KR20220149429A - 광학 적층체 - Google Patents

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KR20220149429A
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사토시 미타
나츠키 무라카미
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는, 광학 특성의 편차를 억제할 수 있고, 또한 고수율로 제조 가능한 광학 적층체를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시형태의 광학 적층체는 굴절률 이방성을 갖는 제1층과, 광학적으로 등방성인 제2층을 포함하고, 상기 제2층이 파장 365nm에서의 몰 흡광 계수가 10000L/mol·cm 이상인 발광 재료를 포함한다. 이 광학 적층체는 제1층의 파장 550nm에서의 면내 평균 굴절률과 제2층의 파장 550nm에서의 면내 평균 굴절률과의 차가 0.3 이하이고, 제1층의 두께와 상기 제2층의 두께와의 차가 6㎛ 이하이다.

Description

광학 적층체{OPTICAL LAMINATE}
본 발명은 광학 적층체에 관한 것이다.
편광판 등의 광학 적층체에서, 각 층의 두께는 소망하는 특성에 따라 조정될 수 있다. 따라서, 제조 공정에서 적절하게 두께의 측정이 행하여진다. 두께의 측정 방법으로서, 연속으로 측정이 가능한 점에서 광학 간섭 막 두께 측정이 이용된다(예컨대, 특허문헌 1). 그러나, 각 층의 굴절률차가 작은 적층체에서는, 광학 간섭 막 두께 측정법을 이용하여 두께를 측정할 수 없다는 과제가 있다. 주사 전자 현미경(SEM) 또는 투과 전자 현미경(TEM)을 이용함으로써 두께를 측정할 수는 있지만, 두께의 측정에는 시간을 요한다. 따라서, 광학 적층체의 제조 과정에서 수율이 저하된다는 문제가 있다.
일본 공개특허공보 제2007-086511호
본 발명은, 상기 종래의 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 그의 주된 목적은 광학 특성의 편차를 억제할 수 있고, 또한 고수율로 제조 가능한 광학 적층체를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 실시형태의 광학 적층체는 굴절률 이방성을 갖는 제1층과, 광학적으로 등방성인 제2층을 포함하고, 상기 제2층이 파장 365nm에서의 몰 흡광 계수가 10000L/mol·㎝ 이상인 발광 재료를 포함한다. 이 제1층의 파장 550nm에서의 면내 평균 굴절률과 제2층의 파장 550nm에서의 면내 평균 굴절률과의 차는 0.3 이하이고, 제1층의 두께와 제2층의 두께와의 차는 6㎛ 이하이다.
하나의 실시형태에서, 상기 제1층은 편광자이다.
하나의 실시형태에서, 상기 제2층의 두께는 1㎛ 미만이다.
하나의 실시형태에서, 상기 발광 재료는 쿠마린계 화합물 및 그의 유도체로부터 선택되는 적어도 1종이다.
하나의 실시형태에서, 상기 제2층은 유기 용매 용액의 도포막의 고화층 또는 경화층이고, 해당 유기 용매 용액이 수지 100중량부에 대하여 상기 발광 재료 0.1중량부∼0.5중량부를 포함한다.
하나의 실시형태에서, 상기 수지는 50중량부를 초과하는 아크릴계 단량체와, 0중량부 초과 50중량부 미만의 식 (1)로 나타내는 공중합 단량체를 중합함으로써 얻어지는 중합체를 포함한다:
Figure pat00001
(식 중, X는 비닐기, (메트)아크릴기, 스티릴기, (메트)아크릴아미드기, 비닐에테르기, 에폭시기, 옥세탄기, 히드록시기, 아미노기, 알데히드기 및 카복실기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 반응성 기를 포함하는 관능기를 나타내고, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 지방족 탄화수소기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 또는 치환기를 가질 수 있는 헤테로환기를 나타내며, R1 및 R2는 서로 연결되어 환을 형성하여도 된다).
본 발명의 실시형태에 따르면, 광학 특성의 편차를 억제할 수 있고, 또한 고수율로 제조 가능한 광학 적층체가 제공된다. 본 발명의 실시형태의 광학 적층체는, 각 층의 굴절률 및 두께의 차가 작고, 광학 간섭 막 두께 측정법과 같은 간편한 방법에 의한 막 두께 측정이 곤란한 경우이어도, 용이하게 막 두께를 측정할 수 있다. 따라서, 두께의 편차에 의한 광학 특성의 편차를 억제할 수 있다. 그 결과, 광학 특성의 편차를 억제하고, 고수율로 광학 적층체를 제조할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 광학 적층체의 개략 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태로는 한정되지 않는다.
A. 광학 적층체의 개요
도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 광학 적층체의 개략 단면도이다. 도시예의 광학 적층체(100)는 광학 이방성을 갖는 제1층(10)과, 해당 제1층의 한쪽 면에 적층된 광학적으로 등방성인 제2층(20)을 포함한다. 제1층(10)의 파장 550nm에서의 면내 평균 굴절률과 제2층의 파장 550nm에서의 면내 평균 굴절률과의 차는 0.3 이하이고, 제1층의 두께와 제2층의 두께와의 차는 6㎛ 이하이다. 제2층(20)은 파장 365nm에서의 몰 흡광 계수가 10000L/mol·cm 이상인 발광 재료(이하, 발광 재료라고도 함)를 포함한다. 따라서, 제1층의 파장 550nm에서의 면내 평균 굴절률과 제2층의 파장 550nm에서의 면내 평균 굴절률과의 차가 0.3 이하이고, 제1층의 두께와 제2층의 두께와의 차가 6㎛ 이하인 경우와 같이, 광학 간섭에 의한 막 두께의 측정이 곤란한 경우이어도, 용이하게 막 두께를 측정할 수 있다. 구체적으로는, 특정의 파장을 갖는 광을 조사한 경우, 제1층과 제2층과의 사이에서 발광량에 차가 생긴다. 예컨대, 광학 적층체에 대하여 수직으로 광을 조사한 경우, 제2층의 발광량은 제2층의 발광 재료 함유량, 즉 제2층의 두께에 비례한다. 따라서, 미리 임의의 두께를 갖는 제2층의 발광량을 측정한 후, 예컨대 SEM 또는 TEM에 의해 정확한 두께를 측정하고, 제2층의 두께와 발광량과의 관계를 나타내는 검량선을 작성함으로써, 제조 현장에서는 인라인으로 제2층의 발광량만을 측정함으로써, 그의 두께를 정확하게 측정할 수 있다.
하나의 실시형태에서, 제1층(10)은 편광자이다. 따라서, 광학 적층체(100)는 하나의 실시형태에서는 편광판이다. 하나의 실시형태에서, 제2층(20)은 발광 재료를 포함하는 수지층이다. 본 발명의 하나의 실시형태에서, 제2층은 유기 용매 용액의 도포막의 고화층 또는 경화층이다. 하나의 실시형태에서, 제2층(20)은 보호층으로서 기능할 수 있다.
