KR20230161960A - 광학 필름 및 그 제조 방법 - Google Patents

광학 필름 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230161960A
KR20230161960A KR1020237031478A KR20237031478A KR20230161960A KR 20230161960 A KR20230161960 A KR 20230161960A KR 1020237031478 A KR1020237031478 A KR 1020237031478A KR 20237031478 A KR20237031478 A KR 20237031478A KR 20230161960 A KR20230161960 A KR 20230161960A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical film
resin
polymer
film
melting point
Prior art date
Application number
KR1020237031478A
Other languages
English (en)
Inventor
히로나리 스데지
Original Assignee
니폰 제온 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 니폰 제온 가부시키가이샤 filed Critical 니폰 제온 가부시키가이샤
Publication of KR20230161960A publication Critical patent/KR20230161960A/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/02—Macromolecular compounds containing only carbon atoms in the main chain of the macromolecule, e.g. polyxylylenes
    • C08G61/04—Macromolecular compounds containing only carbon atoms in the main chain of the macromolecule, e.g. polyxylylenes only aliphatic carbon atoms
    • C08G61/06—Macromolecular compounds containing only carbon atoms in the main chain of the macromolecule, e.g. polyxylylenes only aliphatic carbon atoms prepared by ring-opening of carbocyclic compounds
    • C08G61/08—Macromolecular compounds containing only carbon atoms in the main chain of the macromolecule, e.g. polyxylylenes only aliphatic carbon atoms prepared by ring-opening of carbocyclic compounds of carbocyclic compounds containing one or more carbon-to-carbon double bonds in the ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C08L101/12—Compositions of unspecified macromolecular compounds characterised by physical features, e.g. anisotropy, viscosity or electrical conductivity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

융점을 갖는 결정성 중합체와, 융점을 갖지 않는 비정성 중합체를 포함하는 수지로 형성된 광학 필름으로서, 상기 수지가, 하기 식(1)을 만족하는 유리 전이 온도 Tgd, 및 하기 식(2)를 만족하는 냉결정화 온도 Tcd를 갖는, 광학 필름. 또한, 융점을 갖는 결정성 중합체와, 융점을 갖지 않는 비정성 중합체를 포함하는 수지로 형성된 광학 필름으로서, 상기 수지가, 하기 식(3)을 만족하는 융점 Tmd, 및 유리 전이 온도 Tgd를 갖는 광학 필름.
100℃ < Tgd < 140℃ (1)
170℃ < Tcd < 225℃ (2)
50℃ ≤ Tmd - Tgd ≤ 160℃ (3)

Description

광학 필름 및 그 제조 방법
본 발명은, 광학 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 광학 용도의 필름은, 비정성 중합체로 제조되는 것이 일반적이었다. 그러나, 비정성 중합체는, 내용매성이 떨어지는 경향이 있다. 이에, 비정성 중합체와 결정성 중합체를 조합하여 포함하는 수지에 의해, 내용매성이 우수한 필름을 제조하는 것이 제안되어 있다(특허문헌 1 및 2).
일본 공개특허공보 2002-249645호 일본 공개특허공보 2007-016102호
그러나, 비정성 중합체와 결정성 중합체를 조합하여 포함하는 수지로 형성된 필름은, 내열성이 떨어지는 경향이 있다. 구체적으로는, 종래의 필름은, 고온 환경에서 리타데이션의 변화 및 헤이즈의 상승을 일으키기 쉬운 경향이 있었다.
또한, 비정성 중합체와 결정성 중합체를 조합하여 포함하는 수지로 형성된 필름은, 예를 들어, 필름에 대하여 직선 편광을 투과시킨 경우, 투과광의 편광 상태에 편차가 발생하는 경우가 있었다.
본 발명은, 상기의 과제를 감안하여 창안된 것으로, 내용매성 및 내열성이 모두 우수한 광학 필름 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 광학 필름에 대하여 직선 편광을 투과시킨 경우에 있어서의, 투과광의 편광 상태의 편차를 억제할 수 있는 광학 필름 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는, 상기의 과제를 해결하기 위하여 예의 검토하였다. 그 결과, 본 발명자는, 융점을 갖는 결정성 중합체와 융점을 갖지 않는 비정성 중합체를 포함하고 또한 특정한 범위의 유리 전이 온도 및 냉결정화 온도를 갖는 수지로 형성된 광학 필름이 내용매성 및 내열성이 모두 우수한 것, 그리고, 융점을 갖는 결정성 중합체와 융점을 갖지 않는 비정성 중합체를 포함하는 수지이며, 또한 특정한 관계를 만족하는 수지의 융점 및 유리 전이 온도를 갖는 수지로 형성된 광학 필름이 상기의 투과광의 편광 상태의 편차를 억제할 수 있는 것이라는 상기의 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은, 하기의 것을 포함한다.
〔1〕 융점을 갖는 결정성 중합체와, 융점을 갖지 않는 비정성 중합체를 포함하는 수지로 형성된 광학 필름으로서,
상기 수지가, 하기 식(1)을 만족하는 유리 전이 온도 Tgd, 및 하기 식(2)를 만족하는 냉결정화 온도 Tcd를 갖는, 광학 필름.
100℃ < Tgd < 140℃ (1)
170℃ < Tcd < 225℃ (2)
〔2〕 융점을 갖는 결정성 중합체와, 융점을 갖지 않는 비정성 중합체를 포함하는 수지로 형성된 광학 필름으로서,
상기 수지가, 하기 식(3)을 만족하는 융점 Tmd, 및 유리 전이 온도 Tgd를 갖는 광학 필름.
50℃ ≤ Tmd - Tgd ≤ 160℃ (3)
〔3〕 상기 결정성 중합체가, 융점을 갖는 고리형 올레핀계 중합체인, 〔1〕 또는 〔2〕에 기재된 광학 필름.
〔4〕 상기 비정성 중합체가, 융점을 갖지 않는 고리형 올레핀계 중합체인, 〔1〕~〔3〕 중 어느 하나에 기재된 광학 필름.
〔5〕 융점을 갖는 결정성 중합체와, 융점을 갖지 않는 비정성 중합체를 혼합하여, 하기 식(1)을 만족하는 유리 전이 온도 Tgd, 및 하기 식(2)를 만족하는 냉결정화 온도 Tcd를 갖는 수지를 얻는 공정과,
상기 수지를 성형하여 수지 필름을 얻는 공정을 포함하는, 광학 필름의 제조 방법.
100℃ < Tgd < 140℃ (1)
170℃ < Tcd < 225℃ (2)
〔6〕 상기 수지 필름을 연신하는 공정을 포함하는, 〔5〕에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
〔7〕 상기 수지 필름을 연신하는 공정에 있어서의 연신 온도가, Tg 이상, Tcd - 30℃ 이하인, 〔6〕에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
〔8〕 융점을 갖는 결정성 중합체와, 융점을 갖지 않는 비정성 중합체를 혼합하여, 하기 식(3)을 만족하는 융점 Tmd, 및 유리 전이 온도 Tgd를 갖는 수지를 얻는 공정과,
상기 수지를 성형하여 수지 필름을 얻는 공정을 포함하는, 광학 필름의 제조 방법.
50℃ ≤ Tmd - Tgd ≤ 160℃ (3)
〔9〕 상기 수지 필름을 연신하는 공정을 포함하는, 〔8〕에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 내용매성 및 내열성이 모두 우수한 광학 필름 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 광학 필름에 대하여 직선 편광을 투과시킨 경우에 있어서의, 투과광의 편광 상태의 편차를 억제할 수 있는 광학 필름 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 실시형태 및 예시물을 나타내어 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 나타내는 실시형태 및 예시물에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 특허청구범위 및 그 균등한 범위를 일탈하지 않는 범위에 있어서 임의로 변경하여 실시할 수 있다.
이하의 설명에 있어서, 플러스의 고유 복굴절을 갖는 중합체란, 별도로 언급하지 않는 한, 연신 방향의 굴절률이 그것과 수직한 방향의 굴절률보다 커지는 중합체를 의미한다. 또한, 마이너스의 고유 복굴절을 갖는 중합체란, 별도로 언급하지 않는 한, 연신 방향의 굴절률이 그것과 수직한 방향의 굴절률보다 작아지는 중합체를 의미한다.
이하의 설명에 있어서, 「장척」의 필름이란, 폭에 대하여 5배 이상의 길이를 갖는 필름을 말하며, 바람직하게는 10배 혹은 그 이상의 길이를 갖고, 구체적으로는 롤상으로 권취되어 보관 또는 운반되는 정도의 길이를 갖는 필름을 말한다. 필름의 길이의 상한은, 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 폭에 대하여 10만배 이하일 수 있다.
이하의 설명에 있어서, 면내 리타데이션 Re는, 별도로 언급하지 않는 한, Re = (nx - ny) × d로 나타내어지는 값이다. 또한, 두께 방향의 리타데이션 Rth는, 별도로 언급하지 않는 한, Rth = [{(nx + ny)/2} - nz] × d로 나타내어지는 값이다. 또한, 복굴절 Δn이란, 별도로 언급하지 않는 한, nx - ny로 나타내어지는 값이며, 따라서, Re/d로 나타내어지는 값이다. 여기서, nx는, 두께 방향과 수직한 방향(면내 방향)으로서 최대의 굴절률을 부여하는 방향의 굴절률을 나타낸다. ny는, 상기 면내 방향으로서 nx의 방향과 직교하는 방향의 굴절률을 나타낸다. nz는 두께 방향의 굴절률을 나타낸다. d는, 두께를 나타낸다. 측정 파장은, 별도로 언급하지 않는 한, 590 nm이다.
[1. 광학 필름의 개요]
본 발명의 일 실시형태에 따른 광학 필름은, 융점을 갖는 결정성 중합체와, 융점을 갖지 않는 비정성 중합체를 포함하는 수지로 형성되어 있다. 결정성 중합체 및 비정성 중합체를 포함하는 상기의 수지를, 이하 「혼합 수지」라고 부르는 경우가 있다. 광학 필름은, 혼합 수지로 형성되어 있는 것이기 때문에, 통상은 혼합 수지를 포함하고, 바람직하게는 혼합 수지만을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 광학 필름은, (1) 혼합 수지가 특정한 범위의 유리 전이 온도 Tgd, 및 특정한 범위의 냉결정화 온도 Tcd를 갖는다는 구성, 및 (2) 혼합 수지가 특정한 관계를 만족하는 융점 Tmd, 및 유리 전이 온도 Tgd를 갖는다는 구성 중, 적어도 어느 일방의 구성을 포함한다. 이하, (1)의 구성을 포함하는 경우를 제1 실시형태, (2)의 구성을 포함하는 경우를 제2 실시형태, (1) 및 (2) 양방의 구성을 포함하는 경우를 제3 실시형태로서 설명한다.
[1.1. 제1 실시형태에 따른 광학 필름]
제1 실시형태에 따른 광학 필름은, 융점을 갖는 결정성 중합체와, 융점을 갖지 않는 비정성 중합체를 포함하는 혼합 수지로 형성되어 있다.
혼합 수지는, 특정한 범위의 유리 전이 온도 Tgd, 및 특정한 범위의 냉결정화 온도 Tcd를 갖는다. 이 혼합 수지로 형성된 광학 필름은, 내용매성 및 내열성이 모두 우수할 수 있다.
