KR20240016903A - 편광판 및 화상 표시 장치 - Google Patents

편광판 및 화상 표시 장치 Download PDF

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KR20240016903A
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히로마사 스즈키
쇼지 소부에
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스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 액정 화합물의 경화물을 포함하는 위상차층을 복수 갖는 위상차판을 구비한 편광판으로서, 외력에 대한 내구성이 우수한 편광판을 제공한다.
[해결수단] 직선 편광판과, 제1 접합층과, 위상차판이, 이 순서로 적층되어 이루어지는 편광판으로서, 상기 위상차판은 제1 위상차층과 제2 위상차층을 갖고, 상기 제1 위상차층 및 상기 제2 위상차층은 액정 화합물의 경화물을 포함하고, 상기 제1 위상차층과 상기 제2 위상차층 사이의 박리 강도가 1.0 N/25 mm 이하이고, 상기 제1 접합층은 온도 23℃에서의 인장 저장 탄성률이 10 MPa 이하인 점접착제로 이루어지는 편광판.

Description

편광판 및 화상 표시 장치{POLARIZING PLATE AND IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 편광판 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
종래, 화상 표시 장치에 있어서, 화상 표시 패널의 시인 측에 원 편광판을 배치하여, 외래광의 반사로 인한 시인성의 저하를 억제하는 방법이 채용되고 있다.
원 편광판은 직선 편광판과 위상차판이 적층된 구성이다. 원 편광판에서는, 화상 표시 패널로 향하는 외래광을 직선 편광판에 의해 직선 편광으로 변환하고, 이어지는 위상차판에 의해 원 편광으로 변환한다. 원 편광인 외래광은, 화상 표시 패널의 표면에서 반사하는데, 이 반사 시에 편광면의 회전 방향이 역전하여, 위상차판에 의해 직선 편광으로 변환된 후, 이어지는 직선 편광판에 의해 차광된다. 그 결과, 외부로의 외래광의 출사가 현저히 억제된다.
위상차판에 있어서는 액정 화합물의 경화물을 포함하는 위상차층을 갖는 구성이 알려져 있다(예컨대 특허문헌 1, 2). 이러한 구성에 의하면, 위상차판의 박형화를 도모할 수 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 2015-163935호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 2019-91030호 공보
액정 화합물의 경화물을 포함하는 위상차층을 복수 갖는 위상차판에 있어서는, 박형화를 우선하면 외력에 대한 내구성이 저하하여, 예컨대 위상차층 사이에 박리가 생기는 등의 문제점이 생기는 경우가 있었다.
본 발명은, 액정 화합물의 경화물을 포함하는 위상차층을 복수 갖는 위상차판을 구비한 편광판으로서, 외력에 대한 내구성이 우수한 편광판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 이하의 편광판을 제공한다.
[1] 직선 편광판과, 제1 접합층과, 위상차판이, 이 순서로 적층되어 이루어지는 원 편광판으로서,
상기 위상차판은,
제1 위상차층과 제2 위상차층을 갖고,
상기 제1 위상차층 및 상기 제2 위상차층은 액정 화합물의 경화물을 포함하고,
상기 제1 위상차층과 상기 제2 위상차층 사이의 박리 강도가 1.0 N/25 mm 이하이고,
상기 제1 접합층은 온도 23℃에서의 인장 저장 탄성률이 10 MPa 이하인 점접착제로 이루어지는 편광판.
[2] 상기 위상차판은, 상기 제1 위상차층과 상기 제2 위상차층 사이에, 배향막만을 갖거나, 또는 개재하는 다른 층을 갖지 않는 [1]에 기재한 편광판.
[3] 상기 직선 편광판은 편광자를 갖고,
상기 편광자는 두께가 15 ㎛ 이하인 [1] 또는 [2]에 기재한 편광판.
[4] 상기 직선 편광판은 상기 편광자의 상기 제1 접합층과는 반대측의 표면에 형성된 보호 필름을 갖고,
상기 보호 필름은 두께가 30 ㎛ 이하인 [3]에 기재한 편광판.
[5] 상기 제1 위상차층은 역분산성의 λ/4층인 [1]∼[4]의 어느 한 항에 기재한 편광판.
[6] 상기 제2 위상차층은 포지티브 C 플레이트인 [1]∼[5]의 어느 한 항에 기재한 편광판.
본 발명에 의하면, 외력에 대한 내구성이 우수한 편광판을 제공할 수 있다.
도 1은 본 실시형태의 편광판의 일례를 모식적으로 도시하는 개략 단면도이다.
도 2는 위상차판의 구체예를 모식적으로 도시하는 개략 단면도이다.
도 3은 위상차판의 구체예를 모식적으로 도시하는 개략 단면도이다.
도 4는 본 실시형태의 화상 표시 장치의 일례를 모식적으로 도시하는 개략 단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태를 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 이하의 모든 도면에서는, 각 구성 요소를 이해하기 쉽게 하기 위해서 축척을 적절하게 조정하여 도시하며, 도면에 도시되는 각 구성 요소의 축척과 실제의 구성 요소의 축척이 반드시 일치하지는 않는다.
[편광판]
도 1은 본 실시형태의 편광판의 일례를 모식적으로 도시하는 개략 단면도이다. 도 1에 도시하는 것과 같이, 편광판(1)은, 앞면 측에서부터 직선 편광판(10)과 제1 접합층(21)과 위상차판(30)이 이 순서로 적층되어 있다. 위상차판(30)은 제1 위상차층(31)과 제2 위상차층(32)을 갖는다. 편광판(1)은 원 편광판이라도 좋다. 본 명세서에 있어서, 편광판이라는 용어는 원 편광판도 포함한다.
위상차판(30)은, 제1 위상차층(31)과 제2 위상차층(32) 사이의 박리 강도가 1.0 N/25 mm 이하이고, 0.8 N/25 mm 이하라도 좋다. 박리 강도는, 실시예에 나타내는 밀착성 평가 1에 기재한 방법에 따른 방법에 의해 측정되는 값으로 한다. 또한 본 발명은, 보관 환경이나 사용 환경으로 인해 박리 강도가 저하하여, 제조 직후의 박리 강도는 1.0 N/25 mm를 넘었음에도 불구하고, 그 후 1.0 N/25 mm 이하로 된 위상차판(30)도 포함한다. 위상차판(30)의 제1 위상차층(31)과 제2 위상차층(32) 사이의 박리 강도는 바람직하게는 0.2 N/25 mm 이상이고, 보다 바람직하게는 0.4 N/25 mm 이상이다. 보관 환경이나 사용 환경으로 인해서 박리 강도가 저하한 후에는 바람직하게는 0.1 N/25 mm 이상이고, 보다 바람직하게는 0.2 N/25 mm 이상이다. 위상차판(30)에 있어서, 제1 위상차층(31)과 제2 위상차층(32) 사이에는, 개재하는 다른 층을 갖고 있어도 갖고 있지 않아도 좋으며, 어느 경우라도 제1 위상차층(31)과 제2 위상차층(32) 사이의 박리 강도는, 제1 위상차층(31)과 제2 위상차층(32)을 그 사이에서 분리하기 위해서 필요한 강도를 의미한다.
위상차판(30)에 있어서, 제1 위상차층(31)과 제2 위상차층(32)이 접합층(이하, 「제3 접합층」이라고 한다.)을 통해 접합되어 있는 경우에는, 제1 위상차층(31)과 제2 위상차층(32)의 박리 강도는 제3 접합층의 접합력에 크게 의존한다. 제3 접합층의 접합력은 제3 접합층의 재료에 크게 의존하고, 제3 접합층의 접합력에 의해서 제1 위상차층(31)과 제2 위상차층(32) 사이의 박리 강도가 1.0 N/25 mm 이하가 되는 경우가 있다. 접합력은, 일반적으로 접착제 쪽이 점착제보다 낮고, 제3 접합층이 접착제로 형성되어 있는 경우에, 제1 위상차층(31)과 제2 위상차층(32) 사이의 박리 강도가 1.0 N/25 mm 이하로 되기 쉽다. 위상차판(30)에 있어서, 제1 위상차층(31)과 제2 위상차층(32)이 그 사이에 개재하는 접합층을 갖지 않고서 적층되어 있는 경우에는, 제1 위상차층(31)과 제2 위상차층(32)의 박리 강도는 일반적으로 낮아, 통상 1.0 N/25 mm 이하이다. 위상차판(30)에 있어서, 제1 위상차층(31)과 제2 위상차층(32)이 접합층을 갖지 않고서 적층되어 있는 구성으로서는, 제1 위상차층(31)과 제2 위상차층(32) 사이에 배향막만을 갖거나 또는 개재하는 다른 층을 갖지 않는 구성을 들 수 있다. 제1 위상차층(31)과 제2 위상차층(32) 사이에 개재하는 제3 접합층은, 박형화의 관점에서는 점착제보다 접착제인 것이 바람직하고, 한층 더 박형화한다는 관점에서는 제3 접합층을 갖지 않고서 적층되어 있는 구성이 바람직하다.
본 발명자들은, 제1 위상차층(31)과 제2 위상차층(32) 사이의 박리 강도가 낮은 위상차판을 이용한 편광판은 외력에 대한 내구성이 낮다는 지견을 얻었다. 본 발명자들은 더욱 예의 연구를 거듭하여, 제1 위상차층(31)과 제2 위상차층(32) 사이의 박리 강도가 1.0 N/25 mm 이하인 위상차판을 이용한 편광판이라도, 직선 편광판(10)과 위상차판(30) 사이에 개재하는 제1 접합층(21)을, 온도 23℃에서의 인장 저장 탄성률이 10 MPa 이하인 점접착제로 이루어지도록 함으로써, 외력에 대한 내구성이 우수한 편광판으로 할 수 있다는 지견을 얻어, 본 발명에 이르렀다. 제1 접합층(21)을 형성하는 점접착제의 온도 23℃에서의 인장 저장 탄성률은, 바람직하게는 8 MPa 이하이고, 보다 바람직하게는 5 MPa 이하이고, 더욱 바람직하게는 1 MPa 이하이고, 0.7 MPa 이하라도 좋으며, 바람직하게는 0.02 MPa 이상이고, 보다 바람직하게는 0.1 MPa 이상이다. 본 발명에 따른 편광판은 외력에 대한 내구성이 높고, 외력으로서는, 실시예에서의 크로스해치 시험에서 부가되는 외력, 낙하에 의해 부가되는 외력, 제조 공정에서의 프로텍트 필름의 박리에 의해 부가되는 외력 등을 들 수 있다.
여기서, 저장 탄성률(동적 탄성률)이란, 일반적으로 이용되는 점탄성 측정의 용어를 의미하는 것이지만, 시료에 시간에 따라 변화(진동)하는 변형 또는 응력을 부여하고, 이로써 발생하는 응력 또는 변형을 측정함으로써, 시료의 역학적인 성질을 측정하는 방법(동적 점탄성 측정)에 의해서 구해지는 값이며, 변형을 응력과 같은 위상의 성분 및 위상이 90도 틀어진 성분의 2 성분의 파로 나눴을 때, 진동 응력과 같은 위상에 있는 탄성률이다. 저장 탄성률은 응력의 인가 방법에 따라서, 응력의 인가 방법이 인장 방식일 때는 인장 저장 탄성률이라고 부르고, 전단 방식일 때는 전단 저장 탄성률이라고 부른다. 인장 저장 탄성률과 전단 저장 탄성률 사이에는 일반적으로 하기 식 (10)의 관계가 있고, 변환 가능하다(서적명 「강좌·레올로지」(편자: 일본레올로지학회, 발행자: 니시구치 마모루, 발행소: (주)고분시간코카이), 15 페이지의 식 (1.12) 참조).
E=G×2×(1+ν) 식 (10)
여기서, E가 인장 저장 탄성률, G가 전단 저장 탄성률, ν이 푸아송비이다.
인장 저장 탄성률은, 시판되는 점탄성 측정 장치, 예컨대, 뒤에 게시하는 실시예에 나타내는 아이티게이소쿠세이교(주) 제조의 동적 점탄성 측정 장치 「DVA-220」를 이용하여 측정할 수 있고, 전단 저장 탄성률은, Anton Paar사 제조의 점탄성 측정 장치 「MCR-301」 등을 이용하여 측정할 수 있다. 이들 점탄성 측정 장치의 온도 제어에는, 순환 항온조, 전기 히터, 펠티에 소자 등의 다양한 공지된 온도 제어 디바이스가 이용되고 있고, 이로써 측정 시의 온도를 설정할 수 있다.
[제1 접합층]
제1 접합층(21)은 직선 편광판(10)과 위상차판(30)의 접합을 담당하는 층이다. 온도 23℃에 있어서 인장 저장 탄성률이 10 MPa 이하인 점접착제로서는 예컨대 점착제, 접착제를 들 수 있다. 제1 접합층(21)으로서는 바람직하게는 점착제가 이용된다. 본 발명자들은, 제1 접합층(21)으로서 인장 저장 탄성률이 10 MPa 이하인 점접착제를 이용함으로써, 외력에 대한 내구성을 향상시킬 수 있다는 것을 알아냈다.
제1 접합층(21)에 이용되는 구체적인 점착제로서는, 예컨대 아크릴계 폴리머나, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리에테르 등을 베이스 폴리머로 하는 것으로 구성할 수 있다. 그 중에서도 아크릴계 폴리머와 같이, 광학적인 투명성이 우수하고, 적당한 습윤성이나 응집력을 유지하고, 기재와의 접착성도 우수하고, 나아가서는 내후성이나 내열성 등을 갖고, 가열이나 가습의 조건 하에서 들뜸이나 벗겨짐 등의 박리 문제를 일으키지 않는 것을 선택하여 이용하는 것이 바람직하다. 아크릴계 폴리머에 있어서는, 메틸기나 에틸기, 부틸기 등의 탄소수가 20 이하인 알킬기를 갖는 아크릴산의 알킬에스테르와, (메트)아크릴산이나 (메트)아크릴산히드록시에틸 등을 포함하는 작용기 함유 아크릴계 모노머를, 유리 전이 온도가 바람직하게는 25℃ 이하, 더욱 바람직하게는 0℃ 이하가 되도록 배합한, 중량 평균 분자량이 10만 이상인 아크릴계 공중합체가 베이스 폴리머로서 유용하다.
아크릴계 폴리머로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, (메트)아크릴산부틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산이소옥틸, (메트)아크릴산2-에틸헥실 등의 (메트)아크릴산에스테르계 베이스 폴리머나, 이들 (메트)아크릴산에스테르를 2종류 이상 이용한 공중합계 베이스 폴리머가 적합하게 이용된다. 또한, 이들 베이스 폴리머에는 극성 모노머가 공중합되어 있어도 좋다. 극성 모노머로서는, 예컨대 (메트)아크릴산, (메트)아크릴산2-히드록시프로필, (메트)아크릴산2-히드록시에틸, (메트)아크릴아미드, 2-N,N-디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, 글리시딜(메트)아크릴레이트 등의, 카르복실기, 수산기, 아미드기, 아미노기, 에폭시기 등의 극성작용기를 갖는 모노머를 들 수 있다.
이들 아크릴계 폴리머는 단독으로도 점착제로서 사용 가능하지만, 점착제에는 통상 가교제가 배합된다. 가교제로서는, 2가 또는 다가 금속 이온으로서 카르복실기와의 사이에서 카르복실산 금속염을 형성하는 것, 폴리아민 화합물로서 카르복실기와의 사이에서 아미드 결합을 형성하는 것, 폴리에폭시 화합물이나 폴리올 화합물로서 카르복실기와의 사이에서 에스테르 결합을 형성하는 것, 폴리이소시아네이트 화합물로서 카르복실기와의 사이에서 아미드 결합을 형성하는 것 등이 예시된다. 그 중에서도 폴리이소시아네이트 화합물이 유기계 가교제로서 널리 사용되고 있다.
본 실시형태에 있어서, 제1 접합층을 형성하는 점착제의 저장 탄성률을 조정하기 위한 수단으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 예컨대 상술한 점착제 성분에, 올리고머, 구체적으로는 우레탄아크릴레이트계 올리고머를 배합하는 방법을 적합한 것으로서 들 수 있다. 또한, 이러한 우레탄아크릴레이트계 올리고머를 배합한 점착제에 에너지선을 조사하여 경화시킨 것을 이용하여도 좋다. 우레탄아크릴레이트계 올리고머가 배합된 점착제, 혹은 그것을 지지 필름(세퍼레이터) 상에 도공하여 자외선 경화시킨 세퍼레이터 구비 점착제는 공지되어 있으며, 점착제 메이커로부터 입수할 수 있다.
점착제에는, 상기한 베이스 폴리머, 가교제 및 올리고 외에, 필요에 따라서 점착제의 점착력, 응집력, 점성, 탄성률, 유리 전이 온도 등을 조정하기 위해서, 예컨대 천연물이나 합성물인 수지류, 점착성 부여 수지, 산화방지제, 자외선흡수제, 염료, 안료, 소포제, 부식억제제, 광중합개시제 등의 적절한 첨가제를 배합할 수도 있다. 자외선흡수제에는 살리실산에스테르계 화합물이나 벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물, 니켈착염계 화합물 등이 있다.
점착제를 제1 접합층(21)으로 하는 경우의 두께는, 그 접착력 등에 따라서 결정되지만, 통상은 1∼40 ㎛의 범위이다. 점착제층의 두께는 3∼25 ㎛ 또는 20 ㎛ 이하로 하는 것이, 양호한 가공성을 유지하여, 높은 내구성을 보이므로 적합하다. 또한, 상기 범위의 두께임으로써, 외력에 대한 내구성을 보다 향상시킬 수 있다.
제1 접합층(21)에 이용되는 구체적인 접착제로서는, 감압형 접착제(점착제) 이외의 접착제이며, 예컨대 수계 접착제, 활성 에너지선 경화형 접착제를 들 수 있다.
수계 접착제로서는, 예컨대 폴리비닐알코올계 수지를 물에 용해 또는 분산시킨 접착제를 들 수 있다. 수계 접착제를 이용한 경우의 건조 방법에 관해서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예컨대 열풍 건조기나 적외선 건조기를 이용하여 건조하는 방법을 채용할 수 있다.
활성 에너지선 경화형 접착제로서는, 예컨대 자외선, 가시광, 전자선, X선과 같은 활성 에너지선의 조사에 의해서 경화하는 경화성 화합물을 포함하는 무용제형의 활성 에너지선 경화형 접착제를 들 수 있다. 무용제형의 활성 에너지선 경화형 접착제를 이용함으로써 층간 밀착성을 향상시킬 수 있다.
활성 에너지선 경화형 접착제로서는, 양호한 접착성을 보이므로, 양이온 중합성의 경화성 화합물, 라디칼 중합성의 경화성 화합물의 어느 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 것이 바람직하다. 활성 에너지선 경화형 접착제는, 상기 경화성 화합물의 경화 반응을 개시시키기 위한 광양이온 중합개시제 등의 양이온 중합개시제, 또는 라디칼 중합개시제를 더 포함할 수 있다.
양이온 중합성의 경화성 화합물로서는, 예컨대 지환식 고리에 결합한 에폭시기를 갖는 지환식 에폭시 화합물, 2개 이상의 에폭시기를 갖고 방향환을 갖지 않는 다작용 지방족 에폭시 화합물, 에폭시기를 하나 갖는 단작용 에폭시기(단, 지환식 에폭시 화합물에 포함되는 것을 제외한다.), 2개 이상의 에폭시기를 갖고 방향환을 갖는 다작용 방향족 에폭시 화합물 등의 에폭시계 화합물; 분자 내에 1개 또는 2개 이상의 옥세탄환을 갖는 옥세탄 화합물; 이들의 조합을 들 수 있다.
라디칼 중합성의 경화성 화합물로서는, 예컨대 (메트)아크릴계 화합물(분자 내에 1개 또는 2개 이상의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 화합물), 라디칼 중합성의 이중 결합을 갖는 그 밖의 비닐계 화합물, 또는 이들의 조합을 들 수 있다.
활성 에너지선 경화형 접착제는 필요에 따라서 광증감조제 등의 증감제를 함유할 수 있다. 증감제를 사용함으로써 반응성이 향상되어, 접착제층의 기계 강도나 접착 강도를 더욱 향상시킬 수 있다. 증감제에는 공지된 것을 적절하게 적용할 수 있다. 증감제를 배합하는 경우, 그 배합량은 활성 에너지선 경화형 접착제의 총량 100 질량부에 대하여 0.1∼20 질량부의 범위로 하는 것이 바람직하다.
활성 에너지선 경화형 접착제는, 필요에 따라서, 이온트랩제, 산화방지제, 연쇄이동제, 점착부여제, 열가소성 수지, 충전제, 유동조정제, 가소제, 소포제, 대전방지제, 레벨링제, 용매 등의 첨가제를 함유할 수 있다.
활성 에너지선 경화형 접착제를 이용한 경우는, 자외선, 가시광, 전자선, X선과 같은 활성 에너지선을 조사하여, 접착제의 도포층을 경화시켜 접착제층을 형성할 수 있다. 활성 에너지선으로서는 자외선이 바람직하고, 이 경우의 광원으로서는 저압수은등, 중압수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙라이트 램프, 마이크로웨이브 여기 수은등, 메탈할라이드 램프 등을 이용할 수 있다.
접착제를 제1 접합층(21)으로 하는 경우의 두께는 그 접착력 등에 따라서 결정되지만, 통상은 0.02∼10 ㎛의 범위이다. 접착제층의 두께는 1∼4 ㎛로 하는 것이, 외력에 대한 내구성을 보다 향상시킬 수 있다는 관점에서 적합하다.
[직선 편광판]
직선 편광판(10)은 투과광으로부터 직선 편광을 얻는 편광 기능을 갖는 필름이면 된다. 이 필름으로서는, 흡수 이방성을 갖는 색소를 흡착시킨 연신 필름, 또는 흡수 이방성을 갖는 색소를 도포한 필름을 편광자로서 포함하는 필름 등을 들 수 있다. 흡수 이방성을 갖는 색소로서는 예컨대 2색성 색소를 들 수 있다. 편광자로서 이용되는, 흡수 이방성을 갖는 색소를 도포한 필름으로서는, 흡수 이방성을 갖는 색소를 흡착시킨 연신 필름, 혹은 액정성을 갖는 2색성 색소를 포함하는 조성물 또는 2색성 색소와 중합성 액정을 포함하는 조성물을 도포하여 얻어지는 액상층을 갖는 필름 등을 들 수 있다.
<연신 필름을 편광자로서 구비하는 직선 편광판>
흡수 이방성을 갖는 색소를 흡착시킨 연신 필름을 편광자로서 구비하는 직선 편광판에 관해서 설명한다. 편광자인, 흡수 이방성을 갖는 색소를 흡착시킨 연신 필름은, 통상 폴리비닐알코올계 수지 필름을 일축 연신하는 공정, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 2색성 색소로 염색함으로써 그 2색성 색소를 흡착시키는 공정 및 2색성 색소가 흡착된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정 및 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하는 공정을 거쳐 제조된다. 이러한 편광자를 그대로 직선 편광판으로서 이용하여도 좋고, 또는 이러한 편광자의 적어도 한쪽의 면에 투명 보호 필름을 접합한 것을 직선 편광판으로서 이용하여도 좋다.
이렇게 해서 폴리비닐알코올계 수지 필름에, 일축 연신, 2색성 색소에 의한 염색, 붕산 처리, 수세 및 건조를 실시하여 얻어지는 편광자의 두께는 바람직하게는 5∼40 ㎛이고, 보다 바람직하게는 15 ㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 10 ㎛ 이하이다.
