄화수소기임]

으로 나타나는 구조를 포함하고, 또한 중량 평균 분자량이 160,000 이상인, 광학 필름.

[2] 식 (1) 중의 X로서, 2가의 방향족기, 2가의 지환족기, 및 2가의 지방족기 중 적어도 1종을 포함하는, [1]에 기재된 광학 필름.

[3] 식 (1) 중의 X로서, 식 (4):

[식 (4) 중, A는, 단결합, -O-, 디페닐메틸렌기, 할로겐 원자를 가져도 되는 2가의 탄화수소기, -SO₂-, -S-, -CO-, -PO-, -PO₂-, -N(R^A1)- 또는 -Si(R^A2)₂-를 나타내고,

R^A1 및 R^A2는, 서로 독립적으로, 수소 원자, 또는 할로겐 원자를 가져도 되는 알킬기를 나타내며, R⁶은 서로 독립적으로, 할로겐 원자, 할로겐 원자를 가져도 되는, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 또는 아릴옥시기를 나타내고,

s는, 서로 독립적으로, 0~4의 정수를 나타내며,

* 은 결합손을 나타냄]

로 나타나는 구조를 포함하는, [1] 또는 [2]에 기재된 광학 필름.

[4] 두께는 35㎛ 이상인, [1]~[3] 중 어느 것에 기재된 광학 필름.

[5] 전광선 투과율은 85% 이상인, [1]~[4] 중 어느 것에 기재된 광학 필름.

[6] 황색도는 3.0 이하인, [1]~[5] 중 어느 것에 기재된 광학 필름.

[7] 탄성률은 3.5GPa 이상인, [1]~[6] 중 어느 것에 기재된 광학 필름.

[8] 플렉시블 표시 장치의 전면판용 필름인, [1]~[7] 중 어느 것에 기재된 광학 필름.

[9] [1]~[8] 중 어느 것에 기재된 광학 필름을 구비하는, 플렉시블 표시 장치.

[10] 터치 센서를 더 구비하는, [9]에 기재된 플렉시블 표시 장치.

[11] 편광판을 더 구비하는, [9] 또는 [10]에 기재된 플렉시블 표시 장치.

[12] 식 (1):

[식 (1) 중, X는 2가의 유기기를 나타내고,

Y는 4가의 유기기를 나타내며,

*은 결합손을 나타냄]

R²~R⁵는, 서로 독립적으로, 수소 원자, 또는 할로겐 원자를 가져도 되는 1가의 탄화수소기를 나타내며,

m은, 서로 독립적으로, 0~3의 정수를 나타내고,

n은 1~4의 정수를 나타내며,

으로 나타나는 구조를 포함하고, 또한 중량 평균 분자량이 160,000 이상인, 폴리이미드계 수지.

본 발명의 광학 필름은, 투명성 및 내절성이 우수하다. 이 때문에, 플렉시블 표시 장치의 재료 등에 적합하게 사용할 수 있다.

〔광학 필름〕

본 발명의 광학 필름은, 폴리이미드계 수지를 포함한다.

<폴리이미드계 수지>

본 발명의 광학 필름에 포함되는 폴리이미드계 수지는, 식 (1):

[식 (1) 중, X는 2가의 유기기를 나타내고,

Y는 4가의 유기기를 나타내며,

*은 결합손을 나타냄]

로 나타나는 구성 단위를 포함한다.

식 (1)에 있어서, Y는, 서로 독립적으로, 4가의 유기기를 나타내고, 바람직하게는 탄소수 4~80의 4가의 유기기를 나타내며, 보다 바람직하게는 환상(環狀) 구조를 가지는 탄소수 4~60의 4가의 유기기를 나타낸다. 환상 구조로서는, 지환, 방향환, 헤테로환 구조를 들 수 있다. 상기 유기기는, 유기기 중의 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되는 유기기이며, 당해 치환기는, 바람직하게는 할로겐 원자, 할로겐 원자를 가져도 되는, 탄화수소기(예를 들면 알킬기, 아릴기 등), 알콕시기 또는 아릴옥시기이며, 이러한 경우, 할로겐 원자를 가져도 되는, 탄화수소기, 알콕시기 또는 아릴옥시기의 탄소수는 바람직하게는 1~8이다. 본 발명의 일 실시 형태인 폴리이미드계 수지는, 복수종의 Y를 포함할 수 있고, 복수종의 Y는, 서로 동일해도 되고, 상이해도 된다.

본 발명에 있어서의 폴리이미드계 수지는, 식 (1) 중의 Y로서, 식 (3):

m은, 서로 독립적으로, 0~3의 정수를 나타내고,

n은 1~4의 정수를 나타내며,

으로 나타나는 구조를 포함하고, 또한 중량 평균 분자량이 160,000 이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명자에 의하면, 특허 문헌 1에 기재되어 있는 바와 같은, 식 (1) 중의 Y로서 식 (3)으로 나타나는 구조를 포함하는 폴리이미드계 수지에서는, 특히, 얻어지는 광학 필름의 두께가 커지면, 당해 필름의 투명성이 충분하지 않은 것을 알 수 있었다. 또한, 이와 같은 구조를 가지는 폴리이미드계 수지를 중합시키는 반응 용액에서는, 점도가 높아, 중합이 진행되기 어렵기 때문에, 폴리이미드계 수지를 고분자량화하는 것이 곤란한 것도 알 수 있었다.

본 발명자는, 수지의 제조 조건을 최적화함으로써, 당해 폴리이미드계 수지의 중량 평균 분자량을 160,000 이상으로 증가시키는 것에 성공한 바, 의외로, 당해 폴리이미드계 수지를 포함하는 광학 필름의 투명성이 현저하게 향상되는 것을 찾아냈다. 또한 광학 필름의 내절성이 향상되는 것도 찾아냈다.

따라서, 본 발명의 폴리이미드계 수지를 포함하는 광학 필름은, 우수한 투명성 및 내절성을 가질 수 있다. 한편, 광학 필름에 포함되는 폴리이미드계 수지의 중량 평균 분자량이 160,000 미만이면, 충분한 투명성 및 내절성을 가지는 광학 필름을 얻을 수 없는 경향이 있다.

본 발명에 있어서의 폴리이미드계 수지의 중량 평균 분자량(이하, Mw라고 간략히 하는 경우가 있음)은, 160,000 이상, 바람직하게는 180,000 이상, 보다 바람직하게는 200,000 이상, 더 바람직하게는 250,000 이상, 보다 더 바람직하게는 300,000 이상, 특히 바람직하게는 350,000 이상이며, 바람직하게는 1,000,000 이하, 보다 바람직하게는 800,000 이하, 더 바람직하게는 700,000 이하, 특히 바람직하게는 600,000 이하이다. 폴리이미드계 수지의 Mw가 상기의 하한 이상이면, 얻어지는 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 보다 향상시키기 쉽고, Mw가 상기의 상한 이하이면, 수지 바니시의 겔화를 억제하기 쉽고, 얻어지는 광학 필름의 광학 특성을 향상시키기 쉽다. 또한, 중량 평균 분자량은, 예를 들면 겔 침투 크로마토그래피(이하, GPC라고 칭하는 경우가 있음) 측정을 행하여, 표준 폴리스티렌 환산에 의해 구할 수 있고, 예를 들면 실시예에 기재된 방법에 의해 구할 수 있다.

식 (3)에 있어서, R¹은, 서로 독립적으로, 할로겐 원자, 할로겐 원자를 가져도 되는, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 또는 아릴옥시기를 나타낸다. 할로겐 원자로서는, 예를 들면 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자를 들 수 있다. 알킬기로서는, 예를 들면 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 2-메틸-부틸기, 3-메틸부틸기, 2-에틸-프로필기, n-헥실기 등을 들 수 있다. 알콕시기로서는, 예를 들면 메톡시기, 에톡시기, 프로필옥시기, 이소프로필옥시기, n-부톡시기, 이소부톡시기, sec-부톡시기, tert-부톡시기, 펜틸옥시기, 헥실옥시기, 시클로헥실옥시기 등을 들 수 있다. 아릴기로서는, 예를 들면 페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 나프틸기, 비페닐기 등을 들 수 있다. 아릴옥시기로서는, 예를 들면 페녹시기, 나프틸옥시기, 비페닐옥시기 등을 들 수 있다. R¹은, 서로 독립적으로, 바람직하게는, 할로겐 원자, 할로겐 원자를 가져도 되는, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 1~6의 알콕시기, 탄소수 6~12의 아릴기, 또는 탄소수 6~12의 아릴옥시기를 나타낸다. 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 높이기 쉬운 관점에서, R¹은, 서로 독립적으로, 할로겐 원자를 가져도 되는, 알킬기 또는 알콕시기인 것이 바람직하고, 할로겐 원자를 가져도 되는, 탄소수 1~6의 알킬기 또는 탄소수 1~6의 알콕시기인 것이 보다 바람직하다.

식 (3)에 있어서, 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 높이기 쉬운 관점에서, m은, 서로 독립적으로, 0~3의 정수를 나타내고, 바람직하게는 0~2의 정수, 보다 바람직하게는 0 또는 1, 더 바람직하게는 0이다.

식 (3)에 있어서, R², R³, R⁴ 및 R⁵는, 서로 독립적으로, 수소 원자, 또는 할로겐 원자를 가져도 되는 1가의 탄화수소기를 나타내고, R²~R⁵를 가지는 적어도 하나의 벤젠환에 있어서, R²~R⁵ 중 적어도 하나가 할로겐 원자를 가져도 되는 1가의 탄화수소기이다. 탄화수소기로서는, 방향족 탄화수소기, 지환족 탄화수소기, 지방족 탄화수소기를 들 수 있다. 방향족 탄화수소기로서는, 예를 들면 페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 나프틸기, 비페닐기 등의 아릴기 등을 들 수 있다. 지환족 탄화수소기로서는, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등의 시클로알킬기 등을 들 수 있다. 지방족 탄화수소기로서는, 예를 들면 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 2-메틸-부틸기, 3-메틸부틸기, 2-에틸-프로필기, n-헥실, n-헵틸기, n-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, n-데실기 등의 알킬기 등을 들 수 있다. 할로겐 원자로서는, 상기에 기재된 것을 들 수 있다. R²~R⁵는, 서로 독립적으로, 바람직하게는 수소 원자, 또는 할로겐 원자를 가져도 되는, 탄소수 6~12의 아릴기, 탄소수 4~8의 시클로알킬기, 또는 탄소수 1~6의 알킬기를 나타낸다. 수지의 용매에 대한 용해성 및 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 높이기 쉬운 관점에서, R²~R⁵는, 서로 독립적으로, 수소 원자, 또는 할로겐 원자를 가져도 되는 알킬기가 바람직하며, 수소 원자, 또는 할로겐 원자를 가져도 되는 1~6의 알킬기가 보다 바람직하고, 수소 원자, 또는 할로겐 원자를 가져도 되는 1~3의 알킬기가 더 바람직하다. 또한, 수지의 용매에 대한 용해성 및 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 높이기 쉬운 관점에서, R²~R⁵를 가지는 적어도 하나의 벤젠환에 있어서, R²~R⁵ 중 적어도 2개가 할로겐 원자를 가져도 되는 1가의 탄화수소기인 것이 바람직하고, R²~R⁵ 중 적어도 3개가 할로겐 원자를 가져도 되는 1가의 탄화수소기인 것이 보다 바람직하다.

식 (3)에 있어서, n은 1~4의 정수를 나타내고, 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 높이기 쉬운 관점에서, n은 바람직하게는 1~3의 정수이며, 보다 바람직하게는 2 또는 3이고, 더 바람직하게는 2이다. 또한, 식 (1)로 나타나는 구성 단위는, Y로서, 식 (3)으로 나타나는 구조를 1종 또는 복수종 포함하고 있어도 된다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서는, 식 (3)은, 식 (3'):

[식 (3') 중, *은 결합손을 나타냄]

으로 나타난다. 즉, 식 (1) 중의 복수의 Y의 적어도 일부는, 식 (3')으로 나타난다. 이와 같은 형태이면, 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 높이기 쉽다.

본 발명의 일 실시 형태에서는, 식 (1)로 나타나는 구성 단위 중, Y가 식 (3)으로 나타나는 구성 단위의 비율은, 식 (1)로 나타나는 구성 단위의 총 몰량(100몰%)에 대하여, 바람직하게는 30몰% 이상, 보다 바람직하게는 50몰% 이상, 더 바람직하게는 70몰% 이상이다. Y가 식 (3)으로 나타나는 구성 단위의 비율이 상기의 하한 이상이면, 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 향상시키기 쉽다. Y가 식 (3)으로 나타나는 구성 단위의 비율의 상한은 100몰% 이하이다. Y가 식 (3)으로 나타나는 구성 단위의 비율은, 예를 들면 ¹H-NMR을 이용하여 측정할 수 있거나, 또는 원료의 도입비로부터 산출할 수도 있다.

본 발명의 폴리이미드계 수지는, 식 (1) 중의 Y로서, 추가로 식 (20), 식 (21), 식 (22), 식 (23), 식 (24), 식 (25), 식 (26), 식 (27), 식 (28) 및 식 (29):

로 나타나는 구조를 포함해도 된다.

식 (20)~식 (29) 중, *은 결합손을 나타내고, W¹은, 단결합, -O-, 디페닐메틸렌기, 할로겐 원자를 가져도 되는 2가의 탄화수소기, 예를 들면 -CH₂-, -CH₂-CH₂-, -CH(CH₃)-, -C(CH₃)₂-, -C(CF₃)₂-나, -Ar-, -SO₂-, -S-, -CO-, -PO-, -PO₂-, -N(R^W1)- 또는 -Si(R^W2)₂-, -O-Ar-O-, -Ar-O-Ar-, -Ar-CH₂-Ar-, -Ar-C(CH₃)₂-Ar- 또는 Ar-SO₂-Ar-을 나타낸다. Ar은, 불소 원자를 가져도 되는 탄소수 6~20의 아릴렌기를 나타내고, 구체예로서는 페닐렌기를 들 수 있다. R^W1 및 R^W2는, 서로 독립적으로, 수소 원자, 또는 할로겐 원자를 가져도 되는 알킬기를 나타낸다. 또한, 식 (20)~식 (29)로 나타나는 기 중의 수소 원자는, 메틸기, 플루오로기, 클로로기 또는 트리플루오로메틸기로 치환된 기; 및 4가의 탄소수 6 이하의 쇄식 탄화수소기여도 된다. 또한, 식 (20)~(29)에 있어서의 환상의 수소 원자는, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 1~6의 알콕시기 또는 탄소수 6~12의 아릴기로 치환되어 있어도 된다. 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 1~6의 알콕시기 및 탄소수 6~12의 아릴기로서는, 각각, 식 (3)의 R¹로서 상기에 예시의 것을 들 수 있다.

식 (20)~식 (29)로 나타나는 기 중에서도, 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 향상시키기 쉬운 관점에서, 식 (26), 식 (28) 또는 식 (29)로 나타나는 기가 바람직하고, 식 (26)으로 나타나는 기가 보다 바람직하다. 또한, W¹은, 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 향상시키기 쉬운 관점에서, 바람직하게는 단결합, -O-, -CH₂-, -CH₂-CH₂-, -CH(CH₃)-, -C(CH₃)₂- 또는 C(CF₃)₂-, 보다 바람직하게는 단결합, -O-, -CH₂-, -CH(CH₃)-, -C(CH₃)₂- 또는 C(CF₃)₂-, 더 바람직하게는 단결합, -C(CH₃)₂- 또는 C(CF₃)₂-, 특히 바람직하게는 단결합 또는 C(CF₃)₂-, 가장 바람직하게는 -C(CF₃)₂-를 나타낸다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에서는, 식 (26)은, 식 (5):

[식 (5) 중, B는, 단결합, -O-, 디페닐메틸렌기, 할로겐 원자를 가져도 되는 2가의 탄화수소기, -SO₂-, -S-, -CO-, -COO-, -PO-, -PO₂-, -N(R^B1)- 또는 -Si(R^B2)₂-를 나타내고,

R^B1 및 R^B2는, 서로 독립적으로, 수소 원자, 또는 할로겐 원자를 가져도 되는 알킬기를 나타내며,

R⁷은, 서로 독립적으로, 할로겐 원자, 할로겐 원자를 가져도 되는, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 또는 아릴옥시기를 나타내고,

t는, 서로 독립적으로, 0~3의 정수를 나타내며,

*은 결합손을 나타냄]

로 나타난다. 폴리이미드계 수지가, 식 (1) 중의 Y로서, 식 (5)로 나타나는 구조를 더 포함하면, 수지의 용매로의 용해성, 및 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 높이기 쉽다.