광학 적층체(100)는 목적에 따라 보호층(20) 이외의 임의의 적절한 다른 층을 더 포함하고 있어도 된다. 다른 층으로서는, 광학 적층체에 이용되는 임의의 적절한 층을 들 수 있다. 예컨대, 보호층, 위상차층, 광 확산층, 반사 방지층, 반사형 편광자 등을 들 수 있다. 다른 층은 제1층(10)의 측에 적층되어 있어도 되고, 제2층(20)의 측에 적층되어 있어도 된다. 또한, 복수의 다른 층을 포함하고 있어도 된다.
제1층의 면내 평균 굴절률과 제2층의 면내 평균 굴절률과의 차는 0.3 이하이고, 바람직하게는 0.2 이하, 보다 바람직하게는 0.1 이하, 더욱 바람직하게는 0.05 이하이다. 제1층의 면내 평균 굴절률과 제2층의 면내 평균 굴절률과의 차는 0이어도(굴절률이 동일하여도) 된다. 본 발명의 실시형태의 광학 적층체는, 제1층의 면내 평균 굴절률과 제2층의 면내 평균 굴절률과의 차가 상기와 같이 작은 경우이어도, 용이하게 막 두께를 측정할 수 있고, 광학 특성의 편차가 작은 광학 적층체를 고수율로 제조할 수 있다. 면내 평균 굴절률은, 예컨대 프리즘 커플러를 이용하여 측정할 수 있다.
제1층의 두께와 제2층의 두께와의 차는 6㎛ 이하이다. 제1층의 두께와 제2층의 두께와의 차는 0이어도(동일한 두께이어도) 된다. 본 발명의 실시형태의 광학 적층체는, 제1층의 두께와 제2층의 두께와의 차가 상기 범위인 경우이어도, 용이하게 막 두께를 측정할 수 있고, 광학 특성의 편차가 작은 광학 적층체를 고수율로 제조할 수 있다. 각 층의 두께는 임의의 적절한 방법으로 측정할 수 있다. 예컨대, 제2층의 두께를 상기와 같은 검량선을 이용한 수법에 의해 결정하고, 전체의 두께로부터 제2층의 두께를 제거함으로써, 제1층의 두께를 결정할 수 있다.
B. 제1층
제1층은 굴절률 이방성을 갖는 층이다. 제1층으로서는 굴절률 이방성을 갖는 임의의 적절한 층을 이용할 수 있다. 제1층은 면내 방향으로 굴절률 이방성을 가질 수 있고, 두께 방향으로 굴절률 이방성을 가질 수 있으며, 면내 방향 및 두께 방향으로 굴절률 이방성을 가질 수 있다. 하나의 실시형태에서, 제1층은 면내 방향으로 굴절률 이방성을 갖는다. 제1층으로서는 예컨대 편광자, 위상차층 등을 들 수 있다. 하나의 실시형태에서, 제1층은 편광자이다.
제1층의 면내 평균 굴절률은 제2층과의 면내 평균 굴절률의 차가 0.3 이하이면, 임의의 적절한 값으로 설정할 수 있다. 제1층이 편광자인 경우, 제1층의 면내 평균 굴절률은, 예컨대 1.48∼1.51이다. 본 명세서에서, 면내 평균 굴절률은 프리즘 커플러 SPA-4000(사이론 테크놀로지 제조)을 이용하여, 측정 온도 23℃, 측정 파장 532nm의 조건으로, 면내에서 굴절률이 최대가 되는 방향, 및, 당해 방향에 수직인 방향의 굴절률을 측정하고, 이들을 평균한 값을 말한다.
B-1. 편광자
편광자는 대표적으로는 이색성 물질(예컨대, 요오드)을 포함하는 폴리비닐알코올(PVA)계 수지 필름으로 구성된다. 편광자의 두께는, 제2층과의 두께의 차가 6㎛ 이하가 되는 두께이면 되고, 임의의 적절한 값으로 할 수 있다. 편광자의 두께는 바람직하게는 1㎛∼8㎛이고, 보다 바람직하게는 1㎛∼7㎛이며, 더욱 바람직하게는 2㎛∼5㎛이다. 편광자의 두께가 이와 같은 범위이면, 광학 적층체(예컨대, 편광판)의 박형화에 크게 공헌할 수 있다.
편광자는 바람직하게는 파장 380nm∼780nm의 어느 파장에서 흡수 이색성을 나타낸다. 편광자의 단체 투과율 Ts는, 바람직하게는 40%∼48%이고, 보다 바람직하게는 41%∼46%이다. 편광자의 편광도 P는 바람직하게는 97.0% 이상이고, 보다 바람직하게는 99.0% 이상이며, 더욱 바람직하게는 99.9% 이상이다. 상기 단체 투과율은, 대표적으로는 자외선/가시광선 분광광도계를 이용하여 측정하고, 시감도 보정을 행한 Y값이다. 상기 편광도는 대표적으로는 자외선/가시광선 분광광도계를 이용하여 측정하여 시감도 보정을 행한 평행 투과율 Tp 및 직교 투과율 Tc에 기초하여, 하기 식에 의해 구할 수 있다.
편광도(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
상기 2층 이상의 적층체를 이용하여 얻어지는 편광자의 구체예로서는, 수지 기재와 당해 수지 기재에 적층된 PVA계 수지층(PVA계 수지 필름)과의 적층체, 또는 수지 기재와 당해 수지 기재에 도포 형성된 PVA계 수지층과의 적층체를 이용하여 얻어지는 편광자를 들 수 있다. 수지 기재와 당해 수지 기재에 도포 형성된 PVA계 수지층과의 적층체를 이용하여 얻어지는 편광자는, 예컨대 PVA계 수지 용액을 수지 기재에 도포하고, 건조시켜 수지 기재 위에 PVA계 수지층을 형성하여 수지 기재와 PVA계 수지층과의 적층체를 얻는 것; 당해 적층체를 연신 및 염색하여 PVA계 수지층을 편광자로 하는 것;에 의해 제작될 수 있다. 본 실시형태에서는, 바람직하게는 수지 기재의 편측에 할로겐화물과 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 폴리비닐알코올계 수지층을 형성한다. 연신은 대표적으로는 적층체를 붕산 수용액 중에 침지시켜 연신하는 것을 포함한다. 또한, 연신은 필요에 따라 붕산 수용액 중에서의 연신 전에 적층체를 고온(예컨대, 95℃ 이상)에서 공중 연신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 바람직하게는, 적층체는 긴 방향으로 반송하면서 가열함으로써 폭 방향으로 2% 이상 수축시키는 건조 수축 처리에 제공된다. 대표적으로는, 본 실시형태의 제조 방법은, 적층체에 공중 보조 연신 처리와 염색 처리와 수중 연신 처리와 건조 수축 처리를 이 순서대로 실시하는 것을 포함한다. 보조 연신을 도입함으로써, 열가소성 수지 위에 PVA를 도포하는 경우에도, PVA의 결정성을 높이는 것이 가능하고, 높은 광학 특성을 달성하는 것이 가능하게 된다. 또한, 동시에 PVA의 배향성을 사전에 높임으로써, 이후의 염색 공정이나 연신 공정에서 물에 침지되었을 때에, PVA의 배향성의 저하나 용해 등의 문제를 방지할 수 있어, 높은 광학 특성을 달성하는 것이 가능하게 된다. 또한, PVA계 수지층을 액체에 침지한 경우에서, PVA계 수지층이 할로겐화물을 포함하지 않는 경우에 비하여, 폴리비닐알코올 분자의 배향의 흐트러짐, 및 배향성의 저하가 억제될 수 있다. 이에 의해, 염색 처리 및 수중 연신 처리 등, 적층체를 액체에 침지하여 행하는 처리 공정을 거쳐 얻어지는 편광자의 광학 특성은 향상될 수 있다. 또한, 건조 수축 처리에 의해 적층체를 폭 방향으로 수축시킴으로써, 광학 특성을 향상시킬 수 있다. 얻어진 수지 기재/편광자의 적층체는 그대로 이용하여도 되고(즉, 수지 기재를 편광자의 보호층으로 하여도 되고), 수지 기재/편광자의 적층체로부터 수지 기재를 박리한 박리면에, 또는 박리면과는 반대 측의 면에 목적에 따른 임의의 적절한 보호층을 적층하여 이용하여도 된다. 이와 같은 편광자의 제조 방법의 상세는, 예컨대 일본 공개특허공보 제2012-73580호, 일본 특허 제6470455호에 기재되어 있다. 이들 공보는 그 전체의 기재가 본 명세서에 참고로서 원용된다.