편광자의 편면 또는 양면에 접합되는 보호 필름의 재질로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예컨대 환상 폴리올레핀계 수지 필름, 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스와 같은 수지를 포함하는 아세트산셀룰로오스계 수지 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트와 같은 수지를 포함하는 폴리에스테르계 수지 필름, 폴리카보네이트계 수지 필름, (메트)아크릴계 수지 필름, 폴리프로필렌계 수지 필름 등, 당업계에서 공지된 필름을 들 수 있다. 보호 필름의 두께는, 박형화의 관점에서 통상 300 ㎛ 이하이고, 200 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 30 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하며, 또한 통상 5 ㎛ 이상이고, 10 ㎛ 이상이라도 좋다. 보호 필름의 두께가 30 ㎛ 이하 혹은 온도 23℃에서의 인장 탄성률이 2000 MPa 이상인 경우, 보호 필름이 외력에 대한 완화층으로서 기능하기 어렵기 때문에, 외력에 대한 내구성이 저하하여, 위상차층 사이에 박리가 생기는 등의 문제점이 생기기 쉽다. 또한, 시인 측의 보호 필름은 위상차를 갖고 있어도 좋고, 위상차를 갖고 있지 않아도 좋다.
보호 필름은 편광자의 편면 또는 양면에 접합층(이하, 「제2 접합층」이라고 한다.)을 통해 접합할 수 있다.
<액정층을 갖는 필름을 편광자로서 구비하는 직선 편광판>
액정층을 갖는 필름을 편광자로서 구비하는 직선 편광판에 관해서 설명한다. 편광자로서 이용되는, 흡수 이방성을 갖는 색소를 도포한 필름으로서는, 액정성을 갖는 2색성 색소를 포함하는 조성물, 또는 2색성 색소와 액정 화합물을 포함하는 조성물을 도포하여 얻어지는 필름 등을 들 수 있다. 상기 필름은 단독으로 직선 편광판으로서 이용하여도 좋고, 그 편면 또는 양면에 보호 필름을 갖는 구성으로 직선 편광판으로서 이용하여도 좋다. 상기 보호 필름으로서는 상기한 연신 필름을 편광자로서 구비하는 직선 편광판과 동일한 것을 들 수 있다. 보호 필름은 편광자의 편면 또는 양면에 제2 접합층을 통해 접합할 수 있다.
흡수 이방성을 갖는 색소를 도포한 필름은 얇은 쪽이 바람직하지만, 지나치게 얇으면 강도가 저하하여 가공성이 뒤떨어지는 경향이 있다. 상기 필름의 두께는 통상 20 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 15 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 5 ㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.5 ㎛ 이상 3 ㎛ 이하이다.
상기 흡수 이방성을 갖는 색소를 도포한 필름으로서 구체적으로는 일본 특허 공개 2013-33249호 공보 등에 기재된 필름을 들 수 있다.
직선 편광판의 일양태로서 직선 편광판의 제1 접합층과는 반대측의 표면에 보호 필름이 형성된 구성을 들 수 있다.
<가장 앞면의 층>
직선 편광판(10)은 가장 앞면에 반사방지층을 구비하고 있어도 좋다. 반사방지층은, 직선 편광판(10)의 표면에서 외광의 반사광이 시인되는 것을 방지하는 기능을 갖는 것이며, 종래에 준한 반사방지층 등의 형성 방법, 즉 코트법, 스퍼터법, 진공증착법 등에 의해 형성할 수 있다. 반사방지층은, 직선 편광판(10)의 앞면 측에 형성되는 보호 필름의 앞면 측에 미리 형성해 둠으로써, 이러한 보호 필름을 이용하여 반사방지층을 구비한 직선 편광판을 구성하여도 좋고, 보호 필름과는 별도로 형성되어도 좋다.
직선 편광판(10)은 가장 앞면에 반사방지층 이외의 표면 처리층을 갖고 있어도 좋다. 이러한 표면 처리층으로서는 하드코트층, 스티킹방지층, 안티글레어층, 확산층 등을 들 수 있다.
[위상차판]
위상차판(30)은, 제1 위상차층(31)과 제2 위상차층(32)을 갖고, 제1 위상차층(31) 및 제2 위상차층(32)은 액정 화합물의 경화물을 포함하고, 제1 위상차층(31)과 제2 위상차층(32) 사이의 박리 강도가 1.0 N/25 mm 이하라면 한정되지 않는다. 위상차판(30)은 제3 위상차층을 갖더라도 좋다. 제1 위상차층, 제2 위상차층 및 제3 위상차층은 각각 2 이상의 층으로 이루어져 있어도 좋다.
위상차판(30)은 식 (1) 및 식 (2)로 표시되는 광학 특성을 갖는 것이 바람직하다. 위상차판(30)이 이러한 광학 특성을 갖기 위해서는, 제1 위상차층(31), 제2 위상차층(32) 혹은 제3 위상차층이 식 (1) 및 식 (2)로 표시되는 광학 특성을 갖거나, 또는 제1 위상차층(31), 제2 위상차층(32) 및 제3 위상차층에서 선택되는 적어도 2개를 조합함으로써 식 (1) 및 식 (2)로 표시되는 광학 특성을 발현되면 된다.
Re(450)/Re(550)≤1.00 (1)
1.00≤Re(650)/Re(550) (2)
본 명세서에 있어서, Re(450)은 파장 450 nm에 있어서의 면내 위상차치를 나타내고, Re(550)은 파장 550 nm에 있어서의 면내 위상차치를 나타내고, Re(650)은 파장 650 nm에 있어서의 면내 위상차치를 나타낸다.
<위상차층>
위상차층으로서는 예컨대 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 층 및 연신 필름을 들 수 있다. 위상차층의 광학 특성은 중합성 액정의 배향 상태 또는 연신 필름의 연신 방법에 의해 조절할 수 있다. 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 층은 액정 화합물의 경화물을 포함한다. 위상차판(30)에 있어서, 박형화의 관점에서, 적어도 제1 위상차층(31) 및 제2 위상차층(32)은 액정 화합물의 경화물을 포함하는 층이다.
(중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 층)
본 명세서에서는, 중합성 액정의 광축이 기재 평면에 대하여 수평으로 배향한 것을 수평 배향, 중합성 액정의 광축이 기재 평면에 대하여 수직으로 배향한 것을 수직 배향이라고 정의한다. 광축이란, 중합성 액정의 배향에 의해 형성되는 굴절률 타원체에 있어서, 광축에 직교하는 방향에서 잘라낸 단면이 원으로 되는 방향, 즉, 3 방향의 굴절률이 전부 같아지는 방향을 의미한다.
중합성 액정으로서는 막대형 중합성 액정 및 원반형 중합성 액정을 들 수 있다. 막대형 중합성 액정이 기재에 대하여 수평 배향 또는 수직 배향한 경우는, 상기 중합성 액정의 광축은 상기 중합성 액정의 장축 방향과 일치한다. 원반형 중합성 액정이 배향한 경우는, 상기 중합성 액정의 광축은 상기 중합성 액정의 원반면에 대하여 직교하는 방향에 존재한다.
연신 필름의 지상축 방향은 연신 방법에 따라 다르며, 일축, 이축 또는 경사 연신 등, 그 연신 방법에 따라 지상축 및 광축이 결정된다.
중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 층이 면내 위상차를 발현하기 위해서는, 중합성 액정을 알맞은 방향으로 배향시키면 된다. 중합성 액정이 막대형인 경우는, 상기 중합성 액정의 광축을 기재 평면에 대하여 수평으로 배향시킴으로써 면내 위상차가 발현된다. 이 경우, 광축 방향과 지상축 방향은 일치한다. 중합성 액정이 원반형인 경우는, 상기 중합성 액정의 광축을 기재 평면에 대하여 수평으로 배향시킴으로써 면내 위상차가 발현된다. 이 경우, 광축과 지상축은 직교한다. 중합성 액정의 배향 상태는 배향막과 중합성 액정의 조합에 의해 조정할 수 있다.
위상차층의 면내 위상차치는 위상차층의 두께에 따라서 조정할 수 있다. 면내 위상차치는 식 (11)에 의해서 결정되므로, 원하는 면내 위상차치(Re(λ))를 얻기 위해서는 Δn(λ)와 막 두께 d를 조정하면 된다.
Re(λ)=d×Δn(λ) (11)
식 중, Re(λ)는, 파장 λ nm에 있어서의 면내 위상차치를 나타내고, d는 막 두께를 나타내고, Δn(λ)는 파장 λ nm에 있어서의 복굴절률을 나타낸다.
복굴절률 Δn(λ)은 면내 위상차치를 측정하여 위상차층의 두께로 나눔으로써 얻을 수 있다. 구체적인 측정 방법에 있어서는, 유리 기판과 같이 기재 자체에 면내 위상차가 없는 기재 상에 제막한 것을 측정함으로써, 실질적인 위상차층의 특성을 측정할 수 있다.
본 명세서에서는, 중합성 액정의 배향 또는 필름의 연신에 의해 형성되는 굴절률 타원체에 있어서의 3 방향의 굴절률을 nx, ny 및 nz로서 나타낸다. nx는 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, 필름 평면에 대하여 평행한 방향의 주굴절률을 나타낸다. ny는 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, 필름 평면에 대하여 평행하면서 또한 상기 nx의 방향에 대하여 직교하는 방향의 굴절률을 나타낸다. nz는 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, 필름 평면에 대하여 수직인 방향의 굴절률을 나타낸다.
막대형 중합성 액정의 광축이 기재 평면에 대하여 수평으로 배향한 경우, 얻어지는 위상차층의 굴절률 관계는 nx>ny≒nz(포지티브 A 플레이트)가 되고, 굴절률 타원체에 있어서의 nx의 방향의 축과 지상축이 일치한다.
또한, 원반형 중합성 액정의 광축이 기재 평면에 대하여 수평으로 배향한 경우, 얻어지는 위상차층의 굴절률 관계는 nx<ny≒nz(네거티브 A 플레이트)가 되고, 굴절률 타원체에 있어서의 ny의 방향의 축과 지상축이 일치한다.
중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 층이 두께 방향의 위상차를 발현하기 위해서는, 중합성 액정을 알맞은 방향으로 배향시키면 된다. 본 명세서에 있어서, 두께 방향의 위상차를 발현한다는 것은, 식 (20)에 있어서, Rth(두께 방향의 위상차치)가 마이너스로 되는 특성을 보이는 것으로 정의한다. Rth는, 면내의 진상축을 경사축으로 하여 40도 경사시켜 측정되는 위상차치(R40)와 면내의 위상차치(Re)로부터 산출할 수 있다. 즉, Rth는, Re, R40, d(위상차층의 두께) 및 n0(위상차층의 평균 굴절률)으로부터 이하의 식 (21)∼(23)에 의해 nx, ny 및 nz를 구하여, 이들을 식 (20)에 대입함으로써 산출할 수 있다.
Rth=[(nx+ny)/2-nz]×d (20)
Re=(nx-ny)×d (21)
R40=(nx-ny')×d/cos(φ) (22)
(nx+ny+nz)/3=n0 (23)
여기서,
φ=sin-1〔sin(40°)/n0〕
ny'=ny×nz/〔ny2×sin2(φ)+nz2×cos2(φ)〕1/2
또한, nx, ny 및 nz는 상술한 정의와 동일하다.
중합성 액정이 막대형인 경우는, 상기 중합성 액정의 광축을 기재 평면에 대하여 수직으로 배향시킴으로써 두께 방향의 위상차가 발현된다. 중합성 액정이 원반형인 경우는, 상기 중합성 액정의 광축을 기재 평면에 대하여 수평으로 배향시킴으로써 두께 방향의 위상차가 발현된다. 원반형의 중합성 액정인 경우는, 상기 중합성 액정의 광축이 기재 평면에 대하여 평행하기 때문에, Re를 결정하면 두께가 고정되므로 일의적으로 Rth가 결정되지만, 막대형의 중합성 액정인 경우는, 상기 중합성 액정의 광축이 기재 평면에 대하여 수직이기 때문에, 위상차층의 두께를 조절함으로써 Re를 변화시키지 않고서 Rth를 조절할 수 있다.
막대형 중합성 액정의 광축이 기재 평면에 대하여 수직으로 배향한 경우, 얻어지는 위상차층의 굴절률 관계는 nx≒ny<nz(포지티브 C 플레이트)가 되고, 굴절률 타원체에 있어서의 nz의 방향의 축과 지상축 방향이 일치한다.
또한, 원반형 중합성 액정의 광축이 기재 평면에 대하여 평행하게 배향한 경우, 얻어지는 위상차층의 굴절률 관계는 nx<ny≒nz(네거티브 A 플레이트)가 되고, 굴절률 타원체에 있어서의 ny의 방향의 축과 지상축 방향이 일치한다.
<중합성 액정>
중합성 액정이란, 중합성기를 가지면서 또한 액정성을 갖는 화합물이다. 중합성기란, 중합 반응에 관여하는 기를 의미하며, 광중합성기인 것이 바람직하다. 여기서, 광중합성기란, 후술하는 광중합개시제로부터 발생한 활성 라디칼이나 산 등에 의해서 중합 반응에 관여할 수 있는 기를 말한다. 중합성기로서는 비닐기, 비닐옥시기, 1-클로로비닐기, 이소프로페닐기, 4-비닐페닐기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 옥시라닐기, 옥세타닐기 등을 들 수 있다. 그 중에서도 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 비닐옥시기, 옥시라닐기 및 옥세타닐기가 바람직하고, 아크릴로일옥시기가 보다 바람직하다. 중합성 액정이 갖는 액정성은 서모트로픽성 액정이라도 리오트로픽성 액정이라도 좋고, 서모트로픽성 액정을 질서도로 분류하면, 네마틱 액정이라도 스멕틱 액정이라도 좋다.
막대형의 중합성 액정으로서는, 예컨대 하기 식 (A)로 표시되는 화합물 및 하기 식 (X)로 표시되는 기를 포함하는 화합물을 들 수 있다. 막대형의 중합성 액정으로서는, 파장 분산성 발현의 관점에서 분자축 방향에 대하여 수직 배향 또한 복굴절성을 갖는 T자형 혹은 H형으로 메소겐 구조를 갖는 액정이 바람직하고, 보다 강한 분산을 얻을 수 있다는 관점에서 T자형 액정이 보다 바람직하며, T자형 액정의 구조로서 구체적으로는 하기 식 (A)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
(식 (A)로 표시되는 화합물)
식 (A)는 하기와 같다. 이하, 식 (A)로 표시되는 화합물을 중합성 액정 (A)라고 하는 경우가 있다.
Figure pat00001
식 (A) 중, Ar은 치환기를 갖고 있어도 좋은 2가의 방향족기를 나타낸다. 상기 2가의 방향족기 중에는 질소 원자, 산소 원자, 황 원자 중 적어도 하나 이상이 포함되는 것이 바람직하다. 2가의 기 Ar에 포함되는 방향족기가 2개 이상인 경우, 2개 이상의 방향족기는 서로 단결합, -CO-O-, -O- 등의 2가의 결합기로 결합해 있어도 좋다.
G1 및 G2는 각각 독립적으로 2가의 방향족기 또는 2가의 지환식 탄화수소기를 나타낸다. 여기서, 상기 2가의 방향족기 또는 2가의 지환식 탄화수소기에 포함되는 수소 원자는, 할로겐 원자, 탄소수 1∼4의 알킬기, 탄소수 1∼4의 플루오로알킬기, 탄소수 1∼4의 알콕시기, 시아노기 또는 니트로기로 치환되어 있어도 좋고, 상기 2가의 방향족기 또는 2가의 지환식 탄화수소기를 구성하는 탄소 원자가 산소 원자, 황 원자 또는 질소 원자로 치환되어 있어도 좋다.
L1, L2, B1 및 B2는 각각 독립적으로 단결합 또는 2가의 연결기이다.
k, l은 각각 독립적으로 0∼3의 정수를 나타내며 1≤k+l의 관계를 만족한다. 여기서, 2≤k+l인 경우, B1 및 B2, G1 및 G2는 각각 서로 동일하더라도 다르더라도 좋다.
E1 및 E2는 각각 독립적으로 탄소수 1∼17의 알칸디일기를 나타내며, 여기서, 알칸디일기에 포함되는 수소 원자는 할로겐 원자로 치환되어 있어도 좋고, 상기 알칸디일기에 포함되는 -CH2-는 -O-, -S-, -COO-으로 치환되어 있어도 좋으며, -O-, -S-, -COO-을 복수 갖는 경우는 서로 인접하지 않는다. P1 및 P2는 서로 독립적으로 중합성기 또는 수소 원자를 나타내고, 적어도 하나는 중합성기이다.
G1 및 G2는 각각 독립적으로 바람직하게는 할로겐 원자 및 탄소수 1∼4의 알킬기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 치환기로 치환되어 있어도 좋은 1,4-페닐렌디일기, 할로겐 원자 및 탄소수 1∼4의 알킬기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 치환기로 치환되어 있어도 좋은 1,4-시클로헥산디일기이고, 보다 바람직하게는 메틸기로 치환된 1,4-페닐렌디일기, 무치환의 1,4-페닐렌디일기, 또는 무치환의 1,4-trans-시클로헥산디일기이며, 특히 바람직하게는 무치환의 1,4-페닐렌디일기 또는 무치환의 1,4-trans-시클로헥산디일기이다.
또한, 복수 존재하는 G1 및 G2 중 적어도 하나는 2가의 지환식 탄화수소기인 것이 바람직하고, 또한 L1 또는 L2에 결합하는 G1 및 G2 중 적어도 하나는 2가의 지환식 탄화수소기인 것이 보다 바람직하다.
L1 및 L2는 각각 독립적으로 바람직하게는 단결합, 탄소수 1∼4의 알킬렌기, -O-, -S-, -Ra1ORa2-, -Ra3COORa4-, -Ra5OCORa6-, Ra7OC=OORa8-, -N=N-, -CRc=CRd- 또는 C≡C-이다. 여기서, Ra1∼Ra8은 각각 독립적으로 단결합 또는 탄소수 1∼4의 알킬렌기를 나타내고, Rc 및 Rd는 탄소수 1∼4의 알킬기 또는 수소 원자를 나타낸다. L1 및 L2는 각각 독립적으로 보다 바람직하게는 단결합, -ORa2-1-, -CH2-, -CH2CH2-, -COORa4-1- 또는 OCORa6-1-이다. 여기서, Ra2-1, Ra4-1, Ra6-1은 각각 독립적으로 단결합, -CH2-, -CH2CH2-의 어느 하나를 나타낸다. L1 및 L2는 각각 독립적으로 더욱 바람직하게는 단결합, -O-, -CH2CH2-, -COO-, -COOCH2CH2- 또는 OCO-이다.
B1 및 B2는 각각 독립적으로 바람직하게는 단결합, 탄소수 1∼4의 알킬렌기, -O-, -S-, -Ra9ORa10-, -Ra11COORa12-, -Ra13OCORa14- 또는 -Ra15OC(=O)ORa16-이다. 여기서, Ra9∼Ra16은 각각 독립적으로 단결합 또는 탄소수 1∼4의 알킬렌기를 나타낸다. B1 및 B2는 각각 독립적으로 보다 바람직하게는 단결합, -ORa10-1-, -CH2-, -CH2CH2-, -COORa12-1- 또는 OCORa14-1-이다. 여기서, Ra10-1, Ra12-1, Ra14-1은 각각 독립적으로 단결합, -CH2-, -CH2CH2-의 어느 하나를 나타낸다. B1 및 B2는 각각 독립적으로 더욱 바람직하게는 단결합, -O-, -CH2CH2-, -COO-, -COOCH2CH2-, -OCO- 또는 -OCOCH2CH2-이다.
k 및 l은 역파장 분산성의 발현이라는 관점에서 2≤k+l≤6의 범위가 바람직하고, k+l=4인 것이 바람직하며, k=2이면서 l=2인 것이 보다 바람직하다. k=2이면서 l=2이면 대칭 구조가 되기 때문에 바람직하다.
E1 및 E2는 각각 독립적으로 탄소수 1∼17의 알칸디일기가 바람직하고, 탄소수 4∼12의 알칸디일기가 보다 바람직하다.
P1 또는 P2로 표시되는 중합성기로서는, 에폭시기, 비닐기, 비닐옥시기, 1-클로로비닐기, 이소프로페닐기, 4-비닐페닐기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 옥시라닐기 및 옥세타닐기 등을 들 수 있다. 그 중에서도 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 비닐옥시기, 옥시라닐기 및 옥세타닐기가 바람직하고, 아크릴로일옥시기가 보다 바람직하다.
Ar은 치환기를 갖고 있어도 좋은 방향족 탄화수소환, 치환기를 갖고 있어도 좋은 방향족 복소환 및 전자 흡인성기에서 선택되는 적어도 하나를 갖는 것이 바람직하다. 상기 방향족 탄화수소환으로서는 예컨대 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환 등을 들 수 있고, 벤젠환, 나프탈렌환이 바람직하다. 상기 방향족 복소환으로서는 푸란환, 벤조푸란환, 피롤환, 인돌환, 티오펜환, 벤조티오펜환, 피리딘환, 피라진환, 피리미딘환, 트리아졸환, 트리아진환, 피롤린환, 이미다졸환, 피라졸환, 티아졸환, 벤조티아졸환, 티에노티아졸환, 옥사졸환, 벤조옥사졸환 및 페난트롤린환 등을 들 수 있다. 그 중에서도 티아졸환, 벤조티아졸환 또는 벤조푸란환을 갖는 것이 바람직하고, 벤조티아졸기를 갖는 것이 더욱 바람직하다. 또한, Ar에 질소 원자가 포함되는 경우, 그 질소 원자는 π 전자를 갖는 것이 바람직하다.
식 (A) 중, Ar로 표시되는 2가의 방향족기에 포함되는 π 전자의 합계수 Nπ는 8 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 이상이고, 더욱 바람직하게는 14 이상이며, 특히 바람직하게는 16 이상이다. 또한, 바람직하게는 30 이하이고, 보다 바람직하게는 26 이하이며, 더욱 바람직하게는 24 이하이다.
Ar로 표시되는 방향족기로서는 예컨대 이하의 기를 적합하게 들 수 있다.
Figure pat00002
식 (Ar-1)∼식 (Ar-23) 중, * 표시는 연결부를 나타내고, Z0, Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1∼12의 알킬기, 시아노기, 니트로기, 탄소수 1∼12의 알킬술피닐기, 탄소수 1∼12의 알킬술포닐기, 카르복실기, 탄소수 1∼12의 플루오로알킬기, 탄소수 1∼6의 알콕시기, 탄소수 1∼12의 알킬티오기, 탄소수 1∼12의 N-알킬아미노기, 탄소수 2∼12의 N,N-디알킬아미노기, 탄소수 1∼12의 N-알킬설파모일기 또는 탄소수 2∼12의 N,N-디알킬설파모일기를 나타낸다.
Q1, Q2 및 Q3은 각각 독립적으로 -CR2'R3'-, -S-, -NH-, -NR2'-, -CO- 또는 O-을 나타내고, R2' 및 R3'은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타낸다.
J1 및 J2는 각각 독립적으로 탄소 원자 또는 질소 원자를 나타낸다.
Y1, Y2 및 Y3은 각각 독립적으로 치환되어 있어도 좋은 방향족 탄화수소기 또는 방향족 복소환기를 나타낸다.
W1 및 W2는 각각 독립적으로 수소 원자, 시아노기, 메틸기 또는 할로겐 원자를 나타내고, m은 0∼6의 정수를 나타낸다.
Y1, Y2 및 Y3에 있어서의 방향족 탄화수소기로서는, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 비페닐기 등의 탄소수 6∼20의 방향족 탄화수소기를 들 수 있고, 페닐기, 나프틸기가 바람직하며, 페닐기가 보다 바람직하다. 방향족 복소환기로서는, 푸릴기, 피롤릴기, 티에닐기, 피리디닐기, 티아졸릴기, 벤조티아졸릴기 등의 질소 원자, 산소 원자, 황 원자 등의 헤테로 원자를 적어도 하나 포함하는 탄소수 4∼20의 방향족 복소환기를 들 수 있고, 푸릴기, 티에닐기, 피리디닐기, 티아졸릴기, 벤조티아졸릴기가 바람직하다.
Y1, Y2 및 Y3은 각각 독립적으로 치환되어 있어도 좋은 다환계 방향족 탄화수소기 또는 다환계 방향족 복소환기라도 좋다. 다환계 방향족 탄화수소기는, 축합 다환계 방향족 탄화수소기 또는 방향환 집합에 유래하는 기를 말한다. 다환계 방향족 복소환기는 축합 다환계 방향족 복소환기 또는 방향환 집합에 유래하는 기를 말한다.