[1.1.1. 결정성 중합체]
결정성 중합체는, 결정성을 갖는 중합체를 나타낸다. 결정성을 갖는 중합체란, 융점을 갖는 중합체를 나타낸다. 중합체의 융점은, 시차 주사 열량계(DSC)에 의해 측정할 수 있다. 따라서, 결정성 중합체란, 시차 주사 열량계(DSC)로 융점을 관측할 수 있는 중합체를 나타낸다.
결정성 중합체는, 플러스의 고유 복굴절을 갖고 있어도 되고, 마이너스의 고유 복굴절을 갖고 있어도 된다. 그 중에서도, 플러스의 고유 복굴절을 갖는 결정성 중합체가 바람직하다.
결정성 중합체로는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스테르; 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀; 등을 들 수 있으나, 고리형 올레핀계 중합체가 바람직하다. 즉, 결정성 중합체는, 융점을 갖는 고리형 올레핀계 중합체인 것이 바람직하다. 이하, 융점을 갖는 고리형 올레핀계 중합체를, 「고리형 올레핀계 결정성 중합체」라고 부르는 경우가 있다.
고리형 올레핀계 결정성 중합체는, 그 분자 내에 지환식 구조를 가질 수 있다. 이러한 고리형 올레핀계 결정성 중합체는, 예를 들어, 고리형 올레핀을 단량체로서 사용한 중합 반응에 의해 얻어질 수 있는 중합체 또는 그 수소화물일 수 있다. 고리형 올레핀계 결정성 중합체를 포함하는 혼합 수지를 사용하는 경우, 광학 필름의 기계 특성, 내열성, 투명성, 저흡습성, 치수 안정성 및 경량성을 양호하게 할 수 있다.
지환식 구조로는, 예를 들어, 시클로알칸 구조 및 시클로알켄 구조를 들 수 있다. 이들 중에서도, 열 안정성 등의 특성이 우수한 광학 필름이 얻어지기 쉬운 점에서, 시클로알칸 구조가 바람직하다. 1개의 지환식 구조에 포함되는 탄소 원자의 수는, 바람직하게는 4개 이상, 보다 바람직하게는 5개 이상이고, 바람직하게는 30개 이하, 보다 바람직하게는 20개 이하, 특히 바람직하게는 15개 이하이다. 1개의 지환식 구조에 포함되는 탄소 원자의 수가 상기 범위 내에 있는 경우, 기계적 강도, 내열성, 및 성형성이 고도로 밸런스된다.
고리형 올레핀계 결정성 중합체에 있어서, 모든 구조 단위에 대한 지환식 구조를 갖는 구조 단위의 비율은, 바람직하게는 30 중량% 이상, 보다 바람직하게는 50 중량% 이상, 특히 바람직하게는 70 중량% 이상이다. 지환식 구조를 갖는 구조 단위의 비율이 상기와 같이 많은 경우, 내열성을 높일 수 있다. 모든 구조 단위에 대한 지환식 구조를 갖는 구조 단위의 비율은, 100 중량% 이하로 할 수 있다. 또한, 고리형 올레핀계 결정성 중합체에 있어서, 지환식 구조를 갖는 구조 단위 이외의 잔부는, 특별한 한정은 없고, 사용 목적에 따라 적당히 선택할 수 있다.
고리형 올레핀계 결정성 중합체로는, 예를 들어, 하기의 중합체(α)~중합체(δ)를 들 수 있다. 이들 중에서도, 내열성이 우수한 광학 필름이 얻어지기 쉬운 점에서, 중합체(β)가 바람직하다.
중합체(α): 고리형 올레핀 단량체의 개환 중합체로서, 결정성을 갖는 것.
중합체(β): 중합체(α)의 수소화물로서, 결정성을 갖는 것.
중합체(γ): 고리형 올레핀 단량체의 부가 중합체로서, 결정성을 갖는 것.
중합체(δ): 중합체(γ)의 수소화물로서, 결정성을 갖는 것.
구체적으로는, 지환식 구조를 함유하는 결정성 중합체로는, 디시클로펜타디엔의 개환 중합체로서 결정성을 갖는 것, 및 디시클로펜타디엔의 개환 중합체의 수소화물로서 결정성을 갖는 것이 보다 바람직하다. 그 중에서도, 디시클로펜타디엔의 개환 중합체의 수소화물로서 결정성을 갖는 것이 특히 바람직하다. 여기서, 디시클로펜타디엔의 개환 중합체란, 전체 구조 단위에 대한 디시클로펜타디엔 유래의 구조 단위의 비율이, 통상 50 중량% 이상, 바람직하게는 70 중량% 이상, 보다 바람직하게는 90 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 100 중량%의 중합체를 말한다.
디시클로펜타디엔의 개환 중합체의 수소화물은, 라세모·다이애드의 비율이 높은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 디시클로펜타디엔의 개환 중합체의 수소화물에 있어서의 반복 단위의 라세모·다이애드의 비율은, 바람직하게는 51% 이상, 보다 바람직하게는 70% 이상, 특히 바람직하게는 85% 이상이다. 라세모·다이애드의 비율이 높은 것은, 신디오택틱 입체 규칙성이 높은 것을 나타낸다. 따라서, 라세모·다이애드의 비율이 높을수록, 디시클로펜타디엔의 개환 중합체의 수소화물의 융점이 높은 경향이 있다.
라세모·다이애드의 비율은, 후술하는 실시예에 기재된 13C-NMR 스펙트럼 분석에 기초하여 결정할 수 있다.
상기 중합체(α)~중합체(δ)로는, 국제 공개 제2018/062067호에 개시되어 있는 제조 방법에 의해 얻어지는 중합체를 사용할 수 있다.
결정성 중합체의 융점 Tma는, 바람직하게는 200℃ 이상, 보다 바람직하게는 230℃ 이상이고, 바람직하게는 290℃ 이하이다. 이러한 융점 Tma를 갖는 결정성 중합체를 사용하는 경우, 성형성과 내열성의 밸런스가 더욱 우수한 광학 필름을 얻을 수 있다.
통상, 결정성 중합체는, 유리 전이 온도 Tga를 갖는다. 결정성 중합체의 구체적인 유리 전이 온도 Tga는, 특별히 한정되지 않지만, 통상은 85℃ 이상, 통상 170℃ 이하이다.
결정성 중합체의 유리 전이 온도 Tga는, 비정성 중합체의 유리 전이 온도 Tgb보다 낮은 것이 바람직하다. 유리 전이 온도 Tga가 유리 전이 온도 Tgb보다 낮은 경우에, 광학 필름의 내용매성, 내열성 및 유연성을 효과적으로 높일 수 있다.
결정성 중합체의 유리 전이 온도 Tga와 비정성 중합체의 유리 전이 온도 Tgb의 차의 절대값 |Tga - Tgb|는, 특정한 범위에 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 절대값 |Tga - Tgb|는, 바람직하게는 30℃ 이상, 보다 바람직하게는 40℃ 이상, 특히 바람직하게는 50℃ 이상이고, 바람직하게는 100℃ 이하, 보다 바람직하게는 90℃ 이하, 특히 바람직하게는 80℃ 이하이다. 절대값 |Tga - Tgb|가 상기의 범위에 있는 경우에, 광학 필름의 내용매성, 내열성 및 유연성을 효과적으로 높일 수 있다.
중합체의 유리 전이 온도 및 융점은, 이하의 방법에 의해 측정할 수 있다. 먼저, 중합체를, 가열에 의해 융해시키고, 융해된 중합체를 드라이아이스로 급랭한다. 계속해서, 이 중합체를 시험체로서 사용하고, 시차 주사 열량계(DSC)를 사용하여, 10℃/분의 승온 속도(승온 모드)로, 중합체의 유리 전이 온도 및 융점을 측정할 수 있다.
결정성 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은, 바람직하게는 1,000 이상, 보다 바람직하게는 2,000 이상이고, 바람직하게는 1,000,000 이하, 보다 바람직하게는 500,000 이하이다. 이러한 중량 평균 분자량을 갖는 결정성 중합체는, 성형 가공성과 내열성의 밸런스가 우수하다.
결정성 중합체의 분자량 분포(Mw/Mn)는, 바람직하게는 1.0 이상, 보다 바람직하게는 1.5 이상이고, 바람직하게는 4.0 이하, 보다 바람직하게는 3.5 이하이다. 여기서, Mn은 수평균 분자량을 나타낸다. 이러한 분자량 분포를 갖는 결정성 중합체는, 성형 가공성이 우수하다.
중합체의 중량 평균 분자량(Mw) 및 분자량 분포(Mw/Mn)는, 테트라하이드로푸란을 전개 용매로 하는 겔·퍼미에이션·크로마토그래피(GPC)에 의해, 폴리스티렌 환산값으로서 측정할 수 있다. 또한, 중합체가 시클로헥산에 용해되지 않는 경우에는, 용매로서 톨루엔을 사용하여, 폴리이소프렌 환산값으로서 중량 평균 분자량(Mw) 및 분자량 분포(Mw/Mn)를 측정할 수 있다.
광학 필름에 포함되는 결정성 중합체의 결정화도는, 통상 0% 이상이고, 바람직하게는 20% 이하, 보다 바람직하게는 15% 이하, 더욱 바람직하게는 10% 이하, 특히 바람직하게는 5% 이하이다. 결정성 중합체의 결정화도는, X선 회절법에 의해 측정할 수 있다.
결정성 중합체는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
혼합 수지에 포함되는 결정성 중합체의 양은, 혼합 수지 100 중량%에 대하여, 바람직하게는 30 중량% 이상, 보다 바람직하게는 35 중량% 이상, 특히 바람직하게는 40 중량% 이상이고, 바람직하게는 80 중량% 이하, 보다 바람직하게는 75 중량% 이하, 특히 바람직하게는 70 중량% 이하이다. 결정성 중합체의 양이 상기 범위에 있는 경우에, 광학 필름의 내용매성, 내열성 및 유연성을 효과적으로 높일 수 있다.
혼합 수지에 포함되는 결정성 중합체의 양 Wa 및 비정성 중합체의 양 Wb의 중량비 Wa/Wb는, 특정한 범위에 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 중량비 Wa/Wb는, 바람직하게는 30/70보다 크고, 보다 바람직하게는 35/65보다 크고, 특히 바람직하게는 40/60보다 크며, 바람직하게는 80/20 미만, 보다 바람직하게는 75/25 미만이다. 중량비 Wa/Wb가 상기 범위에 있는 경우에, 광학 필름의 내용매성, 내열성 및 유연성을 효과적으로 높일 수 있다.
또한, 혼합 수지에 포함되는 결정성 중합체 및 비정성 중합체의 합계량은, 혼합 수지 100 중량%에 대하여, 바람직하게는 50 중량%~100 중량%, 보다 바람직하게는 70 중량%~100 중량%, 더욱 바람직하게는 80 중량%~100 중량%, 더욱 바람직하게는 90 중량%~100 중량%, 특히 바람직하게는 95 중량%~100 중량%이다.
[1.1.2. 비정성 중합체]
비정성 중합체는, 결정성을 갖지 않는 중합체를 나타낸다. 결정성을 갖지 않는 중합체란, 융점을 갖지 않는 중합체를 나타낸다. 따라서, 비정성 중합체란, 시차 주사 열량계(DSC)로 융점을 관측할 수 없는 중합체를 나타낸다.
