KR20230029872A - 광학 필름, 편광판 및 액정 표시 장치 - Google Patents

광학 필름, 편광판 및 액정 표시 장치 Download PDF

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다쿠야 고이데
사야카 마츠모토
히로키 우메다
고지 다사카
다카시 난지요
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코니카 미놀타 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 광학 필름은, 시클로올레핀계 수지를 함유하는 광학 필름으로서, 상기 시클로올레핀계 수지가, 공중합 성분으로서 에틸렌 화합물을 함유하는 수지이며, 상기 광학 필름의 투습도(40℃, 95％ RH)가 0.1 내지 60g/(m2·24h)의 범위 내이며, 또한 편면에 조화면을 갖고, 상기 조화면의 편면 외부 헤이즈가, 0.02％ 이상 0.10％ 미만이다.

Description

광학 필름, 편광판 및 액정 표시 장치
본 발명은 광학 필름, 편광판 및 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 점착 시트와의 사이의 접착력을 저하시키지 않고, 패널의 흐림을 억제할 수 있는 광학 필름, 당해 광학 필름을 사용한 편광판 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.
TV나 스마트폰 등의 화상 표시 장치에 사용되는 편광판은, 편광자의 양면에 접착층을 개재하여 보호 필름이 접합되어 있다. 또한, 편광판을 액정 셀과 접합시킬 때에는, 점착제 조성물로 구성되는 점착 시트가 널리 사용되고 있다. 또한, 점착 시트의 접착성을 담보하기 위해서는, 점착 시트 자체의 함수(含水)가 필요하며, 카르복실산 등의 산 성분이 필요하다.
근년, 편광판이나 화상 표시 장치를 국외로 배편할 때에는, 온도나 습도가 극단적인 환경하에서의 내구성이 요구되고 있다. 그러나, 점착 시트를 개재하여 액정 셀과 접합하고 있는 광학 필름의 투습도가 낮은 경우, 환경의 변화에 따라서는 점착 시트 중의 수분이 광학 필름과의 계면에 체류하여, 패널에 흐림이 발생하는 "고습 쇼크"라는 문제가 있었다.
그래서, 상기 문제에 대하여, 특허문헌 1에 개시되어 있는 기술에서는, 카르복실산 등의 산 성분을 포함하지 않는 점착 시트를 사용함으로써, 산 성분을 포함하는 것에 비하여, 고열 내구성 및 습열 내구성을 갖고, 산 성분을 포함하지 않으므로 점착 시트의 함수량을 줄일 수 있어, 고습 쇼크를 방지하고 있다.
그러나, 점착 시트에 산 성분을 포함하지 않는 경우, 점착 시트의 접착력이 저하되기 때문에, 편광판을 접합하는 것이 곤란하였다.
일본 특허 공개 제2019-206629호 공보
본 발명은 상기 문제·상황에 비추어 이루어진 것으로, 그 해결 과제는, 점착 시트와의 사이의 접착력을 저하시키지 않고, 패널의 흐림을 억제할 수 있는 광학 필름, 당해 광학 필름을 사용한 편광판 및 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위해, 상기 문제의 원인 등에 대하여 검토하는 과정에 있어서, 편면에 조화면(粗化面)을 갖는 시클로올레핀계 수지로 이루어지는 광학 필름의, 조화면 측의 편면 외부 헤이즈가 높을수록, 시클로올레핀계 수지를 함유하는 광학 필름과 점착 시트가 높은 접착력을 갖는 것, 및 패널의 흐림을 억제하는 것을 찾아내어 본 발명에 이르렀다.
즉, 본 발명에 따른 상기 과제는, 이하의 수단에 의해 해결된다.
1. 시클로올레핀계 수지를 함유하는 광학 필름으로서,
상기 시클로올레핀계 수지가, 공중합 성분으로서 에틸렌 화합물을 함유하는 수지이며,
상기 광학 필름의 투습도(40℃, 95％ RH)가 0.1 내지 60g/(m2·24h)의 범위 내이며, 또한
편면에 조화면을 갖고, 상기 조화면의 편면 외부 헤이즈가, 0.02％ 이상 0.10％ 미만인 광학 필름.
2. 상기 조화면에 있어서의 편면 외부 헤이즈와, 당해 조화면과 반대측의 이면에 있어서의 편면 외부 헤이즈의 비가, 1.1:1.0 이상 10.0:1.0 미만인 제1항에 기재된 광학 필름.
3. 상기 조화면과 반대측의 이면에, 아크릴 수지, 비닐 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지 중 적어도 1종을 함유하는 접착 용이층을 갖는 제1항에 기재된 광학 필름.
4. 적어도, 편광판 보호 필름, 편광자, 광학 필름 및 점착 시트가 이 순으로 적층되어 이루어지는 편광판으로서,
상기 광학 필름이, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름인 편광판.
5. 40℃, 95％ RH 환경하에 있어서의 상기 점착 시트의 함수율이, 10.0％ 이하인 제4항에 기재된 편광판.
6. 액정 셀에, 제4항 또는 제5항에 기재된 편광판이 적어도 편측의 면에 접합된 액정 표시 장치로서,
상기 점착 시트가, 상기 액정 셀에 인접하는 액정 표시 장치.
본 발명의 상기 수단에 의해, 점착 시트와의 사이의 접착력을 저하시키지 않고, 패널의 흐림을 억제할 수 있는 광학 필름, 당해 광학 필름을 사용한 편광판 및 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 효과의 발현 기구 또는 작용 기구에 대해서는, 명확하게는 되어 있지 않지만, 이하와 같이 추정하고 있다.
편면에 조화면을 갖는 시클로올레핀계 수지를 함유하는 광학 필름에 있어서, 조화면 측의 편면 외부 헤이즈가 높을수록, 조화면의 표면 조도가 크고, 점착 시트와의 접촉 면적이 커지기 때문에, 시클로올레핀계 수지를 함유하는 광학 필름과 점착 시트의 접착력이 향상되는 것으로 추정된다. 또한, 접촉 면적이 커짐으로써, 점착 시트로부터 방출된 수분을 흡수하는 양을 늘릴 수 있기 때문에, 패널의 흐림 억제를 달성할 수 있는 것으로 추정된다.
따라서, 본 발명에서는, 광학 필름의 투습도(40℃, 95％ RH)를 0.1 내지 60g/(m2·24h)의 범위 내로 하고, 편면에 조화면을 갖고, 상기 조화면의 편면 외부 헤이즈를, 0.02％ 이상 0.10％ 미만으로 함으로써, 조화면 측의 편면 외부 헤이즈가 높고, 표면 조도도 크고, 점착 시트와의 접촉 면적이 커지므로, 점착 시트와의 사이의 접착력이 향상된다. 또한, 점착 시트로부터 방출된 수분을 흡수하는 양을 늘릴 수 있기 때문에, 패널의 흐림을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 편광판의 구성의 일례를 나타낸 모식도
도 2는 본 발명의 액정 표시 장치의 구성의 일례를 나타낸 모식도
본 발명의 광학 필름은, 시클로올레핀계 수지를 함유하는 광학 필름으로서, 상기 시클로올레핀계 수지가, 공중합 성분으로서 에틸렌 화합물을 함유하는 수지이며, 상기 광학 필름의 투습도(40℃, 95％ RH)가 0.1 내지 60g/(m2·24h)의 범위 내이며, 또한 편면에 조화면을 갖고, 상기 조화면의 편면 외부 헤이즈가, 0.02％ 이상 0.10％ 미만이다.
이 특징은, 하기 각 실시 형태에 공통 또는 대응하는 기술적 특징이다.
본 발명의 실시 양태로서는, 상기 조화면에 있어서의 편면 외부 헤이즈와, 당해 조화면과 반대측의 이면에 있어서의 편면 외부 헤이즈의 비가, 1.1:1.0 이상 10.0:1.0 미만인 것이, 조화면 측의 편면 외부 헤이즈가 높고 표면 조도도 커지므로, 접착력이 보다 향상되고, 또한 점착 시트로부터 방출된 수분을 흡수하는 양을 늘릴 수 있어, 패널의 흐림을 확실하게 억제할 수 있다는 점에서 바람직하다.
또한, 상기 조화면과 반대측의 이면에, 아크릴 수지, 비닐 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지 중 적어도 1종을 함유하는 접착 용이층을 갖는 것이, 당해 이면에 대한 접착력을 향상시킬 수 있다는 점에서 바람직하다.
본 발명의 광학 필름은, 편광판에 적합하게 사용되고, 당해 편광판은, 적어도 편광판 보호 필름, 편광자, 광학 필름 및 점착 시트가 이 순으로 적층되어 이루어진다. 당해 편광판은, 40℃, 95％ RH 환경하에 있어서의 상기 점착 시트의 함수율이, 10.0％ 이하인 것이, 패널의 흐림을 확실하게 억제할 수 있다는 점에서 바람직하다.
본 발명의 편광판은, 액정 표시 장치에 적합하게 사용되고, 당해 액정 표시 장치는, 액정 셀에, 상기 편광판이 적어도 편측의 면에 접합된 액정 표시 장치로서, 상기 점착 시트가, 상기 액정 셀에 인접하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 패널의 흐림을 억제할 수 있다.
이하, 본 발명과 그 구성 요소 및 본 발명을 실시하기 위한 형태·양태에 대하여 설명을 한다. 또한, 본원에 있어서, 「내지」는, 그 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 의미에서 사용한다. 또한, 본 발명에 있어서, 특허 청구 범위 및 그 균등의 범위를 일탈하지 않는 한, 바람직한 양태는 임의로 변경하여 실시할 수 있다.
[본 발명의 광학 필름의 개요]
본 발명의 광학 필름은, 적어도 공중합 성분에 에틸렌 화합물을 갖는 시클로올레핀계 수지로 이루어지는 광학 필름으로서, 상기 광학 필름의 투습도(40℃, 95％ RH)가 0.1 내지 60g/(m2·24h)의 범위 내이며, 편면에 조화면을 갖고, 상기 조화면의 편면 외부 헤이즈가, 0.02％ 이상 0.10％ 미만이다.
<조화면>
본 발명에 있어서, 조화면이란 (공중합 성분에 에틸렌 화합물을 갖는) 시클로올레핀계 수지를 주성분으로 하는 광학 필름의 한쪽 면으로서, 편면 외부 헤이즈를 측정했을 때, 편면 외부 헤이즈가 높은 쪽의 면이다. 필름이 적층 구조인 경우, (공중합 성분에 에틸렌 화합물을 갖는) 시클로올레핀계 수지를 주성분으로 하는 광학 필름이 표면에 있는 면이 본 특허의 조화면이며, 다른 수지로 이루어지는 면은 한쪽 외부 헤이즈가 높은 경우에도 조화면이 아니다.
상기 조화면은, 몰드를 사용한 스탬핑, 플라스마 에칭, 샌드블라스트법, 샌드페이퍼 처리, 고습도 조건에서의 유연 제막 등으로 형성할 수 있다.
편면 외부 헤이즈를, 내부 헤이즈를 상승시키지 않고 편면 외부 헤이즈를 조정하는 관점에서는, 몰드를 사용한 스탬핑, 플라스마 에칭, 고습도 조건에서의 유연 제막이 바람직하고, 몰드를 사용한 스탬핑이 가장 바람직하다.
조화면을 형성할 때, 몰드에 의해 스탬핑하는 방법에 있어서는, 압력이나 프레스 시간을 변화시킴으로써, 편면 외부 헤이즈를 조정할 수 있다. 구체적으로는, 프레스 시간을 길게 하거나, 또는 압력을 높게 함으로써, 편면 외부 헤이즈값이 커진다.