Z0, Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1∼12의 알킬기, 시아노기, 니트로기, 탄소수 1∼12의 알콕시기인 것이 바람직하고, Z0은 수소 원자, 탄소수 1∼12의 알킬기, 시아노기가 더욱 바람직하고, Z1 및 Z2는 수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 메틸기, 시아노기가 더욱 바람직하다.
Q1, Q2 및 Q3은 -NH-, -S-, -NR2'-, -O-이 바람직하고, R2'는 수소 원자가 바람직하다. 그 중에서도 -S-, -O-, -NH-가 특히 바람직하다.
식 (Ar-1)∼(Ar-23) 중에서도 식 (Ar-6) 및 식 (Ar-7)이 분자의 안정성이라는 관점에서 바람직하다.
식 (Ar-16)∼(Ar-23)에 있어서, Y1은 이것이 결합하는 질소 원자 및 Z0와 함께 방향족 복소환기를 형성하고 있어도 좋다. 방향족 복소환기로서는, Ar이 갖고 있어도 좋은 방향족 복소환으로서 상기한 것을 들 수 있지만, 예컨대 피롤환, 이미다졸환, 피롤린환, 피리딘환, 피라진환, 피리미딘환, 인돌환, 퀴놀린환, 이소퀴놀린환, 퓨린환, 피롤리딘환 등을 들 수 있다. 이 방향족 복소환기는 치환기를 갖고 있어도 좋다. 또한, Y1은 이것이 결합하는 질소 원자 및 Z0와 함께, 상술한 치환되어 있어도 좋은 다환계 방향족 탄화수소기 또는 다환계 방향족 복소환기라도 좋다. 예컨대 벤조푸란환, 벤조티아졸환, 벤조옥사졸환 등을 들 수 있다.
(식 (X)로 표시되는 기를 포함하는 화합물)
식 (X)은 하기와 같다. 이하, 식 (X)로 표시되는 기를 포함하는 화합물을 중합성 액정 (B)라고 하는 경우가 있다.
P11-B11-E11-B12-A11-B13- (X)
[식 (X) 중, P11은 중합성기를 나타낸다.
A11은 2가의 지환식 탄화수소기 또는 2가의 방향족 탄화수소기를 나타낸다. 상기 2가의 지환식 탄화수소기 및 2가의 방향족 탄화수소기에 포함되는 수소 원자는 할로겐 원자, 탄소수 1∼6의 알킬기, 탄소수 1∼6의 알콕시기, 시아노기 또는 니트로기로 치환되어 있어도 좋고, 상기 탄소수 1∼6의 알킬기 및 상기 탄소수 1∼6의 알콕시기에 포함되는 수소 원자는 불소 원자로 치환되어 있어도 좋다.
B11은 -O-, -S-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -CO-NR16-, -NR16-CO-, -CO-, -CS- 또는 단결합을 나타낸다. R16은 수소 원자 또는 탄소수 1∼6의 알킬기를 나타낸다.
B12 및 B13은 각각 독립적으로 -C≡C-, -CH=CH-, -CH2-CH2-, -O-, -S-, -C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-, -O-C(=O)-O-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -C(=O)-NR16-, -NR16-C(=O)-, -OCH2-, -OCF2-, -CH2O-, -CF2O-, -CH=CH-C(=O)-O-, -O-C(=O)-CH=CH- 또는 단결합을 나타낸다.
E11은 탄소수 1∼12의 알칸디일기를 나타내고, 상기 알칸디일기에 포함되는 수소 원자는 탄소수 1∼5의 알콕시기로 치환되어 있어도 좋고, 상기 알콕시기에 포함되는 수소 원자는 할로겐 원자로 치환되어 있어도 좋다. 또한, 상기 알칸디일기를 구성하는 -CH2-는 -O- 또는 -CO-로 치환되어 있어도 좋다.]
A11의 방향족 탄화수소기 및 지환식 탄화수소기의 탄소수는 3∼18의 범위인 것이 바람직하고, 5∼12의 범위인 것이 보다 바람직하고, 5 또는 6인 것이 특히 바람직하다. A11로서는 시클로헥산-1,4-디일기, 1,4-페닐렌기가 바람직하다.
E11로서는 직쇄상의 탄소수 1∼12의 알칸디일기가 바람직하다. 상기 알칸디일기를 구성하는 -CH2-는 -O-로 치환되어 있어도 좋다.
구체적으로는 메틸렌기, 에틸렌기, 프로판-1,3-디일기, 부탄-1,4-디일기, 펜탄-1,5-디일기, 헥산-1,6-디일기, 헵탄-1,7-디일기, 옥탄-1,8-디일기, 노난-1,9-디일기, 데칸-1,10-디일기, 운데칸-1,11-디일기 및 도데칸-1,12-디일기 등의 탄소수 1∼12의 직쇄상 알칸디일기; -CH2-CH2-O-CH2-CH2-, -CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2- 및 -CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2- 등을 들 수 있다.
B11로서는 -O-, -S-, -CO-O-, -O-CO-이 바람직하고, 그 중에서도 -CO-O-가 보다 바람직하다.
B12 및 B13으로서는 각각 독립적으로 -O-, -S-, -C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-, -O-C(=O)-O-가 바람직하고, 그 중에서도 -O- 또는 -O-C(=O)-O-가 보다 바람직하다.
P11로 표시되는 중합성기로서는, 중합 반응성, 특히 광중합 반응성이 높다고 하는 점에서, 라디칼 중합성기 또는 양이온 중합성기가 바람직하고, 취급이 용이한데다, 액정 화합물의 제조 자체도 용이하므로, 중합성기는 하기 식 (P-11)∼식 (P-15)로 표시되는 기인 것이 바람직하다.
Figure pat00003
[식 (P-11)∼(P-15) 중,
R17∼R21은 각각 독립적으로 탄소수 1∼6의 알킬기 또는 수소 원자를 나타낸다.]
식 (P-11)∼식 (P-15)로 표시되는 기의 구체예로서는, 하기 식 (P-16)∼식 (P-20)으로 표시되는 기를 들 수 있다.
Figure pat00004
P11은 식 (P-14)∼식 (P-20)으로 표시되는 기인 것이 바람직하고, 비닐기, p-스틸벤기, 에폭시기 또는 옥세타닐기가 보다 바람직하다.
P11-B11-로 표시되는 기가 아크릴로일옥시기 또는 메타아크릴로일옥시기인 것이 더욱 바람직하다.
중합성 액정 (B)로서는 식 (I), 식 (II), 식 (III), 식 (IV), 식 (V) 또는 식 (VI)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-A14-B16-E12-B17-P12 (I)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-A14-F11 (II)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-E12-B17-P12 (III)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-F11 (IV)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-E12-B17-P12 (V)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-F11 (VI)
(식 중,
A12∼A14는 각각 독립적으로 A11과 동의이고, B14∼B16은 각각 독립적으로 B 12와 동의이고, B17은 B11과 동의이고, E12는 E11과 동의이다.
F11은 수소 원자, 탄소수 1∼13의 알킬기, 탄소수 1∼13의 알콕시기, 시아노기, 니트로기, 트리플루오로메틸기, 디메틸아미노기, 히드록시기, 메틸올기, 포르밀기, 술포기(-SO3H), 카르복시기, 탄소수 1∼10의 알콕시카르보닐기 또는 할로겐 원자를 나타내고, 상기 알킬기 및 알콕시기를 구성하는 -CH2-는 -O-로 치환되어 있어도 좋다.)
중합성 액정 (B)의 구체예로서는 액정편람(액정편람편집위원회 편, 마루젠(주) 2000년 10월 30일 발행)의 「3.8.6 네트워크(완전가교형)」, 「6.5.1 액정 재료 b. 중합성 네마틱 액정 재료」에 기재된 화합물 중에서 중합성기를 갖는 화합물, 일본 특허 공개 2010-31223호 공보, 일본 특허 공개 2010-270108호 공보, 일본 특허 공개 2011-6360호 공보 및 일본 특허 공개 2011-207765호 공보에 기재된 중합성 액정을 들 수 있다.
중합성 액정 (B)의 구체예로서는 하기 식 (I-1)∼식 (I-4), 식 (II-1)∼식 (II-4), 식 (III-1)∼식 (III-26), 식 (IV-1)∼식 (IV-26), 식 (V-1)∼식 (V-2) 및 식 (VI-1)∼식 (VI-6)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 또한, 하기 식 중, k1 및 k2는 각각 독립적으로 2∼12의 정수를 나타낸다. 이들 중합성 액정 (B)는 그 합성 용이성 또는 입수 용이성의 점에서 바람직하다.
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
Figure pat00011
Figure pat00012
Figure pat00013
원반형의 중합성 액정으로서는 예컨대 식 (W)로 표시되는 기를 포함하는 화합물(이하, 중합성 액정 (C)라고 하는 경우가 있다.)을 들 수 있다.
Figure pat00014
[식 (W) 중, R40은 하기 식 (W-1)∼(W-5)를 나타낸다.
Figure pat00015
X40 및 Z40은 탄소수 1∼12의 알킬기를 나타내고, 상기 알킬기에 포함되는 수소 원자는 탄소수 1∼5의 알콕시기로 치환되어 있어도 좋고, 상기 알콕시기에 포함되는 수소 원자는 할로겐 원자로 치환되어 있어도 좋다. 또한, 상기 알킬기를 구성하는 -CH2-는 -O- 또는 -CO-로 치환되어 있어도 좋다.
중합성 액정 (C)의 구체예로서는 액정편람(액정편람편집위원회 편, 마루젠(주) 2000년 10월 30일 발행)의 「6.5.1 액정 재료 b. 중합성 네마틱 액정 재료 도 6.21」에 기재된 화합물, 일본 특허 공개 평7-258170호 공보, 일본 특허 공개 평7-30637호 공보, 일본 특허 공개 평7-309807호 공보, 일본 특허 공개 평8-231470호 공보에 기재된 중합성 액정을 들 수 있다.
식 (1) 및 식 (2)로 표시되는 광학 특성을 갖는 위상차판(30)은, 특정 구조를 갖는 중합성 액정을 중합시킨 경우, 특정 구조를 갖는 고분자 필름을 연신한 경우, 또는 식 (4), (6) 및 식 (7)로 표시되는 광학 특성을 갖는 층과 식 (5), (6) 및 식 (7)로 표시되는 광학 특성을 갖는 층을 특정 지상축 관계로 조합함으로써 얻어진다.
Re(450)/Re(550)≤1.00 (1)
1.00≤Re(650)/Re(550) (2)
100 nm<Re(550)<160 nm (4)
200 nm<Re(550)<320 nm (5)
Re(450)/Re(550)≥1.00 (6)
1.00≥Re(650)/Re(550) (7)
위상차판(30)은 바람직하게는 식 (1) 및 식 (2)로 표시되는 광학 특성을 갖는다. 위상차판(30)이 식 (1) 및 식 (2)로 표시되는 광학 특성을 가지면, 가시광 영역에 있어서의 각 파장의 빛에 대하여 균일한 편광 변환 특성을 얻을 수 있어, 유기 EL 표시 장치 등의 표시 장치의 흑 표시 시의 광누출을 억제할 수 있다.
상기 특정 구조를 갖는 중합성 액정으로서는 예컨대 상기 중합성 액정 (A)를 들 수 있다. 중합성 액정 (A)를, 기재 평면에 대하여 광축이 수평이 되도록 배향함으로써, 식 (1) 및 식 (2)로 표시되는 광학 특성을 갖는 위상차층을 얻을 수 있고, 또한 상기 식 (10)에 따라서 막 두께를 조절함으로써, 예컨대 식 (4)로 표시되는 광학 특성 등의 원하는 면내 위상차치를 갖는 위상차층을 얻을 수 있다.
100 nm<Re(550)<160 nm (4)
식 (4), (6) 및 식 (7)로 표시되는 광학 특성을 갖는 층과, 식 (5), (6) 및 식 (7)로 표시되는 광학 특성을 갖는 층을, 특정 지상축 관계로 조합하는 방법으로서는 주지된 방법을 들 수 있다.
예컨대 일본 특허 공개 2001-4837호 공보, 일본 특허 공개 2001-21720호 공보및 일본 특허 공개 2000-206331호 공보에는, 액정 화합물을 포함하는 위상차층을 적어도 2층 갖는 위상차 필름이 개시되어 있다.
상기 식 (6) 및 식 (7)로 표시되는 광학 특성을 갖는 위상차층은 주지된 방법으로 얻을 수 있다. 즉, 상기 식 (1) 및 식 (2)로 표시되는 광학 특성을 갖는 위상차층을 얻는 방법 이외의 방법으로 얻어지는 위상차층은, 대략 식 (6) 및 식 (7)으로 표시되는 광학 특성을 갖는다.
(제1 위상차층)
제1 위상차층(31)은, 바람직하게는 식 (4)로 표시되는 광학 특성을 갖고(본 명세서에서는 식 (4)로 표시되는 광학 특성을 만족하는 위상차층을 「λ/4층」이라고 한다.), 보다 바람직하게는 식 (4-1)로 표시되는 광학 특성을 갖는다. 면내 위상차치 Re(550)는 상기 위상차층의 면내 위상차치의 조정 방법과 동일한 방법으로 조정할 수 있다.
100 nm<Re(550)<160 nm (4)
130 nm<Re(550)<150 nm (4-1)
또한, 제1 위상차층은 바람직하게는 식 (1) 및 식 (2)로 표시되는 광학 특성을 갖는다(본 명세서에서는 식 (1) 및 식 (2)로 표시되는 광학 특성을 「역분산성」이라고도 한다.). 이러한 광학 특성은 상기 위상차층과 같은 방법으로 얻을 수 있다.
Re(450)/Re(550)≤1.00 (1)
1.00≤Re(650)/Re(550) (2)
또한, 제1 위상차층은, 바람직하게는 식 (4), (6) 및 식 (7)로 표시되는 광학 특성을 갖는 층 A와, 식 (5), (6) 및 식 (7)로 표시되는 광학 특성을 갖는 층 B를 갖는다. 이러한 광학 특성은 상기 위상차층과 동일한 방법으로 얻을 수 있다.
100 nm<Re(550)<160 nm (4)
200 nm<Re(550)<320 nm (5)
Re(450)/Re(550)≥1.00 (6)
1.00≥Re(650)/Re(550) (7)
층 A는 바람직하게는 식 (4-1)로 표시되는 광학 특성을 갖는 층이고, 층 B는 바람직하게는 식 (5-1)로 표시되는 광학 특성을 갖는 층이다.
130 nm<Re(550)<150 nm (4-1)
265 nm<Re(550)<285 nm (5-1)
또한, 위상차판이 제3 위상차층을 갖는 경우, 제1 위상차층은 바람직하게는 식 (6) 및 (7)로 표시되는 광학 특성을 갖는다. 이러한 광학 특성은 상기 위상차층과 동일한 방법으로 얻을 수 있다.
Re(450)/Re(550)≥1.00 (6)
1.00≥Re(650)/Re(550) (7)
제1 위상차층은 1 이상의 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 코팅층이다. 제1 위상차층이 하나의 위상차층으로 이루어지고, 식 (1) 및 식 (2)로 표시되는 광학 특성을 갖는 경우, 이러한 위상차층은 중합성 액정 (A)를 중합시킴으로써 형성되는 코팅층이면 바람직하다. 제2 위상차층이 식 (6) 및 식 (7)로 표시되는 광학 특성을 갖는 경우, 이러한 위상차층은 중합성 액정 (B)를 중합시킴으로써 형성되는 코팅층이면 바람직하다.
층 A는 바람직하게는 중합성 액정 (B)를 중합시킴으로써 형성되는 코팅층이다. 층 B는 바람직하게는 중합성 액정 (C)를 중합시킴으로써 형성되는 코팅층이다.
제1 위상차층은 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 층이고, 그 두께는 통상 20 ㎛ 이하이며, 바람직하게는 5 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.5 ㎛ 이상 3 ㎛ 이하이다. 제1 위상차층의 두께는 간섭 막후계, 레이저 현미경 또는 촉침식 막후계에 의한 측정에 의해서 구할 수 있다.
(제2 위상차층)
제2 위상차층(32)은 바람직하게는 식 (3)으로 표시되는 광학 특성을 갖는다(포지티브 C 플레이트).
nx≒ny<nz (3)
제2 위상차층의 면내 위상차치 Re(550)는 통상 0∼10 nm의 범위이고, 바람직하게는 0∼5 nm의 범위이다. 두께 방향의 위상차치 Rth(550)는 통상 -10∼-300 nm의 범위이며, 바람직하게는 -20∼-200 nm의 범위이다. 이러한 면내 위상차치 Re(550) 및 두께 방향의 위상차치 Rth(550)는 상기 위상차층과 동일한 방법으로 조정할 수 있다.
제2 위상차층은 1 이상의 중합성 액정을 중합함으로써 형성되는 코팅층이다. 보다 바람직하게는 중합성 액정 (B)를 중합함으로써 형성되는 코팅층이다.
제2 위상차층은 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 층이며, 그 두께는 통상 10 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 5 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.3 ㎛ 이상 3 ㎛ 이하이다. 제2 위상차층의 두께는 제1 위상차층과 동일한 방법으로 구할 수 있다. 또한, 제1 위상차층 및 제2 위상차층의 두께는 각각 5 ㎛ 이하이면 바람직하다.
(제3 위상차층)
제3 위상차층은, 바람직하게는 식 (5)로 표시되는 광학 특성을 갖고, 더욱 바람직하게는 식 (5-1)로 표시되는 광학 특성을 갖는다. 면내 위상차치 Re(550)은 상기 위상차층의 면내 위상차치의 조정 방법과 동일한 방법으로 조정할 수 있다.
200 nm<Re(550)<320 nm (5)
265 nm<Re(550)<285 nm (5-1)
또한, 제3 위상차층은 바람직하게는 식 (6) 및 (7)로 표시되는 광학 특성을 갖는다. 이러한 광학 특성은 상기 위상차층과 같은 방법으로 얻을 수 있다.
Re(450)/Re(550)≥1.00 (6)
1.00≥Re(650)/Re(550) (7)
제3 위상차층은 바람직하게는 1 이상의 중합성 액정을 중합함으로써 형성되는 코팅층이다. 보다 바람직하게는 중합성 액정 (B) 또는 (C)를 중합함으로써 형성되는 코팅층이다.
제3 위상차층은 연신 필름이라도 좋으며, 연신 필름인 경우, 그 두께는 통상 300 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 5 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 10 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하이다. 제3 위상차층이 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 층인 경우, 그 두께는 통상 10 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 5 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.5 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하이다. 제3 위상차층의 두께는 제1 위상차층과 동일한 방법으로 구할 수 있다.
(기재)
위상차판(30)은 기재를 갖고 있어도 좋다. 기재는 통상 투명 기재이다. 투명 기재란, 빛, 특히 가시광을 투과할 수 있는 투명성을 갖는 기재를 의미하며, 투명성이란, 파장 380∼780 nm에 걸친 광선에 대한 투과율이 80% 이상이 되는 특성을 말한다. 구체적인 투명 기재로서는 투광성 수지 기재를 들 수 있다. 투광성 수지 기재를 구성하는 수지로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀; 노르보르넨계 폴리머 등의 환상 올레핀계 수지; 폴리비닐알코올; 폴리에틸렌테레프탈레이트; 폴리메타크릴산에스테르; 폴리아크릴산에스테르; 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 셀로스아세테이트프로피오네이트 등의 셀룰로오스에스테르; 폴리에틸렌나프탈레이트; 폴리카보네이트; 폴리술폰; 폴리에테르술폰; 폴리에테르케톤; 폴리페닐렌술피드 및 폴리페닐렌옥사이드를 들 수 있다. 입수 용이성나 투명성의 관점에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리메타크릴산에스테르, 셀룰로오스에스테르, 환상 올레핀계 수지 또는 폴리카보네이트가 바람직하다.
배향막, 제1 위상차층, 제2 위상차층 및 제3 위상차층이 형성되는 측의 기재의 면에는, 배향막 또는 위상차층을 형성하기 전에 표면 처리를 실시하여도 좋다. 표면 처리 방법으로서는, 진공 하 또는 대기압 하, 코로나 또는 플라즈마로 기재의 표면을 처리하는 방법, 기재 표면을 레이저 처리하는 방법, 기재 표면을 오존 처리하는 방법, 기재 표면을 비누화 처리하는 방법 또는 기재 표면을 화염 처리하는 방법, 기재 표면에 커플링제를 도포하는 프라이머 처리하는 방법, 반응성 모노머나 반응성을 갖는 폴리머를 기재 표면에 부착시킨 후, 방사선, 플라즈마 또는 자외선을 조사하여 반응시키는 그라프트 중합법 등을 들 수 있다. 그 중에서도 진공이나 대기압 하에서 기재 표면을 코로나 또는 플라즈마 처리하는 방법이 바람직하다.
코로나 또는 플라즈마로 기재의 표면을 처리하는 방법으로서는, 대기압 근방의 압력 하에서, 대향한 전극 사이에 기재를 설치하고, 코로나 또는 플라즈마를 발생시켜, 기재의 표면 처리를 행하는 방법, 대향한 전극 사이에 가스를 흘리고, 전극 사이에서 가스를 플라즈마화하여, 플라즈마화한 가스를 기재에 내뿜는 방법, 그리고 저압 조건 하에서, 글로우 방전 플라즈마를 발생시켜, 기재의 표면 처리를 행하는 방법을 들 수 있다.
그 중에서도, 대기압 근방의 압력 하에서, 대향한 전극 사이에 기재를 설치하고, 코로나 또는 플라즈마를 발생시켜, 기재의 표면 처리를 행하는 방법, 또는 대향한 전극 사이에 가스를 흘리고, 전극 사이에서 가스를 플라즈마화하여, 플라즈마화한 가스를 기재에 내뿜는 방법이 바람직하다. 이러한 코로나 또는 플라즈마에 의한 표면 처리는 통상 시판되는 표면 처리 장치에 의해 실시된다.
기재는 위상차가 작은 기재가 바람직하다. 위상차가 작은 기재로서는, 제로태크(등록상표)(코니카미놀타옵트(주)), Z태크(후지필름(주)) 등의 위상차를 갖지 않는 셀룰로오스에스테르 필름을 들 수 있다. 또한, 미연신의 환상 올레핀계 수지 기재도 바람직하다.
또한, 배향막, 제1 위상차층, 제2 위상차층 및 제3 위상차층이 형성되어 있지 않은 기재의 면에는, 하드코트 처리, 대전 방지 처리 등이 실시되어도 좋다. 또한, 성능에 영향을 주지 않는 범위에서 자외선흡수제 등의 첨가제를 포함하고 있어도 좋다.
기재의 두께는, 지나치게 얇으면 강도가 저하하여 가공성이 뒤떨어지는 경향이 있기 때문에, 통상 5∼300 ㎛이고, 바람직하게는 10∼200 ㎛이다.
(중합성 액정 조성물)
중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 층(위상차층)은, 통상 1 이상의 중합성 액정을 함유하는 조성물(이하, 중합성 액정 조성물이라고 하는 경우가 있다.)을, 기재, 배향막, 보호층 또는 위상차층 상에 도포하여, 얻어진 도막 중의 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성된다.
중합성 액정 조성물은 통상 용제를 포함하며, 용제로서는 중합성 액정을 용해할 수 있는 용제이면서 또한 중합성 액정의 중합 반응에 불활성인 용제가 보다 바람직하다.
구체적인 용제로서는, 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, 이소프로필알코올, 프로필렌글리콜, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 페놀등의 알코올 용제; 아세트산에틸, 아세트산부틸 등의 에스테르 용제; 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 시클로헵타논, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, N-메틸-2-피롤리디논 등의 케톤 용제; 펜탄, 헥산, 헵탄 등의 비염소화 지방족 탄화수소 용제; 톨루엔, 크실렌 등의 비염소화 방향족 탄화수소 용제; 아세토니트릴 등의 니트릴 용제; 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 테트라히드로푸란, 디메톡시에탄 등의 에테르 용제; 및 클로로포름, 클로로벤젠 등의 염소화탄화수소 용제를 들 수 있다. 이들 다른 용제는 단독으로 이용하여도 좋고 조합하여도 좋다.