비정성 중합체는, 플러스의 고유 복굴절을 갖고 있어도 되고, 마이너스의 고유 복굴절을 갖고 있어도 된다. 그 중에서도, 플러스의 고유 복굴절을 갖는 비정성 중합체가 바람직하다.
비정성 중합체로는, 고리형 올레핀계 중합체가 바람직하다. 즉, 비정성 중합체는, 융점을 갖지 않는 고리형 올레핀계 중합체인 것이 바람직하다. 이하, 융점을 갖지 않는 고리형 올레핀계 중합체를, 「고리형 올레핀계 비정성 중합체」라고 부르는 경우가 있다. 고리형 올레핀계 비정성 중합체는, 기계 특성, 내열성, 투명성, 저흡습성, 치수 안정성 및 경량성이 우수하다.
고리형 올레핀계 비정성 중합체는, 그 분자 내에 고리형 구조를 가질 수 있다. 통상, 고리형 올레핀계 비정성 중합체는, 그 중합체의 구조 단위가 지환식 구조를 갖는다. 고리형 올레핀계 비정성 중합체는, 주쇄에 지환식 구조를 갖는 중합체, 측쇄에 지환식 구조를 갖는 중합체, 주쇄 및 측쇄에 지환식 구조를 갖는 중합체, 그리고, 이들의 2 이상의 임의의 비율의 혼합물일 수 있다. 그 중에서도, 고리형 올레핀계 비정성 중합체는, 기계적 강도 및 내열성의 관점에서, 주쇄에 지환식 구조를 갖는 것이 바람직하다.
지환식 구조로는, 예를 들어, 포화 지환식 탄화수소(시클로알칸) 구조, 및 불포화 지환식 탄화수소(시클로알켄, 시클로알킨) 구조를 들 수 있다. 그 중에서도, 기계 강도 및 내열성의 관점에서, 시클로알칸 구조 및 시클로알켄 구조가 바람직하고, 시클로알칸 구조가 특히 바람직하다.
1개의 지환식 구조에 포함되는 탄소 원자의 수는, 바람직하게는 4개 이상, 보다 바람직하게는 5개 이상이고, 바람직하게는 30개 이하, 보다 바람직하게는 20개 이하, 특히 바람직하게는 15개 이하이다. 지환식 구조를 구성하는 탄소 원자수가 이 범위인 경우, 기계 강도, 내열성 및 성형성이 고도로 밸런스된다.
고리형 올레핀계 비정성 중합체에 있어서, 모든 구조 단위에 대한 지환식 구조를 갖는 구조 단위의 비율은, 바람직하게는 55 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 70 중량% 이상, 특히 바람직하게는 90 중량% 이상이다. 모든 구조 단위에 대한 지환식 구조를 갖는 구조 단위의 비율이 이 범위에 있는 경우, 투명성 및 내열성이 양호해진다.
고리형 올레핀계 비정성 중합체로는, 예를 들어, 노르보르넨계 중합체, 단환의 고리형 올레핀계 중합체, 고리형 공액 디엔계 중합체, 비닐 지환식 탄화수소계 중합체, 및 이들의 수소화물 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 노르보르넨계 중합체 및 그 수소화물은, 성형성이 양호하다.
노르보르넨계 중합체 및 그 수소화물의 예로는, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체 및 그 수소화물; 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 부가 중합체 및 그 수소화물을 들 수 있다. 또한, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체의 예로는, 노르보르넨 구조를 갖는 1종류의 단량체의 개환 단독 중합체, 노르보르넨 구조를 갖는 2종류 이상의 단량체의 개환 공중합체, 그리고, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체 및 이것과 공중합할 수 있는 다른 단량체와의 개환 공중합체를 들 수 있다. 또한, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 부가 중합체의 예로는, 노르보르넨 구조를 갖는 1종류의 단량체의 부가 단독 중합체, 노르보르넨 구조를 갖는 2종류 이상의 단량체의 부가 공중합체, 그리고, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체 및 이것과 공중합할 수 있는 다른 단량체와의 부가 공중합체를 들 수 있다. 이들 중합체로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2002-321302호, 국제 공개 제2017/145718호 등에 개시되어 있는 중합체를 들 수 있다. 이들 중에서, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체의 수소화물은, 성형성, 내열성, 저흡습성, 치수 안정성, 경량성 등의 관점에서, 특히 호적하다.
노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 예로는, 비시클로[2.2.1]헵토-2-엔(관용명: 노르보르넨), 트리시클로[4.3.0.12,5]데카-3,7-디엔(관용명: 디시클로펜타디엔), 테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]도데카-3-엔(관용명: 테트라시클로도데센) 등의, 방향고리 구조를 포함하지 않는 노르보르넨계 단량체; 5-페닐-2-노르보르넨, 5-(4-메틸페닐)-2-노르보르넨, 5-(1-나프틸)-2-노르보르넨, 9-(2-노르보르넨-5-일)-카르바졸 등의, 방향족 치환기를 갖는 노르보르넨계 단량체; 1,4-메타노-1,4,4a,4b,5,8,8a,9a-옥타하이드로플루오렌, 1,4-메타노-1,4,4a,9a-테트라하이드로플루오렌(관용명: 메타노테트라하이드로플루오렌), 1,4-메타노-1,4,4a,9a-테트라하이드로디벤조푸란, 1,4-메타노-1,4,4a,9a-테트라하이드로카르바졸, 1,4-메타노-1,4,4a,9,9a,10-헥사하이드로안트라센, 1,4-메타노-1,4,4a,9,10,10a-헥사하이드로페난트렌 등의, 축합 다환 구조 중에 노르보르넨고리 구조와 방향고리 구조를 포함하는 노르보르넨계 단량체; 그리고, 이들 화합물의 유도체(예를 들어, 고리에 치환기를 갖는 것); 등을 들 수 있다.
치환기로는, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기 등의 알킬기; 알킬리덴기; 알케닐기; 극성기; 등을 들 수 있다. 극성기로는, 예를 들어, 헤테로 원자, 또는 헤테로 원자를 갖는 원자단 등을 들 수 있다. 헤테로 원자로는, 예를 들어, 산소 원자, 질소 원자, 황 원자, 규소 원자, 할로겐 원자 등을 들 수 있다. 극성기의 구체예로는, 플루오로기, 클로르기, 브로모기, 요오드기 등의 할로겐기; 카르복실기; 카르보닐옥시카르보닐기; 에폭시기; 하이드록시기; 옥시기; 알콕시기; 에스테르기; 실라놀기; 실릴기; 아미노기; 니트릴기; 술폰기; 시아노기; 아미드기; 이미드기; 등을 들 수 있다. 치환기의 수는, 1이어도 되고, 2 이상이어도 된다. 또한, 2 이상의 치환기의 종류는, 동일해도 되고, 달라도 된다. 단, 포화 흡수율이 낮아 내습성이 우수한 비정성 수지를 얻는 관점에서는, 노르보르넨계 단량체는, 극성기의 양이 적은 것이 바람직하고, 극성기를 갖지 않는 것이 보다 바람직하다.
고리형 올레핀계 비정성 중합체의 예를 상품명으로 들면, 니폰 제온사 제조 「ZEONEX」; JSR사 제조 「아톤」; 미츠이 화학사 제조 「아펠」; 폴리플라스틱스사 제조 「TOPAS」; 등을 들 수 있다.
비정성 중합체의 유리 전이 온도 Tgb는, 바람직하게는 90℃ 이상, 보다 바람직하게는 100℃ 이상, 더욱 바람직하게는 110℃ 이상이고, 바람직하게는 200℃ 이하, 보다 바람직하게는 190℃ 이하, 더욱 바람직하게는 180℃ 이하이다. 비정성 중합체의 유리 전이 온도 Tgb가 상기의 범위에 있는 경우에, 광학 필름의 내용매성 및 내열성을 모두 효과적으로 높일 수 있다. 또한, 통상은, 연신 처리를 원활하게 행할 수 있다.
비정성 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은, 바람직하게는 10,000 이상, 보다 바람직하게는 15,000 이상, 특히 바람직하게는 20,000 이상이고, 바람직하게는 100,000 이하, 보다 바람직하게는 80,000 이하, 특히 바람직하게는 50,000 이하이다. 중량 평균 분자량이 상기의 범위에 있는 경우, 혼합 수지의 기계적 강도 및 성형 가공성이 고도로 밸런스된다.
비정성 중합체의 분자량 분포(중량 평균 분자량(Mw)/수평균 분자량(Mn))는, 바람직하게는 1.2 이상, 보다 바람직하게는 1.5 이상, 특히 바람직하게는 1.8 이상이고, 바람직하게는 3.5 이하, 보다 바람직하게는 3.0 이하, 특히 바람직하게는 2.7 이하이다. 분자량 분포가 상기 범위의 하한값 이상인 경우, 중합체의 생산성을 높여, 제조 비용을 억제할 수 있다. 또한, 상한값 이하인 경우, 저분자 성분의 양이 작아지므로, 고온 노출시의 완화를 억제하여, 광학 필름의 안정성을 높일 수 있다.
비정성 중합체는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
혼합 수지에 포함되는 비정성 중합체의 양은, 혼합 수지 100 중량%에 대하여, 바람직하게는 20 중량% 이상, 보다 바람직하게는 25 중량% 이상, 특히 바람직하게는 30 중량% 이상이고, 바람직하게는 70 중량% 이하, 보다 바람직하게는 65 중량% 이하, 특히 바람직하게는 60 중량% 이하이다. 비정성 중합체의 양이 상기 범위에 있는 경우에, 광학 필름의 내용매성 및 내열성을 모두 효과적으로 높일 수 있다.
[1.1.3. 임의의 성분]
혼합 수지는, 결정성 중합체 및 비정성 중합체에 조합하여, 임의의 성분을 더 포함할 수 있다. 임의의 성분으로는, 예를 들어, 페놀계 산화 방지제, 인계 산화 방지제, 황계 산화 방지제 등의 산화 방지제; 힌더드아민계 광 안정제 등의 광 안정제; 석유계 왁스, 피셔 트로프슈 왁스, 폴리알킬렌 왁스 등의 왁스; 소르비톨계 화합물, 유기 인산의 금속염, 유기 카르복실산의 금속염, 카올린 및 탤크 등의 핵제; 디아미노스틸벤 유도체, 쿠마린 유도체, 아졸계 유도체(예를 들어, 벤조옥사졸 유도체, 벤조트리아졸 유도체, 벤조이미다졸 유도체, 및 벤조티아졸 유도체), 카르바졸 유도체, 피리딘 유도체, 나프탈산 유도체, 및 이미다졸론 유도체 등의 형광 증백제; 벤조페논계 자외선 흡수제, 살리실산계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제 등의 자외선 흡수제; 착색제; 난연제; 난연 조제; 대전 방지제; 가소제; 근적외선 흡수제; 활제; 탤크, 실리카, 탄산칼슘, 유리 섬유 등의 무기 충전재; 등을 들 수 있다. 임의의 성분은, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다. 임의의 성분의 양은, 본 발명의 효과를 현저하게 손상시키지 않는 범위에서 적당히 정할 수 있다. 임의의 성분의 양은, 예를 들어, 광학 필름의 전체 광선 투과율을 85% 이상으로 유지할 수 있는 범위일 수 있다.
[1.1.4. 혼합 수지의 특성]
혼합 수지는, 하기 식(1)을 만족하는 유리 전이 온도 Tgd를 갖는다.