따라서, 조화면의 편면 외부 헤이즈를, 0.02％ 이상 0.10％ 미만으로 하기 위해서는, 상기 프레스 시간을 60 내지 150초의 범위 내, 상기 압력을 1 내지 5MPa의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.
또한, 조화면의 편면 외부 헤이즈를 상기 범위로 하기 위해서는, 상기한 몰드에 의한 스탬핑의 압력 및 프레스 시간의 조정 이외에, 플라스마 에칭에 의한 전자 밀도의 조정이나 고습도 조건에서의 유연 제막 등을 들 수 있다. 상기 전자 밀도로서는, 예를 들어 1×1010 내지 1×1011cm-3의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 또한, 유연 제막에 있어서의 고습도 조건으로서는, 상대 습도 60 내지 90％ RH의 범위로 하는 것이 바람직하다.
<편면 외부 헤이즈>
본 발명에 있어서, 편면 외부 헤이즈란, 광학 필름의 전체 헤이즈, 내부 헤이즈 및 비조화면의 외부 헤이즈로부터 하기 식 (1)에 의해 산출한 조화면 측의 외부 헤이즈를 말한다.
식 (1): 편면 외부 헤이즈 = 전체 헤이즈 - (내부 헤이즈 + 비조화면의 외부 헤이즈)
구체적으로는 이하의 수순으로 측정한다.
(1) 광학 필름을, 23℃, 55％ RH의 환경에서 5시간 이상 조습한다. 그 후, 얻어지는 광학 필름의 전체 헤이즈 1을 헤이즈미터(형식 NDH 4000, 닛폰 덴쇼쿠사제)에 의해 파장 550nm에서 측정한다.
(2) 다음으로, 세정한 슬라이드 글래스 상에 글리세린(0.05ml)을 적하하고, 그 위에 상기 조습한 광학 필름을 기포가 들어가지 않도록, 조화면이 슬라이드 글래스 측이 되도록 글리세린과 접합하고, 얻어지는 적층물을 상기 헤이즈미터에, 광학 필름이 광검출기의 방향을 향하도록 세트하여, 헤이즈 A(조화면과 반대측의 이면의 외부 헤이즈)를 측정한다.
(3) 얻어진 적층물의 광학 필름 측에 글리세린(0.05ml)을 적하하고, 그 위에 커버 유리를 얹고, 얻어지는 적층물을 상기 헤이즈미터에 세트하여, 내부 헤이즈 2를 측정한다.
측정에서 얻어진 헤이즈를 하기 식 (2)에 적용시켜, 조화면의 편면 외부 헤이즈 B를 측정한다.
식 (2): 조화면의 편면 외부 헤이즈 B = 전체 헤이즈 1 - (내부 헤이즈 2×헤이즈 A)
또한, 조화면의 편면 외부 헤이즈 B의 측정은 10회 행하여, 평균값을 산출하였다.
본 발명에 있어서, 조화면의 편면 외부 헤이즈가 0.02％ 이상 0.10％ 미만인 것에 의해, 본 발명의 접착력과 고습 쇼크를 개선할 수 있다.
본 발명의 발현성에 대해서는 상세하게는 알고 있지 않지만, 편면 외부 헤이즈를 높임으로써 조화면의 표면적이 커지기 때문에, 점착 시트로부터 방출되는 수분의 흡수성을 개선하고, 나아가 점착 시트와의 접착성을 개선할 수 있다고 생각된다. 한편, 편면 외부 헤이즈를 낮추어 가면, 흡수하기 위한 요철 표면이 부족하기 때문에, 광학 필름과 점착 시트의 계면에 수분이 체류해 버린다고 생각된다. 그 때문에, 조화면의 편면 외부 헤이즈의 값은, 바람직하게는 0.02 이상 0.10 미만, 보다 바람직하게는 0.02 이상 0.08 이하, 특히 바람직하게는 0.02 이상 0.04 이하이다.
또한, 상기 조화면에 있어서의 편면 외부 헤이즈와, 당해 조화면과 반대측의 이면에 있어서의 편면 외부 헤이즈의 비가, 1.1:1.0 이상 10.0:1.0 미만인 것이 보다 점착 시트와의 접착성이 양호해지고, 또한 흐림의 억제 효과가 높은 점에서 바람직하다. 특히, 상기 비가 2:1 이상 4:1 이하인 것이 보다 바람직하다.
또한, 이면의 편면 외부 헤이즈의 값은, 바람직하게는 0.002 이상 0.020 이하, 특히 바람직하게는, 0.004 이상 0.010 이하이다.
<고습 쇼크>
본 발명에 있어서, 고습 쇼크란, 고습 환경(40℃, 95％ RH)로부터 실내 환경(23℃, 55％ RH)로 변화할 때, 액정 표시 장치 내의 점착 시트 안에서 결로된 수분이 외기로 방출되지 않고, 투습도가 낮은 광학 필름과 점착 시트의 계면에 체류하여, 패널에 흐림이 발생하는 현상이다.
<투습도>
본 발명에 있어서, 투습도는, JIS Z 0208 기재의 염화칼슘-컵법에 기초하여, 측정 대상의 필름을 온도 40℃, 95％ RH의 조건 하에서 24시간 방치하여 측정을 행하였다.
본 발명의 광학 필름의 투습도(40℃, 95％ RH)는 0.1 내지 60g/(m2·24h)의 범위 내이며, 3.90 내지 20.0g/(m2·24h)의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
투습도를 상기 범위 내로 하기 위해서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 광학 필름을 구성하는 수지의 종류와 막 두께를 적절히 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
<접착 용이층>
본 발명의 광학 필름은, 상기 조화면과 반대측의 이면에, 아크릴 수지, 비닐 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지 중 적어도 1종을 함유하는 접착 용이층을 갖는다.
광학 필름이 접착 용이층을 가짐으로써, 광학 필름과 후술하는 편광자의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
접착 용이층을 형성하기 위한 재료로서는, 아크릴 수지, 비닐 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지를 들 수 있고, 바람직하게는 폴리우레탄 수지이다.
접착 용이층의 두께는, 0.02 내지 2.00㎛의 범위 내인 것이 바람직하다.
[광학 필름의 구성]
본 발명의 광학 필름은, 적어도 공중합 성분에 에틸렌 화합물을 갖는 시클로올레핀계 수지로 이루어진다.
또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 광학 필름(100)은 편면에 조화면(101)을 갖고, 당해 조화면(101)과 반대측의 이면에 접착 용이층(102)을 갖는다.
이러한 광학 필름(100)은 후술하는 바와 같이 편광판(200)에 적합하게 사용된다. 당해 편광판(200)은 적어도 편광판 보호 필름(300), 편광자(400), 광학 필름(100) 및 점착 시트(500)가 이 순으로 적층되고, 상기 광학 필름(100)의 접착 용이층(102)에 편광자(400)의 한쪽 면이 배치되고, 상기 조화면(101)에는, 점착 시트(500)가 직접 배치된다.
1-1. 시클로올레핀계 수지
상기 시클로올레핀계 수지는, 공중합 성분에 에틸렌 화합물을 갖고, 당해 에틸렌 화합물과 시클로올레핀 단량체의 공중합체이다.
시클로올레핀 단량체는, 노르보르넨 골격을 갖는 시클로올레핀 단량체인 것이 바람직하다.
특히, 하기 일반식 (A-1) 또는 (A-2)로 표현되는 구조를 갖는 시클로올레핀 단량체인 것이 보다 바람직하다.
일반식 (A-1)
Figure pct00001
일반식 (A-1)의 R1 내지 R4는, 독립적으로 수소 원자, 탄소 원자수 1 내지 30의 탄화수소기, 또는 극성기를 나타낸다. 단, R1 내지 R4의 모두가 수소 원자가 되는 경우를 제외하고, R1과 R2가 동시에 수소 원자가 되거나, 또는 R3과 R4가 동시에 수소 원자가 되는 경우는 없는 것으로 한다.
탄소 원자수 1 내지 30의 탄화수소기는, 탄소 원자수 1 내지 10의 탄화수소기인 것이 바람직하고, 탄소 원자수 1 내지 5의 탄화수소기인 것이 보다 바람직하다. 탄소 원자수 1 내지 30의 탄화수소기는, 할로겐 원자, 산소 원자, 질소 원자, 황 원자 또는 규소 원자를 포함하는 연결기를 더 갖고 있어도 된다. 그러한 연결기의 예에는, 카르보닐기, 이미노기, 에테르 결합, 실릴 에테르 결합, 티오 에테르 결합 등의 2가의 극성기가 포함된다. 탄소 원자수 1 내지 30의 탄화수소기 예에는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기 등이 포함된다.
극성기의 예에는, 카르복시기, 히드록시기, 알콕시기, 알콕시카르보닐기, 알릴옥시카르보닐기, 아미노기, 아미드기 및 시아노기가 포함된다. 그 중에서도, 카르복시기, 히드록시기, 알콕시카르보닐기 및 알릴옥시카르보닐기가 바람직하고, 용액 제막시의 용해성을 확보하는 관점에서, 알콕시카르보닐기 및 알릴옥시카르보닐기가 바람직하다.
일반식 (A-1)의 p는, 0 내지 2의 정수를 나타낸다. p는, 1 또는 2인 것이 바람직하다.
일반식 (A-2)
Figure pct00002
일반식 (A-2)의 R5는, 수소 원자, 탄소수 1 내지 5의 탄화수소기, 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기를 갖는 알킬실릴기를 나타낸다. 그 중에서도, 탄소수 1 내지 5의 탄화수소기가 바람직하고, 탄소수 1 내지 3의 탄화수소기가 보다 바람직하다.
일반식 (A-2)의 R6은, 수소 원자, 카르복시기, 히드록시기, 알콕시카르보닐기, 알릴옥시카르보닐기, 아미노기, 아미드기, 시아노기, 또는 할로겐 원자(불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 또는 요오드 원자)를 나타낸다. 그 중에서도, 카르복시기, 히드록시기, 알콕시카르보닐기 및 알릴옥시카르보닐기가 바람직하고, 용액 제막시의 용해성을 확보하는 관점에서, 알콕시카르보닐기 및 알릴옥시카르보닐기가 보다 바람직하다.
일반식 (A-2)의 p는, 0 내지 2의 정수를 나타낸다. p는, 1 또는 2인 것이 바람직하다.
일반식 (A-2)로 표현되는 시클로올레핀 단량체는, 비대칭인 구조를 갖는다. 즉, 일반식 (A-2)로 표현되는 시클로올레핀 단량체의 치환기 R5 및 R6이, 분자의 대칭축에 대하여 편측의 환 구성 탄소 원자로만 치환되어 있으므로, 분자의 대칭성이 낮다. 그러한 시클로올레핀 단량체는, 후술하는 광학 필름의 제조 방법에 있어서, 유연된 도프를 건조시킬 때, 자외선 흡수제나 산화 방지제의 확산 이동을 촉진할 수 있으므로, 이들 성분의 분포 상태를 조정하기 쉽게 할 수 있다고 생각된다.
일반식 (A-1)로 표현되는 시클로올레핀 단량체의 구체예를 예시 화합물 1 내지 14에 나타내고, 일반식 (A-2)로 표현되는 시클로올레핀 단량체의 구체예를 예시 화합물 15 내지 34에 나타낸다.