중합성 액정 조성물에 있어서의 용제의 함유량은, 통상 고형분 100 질량부에 대하여 10 질량부∼10000 질량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 50 질량부∼5000 질량부이다. 고형분이란, 중합성 액정 조성물로부터 용제를 제외한 성분의 합계를 의미한다.
중합성 액정 조성물은, 통상 스핀코팅법, 익스트루젼법, 그라비아코팅법, 다이코팅법, 슬릿코팅법, 바코팅법, 애플리케이터법 등의 도포법이나, 플렉소법 등의 인쇄법 등의 공지된 방법에 의해서 도포된다. 도포 후, 통상, 얻어진 도포막 중에 포함되는 중합성 액정이 중합하지 않는 조건으로 용제를 제거함으로써 건조 피막이 형성된다. 건조 방법으로서는 자연 건조법, 통풍 건조법, 가열 건조 및 감압 건조법을 들 수 있다.
(배향막)
본 명세서에 있어서, 배향막이란, 중합성 액정을 원하는 방향으로 액정 배향시키는 배향 규제력을 갖는 것이다.
배향막으로서는, 중합성 액정 조성물의 도포 등에 의해 용해하지 않는 용제 내성을 갖고, 또한, 용제의 제거나 중합성 액정의 배향을 위한 가열 처리에 있어서의 내열성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 배향막으로서는, 배향성 폴리머를 포함하는 배향막, 광배향막 및 표면에 요철 패턴이나 복수의 홈을 형성하여 배향시키는 그루브 배향막 등을 들 수 있다.
배향성 폴리머로서는, 분자 내에 아미드 결합을 갖는 폴리아미드나 젤라틴류, 분자 내에 이미드 결합을 갖는 폴리이미드 및 그 가수분해물인 폴리아믹산, 폴리비닐알코올, 알킬 변성 폴리비닐알코올, 폴리아크릴아미드, 폴리옥사졸, 폴리에틸렌이민, 폴리스티렌, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산 및 폴리아크릴산에스테르류를 들 수 있다. 그 중에서도 폴리비닐알코올이 바람직하다. 2종 이상의 배향성 폴리머를 조합하여 이용하여도 좋다.
배향성 폴리머를 포함하는 배향막은, 통상 배향성 폴리머가 용제에 용해된 조성물(이하, 배향성 폴리머 조성물이라고 하는 경우가 있다.)을 기재에 도포하여 용제를 제거하거나, 또는 배향성 폴리머 조성물을 기재에 도포하여, 용제를 제거하고, 러빙함(러빙법)으로써 얻어진다.
상기 용제로서는, 물, 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, 이소프로필알코올, 프로필렌글리콜, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 알코올 용제, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸렌글리콜메틸에테르아세테이트, γ-부티로락톤, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 젖산에틸 등의 에스테르 용제, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤 용제, 펜탄, 헥산, 헵탄 등의 지방족 탄화수소 용제, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소 용제, 아세토니트릴 등의 니트릴 용제, 테트라히드로푸란, 디메톡시에탄 등의 에테르 용제 및 클로로포름, 클로로벤젠 등의 염소화탄화수소 용제를 들 수 있다. 이들 용제는 단독으로 이용하여도 좋고, 2종 이상을 조합하여 이용하여도 좋다.
배향성 폴리머 조성물 내 배향성 폴리머의 농도는, 배향성 폴리머 재료가, 용제에 완전히 녹을 수 있는 범위이면 되는데, 용액에 대하여 고형분 환산으로 0.1∼20%가 바람직하고, 0.1부터 10% 정도가 더욱 바람직하다.
배향성 폴리머 조성물로서 시판되는 배향막 재료를 그대로 사용하여도 좋다. 시판되는 배향막 재료로서는 산에바(등록상표, 닛산가가쿠고교(주) 제조), 옵토마(등록상표, JSR(주) 제조) 등을 들 수 있다.
배향성 폴리머 조성물을 기재에 도포하는 방법으로서는, 스핀코팅법, 익스트루젼법, 그라비아코팅법, 다이코팅법, 슬릿코팅법, 바코팅법, 애플리케이터법 등의 도포법, 플렉소법 등의 인쇄법 등의 공지된 방법을 들 수 있다. 위상차층을, 후술하는 롤투롤 형식의 연속적 제조 방법에 의해 제조하는 경우, 상기 도포 방법에는 통상 그라비아코팅법, 다이코팅법 또는 플렉소법 등의 인쇄법이 채용된다.
배향성 폴리머 조성물에 포함되는 용제를 제거하는 방법으로서는 자연 건조법, 통풍 건조법, 가열 건조 및 감압 건조법 등을 들 수 있다.
배향막에 배향 규제력을 부여하기 위해 필요에 따라서 러빙을 행할 수 있다(러빙법).
러빙법에 의해 배향 규제력을 부여하는 방법으로서는, 러빙 천이 휘감겨져 회전하고 있는 러빙 롤에 배향성 폴리머 조성물을 기재에 도포하여 어닐링함으로써 기재 표면에 형성된 배향성 폴리머의 막을 접촉시키는 방법을 들 수 있다.
배향막에 배향 규제력을 부여하기 위해서 필요에 따라 광배향을 행할 수 있다(광배향법).
광배향막은, 통상 광반응성기를 갖는 폴리머 또는 모노머와 용제를 포함하는 조성물(이하, 「광배향막 형성용 조성물」이라고 하는 경우가 있다.)을 기재에 도포하여, 빛(바람직하게는 편광 UV)을 조사함으로써 얻어진다. 광배향막은, 조사하는 빛의 편광 방향을 선택함으로써, 배향 규제력의 방향을 임의로 제어할 수 있다는 점에서 보다 바람직하다.
광반응성기란 빛을 조사함으로써 액정 배향능을 생기게 하는 기를 말한다. 구체적으로는 빛의 조사에 의해 생기는 분자의 배향 유기 또는 이성화 반응, 이량화 반응, 광가교 반응 혹은 광분해 반응 등의 액정 배향능의 기원이 되는 광반응에 관여하는 기를 들 수 있다. 그 중에서도 이량화 반응 또는 광가교 반응에 관여하는 기가, 배향성이 우수하다는 점에서 바람직하다. 광반응성기로서, 불포화 결합, 특히 이중 결합을 갖는 기가 바람직하고, 탄소-탄소 이중 결합(C=C 결합), 탄소-질소 이중 결합(C=N 결합), 질소-질소 이중 결합(N=N 결합) 및 탄소-산소 이중 결합(C=O 결합)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 갖는 기가 특히 바람직하다.
C=C 결합을 갖는 광반응성기로서는 비닐기, 폴리엔기, 스틸벤기, 스틸바졸기, 스틸바졸륨기, 칼콘기 및 신나모일기를 들 수 있다. C=N 결합을 갖는 광반응성기로서는 방향족 시프 염기, 방향족 히드라존 등의 구조를 갖는 기를 들 수 있다. N=N 결합을 갖는 광반응성기로서는 아조벤젠기, 아조나프탈렌기, 방향족 복소환 아조기, 비스아조기, 포르마잔기 및 아족시벤젠 구조를 갖는 기를 들 수 있다. C=O 결합을 갖는 광반응성기로서는 벤조페논기, 쿠마린기, 안트라퀴논기 및 말레이미드기를 들 수 있다. 이들 기는 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 알릴옥시기, 시아노기, 알콕시카르보닐기, 히드록실기, 술폰산기, 할로겐화알킬기 등의 치환기를 갖고 있어도 좋다.
그 중에서도, 광이량화 반응에 관여하는 광반응성기가 바람직하고, 광배향에 필요한 편광 조사량이 비교적 적으며 또한 열안정성이나 경시 안정성이 우수한 광배향막을 얻기 쉽다고 하는 점에서, 신나모일기 및 칼콘기가 바람직하다. 광반응성기를 갖는 폴리머로서는, 상기 폴리머 측쇄의 말단부가 계피산 구조로 되는 신나모일기를 갖는 것이 특히 바람직하다.
광배향막 형성용 조성물을 기재 상에 도포함으로써, 기재 상에 광배향 유기층을 형성할 수 있다. 상기 조성물에 포함되는 용제로서는, 상술한 배향성 폴리머 조성물에 포함되는 용제와 같은 것을 들 수 있으며, 광반응성기를 갖는 폴리머 혹은 모노머의 용해성에 따라서 적절하게 선택할 수 있다.
광배향막 형성용 조성물 내 광반응성기를 갖는 폴리머 또는 모노머의 함유량은, 폴리머 또는 모노머의 종류나 목적으로 하는 광배향막의 두께에 따라서 적절하게 조절할 수 있지만, 적어도 0.2 질량%로 하는 것이 바람직하고, 0.3∼10 질량%의 범위가 보다 바람직하다. 광배향막의 특성이 현저히 손상되지 않는 범위에서, 광배향막 형성용 조성물은 폴리비닐알코올이나 폴리이미드 등의 고분자 재료나 광증감제를 포함하고 있어도 좋다.
광배향막 형성용 조성물을 기재에 도포하는 방법으로서는, 배향성 폴리머 조성물을 기재에 도포하는 방법과 같은 방법을 들 수 있다. 도포된 광배향막 형성용 조성물로부터 용제를 제거하는 방법으로서는 예컨대 배향성 폴리머 조성물로부터 용제를 제거하는 방법과 동일한 방법을 들 수 있다.
편광을 조사하기 위해서는, 기판 상에 도포된 광배향막 형성용 조성물로부터 용제를 제거한 것에 직접 편광 UV를 조사하는 형식이라도, 기재 측에서 편광을 조사하고, 편광을 투과시켜 조사하는 형식이라도 좋다. 또한, 상기 편광은 실질적으로 평행광이면 특히 바람직하다. 조사하는 편광의 파장은, 광반응성기를 갖는 폴리머 또는 모노머의 광반응성기가 빛에너지를 흡수할 수 있는 파장 영역인 것이 좋다. 구체적으로는 파장 250∼400 nm 범위의 UV(자외선)이 특히 바람직하다. 상기 편광 조사에 이용하는 광원으로서는, 크세논 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프, 메탈할라이드 램프, KrF, ArF 등의 자외광 레이저 등을 들 수 있고, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프 및 메탈할라이드 램프가 보다 바람직하다. 이들 램프는 파장 313 nm의 자외선의 발광 강도가 크기 때문에 바람직하다. 상기 광원으로부터의 빛을 적당한 편광자를 통과하여 조사함으로써 편광 UV를 조사할 수 있다. 이러한 편광자로서는, 편광 필터나 글랜톰슨, 글랜테일러 등의 편광 프리즘이나 와이어 그리드 타입의 편광자를 이용할 수 있다.
또한, 러빙 또는 편광 조사를 행할 때에 마스킹을 행하면, 액정 배향의 방향이 다른 복수의 영역(패턴)을 형성할 수도 있다.
그루브 배향막은 막 표면의 요철 패턴 또는 복수의 홈에 의해서 액정 배향이 얻어지는 막이다. H. V. 케넬 등에 의해서, 복수의 등간격으로 나란히 늘어선 직선형의 그루브(홈)를 갖는 기재에 액정 분자를 둔 경우, 그 홈을 따르는 방향으로 액정 분자가 배향된다고 하는 사실이 보고되어 있다(Physical Review A24(5), 2713 페이지, 1981년).
그루브 배향막을 얻는 구체적인 예로서는, 감광성 폴리이미드 표면에 주기적인 패턴 형상의 슬릿을 갖는 노광용 마스크를 통해 노광한 후, 현상 및 린스 처리를 행하여 불필요한 폴리이미드막을 제거하여 요철 패턴을 형성하는 방법, 표면에 홈을 갖는 판형 원반에 UV 경화 수지층을 형성하고, 수지층을 기재 필름으로 옮기고나서 경화하는 방법, UV 경화 수지층을 형성한 기재 필름을 반송하고, 복수의 홈을 갖는 롤형 원반을 UV 경화 수지층 표면에 바싹 대어 요철을 형성한 후 경화하는 방법 등을 들 수 있고, 일본 특허 공개 평6-34976호 공보, 일본 특허 공개 2011-242743호 공보에 기재된 방법 등을 이용할 수 있다.
상기 방법 중에서도, 복수의 홈을 갖는 롤형 원반을 UV 경화 수지층 표면에 바싹 대어 요철을 형성한 후 경화하는 방법이 바람직하다. 롤형 원반에는 내구성의 관점에서 스테인리스(SUS)강을 이용할 수 있다.
UV 경화 수지에는, 단작용 아크릴레이트의 중합체, 다작용 아크릴레이트의 중합체 또는 이들의 혼합물의 중합체를 이용할 수 있다.
단작용 아크릴레이트란, 아크릴로일옥시기(CH2=CH-COO-) 및 메타크릴로일옥시기(CH2=C(CH3)-COO-)로 이루어지는 군에서 선택되는 기(이하, (메트)아크릴로일옥시기라고 기재하는 경우도 있다.)를 분자 내에 1개 갖는 화합물이다.
(메트)아크릴로일옥시기를 1개 갖는 단작용 아크릴레이트로서는, 탄소수 4부터 16의 알킬(메트)아크릴레이트, 탄소수 2부터 14의 β카르복시알킬(메트)아크릴레이트, 탄소수 2부터 14의 알킬화페닐(메트)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 페녹시폴리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트 및 이소보닐(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
다작용 아크릴레이트란 통상 (메트)아크릴로일옥시기를 분자 내에 2개 내지 6개 갖는 화합물이다.
(메트)아크릴로일옥시기를 2개 갖는 2작용 아크릴레이트로서는, 1,3-부탄디올디(메트)아크릴레이트; 1,3-부탄디올(메트)아크릴레이트; 1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트; 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트; 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트; 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트; 트리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트; 테트라에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트; 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트; 비스페놀A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르; 에톡시화비스페놀A디(메트)아크릴레이트; 프로폭시화네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트; 에톡시화네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트 및 3-메틸펜탄디올디(메트)아크릴레이트 등이 예시된다.
(메트)아크릴로일옥시기를 3개 내지 6개 갖는 다작용 아크릴레이트로서는, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트; 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트;트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트트리(메트)아크릴레이트; 에톡시화트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트; 프로폭시화트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트; 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트; 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트; 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트; 트리펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트; 트리펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트; 트리펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트; 트리펜타에리트리톨헵타(메트)아크릴레이트; 트리펜타에리트리톨옥타(메트)아크릴레이트; 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트와 산무수물과의 반응물; 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트와 산무수물과의 반응물; 트리펜타에리트리톨헵타(메트)아크릴레이트와 산무수물과의 반응물; 카프로락톤 변성 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트트리(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 트리펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 트리펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 트리펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 트리펜타에리트리톨헵타(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 트리펜타에리트리톨옥타(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트와 산무수물과의 반응물; 카프로락톤 변성 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트와 산무수물과의 반응물 및 카프로락톤 변성 트리펜타에리트리톨헵타(메트)아크릴레이트와 산무수물 등을 들 수 있다. 또한, 여기에 나타낸 다작용 아크릴레이트의 구체예에 있어서, (메트)아크릴레이트란, 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미한다. 또한, 카프로락톤 변성이란, (메트)아크릴레이트 화합물의 알코올 유래 부위와 (메트)아크릴로일옥시기의 사이에, 카프로락톤의 개환체 또는 개환 중합체가 도입되어 있음을 의미한다.
이러한 다작용 아크릴레이트에는 시판품을 이용할 수도 있다. 이러한 시판품으로서는, A-DOD-N, A-HD-N, A-NOD-N, APG-100, APG-200, APG-400, A-GLY-9 E, A-GLY-20E, A-TMM-3, A-TMPT, AD-TMP, ATM-35E, A-TMMT, A-9550, A-DPH, HD-N, NOD-N, NPG, TMPT(신나카무라가가쿠가부시키가이샤 제조), "ARONIXM-220", 동 "M-325", 동 "M-240", 동 "M-270", 동 "M-309" 동 "M-310", 동 "M-321", 동 "M-350", 동 "M-360", 동 "M-305", 동 "M-306", 동 "M-450", 동 "M-451", 동 "M-408", 동 "M-400", 동 "M-402", 동 "M-403", 동 "M-404", 동 "M-405", 동 "M-406"(도아고세이가부시키가이샤 제조), "EBECRYL11", 동 "145", 동 "150", 동 "40", 동 "140", 동 "180", DPGDA, HDDA, TPGDA, HPNDA, PETIA, PETRA, TMPTA, TMPEOTA, DPHA, EBECRYL 시리즈(다이셀사이테크가부시키가이샤 제조) 등을 들 수 있다.
그루브 배향막의 요철로서는, 볼록부의 폭은 0.05∼5 ㎛인 것이 바람직하고, 오목부의 폭은 0.1∼5 ㎛인 것이 바람직하며, 요철 단차의 깊이는 2 ㎛ 이하, 바람직하게는 0.01∼1 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이 범위이면 배향 흐트러짐이 작은 액정 배향을 얻을 수 있다.
배향막의 두께는 통상 10 nm∼10000 nm의 범위이고, 바람직하게는 10 nm∼1000 nm의 범위이고, 보다 바람직하게는 500 nm 이하이며, 더욱 바람직하게는 10 nm∼500 nm의 범위이다.
중합성 액정의 액정 배향은 배향막 및 중합성 액정의 성질에 따라서 제어된다. 예컨대 배향막이 배향 규제력으로서 수평 배향 규제력을 발현시키는 재료라면 중합성 액정은 수평 배향 또는 하이브리드 배향을 형성할 수 있고, 수직 배향 규제력을 발현시키는 재료라면, 중합성 액정은 수직 배향 또는 경사 배향을 형성할 수 있다. 배향 규제력은, 배향막이 배향성 폴리머로 형성되어 있는 경우는, 표면 상태나 러빙 조건에 따라서 임의로 조정할 수 있고, 광배향성 폴리머로 형성되어 있는 경우는, 편광 조사 조건 등에 따라서 임의로 조정할 수 있다. 또한, 중합성 액정의 표면장력이나 액정성 등의 물성을 선택함으로써 액정 배향을 제어할 수도 있다.
중합성 액정은 중합성 작용기를 갖는 화합물을 중합시키는 공지된 방법에 의해 중합할 수 있다. 구체적으로는 열중합 및 광중합을 들 수 있고, 중합이 용이하다는 관점에서 광중합이 바람직하다. 광중합에 의해 중합성 액정을 중합시키는 경우, 광중합개시제를 함유한 중합성 액정 조성물을 도포하고, 건조하여 얻어지는 건조 피막 내 중합성 액정을 액정상 상태로 한 후, 상기 액정 상태를 유지한 채로 광중합시키는 것이 바람직하다.
광중합은 통상 건조 피막에 빛을 조사함으로써 실시된다. 조사하는 빛으로서는, 건조 피막에 포함되는 광중합개시제의 종류, 중합성 액정의 종류(특히 중합성 액정이 갖는 광중합기의 종류) 및 그 양에 따라서 적절하게 선택되며, 구체적으로는 가시광, 자외광 및 레이저광으로 이루어지는 군에서 선택되는 빛, 활성 전자선을 들 수 있다. 그 중에서도 중합 반응의 진행을 제어하기 쉽다는 점 및 광중합 장치로서 당업계에서 광범위하게 이용되고 있는 것을 사용할 수 있다고 하는 점에서, 자외광이 바람직하고, 자외광에 의해서 광중합 가능하도록 중합성 액정과 광중합개시제의 종류를 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 중합 시에 적절한 냉각 수단에 의해 건조 피막을 냉각하면서 빛을 조사함으로써 중합 온도를 제어할 수도 있다. 이러한 냉각 수단의 채용에 의해, 보다 저온에서 중합성 액정의 중합을 실시하면, 기재가 비교적 내열성이 낮은 것을 이용했다고 해도, 적절하게 위상차층을 형성할 수 있다. 광중합 시에 마스킹이나 현상을 행하거나 하여 패터닝된 위상차층을 얻을 수도 있다.
중합성 액정 조성물은 반응성 첨가제를 포함하여도 좋다. 반응성 첨가제로서는 그 분자 내에 탄소-탄소 불포화 결합과 활성 수소 반응성기를 갖는 것이 바람직하다. 한편 여기서 말하는 「활성 수소 반응성기」란, 카르복실기(-COOH), 수산기(-OH), 아미노기(-NH2) 등의 활성 수소를 갖는 기에 대하여 반응성을 갖는 기를 의미하며, 글리시딜기, 옥사졸린기, 카르보디이미드기, 아지리딘기, 이미드기, 이소시아네이트기, 티오이소시아네이트기, 무수말레산기 등이 그 대표적인 예이다. 반응성 첨가제가 갖는, 탄소-탄소 불포화 결합 및 활성 수소 반응성기의 개수는, 통상 각각 1∼20개이고, 바람직하게는 각각 1∼10개이다.
반응성 첨가제에 있어서, 활성 수소 반응성기는 적어도 2개 존재하면 바람직하고, 이 경우, 복수 존재하는 활성 수소 반응성기는 동일하더라도 다른 것이라도 좋다.
반응성 첨가제가 갖는 탄소-탄소 불포화 결합이란, 탄소-탄소 이중 결합 또는 탄소-탄소 삼중 결합 혹은 이들의 조합이라도 좋지만, 탄소-탄소 이중 결합이면 바람직하다. 그 중에서도 반응성 첨가제로서는, 비닐기 및/또는 (메트)아크릴기로서 탄소-탄소 불포화 결합을 포함하면 바람직하다. 또한, 활성 수소 반응성기가 에폭시기, 글리시딜기 및 이소시아네이트기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하고, 아크릴기와 이소시아네이트기를 갖는 반응성 첨가제가 특히 바람직하다.
반응성 첨가제의 구체예로서는, 메타크릴옥시글리시딜에테르나 아크릴옥시글리시딜에테르 등의, (메트)아크릴기와 에폭시기를 갖는 화합물; 옥세탄아크릴레이트나 옥세탄메타크릴레이트 등의, (메트)아크릴기와 옥세탄기를 갖는 화합물; 락톤아크릴레이트나 락톤메타크릴레이트 등의, (메트)아크릴기와 락톤기를 갖는 화합물; 비닐옥사졸린이나 이소프로페닐옥사졸린 등의, 비닐기와 옥사졸린기를 갖는 화합물; 이소시아네이토메틸아크릴레이트, 이소시아네이토메틸메타크릴레이트, 2-이소시아네이토에틸아크릴레이트 및 20이소시아네이토에틸메타크릴레이트 등의, (메트)아크릴기와 이소시아네이트기를 갖는 화합물의 올리고머 등을 들 수 있다. 또한, 메타크릴산무수물, 아크릴산무수물, 무수말레산 및 비닐무수말레산 등의, 비닐기나 비닐렌기와 산무수물을 갖는 화합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도 메타크릴옥시글리시딜에테르, 아크릴옥시글리시딜에테르, 이소시아네이토메틸아크릴레이트, 이소시아네이토메틸메타크릴레이트, 비닐옥사졸린, 2-이소시아네이토에틸아크릴레이트, 2-이소시아네이토에틸메타크릴레이트 및 상기한 올리고머가 바람직하고, 이소시아네이토메틸아크릴레이트, 2-이소시아네이토에틸아크릴레이트 및 상기한 올리고머가 특히 바람직하다.
구체적으로는, 하기 식 (Y)로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pat00016
[식 (Y) 중,
n은 1∼10까지의 정수를 나타내고, R1'은 탄소수 2∼20의 2가의 지방족 또는 지환식 탄화수소기 혹은 탄소수 5∼20의 2가의 방향족 탄화수소기를 나타낸다. 각 반복 단위에 있는 2개의 R2'는, 한쪽이 -NH-이고, 다른 쪽이 >N-C(=O)-R3'으로 표시되는 기이다. R3'은 수산기 또는 탄소-탄소 불포화 결합을 갖는 기를 나타낸다.
식 (Y)에서의 R3' 중, 적어도 하나의 R3'은 탄소-탄소 불포화 결합을 갖는 기이다.]
상기 식 (Y)로 표시되는 반응성 첨가제 중에서도 하기 식 (YY)로 표시되는 화합물(이하, 화합물 (YY)라고 하는 경우가 있다.)이 특히 바람직한 것이다(여기서, n은 상기와 같은 의미이다.).