C. 제2층
제2층은 광학적으로 등방성이다. 본 명세서에서 광학적으로 등방성을 갖는다란, 면내 위상차 Re(550)가 0nm∼10nm이고, 두께 방향의 위상차 Rth(550)가 -10nm∼+10nm인 것을 말한다. 면내 위상차 Re(550)는 보다 바람직하게는 0nm∼5nm이고, 더욱 바람직하게는 0nm∼3nm이며, 특히 바람직하게는 0nm∼2nm이다. 두께 방향의 위상차 Rth(550)는 보다 바람직하게는 -5nm∼+5nm이고, 더욱 바람직하게는 -3nm∼+3nm이며, 특히 바람직하게는 -2nm∼+2nm이다. 또한, Re(550)는 23℃에서의 파장 550nm의 광으로 측정한 필름의 면내 위상차이다. Re(550)는 식: Re(550)=(nx-ny)×d에 의해 구할 수 있다. Rth(550)는 23℃에서의 파장 550nm의 광으로 측정한 필름의 두께 방향의 위상차이다. Rth(550)는 식: Rth(550)=(nx-nz)×d에 의해 구할 수 있다. 여기에서, nx는 면내의 굴절률이 최대가 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절률이고, ny는 면내에서 지상축과 직교하는 방향(즉, 진상축 방향)의 굴절률이며, nz는 두께 방향의 굴절률이고, d는 필름의 두께(nm)이다.
제2층은 파장 365nm에서의 몰 흡광 계수가 10000L/mol·cm 이상인 발광 재료를 포함한다. 제2층이 발광 재료를 포함함으로써, 미리 임의의 두께를 갖는 제2층의 발광량을 측정한 후, 예컨대 SEM 또는 TEM에 의해 정확하게 두께를 측정하고, 제2층의 두께와 발광량과의 관계를 나타내는 검량선을 작성함으로써 두께를 측정할 수 있다. 따라서, 용이하게 두께를 측정할 수 있고 광학 적층체의 제조 공정에서의 수율의 저하를 억제할 수 있다.
제2층의 면내 평균 굴절률은 제1층과의 면내 평균 굴절률의 차가 0.3 이하이면 되고, 임의의 적절한 값으로 설정할 수 있다. 제2층이 수지층인 경우, 제2층의 면내 평균 굴절률은 예컨대 1.49∼1.51이다. 면내 평균 굴절률은 상기의 방법으로 측정할 수 있다. 면내 굴절률이 등방성인 경우, 면내의 임의의 한 방향(예컨대, MD 방향) 및 당해 방향에 수직인 방향(예컨대, TD 방향)의 굴절률을 측정하고, 이들을 평균한 값을 말한다.
제2층의 두께는, 제1층의 두께와의 차가 6㎛ 이하가 되는 범위이면 되고, 임의의 적절한 두께가 설정될 수 있다. 하나의 실시형태에서는, 제2층의 두께는 바람직하게는 1㎛ 미만이고, 보다 바람직하게는 0.1㎛∼0.9㎛이며, 더욱 바람직하게는 0.3㎛∼0.7㎛이다. 하나의 실시형태에서, 제2층의 두께가 상기 범위임으로써, 광학 적층체의 박형화에 기여할 수 있다. 또한, 제2층의 두께가 상기와 같이 얇은 경우이어도, 용이하게 두께를 측정할 수 있다.
하나의 실시형태에서, 제2층은 상기 발광 재료를 포함하는 수지층이다. 하나의 실시형태에서, 바람직하게는 수지층은 유기 용매 용액의 도포막의 고화물 또는 열경화물이다. 이하, 제2층이 유기 용매 용액의 도포막의 고화물 또는 열경화물인 경우에 대하여 상세히 설명한다.
C-1. 발광 재료
제2층은 파장 365nm에서의 몰 흡광 계수가 10000L/mol·cm 이상인 발광 재료를 포함한다. 본 명세서에서 발광 재료란, 365nm의 광을 조사하였을 때에, 420nm∼480nm의 광을 발광하는 물질을 말한다. 발광 재료의 몰 흡광 계수는 10000L/mol·㎝ 이상이면 되고, 임의의 적절한 값으로 설정할 수 있다. 발광제의 파장 365nm에서의 몰 흡광수는, 예컨대, 100000L/mol·㎝ 이하이고, 바람직하게는 50000L/mol·㎝ 이하이다.
발광 재료로서는, 상기 몰 흡광수를 갖는 임의의 적절한 물질을 이용할 수 있다. 예컨대, 트리아졸계 화합물, 프탈이미드계 화합물, 피라졸론계 화합물, 스틸벤계 화합물, 옥사졸계 화합물, 나프탈이미드계 화합물, 로다민계 화합물, 벤즈이미다졸계 화합물, 티오펜계 화합물, 쿠마린계 화합물, 및 이들의 유도체 등을 들 수 있다. 이들은 1종만을 이용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용하여도 된다. 바람직하게는 용해성이 향상하고, 발광 재료로서 안정되어 있는 점에서 쿠마린계 화합물 및 그의 유도체가 이용된다.