Figure pct00003
시클로올레핀 단량체와 공중합 가능한 공중합성 단량체의 예에는, 에틸렌 화합물을 함유하고 있으면 되고, 시클로올레핀 단량체와 개환 공중합 가능한 공중합성 단량체, 시클로올레핀 단량체와 부가 공중합 가능한 공중합성 단량체가 포함된다.
개환 공중합 가능한 공중합성 단량체의 예에는, 시클로부텐, 시클로펜텐, 시클로헵텐, 시클로옥텐, 디시클로펜타디엔 등의 시클로올레핀이 포함된다.
부가 공중합 가능한 공중합성 단량체의 예에는, 불포화 이중 결합 함유 화합물, 비닐계 환상 탄화수소 단량체, (메트)아크릴레이트가 포함된다.
불포화 이중 결합 함유 화합물의 예에는, 탄소 원자수 2 내지 12(바람직하게는 2 내지 8)의 올레핀계 화합물이며, 그 예에는, 에틸렌, 프로필렌, 부텐이 포함된다.
비닐계 환상 탄화수소 단량체의 예에는, 4-비닐시클로펜텐, 2-메틸-4-이소프로페닐시클로펜텐 등의 비닐시클로펜텐계 단량체가 포함된다. (메트)아크릴레이트의 예에는, 메틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트 등의 탄소 원자수 1 내지 20의 알킬(메트)아크릴레이트가 포함된다.
이상 설명한 시클로올레핀계 수지는, 시판품을 바람직하게 사용할 수 있고, 시판품의 예로서는, JSR(주)로부터 아톤(Arton: 등록상표) G 시리즈, 아톤 F 시리즈, 아톤 R 시리즈 및 아톤 RX 시리즈라는 상품명으로 발매되고 있고, 또한 닛폰 제온(주)으로부터 제오노아(Zeonor: 등록상표) ZF14, ZF16, 1420R, 1020R, 1060R 등, 제오넥스(Zeonex: 등록상표) 250, 280, 480, 480R, E48R, F52R, 330R, RS420 등의 상품명으로 시판되고 있고, 이들을 용도에 따라 적절히 선택하여 사용할 수도 있다.
시클로올레핀계 수지는, 모두 공지의 방법, 예를 들어 일본 특허 공개 제2008-107534호 공보, 일본 특허 공개 제2005-227606호 공보 및 일본 특허 제4466272호 공보에 기재된 방법으로 얻을 수 있다.
시클로올레핀계 수지의 고유 점도 〔η〕inh는, 0.2 내지 5cm3/g의 범위 내인 것이 바람직하고, 0.3 내지 3cm3/g의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 0.4 내지 1.5cm3/g의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.
시클로올레핀계 수지의 수 평균 분자량(Mn)은 8000 내지 100000인 것이 바람직하고, 10000 내지 80000인 것이 보다 바람직하고, 12000 내지 50000인 것이 더욱 바람직하다. 시클로올레핀계 수지의 중량 평균 분자량(Mw)은 20000 내지 300000인 것이 바람직하고, 30000 내지 250000인 것이 보다 바람직하고, 40000 내지 200000인 것이 더욱 바람직하다. 시클로올레핀계 수지의 수 평균 분자량이나 중량 평균 분자량은, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)로 폴리스티렌 환산으로 측정할 수 있다.
고유 점도 〔η〕inh, 수 평균 분자량 및 중량 평균 분자량이 상기 범위에 있으면, 시클로올레핀계 수지의 내열성, 내수성, 내약품성, 기계적 특성과 필름으로서의 성형 가공성이 양호해진다.
시클로올레핀계 수지의 유리 전이 온도(Tg)는, 통상, 110℃ 이상이고, 110 내지 350℃의 범위 내인 것이 바람직하고, 120 내지 250℃인 것이 보다 바람직하고, 120 내지 220℃의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. Tg가 110℃ 이상이면, 고온 조건 하에서의 변형을 억제하기 쉽다. 한편, Tg가 350℃ 이하이면, 성형 가공이 용이해지고, 성형 가공시의 열에 의한 수지의 열화도 억제하기 쉽다.
시클로올레핀계 수지의 함유량은, 광학 필름에 대하여 70질량％ 이상인 것이 바람직하고, 80질량％ 이상인 것이 보다 바람직하다.
1-2. 자외선 흡수제
자외선 흡수제는, 광학 필름의 내구성을 향상시킬 목적으로 첨가된다. 그러한 자외선 흡수제는, 400nm 이하의 자외선을 흡수하는 화합물인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 파장 370nm의 광의 투과율이 10％ 이하, 바람직하게는 5％ 이하, 보다 바람직하게는 2％ 이하의 화합물이다.
자외선 흡수제의 예에는, 옥시벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 살리실산에스테르계 화합물, 벤조페논계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물, 트리아진계 화합물, 니켈 착염계 화합물, 무기 분체 및 고분자 자외선 흡수제가 포함된다. 자외선 흡수제는, 1종이어도 되고, 2종 이상을 조합해도 된다.
그 중에서도, 양호한 자외선 흡수능을 갖는다는 점에서, 벤조트리아졸계 화합물, 벤조페논계 화합물 및 트리아진계 화합물이 바람직하고, 벤조트리아졸계 화합물 및 벤조페논계 화합물이 보다 바람직하다.
벤조트리아졸계 화합물의 예에는, 5-클로로-2-(3,5-디-sec-부틸-2-히드록실 페닐)-2H-벤조트리아졸, (2-2H-벤조트리아졸-2-일)-6-(직쇄 및 측쇄 도데실)-4-메틸페놀이 포함된다. 벤조페논계 화합물의 예에는, 2-히드록시-4-벤질옥시벤조페논, 2,4-벤질옥시벤조페논이 포함된다.
시판품의 예에는, Tinuvin109, Tinuvin171, Tinuvin234, Tinuvin326, Tinuvin327, Tinuvin328, Tinuvin928 등의 Tinuvin 시리즈가 있고, 이들은 모두 BASF사제의 시판품이다.
자외선 흡수제의 함유량(광학 필름에 있어서의 총 함유량)은 예를 들어 시클로올레핀계 수지에 대하여 0.1 내지 10질량％인 것이 바람직하다. 자외선 흡수제의 함유량이 0.1질량％ 이상이면, 광학 필름의 내구성(특히 내후성)을 충분히 높일 수 있다. 자외선 흡수제의 함유량이 10질량％ 이하이면 광학 필름의 투명성이 손상되기 어렵다. 자외선 흡수제의 함유량은, 0.5 내지 5질량％인 것이 보다 바람직하다.
1-3. 산화 방지제(열화 방지제)
산화 방지제는, 고온 고습 하에서의 광학 필름의 열화를 억제할 목적으로 첨가될 수 있다.
산화 방지제의 예에는, 힌더드 페놀계 화합물이 포함된다. 힌더드 페놀계 화합물의 예에는, 2,6-디-t-부틸-p-크레졸, 펜타에리트리틸-테트라키스〔3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트〕, 트리에틸렌글리콜-비스〔3-(3-t-부틸-5-메틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트〕, 1,6-헥산디올-비스〔3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트〕, 2,4-비스-(n-옥틸티오)-6-(4-히드록시-3,5-디-t-부틸아닐리노)-1,3,5-트리아진, 2,2-티오-디에틸렌비스〔3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트〕, 옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, N,N'-헥사메틸렌비스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시-히드로신남아미드, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)벤젠, 트리스-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)-이소시아네이트 등이 포함된다. 산화 방지제는, 1종이어도 되고, 2종 이상을 조합해도 된다.
그 중에서도, 2,6-디-t-부틸-p-크레졸, 펜타에리트리틸-테트라키스〔3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트〕, 트리에틸렌글리콜-비스〔3-(3-t-부틸-5-메틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트〕가 바람직하다.
산화 방지제는, 예를 들어 N,N'-비스〔3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오닐〕히드라진 등의 히드라진계의 금속 불활성제나 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트 등의 인계 가공 안정제와 병용되어도 된다.
산화 방지제의 함유량(광학 필름에 있어서의 총 함유량)은 예를 들어 시클로올레핀계 수지에 대하여 0.1 내지 10질량％의 범위 내인 것이 바람직하다. 산화 방지제의 함유량이 0.1질량％ 이상이면, 광학 필름의 내구성(특히 내후성)을 충분히 높일 수 있다. 산화 방지제의 함유량이 10질량％ 이하이면 광학 필름의 투명성이 손상되기 어렵다. 산화 방지제의 함유량은, 0.5 내지 5질량％의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
자외선 흡수제 및 산화 방지제 중 적어도 한쪽은, 광학 필름의 용매 처리에 의해 조화된 표면에 편재되어 있는 것이 바람직하다.
1-4. 기타의 성분
광학 필름은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 다른 첨가제를 더 포함하고 있어도 된다. 다른 첨가제의 예에는, 가소제, 열 안정제, 미립자(매트제), 계면 활성제, 불소계 계면 활성제 및 박리 보조제 등이 포함된다.
(미립자)
미립자는, 광학 필름의 표면에 요철을 부여하여, 미끄럼성을 향상시킬 수 있다. 미립자는, 무기 미립자 또는 유기 미립자일 수 있다.
무기 미립자의 예에는, 실리카, 티타니아, 알루미나, 지르코니아 등의 무기 산화물의 미립자나; 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 소성 카올린, 소성 규산칼슘, 수화규산칼슘, 규산알루미늄, 규산마그네슘, 인산칼슘 등의 미립자가 포함된다.
유기 미립자의 예에는, 실리콘 수지, 불소 수지, (메트)아크릴계 수지 등의 미립자가 포함된다. 그 중에서도, 헤이즈를 발생시키기 어렵고, 착색도 적다는 점에서, 실리카 입자가 바람직하다.
미립자의 평균 입자경은, 1 내지 500nm의 범위 내인 것이 바람직하고, 5 내지 300nm의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 평균 입자경을 1nm 이상으로 함으로써 접착 용이층의 미끄럼성을 효과적으로 높일 수 있고, 500nm 이하로 함으로써, 헤이즈를 낮게 억제할 수 있다. 미립자의 평균 입자경은, 레이저 회절법에 의해 입경 분포를 측정하고, 측정된 입경 분포에 있어서 소경 측으로부터 계산한 누적 체적이 50％가 되는 입자경(50％ 체적 누적 직경 D50)으로 한다.
미립자의 함유량은, 광학 필름에 대하여 10질량％ 이하로 할 수 있다.
1-5. 광학 필름의 물성에 대하여
(위상차값)
광학 필름은, 그 용도에 따라 다양한 위상차값을 취할 수 있다. 예를 들어, 광학 필름이, VA 모드나 IPS 모드의 액정 표시 장치의 광학 필름으로서 사용되는 경우, 광학 필름의 측정 파장 590nm, 23℃, 55％ RH의 환경하에서 측정되는 면내 방향의 위상차 Ro 및 두께 방향의 위상차 Rth는, 예를 들어 하기 관계를 만족시킬 수 있다.
0nm≤Ro≤300nm
-200nm≤Rth≤200nm
광학 필름의 면내 방향의 위상차 Ro는, 50≤Ro≤250nm를 만족시키는 것이 보다 바람직하고, 50nm≤Ro≤200nm를 만족시키는 것이 더욱 바람직하다. 광학 필름의 두께 방향의 위상차 Rth는, -150nm≤Rth≤150nm를 만족시키는 것이 보다 바람직하고, -120nm≤Rth≤120nm를 만족시키는 것이 더욱 바람직하다.
광학 필름의 Ro 및 Rth는, 각각 하기 식으로 정의된다.