Figure pat00017
화합물 (YY)에는 시판품을 그대로 또는 필요에 따라서 정제하여 이용할 수 있다. 시판품으로서는 예컨대 Laromer(등록상표) LR-9000(BASF사 제조)를 들 수 있다.
중합성 액정 조성물이 반응성 첨가제를 함유하는 경우, 그 함유량은, 중합성 액정 100 질량부에 대하여, 통상 0.1 질량부∼30 질량부이고, 바람직하게는 0.1 질량부∼5 질량부이다.
중합성 액정 조성물은 1종 이상의 레벨링제를 함유하는 것이 바람직하다. 레벨링제는, 중합성 액정 조성물의 유동성을 조정하여, 중합성 액정 조성물을 도포함으로써 얻어지는 도포막을 보다 평탄하게 하는 기능을 가지며, 구체적으로는 계면활성제를 들 수 있다. 레벨링제로서는, 폴리아크릴레이트 화합물을 주성분으로 하는 레벨링제 및 불소 원자 함유 화합물을 주성분으로 하는 레벨링제로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 바람직하다.
폴리아크릴레이트 화합물을 주성분으로 하는 레벨링제로서는 "BYK-350", "BYK-352", "BYK-353", "BYK-354", "BYK-355", "BYK-358N", "BYK-361N", "BYK-380", "BYK-381" 및 "BYK-392"[BYK Chemie사]를 들 수 있다.
불소 원자 함유 화합물을 주성분으로 하는 레벨링제로서는, "메가파크(등록상표) R-08", 동 "R-30", 동 "R-90", 동 "F-410", 동 "F-411", 동 "F-443", 동 "F-445", 동 "F-470", 동 "F-471", 동 "F-477", 동 "F-479", 동 "F-482" 및 동 "F-483"[DIC(주)]; "사프론(등록상표) S-381", 동 "S-382", 동 "S-383", 동 "S-393", 동 "SC-101", 동 "SC-105", " KH-40" 및 "SA-100"[AGC세이미케미칼(주)]; "E1830", "E5844"[(주)다이킨파인케미칼겐큐쇼]; "에프톱 EF301", "에프톱 EF303", "에프톱 EF351" 및 "에프톱 EF352"[미스비시마테리알덴시가세이(주)]를 들 수 있다.
중합성 액정 조성물이 레벨링제를 함유하는 경우, 그 함유량은, 중합성 액정 100 질량부에 대하여 0.01 질량부 이상 5 질량부 이하가 바람직하고, 0.05 질량부 이상 5 질량부 이하가 보다 바람직하고, 0.05 질량부 이상 3 질량부 이하가 더욱 바람직하다. 레벨링제의 함유량이 상기한 범위 내이면, 중합성 액정을 수평 배향시키기가 용이하고, 또한, 얻어지는 편광층이 보다 평활하게 되는 경향이 있다. 중합성 액정에 대한 레벨링제의 함유량이 상기한 범위 내이면, 얻어지는 위상차층에 얼룩이 생기기 어려운 경향이 있다.
중합성 액정 조성물은 1종 이상의 중합개시제를 함유하는 것이 바람직하다. 중합개시제는, 중합성 액정의 중합 반응을 개시할 수 있는 화합물이며, 보다 저온조건 하에서 중합 반응을 개시할 수 있다는 점에서 광중합개시제가 바람직하다. 구체적으로는 빛의 작용에 의해 활성 라디칼 또는 산을 발생할 수 있는 광중합개시제를 들 수 있고, 그 중에서도 빛의 작용에 의해 라디칼을 발생하는 광중합개시제가 바람직하다.
중합개시제로서는, 벤조인 화합물, 벤조페논 화합물, 알킬페논 화합물, 아실포스핀옥사이드 화합물, 트리아진 화합물, 요오도늄염 및 술포늄염을 들 수 있다.
벤조인 화합물로서는, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르 및 벤조인이소부틸에테르를 들 수 있다.
벤조페논 화합물로서는, 벤조페논, o-벤조일안식향산메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐설파이드, 3,3',4,4'-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논 및 2,4,6-트리메틸벤조페논을 들 수 있다.
알킬페논 화합물로서는, 디에톡시아세토페논, 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1,2-디페닐-2,2-디메톡시에탄-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-〔4-(2-히드록시에톡시)페닐〕프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 및 2-히드록시-2-메틸-1-〔4-(1-메틸비닐)페닐〕프로판-1-온의 올리고머를 들 수 있다.
아실포스핀옥사이드 화합물로서는, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 및 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드를 들 수 있다.
트리아진 화합물로서는, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-〔2-(5-메틸푸란-2-일)에테닐〕-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-〔2-(푸란-2-일)에테닐〕-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-〔2-(4-티에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐〕-1,3,5-트리아진 및 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-〔2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐〕-1,3,5-트리아진을 들 수 있다.
중합개시제에는 시판되는 것을 이용할 수 있다. 시판되는 중합개시제로서는, "이르가큐어(Irgacure)(등록상표) 907", "이르가큐어(등록상표) 184", "이르가큐어(등록상표) 651", "이르가큐어(등록상표) 819", "이르가큐어(등록상표) 250", "이르가큐어(등록상표) 369"(치바재팬(주)); "세이크올(등록상표) BZ", "세이크올(등록상표) Z", "세이크올(등록상표) BEE"(세이코가가쿠(주)); "카야큐어(kayacure)(등록상표) BP100"(닛폰가야쿠(주)); "카야큐어(등록상표) UVI-6992"(다우사 제조); "아데카옵토마 SP-152", "아데카옵토마 SP-170"((주)ADEKA); "TAZ-A", "TAZ-PP"(닛폰시이벨헤그나사); 및 "TAZ-104"(산와케미칼사)를 들 수 있다.
중합성 액정 조성물이 중합개시제를 함유하는 경우, 그 함유량은, 상기 조성물에 함유되는 중합성 액정의 종류 및 그 양에 따라서 적절하게 조절할 수 있지만, 중합성 액정 100 질량부에 대하여 0.1∼30 질량부가 바람직하고, 0.5∼10 질량부가 보다 바람직하고, 0.5∼8 질량부가 더욱 바람직하다. 중합성개시제의 함유량이 이 범위 내이면, 중합성 액정의 배향을 어지럽히는 일 없이 중합시킬 수 있다.
중합성 액정 조성물이 광중합개시제를 함유하는 경우, 상기 조성물은 광증감제를 더 함유하고 있어도 좋다. 광증감제로서는, 크산톤, 티오크산톤 등의 크산톤 화합물(예컨대 2,4-디에틸티오크산톤, 2-이소프로필티옥산톤 등); 안트라센, 알콕시기 함유 안트라센(예컨대 디부톡시안트라센 등) 등의 안트라센 화합물; 페노티아진 및 루브렌을 들 수 있다.
중합성 액정 조성물이 광중합개시제 및 광증감제를 함유하는 경우, 상기 조성물에 함유되는 중합성 액정의 중합 반응을 보다 촉진할 수 있다. 광증감제의 사용량은, 광중합개시제 및 중합성 액정의 종류 및 그 양에 따라서 적절하게 조절할 수 있지만, 중합성 액정 100 질량부에 대하여 0.1∼30 질량부가 바람직하고, 0.5∼10 질량부가 보다 바람직하고, 0.5∼8 질량부가 더욱 바람직하다.
중합성 액정의 중합 반응을 보다 안정적으로 진행시키기 위해서, 중합성 액정 조성물은 적량의 중합금지제를 함유하여도 좋고, 이에 따라, 중합성 액정의 중합 반응의 진행 정도를 제어하기 쉽게 된다.
중합금지제로서는, 히드로퀴논, 알콕시기 함유 히드로퀴논, 알콕시기 함유 카테콜(예컨대 부틸카테콜 등), 피로갈롤, 2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리디닐옥시 라디칼 등의 라디칼 포착제; 티오페놀류; β-나프틸아민류 및 β-나프톨류를 들 수 있다.
중합성 액정 조성물이 중합금지제를 함유하는 경우, 그 함유량은, 중합성 액정의 종류 및 그 양, 그리고 광증감제의 사용량 등에 따라서 적절하게 조절할 수 있지만, 중합성 액정 100 질량부에 대하여 0.1∼30 질량부가 바람직하고, 0.5∼10 질량부가 보다 바람직하고, 0.5∼8 질량부가 더욱 바람직하다. 중합금지제의 함유량이 이 범위 내이면, 중합성 액정의 배향을 어지럽히지 않고서 중합시킬 수 있다.
[위상차판의 제조 방법]
위상차판을 제조하는 경우, 제1 위상차층, 제2 위상차층 및 제3 위상차층을 형성하는 순서는 임의이다. 또한, 제1 위상차층에 있어서의 층 A와 층 B를 형성하는 순서도 임의이다.
기재 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 층 A를 형성하고, 상기 층 A 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 층 B를 형성하고, 상기 층 B 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제2 위상차층을 형성하여도 좋다.
기재 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 층 B를 형성하고, 상기 층 B 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 층 A를 형성하고, 상기 층 A 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제2 위상차층을 형성하여도 좋다.
기재 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제2 위상차층을 형성하고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 층 A를 형성하고, 상기 층 A 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 층 B를 형성하여도 좋다.
기재 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제2 위상차층을 형성하고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 층 B를 형성하고, 상기 층 B 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 층 A를 형성하여도 좋다.
기재의 한쪽의 면에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 층 A를 형성하고, 상기 층 A 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 층 B를 형성하고, 기재의 다른 쪽의 면에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제2 위상차층을 형성하여도 좋다.
기재의 한쪽의 면에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 층 B를 형성하고, 상기 층 B 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 층 A를 형성하고, 기재의 다른 쪽의 면에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제2 위상차층을 형성하여도 좋다.
층 A 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 층 B가 형성되는 경우 또는 층 B 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 층 A가 형성되는 경우는, 층 A와 층 B 사이에 보호층이 있어도 좋다. 또한, 제2 위상차층 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 층 A가 형성되는 경우, 제2 위상차층 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 층 A가 형성되는 경우, 층 A 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제2 위상차층이 형성되는 경우 또는 층 B 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제2 위상차층이 형성되는 경우는, 제2 위상차층과 층 A 또는 층 B 사이에 보호층이 있어도 좋다.
기재 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제1 위상차층을 형성하고, 상기 제1 위상차층 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제2 위상차층을 형성하고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제3 위상차층을 형성하여도 좋다.
기재 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제3 위상차층을 형성하고, 상기 제3 위상차층 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제2 위상차층을 형성하고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제1 위상차층을 형성하여도 좋다. 기재의 한쪽의 면에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제1 위상차층을 형성하고, 상기 제1 위상차층 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제2 위상차층을 형성하고, 기재의 다른 쪽의 면에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제3 위상차층을 형성하여도 좋다.
기재의 한쪽의 면에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제2 위상차층을 형성하고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제1 위상차층을 형성하고, 기재의 다른 쪽의 면에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제3 위상차층을 형성하여도 좋다.
기재의 한쪽의 면에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제3 위상차층을 형성하고, 상기 제3 위상차층 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제2 위상차층을 형성하고, 기재의 다른 쪽의 면에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제1 위상차층을 형성하여도 좋다.
기재의 한쪽의 면에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제2 위상차층을 형성하고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제3 위상차층을 형성하고, 기재의 다른 쪽의 면에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제1 위상차층을 형성하여도 좋다.
기재 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제1 위상차층을 형성하고, 상기 제1 위상차층 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제2 위상차층을 형성하여도 좋다.
기재의 한쪽의 면에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제2 위상차층을 형성하고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제1 위상차층을 형성하여도 좋다.
기재의 한쪽의 면에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제2 위상차층을 형성하고, 기재의 다른 쪽의 면에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제1 위상차층을 형성하여도 좋다.
제1 위상차층 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제2 위상차층이 형성되는 경우 또는 제2 위상차층 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제1 위상차층이 형성되는 경우는, 제1 위상차층과 제2 위상차층 사이에 보호층이 있어도 좋다. 또한, 제2 위상차층 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제3 위상차층이 형성되는 경우 또는 제3 위상차층 상에 배향막을 통하거나 또는 통하지 않고서 제2 위상차층이 형성되는 경우는, 제2 위상차층과 제3 위상차층 사이에 보호층이 있어도 좋다.
(보호층)
보호층은, 통상 다작용 아크릴레이트(메타크릴레이트), 우레탄아크릴레이트, 폴리에스테르아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트 등을 포함하는 아크릴계 올리고머 혹은 폴리머, 폴리비닐알코올, 에틸렌-비닐알코올 공중합체, 폴리비닐피롤리돈, 전분류, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 알긴산나트륨 등의 수용성 폴리머와 용제를 함유하는 보호층 형성용 조성물로 형성되는 것이 바람직하다.
보호층 형성용 조성물에 함유되는 용제는 상기한 용제와 같은 것을 들 수 있으며, 그 중에서도 물, 알코올 용제 및 에테르 용제로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 용제가, 보호층을 형성하는 층을 용해시키지 않는다는 점에서 바람직하다. 알코올 용제로서는 메탄올, 에탄올, 부탄올, 에틸렌글리콜, 이소프로필알코올, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜메틸에테르, 에틸렌글리콜부틸에테르 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르를 들 수 있다. 에테르 용제로서는 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트를 들 수 있다. 그 중에서도 에탄올, 이소프로필알코올, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트가 바람직하다.
보호층의 두께는 통상 20 ㎛ 이하이다. 보호층의 두께는 0.5 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하가 바람직하고, 1 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하가 보다 바람직하다. 보호층의 두께는 통상 간섭 막후계, 레이저 현미경 또는 촉침식 막후계에 의한 측정에 의해서 구할 수 있다.
이어서, 연속적으로 위상차판을 제조하는 방법에 관해서 설명한다. 이러한 연속적으로 본 광학 필름을 제조하는 적합한 방법으로서 롤투롤 형식에 의한 방법을 들 수 있다. 여기서는, 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 위상차층의 제조 방법에 관해서 설명하지만, 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 위상차층 대신에, 연신 필름으로 이루어지는 위상차층을 이용하여도 좋다, 이 경우, 하기 제조 공정에서의 「중합성 액정 조성물을 도포하여」를 「연신 필름을 적층하여」로 바꿔 읽으면 된다.
또한, 하기에 대표적인 구성의 제조 방법을 예시하지만, 그 밖의 구성은 하기 제조 방법에 준하여 실시하면 된다.
(1) 기재가 권심에 권취되어 있는 롤을 준비하는 공정,
(2) 상기 롤로부터 상기 기재를 연속적으로 송출하는 공정,
(3) 상기 기재 상에 배향막을 연속적으로 형성하는 공정,
(4) 상기 배향막 상에 중합성 액정 조성물을 도포하여 연속적으로 제1 위상차층을 형성하는 공정,
(5) 상기 (4)에서 얻은 제1 위상차층 상에 보호층을 연속적으로 형성하는 공정,
(6) 상기 (5)에서 얻은 보호층 상에 배향막을 연속적으로 형성하는 공정,
(7) 상기 (6)에서 얻은 배향막 상에 중합성 액정 조성물을 도포하여 연속적으로 제2 위상차층을 형성하는 공정,
(8) 연속적으로 얻은 광학 필름을 제2 권심에 권취하여 제2 롤을 얻는 공정을 순차 행하는 방법을 들 수 있다. 또한, 공정 (3), (5) 및 (6)은 필요에 따라서 생략하여도 좋고, 이때 공정 (4)에서의 「상기 배향막 상」은 「상기 기재 상」으로, 공정 (6)에서의 「상기 (5)에서 얻은 보호층」은 「상기 제1 위상차층」으로, 공정 (7)에서의 「상기 (6)에서 얻은 배향막」은 「상기 제1 위상차층」 또는 「상기 (5)에서 얻은 보호층」으로 바꿔 읽는다. 또한, 반송 시의 주름이나 컬을 억제하기 위해서, 각 공정에서의 필름 반송 시에는 보호 필름을 접합하여도 좋다.
또한,
(1a) 기재가 권심에 권취되어 있는 롤을 준비하는 공정,
(2a) 상기 롤로부터 상기 기재를 연속적으로 송출하는 공정,
(3a) 상기 기재 상에 배향막을 연속적으로 형성하는 공정,
(4a) 상기 배향막 상에 중합성 액정 조성물을 도포하여 연속적으로 제2 위상차층을 형성하는 공정,
(5a) 상기 (4a)에서 얻은 제2 위상차층 상에 보호층을 연속적으로 형성하는 공정,
(6a) 상기 (5a)에서 얻은 보호층 상에 배향막을 연속적으로 형성하는 공정,
(7a) 상기 (6a)에서 얻은 배향막 상에 중합성 액정 조성물을 도포하여 연속적으로 제1 위상차층을 형성하는 공정,
(8a) 연속적으로 얻은 광학 필름을 제2 권심에 권취하여 제2 롤을 얻는 공정을 순차 행하는 방법도 들 수 있다. 또한, 공정 (3a), (5a) 및 (6a)은 필요에 따라서 생략하여도 좋으며, 이때, 공정 (4a)에서의 「상기 배향막 상」은 「상기 기재 상」으로, 공정 (6a)에서의 「상기 (5a)에서 얻은 보호층」은 「상기 제2 위상차층」으로, 공정 (7a)에서의 「상기 (6a)에서 얻은 배향막」은 「상기 제2 위상차층」 또는 「상기 (5a)에서 얻은 보호층」으로 바꿔 읽는다. 또한, 반송 시의 주름이나 컬을 억제하기 위해서, 각 공정에서의 필름 반송 시에는 보호 필름을 접합하여도 좋다.
또한,
(1b) 기재가 권심에 권취되어 있는 롤을 준비하는 공정,
(2b) 상기 롤로부터 상기 기재를 연속적으로 송출하는 공정,
(3b) 상기 기재 상에 배향막을 연속적으로 형성하는 공정,
(4b) 상기 배향막 상에 중합성 액정 조성물을 도포하여 연속적으로 제1 위상차층을 형성하는 공정,
(5b) 상기 (4b)에서 얻은 제1 위상차층과 반대의 기재면에 배향막을 연속적으로 형성하는 공정,
(6b) 상기 (5b)에서 얻은 배향막 상에 중합성 액정 조성물을 도포하여 연속적으로 제2 위상차층을 형성하는 공정,
(7b) 연속적으로 얻은 광학 필름을 제2 권심에 권취하여 제2 롤을 얻는 공정을 순차 행하는 방법도 들 수 있다. 또한, 공정 (3b) 및 (5b)는 필요에 따라서 생략하여도 좋고, 이때, 공정 (4b)에서의 「상기 배향막 상」은 「상기 기재 상」으로, 공정 (6b)에서의 「상기 (5b)에서 얻은 배향막 상」은 「상기 (4b)에서 얻은 제1 위상차층과 반대의 기재면」으로 바꿔 읽는다. 또한, 반송 시의 주름이나 컬을 억제하기 위해서, 각 공정에서의 필름 반송 시에는 보호 필름을 접합하여도 좋다.
또한,
(1c) 투명 기재가 권심에 권취되어 있는 롤을 준비하는 공정,
(2c) 상기 롤로부터 상기 투명 기재를 연속적으로 송출하는 공정,
(3c) 상기 투명 기재 상에 배향막을 연속적으로 형성하는 공정,
(4c) 상기 배향막 상에 중합성 액정 조성물을 도포하여 연속적으로 제2 위상차층을 형성하는 공정,
(5c) 상기 (4c)에서 얻은 제2 위상차층과 반대의 기재면에 배향막을 연속적으로 형성하는 공정,
(6c) 상기 (5c)에서 얻은 배향막 상에 중합성 액정 조성물을 도포하여 연속적으로 제1 위상차층을 형성하는 공정,
(7c) 연속적으로 얻은 광학 필름을 제2 권심에 권취하여 제2 롤을 얻는 공정을 순차 행하는 방법도 들 수 있다. 또한, 공정 (3c) 및 (5c)는 필요에 따라서 생략하여도 좋고, 이때, 공정 (4c)에서의 「상기 배향막 상」은 「상기 기재 상」으로, 공정 (6c)에서의 「상기 (5c)에서 얻은 배향막 상」은 「상기 (4c)에서 얻은 제2 위상차층과 반대의 기재면」으로 바꿔 읽는다. 또한, 반송 시의 주름이나 컬을 억제하기 위해서, 각 공정에서의 필름 반송 시에는 보호 필름을 접합하여도 좋다.
또한,
(1d) 기재가 권심에 권취되어 있는 롤을 준비하는 공정,
(2d) 상기 롤로부터 상기 기재를 연속적으로 송출하는 공정,
(3d) 상기 기재 상에 배향막을 연속적으로 형성하는 공정,
(4d) 상기 배향막 상에 중합성 액정 조성물을 도포하여 연속적으로 층 A를 형성하는 공정,
(5d) 상기 (4d)에서 얻은 층 A 상에 보호층을 연속적으로 형성하는 공정,
(6d) 상기 (5d)에서 얻은 보호층 상에 배향막을 연속적으로 형성하는 공정,
(7d) 상기 (6d)에서 얻은 배향막 상에 중합성 액정 조성물을 도포하여 연속적으로 층 B를 형성하는 공정,
(8d) 상기 (7d)에서 얻은 층 B 상에 보호층을 연속적으로 형성하는 공정,
(9d) 상기 (8d)에서 얻은 보호층 상에 배향막을 연속적으로 형성하는 공정,
(10d) 상기 (9d)에서 얻은 배향막 상에 중합성 액정 조성물을 도포하여 연속적으로 제2 위상차층을 형성하는 공정,
(11d) 연속적으로 얻은 광학 필름을 제2 권심에 권취하여 제2 롤을 얻는 공정을 순차 행하는 방법을 들 수 있다. 또한, 공정 (3d), (5d), (6d), (8d) 및 (9d)는 필요에 따라서 생략하여도 좋고, 이때, 공정 (4d)에서의 「상기 배향막 상」은 「상기 기재 상」으로, 공정 (6d)에서의 「상기 (5d)에서 얻은 보호층」은 「상기 층 A」로, 공정 (7d)에서의 「상기 (6d)에서 얻은 배향막」은 「상기 층 A」 또는 「상기 (5d)에서 얻은 보호층」으로, 공정 (9d)에서의 「상기 (8d)에서 얻은 보호층」은 「상기 층 B」로, 공정 (10d)에서의 「상기 (9d)에서 얻은 배향막」은 「상기 층 B」 또는 「상기 (9d)에서 얻은 보호층」으로 바꿔 읽는다. 또한, 반송 시의 주름이나 컬을 억제하기 위해서, 각 공정에서의 필름 반송 시에는 보호 필름을 접합하여도 좋다.
또한,
(1e) 기재가 권심에 권취되어 있는 롤을 준비하는 공정,
(2e) 상기 롤로부터 상기 기재를 연속적으로 송출하는 공정,
(3e) 상기 기재 상에 배향막을 연속적으로 형성하는 공정,
(4e) 상기 배향막 상에 중합성 액정 조성물을 도포하여 연속적으로 제1 위상차층을 형성하는 공정,
(5e) 상기 (4e)에서 얻은 제1 위상차층 상에 보호층을 연속적으로 형성하는 공정,
(6e) 상기 (5e)에서 얻은 보호층 상에 배향막을 연속적으로 형성하는 공정,
(7e) 상기 (6e)에서 얻은 배향막 상에 중합성 액정 조성물을 도포하여 연속적으로 제2 위상차층을 형성하는 공정,
(8e) 상기 (4e)에서 얻은 제1 위상차층과 반대의 기재면에 배향막을 연속적으로 형성하는 공정,
(9e) 상기 (8e)에서 얻은 배향막 상에 중합성 액정 조성물을 도포하여 연속적으로 제3 위상차층을 형성하는 공정,
(10e) 연속적으로 얻은 광학 필름을 제2 권심에 권취하여 제2 롤을 얻는 공정을 순차 행하는 방법도 들 수 있다. 또한, 공정 (3e), (5e) 및 (8e)은 필요에 따라서 생략하여도 좋고, 이때, 공정 (4e)에서의 「상기 배향막 상」은 「상기 기재 상」으로, 공정 (6e)에서의 「상기 (5e)에서 얻은 보호층」은 「상기 (4e)에서 얻은 제1 위상차층」으로, 공정 (9e)에서의 「상기 (8e)에서 얻은 배향막 상」은 「상기 (4e)에서 얻은 제1 위상차층과 반대의 기재면」으로 바꿔 읽는다. 또한, 반송 시의 주름이나 컬을 억제하기 위해서, 각 공정에서의 필름 반송 시에는 보호 필름을 접합하여도 좋다. 또한, 반송 시의 주름이나 컬을 억제하기 위해서, 각 공정에서의 필름 반송 시에는 보호 필름을 접합하여도 좋다.