100℃ < Tgd < 140℃ (1)
상세하게는, 혼합 수지의 유리 전이 온도 Tgd는, 통상 100℃보다 높고, 바람직하게는 102℃보다 높고, 특히 바람직하게는 104℃ 이상이며, 또한, 통상 140℃ 미만, 바람직하게는 135℃ 미만, 특히 바람직하게는 130℃ 이하이다.
혼합 수지의 유리 전이 온도 Tgd는, 예를 들어, 결정성 중합체의 종류 및 양, 그리고, 비정성 중합체의 종류 및 양을 조정함으로써 조정할 수 있다.
혼합 수지의 유리 전이 온도 Tgd는, 상술한 중합체의 유리 전이 온도의 측정 방법과 동일한 방법에 의해 측정할 수 있다.
혼합 수지는, 하기 식(2)를 만족하는 냉결정화 온도 Tcd를 갖는다.
170℃ < Tcd < 225℃ (2)
상세하게는, 혼합 수지의 냉결정화 온도 Tcd는, 통상 170℃보다 높고, 바람직하게는 175℃보다 높고, 특히 바람직하게는 180℃ 이상이며, 통상 225℃ 미만, 바람직하게는 210℃ 미만, 특히 바람직하게는 205℃ 미만이다.
혼합 수지의 냉결정화 온도 Tcd는, 예를 들어, 결정성 중합체의 종류 및 양, 그리고, 비정성 중합체의 종류 및 양을 조정함으로써 조정할 수 있다.
혼합 수지의 냉결정화 온도 Tcd는, 이하의 방법에 의해 측정할 수 있다. 먼저, 혼합 수지를, 가열에 의해 융해시키고, 융해된 혼합 수지를 드라이아이스로 급랭한다. 계속해서, 이 혼합 수지를 시험체로서 사용하고, 시차 주사 열량계(DSC)를 사용하여, 10℃/분의 승온 속도(승온 모드)로, 혼합 수지의 냉결정화 온도 Tcd를 측정할 수 있다. 이 측정 방법에서는, 냉결정화 온도 Tcd는, 승온 과정에 있어서의 발열 피크의 피크 탑의 온도로서 얻을 수 있다.
혼합 수지가 상술한 식(1)을 만족하는 유리 전이 온도 Tgd 및 식(2)를 만족하는 냉결정화 온도 Tcd를 갖는 경우에, 제1 실시형태에 따른 광학 필름은, 내용매성 및 내열성이 모두 우수할 수 있다.
혼합 수지의 유리 전이 온도 Tgd와 결정성 중합체의 유리 전이 온도 Tga의 차의 절대값 |Tgd - Tga|는, 특정한 범위에 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 절대값 |Tgd - Tga|는, 바람직하게는 3℃ 이상, 보다 바람직하게는 6℃ 이상, 특히 바람직하게는 10℃ 이상이고, 바람직하게는 45℃ 이하, 보다 바람직하게는 40℃ 이하, 특히 바람직하게는 35℃ 이하이다. 절대값 |Tgd - Tga|가 상기의 범위에 있는 경우, 광학 필름의 내용매성 및 내열성을 모두 효과적으로 높일 수 있다.
혼합 수지의 유리 전이 온도 Tgd와 비정성 중합체의 유리 전이 온도 Tgb의 차의 절대값 |Tgd - Tgb|는, 특정한 범위에 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 절대값 |Tgd - Tgb|는, 바람직하게는 20℃ 이상, 보다 바람직하게는 30℃ 이상, 특히 바람직하게는 35℃ 이상이고, 바람직하게는 80℃ 이하, 보다 바람직하게는 70℃ 이하, 특히 바람직하게는 60℃ 이하이다. 절대값 |Tgd - Tgb|가 상기의 범위에 있는 경우, 광학 필름의 내용매성 및 내열성을 모두 효과적으로 높일 수 있다.
혼합 수지는, 통상, 융점 Tmd를 갖는다. 혼합 수지의 융점 Tmd의 범위는, 바람직하게는 200℃ 이상, 보다 바람직하게는 230℃ 이상, 특히 바람직하게는 240℃ 이상이고, 바람직하게는 290℃ 이하이다. 혼합 수지가 상기 범위의 융점 Tmd를 갖는 경우, 광학 필름의 내용매성 및 내열성을 모두 효과적으로 높일 수 있다.
혼합 수지의 융점 Tmd는, 예를 들어, 상술한 중합체의 융점의 측정 방법과 동일한 방법에 의해 측정할 수 있다.
[1.1.5. 광학 필름의 특성]
제1 실시형태에 따른 광학 필름은, 우수한 내용매성을 가질 수 있다. 예를 들어, 광학 필름을 용매로서의 톨루엔에 23℃에서 30초 침지한 경우에, 필름 중량 변화율을 플러스의 값으로 할 수 있다. 상기의 필름 중량 변화율은, 용매 침지에 의한 광학 필름의 중량 변화량을, 용매 침지 전의 광학 필름의 중량으로 나누어 구해지는 비율이다. 또한, 용매 침지에 의한 광학 필름의 중량 변화량은, 용매 침지 후의 광학 필름의 중량으로부터, 용매 침지 전의 광학 필름의 중량을 빼서 구해지는 값이다. 상기와 같이 필름 중량 변화율을 플러스의 값으로 할 수 있는 것은, 용매에 대한 용해에 의한 광학 필름의 중량 감소가 억제된 것을 나타낸다. 통상은, 용매의 침입에 의해 광학 필름이 팽윤되고, 그 결과, 광학 필름의 중량이 증가하므로, 필름 중량 변화율은 플러스의 값이 된다.
또한, 제1 실시형태에 따른 광학 필름은, 우수한 내용매성을 가질 수 있기 때문에, 예를 들어, 광학 필름을 절곡하여, 구부린 부분에 용매로서의 n-헥산을 1방울 떨어뜨리고, 용매를 자연 건조시킨 경우에, 광학 필름을 관통하는 크랙이 발생하지 않도록 할 수 있다.
제1 실시형태에 따른 광학 필름은, 우수한 내열성을 가질 수 있다. 따라서, 광학 필름은, 고온 환경에서의 리타데이션의 변화를 억제할 수 있다. 예를 들어, 광학 필름을 95℃에서 24시간 보존하는 내열 시험 I을 행한 경우에, 그 내열 시험 I에 의한 면내 리타데이션의 변화율(리타데이션 변화율)을 작게 할 수 있다. 구체적으로는, 이 리타데이션 변화율은, 바람직하게는 2.5% 이하, 보다 바람직하게는 2.0% 이하, 특히 바람직하게는 1.5% 이하이다. 상기의 내열 시험 I은, 통상, 시험대에 대한 광학 필름의 고착을 방지하기 위하여, 클린지 사이에 광학 필름을 끼운 상태에서 행한다. 또한, 리타데이션 변화율은, 내열 시험 I에 의한 광학 필름의 면내 리타데이션의 변화량을, 내열 시험 I 전의 광학 필름의 면내 리타데이션으로 나누어 구해지는 비율의 절대값을 나타낸다. 또한, 광학 필름의 면내 리타데이션의 변화량은, 내열 시험 I 전의 광학 필름의 면내 리타데이션과, 내열 시험 I 후의 광학 필름의 면내 리타데이션의 차를 나타낸다.
제1 실시형태에 따른 광학 필름은, 우수한 내열성을 가질 수 있으므로, 고온 환경에서의 헤이즈의 상승을 억제할 수 있다. 예를 들어, 광학 필름을 105℃에서 24시간 보존하는 내열 시험 II를 행한 경우에, 그 내열 시험 II 후에도 작은 헤이즈를 가질 수 있다. 구체적으로는, 내열 시험 II 후의 광학 필름의 헤이즈는, 바람직하게는 2.0% 이하, 보다 바람직하게는 1.0% 이하, 특히 바람직하게는 0.5% 이하이다. 상기의 내열 시험 II는, 내열 시험 I과 마찬가지로, 통상, 클린지 사이에 광학 필름을 끼운 상태에서 행한다. 헤이즈의 측정은, JIS K7361-1997에 준거하여, NDH-7000(닛폰 덴쇼쿠 제조)을 사용하여 행할 수 있다.
광학 필름이 상기와 같이 내용매성 및 내열성이 모두 우수한 메커니즘을, 본 발명자는, 하기와 같다고 추찰한다. 단, 본 발명의 기술적 범위는, 하기에 나타내는 메커니즘에 한정되는 것은 아니다.
종래, 결정성 중합체 및 비정성 중합체를 조합하여 포함하는 수지의 필름이, 우수한 내용매성을 발휘할 수 있는 것은 알려져 있었다. 그러나, 본 발명자의 검토에 의하면, 그 필름은, 내열성이 떨어져, 고온 환경에서 리타데이션의 변화 및 헤이즈의 상승을 일으키기 쉬운 것이 판명되었다. 본 발명자는, 상기의 리타데이션의 변화 및 헤이즈의 상승의 한 원인이, 배향의 완화 및 결정화의 진행에 있다고 생각한다.
구체적으로는, 광학 필름에 포함되는 중합체의 분자는, 고온 환경에서 배향의 완화를 일으킬 수 있다. 이러한 배향의 완화가 일어나면, 중합체의 분자의 배향 방향이 변화할 수 있다. 또한, 고온 환경에서 결정성 중합체의 결정화가 진행되면, 결정성 중합체의 분자가, 그 배향의 규칙성이 높아지도록 방향을 바꿀 수 있다. 그러면, 분자의 배향 상태가 필름 전체로서 변화하므로, 그 결과, 필름의 리타데이션이 변화할 수 있다. 또한, 결정성 중합체의 결정화가 진행되면, 필름 중에 구정(球晶)이 생길 수 있다. 이 구정에 의해, 필름의 백화가 일어나, 헤이즈가 상승한다.
이에 대하여, 상술한 제1 실시형태에 따른 광학 필름에서는, 혼합 수지가 높은 특정 범위의 유리 전이 온도 Tgd를 가지므로, 배향의 완화가 억제된다. 또한, 혼합 수지가 높은 특정 범위의 냉결정화 온도 Tcd를 가지므로, 결정성 중합체의 결정화의 진행이 억제된다. 그 때문에, 상술한 광학 필름은, 고온 환경에서 리타데이션의 변화 및 헤이즈의 상승을 억제하여, 우수한 내열성을 발휘할 수 있다. 나아가서는, 식(1) 및 (2)를 만족하는 특정 범위의 유리 전이 온도 Tgd 및 냉결정화 온도 Tcd를 갖는 혼합 수지는, 상기의 내열성을 가지면서, 용매에 대한 내성도 발휘할 수 있으므로, 내용매성 및 내열성 양방의 개선이 가능하다.
광학 필름은, 큰 복굴절 Δn을 갖는 것이 바람직하다. 광학 필름의 구체적인 복굴절의 범위는, 바람직하게는 0.00200 이상, 보다 바람직하게는 0.00205 이상, 특히 바람직하게는 0.00210 이상이다. 결정성 중합체 및 비정성 중합체는, 종래, 복굴절이 클수록 내열성이 떨어지는 경향이 있었다. 따라서, 종래 해결이 특히 곤란하였던 필름에 있어서, 본 발명의 효과를 유효하게 활용하는 관점에서, 광학 필름은 상기와 같이 큰 복굴절 Δn을 갖는 것이 바람직하다. 복굴절 Δn의 상한은, 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 0.00400 이하, 0.00350 이하 등일 수 있다.