식 (5)에 있어서, R⁷은, 서로 독립적으로, 할로겐 원자, 할로겐 원자를 가져도 되는, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 또는 아릴옥시기를 나타낸다. 할로겐 원자, 할로겐 원자를 가져도 되는, 알킬기, 알콕시기, 아릴기 및 아릴옥시기로서는, 각각 식 (3)의 R¹로서 상기에 예시의 것을 들 수 있다. 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성의 관점에서, R⁷은, 서로 독립적으로, 바람직하게는 할로겐 원자를 가져도 되는 탄소수 1~6의 알킬기를 나타내고, 보다 바람직하게는 할로겐 원자를 가져도 되는 탄소수 1~3의 알킬기를 나타낸다.

식 (5)에 있어서, t는 0~3의 정수를 나타내고, 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 높이기 쉬운 관점에서, 바람직하게는 0~2의 정수를 나타내고, 보다 바람직하게는 0 또는 1을 나타내며, 더 바람직하게는 0이다.

식 (5) 중의 B는, 서로 독립적으로, 단결합, -O-, 디페닐메틸렌기, 할로겐 원자를 가져도 되는 2가의 탄화수소기, -SO₂-, -S-, -CO-, -COO-, -PO-, -PO₂-, -N(R^B1)- 또는 -Si(R^B2)₂-를 나타내고, R^B1 및 R^B2는, 서로 독립적으로, 수소 원자, 또는 할로겐 원자를 가져도 되는 알킬기를 나타낸다.

할로겐 원자를 가져도 되는 2가의 탄화수소기로서는, 식 (3) 중의 R²~R⁵에 있어서의 할로겐 원자를 가져도 되는 1가의 탄화수소기 중, 수소 원자를 추가로 1개 제거한 2가의 기를 들 수 있다. 할로겐 원자를 가져도 되는 2가의 탄화수소기는, 그 기에 포함되는 수소 원자 중, 2개의 수소 원자를 대신하여 환을 형성, 즉, 당해 2개의 수소 원자를 결합손으로 대신하고, 그 2개의 결합손을 연결시켜 환을 형성해도 되고, 당해 환으로서는, 예를 들면 탄소수 3~12의 시클로알칸환 등을 들 수 있다. 또한, 식 (5) 중의 B에 포함되는 -N(R^B1)- 및 -Si(R^B2)₂- 중의 R^B1 및 R^B2에 있어서의 할로겐 원자를 가져도 되는 알킬기로서는, 식 (3) 중의 R¹에 있어서의 할로겐 원자를 가져도 되는 알킬기로서 상기에 예시의 것을 들 수 있다.

식 (5) 중의 B로서는, 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 향상시키기 쉬운 관점에서, 단결합, 또는, 할로겐 원자를 가져도 되는 2가의 탄화수소기가 바람직하고, 단결합, -CH₂-, -CH₂-CH₂-, -CH(CH₃)-, -C(CH₃)₂- 또는 -C(CF₃)₂-가 보다 바람직하며, 단결합, -C(CH₃)₂- 또는 -C(CF₃)₂-가 더 바람직하고, 단결합 또는 -C(CF₃)₂-가 보다 더 바람직하며, -C(CF₃)₂-가 특히 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서는, 식 (5)는, 식 (5')

[식 (5') 중, *은 결합손을 나타냄]

로 나타난다. 즉, 식 (1) 중의 복수의 Y의 적어도 일부는, 식 (5')로 나타난다. 이와 같은 형태이면, 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 향상시키기 쉽다.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 식 (1) 중의 Y로서, 식 (5)로 나타나는 구조를 포함하는 경우, Y가 식 (5)로 나타나는 구성 단위의 비율은, 식 (1)로 나타나는 구성 단위의 총 몰량에 대하여, 바람직하게는 5몰% 이상, 보다 바람직하게는 10몰% 이상, 더 바람직하게는 15몰% 이상, 보다 더 바람직하게는 20몰% 이상, 특히 바람직하게는 25몰% 이상, 보다 특히 바람직하게는 30몰%이며, 바람직하게는 80몰%이하, 보다 바람직하게는 70몰% 이하, 더 바람직하게는 60몰% 이하이다. Y가 식 (5)로 나타나는 구성 단위의 비율이 상기의 범위이면, 광학 필름의 투명성, 탄성률, 내절성을 향상시키기 쉽다. 또한, Y가 식 (5)로 나타나는 구성 단위의 비율은, 예를 들면 ¹H-NMR을 이용하여 측정할 수 있거나, 또는 원료의 도입비로부터 산출할 수도 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 식 (1) 중의 Y로서, 식 (5)로 나타나는 구조를 포함하는 경우, Y가 식 (3)으로 나타나는 구성 단위 및 Y가 식 (5)로 나타나는 구성 단위와의 합계 비율은, 식 (1)로 나타나는 구성 단위의 총 몰량에 대하여, 바람직하게는 50몰% 이상, 보다 바람직하게는 70몰% 이상, 더 바람직하게는 90몰% 이상이며, 바람직하게는 100몰% 이하이다. 당해 합계 비율이 상기 범위이면, 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 향상시키기 쉽다. 또한, 당해 합계 비율은, 예를 들면 ¹H-NMR을 이용하여 측정할 수 있거나, 또는 원료의 도입비로부터 산출할 수도 있다.

식 (1)에 있어서, X는, 2가의 유기기를 나타내고, 바람직하게는 탄소수 4~40의 2가의 유기기를 나타낸다.

본 발명에 있어서의 폴리이미드계 수지는, 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 높이기 쉬운 관점에서, 식 (1) 중의 X로서, 2가의 방향족기, 2가의 지환족기, 및 2가의 지방족기의 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하고, 2가의 방향족기를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 2가의 방향족기로서는, 예를 들면 식 (3) 중의 R²~R⁵로서 상기에 예시의 방향족 탄화수소기 중의 수소 원자 중, 1개의 수소 원자가 결합손으로 치환된 2가의 방향족 탄화수소기; 당해 2가의 방향족 탄화수소기 중, 적어도 1개 이상을 연결기, 예를 들면 후술의 V¹ 등의 연결기에 의해 결합시킨 기를 들 수 있다. 2가의 지환족기로서는, 예를 들면 식 (3) 중의 R²~R⁵로서 상기에 예시의 지환족 탄화수소기 중의 수소 원자 중, 1개의 수소 원자가 결합손으로 치환된 2가의 지환족 탄화수소기; 당해 2가의 지환족 탄화수소기 중, 적어도 1개 이상을 연결기, 예를 들면 후술의 V¹ 등의 연결기에 의해 결합시킨 기를 들 수 있다. 2가의 지방족기로서는, 예를 들면 식 (3) 중의 R²~R⁵로서 상기에 예시의 지방족 탄화수소기 중의 수소 원자 중, 1개의 수소 원자가 결합손으로 치환된 2가의 지방족 탄화수소기; 당해 2가의 지방족 탄화수소기 중, 적어도 1개 이상을 연결기, 예를 들면 후술의 V¹ 등의 연결기에 의해 결합시킨 기를 들 수 있다.

식 (1) 중의 X는, 바람직하게는 지환, 방향환, 헤테로환 구조 등의 환상 구조를 가지는 탄소수 4~40의 2가의 유기기, 보다 바람직하게는 탄소수 4~40의 2가의 방향족기 및 탄소수 4~40의 2가의 지환족기를 나타내고, 더 바람직하게는 4~40의 2가의 방향족기를 나타낸다. 당해 유기기는, 유기기 중의 수소 원자가 탄화수소기 또는 불소 치환된 탄화수소기로 치환되어 있어도 되고, 그 경우, 탄화수소기 및 불소 치환된 탄화수소기의 탄소수는 바람직하게는 1~8이다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 본 발명의 폴리이미드계 수지는, 복수종의 X를 포함할 수 있고, 복수종의 X는, 서로 동일해도 되고, 상이해도 된다. X로서는, 식 (10), 식 (11), 식 (12), 식 (13), 식 (14), 식 (15), 식 (16), 식 (17) 및 식 (18)로 나타나는 기; 그들 식 (10)~식 (18)로 나타나는 기 중의 수소 원자가 메틸기, 플루오로기, 클로로기 또는 트리플루오로메틸기로 치환된 기; 및 탄소수 6 이하의 쇄식 탄화수소기가 예시된다.

식 (10)~식 (18) 중,

*은 결합손을 나타내고,

V¹, V² 및 V³은, 서로 독립적으로, 단결합, -O-, -S-, -CH₂-, -CH₂-CH₂-, -CH(CH₃)-, -C(CH₃)₂-, -C(CF₃)₂-, -SO₂-, -CO- 또는 -N(Q)-를 나타낸다. 여기서, Q는 할로겐 원자를 가져도 되는 탄소수 1~12의 1가의 탄화수소기를 나타낸다. 할로겐 원자를 가져도 되는 탄소수 1~12의 1가의 탄화수소기로서는, 식 (3)의 R²~R⁵에 있어서의 할로겐 원자를 가져도 되는 1가의 탄화수소기로서 상기에 예시의 것을 들 수 있다.

하나의 예는, V¹ 및 V³이 단결합, -O- 또는 -S-이고, 또한, V²가 -CH₂-, -C(CH₃)₂-, -C(CF₃)₂- 또는 -SO₂-이다. V¹과 V²와의 각 환에 대한 결합 위치, 및, V²와 V³과의 각 환에 대한 결합 위치는, 서로 독립적으로, 각 환에 대하여 바람직하게는 메타 위치 또는 파라 위치, 보다 바람직하게는 파라 위치이다. 또한, 식 (10)~식 (18)에 있어서의 환 상의 수소 원자는, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 1~6의 알콕시기 또는 탄소수 6~12의 아릴기로 치환되어 있어도 된다. 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 1~6의 알콕시기 및 탄소수 6~12의 아릴기로서는, 각각, 식 (3)의 R¹로서 상기에 예시의 것을 들 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에서는, 본 발명에 있어서의 폴리이미드계 수지는, 식 (1) 중의 X로서, 추가로 식 (4):

R^A1 및 R^A2는, 서로 독립적으로, 수소 원자, 또는 할로겐 원자를 가져도 되는 알킬기를 나타내며,

R⁶은 서로 독립적으로, 할로겐 원자, 할로겐 원자를 가져도 되는, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 또는 아릴옥시기를 나타내고,

s는, 서로 독립적으로, 0~4의 정수를 나타내며,

*은 결합손을 나타냄]

로 나타나는 구조를 포함하고 있어도 된다. 이와 같은 형태이면, 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 향상시키기 쉽다. 또한, 식 (1)로 나타나는 구성 단위는, X로서 식 (4)로 나타나는 구조를 1종 또는 복수종 포함하고 있어도 된다.

R⁶은, 서로 독립적으로, 할로겐 원자, 할로겐 원자를 가져도 되는, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 또는 아릴옥시기를 나타낸다. 할로겐 원자, 할로겐 원자를 가져도 되는, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 및 아릴옥시기로서는, 각각, 식 (3)의 R¹로서 상기에 예시의 것을 들 수 있다.

이들 중에서도, R⁶은, 서로 독립적으로, 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 향상시키기 쉬운 관점에서, 바람직하게는 탄소수 1~6의 알킬기 또는 탄소수 1~6의 할로겐화 알킬기이며, 보다 바람직하게는 탄소수 1~6의 알킬기 또는 탄소수 1~6의 플루오로알킬기, 더 바람직하게는 퍼플루오로알킬기이다. 바람직한 형태로는, R⁶은, 서로 독립적으로, 메틸기, 클로로기 또는 트리플루오로메틸기이다. s는, 서로 독립적으로, 0~4의 정수를 나타내고, 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 높이기 쉬운 관점에서, 바람직하게는 1~3의 정수를 나타내며, 보다 바람직하게는 1 또는 2를 나타내고, 더 바람직하게는 1이다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에서는, 각 벤젠환에 있어서, s가 1이며, -A-를 기준으로 하는 오르토 위치에 R⁶이 치환되고, 또한 R⁶이 메틸기, 플루오로기, 클로로기 또는 트리플루오로메틸기인 것이 바람직하다.

식 (4)에 있어서, 결합손의 위치는, 서로 독립적으로, 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 높이기 쉬운 관점에서, -A-를 기준으로, 바람직하게는 메타 위치 또는 파라 위치, 보다 바람직하게는 파라 위치이다.

식 (4) 중의 A는, 서로 독립적으로, 단결합, -O-, 디페닐메틸렌기, 할로겐 원자를 가져도 되는 2가의 탄화수소기, -SO₂-, -S-, -CO-, -PO-, -PO₂-, -N(R^A1)- 또는 -Si(R^A2)₂-를 나타내고, R^A1 및 R^A2는, 서로 독립적으로, 수소 원자, 또는 할로겐 원자를 가져도 되는 알킬기를 나타낸다.

할로겐 원자를 가져도 되는 2가의 탄화수소기로서는, 식 (3)의 R²~R⁵에 있어서의 할로겐 원자를 가져도 되는 1가의 탄화수소기 중, 수소 원자를 추가로 1개 제거한 2가의 기를 들 수 있다. 할로겐 원자를 가져도 되는 2가의 탄화수소기는, 그 기에 포함되는 수소 원자 중, 2개의 수소 원자를 대신하여 환을 형성, 즉, 당해 2개의 수소 원자를 결합손으로 대신하고, 그 2개의 결합손을 연결시켜 환을 형성해도 되고, 당해 환으로서는, 예를 들면 탄소수 3~12의 시클로알칸환 등을 들 수 있다. 또한, 식 (4) 중의 A에 포함되는 -N(R^A1)- 및 -Si(R^A2)₂-의 R^A1 및 R^A2에 있어서의 할로겐 원자를 가져도 되는 알킬기로서는, 식 (3) 중의 R¹에 있어서의 할로겐 원자를 가져도 되는 알킬기로서 상기에 예시의 것을 들 수 있다.

식 (3) 중의 A는, 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 향상시키기 쉬운 관점에서, 바람직하게는 단결합, -CH₂-, -CH₂-CH₂-, -CH(CH₃)-, -C(CH₃)₂- 또는 -C(CF₃)₂-, 보다 바람직하게는 단결합, -C(CH₃)₂- 또는 -C(CF₃)₂-, 더 바람직하게는 단결합 또는 -C(CF₃)₂-, 특히 바람직하게는 단결합이다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에서는, 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 향상시키기 쉬운 관점에서, 식 (4) 중, R⁶은, 서로 독립적으로, 탄소수 1~6의 할로겐화 알킬기를 나타내고, s는 1 또는 2, A는 단결합, -C(CH₃)₂- 또는 -C(CF₃)₂-를 나타낸다.

본 발명의 바람직한 형태에 있어서는, 식 (4)는, 식 (4'):

로 나타난다. 즉, 식 (1) 중의 복수의 X의 적어도 일부는, 식 (4')로 나타난다. 이와 같은 형태이면, 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 높이기 쉽다. 또한, 식 (1)로 나타나는 구성 단위는, X로서, 식 (4')로 나타나는 구조를 1종 또는 복수종 포함하고 있어도 된다.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 식 (1) 중의 X로서, 식 (4)로 나타나는 구조를 포함하는 경우, X가 식 (4)로 나타나는 구성 단위의 비율은, 식 (1)로 나타나는 구성 단위의 총 몰량에 대하여, 바람직하게는 30몰% 이상, 보다 바람직하게는 50몰% 이상, 더 바람직하게는 70몰% 이상이며, 바람직하게는 100몰% 이하이다. X가 식 (4)로 나타나는 구성 단위의 비율이 상기의 범위이면, 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 높이기 쉽다. X가 식 (4)로 나타나는 구성 단위의 비율은, 예를 들면 ¹H-NMR을 이용하여 측정할 수 있거나, 또는 원료의 도입비로부터 산출할 수도 있다.

본 발명에 있어서의 폴리이미드계 수지는, 식 (1)로 나타나는 구성 단위 외에, 식 (30)으로 나타나는 구성 단위 및/또는 식 (31)로 나타나는 구성 단위를 포함하고 있어도 된다.

식 (30)에 있어서, Y¹은 4가의 유기기이며, 바람직하게는 유기기 중의 수소 원자가 탄화수소기 또는 불소 치환된 탄화수소기로 치환되어 있어도 되는 유기기이다. Y¹로서는, 식 (20), 식 (21), 식 (22), 식 (23), 식 (24), 식 (25), 식 (26), 식 (27), 식 (28) 및 식 (29)로 나타나는 기, 당해 식 (20)~식 (29)로 나타나는 기 중의 수소 원자가 메틸기, 플루오로기, 클로로기 또는 트리플루오로메틸기로 치환된 기, 및 4가의 탄소수 6 이하의 쇄식 탄화수소기가 예시된다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 폴리이미드계 수지는, 복수종의 Y¹을 포함할 수 있고, 복수종의 Y¹은, 서로 동일해도, 상이해도 된다.