도 2는 위상차판(30)의 구체예를 모식적으로 도시하는 개략 단면도이다. 도 2(a)는 제1 위상차층(31) 및 제2 위상차층(32)이 적층된 위상차판(30)이다. 도 2(b)는 기재(33), 제1 위상차층(31) 및 제2 위상차층(32)이 이 순서로 적층된 위상차판(30)이다. 도 2(c)는 기재(33), 제2 위상차층(32) 및 제1 위상차층(31)이 이 순서로 적층된 위상차판(30)이다. 도 2(d)는 제1 위상차층(31), 기재(33) 및 제2 위상차층이 이 순서로 적층된 위상차판(30)이다.
기재(33)를 갖는 위상차판(30)으로부터 기재를 제거함으로써 기재를 갖지 않는 위상차판(30)(도 2(a))을 얻을 수 있다.
또한, 제1 위상차층(31)을 갖는 기재(33)와 제2 위상차층(32)을 갖는 기재(33')를 접합함으로써 위상차판(30)을 제조할 수도 있다. 구체예로서는 도 2(e), 도 2(f) 및 도 2(g)를 들 수 있다. 접합에는 접합층(이하, 위상차판(30) 내에서의 층간 접합에 이용되는 접합층을 「제3 접합층」이라고도 부른다.)을 이용할 수 있다.
도 3은 제1 위상차층이 층 A 및 층 B로 구성되는 경우 또는 제3 위상차층을 갖는 경우의 위상차판(30)의 구체예를 모식적으로 도시하는 개략 단면도이다. 도 3(a)은 층 A(34), 층 B(35), 제2 위상차층(32)이 이 순서로 적층된 위상차판(30)이다. 도 3(b)은 층 B(35), 층 A(34), 제2 위상차층(32)이 이 순서로 적층된 위상차판(30)이다. 도 3(c)은 기재(33), 층 A(34), 층 B(35) 및 제2 위상차층(32)이 이 순서로 적층된 위상차판(30)이다. 도 3(d)은 기재(33), 제1 위상차층(31), 제2 위상차층(32) 및 제3 위상차층(38)이 이 순서로 적층된 위상차판(30)이다. 도 3(e)은 기재(33), 층 B(35), 층 A(34) 및 제2 위상차층(32)이 이 순서로 적층된 위상차판(30)이다. 도 3(f)은 기재(33), 제3 위상차층(38), 제2 위상차(32) 및 제1 위상차층(31)이 이 순서로 적층된 위상차판(30)이다. 도 3(g)은 기재(33), 제2 위상차(32), 층 B(35) 및 층 A(34)가 이 순서로 적층된 위상차판(30)이다. 도 3(h)은 기재(33), 제2 위상차(32), 층 A(34) 및 층 B(35)가 이 순서로 적층된 위상차판(30)이다. 기재(33)를 갖는 위상차판(30)으로부터 기재(33)를 박리함으로써 기재(33)를 갖지 않는 위상차판(30)(도 3의 (a), (b))을 얻을 수도 있다.
제1 위상차층(31), 층 A(34) 및 층 B(35)를 포함하는 구성의 경우 또는 제3 위상차층(33)을 갖는 경우에는, 기재(33)의 양면에 각각의 층을 적층하여도 좋다. 구체적인 예로서, 도 3(i)은 제2 위상차층(32), 기재(33), 층 A(34) 및 층 B(35)이 이 순서로 적층된 위상차판(30)이다. 도 3(j)은 제2 위상차층(32), 기재(33), 층 B(35) 및 층 A(34)가 이 순서로 적층된 위상차판(30)이다. 도 3(k)은 제1 위상차층(31), 기재(33), 제3 위상차층(38) 및 제2 위상차층(32)이 이 순서로 적층된 위상차판(30)이다. 도 3(l)은 제1 위상차층(31), 기재(33), 제2 위상차층(32) 및 제3 위상차층(38)이 이 순서로 적층된 위상차판(30)이다. 도 3(m)은 제3 위상차층(38), 기재(33), 제1 위상차층(31) 및 제2 위상차층(32)이 이 순서로 적층된 위상차판(30)이다. 도 3(n)은 제3 위상차층(38), 기재(33), 제2 위상차층(32) 및 제1 위상차층(31)이 이 순서로 적층된 위상차판(30)이다. 제2 위상차층(32), 층 A(34) 및 층 B(35)은 각 층 상에 직접 도포에 의해 형성하여도 좋고, 각 층을 제조한 후에 접합에 의해서 접합하여도 좋고, 또한 각 층을 순차 전사에 의해서 적층하여도 좋다.
위상차판(30)은, 제1 위상차층(31)과 제2 위상차층(32) 사이에 개재하는 다른 층을 갖는 구성이라도, 개재하는 다른 층을 갖지 않는 구성이라도 좋다. 개재하는 다른 층으로서는 기재(33), 상술한 보호층, 상술한 배향막, 제3 접합층을 들 수 있다. 위상차판(30)은, 제1 위상차층(31)과 제2 위상차층(32) 사이에, 개재하는 다른 층으로서 배향막만을 갖는 구성이나, 개재하는 다른 층을 갖지 않는 구성에서는, 제1 위상차층(31)과 제2 위상차층(32) 사이의 박리 강도가 1.0 N/25 mm 이하가 되기 쉽게 된다. 본 명세서에 있어서, 제1 위상차층(31)과 제2 위상차층(32) 사이에 개재하는 층은, 제1 위상차층(31)의 제2 위상차층(32) 측의 최표면에서부터 제2 위상차층(32)의 제1 위상차층(31) 측의 최표면 사이에 개재하는 층을 의미한다. 따라서, 제1 위상차층(31)이 층 A와 층 B로 구성되는 경우, 층 A와 층 B 사이에 개재하는 층은, 제1 위상차층(31)과 제2 위상차층(32) 사이에 개재하는 층이라고는 간주하지 않는다.
[제2 접합층, 제3 접합층]
제2 접합층은 직선 편광판(10) 내에서 층끼리를 접합하기 위해서 이용되는 접합층이고, 제3 접합층은 위상차판(30) 내에서 층끼리를 접합하기 위해서 이용되는 접합층이다. 이하, 접합층이라고 하는 경우에는, 제2 접합층 및 제3 접합층의 어느 쪽이나 포함하는 것으로 한다.
접합층은 점착제 조성물을 이용하여 형성된 점착제층 또는 접착제 조성물을 이용하여 형성된 접착제층이다. 제2 접합층 및 제3 접합층은 열 부여 시의 열수축 거동을 억제한다는 관점에서는 접착제층인 것이 바람직하다.
접합층이 점착제층인 경우, 점착제층을 형성하기 위해서 이용하는 점착제 조성물로서는, 상기한 투습도를 만족할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 점착제 조성물로서는, 예컨대 고무계 폴리머, (메트)아크릴계 폴리머, 우레탄계 폴리머, 폴리에스테르계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 폴리비닐에테르계 폴리머, 폴리비닐알코올계 폴리머, 폴리올레핀계 폴리머, 비닐알킬에테르계 폴리머, 폴리비닐피롤리돈계 폴리머, 폴리(메트)아크릴아미드계 폴리머, 셀룰로오스계 폴리머 등의 폴리머를 주성분으로서 포함하는 것이면 된다. 본 명세서에 있어서, 주성분이란, 점착제 조성물의 전체 고형분 중 50 질량% 이상을 포함하는 성분을 말한다. 점착제 조성물은 활성 에너지선 경화형, 열 경화형이라도 좋다. 점착제 조성물로서는 고무계 폴리머가 바람직하다. 또한, 상기 「(메트)아크릴」이란, 「아크릴 및 메타크릴의 적어도 1종」을 의미한다. 「(메트)아크릴레이트」 등의 표기도 마찬가지이다.
고무계 폴리머로서는, 천연 고무; 폴리이소부틸렌 고무(PIB), 이소프렌 고무(IR), 이소부틸렌-이소프렌 고무(IIR), 노르말부틸렌-이소부틸렌 중합체 고무, 부타디엔 고무(BR), 클로로프렌 고무(CR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 스티렌-이소프렌 고무(SIR), 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체 고무(SIBS), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체 고무(SEBS), 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 블록 공중합체 고무(SEPS), 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 고무(SBS), 스티렌-에틸렌-프로필렌 블록 공중합체 고무(SEP) 등의 합성 고무 등을 들 수 있다. 고무계 폴리머는, 폴리이소부틸렌 고무(PIB), 이소부틸렌-이소프렌 고무(IIR), 노르말부틸렌-이소부틸렌 중합체 고무가 바람직하고, 폴리이소부틸렌 고무(PIB)가 보다 바람직하다.
(메트)아크릴계 폴리머에는, (메트)아크릴산부틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산이소옥틸, (메트)아크릴산2-에틸헥실과 같은 (메트)아크릴산에스테르의 1종 또는 2종 이상을 모노머로 하는 중합체 또는 공중합체가 적합하게 이용된다. 베이스 폴리머에는 극성 모노머를 공중합시키는 것이 바람직하다. 극성 모노머로서는, 예컨대 (메트)아크릴산, (메트)아크릴산2-히드록시프로필, (메트)아크릴산히드록시에틸, (메트)아크릴아미드, N,N-디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, 글리시딜(메트)아크릴레이트와 같은, 카르복실기, 수산기, 아미드기, 아미노기, 에폭시기 등을 갖는 모노머를 들 수 있다.
활성 에너지선 경화형 점착제 조성물이란, 자외선이나 전자선과 같은 활성 에너지선의 조사를 받아 경화하는 성질을 갖고 있고, 활성 에너지선 조사 전에도 점착성을 가져 필름 등의 피착체에 밀착시킬 수 있으며, 활성 에너지선의 조사에 의해서 경화하여 밀착력의 조정을 할 수 있는 성질을 갖는 점착제 조성물이다. 활성 에너지선 경화형 점착제 조성물은 자외선 경화형인 것이 바람직하다. 활성 에너지선 경화형 점착제 조성물은, 베이스 폴리머, 가교제에 더하여, 활성 에너지선 중합성 화합물을 더 함유한다. 또한 필요에 따라서 광중합개시제나 광증감제 등을 함유시킬 수도 있다.
점착제 조성물은, 폴리머에 더하여 용제; 점착부여제, 연화제, 충전제(금속가루나 그 밖의 무기 분말 등), 산화방지제, 자외선흡수제, 염료, 안료, 착색제, 소포제, 부식방지제, 광중합개시제 등의 첨가제를 포함할 수 있다. 활성 에너지선 경화형 점착제 조성물을 이용한 경우는, 형성된 점착제층에 활성 에너지선을 조사함으로써 원하는 경화도를 갖는 경화물로 할 수 있다.
점착제층은 상기 점착제 조성물의 유기 용제 희석액을 기재 상에 도포하여 건조시킴으로써 형성할 수 있다.
접합층이 접착제층인 경우, 접착제층을 형성하기 위해서 이용하는 접착제 조성물로서는, 상기한 투습도를 만족할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 접착제 조성물로서는, 예컨대 수계 접착제, 활성 에너지선 경화형 접착제, 천연 고무 접착제, α-올레핀계 접착제, 우레탄 수지계 접착제, 에틸렌-아세트산비닐 수지 에멀션 접착제, 에틸렌-아세트산비닐 수지계 핫멜트 접착제, 에폭시 수지계 접착제, 염화비닐 수지 용제계 접착제, 클로로프렌 고무계 접착제, 시아노아크릴레이트계 접착제, 실리콘계 접착제, 스티렌-부타디엔 고무 용제계 접착제, 니트릴 고무계 접착제, 니트로셀룰로오스계 접착제, 반응성 핫멜트 접착제, 페놀 수지계 접착제, 변성 실리콘계 접착제, 폴리에스테르계 핫멜트 접착제, 폴리아미드 수지 핫멜트 접착제, 폴리이미드계 접착제, 폴리우레탄 수지 핫멜트 접착제, 폴리올레핀 수지 핫멜트 접착제, 폴리아세트산비닐 수지 용제계 접착제, 폴리스티렌 수지 용제계 접착제, 폴리비닐알코올계 접착제, 폴리비닐피롤리돈 수지계 접착제, 폴리비닐부티랄계 접착제, 폴리벤즈이미다졸 접착제, 폴리메타크릴레이트 수지 용제계 접착제, 멜라민 수지계 접착제, 우레아 수지계 접착제, 레조르시놀계 접착제 등을 들 수 있다. 이러한 접착제는 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
수계 접착제로서는 예컨대 폴리비닐알코올계 수지 수용액, 수계 2액형 우레탄계 에멀션 접착제 등을 들 수 있다. 활성 에너지선 경화형 접착제로서는, 자외선 등의 활성 에너지선을 조사함으로써 경화하는 접착제이며, 예컨대 중합성 화합물 및 광중합성 개시제를 포함하는 것, 광반응성 수지를 포함하는 것, 바인더 수지 및 광반응성 가교제를 포함하는 것 등을 들 수 있다. 상기 중합성 화합물로서는, 광경화성 에폭시계 모노머, 광경화성 (메트)아크릴계 모노머, 광경화성 우레탄계 모노머 등의 광중합성 모노머나, 이들 모노머에 유래하는 올리고머 등을 들 수 있다. 상기 광중합개시제로서는, 자외선 등의 활성 에너지선을 조사하여 중성 라디칼, 음이온 라디칼, 양이온 라디칼과 같은 활성종을 발생하는 물질을 포함하는 것을 들 수 있다.
접합층의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 접합층이 점착제층인 경우, 5 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 15 ㎛ 이상이라도 좋고, 20 ㎛ 이상이라도 좋고, 25 ㎛ 이상이라도 좋으며, 통상 200 ㎛ 이하이고, 100 ㎛ 이하라도 좋고, 50 ㎛ 이하라도 좋다. 접합층이 접착제층인 경우, 접합층의 두께는 0.01 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 0.05 ㎛ 이상이라도 좋고, 0.5 ㎛ 이상이라도 좋으며, 또한 5 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 3 ㎛ 이하라도 좋고, 2 ㎛ 이하라도 좋다.
[편광판의 제조 방법]
본 실시형태의 편광판은 상기 위상차판과 상기 직선 편광판을 제1 접합층을 이용하여 접합함으로써 얻을 수 있다. 위상차판의 제1 위상차층이 1층만으로 구성되며 또한 지상축이 하나밖에 존재하지 않는 경우, 위상차판의 제1 위상차층의 지상축(광축)에 대하여 상기 직선 편광판의 투과축이 실질적으로 45°가 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 실질적으로 45°란 통상 45±5°의 범위이다. 이러한 각도의 배치에 있어서, 편광판은 원 편광판으로서 기능할 수 있다.
직선 편광판에, 기재를 갖지 않는 위상차판을 접합하는 방법으로서는, 기재를 제거한 위상차판을, 제1 접합층을 이용하여 직선 편광판에 접합하는 방법, 그리고 위상차판을 제1 접합층을 이용하여 직선 편광판에 접합한 후에, 기재를 제거하는 방법 등을 들 수 있다. 이때, 제1 접합층은, 위상차판이 갖는 위상차층 측에 점접착제를 도포함으로써 직접 형성되어도 좋고, 직선 편광판 측에 점접착제를 도포함으로써 직접 형성되어도 좋고, 또는 미리 다른 기재 상에 형성되어 있는 제1 접합층을 직선 편광판과 위상차판 사이에 개재시키더라도 좋다. 기재와 위상차층 사이에 배향막이 있는 경우는, 기재와 함께 배향막도 제거하여도 좋다.
위상차층 또는 배향막 등과 화학 결합을 형성하는 작용기를 표면에 갖는 기재는, 위상차층 또는 배향막 등과 화학 결합을 형성하여 제거하기 어렵게 되는 경향이 있다. 따라서 기재를 박리하여 제거하는 경우는, 표면의 작용기가 적은 기재가 바람직하고, 또한, 표면에 작용기를 형성하는 표면 처리를 실시하지 않은 기재가 바람직하다.
또한, 기재와 화학 결합을 형성하는 작용기를 갖는 배향막은, 기재와 배향막의 밀착력이 커지는 경향이 있기 때문에, 기재를 박리하여 제거하는 경우는, 기재와 화학 결합을 형성하는 작용기가 적은 배향막이 바람직하다. 또한, 기재와 배향막을 가교하는 시약이 포함되지 않는 것이 바람직하고, 또한, 배향성 폴리머 조성물 및 광배향막 형성용 조성물 등의 용액에는 기재를 용해하는, 용제 등의 성분이 포함되지 않는 것이 바람직하다.
또한, 위상차층과 화학 결합을 형성하는 작용기를 갖는 배향막은 위상차층과 배향막의 밀착력이 커지는 경향이 있다. 따라서 기재와 함께 배향막을 제거하는 경우는, 위상차층과 화학 결합을 형성하는 작용기가 적은 배향막이 바람직하다. 또한, 위상차층 및 배향막에는, 위상차층과 배향막을 가교하는 시약이 포함되지 않는 것이 바람직하다.
또한, 배향막과 화학 결합을 형성하는 작용기를 갖는 위상차층은, 배향막과 위상차층의 밀착력이 커지는 경향이 있다. 따라서 기재를 제거하는 경우 또는 기재와 함께 배향막을 제거하는 경우는, 기재 또는 배향막과 화학 결합을 형성하는 작용기가 적은 위상차층이 바람직하다. 또한, 중합성 액정 조성물은 바람직하게는 기재 또는 배향막과 위상차층을 가교하는 시약을 포함하지 않는다.
예컨대 기재, 제2 위상차층(32) 및 제1 위상차층(31)이 이 순서로 적층된 위상차판(30)의 제1 위상차층(31)의 표면에 제1 접합층(21)을 붙이고, 거기에 직선 편광판(10)을 접합하고, 그 후, 위상차판(30)의 기재를 제거함으로써, 직선 편광판(10), 제1 접합층(21), 제1 위상차층(31) 및 제2 위상차층(32)이 이 순서로 적층된, 도 1에 도시하는 구성의 편광판을 제조할 수 있다. 또한, 기재, 제1 위상차층 및 제2 위상차층이 이 순서로 적층된 위상차판의 제2 위상차층의 표면에 제1 접합층을 붙이고, 거기에 직선 편광판을 접합하고, 그 후, 위상차판의 기재를 제거함으로써, 직선 편광판, 제2 위상차층 및 제1 위상차층이 이 순서로 적층된 편광판을 제조할 수 있다. 박막화의 관점에서 기재를 박리하는 것이 바람직하다.
제1 위상차층이 층 A 및 층 B를 포함하는 경우 또는 제3 위상차층을 포함하는 경우는, 각 층의 적층 방향에 제한이 있다.
구체적으로는, λ/4의 위상차를 갖는 층 A와 λ/2의 위상차를 갖는 층 B를 적층하는 경우, 직선 편광판의 흡수축에 대하여, 우선 층 B를 층 B의 지상축이 75°가 되도록 형성하고, 이어서 층 A를 층 A의 지상축이 15°가 되도록 형성한다.
또한, λ/4의 위상차를 갖는 제1 위상차층과 λ/2의 위상차를 갖는 제3 위상차층을 갖는 경우, 직선 편광판의 흡수축에 대하여, 우선 제3 위상차층을 제3 위상차층의 지상축이 75°가 되도록 형성하고, 이어서 제1 위상차층을 제1 위상차층의 지상축이 15°가 되도록 형성한다. 제2 위상차층의 위치에 제한은 없지만, 직선 편광판, 층 B 및 층 A가 이 순서로 적층되거나, 또는 직선 편광판, 제3 위상차층 및 제1 위상차층이 이 순서로 적층될 필요가 있다. 이와 같이 적층함으로써, 얻어지는 편광판은 광대역 원 편광판으로서 기능을 발현할 수 있게 된다. 여기서, 층 A와 층 B를 형성하는 축 각도에 제한은 없고, 예컨대 일본 특허 공개 2004-126538호 공보에 기재된 것과 같이, 층 A와 층 B의 지상축 각도를 편광판의 흡수축에 대하여 30°와 -30° 혹은 45°과 -45°로 하여도, 광대역 λ/4판으로서의 기능을 발현시킬 수 있는 것은 공지되어 있으므로, 원하는 방법으로 층을 적층할 수 있다.
[화상 표시 장치]
도 4는 본 실시형태의 화상 표시 장치의 일례를 모식적으로 도시하는 개략 단면도이다. 화상 표시 장치(2)는, 도 4에 도시하는 것과 같이, 앞면 측에서부터 도 1에 도시하는 편광판(1), 화상 표시 패널(40)을 이 순서로 갖는다. 화상 표시 장치(2)에 있어서, 편광판(1)은 직선 편광판(10) 측이 위상차판(30)보다도 앞면 측으로 되는 방향에서 배치된다.
편광판(1)이 원 편광판인 경우, 화상 표시 장치(2)에 있어서, 외부로부터의 입사광은, 편광판(1)에서 반사하는 빛과, 편광판(1)을 투과하는 빛이 있다. 편광판(1)은, 가장 앞면에 반사방지층을 갖는 구성이라도 좋으며, 반사방지층을 둠으로써, 편광판(1)의 표면에서 반사하는 빛(이하, 「외부 반사광」이라고도 한다.)을 저감할 수 있다. 편광판(1)을 투과하는 빛은, 화상 표시 패널(40)에서 반사되어 반사광으로 되어(이하, 「내부 반사광」이라고도 한다.), 편광판(1)에 흡수된다. 내부 반사광은 편광판(1)에서 전부 흡수되는 것이 바람직하지만, 일부는 앞면으로부터 방출된다(이하, 이러한 빛을 「방출 내부 반사광」이라고도 한다.).
편광판(1)은, 편광판(1)을 화상 표시 패널(40)에 접합시키기 위해서 이용할 수 있는 점착제층을 후면 상에 구비하여, 점착제층을 갖는 편광판으로서 구성되어 있어도 좋다.
<화상 표시 장치가 갖고 있어도 좋은 다른 층>
화상 표시 장치(2)는 상기한 층 이외의 층을 갖고 있어도 좋다. 이하, 화상 표시 장치(2)가 갖고 있어도 좋은 다른 층을 예시한다.
(터치 센서 패널)
터치 센서 패널은, 화상 표시 장치의 화면에 접촉(터치)하는 손가락 등을 검지(센싱)하는 장치(센서)이며, 화면 상의 손가락 위치를 검지하여 화상 표시 장치에 입력하는 입력 수단으로서 이용된다. 터치 센서 패널은, 편광판(1)과 화상 표시 패널(40) 사이에 배치되어도 좋고, 편광판(1)의 앞면 측에 배치되어 있어도 좋다. 터치 센서 패널로서는, 터치된 위치를 검출할 수 있는 센서라면 검출 방식은 한정되지 않고, 저항막 방식, 정전 용량 결합 방식, 광센서 방식, 초음파 방식, 전자 유도 결합 방식, 표면 탄성파 방식, 적외선 방식 등의 터치 센서 패널이 예시된다. 저비용이므로 저항막 방식, 정전 용량 결합 방식의 터치 센서 패널이 적합하게 이용된다.
저항막 방식의 터치 센서 패널의 일례는, 서로 대향 배치된 한 쌍의 기판과, 이들 한 쌍의 기판 사이에 협지된 절연성 스페이서와, 각 기판의 내측의 앞면에 저항막으로서 형성된 투명 도전막과, 터치 위치 검지 회로에 의해 구성되어 있다. 저항막 방식의 터치 센서 패널을 설치한 화상 표시 장치에 있어서는, 앞면판의 표면이 터치되면, 대향하는 저항막이 단락하여, 저항막에 전류가 흐른다. 터치 위치 검지 회로가 이때의 전압 변화를 검지하여, 터치된 위치가 검출된다.