광학 필름의 복굴절 Δn은, 광학 필름의 면내 리타데이션을 두께로 나누어 구할 수 있다.
광학 필름은, 그 용도에 적합한 면내 리타데이션을 가질 수 있다. 예를 들어, 측정 파장 590 nm에서의 광학 필름의 면내 리타데이션 Re는, 바람직하게는 30 nm 이상, 보다 바람직하게는 40 nm 이상, 특히 바람직하게는 50 nm 이상이고, 바람직하게는 300 nm 이하, 보다 바람직하게는 290 nm 이하, 특히 바람직하게는 280 nm 이하이다.
광학 필름은, 그 용도에 적합한 두께 방향의 리타데이션을 가질 수 있다. 예를 들어, 측정 파장 590 nm에서의 광학 필름의 두께 방향의 리타데이션 Rth는, 바람직하게는 10 nm 이상, 보다 바람직하게는 20 nm 이상, 특히 바람직하게는 30 nm 이상이고, 바람직하게는 300 nm 이하, 보다 바람직하게는 250 nm 이하, 특히 바람직하게는 200 nm 이하이다.
광학 필름의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션은, 위상차계(AXOMETRICS사 제조 「AxoScanOPMF-1」)에 의해 측정할 수 있다.
광학 필름은, 높은 투명성을 갖는 것이 바람직하다. 광학 필름의 구체적인 전체 광선 투과율은, 바람직하게는 80% 이상, 보다 바람직하게는 85% 이상, 특히 바람직하게는 88% 이상이다. 필름의 전체 광선 투과율은, 자외·가시 분광계를 사용하여, 파장 400 nm~700 nm의 범위에서 측정할 수 있다.
광학 필름은, 작은 헤이즈를 갖는 것이 바람직하다. 광학 필름의 헤이즈는, 바람직하게는 2.0% 이하, 보다 바람직하게는 1.0% 이하, 특히 바람직하게는 0.5% 이하이고, 이상적으로는 0.0%이다.
광학 필름은, 매엽의 필름이어도 되고, 장척의 형상을 갖는 장척 필름이어도 된다.
광학 필름은, 동일한 조성을 갖는 혼합 수지로 형성된 층을 1층만 구비하는 단층 구조를 갖고 있어도 되고, 다른 조성을 갖는 혼합 수지로 형성된 복수의 층을 구비하는 복층 구조를 갖고 있어도 된다.
광학 필름의 두께는, 광학 필름의 용도에 따라 적절하게 설정할 수 있으나, 통상은 얇은 것이 바람직하다. 광학 필름의 구체적인 두께는, 바람직하게는 5 μm 이상, 보다 바람직하게는 10 μm 이상, 특히 바람직하게는 20 μm 이상이고, 바람직하게는 500 μm 이하, 보다 바람직하게는 200 μm 이하, 특히 바람직하게는 100 μm 이하이다.
[1.2. 제2 실시형태에 따른 광학 필름]
제2 실시형태에 따른 광학 필름은, 융점을 갖는 결정성 중합체와, 융점을 갖지 않는 비정성 중합체를 포함하는 혼합 수지로 형성되어 있다.
혼합 수지는, 특정한 관계를 만족하는 융점 Tmd, 및 유리 전이 온도 Tgd를 가질 수 있다. 이 혼합 수지로 형성된 광학 필름은, 광학 필름에 대하여 직선 편광을 투과시킨 경우에 있어서의, 투과광의 편광 상태의 편차를 억제할 수 있다.
제2 실시형태에 따른 광학 필름에 사용되는 결정성 중합체, 비결정성 중합체, 및 임의의 성분에 대해서는, 제1 실시형태에 따른 광학 필름에 사용되는 결정성 중합체, 비결정성 중합체, 및 임의의 성분으로서 설명한 것 중에서 적당히 선택하여 사용할 수 있다.
[1.2.1. 혼합 수지의 특성]
혼합 수지는, 하기 식(3)을 만족하는 융점 Tmd, 및 유리 전이 온도 Tgd를 갖는다.
50℃ ≤ Tmd - Tgd ≤ 160℃ (3)
상세하게는, 혼합 수지의 융점 Tmd와 유리 전이 온도 Tgd의 차는, 통상 50℃ 이상, 바람직하게는 80℃ 이상, 보다 바람직하게는 100℃ 이상, 특히 바람직하게는 120℃ 이상이고, 통상 160℃ 이하, 바람직하게는 155℃ 이하, 보다 바람직하게는 150℃ 이하이다.
혼합 수지는, 통상, 냉결정화 온도 Tcd를 갖는다. 또한, 혼합 수지는, 냉결정화 온도 Tcd, 및 유리 전이 온도 Tgd가 하기 식(4)를 만족하는 것이 바람직하다.
60℃ ≤ Tcd - Tgd ≤ 110℃ (4)
상세하게는, 혼합 수지의 냉결정화 온도 Tcd와 유리 전이 온도 Tgd의 차는, 바람직하게는 60℃ 이상, 보다 바람직하게는 70℃ 이상, 바람직하게는 110℃ 이하, 보다 바람직하게는 105℃ 이하이다.
혼합 수지의 융점 Tmd, 유리 전이 온도 Tgd, 및 냉결정화 온도는, 예를 들어, 결정성 중합체의 종류 및 양, 그리고, 비정성 중합체의 종류 및 양을 조정함으로써 조정할 수 있다.
혼합 수지의 융점 Tmd, 유리 전이 온도 Tgd는, 예를 들어, 상술한 중합체의 융점 및 유리 전이 온도의 측정 방법과 동일한 방법에 의해 측정할 수 있다. 또한, 혼합 수지의 냉결정화 온도는, 제1 실시형태에 따른 혼합 수지의 냉결정화 온도의 측정 방법과 동일한 방법에 의해 측정할 수 있다.
혼합 수지의 융점 Tmd, 유리 전이 온도 Tgd, 및 냉결정화 온도 Tcd가 취할 수 있는 범위 및 바람직한 범위에 대해서는, 제1 실시형태에 따른 혼합 수지의 융점 Tmd, 유리 전이 온도 Tgd, 및 냉결정화 온도 Tcd가 취할 수 있는 범위 및 바람직한 범위와 동일하게 할 수 있다.
[1.2.2. 광학 필름의 특성]
제2 실시형태에 따른 광학 필름은, 필름을 투과한 광의 편광 상태의 편차를 억제할 수 있다. 예를 들어, 분광 광도계에 의한 직교 니콜 투과율 측정에 의해 측정되는, 광학 필름의 직교 니콜 투과율 Tx(%)를 작은 값으로 할 수 있다. 구체적으로는, 파장 550 nm에서의 광학 필름의 직교 니콜 투과율 Tx(%)는, 바람직하게는 0.04% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.03% 이하이고, 특히 바람직하게는 0.02% 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.01% 이하이다. 또한, 상기 직교 니콜 투과율은, 이상적으로는 0%이지만, 예를 들어, 0.001% 이상일 수 있다.
직교 니콜 투과율의 측정은, 2매의 직선 편광자(편광자 및 검광자)와, 닛폰 분광사 제조의 분광 광도계 「V7200」 및 자동 편광 필름 측정 장치 「VAP-7070S」를 사용할 수 있다.
광학 필름이 상기와 같이 광학 필름에 대하여 직선 편광을 투과시킨 경우에 있어서의, 투과광의 편광 상태의 편차를 억제할 수 있는 메커니즘을, 본 발명자는, 하기와 같다고 추찰한다. 단, 본 발명의 기술적 범위는, 하기에 나타내는 메커니즘에 한정되는 것은 아니다.
결정성 중합체 및 비정성 중합체를 조합하여 포함하는 수지의 필름은, 그 제조 과정에 있어서, 결정성 중합체의 결정화가 진행됨으로써, 필름 중에 구정이 생길 수 있다. 이 구정 자체가 광학 필름과는 다른 위상차를 갖기 때문에, 광학 필름에 입사된 광(편광)의 일부를 산란시킴으로써, 광학 필름을 투과한 광의 편광 상태에 편차가 발생한다.
또한, 광학 필름의 제조 과정에 있어서, 연신 처리를 행한 경우, 광학 필름 중의 구정의 분자는 결정화되지 않은 수지의 분자와 비교하여 움직이기 어렵다. 그 때문에, 결정화되지 않은 수지의 분자는 상대적으로 크게 배향되고, 구정의 분자는 상대적으로 작게 배향되거나, 또는 배향이 발생하지 않는다. 따라서, 광학 필름 중의 구정의 분자와 결정화되지 않은 수지의 분자의 배향 상태에 편차가 발생하고, 그 결과, 광학 필름을 투과한 광의 편광 상태에 편차가 발생한다.
이에 대하여, 제2 실시형태에 따른 광학 필름에서는, 혼합 수지의 융점 Tmd 및 유리 전이 온도 Tgd가 소정의 관계를 만족하므로, 광학 필름의 제조 과정에 있어서의 결정성 중합체의 결정화의 진행을 억제할 수 있는 조건으로, 광학 필름을 제조할 수 있다. 그 때문에, 광학 필름은 광학 필름에 대하여 직선 편광을 투과시킨 경우에 있어서의, 투과광의 편광 상태의 편차를 억제할 수 있다.
광학 필름의 복굴절, 리타데이션, 투명성 및 헤이즈, 형태(매엽, 장척), 층 구조, 및 두께에 대해서는, 상술한 제1 실시형태에 따른 광학 필름의 항목에서 설명한 내용과 동일하게 할 수 있다.
[1.3. 제3 실시형태에 따른 광학 필름]
제3 실시형태에 따른 광학 필름은, 융점을 갖는 결정성 중합체와, 융점을 갖지 않는 비정성 중합체를 포함하는 혼합 수지로 형성되어 있다.
혼합 수지는, 특정한 범위의 유리 전이 온도 Tgd, 및 특정한 범위의 냉결정화 온도 Tcd를 갖고, 또한 특정한 관계를 만족하는 혼합 수지의 융점 Tmd, 및 유리 전이 온도 Tgd를 갖는다. 이 혼합 수지로 형성된 광학 필름은, 내용매성 및 내열성이 모두 우수하고, 광학 필름에 대하여 직선 편광을 투과시킨 경우에 있어서의, 투과광의 편광 상태의 편차를 억제할 수 있다.
제3 실시형태에 따른 혼합 수지는, 제1 실시형태에 따른 혼합 수지의 특성, 및 제2 실시형태에 따른 혼합 수지의 특성 양방의 특성을 겸비한다. 구체적으로는, 혼합 수지는, 상술한 식(1)~(3)을 만족하는 융점 Tmd, 유리 전이 온도 Tgd, 및 냉결정화 온도 Tcd를 갖는다. 혼합 수지는, 또한 융점 Tmd, 및 유리 전이 온도 Tgd가 상술한 식(4)를 만족하는 것이 바람직하다. 혼합 수지의 특성에 대하여, 상기의 점 이외에 대해서는, 상술한 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 광학 필름의 항목에서 설명한 혼합 수지의 특성으로서 설명한 내용과 동일하게 할 수 있다.
또한, 제3 실시형태에 따른 광학 필름에 사용되는 결정성 중합체, 비결정성 중합체, 임의의 성분, 및 광학 필름의 특성에 대해서는, 상술한 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 광학 필름의 항목에서 설명한 내용과 동일하게 할 수 있다.