쿠마린 유도체는 화학식(C9H6O2)으로 나타내는 유기 화합물의 유도체이고, 방향환 및/또는 복소환의 임의의 위치에 유기기를 가져도 된다. 유기기로서는, 예컨대 치환기를 가질 수 있는 지방족 탄화수소기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 또는 치환기를 가질 수 있는 헤테로환기를 들 수 있다. 지방족 탄화수소기로서는, 예컨대 탄소수 1∼20의 치환기 또는 헤테로원자를 가질 수 있는 직쇄 또는 분기의 알킬기, 탄소수 3∼20의 치환기 또는 헤테로원자를 가질 수 있는 환상 알킬기, 탄소수 2∼20의 알케닐기를 들 수 있다. 아릴기로서는, 예컨대 탄소수 6∼20의 치환기 또는 헤테로원자를 가질 수 있는 페닐기, 탄소수 10∼20의 치환기 또는 헤테로원자를 가질 수 있는 나프틸기 등을 들 수 있다. 헤테로환기로서는, 예컨대 적어도 1개의 헤테로원자를 포함하는 치환기를 가질 수 있는 5원환 또는 6원환의 기를 들 수 있다. 이들은 서로 연결되어 환을 형성하여도 된다. 몰 흡광 계수가 높고, 소량이어도 발광 특성이 우수하기 때문에, 바람직하게는 유기기로서 디에틸아미노기를 갖는 쿠마린 유도체가 이용된다.
쿠마린 유도체로서는, 예컨대 7{[4-클로로-6-(디에틸아미노)-s-트리아진-2-일]아미노}-7-트리아지닐아미노-3-페닐-쿠마린, 8-아미노-4-메틸쿠마린, 7-디에틸디아미노-4-메틸쿠마린, 3-시아노-7-히드로쿠마린, 7-히드록시쿠마린-3-카복실산, 6,8-디플루오로-7-히드록시-4-메틸쿠마린, 7-아미노-4-메틸쿠마린 등을 들 수 있다.
또한, 제2층이 중합 개시제를 포함하는 경우, 중합 개시제의 종류에 따라서는, 활성 에너지선을 조사한 경우에 형광을 방사하는 것이 있다. 그러나, 중합 개시제로부터 방사되는 형광의 강도(발광량)는 상당히 낮기 때문에, 제2층을 형성하는 조성물(수지 조성물)이 중합 개시제를 포함하는 경우이어도, 광을 조사한 경우의 발광량은 제2층의 두께에 거의 비례하지 않는다. 또한, 중합 개시제로부터 방사되는 형광 강도는, 그의 화학적 상태에 의해 변화되는데, 라디칼 발생과 함께 중합 개시제는 분해·소비되기 때문에, 경시적으로 발광량이 저하될 수 있다. 따라서, 제2층을 형성하는 화합물이 중합 개시제를 포함하고 있어도 된다. 이러한 점에서, 발광 재료로서 안정된(소비되지 않는) 발광 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 특히 안정된 쿠마린계 화합물 및 그의 유도체가 바람직하다. 바람직하게는 중합 개시제와 상기 바람직한 발광 재료를 조합하여 이용할 수 있다.
제2층을 형성하는 조성물(수지 조성물)에서 발광 재료는 임의의 적절한 양으로 이용할 수 있다. 발광 재료의 함유량은, 수지 조성물에 포함되는 수지 100중량부에 대하여, 바람직하게는 0.1중량부∼1중량부이고, 보다 바람직하게는 0.1중량부∼0.5중량부이다. 발광 재료의 함유량이 지나치게 적은 경우, 제2층의 두께 검지를 위하여 필요한 발광량을 얻을 수 없는 경우가 있다. 발광 재료의 함유량이 지나치게 많은 경우, 제2층을 형성하는 조성물 중에서 발광 재료의 불용분이 발생하는 경우나, 광학 특성이나 접착 특성 등에 악영향을 미치는 경우가 있다.
C-2. 수지
하나의 실시형태에서, 제2층은 수지층이다. 이 실시형태에서, 제2층은 예컨대 임의의 적절한 수지 및 발광 재료를 포함하는 조성물을 이용하여 형성된다. 수지층을 구성하는 수지(베이스 폴리머)로서는 임의의 적절한 수지를 이용할 수 있다. 수지는 1종만을 이용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용하여도 된다.
하나의 실시형태에서, 바람직하게는 수지의 유리전이온도(Tg)는 예컨대 85℃ 이상이고, 또한 중량 평균 분자량 Mw는 예컨대 25000 이상의 수지가 이용된다. 수지의 Tg 및 Mw가 이와 같은 범위이면, 제2층을 수지의 유기 용매 용액의 도포막의 고화물 또는 열경화물로 구성함으로써, 예컨대 제1층이 편광자인 경우, 두께가 매우 얇음에도 불구하고, 고온 고습 환경하에서의 우수한 내구성을 실현할 수 있다. 당해 수지의 Tg는 바람직하게는 90℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 100℃ 이상이며, 더욱 바람직하게는 110℃ 이상이고, 특히 바람직하게는 120℃ 이상이다. Tg는 예컨대 200℃ 이하일 수 있다. 또한, 당해 수지의 Mw는, 바람직하게는 30000 이상이고, 보다 바람직하게는 35000 이상이며, 더욱 바람직하게는 40000 이상이다. Mw는 예컨대 150000 이하일 수 있다.
수지로서는, 유기 용매 용액의 도포막의 고화물 또는 열경화물을 형성 가능하고, 또한, 상기와 같은 Tg 및 Mw를 갖는 한에서, 임의의 적절한 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를 이용할 수 있다. 바람직하게는 열가소성 수지이다. 열가소성 수지로서는, 예컨대 아크릴계 수지, 에폭시계 수지를 들 수 있다. 아크릴계 수지와 에폭시계 수지를 조합하여 이용하여도 된다.
아크릴계 수지는, 대표적으로는 직쇄 또는 분기 구조를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르계 단량체 유래의 반복 단위를 주성분으로서 함유한다. 본 명세서에서, (메트)아크릴이란, 아크릴 및/또는 메타크릴을 말한다. 아크릴계 수지는 목적에 따른 임의의 적절한 공중합 단량체 유래의 반복 단위를 함유할 수 있다. 공중합 단량체(공중합 모노머)로서는, 예컨대 카복실기 함유 모노머, 히드록시기 함유 모노머, 아미드기 함유 모노머, 방향환 함유 (메트)아크릴레이트, 복소환 함유 비닐계 모노머를 들 수 있다. 모노머 단위의 종류, 수, 조합 및 공중합비 등을 적절히 설정함으로써, 상기 소정의 Mw를 갖는 아크릴계 수지가 얻어질 수 있다.