식 (31)에 있어서, Y²는 3가의 유기기이며, 바람직하게는 유기기 중의 수소 원자가 탄화수소기 또는 불소 치환된 탄화수소기로 치환되어 있어도 되는 유기기이다. Y²로서는, 상기의 식 (20), 식 (21), 식 (22), 식 (23), 식 (24), 식 (25), 식 (26), 식 (27), 식 (28) 및 식 (29)로 나타나는 기의 결합손 중 어느 하나가 수소 원자로 치환된 기, 및 3가의 탄소수 6 이하의 쇄식 탄화수소기가 예시된다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 폴리이미드계 수지는, 복수종의 Y²를 포함할 수 있고, 복수종의 Y²는, 서로 동일해도, 상이해도 된다.

식 (30) 및 식 (31)에 있어서, X¹및 X²는, 서로 독립적으로, 2가의 유기기이며, 바람직하게는 유기기 중의 수소 원자가 탄화수소기 또는 불소 치환된 탄화수소기로 치환되어 있어도 되는 유기기이다. X¹ 및 X²로서는, 상기의 식 (10), 식 (11), 식 (12), 식 (13), 식 (14), 식 (15), 식 (16), 식 (17) 및 식 (18)로 나타나는 기; 당해 식 (10)~식 (18)로 나타나는 기 중의 수소 원자가 메틸기, 플루오로기, 클로로기 또는 트리플루오로메틸기로 치환된 기; 및 탄소수 6 이하의 쇄식 탄화수소기가 예시된다.

본 발명의 일 실시 형태가 있어서, 폴리이미드계 수지는, 식 (1)로 나타나는 구성 단위, 및 경우에 따라 식 (30)으로 나타나는 구성 단위 및 식 (31)로 나타나는 구성 단위로부터 선택되는 적어도 하나의 구성 단위로 이루어진다. 또한, 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 향상시키기 쉬운 관점에서, 상기 폴리이미드계 수지에 있어서, 식 (1)로 나타나는 구성 단위의 비율은, 폴리이미드계 수지에 포함되는 전(全) 구성 단위, 예를 들면 식 (1)로 나타나는 구성 단위, 및 경우에 따라 식 (30)으로 나타나는 구성 단위 및 식 (31)로 나타나는 구성 단위로부터 선택되는 적어도 하나의 구성 단위의 총 몰량에 의거하여, 바람직하게는 80몰% 이상, 보다 바람직하게는 90몰% 이상, 더 바람직하게는 95몰% 이상이다. 또한, 폴리이미드계 수지에 있어서, 식 (1)로 나타나는 구성 단위의 비율의 상한은 100몰% 이하이다. 또한, 상기 비율은, 예를 들면, ¹H-NMR을 이용하여 측정할 수 있거나, 또는 원료의 도입비로부터 산출할 수도 있다. 또한, 본 발명에 있어서의 폴리이미드계 수지는, 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 높이기 쉬운 관점에서, 바람직하게는 폴리이미드 수지이다.

본 발명의 바람직한 일 실시 형태에 있어서, 본 발명의 폴리이미드계 수지는, 예를 들면 상기의 함불소 치환기 등에 의해 도입할 수 있는, 불소 원자 등의 할로겐 원자를 포함해도 된다. 폴리이미드계 수지가 할로겐 원자를 포함하는 경우, 광학 필름의 황색도(이하, YI값이라고 기재하는 경우가 있음)를 저감하기 쉽고, 또한 탄성률 및 내절성을 높이기 쉽다. 또한, 광학 필름의 탄성률이 높으면, 상처 및 주름 등의 발생을 억제하기 쉽다. 또한, 광학 필름의 YI값이 낮으면, 당해 필름의 투명성 및 시인성을 향상시키기 쉬워진다. 할로겐 원자는, 바람직하게는 불소 원자이다. 폴리이미드계 수지에 불소 원자를 함유시키기 위해 바람직한 함불소 치환기로서는, 예를 들면 플루오로기 및 트리플루오로메틸기를 들 수 있다.

폴리이미드계 수지에 있어서의 할로겐 원자의 함유량은, 각각, 폴리이미드계 수지의 질량을 기준으로 하여, 바람직하게는 1~40질량%, 보다 바람직하게는 5~40질량%, 더 바람직하게는 5~30질량%이다. 할로겐 원자의 함유량이 상기의 하한 이상이면, 광학 필름의 YI값을 저감하기 쉽고, 또한 탄성률 및 내절성을 높이기 쉽다. 할로겐 원자의 함유량이 상기의 상한 이하이면, 합성이 하기 쉬워진다.

폴리이미드계 수지의 이미드화율은, 바람직하게는 90% 이상, 보다 바람직하게는 93% 이상, 더 바람직하게는 96% 이상이다. 광학 필름의 광학 특성을 높이기 쉬운 관점에서, 이미드화율이 상기의 하한 이상인 것이 바람직하다. 또한, 이미드화율의 상한은 100% 이하이다. 이미드화율은, 폴리이미드계 수지 중의 테트라카르본산 화합물에 유래하는 구성 단위의 몰량의 2배의 값에 대한, 폴리이미드계 수지 중의 이미드 결합의 몰량의 비율을 나타낸다. 또한, 폴리이미드계 수지가 트리카르본산 화합물을 포함하는 경우에는, 폴리이미드계 수지 중의 테트라카르본산 화합물에 유래하는 구성 단위의 몰량의 2배의 값과, 트리카르본산 화합물에 유래하는 구성 단위의 몰량과의 합계에 대한, 폴리이미드계 수지 중의 이미드 결합의 몰량의 비율을 나타낸다. 또한, 이미드화율은, IR법, NMR법 등에 의해 구할 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 광학 필름에 포함되는 폴리이미드계 수지는, 광학 필름의 질량 100질량%에 대하여, 바람직하게는 40질량% 이상, 보다 바람직하게는 50질량% 이상, 더 바람직하게는 60질량%, 특히 바람직하게는 80질량% 이상이며, 바람직하게는 100질량% 이하이다.

<폴리이미드계 수지의 제조 방법>

본 발명의 광학 필름에 포함되는 폴리이미드계 수지의 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다. 본 발명의 일 실시 형태에 있어서는, 식 (1)로 나타나는 구성 단위를 포함하는 폴리이미드계 수지는, 디아민 화합물과 테트라카르본산 화합물을 반응시켜 폴리아믹산을 얻는 공정, 및 당해 폴리아믹산을 이미드화하는 공정을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다. 또한, 테트라카르본산 화합물 외에, 트리카르본산 화합물을 반응시켜도 된다.

폴리이미드계 수지의 제조에 이용되는 테트라카르본산 화합물은, 적어도 식 (X):

[식 (X) 중, R¹~R⁵, n 및 m은, 각각, 식 (3) 중의 R¹~R⁵, n 및 m과 동일함]

로 나타나는 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 식 (X) 중의 R¹~R⁵, n 및 m의 바람직한 형태도 식 (3) 중의 R¹~R⁵, n 및 m과 동일하다.

식 (X)로 나타나는 화합물은, 관용의 방법, 예를 들면 무수 트리멜리트산 또는 그 유도체와 방향족 디올을 반응시킴으로써 얻어도 되고, 시판품을 사용해도 된다.

식 (1) 및 식 (30)으로 나타나는 구성 단위는, 통상, 디아민 화합물과 테트라카르본산 화합물로부터 유도된다. 식 (31)로 나타나는 구성 단위는, 통상, 디아민 화합물과 트리카르본산 화합물로부터 유도된다.

폴리이미드계 수지의 합성에 이용되는 테트라카르본산 화합물로서는, 방향족 테트라카르본산 2무수물 등의 방향족 테트라카르본산 화합물; 및 지방족 테트라카르본산 2무수물 등의 지방족 테트라카르본산 화합물 등을 들 수 있다. 테트라카르본산 화합물은, 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다. 테트라카르본산 화합물은, 2무수물 외에, 산클로라이드 화합물 등의 테트라카르본산 화합물 유연체(類緣體)여도 된다.

방향족 테트라카르본산 2무수물의 구체예로서는, 비축합 다환식의 방향족 테트라카르본산 2무수물, 단환식의 방향족 테트라카르본산 2무수물 및 축합 다환식의 방향족 테트라카르본산 2무수물을 들 수 있다. 비축합 다환식의 방향족 테트라카르본산 2무수물로서는, 예를 들면, 무수 트리멜리트산과 2,2',3,3',5,5'-헥사메틸-4,4'-비페놀과의 에스테르화물(이하, TAHMBP라고 기재하는 경우가 있음), 무수 트리멜리트산과 2,2',3,3'-테트라메틸-4,4'-비페놀과의 에스테르화물, 무수 트리멜리트산과 3,3',5,5'-테트라메틸-4,4'-비페놀과의 에스테르화물, 4,4'-옥시디프탈산 2무수물, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르본산 2무수물, 2,2',3,3'-벤조페논테트라카르본산 2무수물, 3,3',4,4'-비페닐테트라카르본산 2무수물(이하, BPDA라고 기재하는 경우가 있음), 2,2',3,3'-비페닐테트라카르본산 2무수물, 3,3',4,4'-디페닐술폰테트라카르본산 2무수물, 2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)프로판 2무수물, 2,2-비스(2,3-디카르복시페닐)프로판 2무수물, 2,2-비스(3,4-디카르복시페녹시페닐)프로판 2무수물, 4,4'-(헥사플루오로이소프로필리덴)디프탈산 2무수물(이하, 6FDA라고 기재하는 경우가 있음), 1,2-비스(2,3-디카르복시페닐)에탄 2무수물, 1,1-비스(2,3-디카르복시페닐)에탄 2무수물, 1,2-비스(3,4-디카르복시페닐)에탄 2무수물, 1,1-비스(3,4-디카르복시페닐)에탄 2무수물, 비스(3,4-디카르복시페닐)메탄 2무수물, 비스(2,3-디카르복시페닐)메탄 2무수물, 4,4'-(p-페닐렌디옥시)디프탈산 2무수물, 4,4'-(m-페닐렌디옥시)디프탈산 2무수물을 들 수 있다. 또한, 단환식의 방향족 테트라카르본산 2무수물로서는, 예를 들면 1,2,4,5-벤젠테트라카르본산 2무수물(피로멜리트산 2무수물로도 나타나고, 이하, PMDA라고 기재하는 경우가 있음)을 들 수 있고, 축합 다환식의 방향족 테트라카르본산 2무수물로서는, 예를 들면 2,3,6,7-나프탈렌테트라카르본산 2무수물을 들 수 있다.

이들 중에서도, 바람직하게는 무수 트리멜리트산과 2,2',3,3',5,5'-헥사메틸-4,4'-비페놀과의 에스테르화물, 무수 트리멜리트산과 2,2',3,3'-테트라메틸-4,4'-비페놀과의 에스테르화물, 무수 트리멜리트산과 3,3',5,5'-테트라메틸-4,4'-비페놀과의 에스테르화물, PMDA, 4,4'-옥시디프탈산 2무수물, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르본산 2무수물, 2,2',3,3'-벤조페논테트라카르본산 2무수물, 3,3',4,4'-비페닐테트라카르본산 2무수물, 2,2',3,3'-비페닐테트라카르본산 2무수물, 3,3',4,4'-디페닐술폰테트라카르본산 2무수물, 2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)프로판 2무수물, 2,2-비스(2,3-디카르복시페닐)프로판 2무수물, 2,2-비스(3,4-디카르복시페녹시페닐)프로판 2무수물, 6FDA, 1,2-비스(2,3-디카르복시페닐)에탄 2무수물, 1,1-비스(2,3-디카르복시페닐)에탄 2무수물, 1,2-비스(3,4-디카르복시페닐)에탄 2무수물, 1,1-비스(3,4-디카르복시페닐)에탄 2무수물, 비스(3,4-디카르복시페닐)메탄 2무수물, 비스(2,3-디카르복시페닐)메탄 2무수물, 4,4'-(p-페닐렌디옥시)디프탈산 2무수물, 및 4,4'-(m-페닐렌디옥시)디프탈산 2무수물을 들 수 있고, 보다 바람직하게는, 무수 트리멜리트산과 2,2',3,3',5,5'-헥사메틸-4,4'-비페놀과의 에스테르화물, 무수 트리멜리트산과 2,2',3,3'-테트라메틸-4,4'-비페놀과의 에스테르화물, 무수 트리멜리트산과 3,3',5,5'-테트라메틸-4,4'-비페놀과의 에스테르화물, 4,4'-옥시디프탈산 2무수물, BPDA, 2,2',3,3'-비페닐테트라카르본산 2무수물, 6FDA, 비스(3,4-디카르복시페닐)메탄 2무수물, 및 4,4'-(p-페닐렌디옥시)디프탈산 2무수물을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

지방족 테트라카르본산 2무수물로서는, 환식 또는 비환식의 지방족 테트라카르본산 2무수물을 들 수 있다. 환식 지방족 테트라카르본산 2무수물이란, 지환식 탄화수소 구조를 가지는 테트라카르본산 2무수물이며, 그 구체예로서는, 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르본산 2무수물, 1,2,3,4-시클로부탄테트라카르본산 2무수물, 1,2,3,4-시클로펜탄테트라카르본산 2무수물 등의 시클로알칸테트라카르본산 2무수물, 비시클로[2.2.2]옥트-7-엔-2,3,5,6-테트라카르본산 2무수물, 디시클로헥실-3,3',4,4'-테트라카르본산 2무수물 및 이들의 위치 이성체를 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 비환식 지방족 테트라카르본산 2무수물의 구체예로서는, 1,2,3,4-부탄테트라카르본산 2무수물, 및 1,2,3,4-펜탄테트라카르본산 2무수물 등을 들 수 있고, 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 또한, 환식 지방족 테트라카르본산 2무수물 및 비환식 지방족 테트라카르본산 2무수물을 조합하여 이용해도 된다.

상기 테트라카르본산 2무수물 중에서도, 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 높이기 쉬운 관점에서, 무수 트리멜리트산과 2,2',3,3',5,5'-헥사메틸-4,4'-비페놀과의 에스테르화물, 무수 트리멜리트산과 2,2',3,3'-테트라메틸-4,4'-비페놀과의 에스테르화물, 무수 트리멜리트산과 3,3',5,5'-테트라메틸-4,4'-비페놀과의 에스테르화물, PMDA, 4,4'-옥시디프탈산 2무수물, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르본산 2무수물, 3,3',4,4'-비페닐테트라카르본산 2무수물, 2,2',3,3'-비페닐테트라카르본산 2무수물, 3,3',4,4'-디페닐술폰테트라카르본산 2무수물, 2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)프로판 2무수물, 6FDA, 및 이들의 혼합물이 바람직하고, 무수 트리멜리트산과 2,2',3,3',5,5'-헥사메틸-4,4'-비페놀과의 에스테르화물, 무수 트리멜리트산과 2,2',3,3'-테트라메틸-4,4'-비페놀과의 에스테르화물, 무수 트리멜리트산과 3,3',5,5'-테트라메틸-4,4'-비페놀과의 에스테르화물, 6FDA 및 이들의 혼합물이 보다 바람직하고, 무수 트리멜리트산과 2,2',3,3',5,5'-헥사메틸-4,4'-비페놀과의 에스테르화물, 무수 트리멜리트산과 2,2',3,3'-테트라메틸-4,4'-비페놀과의 에스테르화물, 무수 트리멜리트산과 3,3',5,5'-테트라메틸-4,4'-비페놀과의 에스테르화물이 더 바람직하다.

폴리이미드계 수지의 합성에 이용되는 디아민 화합물로서는, 예를 들면, 지방족 디아민, 방향족 디아민 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서 「방향족 디아민」이란, 아미노기가 방향환에 직접 결합하고 있는 디아민을 나타내고, 그 구조의 일부에 지방족기 또는 그 밖의 치환기를 포함하고 있어도 된다. 이 방향환은 단환이어도 축합환이어도 되고, 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환 및 플루오렌환 등이 예시되지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 이들 중에서도, 바람직하게는 벤젠환이다. 또한 「지방족 디아민」이란, 아미노기가 지방족기에 직접 결합하고 있는 디아민을 나타내고, 그 구조의 일부에 방향환이나 그 밖의 치환기를 포함하고 있어도 된다.

지방족 디아민으로서는, 예를 들면, 헥사메틸렌디아민 등의 비환식 지방족 디아민, 및 1,3-비스(아미노메틸)시클로헥산, 1,4-비스(아미노메틸)시클로헥산, 노르보르난디아민 및 4,4'-디아미노디시클로헥실메탄 등의 환식 지방족 디아민 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.