식 (2a): Ro = (nx-ny)×d
식 (2b): Rth = ((nx+ny/2-nz)×d
(식 중, nx는, 광학 필름의 면내 지상축 방향의 굴절률을 나타낸다. ny는, 광학 필름의 면내 지상축에 직교하는 방향의 굴절률을 나타낸다. nz는, 광학 필름의 두께 방향의 굴절률을 나타낸다. d는, 광학 필름의 두께(nm)를 나타낸다.)
광학 필름의 Ro 및 Rth의 측정은, 이하의 방법으로 행할 수 있다.
(1) 광학 필름을 23℃, 55％ RH의 환경하에서 24시간 조습한다. 이 광학 필름의 평균 굴절률을 아베 굴절계로 측정하고, 두께 d를 시판중인 마이크로미터를 사용하여 측정한다.
(2) 조습 후의 광학 필름의, 측정 파장 590nm에 있어서의 리타데이션 Ro 및 Rth를, 각각 자동 복굴절률계 액소 스캔(Axo Scan Mueller Matrix Polarimeter: 액소 매트릭스사제)을 사용하여, 23℃, 55％ RH의 환경하에서 측정한다. 구체적으로는,
(i) 필름 면의 법선 방향에 평행하게 측정 파장 590nm의 광을 입사시켰을 때의 Ro를, 액소 스캔으로 측정한다.
(ii) 또한, 액소 스캔에 의해, 시료편의 면내 지상축을 경사축(회전축)으로 하여, 시료편의 표면의 법선에 대하여 θ의 각도(입사각(θ))로부터 측정 파장 590nm의 광을 입사시켰을 때의 위상차 R(θ)을 측정하였다. 위상차 R(θ)의 측정은, θ 가 0° 내지 50°인 범위에서 10°마다 6점 행한다. 시료편의 면내 지상축은, 액소 스캔에 의해 확인한다.
(iii) 측정된 Ro 및 R(θ)과, 전술한 평균 굴절률과 두께로부터, 액소 스캔이 nx, ny 및 nz를 산출하고, 상기 식 (2b)에 기초하여 측정 파장 590nm에서의 Rth를 산출한다.
(두께)
광학 필름의 두께는, 요구되는 Ro와 Rth의 범위에 따라 다르기도 하지만, 예를 들어 10 내지 200㎛의 범위 내이며, 10 내지 100㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 15 내지 60㎛의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 15 내지 30㎛의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.
[광학 필름의 제조 방법]
본 발명의 광학 필름은, 1) 상기 시클로올레핀계 수지 및 용매를 포함하는 도프를 준비하는 공정, 2) 얻어진 도프를 지지체 상에 유연시킨 후, 건조 및 박리하여, 유연막을 얻는 공정, 및 3) 얻어진 유연막을 연신시키는 공정을 거쳐, 추가로, 4) 연신된 유연막을 건조시키는 공정, 5) 얻어진 광학 필름의 양단부를 절단하여, 엠보스 가공을 실시하는 공정, 6) 광학 필름에 조화면을 형성하는 공정, 및 7) 권취 공정을 거쳐 제조할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 접착 용이층을 형성하는 공정을 행하는 것이 바람직하다.
1)의 공정(도프 조제 공정)에 대하여
시클로올레핀계 수지를, 용매에 용해 또는 분산시켜, 도프를 조제한다.
도프에 사용되는 용매는, 적어도 시클로올레핀계 수지를 용해시킬 수 있는 유기 용매(양용매)를 포함한다. 양용매의 예에는, 메틸렌클로라이드 등의 염소계 유기 용매나; 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세톤, 테트라히드로푸란 등의 비염소계 유기 용매가 포함된다. 그 중에서도, 메틸렌클로라이드가 바람직하다.
도프에 사용되는 용매는, 빈용매를 더 포함하고 있어도 된다. 빈용매의 예에는, 탄소 원자수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄상의 지방족 알코올이 포함된다. 도프 중의 알코올의 비율이 높아지면, 막상물이 겔화되기 쉽고, 금속 지지체로부터의 박리가 용이해지기 쉽다. 탄소 원자수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄상의 지방족 알코올로서는, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, iso-프로판올, n-부탄올, sec-부탄올, tert-부탄올을 들 수 있다. 이들 중 도프의 안정성, 비점도 비교적 낮고, 건조성도 좋은 점 등에서 에탄올이 바람직하다.
2)의 공정(유연 공정)에 대하여
얻어진 도프를, 지지체 상에 유연시킨다. 도프의 유연은, 유연 다이로부터 토출시켜 행할 수 있다.
지지체 상에 유연된 도프를, 지지체로부터 박리 롤에 의해 박리 가능하게 될 때까지, 용매를 증발시킨다. 용매를 증발시키는 방법으로서는, 유연된 도프에 바람을 쏘이는 방법이나, 지지체의 이면으로부터 액체에 의해 전열시키는 방법, 복사열에 의해 표리로부터 전열하는 방법 등이 있다.
그 후, 용매를 증발시켜 얻어진 유연막을, 박리 롤에 의해 박리한다.
박리시의 지지체 상의 유연막의 잔류 용매량은, 건조 조건이나 지지체의 길이 등에 따라 다르기도 하지만, 예를 들어 50 내지 120질량％일 수 있다. 잔류 용매량이 많은 상태에서 박리하면, 유연막이 너무 연해서, 박리시 평면성이 손상되기 쉽고, 박리 장력에 의한 주름이나 세로 줄무늬가 발생하기 쉽기 때문에, 이들 점을 고려하여, 박리시의 잔류 용매량이 결정된다. 잔류 용매량은, 하기 식으로 정의된다.
잔류 용매량(질량％) = (유연막의 가열 처리 전 질량 - 유연막의 가열 처리 후 질량/(유연막의 가열 처리 후 질량)×100
잔류 용매량을 측정할 때의 가열 처리는, 115℃에서 1시간의 가열 처리이다.
3)의 공정(연신 공정)에 대하여
지지체로부터 박리하여 얻어진 유연막을, 연신시킨다.
연신은, 요구되는 광학 특성에 따라 행하면 되고, 폭 방향(TD 방향), 반송 방향(MD 방향), 경사 방향 중 1 이상의 방향으로 연신시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, λ/4 위상차 필름으로서 기능하는 광학 필름을 제조하는 경우에는, 경사 방향으로 연신시키는 것이 바람직하다.
연신 배율은, 요구되는 광학 특성에 따라 다르기도 하지만, 예를 들어 λ/4 위상차 필름으로서 사용하는 경우, 1.05 내지 4.0배의 범위 내인 것이 바람직하고, 1.5 내지 3.0배의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
연신 배율(배)은 연신 후의 필름 연신 방향 크기/연신 전의 필름의 연신 방향 크기로서 정의된다. 또한, 2축 연신을 행하는 경우에는, TD 방향과 MD 방향 각각에 대하여, 상기 연신 배율로 하는 것이 바람직하다.
연신 온도(연신시의 건조 온도)는 전술한 바와 마찬가지로, 시클로올레핀계 수지의 유리 전이 온도를 Tg라 했을 때, (Tg+2) 내지 (Tg+50)℃인 것이 바람직하고, (Tg+5) 내지 (Tg+30)℃인 것이 보다 바람직하다. 연신 온도가 (Tg+2)℃ 이상이면, 용매를 적절하게 휘발시키기 쉽기 때문에, 연신 장력을 적절한 범위로 조정하기 쉽고, (Tg+50)℃ 이하이면, 용매가 너무 휘발되지 않기 때문에, 연신성이 손상되기 어렵다. 연신 온도는, 전술한 바와 마찬가지로, (a) 연신기 내 온도 등의 분위기 온도를 측정하는 것이 바람직하다.
연신 개시시의 막상물 중의 잔류 용매량은, 박리시의 막상물 중의 잔류 용매량과 동일한 정도인 것이 바람직하고, 예를 들어 20 내지 30질량％인 것이 바람직하고, 25 내지 30질량％의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
막상물의 TD 방향(폭 방향)의 연신은, 예를 들어 막상물의 양단을 클립이나 핀으로 고정하고, 클립이나 핀의 간격을 진행 방향으로 확장하는 방법(텐터법)으로 행할 수 있다. 막상물의 MD 방향의 연신은, 예를 들어 복수의 롤에 주속차를 두고, 그 사이에서 롤 주속차를 이용하는 방법(롤법)으로 행할 수 있다. 특히, 유연막의 양단부를 클립 등으로 파지하여 연신시키는 텐터 방식이, 필름의 평면성이나 치수 안정성을 향상시키기 위하여 바람직하다. 유연막을 MD 방향 및 TD 방향의 양방향으로 연신시킴으로써, MD 방향 및 TD 방향에 대하여 비스듬히 교차하는 방향으로 연신(경사 연신)시키는 것이 바람직하다.
4)의 공정(건조 공정)에 대하여
연신된 유연막을 더 건조시켜, 광학 필름을 얻는다.
유연막의 건조는, 예를 들어 복수의 반송 롤(예를 들어 측면에서 보아 지그재그 형상으로 배치된 복수의 반송 롤)에 의해 유연막을 반송하면서 행할 수 있다. 건조 수단은, 특별히 제한되지 않고, 열풍, 적외선, 가열 롤 또는 마이크로파가 사용된다. 간편한 점에서, 열풍 건조가 바람직하다.
5)의 공정(절단·엠보스 가공 공정)에 대하여
얻어진 광학 필름의 폭 방향의 양단부를 절단한다. 광학 필름의 양단부의 절단은, 슬리터에 의해 행할 수 있다.
이어서, 광학 필름의 폭 방향의 양단부에, 엠보스 가공(널링 가공)을 실시한다. 엠보스 가공은, 가열된 엠보스 롤러를 광학 필름의 양단부에 누름으로써 행할 수 있다. 엠보스 롤러의 표면에는 미세한 요철이 형성되어 있고, 엠보스 롤러를 광학 필름의 양단부에 누름으로써, 양단부에 요철이 형성된다. 이러한 엠보스 가공에 의해, 다음 권취 공정에서의 권취 어긋남이나 블로킹(필름끼리의 첩부)을 최대한 억제할 수 있다.
6)의 공정(조화면 형성 공정)에 대하여
절단한 광학 필름에 조화면을 형성한다. 조화면은, 몰드를 사용한 스탬핑, 플라스마 에칭, 샌드블라스트법, 샌드페이퍼 처리, 고습도 조건에서의 유연 제막 등으로 형성할 수 있고, 몰드를 사용한 스탬핑이 가장 바람직하다.
몰드에 의해 스탬핑하는 방법에 있어서는, 롤 형상의 몰드를 회전시켜, 몰드의 외주면을 따라 회전 방향으로 광학 필름을 소정의 압력과 시간으로 주행시키고, 그 후, 몰드로부터 광학 필름을 박리함으로써, 조화면을 형성한다.
여기서, 몰드에 의한 압력이나 프레스 시간을 변화시킴으로써, 편면 외부 헤이즈를 조정할 수 있고, 프레스 시간을 길게 하거나, 또는 압력을 높게 함으로써, 편면 외부 헤이즈값이 커진다.
7)의 공정(권취 공정)에 대하여
그리고, 얻어진 광학 필름을 권취하여, 롤체를 얻는다.
즉, 광학 필름을 반송하면서 권취 코어에 권취함으로써, 롤체로 한다. 광학 필름의 권취 방법은, 일반적으로 사용되고 있는 와인더를 사용한 방법이면 되고, 정 토크법, 정 텐션법, 테이퍼 텐션법, 내부 응력 일정의 프로그램 텐션 컨트롤법 등의 장력을 컨트롤하는 방법이 있다.