<붕소 함유 아크릴계 수지>
아크릴계 수지는, 하나의 실시형태에서는, 50중량부를 초과하는 (메트)아크릴계 단량체와 0중량부 초과 50중량부 미만의 식 (1)로 나타내는 단량체(이하, 공중합 단량체라고 칭하는 경우가 있음)를 포함하는 모노머 혼합물을 중합함으로써 얻어지는 공중합체(이하, 붕소 함유 아크릴계 수지라고 칭하는 경우가 있음)를 포함한다:
Figure pat00002
(식 중, X는 비닐기, (메트)아크릴기, 스티릴기, (메트)아크릴아미드기, 비닐에테르기, 에폭시기, 옥세탄기, 히드록시기, 아미노기, 알데히드기 및 카복실기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 반응성 기를 포함하는 관능기를 나타내고, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 지방족 탄화수소기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 또는 치환기를 가질 수 있는 헤테로환기를 나타내며, R1 및 R2는 서로 연결되어 환을 형성하여도 된다).
붕소 함유 아크릴계 수지는, 대표적으로는 하기 식으로 나타내는 반복 단위를 갖는다. 식 (1)로 나타내는 공중합 단량체와 (메트)아크릴계 단량체를 포함하는 모노머 혼합물을 중합함으로써, 붕소 함유 아크릴계 수지는 측쇄에 붕소를 포함하는 치환기(예컨대, 하기 식 중 k의 반복 단위)를 갖는다. 이에 의해, 제1층으로서 편광자를 이용하는 광학 적층체에서, 수지층을 편광자에 인접하여 배치한 경우에 편광자와의 밀착성이 향상할 수 있다. 이 붕소를 포함하는 치환기는 붕소 함유 아크릴계 수지에 연속하여(즉, 블록 형상으로) 포함될 수 있고, 랜덤으로 포함될 수 있다.
Figure pat00003
(식 중, R6은 임의의 관능기를 나타내고, j 및 k는 1 이상의 정수를 나타낸다).
<(메트)아크릴계 단량체>
(메트)아크릴계 단량체로서는 임의의 적절한 (메트)아크릴계 단량체를 이용할 수 있다. 예컨대, 직쇄 또는 분기 구조를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르계 단량체, 및 환상 구조를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르계 단량체를 들 수 있다.
직쇄 또는 분기 구조를 갖는 (메트)아크릴산에스테르계 단량체로서는, 예컨대, (메트)아크릴산메틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산n-프로필, (메트)아크릴산이소프로필, (메트)아크릴산n-부틸, (메트)아크릴산이소부틸, (메트)아크릴산t-부틸, (메트)아크릴산메틸2-에틸헥실, (메트)아크릴산2-히드록시에틸 등을 들 수 있다. 바람직하게는, (메트)아크릴산메틸이 이용된다. (메트)아크릴산에스테르계 단량체는, 1종만을 이용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용하여도 된다.
환상 구조를 갖는 (메트)아크릴산에스테르계 단량체로서는, 예컨대 (메트)아크릴산시클로헥실, (메트)아크릴산벤질, (메트)아크릴산이소보닐, (메트)아크릴산1-아다만틸, (메트)아크릴산디시클로펜테닐, (메트)아크릴산디시클로펜테닐옥시에틸, (메트)아크릴산디시클로펜타닐, 비페닐(메트)아크릴레이트, o-비페닐옥시에틸(메트)아크릴레이트, o-비페닐옥시에톡시에틸(메트)아크릴레이트, m-비페닐옥시에틸아크릴레이트, p-비페닐옥시에틸(메트)아크릴레이트, o-비페닐옥시-2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, p-비페닐옥시-2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, m-비페닐옥시-2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, N-(메트)아크릴로일옥시에틸-o-비페닐-카바메이트, N-(메트)아크릴로일옥시에틸-p-비페닐-카바메이트, N-(메트)아크릴로일옥시에틸-m-비페닐-카바메이트, o-페닐페놀글리시딜에테르아크릴레이트 등의 비페닐기 함유 모노머, 터페닐(메트)아크릴레이트, o-터페닐옥시에틸(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 바람직하게는, (메트)아크릴산1-아다만틸, (메트)아크릴산디시클로펜타닐이 이용된다. 이들 단량체를 이용함으로써, 유리전이온도가 높은 중합체를 얻을 수 있다. 이들 단량체는 1종만을 이용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용하여도 된다.
상기 (메트)아크릴산에스테르계 단량체 대신, (메트)아크릴로일기를 갖는 실세스퀴옥산 화합물을 이용하여도 된다. 실세스퀴옥산 화합물을 이용함으로써, 유리전이온도가 높은 아크릴계 중합체를 얻을 수 있다. 실세스퀴옥산 화합물은, 다양한 골격 구조, 예컨대, 바구니형 구조, 사다리형 구조, 랜덤 구조 등의 골격을 갖는 것이 알려져 있다. 실세스퀴옥산 화합물은, 이들 구조를 1종만을 갖는 것이어도 되고, 2종 이상을 갖는 것이어도 된다. 실세스퀴옥산 화합물은 1종만을 이용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용하여도 된다.
(메트)아크릴로일기를 함유하는 실세스퀴옥산 화합물로서, 예컨대, 동아합성주식회사 SQ 시리즈의 MAC 그레이드, 및 AC 그레이드를 이용할 수 있다. MAC 그레이드는 메타크릴로일기를 함유하는 실세스퀴옥산 화합물이고, 구체적으로는 예컨대, MAC-SQ TM-100, MAC-SQ SI-20, MAC-SQ HDM 등을 들 수 있다. AC 그레이드는 아크릴로일기를 함유하는 실세스퀴옥산 화합물이고, 구체적으로는 예컨대 AC-SQ TA-100, AC-SQ SI-20 등을 들 수 있다.
(메트)아크릴계 단량체는 모노머 혼합물 100중량부에 대하여 50중량부를 초과하여 이용된다.
<공중합 단량체>
공중합 단량체로서는, 상기 식 (1)로 나타내는 단량체가 이용된다. 이와 같은 공중합 단량체를 이용함으로써, 얻어지는 중합체의 측쇄에 붕소를 포함하는 치환기가 도입된다. 공중합 단량체는 1종만을 이용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용하여도 된다.
상기 식 (1)에서의 지방족 탄화수소기로서는, 치환기를 가질 수 있는 탄소수 1∼20의 직쇄 또는 분기의 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 탄소수 3∼20의 환상 알킬기, 탄소수 2∼20의 알케닐기를 들 수 있다. 상기 아릴기로서는, 치환기를 가질 수 있는 탄소수 6∼20의 페닐기, 치환기를 가질 수 있는 탄소수 10∼20의 나프틸기 등을 들 수 있다. 헤테로환기로서는, 치환기를 가질 수 있는 적어도 1개의 헤테로원자를 포함하는 5원환기 또는 6원환기를 들 수 있다. 또한, R1 및 R2는 서로 연결되어 환을 형성하여도 된다. R1 및 R2는, 바람직하게는 수소 원자, 또는 탄소수 1∼3의 직쇄 또는 분기의 알킬기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자이다.