방향족 디아민으로서는, 예를 들면 p-페닐렌디아민, m-페닐렌디아민, 2,4-톨루엔디아민, m-크실릴렌디아민, p-크실릴렌디아민, 1,5-디아미노나프탈렌, 2,6-디아미노나프탈렌 등의, 방향환을 1개 가지는 방향족 디아민, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐프로판, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 3,4'-디아미노디페닐에테르, 3,3'-디아미노디페닐에테르, 4,4'-디아미노디페닐술폰, 3,4'-디아미노디페닐술폰, 3,3'-디아미노디페닐술폰, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 비스〔4-(4-아미노페녹시)페닐〕술폰, 비스〔4-(3-아미노페녹시)페닐〕술폰, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(3-아미노페녹시)페닐]프로판, 2,2'-디메틸벤지딘, 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노디페닐(이하, TFMB라고 기재하는 경우가 있음), 4,4'-(헥사플루오로프로필리덴)디아닐린(이하, 6FDAM이라고 기재하는 경우가 있음), 4,4'-비스(4-아미노페녹시)비페닐, 9,9-비스(4-아미노페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-아미노-3-메틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-아미노-3-클로로페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-아미노-3-플루오로페닐)플루오렌 등의, 방향환을 2개 이상 가지는 방향족 디아민을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

방향족 디아민으로서는, 바람직하게는 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐프로판, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 3,3'-디아미노디페닐에테르, 4,4'-디아미노디페닐술폰, 3,3'-디아미노디페닐술폰, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 비스〔4-(4-아미노페녹시)페닐〕술폰, 비스〔4-(3-아미노페녹시)페닐〕술폰, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(3-아미노페녹시)페닐]프로판, 2,2'-디메틸벤지딘, TFMB, 4,4'-비스(4-아미노페녹시)비페닐이며, 보다 바람직하게는 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐프로판, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 4,4'-디아미노디페닐술폰, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 비스〔4-(4-아미노페녹시)페닐〕술폰, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 2,2'-디메틸벤지딘, TFMB, 6FDAM, 4,4'-비스(4-아미노페녹시)비페닐이다. 이들은 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 디아민 화합물 중에서도, 광학 필름의 투명성, 탄성률 및 내절성을 높이기 쉬운 관점에서, 2,2'-디메틸벤지딘, TFMB, 4,4'-비스(4-아미노페녹시)비페닐, 6FDAM 및 4,4'-디아미노디페닐에테르로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 이용하는 것이 보다 바람직하고, TFMB 및/또는 6FDAM을 이용하는 것이 더 바람직하다.

또한, 상기 폴리이미드계 수지는, 광학 필름의 각종 물성을 손상시키지 않는 범위에서, 상기의 수지 합성에 이용되는 테트라카르본산 화합물에 더해, 다른 테트라카르본산 및 트리카르본산 및 그들의 무수물 및 유도체를 더 반응시킨 것이어도 된다.

다른 테트라카르본산으로서는, 상기 테트라카르본산 화합물의 무수물의 수(水)부가체를 들 수 있다.

트리카르본산 화합물로서는, 방향족 트리카르본산, 지방족 트리카르본산 및 그들의 유연의 산클로라이드 화합물, 산무수물 등을 들 수 있고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다. 구체예로서는, 1,2,4-벤젠트리카르본산의 무수물; 2,3,6-나프탈렌트리카르본산-2,3-무수물; 프탈산 무수물과 벤조산이 단결합, -O-, -CH₂-, -C(CH₃)₂-, -C(CF₃)₂-, -SO₂- 또는 페닐렌기로 연결된 화합물을 들 수 있다.

폴리이미드계 수지의 제조에 있어서, 디아민 화합물 및 테트라카르본산 화합물의 사용량은, 소망으로 하는 수지의 각 구성 단위의 비율에 따라 적절히 선택할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서는, 디아민 화합물의 사용량은, 테트라카르본산 화합물 1몰에 대하여, 바람직하게는 0.94몰 이상, 보다 바람직하게는 0.96몰 이상, 더 바람직하게는 0.98몰 이상, 특히 바람직하게는 0.99몰 이상이며, 바람직하게는 1.20몰 이하, 보다 바람직하게는 1.10몰 이하, 더 바람직하게는 1.05몰 이하, 특히 바람직하게는 1.02몰 이하이다. 테트라카르본산 화합물에 대한 디아민 화합물의 사용량이 상기의 범위이면, 폴리이미드계 수지의 중량 평균 분자량을 160,000 이상으로 조정하기 쉽다.

디아민 화합물과 테트라카르본산 화합물과의 반응 온도는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 5~200℃여도 되고, 반응 시간도 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 30분~72시간 정도여도 된다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서는, 폴리이미드계 수지의 중량 평균 분자량을 160,000 이상으로 조정하기 쉬운 관점에서, 반응 온도는, 바람직하게는 5~50℃, 보다 바람직하게는 5~40℃, 더 바람직하게는 5~25℃이며, 반응 시간은, 바람직하게는 3~24시간, 보다 바람직하게는 5~20시간이다.

디아민 화합물과 테트라카르본산 화합물과의 반응은, 용매 중에서 행하는 것이 바람직하다. 용매로서는, 반응에 영향을 주지 않는 한 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 물, 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, 이소프로필알코올, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜메틸에테르, 에틸렌글리콜부틸에테르, 1-메톡시-2-프로판올, 2-부톡시에탄올, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 알코올계 용매; 아세트산 에틸, 아세트산 부틸, 에틸렌글리콜메틸에테르아세테이트, γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 젖산 에틸 등의 에스테르계 용매; 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로펜탄온, 시클로헥산온, 2-헵탄온, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤계 용매; 펜탄, 헥산, 헵탄 등의 지방족 탄화수소 용매; 에틸시클로헥산 등의 지환식 탄화수소 용매; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소 용매; 아세토니트릴 등의 니트릴계 용매; 테트라히드로푸란 및 디메톡시에탄 등의 에테르계 용매; 클로로포름 및 클로로벤젠 등의 염소 함유 용매; N,N-디메틸아세트아미드(이하, DMAc라고 기재하는 경우가 있음), N,N-디메틸포름아미드(이하, DMF라고 기재하는 경우가 있음) 등의 아미드계 용매; 디메틸술폰, 디메틸술폭시드, 술포란 등의 함유황계 용매; 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트 등의 카보네이트계 용매; 및 그들의 조합 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 용해성의 관점에서, 아미드계 용매를 적합하게 사용할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서는, 폴리이미드계 수지의 중량 평균 분자량을 160,000 이상으로 조정하기 쉬운 관점에서, 반응에 사용하는 용매는, 수분량 700ppm 이하까지 엄밀하게 탈수한 용매인 것이 바람직하다.

디아민 화합물과 테트라카르본산 화합물과의 반응은, 필요에 따라, 질소 분위기나 아르곤 분위기 등의 불활성 분위기 또는 감압의 조건하에 있어서 행해도 되고, 폴리이미드계 수지의 중량 평균 분자량을 160,000 이상으로 조정하기 쉬운 관점에서, 상기 불활성 분위기하, 엄밀하게 제어된 탈수 용매 중에서 교반하면서 행하는 것이 바람직하다.

이미드화 공정에서 사용하는 이미드화 촉매로서는, 예를 들면 트리프로필아민, 디부틸프로필아민, 에틸디부틸아민 등의 지방족 아민; N-에틸피페리딘, N-프로필피페리딘, N-부틸피롤리딘, N-부틸피페리딘, 및 N-프로필헥사히드로아제핀 등의 지환식 아민(단환식); 아자비시클로[2.2.1]헵탄, 아자비시클로[3.2.1]옥탄, 아자비시클로[2.2.2]옥탄, 및 아자비시클로[3.2.2]노난 등의 지환식 아민(다환식); 및 피리딘, 2-메틸피리딘(2-피콜린), 3-메틸피리딘(3-피콜린), 4-메틸피리딘(4-피콜린), 2-에틸피리딘, 3-에틸피리딘, 4-에틸피리딘, 2,4-디메틸피리딘, 2,4,6-트리메틸피리딘, 3,4-시클로펜테노피리딘, 5,6,7,8-테트라히드로이소퀴놀린, 및 이소퀴놀린 등의 방향족 아민을 들 수 있다. 또한, 이미드화 반응을 촉진하기 쉬운 관점에서, 이미드화 촉매와 함께, 산무수물을 이용하는 것이 바람직하다. 산무수물은, 이미드화 반응에 이용되는 관용의 산무수물 등을 들 수 있고, 그 구체예로서는, 무수 아세트산, 무수 프로피온산, 무수 부티르산 등의 지방족 산무수물, 프탈산 등의 방향족 산무수물 등을 들 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에서는, 이미드화 공정을 단계적으로 행하고, 최적인 반응 온도까지 승온하는 것이 바람직하다. 단계적으로 이미드화함으로써, 수지의 분해를 억제하고, 얻어지는 폴리이미드계 수지의 중량 평균 분자량을 160,000 이상으로 조정하기 쉽다. 단계적으로 행하는 이미드화 공정의 승온시키는 반응 온도는, 바람직하게는 40~85℃이며, 보다 바람직하게는 45~80℃이다. 반응 온도가 상기 범위에 있으면, 충분히 이미드화 반응이 진행되는 경향이 있고, 또한 이미드화 공정에 있어서, 아믹산의 이미드화에 있어서 분자량이 저하되기 어려운 경향이 있다. 그 반응 시간은, 바람직하게는 30분~10시간, 보다 바람직하게는 30분~5시간이다. 반응 시간이 상기 범위에 있으면, 반대로 수지의 분해가 일어나버려 분자량이 충분히 올라가지 않고, 또한, 이미드화율이 낮아져, 그 후의 공정에서 저분자량화되어버리지 않는 경향이 있다. 이와 같이 기술(旣述)의 합성 조건에 더해, 이미드화 공정을 제어함으로써, 큰 중량 평균 분자량을 가지는 수지를 얻을 수 있다.

폴리이미드계 수지는, 관용의 방법, 예를 들면, 여과, 농축, 추출, 정석, 재결정, 칼럼 크로마토그래피 등의 분리 수단이나, 이들을 조합한 분리 수단에 의해 분리 정제함으로써 단리해도 되고, 바람직한 형태로는, 수지를 포함하는 반응액에, 다량의 메탄올 등의 알코올을 더해, 수지를 석출시켜, 농축, 여과, 건조 등을 행함으로써 단리할 수 있다.

<첨가제>

본 발명의 광학 필름은, 폴리이미드계 수지에 더해, 적어도 1종의 필러를 포함해도 된다. 필러로서는, 예를 들면 유기 입자, 무기 입자 등을 들 수 있고, 바람직하게는 무기 입자를 들 수 있다. 무기 입자로서는, 실리카, 지르코니아, 알루미나, 티타니아, 산화 아연, 산화 게르마늄, 산화 인듐, 산화 주석, 인듐 주석 산화물(ITO), 산화 안티몬, 산화 세륨 등의 금속 산화물 입자, 불화 마그네슘, 불화 나트륨 등의 금속 불화물 입자 등을 들 수 있고, 이들 중에서도, 광학 필름의 탄성률과 투명성을 양립하기 쉬운 관점에서, 바람직하게는 실리카 입자, 지르코니아 입자, 알루미나 입자를 들 수 있고, 보다 바람직하게는 실리카 입자를 들 수 있다. 이들 필러는 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

필러, 바람직하게는 실리카 입자의 평균 1차 입자경은, 통상 1㎚ 이상, 바람직하게는 5㎚ 이상, 보다 바람직하게는 10㎚ 이상, 더 바람직하게는 15㎚ 이상, 특히 바람직하게는 20㎚ 이상이며, 바람직하게는 100㎚ 이하, 보다 바람직하게는 90㎚ 이하, 더 바람직하게는 80㎚ 이하, 보다 더 바람직하게는 70㎚ 이하, 특히 바람직하게는 60㎚ 이하, 보다 특히 바람직하게는 50㎚ 이하, 가장 바람직하게는 40㎚ 이하이다. 필러, 바람직하게는 실리카 입자의 평균 1차 입자경이 상기 범위 내이면, 광학 필름의 탄성률과 투명성을 양립하기 쉽다. 또한, 필러, 바람직하게는 실리카 입자의 응집을 억제하여, 얻어지는 광학 필름의 투명성을 향상시키기 쉽다. 필러의 평균 1차 입자경은, BET법에 의해 측정할 수 있다. 또한, 투과형 전자 현미경이나 주사형 전자 현미경의 화상 해석에 의해, 평균 1차 입자경을 측정해도 된다.

본 발명의 광학 필름이 필러, 바람직하게는 실리카 입자를 함유하는 경우, 필러의 함유량은, 광학 필름의 질량에 대하여, 통상 0.1질량% 이상, 바람직하게는 1질량% 이상, 보다 바람직하게는 5질량% 이상, 더 바람직하게는 10질량% 이상, 보다 더 바람직하게는 20질량% 이상, 특히 바람직하게는 30질량% 이상이며, 바람직하게는 60질량% 이하이다. 필러의 함유량이 상기의 하한 이상이면, 얻어지는 광학 필름의 탄성률과 투명성을 양립하기 쉽다. 또한, 필러의 함유량이 상기의 상한 이하이면, 광학 필름의 광학 특성을 향상시키기 쉽다.

본 발명의 광학 필름은, 자외선 흡수제를 더 함유해도 된다. 자외선 흡수제는, 수지 재료의 분야에서 자외선 흡수제로서 통상 이용되고 있는 것으로부터, 적절히 선택할 수 있다. 자외선 흡수제는, 400㎚ 이하의 파장의 광을 흡수하는 화합물을 포함하고 있어도 된다. 자외선 흡수제로서는, 예를 들면, 벤조페논계 화합물, 살리실레이트계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 및 트리아진계 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물을 들 수 있다. 자외선 흡수제는 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 광학 필름이 자외선 흡수제를 함유함으로써, 수지의 열화가 억제되기 때문에, 광학 필름을 화상 표시 장치 등에 적용한 경우에 시인성을 높일 수 있다. 본 명세서에 있어서, 「계 화합물」이란, 당해 「계 화합물」이 붙여지는 화합물의 유도체를 가리킨다. 예를 들면, 「벤조페논계 화합물」이란, 모체 골격으로서의 벤조페논과, 벤조페논에 결합하고 있는 치환기를 가지는 화합물을 가리킨다.

광학 필름이 자외선 흡수제를 함유시키는 경우, 자외선 흡수제의 함유량은, 광학 필름의 질량에 대하여, 바람직하게는 1질량% 이상, 보다 바람직하게는 2질량% 이상, 더 바람직하게는 3질량% 이상이며, 바람직하게는 10질량% 이하, 보다 바람직하게는 8질량% 이하, 더 바람직하게는 6질량% 이하이다. 바람직한 함유량은 이용하는 자외선 흡수제에 따라 상이하지만, 400㎚의 광선 투과율이 20~60% 정도가 되도록 자외선 흡수제의 함유량을 조절하면, 광학 필름의 내광성이 높아짐과 함께, 투명성을 높이기 쉽다.

본 발명의 광학 필름은, 필러 및 자외선 흡수제 이외의 다른 첨가제를 더 함유하고 있어도 된다. 다른 첨가제로서는, 예를 들면, 산화 방지제, 이형제, 안정제, 블루잉제, 난연제, pH 조정제, 실리카 분산제, 활제, 증점제, 및 레벨링제 등을 들 수 있다. 다른 첨가제를 함유하는 경우, 그 함유량은, 광학 필름의 질량에 대하여, 바람직하게는 0.001~20질량%, 보다 바람직하게는 0.01~15질량%, 더 바람직하게는 0.1~10질량%이면 된다.