정전 용량 결합 방식의 터치 센서 패널의 일례는, 기판과, 기판의 전면(全面)에 설치된 위치 검출용 투명 전극과, 터치 위치 검지 회로에 의해 구성되어 있다. 정전 용량 결합 방식의 터치 센서 패널을 설치한 화상 표시 장치에 있어서는, 앞면판의 표면이 터치되면, 터치된 점에서 인체의 정전 용량을 통해 투명 전극이 접지된다. 터치 위치 검지 회로가 투명 전극의 접지를 검지하여 터치된 위치가 검출된다. 정전 용량 방식 터치 센서 패널은 활성 영역 및 이 활성 영역의 외곽부에 위치하는 비활성 영역으로 구분된다. 활성 영역은 표시 패널에서 화면이 표시되는 영역(표시부)에 대응하는 영역이며, 사용자의 터치가 감지되는 영역이고, 비활성 영역은 표시 장치에서 화면이 표시되지 않는 영역(비표시부)에 대응하는 영역이다.
터치 센서 패널의 두께는 예컨대 5 ㎛ 이상 2,000 ㎛ 이하라도 좋고, 5 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하라도 좋다.
<플렉시블 화상 표시 장치>
화상 표시 장치는 플렉시블 화상 표시 장치라도 좋다. 플렉시블 화상 표시 장치는 접어 구부릴 수 있는 화상 표시 장치이다. 플렉시블 화상 표시 장치는, 광학식 지문 인증 시스템이 들어가며, 접어 구부릴 수 있는 화상 표시 소자와 본 발명의 편광판을 구비한다. 접어 구부릴 수 있는 화상 표시 소자는 예컨대 유기 EL 표시 패널이다. 유기 EL 표시 패널에 대하여 시인 측에 본 발명의 편광판이 배치되어 접어 구부릴 수 있게 구성되어 있다. 플렉시블 화상 표시 장치용 편광판은 또한 앞면판이나 터치 센서 패널을 구비하고 있어도 좋다.
시인 측에서부터 앞면판, 본 발명의 편광판 및 터치 센서 패널이 이 순서로 적층되어 있거나, 또는 시인 측에서부터 앞면판, 터치 센서 패널 및 본 발명의 편광판이 이 순서로 적층되어 있는 것이 바람직하다. 터치 센서 패널보다 시인 측에 편광자가 존재하면, 터치 센서 패널의 패턴이 시인되기 어렵게 되어, 결과적으로 표시 화상의 시인성이 좋아지기 때문에, 터치 센서 패널보다도 시인 측에 본 발명의 편광판을 구비하는 구성, 즉, 앞면판, 본 발명의 편광판 및 터치 센서 패널을 이 순서로 구비하는 것이 더욱 바람직하다. 각각의 부재는 접착제, 점착제 등을 이용하여 적층할 수 있다. 또한, 앞면판, 편광판, 터치 센서 패널의 어느 한 층의 적어도 일면에 형성된 차광 패턴을 구비할 수 있다.
시인 측에서부터 앞면판, 본 발명의 편광판 및 접어 구부릴 수 있는 화상 표시 패널을 구비하는 플렉시블 화상 표시 장치에 있어서, 앞면판 및 본 발명의 편광판은, 편광판과 앞면판을 구비하는 앞면판이 달린 편광판을 구성한다. 이 앞면판이 달린 편광판에 있어서, 앞면판은 통상 편광판의 시인 측에 배치되어, 편광판과는 예컨대 점착제 또는 접착제에 의해 적층된다.
시인 측에서부터 터치 센서 패널, 본 발명의 편광판 및 접어 구부릴 수 있는 화상 표시 패널을 구비하는 플렉시블 화상 표시 장치에 있어서, 터치 센서 패널 및 본 발명의 편광판은, 편광판과 터치 센서 패널을 구비하는 터치 센서 패널이 달린 편광판을 구성한다. 또한, 시인 측에서부터, 본 발명의 편광판, 터치 센서 패널 및 접어 구부릴 수 있는 화상 표시 소자를 구비하는 플렉시블 화상 표시 장치에 있어서, 터치 센서 패널 및 본 발명의 편광판은, 편광판과 터치 센서 패널을 구비하는 터치 센서 패널이 달린 편광판을 구성한다. 이 터치 센서 패널이 달린 편광판에 있어서, 터치 센서 패널은 편광판보다 배면 측(시인 측과는 반대측)에 배치되어도 좋고, 편광판보다 시인 측에 배치되어도 좋다. 터치 센서 패널과 편광판은 예컨대 점착제 또는 접착제에 의해 적층된다.
본 발명의 편광판은 그 시인 측에 앞면판을 적층하여 앞면판이 달린 편광판으로서 이용할 수도 있다. 앞면판이 달린 편광판은 본 발명의 편광판과, 그 시인 측에 배치된 앞면판을 구비한다.
(앞면판)
앞면판으로서는 유리, 수지 필름의 적어도 일면에 하드코트층을 포함하여 이루어지는 것 등을 들 수 있다. 유리에는 예컨대 고투과 유리나 강화 유리를 이용할 수 있다. 특히 얇은 투명 면재를 사용하는 경우에는 화학 강화를 실시한 유리가 바람직하다. 유리의 두께는 예컨대 100 ㎛∼5 mm로 할 수 있다.
수지 필름의 적어도 일면에 하드코트층을 포함하여 이루어지는 앞면판은, 기존의 유리와 같이 경직하지 않고, 플렉시블한 특성을 가질 수 있다. 하드코트층의 두께는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 5 ㎛∼100 ㎛라도 좋다.
수지 필름으로서는, 예컨대 노르보르넨, 다환 노르보르넨계 단량체와 같은 시클로올레핀을 포함하는 단량체의 단위를 갖는 시클로올레핀계 유도체, 셀룰로오스(디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스부티레이트, 이소부틸에스테르셀룰로오스, 프로피오닐셀룰로오스, 부티릴셀룰로오스, 아세틸프로피오닐셀룰로오스)에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 폴리시클로올레핀, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 폴리아크릴, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세탈, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 에폭시 등의 고분자로 형성된 필름이라도 좋다. 이들 고분자는 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
수지 필름은, 미연신 필름이라도 좋고, 연신 필름, 예컨대 1축 연신 필름, 2축 연신 필름이라도 좋다. 수지 필름으로서는, 투명성 및 내열성이 우수하다는 점에서, 폴리아미드이미드 필름, 폴리이미드 필름, 1축 연신 폴리에스테르 필름, 2축 연신 폴리에스테르 필름이 바람직하고, 투명성 및 내열성이 우수하며 또한 필름의 대형화에 대응할 수 있다는 점에서, 시클로올레핀계 유도체 필름, 폴리메틸메타크릴레이트 필름이 바람직하고, 투명성과 광학적으로 이방성이 없는 수지 필름을 비교적 입수하기 쉽다는 점에서, 트리아세틸셀룰로오스 및 이소부틸에스테르셀룰로오스 필름이 각각 바람직하다. 수지 필름의 두께는 통상 5∼200 ㎛이며, 바람직하게는 20∼100 ㎛이다.
(차광 패턴)
차광 패턴은 베젤이라고도 불리는 부재이며, 앞면판에 있어서의 표시 소자 측에 형성할 수 있다. 차광 패턴을 구비함으로써, 표시 장치를 구성하는 각 배선을 숨겨 사용자에게 시인되지 않게 할 수 있다. 차광 패턴의 색 및 재질은 특별히 제한되지 않으며, 흑색, 백색, 금색 등의 다양한 색을 갖는 수지 물질로 형성할 수 있다. 일실시형태에 있어서, 차광 패턴의 두께는 2 ㎛∼50 ㎛라도 좋고, 바람직하게는 4 ㎛∼30 ㎛라도 좋고, 보다 바람직하게는 6 ㎛∼15 ㎛의 범위라도 좋다. 또한, 차광 패턴과 표시부 사이의 단차로 인한 기포의 혼입 및 경계부의 시인을 억제하기 위해서, 차광 패턴에 형상을 부여할 수 있다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해서 한정되는 것은 아니다. 실시예, 비교예에서의 「%」 및 「부」로 표시되는 배합량은, 특별히 기재하지 않는 한, 질량% 및 질량부이다.
(1) 활성 에너지선 경화형 접착제의 조제
하기 성분을 배합하여 혼합한 후, 탈포하여, 활성 에너지선 경화형 접착제 A, B, C를 각각 조제했다.
<활성 에너지선 경화형 접착제 A>
·3',4'-에폭시시클로헥실메틸3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트(상품명: CEL2021P, 가부시키가이샤다이셀 제조): 70 질량부
·네오펜틸글리콜디글리시딜에테르(상품명: EX-211, 나가세켐텍스가부시키가이샤 제조): 20 질량부
·2-에틸헥실글리시딜에테르(상품명: EX-121, 나가세켐텍스가부시키가이샤 제조): 10 질량부
·양이온 중합개시제(상품명: CPI-100_50% 용액, 산아프로가부시키가이샤 제조): 4.5 질량부(실질 고형분 2.25 질량부)
·1,4-디에톡시나프탈렌: 2 질량부
<활성 에너지선 경화형 접착제 B>
·네오펜틸글리콜디글리시딜에테르(상품명: EX-211L, 나가세켐텍스(주) 제조): 30 질량부
·3-에틸-3{[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]메틸}옥세탄(상품명: OXT-221, 도아고세이(주) 제조): 13 질량부
·비스페놀A형 에폭시 수지(상품명: EP-4100E, (주)ADEKA, 점도 13 Pa·s(온도 25℃)): 45 질량부
·방향족 함유 옥세탄 화합물(상품명: TCM-104, TRONLY 제조): 12 질량부
·양이온 중합개시제(상품명: CPI-100_50% 용액, 산아프로가부시키가이샤 제조): 4.5 질량부(실질 고형분 2.25 질량부)
·1,4-디에톡시나프탈렌: 1 질량부
<활성 에너지선 경화형 접착제 C>
·N,N-디메틸아크릴아미드(KJ케미칼(주) 제조): 7 중량부
·4-히드록시부틸아크릴레이트(오사카유키고교(주)): 55 중량부
·1,4-시클로헥산디메탄올모노아크릴레이트(닛폰가세이(주)): 28 중량부
·자외선 경화형 우레탄아크릴레이트 수지(상품명: UV-3000B, 닛폰고세이가가쿠고교(주)): 10 중량부
·2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온(상품명: DAROCUR1173, BASF재팬(주)): 3 중량부
<접착제층의 인장 저장 탄성률의 측정>
두께 50 ㎛의 환상 폴리올레핀계 수지 필름의 편면에, 다이이치리카(주) 제조의 바코터로, 와이어바 #18을 이용하여, 두께가 25 ㎛가 되도록 접착제 조성물(활성 에너지선 경화형 접착제 A∼C)을 도공했다. 이이서, 퓨젼UV시스템즈사 제조의 「Fusion UV 램프 시스템」으로 램프에 「D 벌브」를 이용하여, UV 파장 영역 UVA의 적산 광량이 3000 mJ/cm2(측정기: 퓨젼UV시스템즈사 제조 UV Power Puck II에 의한 측정치)가 되도록 온도 25℃ 상대 습도 60% RH의 대기 중에서 자외선을 조사했다. 그 후, 온도 25℃ 상대 습도 60% RH의 대기중 암흑화에 48시간 정치하여, 접착제를 경화시켰다. 이것을 5 mm×30 mm의 크기로 재단하고, 환상 폴리올레핀계 수지 필름을 벗겨 접착제의 경화 필름을 얻었다.
상기한 것과 같이 얻어진 접착제의 경화 필름을, 그 긴변이 인장 방향이 되도록 아이티게이소쿠세이교(주) 제조의 동적 점탄성 측정 장치 「DVA-220」을 이용하여 그립퍼 간격 2 cm로 파지하고, 인장과 수축의 주파수를 10 Hz, 측정 온도를 23℃로 하여, 온도 23℃에 있어서의 인장 저장 탄성률을 구했다. 접착제층 A∼C의 인장 저장 탄성률은 각각 접착제층 A: 2.1×103 MPa, 접착제층 B: 2.4×103 MPa, 접착제층 C: 0.56 MPa였다.
(2) 점착제층의 제작
양면이 박리 필름에 접합된 이하의 아크릴계 점착제층 (1)∼(3)을 준비했다.
<점착제층 (1)>
(2-1-1) 아크릴 수지 용액 1의 조제
냉각관, 질소 도입관, 온도계 및 교반기를 구비한 반응 용기에, 아세트산에틸 100 부, 아크릴산부틸 99.0 부, 아크릴산2-히드록시에틸 0.5 부 및 아크릴산 0.5 부의 혼합 용액을 넣고, 질소 가스로 장치 안의 공기를 치환하여 산소를 포함하지 않게 하면서 내부 온도를 55℃로 올렸다. 그 후, 아조비스이소부티로니트릴(중합개시제) 0.12 부를 아세트산에틸 10 부에 녹인 용액을 전량 첨가했다. 중합개시제를 첨가한 후, 1시간 이 온도에서 유지하고, 이어서 내부 온도를 54∼56℃로 유지하면서 아세트산에틸을 첨가 속도 17.3 부/hr로 반응 용기 내에 연속적으로 가하고, (메트)아크릴계 수지의 농도가 35 질량%가 된 시점에서 아세트산에틸의 첨가를 멈추고, 또한 아세트산에틸의 첨가 개시에서부터 6시간 경과할 때까지 이 온도에서 보온했다. 마지막으로 아세트산에틸을 가하여 (메트)아크릴계 수지의 농도가 20 질량%가 되도록 조절하여, 아크릴 수지 용액 1을 조제했다. 얻어진 아크릴 수지는 중량 평균 분자량(Mw)이 170만, 분자량 분포(Mw/Mn)가 3.9였다. 또한, Mw 및 Mn은, GPC 장치에 컬럼으로서 도소(주) 제조의 「TSKgel GMHHR-H(S)」를 2본 직렬로 이어서 배치하고, 용출액으로서 테트라히드로푸란을 이용하여, 시료 농도 2 mg/mL, 시료 도입량 100 μL, 온도 40℃, 유속 1 mL/분의 조건으로 표준 폴리스티렌 환산에 의해 측정했다.
(2-1-2) 점착제 조성물 1의 조제
(2-1-1)에서 얻은 아크릴 수지 용액 1의 고형분 80 부에 대하여, 2작용 아크릴레이트(신나카무라가가쿠고교가부시키가이샤로부터 입수; 품번 「A-DOG」)를 20 부(고형분), 가교제(도소가부시키가이샤 제조: 상품명 「콜로네이트 L」(톨릴렌디이소시아네이트의 트리메틸올프로판 어덕트체의 아세트산에틸 용액(고형분 농도 75 질량%))를 유효 성분 베이스로 2.5 부, 광중합개시제(치바스페샬티케미칼즈사 제조: 상품명 「이르가큐어 500」)를 1.5 부, 실란커플링제(신에츠가가쿠고교가부시키가이샤 제조: 상품명 「KBM-403」)를 0.3 부 첨가하고, 추가로 고형분 농도가 13%가 되도록 아세트산에틸을 첨가하여 점착제 조성물 1을 얻었다.
A-DOG는 히드록시피발알데히드와 트리메틸올프로판과의 아세탈 화합물의 디아크릴레이트이며, 하식의 구조를 갖는다.
Figure pat00018
(2-1-3) 점착제층 (1)의 제작
상기 (2-1-2)에서 조제한 점착제 조성물 1을, 이형 처리가 실시된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 세퍼레이트 필름〔린테크(주)로부터 입수한 「PLZ-383030」〕의 이형 처리면에, 애플리케이터를 이용하여 건조 후의 두께가 5 ㎛가 되도록 도포하고, 100℃에서 1분간 건조하여 점착제층(점착제 시트)을 제작했다. 이어서 얻어진 점착제층의 세퍼레이터 필름과 반대측의 표면을 이형 처리가 실시된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 세퍼레이트 필름〔린테크(주)로부터 입수한 「PLR-381031」〕의 이형 처리면과 접합했다. 계속해서 자외선을 하기의 조건으로 조사하여 점착제층 (1)을 제작했다. 얻어진 점착제층의 온도 23℃에서의 전단 저장 탄성률은 0.13 MPa였다.
<UV 조사 조건>
·Fusion UV 램프 시스템(퓨젼UV시스템즈사 제조) H 벌브 사용
·UV 파장 영역 UVA의 적산 광량 250 mJ/cm2(측정기: 퓨젼UV사 제조 UV Power Puck II에 의한 측정치)
<점착제층 (2)>
(2-2-1) 아크릴 수지 용액 2의 조제
냉각관, 질소 도입관, 온도계 및 교반기를 구비한 반응 용기에, 아세트산에틸 81.8 부, 아크릴산부틸 90.0 부, 아크릴산메틸 5.0 부 및 아크릴산 5.0 부의 혼합 용액을 넣고, 질소 가스로 장치 안의 공기를 치환하여 산소를 포함하지 않게 하면서 내부 온도를 55℃로 올렸다. 그 후, 아조비스이소부티로니트릴(중합개시제) 0.15 부를 아세트산에틸 10 부에 녹인 용액을 전량 첨가했다. 중합개시제를 첨가한 후, 1시간 이 온도에서 유지하고, 이어서 내부 온도를 54∼56℃로 유지하면서 아세트산에틸을 첨가 속도 17.3 부/hr로 반응 용기 내에 연속적으로 가하고, (메트)아크릴계 수지의 농도가 35 질량%가 된 시점에서 아세트산에틸의 첨가를 멈추고, 추가로 아세트산에틸의 첨가 개시에서부터 6시간 경과할 때까지 이 온도에서 보온했다. 마지막으로 아세트산에틸을 가하여 (메트)아크릴계 수지의 농도가 20 질량%가 되도록 조절하여, 아크릴 수지 용액 2를 조제했다. 얻어진 아크릴 수지는, 중량 평균 분자량(Mw)이 160만, 분자량 분포(Mw/Mn)가 4.5였다. 또한, Mw 및 Mn은, GPC 장치에 컬럼으로서 도소(주) 제조의「TSKgel GMHHR-H(S)」를 2본 직렬로 이어서 배치하여, 용출액으로서 테트라히드로푸란을 이용하여, 시료 농도 2 mg/mL, 시료 도입량 100 μL, 온도 40℃, 유속 1 mL/분의 조건으로 표준 폴리스티렌 환산에 의해 측정했다.
(2-2-2) 점착제 조성물 2의 조제
(2-2-1)에서 얻은 아크릴 수지 용액 2의 고형분 100 부에 대하여, 가교제(도소가부시키가이샤 제조: 상품명 「콜로네이트 L」(톨릴렌디이소시아네이트의 트리메틸올프로판 어덕트체의 아세트산에틸 용액(고형분 농도 75 질량%))를 유효 성분 베이스로 0.15 부, 실란커플링제(신에츠가가쿠고교가부시키가이샤 제조: 상품명 「KBM-403」)을 0.2 부 첨가하고, 추가로 고형분 농도가 13%가 되도록 아세트산에틸을 첨가하여 점착제 조성물 2를 얻었다.
(2-2-3) 점착제층 (2)의 제작
상기 (2-2-2)에서 조제한 점착제 조성물 2를, 이형 처리가 실시된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 세퍼레이트 필름〔린테크(주)로부터 입수한 「PLR-382190」〕의 이형 처리면에, 애플리케이터를 이용하여 건조 후의 두께가 25 ㎛가 되도록 도포하고, 100℃에서 1분간 건조하여 점착제층(점착제 시트)을 제작했다. 이어서 얻어진 점착제층의 세퍼레이터 필름과 반대측의 표면을 이형 처리가 실시된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 세퍼레이트 필름〔린테크(주)로부터 입수한 「PET-251130」〕의 이형 처리면과 접합하여, 점착제층 (2)를 제작했다. 얻어진 점착제층의 온도 23℃에서의 전단 저장 탄성률은 0.026 MPa였다.
<점착제층 (3)>
(2-3-1) 아크릴 수지 용액 3의 조제
냉각관, 질소 도입관, 온도계 및 교반기를 구비한 반응 용기에, 아세트산에틸 91 부, 아크릴산2-에틸헥실 43 부, 아크릴산부틸 55 부, 아크릴산2-히드록시에틸 2.0 부의 혼합 용액을 넣고, 질소 가스로 장치 안의 공기를 치환하여 산소를 포함하지 않게 하면서 내부 온도를 55℃로 올렸다. 그 후, 아조비스이소부티로니트릴(중합개시제) 0.14 부를 아세트산에틸 10 부에 녹인 용액을 전량 첨가했다. 중합개시제를 첨가한 후, 1시간 이 온도에서 유지하고, 이어서 내부 온도를 54∼56℃로 유지하면서 아세트산에틸을 반응 용기 내에 연속적으로 가하고, (메트)아크릴계 수지의 농도가 35 질량%가 된 시점에서 아세트산에틸의 첨가를 멈추고, 추가로 아세트산에틸의 첨가 개시에서부터 10시간 경과할 때까지 이 온도에서 보온했다. 마지막으로 아세트산에틸을 가하여 (메트)아크릴계 수지의 농도가 20 질량%가 되도록 조절하여, 아크릴 수지 용액 3을 조제했다. 얻어진 아크릴 수지는, 중량 평균 분자량(Mw)이 110만, 분자량 분포(Mw/Mn)가 4.8이었다. 또한, Mw 및 Mn은, GPC 장치에 컬럼으로서 도소(주) 제조의 「TSKgel GMHHR-H(S)」를 2본 직렬로 이어서 배치하고, 용출액으로서 테트라히드로푸란을 이용하여, 시료 농도 2 mg/mL, 시료 도입량 100 μL, 온도 40℃, 유속 1 mL/분의 조건으로 표준 폴리스티렌 환산에 의해 측정했다.
(2-3-2) 점착제 조성물 3의 조제
(2-3-1)에서 얻은 아크릴 수지 용액 3의 고형분 100 부에 대하여, 가교제(도소가부시키가이샤 제조: 상품명 「콜로네이트 L」(톨릴렌디이소시아네이트의 트리메틸올프로판 어덕트체의 아세트산에틸 용액(고형분 농도 75 질량%))를 유효 성분 베이스로 0.3 부, 실란커플링제(신에츠가가쿠고교가부시키가이샤 제조: 상품명 「KBM-403」)를 0.25 부 첨가하고, 추가로 고형분 농도가 15%가 되도록 아세트산에틸을 첨가하여 점착제 조성물 3을 얻었다.
(2-3-3) 점착제층 (3)의 제작
상기 (2-3-2)에서 조제한 점착제 조성물 3을, 이형 처리가 실시된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 세퍼레이트 필름〔린테크(주)로부터 입수한 「POGW-502190」〕의 이형 처리면에, 애플리케이터를 이용하여 건조 후의 두께가 25 ㎛가 되도록 도포하고, 100℃에서 1분간 건조하여 점착제층(점착제 시트)을 제작했다. 이어서 얻어진 점착제층의 세퍼레이터 필름과 반대측의 표면에 이형 처리가 실시된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 세퍼레이트 필름〔린테크(주)로부터 입수한 「PLR-381031」〕의 이형 처리면과 접합하여, 점착제층 (3)을 제작했다. 얻어진 점착제층의 온도 23℃에서의 전단 저장 탄성률은 0.01 MPa였다.
<점착제층의 전단 저장 탄성률의 측정과 인장 저장 탄성률로의 변환>
점착제층의 전단 저장 탄성률은 점탄성 측정 장치(MCR-301, Anton Paar사)를 이용하여 측정했다. 실시예 및 비교예에서 이용한 것과 동일한 점착제층을 폭 30 mm×길이 30 mm로 하고, 박리 필름을 벗겨, 두께가 200 ㎛가 되도록 여러 장 적층하여 측정 스테이지에 접합한 후, 측정 칩(PP25, Anton Paar사)와 접착한 상태에서 -20℃∼100℃의 온도 영역에서 주파수 1.0 Hz, 변형량 1%, 노멀 포스 1 N, 승온 속도 5℃/분의 조건 하에서 측정했다. 여기서 얻어지는 전단 저장 탄성률에 대하여, 식 (10)에 의한 변환을 행하여, 온도 23℃에서의 인장 저장 탄성률을 얻었다.