X로 나타내는 관능기가 포함하는 반응성 기는, 비닐기, (메트)아크릴기, 스티릴기, (메트)아크릴아미드기, 비닐에테르기, 에폭시기, 옥세탄기, 히드록시기, 아미노기, 알데히드기, 및 카복실기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종이다. 바람직하게는, 반응성 기는 (메트)아크릴기 및/또는 (메트)아크릴아미드기이다. 이들 반응성 기를 가짐으로써, 제1층으로서 편광자를 이용하는 광학 적층체에서, 수지층을 편광자에 인접하여 배치한 경우에 편광자와의 밀착성이 더욱 향상할 수 있다.
하나의 실시형태에서는, X로 나타내는 관능기는 Z-Y-로 나타내는 관능기인 것이 바람직하다. 여기에서, Z는 비닐기, (메트)아크릴기, 스티릴기, (메트)아크릴아미드기, 비닐에테르기, 에폭시기, 옥세탄기, 히드록시기, 아미노기, 알데히드기 및 카복실기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 반응성 기를 포함하는 관능기를 나타내고, Y는 페닐렌기 또는 알킬렌기를 나타낸다.
공중합 단량체로서는, 구체적으로는 이하의 화합물을 이용할 수 있다.
Figure pat00004
Figure pat00005
공중합 단량체는 모노머 혼합물 100중량부에 대하여, 0중량부 초과 50중량부 미만의 함유량으로 이용된다. 바람직하게는 0.01중량부 이상 50중량부 미만이고, 보다 바람직하게는 0.05중량부∼20중량부이며, 더욱 바람직하게는 0.1중량부∼10중량부이고, 특히 바람직하게는 0.5중량부∼5중량부이다.
<락톤환 등 함유 아크릴계 수지>
아크릴계 수지는, 다른 실시형태에서는 락톤환 단위, 무수 글루타르산 단위, 글루타르이미드 단위, 무수 말레산 단위 및 말레이미드(N-치환 말레이미드) 단위로부터 선택되는 환 구조를 갖는 반복 단위를 갖는다. 환 구조를 갖는 반복 단위는, 1종류만이 아크릴계 수지의 반복 단위에 포함될 수 있고, 2종류 이상이 포함될 수 있다.
락톤환 단위는 바람직하게는 하기 일반식(2)로 나타낸다:
Figure pat00006
일반식(2)에서, R3, R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1∼20의 유기 잔기를 나타낸다. 또한, 유기 잔기는 산소 원자를 포함하고 있어도 된다. 아크릴계 수지에는, 단일의 락톤환 단위만이 포함될 수 있고, 상기 일반식(2)에서의 R3, R4 및 R5가 상이한 복수의 락톤환 단위가 포함될 수 있다. 락톤환 단위를 갖는 아크릴계 수지는, 예컨대 일본 공개특허공보 제2008-181078호에 기재되어 있고, 당해 공보의 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다.
글루타르이미드 단위는 바람직하게는 하기 일반식(3)으로 나타낸다:
Figure pat00007
일반식(3)에서, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1∼8의 알킬기를 나타내고, R13은 탄소수 1∼18의 알킬기, 탄소수 3∼12의 시클로알킬기, 또는 탄소수 6∼10의 아릴기를 나타낸다. 일반식(3)에서 바람직하게는 R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸기이고, R13은 수소, 메틸기, 부틸기 또는 시클로헥실기이다. 보다 바람직하게는, R11은 메틸기이고, R12는 수소이며, R13은 메틸기이다. 아크릴계 수지에는, 단일의 글루타르이미드 단위만이 포함될 수 있고, 상기 일반식(3)에서의 R11, R12 및 R13이 상이한 복수의 글루타르이미드 단위가 포함될 수 있다. 글루타르이미드 단위를 갖는 아크릴계 수지는, 예컨대 일본 공개특허공보 제2006-309033호, 일본 공개특허공보 제2006-317560호, 일본 공개특허공보 제2006-328334호, 일본 공개특허공보 제2006-337491호, 일본 공개특허공보 제2006-337492호, 일본 공개특허공보 제2006-337493호, 일본 공개특허공보 제2006-337569호에 기재되어 있고, 당해 공보의 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다. 또한, 무수 글루타르산 단위에 대해서는, 상기 일반식(3)에서의 R13으로 치환된 질소 원자가 산소 원자가 되는 것 이외에는, 글루타르이미드 단위에 관한 상기의 설명이 적용된다.
무수 말레산 단위 및 말레이미드(N-치환 말레이미드) 단위에 대해서는, 명칭으로부터 구조가 특정되기 때문에, 구체적인 설명은 생략한다.
아크릴계 수지에서의 환 구조를 갖는 반복 단위의 함유 비율은, 바람직하게는 1몰%∼50몰%, 보다 바람직하게는 10몰%∼40몰%, 더욱 바람직하게는 20몰%∼30몰%이다. 또한, 아크릴계 수지는, 주된 반복 단위로서, 상기 (메트)아크릴계 단량체 유래의 반복 단위를 포함한다.
<에폭시 수지>
에폭시 수지로서는, 바람직하게는 방향족환을 갖는 에폭시 수지가 이용된다. 방향족환을 갖는 에폭시 수지를 에폭시 수지로서 이용함으로써, 제1층으로서 편광자를 이용하는 광학 적층체에서, 수지층과 편광자와의 밀착성이 향상할 수 있다. 또한, 수지층에 인접하여 점착제층을 배치한 경우에, 점착제층의 투묘력이 향상할 수 있다. 방향족환을 갖는 에폭시 수지로서는, 예컨대, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지 등의 비스페놀형 에폭시 수지; 페놀노볼락 에폭시 수지, 크레졸노볼락 에폭시 수지, 히드록시벤즈알데히드 페놀노볼락 에폭시 수지 등의 노볼락형의 에폭시 수지; 테트라히드록시페닐메탄의 글리시딜에테르, 테트라히드록시벤조페논의 글리시딜에테르, 에폭시화 폴리비닐페놀 등의 다관능형의 에폭시 수지, 나프톨형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지가 이용된다. 에폭시 수지는 1종만을 이용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용하여도 된다.
수지층인 제2층은, 상기와 같은 수지의 유기 용매 용액을 도포하여 도포막을 형성하고, 당해 도포막을 고화 또는 열경화시킴으로써 형성될 수 있다. 유기 용매로서는, 아크릴계 수지를 용해 또는 균일하게 분산할 수 있는 임의의 적절한 유기 용매를 이용할 수 있다. 유기 용매의 구체예로서는 초산에틸, 톨루엔, 메틸에틸케톤(MEK), 메틸이소부틸케톤(MIBK), 시클로펜타논, 시클로헥사논을 들 수 있다. 용액의 수지 농도는 용매 100중량부에 대하여, 바람직하게는 3중량부∼20중량부이다. 이와 같은 수지 농도이면, 균일한 도포막을 형성할 수 있다.