<광학 필름>

본 발명의 광학 필름은, 식 (1) 중의 Y로서, 식 (3)으로 나타나는 구성을 포함하고, 또한 중량 평균 분자량이 160,000 이상으로 조정되고 있기 때문에, 우수한 투명성과 우수한 내절성을 양립할 수 있다. 또한, 본 발명의 광학 필름은, 탄성률도 우수하다. 이 때문에, 본 발명의 광학 필름은 플렉시블 표시 장치의 재료 등에 적합하게 이용할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 투명성은, 전광선 투과율 및 헤이즈 등으로 평가할 수 있고, 투명성이 높아진다 또는 향상된다란, 전광선 투과율이 높아지는 것, 및 헤이즈가 낮아지는 것을 의미한다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서, 본 발명의 광학 필름의 전광선 투과율, 바람직하게는 두께 50㎛에 있어서의 전광선 투과율은, 바람직하게는 85% 이상, 보다 바람직하게는 88% 이상, 더 바람직하게는 89% 이상, 특히 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 91% 이상이다. 전광선 투과율이 상기의 하한 이상이면, 광학 필름의 투명성을 향상시킬 수 있고, 예를 들면 표시 장치의 전면판 등에 사용한 경우에, 높은 시인성을 발현할 수 있다. 전광선 투과율의 상한은 통상 100% 이하이다. 또한, 전광선 투과율은, JIS K 7105:1981에 준거하여 헤이즈 컴퓨터를 이용하여 측정할 수 있고, 예를 들면 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 전광선 투과율은, 본 발명의 광학 필름의 두께의 범위에 있어서의 전광선 투과율로 할 수도 있다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서, 본 발명의 광학 필름의 헤이즈, 바람직하게는 두께 50㎛에 있어서의 헤이즈는, 바람직하게는 2.0% 이하, 보다 바람직하게는 1.5% 이하, 더 바람직하게는 1.0% 이하, 보다 더 바람직하게는 0.8% 이하, 특히 바람직하게는 0.5% 이하, 가장 바람직하게는 0.3% 이하이다. 광학 필름의 헤이즈가 상기의 상한 이하이면, 광학 필름의 투명성을 향상시킬 수 있고, 예를 들면 표시 장치의 전면판 등에 사용한 경우에, 높은 시인성을 발현할 수 있다. 또한, 광학 필름의 헤이즈의 하한은 통상 0% 이상이다. 또한, 헤이즈는, JIS K 7136:2000에 준거하여, 헤이즈 컴퓨터 등을 이용하여 측정할 수 있고, 예를 들면 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 헤이즈는, 본 발명의 광학 필름의 두께의 범위에 있어서의 헤이즈로 할 수도 있다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서, 본 발명의 광학 필름의 YI값은, 바람직하게는 3.0 이하, 보다 바람직하게는 2.8 이하, 더 바람직하게는 2.5 이하이며, 통상 -5 이상이고, 바람직하게는 -2 이상이다. 광학 필름의 YI값이 상기의 상한 이하이면, 광학 필름의 투명성을 향상시킬 수 있고, 표시 장치의 전면판 등에 사용한 경우에, 높은 시인성을 발현할 수 있다. 또한, YI값은 자외가시 근적외 분광 광도계를 이용하여 300~800㎚의 광에 대한 투과율 측정을 행하여, 3자극값(X, Y, Z)을 구하고, YI=100×(1.2769X-1.0592Z)/Y의 식에 의거하여 산출할 수 있다. 예를 들면 실시예에 기재된 방법에 의해 산출할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서, 본 발명의 광학 필름은, 투명성 및 내절성에 더해, 탄성률도 우수하다. 본 발명의 광학 필름의 탄성률은, 바람직하게는 3.5GPa 이상, 보다 바람직하게는 4.0GPa 이상, 더 바람직하게는 4.5GPa 이상이다. 탄성률이 상기의 하한 이상이면, 광학 필름의 변형을 억제하기 쉽고, 또한 내구성을 향상시키기 쉽다. 또한, 탄성률의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 통상 15GPa 이하이다. 탄성률은, 인장 시험기를 이용하여 측정할 수 있다. 보다 상세하게는, 탄성률은, 인장 시험기를 이용하여, 척간 거리 50㎜ 및 인장 속도 10㎜/분의 조건으로 응력-변형 곡선(S-S 곡선)을 측정하여, 그 기울기로 할 수 있고, 예를 들면 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다. 또한, 탄성률은 25℃에 있어서의 값이다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서, 본 발명의 광학 필름은 내절성이 우수하다. 본 발명의 광학 필름에 있어서, ASTM 규격 D2176-16에 준거한 MIT 내절 피로 시험에 있어서의 내절 횟수는, 바람직하게는 350,000회 이상, 보다 바람직하게는 400,000회 이상, 더 바람직하게는 450,000회 이상이다. 내절 횟수가 상기의 하한 이상이면, 반복하여 절곡해도 크랙이나 균열 등의 발생을 유효하게 억제할 수 있다. 또한, MIT 내절 피로 시험은, MIT 내절 피로 시험기를 이용하여 측정할 수 있고, 예를 들면 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.

전광선 투과율 및 헤이즈는, 광학 필름의 두께에 따라 변화되고, 두께가 커질수록, 전광선 투과율은 저하되고, 헤이즈는 높아진다. 즉, 두께가 큰 필름에 있어서, 전광선 투과율이 높고, 또한 헤이즈가 낮은 광학 필름을 제작하는 것은 곤란하다.

한편, 본 발명의 광학 필름은, 고수준의 투명성을 가지기 때문에, 두께가 비교적 커도, 높은 전광선 투과율 및 낮은 헤이즈를 나타낼 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 광학 필름은, 그 두께를, 바람직하게는 35㎛ 이상, 보다 바람직하게는 40㎛ 이상, 더 바람직하게는 45㎛ 이상으로 할 수 있다. 또한, 본 발명의 광학 필름의 두께의 상한은, 바람직하게는 100㎛ 이하, 보다 바람직하게는 80㎛ 이하, 더 바람직하게는 60㎛ 이하이다. 광학 필름의 두께는, 막 두께계 등으로 측정할 수 있고, 예를 들면 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.

본 발명의 광학 필름의 용도는 특별히 한정되지 않고, 다양한 용도로 사용해도 된다. 본 발명의 광학 필름은, 상기에 서술한 바와 같이 단층이어도, 적층체여도 되고, 본 발명의 광학 필름을 그대로 사용해도 되며, 또한 다른 필름과의 적층체로서 사용해도 된다. 또한, 광학 필름이 적층체인 경우, 광학 필름의 편면 또는 양면에 적층된 모든 층을 포함하여 광학 필름이라고 칭한다.

본 발명의 광학 필름이 적층체인 경우, 광학 필름의 적어도 일방의 면에 1 이상의 기능층을 가지는 것이 바람직하다. 기능층으로서는, 예를 들면 하드 코팅층, 프라이머층, 가스 배리어층, 자외선 흡수층, 점착층, 색상 조정층, 굴절률 조정층 등을 들 수 있다. 기능층은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.

하드 코팅층의 두께는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 2~100㎛여도 된다. 상기 하드 코팅층의 두께가 상기 범위에 있으면, 내충격성을 높일 수 있음과 함께, 내절성이 저하되기 어려워, 경화 수축에 의한 컬 발생의 문제가 발생하기 어려운 경향이 있다. 하드 코팅층은, 활성 에너지선 조사, 혹은 열 에너지 부여에 의해 가교 구조를 형성할 수 있는 반응성 재료를 포함하는 하드 코팅 조성물을 경화시켜 형성할 수 있고, 활성 에너지선 조사에 의한 것이 바람직하다. 활성 에너지선은, 활성종을 발생시키는 화합물을 분해하여 활성종을 발생시킬 수 있는 에너지선이라고 정의되고, 가시광, 자외선, 적외선, X선, α선, β선, γ선 및 전자선 등을 들 수 있고, 바람직하게는 자외선을 들 수 있다. 상기 하드 코팅 조성물은, 라디칼 중합성 화합물 및 카티온 중합성 화합물의 적어도 1종의 중합물을 함유한다.

상기 라디칼 중합성 화합물은, 라디칼 중합성기를 가지는 화합물이다. 상기 라디칼 중합성 화합물이 가지는 라디칼 중합성기로서는, 라디칼 중합 반응을 발생시킬 수 있는 관능기이면 되고, 탄소-탄소 불포화 이중 결합을 포함하는 기 등을 들 수 있고, 구체적으로는, 비닐기, (메타)아크릴로일기 등을 들 수 있다. 또한, 상기 라디칼 중합성 화합물이 2개 이상의 라디칼 중합성기를 가지는 경우, 이들 라디칼 중합성기는 각각 동일해도 되고, 상이해도 된다. 상기 라디칼 중합성 화합물이 1분자 중에 가지는 라디칼 중합성기의 수는, 하드 코팅층의 경도를 향상시키는 점에서, 바람직하게는 2 이상이다. 상기 라디칼 중합성 화합물로서는, 반응성의 높음의 점에서, 바람직하게는 (메타)아크릴로일기를 가지는 화합물을 들 수 있고, 구체적으로는 1분자 중에 2~6개의 (메타)아크릴로일기를 가지는 다관능 아크릴레이트 모노머라고 불리는 화합물이나 에폭시(메타)아크릴레이트, 우레탄(메타)아크릴레이트, 폴리에스테르(메타)아크릴레이트라고 불리는 분자 내에 수 개의 (메타)아크릴로일기를 가지는 분자량이 수백 내지 수천의 올리고머를 들 수 있고, 바람직하게는 에폭시(메타)아크릴레이트, 우레탄(메타)아크릴레이트 및 폴리에스테르(메타)아크릴레이트로부터 선택된 1종 이상을 들 수 있다.

상기 카티온 중합성 화합물은, 에폭시기, 옥세타닐기, 비닐옥시기 등의 카티온 중합성기를 가지는 화합물이다. 상기 카티온 중합성 화합물이 1분자 중에 가지는 카티온 중합성기의 수는, 하드 코팅층의 경도를 향상시키는 점에서, 바람직하게는 2 이상이며, 보다 바람직하게는 3 이상이다.

또한, 상기 카티온 중합성 화합물로서는, 그 중에서도, 카티온 중합성기로서 에폭시기 및 옥세타닐기의 적어도 1종을 가지는 화합물이 바람직하다. 에폭시기, 옥세타닐기 등의 환상 에테르기는, 중합 반응에 따른 수축이 작다고 하는 점에서 바람직하다. 또한, 환상 에테르기 중 에폭시기를 가지는 화합물은 다양한 구조의 화합물이 입수하기 쉽고, 얻어진 하드 코팅층의 내구성에 악영향을 주지 않아, 라디칼 중합성 화합물과의 상용성도 컨트롤하기 쉽다고 하는 이점이 있다. 또한, 환상 에테르기 중 옥세타닐기는, 에폭시기와 비교해 중합도가 높아지기 쉽고, 저독성이며, 얻어진 하드 코팅층의 카티온 중합성 화합물로부터 얻어지는 네트워크 형성 속도를 빠르게 하여, 라디칼 중합성 화합물과 혼재하는 영역에서도 미반응의 모노머를 막 중에 남기지 않고 독립된 네트워크를 형성하는 등의 이점이 있다.

에폭시기를 가지는 카티온 중합성 화합물로서는, 예를 들면, 지환족환을 가지는 다가 알코올의 폴리글리시딜에테르 또는, 시클로헥센환, 시클로펜텐환 함유 화합물을, 과산화 수소, 과산 등의 적당한 산화제로 에폭시화하는 것에 의해 얻어지는 지환족 에폭시 수지; 지방족 다가 알코올, 또는 그 알킬렌옥사이드 부가물의 폴리글리시딜에테르, 지방족 장쇄 다염기산의 폴리글리시딜에스테르, 글리시딜(메타)아크릴레이트의 호모폴리머, 코폴리머 등의 지방족 에폭시 수지; 비스페놀 A, 비스페놀 F나 수소화 비스페놀 A 등의 비스페놀류, 또는 그들의 알킬렌옥사이드 부가체, 카프로락톤 부가체 등의 유도체와, 에피클로로히드린과의 반응에 의해 제조되는 글리시딜에테르, 및 노볼락에폭시 수지 등이며 비스페놀류로부터 유도되는 글리시딜에테르형 에폭시 수지 등을 들 수 있다.

상기 하드 코팅 조성물은 중합 개시제를 더 포함할 수 있다. 중합 개시제로서는, 라디칼 중합 개시제, 카티온 중합 개시제, 라디칼 및 카티온 중합 개시제 등을 들 수 있고, 적절히 선택하여 이용된다. 이들 중합 개시제는, 활성 에너지선 조사 및 가열의 적어도 1종에 의해 분해되어, 라디칼 또는 카티온을 발생시켜 라디칼 중합과 카티온 중합을 진행시키는 것이다.

라디칼 중합 개시제는, 활성 에너지선 조사 및 가열의 적어도 어느 것에 의해 라디칼 중합을 개시시키는 물질을 방출하는 것이 가능하면 된다. 예를 들면, 열 라디칼 중합 개시제로서는, 과산화 수소, 과벤조산 등의 유기 과산화물, 아조비스부티로니트릴 등의 아조 화합물 등을 들 수 있다.

활성 에너지선 라디칼 중합 개시제로서는, 분자의 분해에 의해 라디칼이 생성되는 Type1형 라디칼 중합 개시제와, 3급 아민과 공존하여 수소 인발형 반응에 의해 라디칼을 생성하는 Type2형 라디칼 중합 개시제가 있으며, 그들은 단독으로 또는 병용하여 사용된다.

카티온 중합 개시제는, 활성 에너지선 조사 및 가열의 적어도 어느 것에 의해 카티온 중합을 개시시키는 물질을 방출하는 것이 가능하면 된다. 카티온 중합 개시제로서는, 방향족 요오도늄염, 방향족 술포늄염, 시클로펜타디에닐 철(II) 착체 등을 사용할 수 있다. 이들은, 구조의 차이에 의해 활성 에너지선 조사 또는 가열 중 어느 것 혹은 어느 것이라도 카티온 중합을 개시할 수 있다.

상기 중합 개시제는, 상기 하드 코팅 조성물 전체 100질량%에 대하여 바람직하게는 0.1~10질량%를 포함할 수 있다. 상기 중합 개시제의 함량이 상기 범위에 있으면, 경화를 충분히 진행시킬 수 있으며, 최종적으로 얻어지는 도막의 기계적 물성이나 밀착력을 양호한 범위로 할 수 있고, 또한, 경화 수축에 의한 접착력 불량이나 균열 현상 및 컬 현상이 발생하기 어려워지는 경향이 있다.

상기 하드 코팅 조성물은, 용제 및 첨가제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

상기 용제는, 상기 중합성 화합물 및 중합 개시제를 용해 또는 분산시킬 수 있는 것으로, 본 기술 분야의 하드 코팅 조성물의 용제로서 알려져 있는 용제이면, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 사용할 수 있다.

상기 첨가제는, 무기 입자, 레벨링제, 안정제, 계면활성제, 대전 방지제, 윤활제, 방오제 등을 더 포함할 수 있다.

자외선 흡수층은, 자외선 흡수의 기능을 가지는 층이며, 예를 들면, 자외선 경화형의 투명 수지, 전자선 경화형의 투명 수지, 및 열경화형의 투명 수지로부터 선택되는 주재(主材)와, 이 주재에 분산된 자외선 흡수제로 구성된다.

점착층은, 점착성의 기능을 가지는 층이며, 광학 필름을 다른 부재에 접착시키는 기능을 가진다. 점착층의 형성 재료로서는, 통상 알려진 것을 이용할 수 있다. 예를 들면, 열경화성 수지 조성물 또는 광경화성 수지 조성물을 이용할 수 있다. 이 경우, 사후적으로 에너지를 공급함으로써 열경화성 수지 조성물 또는 광경화성 수지 조성물을 고분자화하여 경화시킬 수 있다.

점착층은, 감압형 접착제(Pressure Sensitive Adhesive, PSA)라고 불리는, 가압에 의해 대상물에 부착되는 층이어도 된다. 감압형 접착제는, 「상온에서 점착성을 가지고, 가벼운 압력으로 피착재에 접착되는 물질」(JIS K 6800)인 점착제여도 되고, 「특정 성분을 보호 피막(마이크로캡슐)에 내용(內容)하고, 적당한 수단(압력, 열 등)에 의해 피막을 파괴할 때까지는 안정성을 보지(保持)할 수 있는 접착제」(JIS K 6800)인 캡슐형 접착제여도 된다.

색상 조정층은, 색상 조정의 기능을 가지는 층이며, 광학 필름을 목적의 색상으로 조정할 수 있는 층이다. 색상 조정층은, 예를 들면, 수지 및 착색제를 함유하는 층이다. 이 착색제로서는, 예를 들면, 산화 티탄, 산화 아연, 레드옥사이드, 티타늄 옥사이드계 소성 안료, 군청, 알루민산 코발트, 및 카본 블랙 등의 무기 안료; 아조계 화합물, 퀴나크리돈계 화합물, 안트라퀴논계 화합물, 페릴렌계 화합물, 이소인돌리논계 화합물, 프탈로시아닌계 화합물, 퀴노프탈론계 화합물, 스렌계 화합물, 및 디케토피롤로피롤계 화합물 등의 유기 안료; 황산 바륨, 및 탄산 칼슘 등의 체질 안료; 및 알칼리성 염료, 산성 염료, 및 매염 염료 등의 염료를 들 수 있다.