롤체에 있어서의 광학 필름의 권취 길이는, 1000 내지 7200m의 범위 내인 것이 바람직하다. 광학 필름의 폭은, 1000 내지 3000mm의 범위 내인 것이 바람직하다.
(접착 용이층 형성 공정)에 대하여
또한, 필요에 따라, 광학 필름의 조화면과 반대측의 면에 접착 용이층을 형성하는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 2)의 공정(유연 공정) 후, 3)의 공정(연신 공정) 전에(즉, 지지체로부터 박리하여 얻어진 유연막을 연신시키기 전에), 접착 용이층을 형성하는 면에 방전 처리를 실시하고, 방전 처리를 실시한 측의 표면에 수지 재료를 도포함으로써 접착 용이층을 형성할 수 있다.
상기 수지 재료로서는, 아크릴 수지, 비닐 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지를 들 수 있고, 바람직하게는 폴리우레탄 수지이다.
상기 수지 재료는, 아크릴 수지나 폴리우레탄 수지, 에폭시 화합물, 아디프산디히드라지드 등과 물을 혼합하여, 액상의 수계 수지 조성물로 하여, 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 수계 수지 조성물 중의 수지 재료의 함유량은, 1 내지 50질량％의 범위 내인 것이 바람직하다.
[편광판]
본 발명의 편광판은, 적어도, 편광판 보호 필름, 편광자, 광학 필름 및 점착 시트가 이 순으로 적층되어 이루어지는 편광판으로서, 상기 광학 필름이 본 발명의 광학 필름이다.
<점착 시트>
점착 시트는, 점착제 조성물로 형성된 점착제층을 갖는다.
점착 시트로서는, 예를 들어 점착제층만을 갖는 양면 점착 시트, 기재와, 기재의 양면에 형성된 점착제층을 갖고, 적어도 한쪽의 점착제층이 점착제 조성물로 형성된 점착제층인 양면 점착 시트, 기재와, 기재의 한쪽 면에 형성된 상기 점착제층을 갖는 편면 점착 시트, 및 이들 점착 시트의 점착제층에 있어서의 기재와 접하고 있지 않은 면에 세퍼레이터가 첩부된 점착 시트를 들 수 있다.
상기 점착제 조성물로서는, 예를 들어 아크릴계 점착제 주제와, 가교제와, 산화 방지제 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 아크릴계 점착제 주제로서는, 예를 들어 아크릴산4-히드록시부틸 단위(4-HBA), 아크릴산부틸 단위, 아크릴산메틸 단위 등을 들 수 있다.
상기 가교제로서는, 톨릴렌디이소시아네이트계 화합물, 크실릴렌디이소시아네이트 등을 들 수 있다.
상기 산화 방지제로서는, 펜타에리트리톨-테트라키스(3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트)(BASF 재팬사제, IRGANOX1010) 등의 힌더드 페놀계 산화 방지제, 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트(BASF 재팬사제, IRGAFOS168) 등의 인계 산화 방지제를 들 수 있다.
점착제 조성물 중의, 아크릴계 점착제 주제는, 10 내지 90질량％의 범위 내에서 함유하고 있는 것이 바람직하고, 가교제는 0.01 내지 5.00질량％의 범위 내에서 함유하고 있는 것이 바람직하고, 산화 방지제는, 0.01 내지 5.00질량％의 범위 내에서 함유하고 있는 것이 바람직하다.
(함수율)
상기 점착 시트는, 고습 쇼크의 발생을 억제하기 위하여 함수량은 적은 것이 바람직하고, 한편, 함수량이 적으면 접착 불량을 일으킨다는 점에서, 점착 시트는 적지 않게 함수하고 있는 것이 바람직하다. 그 때문에, 점착 시트의 함수율은, 3.0 내지 10.0％의 범위 내인 것이 바람직하고, 3.5 내지 5.5％의 범위 내인 것이 특히 바람직하다.
점착 시트의 함수율은, 두께 50㎛의 폴리에스테르 필름 상에 점착제층을 형성하고, 60mm×130mm로 재단한 후에, 그 점착 시트를 70mm×150mm로 재단된 두께 1mm의 폴리카보네이트에 첩부하고, 40℃, 95％ RH 환경하에 48시간 정치하여, 점착제의 질량 증가를 측정함으로써 구한다.
상기 점착 시트의 함수율을, 3.0 내지 10.0％의 범위 내로 하기 위해서는, 예를 들어 상기 점착제 조성물 중의 아크릴산4-히드록시부틸 단위(4-HBA)의 함유량을 4.0 내지 25질량％의 범위 내로 하는 것을 들 수 있다.
(편광자)
편광자는, 일정 방향의 편파면의 광만을 통과시키는 소자이며, 현재 알려져 있는 대표적인 편광자는, 폴리비닐알코올계 편광 필름이다. 폴리비닐알코올계 편광 필름에는, 폴리비닐알코올계 필름에 요오드를 염색시킨 것과, 2색성 염료를 염색시킨 것이 있다.
폴리비닐알코올계 편광 필름은, 폴리비닐알코올계 필름을 1축 연신시킨 후, 요오드 또는 2색성 염료로 염색한 필름(바람직하게는 또한 붕소 화합물로 내구성 처리를 실시한 필름)이어도 되고; 폴리비닐알코올계 필름을 요오드 또는 2색성 염료로 염색한 후, 1축 연신시킨 필름(바람직하게는, 또한 붕소 화합물로 내구성 처리를 실시한 필름)이어도 된다. 편광자의 흡수축은, 통상, 최대 연신 방향과 평행하다.
예를 들어, 일본 특허 공개 제2003-248123호 공보, 일본 특허 공개 제2003-342322호 공보 등에 기재된 에틸렌 단위의 함유량 1 내지 4몰％, 중합도 2000 내지 4000, 비누화도 99.0 내지 99.99몰％의 에틸렌 변성 폴리비닐알코올이 사용된다. 그 중에서도, 열수 절단 온도가 66 내지 73℃인 에틸렌 변성 폴리비닐알코올 필름이 바람직하게 사용된다.
편광자의 두께는, 5 내지 30㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 편광판을 박형화하기 위한 것 등으로부터, 5 내지 20㎛의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 광학 필름이 λ/4 필름으로서 사용되는 경우, 본 발명의 광학 필름의 면내 지상축과 편광자의 흡수축이 이루는 각도는, 20 내지 70°의 범위 내인 것이 바람직하고, 30 내지 60°인 것이 보다 바람직하고, 40 내지 50°의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 본 발명의 광학 필름이, VA용의 위상차 필름으로서 사용되는 경우, 본 발명의 광학 필름의 면내 지상축과 편광자의 흡수축은 대략 직교할 수 있다.
또한, 편광자와 광학 필름은, 접착제 또는 점착제를 개재하여 접합하는 것이 바람직하다.
접착제는, 폴리비닐알코올계 수지나 우레탄 수지를 주성분으로서 포함하는 수계 접착제나, 에폭시계 수지 등의 광경화성 수지를 주성분으로서 포함하는 광경화형 접착제일 수 있다. 점착제는, 아크릴계 중합체, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄 및 폴리에테르 등을 베이스 폴리머로서 포함하는 것일 수 있다. 그 중에서도, 본 발명의 광학 필름과의 친화성이 좋고, 흡수에 의한 변형도 발생하기 어렵다는 점에서, 수계 접착제가 바람직하다.
편광자와 본 발명의 광학 필름의 접합은, 통상, 롤 투 롤로 행할 수 있다.
(편광판 보호 필름)
편광자의 광학 필름과 반대측의 면에는, 편광판 보호 필름이 배치되어 있다.
편광판 보호 필름의 예에는, 시판중인 셀룰로오스 아실레이트 필름(예를 들어, 코니카 미놀타 태크 KC6UA, KC8UX, KC4UX, KC5UX, KC8UY, KC4UY, KC12UR, KC8UCR-3, KC8UCR-4, KC8UCR-5, KC4FR-1, KC8UY-HA, KC8UX-RHA, KC8UE, KC4UE, KC4HR-1, KC4KR-1, KC4UA, KC6UA 이상 코니카 미놀타 옵토(주)제) 등이 포함된다.
편광판 보호 필름의 두께는, 특별히 한정은 없지만, 10 내지 100㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 10 내지 60㎛의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 20 내지 60㎛의 범위 내인 것이 특히 바람직하다.
[액정 표시 장치]
본 발명의 액정 표시 장치는, 액정 셀에, 상기 편광판이 적어도 편측의 면에 접합된 액정 표시 장치로서, 상기 점착 시트가, 상기 액정 셀에 인접하는 것을 특징으로 한다.
도 2는 액정 표시 장치의 기본적인 구성의 일례를 나타내는 모식도이다. 도 2에 나타나는 바와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치(20)는 액정 셀(30)과, 그것을 끼움 지지하는 제1 편광판(40) 및 제2 편광판(50)과, 백라이트(60)를 포함한다.
액정 셀(30)의 표시 모드는, 예를 들어 TN(Twisted Nematic), VA(Vistical Alignment), 또는 IPS(In Plane Switching) 등의 어느 표시 모드여도 된다. 모바일 기기에 적합한 액정 셀은, 예를 들어 IPS 모드가 바람직하다. 중·대형 용도의 액정 셀은, 예를 들어 VA 모드가 바람직하다.
제1 편광판(40)은 액정 셀(30)의 시인측의 면에 배치되어 있고, 제1 편광자(41)와, 제1 편광자(41)의 액정 셀과는 반대측의 면에 배치된 보호 필름(43)(F1)과, 제1 편광자(41)의 액정 셀 측의 면에 배치된 보호 필름(45)(F2)을 포함한다.
제2 편광판(50)은 액정 셀(30)의 백라이트 측의 면에 배치되어 있고, 제2 편광자(51)와, 제2 편광자(51)의 액정 셀 측의 면에 배치된 보호 필름(53)(F3)과, 제2 편광자(51)의 액정 셀과는 반대측의 면에 배치된 보호 필름(55)(F4)을 포함한다.
제1 편광자(41)의 흡수축과 제2 편광자(51)의 흡수축은 직교하고 있는 것이 바람직하다.
보호 필름(45)(F2)은 본 발명의 광학 필름으로 할 수 있다. 광학 필름의 접착 용이층과 제1 편광자(41)는, 직접 적층되어 있다. 보호 필름(45)(F2)의 면내 지상축과 제1 편광자(41)의 흡수축은 대략 직교할 수 있다. 보호 필름(43)(F1), 53(F3) 및 (55)(F4)는 예를 들어 전술한 편광판 보호 필름으로 할 수 있다.
도 2에서는, 보호 필름(45)(F2)을 본 발명의 광학 필름으로 한 예를 나타냈지만, 이에 한정되지 않고, 53(F3)을 본 발명의 광학 필름으로 해도 된다. 예를 들어, 보호 필름(53)(F3)을 본 발명의 광학 필름으로 한 경우, 보호 필름(53)(F3)의 액정 셀 측의 면에 조화면을 형성하고, 당해 조화면과 액정 셀 사이에 점착 시트를 마련하는 것이 바람직하다. 또한, 조화면과 반대측의 면에는 접착 용이층을 형성하는 것이 바람직하다.