E=G×2×(1+ν) 식 (10)
여기서, E가 인장 저장 탄성률, G가 전단 저장 탄성률, ν이 푸아송비이다. 본 명세서에서는, 점착제의 푸아송비는 0.5인 것으로 하여 취급한다(서적명 「강좌·레톨로지」(편자: 일본레올로지학회, 발행자: 니시구치 마모루, 발행소: (주)고분시간코카이), 15 페이지의 식 (1.12) 참조).
(3) 편광자의 제작
두께 20 ㎛, 중합도 2400, 비누화도 99% 이상의 폴리비닐알코올 필름을, 열롤 상에서 연신 배율 4.5배로 일축 연신하고, 긴장 상태를 유지한 채로 물 100 질량부당 요오드 0.05 질량부 및 요오드화칼륨 5 질량부를 함유하는, 28℃의 염색욕에 60초간 침지했다.
이어서, 물 100 질량부당 붕산 5.5 질량부 및 요오드화칼륨 15 질량부를 함유하는, 64℃의 붕산 수용액 1에, 110초간 침지했다. 이어서, 물 100 질량부당 붕산 5.5 질량부 및 요오드화칼륨 15 질량부를 함유하는, 67℃의 붕산 수용액 2에, 30초간 침지했다. 그 후, 10℃의 순수를 이용하여 수세하고 건조하여 편광자를 얻었다. 편광자의 두께는 8 ㎛이고, 붕소 함유량은 4.3 질량%였다.
(4) 보호 필름의 준비
이하의 보호 필름을 준비했다.
·보호 필름: 두께 13 ㎛의 노르보르넨계 수지 필름〔닛폰제온가부시키가이샤 제조, 상품명 「ZEONOR」〕.
(5) 직선 편광판의 제작
위에서 제작한 편광자의 편면에 수계 접착제를 통해 상기 보호 필름을 롤 접합기를 이용하여 접합했다. 접합 후, 80℃에서 3분간 건조 처리를 실시했다. 편광자의 편면에만 보호 필름이 적층된 직선 편광판을 얻었다. 직선 편광판은 편광자, 접착제층 및 보호 필름이 이 순서로 적층된 것이었다.
(6) 제1 위상차층의 제작
(i) 광배향막 형성용 조성물의 조제
하기 구조의 광배향성 재료 5 부(중량 평균 분자량: 30000)와 시클로펜타논(용매) 95 부를 혼합했다. 얻어진 혼합물을 80℃에서 1시간 교반함으로써 광배향막 형성용 조성물을 얻었다.
Figure pat00019
(ii) 제1 위상차층 형성용 조성물의 조제
이하에 나타내는 중합성 액정 화합물 A 및 중합성 액정 화합물 B를 90:10의 질량비로 혼합했다. 이 혼합물 100 부에 대하여, 레벨링제(F-556; DIC가부시키가이샤 제조)를 1.0 부 및 중합개시제인 2-디메틸아미노-2-벤질-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온(「이르가큐어 369(Irg369)」, BASF재팬가부시키가이샤 제조)을 6 부 첨가했다.
또한, 고형분 농도가 13%가 되도록 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)을 첨가하여 80℃에서 1시간 교반함으로써, 제1 위상차층 형성용 조성물을 얻었다.
중합성 액정 화합물 A는 일본 특허 공개 2010-31223호 공보에 기재된 방법으로 제조했다. 또한, 중합성 액정 화합물 B는 일본 특허 공개 2009-173893호 공보에 기재된 방법에 준하여 제조했다. 이하에 각각의 분자 구조를 나타낸다.
(중합성 액정 화합물 A)
Figure pat00020
(중합성 액정 화합물 B)
Figure pat00021
(iii) 위상차층 기재의 준비
두께가 50 ㎛인 시클로올레핀계 수지 필름(닛폰제온가부시키가이샤 제조 「ZF-14-50」) 상에 코로나 처리를 실시하여 위상차층 기재로 했다. 코로나 처리는 우시오덴키가부시키가이샤 제조의 TEC-4AX를 사용하여 행했다. 코로나 처리는 출력 0.78 kW, 처리 속도 10 m/분의 조건으로 1회 행했다.
(iv) 광배향막의 형성
위상차층 기재에 광배향막 형성용 조성물을 바코터에 의해 도포했다. 도포막을 80℃에서 1분간 건조하고, 편광 UV 조사 장치(SPOT CURE SP-7; 우시오덴키가부시키가이샤 제조)를 이용하여, 100 mJ/cm2의 적산 광량으로 편광 UV 노광을 실시했다. 얻어진 수평 배향막의 두께를 레이저 현미경(LEXT, 올림푸스가부시키가이샤 제조)으로 측정한 바, 100 nm였다.
(v) 제1 위상차층의 형성
이어서, 실온 25℃, 상대 습도 30%의 환경 하에 있어서, 제1 위상차층 형성용 조성물을 구멍 직경 0.2 ㎛의 PTFE제 멤브레인 필터(아드반테크도요가부시키가이샤 제조, 품번; T300A025A)에 통과시키고, 25℃로 보온한 배향막 구비 기재 필름 상에 바코터를 이용하여 도포했다. 도막을 120℃에서 1분간 건조한 후, 고압 수은 램프(유니큐어 VB-15201BY-A, 우시오덴키가부시키가이샤 제조)를 이용하여, 자외선을 조사(질소 분위기 하, 파장: 365 nm, 파장 365 nm에서의 적산 광량: 1000 mJ/cm2)했다. 얻어진 도막의 두께를 레이저 현미경(LEXT, 올림푸스가부시키가이샤 제조)으로 측정한 바, 2 ㎛였다.
얻어진 제1 위상차층의 위상차치를 측정한 바, Re(450)=121 nm, Re(550)=139 nm, Re(650)=146 nm였다.
각 파장에서의 면내 위상차치의 관계는 이하와 같이 되었다.
Re(450)/Re(550)=0.87
Re(650)/Re(550)=1.05
(7) 제2 위상차층의 제작
(i) 배향성 폴리머 조성물 (1)의 조제
산에바 SE-610(닛산가가쿠가부시키가이샤 제조) 1 부와 2-부톡시에탄올 99 부를 혼합하여 배향성 폴리머 조성물 (1)을 얻었다.
(ii) 제2 위상차층 형성용 조성물의 조제
하기 도면에서 나타내는 중합성 액정(BASF사 제조, LC242)을 19.2 부, 레벨링제(빅케미재팬사 제조 「BYK-361N」)를 0.1 부, 중합개시제(BASF재팬 제조 「이르가큐어 907」)를 0.5 부, 반응 첨가제(BASF재팬 제조 「Laromaer LR-9000」) 1.1 부 및 프로필렌글리콜1-모노메틸에테르2-아세테이트 79.1 부를 혼합했다. 혼합액을 80℃에서 1시간 교반함으로써 제2 위상차층 형성용 조성물을 얻었다.
Figure pat00022
(iii) 위상차층 기재의 준비
두께가 50 ㎛인 시클로올레핀계 수지 필름(닛폰제온가부시키가이샤 제조 「ZF-14-50」) 상에 코로나 처리를 실시하여 위상차층 기재로 했다. 코로나 처리는 우시오덴키가부시키가이샤 제조의 TEC-4AX를 사용하여 실시했다. 코로나 처리는 출력 0.78 kW, 처리 속도 10 m/분의 조건으로 1회 행했다.
(iv) 배향성 폴리머막의 형성
위상차층 기재에 배향성 폴리머 조성물 (1)을 바코터를 이용하여 도포하고, 90℃에서 1분간 건조하여, 배향막을 얻었다. 얻어진 배향막의 막 두께를 레이저 현미경으로 측정한 바, 34 nm였다.
(v) 제2 위상차층의 형성
이어서, 배향막 상에 제2 위상차층 형성용 조성물을 바코터를 이용하여 도포하고, 90℃에서 1분간 건조한 후, 고압 수은 램프를 이용하여, 자외선을 조사(질소 분위기 하, 온도: 25℃, 파장 365 nm에서의 적산 광량: 1000 mJ/cm2)함으로써 제2 위상차층을 얻었다. 얻어진 제2 위상차층의 막 두께를 레이저 현미경으로 측정한 바, 막 두께는 450 nm였다. 또한, 얻어진 위상차 필름 (2)의 파장 550 nm에서의 위상차치를 측정한 바, Re(550)=1 nm, Rth(550)=-70 nm였다. 즉, 제2 위상차층은 하기 식 (3)으로 표시되는 광학 특성을 가졌다. 또한, COP의 파장 550 nm에 있어서의 위상차치는 대략 0이기 때문에, 해당 광학 특성에는 영향을 주지 않는다.
nx≒ny<nz (3)
(8) 위상차판 A의 제작
위상차층 기재가 달린 제1 위상차층의 제1 위상차층 및 위상차층 기재가 달린 제2 위상차층의 제2 위상차층에, 각각 코로나 처리를 실시했다. 한쪽의 코로나 처리면에, 조제한 활성 에너지선 경화형 접착제 A를 도포하여, 위상차층 기재가 달린 제1 위상차층과 위상차층 기재가 달린 제2 위상차층을 접합했다. 위상차층 기재가 달린 제2 위상차층 측으로부터 자외선을 조사하여 자외선 경화성 접착제를 경화시켜, 접착제층을 형성했다. 자외선은 파장 320 nm∼390 nm의 UVA가 420 mJ/cm2가 되도록 조사했다. 위상차층 기재/제1 위상차층/접착제층 A/제2 위상차층/위상차층 기재가 이 순서로 적층된 위상차판 A가 얻어졌다. 경화 후의 접착제층 A의 두께를 레이저 현미경(올림푸스가부시키가이샤 제조 「LEXT」)로 측정한 바, 1.5 ㎛였다.
(9) 위상차판 B의 제작
활성 에너지선 경화형 접착제 A 대신에 활성 에너지선 경화형 접착제 B를 이용한 것 이외에는, (8)과 같은 식으로 하여 위상차판 B를 제작했다. 위상차층 기재/제1 위상차층/접착제층 B/제2 위상차층/위상차층 기재가 이 순서로 적층된 위상차판 B가 얻어졌다. 경화 후의 접착제층 B의 두께를 레이저 현미경(올림푸스가부시키가이샤 제조 「LEXT」)으로 측정한 바, 3.0 ㎛였다.
(10) 위상차판 C의 제작
활성 에너지선 경화형 접착제층 B 대신에 점착제층 (1)을 사용한 것 이외에는, 위상차판 B와 같은 방법으로 위상차판 C를 제작했다.
(11) 위상차판 D의 제작
기재/배향층/제2 위상차층(포지티브 C 플레이트)/배향층/제1 위상차층(λ/4층)이 이 순서로 적층된 위상차판 D를 이하와 같은 식으로 제작했다.
(기재)
기재로서 시클로올레핀 폴리머 필름(COP)(닛폰제온가부시키가이샤 제조의 ZF-14)을 준비했다.
(코로나 처리)
코로나 처리 장치에는 가스가덴키가부시키가이샤 제조의 AGF-B10을 이용했다. 코로나 처리는, 상기 코로나 처리 장치를 이용하여, 출력 0.3 kW, 처리 속도 3 m/분의 조건으로 1회 행했다.
(고압 수은 램프)
고압 수은 램프에는 우시오덴키가부시키가이샤 제조의 유니큐어 VB-15201BY-A를 이용했다.
코로나 처리를 실시한 기재의 표면에, 위상차판 A의 제작에서 조제한 배향성 폴리머 조성물 (1)을 바코터를 이용하여 도포하여, 90℃에서 1분간 건조했다. 얻어진 배향막의 막 두께를 레이저 현미경으로 측정한 바, 34 nm였다. 이어서, 배향막 상에, 위상차판 A의 제작에서 조제한 제2 위상차층 형성용 조성물을 바코터를 이용하여 도포하고, 90℃에서 1분간 건조한 후, 고압 수은 램프를 이용하여 자외선을 조사(질소 분위기 하, 파장 365 nm에 있어서의 적산 광량: 1000 mJ/cm2)함으로써 제2 위상차층(포지티브 C 플레이트)을 형성하여, 제2 위상차층을 갖는 제2 위상차 필름을 얻었다. 얻어진 제2 위상차층의 막 두께를 레이저 현미경으로 측정한 바, 막 두께는 450 nm였다. 또한, 얻어진 제2 위상차 필름의 파장 550 nm에 있어서의 위상차치를 측정한 바, Re(550)=1 nm, Rth(550)=-70 nm였다. 즉, 제2 위상차층은, 하기 식 (3):
nx≒ny<nz (3)
으로 표시되는 광학 특성을 가졌다. 또한, 기재의 파장 550 nm에 있어서의 위상차치는 대략 0이기 때문에, 상기 광학 특성에는 영향을 주지 않는다.
이어서, 제2 위상차 필름의 제2 위상차층 상에, 하기 배향성 폴리머 조성물 (2)를 바코터를 이용하여 도포하여, 100℃에서 1분간 건조했다. 얻어진 배향막의 두께를 레이저 현미경(LEXT, 올림푸스가부시키가이샤 제조)으로 측정한 바, 100 nm 였다. 이어서, 배향막을 러빙 처리하여 처리면에 위상차판 A의 제작에서 조제한 제1 위상차층 형성용 조성물에 추가로 Larmer(등록상표) LR9000(BASF재팬사 제조) 1 부를 가한 조성물을 바코터를 이용하여 도포하여, 120℃에서 1분간 건조했다. 고압 수은 램프를 이용하여 도막에 자외선을 조사(질소 분위기 하, 파장 365 nm에 있어서의 적산 광량: 1000 mJ/cm2)함으로써, 제2 위상차층 상에 제1 위상차층을 형성하여 위상차판 D를 얻었다. 얻어진 제1 위상차층의 두께를 레이저 현미경(LEXT, 올림푸스가부시키가이샤 제조)으로 측정한 바, 2 ㎛였다. 얻어진 위상차판 D의 위상차치를 측정한 바, Re(450)=121 nm, Re(550)=139 nm, Re(650)=146 nm였다.
각 파장에서의 면내 위상차치의 관계는 이하와 같이 되었다.
Re(450)/Re(550)=0.87
Re(650)/Re(550)=1.05
즉, 얻어진 위상차판 D는 상술한 식 (1), (2) 및 (4)로 표시되는 광학 특성을 가졌다.
(배향성 폴리머 조성물 (2))
시판되는 폴리비닐알코올(폴리비닐알코올 1000 완전 비누화형, 와코쥰야쿠고교가부시키가이샤 제조), 물을 가하여 100℃에서 1시간 가열하여, 고형분량 2 질량%(용제 농도 98 질량%)의 배향성 폴리머 조성물 (2)를 얻었다.
(12) 원 편광판의 제작
(실시예 1)
직선 편광판의 편광자에 코로나 처리를 실시하고, 박리 필름 구비 점착제층 (1)의 한쪽의 박리 필름을 박리한 면을 접합한 후, 점착제층의 다른 쪽의 박리 필름을 박리했다. 이 점착제층에 대하여 위상차판 A의 제1 위상차층 측의 위상차층 기재를 박리하여 코로나 처리를 실시한 것을 적층했다. 이어서, 제2 위상차층 측의 위상차층 기재를 박리한 면에 코로나 처리를 실시하고, 박리 필름 구비 점착제층 (2)의 한쪽의 박리 필름을 박리한 면을 접합했다. 이와 같이 하여 직선 편광판/점착제층 (1)/제1 위상차층/접착제층 A/제2 위상차층/점착제층 (2)/박리 필름이 적층된 실시예 1의 원 편광판을 얻었다.
(실시예 2)
점착제층 (1) 대신에 점착제층 (2)를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 같은 식으로 원 편광판을 제작했다.
(실시예 3)
점착제층 (1) 대신에 점착제층 (3)을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 같은 식으로 원 편광판을 제작했다.
(실시예 4)
직선 편광판의 편광자 측 및 위상차판 A의 제1 위상차층 측의 위상차층 기재를 박리한 면에 각각 코로나 처리를 실시했다. 한쪽의 코로나 처리면에, 조제한 활성 에너지선 경화형 접착제 C를 도포하여, 직선 편광판과 위상차판 A를 접합했다. 직선 편광판 측으로부터 자외선을 조사하여 자외선 경화성 접착제를 경화시켜, 접착제층 C를 형성했다. 자외선은 파장 320 nm∼390 nm의 UVA를 420 mJ/cm2로 조사했다. 경화 후의 활성 에너지선 경화형 접착제의 두께를 레이저 현미경(올림푸스가부시키가이샤 제조 「LEXT」)으로 측정한 바, 1.5 ㎛였다. 이어서, 제2 위상차층 측의 위상차층 기재를 박리한 면에 코로나 처리를 실시하고, 박리 필름 구비 점착제층 (2)의 한쪽의 박리 필름을 박리한 면을 접합했다. 이와 같이 하여, 직선 편광판/접착제층 C/제1 위상차층/접착제층 A/제2 위상차층/점착제층 (2)/박리 필름이 적층된 비교예 1의 원 편광판을 얻었다.
(실시예 5)
위상차판 A 대신에 위상차판 D를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 같은 식으로 원 편광판을 제작했다. 또한, 위상차층의 형성에 이용한 기재를 박리하고 나서 점착제층 (2)를 적층했다.
(실시예 6)
점착제층 (1) 대신에 점착제층 (2)를 사용한 것 이외에는, 실시예 5와 같은 식으로 원 편광판을 제작했다.
(실시예 7)
점착제층 (1) 대신에 점착제층 (3)을 사용한 것 이외에는, 실시예 5와 같은 식으로 원 편광판을 제작했다.
(실시예 8)
위상차판 A 대신에 위상차판 D를 사용한 것 이외에는, 실시예 4와 같은 식으로 원 편광판을 제작했다.
(비교예 1)
활성 에너지선 경화형 접착제 C 대신에 활성 에너지선 경화형 접착제 B를 사용한 것 이외에는, 실시예 4와 같은 식으로 원 편광판을 제작했다.
(비교예 2)
위상차판 A 대신에 위상차판 D를 사용한 것 이외에는, 비교예 1과 같은 식으로 원 편광판을 제작했다.
(참고예 1)
위상차판 A 대신에 위상차판 C를 사용한 것 이외에는, 비교예 1과 같은 식으로 원 편광판을 제작했다.
(참고예 2)
위상차판 A 대신에 위상차판 B를 사용한 것 이외에는, 비교예 1과 같은 식으로 원 편광판을 제작했다.
(13) 밀착성의 평가
얻어진 원 편광판의 제1 위상차층과 제2 위상차층 사이의 밀착성을 이하의 방법으로 평가했다.
(i) 위상차층 사이의 밀착성 평가용 샘플의 제작
두께가 50 ㎛인 시클로올레핀계 수지 필름(닛폰제온가부시키가이샤 제조 「ZF-14-50」) 상에 코로나 처리를 실시하여, (12)에서 제작한 각 원 편광판의 박리 필름을 박리한 면을 접합했다. 이어서, 원 편광판의 직선 편광판 측면에 코로나 처리를 실시하고, 박리 필름 구비 점착제층 (2)의 한쪽의 박리 필름을 박리한 면을 접합하여, 이것을 위상차층 사이의 밀착성 평가용 샘플로 했다.
(ii) 밀착성 평가 1(초기)
얻어진 밀착성 평가용 샘플을 길이 200 mm×폭 25 mm의 사이즈로 잘라내어, 직선 편광판 측의 점착제층을 통해 무알칼리 유리판에 접합했다. 이것을 온도 23℃, 상대 습도 60%의 분위기 하에서 1일 방치했다.
무알칼리 유리판에 접합한 평가용 샘플을, 제1 위상차층과 제2 위상차층 사이에서 180° 방향으로 박리 속도 300 mm/분으로 박리하는 박리 시험을 실시했다. 이때의 박리 강도(밀착력)〔N/25 mm〕를 가부시키가이샤시마즈세이사쿠쇼 제조의 「오토그라프 AGS-50NX」를 이용하여 측정했다. 표 1에 측정 결과를 나타낸다. 또한, 참고예 1 및 2에서는, 측정을 할 수 없을 정도로 제1 위상차층과 제2 위상차층이 밀착되어 있었다. 참고예 1 및 2에 있어서, 제1 위상차층과 제2 위상차층 사이의 박리 강도는 1.0 N/25 mm를 넘는다고 말할 수 있다.
(iii) 밀착성 평가 2(고습열 시험 후)
무알칼리 유리판에 접합한 평가용 샘플을 온도 80℃, 상대 습도 90% RH로 48시간 보존하는 고습열 시험을 실시한 후에, (ii)와 동일한 방법으로 제1 위상차층과 제2 위상차층 사이의 밀착성을 평가했다. 표 1에 측정 결과를 나타낸다. 또한, 참고예 1 및 2에서는, 측정할 수 없을 정도로 제1 위상차층과 제2 위상차층이 밀착되어 있었다. 참고예 1 및 2에 있어서, 제1 위상차층과 제2 위상차층 사이의 박리 강도는 1.0 N/25 mm를 넘는다고 말할 수 있다.
(14) 내구성 평가
얻어진 원 편광판의 외력에 대한 내구성을 이하의 방법으로 평가했다.
(i) 내구성 평가 1(초기)
얻어진 원 편광판에 대하여, 외력에 대한 내구성의 지표로서, JIS D0202-1988에 준거한 크로스해치 시험(JIS에서의 「크로스컷 부착성 시험」)에 의한 평가를 실시했다. 원 편광판의 제2 위상차층 측의 박리 필름을 박리하여, 점착제층 (2)를 통해 유리에 접합했다. 유리면과 반대측의 직선 편광판 측에 커터나이프로 네 변이 1 mm인 정사각형의 바둑칸을 100개 새기고, 점착 테이프(폭 25 mm, 니치반 제조)를 완전히 부착시켰다. 이어서, 점착 테이프를 상기 면에 대하여 90° 방향으로 떼어냈다. 100개의 바둑칸 중 벗겨지지 않고서 남은 바둑칸의 수로 외력에 대한 내구성을 평가했다. 남은 바둑칸의 수가 95∼100/100인 경우를 A, 50∼95/100인 경우를 B, 0∼49/100인 경우를 C로 했다. 표 1에 평가 결과를 나타낸다.
(ii) 내구성 평가 2(고습열 시험 후)
얻어진 편광판을 온도 80°, 상대 습도 90% RH로 48시간 보존하는 고습열 시험을 행한 후에, (i)과 동일한 방법으로 외력에 대한 내구성을 평가했다. 표 1에 평가 결과를 나타낸다.
Figure pat00023
1: 편광판, 2: 화상 표시 장치, 10: 직선 편광판, 21: 제1 접합층, 30: 위상차판, 31: 제1 위상차층, 32: 제2 위상차층, 40: 화상 표시 패널.

Claims (6)

  1. 직선 편광판과, 제1 접합층과, 위상차판이, 이 순서로 적층되어 이루어지는 편광판으로서,
    상기 위상차판은,
    제1 위상차층과 제2 위상차층을 갖고,
    상기 제1 위상차층 및 상기 제2 위상차층은 액정 화합물의 경화물을 포함하고,
    상기 제1 위상차층과 상기 제2 위상차층 사이의 박리 강도가 1.0 N/25 mm 이하이고,
    상기 제1 접합층은 온도 23℃에서의 인장 저장 탄성률이 10 MPa 이하인 점접착제로 이루어지는 편광판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 위상차판은, 상기 제1 위상차층과 상기 제2 위상차층 사이에, 배향막만을 갖거나, 또는 개재하는 다른 층을 갖지 않는 편광판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 직선 편광판은 편광자를 갖고,
    상기 편광자는 두께가 15 ㎛ 이하인 편광판.
  4. 제3항에 있어서, 상기 직선 편광판은 상기 편광자의 상기 제1 접합층과는 반대측의 표면에 형성된 보호 필름을 갖고,
    상기 보호 필름은 두께가 30 ㎛ 이하인 편광판.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 위상차층은 역분산성의 λ/4층인 편광판.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 위상차층은 포지티브 C 플레이트인 편광판.
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