굴절률 조정층은, 굴절률 조정의 기능을 가지는 층이며, 예를 들면 단층의 광학 필름과는 상이한 굴절률을 가지고, 광학 필름에 소정의 굴절률을 부여할 수 있는 층이다. 굴절률 조정층은, 예를 들면, 적절히 선택된 수지, 및 경우에 따라 추가로 안료를 함유하는 수지층이어도 되고, 금속의 박막이어도 된다. 굴절률을 조정하는 안료로서는, 예를 들면, 산화 규소, 산화 알루미늄, 산화 안티몬, 산화 주석, 산화 티탄, 산화 지르코늄 및 산화 탄탈을 들 수 있다. 당해 안료의 평균 1차 입자경은, 0.1㎛ 이하여도 된다. 안료의 평균 1차 입자경을 0.1㎛ 이하로 함으로써, 굴절률 조정층을 투과하는 광의 난반사를 방지하여, 투명도의 저하를 방지할 수 있다. 굴절률 조정층에 이용되는 금속으로서는, 예를 들면, 산화 티탄, 산화 탄탈, 산화 지르코늄, 산화 아연, 산화 주석, 산화 규소, 산화 인듐, 산질화 티탄, 질화 티탄, 산질화 규소, 질화 규소 등의 금속 산화물 또는 금속 질화물을 들 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 광학 필름은, 적어도 일방의 면, 즉 편면 또는 양면에 보호 필름을 가지고 있어도 된다. 예를 들면 광학 필름의 편면에 기능층을 가지는 경우에는, 보호 필름은, 광학 필름측의 표면 또는 기능층측의 표면에 적층되어 있어도 되고, 광학 필름측과 기능층측의 양방에 적층되어 있어도 된다. 광학 필름의 양면에 기능층을 가지는 경우에는, 보호 필름은, 편방의 기능층측의 표면에 적층되어 있어도 되고, 양방의 기능층측의 표면에 적층되어 있어도 된다. 보호 필름은, 광학 필름 또는 기능층의 표면을 일시적으로 보호하기 위한 필름이며, 광학 필름 또는 기능층의 표면을 보호할 수 있는 박리 가능한 필름인 한 특별히 한정되지 않는다. 보호 필름으로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지 필름; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 필름 등의 폴리올레핀계 수지 필름, 아크릴계 수지 필름 등을 들 수 있고, 폴리올레핀계 수지 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름 및 아크릴계 수지 필름으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 광학 필름이 보호 필름을 2개 가지는 경우, 각 보호 필름은 동일 또는 상이해도 된다.

보호 필름의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상, 10~120㎛, 바람직하게는 15~110㎛, 보다 바람직하게는 20~100㎛이다. 광학 필름이 보호 필름을 2개 가지는 경우, 각 보호 필름의 두께는 동일해도 되고, 상이해도 된다.

〔광학 필름의 제조 방법〕

본 발명의 광학 필름은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 이하의 공정:

(a) 상기 폴리이미드계 수지를 포함하는 액(수지 바니시라고 칭하는 경우가 있음)을 조제하는 공정(바니시 조제 공정),

(b) 수지 바니시를 기재에 도포하여 도막을 형성하는 공정(도포 공정), 및

(c) 도포된 액(도막)을 건조시켜, 광학 필름을 형성하는 공정(광학 필름 형성 공정)

을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다.

바니시 조제 공정에 있어서, 상기 폴리이미드계 수지를 용매에 용해하고, 필요에 따라 상기 첨가제를 첨가하여 교반 혼합함으로써 수지 바니시를 조제한다.

수지 바니시의 조제에 이용되는 용매는, 상기 수지를 용해 가능하면 특별히 한정되지 않는다. 이러한 용매로서는, 예를 들면 DMAc, DMF 등의 아미드계 용매; γ-부티로락톤(이하, GBL이라고 기재하는 경우가 있음), γ-발레로락톤 등의 락톤계 용매; 디메틸술폰, 디메틸술폭시드, 술포란 등의 함유황계 용매; 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트 등의 카보네이트계 용매; 및 그들의 조합을 들 수 있다. 이들 중에서도, 아미드계 용매 또는 락톤계 용매가 바람직하다. 이들 용매는 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 수지 바니시에는 물, 알코올계 용매, 케톤계 용매, 비환상 에스테르계 용매, 에테르계 용매 등이 포함되어도 된다. 바니시의 고형분 농도는, 바람직하게는 1~25질량%, 보다 바람직하게는 5~15질량%이다. 또한, 본 명세서에 있어서, 바니시의 고형분이란, 바니시로부터 용매를 제거한 성분의 합계량을 나타낸다.

도포 공정에 있어서, 공지의 도포 방법에 의해, 기재 상에 바니시를 도포하여 도막을 형성한다. 공지의 도포 방법으로서는, 예를 들면 와이어바 코팅법, 리버스 코팅, 그라비아 코팅 등의 롤 코팅법, 다이 코팅법, 콤마 코팅법, 립 코팅법, 스핀 코팅법, 스크린 코팅법, 파운팅 코팅법, 디핑법, 스프레이법, 유연(流涎) 성형법 등을 들 수 있다.

광학 필름 형성 공정에 있어서, 도막을 건조하고, 기재로부터 박리함으로써, 광학 필름을 형성할 수 있다. 박리 후에 추가로 광학 필름을 건조시키는 건조 공정을 행해도 된다. 도막의 건조는, 통상 50~350℃, 바람직하게는 50~230℃의 온도에서 행할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에서는, 단계적으로 건조를 행하는 것이 바람직하다. 고분자량 수지를 포함하는 바니시는 고점도가 되기 쉽고, 일반적으로 균일한 필름을 얻는 것이 곤란해져, 투명성이 우수한 필름을 얻을 수 없게 되는 경우가 있다. 따라서, 단계적으로 건조를 행함으로써, 고분자량 수지를 포함하는 바니시를 균일하게 건조시킬 수 있어, 투명성을 향상시킬 수 있다. 필요에 따라, 불활성 분위기 조건하에서 도막의 건조를 행해도 된다. 또한, 광학 필름의 건조를 진공 조건하에서 행하면, 필름 중에 미소한 기포가 발생, 잔존하는 경우가 있어, 투명성이 저하되는 요인이 되기 때문에, 대기압하에서 행하는 것이 바람직하다.

기재의 예로서는, PET 필름, PEN 필름, 다른 폴리이미드계 수지 또는 폴리아미드계 수지 필름 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 내열성이 우수한 관점에서, PET 필름, PEN 필름 등이 바람직하고, 또한 광학 필름과의 밀착성 및 비용의 관점에서, PET 필름이 보다 바람직하다.

본 발명의 광학 필름은, 표시 장치, 특히 플렉시블 표시 장치의 전면판(윈도우 필름이라고 하는 경우가 있음), 특히 롤러블 디스플레이나 폴더블 디스플레이의 전면판으로서 적합하게 사용할 수 있다. 즉, 본 발명의 광학 필름은, 플렉시블 표시 장치의 전면판용 필름인 것이 바람직하다. 당해 전면판은, 플렉시블 표시 장치의 표시 소자를 보호하는 기능을 가진다. 또한, 플렉시블 표시 장치란, 화상 표시 장치를 반복하여 절곡하는, 반복하여 감는 등의 조작을 수반하여 사용되는 표시 장치이다. 이와 같은 반복의 절곡 조작 등을 수반하여 사용되는 플렉시블 표시 장치의 전면판에는 높은 내절성이 요구된다. 또한, 전면판에는, 높은 시인성도 요구된다. 화상 표시 장치의 내부에서 사용되는 화상 표시 장치의 기판용의 필름과 비교하여, 화상 표시 장치의 전면판, 특히 플렉시블 표시 장치의 전면판용의 필름에는, 높은 시인성이 요구됨과 함께, 높은 내절성이 요구된다. 예를 들면, 본 발명의 필름은, 플렉시블 표시 장치의 전면판용에 이용하는 경우의 시인성을 높이기 쉬운 관점에서, 상기에 기재한 바와 같은 전광선 투과율, 헤이즈 및/또는 YI값을 가지는 것이 바람직하고, 또한, 플렉시블 표시 장치의 전면판으로서 이용하는 경우의 내절성을 높이기 쉬운 관점에서, 상기에 기재한 바와 같은 내절 피로 시험에 있어서의 내절 횟수를 충족시키는 것이 바람직하다.

표시 장치로서는, 텔레비전, 스마트 폰, 휴대전화, 카 내비게이션, 태블릿 PC, 휴대 게임기, 전자 페이퍼, 인디케이터, 게시판, 시계, 및 스마트 워치 등의 웨어러블 디바이스 등을 들 수 있다. 플렉시블 디스플레이로서는, 플렉시블 특성을 가지는 표시 장치, 예를 들면 텔레비전, 스마트 폰, 휴대전화, 스마트 워치 등을 들 수 있다. 플렉시블 표시 장치로서는, 플렉시블 특성을 가지는 모든 화상 표시 장치를 들 수 있고, 예를 들면 상기와 같은 롤러블 디스플레이나 폴더블 디스플레이를 들 수 있다. 롤러블 디스플레이란, 전면판을 포함하는 화상 표시 부분이 롤 형상으로 권취되어 있고, 당해 화상 표시 부분을 인출하여 평면 또는 곡면으로 한 상태에서 사용되는 화상 표시 장치이며, 롤 형상으로 권취하는 등의 조작이 사용할 때마다 행해지는 화상 표시 장치이다. 또한, 폴더블 디스플레이란, 전면판을 포함하는 화상 표시 부분이 절곡되어 있고, 당해 화상 표시 부분을 열어 평면 또는 곡면으로 한 상태에서 사용되는 화상 표시 장치이며, 절곡하는 등의 조작이 사용할 때마다 행해지는 표시 장치이다. 이와 같은 권취, 절곡 등의 조작이 반복하여 행해지는 화상 표시 장치를 플렉시블 표시 장치라고 칭한다.

〔플렉시블 표시 장치〕

본 발명은, 본 발명의 광학 필름을 구비하는, 플렉시블 표시 장치를 포함한다. 본 발명의 광학 필름은, 바람직하게는 플렉시블 표시 장치에 있어서 전면판으로서 이용되고, 당해 전면판은 윈도우 필름이라고 불리는 경우가 있다. 당해 플렉시블 표시 장치는, 플렉시블 표시 장치용 적층체와, 유기 EL 표시 패널로 이루어지고, 유기 EL 표시 패널에 대하여 시인측에 플렉시블 표시 장치용 적층체가 배치되어, 절곡 가능하게 구성되어 있다. 플렉시블 표시 장치용 적층체로서는, 추가로 편광판, 터치 센서를 함유하고 있어도 되고, 그들의 적층 순서는 임의이지만, 시인측으로부터 윈도우 필름, 편광판, 터치 센서 또는 윈도우 필름, 터치 센서, 편광판의 순서로 적층되어 있는 것이 바람직하다. 터치 센서보다 시인측에 편광판이 존재하면, 터치 센서의 패턴이 시인되기 어려워져 표시 화상의 시인성이 좋아지므로 바람직하다. 각각의 부재는 접착제, 점착제 등을 이용하여 적층할 수 있다. 또한, 상기 윈도우 필름, 편광판, 터치 센서의 어느 층의 적어도 일면(一面)에 형성된 차광 패턴을 구비할 수 있다.

〔편광판〕

본 발명의 플렉시블 표시 장치는, 상기한 바와 같이, 편광판, 그 중에서도 원 편광판을 더 구비하는 것이 바람직하다. 원 편광판은, 직선 편광판에 λ/4 위상차판을 적층함으로써 우측 또는 좌측 원 편광 성분만을 투과시키는 기능을 가지는 기능층이다. 예를 들면 외광을 우측 원 편광으로 변환하여 유기 EL 패널에 의해 반사되어 좌측 원 편광이 된 외광을 차단하고, 유기 EL의 발광 성분만을 투과시킴으로써 반사광의 영향을 억제하여 화상을 보기 쉽게 하기 위해 이용된다. 원 편광 기능을 달성하기 위해서는, 직선 편광판의 흡수축과 λ/4 위상차판의 지상축(遲相軸)은 이론상 45°일 필요가 있지만, 실용적으로는 45±10°이다. 직선 편광판과 λ/4 위상차판은 반드시 인접하여 적층될 필요는 없고, 흡수축과 지상축의 관계가 전술의 범위를 만족시키고 있으면 된다. 전(全) 파장에 있어서 완전한 원 편광을 달성하는 것이 바람직하지만 실용상은 반드시 그럴 필요는 없으므로 본 발명에 있어서의 원 편광판은 타원 편광판도 포함한다. 직선 편광판의 시인측에 추가로 λ/4 위상차 필름을 적층하고, 출사광을 원 편광으로 함으로써 편광 선글래스를 쓴 상태에서의 시인성을 향상시키는 것도 바람직하다.

직선 편광판은, 투과축 방향으로 진동하고 있는 광은 통과시키지만, 그것과는 수직인 진동 성분의 편광을 차단하는 기능을 가지는 기능층이다. 상기 직선 편광판은, 직선 편광자 단독 또는 직선 편광자 및 그 적어도 일면에 부착된 보호 필름을 구비한 구성이어도 된다. 상기 직선 편광판의 두께는, 200㎛ 이하여도 되고, 바람직하게는, 0.5~100㎛이다. 직선 편광판의 두께가 상기 범위에 있으면 직선 편광판의 유연성이 저하되기 어려운 경향이 있다.

상기 직선 편광자는, 폴리비닐알코올(이하, PVA라고 간략히 하는 경우가 있음)계 필름을 염색, 연신함으로써 제조되는 필름형 편광자여도 된다. 연신에 의해 배향된 PVA계 필름에, 요오드 등의 이색성 색소가 흡착, 또는 PVA에 흡착된 상태로 연신됨으로써 이색성 색소가 배향되어, 편광 성능을 발휘한다. 상기 필름형 편광자의 제조에 있어서는, 이외에 팽윤, 붕산에 의한 가교, 수용액에 의한 세정, 건조 등의 공정을 가지고 있어도 된다. 연신이나 염색 공정은 PVA계 필름 단독으로 행해도 되고, 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 다른 필름과 적층된 상태로 행할 수도 있다. 이용되는 PVA계 필름의 두께는 바람직하게는 10~100㎛이며, 상기 연신 배율은 바람직하게는 2~10배이다.

또한 상기 편광자의 다른 일례로서는, 액정 편광 조성물을 도포하여 형성하는 액정 도포형 편광자를 들 수 있다. 상기 액정 편광 조성물은, 액정성 화합물 및 이색성 색소 화합물을 포함할 수 있다. 상기 액정성 화합물은, 액정 상태를 나타내는 성질을 가지고 있으면 되고, 특히 스멕틱상(相) 등의 고차(高次)의 배향 상태를 가지고 있으면 높은 편광 성능을 발휘할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 액정성 화합물은, 중합성 관능기를 가지는 것이 바람직하다.

상기 이색성 색소 화합물은, 상기 액정 화합물과 함께 배향되어 이색성을 나타내는 색소로서, 중합성 관능기를 가지고 있어도 되고, 또한, 이색성 색소 자신이 액정성을 가지고 있어도 된다.

액정 편광 조성물에 포함되는 화합물 중 어느 것은 중합성 관능기를 가진다. 상기 액정 편광 조성물은 추가로 개시제, 용제, 분산제, 레벨링제, 안정제, 계면활성제, 가교제, 실란 커플링제 등을 포함할 수 있다.

상기 액정 편광층은, 배향막 상에 액정 편광 조성물을 도포하여 액정 편광층을 형성함으로써 제조된다. 액정 편광층은, 필름형 편광자에 비해 두께를 얇게 형성할 수 있고, 그 두께는 바람직하게는 0.5~10㎛, 보다 바람직하게는 1~5㎛이다.

상기 배향막은, 예를 들면 기재 상에 배향막 형성 조성물을 도포하고, 러빙, 편광 조사 등에 의해 배향성을 부여함으로써 제조된다. 상기 배향막 형성 조성물은, 배향제를 포함하고, 추가로 용제, 가교제, 개시제, 분산제, 레벨링제, 실란 커플링제 등을 포함하고 있어도 된다. 상기 배향제로서는, 예를 들면, 폴리비닐알코올류, 폴리아크릴레이트류, 폴리아믹산류, 폴리이미드류를 들 수 있다. 편광 조사에 의해 배향성을 부여하는 배향제를 이용하는 경우, 신나메이트기를 포함하는 배향제를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 배향제로서 사용되는 고분자의 중량 평균 분자량은, 예를 들면, 10,000~1,000,000 정도이다. 상기 배향막의 두께는, 바람직하게는 5~10,000㎚이며, 배향 규제력이 충분히 발현되는 점에서, 보다 바람직하게는 10~500㎚이다.