보호 필름(45)(F2)으로서의 본 발명의 광학 필름은, 투습도(40℃, 95％ RH)를 0.1 내지 60g/(m2·24h)의 범위 내로 하고, 편면에 조화면을 갖고, 상기 조화면의 편면 외부 헤이즈가, 0.02％ 이상 0.10％ 미만이므로, 조화면 측의 편면 외부 헤이즈가 높고, 표면 조도도 크고, 점착 시트와의 접촉 면적이 커지므로, 접착력이 향상되고, 또한 점착 시트로부터 방출된 수분을 흡수하는 양을 늘릴 수 있다. 그 결과, 본 발명의 광학 필름을 사용한 액정 표시 장치는 패널의 흐림을 억제할 수 있다.
실시예
이하, 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기 실시예에 있어서, 특기하지 않는 한, 조작은 실온(25℃)에서 행해졌다. 또한, 특기하지 않는 한, 「％」 및 「부」는, 각각, 「질량％」 및 「질량부」를 의미한다.
[점착제 조성물 (A)의 조제]
아크릴산4-히드록시부틸 단위(4-HBA) 4.5질량％와 아크릴산부틸 단위 60질량％ 및 아크릴산메틸 단위 35.5질량％를 갖는 아크릴계 점착제 주제 100 질량부에, 가교제로서 톨릴렌디이소시아네이트계 화합물(닛폰 폴리우레탄 고교사제, 코로네이트 L)을 0.3질량부, 힌더드 페놀계 산화 방지제로서 펜타에리트리톨-테트라키스(3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트)(BASF 재팬사제, IRGANOX1010)를 0.7질량부, 인계 산화 방지제로서 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트(BASF 재팬사제, IRGAFOS168)를 0.5질량부 배합하여, 점착제 조성물 (A)를 얻었다.
[점착제 조성물 (B)의 조제]
교반기, 환류 냉각기, 온도계 및 질소 도입관을 구비한 반응 장치에 n-부틸아크릴레이트(n-BA) 97질량부, N-비닐피롤리돈(NVP) 2질량부, 1,4-시클로헥산디메탄올 모노아크릴레이트(CHDMMA) 1질량부, 아세트산에틸 100질량부를 투입하고, 질소 가스를 도입하면서 70℃로 승온하였다.
이어서, 아조비스이소부티로니트릴 0.05질량부를 첨가하고, 플라스크 내의 내용물의 온도가 70 내지 71℃로 유지될 수 있도록 가열 및 냉각을 반복하고, 4시간 반응을 행하였다. 또한, 아조비스이소부티로니트릴을 첨가하고 나서 1시간 후에 아세트산에틸 50질량부를 약 1시간에 걸쳐 적하하였다. 반응 종료 후, 아세트산에틸을 추가로 첨가하여, 중량 평균 분자량(Mw)이 180만, 중량 평균 분자량/수 평균 분자량(Mw/Mn)이 6.0인 (메트)아크릴계 중합체를 얻었다.
상기 (메트)아크릴계 중합체의 고형분 100질량부에 대하여, 이소시아네이트계 가교제(TD-75: 소껭 가가쿠제)를 고형분으로 0.2질량부, 실란 커플링제(KBM-403: 신에츠 가가쿠 고교제)를 고형분으로 0.2질량부를 혼합하여, 점착제 조성물 (B)를 얻었다.
[점착제 조성물 (C), (D) 및 (E)의 조제]
점착 시트 (A)의 제작과 마찬가지의 수순으로, 점착제 중의 아크릴산4-히드록시부틸 단위(4-HBA)의 양을 바꾸어, 하기 표 I에 나타내는 함수율의 점착제 조성물 (C), (D) 및 (E)를 얻었다. 또한, 함수율은 상기한 방법에 의해 산출하였다.
Figure pct00004
[점착제층을 구비한 편광판의 제조]
상기에서 조제한 각 점착제 조성물을, 각각 박리 처리된 PET 필름에 건조 후의 두께가 25㎛가 되도록 도공하고, 90℃에서 3분간 건조시켜 점착제층을 형성하여 점착 시트 (A) 내지 (E)를 제작하였다.
그 후, 각 점착 시트에, 점착제층에 가까운 쪽부터 차례로 (광학 필름)/(편광자)/(편광판 보호 필름)을 접합하고, 23℃, 50％ RH 환경하에서 7일간 에이징을 행하여, 점착제층을 구비한 편광판의 샘플 1 내지 52를 제조하였다.
또한, 상기 편광자는 하기와 같이 제작한 것을 사용하였다.
두께 120㎛의 폴리비닐알코올 필름을, 1축 연신시키고(온도 110℃, 연신 배율 5배), 요오드 0.075g, 요오드화 칼륨 5g, 물 100g으로 이루어지는 수용액에 60초간 침지시키고, 이어서 요오드화 칼륨 6g, 붕산 7.5g, 물 100g으로 이루어지는 68℃의 수용액에 침지시켰다. 침지 후의 필름을 수세, 건조시켜, 편광자를 얻었다.
또한, 편광자와 광학 필름의 접합은, 편광자의 투과축과 광학 필름의 지상축이 45°의 방향이 되도록 접합하였다.
또한, 상기 편광판 보호 필름으로서는, 알칼리 비누화 처리를 한 코니카 미놀타 태크 필름 KC4UAH(코니카 미놀타(주)제)를 사용하였다. 또한, 샘플 1 내지 52는, 하기에 제시하는 광학 필름을 각각 사용하였다.
[샘플 1]
<광학 필름 1>
광학 필름 1에는 시판품인 「ZEONOR1420R」(닛폰 제온사제)을 사용하였다. 하기 표에서는, 「수지 A」라고 표기한다.
[샘플 2]
<광학 필름 (A)의 제조>
시클로올레핀계 중합체를 포함하는 수지(유리 전이 온도 137℃; 닛폰 제온사제 「ZEONOR1420R」, 하기 표에서는 「수지 B」라고 표기.)의 펠릿을 100℃에서 5시간 건조시켰다. 그 후, 건조시킨 수지의 펠릿을, 단축의 압출기에 공급하였다. 수지는 압출기 내에서 용융된 후에, 폴리머 파이프 및 폴리머 필터를 거쳐, T다이로부터 캐스팅 드럼 상에 시트상으로 압출되어, 냉각되었다. 이에 의해, 두께 100㎛, 폭 500mm의 광학 필름 (A)를 얻었다.
<광학 필름 2의 제조>
텐터식 횡연신기를 사용하여, 얻어진 광학 필름 (A)의 양단부를 클립으로 파지하여, 연신 온도 155℃, 연신 배율 2.5배로 연속적으로 가로 1축 연신시키고, 또한 좌우 양단의 부분을 재단하여 제거하였다. 이에 의해 두께 40㎛, 폭 1250mm의 광학 필름 2를 얻었다.
[샘플 3]
<몰드의 제조>
순도 99.99％의 알루미늄 잉곳을, 외경 200mm, 내경 155mm, 길이 1250mm로 절단한 압연 자국이 없는 원통 형상의 알루미늄 기재에, 마포 연마 처리를 실시한 후, 과염소산/에탄올 혼합 용액 중(체적비 = 1/4)에서 전해 연마하여, 경면화하였다.
얻어진 알루미늄 기재에 대하여, 0.3M 옥살산 수용액 중에서, 직류 35V, 온도 16℃의 조건에서 10분간 양극 산화를 행하였다. 그 후, 알루미늄 기재를, 6질량％ 인산/1.8질량％ 크롬산 혼합 수용액에 침지시켜, 산화 피막을 제거하였다.
얻어진 알루미늄 기재에 대하여, 0.3M 옥살산 수용액 중에서, 직류 35V, 온도 16℃의 조건에서 30초간 양극 산화를 행하였다.
얻어진 산화 피막이 형성된 알루미늄 기재를, 30℃의 5질량％ 인산 수용액에 8분간 침지시켜, 세공 직경 확대 처리를 행하였다(구멍 직경 확대 처리 공정). 그 후, 알루미늄 기재에 대하여, 0.3M 옥살산 수용액 중에서, 직류 35V, 온도 16℃의 조건에서 30초간 양극 산화를 행하였다(산화 피막 성장 공정). 이 구멍 직경 확대 처리 공정과 산화 피막 성장 공정을 합계 4회 반복하고, 마지막으로 구멍 직경 확대 처리 공정을 행하여, 설계 상으로는 평균 간격 50nm, 깊이 100nm의 대략 원추 형상의 세공을 갖는 양극 산화 알루미나가 표면에 형성된 롤 형상의 몰드를 얻었다.
<조화면을 갖는 광학 필름의 제작>
얻어진 롤 형상의 몰드를 회전시켜, 몰드의 외주면을 따라 회전 방향으로 광학 필름 2를 압력 1MPa와 시간 60초로 주행시켰다. 그 후, 몰드로부터 박리하여, 광학 필름 3을 얻었다.
[샘플 4 내지 6]
<조화면을 갖는 광학 필름의 제작>
얻어진 롤 형상의 몰드를 회전시켜, 몰드의 외주면을 따라 회전 방향으로 광학 필름 2를 하기 표 II에 나타내는 바와 같은 압력 및 시간으로 주행시켰다. 그 후, 몰드로부터 박리하여, 광학 필름 4 내지 6을 얻었다.
Figure pct00005
[샘플 7 내지 14]
<광학 필름 7의 제조>
시클로올레핀계 중합체를 포함하는 수지(유리 전이 온도 137℃; 닛폰 제온사제 「ZEONOR1420R」)(하기 표에서는, 「수지 B」라고 표기함)의 펠릿을 100℃에서 5시간 건조시켰다. 그 후, 건조시킨 수지의 펠릿을, 단축의 압출기에 공급하였다. 수지는 압출기 내에서 용융된 후에, 폴리머 파이프 및 폴리머 필터를 거쳐, T다이로부터 캐스팅 드럼 상에 시트상으로 압출되어, 냉각되어, 막 두께 1000㎛의 원단 필름을 제작하였다.
텐터식 횡연신기를 사용하여, 얻어진 원단 필름의 양단부를 클립으로 파지하여, 연신 온도 155℃, 연신 배율 2.5배로 연속적으로 가로 1축 연신시키고, 또한 좌우 양단의 부분을 필름 폭이 1250mm가 되도록 재단하여 제거하였다. 얻어진 광학 필름의 편면에 광학 필름 3과 마찬가지로 압력 1MPa 및 프레스 시간 60초로 몰드에 의한 표면 처리를 행하여, 조화면을 형성하여, 광학 필름 7을 얻었다.
<광학 필름 8 내지 12의 제조>
광학 필름 7과 마찬가지로 원단 필름의 두께를 하기의 표 III과 같이 변경하고, 텐터식 횡연신기를 사용하여, 얻어진 필름의 양단부를 클립으로 파지하여, 연신 온도 155℃, 연신 배율 2.5배로 연속적으로 가로 1축 연신시키고, 또한 좌우 양단의 부분을 필름 폭이 1250mm가 되도록 재단하여 제거하였다. 얻어진 광학 필름의 편면에 광학 필름 3과 마찬가지로 압력 1MPa 및 프레스 시간 60초로 몰드에 의한 표면 처리를 행하여, 조화면을 형성하여, 광학 필름 8 내지 12를 얻었다.
Figure pct00006
<광학 필름 13 및 14의 제조>
원재료를 아톤 G7810(ARTON-G7810(JSR사제))(하기 표에서는, 「수지 C」라고 표기함)으로 변경하고, 광학 필름 7과 마찬가지로 원단 필름의 두께를 하기 표 IV와 같이 변경하고, 광학 필름 3과 마찬가지로 압력 1MPa 및 프레스 시간 60초로 몰드에 의한 표면 처리를 행하여, 조화면을 형성하여, 광학 필름 13 및 14를 제작하였다.