[2. 광학 필름의 제조 방법]
상술한 광학 필름은, 예를 들어,
결정성 중합체 및 비정성 중합체를 혼합하여, 혼합 수지를 얻는 공정(1)과,
혼합 수지를 성형하여 수지 필름을 얻는 공정(2)
을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다. 이 경우, 상기의 수지 필름을, 광학 필름으로서 얻어도 된다.
또한, 광학 필름의 제조 방법은,
수지 필름을 연신하는 공정(3)
을 더 포함하고 있어도 된다. 공정(3)을 포함하는 제조 방법에서는, 수지 필름을 연신한 연신 필름으로서, 광학 필름을 얻을 수 있다.
공정(1)에서는, 결정성 중합체 및 비정성 중합체를 혼합하여, 혼합 수지를 얻는다. 혼합 방법에 특별히 제한은 없다. 예를 들어, 결정성 중합체 및 비정성 중합체를 용융 상태에서 혼련하여, 혼합 수지를 얻어도 된다. 상기의 혼련은, 예를 들어, 2축 압출기를 사용할 수 있다.
공정(1)에서는, 상술한 제1 실시형태~제3 실시형태에 따른 광학 필름의 항목에서 설명한 혼합 수지의 어느 하나의 혼합 수지를 얻을 수 있다.
공정(2)에서는, 혼합 수지를 성형하여 수지 필름을 얻는다. 혼합 수지의 성형 방법에 제한은 없다. 성형 방법으로는, 예를 들어, 압출 성형법, 용액 캐스트법, 인플레이션 성형법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 압출 성형법 및 용액 캐스트법이 바람직하고, 압출 성형법이 특히 바람직하다.
압출 성형법은, 통상, 혼합 수지를 용융 압출하는 것을 포함한다. 이 압출 성형법에 있어서의 제조 조건은, 바람직하게는 하기와 같다. 실린더 온도(용융 수지 온도)는, 바람직하게는 Tmd 이상이고, 바람직하게는 Tmd + 100℃ 이하, 보다 바람직하게는 Tmd + 50℃ 이하이다. 또한, 필름상으로 압출된 용융 수지가 최초로 접촉하는 냉각체는 특별히 한정되지 않지만, 통상은 캐스트 롤을 사용한다. 이 캐스트 롤 온도는, 바람직하게는 Tgd - 50℃ 이상이고, 바람직하게는 Tgd + 70℃ 이하이다.
공정(3)에서는, 수지 필름을 연신한다. 이 연신에 의해, 수지 필름 중의 중합체의 분자가 배향되므로, 바람직한 광학 특성을 갖는 광학 필름이 얻어진다. 이 연신은, 혼합 수지의 냉결정화 온도 Tcd 미만의 연신 온도에서 행하는 것이 바람직하다. 구체적인 연신 온도는, 바람직하게는 Tgd℃ 이상, 보다 바람직하게는 Tgd + 10℃ 이상, 특히 바람직하게는 Tgd + 15℃ 이상이고, 바람직하게는 Tcd - 20℃ 이하, 보다 바람직하게는 Tcd - 25℃ 이하, 특히 바람직하게는 Tcd - 30℃ 이하, 더욱 바람직하게는 Tcd - 50℃ 이하이다. 이 범위의 연신 온도에서 연신을 행하는 경우, 결정성 중합체의 결정화의 진행을 억제하면서, 수지 필름 중의 중합체의 분자를 효과적으로 배향시킬 수 있다. 따라서, 헤이즈의 상승을 억제하면서, 필름에 원하는 광학 특성을 용이하게 발현시킬 수 있다.
상기 연신의 연신 배율은, 광학 필름이 가져야 할 광학 특성에 따라 설정할 수 있다. 구체적인 연신 배율은, 바람직하게는 1배보다 크고, 보다 바람직하게는 1.1배 이상, 특히 바람직하게는 1.2배 이상이고, 바람직하게는 5배 이하, 보다 바람직하게는 4배 이하, 특히 바람직하게는 3배 이하이다. 2축 연신을 행하는 경우, 일방의 방향으로의 연신의 연신 배율과 타방의 방향으로의 연신의 연신 배율의 곱으로 나타내어지는 전체의 연신 배율이, 상기 범위에 들어가는 것이 바람직하다.
상기의 연신의 양태는, 예를 들어, 1방향으로 연신을 행하는 1축 연신이어도 되고, 비평행한 2방향으로 연신을 행하는 2축 연신이어도 된다. 또한, 2축 연신은, 2방향으로의 연신을 동시에 행하는 동시 2축 연신이어도 되고, 일방의 방향으로의 연신을 행한 후에 타방의 방향으로의 연신을 행하는 축차 2축 연신이어도 된다.
광학 필름의 제조 방법은, 상기의 공정(1)~(3)에 조합하여, 임의의 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 예를 들어, 광학 필름의 제조 방법은, 공정(3)에서 연신을 행하기 전에, 수지 필름에 대하여 예열 처리를 실시하는 공정을 포함하고 있어도 된다. 예열 온도는, 바람직하게는 「연신 온도 - 40℃」 이상, 보다 바람직하게는 「연신 온도 - 30℃」 이상이고, 바람직하게는 「연신 온도 + 20℃」 이하, 보다 바람직하게는 「연신 온도 + 15℃」 이하이다.
또한, 임의의 공정으로는, 광학 필름을 트리밍하는 공정, 광학 필름에 표면 처리를 실시하는 공정 등을 들 수 있다.
실시예
이하, 실시예를 나타내어 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 나타내는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 특허청구범위 및 그 균등한 범위를 일탈하지 않는 범위에 있어서 임의로 변경하여 실시할 수 있다.
이하의 설명에 있어서, 양을 나타내는 「%」 및 「부」는, 별도로 언급하지 않는 한, 중량 기준이다. 또한, 이하에 설명하는 조작은, 별도로 언급하지 않는 한, 상온 상압(23℃ 1 기압) 대기 중의 조건에 있어서 행하였다.
[평가 방법]
(중합체의 중량 평균 분자량 Mw 및 수평균 분자량 Mn의 측정 방법)
중합체의 중량 평균 분자량 Mw 및 수평균 분자량 Mn은, 겔·퍼미에이션·크로마토그래피(GPC) 시스템(토소사 제조 「HLC-8320」)을 사용하여, 폴리스티렌 환산값으로서 측정하였다. 측정시, 칼럼으로는 H 타입 칼럼(토소사 제조)을 사용하고, 용매로는 테트라하이드로푸란을 사용하였다. 또한, 측정시의 온도는, 40℃였다.
(중합체의 수소화율의 측정 방법)
중합체의 수소화율은, 오르토디클로로벤젠-d4를 용매로 하여, 145℃에서, 1H-NMR에 의해 측정하였다.
(유리 전이 온도, 냉결정화 온도 및 융점의 측정 방법)
시료(하기의 실시예에서는, 중합체 또는 수지)의 유리 전이 온도 Tga, Tgb 및 Tgd, 냉결정화 온도 Tcd, 그리고, 융점 Tma 및 Tmd의 측정은, 이하와 같이 하여 행하였다.
먼저, 시료를 가열에 의해 융해시켰다. 융해된 시료를, 드라이아이스로 급랭하였다. 계속해서, 이 시료에 대해, 시차 주사 열량계(DSC)를 사용하여, 10℃/분의 승온 속도(승온 모드)로, 유리 전이 온도 Tga, Tgb 또는 Tgd, 냉결정화 온도 Tcd, 그리고, 융점 Tma 및 Tmd를 측정하였다. 냉결정화 온도 Tcd란, 승온 과정에 있어서의 발열 피크의 피크 탑의 값으로 하였다.
(중합체의 라세모·다이애드의 비율의 측정 방법)
중합체의 라세모·다이애드의 비율의 측정은, 이하와 같이 하여 행하였다.
오르토디클로로벤젠-d4를 용매로 하여, 200℃에서, inverse-gated decoupling법을 적용하여, 중합체의 13C-NMR 측정을 행하였다. 이 13C-NMR 측정의 결과에 있어서, 오르토디클로로벤젠-d4의 127.5 ppm의 피크를 기준 시프트로 하여, 메소·다이애드 유래의 43.35 ppm의 시그널과, 라세모·다이애드 유래의 43.43 ppm의 시그널을 동정하였다. 이들 시그널의 강도비에 기초하여, 중합체의 라세모·다이애드의 비율을 구하였다.
(필름의 두께의 측정 방법)
필름의 두께는, 접촉식 두께계(MITUTOYO사 제조 Code No.543-390)를 사용하여 측정하였다.
(필름의 면내 리타데이션 Re, 두께 방향의 리타데이션 Rth, 및 복굴절 Δn의 측정 방법)
필름의 면내 리타데이션 Re 및 두께 방향의 리타데이션 Rth는, 위상차계(AXOMETRICS사 제조 「AxoScan OPMF-1」)에 의해 측정하였다. 이 때, 측정은, 파장 590 nm에서 행하였다. 또한, 복굴절 Δn은, 면내 리타데이션 Re 및 두께 d를 이용하여, 하기 식(X1)에 의해 산출하였다.
Δn[-] = Re[nm]/d[nm] (X1)
(광학 필름의 내용매성 시험 I)
광학 필름을 4 cm × 4 cm로 잘라내어, 필름 시료를 얻었다. 이 필름 시료의 중량을 측정하여, 용매 침지 전의 필름 중량을 얻었다.
그 후, 용매로서의 톨루엔 안에 필름 시료의 전체를 30초간 침지하고, 취출하여, 킴와이프로 필름 시료의 표면의 용매를 닦아냈다. 필름 시료를 30분간 실온에서 건조시키고, 용매 침지 후의 필름 중량을 측정하였다. 필름 중량 변화율을, 하기 식(X2)에 의해 산출하였다.
필름 중량 변화율(%) = {(용매 침지 후의 필름 중량 - 용매 침지 전의 필름 중량)/(용매 침지 전의 필름 중량)} × 100 (X2)
상기의 필름 중량 변화율로부터, 하기의 평가 기준에 기초하여, 내용매성을 평가할 수 있다.
내용매성 「양호」: 필름 중량 변화율이 플러스. 이 결과는, 필름 시료가 용매에 팽윤된 것을 나타낸다.
내용매성 「불량」: 필름 중량 변화율이 마이너스. 또는, 필름 시료에 구멍이 뚫리거나 파손되거나 하였다. 이 결과는, 광학 필름이 용매에 용해된 것을 나타낸다.
(광학 필름의 내용매성 시험 II)
광학 필름을 5 cm × 2 cm로 잘라내어, 필름 시료를 얻었다. 이 필름 시료를 장변의 중앙에 있어서 접힘선이 단변과 평행이 되도록 구부리고, 단변의 단부를 클립 사이에 끼워서 고정하였다. 필름 시료의 구부린 개소의 곡률 반경은 2.5 mm로 하였다. 다음으로, 필름 시료를, 상기 접힘선이 정상부, 클립이 저부가 되도록 책상 위에 설치하였다. 그 후, 필름 시료의 구부린 개소(정상부)에 용매로서의 n-헥산을 스포이트를 사용하여 1방울(약 1 ml) 떨어뜨리고, 용매를 자연 건조시킨 후, 클립을 빼고, 크랙에 의한 관통이 일어나 있는지의 여부를 관찰하였다. 크랙에 의한 관통의 유무로부터, 하기의 평가 기준에 기초하여, 내용매성을 평가할 수 있다.