용액은 임의의 적절한 기재에 도포하여도 되고, 편광자에 도포하여도 된다. 용액을 기재에 도포하는 경우에는, 기재 위에 형성된 도포막의 고화물(수지층)이 편광자에 전사된다. 용액을 편광자에 도포하는 경우에는, 도포막을 건조(고화)시킴으로써, 편광자 위에 보호층이 직접 형성된다. 바람직하게는, 용액은 편광자에 도포되고, 편광자 위에 보호층이 직접 형성된다. 이와 같은 구성이면, 전사에 필요로 되는 접착제층 또는 점착제층을 생략할 수 있기 때문에, 편광판을 더욱 얇게 할 수 있다. 용액의 도포 방법으로서는, 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 구체예로서는, 롤 코트법, 스핀 코트법, 와이어 바 코트법, 딥 코트법, 다이 코트법, 커튼 코트법, 스프레이 코트법, 나이프 코트법(콤마 코트법 등)을 들 수 있다.
용액의 도포막을 고화 또는 열경화시킴으로써 수지층이 형성될 수 있다. 고화 또는 열경화의 가열 온도는, 바람직하게는 100℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 50℃∼70℃이다. 가열 온도가 이와 같은 범위이면, 편광자에 대한 악영향을 방지할 수 있다. 가열 시간은 가열 온도에 따라 변화할 수 있다. 가열 시간은, 예컨대 1분∼10분일 수 있다.
수지층(실질적으로는 상기 수지의 유기 용매 용액)은 목적에 따라 임의의 적절한 첨가제를 포함하고 있어도 된다. 첨가제의 구체예로서는, 자외선 흡수제; 레벨링제; 힌더드페놀계, 인계, 황계 등의 산화 방지제; 내광 안정제, 내후 안정제, 열 안정제 등의 안정제; 유리 섬유, 탄소 섬유 등의 보강재; 근적외선 흡수제; 트리스(디브로모프로필)포스페이트, 트리알릴포스페이트, 산화안티몬 등의 난연제; 음이온계, 양이온계, 비이온계의 계면 활성제 등의 대전 방지제; 무기 안료, 유기 안료, 염료 등의 등의 착색제; 유기 필러 또는 무기 필러; 수지 개질제; 유기 충전제나 무기 충전제; 가소제; 활제; 대전 방지제; 난연제; 등을 들 수 있다. 첨가제의 종류, 수, 조합, 첨가량 등은 목적에 따라 적절히 설정될 수 있다.
D. 광학 적층체의 제조 방법
광학 적층체는 임의의 적절한 방법에 의해 제조할 수 있다. 예컨대, 제1층에 임의의 적절한 접착층(접착제층 또는 점착제층)을 개재하여 제2층을 적층함으로써 제조할 수 있다. 하나의 실시형태에서, 광학 적층체는 제1층에, 제2층을 형성하는 조성물(유기 용매 용액)을 도포하고, 도포막을 고화 또는 열경화함으로써 형성된다. 제1층이 편광자이고, 제2층이 상기 붕소 함유 아크릴계 폴리머를 포함하는 수지층인 광학 적층체인 경우, 이와 같은 제조 방법을 이용하여 광학 적층체를 제작함으로써, 제1층에 제2층이 인접한다. 이에 의해, 제1층과 제2층과의 밀착성이 향상할 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명의 실시형태를 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 각 특성의 측정 방법은 이하와 같다. 또한, 특별히 명기하지 않는 한, 실시예 및 비교예에서의 '부' 및 '%'는 중량 기준이다.
(1) 두께
주사 전자 현미경(SEM) 또는 투과 전자 현미경(TEM)을 이용하여 각 층의 두께를 측정하였다.
(2) 몰 흡광수
실시예 또는 비교예에서 이용한 발광 재료를 용매(메탄올)에 용해하고, 애질런트 테크놀로지(Agilent Technologies)사 제조, UV-Vis-NIR 스펙트럼 미터(Cary5000)를 이용하여 파장 365nm에서의 흡광도를 측정하였다. 얻어진 흡광도로부터 하기 식에 의해 몰 흡광수를 산출하였다.
A=εLc
(A는 흡광도, ε는 몰 흡광 계수(mol-1·L·cm-1), c는 측정물의 용액 중의 농도(mol/L), L은 광로 길이(cm)를 나타낸다)
(3) 면내 평균 굴절률
프리즘 커플러 SPA-4000(사이론테크놀로지 제조)을 이용하여 면내 평균 굴절률을 측정하였다. 편광자인 제1층에 대해서는, 투과축 방향 및 흡수축 방향으로 각각 면내 굴절률을 측정하고, 이들 값의 평균값을 면내 평균 굴절률로 하였다. 제2층에 대해서는, MD 방향 및 TD 방향으로 각각 면내 굴절률을 측정하고, 이들 값의 평균값을 면내 평균 굴절률로 하였다.
[실시예 1-1 및 1-2]
1. 제1층(편광자)의 제작
열가소성 수지 기재로서 장척상이고 흡수율 0.75%, Tg 약 75℃인 비정질의 이소프탈 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(두께: 100㎛)을 이용하였다. 수지 기재의 편면에 코로나 처리를 실시하였다.
폴리비닐알코올(중합도 4200, 비누화도 99.2몰%) 및 아세토아세틸 변성 PVA(니혼합성화학공업사 제조, 상품명 '고세화이머 Z410')를 9:1로 혼합한 PVA계 수지 100중량부에, 요오드화 칼륨 13중량부를 첨가한 것을 물에 녹여서 PVA 수용액(도포액)을 조제하였다.
수지 기재의 코로나 처리면에 상기 PVA 수용액을 도포하여 60℃에서 건조함으로써, 두께 13㎛의 PVA계 수지층을 형성하고 적층체를 제작하였다.
얻어진 적층체를, 130℃의 오븐 내에서 원주 속도가 상이한 롤 사이에서 종방향(긴 방향)으로 2.4배로 자유단 1축 연신하였다(공중 보조 연신 처리).
이어서, 적층체를 액체 온도 40℃의 불용화욕(물 100중량부에 대하여 붕산을 4중량부 배합하여 얻어진 붕산 수용액)에 30초간 침지시켰다(불용화 처리).
이어서, 액체 온도　30℃의 염색욕(물　100중량부에 대하여, 요오드와 요오드화 칼륨을　1:7의 중량비로 배합하여 얻어진 요오드 수용액)에,　최종적으로 얻어지는 편광자의 단체 투과율(Ts)이　43.0% 이상이 되도록　농도를 조정하면서　60초간 침지시켰다(염색 처리).
이어서, 액체 온도　40℃의 가교욕(물　100중량부에 대하여, 요오드화 칼륨을　3중량부 배합하고, 붕산을　5중량부 배합하여 얻어진 붕산 수용액)에　30초간 침지시켰다(가교 처리).
그 후, 적층체를 액체 온도　70℃의 붕산 수용액(붕산 농도　4.0중량%, 요오드화 칼륨 5중량%)에 침지시키면서, 원주 속도가 상이한 롤 사이에서 종방향(긴 방향)으로 총 연신 배율이　5.5배가 되도록 1축 연신을 행하였다(수중 연신 처리).