아톤 G7810은, 시클로올레핀계 수지(일반식 (A-2)로 표현되는 단량체와 에틸렌 화합물의 공중합체), 중량 평균 분자량 Mw = 140000)이다.
Figure pct00007
[샘플 15 내지 19]
<광학 필름 15의 제조>
시클로올레핀계 중합체를 포함하는 수지(유리 전이 온도 137℃; 닛폰 제온사제 「ZEONOR1420R」)(하기 표에서는, 「수지 B」라고 표기함)의 펠릿을 100℃에서 5시간 건조시켰다. 그 후, 건조시킨 수지의 펠릿을, 단축의 압출기에 공급하였다. 수지는 압출기 내에서 용융된 후에, 폴리머 파이프 및 폴리머 필터를 거쳐, T다이로부터 캐스팅 드럼 상에 시트상으로 압출되어, 냉각되어, 두께 50㎛의 원단 필름을 제작하였다.
그 후, 텐터식 횡연신기를 사용하여, 얻어진 필름의 양단부를 클립으로 파지하여, 연신 온도 155℃, 연신 배율 2.5배로 연속적으로 가로 1축 연신시키고, 또한 좌우 양단의 부분을 필름 폭이 1250mm가 되도록 재단하여 제거하였다.
얻어진 광학 필름의 편면에 광학 필름 3과 마찬가지로 압력 1MPa 및 프레스 시간 60초로 몰드에 의한 표면 처리를 행하여, 조화면을 형성하여, 광학 필름 15를 얻었다.
<광학 필름 16 내지 19의 제조>
광학 필름 15와 마찬가지로 원단 필름의 두께를 하기 표 V와 같이 변경하고, 텐터식 횡연신기를 사용하여, 얻어진 필름의 양단부를 클립으로 파지하여, 연신 온도 155℃에서 연신 배율을 하기 표 V와 같이 바꾸어 연속적으로 가로 1축 연신시키고, 또한 좌우 양단의 부분을 필름 폭이 1250mm가 되도록 재단하여 제거하였다.
얻어진 광학 필름의 편면에 광학 필름 3과 마찬가지로 압력 1MPa 및 프레스 시간 60초로 몰드에 의한 표면 처리를 행하여, 조화면을 형성하여, 광학 필름 16 내지 19를 얻었다.
Figure pct00008
[샘플 20]
<광학 필름 20의 제조>
광학 필름 20에는 시판품인 e-ZB12(닛폰 제온사제)를 사용하였다. 하기 표에서는, 「수지 D」라고 표기한다.
[샘플 21]
<광학 필름 21의 제조>
(재료 Y의 제작)
폴리우레탄의 수 분산체(상품명 「아데카본타이터」, 아데카사제, 중합체 Yp로서 극성기를 갖는 카보네이트계 폴리우레탄을 포함하는, 유리 전이 온도-16℃)를 100질량부(수 분산체 중의 폴리우레탄의 질량으로서의 양) 취하고, 여기에 에폭시 화합물(상품명 「데나콜 EX-521」, 나가세켐텍스사제) 10질량부와, 아디프산디히드라지드 6질량부와, 물을 배합하여, 재료 Y를, 고형분 22％의 액상의 수계 수지 조성물로서 얻었다.
(접착 용이층의 적층)
코로나 처리 장치(가스가 덴키사제)를 사용하여, 출력 500W, 전극 길이 1.35m, 반송 속도 15m/min의 조건에서, 상기에서 제작한 광학 필름 (A)(시클로올레핀계 중합체를 포함하는 수지(닛폰 제온사제 「ZEONOR1420R」)의 한쪽 표면에 방전 처리를 실시하였다. 광학 필름 (A)의 방전 처리를 실시한 측의 표면에, 재료 Y를, 건조 막 두께가 2.0㎛가 되도록 롤 코터를 사용하여 도포하였다.
그 후, 텐터식 횡연신기를 사용하여, 광학 필름 (A)의 양단부를 클립으로 파지하여, 연신 온도 155℃, 연신 배율 2.5배로 연속적으로 가로 1축 연신시키고, 또한 좌우 양단의 부분을 재단하여 제거하였다. 이에 의해, 도포된 재료 Y를 건조시켜 경화시키는 공정과, 광학 필름 (A)를 연신시키는 공정이 동시에 실시되어, 광학 필름 2의 표면에 도포층(폴리우레탄 수지로 이루어지는 접착 용이층)이 적층되어, 총 막 두께 40㎛(A층:도포층 = 20:1), 폭 1250mm의 광학 필름 21을 얻었다. 하기 표의 수지의 란에서는, 「수지 E」라고 표기한다.
[샘플 22 내지 25]
<광학 필름 22 내지 25의 제조>
상기 광학 필름 3의 제조에서 사용한 롤 형상의 몰드를 회전시켜, 몰드의 외주면을 따라 회전 방향으로 광학 필름 21을 하기 표 VI에 나타내는 바와 같은 압력 및 시간으로 주행시켰다. 그 후, 몰드로부터 박리하여, 광학 필름 22 내지 25를 얻었다.
Figure pct00009
[샘플 26 내지 33]
<광학 필름 26의 제조>
시클로올레핀계 중합체를 포함하는 수지(유리 전이 온도 137℃; 닛폰 제온사제 「ZEONOR1420R」)의 펠릿을 100℃에서 5시간 건조시켰다. 그 후, 건조시킨 수지의 펠릿을, 단축의 압출기에 공급하였다. 수지는 압출기 내에서 용융된 후에, 폴리머 파이프 및 폴리머 필터를 거쳐, T다이로부터 캐스팅 드럼 상에 시트상으로 압출되어, 냉각되어, 두께 1000㎛의 원단 필름을 제작하였다.
코로나 처리 장치(가스가 덴키사제)를 사용하여, 출력 500W, 전극 길이 1.35m, 반송 속도 15m/min의 조건에서, 원단 필름의 한쪽 표면에 방전 처리를 실시하였다. 원단 필름의 방전 처리를 실시한 측의 표면에, 재료 Y를, 건조 막 두께가 2.0㎛가 되도록 롤 코터를 사용하여 도포하였다.
그 후, 텐터식 횡연신기를 사용하여, 얻어진 원단 필름의 양단부를 클립으로 파지하여, 연신 온도 155℃, 연신 배율 2.5배로 연속적으로 가로 1축 연신시키고, 또한 좌우 양단의 부분을 필름 폭이 1250mm가 되도록 재단하여 제거하였다. 이에 의해, 도포된 재료 Y를 건조시켜 경화시키는 공정과, 원단 필름을 연신시키는 공정이 동시에 실시되어, 필름의 표면에 도포층이 적층되어, 총 막 두께 400㎛(A층:도포층 = 20:1)의 광학 필름 26을 얻었다.
<광학 필름 27 내지 31의 제조>
광학 필름 26과 마찬가지로 원단 필름의 두께를 하기 표 VII과 같이 변경하고, 텐터식 횡연신기를 사용하여, 얻어진 필름의 양단부를 클립으로 파지하여, 연신 온도 155℃, 연신 배율 2.5배로 연속적으로 가로 1축 연신시키고, 또한 좌우 양단의 부분을 필름 폭이 1250mm가 되도록 재단하여 제거하였다. 얻어진 광학 필름의 편면에 광학 필름 3과 마찬가지의 표면 처리를 실시하여, 조화면을 형성하여, 광학 필름 27 내지 31을 얻었다.
Figure pct00010
<광학 필름 32 및 33의 제조>
원재료를 아톤 G7810(JSR사제)(하기 표에서는, 「수지 C」라고 표기함)로 변경하고, 광학 필름 26과 마찬가지로 원단 필름의 두께를 하기 표 VIII과 같이 변경하고, 재료 Y를 원단 필름의 표면에 도포 및 연신 후, 광학 필름 3과 마찬가지의 표면 처리를 실시하여, 조화면을 형성하여, 광학 필름 32 및 33을 제작하였다.
Figure pct00011
[샘플 34]
<광학 필름 34의 제조>
광학 필름 21 기재의 재료 Y를, 롤 코터를 사용하여 광학 필름 (A)에 도포하고, 텐터식 횡연신기를 사용하여, 총 막 두께 20㎛(A층:도포층 = 20:1)이 되는 광학 필름 34를 얻었다. 얻어진 광학 필름 34의 도포층과 마주하는 면에, 광학 필름 3과 마찬가지로 압력 1MPa 및 프레스 시간 60초로 몰드에 의한 표면 처리를 행하여, 조화면을 얻었다.
[샘플 35]
<광학 필름 35의 제조>
디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(닛폰 가야쿠사제, 카야래드 DPHA) 100질량부, 2-메틸-1 [4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온(시바 스페셜티 케미컬즈사제, 이르가큐어 907) 4질량부를, 디스퍼밀을 사용하여 톨루엔 중에 용해시켰다. 얻어진 도액을 롤 코터로, 광학 필름 (A)에 도포하고, 오븐에서 용매 제거 후 자외선 조사하여, 접착 용이층을 제작하였다.
다음으로, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지(미쓰비시 가가쿠사제, 다이아날 BR-85) 80질량부를 메틸에틸케톤 중에 임의의 고형분에 용해시키고, 가교 NBR 고무 필러(JSR사제, XER-91, 입경 0.07㎛) 20질량부를 디스퍼밀로 분산시켜, 도액을 얻었다.
얻어진 도액을 롤 코터로, 광학 필름 (A) 상에 도포하여, 총 막 두께 20㎛(A층:도포층 = 20:1)의 광학 필름 35를 얻었다.
얻어진 광학 필름 35의 도포층과 마주하는 면에, 광학 필름 3과 마찬가지로 압력 1MPa 및 프레스 시간 60초로 몰드에 의한 표면 처리를 행하여, 조화면을 얻었다.
[샘플 36]
<광학 필름 36의 제조>
(비닐 방향족계 수지의 합성)
교반기, 콘덴서, 온도계를 구비한 유리제 플라스크에 스티렌 127.87g(1.23mol), 무수 말레산 13.3g(0.136mol), 용매로서 톨루엔 75g 및 라디칼 개시제로서 1,1'-아조비스(시클로헥산-1-카르보니트릴) 0.7g(2.7mmol)을 첨가하고, 90℃로 가열하고, 15시간 반응시켰다. 이 중합액의 일부를 취출하여, 반응률을 측정한 바 85％였다. 또한, 분자량을 측정한 바 Mw = 129,900, Mw/Mn = 2.00이었다.
얻어진 중합 반응 용액을 테트라히드로푸란으로 희석하고, 대량의 메탄올 중에 응고시킴으로써 비닐 방향족 수지를 회수·정제하고, 80℃의 진공 건조기로 2일간 건조시켰다.
(광학 필름에의 도포)
얻어진 비닐 방향족계 수지를 메틸에틸케톤에 용해시켜 수지 농도 35％의 도공 용액을 조제하였다. 코터를 사용하여, 얻어진 용액을 광학 필름 (A)에 도공하고, 50℃에서 10분간, 80℃에서 10분간, 110℃에서 300분간 건조시켜, 총 막 두께 20㎛(A층:도포층 = 20:1)의 광학 필름 36을 얻었다.
얻어진 광학 필름 36의 도포층과 마주하는 면에, 광학 필름 3과 마찬가지로 압력 1MPa 및 프레스 시간 60초로 몰드에 의한 표면 처리를 행하여, 조화면을 얻었다.