내용매성 「양호」: 크랙에 의한 관통이 없었다. 또는 크랙 자체가 없었다.
내용매성 「불량」: 크랙에 의한 관통이 일어나 있었다.
(광학 필름의 내열 시험 I: 리타데이션 변화율의 평가)
광학 필름을 50 mm × 50 mm로 잘라내어, 필름 시료를 얻었다. 이 필름 시료의 면내 리타데이션을 상술한 방법으로 측정하고, 내열 시험 전의 면내 리타데이션 Re0을 얻었다.
그 후, 필름 시료를 클린지에 끼우고, 테이프로 고정하지 않고 95℃의 항온조에 24시간 넣는 내열 시험 I을 행하였다. 그 후, 필름 시료의 면내 리타데이션을 상술한 방법으로 측정하고, 내열 시험 후의 면내 리타데이션 Re1을 얻었다. 리타데이션 변화율을, 하기 식(X3)에 의해 산출하였다. 리타데이션 변화율이 작을수록, 광학 필름이 내열성이 우수한 것을 나타내며, 예를 들어 리타데이션 변화율이 2.5% 이하인 경우에 내열성이 양호하다고 판정할 수 있다.
Re 변화율(%) = |(Re1 - Re0)/Re0| × 100 (X3)
즉, 상기의 Re 변화율(%)로부터, 하기의 평가 기준에 기초하여, 내열성을 평가할 수 있다.
내열성 「양호」: Re 변화율(%)이 2.5% 이하.
내열성 「불량」: Re 변화율(%)이 2.5% 초과.
(광학 필름의 내열 시험 II: 헤이즈 변화의 평가)
광학 필름을 50 mm × 50 mm로 잘라내어, 필름 시료를 얻었다. 이 필름 시료의 헤이즈를 측정하고, 내열 시험 전의 헤이즈 Hz0을 얻었다.
그 후, 필름 시료를 클린지에 끼우고, 테이프로 고정하지 않고 105℃의 항온조에 24시간 넣는 내열 시험 II를 행하였다. 그 후, 필름 시료의 헤이즈를 측정하고, 내열 시험 후의 헤이즈 Hz1을 얻었다.
상기의 헤이즈의 측정은, JIS K7361-1997에 준거하여, NDH-7000(닛폰 덴쇼쿠 제조)을 사용하여 행하였다.
헤이즈는, 작을수록 바람직하며, 예를 들어, 내열 시험 후의 헤이즈 Hz1이 1% 이하인 경우에 내열성이 양호하다고 판정할 수 있다.
즉, 상기의 내열 시험 후의 헤이즈 Hz1로부터, 하기의 평가 기준에 기초하여, 내열성을 평가할 수 있다.
내열성 「양호」: 내열 시험 후의 헤이즈 Hz1이 1% 이하.
내열성 「불량」: 내열 시험 후의 헤이즈 Hz1이 1% 초과.
(광학 필름의 직교 니콜 투과율 Tx(%))
광학 필름을, 4 cm × 4 cm로 잘라내어 필름 시료를 얻었다. 얻어진 필름 시료를 2매의 직선 편광자(편광자 및 검광자) 사이에 두었다. 이 때, 상기의 직선 편광자는, 두께 방향에서 보았을 때, 서로의 편광 투과축이 수직이 되도록 방향을 설정하였다. 닛폰 분광 제조의 분광 광도계 「V7200」 및 자동 편광 필름 측정 장치 「VAP-7070S」를 사용하여, 자동 검출에 의해 직교 니콜 투과율을 측정하였다. 측정 파장은 550 nm로 하였다.
직교 니콜 투과율이 작을수록, 결정성 중합체의 결정화가 억제되어, 광학 필름을 투과한 직선 편광의 편광 상태의 편차가 억제되어 있다고 판정할 수 있다.
[제조예 1. 결정성 중합체를 포함하는 결정성 수지 A의 제조]
금속제의 내압 반응기를, 충분히 건조한 후, 질소 치환하였다. 이 금속제 내압 반응기에, 시클로헥산 154.5 부, 디시클로펜타디엔(엔도체 함유율 99% 이상)의 농도 70% 시클로헥산 용액 42.8 부(디시클로펜타디엔의 양으로서 30 부), 및 1-헥센 1.9 부를 첨가하고, 53℃로 가온하였다.
테트라클로로텅스텐페닐이미드(테트라하이드로푸란) 착물 0.014 부를 0.70 부의 톨루엔에 용해하여, 용액을 조제하였다. 이 용액에, 농도 19%의 디에틸알루미늄에톡시드/n-헥산 용액 0.061 부를 첨가해 10분간 교반하여, 촉매 용액을 조제하였다. 이 촉매 용액을 내압 반응기에 첨가하고, 개환 중합 반응을 개시하였다. 그 후, 53℃를 유지하면서 4시간 반응시켜, 디시클로펜타디엔의 개환 중합체의 용액을 얻었다. 얻어진 디시클로펜타디엔의 개환 중합체의 수평균 분자량(Mn) 및 중량 평균 분자량(Mw)은, 각각 8,750 및 28,100이고, 이들로부터 구해지는 분자량 분포(Mw/Mn)는 3.21이었다.
얻어진 디시클로펜타디엔의 개환 중합체의 용액 200 부에, 정지제로서 1,2-에탄디올 0.037 부를 첨가하여, 60℃로 가온하고, 1시간 교반하여 중합 반응을 정지시켰다. 여기에, 하이드로탈사이트형 화합물(쿄와 화학 공업사 제조 「쿄와드(등록상표) 2000」)을 1 부 첨가하여, 60℃로 가온하고, 1시간 교반하였다. 그 후, 여과 조제(쇼와 화학 공업사 제조 「라디올라이트(등록상표) #1500」)를 0.4 부 첨가하고, PP 플리츠 카트리지 필터(ADVANTEC 토요사 제조 「TCP-HX」)를 사용하여 흡착제와 용액을 여과 분리하였다.
여과 후의 디시클로펜타디엔의 개환 중합체의 용액 200 부(중합체량 30 부)에, 시클로헥산 100 부를 첨가하고, 클로로하이드라이드카르보닐트리스(트리페닐포스핀)루테늄 0.0043 부를 첨가하여, 수소압 6 MPa, 180℃에서 4시간 수소화 반응을 행하였다. 이에 의해, 디시클로펜타디엔의 개환 중합체의 수소화물을 포함하는 반응액이 얻어졌다. 이 반응액은, 수소화물이 석출되어 슬러리 용액이 되어 있었다.
상기의 반응액에 포함되는 수소화물과 용액을, 원심 분리기를 사용하여 분리하고, 60℃에서 24시간 감압 건조하여, 결정성을 갖는 디시클로펜타디엔의 개환 중합체의 수소화물 28.5 부를 얻었다. 이 수소화물은 결정성의 고리형 올레핀계 중합체이고, 그 수소화율은 99% 이상, 유리 전이 온도 Tg는 93℃, 융점(Tm)은 266℃, 라세모·다이애드의 비율은 89%였다.
얻어진 디시클로펜타디엔의 개환 중합체의 수소화물 100 부에, 산화 방지제(테트라키스〔메틸렌-3-(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피오네이트〕메탄; BASF 저팬사 제조 「이르가녹스(등록상표) 1010」) 1.1 부를 혼합 후, 내경 3 mmΦ의 다이 구멍을 4개 구비한 2축 압출기(제품명 「TEM-37B」, 토시바 기계사 제조)에 투입하였다. 디시클로펜타디엔의 개환 중합체의 수소화물 및 산화 방지제의 혼합물을, 열용융 압출 성형에 의해 스트랜드상의 성형한 후, 스트랜드 커터로 세단하여, 펠릿 형상의 결정성 수지 A를 얻었다. 상기의 2축 압출기의 운전 조건은, 이하와 같았다.
·배럴 설정 온도 = 270~280℃
·다이 설정 온도 = 250℃
·스크루 회전수 = 145 rpm
[제조예 2. 결정성 중합체를 포함하는 결정성 수지 A'의 제조]
일본 공개특허공보 2007-016102호의 제조예 1의 기재에 따라 노르보르넨 개환 중합체 수소화물을 제조하였다. 이 노르보르넨 개환 중합체 수소화물은 결정성의 고리형 올레핀계 중합체이고, 그 수소화율은 99% 이상, 유리 전이 온도 Tg는 -6℃, 융점(Tm)은 142℃였다.
[제조예 3. 비결정성 중합체를 포함하는 비결정성 수지 B'의 제조]
일본 공개특허공보 2007-016102호의 제조예 3의 기재에 따라 노르보르넨 개환 중합체 수소화물을 제조하였다. 이 노르보르넨 개환 중합체 수소화물은 비정성의 고리형 올레핀계 중합체이고, 그 수소화율은 99% 이상, 유리 전이 온도 Tg는 138℃, 융점(Tm)은 관측되지 않았다.
[실시예 1]
(1-1. 혼합 수지 D의 제조)
비정성의 고리형 올레핀계 중합체(유리 전이 온도 163℃)를 99 중량% 포함하는 펠릿상의 비정성 수지 B(니폰 제온 제조 「ZEONEX790R」)를 준비하였다. 결정성 수지 A와 비정성 수지 B를, 중량비로 결정성 수지 A:비정성 수지 B = 7:3이 되도록 혼합하고, 2축 혼련 압출기(스크루의 유효 길이 L과 스크루의 직경 D의 비 L/D = 41, 스크루의 직경 = 25 mm)의 호퍼에 투입하였다. 결정성 수지 A 및 비정성 수지 B를 압출기 내에서 2축 혼련한 후, 그 압출기로부터 스트랜드상으로 압출하고, 스트랜드 커터를 사용해 세단하여, 펠릿상의 혼합 수지 D를 얻었다. 상기의 2축 혼련 압출기의 운전 조건은, 이하와 같았다.
·배럴 설정 온도 = 275~280℃
·다이 설정 온도 = 275℃
·스크루 회전수 = 200 rpm
얻어진 혼합 수지 D의 유리 전이 온도 Tgd, 융점 Tmd 및 냉결정화 온도 Tcd를, 상술한 방법으로 측정하였다.
(1-2. 수지 필름의 제조)
상기의 공정(1-1)에서 제조한 혼합 수지 D를, T 다이를 구비하는 열용융 압출 필름 성형기를 사용해 성형하여, 대략 폭 400 mm의 장척의 수지 필름(두께 75 μm)을 얻었다. 얻어진 수지 필름을, 권취하여 롤의 형태로 하였다. 상기의 필름 성형기의 운전 조건은, 이하와 같았다.
·배럴 설정 온도 = 280℃~300℃
·다이 온도 = 270℃
·캐스트 롤 온도 = 90℃
(1-3. 수지 필름의 연신)
상기의 공정(1-2)에서 제조한 장척의 수지 필름을 롤로부터 인출하고, 절단하여, 세로 100 mm × 가로 100 mm의 직사각형의 수지 필름을 얻었다. 이 수지 필름을 연신기(에토 주식회사 제조)에 공급하고, 수지 필름의 4변 각각을 5개의 클립으로 파지하였다. 그 후, 수지 필름을 예열 온도 124℃에서 6분간 가열하는 예열 처리를 행하였다. 이어서, 수지 필름을, 절단 전의 장척의 수지 필름의 길이 방향으로 연신 온도 124℃, 30초로 연신 배율 2.5배로 고정 1축 연신하여, 광학 필름을 얻었다.