그 후, 적층체를 액체 온도 20℃의 세정욕(물 100중량부에 대하여 요오드화 칼륨을 4중량부 배합하여 얻어진 수용액)에 침지시켰다(세정 처리).
그 후, 90℃로 유지된 오븐 중에서 건조하면서 표면 온도가 75℃로 유지된 SUS제의 가열 롤에 약 2초 접촉시켰다(건조 수축 처리). 건조 수축 처리에 의한 적층체의 폭 방향의 수축률은 5.2%이었다.
이와 같이 하여, 수지 기재 위에 두께 5㎛의 편광자(제1층)를 형성하였다.
2. 편광판의 제작
상기에서 얻어진 편광자의 표면(수지 기재와는 반대 측의 면)에, 보호층으로서 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름(두께 25㎛)을, 자외선 경화형 접착제를 개재하여 첩합하였다. 구체적으로는, 경화형 접착제의 총 두께가 1.0㎛가 되도록 도공하고, 롤기를 사용하여 첩합하였다. 그 후, UV 광선을 보호층 측으로부터 조사하여 접착제를 경화시켰다. 이어서, 수지 기재를 박리하고, 보호층(TAC 필름)/접착제층/편광자의 구성을 갖는 편광판을 얻었다.
3. 광학 적층체의 제작
메타크릴산메틸(MMA, 후지필름와코쥰야쿠사 제조, 상품명 '메타크릴산메틸 모노머') 97.0부, 상기 일반식(1e)으로 나타내는 공중합 단량체 3.0부, 중합 개시제(후지필름와코쥰야쿠사 제조, 상품명 '2,2'-아조비스(이소부티로니트릴)') 0.2부를 톨루엔 200부에 용해하였다. 이어서, 질소 분위기 하에서 70℃로 가열하면서 5.5시간 중합 반응을 행하여, 붕소 함유 아크릴계 수지 용액(고형분 농도: 33%)을 얻었다. 얻어진 붕소 함유 아크릴계 중합체의 Tg는 110℃, Mw는 80000이었다. 얻어진 붕소 함유 아크릴계 수지 20부를 메틸에틸케톤 80부에 용해하여 수지 용액(20%)을 얻었다. 이 수지 용액에 발광 재료로서 8-아미노-4-메틸쿠마린(쇼와화학공업사 제조, 상품명: HakkolP)을 붕소 함유 아크릴계 수지 100중량부에 대하여 0.5중량부 첨가, 혼합하였다. 이어서, 상기 적층체의 편광자 표면에 와이어 바를 이용하여 도포하고, 도포막을 60℃에서 5분간 건조하여, 수지의 유기 용매 용액의 도포막의 고화물로서 구성되는 제2층을 형성하고 광학 적층체를 얻었다. 또한, 수지층의 도포 두께를 0.4㎛(실시예 1-1) 또는 0.8㎛(실시예 1-2)로 하여 광학 적층체를 제작하였다.
[실시예 2-1 및 2-2]
발광 재료로서 8-아미노-4-메틸쿠마린 대신, 7{[4-클로로-6-(디에틸아미노)-s-트리아진-2-일]아미노}-7-트리아지닐아미노-3-페닐-쿠마린(쇼와화학공업사 제조, 상품명: Hakkol PY1800)을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 광학 적층체를 제작하였다.
(비교예 1-1 및 1-2)
발광 재료로서 8-아미노-4-메틸쿠마린 대신, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1(바스프(BASF)사 제조, 상품명: IRGACURE 369)을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 광학 적층체를 제작하였다.
[평가]
각 실시예 및 비교예에서, 제2층의 두께가 0.4㎛인 광학 적층체, 및 0.8㎛인 광학 적층체에 대하여 각각 발광량을 측정하였다.
구체적으로는, 365nm의 파장을 갖는 광을 제2층(수지층)에 대하여 수직 방향으로 조사하고, 420nm∼480nm의 광의 발광량(형광량)을 형광량 측정기(센텍사 제조, 형번: OL201)를 이용하여 측정하였다. 0.4㎛인 광학 적층체의 발광량과 0.8㎛인 광학 적층체의 발광량과의 차가 5 이상인 것을 검량선 작성 가능(○), 5 미만인 것을 검량선 작성 불가(×)로 하였다.
[표 1]
Figure pat00008
실시예 1 및 2에서 얻어진 광학 적층체에서는 두께의 변화에 따라 발광량이 크게 변화되어 있고, 검량선의 작성이 가능한 것이었다. 따라서, 검량선을 이용함으로써 용이하게 막 두께를 측정할 수 있는 것이었다. 한편, 비교예에서는 발광량의 변화가 작고, 검량선의 작성이 곤란하였다.
본 발명의 실시형태는 광학 특성의 편차를 억제할 수 있고, 또한 고수율로 제조 가능한 광학 적층체를 제공할 수 있다. 본 발명의 실시형태의 광학 적층체는 액정 TV, 액정 디스플레이, 휴대 전화, 디지털 카메라, 비디오 카메라, 휴대용 게임기, 카 내비게이션, 복사기, 프린터, 팩스, 시계, 전자레인지 등의 액정 패널에 폭넓게 적용시킬 수 있다.
10: 제1층
20: 제2층
100: 광학 적층체

Claims (6)

  1. 굴절률 이방성을 갖는 제1층과, 광학적으로 등방성인 제2층을 포함하고,
    상기 제2층이 파장 365nm에서의 몰 흡광 계수가 10000L/mol·㎝ 이상인 발광 재료를 포함하며,
    상기 제1층의 파장 550nm에서의 면내 평균 굴절률과 상기 제2층의 파장 550nm에서의 면내 평균 굴절률과의 차가 0.3 이하이고,
    상기 제1층의 두께와 상기 제2층 두께와의 차가 6㎛ 이하인,
    광학 적층체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1층이 편광자인, 광학 적층체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2층의 두께가 1㎛ 미만인, 광학 적층체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발광 재료가 쿠마린계 화합물 및 그의 유도체로부터 선택되는 적어도 1종인, 광학 적층체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2층이 유기 용매 용액의 도포막의 고화층 또는 경화층이고,
    상기 유기 용매 용액이 수지 100중량부에 대하여 상기 발광 재료 0.1중량부∼0.5중량부를 포함하는, 광학 적층체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수지가 50중량부를 초과하는 아크릴계 단량체와, 0중량부 초과 50중량부 미만의 식 (1)로 나타내는 공중합 단량체를 중합함으로써 얻어지는 중합체를 포함하는, 광학 적층체:
    Figure pat00009

    식 중, X는 비닐기, (메트)아크릴기, 스티릴기, (메트)아크릴아미드기, 비닐에테르기, 에폭시기, 옥세탄기, 히드록시기, 아미노기, 알데히드기 및 카복실기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 반응성 기를 포함하는 관능기를 나타내고, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 지방족 탄화수소기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 또는 치환기를 가질 수 있는 헤테로환기를 나타내며, R1 및 R2는 서로 연결되어 환을 형성하여도 된다.
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