상기 액정 편광층은 기재로부터 박리하여 전사하여 적층할 수도 있고, 상기 기재를 그대로 적층할 수도 있다. 상기 기재가, 보호 필름이나 위상차판, 윈도우 필름의 투명 기재로서의 역할을 담당하는 것도 바람직하다.

상기 보호 필름으로서는, 투명한 고분자 필름이면 되고 상기 윈도우 필름의 투명 기재에 사용되는 재료나 첨가제와 동일한 것을 사용할 수 있다. 또한, 에폭시 수지 등의 카티온 경화 조성물이나 아크릴레이트 등의 라디칼 경화 조성물을 도포하여 경화하여 얻어지는 코팅형의 보호 필름이어도 된다. 당해 보호 필름은, 필요에 따라 가소제, 자외선 흡수제, 적외선 흡수제, 안료나 염료와 같은 착색제, 형광 증백제, 분산제, 열 안정제, 광 안정제, 대전 방지제, 산화 방지제, 활제, 용제 등을 포함하고 있어도 된다. 당해 보호 필름의 두께는, 바람직하게는 200㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1~100㎛이다. 보호 필름의 두께가 상기 범위에 있으면, 당해 필름의 유연성이 저하되기 어려운 경향이 있다.

상기 λ/4 위상차판은, 입사광의 진행 방향에 직행하는 방향, 즉 필름의 면내 방향에 λ/4의 위상차를 부여하는 필름이다. 상기 λ/4 위상차판은, 셀룰로오스계 필름, 올레핀계 필름, 폴리카보네이트계 필름 등의 고분자 필름을 연신함으로써 제조되는 연신형 위상차판이어도 된다. 상기 λ/4 위상차판은, 필요에 따라 위상차 조정제, 가소제, 자외선 흡수제, 적외선 흡수제, 안료나 염료와 같은 착색제, 형광 증백제, 분산제, 열 안정제, 광 안정제, 대전 방지제, 산화 방지제, 활제, 용제 등을 포함하고 있어도 된다.

상기 연신형 위상차판의 두께는, 바람직하게는 200㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1~100㎛이다. 연신형 위상차판의 두께가 상기 범위에 있으면, 당해 연신형 위상차판의 유연성이 저하되기 어려운 경향이 있다.

또한 상기 λ/4 위상차판의 다른 일례로서는, 액정 조성물을 도포하여 형성하는 액정 도포형 위상차판을 들 수 있다.

상기 액정 조성물은, 네마틱, 콜레스테릭, 스멕틱 등의 액정 상태를 나타내는 액정성 화합물을 포함한다. 상기 액정성 화합물은, 중합성 관능기를 가진다.

상기 액정 조성물은, 추가로 개시제, 용제, 분산제, 레벨링제, 안정제, 계면활성제, 가교제, 실란 커플링제 등을 포함할 수 있다.

상기 액정 도포형 위상차판은, 상기 액정 편광층과 마찬가지로, 액정 조성물을 하지(下地) 상에 도포, 경화하여 액정 위상차층을 형성함으로써 제조할 수 있다. 액정 도포형 위상차판은, 연신형 위상차판에 비해 두께를 얇게 형성할 수 있다. 상기 액정 편광층의 두께는, 바람직하게는 0.5~10㎛, 보다 바람직하게는 1~5㎛이다.

상기 액정 도포형 위상차판은 기재로부터 박리하여 전사하여 적층할 수도 있고, 상기 기재를 그대로 적층할 수도 있다. 상기 기재가, 보호 필름이나 위상차판, 윈도우 필름의 투명 기재로서의 역할을 하는 것도 바람직하다.

일반적으로는, 단파장일수록 복굴절이 크고 장파장이 될수록 작은 복굴절을 나타내는 재료가 많다. 이 경우에는 전 가시광 영역에서 λ/4의 위상차를 달성할 수는 없으므로, 시감도(視感度)가 높은 560㎚ 부근에 대하여 λ/4가 되도록, 면내 위상차는, 바람직하게는 100~180㎚, 보다 바람직하게는 130~150㎚가 되도록 설계된다. 통상과는 반대의 복굴절율 파장 분산 특성을 가지는 재료를 이용한 역분산 λ/4 위상차판은, 시인성이 양호해지는 점에서 바람직하다. 이와 같은 재료로서는, 예를 들면 연신형 위상차판은 일본공개특허 특개2007-232873호 공보 등에, 액정 도포형 위상차판은 일본공개특허 특개2010-30979호 공보 등에 기재되어 있는 것을 이용할 수 있다.

또한, 다른 방법으로서는 λ/2 위상차판과 조합함으로써 광대역 λ/4 위상차판을 얻는 기술도 알려져 있다(예를 들면, 일본공개특허 특개평10-90521호 공보 등). λ/2 위상차판도 λ/4 위상차판과 마찬가지의 재료 방법으로 제조된다. 연신형 위상차판과 액정 도포형 위상차판의 조합은 임의이지만, 어느 것도 액정 도포형 위상차판을 이용함으로써 그 두께를 작게 할 수 있다.

상기 원 편광판에는 경사 방향의 시인성을 높이기 위해, 정(正)의 C 플레이트를 적층하는 방법이 알려져 있다(예를 들면, 일본공개특허 특개2014-224837호 공보 등). 정의 C 플레이트는, 액정 도포형 위상차판이어도 연신형 위상차판이어도 된다. 당해 위상차판의 두께 방향의 위상차는, 바람직하게는 -200~-20㎚, 보다 바람직하게는 -140~-40㎚이다.

〔터치 센서〕

본 발명의 플렉시블 표시 장치는, 상기한 바와 같이, 터치 센서를 더 구비하는 것이 바람직하다. 터치 센서는 입력 수단으로서 이용된다. 터치 센서로서는, 저항막 방식, 표면 탄성파 방식, 적외선 방식, 전자 유도 방식, 정전 용량 방식 등 다양한 양식을 들 수 있고, 바람직하게는 정전 용량 방식을 들 수 있다.

정전 용량 방식 터치 센서는 활성 영역 및 상기 활성 영역의 외곽부에 위치하는 비활성 영역으로 구분된다. 활성 영역은 표시 패널에서 화면이 표시되는 표시부인 영역에 대응하는 영역으로서, 사용자의 터치가 감지되는 영역이며, 비활성 영역은 표시 장치에서 화면이 표시되지 않는 표시부인 영역에 대응하는 영역이다. 터치 센서는 플렉시블한 특성을 가지는 기판과, 상기 기판의 활성 영역에 형성된 감지 패턴과, 상기 기판의 비활성 영역에 형성되며, 상기 감지 패턴과 패드부를 개재하여 외부의 구동 회로와 접속하기 위한 각 센싱 라인을 포함할 수 있다. 플렉시블한 특성을 가지는 기판으로서는, 상기 윈도우 필름의 투명 기판과 마찬가지의 재료가 사용 가능하다.

상기 감지 패턴은, 제 1 방향으로 형성된 제 1 패턴 및 제 2 방향으로 형성된 제 2 패턴을 구비할 수 있다. 제 1 패턴과 제 2 패턴은 서로 상이한 방향으로 배치된다. 제 1 패턴 및 제 2 패턴은, 동일층에 형성되고, 터치되는 지점을 감지하기 위해서는, 각각의 패턴이 전기적으로 접속되지 않으면 안 된다. 제 1 패턴은 복수의 단위 패턴이 이음매를 개재하여 서로 접속된 형태이지만, 제 2 패턴은 복수의 단위 패턴이 아일랜드 형태로 서로 분리된 구조로 되어 있으므로, 제 2 패턴을 전기적으로 접속하기 위해서는 별도의 브리지 전극이 필요하다. 제 2 패턴의 접속을 위한 전극에는, 주지의 투명 전극을 적용할 수 있다. 당해 투명 전극의 소재로서는, 예를 들면, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 아연 산화물(ZnO), 인듐 아연 주석 산화물(IZTO), 인듐 갈륨 아연 산화물(IGZO), 카드뮴 주석 산화물(CTO), PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), 탄소 나노 튜브(CNT), 그래핀 및 금속 와이어 등을 들 수 있고, 바람직하게는 ITO를 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 금속 와이어에 사용되는 금속은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 은, 금, 알루미늄, 구리, 철, 니켈, 티탄, 텔레늄 및 크롬 등을 들 수 있고, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

브리지 전극은 감지 패턴 상부에 절연층을 개재하여 상기 절연층 상부에 형성될 수 있고, 기판 상에 브리지 전극이 형성되어 있으며, 그 위에 절연층 및 감지 패턴을 형성할 수 있다. 상기 브리지 전극은 감지 패턴과 동일한 소재로 형성할 수도 있고, 몰리브덴, 은, 알루미늄, 구리, 팔라듐, 금, 백금, 아연, 주석, 티탄 또는 이들 중 2종 이상의 합금으로 형성할 수도 있다.

제 1 패턴과 제 2 패턴은 전기적으로 절연되지 않으면 안 되므로, 감지 패턴과 브리지 전극의 사이에는 절연층이 형성된다. 당해 절연층은, 제 1 패턴의 이음매와 브리지 전극과의 사이에만 형성하는 것이나, 감지 패턴 전체를 덮는 층으로서 형성할 수도 있다. 감지 패턴 전체를 덮는 층인 경우, 브리지 전극은 절연층에 형성된 콘택트 홀을 개재하여 제 2 패턴을 접속할 수 있다.

상기 터치 센서는, 감지 패턴이 형성된 패턴 영역과, 감지 패턴이 형성되어 있지 않은 비패턴 영역과의 사이의 투과율의 차, 구체적으로는, 이들 영역에 있어서의 굴절률의 차에 의해 유발되는 광투과율의 차를 적절하게 보상하기 위한 수단으로서 기판과 전극의 사이에 광학 조절층을 더 포함할 수 있다. 당해 광학 조절층은, 무기 절연 물질 또는 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 광학 조절층은 광경화성 유기 바인더 및 용제를 포함하는 광경화 조성물을 기판 상에 코팅하여 형성할 수 있다. 상기 광경화 조성물은 무기 입자를 더 포함할 수 있다. 상기 무기 입자에 의해 광학 조절층의 굴절률을 높게 할 수 있다.

상기 광경화성 유기 바인더는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 예를 들면, 아크릴레이트계 단량체, 스티렌계 단량체, 카르본산계 단량체 등의 각 단량체의 공중합체를 포함할 수 있다. 상기 광경화성 유기 바인더는, 예를 들면, 에폭시기 함유 반복 단위, 아크릴레이트 반복 단위, 카르본산 반복 단위 등의 서로 상이한 각 반복 단위를 포함하는 공중합체여도 된다.

상기 무기 입자로서는, 예를 들면, 지르코니아 입자, 티타니아 입자, 알루미나 입자 등을 들 수 있다.

상기 광경화 조성물은, 광중합 개시제, 중합성 모노머, 경화 보조제 등의 각 첨가제를 더 포함할 수도 있다.

〔접착층〕

상기 플렉시블 표시 장치용 적층체를 형성하는, 윈도우 필름, 원 편광판, 터치 센서 등의 층 및 각 층을 구성하는, 직선 편광판, λ/4 위상차판 등의 필름 부재는 접착제에 의해 접합할 수 있다. 당해 접착제로서는, 수계 접착제, 유기 용제계, 무용제계 접착제, 고체 접착제, 용제 휘산형 접착제, 수계 용제 휘산형 접착제, 습기 경화형 접착제, 가열 경화형 접착제, 혐기 경화형, 활성 에너지선 경화형 접착제, 경화제 혼합형 접착제, 열용융형 접착제, 감압형 접착제, 감압형 점착제, 재습(再濕)형 접착제 등, 통상 사용되고 있는 접착제 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 수계 용제 휘산형 접착제, 활성 에너지선 경화형 접착제, 점착제를 사용할 수 있다. 접착제층의 두께는, 요구되는 접착력 등에 따라 적절히 조절할 수 있고, 바람직하게는 0.01~500㎛, 보다 바람직하게는 0.1~300㎛이다. 상기 플렉시블 표시 장치용 적층체에는, 복수의 접착층이 존재하지만, 각각의 층의 두께나 종류는, 동일해도 상이해도 된다.

상기 수계 용제 휘산형 접착제로서는, 폴리비닐알코올계 폴리머, 전분 등의 수용성 폴리머, 에틸렌-아세트산 비닐계 에멀젼, 스티렌-부타디엔계 에멀젼 등 수(水)분산 상태의 폴리머를 주제(主劑) 폴리머로서 사용할 수 있다. 상기 주제 폴리머와 물에 더해, 가교제, 실란계 화합물, 이온성 화합물, 가교 촉매, 산화 방지제, 염료, 안료, 무기 필러, 유기 용제 등을 배합해도 된다. 상기 수계 용제 휘산형 접착제에 의해 접착하는 경우, 상기 수계 용제 휘산형 접착제를 피접착층 사이에 주입하여 피착층을 첩합(貼合)한 후, 건조시킴으로써 접착성을 부여할 수 있다. 상기 수계 용제 휘산형 접착제를 이용하는 경우, 그 접착층의 두께는, 바람직하게는 0.01~10㎛, 보다 바람직하게는 0.1~1㎛이다. 상기 수계 용제 휘산형 접착제를 복수층에 이용하는 경우, 각각의 층의 두께나 종류는 동일해도 상이해도 된다.

상기 활성 에너지선 경화형 접착제는, 활성 에너지선을 조사하여 접착제층을 형성하는 반응성 재료를 포함하는 활성 에너지선 경화 조성물의 경화에 의해 형성할 수 있다. 상기 활성 에너지선 경화 조성물은, 하드 코팅 조성물에 포함되는 것과 마찬가지의 라디칼 중합성 화합물 및 카티온 중합성 화합물의 적어도 1종의 중합물을 함유할 수 있다. 상기 라디칼 중합성 화합물은, 하드 코팅 조성물에 있어서의 라디칼 중합성 화합물과 동일한 화합물을 이용할 수 있다.

상기 카티온 중합성 화합물은, 하드 코팅 조성물에 있어서의 카티온 중합성 화합물과 동일한 화합물을 이용할 수 있다.

활성 에너지선 경화 조성물에 이용되는 카티온 중합성 화합물로서는, 에폭시 화합물이 특히 바람직하다. 접착제 조성물로서의 점도를 낮추기 위해 단관능의 화합물을 반응성 희석제로서 포함하는 것도 바람직하다.

활성 에너지선 조성물은, 점도를 저하시키기 위해, 단관능의 화합물을 포함할 수 있다. 당해 단관능의 화합물로서는, 1분자 중에 1개의 (메타)아크릴로일기를 가지는 아크릴레이트계 단량체나, 1분자 중에 1개의 에폭시기 또는 옥세타닐기를 가지는 화합물, 예를 들면, 글리시딜(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.

활성 에너지선 조성물은, 추가로 중합 개시제를 포함할 수 있다. 당해 중합 개시제로서는, 라디칼 중합 개시제, 카티온 중합 개시제, 라디칼 및 카티온 중합 개시제 등을 들 수 있고, 이들은 적절히 선택하여 이용된다. 이들 중합 개시제는, 활성 에너지선 조사 및 가열의 적어도 1종에 의해 분해되어, 라디칼 또는 카티온을 발생시켜 라디칼 중합과 카티온 중합을 진행시키는 것이다. 하드 코팅 조성물의 기재 중에서 활성 에너지선 조사에 의해 라디칼 중합 또는 카티온 중합 중 적어도 어느 것인가 개시할 수 있는 개시제를 사용할 수 있다.

상기 활성 에너지선 경화 조성물은 추가로, 이온 포착제, 산화 방지제, 연쇄 이동제, 밀착 부여제, 열가소성 수지, 충전제, 유동 점도 조정제, 가소제, 소포제 용제, 첨가제, 용제를 포함할 수 있다. 상기 활성 에너지선 경화형 접착제에 의해 2개의 피접착층을 접착하는 경우, 상기 활성 에너지선 경화 조성물을 피접착층의 어느 일방 또는 양방에 도포 후, 첩합하고, 어느 피착층 또는 양방의 피접착층에 활성 에너지선을 조사하여 경화시킴으로써, 접착할 수 있다. 상기 활성 에너지선 경화형 접착제를 이용하는 경우, 그 접착층의 두께는, 바람직하게는 0.01~20㎛, 보다 바람직하게는 0.1~10㎛이다. 상기 활성 에너지선 경화형 접착제를 복수의 접착층 형성에 이용하는 경우, 각각의 층의 두께나 종류는 동일해도 상이해도 된다.