[샘플 37]
<광학 필름 37의 제조>
텐터식 횡연신기를 사용하여, 얻어진 필름 (A)의 양단부를 클립으로 파지하여, 연신 온도 155℃, 연신 배율 2.5배로 연속적으로 가로 1축 연신시키고, 또한 좌우 양단의 부분을 재단하여 제거하였다. 이에 의해 두께 40㎛, 폭 1250mm의 광학 필름 37을 얻었다.
얻어진 광학 필름 37에 접합하는 점착 시트를, 점착 시트 (A)로부터 점착 시트 (B)로 변경하고, 이것을 샘플 37로 하였다.
[샘플 38]
<광학 필름 38의 제조>
상기 광학 필름 3의 제조에서 사용한 롤 형상의 몰드를, 광학 필름 37에 대하여, 압력 1MPa와 시간 60초로 주행시켰다. 그 후, 몰드로부터 박리하여, 광학 필름 38을 얻었다.
얻어진 광학 필름 38에 접합하는 점착 시트를, 점착 시트 (A)로부터 점착 시트 (B)로 변경하고, 이것을 샘플 38로 하였다.
[샘플 39 내지 41]
<광학 필름 39 내지 41의 제조>
상기 광학 필름 3의 제조에서 사용한 롤 형상의 몰드를 회전시켜, 몰드의 외주면을 따라 회전 방향으로 광학 필름 37을 하기 표 IX에 나타내는 바와 같은 압력 및 시간으로 주행시켰다. 그 후, 몰드로부터 박리하여, 광학 필름 39 내지 41을 얻었다.
얻어진 광학 필름 39 내지 41에 접합하는 점착 시트를, 점착 시트 (A)로부터 점착 시트 (B)로 변경하고, 이것을 샘플 39 내지 41로 하였다.
Figure pct00012
[샘플 42 내지 46]
<광학 필름 42의 제조>
샘플 21 기재의 재료 Y의 도포·원단 필름의 연신을 실시하여, 총 막 두께 40㎛(A층:도포층 = 20:1), 폭 1250mm의 광학 필름 42를 얻었다.
얻어진 광학 필름 42에 접합하는 점착 시트를, 점착 시트 (A)로부터 점착 시트 (B)로 변경하고, 이것을 샘플 42로 하였다.
<광학 필름 43 내지 46의 제조>
상기 광학 필름 3의 제조에서 사용한 롤 형상의 몰드를 회전시켜, 몰드의 외주면을 따라 회전 방향으로 광학 필름 42를 하기 표 X에 나타내는 바와 같은 압력 및 시간으로 주행시켰다. 그 후, 몰드로부터 박리하여, 광학 필름 43 내지 46을 얻었다.
얻어진 광학 필름 43 내지 46에 접합하는 점착 시트를, 점착 시트 (A)로부터 점착 시트 (B)로 변경하고, 이것을 샘플 43 내지 46으로 하였다.
Figure pct00013
[샘플 47 내지 49]
광학 필름 3에 접합하는 점착 시트를, 점착 시트 (A)로부터 점착 시트 (C), (D), (E)로 각각 변경하고, 이것을 샘플 47 내지 49로 하였다.
[샘플 50 내지 52]
광학 필름 3에 접합하는 점착 시트를, 점착 시트 (A)로부터 점착 시트 (C), (D), (F)로 각각 변경하고, 이것을 샘플 50 내지 52로 하였다.
얻어진 각 샘플에 대하여, 광학 필름의 두께, 투습도, 조화면의 편면 외부 헤이즈, 및 이면의 편면 외부 헤이즈 등을 하기에 따라 측정하고, 하기 표 XI 및 XII에 나타내었다.
<투습도의 측정>
투습도는, JIS Z 0208 기재의 염화칼슘-컵법에 기초하여, 측정 대상의 필름을 40℃, 95％ RH의 조건 하에서 24시간 방치하여 측정하였다.
<조화면의 편면 외부 헤이즈의 측정>
(1) 광학 필름을, 23℃, 55％ RH의 환경에서 5시간 이상 조습한다. 그 후, 얻어지는 광학 필름의 전체 헤이즈 1을 헤이즈미터(형식 NDH 4000, 닛폰 덴쇼쿠(주)제)에 의해 파장 550nm에서 측정한다.
(2) 다음에 세정한 슬라이드 글래스 상에 글리세린(0.05ml)을 적하하고, 그 위에 상기 조습한 광학 필름을 기포가 들어가지 않도록, 조화면이 슬라이드 글래스 측이 되도록 글리세린과 접합하고, 얻어지는 적층물을 상기 헤이즈미터에, 광학 필름이 광검출기의 방향을 향하도록 세트하여, 헤이즈 A(이면의 편면 외부 헤이즈)를 측정한다.
(3) 얻어진 적층물의 광학 필름 측에 글리세린(0.05ml)을 적하하고, 그 위에 커버 유리를 얹고, 얻어지는 적층물을 상기 헤이즈미터에 세트하여, 내부 헤이즈 2를 측정한다.
측정에서 얻어진 헤이즈를 하기 식에 적용시켜, 조화면의 편면 외부 헤이즈 B를 측정한다.
식: 조화면의 편면 외부 헤이즈 B = 전체 헤이즈 1 - (내부 헤이즈 2 + 헤이즈 A)
또한, 조화면의 편면 외부 헤이즈 B의 측정은 10회 행하여, 평균값을 산출하였다.
[평가]
<접착성>
얻어진 점착 시트를 구비한 편광판을 25mm 폭으로 재단하여, 시험편을 제작하였다. 시험편으로부터 박리 처리된 PET 필름을 박리하여, 노출된 점착제층을 유리판에 1cm 어긋나게 해서 접합하고, 어긋나게 한 부분을 노출심부로 하였다. 접합 후, 50℃/5atm으로 조정된 오토클레이브 중에 20분간 유지하고, 압착하였다. 압착 후, 40℃, 95％ RH 환경하에서 1시간 방치 후, 편광판을 유리에 대하여 180°의 각도로, 300mm/min의 속도로 인장하고, 텐실론으로 접착력을 측정하였다. 접착 강도는 하기의 기준에 기초하여 평가하였다. 결과를 하기 표 XI 및 XII에 나타낸다.
(기준)
◎◎: 광학 필름 또는 점착제층이 파단되어 박리되지 않고, 60℃, 95％ RH 환경하에서도 접착성이 양호하다.
◎: 광학 필름 또는 점착제층이 파단되어 박리되지 않고, 접착성이 양호하다.
○: 광학 필름과 점착제층 사이에서 일부 박리되었지만, 접착성이 양호하다.
△: 광학 필름과 점착제층 사이에서 일부 박리되었지만, 문제가 없는 범위이다.
×: 광학 필름과 점착제층 사이에서 전부 박리되고, 접착성이 불량하다.
<고습 쇼크 개선>
얻어진 점착 시트를 구비한 편광판을 25mm 폭으로 재단하여, 시험편을 제작하였다. 시험편으로부터 박리 처리된 PET 필름을 박리하여, 노출된 점착제층을 유리판에 접합하였다. 접합 후, 40℃, 95％ RH의 항온 항습조 내에서 5일간 정치한 후에 취출하여, 하기의 기준에 기초하여 평가하였다. 결과를 하기 표 XI 및 XII에 나타낸다.
(기준)
◎◎: 패널에 흐림이 없었다.
◎: 60초 이내에 흐림이 사라졌다.
○: 10분 이내에 흐림이 사라졌다.
△: 1시간 이내에 흐림이 사라졌다.
×: 흐림이 사라지지 않았다.
Figure pct00014
Figure pct00015
상기 결과에 나타나는 바와 같이, 본 발명의 편광판은 비교예의 편광판에 비하여, 점착 시트(점착제층)와 광학 필름 사이에서의 접착성이 양호하고, 또한 패널의 흐림을 억제할 수 있는 것이 인지된다.
[액정 표시 장치(20)]
<액정 표시 장치(20)의 제작>
액정 표시 장치로서, 샤프제 액정 TV 「AQ-32AD5」를 준비하였다. 이 장치로부터 시인측의 편광판을 박리하고, 점착제층을 구비한 편광판으로서 샘플 20을, 점착 시트가 액정 셀에 인접하도록 접합하여, 액정 표시 장치(20)를 얻었다.
<액정 표시 장치(20)의 평가>
얻어진 액정 표시 장치(20)에 대하여, 바둑판 눈 시험을 실시한 바, 점착제층과 광학 필름 사이의 모든 격자 무늬에서 박리가 발생하여, 접착성이 불량하였다. 또한, 40℃, 95％ RH의 항온 항습조 내에서 5일간 정치한 바, 액정 표시 장치에 흐림이 사라지지 않았다.
[액정 표시 장치(43)]
<액정 표시 장치(43)의 평가>
액정 표시 장치(20)의 제작에 있어서, 점착제층을 구비한 편광판으로서 샘플 20을 샘플 43으로 변경한 것 이외는 마찬가지의 수순으로 얻어진 액정 표시 장치(43)에 대하여 바둑판 눈 시험을 실시한 바, 점착 시트(점착제층)와 광학 필름 사이에서 박리는 없고, 접착성이 양호하였다. 또한, 40℃, 95％ RH의 항온 항습조 내에서 5일간 정치한 바, 액정 표시 장치에 흐림은 발생하지 않았다.
본 발명은 점착 시트와의 사이의 접착력을 저하시키지 않고, 패널의 흐림을 억제할 수 있는 광학 필름, 당해 광학 필름을 사용한 편광판 및 액정 표시 장치에 이용할 수 있다.
30: 액정 셀
40: 제1 편광판
41: 제1 편광자
43: 보호 필름(F1)
45: 보호 필름(F2)
46: 조화면
47: 접착 용이층
48: 점착 시트
50: 제2 편광판
51: 제2 편광자
53: 보호 필름(F3)
55: 보호 필름(F4)
60: 백라이트
100: 광학 필름
101: 조화면
102: 접착 용이층
200: 편광판
300: 편광판 보호 필름
400: 편광자
500: 점착 시트

Claims (6)

  1. 시클로올레핀계 수지를 함유하는 광학 필름으로서,
    상기 시클로올레핀계 수지가, 공중합 성분으로서 에틸렌 화합물을 함유하는 수지이며,
    상기 광학 필름의 투습도(40℃, 95％ RH)가 0.1 내지 60g/(m2·24h)의 범위 내이며, 또한
    편면에 조화면을 갖고, 상기 조화면의 편면 외부 헤이즈가, 0.02％ 이상 0.10％ 미만인 광학 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조화면에 있어서의 편면 외부 헤이즈와, 당해 조화면과 반대측의 이면에 있어서의 편면 외부 헤이즈의 비가, 1.1:1.0 이상 10.0:1.0 미만인 광학 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조화면과 반대측의 이면에, 아크릴 수지, 비닐 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지 중 적어도 1종을 함유하는 접착 용이층을 갖는 광학 필름.
  4. 적어도, 편광판 보호 필름, 편광자, 광학 필름 및 점착 시트가 이 순으로 적층되어 이루어지는 편광판으로서,
    상기 광학 필름이, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름인 편광판.
  5. 제4항에 있어서,
    40℃, 95％ RH 환경하에 있어서의 상기 점착 시트의 함수율이, 10.0％ 이하인 편광판.
  6. 액정 셀에, 제4항 또는 제5항에 기재된 편광판이 적어도 편측의 면에 접합된 액정 표시 장치로서,
    상기 점착 시트가, 상기 액정 셀에 인접하는 액정 표시 장치.
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