얻어진 광학 필름에 대하여, 상술한 방법으로 평가를 행하였다.
[실시예 2]
혼합하는 결정성 수지 A와 비정성 수지 B의 중량비를, 결정성 수지 A:비정성 수지 B = 6:4로 변경하였다. 또한, 수지 필름의 연신시, 예열 온도 및 연신 온도를 133℃로 변경하였다. 이상의 사항 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 광학 필름의 제조 및 평가를 행하였다.
[실시예 3]
혼합하는 결정성 수지 A와 비정성 수지 B의 중량비를, 결정성 수지 A:비정성 수지 B = 5:5로 변경하였다. 또한, 수지 필름의 연신시, 예열 온도 및 연신 온도를 145℃로 변경하였다. 이상의 사항 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 광학 필름의 제조 및 평가를 행하였다.
[실시예 4]
혼합하는 결정성 수지 A와 비정성 수지 B의 중량비를, 결정성 수지 A:비정성 수지 B = 4:6으로 변경하였다. 또한, 수지 필름의 연신시, 예열 온도 및 연신 온도를 150℃로 변경하였다. 이상의 사항 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 광학 필름의 제조 및 평가를 행하였다.
[실시예 5]
혼합하는 결정성 수지 A와 비정성 수지 B의 중량비를, 결정성 수지 A:비정성 수지 B = 6:4로 변경하였다. 또한, 수지 필름의 연신을 행하지 않고, 연신되어 있지 않은 수지 필름 자체를 광학 필름으로서 평가하였다. 이상의 사항 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 광학 필름의 제조 및 평가를 행하였다.
[실시예 6]
혼합하는 결정성 수지 A와 비정성 수지 B의 중량비를, 결정성 수지 A:비정성 수지 B = 6:4로 변경하였다. 또한, 수지 필름의 연신시, 예열 온도 및 연신 온도를 150℃로 변경하였다. 이상의 사항 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 광학 필름의 제조 및 평가를 행하였다.
[비교예 1]
결정성 수지 A와 비정성 수지 B의 혼합을 행하지 않고, 혼합 수지 D 대신에 결정성 수지 A를 사용하였다. 또한, 수지 필름의 연신시, 예열 온도 및 연신 온도를 117℃로 변경하였다. 이상의 사항 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 광학 필름의 제조 및 평가를 행하였다.
[비교예 2]
결정성 수지 A와 비정성 수지 B의 혼합을 행하지 않고, 혼합 수지 D 대신에 결정성 수지 A를 사용하였다. 또한, 수지 필름의 연신시, 예열 온도 및 연신 온도를 160℃로 변경하고, 연신 배율을 1.02배로 변경하였다. 이상의 사항 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 광학 필름의 제조 및 평가를 행하였다.
본 발명자의 검토에서는, 결정성 수지 A의 필름을 상기의 연신 온도에서 크게 연신한 경우, 필름이 백화되어 헤이즈가 크게 상승하는 것이 판명되어 있다. 따라서, 비교예 2에서는, 연신 배율을 다른 실시예 및 비교예보다 작게 하고 있다.
[비교예 3]
혼합하는 결정성 수지 A와 비정성 수지 B의 중량비를, 결정성 수지 A:비정성 수지 B = 9:1로 변경하였다. 또한, 수지 필름의 연신시, 예열 온도 및 연신 온도를 121℃로 변경하였다. 이상의 사항 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 광학 필름의 제조 및 평가를 행하였다.
[비교예 4]
결정성 수지 A와 비정성 수지 B의 혼합을 행하지 않고, 혼합 수지 D 대신에 비정성 수지 B를 사용하였다. 또한, 수지 필름의 연신을 행하지 않고, 연신되어 있지 않은 수지 필름 자체를 광학 필름으로서 평가하였다. 이상의 사항 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 광학 필름의 제조 및 평가를 행하였다.
[비교예 5]
결정성 수지 A 및 비정성 수지 B 대신에, 제조예 2의 결정성 수지 A'와 제조예 3의 비결정성 수지 B'를 중량비로 결정성 수지 A':비결정성 수지 B' = 2:8이 되도록 혼합하였다. 또한, 수지 필름의 연신을 행하지 않고, 연신되어 있지 않은 수지 필름 자체를 광학 필름으로서 평가하였다. 이상의 사항 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 광학 필름의 제조 및 평가를 행하였다.
[결과]
상술한 실시예 및 비교예의 결과를, 하기의 표에 나타낸다. 하기의 표에 있어서, 약칭의 의미는, 이하와 같다.
COP: 고리형 올레핀계 중합체
혼합비 A/B(A'/B'): 결정성 수지 A와 비정성 수지 B의 중량비 A/B. 또는, 결정성 수지 A'와 비정성 수지 B'의 중량비 A'/B'.

Claims (9)

  1. 융점을 갖는 결정성 중합체와, 융점을 갖지 않는 비정성 중합체를 포함하는 수지로 형성된 광학 필름으로서,
    상기 수지가 하기 식(1)을 만족하는 유리 전이 온도 Tgd, 및 하기 식(2)를 만족하는 냉결정화 온도 Tcd를 갖는, 광학 필름.
    100℃ < Tgd < 140℃ (1)
    170℃ < Tcd < 225℃ (2)
  2. 융점을 갖는 결정성 중합체와, 융점을 갖지 않는 비정성 중합체를 포함하는 수지로 형성된 광학 필름으로서,
    상기 수지가 하기 식(3)을 만족하는 융점 Tmd, 및 유리 전이 온도 Tgd를 갖는 광학 필름.
    50℃ ≤ Tmd - Tgd ≤ 160℃ (3)
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 결정성 중합체가 융점을 갖는 고리형 올레핀계 중합체인, 광학 필름.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비정성 중합체가 융점을 갖지 않는 고리형 올레핀계 중합체인, 광학 필름.
  5. 융점을 갖는 결정성 중합체와, 융점을 갖지 않는 비정성 중합체를 혼합하여, 하기 식(1)을 만족하는 유리 전이 온도 Tgd, 및 하기 식(2)를 만족하는 냉결정화 온도 Tcd를 갖는 수지를 얻는 공정과,
    상기 수지를 성형하여 수지 필름을 얻는 공정을 포함하는, 광학 필름의 제조 방법.
    100℃ < Tgd < 140℃ (1)
    170℃ < Tcd < 225℃ (2)
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수지 필름을 연신하는 공정을 포함하는, 광학 필름의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 수지 필름을 연신하는 공정에 있어서의 연신 온도가 Tg 이상, Tcd - 30℃ 이하인, 광학 필름의 제조 방법.
  8. 융점을 갖는 결정성 중합체와, 융점을 갖지 않는 비정성 중합체를 혼합하여, 하기 식(3)을 만족하는 융점 Tmd, 및 유리 전이 온도 Tgd를 갖는 수지를 얻는 공정과,
    상기 수지를 성형하여 수지 필름을 얻는 공정을 포함하는, 광학 필름의 제조 방법.
    50℃ ≤ Tmd - Tgd ≤ 160℃ (3)
  9. 제8항에 있어서,
    상기 수지 필름을 연신하는 공정을 포함하는, 광학 필름의 제조 방법.
KR1020237031478A 2021-04-01 2022-03-14 광학 필름 및 그 제조 방법 KR20230161960A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021062635 2021-04-01
JPJP-P-2021-062635 2021-04-01
PCT/JP2022/011307 WO2022209818A1 (ja) 2021-04-01 2022-03-14 光学フィルム及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230161960A true KR20230161960A (ko) 2023-11-28

Family

ID=83458979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237031478A KR20230161960A (ko) 2021-04-01 2022-03-14 광학 필름 및 그 제조 방법

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JPWO2022209818A1 (ko)
KR (1) KR20230161960A (ko)
CN (1) CN116997830A (ko)
TW (1) TW202248359A (ko)
WO (1) WO2022209818A1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002249645A (ja) 2001-02-23 2002-09-06 Nippon Zeon Co Ltd 重合体組成物
JP2007016102A (ja) 2005-07-06 2007-01-25 Nippon Zeon Co Ltd 環状オレフィン系重合体組成物および成形材料

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009066511A1 (ja) * 2007-11-21 2009-05-28 Zeon Corporation 重合体組成物およびその利用
JP2011118137A (ja) * 2009-12-03 2011-06-16 Nippon Zeon Co Ltd 輝度向上フィルム、製造方法及び液晶表示装置
WO2015137434A1 (ja) * 2014-03-14 2015-09-17 日本ゼオン株式会社 テトラシクロドデセン系開環重合体水素化物及びその製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002249645A (ja) 2001-02-23 2002-09-06 Nippon Zeon Co Ltd 重合体組成物
JP2007016102A (ja) 2005-07-06 2007-01-25 Nippon Zeon Co Ltd 環状オレフィン系重合体組成物および成形材料

Also Published As

Publication number Publication date
CN116997830A (zh) 2023-11-03
WO2022209818A1 (ja) 2022-10-06
JPWO2022209818A1 (ko) 2022-10-06
TW202248359A (zh) 2022-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4943319B2 (ja) 二軸光学ポリノルボルネン系フィルム及びその製造方法、それを具備した一体型光学補償偏光板及びその製造方法、及びそのフィルム及び／または偏光板を備える液晶表示装置
KR101088664B1 (ko) 복굴절 필름의 제조방법, 및 그것을 사용한 광학 필름,액정 패널, 액정 표시 장치, 화상 표시 장치
KR102567853B1 (ko) 복층 필름 및 그 제조 방법, 광학 이방성 전사체의 제조 방법, 광학 이방성층, 광학 이방성 부재, 및 광학 적층체
TW200927801A (en) Optical film
JP6776896B2 (ja) 樹脂フィルム、及び、樹脂フィルムの製造方法
US20110176093A1 (en) Optical film and liquid crystal display
JP6428940B2 (ja) 長尺フィルム及びその製造方法
KR20230161960A (ko) 광학 필름 및 그 제조 방법
TW202016184A (zh) 光學薄膜及其製造方法、光學堆疊體以及液晶顯示裝置
JP4586326B2 (ja) 光学積層体及びその製造方法
KR20220038051A (ko) 위상차 필름 및 그 제조 방법
WO2021153695A1 (ja) 位相差フィルムの製造方法
WO2022145174A1 (ja) 光学フィルム及びその製造方法
WO2022163416A1 (ja) 光学フィルム及びその製造方法、並びに偏光フィルム
JP7322889B2 (ja) 成形体及びその製造方法
KR20230124554A (ko) 다층 필름, 광학 필름 및 제조 방법
KR20230121748A (ko) 복굴절 필름, 그 제조 방법, 및 광학 필름의 제조 방법
KR20230121734A (ko) 광학 필름 및 그 제조 방법
JP2023048619A (ja) 多層光学フィルム及びその製造方法
KR20230122006A (ko) 다층 필름 및 그 제조 방법
JP2022116919A (ja) 光学フィルム、複合光学フィルム及び製造方法
JP2024049134A (ja) 光学フィルムの製造方法
JP2022103573A (ja) 光学フィルム及びその製造方法、並びに延伸フィルムの製造方法
KR20210029164A (ko) 광학 필름, 광학 적층체, 및 액정 표시 장치
KR20220108037A (ko) 위상차 필름 및 그 제조 방법