상기 점착제로서는, 주제 폴리머에 따라, 아크릴계 점착제, 우레탄계 점착제, 고무계 점착제, 실리콘계 점착제 등으로 분류되며 어느 것을 사용할 수도 있다. 점착제에는 주제 폴리머에 더해, 가교제, 실란계 화합물, 이온성 화합물, 가교 촉매, 산화 방지제, 점착 부여제, 가소제, 염료, 안료, 무기 필러 등을 배합해도 된다. 상기 점착제를 구성하는 각 성분을 용제에 용해·분산시켜 점착제 조성물을 얻고, 당해 점착제 조성물을 기재 상에 도포한 후에 건조시킴으로써, 점착제층 접착층이 형성된다. 점착층은 직접 형성되어도 되고, 별도 기재에 형성한 것을 전사할 수도 있다. 접착 전의 점착면을 커버하기 위해서는 이형 필름을 사용하는 것도 바람직하다. 상기 활성 에너지선 경화형 접착제를 이용하는 경우, 그 접착층의 두께는, 바람직하게는 0.1~500㎛, 보다 바람직하게는 1~300㎛이다. 상기 점착제를 복수층 이용하는 경우에는, 각각의 층의 두께나 종류는 동일해도 상이해도 된다.

〔차광 패턴〕

상기 차광 패턴은, 상기 플렉시블 표시 장치의 베젤 또는 하우징의 적어도 일부로서 적용할 수 있다. 차광 패턴에 의해 상기 플렉시블 표시 장치의 변연부(邊緣部)에 배치되는 배선이 가려져 시인되기 어렵게 함으로써, 화상의 시인성이 향상된다. 상기 차광 패턴은 단층 또는 복층의 형태여도 된다. 차광 패턴의 컬러는 특별히 제한되지는 않고, 흑색, 백색, 금속색 등의 다양한 컬러여도 된다. 차광 패턴은 컬러를 구체화하기 위한 안료와, 아크릴계 수지, 에스테르계 수지, 에폭시계 수지, 폴리우레탄, 실리콘 등의 고분자로 형성할 수 있다. 이들의 단독 또는 2종류 이상의 혼합물로 사용할 수도 있다. 상기 차광 패턴은, 인쇄, 리소그래피, 잉크젯 등 각종의 방법에 의해 형성할 수 있다. 차광 패턴의 두께는, 바람직하게는 1~100㎛, 보다 바람직하게는 2~50㎛이다. 또한, 차광 패턴의 두께 방향으로 경사 등의 형상을 부여하는 것도 바람직하다.

〔폴리이미드계 수지〕

본 발명은, 식 (1)로 나타나는 구성 단위를 포함하고, 식 (1) 중의 Y로서, 식 (3)으로 나타나는 구조를 포함하고, 또한 중량 평균 분자량이 160,000 이상인 폴리이미드계 수지를 포함한다. 본 발명의 폴리이미드계 수지는, 식 (1) 중의 Y로서, 식 (3)으로 나타나는 구성을 포함하고, 또한 중량 평균 분자량이 160,000 이상이기 때문에, 당해 폴리이미드계 수지를 포함하는 광학 필름은 투명성 및 내절성이 우수하다. 또한, 본 발명의 폴리이미드계 수지를 포함하는 광학 필름은, 우수한 탄성률을 가질 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 폴리이미드계 수지를 포함하는 광학 필름은, 플렉시블 표시 장치의 재료 등에 적합하게 이용할 수 있다. 본 발명의 폴리이미드계 수지는, 바람직하게는, 상기 <폴리이미드계 수지>의 항에 기재된 폴리이미드계 수지와 동일하다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예에 의거하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 우선 측정 및 평가 방법에 대하여 설명한다.

<전광선 투과율>

JIS K 7105:1981에 준거하여, 스가시험기(주)제의 전자동 직독 헤이즈 컴퓨터 HGM-2DP에 의해, 실시예 및 비교예에서 얻어진 광학 필름의 전광선 투과율(Tt)을 측정했다.

<헤이즈(Haze)>

JIS K 7136:2000에 준거하여, 실시예 및 비교예에서 얻어진 광학 필름을 30㎜×30㎜의 크기로 커팅하고, 헤이즈 컴퓨터(스가시험기(주)제, 「HGM-2DP」)를 이용하여 헤이즈(%)를 측정했다.

<YI값>

실시예 및 비교예에서 얻어진 광학 필름에 대하여, 자외가시 근적외 분광 광도계(일본분광(주)제 V-670)를 이용하여, 3자극값(X, Y, Z)을 구하고, 하기 계산식에 대입함으로써, YI값을 산출했다.

YI=100×(1.2769X-1.0592Z)/Y

<내절성의 평가>

ASTM 규격 D2176-16에 준거하여, 실시예 및 비교예에 있어서의 광학 필름의 절곡 횟수를 아래와 같이 구했다. 당해 광학 필름을, 덤벨 커터를 이용하여 15㎜×100㎜의 단책상(短冊狀)으로 커팅했다. 커팅한 광학 필름을 MIT 내절 피로 시험기(「형식 0530」, (주)도요정기제작소제) 본체에 세팅하여, 시험 속도 175cpm, 절곡 각도 135°, 하중 0.75kgf, 절곡 클램프의 반경 R=1㎜의 조건으로, 광학 필름이 파단될때 까지의 표리 방향으로의 왕복 절곡 횟수를 측정하고, 이것을 절곡 횟수(내절 횟수라고도 함)라고 했다.

<탄성률>

실시예 및 비교예에서 얻어진 광학 필름의 탄성률을 (주)시마즈제작소제 「오토그래프 AG-IS」를 이용하여 측정했다. 종횡 10㎜ 폭의 필름을 제작하고, 척간 거리 50㎜, 인장 속도 10㎜/분의 조건으로 응력-변형 곡선(S-S 곡선)을 측정하고, 그 기울기로부터 탄성률을 산출했다.

<중량 평균 분자량의 측정>

GPC 측정

(1) 전처리 방법

실시예 및 비교예에서 얻어진 폴리이미드 수지에 DMF 용리액(10㎜ol/L 브롬화 리튬 첨가 용액)을 농도 2mg/mL가 되도록 더해, 80℃에서 30분간 교반하면서 가열하고, 냉각 후, 0.45㎛ 멤브레인 필터로 여과한 것을 측정 용액이라고 했다.

(2) 측정 조건

칼럼: 토소(주)제 TSKgel α-2500((7) 7.8㎜ 직경×300㎜)×1개, α-M((13) 7.8㎜ 직경×300㎜)×2개

용리액: DMF(10㎜ol/L의 브롬화 리튬 첨가)

유량: 1.0mL/분

검출기: RI 검출기

칼럼 온도: 40℃

주입량: 100μL

분자량 표준: 표준 폴리스티렌

<광학 필름의 두께>

ABS 디지매틱 인디케이터((주)미쯔토요, 「ID-C112BS」)를 이용하여, 실시예 및 비교예에서 얻어진 광학 필름의 두께를 측정했다.

<실시예 1>

[폴리이미드 수지 (1)의 조제]

질소 분위기하, 교반 날개를 구비한 세퍼러블 플라스크에, TFMB 및 수분량을 700ppm 이하까지 엄밀하게 탈수한 DMAc를 TFMB의 고형분이 7.81질량%가 되도록 더해, 실온에서 교반하면서 TFMB를 DMAc 중에 용해시켰다. 이어서, 플라스크에 TAHMBP을 TFMB에 대하여 101.01mol%가 되도록 첨가하고, 실온에서 16시간 교반했다. 그 후, 4-피콜린을 TFMB에 대하여 60.61mol%, 무수 아세트산을 TFMB에 대하여 707.07mol% 더하고, 30분간 교반한 후, 내부 온도를 20분 동안에 50℃로, 20분 동안에 60℃로 20분 동안에 70℃로 단계적으로 승온하고, 추가로 3시간 교반하여, 반응액을 얻었다.

얻어진 반응액을 실온까지 냉각하고, 대량의 메탄올 중에 사상(絲狀)으로 투입하고, 석출한 침전물을 취출하여, 메탄올 중에 6시간 침지 후, 메탄올로 세정했다. 이어서, 60℃에서 침전물의 감압 건조를 행하여, 폴리이미드 수지 (1)을 얻었다. 중량 평균 분자량은 484,000이었다.

[광학 필름 (1)의 제조]

얻어진 폴리이미드 수지 (1)에, 고형분 농도가 10질량%가 되도록 DMAc를 더해, 폴리이미드 바니시 (1)을 제작했다. 얻어진 폴리이미드 바니시 (1)을 폴리에스테르 기재(도요보(주)제, 상품명 「A4100」)의 평활면 상에 자립막의 두께가 55㎛가 되도록 애플리케이터를 이용하여 도공하고, 50℃에서 30분간, 이어서 140℃에서 15분간 건조하여, 자립막을 얻었다. 자립막을 금형 틀에 고정하고, 추가로 200℃에서 60분간 건조하여, 두께 50㎛의 광학 필름 (1)을 얻었다.

<비교예 1>

[폴리이미드 수지 (2)의 조제]

질소 분위기하, 교반 날개를 구비한 세퍼러블 플라스크에, TFMB 및 수분량을 700ppm 이하까지 엄밀하게 탈수한 DMAc를 TFMB의 고형분이 9.43질량%가 되도록 더해, 실온에서 교반하면서 TFMB을 DMAc 중에 용해시켰다. 이어서, 플라스크에 6FDA를 TFMB에 대하여 101.01mol%가 되도록 더해, 실온에서 16시간 교반했다. 그 후, 4-피콜린을 TFMB에 대하여 60.61mol%, 무수아세트산을 TFMB에 대하여 707.07mol% 더해, 30분간 교반한 후, 내부 온도를 70℃로 승온하고, 추가로 3시간 교반하여, 반응액을 얻었다.

얻어진 반응액을 실온까지 냉각하고, 대량의 메탄올 중에 사상으로 투입하고, 석출한 침전물을 취출하여, 메탄올 중에 6시간 침지 후, 메탄올로 세정했다. 이어서, 60℃에서 침전물의 감압 건조를 행하여, 폴리이미드 수지 (2)를 얻었다. 중량 평균 분자량은 255,000이었다.

[광학 필름 (2)의 제조]

얻어진 폴리이미드 수지 (2)에, 고형분 농도가 10질량%가 되도록 DMAc를 더해, 폴리이미드 바니시 (2)를 제작했다. 얻어진 폴리이미드 바니시 (2)를 폴리에스테르 기재(도요보(주)제, 상품명 「A4100」)의 평활면 상에 자립막의 두께가 55㎛가 되도록 애플리케이터를 이용하여 도공하고, 50℃에서 30분간, 이어서 140℃에서 15분간 건조하여, 자립막을 얻었다. 자립막을 금형 틀에 고정하고, 추가로 200℃에서 60분간 건조하여, 두께 50㎛의 광학 필름 (2)를 얻었다.

<비교예 2>

[폴리이미드 수지 (3)의 조제]

질소 분위기하, 교반 날개를 구비한 세퍼러블 플라스크에, TFMB 및 수분량을 700ppm 이하까지 엄밀하게 탈수한 DMAc를 TFMB의 고형분이 11.48질량%가 되도록 더해, 실온에서 교반하면서 TFMB을 DMAc 중에 용해시켰다. 이어서, 플라스크에 BPDA를 TFMB에 대하여 101.01mol%가 되도록 첨가하고, 실온에서 교반을 실시하였지만, 시간이 경과함에 따라 점도가 증대하여, 16시간 후에는 고체 상태가 되어, 교반 불량이 되었기 때문에 조제를 단념했다.

<비교예 3>

[폴리이미드 수지 (4)의 조제]

질소 분위기하, 교반 날개를 구비한 세퍼러블 플라스크에, TFMB 및 수분량을 700ppm 이하까지 엄밀하게 탈수한 DMAc를 TFMB의 고형분이 8.52질량%가 되도록 더해, 실온에서 교반하면서 TFMB을 DMAc 중에 용해시켰다. 이어서, 플라스크에 무수 트리멜리트산과 4,4'-비페놀과의 에스테르화물을 TFMB에 대하여 101.01mol%가 되도록 첨가하고, 실온에서 교반을 실시하였지만, 시간이 경과함에 따라 점도가 증대하여, 16시간 후에는 고체 상태가 되어, 교반 불량이 되었기 때문에 조제를 단념했다.

실시예 1 및 비교예 1에서 얻어진 광학 필름에 대하여, 전광선 투과율, 헤이즈, YI값 및 탄성률의 측정, 및 내절성 평가를 행한 결과를 표 1에 나타냈다. 또한, 비교예 2 및 3에 대해서는, 상기한 바와 같이, 폴리이미드 수지의 합성 중에 용액 상태를 유지하지 않게 되어, 폴리이미드 수지를 취출할 수 없었기 때문에, 광학 필름으로서의 평가를 행할 수 없었다.

표 1에 나타나는 바와 같이, 실시예 1의 광학 필름은, 내절 횟수가 높고, 또한 고전광선 투과율 및 저헤이즈인 것을 알 수 있었다.

따라서, 본 발명의 광학 필름은, 투명성 및 내절성이 우수한 것을 알 수 있었다.

Claims

폴리이미드계 수지를 포함하는 광학 필름으로서,
당해 폴리이미드계 수지는, 식 (1):
[화학식 1]

[식 (1) 중, X는 2가의 유기기를 나타내고,
Y는 4가의 유기기를 나타내며,
*은 결합손을 나타냄]
로 나타나는 구성 단위를 포함하고, 식 (1) 중의 Y로서, 식 (3):
[화학식 2]

[식 (3) 중, R¹은, 서로 독립적으로, 할로겐 원자, 할로겐 원자를 가져도 되는, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 또는 아릴옥시기를 나타내고,
R²~R⁵는, 서로 독립적으로, 수소 원자, 또는 할로겐 원자를 가져도 되는 1가의 탄화수소기를 나타내며, m은, 서로 독립적으로, 0~3의 정수를 나타내고,
n은 1~4의 정수를 나타내며,
*은 결합손을 나타내고, 단, R²~R⁵를 가지는 적어도 하나의 벤젠환에 있어서, R²~R⁵ 중 적어도 하나가 할로겐 원자를 가져도 되는 1가의 탄화수소기임]
으로 나타나는 구조를 포함하고, 또한 중량 평균 분자량이 160,000 이상인, 광학 필름.
제 1 항에 있어서,
식 (1) 중의 X로서, 2가의 방향족기, 2가의 지환족기, 및 2가의 지방족기의 적어도 1종을 포함하는, 광학 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
식 (1) 중의 X로서, 식 (4):
[화학식 3]

[식 (4) 중, A는, 단결합, -O-, 디페닐메틸렌기, 할로겐 원자를 가져도 되는 2가의 탄화수소기, -SO₂-, -S-, -CO-, -PO-, -PO₂-, -N(R^A1)- 또는 -Si(R^A2)₂-를 나타내고,
R^A1 및 R^A2는, 서로 독립적으로, 수소 원자, 또는 할로겐 원자를 가져도 되는 알킬기를 나타내며, R⁶은 서로 독립적으로, 할로겐 원자, 할로겐 원자를 가져도 되는, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 또는 아릴옥시기를 나타내고,
s는, 서로 독립적으로, 0~4의 정수를 나타내며,
*은 결합손을 나타냄]
로 나타나는 구조를 포함하는, 광학 필름.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
두께는 35㎛ 이상인, 광학 필름.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
전광선 투과율은 85% 이상인, 광학 필름.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
황색도는 3.0 이하인, 광학 필름.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
탄성률은 3.5GPa 이상인, 광학 필름.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
플렉시블 표시 장치의 전면판용 필름인, 광학 필름.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름을 구비하는, 플렉시블 표시 장치.
제 9 항에 있어서,
터치 센서를 더 구비하는, 플렉시블 표시 장치.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
편광판을 더 구비하는, 플렉시블 표시 장치.
식 (1):
[화학식 4]

[식 (1) 중, X는 2가의 유기기를 나타내고,
Y는 4가의 유기기를 나타내며,
*은 결합손을 나타냄]
로 나타나는 구성 단위를 포함하고, 식 (1) 중의 Y로서, 식 (3):
[화학식 5]

[식 (3) 중, R¹은, 서로 독립적으로, 할로겐 원자, 할로겐 원자를 가져도 되는, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 또는 아릴옥시기를 나타내고,
R²~R⁵는, 서로 독립적으로, 수소 원자, 또는 할로겐 원자를 가져도 되는 1가의 탄화수소기를 나타내며,
m은, 서로 독립적으로, 0~3의 정수를 나타내고,
n은 1~4의 정수를 나타내며,
*은 결합손을 나타내고, 단, R²~R⁵를 가지는 적어도 하나의 벤젠환에 있어서, R²~R⁵ 중 적어도 하나가 할로겐 원자를 가져도 되는 1가의 탄화수소기임]
으로 나타나는 구조를 포함하고, 또한 중량 평균 분자량이 160,000 이상인, 폴리이미드계 수지.